劉小龍
(巴中市第三中學(xué),四川 巴中 636600)
已知函數(shù)f(x)=logax+x-b(a>0,且a≠1),當(dāng)2<a<3<b<4時(shí),函數(shù)f(x)的零點(diǎn)x0∈(n,n+1),n∈N*,則n=()
[常規(guī)解法]:設(shè)f(x0)=0,因?yàn)閒(x)=logax+x-b,又2<a<3<b<4,所以f(1)=loga1+1-b=1-b<0
因?yàn)?<a<3<b<4,
綜上,x0∈(n,n+1),因此n=2
[圖像解法]:在直角坐標(biāo)系下分別作出y=log2x,y=log3x及y=3-x,y=4-x的圖像,所有可能的交點(diǎn)構(gòu)成了圖中的陰影區(qū)域(不含邊界),其中各點(diǎn)的橫坐標(biāo)都坐落在(2,3)以內(nèi),又因?yàn)閤0∈(n,n+1),n∈N*,所以n=2。
要進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生針對零點(diǎn)問題的求法,掌握函數(shù)和方程之間的轉(zhuǎn)化技巧,另外還要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)利用數(shù)形結(jié)合的方法來判斷零點(diǎn)的個(gè)數(shù),零點(diǎn)所在區(qū)間。在高考問題中,考查函數(shù)性質(zhì)和方程根與系數(shù)關(guān)系的綜合運(yùn)用題一般難度較大,因此要在日常的學(xué)習(xí)中有所準(zhǔn)備,加強(qiáng)訓(xùn)練。
1.f(x)=x3-6x2+9x+a在x∈R上有三個(gè)零點(diǎn),求a的取值范圍。
解:由f'(x)=3x2-12x+9=3(x2-4x+3)=3(x-3)(x-1)得
令f'(x)>0,得x>3或x<1,f'(x)<0,
得1<x<3
所以f(x)在(-∞,1),(3,+∞)上單調(diào)遞增,在(1,3)上單調(diào)遞減。
所以f(x)極大值=f(1)=4+a<0,a>-4
f(x)極小值=f(3)=a<0
所以-4<a<0.
2.方程x3-ax2+9x+a=0在[2,4]上有實(shí)數(shù)解,求a的取值范圍。
解:由方程x3-ax2+9x+a=0在[2,4]上有實(shí)數(shù)解
即x3-ax2+9x=-a,
由f(x)=x3-ax2+9x的圖像可得
0≤a≤4
3.x3-ax2+9x=0在[2,4]上有實(shí)數(shù)解,求a的取值范圍。
在解決函數(shù)零點(diǎn)存在的區(qū)間或者方程根的個(gè)數(shù)問題時(shí),主要采用的方法有函數(shù)零點(diǎn)定理和利用函數(shù)圖象來進(jìn)行判斷。根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)的性質(zhì),求參數(shù)的取值范圍主要采用數(shù)形結(jié)合、等價(jià)轉(zhuǎn)換以及分類討論等方法。學(xué)生在解題過程中要注重利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間、畫出函數(shù)的圖象等方法,能夠有效解決和零點(diǎn)相關(guān)的問題。