第8讲 函数与方程
基础梳理
1.函数的零点
(1)函数零点的定义:对于函数y=f(x),我们把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)的零点.
(2)几个等价关系: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)函数零点的判定(零点存在性定理)
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,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.
2.二次函数y=ax2+bx+c(a>0)零点的分布
根的分布(m<n<p为常数)
图象
满足条件
x1<x2<m
m<x1<x2
x1<m<x2
f(m)<0
m<x1<x2<n
m<x1<n<x2<p
只有一根在
(m,n)之间
或f(m)·f(n) <0
(1)二分法的定义:对于在区间[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.
(2)给定精确度ε,用二分法求函数f(x)零点近似值的步骤如下:
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c;③计算f(c);
(ⅰ)若f(c)=0,则c就是函数的零点;
(ⅱ)若f(a)·f(c)<0,则令b=c(此时零点x0∈(a,c));
(ⅲ)若f(c)·f(b)<0,则令a=c(此时零点x0∈(c,b)).
④:若|a-b|<ε,则得到零点近似值a(或b);否则重复②③④.
一个口诀
用二分法求函数零点近似值的口诀为:定区间,找中点,中值计算两边看.同号去,异号算,零点落在异号间.周而复始怎么办?精确度上来判断.
两个防范
(1)函数y=f(x)的零点即方程f(x)=0的实根,是数不是点.
(2)若函数y=f(x)在闭区间[a,b]上的图象是连续不间断的,并且在区间端点的函数值符号相反,即f(a)·f(b)<0,满足这些条件一定有零点,不满足这些条件也不能说就没有零点.如图,
f(a)·f(b)>0,f(x)在区间(a,b)上照样存在零点,而且有两个.所以说零点存在性定理的条件是充分条件,但并不必要.
三种方法
函数零点个数的判断方法:(1)直接求零点:令f(x)=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点;
(2)零点存在性定理:利用定理不仅要求函数在区间[a,b]上是连续不断的曲线,且f(a)·f(b)<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点;
(3)利用图象交点的个数:画出两个函数的图象,看其交点的个数,其中交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.实际上就是求函数的零点,即求方程的根。
双基自测
1.(2011·福建)若关于x的方程x2+mx+1=0有两个不相等的实数根,则实数m的取值范围是( C ).
A.(-1,1) B.(-2,2) C.(-∞,-2)∪(2,+∞) D.(-∞,
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