内容正文:
人教B版(2019)必修第一册
3.2 函数与方程、不等式之间的关系
(第一课时)
第三章 函数
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学习目标
了解函数的零点,体现数学抽象能力(重点)
理解二次函数的零点,体现逻辑推理能力(重点)
理解三个二次之间的关系,体现逻辑推理能力(重难点)
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新课导入
尝试与发现:已知函数f(x)=x-1,
我们知道,这个函数的定义域为R,而且可以求出,方程f(x)=0的解集为{1},
不等式f(x)>0的解集为(1,+∞),不等式f(x)<0的解集为(-∞,1).
在图中作出函数f(x)=x-1的图象,总结上述方程、不等式的解集与函数定义域、函数图象之间的关系.
O
x
y
1
1
3
新课学习
由尝试与发现中的例子可以看出,根据函数值的符号能够把函数的定义域分为几个不相交的集合. 具体来说,假设函数f(x)的定义域为D,若
A={x∈D| f(x)<0},
B={x∈D| f(x)=0},
C={x∈D| f(x)>0},
显然,A,B,C两两的交集都为空集,且 D=A∪B∪C.
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零点的概念
一般地,如果函数y=f (x)在实数α处的函数值等于零,即f(α)=0,则称α为函数y=f(x)的零点.
上述集合B就是函数所有零点组成的集合.
5
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函数零点的充分必要条件
α是函数f(x)零点的充分必要条件是:(α, 0) 是函数图象与x轴的公共点. 因此,由函数的图象可以方便地看出函数值等于0的方程的解集,以及函数值与0比较相对大小的不等式的解集.
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例1:如图所示是函数y=f(x)的图象,分别写出f(x)=0,f(x)>0, f(x)≤0的解集.
由图可知, f(x)=0 的解集为
{-5 , -3 , -1 , 2 , 4 , 6}.
f(x)>0的解集为
(-5 , -3)∪(2 , 4)∪(4 , 6).
f(x)≤0的解集为
[-6 , -5]∪[-3 , 2]∪{4 , 6}.
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依照零点的定义可知,求函数y=f(x)的零点,实质上就是要解方程f(x)=0 ,而且只要得到了这个方程的解集,就可以知道函数图象与x轴的交点,再根据函数的性质等,就能得到类似f(x)>0等不等式的解集.
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新课学习
例2:利用函数求下列不等式的解集:
(1)x2-x-6<0; (2)x2-x-6≥0.
设f(x)=x2-x-6,令f(x)=0,得
x2-x-6=0,
即(x-3)(x+2)=0,从而x=3或x=-2.
因此,3和-2都是函数f(x)的零点,从而f(x)的图象与x轴相交于(3 , 0)和(-2 , 0),又因为函数图象是开口向上的抛物线,所以可以作出函数图象的示意图,如图所示.
(1)所求解集为(-2 , 3);
(2)所求解集为(-∞ , -2]∪[3 ,+∞).
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例3: 利用函数求下列不等式的解集:
(1)-x2-2x-3≥0;
(2)-x2-2x-3<0.
设f(x)=-x2-2x-3,令f(x)=0,得
x2+2x+3=0,
即(x+1)2=-2,该方程无解.
因此函数f(x)无零点,从而f(x)的图象与x轴没有交点,又因为函数图象是开口向下的抛物线,所以可以作出函数图象的示意图,如图所示.
由图可知:(1)所求解集为∅;(2)所求解集为R.
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例4:利用函数求下列不等式的解集:
(1)x2-4x+4>0; (2)x2-4x+4≤0.
设f(x)=x2-4x+4>0 ,令f(x)=0,得
x2-4x+4=0,
即(x-2)2=0,从而x=2.
因此,函数f(x)的零点为2,从而f(x)的图象与x轴相交于(2,0),又因为函数图象是开口向上的抛物线,所以可知:
(1)所求解集为(-∞ , 2)∪(2 ,+∞);
(2)所求解集为{2}.
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新课学习
二次函数的零点及其与对应方程、不等式解集之间的关系
一般地,由一元二次方程解集的情况可知,对于二次函数f(x)=ax²+bx
+c(a≠0):
(1)当∆=b2-4ac>0 时,方程ax²+bx+c=0 的解集中有两个元素x1,x2,且x1,x2是f(x)的两个零点,f(x)的图象与x轴有两个公共点(x1 , 0),(x2 , 0);
(2)当∆=b2-4ac=0时,方程 ax²+bx+c=0的解集中只有一个元素x0,且x0是f(x)唯一的零点,f(x)的图象与x轴有一个公共点(x0 , 0);
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二次函数的零点及其与对应方程、不等式解集之间的关系
(3)当∆=b2-4ac<0时,方程 ax²+bx+c=0没有实数根,此时f(x)无零点,f(x)的图象与x轴没有公共点.
一般地,由一元二次方程解集的情况可知,对于二次函数f(x)=ax²+bx
+c(a≠0):
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由二次函数的图象得到对应的不等式的解集
1.把原不等式变形为ax2+bx+c>0(或ax2+bx+c<0等,其中a≠0,下同);
2.根据方程ax2+bx+c=0的根(即函数f(x)=ax2+bx+c的零点)及a的符号,画出二次函数的草图;
3.观察函数图象,写出解集.
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新课学习
例5:求函数f(x)=(x+2)(x+1)(x-1)的零点,并作出函数图象的示意图,写出不等式f(x)>0和f(x)≤0 的解集.
函数零点为-2,-1,1.
函数的定义域被这三个点划分了四个区间,每个区间函数值的符号如下表所示.
x (-∞ , -2) (-2 , -1) (-1 ,1) (1 , +∞)
f(x) - + - +
由此可以作出函数图象的示意图,如图所示.
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例5:求函数f(x)=(x+2)(x+1)(x-1)的零点,并作出函数图象的示意图,写出不等式f(x)>0和f(x)≤0 的解集.
由图可知f(x)>0的解集为
(-2 , -1)∪(1 , +∞);
f(x)≤0的解集为
(-∞ , -2]∪[-1 , 1].
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课堂练习
D
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课堂练习
18
课堂练习
A
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课堂练习
20
课堂练习
C
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课堂练习
22
课堂练习
B
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课堂练习
24
课堂练习
B
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课堂练习
26
课堂练习
-1
27
课堂练习
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课堂总结
1.函数零点的概念
2.函数零点的充分条件
3.二次函数的零点及其对应方程、不等式解集之间的关系
4.由二次函数的图象得到对于不等式的解集
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谢
谢
观
看
30
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