内容正文:
第十节 函数与方程
明确目标
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
典题细发掘
一、教材小题的导向训练
1.(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
2.(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
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
二、易错小题的警醒训练
1.函数f(x)=ax2-x-1有且仅有一个零点,则实数a的值为 ( )
A.- B.0
C. D.0或-
2.设f(x)=lg x+x-3,用二分法求方程lg x+x-3=0在(2,3)内近似解的过程中得到f(2.25)<0,f(2.75)>0,f(2.5)<0,f(3)>0,则方程的根所在区间为 ( )
A.(2,2.25) B.(2.25,2.5)
C.(2.5,2.75) D.(2.75,3)
题点一 对函数零点存在定理的理解(自主练通)
1.已知函数f(x)在区间[a,b]上具有单调性,且图象是连续不断的,若f(a)f(b)<0,则方程f(x)=0在区间[a,b]上 ( )
A.至少有一个实数解 B.至多有一个实数解
C.没有实数解 D.必有唯一的实数解
2.若函数f(x)的图象是连续的,且函数f(x)的唯一零点同时在区间(1,5),(1,3),(2,3),内,则与f(1)符号相同的是 ( )
A.f(5) B.f(3)
C.f D.f(2)
3.(2025·蚌埠监测)若函数y=f(x)在闭区间[a,b]上的图象是一条连续的曲线,则“f(a)f(b)<0”是“函数y=f(x)在开区间(a,b)内至少有一个零点”的 ( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
|深化理解|
几个“不一定”与“一定”(假设f(x)在区间(a,b)连续)
(1)若f(a)·f(b)<0,则f(x)“一定”存在零点,但“不一定”只有一个零点.要分析f(x)的性质与图象,如果f(x)具有单调性,则“一定”只有一个零点.
(2)若f(a)·f(b)>0,则f(x)“不一定”存在零点,也“不一定”没有零点.如果f(x)具有单调性,那么“一定”没有零点.
(3)如果f(x)在区间(a,b)内存在零点,则f(a)·f(b)的符号是“不确定”的,受函数性质与图象的影响.如果f(x)具有单调性,那么f(a)·f(b)“一定”小于0.
题点二 函数零点所在区间的判定
[例1] (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
[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 ( )
A.-2 B.-1
C.0 D.1
2.函数f(x)=ln(x+1)-的零点所在的区间是 ( )
A.(0,1) B.(3,4)
C.(2,3) D.(1,2)
|思维建模|
确定函数零点所在区间的常用方法
(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.
题点三 函数零点个数的判定
[例2]
(1)函数f(x)=2x|log2x|-1的零点个数为 ( )
A.0 B.1
C.2 D.4
(2)(2024·湛江二模)已知函数f(x)=|2x-1|-a,g(x)=x2-4|x|+2-a,则 ( )
A.当g(x)有2个零点时,f(x)只有1个零点
B.当g(x)有3个零点时,f(x)有2个零点
C.当f(x)有2个零点时,g(x)有2个零点
D.当f(x)有2个零点时,g(x)有4个零点
|思维建模| 函数零点个数的判定方法
(1)直接求零点:令f(x)=0,如果能求出解,那么有几个解就有几个零点;
(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,其中交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.
[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.若定义在R上的偶函数f(x)满足f(x+2)=f(x),且当x∈[0,1]时,f(x)=x,则函数y=f(x)-log3|x|的零点个数为 ( )
A.1 B.2
C.3 D.4
课下作业:请完成“课时跟踪检测(十五)”
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