第2章 第9讲 函数与方程—2022版衡水中学高考数学一轮复习课件
展开1 知识梳理·双基自测
2 考点突破·互动探究
3 名师讲坛·素养提升
知识点一 函数的零点1.函数零点的定义对于函数y=f(x)(x∈D),把使_________成立的实数x叫做函数y=f(x)(x∈D)的零点.注:函数的零点不是点.是函数f(x)与x轴交点的横坐标,而不是y=f(x)与x轴的交点.
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_________有交点⇔函数y=f(x)有_________.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_________,那么函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在c∈(a,b),使得_________,这个c也就是方程f(x)=0的根.
f(a)f(b)<0
知识点二 二分法1.对于在区间[a,b]上连续不断且_________的函数y=f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间_________,使区间的两个端点逐步逼近_________,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;
f(a)f(b)<0
1.有关函数零点的结论(1)若连续不断的函数f(x)在定义域上是单调函数,则f(x)至多有一个零点.(2)连续不断的函数,其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号.(3)连续不断的函数图象通过零点时,函数值可能变号,也可能不变号.
题组一 走出误区1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数的零点就是函数的图象与x轴的交点.( )(2)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)在当b2-4ac<0时没有零点.( )(3)函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点(函数图象连续不断),则f(a)·f(b)<0.( )
(4)若f(x)在区间[a,b]上连续不断,且f(a)·f(b)>0,则f(x)在(a,b)内没有零点.( )(5)函数y=2x与y=x2只有两个交点.( )[解析] (1)函数的零点是函数图象与x轴交点的横坐标.(2)当b2-4ac<0时,抛物线与x轴无交点,故没有零点.(3)函数图象若没有穿过x轴,则f(a)·f(b)>0.(4)若在区间[a,b]内有多个零点,f(a)·f(b)>0也可以.(5)y=x2与y=2x在y轴左侧一个交点,y轴右侧两个交点,如在x=2和x=4处都有交点.
[解析] 由所给的函数值的表格可以看出,x=2与x=3这两个数字对应的函数值的符号不同,即f(2)·f(3)<0,所以函数在(2,3)内有零点,故选B.
3.(必修1P92AT1改编)下列函数图象与x轴均有公共点,其中能用二分法求零点的是 ( )
[解析] A,B图中零点两侧不异号,D图不连续.故选C.
题组三 走向高考5.(2015·安徽,5分)下列函数中,既是偶函数又存在零点的是( )A.y=cs x B.y=sin xC.y=ln x D.y=x2+1[解析] y=cs x是偶函数且有无数多个零点,y=sin x为奇函数,y=ln x既不是奇函数也不是偶函数,y=x2+1是偶函数但没有零点,故选A.
6.(2019·全国卷Ⅲ,5分)函数f(x)=2sin x-sin 2x在[0,2π]的零点个数为( )A.2 B.3 C.4 D.5[解析] f(x)=2sin x-2sin xcs x=2sin x(1-cs x),令f(x)=0,则sin x=0或cs x=1,所以x=kπ(k∈Z),又x∈[0,2π],所以x=0或x=π或x=2π.故选B.
考向1 确定函数零点所在区间——自主练透
(2)(2021·开封模拟)函数f(x)=x+ln x-3的零点所在的区间为( )A.(0,1) B.(1,2)C.(2,3) D.(3,4)(3)(多选题)若a[解析] (1)因为f(1)·f(2)·f(4)<0,所以f(1)、f(2)、f(4)中至少有一个小于0.若f(1)<0,则在(0,1)内有零点,在(0,4)内必有零点;若f(2)<0,则在(0,2)内有零点,在(0,4)内必有零点;若f(4)<0,则在(0,4)内有零点.故选D.(2)解法一:利用零点存在性定理因为函数f(x)是增函数,且f(2)=ln 2-1<0,f(3)=ln 3>0,所以由零点存在性定理得函数f(x)的零点位于区间(2,3)内,故选C.
解法二:数形结合函数f(x)=x+ln x-3的零点所在区间转化为g(x)=ln x,h(x)=-x+3的图象的交点横坐标所在范围.如图所示,可知f(x)的零点在(2,3)内.
(3)易知f(a)=(a-b)(a-c),f(b)=(b-c)·(b-a),f(c)=(c-a)(c-b).又a0,f(b)<0,f(c)>0,又该函数是二次函数,且图象开口向上,可知两个零点分别位于区间(a,b)和(b,c)内,故选B、C.
确定函数零点所在区间的方法(1)解方程法:当对应方程f(x)=0易解时,可先解方程,然后再看求得的根是否落在给定区间上.(2)利用函数零点的存在性定理:首先看函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是否连续,再看是否有f(a)·f(b)<0.若有,则函数y=f(x)在区间(a,b)内必有零点.(3)数形结合法:通过画函数图象,观察图象与x轴在给定区间上是否有交点来判断.
考向2 函数零点个数的确定——师生共研
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象和性质(如单调性)才能确定函数有多少个零点.
(3)数形结合法:利用函数y=f(x)的图象与x轴的交点的个数,从而判定零点的个数,或转化为两个函数图象交点个数问题.画两个函数图象,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.
考向3 函数零点的应用——多维探究角度1 与零点有关的比较大小
角度2 已知函数的零点或方程的根求参数
1.比较零点大小常用方法:(1)确定零点取值范围,进而比较大小;(2)数形结合法.2.已知函数有零点(方程有根)求参数值常用的方法和思路:(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决;(3)数形结合:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后观察求解.
(3)在用二分法求方程x2=2的正实数根的近似解(精确度0.001)时,若我们选取初始区间是[1.4,1.5],则要达到精确度要求至少需要计算的次数是_________.
1.用二分法求函数零点的方法: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.2.利用二分法求近似解需注意的问题(1)在第一步中:①区间长度尽量小;②f(a),f(b)的值比较容易计算且f(a)·f(b)<0;
(2)根据函数的零点与相应方程根的关系,求函数的零点与相应方程的根是等价的.(3)虽然二分法未单独考过,但有可能像算法中的“更相减损术”一样,嵌入到程序框图中去考查.
以函数图象、图象的变换方法及函数的零点等相关知识为基础,通过作图、想象,发现该问题的相关数学知识及其联系,快速解决该问题.
[解析] 本题考查已知方程根的个数求根的乘积的取值范围.设四个根依次为x1,x2,x3,x4(x1
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