内容正文:
数学·必修·第一册
第五章
函数应用
§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
高效导学第一步
预习教材新知,
落实必备知识
f(x0)=0
零点
x轴
横坐标
一正一负
f(a)·f(b)<0
课堂互动探究,
培优关键能力
高效导学第二步
[课程标准] 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.
一、函数零点的概念
(1)概念:使得____________的数x0称为方程f(x)=0的解,也称为函数f(x)的零点.
(2)方程、函数、图象之间的关系:函数y=f(x)的____就是函数y=f(x)的图象与____交点的______,也就是方程f(x)=0的解.
想一想:函数的“零点”是一个点吗?
提示:函数的零点不是一个点,而是一个数,一个使f(x)=0的实数x.
二、零点存在定理
若函数y=f(x)在闭区间[a,b]上的图象是一条连续的曲线,并且在区间端点的函数值________,即________________,则在开区间(a,b)内,函数y=f(x)至少有一个零点,即在区间(a,b)内相应的方程f(x)=0至少有一个解.
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.
记一记:1.零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.
2.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的根.
【基点小试】
1.函数f(x)=log2(2x-1)的零点是( )
A.1
B.2
C.(1,0)
D.(2,1)
解析:由f(x)=0得2x-1=1,即x=1.
答案:A
2.(多选)函数f(x)=2x2-3x+1的零点可以是( )
A.-eq \f(1,2)
B.eq \f(1,2)
C.-1
D.1
解析:方程2x2-3x+1=0的两根分别为x1=1,x2=eq \f(1,2).
答案:BD
3.函数f(x)=x3-3x-3有零点的区间是( )
A.(-1,0)
B.(0,1)
C.(1,2)
D.(2,3)
解析:因为f(2)=8-6-3=-1<0,f(3)=27-9-3=15>0,所以f(2)f(3)<
0,所以D正确.
答案:D
4.已知函数f(x)=-2x+m的零点为4,则实数m的值为________.
解析:f(x)=-2x+m的零点为4,所以-2×4+m=0,m=8.
答案:8
题型一 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)=eq \f(x+3,x);
(2)f(x)=x2+2x+4;
(3)f(x)=2x-3;
(4)f(x)=1-log3x.
解:(1)令eq \f(x+3,x)=0,解得x=-3.
所以函数f(x)=eq \f(x+3,x)的零点是-3.
(2)令x2+2x+4=0,由于Δ=22-4×4=-12<0,所以方程x2+2x+4=0无解.
所以函数f(x)=x2+2x+4不存在零点.
(3)令2x-3=0,解得x=log23,
所以函数f(x)=2x-3的零点是log23.
(4)令1-log3x=0,解得x=3,
所以函数f(x)=1-log3x的零点是3.
[总结] 求函数y=f(x)的零点的方法
(1)代数法:根据零点的定义,解方程f(x)=0,它的实数根就是函数y=f(x)的零点.
(2)几何法或性质法:若方程f(x)=0的解不易求出,可以根据函数y=f(x)的性质及图象求出零点.例如,已知f(x)是定义在R上的减函数,且f(x)为奇函数,求f(x)的零点:因为f(x)是奇函数,那么由奇函数的性质可知f(0)=0,因为f(x)是定义在R上的减函数,所以不存在其他的x使f(x)=0,从而y=f(x)的零点是0.
【练一练】
1.求下列函数的零点:
(1)f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x2+2x-3,x≤0,,-2+ln x,x>0;))
(2)f(x)=(lg x)2-lg x.
解:(1)当x≤0时,令x2+2x-3=0,解得x=-3(x=1舍去);
当x>0时,令-2+ln x=0,解得x=e2.
所以函数f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x2+2x-3,x≤0,,-