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1、3.8 函數(shù)與方程
4
隨堂演練鞏固
1.設(shè)函數(shù)f (x) = 1 x-ln x(x>0),有下列命題 3
①在區(qū)間(1 1).(1⑶內(nèi)均有零點(diǎn);
e
②在區(qū)間(1 1) .(1 .e)內(nèi)均無零點(diǎn) e
③在區(qū)間(1 1)內(nèi)有零點(diǎn),在區(qū)間(1,e)內(nèi)無零點(diǎn); e
④在區(qū)間(1 1)內(nèi)無零點(diǎn),在區(qū)間(1,e)內(nèi)有零點(diǎn). e
正確命題的序號是 ^
【答案]④
由題得 f ' (x) =1_1 = x 3 .令 f '(x)>0 得 x>3;令 f ' (x)<0 得 0<x<3;令 f '
2、(x)=0 3 x 3x
得x=3,故知函數(shù)f (x)在區(qū)間(0,3)
上為減函數(shù),在區(qū)間(3,一)上為增函數(shù),在點(diǎn)x=3處有極小值
1-ln3<0.又 f (1) = 1 f (e) =— —1 <0.f(1) = 1~ +1 a 0 .故填④.
3 3 e 3e
2.若函數(shù)f(x)的零點(diǎn)與g(x) =4x +2x-2的零點(diǎn)之差的絕對值不超過 0.25,則f(x)可以
是 ^
①f(x)=4x-1 ② f(x) =(x—1)2
③f(x)=ex_1 ④f(x)=ln (x -^)
【答案】①
【解析】f(x)=4x-1的零點(diǎn)為x=-4 .f( x) =(x—1
3、2)的零點(diǎn)為x=1,f(x)=e x—1的零點(diǎn)為
x=0, f(x)=ln (x—1)的零點(diǎn)為 x=3.
2 2
因?yàn)間(0) = T g(9 =1
所以g(x)的零點(diǎn)xW(0.1).
又函數(shù)f (x)的零點(diǎn)與g(x) =4x +2x—2的零點(diǎn)之差的絕對值不超過 0.25,只有f (x)=4x-1的零
點(diǎn)適合.
3 .若函數(shù)f (x) =ax—x-a(a >0且a # 1)有兩個零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是 .
【答案】{ a| a>1}
【解析】 設(shè)函數(shù)y =ax(a >0 .且a #1)和函數(shù)y=x+a,則函數(shù)f (x) = ax—x — a(a >
4、;0且a#1) 有兩個零點(diǎn),就是函數(shù)y=ax(a >0 .且a =1)與函數(shù)y=x+a有兩個交點(diǎn),由圖象可知,當(dāng)0<a<1時兩 函數(shù)只有一個交點(diǎn),不符合;當(dāng)a>1時,因?yàn)楹瘮?shù)y =ax(a >1)的圖象過點(diǎn)(0,1),而直線y=x+a所 過的點(diǎn)(0, a) 一定在點(diǎn)(0,1)的上方,所以一定有兩個交點(diǎn).所以實(shí)數(shù)a的取值范圍是{a|a>1}.
4 .已知f (x)=1-( x-a)( x-b)( a<b), m, n是f (x)的零點(diǎn),且m<n,則a, b,m)n從小到大的順序
是 .
【答案】m<a<b<n
【解析】利
5、用函數(shù)圖象的平移變換可得 .
課后作業(yè)夯基
1 .若函數(shù)f (x)是R±的奇函數(shù),有且僅有三個零點(diǎn) x1 .x2.x3 .則x1+x2+x3 =.
【答案】0
【解析】 由于 f (0)=0,且f (x)=0 時,f (-x)=-f (x)=0,
所以Xi .X2人中一個為零,另兩個互為相反數(shù).所以Xi + X2 + X3 = 0 .
2 .已知f(x)=ln X-2.則函數(shù)f(X)在區(qū)間(2,3)內(nèi)有 個零點(diǎn).
X
【答案】1
【解析】分別作出函數(shù) y=ln x與y = 2的圖象,數(shù)形結(jié)合可得.
x2_x_1x>2或 x < -1
3 .若f(x)
6、=4 - " "則函數(shù)g(x)=f(x)-x的零點(diǎn)為 ^
1-1 :x :2
【答案】 x=1?、,2^x=1
【解析】即求f (x)=x的根,
X 之2或x M —1. 一 「一 1 <x < 2.
2 d 或「
x-x-1=x 1=x
解得 x = 1 , ?、2 或 x=1.
,g(x)的零點(diǎn)為x=1+J2或x=1.
4.若方程In x-6+2x=0的解為x0 .則不等式x <x0的最大整數(shù)解是 ^
【答案】2
【解析】 令f (x)=ln x-6+2x,則
f(1)=In1-6+2=-4<0,
f(2)=In2-6+
7、4=In2-2<0, f(3)=ln3>0,
??? 2 :二 x0 :二 3 .
,不等式xEx。的最大整數(shù)解為2.
5 .若函數(shù)f (x) = x3+x2 - ax與函數(shù)g(x) =x2 — x的圖象只有一個公共點(diǎn) ,則實(shí)數(shù)a的取值范
圍是 ^
【答案】(-二1]
【解析】 由 f (x)=g(x),得 x3 +x2 — ax = x2 —x.即 x3 - ax+ x = 0.x[x2 - (a -1)]=0.得*=0或
x2=a—1.由題意知 a -1 <0>a <1.
6 .(2011 山東高考,文 16)已知函數(shù) f(x)=log ax+
8、x —b(a>0,且 a =1).當(dāng)2<a<3<b<4時,函數(shù)f (x) 的零點(diǎn) X0 w (n .n + 1) .n w N*.則 n=.
【答案】2
【解析】a>2, ..f (x)=log ax+x—b在(0、+=叼上為增函數(shù),
且f(2)=log a2 2 -b .f ( 3)=log a3 3-b 2<a<3<b<4,
0<log a2<1「2 <2-b<-1.
-2<log a2 +2 -b <0 .
又 1<log a3 <2 ,-1 <3 -b<0
9、,
?1- 0<log a3+3-b <2 .即 f (2)<0, f (3)>0.
又;“*)在(0,y)上是單調(diào)函數(shù),,f(x)在(2,3)內(nèi)必存在唯一零點(diǎn).
7 .若函數(shù)f (x) =mx2 -2x+1有且僅有一個正實(shí)數(shù)的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)m的取值范圍 是 ^
【答案】(-[0]- {1}
【解析】 當(dāng)m=0時x=2為函數(shù)的零點(diǎn);當(dāng)mr0時,若△ =0,即m=l時,x=i是函數(shù)唯一的零點(diǎn), 且滿足題意;若△ # 0時,顯然函數(shù)x=0不是函數(shù)的零點(diǎn),這樣函數(shù)有且僅有一個正實(shí)數(shù)零點(diǎn)等價 于方程mx2 -2 x + 1 =0有一個正 根和一個 負(fù)根,即。<0且
10、△ =4 —4m>0.即m<0.故填 m
(-二 0] 一.{1}.
8 .設(shè)f(x)是連續(xù)的偶函數(shù),且當(dāng)x>0時,f(x)是單調(diào)函數(shù),則滿足f(2x)= f (立1)的所有x之和 x 4
為 .
【答案】-8
【解析】f(x)是偶函數(shù)且x>0時f(x)單調(diào),
???|2x|=| -x-1|,
x 4
即 2x(x 4) =「(x 1). - 2 2 一 , 一
2x +9x+1=0或 2x +7x—1=0.
??.共有四根.
? ? x x2 - - 2 .
x3 x4 = -2 .
,所有x之和為一9+( -7) = 一8. 2 ( 2)
11、
9 .方程x2 -mx +4 =0在閉區(qū)間[-1,1]上有解,則實(shí)數(shù) M取值范圍是 ^
【答案】(石「5] 一 [5 .二)
【解析】 設(shè)f (x) = x2 -mx+4 .則由題意,得
f (-1) f (1)<0
即(m+5)(5 -m) <0
所以(n+5)(m -5)之0 .解得m E —5或m之5.
10 .已知關(guān)于 x的二次函數(shù) f(x)=x2 +(2t -1)x + 1-2t.
(1)求證:對于任意t WR方程f(x)=1必有實(shí)數(shù)根;
(2)若1 < t < 3 .求證:方程f (x)=0在區(qū)間(-1,0)及(0 g)內(nèi)各有一個實(shí)數(shù)根.
12、
【證明】(1)由f (1)=1知f(x)=1必有實(shí)數(shù)根.
(2)當(dāng) 2 <t <4 時,因?yàn)?f(-1) =3—4t =4(4—t) A 0,
f(0) =1-2t=2(1-t) ;0 f (1) =1 ? 1(2t-1) ? 1-2t =3-t 0
2 2 4 2 4
所以方程f (x)=0在區(qū)間(-1,0)及(0 .1)內(nèi)各有一個實(shí)數(shù)根.
11 .若方程V3sin x+cosx=a^ x w [0 .2 n]上有兩個不同的實(shí)數(shù)解 x1、x2 .求a的取值范圍,以及
此時x +x2的值.
【解】 設(shè) f (x)=也sin x+cosx=2sin (x +—) .
13、x [0 ,2 n]
6
令t = x +— .則y=2sin t,且t三[系"絲力,在同一坐標(biāo)系中作出y=2sin t與y=a的圖象.
6 6 6
從圖象上可看出,當(dāng)1<a<2或-2< a<1時兩圖象有兩個交點(diǎn),即方程J3 sin x+cosx=a^ x w [0 .2 n] 上有兩解.
此時 1<a<2或-2< a<1.
由圖象的對稱性,當(dāng)1<a<2時t1 +t2 = n,
即 x1 +三 + x2 +— = n.,x1 +x2 =呼.
6 6 3
當(dāng)-2<a<1 時 t1 ? t2
14、 =3 二,
即 x1 +三 + x2 +— =3 n,x1 +x2 =—.
6 6 3
??.a的取值范圍是(1 2) (-2 1).
當(dāng)a w(12)時兇+x2 =立;
3
當(dāng) a w (-2 1)時,x1 + x2 =—.
3
12.對于函數(shù)f (x),若存在x0 W R,使f (x0)= x0 .則稱x0是f (x)的一個不動點(diǎn),已知函數(shù) - 2 ? 一
f (x) = ax (b 1) x b-1 )(a = 0).
(1)當(dāng)a=1, b=-2時,求函數(shù)f (x)的不動點(diǎn);
(2)對任意實(shí)數(shù)b,函數(shù)f(x)恒有兩個相異的不動點(diǎn),求a的取值范圍.
【解】(1)當(dāng) a=1,b=-2 時 f(x) =x2-x-3.
于是由 f (x)=x,即 x2 — 2x —3 = 0 .
解得x=-1或x=3.
故函數(shù)f (x)的不動點(diǎn)為-1和3.
(2)由題意f (x)—x =ax2+bx+(b-1)= 0對任意實(shí)數(shù)b亙有兩個相異實(shí)根, 2 2
所以 A=b —4a(b—1)=b —4ab+4a>0^^b=R值成立.
2
所以(4 a) -16a <0 .解得 0<a<1.
故a的取值范圍是(0,1).