高中数学一轮复习微专题第④季函数与方程及函数模型:第2节 零点的应用

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第2节 函数零点的应用

【基础知识】

函数零点的应用主要表现在利用零点求参数范围,若方程可解,通过解方程即可得出参数的范围,若

方程不易解或不可解,则将问题转化为构造两个函数,利用两个函数图象的关系求解,这样会使得问题变得直观、简单,这也体现了数形结合思想的应用.

【规律技巧】

已知函数有零点(方程有根)求参数取值范围常用的方法

(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围.

(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决.

(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.

【典例讲解】

例1、若关于x 的方程22x +2x a +a +1=0有实根,求实数a 的取值范围.

探究提高 对于“a =f (x )有解”型问题,可以通过求函数y =f (x )的值域来解决.

【变式探究】已知函数y =|x 2-1|x -1的图象与函数y =kx -2的图象恰有两个交点,则实数k 的取值范围是________.

【答案】(0,1)∪(1,4)

【解析】根据绝对值的意义,

y =|x 2-1|x -1=⎩⎪⎨⎪⎧

x +1x >1或x <-1,-x -1-1≤x <1. 在直角坐标系中作出该函数的图象,如图中实线所示.

根据图象可知,当0

例2、已知关于x 的二次方程x 2+2mx +2m +1=0.

(1)若方程有两根,其中一根在区间(-1,0)内,另一根在区间(1,2)内,求m 的范围;

(2)若方程两根均在区间(0,1)内,求m 的范围.

【解析】(1)由条件,抛物线f (x )=x 2+2mx +2m +1

与x 轴的交点分别在区间(-1,0)和(1,2)内,如图(1)所示,得

⎩⎪⎨⎪⎧ f 0=2m +1<0,f -1=2>0,f 1=4m +2<0,f 2=6m +5>0.⇒⎩⎪⎨⎪⎧ m <-12,m ∈R ,m <-12,m >-56.

即-56

.

【探究提高】

对二次函数的零点问题,可以采用根与系数的关系和判别式解决;比较复杂的题目,可利用二次函数的性质结合图象寻求条件.

【变式探究】 关于x 的一元二次方程x 2-2ax +a +2=0,当a 为何实数时:

(1)有两不同正根;

(2)不同两根在(1,3)之间;

(3)有一根大于2,另一根小于2;

(4)在(1,3)内有且只有一解.

【解析】(4)由已知条件f (1)f (3)<0,解得115

,x =3, 当f (1)=0,即a =3时,方程的两解为x =1,x =5,

可知115≤a <3.当⎩⎪⎨⎪⎧

Δ=0,1

≤a <3.

【针对训练】

1、已知32,(),x x a f x x x a

⎧≤=⎨>⎩,若存在实数b ,使函数()()g x f x b =-

有两个零点,则a 的取值范围是 .

【答案】),1()0,(+∞-∞ .

2、定义在),1(+∞上的函数)(x f 满足下列两个条件:(1)对任意的),1(+∞∈x 恒有

)(2)2(x f x f =成立;

(2)当(]2,1∈x 时,x x f -=2)(.记函数=)(x g )1()(--x k x f ,若函数)(x g 恰有两个零点,则实数k 的取值范围是( )

A .[)

2,1 B

【答案】D

3、直线b x y +=与曲线有且只有一个交点,则b 的取值范围是 ( )

A

B .11≤<-

b 或

C .11≤≤

-b 或

D .11≤≤-b

【答案】B

【练习巩固】

1、已知函数22()()(),()(1)(1)f x x a x bx c g x ax cx bx =+++=+++,集合{}()0,S x f x x ==∈R ,{}()0,T x g x x ==∈R ,记card ,card S T 分别为集合,S T 中的元素个数,那么

下列结论不正确的是( )

A .card 1,card 0S T ==

B .card 1,card 1S T ==

C .card 2,card 2S T ==

D .card 2,card 3S T ==

【答案】D

2、若平面直角坐标系内两点,P Q 满足条件:①,P Q 都在函数()f x f(x)的图象上;②,P Q 关于原点对称,则称点对(,P Q )是函数()f x 的一个“友好点对”(点对(,P Q )与点对(,Q P )

为同一个“友好点对”).已知函数()2241,02,0x x x x f x x e

⎧++<⎪=⎨≥⎪⎩,则()f x 的“友好点对”有

________个.

【答案】2

3、若函数()f x 在区间[]2,2-上的图象是连续不断的曲线,且()f x 在()2,2-内有一个零点,则()()22f f -的值 ( )

A .大于0

B .小于0

C .等于0

D .不能确定 易错分析:本题的解答错误在于没有正确理解函数零点的含义及存在性,事实上,当()f x 在(-2,2)内有一个零点,()2f -和()2f 的符号不能确定.

温馨提醒:对函数零点存在的判断需注意以下三点:①函数()y f x =在[],a b 上连续.②满足()()0f a f b ⋅<.③在(,)a b 内存在零点.上述方法只能求变号零点,对于非变号零点不能用上述方法求解.另外需注意的是:(1)若函数()f x 的图象在0x x =处与x 轴相切,则零点0x 通常称为不变号零点.(2)函数的零点不是点,它是函数()y f x =与x 轴交点的横坐标,是方程()0f x =的根.

4、已知a 是函数的零点,若00x a <<,则0()f x 的值满足( )

A .0()0f x =

B .0()0f x >

C .0()0f x <

D .0()f x 的符号不确定

【答案】C

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