高一数学必修一函数与方程专练(附答案)
一、选择题
1.(2013山东临沂市模拟)函数f(x)=x-2-x的零点个数为(B)
(A)0 (B)1 (C)2 (D)3
解析:由f(x)=x-2-x=0得x= x,在同一坐标系中作出函数y=x,y= x的图象,由图象可知两函数的交点有1个,即函数f(x)=x-2-x的零点个数为1.故选B.
2.(2013青岛市高三期末检测)若函数f(x)=3ax+1-2a在区间(-1,1)上存在一个零点,则a的取值范围是(B)
(A) ,+∞ (B)(-∞,-1)∪ ,+∞
(C) -1, (D)(-∞,-1)
解析:要使函数在(-1,1)上存在一个零点,则有f(-1)f(1)<0,即(a+1)(-5a+1)<0,所以(a+1)(5a-1)>0,解得a> 或a<-1.故选B.
3.函数f(x)= 的零点个数为(C)
(A)0 (B)1 (C)2 (D)3
解析:当x≤0时,令x2+2x-3=0,
解得x=-3或x=1(舍去),
当x>0时,令-2+ln x=0,
解得x=e2,
所以函数f(x)有2个零点,
故选C.
4.(2013山东莱州一中月考)函数f(x)=ln x+ex的零点所在的区间是(A)
(A) 0, (B) ,1 (C)(1,e) (D)(e,+∞)
解析:函数f(x)=ln x+ex在(0,+∞)上单调递增,
f =ln + =-1+ >0,结合选项知应选A.
5.函数f(x)= -log2x的零点所在的区间为(C)
(A) , (B) ,1
(C)(1,2) (D)(2,3)
解析:f(x)在(0,+∞)上是减函数,且f(1)=1>0,f(2)= -1=- <0,则f(x)的零点在区间(1,2)内.故选C.
6.(2013年高考湖南卷)函数f(x)=ln x的图象与函数g(x)=x2-4x+4的图象的交点个数为(C)
(A)0 (B)1 (C)2 (D)3
解析:g(x)=x2-4x+4=(x-2)2,在同一平面直角坐标系内画出函数f(x)=ln x与g(x)=(x-2)2的图象(如图).由图可得两个函数的图象有2个交点.故选C.
7.(2013年高考重庆卷)若a
(A)(a,b)和(b,c)内 (B)(-∞,a)和(a,b)内
(C)(b,c)和(c,+∞)内 (D)(-∞,a)和(c,+∞)内
解析:∵a
f(b)=(b-c)(b-a)<0,f(c)=(c-a)(c-b )>0,
∴f(a)f(b)<0,f(b)f(c)<0,故选A.
二、填空题
8.(2013山东枣庄一模 )函数f(x)= 的零点的个数为.
解析:当x≥0时 ,由f(x)=0得x+1=0,此时x=-1不成 立.当x<0时 ,由f(x)=0得x2+x=0,此时x=-1或x=0(不成立舍去).所以函数的零点为x=-1.
答案:1
9.函数f(x)=3x-7+ln x的零点位于区 间(n,n+1)(n∈N)内,则n=.
解析:由于f(1)=-4<0,f(2)=ln 2-1<0,
f(3)=2+ln 3>0,
又f(x)在(0 ,+∞)上为增函数,
所以零点在区间(2,3)内,故n=2.
答案:2
1 0.(2013上海长宁区期末)设a为非零实数,偶函数f(x)=x2+a|x-m|+1在区间(2,3)上存在唯一零 点,则实数a的取值范围是.
解析:因为函数f(x)为偶函数,所以m =0,
所以f(x)=x2+a|x|+1.要使函数在区间(2,3)上存在唯一零点,
则有f(2)f(3)<0,即(4+2a+1)(9+3a+1)<0,
所以(5+2a)(10+3a)<0,解得-
答案: - ,-
11.(2013山东即墨市期末)已知函数f(x)= 且关于x的方程f(x)-a=0有两个实根,则实数a的取值范围是.
解析:f(x)的图象如图,要使方程f(x)-a=0有两个实根,即y=f(x)与y=a的图象有两个交点,0
答案:(0,1]
三、解答题
12.判断函数f(x)=1+4x+x2- x3在区间(-1,1)内零点的个数,并说明理由.
解:∵f(-1)=1-4+1+ =- <0,
f(1)=1+4+1- = >0,
∴f(x)在区间(-1,1)内有零点.
又f'(x)=4+2x-2x2=-2(x+1)(x-2),
当-1
∴f(x)在(-1,1)内单调递增,
因此,f(x)在(-1,1)内有且仅有一个零点.
13.已知函数f(x)=4x+m•2x+1有且仅有一个零点,求m的取值范围,并求出该零点.
解:f(x)=4x+m•2x+1有且仅有一个零点,
即方程(2x)2+m•2x+1=0仅有一个实根,
设2x=t(t>0),则t2+mt+1=0仅有一个正实根.
当Δ=0时,m2-4=0,解得m=2或m=-2,
而m=-2时,t=1;
m=2时,t=-1(不合题意,舍去),
∴2x=1,x=0符合题意.
当Δ>0,即m>2或m<-2时,
t2+mt+1=0有两正根或两负根,
即f(x)有两个零点或没有零点.
∴这种情况不符合题意.
综上可知,m=-2时,f(x)有唯一零点,该零点为0.
14.(1)已知f(x)=x2+2mx+3m+4,m为何值时.
①函数有且仅有一个零点;
②函数有两个零点且均比-1大;
(2)若函数f(x)=|4x-x2|+a有4个零点,求实数a的取值范围.
解:( 1)①f(x)=x2+2mx+3m+4有且仅有一个零点
⇔方程f(x)=0有两个相等实根
⇔Δ=0,即4m2-4(3m+4)=0,
即m2-3m-4=0,
∴m=4或m=-1.
②法一设f(x)的两个零点分别为x1,x2,
则x1+x2=-2m,x1•x2=3m+4.
由题意,知
⇔
⇔
∴-5
故m的取值范围为(-5,-1).
法二由题意,知
即
∴-5
∴m的取值范 围为(-5,-1).
(2)令f(x)=0,
得|4x-x2|+a=0,
即|4x-x2|=-a.
令g(x)=|4x-x2|,h(x)=-a.
作出g(x)、h(x)的图象.
由图象可知,当0<-a<4,
即-4
即f(x)有4个零点.
故a的取 值范围为(-4,0).
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