内容正文:
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第8节 函数与方程
考试要求 1.结合学过的函数图象,了解函数零点与方程解的关系;2.结合具体连续函数及其图象的特点,了解函数零点存在定理.
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1.函数的零点
知 识 梳 理
(1)函数零点的概念
如果函数y=f(x)在实数α处的值等于____,即_________,则α叫做这个函数的零点.
(2)函数零点与方程根的关系
方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与____有交点⇔函数y=f(x)有_____.
x轴
零点
零
f(α)=0
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(3)零点存在性定理
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象不间断,并且在它的两个端点处的函数值_____,即_________,则这个函数在这个区间上,至少有一个零点,即存在一点x0∈(a,b),使f(x0)=0.
异号
f(a)f(b)<0
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2.二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象与零点的关系
(x1,0),(x2,0)
(x1,0)
Δ=b2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<0
二次函数
y=ax2+bx+c
(a>0)的图象
与x轴的交点 ______________ __________ 无交点
零点个数 2 1 0
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[常用结论与微点提醒]
1.若连续不断的函数f(x)在定义域上是单调函数,则f(x)至多有一个零点.函数的零点不是一个“点”,而是方程f(x)=0的实根.
2.由函数y=f(x)(图象是连续不断的)在闭区间[a,b]上有零点不一定能推出f(a)·f(b)<0,如图所示,所以f(a)·f(b)<0是y=f(x)在闭区间[a,b]上有零点的充分不必要条件.
3.周期函数如果有零点,则必有无穷多个零点.
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诊 断 自 测
1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)
(1)函数f(x)=lg x的零点是(1,0).( )
(2)图象连续的函数y=f(x)(x∈D)在区间(a,b)⊆D内有零点,则f(a)·f(b)<0.( )
(3)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)在b2-4ac<0时没有零点.( )
解析 (1)f(x)=lg x的零点是1,故(1)错.
(2)f(a)·f(b)<0是连续函数y=f(x)在(a,b)内有零点的充分不必要条件,故(2)错.
答案 (1)× (2)× (3)√
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2.(老教材必修1P71例题改编)已知函数f(x)的图象是连续不断的,且有如下对应值表:
在下列区间中,函数f(x)必有零点的区间为( )
A.(1,2) B.(2,3) C.(3,4) D.(4,5)
解析 由所给的函数值的表格可以看出,x=2与x=3这两个数字对应的函数值的符号不同,即f(2)·f(3)<0,所以函数在(2,3)内有零点.
答案 B
x 1 2 3 4 5
f(x) -4 -2 1 4 7
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3.(新教材必修第一册P120B5改编)函数f(x)=ex+3x的零点个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
答案 B
解析 由f′(x)=ex+3>0,得f(x)在R上单调递增,又f(-1)=-3<0,f(0)=1>0,则f(-1)·f(0)<0.因此函数f(x)有且只有一个零点.
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4.(2020·沈阳月考)f(x)=ex-x-2在下列哪个区间必有零点( )
A.(-1,0) B.(0,1)
C.(1,2) D.(2,3)
答案 C
解析 f(-1)=-1<0,f(0)=-1<0,f(1)=e-3<0,f(2)=e2-4>0,因为f(1)·f(2)<0,所以f(x)在(1,2)内存在零点.
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5.(2019·全国Ⅲ卷)函数f(x)=2sin x-sin 2x在[0,2π]的零点个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
解析 2sin x-sin 2x=0,得sin x=0或cos x=1.
又x∈[0,2π],由sin x=0,得x=0,π,2π.
由cos x=1,得x=0,2π.
∴f(x)=0有三个实根0,π,2π,即f(x)在[0,2π]上有