2023-2024学年高一数学苏教版2019必修第一册同步试题 8.1 二分法与求方程近似值(含解析)

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名称 2023-2024学年高一数学苏教版2019必修第一册同步试题 8.1 二分法与求方程近似值(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 数学
更新时间 2023-09-13 17:57:27

文档简介

第8章 8.1二分法与求方程近似值(练习)
考试时间:120分钟 试卷总分:150分
班级 姓名:
选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.若函数在区间[1,1.5]内的一个零点附近函数值用二分法逐次计算,列表如下:
x 1 1.5 1.25 1.375 1.3125
f(x) -1 0.875 -0.2969 0.2246 -0.05151
那么方程的一个近似根(精确度为0.1)可以为(  )
A.1.3 B.1.32 C.1.4375 D.1.25
【答案】B
【解析】由,,且为连续函数,由零点存在性定理知:区间内存在零点,故方程的一个近似根可以为1.32,B选项正确,其他选项均不可.
故选:B
2.用二分法研究函数的零点时,第一次经过计算得,,则其中一个零点所在区间和第二次应计算的函数值分别为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【解析】因为,
由零点存在性知:零点,
根据二分法,第二次应计算,即,
故选:D.
3.函数的零点所在的区间是( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
【答案】B
【解析】:因为函数均为上的单调递减函数,
所以函数在上单调递减,
因为,,
所以函数的零点所在的区间是.
故选:B
4.函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】,,
且函数的定义域是,定义域内是增函数,也是增函数,所以是增函数,且,
所以函数的零点所在的区间为.
故选:B
5.已知函数若关于x的方程恰有三个不相等的实数解,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】函数的图像如下图所示:
若关于x的方程恰有三个不相等的实数解,
则函数的图像与直线有三个交点,
若直线经过原点时,m=0,
若直线与函数的图像相切,令,令.
故.
故选:D.
6.已知函数,函数有三个零点,则的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】:根据题意画出函数的图象,如图所示:
函数有三个零点,等价于函数与函数有三个交点,
当直线位于直线与直线之间时,符合题意,
由图象可知:,,
所以,
故选:D.
7.若函数的一个正零点附近的函数值用二分法计算,其参考数据如下:
那么方程的一个近似根(精确度0.1)为( ).
A.1.2 B.1.4 C.1.3 D.1.5
【答案】B
【解析】:因为,所以,所以函数在内有零点,因为,所以不满足精确度;
因为,所以,所以函数在内有零点,因为,所以不满足精确度;
因为,所以,所以函数在内有零点,因为,所以不满足精确度;
因为,所以,所以函数在内有零点,因为,所以满足精确度;
所以方程的一个近似根(精确度)是区间内的任意一个值(包括端点值),根据四个选项可知选B .
故选:B
8.对于函数,若,则称为函数的“不动点”;若,则称为函数的“稳定点”.如果函数的“稳定点”恰是它的“不动点”,那么实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为函数的“不动点”一定是“稳定点”,而函数的“稳定点”恰是它的“不动点”,即不存在非“不动点”的“稳定点”,
所以有解,但方程组无解,
由,得有解,
所以,解得
由得
两式相减,得,
因为,所以,
消去,得,
因为方程无解或仅有两个相等的实根,
所以,解得,
故a的取值范围是
故选:D.
二、多项选择题:(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得2分.)
9.已知函数,则( )
A.对任意的,函数都有零点.
B.当时,对,都有成立.
C.当时,方程有4个不同的实数根.
D.当时,方程有2个不同的实数根.
【答案】AC
【解析】当时,;当时,;
所以当时,函数只有个零点,当时,函数只有个零点,
时,函数只有个零点,故A正确;
当时,由指数函数与二次函数的单调性知,函数为单调递增函数,故B错;
当时,令,由得或,作出函数的图象
如图所示,当时,方程有两个解;方程有两个解;
所以方程有4个不同的实数根,故C正确;
当时,方程,则,如图所示,有1个不同的交点,
则故D错误.
故选:AC
10.已知函数,如果函数恰有两个零点,那么实数的取值范围可以是( )
A. B. C. D..
【答案】BD
【解析】在同一平面直角坐标系中,作出函数的图象,如图,
由图象可知,当时,函数f (x)有两个零点和,当时,函数f (x)有两个零点和.
故选:BD
11.定义域和值域均为的函数和的图象如图所示,其中,下列四个结论中正确的有( )
A.方程有且仅有三个解 B.方程有且仅有三个解
C.方程有且仅有八个解 D.方程有且仅有一个解
【答案】ABD
【解析】由图象可知,对于方程,当或,方程只有一解;
当时,方程只有两解;当时,方程有三解;
对于方程,当时,方程只有唯一解.
对于A选项,令,则方程有三个根,,,
方程、、均只有一解,
所以,方程有且仅有三个解,A选项正确;
对于B选项,令,方程只有一解,
方程只有三解,所以,方程有且仅有三个解,B选项正确;
对于C选项,设,方程有三个根,,,
方程有三解,方程有三解,方程有三解,
所以,方程有且仅有九个解,C选项错误;
对于D选项,令,方程只有一解,方程只有一解,
所以,方程有且仅有一个解,D选项正确.
故选:ABD.
12.关于函数,下列描述正确的有( )
A.在区间上单调递增 B. 的图象关于直线对称
C.若则 D.有且仅有两个零点
【答案】ABD
【解析】根据图象变换作出函数的图象(,作出的图象,
再作出其关于轴对称的图象,然后向右平移2个单位,
最后把轴下方的部分关于轴翻折上去即可得),如图,
由图象知在是单调递增,A正确,函数图象关于直线对称,B正确;
,直线与函数图象相交可能是4个交点,如图,
如果最左边两个交点横坐标分别是,则不成立,C错误,
与轴仅有两个公共点,即函数仅有两个零点,D正确.
故选:ABD.
三、填空题:(本题共4小题,每小题5分,共20分)
13.已知函数在上有且仅有2个零点,则整数的值为________.
【答案】1
【解析】依题意,.由得,
要使函数在有且只有个零点,
则需,即,
所以整数的值为1.
故答案为:1
14.已知函数若函数恰有8个零点,则的范围为___________.
【答案】
【解析】画出函数的图像如图所示,
设,由,得.
因为有8个零点,
所以方程有4个不同的实根,
结合的图像可得在内有4个不同的实根.
所以方程必有两个不等的实数根,
即在内有2个不同的实根,
画出函数的图象,如图所示:
结合图像可知,
,故.
15.当时,.若函数没有零点,则正实数的取值范围是___________.
【答案】
【解析】当时,
当时,可化为
作出函数与的图象
由图可知当时,要使得函数没有零点
必须满足,解得
当时,要使得函数没有零点
必须满足或者,解得或
综上,
故答案为:
26.已知函数,().若函数是偶函数,则___________;若函数存在两个零点,则的一个取值是___________.
【答案】 答案不唯一.
【解析】由已知得,因是偶函数,则有,
所以,解得a=0;
函数存在两个零点,即方程有两个根,
而,函数单调递减,且
方程与各有一个根,从而a<2且a<-2,所以a<-2,取a=-3,答案不唯一.
故答案为:0;答案不唯一.
四、解答题:(本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.已知函数f(x)=3x2-5x+a.
(1)若函数f(x)有两个零点,求实数a的取值范围;
(2)若函数f(x)的一个零点在(-2,0)内,另一个零点在(1,3)内,求实数a的取值范围.
【答案】(1);(2)(-12,0).
【解析】(1)由题意得Δ=25-4×3×a>0,解得.所以a的取值范围是.
(2)由草图可知
得,解得.所以a的取值范围是
18.用二分法求函数在区间内的零点(精确到0.1).
【答案】
【解析】由题,可取区间作为计算初始区间,
用二分法逐步计算,列表如下:
端点或中点横坐标 计算端点或中点的函数值 定区间
函数在区间内的零点为
19.已知函数(m∈R).
(1)若关于x的方程在区间上有三个不同解,求m与的值;
(2)对任意,都有,求m的取值范围.
【答案】(1)m=4,;
(2).
【解析】(1),
设,在上,则,
若有三个不同解,则有两个不同的根,其中,,
所以,得:m=4,
由得:,
由,知:两个解关于对称,即,
综上,;
(2)由(1),当时,,
要使恒成立,即,得,
当t=0时,不等式恒成立,
当t>0时,恒成立,又,当且仅当时取等号,此时,
当t<0时,,而时为减函数,而,此时,
综上,实数m的取值范围是.
20.已知函数,k∈R.
(1)若为偶函数,求k的值;
(2)若有且仅有一个零点,求k的取值范围;
(3)求在区间[0,2]上的最大值.
【答案】(1);
(2);
(3)当时最大值为;当时最大值为0.
【解析】(1)∵为偶函数,
∴,即,解得k=0,经检验k=0符合题意;
(2)由题意得,方程有且仅有一个解,显然,x=1已是该方程的解,
当x≥1时,方程化为;当x<1时,方程化为;
∴(x≥1)有且仅有一个等于1的解或无解且(x<1)无解,
又x=1时,k=2,此时x=3也是方程的解,不合题意,
∴关于x的方程(x≥1)、(x<1)均无解,可得k<2且k≤2,
综上,k≤2,即实数k的取值范围为(∞,2].
(3)当x∈[0,2]时,,
∵在 [0,2]上由两段抛物线段组成,且两个抛物线开口均向上,
∴最大值只可能是其中之一,
又,,,显然,
∴当k<3时,所求最大值为;当k≥3时,所求最大值为.
21.已知函数的图象关于直线x=1对称,且函数为偶函数,函数.
(1)求函数的表达式;
(2)求证:方程在区间上有唯一实数根;
(3)若存在实数m,使得,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【解析】(1)∵的图象关于直线x=1对称,
∴.
又为偶函数,∴,.
∴.
(2)设,∵,,∴.
又,在区间上均单调递减,
∴在区间上单调递减,
∴在区间上存在唯一零点.
∴方程在区间上有唯一实数根.
(3)由题可知,,
若存在实数m,使得,则,
即,解得.
∴n的取值范围是.
22.已知函数为常数,.请在下面四个函数:①,②,③,④中选择一个函数作为,使得是偶函数.
(1)求的表达式;
(2)设函数,若方程只有一个解,求的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【解析】(1)若选①,,则,为偶函数;
又,
不是偶函数,不合题意;
若选②,定义域为,不关于原点对称,为非奇非偶函数,不合题意;
若选③,,

若为偶函数,则,,解得:,

若选④,,

若为偶函数,则,,即;
为常数,不恒成立,即为偶函数不恒成立,不合题意;
综上所述:;
(2)由(1)得:只有一个解,
整理可得:,
,即,
令,则,
①当时,,解得:(舍);
②当时,,,解得:,
即在上有且仅有一个解;
令,则对称轴为,
则需,;
③当时,,,解得:,
即在上有且仅有一个解;
令,则对称轴为,
,,则需,解得:;
综上所述:的取值范围为.第8章 8.1二分法与求方程近似值(练习)
考试时间:120分钟 试卷总分:150分
班级 姓名:
选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.若函数在区间[1,1.5]内的一个零点附近函数值用二分法逐次计算,列表如下:
x 1 1.5 1.25 1.375 1.3125
f(x) -1 0.875 -0.2969 0.2246 -0.05151
那么方程的一个近似根(精确度为0.1)可以为(  )
A.1.3 B.1.32 C.1.4375 D.1.25
2.用二分法研究函数的零点时,第一次经过计算得,,则其中一个零点所在区间和第二次应计算的函数值分别为( )
A., B.,
C., D.,
3.函数的零点所在的区间是( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
4.函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
5.已知函数若关于x的方程恰有三个不相等的实数解,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
6.已知函数,函数有三个零点,则的取值范围是
A. B. C. D.
7.若函数的一个正零点附近的函数值用二分法计算,其参考数据如下:
那么方程的一个近似根(精确度0.1)为( ).
A.1.2 B.1.4 C.1.3 D.1.5
8.对于函数,若,则称为函数的“不动点”;若,则称为函数的“稳定点”.如果函数的“稳定点”恰是它的“不动点”,那么实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得2分.)
9.已知函数,则( )
A.对任意的,函数都有零点.
B.当时,对,都有成立.
C.当时,方程有4个不同的实数根.
D.当时,方程有2个不同的实数根.
10.已知函数,如果函数恰有两个零点,那么实数的取值范围可以是( )
A. B. C. D..
11.定义域和值域均为的函数和的图象如图所示,其中,下列四个结论中正确的有( )
A.方程有且仅有三个解 B.方程有且仅有三个解
C.方程有且仅有八个解 D.方程有且仅有一个解
12.关于函数,下列描述正确的有( )
A.在区间上单调递增 B. 的图象关于直线对称
C.若则 D.有且仅有两个零点
三、填空题:(本题共4小题,每小题5分,共20分)
13.已知函数在上有且仅有2个零点,则整数的值为________.
14.已知函数若函数恰有8个零点,则的范围为___________.
15.当时,.若函数没有零点,则正实数的取值范围是___________.
26.已知函数,().若函数是偶函数,则___________;若函数存在两个零点,则的一个取值是___________.
四、解答题:(本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.已知函数f(x)=3x2-5x+a.
(1)若函数f(x)有两个零点,求实数a的取值范围;
(2)若函数f(x)的一个零点在(-2,0)内,另一个零点在(1,3)内,求实数a的取值范围.
18.用二分法求函数在区间内的零点(精确到0.1).
19.已知函数(m∈R).
(1)若关于x的方程在区间上有三个不同解,求m与的值;
(2)对任意,都有,求m的取值范围.
20.已知函数,k∈R.
(1)若为偶函数,求k的值;
(2)若有且仅有一个零点,求k的取值范围;
(3)求在区间[0,2]上的最大值.
21.已知函数的图象关于直线x=1对称,且函数为偶函数,函数.
(1)求函数的表达式;
(2)求证:方程在区间上有唯一实数根;
(3)若存在实数m,使得,求实数的取值范围.
22.已知函数为常数,.请在下面四个函数:①,②,③,④中选择一个函数作为,使得是偶函数.
(1)求的表达式;
(2)设函数,若方程只有一个解,求的取值范围.