内容正文:
数学 必修第一册(人教)
第四章
指数函数与对数函数
4.5 函数的应用(二)
4.5.1 函数的零点与方程的解
高效导学第一步
预习教材新知,
落实必备知识
零点
f(x)=0
x轴
连续不断
f(a)f(b)<0
f(c)=0
高效导学第二步
课堂互动探究,
培优关键能力
培优拓展系列(九)·一元二次方程根的分布
续表
续表
续表
[课程标准] 1.结合学过的函数图象与性质,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,探索用二分法求方程近似解的思路并会画程序框图,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. 3.理解函数模型是描述客观世界中变量关系和规律的重要数学语言和工具.在实际情境中,会选择合适的函数类型刻画现实问题的变化规律.
一、函数的零点
(1)函数的零点
对于函数y=f(x),把使_________的实数x叫做函数y=f(x)的零点.
(2)方程、函数、函数图象之间的关系
方程f(x)=0有实数解⇔函数y=f(x)的图象与______有公共点⇔函数y=f(x)有______.
记一记:(1)函数零点不是一个点,而是具体的自变量的取值.如函数f(x)=x+1的零点是-1,而不是(-1,0).
(2)求函数零点就是求方程f(x)=0的根,并不是所有的函数都有零点,如函数f(x)= eq \f(1,x) ,y=x2+1均没有零点.
(3)若函数有零点,则零点一定在函数的定义域内.
二、函数零点存在定理
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条____________的曲线,且有___________________,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点,即存在c∈(a,b),使得__________________,这个c也就是方程f(x)=0的解.
记一记:(1)若函数f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的,且在两端点处的函数值f(a),f(b)异号,则函数y=f(x)的图象至少穿过x轴一次,即方程f(x)=0在区间(a,b)内至少有一个实数解c.
(2)零点存在定理只能判断出零点的存在性,而不能判断出零点的个数.如图①②,虽然都有f(a)·f(b)<0,但图①中函数在区间(a,b)内有4个零点,图②中函数在区间(a,b)内仅有1个零点.
(3)零点存在定理是不可逆的,因为f(a)·f(b)<0可以推出函数y=f(x)在区间(a,b)内存在零点.但是,已知函数y=f(x)在区间(a,b)内存在零点,不一定推出f(a)·f(b)<0.如图③,虽然在区间(a,b)内函数有零点,但f(a)·f(b)>0.
(4)如果单调函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有f(a)·f(b)<0,那么函数y=f(x)在区间(a,b)内有唯一的零点,即存在唯一的c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的解.
【基点小试】
1.y=2x-1的图象与x轴的交点坐标及其零点分别是( )
A. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(1,2))) ; eq \f(1,2)
B. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),0)) ; eq \f(1,2)
C. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,-\f(1,2))) ;- eq \f(1,2)
D. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),0)) ;- eq \f(1,2)
解析:令y=0,得2x-1=0,x= eq \f(1,2) ,故y=2x-1的图象与x轴的交点坐标为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),0)) ;零点是图象与x轴的交点的横坐标为 eq \f(1,2) .
答案:B
2.(多选)(2023·江西南昌高一期末)若函数f(x)的图象在R上连续不间断,且f(1)>0,f(2)<0,f(3)<0,则下列说法不正确的是( )
A.函数在区间(1,2)上有且只有1个零点
B.函数在区间(2,3)上一定没有零点
C.函数在区间(1,3)上一定有零点
D.函数在区间(2,3)上一定有零点
解析:因为函数f(x)的图象在R上连续不间断,且f(1)>0,f(2)<0,f(3)<0,
则f(1)·f(2)<0,f(1)·f(3)<0,
故函数f(x)在区间(1,2)上至少有一个零点,A错;
函数f(x)在区间(2,3)上可能有零点,也可能无零点,BD错;
函数f(x)在区间(1,3)上一定有零点,C对.
故选ABD.
答案:A