内容发布更新时间 : 2024/11/16 4:31:15星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
【知识要点】
一、方程的根与函数的零点
(1)定义: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.函数的零点不是一个点的坐标,而是一个数,类似的有截距和极值点等.
(2)函数零点的意义:函数y?f(x)的零点就是方程f(x)=0的实数根,亦即函数y?f(x)的图像与x轴的交点的横坐标,即: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)零点存在性定理:如果函数y?f(x)在区间[a,b]上的图像是一条连续不断的曲线,并且有使得f(c)?0,这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)个c也就是方程的根.
函数y?f(x)在区间[a,b]上的图像是一条连续不断的曲线,并且有f(a)?f(b)?0是函数y?f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点的一个充分不必要条件.
零点存在性定理只能判断是否存在零点,但是零点的个数则不能通过零点存在性定理确定,一般通过数形结合解决. 二、二分法
(1)二分法及步骤
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,进而得到函数零点近似值的方法叫做二分法. (2)给定精确度?,用二分法求函数的零点近似值的步骤如下: 第一步:确定区间[a,b],验证f(a)?f(b)?0,给定精确度?. 第二步:求区间(a,b)的中点x1.
第三步: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))
第四步:判断是否达到精确度?即若a?b??,则得到零点值a或b,否则重复第二至第四步. 三、一元二次方程f(x)?ax?bx?c?0(a?0)的根的分布
讨论一元二次方程f(x)?ax?bx?c?0(a?0)的根的分布一般从以下个方面考虑列不等式组: (1)a的符号; (2)对称轴x??数值的符号.
四、精确度为0.1指的是零点所在区间的长度小于0.1,其中的任意一个值都可以取;精确到0.1指的是零点保留小数点后一位数字,要看小数点后两位,四舍五入. 五、方法总结
函数零点问题的处理常用的方法有:(1) 方程法;(2)图像法;(3)方程+图像法. 【方法点评】
方法一 使用情景 解题步骤
【例1 】已知函数f(x)=3x+2(1-a)x-a(a+2)区间(?1,1)内有零点,求实数a的取值范围.
222b的位置; (3)判别式的符号; (4)根分布的区间端点的函2a方程法 方程可以直接解出来. 先解方程,再求解.
【点评】(1)本题如果用其它方法比较复杂,用这种方法就比较简洁.关键是能发现方程能直接解出来.(2)对于含有参数的函数要尝试因式分解,如果不好因式分解,再考虑其它方法.
【反馈检测1】函数f(x)?(x?1)cosx2在区间[0,4]上的零点个数是( ) A.4 B.5 C.6 D. 7
方法二 使用情景 图像法 一些简单的初等函数或单调性容易求出,比较容易画出函数的图像.
解题步骤 先求函数的单调性,再画图分析. 学科@网 【例2】(2017全国高考新课标I理科数学)已知函数f(x)?ae(1)讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.
2x?(a?2)ex?x.
(2) ①若a?0,由(1)知f(x)至多有一个零点.
②若a?0,由(1)知当x??lna时,f(x)取得最小值,f(?lna)?1?(i)当a?1时,f(?lna)=0,故f(x)只有一个零点. (ii)当a?(1,??)时,由于1?(iii)当a?时,1?(0,1)1?lna. a1?lna>0,即f(?lna)?0,故f(x)没有零点. a1?lna?0,即f(?lna)?0. af(?2)?ae?4?(a?2)e?2?2??2e?2?2?0,故f(x)在(??,?lna)只有一个零点.
3设正整数n0满足n0?ln(?1),则f(n0)?en0(aen0?a?2)?n0?en0?n0?2n0?n0?0a3由于ln(?1)??lna,因此f(x)在(-lna,+?)有一个零点.
a综上所述,a的取值范围为(0,1).【点评】(1)本题第2问根据函数的零点个数求参数的范围,用的就是图像法. 由于第1问已经求出了函数的单调性,所以第2问可以直接利用第1问的单调性作图分析. (2) 当a?时,要先判断(??,lna)(0,1)的零点的个数,此时考查了函数的零点定理,f(?lna)?0,还必须在该区间找一个函数值为正的值,它就是f(?2)?ae?4?2?2?(a?2)e?2??2e?2?要0,说明f(?2)?0,这里利用了放缩法,丢掉了
ae?4?ae?2.(3) 当a?时,要判断(?lna,??)上的零点个数,也是在考查函数的零点定理,还要在该(0,1)