函数零点是联系函数与方程的桥梁,本文介绍了零点的几种基本题型.
一、零点的定义
【例1】 函数的零点是( )
A. B. C. D.
【解析】由可得,故答案为A.
【评注】(1)零点是一个实数,不是一个点;(2)求零点的实质是解方程,满足的实数,即为函数的零点.
二、零点的个数
【例2】函数的零点个数为 .
【解析】由,得;由,得,的零点个数为2.
【评注】根据零点的定义,的零点就是方程的根,所以方程根的个数就是函数零点的个数.
【例3】 函数的零点的个数是________.
【解析】∵a>0,∴a2+1>1.而y=|x2-2x|的图象如图,∴y=|x2-2x|的图象与y=a2+1的图象总有两个交点.
【评注】 方程的解就是图象与图象交点的坐标,而中的就是方程的解.就是函数的零点,也就是图象图象交点横坐标,所以函数的零点个数就是图象与图象交点个数,这是求函数零点个数的常用方法.
三、零点所在的区间问题
【例4】 函数的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
【解析】因为,,,
,所以,所以函数在区间内存在零点,答案为B.
【例5】已知函数f(x)=logax+x-b(a>0,且a≠1),当2<a<3<b<4时,函数f(x)的零点x0∈(n,n+1),n∈N*,则n=________.
【解析】由于2<a<3<b<4,故f(1)=loga1+1-b=1-b<0,而0<loga2<1,2-b∈(-2,-1),
故f(2)=loga2+2-b<0,又loga3∈(1,2),3-b∈(-1,0),故f(3)=loga3+3-b>0,
因此函数必在区间(2,3)内存在零点,故n=2.
【评注】求解此类问题的关键是根据零点存在性定理进行分析判断,即“在区间上函数是连续的一条曲线,且满足,则在区间内存在零点”
四、由零点存在求参数范围
【例6】已知函数f(x)=2ax2+2x-3.如果函数y=f(x)在区间上有零点,则实数a的取值范围为________.
【解析】若a=0,则f(x)=2x-3,f(x)=0得x=2(3)∉[-1,1],不合题意,故a≠0.
下面就a≠0分两种情况讨论:
(1)当f(-1)·f(1)≤0时,f(x)在上至少有一个零点,即(2a-5)(2a-1)≤0,解得2(1)≤a≤2(5).
(2)当f(-1)·f(1)>0时,f(x)在上有零点的条件是 解得a>2(5).
综上,实数a的取值范围为.
【例7】已知函数f(x)=2|x-2|,x>0.(|x2+5x+4|,x≤0,)若函数y=f(x)-a|x|恰有4个零点,则实数a的取值范围为________.
【解析】画出函数f(x)的图象如图所示.
函数y=f(x)-a|x|有4个零点,即函数y1=a|x|的图象与函数f(x)的图象有4个交点(根据图象知需a>0).
当a=2时,函数f(x)的图象与函数y1=a|x|的图象有3个交点.故a<2.
当y=a|x|(x≤0)与y=|x2+5x+4|相切时,在整个定义域内,f(x)的图象与y1=a|x|的图象有5个交点,
此时,由y=-x2-5x-4(y=-ax)得x2+(5-a)x+4=0.
由Δ=0得(5-a)2-16=0,解得a=1,或a=9(舍去),
则当1<a<2时,两个函数图象有4个交点.故实数a的取值范围是1<a<2.
【评注】已知函数有零点(方程有根)求参数范围常用的方法和思路:(1)直接法:直接求方程的根,再约束根的范围确定参数的范围;(2)分离参数法:先将参数分离,转化为求函数的值域问题进行解决;(3)数形结合法:先对解析式进行适当变形,然后在同一坐标系中画出函数的图象,进行观察求解.
郭勇杰 :(2018-10-25 14:27)
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