8.1.1 函数的零点
1.函数f(x)=lg|x|的零点是( )
A.(1,0) B.(1,0)和(-1,0)
C.1 D.1和-1
2.函数f(x)=2x-3的零点所在的区间是( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(3,4)
3.函数f(x)=2x--a的一个零点在区间(1,2)内,则实数a的取值范围是( )
A.(1,3) B.(1,2)
C.(0,3) D.(0,2)
4.已知函数f(x)的图象是连续不断的,有如下x,f(x)的对应值表:
x 1 2 3 4 5 6
f(x) 15 10 -7 6 -4 -5
则函数f(x)在区间[1,6]上的零点至少有( )
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个
5.(多选)下列函数存在零点的是( )
A.y=x-
B.y=
C.y=logax2(a>0且a≠1)
D.y=
6.(多选)下列说法中正确的是( )
A.函数f(x)=x+1,x∈[-2,0]的零点为(-1,0)
B.函数f(x)=x+1,x∈[-2,0]的零点为-1
C.函数f(x)的零点,即函数f(x)的图象与x轴的交点
D.函数f(x)的零点,即函数f(x)的图象与x轴的交点的横坐标
7.请写出同时满足以下条件的一个函数: .
①该函数的定义域是R,且其图象是一条连续不断的曲线;
②该函数是偶函数;
③该函数恰有2个零点.
8.函数f(x)=|x-2|-ln x的零点的个数为 .
9.函数f(x)=9x-3x+1-10的零点为 .
10.判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出其零点:
(1)f(x)=-x2+2x-1;
(2)f(x)=x4-x2;
(3)f(x)=4x+5;
(4)f(x)=log3(x+1).
11.若函数f(x)在定义域{x|x∈R且x≠0}上是偶函数,且在(0,+∞)上单调递减,f(2)=0,则函数f(x)的零点( )
A.只有一个 B.只有两个
C.至少有两个 D.无法判断
12.(多选)已知定义域和值域均为[-a,a](a>0)的函数y=f(x)和y=g(x)的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.方程f[g(x)]=0有且仅有三个解
B.方程g[f(x)]=0有且仅有三个解
C.方程f[f(x)]=0有且仅有九个解
D.方程g[g(x)]=0有且仅有一个解
13.已知函数f(x)=3x+x,g(x)=log3x+2,h(x)=log3x+x的零点依次为a,b,c,则a,b,c的大小关系是 .(用“<”连接)
14.已知函数f(x)=x2+ax+b的零点是-1和2,判断函数g(x)=ax3+bx+4的零点所在的大致区间.
15.已知函数f(x)=2a·4x-2x-1.
(1)当a=1时,求函数f(x)的零点;
(2)若f(x)有零点,求a的取值范围.
8.1.1 函数的零点
1.D 函数f(x)的定义域为{x|x≠0},令f(x)=0,则lg|x|=0,解得x=±1,即函数f(x)的零点是1和-1.
2.B 因为f(1)=2-3=-1<0,f(2)=4-3=1>0,所以f(1)·f(2)<0,即f(x)的零点所在的区间为(1,2).
3.C 由条件可知f(1)f(2)<0,即(2-2-a)(4-1-a)<0,即a(a-3)<0,解得0<a<3.故选C.
4.B 由题表可知f(2)·f(3)<0,f(3)·f(4)<0,f(4)·f(5)<0,又函数f(x)的图象是连续不断的,故f(x)在区间[1,6]上至少有3个零点.
5.ABC 令y=0,得选项A和C中的函数的零点均为1和-1;选项B中函数的零点为-和1;只有选项D中函数无零点.
6.BD 根据函数零点的定义,可知f(x)=x+1,x∈[-2,0]的零点为-1,即函数f(x)的图象与x轴的交点的横坐标.因此B、D正确.
7.f(x)=x2-1(答案不唯一)
解析:因为函数为定义在R上的偶函数,且恰有两个零点,故可取f(x)=x2-1(答案不唯一).
8.2 解析:由题意知,函数f(x)的定义域为(0,+∞),函数f(x)在(0,+∞)内的零点就是方程|x-2|-ln x=0的根.令y1=|x-2|,y2=ln x(x>0),在同一平面直角坐标系中画出两个函数的图象如图所示,由图知,两个函数图象有两个交点,故方程|x-2|-ln x=0有2个根,即对应函数有2个零点.
9.log35 解析:由f(x)=9x-3x+1-10=0得(3x)2-3·3x-10=0,即(3x+2)·(3x-5)=0,∵3x>0,∴3x-5=0,解得x=log35,即函数零点为log35.
10.解:(1)令-x2+2x-1=0,解得x=1,
所以函数f(x)=-x2+2x-1的零点为1.
(2)令x4-x2=0,即x2(x-1)(x+1)=0,
解得x=0或x=1或x=-1,
故函数 f(x)=x4-x2的零点为0,-1和1.
(3)令4x+5=0,则4x=-5,
因为4x>0,-5<0,所以方程4x+5=0无实数解.
所以函数f(x)=4x+5不存在零点.
(4)令log3(x+1)=0,解得x=0,
所以函数f(x)=log3(x+1)的零点为0.
11.B 因为f(x)在(0,+∞)上单调递减,f(2)=0,所以f(x)在(0,+∞)上有且仅有一个零点2.又f(x)是偶函数,所以f(x)在(-∞,0)上有且仅有一个零点-2.故函数f(x)只有两个零点-2和2.
12.AD 设f(x)的零点为x1,x2,x3,且x1<x2<x3.由f[g(x)]=0,得g(x)=x1或g(x)=x2或g(x)=x3.由g(x)的图象可知满足条件的x的值有三个.故方程f[g(x)]=0有且仅有三个解,故A正确;同理,f[f(x)]=0最多有九个解,故C错误;因为g(x)=0有一个解,又g(x)每个对应的值只有一个相应的解,故g[g(x)]=0有且仅有一个解,而g[f(x)]=0最多有三个解,故B错误,D正确.
13.a<b<c 解析:画出函数y=3x,y=log3x,y=-x,y=-2的图象,如图所示,观察图象可知,函数f(x)=3x+x,g(x)=log3x+2,h(x)=log3x+x的零点依次是点A,B,C的横坐标,由图象可知a<b<c.
14.解:∵-1和2是函数f(x)=x2+ax+b的零点,
∴-1和2是x2+ax+b=0的两个实数解,
∴-1+2=-a,-1×2=b,即a=-1,b=-2.
∴g(x)=-x3-2x+4.
∵g(1)=1,g(2)=-8,g(1)g(2)<0,
∴g(x)在区间(1,2)内有零点.
又∵g(x)在R上是单调函数,
∴g(x)只有一个零点.
综上可知,函数g(x)的零点所在的大致区间为(1,2).
15.解:(1)当a=1时,f(x)=2·4x-2x-1.
令f(x)=0,即2·(2x)2-2x-1=0,
解得2x=1或2x=-(舍去).∴x=0,
∴函数f(x)的零点为0.
(2)若f(x)有零点,则方程2a·4x-2x-1=0有解,于是2a==()x+()x,
令()x=t,则g(t)=t+t2=(t+)2-.
∵t>0,∴g(t)在(0,+∞)上单调递增,其值域为(0,+∞),
∴2a>0,∴a>0,即a的取值范围是(0,+∞).
2 / 28.1.1 函数的零点
新课程标准解读 核心素养
1.结合学过的函数图象,了解函数零点与方程解的关系 数学抽象、直观想象、数学运算
2.结合具体连续函数及其图象的特点,了解函数零点存在定理,会判断函数零点的个数 直观想象、逻辑推理
奇奇,小东,小明,妙妙是要好的四位同学,他们的家都住在同一小河的附近,且具体位置如图所示,周末奇奇同学要骑自行车去妙妙家里玩.
【问题】 依据以下四种情境,画出奇奇同学的骑行较近路线的轨迹,并推断他与小河有过几次接触?
情境1:奇奇同学骑车直接去了妙妙家;
情境2:奇奇同学骑车到小河边的小东家约小东同学一起去妙妙家;
情境3:奇奇同学过桥到河对岸的小明家,约小明一起去妙妙家;
情境4:奇奇同学到河边小东家约了小东又过桥到了小明家,而后三人相约一起到妙妙家玩.
知识点 函数的零点
1.概念:把使函数y=f(x)的值为 的实数x称为函数y=f(x)的零点.
2.函数的零点、方程的根、图象与x轴的交点之间的关系
提醒 (1)函数的零点是实数,而不是点.如函数f(x)=x+1的零点是-1,而不是(-1,0);(2)并不是所有的函数都有零点,如函数f(x)=,y=x2+1均没有零点;(3)若函数有零点,则零点一定在函数的定义域内.
3.函数零点存在定理
若函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条 的曲线,且f(a)f(b) 0,则函数y=f(x)在区间(a,b)上有零点.
【想一想】
1.函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,f(a)f(b)<0时,能否判断函数在区间(a,b)上的零点个数?
2.函数y=f(x)在区间(a,b)上有零点,是不是一定有f(a)·f(b)<0?
1.下列图象表示的函数中有两个零点的是( )
2.函数f(x)=2x-的零点所在的区间是( )
A.(1,+∞) B.(,1)
C.(,) D.(,)
3.函数f(x)=x2+2x-15的零点是 .
题型一 零点的概念及求法
【例1】 (链接教科书第230页练习2题)判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出.
(1)f(x)=x2+2x+4;(2)f(x)=x3-x;
(3)f(x)=2x-3;(4)f(x)=1-log3x.
通性通法
函数零点的求法
(1)代数法:求方程f(x)=0的实数根,若存在实数根,则函数存在零点,否则函数不存在零点;
(2)几何法:与函数y=f(x)的图象联系起来,图象与x轴的交点的横坐标即为函数的零点.
【跟踪训练】
1.已知函数f(x)=x2+3(m+1)x+n的零点是1和2,则mn= .
2.已知函数f(x)=ax-b(a≠0)的零点为3,求函数g(x)=bx2+ax的零点.
题型二 函数零点的存在问题
【例2】 (链接教科书第229页例1、230页例2)
(1)求证:函数f(x)=x3-2x2+1在区间(-1,0)上存在零点;
(2)求证:函数f(x)=3x+2x-4有零点.
通性通法
确定函数f(x)零点所在区间的常用方法
(1)解方程法:当对应方程f(x)=0易解时,可先解方程,再看求得的根是否落在给定区间上;
(2)利用函数零点存在定理:首先看函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是否连续,再看是否有f(a)f(b)<0.若f(a)f(b)<0,则函数y=f(x)在区间(a,b)内必有零点;
(3)数形结合法:通过画函数图象,观察图象与x轴在给定区间上是否有交点来判断.
【跟踪训练】
1.f(x)=ex+x-2的零点所在的区间是( )
A.(-2,-1) B.(-1,0)
C.(0,1) D.(1,2)
2.(2024·淮安期末)函数f(x)=2x+2x-7的零点所在的区间为(k,k+1),则正整数k的值为 .
题型三 函数零点的个数问题
【例3】 判断函数f(x)=ln x+x2-3的零点个数.
通性通法
判断函数零点个数的4种常用方法
(1)利用方程根,转化为解方程,有几个不同的实数根就有几个零点;
(2)画出函数y=f(x)的图象,判定它与x轴的交点个数,从而判定零点的个数;
(3)结合单调性,利用函数零点存在定理,可判定y=f(x)在(a,b)上零点的个数;
(4)转化成两个函数图象的交点问题.
【跟踪训练】
已知0<a<1,则函数f(x)=ax-|logax|的零点个数为( )
A.2 B.3
C.4 D.0
1.若函数f(x)=ax+b(a≠0)的零点是2,则函数g(x)=ax2+bx的零点是( )
A.2 B.0和2
C.0 D.-2和0
2.已知定义在R上的函数f(x)的图象是连续不断的,且有如下对应值表:
x 1 2 3 4
f(x) 6.1 2.9 -3.5 -1
那么函数f(x)一定存在零点的区间是( )
A.(-∞,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(3,4)
3.对于函数f(x),若f(-1)f(3)<0,则( )
A.方程f(x)=0一定有一实数解
B.方程f(x)=0一定无实数解
C.方程f(x)=0一定有两实根
D.方程f(x)=0可能无实数解
4.函数f(x)=(x-1)(x2+3x-10)的零点有 个.
8.1.1 函数的零点
【基础知识·重落实】
知识点
1.0 2.x轴 f(x)=0 3.不间断 <
想一想
1.提示:只能判断有无零点,不能判断零点的个数.
2.提示:不一定,如f(x)=x2在区间(-1,1)上有零点0,但是f(-1)f(1)=1×1=1>0.
自我诊断
1.D 有两个零点就是函数图象与x轴有两个交点,故选D.
2.B 法一 ∵f()<0,f(1)>0,∴f()·f(1)<0,即函数f(x)的零点所在的区间为(,1).故选B.
法二 令f(x)=2x-=0,得2x=,令g(x)=2x,h(x)=,画出函数g(x)与h(x)的图象,由图象可知,g(x)与h(x)的交点在区间(,1)上.故选B.
3.3,-5 解析:令f(x)=0,即x2+2x-15=0,解得x=3或x=-5,所以函数f(x)=x2+2x-15的零点是3,-5.
【典型例题·精研析】
【例1】 解:(1)令x2+2x+4=0,由于Δ=22-4×1×4=-12<0,
所以方程x2+2x+4=0无实数解,
所以函数f(x)=x2+2x+4不存在零点.
(2)令x3-x=0,即x3-x=x(x2-1)=x(x-1)(x+1)=0,解得x=0,1,-1,
所以函数f(x)的零点为-1,0,1.
(3)令2x-3=0,解得x=log23,
所以函数f(x)=2x-3的零点是log23.
(4)令1-log3x=0,解得x=3,
所以函数f(x)=1-log3x的零点是3.
跟踪训练
1.4 解析:因为f(x)=x2+3(m+1)x+n的零点为1和2,所以1和2是方程x2+3(m+1)x+n=0的两个实数解,所以解得所以mn=4.
2.解:由已知得f(3)=0,即3a-b=0,则b=3a,故g(x)=3ax2+ax=ax(3x+1).
令g(x)=0,即ax(3x+1)=0,解得x=0或x=-.
所以函数g(x)=bx2+ax的零点为0和-.
【例2】 证明:(1)因为f(-1)=(-1)3-2(-1)2+1=-2<0,f(0)=1>0,
且函数f(x)在区间[-1,0]上的图象是不间断的,
所以函数f(x)在区间(-1,0)上存在零点.
(2)因为f(0)=30+2×0-4=-3<0,f(1)=31+2×1-4=1>0,
且函数f(x)在区间[0,1]上的图象是不间断的,
所以函数f(x)=3x+2x-4在区间(0,1)上有零点,
从而函数f(x)=3x+2x-4有零点.
跟踪训练
1.C 法一 ∵f(0)=-1<0,f(1)=e-1>0,∴f(x)在(0,1)内有零点.
法二 ex+x-2=0,即ex=2-x,∴原函数的零点所在区间即为函数y=ex和y=2-x的图象交点的横坐标所在的区间.如图,由图象可得函数y=ex和y=2-x的图象交点所在的区间为(0,1).
2.1 解析:因为函数f(x)=2x+2x-7在R上是增函数,且f(1)=2+2-7=-3<0,f(2)=4+4-7=1>0,所以f(x)的零点所在的区间为(1,2),所以正整数k的值为1.
【例3】 解:法一 函数对应的方程为ln x+x2-3=0,
所以原函数零点的个数即为函数y=ln x与y=3-x2的图象交点个数.
在同一平面直角坐标系中,作出两函数的图象(如图).
由图象知,函数y=3-x2与y=ln x的图象有一个交点.从而方程ln x+x2-3=0有一个根,即函数f(x)=ln x+x2-3有一个零点.
法二 由于f(1)=ln 1+12-3=-2<0,f(2)=ln 2+22-3=ln 2+1>0,
所以f(1)f(2)<0,
又f(x)=ln x+x2-3的图象在[1,2]上是连续的,所以f(x)在(1,2)上必有一个零点,
又f(x)在定义域(0,+∞)上是增函数,所以零点只有一个.
跟踪训练
A 函数f(x)=ax-|logax|(0<a<1)的零点个数,等价于函数y=ax和函数y=|logax|的图象的交点个数.如图所示,函数y=ax和函数y=|logax|的图象的交点个数为2,故0<a<1时,函数f(x)=ax-|logax|的零点个数为2.故选A.
随堂检测
1.B 由条件知f(2)=0,∴b=-2a,∴g(x)=ax2+bx=ax(x-2)的零点为0和2.故选B.
2.C 由表可知f(1)f(2)>0,f(2)f(3)<0,f(3)f(4)>0,由函数零点存在定理可知f(x)一定存在零点的区间是(2,3).故选C.
3.D ∵函数f(x)的图象在(-1,3)上未必连续,故尽管有f(-1)f(3)<0,但方程f(x)=0在(-1,3)上可能无实数解.
4.3 解析:∵f(x)=(x-1)(x2+3x-10)=(x-1)·(x+5)(x-2),∴由f(x)=0得x=-5或x=1或x=2.
3 / 3(共56张PPT)
8.1.1 函数的零点
新课程标准解读 核心素养
1.结合学过的函数图象,了解函数零点与方程
解的关系 数学抽象、直观想
象、数学运算
2.结合具体连续函数及其图象的特点,了解函
数零点存在定理,会判断函数零点的个数 直观想象、逻辑推理
目录
基础知识·重落实
01
典型例题·精研析
02
知能演练·扣课标
03
基础知识·重落实
01
课前预习 必备知识梳理
奇奇,小东,小明,妙妙是要好的四位同学,他们的家都住在同
一小河的附近,且具体位置如图所示,周末奇奇同学要骑自行车去妙
妙家里玩.
【问题】 依据以下四种情境,画出奇奇同学的骑行较近路线的轨
迹,并推断他与小河有过几次接触?
情境1:奇奇同学骑车直接去了妙妙家;
情境2:奇奇同学骑车到小河边的小东家约小东同学一起去妙妙家;
情境3:奇奇同学过桥到河对岸的小明家,约小明一起去妙妙家;
情境4:奇奇同学到河边小东家约了小东又过桥到了小明家,而后三
人相约一起到妙妙家玩.
知识点 函数的零点
1. 概念:把使函数 y = f ( x )的值为 的实数 x 称为函数 y = f
( x )的零点.
2. 函数的零点、方程的根、图象与 x 轴的交点之间的关系
0
提醒 (1)函数的零点是实数,而不是点.如函数 f ( x )= x +1
的零点是-1,而不是(-1,0);(2)并不是所有的函数都有零
点,如函数 f ( x )= , y = x2+1均没有零点;(3)若函数有零
点,则零点一定在函数的定义域内.
3. 函数零点存在定理
若函数 y = f ( x )在区间[ a , b ]上的图象是一条 的曲
线,且 f ( a ) f ( b ) 0,则函数 y = f ( x )在区间( a ,
b )上有零点.
不间断
<
【想一想】
1. 函数 y = f ( x )在区间[ a , b ]上的图象是连续不断的一条曲
线, f ( a ) f ( b )<0时,能否判断函数在区间( a , b )上
的零点个数?
提示:只能判断有无零点,不能判断零点的个数.
2. 函数 y = f ( x )在区间( a , b )上有零点,是不是一定有 f
( a )· f ( b )<0?
提示:不一定,如 f ( x )= x2在区间(-1,1)上有零点0,但是 f
(-1) f (1)=1×1=1>0.
1. 下列图象表示的函数中有两个零点的是( )
解析: 有两个零点就是函数图象与 x 轴有两个交点,故选D.
2. 函数 f ( x )=2 x - 的零点所在的区间是( )
A. (1,+∞) B. ( ,1)
C. ( , ) D. ( , )
解析: 法一 ∵ f ( )<0, f (1)>0,∴ f ( )· f (1)<
0,即函数 f ( x )的零点所在的区间为( ,1).故选B.
法二 令 f ( x )=2 x - =0,得2 x = ,令 g ( x )=2 x , h ( x )=
,画出函数 g ( x )与 h ( x )的图象,由图
象可知, g ( x )与 h ( x )的交点在区间( ,
1)上.故选B.
3. 函数 f ( x )= x2+2 x -15的零点是 .
解析:令 f ( x )=0,即 x2+2 x -15=0,解得 x =3或 x =-5,所
以函数 f ( x )= x2+2 x -15的零点是3,-5.
3,-5
典型例题·精研析
02
课堂互动 关键能力提升
题型一 零点的概念及求法
【例1】 (链接教科书第230页练习2题)判断下列函数是否存在零
点,如果存在,请求出.
(1) f ( x )= x2+2 x +4;
解:令 x2+2 x +4=0,由于Δ=22-4×1×4=-12<0,
所以方程 x2+2 x +4=0无实数解,
所以函数 f ( x )= x2+2 x +4不存在零点.
(2) f ( x )= x3- x ;
解:令 x3- x =0,即 x3- x = x ( x2-1)= x ( x -1)( x +
1)=0,解得 x =0,1,-1,
所以函数 f ( x )的零点为-1,0,1.
(3) f ( x )=2 x -3;
解:令2 x -3=0,解得 x =log23,
所以函数 f ( x )=2 x -3的零点是log23.
(4) f ( x )=1-log3 x .
解:令1-log3 x =0,解得 x =3,
所以函数 f ( x )=1-log3 x 的零点是3.
通性通法
函数零点的求法
(1)代数法:求方程 f ( x )=0的实数根,若存在实数根,则函数存
在零点,否则函数不存在零点;
(2)几何法:与函数 y = f ( x )的图象联系起来,图象与 x 轴的交点
的横坐标即为函数的零点.
【跟踪训练】
1. 已知函数 f ( x )= x2+3( m +1) x + n 的零点是1和2,则 mn
= .
解析:因为 f ( x )= x2+3( m +1) x + n 的零点为1和2,所以1和
2是方程 x2+3( m +1) x + n =0的两个实数解,所以
解得所以 mn =4.
4
2. 已知函数 f ( x )= ax - b ( a ≠0)的零点为3,求函数 g ( x )=
bx2+ ax 的零点.
解:由已知得 f (3)=0,即3 a - b =0,则 b =3 a ,故 g ( x )=3
ax2+ ax = ax (3 x +1).
令 g ( x )=0,即 ax (3 x +1)=0,解得 x =0或 x =- .
所以函数 g ( x )= bx2+ ax 的零点为0和- .
题型二 函数零点的存在问题
【例2】 (链接教科书第229页例1、230页例2)(1)求证:函数 f
( x )= x3-2 x2+1在区间(-1,0)上存在零点;
证明:因为 f (-1)=(-1)3-2(-1)2+1=-2<0, f (0)=1
>0,
且函数 f ( x )在区间[-1,0]上的图象是不间断的,
所以函数 f ( x )在区间(-1,0)上存在零点.
(2)求证:函数 f ( x )=3 x +2 x -4有零点.
证明:因为 f (0)=30+2×0-4=-3<0, f (1)=31+2×1
-4=1>0,
且函数 f ( x )在区间[0,1]上的图象是不间断的,
所以函数 f ( x )=3 x +2 x -4在区间(0,1)上有零点,
从而函数 f ( x )=3 x +2 x -4有零点.
通性通法
确定函数 f ( x )零点所在区间的常用方法
(1)解方程法:当对应方程 f ( x )=0易解时,可先解方程,再看求
得的根是否落在给定区间上;
(2)利用函数零点存在定理:首先看函数 y = f ( x )在区间[ a , b ]
上的图象是否连续,再看是否有 f ( a ) f ( b )<0.若 f ( a ) f
( b )<0,则函数 y = f ( x )在区间( a , b )内必有零点;
(3)数形结合法:通过画函数图象,观察图象与 x 轴在给定区间上是
否有交点来判断.
【跟踪训练】
1. f ( x )=e x + x -2的零点所在的区间是( )
A. (-2,-1) B. (-1,0)
C. (0,1) D. (1,2)
解析: 法一 ∵ f (0)=-1<0, f (1)=e-
1>0,∴ f ( x )在(0,1)内有零点.
法二 e x + x -2=0,即e x =2- x ,∴原函数的零点所在区间即为函
数 y =e x 和 y =2- x 的图象交点的横坐标所在的区间.如图,由图象可
得函数 y =e x 和 y =2- x 的图象交点所在的区间为(0,1).
2. (2024·淮安期末)函数 f ( x )=2 x +2 x -7的零点所在的区间为
( k , k +1),则正整数 k 的值为 .
解析:因为函数 f ( x )=2 x +2 x -7在R上是增函数,且 f (1)=
2+2-7=-3<0, f (2)=4+4-7=1>0,所以 f ( x )的零点
所在的区间为(1,2),所以正整数 k 的值为1.
1
题型三 函数零点的个数问题
【例3】 判断函数 f ( x )=ln x + x2-3的零点个数.
解:法一 函数对应的方程为ln x + x2-3=0,
所以原函数零点的个数即为函数 y =ln x 与 y =3- x2的图象交点个数.
在同一平面直角坐标系中,作出两函数的
图象(如图).
由图象知,函数 y =3- x2与 y =ln x 的图象有一个交点.从而方程ln x +
x2-3=0有一个根,即函数 f ( x )=ln x + x2-3有一个零点.
法二 由于 f (1)=ln 1+12-3=-2<0, f (2)=ln 2+22-3=ln
2+1>0,
所以 f (1) f (2)<0,
又 f ( x )=ln x + x2-3的图象在[1,2]上是连续的,所以 f ( x )在
(1,2)上必有一个零点,
又 f ( x )在定义域(0,+∞)上是增函数,所以零点只有一个.
通性通法
判断函数零点个数的4种常用方法
(1)利用方程根,转化为解方程,有几个不同的实数根就有几个
零点;
(2)画出函数 y = f ( x )的图象,判定它与 x 轴的交点个数,从而判
定零点的个数;
(3)结合单调性,利用函数零点存在定理,可判定 y = f ( x )在
( a , b )上零点的个数;
(4)转化成两个函数图象的交点问题.
【跟踪训练】
已知0< a <1,则函数 f ( x )= ax -|log ax |的零点个数为( )
A. 2 B. 3
C. 4 D. 0
解析: 函数 f ( x )= ax -|log ax |(0< a
<1)的零点个数,等价于函数 y = ax 和函数 y
=|log ax |的图象的交点个数.如图所示,函数
y = ax 和函数 y =|log ax |的图象的交点个数为
2,故0< a <1时,函数 f ( x )= ax -|log ax |
的零点个数为2.故选A.
1. 若函数 f ( x )= ax + b ( a ≠0)的零点是2,则函数 g ( x )= ax2
+ bx 的零点是( )
A. 2 B. 0和2
C. 0 D. -2和0
解析: 由条件知 f (2)=0,∴ b =-2 a ,∴ g ( x )= ax2+
bx = ax ( x -2)的零点为0和2.故选B.
2. 已知定义在R上的函数 f ( x )的图象是连续不断的,且有如下对应
值表:
x 1 2 3 4
f ( x ) 6.1 2.9 -3.5 -1
那么函数 f ( x )一定存在零点的区间是( )
A. (-∞,1) B. (1,2)
C. (2,3) D. (3,4)
解析: 由表可知 f (1) f (2)>0, f (2) f (3)<0, f (3)
f (4)>0,由函数零点存在定理可知 f ( x )一定存在零点的区间
是(2,3).故选C.
3. 对于函数 f ( x ),若 f (-1) f (3)<0,则( )
A. 方程 f ( x )=0一定有一实数解
B. 方程 f ( x )=0一定无实数解
C. 方程 f ( x )=0一定有两实根
D. 方程 f ( x )=0可能无实数解
解析: ∵函数 f ( x )的图象在(-1,3)上未必连续,故尽管
有 f (-1) f (3)<0,但方程 f ( x )=0在(-1,3)上可能无
实数解.
4. 函数 f ( x )=( x -1)( x2+3 x -10)的零点有 个.
解析:∵ f ( x )=( x -1)( x2+3 x -10)=( x -1)·( x +
5)( x -2),∴由 f ( x )=0得 x =-5或 x =1或 x =2.
3
知能演练·扣课标
03
课后巩固 核心素养落地
1. 函数 f ( x )=lg| x |的零点是( )
A. (1,0) B. (1,0)和(-1,0)
C. 1 D. 1和-1
解析: 函数 f ( x )的定义域为{ x | x ≠0},令 f ( x )=0,则
lg| x |=0,解得 x =±1,即函数 f ( x )的零点是1和-1.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
2. 函数 f ( x )=2 x -3的零点所在的区间是( )
A. (0,1) B. (1,2)
C. (2,3) D. (3,4)
解析: 因为 f (1)=2-3=-1<0, f (2)=4-3=1>0,所
以 f (1)· f (2)<0,即 f ( x )的零点所在的区间为(1,2).
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
3. 函数 f ( x )=2 x - - a 的一个零点在区间(1,2)内,则实数 a
的取值范围是( )
A. (1,3) B. (1,2)
C. (0,3) D. (0,2)
解析: 由条件可知 f (1) f (2)<0,即(2-2- a )(4-1-
a )<0,即 a ( a -3)<0,解得0< a <3.故选C.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
4. 已知函数 f ( x )的图象是连续不断的,有如下 x , f ( x )的对应
值表:
x 1 2 3 4 5 6
f ( x ) 15 10 -7 6 -4 -5
则函数 f ( x )在区间[1,6]上的零点至少有( )
A. 2个 B. 3个
C. 4个 D. 5个
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析: 由题表可知 f (2)· f (3)<0, f (3)· f (4)<0, f
(4)· f (5)<0,又函数 f ( x )的图象是连续不断的,故 f ( x )
在区间[1,6]上至少有3个零点.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
5. (多选)下列函数存在零点的是( )
A. y = x -
B. y =
C. y =log ax2( a >0且 a ≠1)
D. y =
解析: 令 y =0,得选项A和C中的函数的零点均为1和-1;
选项B中函数的零点为- 和1;只有选项D中函数无零点.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
6. (多选)下列说法中正确的是( )
A. 函数 f ( x )= x +1, x ∈[-2,0]的零点为(-1,0)
B. 函数 f ( x )= x +1, x ∈[-2,0]的零点为-1
C. 函数 f ( x )的零点,即函数 f ( x )的图象与 x 轴的交点
D. 函数 f ( x )的零点,即函数 f ( x )的图象与 x 轴的交点的横坐标
解析: 根据函数零点的定义,可知 f ( x )= x +1, x ∈[-
2,0]的零点为-1,即函数 f ( x )的图象与 x 轴的交点的横坐标.
因此B、D正确.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
7. 请写出同时满足以下条件的一个函数:
.
①该函数的定义域是R,且其图象是一条连续不断的曲线;
②该函数是偶函数;
③该函数恰有2个零点.
解析:因为函数为定义在R上的偶函数,且恰有两个零点,故可取
f ( x )= x2-1(答案不唯一).
f ( x )= x2-1(答案不唯
一)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
8. 函数 f ( x )=| x -2|-ln x 的零点的个数为 .
解析:由题意知,函数 f ( x )的定义域为(0,
+∞),函数 f ( x )在(0,+∞)内的零点就
是方程| x -2|-ln x =0的根.令 y1=| x -
2|, y2=ln x ( x >0),在同一平面直角坐标
系中画出两个函数的图象如图所示,由图知,两个函数图象有两个交点,故方程| x -2|-ln x =0有2个根,即对应函数有2个零点.
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
9. 函数 f ( x )=9 x -3 x+1-10的零点为 .
解析:由 f ( x )=9 x -3 x+1-10=0得(3 x )2-3·3 x -10=0,即
(3 x +2)(3 x -5)=0,∵3 x >0,∴3 x -5=0,解得 x =log35,
即函数零点为log35.
log35
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
10. 判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出其零点:
(1) f ( x )=- x2+2 x -1;
解: 令- x2+2 x -1=0,解得 x =1,
所以函数 f ( x )=- x2+2 x -1的零点为1.
(2) f ( x )= x4- x2;
解: 令 x4- x2=0,即 x2( x -1)( x +1)=0,
解得 x =0或 x =1或 x =-1,
故函数 f ( x )= x4- x2的零点为0,-1和1.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(3) f ( x )=4 x +5;
解: 令4 x +5=0,则4 x =-5,
因为4 x >0,-5<0,所以方程4 x +5=0无实数解.
所以函数 f ( x )=4 x +5不存在零点.
(4) f ( x )=log3( x +1).
解: 令log3( x +1)=0,解得 x =0,
所以函数 f ( x )=log3( x +1)的零点为0.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
11. 若函数 f ( x )在定义域{ x | x ∈R且 x ≠0}上是偶函数,且在
(0,+∞)上单调递减, f (2)=0,则函数 f ( x )的零点
( )
A. 只有一个 B. 只有两个
C. 至少有两个 D. 无法判断
解析: 因为 f ( x )在(0,+∞)上单调递减, f (2)=0,
所以 f ( x )在(0,+∞)上有且仅有一个零点2.又 f ( x )是偶
函数,所以 f ( x )在(-∞,0)上有且仅有一个零点-2.故函
数 f ( x )只有两个零点-2和2.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
12. (多选)已知定义域和值域均为[- a , a ]( a >0)的函数 y = f
( x )和 y = g ( x )的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A. 方程 f [ g ( x )]=0有且仅有三个解
B. 方程 g [ f ( x )]=0有且仅有三个解
C. 方程 f [ f ( x )]=0有且仅有九个解
D. 方程 g [ g ( x )]=0有且仅有一个解
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析: 设 f ( x )的零点为 x1, x2, x3,且 x1< x2< x3.由 f [ g
( x )]=0,得 g ( x )= x1或 g ( x )= x2或 g ( x )= x3.由 g
( x )的图象可知满足条件的 x 的值有三个.故方程 f [ g ( x )]=0
有且仅有三个解,故A正确;同理, f [ f ( x )]=0最多有九个
解,故C错误;因为 g ( x )=0有一个解,又 g ( x )每个对应的
值只有一个相应的解,故 g [ g ( x )]=0有且仅有一个解,而 g [ f
( x )]=0最多有三个解,故B错误,D正确.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
13. 已知函数 f ( x )=3 x + x , g ( x )=log3 x +2, h ( x )=log3 x
+ x 的零点依次为 a , b , c ,则 a , b , c 的大小关系是
.(用“<”连接)
解析:画出函数 y =3 x , y =log3 x , y =-
x , y =-2的图象,如图所示,观察图象可
知,函数 f ( x )=3 x + x , g ( x )=log3 x
+2, h ( x )=log3 x + x 的零点依次是点
A , B , C 的横坐标,由图象可知 a < b <
c .
a < b <
c
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
14. 已知函数 f ( x )= x2+ ax + b 的零点是-1和2,判断函数 g ( x )
= ax3+ bx +4的零点所在的大致区间.
解:∵-1和2是函数 f ( x )= x2+ ax + b 的零点,
∴-1和2是 x2+ ax + b =0的两个实数解,
∴-1+2=- a ,-1×2= b ,即 a =-1, b =-2.
∴ g ( x )=- x3-2 x +4.
∵ g (1)=1, g (2)=-8, g (1) g (2)<0,
∴ g ( x )在区间(1,2)内有零点.
又∵ g ( x )在R上是单调函数,
∴ g ( x )只有一个零点.
综上可知,函数 g ( x )的零点所在的大致区间为(1,2).
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
15. 已知函数 f ( x )=2 a ·4 x -2 x -1.
(1)当 a =1时,求函数 f ( x )的零点;
解: 当 a =1时, f ( x )=2·4 x -2 x -1.
令 f ( x )=0,即2·(2 x )2-2 x -1=0,
解得2 x =1或2 x =- (舍去).∴ x =0,
∴函数 f ( x )的零点为0.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(2)若 f ( x )有零点,求 a 的取值范围.
解: 若 f ( x )有零点,则方程2 a ·4 x -2 x -1=0有
解,于是2 a = =( ) x +( ) x ,
令( ) x = t ,则 g ( t )= t + t2=( t + )2- .
∵ t >0,∴ g ( t )在(0,+∞)上单调递增,其值域为
(0,+∞),
∴2 a >0,∴ a >0,即 a 的取值范围是(0,+∞).
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
谢 谢 观 看!