内容正文:
4.5.1 函数的零点与方程的解
情境导入
思考:我们已经学习了用二次函数的观点认识一元二次方程,知道一元二次方程的实数根就是相应二次函数的零点.
像ln x+x=0这样不能用公式求解的方程,是否也能采用类似的方法,用相应的函数研究它的解的情况呢?
我们把使f(x)=0 的实数 x叫做函数 y=f(x)的零点.
这样,函数 y=f(x)的零点就是方程 f(x)=0的实数解,也就是函数y=f(x)的图象与 x 轴的公共点的横坐标.
所以方程 f(x)=0 有实数解
函数 y=f(x) 有零点
函数 y=f(x)的图象与 x 轴有公共点.
由此可知,求方程f(x)=0的实数解,就是确定函数 y=f(x) 的零点.
一般地,对于不能用公式求解的方程f(x)=0,我们可以把它与相应的函数 y=f(x)联系起来,利用函数的图象和性质找出零点,从而得到方程的解.
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 f(a)f(b)<0,那么,函数 y=f(x)在区间 (a,b)内至少有一个零点,即存在 c∈(a,b),使得 f(c)=0,这个 c 也就是方程 f(x)=0的解.
函数零点存在定理
在给定区间[a,b]上连续”和“f(a)·f(b)<0”这两个条件缺一不可!
这个定理只能判断函数零点存在,不能判断函数零点不存在.
函数 有零点x=0 ,但是不能用零点存在定理推断出来,
所以
思考: 若函数f(x)在 (a,b)内存在零点.则满足什么条件时f(x)在 (a,b)上有唯一零点?
f(x)在(a,b)内为单调函数
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,且有 f(a)·f(b)<0,
f(x)在(a,b)内为单调函数,那么函数 y=f(x)在区间 (a,b) 内有零点,且只有一个零点。
例3、图 (1)(2)(3) 分别为函数 y=f(x)在三个不同范围的图象.能否仅根据其中一个
图象,得出函数 y=f(x) 在某个区间只有一个零点的判断?为什么?
例4、利用计算工具画出函数的图象,并指出下列函数零点所在的大致区间:
例5、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:
函数 y=f(x)在哪几个区间内一定有零点?为什么?
x 1 2 3 4 5 6
y 136.136 15.552 −3.92 10.88 −52.488 −232.064
方程 f(x)=0 有实数解 函数 y=f(x) 有零点 函数 y=f(x)的图象与 x 轴有公共点.
1.理解函数零点的概念以及函数零点与方程根的关系.
2.会求函数的零点.
3.掌握函数零点的存在性定理并会判断函数零点的个数.
课堂小结
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 f(a)f(b)<0,那么,函数 y=f(x)在区间 (a,b)内至少有一个零点,即存在 c∈(a,b),使得 f(c)=0,这个 c 也就是方程 f(x)=0的解.
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