内容正文:
第五章
函数应用
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§1 方程解的存在性及方程的近似解
1.1 利用函数性质判定方程解的存在性
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函数的零点
背景:在初中数学中,我们学习了利用根的判别式判断一元二次方程实数根的情况,今天我们研究如何从函数角度判定方程x2-2x-3=0实数根的存在性.
问题:求函数y=x2-2x-3图象与x轴交点坐标和对应方程的根?
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知识点1
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提示:图象如图所示,函数y=x2-2x-3与x轴的交点为(3,0)和(-1,0);方程的根为x1=3和x2=-1.
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结论:函数零点的定义:使得______________的数x0称为方程f(x)=0的解,也称为函数f(x)的零点.f(x)的零点就是函数y=f(x)的图象与x轴交点的______.
f(x0)=0
横坐标
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零点存在定理
问题:观察上面函数y=x2-2x-3的图象发现函数在区间(-2,1)内有零点,在区间(2,4)内也有零点,计算f(-2)·f(1)与f(2)·f(4),你能发现乘积有什么特点?
提示:f(-2)·f(1)<0;f(2)·f(4)<0,即乘积小于零.
知识点2
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结论:零点存在定理:若函数y=f(x)在闭区间[a,b]上的图象是一条____的曲线,并且在区间端点的函数值一正一负,即______________________,则在开区间(a,b)内,函数y=f(x)______________,即在区间(a,b)内相应的方程f(x)=0____________.
注意:①这里说“在区间(a,b)内,方程f(x)=0至少有一个解”,只说明了方程f(x)=0解的存在,并不能判断具体有多少个解.
②当f(a)·f(b)>0时,方程f(x)=0也可能有解.
连续
f(a)·f(b)<0
至少有一个零点
至少有一个解
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[小组探究]
1.若函数y=f(x)不同时满足零点存在的两个条件,是否可以断定该函数在区间(a,b)上没有零点?
解:不满足零点存在的两个条件也不能说就没有零点.如图,
f(a)·f(b)>0,y=f(x)在区间(a,b)上仍然有零点.
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2.如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,函数y=f(x)在区间(a,b)上存在零点,f(a)·f(b)<0是否一定成立?
解:不一定成立,由图象可知,说明零点存在性定理不可逆.
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求函数的零点或判断零点的个数
(1)函数f(x)=x2-3x-4的零点是________.
(2)函数f(x)=2x|log0.5x|-1的零点个数为________.
例
典
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类型 1
[互动探究]
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由图象可知,两函数共有两个交点,
故函数f(x)=2x|log0.5x|-1有2个零点.
【答案】 (1)4或-1 (2)2
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1.函数零点的两种求法
(1)代数法:求方程f(x)=0的实数根.
(2)几何法:画出函数y=f(x)的图象,则图象与x轴的交点的横坐标即为函数的零点.
方法 总结
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2.判断函数零点个数的三种常用方法
(1)解方程:当能直接求解零点时,就直接求出进行判断.
(2)用定理:零点存在定理.
(3)利用图象的交点:有些题目可先画出某两个函数y=f(x),y=g(x)的图象,其交点的横坐标是f(x)-g(x)的零点.
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即学即用
C
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2.f(x)=log2x+2-x零点的个数为________.
解析:函数对应的方程为log2 x-x+2=0,即求函数y=log2 x与y=x-2图象交点个数.
在同一坐标系下,画出两个函