专题02 函数与方程
一、核心先导
二、考点再现
【考点1】函数的零点
对于一般函数,我们把使成立的实数叫做函数的零点.注
意函数的零点不是点,是一个数.
【考点2】函数的零点与方程的根之间的联系
函数的零点就是方程的实数根,也就是函数的图象与轴的交点的横坐标
即方程有实数根函数的图象与轴有交点函数有零点.
【考点3】零点存在定理
如果函数在区间上的图象是连续不断的一条曲线,并且有,那么,函数在区间内有零点,即存在,使得,这个也就是方程的根.
注:上述定理只能判断出零点存在,不能确定零点个数.
【考点4】二分法
对于在区间上连续不断且的函数,通过不断地把函数的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.求方程的近似解就是求函数
零点的近似值.
【考点5】高频考点技巧
①若连续不断的函数是定义域上的单调函数,则至多有一个零点;
②连续不断的函数,其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号;
③函数有零点方程有实数根函数与的图象有交点;
④函数有零点方程有实数根函数与的图象有交点,其中为常数.
三、解法解密
方法一:确定函数f(x)零点个数(方程f(x)=0的实根个数)的方法:
(1)判断二次函数f(x)在R上的零点个数,一般由对应的二次方程f(x)=0的判别式Δ>0,Δ=0,Δ<0来完成;对于一些不便用判别式判断零点个数的二次函数,则要结合二次函数的图象进行判断.
(2)对于一般函数零点个数的判断,不仅要用到零点存在性定理,还必须结合函数的图象和性质才能确定,如三次函数的零点个数问题.
(3)若函数f(x)在[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,且是单调函数,又f(a)·f(b)<0,则y=f(x)在区间(a,b)内有唯一零点.
方法二:导数研究函数图象交点及零点问题
利用导数来探讨函数的图象与函数的图象的交点问题,有以下几个步骤:
①构造函数;
②求导;
③研究函数的单调性和极值(必要时要研究函数图象端点的极限情况);
④画出函数的草图,观察与轴的交点情况,列不等式;
⑤解不等式得解.
探讨函数的零点个数,往往从函数的单调性和极值入手解决问题,结合零点存在性定理求解.
四、考点解密
题型一:判断零点所在区间
例1.(1)、(新疆疏勒县八一中学2018-2019学年高二上期末)
函数的一个零点所在的区间是( )
A. (0,1) B. (1,2) C. (2,3) D. (3,4)
【答案】B
【解析】由题得,
,
所以
所以函数的一个零点所在的区间是.
故选:B
(2)、(2022·北京市西城外国语学校高一期中)函数零点所在的一个区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据零点存在性定理判断即可.
【详解】令,解得:,只有一个零点.
而,,
由零点存在性定理知,函数零点所在的一个区间是.
故选:C.
【变式训练1-1】.(2019·浙江湖州高一期中)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】
函数是上的增函数,是上的增函数,
故函数是上的增函数.
,,
则时,;时,,
因为,所以函数在区间上存在零点.
故选:B.
【变式训练1-2】、(2020·内蒙古·北方重工集团第五中学高一阶段练****文))函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先判断出函数的单调性,然后得出的函数符号,从而得出答案
【详解】由在上单调递减,在上单调递增,
所以函数在上单调递减,
又,
所以由零点存在定理可得函数在(3,4)之间存在零点,
故选:C
题型二:零点个数的判断
例2.(1)、(2008·湖北·高考真题(文))方程的实数解的个数为_____________ .
【答案】2
【详解】因为,作出函数的图像,从图像可以观察到两函数的图像有两个公共点,所以方程的实数解的个数为2.
(2)、(2022·四川省泸县第二中学模拟预测)函数的零点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【分析】利用函数的单调性及零点存在性定理即得.
【详解】由于函数在上是增函数,且,
故函数在上有唯一零点,也即在上有唯一零点.
故选:B.
【变式训练2-1】.(2020·张家口市第一中学高一月考)函数的零点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】
由题意可知零点个数