专题 04 函数的零点与方程的根的解题方法
本专题特别注意:
一.命题类型:
1. 零点与整数解; 2. 二分法;
3. 分段函数的零点; 4. 零点范围问题; 5. 零点个数问题; 6. 零点与参数; 7. 零点与框图;
8. 二次函数零点分布问题; 9. 抽象函数零点问题; 10. 复合函数零点问题; 11. 函数零点与导数; 12. 零点有关的创新试题。
二.【学习目标】
1. 结合二次函数的图象,了解函数的零点与方程根的联系,判断根的存在性与根的个数.
2. 利用函数的零点求解参数的取值范围
【知识要点】
1. 函数的零点
(1) 函数零点的定义
对于函数 y=f(x),我们把使
的实数 x 叫做函数 y=f(x)的零点.
.
(2) 方程 f(x)=0 有实数根?函数 y=f(x)的图象与 x 轴有交点?函数 y=f(x)有 (3) 函数零点的判定
如果函数 y=f(x)在区间[a,b]上的图象是
的一条曲线,并且有 ,那么,函数 y=f(x)
在区间
内有零点,即存在 c∈(a,b),使得 f(c)=0,这个 c 也就是方程 f(x)=0 的根.
2. 二次函数 y=f(x)=ax2+bx+c(a>0)零点的分布
根的分布
(m (一)零点与整数解; 例 1.已知函数 f(x)在区间(0,a)上有唯一的零点(a>0),在用二分法寻找零点的过程中,依次确定了零点所 在的区间为 , , ,则下列说法中正确的是( ) A.函数 f(x)在区间 B. 函数 f(x)在区间C. 函数 f(x)在D. 函数 f(x)在区间 内一定有零点 或 内无零点 或 内有零点 内有零点,或零点是 【答案】B 点睛:本题主要考查二分法的定义,属于基础题.已经知道零点所在区间,根据二分法原理,依次“二分” 区间,零点应存在于更小的区间, 而不是更大的区间。这样就可以断定 ACD 是错误的。故可以得到结论。练习 1.【河北定州 2019 模拟】设函数范围是( ,若存在唯一的整数 ,使得 ,则 的取值 ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 当直线 令 ,函数 时, ,当 在 时, 上为减函数,在 上为增函数,当 时, 取得极小值为 ,即 , , ,若存在唯一的整数 ,使得 ,只需 解得: ,选 D. 练习 2.已知函数 f(x)是定义在 R 上的奇函数,当 x>0 时,f(x)=x2﹣2x﹣3,求当 x≤0 时,不等式 f(x) ≥0 整数解的个数为( ) A.4 B.3 C.2 D.1 【答案】A 【解析】由函数为奇函数可知当 x≤0 时,不等式 f(x)≥0 整数解的个数与 x ? 0 时 f ? x ? ? 0 的个数相同, 由奇函数可知 f ?0? ? 0 ,由 求的整数点有 4 个 得 ,所以整数解为 1,2,3,所以满足题意要 (二)二分法; 例 2.下面关于二分法的叙述中,正确的是 A.用二分法可求所有函数零点的近似值 B.用二分法求方程的近似解时,可以精确到小数点后的任一位C.二分法无规律可循,无法在计算机上完成 D.只能用二分法求函数的零点 ( ) 【答案】B 【解析】用二分法求函数零点的近似值,需要有端点函数值符号相反的区间,故选项 A 错误; 二分法是一种程序化的运算,故可以在计算机上完成,故选项 C 错误; 求函数零点的方法还有方程法、函数图象法等,故 D 错误.故选 B. 练习 1.已知函数 ,设 ) ,且 F (x) 的零点均在区间(a, b) 内,其中 a , b ? Z , a ? b ,则 F ( x) ? 0 的最小整数解为( A. ?1 B. 0 C. ?5 D. ?4 【答案】D 【 解 析 】 ? , 所 以 函 数 在 ??1, 0??内 有 零 点 , 且 在 区 间 ??1, 0? 上 , ,函数递增,故只有唯一零点,f ? x? 左移 4 个单位得到 F (x) , 依题意,函数 F (x) 所有零点都在区间??5, ?4? 上,所以使得 F (x) ? 0 的最小整数为?4 . 考点:函数图象平移与零点. 【思路点晴】本题主要考查函数图象变换和零点与二分法的知识.由于 ,所以函数 F ? x ? 的 图像是有函数 f ? x? 的图像向左平移4 个单位所得.由于 F ? x ? 零点都在某个区间上,所以函数 f ? x? 的零点 也在某个区间上.利用二分法的知识,计算 的值, ,且 f ? x? ? 0 函 ' 数递增,有唯一零点在区间??1, 0? ,左移4 个单位就是??5, ?4? . (三)分段函数的零点; 例 3.已知函数 的实数根,则a 的取值范围是 A. ? 0, ? ? ,若关于 x 的方程 有 8 个不等 ? 1 ? 4 ? ? B. ? , 3? ? 1 ? 3 ? ?? C. ?1, 2? D.(2, ) 9 4【答案】D 【解析】函数 ,的图象如图: