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- 2021-06-21 发布
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第二章 第九节 函数与方程
课下作业
命 题 报 告
难度及题号
知识点
容易题
(题号)
中等题
(题号)
稍难题
(题号)
函数零点的判定
1、3
8、9、10
二 分 法
2、4
7
函数零点的综合应用
5、6
11、12
一、选择题
1.(2009·衡阳检测)已知函数则函数零点个数为 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:只要画出分段函数的图象,就可以知道图象与x轴有三个交点,即函数的零点有
3个.
答案:C
2.下列函数图象与x轴均有公共点,其中能用二分法求零点的是 ( )
解析:能用二分法求零点的函数必须在给定区间[a,b]上连续不断,并且有f(a)·f(b)<
0.A、B中不存在f(x)<0,D中函数不连续.故选C.
答案:C
3.设f(x)=x3+bx+c是[-1,1]上的增函数,且f(-)·f()<0,则方程f(x)=0在[-1,1]内( )
A.可能有3个实数根 B.可能有2个实数根 C.有唯一的实数根 D.没有实数根
解析:由f(x)在[-1,1]上是增函数,且f(-)·f()<0,知f(x)在[-,]上有唯一实数
根,所以方程f(x)=0在[-1,1]上有唯一实数根.
答案:C
4.若函数f(x)在(1,2)内有一个零点,要使零点的近似值满足精确度为0.01,则对区间(1,2)至少二等分 ( )
A.5次 B.6次 C.7次 D.8次
解析:设对区间(1,2)至少二等分n次,此时区间长为1,第1次二等分后区间长为,第2次二等分后区间长为,第3次二等分后区间长为,…,第n次二等分后区间长为依题意得<0.01,∴n>log2100.由于60,g(3)>0,g(4)>0,易知函数
g(x)的零点所在区间为(1,2).
答案:B
二、填空题
7.用二分法研究函数f(x)=x3+3x-1的零点时,第一次经计算f(0)<0,f(0.5)>0,可得其中一个零点x0∈ ,第二次应计算 ,这时可判断x0∈ .
解析:由二分法知x0∈(0,0.5),取x1=0.25,
这时f(0.25)=0.253+3×0.25-1<0,
故x0∈(0.25,0.5).
答案:(0,0.5) f(0.25) (0.25,0.5)
8.已知函数f(x)=2mx+4,若在[-2,1]上存在x0,使f(x0)=0,则实数m的取值范围
是 .
解析:由题意知m≠0,∴f(x)是单调函数.
又在[-2,1]上存在x0,使f(x0)=0,
∴f(-2)f(1)≤0,
即(-4m+4)(2m+4)≤0,解得m≤-2,或m≥1.
答案:m≤-2,或m≥1
9.(2009·山东高考)若函数f(x)=ax-x-a(a>0,且a≠1)有两个零点,则实数a的取值范围是 .
解析:令g(x)=ax(a>0,且a≠1),h(x)=x+a,分0<a<1,a>1两种情况.在同一坐标
系中画出两个函数的图象,如图,若函数f(x)=ax-x-a有两个不同的零点,则函数
g(x),h(x)的图象有两个不同的交点.根据画出的图象只有当a>1时符合题目要求.
答案:(1,+∞)
三、解答题
10.已知函数f(x)=x3-x2++.
证明:存在x0∈(0,),使f(x0)=x0.
证明:令g(x)=f(x)-x.
∵g(0)=,g()=f()-=-,
∴g(0)·g()<0.
又函数g(x)在[0,]上连续,
所以存在x0∈(0,),使g(x0)=0.
即f(x0)=x0.
11.已知函数f(x)=4x+m·2x+1有且仅有一个零点,求m的取值范围,并求出该零点.
解:∵f(x)=4x+m·2x+1有且仅有一个零点,
即方程(2x)2+m·2x+1=0仅有一个实根.
设2x=t(t>0),则t2+mt+1=0.
当Δ=0,即m2-4=0,
∴m=-2时,t=1;m=2时,t=-1不合题意,舍去,
∴2x=1,x=0符合题意.
当Δ>0,即m>2或m<-2时,
t2+mt+1=0有一正一负根,
即t1t2<0,这与t1t2>0矛盾.
∴这种情况不可能.
综上可知:m=-2时,f(x)有唯一零点,该零点为x=0.
12.若函数f(x)=ax3-bx+4,当x=2时,函数f(x)有极值-.
(1)求函数的解析式;
(2)若关于x的方程f(x)=k有三个零点,求实数k的取值范围.
解:由题意可知f′(x)=3ax2-b,
(1)于是
故所求的解析式为f(x)=x3-4x+4.
(2)由(1)可知f′(x)=x2-4=(x-2)(x+2),
令f′(x)=0,得x=2,或x=-2.
当x变化时f′(x)、f(x)的变化情况如下表所示:
X
(-∞,-2)
-2
(-2,2)
2
(2,+∞)
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
单调递增
单调递减
单调递增
因此,当x=-2时,f(x)有极大值;
当x=2时,f(x)有极小值-.
所以函数的大致图象如图.
故实数k的取值范围是
-<k<.
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