内容正文:
第8节 函数与方程
考点点击
核心素养
考情聚焦
1.结合二次函数的图象,了解函数的零点与方程根的联系,会判断一元二次方程根的存在性及根的个数.
2.根据具体连续函数及其图象的特点,了解函数零点存在定理,探索用二分法求方程近似解的思路,能借助计算工具用二分法求方程近似解,了解用二分法求方程近似解具有一般性
1.判断函数零点的个数,培养直观想象素养.
2.确定函数零点所在的区间,达成直观想象和逻辑推理素养.
3.函数零点的应用,提升直观想象和逻辑推理素养
由零点存在性定理判断零点是否存在和零点所在的区间,求方程的根,函数的零点个数,基本初等函数的图象是高考的热点.以函数的零点,方程的根及函数图象的交点之间的等价转化为桥梁,考查转化与化归思想,考查函数与方程思想,数形结合等思想.本部分内容在高考中以选择题或填空题形式考查的居多,在解答题中也有所体现,难度较大
[要点梳理]
1.函数的零点
(1)函数零点的概念
对于函数y=f(x),把使 f(x)=0 的实数x叫做函数y=f(x)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 x轴 有交点⇔函数y=f(x)有 零点 .
(3)零点存在性定理
如果函数y=f(x)满足:①在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线;② f(a)·f(b)<0 ;则函数y=f(x)在(a,b)上存在零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根.
2.二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象与零点的关系
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
(x1,0),
(x2,0)
(x1,0)
无交点
零点个数
2
1
0
3.二分法
对于在区间[a,b]上连续不断且 f(a)·f(b)<0 的函数y=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 ,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.
1.f(a)·f(b)<0是连续函数y=f(x)在闭区间[a,b]上有零点的充分不必要条件.
2.若函数f(x)在[a,b]上是单调函数,且f(x)的图象连续不断,则f(a)·f(b)<0⇒函数f(x)在区间[a,b]上只有一个零点.
[自主诊断]
◆[思考辨析]
判断下列结论的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)函数f(x)=x2-1的零点是(-1,0)和(1,0).( )
(2)函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点(函数图象连续不断),则一定有f(a)·f(b)<0.( )
(3)函数y=2sin x-1的零点有无数多个.( )
(4)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)在b2-4ac<0时没有零点.( )
(5)若函数f(x)在(a,b)上单调且f(a)·f(b)<0,则函数f(x)在[a,b]上有且只有一个零点.( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
◆[教材改编]
1.(必修1P112T1改编)若函数f(x)唯一的零点同时在区间(0,16),(0,8),(0,4),(0,2)内,那么下列命题正确的是( )
A.函数f(x)在区间(0,1)内有零点
B.函数f(x)在区间(0,1)或(1,2)内有零点
C.函数f(x)在区间[2,16)上无零点
D.函数f(x)在区间(1,16)内无零点
解析:C [由题意可确定f(x)唯一的零点在区间(0,2)内,故在区间[2,16)内无零点.]
2.(必修1P92T4改编)函数f(x)=-x的零点个数为 ________ .
解析:作函数y1=和y2=x的图象如图所示,
由图象知函数f(x)有1个零点.
答案:1
◆[小题纠偏]
1.已知函数y=f(x)的图象是连续不断的曲线,且有如下的对应值表:
x
1
2
3
4
5
6
y
124.4
33
-74
24.5
-36.7
-123.6
则函数y=f(x)在区间[1,6]上的零点至少有( )
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个
解析:B [∵f(2)·f(3)<0,f(3)·f(4)<0,f(4)·f(5)<0,
故函数f(x)在区间[1,6]内至少有3个零点.]
2.(2021·山东莱芜模拟)函数f(x)=ex+ln x的零点所在的大致区间是( )
A.(-1,0) B.
C. D.
解析:B [因为f=-ln 2>0,而f=e-ln 8<0,所以必在内有一零点.]
3.函数f(x)是定义在R上的偶函数,且满足f(x+2)=f(x).当x∈[0,1]时,f(x)