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课时跟踪检测(十二) 函数与方程
一、题点全面练
1.设f(x)是区间[-1,1]上的增函数,且f ·f <0,则方程f(x)=0在区间[-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:选C ∵f(x)在区间[-1,1]上是增函数,且f ·f <0,
∴f(x)在区间上有唯一的零点.
∴方程f(x)=0在区间[-1,1]内有唯一的实数根.
2.(2018·濮阳一模)函数f(x)=ln(2x)-1的零点位于区间( )
A.(2,3) B.(3,4)
C.(0,1) D.(1,2)
解析:选D ∵f(x)=ln(2x)-1是增函数,且是连续函数,
f(1)=ln 2-1<0,f(2)=ln 4-1>0,
∴根据函数零点的存在性定理可得,函数f(x)的零点位于区间(1,2)上.
3.(2019·南宁模拟)设函数f(x)=ln x-2x+6,则f(x)零点的个数为( )
A.3 B.2
C.1 D.0
解析:选B 令f(x)=0,则ln x=2x-6,令g(x)=ln x(x>0),h(x)=2x-6(x>0),在同一平面直角坐标系中画出这两个函数的图象,如图所示,两个函数图象的交点个数就等于函数f(x)零点的个数,容易看出函数f(x)零点的个数为2,故选B.
4.已知函数f(x)=x-log3x,若x0是函数y=f(x)的零点,且0<x1<x0,则f(x1)的值( )
A.恒为正值 B.等于0
C.恒为负值 D.不大于0
解析:选A 因为函数f(x)=x-log3x在(0,+∞)上是减函数,所以当0<x1<x
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0时,有f(x1)>f(x0).又x0是函数f(x)的零点,因此f(x0)=0,所以f(x1)>0,即f(x1)的值恒为正值,故选A.
5.(2018·黄山一模)已知函数f(x)=e|x|+|x|.若关于x的方程f(x)=k有两个不同的实根,则实数k的取值范围是( )
A.(0,1) B.(1,+∞)
C.(-1,0) D.(-∞,-1)
解析:选B 方程f(x)=k化为方程e|x|=k-|x|.令y=e|x|,y=k-|x|,y=k-|x|表示过点(0,k),斜率为1或-1的平行折线系,折线与曲线y=e|x|恰好有一个公共点时,有k=1,如图.若关于x的方程f(x)=k有两个不同的实根,则实数k的取值范围是(1,+∞).
6.若方程ln x+x-4=0在区间(a,b)(a,b∈Z,且b-a=1)上有一根,则a的值为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选B 方程ln x+x-4=0的根为函数f(x)=ln x+x-4的零点.f(x)的定义域为(0,+∞),f(x)在定义域上单调递增.因为f(2)=ln 2-2<0,f(3)=ln 3-1>0,所以f(x)在区间(2,3)有一个零点,则方程ln x+x-4=0在区间(2,3)有一根,所以a=2,b=3.故选B.
7.(2019·哈尔滨检测)若函数f(x)=x2+ax+b的两个零点是-1和2,则不等式af(-2x)>0的解集是________.
解析:函数f(x)=x2+ax+b的两个零点是-1和2,即-1,2是方程x2+ax+b=0的两根,可得-1+2=-a,-1×2=b,解得a=-1,b=-2.f(x)=x2-x-2,af(-2x)>0,即4x2+2x-2<0,解得-1<x<.
答案:
8.已知函数f(x)=g(x)=则函数f(g(x))的所有零点之和是________.
解析:由f(x)=0,得x=2或x=-2,由g(x)=2,得x=1+,由g(x)=-2,得x=-,所以函数f(g(x))的所有零点之和是-+1+=+.
答案:+
9.已知y=f(x)是定义域为R的奇函数,当x∈[0,+∞)时,f(x)=x2-2x.
(1)写出函数y=f(x)的解析式;
(2)若方程f(x)=a恰有3个不同的解,求实数a的取值范围.
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解:(1)设x<0,则-x>0,
所以f(-x)=x2+2x.又因为f(x)是奇函数,
所以f(x)=-f(-x)=-x2-2x.
所以f(x)=
(2)方程f(x)=a恰有3个不同的解,
即y=f(x)与y=a的图象有3个不同的交点.
作出y=f(x)与y=a的图象如图所示,故若方程f(x)=a恰有3个不同的解,只需-1<a<1,
故实数a的取值范围为(-1,1).
10.(2019·济南月考)已知二次函数f(x)的最小值为-4,且关于x的不等式f(x)≤0的解集为{x|-1≤x≤3,x∈R}.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数g(x)=-4ln x的零点个数.
解:(1)因为f(x)是二次函数,且关于x的不等式f(x)≤0的解集为{x|-1≤x≤3,x∈R},
所以f(x)=a(x+1)(x-3)=ax2-2ax-3a,且a>0.
所以f(x)min=f(1)=-4a=-4,a=1.
故函数f(x)的解析式为f(x)=x2-2x-3.
(2)因为g(x)=-4ln x=x--4ln x-2(x>0),
所以g′(x)=1+-=.
令g′(x)=0,得x1=1,x2=3.
当x变化时,g′(x),g(x)的取值变化情况如下.
x
(0,1)
1
(1,3)
3
(3,+∞)
g′(x)
+
0
-
0
+
g(x)
极大值
极小值
当0<x≤3时,g(x)≤g(1)=-4<0.
又因为g(x)在(3,+∞)上单调递增,因而g(x)在(3,+∞)上只有1个零点.故g(x)在(0,+∞)上只有1个零点.
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二、专项培优练
(一)易错专练——不丢怨枉分
1.(2018·德州期末)设函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=ex+x-3,则f(x)的零点个数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选C 因为函数f(x)是定义域为R的奇函数,所以f(0)=0,即0是函数f(x)的一个零点,当x>0时,f(x)=ex+x-3为增函数.因为f(1)=e1+1-3=e-2>0,f=e+-3=e-<0,所以当x>0时,f(x)有一个零点.根据对称性知,当x<0时,函数f(x)也有一个零点.综上所述,f(x)的零点的个数为3.
2.(2019·六安模拟)已知函数f(x)=2mx2-x-1在区间(-2,2)上恰有一个零点,则实数m的取值范围是( )
A.∪ B.
C. D.
解析:选D 当m=0时,函数f(x)=-x-1有一个零点x=-1,满足条件.当m≠0时,函数f(x)=2mx2-x-1在区间(-2,2)上恰有一个零点,需满足①f(-2)·f(2)<0或②或③解①得-<m<0或0<m<;②无解;解③得m=.综上可知-<m≤,故选D.
3.(2019·沧州质检)已知定义在R上的函数f(x)满足:①f(x)+f(2-x)=0;②f(x-2)=f(-x);③当x∈[-1,1]时,f(x)=则函数y=f(x)-|x|在区间[-3,3]上的零点个数为( )
A.5 B.6
C.7 D.8
解析:选A 由①f(x)+f(2-x)=0可得f(x)的图象关于点(1,0)对称;由②f(x-2)=f(-x)可得f(x)的图象关于直线x=-1对称.如图,作出f(x)在[-1,1]上的图象,再由对称性,作出f(x)在[-3,3]上的图象,作出函数y=|x|在[-3,3]上的图象,由图象观察可得它们共有5个交点,即函数y=f(x)-|x|
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在区间[-3,3]上的零点个数为5.故选A.
4.函数f(x)=|x-1|+2cos πx(-4≤x≤6)的所有零点之和为________.
解析:可转化为两个函数y=|x-1|与y=-2cos πx在[-4,6]上的交点的横坐标的和,因为两个函数均关于x=1对称,所以两个函数在x=1两侧的交点对称,则每对对称点的横坐标的和为2,分别画出两个函数的图象易知两个函数在x=1两侧分别有5个交点,所以5×2=10.
答案:10
(二)难点专练——适情自主选
5.已知函数f(x)=若关于x的方程f(x)=kx-恰有4个不相等的实数根,则实数k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析:选D 若关于x的方程f(x)=kx-恰有4个不相等的实数根,则y=f(x)的图象和直线y=kx-有4个交点.作出函数y=f(x)的图象,如图,故点(1,0)在直线y=kx-的下方.
∴k×1->0,解得k>.
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当直线y=kx-和y=ln x相切时,设切点横坐标为m,则k==,∴m=.此时,k==,f(x)的图象和直线y=kx-有3个交点,不满足条件,故所求k的取值范围是,故选D.
6.(2018·兰州一模)已知定义在R上的函数y=f(x)对任意的x都满足f(x+2)=f(x),当-1≤x<1时,f(x)=sinx,若函数g(x)=f(x)-loga|x|至少有6个零点,则a的取值范围是( )
A.∪(5,+∞) B.∪[5,+∞)
C.∪(5,7) D.∪[5,7)
解析:选A 当a>1时,作出函数y=f(x)与函数y=loga|x|的图象,如图所示.
结合图象可知故a>5;
当0<a<1时,作出函数f(x)与函数y=loga|x|的图象,如图所示.
结合图象可知故0<a≤.故选A.
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