- 函数的应用
- 共9606题
若函数(a>0)没有零点,则a的取值范围为______.
正确答案
(0,1)∪(2,+∞)
解析
解:令,得
令y=是半径为
圆心在原点的圆的上半部分,y=
以(0,
)端点的折线,
在同一坐标系中画出它们的图象:如图,根据图象知,两曲线没有公共点.
由图象可得当半圆的半径等于1时,半圆和折线相切;
当半圆的半径等于时,半圆和折线有三个交点(±
,0)、(0,
).
故当圆的半径小于1,或者圆的半径
大于
时,满足条件.
由此求得a的取值范围为(0,1)∪(2,+∞).
故选C.
设函数g(x)=ax2+bx+c(a>0),且g(1)=-
(1)求证:函数g(x)有两个零点
(2)设m,n是函数g(x)的两个零点,求|m-n|的取值范围
(3)讨论函数g(x)在区间(0,2)内的零点个数.
正确答案
解:(1)证明:(法一)由题意,∵a>0,
∴,g(x)为二次函数且开口向上;
∴结合函数图象可知函数g(x)有两个零点;
(法二)由得,
;
∴=
;
∴函数g(x)有两个零点;
(2)∵m,n是函数g(x)的两个零点,
∴ax2+bx+c=0的两根为m,n;
∴,
;
∴;
∴|m-n|的范围为;
(3)∵,
;
①当或
,即c<0或c>a时,g(0)g(2)<0在(0,2)上此时有一个零点;
②当或
,即c=0或c=a时,因为
在(0,2)上此时有一个零点;
③当,即0<c<a时,g(0)=c>0,g(2)=4a+2b+c=a-c>0;
因为所以在(0,2)上此时有两个零点.
解析
解:(1)证明:(法一)由题意,∵a>0,
∴,g(x)为二次函数且开口向上;
∴结合函数图象可知函数g(x)有两个零点;
(法二)由得,
;
∴=
;
∴函数g(x)有两个零点;
(2)∵m,n是函数g(x)的两个零点,
∴ax2+bx+c=0的两根为m,n;
∴,
;
∴;
∴|m-n|的范围为;
(3)∵,
;
①当或
,即c<0或c>a时,g(0)g(2)<0在(0,2)上此时有一个零点;
②当或
,即c=0或c=a时,因为
在(0,2)上此时有一个零点;
③当,即0<c<a时,g(0)=c>0,g(2)=4a+2b+c=a-c>0;
因为所以在(0,2)上此时有两个零点.
若函数y=f(x)在区间[0,4]上的图象是连续不断的曲线,且方程f(x)=0在(0,4)内仅有一个实数根,则f(0)•f(4)的值( )
正确答案
解析
解;满足题中要求的函数y=f(x)图象可以有以下两种情况
由这两个图形得,f(0)f(4)<0,
由于f(x)定义在区间[0,4]上,即有f(0)=0或f(4)=0.
故选D.
函数f(x)=(x2-1)cos2x在区间[0,2π]上的零点个数为( )
正确答案
解析
解:∵f(x)=(x+1)(x-1)cos2x,
令f(x)=0,
∴(x-1)cos2x=0,
∴x=1是一个零点,
∵x∈[0,2π],
∴x分别为,
,
,
时,cos2x=0,
∴函数f(x)的零点有5个,
故选:B.
已知函数f(x)=mx2-2(3m-1)x+9m-1在区间(1,2)中仅有一个零点,求实数m的取值范围.
正确答案
解:m=0时,f(x)=2x-1=0,∴x=满足题意,
m≠0时,若△=0,则m=,x=-2不满足题意;
△≠0,f(1)f(2)=(m-6m+2+9m-1)(4m-12m+4+9m-1)<0,∴-3<m<-,
综上,实数m的取值范围是-3<m<-或m=0.
解析
解:m=0时,f(x)=2x-1=0,∴x=满足题意,
m≠0时,若△=0,则m=,x=-2不满足题意;
△≠0,f(1)f(2)=(m-6m+2+9m-1)(4m-12m+4+9m-1)<0,∴-3<m<-,
综上,实数m的取值范围是-3<m<-或m=0.
函数的零点所在的大致区间是( )
正确答案
解析
解:由于函数在它的定义域内是增函数,且是连续函数,
f(9)<0,f(10)>0,故函数的零点所在的大致区间是(9,10),
故选A.
函数f(x)=xlog2x-3的零点所在区间为(k,k+1)(k∈Z),则k的值是______.
正确答案
2
解析
解:f′(x)=ln2+log2x,令f′(x)=0得,x=2-ln2,且0<2-ln2<1;
∴x∈(0,2-ln2)时,f′(x)<0,x∈(2-ln2,+∞)时,f′(x)>0;
∴f(x)在(0,2-ln2)上单调递减,在(2-ln2,+∞)上单调递增;
又x趋向于0时,log2x<0,x>0,∴xlog2x<0,即函数f(x)在(0,2-ln2)内不存在零点;
又∵f(2)=2-3<0,f(3)=3log23-3>0;
∴f(x)在区间(2,3)内存在一个零点,且在(2-ln2,+∞)内只有一个零点;
由已知f(x)零点所在区间为(k,k+1),(k∈Z);
∴k=2.
故答案为:2.
已知函数f(x)=x3+
ax2+bx+c的两个极值点分别为x1和x2,有f(x1)=x2,f(x2)=x1,其中x1≠x2,则函数g(x)=f2(x)+af(x)+b的零点个数为______.
正确答案
4
解析
解:∵f(x)=x3+
ax2+bx+c有极值点x1,x2,
∴f′(x)=x2+ax+b,
且x1,x2是方程x2+ax+b=0的两根,
不妨设x2>x1,
由(f(x))2+af(x)+b=0,
则有两个f(x)使等式成立,
x2=f(x1),x2>x1=f(x2),
如图所示:
有4个交点,
故答案为:4.
已知函数φ(x)=x2+ax+b,f(x)=.
(1)当f(1)=f(4),函数F(x)=f(x)-k有且仅有一个零点x0,且x0>0时,求k的值;
(2)求证:存在x0∈[-1,1],使|φ(x0)|≥|a|.
正确答案
解:(1)f(x)==
,
∵f(1)=f(4),
∴=
,
解得,b=4;
故f(x)=,
当x>0时,≥4;
∵函数F(x)=f(x)-k有且仅有一个零点x0,且x0>0,
∴k=4;
(2)证明:由题意,a=[φ(1)-φ(-1)],
∴x0∈[-1,1],|φ(x0)|≥|[φ(1)+φ(-1)]|≥|
[φ(1)-φ(-1)]|
∴存在x0∈[-1,1],使|φ(x0)|≥|a|.
解析
解:(1)f(x)==
,
∵f(1)=f(4),
∴=
,
解得,b=4;
故f(x)=,
当x>0时,≥4;
∵函数F(x)=f(x)-k有且仅有一个零点x0,且x0>0,
∴k=4;
(2)证明:由题意,a=[φ(1)-φ(-1)],
∴x0∈[-1,1],|φ(x0)|≥|[φ(1)+φ(-1)]|≥|
[φ(1)-φ(-1)]|
∴存在x0∈[-1,1],使|φ(x0)|≥|a|.
定义在[0,+∞)的函数f(x)=ex-bx有且只有一个零点,则实数b=______.
正确答案
e
解析
解:(法一)易知x=0不是函数f(x)=ex-bx的零点,
故函数f(x)=ex-bx有且只有一个零点可化为
y=与y=b只有一个交点;
作y=与y=b的图象如下,
故由图象知,y=在(0,1)上是减函数,
在(1,+∞)上是增函数,
故b==e;
(法二)y′=;
故y=在(0,1)上是减函数,
在(1,+∞)上是增函数,
从而可得b==e;
故答案为:e.
已知方程x2-2x-3=0在区间[0,m]上只有一个根3,则m的取值范围是( )
正确答案
解析
解:由x2-2x-3=0,解得x=3,或-1.
∵方程x2-2x-3=0在区间[0,m]上只有一个根3,
因此3∈[0,m].
∴m≥3.
∴m的取值范围是[3,+∞).
故选A.
函数f(x)=-x3-3x+5的零点所在的大致区间是( )
正确答案
解析
解:∵函数f(x)=-x3-3x+5是单调递减函数,
又∵f(1)=-13-3×1+5=1>0,f(2)=-23-3×2+5=-9<0,
∴函数f(x)的零点必在区间(1,2)上,
故必存在零点的区间是 (1,2),
故选:C.
已知f(x)=x3-3x,则函数h(x)=f[f(x)]-1的零点个数是( )
正确答案
解析
解:∵f′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1),由f′(x)=0得:x=1或x=-1,
∴极值点为x=-1,1;
∴f(-1)=2为极大值,f(1)=-2为极小值;
∴f(x)=0有3个不同的实根;
由f(-2)=-2<0,f(2)=2>0
知三个实根x1,x2,x3分别位于区间(-2,-1),(-1,1),(1,2)
∴h(x)的零点相当于:
f(x)=x1,
f(x)=x2,
f(x)=x3;
同样由上分析,以上每个方程都有3个不同的实根,
所以h(x)共有9个不同的零点.
故选:D.
己知函数f(x)=|x3+a|,a∈R在[-1,1]上的最大值为M(a),若函数g(x)=M(x)-|x2+t|有4个零点,则实数t的取值范围为.( )
正确答案
解析
解:当a=0时,f(x)=|x3+a|=|x3|为偶函数,此时最大值为M(a)=M(-1)=M(1),
当a>0时,函数在[-1,1]上的最大值为M(a)=f(1)=|1+a|=a+1,
当a<0时,函数在[-1,1]上的最大值为M(a)=f(-1)=|-1+a|=1-a,
即M(a)=.
∴M(x)=.
由g(x)=M(x)-|x2+t|=0得M(x)=|x2+t|,
设函数M(x),m(x)=|x2+t|,
作出两个函数的图象如图:
①若t≤0,要使g(x)=M(x)-|x2+t|有4个零点,
则两个图象的交点个数有4个,此时满足m(0)>M(0),
即|t|>1,解得t<-1.
②若t>0,则m(x)=|x2+t|=x2+t,
当抛物线过点(0,1)时,t=1.
当抛物线与直线相切时,当x>0时,
由,此时x2-x+(t-1)=0,
由判别式△=1-4(t-1)=5-4t=0,
解得t=.
要使g(x)=M(x)-|x2+t|有4个零点,
则两个图象的交点个数有4个,此时满足
1.
综上t<-1或1.
故选:C.
若函数f(x)=有且只有2个不同的零点,则实数k的取值范围是( )
正确答案
解析
解:由题意得:x≤0时,
f(x)=-kx2,
令g(x)==1+
,
h(x)=kx2,
当x>0时,
f(x)=lnx,
函数f(x)过(1,0)点,有一个零点,
∴只需g(x)和h(x)有一个交点即可,
如图示:
,
∴k的范围是:(-∞,0].
故选:B.
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