内容正文:
§2.4 函数与方程
2.4.1 函数的零点
学习目标 1.理解函数零点的概念.2.会求一次函数、二次函数的零点.3.初步了解函数的零点、方程的根、函数图象与x轴交点的横坐标之间的关系.
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知识点 函数零点的概念
思考1 函数的“零点”是一个点吗?
答案 不是,函数的“零点”是一个数,一个使f(x)=0的实数x.实际上是函数y=f(x)的图象与x轴交点的横坐标.
思考2 函数一定都有零点吗?
答案 不一定.只有函数的图象与x轴有公共点时,才有零点.
梳理 1.函数的零点
如果函数y=f(x)在实数α处的值等于零,即f(α)=0,则α叫做这个函数的零点.
2.方程、函数、图象之间的关系
方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与x轴有交点⇔函数y=f(x)有零点.
3.二次函数的零点与相应一元二次方程根的关系
判别式Δ
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象
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一元二次方程ax2+bx+c=0的根
有两相异实根x1,x2(x1<x2)
有两相等实根x1=x2=-
没有实根
二次函数y=ax2+bx+c的零点
有两个零点x1,x2
有一个二重零点x1=x2
没有零点
1.f(x)=x2的零点是0.( √ )
2.函数的零点是一个点.( × )
类型一 求函数的零点
例1 判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出.
(1)f(x)=-8x2+7x+1;(2)f(x)=.
解 (1)存在.因为f(x)=-8x2+7x+1
=(8x+1)(-x+1),
所以方程-8x2+7x+1=0有两个实根-和1,
即函数f(x)=-8x2+7x+1的零点是-和1.
(2)存在.令f(x)=0,即=0,
解方程得x=-6(x=2舍去),
所以函数f(x)=的零点是-6.
反思与感悟 求函数零点的两种方法
(1)代数法:求方程f(x)=0的实数根.
(2)几何法:对于不易求根的方程f(x)=0,可以将它与函数y=f(x)的图象联系起来,图象与x轴的交点的横坐标即为函数的零点.
跟踪训练1 求下列函数的零点.
(1)f(x)=x2-;
(2)y=(ax-1)(x+2).
解 (1)∵f(x)=x2-,
∴x≠0.
令f(x)=0,即x3-1=0,∴x=1,
∴f(x)=x2-的零点为1.
(2)①当a=0时,令y=0得x=-2.
②当a≠0时,令y=0得x=或x=-2.
(ⅰ)当a=-时,函数的零点为-2;
(ⅱ)当a≠-时,函数的零点为,-2.
综上所述:当a=0或-时,零点为-2;
当a≠0且a≠-时,零点为,-2.
类型二 函数零点个数的判断
例2 已知函数f(x)=|x2-2x-3|-a,求实数a取何值时函数f(x)=|x2-2x-3|-a,(1)有两个零点;(2)有三个零点.
解 令h(x)=|x2-2x-3|和g(x)=a,分别作出这两个函数的图象如图所示,它们交点的个数即函数f(x)=|x2-2x-3|-a的零点个数.
(1)若函数有两个零点,则a=0或a>4.[来源:学*科*网]
(2)若函数有三个零点,则a=4.
引申探究
若f(x)=x2-2|x|+a-1有四个不同的零点,求a的取值范围.
解 令f(x)=0,得a-1=2|x|-x2.
令y1=a-1,y2=2|x|-x2.
∵f(x)=x2-2|x|+a-1有四个不同的零点,
∴y1=a-1,y2=2|x|-x2的图象有四个不同的交点.
画出函数y=2|x|-x2的图象,如图所示.
观察图象可知,0<a-1<1,所以1<a<2.
反思与感悟 判断函数零点个数的三种方法
(1)利用方程的根,转化为解方程,有几个不同的实数根就有几个零点.
(2)利用函数的图象.画出y=f(x)的图象,判断它与x轴交点的个数,从而判断零点的个数.
(3)转化为两个函数图象交点问题.
例如,函数F(x)=f(x)-g(x)的零点个数就是方程f(x)=g(x)的实数根的个数,也就是函数y=f(x)的图象与y=g(x)的图象交点的个数.
跟踪训练2 已知a∈R,讨论关于x的方程|x2-6x+8|=a的实数解的个数.
解 令f(x)=|x2-6x+8|,在平面直角坐标系中画出f(x)的图象,如图所示,
下面对a进行分类讨论,由图象得,
当a<0时,原方程无实数解;
当a=1时,原方程实数解的个数为3;
当0<a<1时,原方程实数解的个数为4;
当a>1或a=0时,原方程实数解的个数为2.
类型三 函数零点性质的应用
例3 已知关于x的二次方程ax2-2(a+1)x+a-1=0有两个根,且一个根大于2,另一个根小于2,试求实数a的取值范围.
解 令f(x)=ax2-2(a+