数形结合思想
题型一 解决方程、不等式及函数的有关性质问题
【例1】(1)已知:函数f(x)满足下面关系:①f(x+1)
=f(x-1);②当x∈[-1,1]时,f(x)=x2,则方程f(x)=
lg x解的个数是 ( )
A.5个 B.7个 C.9个 D.10个
(2)函数f(x)=ln x-x-a有两个零点,则实数a的取值范
围是 ( )
A.(-∞,-1] B.(-∞,-1)
C.[-1,+∞) D.(-1,+∞)
【解析】(1)选C.由题意可知,f(x)是以2为周期,值域为
[0,1]的函数,又f(x)=lg x,则x∈(0,10],画出函数图象,
则交点个数即为解的个数.由图象可知共9个交点.
(2)选B.函数f(x)=ln x-x-a的零点,
即关于x的方程ln x-x-a=0的实根,将方程ln x-x-a=0化
为方程ln x=x+a,令y1=ln x,y2=x+a,由导数知识可知,直
线y2=x+a与曲线y1=ln x相切时有a=-1,如图所示,
若关于x的方程ln x-x-a=0有两个不同的实根,则实数a
的取值范围是(-∞,-1).
【拓展提升】
(1)用函数的图象讨论方程(特别是含参数的指数、对数、
根式、三角等复杂方程)的解的个数是一种重要的思想方
法,其基本思想是先把方程两边的代数式看作是两个熟悉
函数的表达式(不熟悉时,需要作适当变形转化为两个熟
悉的函数),然后在同一坐标系中作出两个函数的图象,图
象的交点个数即为方程解的个数.
(2)解不等式问题经常联系函数的图象,根据不等式中
量的特点,选择适当的两个(或多个)函数,利用两个函
数图象的上、下位置关系转化的数量关系来解决不等
式的解的问题,往往可以避免烦琐的运算,获得简捷的
解答.
(3)函数的单调性经常联系函数图象的升、降,奇偶性
经常联系函数图象的对称性,最值(值域)经常联系函数
图象的最高、最低点的纵坐标.
【变式训练】
已知定义在R上的奇函数f(x),满足f(x-4)=-f(x),且
在区间[0,2]上是增函数,若方程f(x)=m(m>0)在区间
[-8,8]上有四个不同的根x1,x2,x3,x4,则
x1+x2+x3+x4=__________.
【解析】因为定义在R上的奇函数,满足f(x-4)=-f(x),
所以f(x-4)=f(-x),由f(x)为奇函数,所以函数图象
关于直线x=2对称且f(0)=0.由f(x-4)=-f(x)知f(x-
8)=f(x),所以函数是以8为周期的周期函数,又因为f(x)
在区间[0,2]上是增函数,所以f(x)在区间[-2,0]上也
是增函数.如图所示,那么方程f(x)=m(m>0)在区间
[-8,8]上有四个不同的根x1,x2,x3,x4,不妨设x1