内容正文:
4.5 函数的应用(二)
【知识点1 二分法求方程的根的近似值】
1、 二分法的概念
对于在区间上连续不断且 的函数,通过不断地函数的零点所在的区间 ,使区间的两个端点 ,进而得到零点近似值的方法叫二分法,由函数的零点与相应方程的根的关系,可用二分法来求 。[来源:学|科|网Z|X|X|K]
2、用二分法求函数 零点近似值的步骤(给定精确度)
(1)确定区间,使 。
(2)求区间的中点, 。
(3)计算
1
若,则
2
若,则令(此时零点 );
3
若则令(此时零点 );
(4)继续实施上述步骤,直到区间 ,函数的零点总位于区间 上,当和按照给定精度所取的近似值相同时,这个相同的近似值就是函数的近似零点,计算终止。这时函数的近似零点满足给定的精确度。
【知识点2 方程的根与函数的零点】
1.对于函数,我们把使的实数x叫做函数 的 .
2.函数的零点就是方程 的 ,也就是函数 的图像与x轴的交点的 .
3.方程 有实根函数的图像与x轴有 函数 有 .
4.函数零点的存在性的判定方法
5.如果函数在[a,b]上的图像是连续不断的一条曲线,并且有 0,那么在区间(a,b)内有零点,即存在,使得 0,这个c就是方程的根.
(一)、 二分法求零点所在区间
例1.(1)、(2022·山东·临沂二十四中高一阶段练习)方程的根所在的区间是( )
A. B. C. D.
(2)、(2023·吉林长春·东北师大附中校考一模)方程的根所在区间是( )
A. B. C. D.
【变式训练1-1】、(2023·全国·高一专题练习)函数的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
【变式训练1-2】、(2023春·江苏连云港·高一统考期中)函数的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
(二)、 函数的零点个数与方程的根个数
例2.(1)、(2022秋·广东梅州·高三统考阶段练习)函数的零点有 个.
(2)、(2023秋·北京大兴·高三北京市大兴区第一中学校考阶段练习)函数的零点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【变式训练2-1】、(2023·全国·高一专题练习)函数的零点个数为 .
【变式训练2-2】、(2023秋·黑龙江大庆·高三肇州县第二中学校考阶段练习)函数零点个数为( )
A.3 B.2 C.1 D.0
(三)、 嵌套函数的零点问题
例3、(1)、(2023秋·四川绵阳·高三校考阶段练习)已知,则函数的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
(2)、(2023秋·辽宁沈阳·高三校联考阶段练习)已知函数且关于x的方程有7个不同实数解,则实数m的取值范围为 .
【变式训练3-1】、(2023秋·江苏南京·高一南京市第九中学校考阶段练习)函数只有一个零点,则的取值集合为
【变式训练3-2】、(2023·全国·高一专题练习)函数的定义域为,满足,且时,,若,恒有,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
(四) 函数的应用
例4.(1)、(2023·全国·高三专题练习)心理学家有时使用函数来测定在时间分钟内能够记忆的量,其中表示需要记忆的量,表示记忆率.假设一个学生有个单词需要记忆,心理学家测定出在分钟内该学生记忆个单词,则该学生记忆率所在区间为( )
A. B. C. D.
(2)、(2022·四川泸州·三模)牛顿冷却定律描述物体在常温环境下的温度变化:如果物体的初始温度为,则经过一定时间t分钟后的温度T满足,h称为半衰期,其中是环境温度.若℃,现有一杯80℃的热水降至75℃大约用时1分钟,那么水温从75℃降至45℃,大约还需要(参考数据:,)( )
A.9分钟 B.10分钟
C.11分钟 D.12分钟
【变式训练4-1】、(2023·全国·高三专题练习)一种药在病人血液中的量保持1000mg以上才有疗效,而低于500mg病人就有危险.现给某病人静脉注射了这种药2000mg,如果药在血液中以每小时10%的比例衰减,为了充分发挥药物的利用价值,那么从现在起经过______小时内向病人的血液补充这种药,才能保持疗效.(附:,,精确到0.1h)
【变式训练4-2】、(2023秋·江苏常州·高三校联考阶段练习)牛顿曾经提出了常温环境下的温度冷却模型:,其中为时间(单位:为环境温度,为物体初始温度,为冷却后温度.假设