2022-2023年艺术生新高考数学讲义第08讲 函数的应用(学生版含解析).pdf
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1、【知识点总结】一、函数的零点第08讲函数的应用对于函数y=f(x),我们把使f(x)=O的实数x叫做函数y=f(x)的零点二、方程的根与函数零点的关系方程f(x)=0有实数根函数y=f(x)的图像与x轴有公共点函数y=f(x)有零点三、零点存在性定理如果函数y=f(x)在区间a,b上的图像是连续不断的一条曲线,并且有f(a)f(b)O,那么函数Y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在cE(a,b),使得f(c)=0,c也就是方程f(x)=O的根四、二分法对千区间a,b上连续不断且f(a)-f(b)0的函数f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零
2、点,进而得到零点的近似值的方法叫做二分法求方程f(x)=O的近似解就是求函数f(x)零点的近似值五、用二分法求函数f(x)零点近似值的步骤(1)确定区间a,b,验证f(a)f(b)O,给定精度c(2)求区间(a,b)的中点x1令(3)计算f(x,)若J亿)0,则x1就是函数f(x)的零点;若f(a)f(x,)0,则令b=x1(此时零点X。E(a,x1)若f(b)f(x,)0,则令a=x1(此时零点x。E化,b)(4)判断是否达到精确度,即若la-bl l、丿B.-2,0 I-2.c D.0 例4.(2022全国高三专题练习)函数f(x)=log2(x2+x-2)的零点一定位于下列哪个区间内()
3、B.(3,4)C.(1,2)D.(2,3)例5.(2022全国高三专题练习)若困数f(x)=3ax十l-2a在区间(l,l)内存在一个零点,则a的取值范围是()B.(-1主)C.(-oo,一1)D.(-oo,一1)U(长)例6.(2022全国高三专题练习)若函数f(x)=x3-3.i-9x+m仅有一个零点,则实数m的取值范围是()A.(-5,妞)C.(女,27)B.(女,27)u(5,如)D.(女,5)u(27,长o)例7.(2022全国高三专题练习(理)已知函数f(x)=x-e一入的部分函数值如下表所示:X 1 0.5 0.75 0.625 0.5625 f(x)0.6321-0.1065
4、0.2776 0.0897-0.007 那么函数f(x)的一个零点近似值(精确度为0.1)为()A.0.45 B.0.57 C.0.78 D.0.89 例8.(2022全国模拟预测)在药物代谢动力学中,注射药物后瞬时药物浓度C(t)(单位:gl ml)与时间t(单位:h)的关系式为C(t)=。e-k,,其中C。为t=O时的药物浓度,k为常数已知给某患者注射某剂篇为1050mg的药物后,测得不同时间药物浓度如下:t(h)1.0 2.0 C(t)(g I mJ)109.78 80.35 则该药物的K的值大约为()(In l.258 0.253,In 1.35 0.300,In 1.38 0.322
5、,In 1.39 0.329)A.0.287 B.0.312 C.0.323 D.0.356【技能提升训练】一、单选题I.(2022全国高三专题练习)若函数y釭b(a?0)经过点(2,0),则函数y=bx2-ax的零点是()l l A.0,2 B.0,7 C.0,_.:.2 2 I 2.(2022全国高三专题练习(理)函数y=L+的零点是(X A.(-1,0)B.x=O C.-1 I D.2,2)D.1 3.(2022全国高三专题练习)已知函数f(x)=2人l,x,l,则函数f(x)的零点为(1+log2x,x1)。,l-2 A B.2,0 _2 c D.0.(2022全国高三专题练习)函数f
6、(x)=6,I.-2,xO,4 的零点之和为(x+log612,x:,0、丿A.-1 B.I C.-2 D.2 5.(2022全国高三专题练习)已知函数f(x)=2,x;:a 若函数J(x存在零点,则实数a的取值范围是()-x,x 0,则f2(x)+j(x)=2实数根的个数为()e-,x,O A.2 B.3 C.4 D.5 7.(2022全国高三专题练习(文)已知入。是函数f(x)=2+一的一个零点,若xIE(l,x。)工产(x。oo),l-x 则(A.f伈)0,f(xi)O B.f(xi)0,f伈)0D.f亿)0,f(动08.(2022-全国高三专题练习(文)已知函数y=f(x)的图象是连续
7、的曲线,且部分对应值表如下:X 1 2 3 4 5 y 1.4 3.5 5.4 5.5 6.7 则方程f(x)=0必存在有根的一个区间是()A.(1,2)B.(2,3)C.(3,4)D.(4,5)9.(2022全国高三专题练习)用二分法求方程log2x+x=2的近似解时,可以取的一个区间是()A.(0,1)B.(1,2)C.(2,3)D.(3,4)10.(2022全国高三专题练习(文)已知函数f(x)=2x-x3,则下列区间中,f(x)的零点所在的区间是()A.(-1,0)B.(0,l)C.(1,2)D.(2,3)2 J 1.(2022全国高三专题练习)函数f(x)=2-a的一个零点在区间(1
8、,2)内,则实数a的取值范围是()A.(1,3)B.(1,2)C.(0,3)D.(0,2)12.(2022江苏高三专题练习)已知函数f(x)=e一X-2x-5的零点位于区间(m,m+l),mEZ上,则2+log4 I叫()A._.!_ 4 ll4 B 1一2c 3-4 D 13.(2022全国高三专题练习)函数f(x)=21nx+x-2的零点所在的大致区间为()A.(0,1)B.(1,2)C.(2,3)D.(3,4)14.(2022全国高三专题练习)若函数f(x)=x2+ax-在区间(-l,l)上有两个不同的零点,则实数a2 的取值范围是()2 A.(-2,)3 2 B.(0,一)3 C.(2
9、,十oo)D.(0,2)15.(2022江苏高三专题练习)若函数f(x)=(m2)x2+mx+(2m+I)的两个零点分别在区间(-1,0)和区间(1,2)内,则m的取值范围是()A.(-B.()C.(长)D.炒16.(2022全国高三专题练习(理)若关千x的方程9x+(a+4)3+4=0有实数解,则实数a的取值范围是()A.(-4,如)B.(今,-4)C.8,如)D.(心,817.(2022全国高三专题练习)已知函数f(x)=ln(x+2)+2x-m(meR)的一个零点附近的函数值的参考数据如下表X。0.5 0.53125 0.5625 0.625 0.75 l j(x)-1.307-0.08
10、4-0.009 0.066 0.215 0.512 1.099 由二分法,方程ln(x+I)+2x-m=O的近似解(精确度0.05)可能是()A.0.625 B.-0.009 C.0.5625 D.0.066 18.(2022浙江高三专题练习)某学校开展研究性学习活动,某同学获得一组实验数据如下表:X l.99 3 4 5.1 6.l2 y l.5 4.04 7.5 l2 18.01 对千表中数据,现给出以下拟合曲线,其中拟合程度最好的是()A.y=2x-l B.y=(订C.y=log2 x 1 D.y=i伬1)19.(2022浙江高三专题练习)某食品的保鲜时间y(单位:小时)与储存温度x(单
11、位:oc)满足函数关系y=eh+I,(e=2.718-为自然对数的底数,k,b为常数)若该食品在0C的保鲜时间是192小时,在22oc的保鲜时间是48小时,则该食品在33C的保鲜时间是()A.16小时B.20小时C.24小时D.28小时20.(2022全国高三专题练习)“百日冲刺是各个学校针对高三学生进行的高考前的激情教育,它能在短时间内最大限度激发一个人的潜能,使成绩在原来的基础上有不同程度的提高,以便在高考中取得令人满意的成绩,特别对千成绩在中等偏下的学生来讲,其增加分数的空间尤其大现有某班主任老师根据历年成绩在中等偏下的学生经历“百日冲刺”之后的成绩变化,构造了一个经过时间t(30三区1
12、00)(单位:天),增kP 加总分数f(t)(单位:分)的函数模型:f(t)=,k为增分转化系数,P为“百日冲刺“前的最后I+lg(t+I)一次模考总分,且f(60)=P.现有某学生在高考前100天的最后一次模考总分为400分,依据此模型估6 计此学生在高考中可能取得的总分约为()(lg611.79)A.440分B.460分C.480分D.500分21.(2022全国高三专题练习)为了研究疫情有关指标的变化,现有学者给出了如下的模型:假定初始时刻的病例数为No,平均每个病人可传染给K个人,平均每个病人可以直接传染给其他人的时间为L天,在L天之内,病例数目的增长随时间t(单位:天)的关系式为N(
13、t)=No(l幻I,若No=2,K=2.4,则利用此模型预测第5天的病例数大约为()(参考数据:log14454习8,log24454匀,log3445仁5)A.260 B.580 C.910 D.1200 二、多选题22.(2022全国高三专题练习)已知函数f(x)=ex-x-2,则下列区间中含f(x)零点的是()A.(-2,-1)B.(-1,0)C.(0,1)D.(1,2)23.(2022江苏高三专题练习)已知函数f(x):n2;:XEE(:0厂l:),若函数g(x)f(x)-m恰有2个零点,-x2+4x-3,x E J,+oo),则实数m可以是()A.-1 B.0 C.1 D.2 三、填
14、空题3 24.(2022全国高三专题练习)若函数f(x)=li1(x-l)的零点在区间(k,k+l)(k E Z)上,则k的值为25.(2022全国高三专题练习(文)已知直线y=l与曲线y=x2忖a有四个交点,则a的取值范围是26.(2022全国高三专题练习)已知函数瓜)logix,x0,若关千x的方程f(x)k有两个不等的实数根,2E,x 函数y=f(x)有零点三、零点存在性定理如果函数y=f(x)在区间a,b上的图像是连续不断的一条曲线,并且有f(a)f(b)O,那么函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在cE(a,b),使得f(c)=O,c也就是方程f(x)=0的根四、二分法对千
15、区间a,b上连续不断且f(a)f(b)O的函数f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点的近似值的方法叫做二分法求方程f(x)=0的近似解就是求函数f(x)零点的近似值五、用二分法求函数f(x)零点近似值的步骤(l)确定区间a,b,验证f(a)f(b)O,给定精度&.(2)求区间(a,b)的中点斗(3)计算f(x1)若f(x1)=0,则X1就是团数f(x)的零点;若f(a)f(x1)0,则令b=x1(此时零点x。Ea,x1)若f(b)f(x1)0,则令a=x1(此时零点x。E(x1,b)(4)判断是否达到精确度c,即若忆blc,则函数
16、零点的近似值为a(或b);否则重复第(2)-(4)步用二分法求方程近似解的计算量较大,因此往往借助计算完成六、已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角 坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解【典型例题】例I.(2022全国高三专题练习)函数凡)2x+Jl2在区间(0,2)内的零点个数是()A.1 B.2 C.3 D.4【答案】A【详解】因为函数y=2,y=x在R上均为增
17、函数,故函数j(x)=2x+x3-2在R上为增函数,又fO)O,故函数jx)=2入+x3-2在区间(0,2)内只有一个零点故选:A.例2.(2022全国高三专题练习)若函数八x)=ax+b有一个零点是2,那么函数g(x)=bx2-ax的零点为()1 A.0或2【答案】A【详解】因为困数如)ax+b有一个零点是2,B.0 C.l-2 一2或。D 所以b=-2a,所以g(x)=-2心ax=-a(正x).令g(x)=O,得XI=O,X2=专故选:A例3.(2022全国高三专题练习(文)已知函数f(x)=2x-l,x,I,则函数f(x)的零1+log2 x,x I 点为()A.2 B.-2,0 l-2
18、 c D.0【答案】D【详解】.函数f(x)=2X-l,X,1 l+log2 x,x 1 当x,1时,令/(x)=2-1=0,解得x=O当xI时,令f(x)=I.+log2 x=O,解得x=(舍去)2 综曰函数的零点为0.故选:D.例4.(2022全国高三专题练习)函数f(x)=Jog2(x2+x2)的零点一定位千下列哪个区间内()A.(5,6)【答案】C【详解】解:解不等式.x2+x-2 0得xl或x-2,B.(3,4)c.(1,2)D.(2,3)所以陌数的定义域为(-X),-2)u(l,+oo),因为f(订log凇 0 f(3)=log2100,f(4)=log2180,f(S)=log2
19、28 0,f(6)=log2400,所以f.(2f(2)0,所以根据4:点的存在性定押得在区11+j(1,2上必有零点,所以函数.f(x)=log2(x2+x-2)的零点一定位丁(1,2)区间内故选:C 例5.(2022全国高三专题练习)若函数f(x)=3ax十l-2a在区间(-1,1)内存在一个零点,则a的取值范围是()A.(扣心)尸)【答案】D【详解】B.-l c.(一心,I)当a=O时,f(x)=l与x轴无交点,小合题意,所以吽0;记数f(x)=3ax+I2a在区间(-1,I)内是单调函数,所以(-1)f(I)O,解得a一或a5 故选:D D.(一切,l)U 例6.(2022全国高三专题
20、练习)若函数f(x)=x3-3x2-9x+m仅有一个零点,则实数m的取值范围是()A.(-5,位)B(女,27)u(5,如)C.(女,27)【答案】D【详解】D.(-co,5)u(27,如)因为图数f(x)=x3-3x2-9x+m仅有一个零点,所以g(x)=x3-3x2-9x与y=-m图像只有一个交点对于g(x)=x3-3x2-9x,求导得g(x)=3x2-6x-9令g(x)=O,得x .1或x=3所以当x 1时g(x)单调递增;当lx3时g(x)单调递增所以丐x=-l时函数有极大值g(-1)=-1-3+9=5,7X=3时函数有极小伯g(3)=272727=27.作g(x)=.:2-3x2-9
21、x与y=-m的图像如下图所示.y-m.4.,由图可知,当g(x)=x3-3x2-9x与y=-m图像只有一个交点时,m5或m-27,即m27.故选:D例7.(2022全国高三专题练习(理)已知函数f(x)=x-e-一的部分函数值如下表所示:x 0.5 0.75 0.625 0.5625 J(x)0.6321-0.l065 0.2776 0.0897 那么函数j(x)的一个零点近似值(精确度为O.J)为()-0.007 A.0.45【答案】B【详解】根据给的数据知道方程的根在区间(0.5625,0.625)内,所以近似解为0.57B.0.57 C.0.78 D.0.89 故选:B例8.(2022全
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