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一、方程的根与函数的零点 1、 函数零点的概念: 对于函数
y f (x)(x D) , 把使 f (x) 0 成立的实数 x 叫做函数
y f (x)(x D) 的零点。
2、函数零点的意义:函数 y f (x) 的零点就是方程 f (x) 0 实数根,亦即函数 y f (x) 的图象与 x 轴交点的横坐标。
即:方程 f (x) 0 有实数根 函数 y f (x) 的图象与 x 轴有交点 函数 y f (x) 有零点. 3、函数零点的求法:
○1 (代数法)求方程 f (x) 0 的实数根;
○2 (几何法)对于不能用求根公式的方程,可以将它与函数 y f (x) 的图象联系起来,并利
用函数的性质找出零点. 4、基本初等函数的零点:
①正比例函数 y kx(k 0) 仅有一个零点。 k
②反比例函数 y (k 0) 没有零点。
x ③一次函数 y kx b(k 0) 仅有一个零点。
④二次函数 y ax 2 bx c(a 0) .
(1) △>0,方程ax2 bx c 0(a 0) 有两不等实根,二次函数的图象与 x 轴有两个交点,二次
函数有两个零点.
(2) △=0,方程ax2 bx c 0(a 0) 有两相等实根,二次函数的图象与 x 轴有一个交点,二次
函数有一个二重零点或二阶零点.
(3) △<0,方程ax2 bx c 0(a 0) 无实根,二次函数的图象与 x 轴无交点,二次函数无零点.
⑤指数函数 y ax (a 0,且a 1) 没有零点。
⑥对数函数 y loga x(a 0,且a 1) 仅有一个零点 1.
⑦幂函数 y x,当n 0 时,仅有一个零点 0,当n 0 时,没有零点。
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5、非基本初等函数(不可直接求出零点的较复杂的函数),函数先把 f x 转化成 f x 0 ,再把复杂的函数拆分成两个我们常见的函数 y1 , y2 (基本初等函数),这另个函数图像的交点个数就是 函数 f x 零点的个数。即 f(x)=g(x)的解集f(x)的图像和 g(x)的图像的交点。 6、选择题判断区间a, b 上是否含有零点,只需满足 f a f b 0 。
7、确定零点在某区间a, b 个数是唯一的条件是:① f x 在区间上连续,且 f a f b 0 ②在区间a, b 上单调。 8、函数零点的性质:
从“数”的角度看:即是使 f (x) 0 的实数;
从“形”的角度看:即是函数 f (x) 的图象与 x 轴交点的横坐标;
若函数 f (x) 的图象在 x x0 处与 x 轴相切,则零点 x0 通常称为不变号零点; 若函数 f (x) 的图象在 x x0 处与 x 轴相交,则零点 x0 通常称为变号零点. 9、二分法的定义
对于在区间[a , b] 上连续不断,且满足 f (a) f (b) 0 的函数 y f (x) ,通过不断地把函数 f (x) 的 零点所在的区间一分为二,使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.
10、给定精确度 ε,用二分法求函数 f (x) 零点近似值的步骤:
(1) 确定区间[a , b],验证 f (a) f (b) 0 ,给定精度;
(2) 求区间(a , b) 的中点 x1 ;
(3) 计算 f (x1 ) :
x1 就是函数的零点; ①若 f (x 1 ) = 0 ,则
②若 f (a) f (x ) < 0 ,则令b = x (此时零点 x (a, x ) );
1
1
0
1
③若 f (x ) f (b) < 0 ,则令a = x (此时零点 x (x , b) );
1
1
0
1
(4)判断是否达到精度;即若| a b | ,则得到零点值a (或b );否则重复步骤(2)-(4).
11、二分法的条件 f (a) · f (b) 0 表明用二分法求函数的近似零点都是指变号零点。 12、解决应用题的一般程序:
① 审题:弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系;
② 建模:将文字语言转化为数学语言,利用数学知识,建立相应的数学模型;
③ 解模:求解数学模型,得出数学结论;
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④ 还原:将用数学知识和方法得出的结论,还原为实际问题的意义.
例题分析
【例 1】若方程 x2 4x 3 m 有 4 个不相等的实数根,则实数m 的取值范围是 . 【例 2】若函数 f(x)=x2-(2a-4)x-3 在[1,3]上的最小值是 g(a),求 g(a)的函数表达式.
针对练习
一、选择题
1. 已知函数 f (x) 唯一的零点在区间(1, 3) 内,那么下面命题错误的(
)
A 函数 f (x) 在(1, 2) 或2, 3 内有零点 C 函数 f (x) 在(2, 5) 内有零点
B 函数 f (x) 在(3, 5) 内无零点 D 函数 f (x) 在(2, 4) 内不一定有零点
)
2. 函数 f (x) 2x3 3x 1 零点的个数为(
A 1 B 2 C 3 D 4
2
3. 若关于 x 的方程 x+mx+1=0 有两个不相等的实数根,则实数 m 的取值范围是( )
A. (-1,1) B. (-2,2) C. (-∞,-2) ∪(2,+∞) D.(-∞,-1)∪(1,+∞) 4.函数 f (x) ln x 2x 6 的零点落在区间 (
)
A.(2,2.25) B.(2.25,2.5) C.(2.5,2.75) D.(2.75,3) 5. 方程 lgx+x=0 在下列的哪个区间内有实数解( )
1 1
[ A.[-10,- ] B. (, 0] C.[1,10] D. ,1] 10 10
6. 汽车经过启动、加速行驶、匀速行驶、减速行驶之后停车,若把这一过程中汽车的行驶路程 s
看作时间 t 的函数,其图象可能是( )
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7. 若方程ax x a 0 有两个解,则实数a 的取值范围是(
) D、
A、(1, )
B、(0,1) C、(0, )
x
f (x) e 4x 3 的零点所在的区间为( 8. 在下列区间中,函数 )
1 , 0 0, 1 1 , 1 1 , 3 4 4 4 2 2 4 C. D. A. B.
29. 方程
x1
x 5 的解所在的区间是(
B.(1,2)
)
D.(3,4)
)
A.(0,1) C.(2,3)
,1] 上有解,则m 的取值范围是( x 2 x (m 1) 0 在[110. 若关于 x 的方程
A. [
5
,1]
4
B. [1,1]
5
C. [ ,)
4
) C、2
)
D. (,1]
11、方程 x 1 2x 根的个数为(
A、0 B、1 D、3
x
12. 方程 log (2 x 4) 3 0 的实根的个数是(
A.1
B.2 C.3 D.4
二、填空题
13. 用“二分法”求方程 x3-2x-5=0 在区间[2,3]内的实根,取区间中点为 x0=2.5,那么下一个有
根的区间是
14. 若方程3x x 2 2 的实根在区间m, n内,且m, n Z , n m 1 , 则m n
.
15. 设 y=f(x)的图象在[a,b]上连续,若满足 ,则方程 f(x)=0 在[a,b]上有实根. 三、解答题
16、有一块长为 20cm,宽为 12cm 的矩形铁皮,将其四个角各截去一个边长为 x 的小正方形,然
后折成一个无盖的盒子,写出这个盒子的体积 V 与边长 x 的函数关系式,并讨论这个函数的定义域。
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17. 设 x 与 x 分别是实系数方程ax2 bx c 0 和ax2 bx c 0 的一个根,且 x x , x 0, x 0
1
2
1
2
1
2
a
,求证:方程 x2 bx c 0 有且仅有一根介于 x 和 x 之间。
1 2
2
18. 已知函数 f(x)= (a,b 为常数,且 a≠0)满足 f(2)= 1 且方程 f(x)= x 有唯一解,求函数 f(x)
ax+b
的解析式
x
19.已知函数 f (x) 的定义域为(0,+∞),且满足对任意的 x >0,y>0, f (xy) f (x) f ( y) , f (3) 1 .
当 x >1 时, f (x) >0.
(1) 求 f (9) 的值;(2)判断 f (x) 的单调性,并加以证明;(3)解不等式 f (x) f (x 8) 2 .
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三、布置作业
1. 方程4x3 5x 6 0 的根所在的区间为
( )
C、(1, 0)
D、(0,1)
A、(3, 2)
2.
B、(2, 1)
已知 f (x) 2x2 2x ,则在下列区间中, f (x) 0 有实数解的是 ( ) (A)(-3,-2)
(B)(-1,0)
(C) (2,3)
(D) (4,5)
3.下列说法不正确的是
A. 方程f ( x) =0有实根 函数y=f ( x) 有零点 B. - x2+3x+5=0有两个不同实根
( )
C. y=f ( x) 在a, b上满足f ( a) f ( b) <0, 则y=f ( x) 在a, b内有零点 D. 单调函数若有零点, 则至多有一个
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