内容正文:
第十一节 函数与方程
1.理解函数的零点与方程解的关系.了解函数零点存在定理,并能简单应用.
2.能借用工具用二分法求方程的近似解,了解二分法求方程的近似解具有一般性.
教材再回首
1.函数的零点
(1)函数零点的定义
对于一般函数y=f(x),我们把使 的实数x叫做函数y=f(x)的零点.
(2)几个等价关系
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 .
(3)函数零点的判定(函数零点存在定理)
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条连续不断的曲线,且有 ,那么,函数y=f(x)在区间 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.
2.二分法
对于在区间[a,b]上图象连续不断且 的函数y=f(x),通过不断地把它的零点所在区间一分为二,使所得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.
3.二次函数图象与零点的关系
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)
无
零点个数
解题结论拓展
(1)若连续不断的函数f(x)在定义域上具有单调性,则f(x)至多有一个零点.函数的零点不是一个“点”,而是方程f(x)=0的实根.
(2)由函数y=f(x)(图象是连续不断的)在闭区间[a,b]上有零点不一定能推出f(a)f(b)<0,如图所示,所以f(a)f(b)<0是y=f(x)在闭区间[a,b]上有零点的充分不必要条件.
典题细发掘
1.(人B必修①P126T3改编)若函数f(x)=+a的零点为1,则实数a的值为 ( )
A.-2 B.-
C. D.2
2.(人A必修①P155T2改编)已知函数y=f(x)的图象是一条连续不断的曲线,部分对应关系如表所示,则该函数的零点个数至少为 ( )
x
1
2
3
4
5
6
y
126.1
15.15
-3.92
16.78
-45.6
-232.64
A.2 B.3
C.4 D.5
3.(苏教必修①P253T8改编)已知函数f(x)=则函数f(x)的零点为 ( )
A.2 B.-2,0
C. D.0
题点一 函数零点所在区间的判定
[例1]
(1)已知函数y=f(x)的图象是一条连续不断的曲线,且有如下对应值表,则下列结论正确的是 ( )
x
1
2
3
4
5
6
y
10
8
-3
2
-7
-9
A.f(x)在(1,6)内恰有3个零点 B.f(x)在(1,6)内至少有3个零点
C.f(x)在(1,6)内最多有3个零点 D.f(x)在(1,6)内不可能有4个零点
(2)[多选]函数f(x)=2x2-4ln x-3,则 ( )
A.f(x)在内有零点 B.f(x)在内有零点
C.f(x)在内有零点 D.f(x)在(e,e2)内有零点
|思维建模|
确定函数零点所在区间的方法
(1)利用函数零点存在定理:首先看函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是否连续,再看是否有f(a)f(b)<0,若有,则函数y=f(x)在区间(a,b)内必有零点;
(2)数形结合法:通过画函数图象,观察图象与x轴在给定区间上是否有交点来判断.
[即时训练]
1.已知函数f(x)=x+2x的零点在区间(n,n+1)内,n∈Z,则n的值为 .
2.写出函数f(x)=ln(x+1)-的零点所在的一个区间: .
题点二 函数零点个数的判定
[例2] 已知函数f(x)=则函数y=f(x)-3的零点个数是 ( )
A.1 B.2
C.3 D.4
|思维建模|
函数零点个数的判定方法
(1)直接求零点.
(2)利用函数零点存在定理:利用该定理不仅要求函数在[a,b]上是连续不断的曲线,且f(a)f(b)<0,还必须结合函数的图象和性质(如单调性)才能确定函数有多少个零点.
(3)图象法:画两个函数的图象,看其交点的个数有几个.
[即时训练]
3.已知函数f(x)=则当k>0时,函数y=f(x)的零点个数为 ( )
A.8 B.6
C.4 D.2
4.已知f(x)是R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=2x-x2,则函数f(x)在R上的零点的个数是 .
题点三 函数零点的应用
考法(一) 根据函数零点范围求参数范围
[例3] (2024·阳泉三模)若函数f(x)=log2x+x2+m在区间(1,2)存在零点,则实数m的取值范围是 ( )
A.(-∞,-5) B.(-5,-1)
C.(1,5) D.(5,+∞)
考法(二) 根据函数零点个数求参数范围
[例4] 设c∈R,函数f(x)= 若f(x)恰有一个零点,则c的取值范围是 ( )
A.(0,1) B.{0}∪[1,+∞)
C. D.{0}∪
|思维建模| 由函数零点所在区间或个数求参数的方法
(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式(组),通过解不等式(组)确定参数的取值范围.
(2)分离参数法:先将参数分离,然后将原问题转化成求函数值域的问题加以解决.
(3)数形结合法:将函数解析式(方程)适当变形,转化为图象易得的函数与一个含参的函数的差,在同一平面直角坐标系中画出这两个函数的图象,结合函数的单调性、周期性、奇偶性等性质求解.
[即时训练]
5.(2025·自贡模拟)设函数f(x)=+x2-4x有唯一的零点,则实数m为 ( )
A.2 B.
C.3 D.
6.已知函数f(x)=若存在实数b,使得关于x的方程f(x)=b有三个不同的根,则实数m的取值范围是 .
课下作业:请完成“课时跟踪检测(十八)”
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