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- 2021-05-13 发布
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第11讲 函数与方程
学习
目标
1.结合二次函数的图像,判断一元二次方程根的存在性及根的个数,了解函数的零点与方程根的联系.
2根据具体函数的图像,能够用二分法求相应方程的近似解.
学习
疑问
学习
建议
【相关知识点回顾】请注意
1.函数y=f(x)的零点即方程f(x)=0的实根,易误认为函数图像与x轴的交点.
2.由函数y=f(x)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.
【预学能掌握的内容】
1.函数零点的概念
零点不是点!
(1)从“数”的角度看:即是使f(x)=0的实数x;
(2)从“形”的角度看:即是函数f(x)的图像与x轴交点的横坐标.2.函数零点与方程根的关系
方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图像与x轴有交点⇔函数y=f(x)有零点.
3.函数零点的判断
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图像是连续不断的一条曲线,并且有f(a)·f(b)<0.那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根.
4.二分法的定义
对于在[a,b]上连续不断,且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,使区间的两端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫
5
做二分法.
5.用二分法求函数f(x)零点近似值
(1)确定区间[a,b],验证f(a)·f(b)<0,给定精确度ε;
(2)求区间(a,b)的中点x1;
(3)计算f(x1);
①若f(x1)=0,则x1就是函数的零点;
②若f(a)·f(x1)<0,则令b=x1,(此时零点x0∈(a,x1));
③若f(x1)·f(b)<0,则令a=x1,(此时零点x0∈(x1,b)).
(4)判断是否达到精确度ε:即若|a-b|<ε,则得到零点近似值a(或b);否则重复(2)~(4).
1.判断下列说法是否正确(打“√”或“×”).
(1)函数的零点就是函数的图像与x轴的交点.
(2)若函数y=f(x),x∈D在区间(a,b)⊆D内有零点(函数图像连续不断),则f(a)·f(b)<0.
(3)二次函数y=ax2+bx+c在b2-4ac<0时没有零点.
(4)函数y=f(x)的零点就是方程f(x)=0的实根.
2.方程2-x+x2=3的实数解的个数为( )
A.2 B.3 C.1 D.4
3.函数f(x)=ex+3x的零点个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
4.函数f(x)=ln(x+1)-的零点所在的区间是( )
A.(,1) B.(1,e-1) C.(e-1,2) D.(2,e)
5.若函数f(x)=2ax2-x-1在(0,1)内恰有一个零点,则实数a的取值范围是( )
A.(-1,1) B.[1,+∞) C.(1,+∞) D.(2,+∞)
5
6.下列函数图像与x轴均有公共点,其中能用二分法求零点的是( )
5
【探究点一】零点个数: 函数零点个数的判定有下列几种方法
(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)零点存在性定理:利用该定理不仅要求函数在[a,b]上是连续的曲线,且f(a)·f(b)<0,还必须结合函数的图像和性质(如单调性)才能确定函数有多少个零点.
(3)画两个函数图像,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.
〖典例解析〗
例1.(1)函数f(x)=2x+x3-2在区间(0,1)内的零点个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
(2)函数f(x)=2x|log0.5x|-1的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
〖课堂检测〗(1)函数f(x)=|x|-cosx在(-∞,+∞)内零点个数( )
A.0 B.1 C.2 D.无穷多个
(2)函数f(x)=的零点个数是________.
【探究点二】确定零点所在区间
〖典例解析〗例2.(1)设函数f(x)=x-lnx,则函数y=f(x)( )
A.在区间(,1),(1,e)内均有零点B.在区间(,1),(1,e)内均无零点
C.在区间(,1)内有零点,在区间(1,e)内无零点
D.在区间(,1)内无零点,在区间(1,e)内有零点
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(2)若a0,可得其中一个零点x0∈________,第二次应计算________.
(3)在用二分法求方程x3-2x-1=0的一个近似解时,现在已经将根锁定在区间(1,2)内,则下一步可断定该根所在的区间为________.
【层次二】
【层次三】
【思维导图】(学生自我绘制)
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