课时分层作业(二十五) 零点的存在性及其近似值的求法
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.下列函数中,不能用二分法求零点的是( )
A.f(x)=2x+3
B.f(x)=x2+2x-6
C.f(x)=x2-2x+1
D.f(x)=2x-1
2.下列关于函数f(x),x∈[a,b]的命题中,正确的是( )
A.若x0∈[a,b]且满足f(x0)=0,则x0是f(x)的一个零点
B.若x0是f(x)在[a,b]上的零点,则可以用二分法求x0的近似值
C.函数f(x)的零点是方程f(x)=0的根,但f(x)=0的根不一定是函数f(x)的零点
D.用二分法求方程的根时,得到的都是近似解
3.若函数f(x)=2ax2-x-1在(0,1)内恰有一个零点,则a的取值范围是( )
A.a<-1
B.a>1
C.-1<a<1
D.0≤a<1
4.函数y=
f(x)的图像在区间[1,4]上是连续不断的曲线,且
f(1)·
f(4)<0,则函数y=
f(x)( )
A.在(1,4)内有且仅有一个零点
B.在(1,4)内至少有一个零点
C.在(1,4)内至多有一个零点
D.在(1,4)内不一定有零点
5.若函数f(x)=x3+x2-2x-2的一个零点(正数)附近的函数值用二分法逐次计算,参考数据如下表:
f(1)=-2
f(1.5)=0.625
f(1.25)≈-0.984
f(1.375)≈-0.260
f(1.437
5)≈0.162
f(1.406
25)≈-0.054
那么方程x3+x2-2x-2=0的一个近似解(精确度为0.04)为( )
A.1.5
B.1.25
C.1.375
D.1.437
5
二、填空题
6.(一题两空)用二分法研究函数f(x)=x3+3x-1的零点时,第一次经计算得f(0)<0,f(0.5)>0,可得其中一个零点x0∈________,第二次应计算________.
7.函数f(x)=2-(x∈[-1,1])的零点个数为
________.
8.在26枚崭新的金币中,有一枚外表与真金币完全相同的假币(质量小一点),现在只有一台天平,则应用二分法的思想,最多称________次就可以发现这枚假币.
三、解答题
9.2019年8月8日05:28中国台湾发生了6.7级地震,地震发生后,停水断电,交通受阻.已知A地到B地的电话线路发生故障(假设线路只有一处发生故障),这是一条10
km长的线路,每隔50
m有一根电线杆,如何迅速查出故障所在?
10.甲从A地以每小时60
km的速度向B地匀速行驶,15分钟后,乙从A地出发加速向甲追去,已知乙距A地的路程s(km)与时间t(h)的关系为s=20t2,求乙多长时间可追上甲.(精确到0.1)
11.若函数f(x)在区间[a,b]上为单调函数,且图像是连续不断的曲线,则下列说法中正确的是( )
A.函数f(x)在区间[a,b]上不可能有零点
B.函数f(x)在区间[a,b]上一定有零点
C.若函数f(x)在区间[a,b]上有零点,则必有f(a)·f(b)<0
D.若函数f(x)在区间[a,b]上没有零点,则必有f(a)·f(b)>0
12.(多选题)函数f(x)=x3-2x2+3x-6的零点所在的区间可能是( )
A.
B.
C.
D.
13.已知函数f(x)=若函数g(x)=f(x)-m有3个零点,则实数m的取值范围是________.
14.方程|x2-2x|=a2+1(a>0)的解的个数是________.
15.已知函数f(x)=3ax2+2bx+c,a+b+c=0,f(0)>0,f(1)>0.
(1)证明a>0;
(2)利用二分法证明方程f(x)=0在[0,1]内有两个实根.
课时分层作业(二十五) 零点的存在性及其近似值的求法
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.下列函数中,不能用二分法求零点的是( )
A.f(x)=2x+3
B.f(x)=x2+2x-6
C.f(x)=x2-2x+1
D.f(x)=2x-1
C [因为f(x)=x2-2x+1=(x-1)2≥0,即含有零点的区间[a,b]不满足f(a)·f(b)<0,故选C.]
2.下列关于函数f(x),x∈[a,b]的命题中,正确的是( )
A.若x0∈[a,b]且满足f(x0)=0,则x0是f(x)的一个零点
B.若x0是f(x)在[a,b]上的零点,则可以用二分法求x0的近似值
C.函数f(x)的零点是方程f(x)=0的根,但f(x)=0的根不一定是函数f(x)的零点
D.用二分法求方程的根时,得到的都是近似解
A [使用“二分法”必须满足“二分法”的使用条件,B不正确;f(x)=0的根也一定是函数f(x)的零点,C不正确;用二分法求方程的根时,得到的也可能是精确解,D不正确,只有A正确.]
3.若函数f(x)=2ax2-x-1在(0,1)内恰有一个零点,则a的取值范围是( )
A.a<-1
B.a>1
C.-1<a<1
D.0≤a<1
B [由题意知f(0)·f(1)<0,即
(-1)·(2a-2)<0,∴a>1.故选B.]
4.函数y=
f(x)的图像在区间[1,4]上是连续不断的曲线,且
f(1)·
f(4)<0,则函数y=
f(x)( )
A.在(1,4)内有且仅有一个零点
B.在(1,4)内至少有一个零点
C.在(1,4)内至多有一个零点
D.在(1,4)内不一定有零点
B [可作出y=f(x)图像的草图(图略),知y=
f(x)在[1,4]内至少有一个零点.故选B.]
5.若函数f(x)=x3+x2-2x-2的一个零点(正数)附近的函数值用二分法逐次计算,参考数据如下表:
f(1)=-2
f(1.5)=0.625
f(1.25)≈-0.984
f(1.375)≈-0.260
f(1.437
5)≈0.162
f(1.406
25)≈-0.054
那么方程x3+x2-2x-2=0的一个近似解(精确度为0.04)为( )
A.1.5
B.1.25
C.1.375
D.1.437
5
D [由参考数据知,f(1.406
25)≈-0.054,f(1.437
5)≈0.162,即f(1.406
25)·f(1.437
5)<0,且1.437
5-1.406
25=0.031
25<0.04,所以方程的一个近似解可取为1.43
75,故选D.]
二、填空题
6.(一题两空)用二分法研究函数f(x)=x3+3x-1的零点时,第一次经计算得f(0)<0,f(0.5)>0,可得其中一个零点x0∈________,第二次应计算________.
(0,0.5) f(0.25) [∵f(0)<0,f(0.5)>0,∴f(0)·f(0.5)<0,故f(x)的一个零点x0∈(0,0.5),利用二分法,则第二次应计算f=f(0.25).]
7.函数f(x)=2-(x∈[-1,1])的零点个数为
________.
1 [令2-=0,解得x=0,∴f(x)在[-1,1]上仅有1个零点.]
8.在26枚崭新的金币中,有一枚外表与真金币完全相同的假币(质量小一点),现在只有一台天平,则应用二分法的思想,最多称________次就可以发现这枚假币.
4 [将26枚金币平均分成两份,分别放在天平两端,则假币一定在质量小的那13枚金币里面;从这13枚金币中拿出1枚,然后将剩下的12枚金币平均分成两份,分别放在天平两端,若天平平衡,则假币一定是拿出的那一枚,若不平衡,则假币一定在质量小的那6枚金币里面;将这6枚金币平均分成两份,分别放在天平两端,则假币一定在质量小的那3枚金币里面;从这3枚金币中任拿出2枚,分别放在天平两端,若天平平衡,则剩下的那一枚即是假币,若不平衡,则质量小的那一枚即是假币.综上可知,最多称4次就可以发现这枚假币.]
三、解答题
9.2019年8月8日05:28中国台湾发生了6.7级地震,地震发生后,停水断电,交通受阻.已知A地到B地的电话线路发生故障(假设线路只有一处发生故障),这是一条10
km长的线路,每隔50
m有一根电线杆,如何迅速查出故障所在?
[解] 如图,
可首先从中点C开始检查,若AC段正常,则故障在BC段;再从BC段中点D检查,若CD段正常,则故障在BD段;再从BD段中点E检查,……,如此这般,每检查一次就可以将待查的线路长度缩短一半,经过7次查找,将故障范图缩小到50~100
m之间,即可迅速找到故障所在.
10.甲从A地以每小时60
km的速度向B地匀速行驶,15分钟后,乙从A地出发加速向甲追去,已知乙距A地的路程s(km)与时间t(h)的关系为s=20t2,求乙多长时间可追上甲.(精确到0.1)
[解] 设乙经过t(h)可追上甲,
则60=20t2,整理得4t2-12t-3=0,
设f(t)=4t2-12t-3,
∵f(3)=-3<0,f(4)=13>0,
∴函数f(t)=4t2-12t-3在(3,4)上必有一零点,即方程4t2-12t-3=0在(3,4)上必有一实数根.
设该实数根为t0,则t0∈(3,4),用二分法可知:t0∈(3,3.5),t0∈(3,3.25),t0∈(3.125,3.25),t0∈(3.187
5,3.25),t0∈(3.218
75,3.25),t0∈(3.218
75,3.234
375).由于区间的两个端点值精确到0.1时都是3.2,故t0=3.2,即乙需3.2小时可追上甲.
11.若函数f(x)在区间[a,b]上为单调函数,且图像是连续不断的曲线,则下列说法中正确的是( )
A.函数f(x)在区间[a,b]上不可能有零点
B.函数f(x)在区间[a,b]上一定有零点
C.若函数f(x)在区间[a,b]上有零点,则必有f(a)·f(b)<0
D.若函数f(x)在区间[a,b]上没有零点,则必有f(a)·f(b)>0
D [函数f(x)在区间[a,b]上为单调函数,如果f(a)·f(b)<0,可知函数在(a,b)上有一个零点,
如果f(a)·f(b)>0,可知函数在[a,b]上没有零点,
所以函数f(x)在区间[a,b]上可能没有零点,也可能有零点,所以A不正确;
函数f(x)在区间[a,b]上可能有零点,也可能没有零点;所以B不正确;
若函数f(x)在区间[a,b]上有零点,则可能f(a)·f(b)<0,也可能f(a)·f(b)=0所以C不正确;
若函数f(x)在区间[a,b]上没有零点,则必有f(a)·f(b)>0,正确;故选D.]
12.(多选题)函数f(x)=x3-2x2+3x-6的零点所在的区间可能是( )
A.
B.
C.
D.
AD [由于f(0)<0,f(-2)<0,f(4)>0,
f(1)<0,f>0,f<0,
所以零点在区间,内.]
13.已知函数f(x)=若函数g(x)=f(x)-m有3个零点,则实数m的取值范围是________.
(0,1) [函数g(x)=f(x)-m有3个零点,可转化为函数y=f(x)与y=m的图像有三个交点.作出两函数的图像如图所示,
由图知,m的取值范围是(0,1).]
14.方程|x2-2x|=a2+1(a>0)的解的个数是________.
2 [(数形结合法)
∵a>0,∴a2+1>1.y=|x2-2x|和y=a2+1的图像如图所示,
∴y=|x2-2x|的图像与y=a2+1的图像总有2个交点.即方程|x2-2x|=a2+1有两解.]
15.已知函数f(x)=3ax2+2bx+c,a+b+c=0,f(0)>0,f(1)>0.
(1)证明a>0;
(2)利用二分法证明方程f(x)=0在[0,1]内有两个实根.
[证明] (1)∵f(1)>0,∴3a+2b+c>0,
即3(a+b+c)-b-2c>0.
∵a+b+c=0,∴-b-2c>0,则-b-c>c,即a>c,
∵f(0)>0,∴c>0,则a>0.
(2)在[0,1]内选取二等分点,
则f=a+b+c=a+(-a)=-a<0.
∵f(0)>0,f(1)>0,
∴f(x)在区间和上至少各有一个零点,
又f(x)最多有两个零点,从而f(x)=0在[0,1]内有两个实根.