函数零点存在性定理.
零点存在定理高中导数

零点存在定理高中导数
"零点存在定理"是微积分中一个重要的概念,用于描述函数在某个区间内的连续性与导数之间的关系。
在高中的导数学习中,零点存在定理通常表述为:
如果函数 ( f(x) ) 在区间 ([a, b]) 内连续,并且在开区间 ((a, b)) 内可导(即导数存在),那么在开区间 ((a, b)) 内至少存在一点 ( c ),使得函数的导数( f'(c) ) 等于零,即 ( f'(c) = 0 )。
这个定理的直观理解是,如果一个函数在某个区间内是连续的且可导的,那么它在这个区间内至少存在一个点,该点处的导数为零。
这个结论在微积分中有着重要的应用,特别是在研究函数的极值点和拐点时。
在高中阶段学习导数时,了解零点存在定理有助于理解函数在某个区间内导数的性质,以及帮助解决一些相关的数学问题。
零点的存在性定理

06 参考文献
参考文献
01
[1] 张三. (2018). 零点存在性定理研究. 科学出版社.
02
[2] 李四, 王五. (2020). 数学分析中的零点存在性定理及其 应用. 高等教育出版社.
03
[3] 刘海涛. (2015). 实数完备性与零点存在性定理. 清华大 学出版社.
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扩展二
总结词
探索零点存在性定理在多维空间的应用
详细描述
零点存在性定理主要应用于一维实数线上。然而,这 个定理也可以推广到多维空间中。通过研究高维空间 中函数的零点存在性,可以揭示出更多有趣的数学现 象和性质。
扩展三
总结词
将零点存在性定理与其他数学定理结合
详细描述
零点存在性定理可以与其他重要的数学定理结合使用, 以解决更复杂的问题。例如,它可以与极限理论、积分 理论等结合,用于证明更广泛的数学命题。这种结合可 以促进数学不同分支之间的交叉融合,推动数学的发展 。
证明方法二
总结词
利用极限的存在性和函数值的符号变化证明。
详细描述
首先,我们需要证明函数在某一点的极限存在,并且函数值从正变为负或从负变为正。这样,我们可 以确定函数在这一点附近有零点。通过分析函数在区间两端的取值和变化趋势,我们可以找到这样的 点,从而证明零点的存在性。
证明方法三
总结词
利用导数和函数的单调性证明。
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推论一
推论一
如果函数在区间两端取值异号,则函数在此区间内至少存在 一个零点。
证明
假设函数在区间$[a, b]$两端取值异号,即$f(a) cdot f(b) < 0$。 根据连续函数的性质,函数在区间$[a, b]$上必存在至少一个零 点,使得$f(c) = 0$,其中$c in (a, b)$。
高中数学讲义:零点存在的判定与证明

零点存在的判定与证明一、基础知识:1、函数的零点:一般的,对于函数()y f x =,我们把方程()0f x =的实数根0x 叫作函数()y f x =的零点。
2、零点存在性定理: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()()0f a f b ×<,那么函数()y f x =在区间(),a b 内必有零点,即()0,x a b $Î,使得()00f x =注:零点存在性定理使用的前提是()f x 在区间[],a b 连续,如果()f x 是分段的,那么零点不一定存在3、函数单调性对零点个数的影响:如果一个连续函数是单调函数,那么它的零点至多有一个。
因此分析一个函数零点的个数前,可尝试判断函数是否单调4、几个“不一定”与“一定”(假设()f x 在区间(),a b 连续)(1)若()()0f a f b ×<,则()f x “一定”存在零点,但“不一定”只有一个零点。
要分析()f x 的性质与图像,如果()f x 单调,则“一定”只有一个零点(2)若()()0f a f b ×>,则()f x “不一定”存在零点,也“不一定”没有零点。
如果()f x 单调,那么“一定”没有零点(3)如果()f x 在区间(),a b 中存在零点,则()()f a f b ×的符号是“不确定”的,受函数性质与图像影响。
如果()f x 单调,则()()f a f b ×一定小于05、零点与单调性配合可确定函数的符号:()f x 是一个在(),a b 单增连续函数,0x x =是()f x 的零点,且()0,x a b Î,则()0,x a x Î时,()0f x <;()0,x x b Î时,()0f x >6、判断函数单调性的方法:(1)可直接判断的几个结论:① 若()(),f x g x 为增(减)函数,则()()f x g x +也为增(减)函数② 若()f x 为增函数,则()f x -为减函数;同样,若()f x 为减函数,则()f x -为增函数③ 若()(),f x g x 为增函数,且()(),0f x g x >,则()()f x g x ×为增函数(2)复合函数单调性:判断()()y f g x =的单调性可分别判断()t g x =与()y f t =的单调性(注意要利用x 的范围求出t 的范围),若()t g x =,()y f t =均为增函数或均为减函数,则()()y f g x =单调递增;若()t g x =,()y f t =一增一减,则()()y f g x =单调递减(此规律可简记为“同增异减”)(3)利用导数进行判断——求出单调区间从而也可作出图像7、证明零点存在的步骤:(1)将所证等式中的所有项移至等号一侧,以便于构造函数(2)判断是否要对表达式进行合理变形,然后将表达式设为函数()f x (3)分析函数()f x 的性质,并考虑在已知范围内寻找端点函数值异号的区间(4)利用零点存在性定理证明零点存在例1:函数()23x f x e x =+-的零点所在的一个区间是( )A.1,02æö-ç÷èø B.10,2æöç÷èø C.1,12æöç÷èø D.31,2æöç÷èø思路:函数()f x 为增函数,所以只需代入每个选项区间的端点,判断函数值是否异号即可解:1211234022f e -æöæö-=+×--=-<ç÷ç÷èøèø,()020f =-<11232022f æö=+×-=-<ç÷èø()12310f e e =+-=->()1102f f æö\×<ç÷èø01,12x æö\Îç÷èø,使得()00f x =答案:C例2:函数()()ln 1f x x x =-+的零点所在的大致区间是( )A.31,2æöç÷èø B.3,22æöç÷èøC.()2,eD.(),e +¥思路:先能判断出()f x 为增函数,然后利用零点存在性判定定理,只需验证选项中区间端点函数值的符号即可。
《函数的零点存在定理》.doc

《函数的零点存在定理》一、教材内容分析本节内容有函数零点概念、函数零点与相应方程根的关系、函数零点存在性定理。
函数零点是研究当函数/(兀)的值为零时,相应的自变量兀的取值, 反映在函数图象上,也就是函数图象与兀轴的交点横坐标。
市于函数/©)的值为零亦EP/(x) = o,其本身已是方程的形式,因而函数的零点必然与方程有着不可分割的联系,事实上,若方程/⑴=0有解,则函数/(兀)存在零点,且方程的根就是相应函数的零点, 也是函数图象与尢轴的交点横坐标。
顺理成章的,方程的求解问题,可以转化为求函数零点的问题。
这是函数与方程关系认识的第一步。
零点存在性定理,是函数在某区间上存在零点的充分不必要条件。
如果函数y = f(x)在区间[处]上的图象是一条连续不断的曲线,并且满足/⑷・<0,则函数y = /(x)在区间M内至少有一个零点, 但零点的个数,需结合函数的单调性等性质进行判断。
定理的逆命题不成立。
方程的根与函数零点的研究方法,符合从特殊到一般的认识规律,从特殊的、具体的二次函数入手,建立二次函数的零点与相应二次方程的联系,然后将其推广到一般的、抽象的函数与相应方程的情形;零点存在性的研究,也同样采用了似的方法,同时还使用了“数形结合思想”及“转化与化归思想”。
二、教学目标分析知识与技能目标:①了解函数零点的概念,理解函数零点与对应方程根之间的关系。
②理解函数零点的两条性质,初步掌握判断函数零点存在的方法。
③在教学过程中渗透数形结合思想,在函数与方程,不等式的联系中体会数学中的转化思想。
过程与方法目标:经历“类比一一归纳一一应用”的过程,培养学生分析问题探究问题的能力,感悟从具体到抽象的研究方法,培养学生的归纳概括能力。
情感态度与价值观目标:培养学生自主探究,合作交流的能力,严谨的科学态度。
三、教学重点、难点分析教学重点:①函数零点的定义;②函数零点、函数对应方程的实根、函数图像与X轴交点之间的关系;③函数零点存在性判定定理。
人教A版高中数学必修1课件3.1.2函数零点存在性定理课件

由题意,得方程组
函数零点存在性定理
【变式训练】 △ =(m +1)2 -16 >0 f(0) =4≥0 f(3) =9-3(m+1) +4≥0
知识点—— 函数零点存在性定理
函数零点存在性定理
【函数零点存在性的判定方法】 对于函数相对应的方程能求解的,可以直接 求解方程的实数根,从而确定函数的零点;对于 函数相对应的方程不能直接求解的,又该怎样处 理? 如果函数y=f(x)在区间[a,b] 上的图象是 f(b) <0 ,那 连续不断的一条曲线,并且有f(a) · 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 的根.
函数零点存在性定理
【说明】
(1)函数 y=f(x)在区间 [a,b]上有定义; (2)函数的图象是连续不断的一条曲线; (3)函数y=f(x) 在区间[a,b] 两端点的函数值必 f(b) < 0 ; 须满足f(a) · (4)函数 y=f(x)在区间 (a,b)内有零点,但不唯 一; (5)用判定方法验证函数f(x) =x2 ,说明该方法 仅是判断函数零点存在的一种方法,并不是唯一的方 法.
【变式训练】
若二次函数y = - x2 +mx -1的图象与两端点为 A(0,3) ,B(3,0) 的线段AB有两个不同的交点,求实数m的取值 范围.
解:线段AB的方程是 x+y=3(0≤x≤3)
x+y=3ຫໍສະໝຸດ 在0≤x≤3 上有两组实数解 y=- x2 +mx-1 解得:x2-(m+1)x+4=0 在0≤x≤3 上有两个实根 令f(x)= x2-(m+1)x+4 ,则二次函数 在0≤x≤3 上有两 个零点.
函数零点存在性定理
【二次函数的零点的应用】 ①利用二次函数的零点研究函数的性质,作出函 数的简图. ②根据函数的零点判断相邻两个零点间函数值的 符号,观察函数的一些性质. 注:二次函数的零点的应用可推广到一般函数.
零点存在定理

即存在 c a, b ,使得 f (c) 0 ,这个 c 也就是方程 f ( x) 0 的根。
例
a
b
a
b
a
b
a
b
归纳求函数 y f x 零点的方法 代数法: 求出对应方程的f x =0的根 几何法: 画出函数的图象
练习: (1)判断下列方程有没有根?有几个根?
1 x 2 3x 5 0 2 x2 4 x 4
(2)判断函数零点的个数,并指出零 所在的大致区间(长度不超过1)
f x e 4x 4
x1
小结:
1、 函数y f ( x)的零点定义
2、三种等价关系 3、函数零点或方程根的存在性以及根的个数的判定。
函数的零点和方程的根
y f x f x 0
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。
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
零点:
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。
1、不是所有的函数都有零点 2、函数的零点并不是“点”,而是 数 3、方程的根与函数的零点关系密切,方程有 几个根,函数就有几个零点,方程无根,则函 数无零点。
函数零点意义:
函数y f ( x)的零点就是方程f ( x) 0的实数根,
也就是函数y=f x的图象与x轴交点的横坐标。
例题 2:判定函数 f ( x ) Inx 2 x 6 是否有零点? 若有,则有几个?指出函数零点所在的大致区间
高考数学《函数零点的个数问题》知识点讲解与分析

高考数学《函数零点的个数问题》知识点讲解与分析一、知识点讲解与分析:1、零点的定义:一般地,对于函数()()y f x x D =∈,我们把方程()0f x =的实数根x 称为函数()()y f x x D =∈的零点2、函数零点存在性定理:设函数()f x 在闭区间[],a b 上连续,且()()0f a f b <,那么在开区间(),a b 内至少有函数()f x 的一个零点,即至少有一点()0,x a b ∈,使得()00f x =。
(1)()f x 在[],a b 上连续是使用零点存在性定理判定零点的前提(2)零点存在性定理中的几个“不一定”(假设()f x 连续)① 若()()0f a f b <,则()f x 的零点不一定只有一个,可以有多个② 若()()0f a f b >,那么()f x 在[],a b 不一定有零点③ 若()f x 在[],a b 有零点,则()()f a f b 不一定必须异号3、若()f x 在[],a b 上是单调函数且连续,则()()()0f a f b f x <⇒在(),a b 的零点唯一4、函数的零点,方程的根,两图像交点之间的联系设函数为()y f x =,则()f x 的零点即为满足方程()0f x =的根,若()()()f x g x h x =−,则方程可转变为()()g x h x =,即方程的根在坐标系中为()(),g x h x 交点的横坐标,其范围和个数可从图像中得到。
由此看来,函数的零点,方程的根,两图像的交点这三者各有特点,且能相互转化,在解决有关根的问题以及已知根的个数求参数范围这些问题时要用到这三者的灵活转化。
(详见方法技巧)二、方法与技巧:1、零点存在性定理的应用:若一个方程有解但无法直接求出时,可考虑将方程一边构造为一个函数,从而利用零点存在性定理将零点确定在一个较小的范围内。
例如:对于方程ln 0x x +=,无法直接求出根,构造函数()ln f x x x =+,由()110,02f f ⎛⎫>< ⎪⎝⎭即可判定其零点必在1,12⎛⎫ ⎪⎝⎭中 2、函数的零点,方程的根,两函数的交点在零点问题中的作用(1)函数的零点:工具:零点存在性定理作用:通过代入特殊值精确计算,将零点圈定在一个较小的范围内。
函数零点存在性定理教学设计

教学设计题如果函数()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()()0f a f b <,那么,函数()y f x =在区间(),a b 内有零点,即存在(),c a b ∈,使得()0f c =,这个c 也就是方程()0f x =的根.(1)请简要写出函数零点定理的探究和发现过程的教学设计(只写教学过程与相应的设计意图,不用写教学目标、重点、难点及练习等的设计);(2)在你的教学设计中,体现了怎样的教育教学理念?答: 1、教学设计要点与参考范例要点:体现课程的三维目标,尤其是彰显过程与方法的基本理念;通过探究定理的条件与结论的各种可能关系,培养学生的数学探究能力。
范例:研究方程的实数根也就是研究相应函数的零点,也就是研究函数的图像与x 轴的交点情况。
问题1 如图1,这是某地从0点到12点的气温变化图,假设气温是连续变化的,请用二种不同的方法将图形补充成完整的函数图像。
这段时间内,是否一定有某时刻的气温为0度?为什么?图1设计意图:该问题起点低,直观性强,简单而内涵丰富,更重要的是结论开放,适合不同层次学生进行探究,是对前面问题的进一步深化。
这时学生可能的连接情况有:(1)用线段连接(如图)。
图2 图3 图4(2)用曲线段连接,学生可能给出很多连接方法,如图11-9、11-10、11-11、11-12等。
图5 图6 图7学生画出的图形为教学提供了丰富的资源,其中包括在区间(,)a b 内有单一零点的函数(单调或不单调)和有多个零点的函数等。
也有因为没有注意到条件要求而画错的图形(如图11-10),这有利于纠正部分学生对函数概念理解的偏差。
问题2 仔细观察零点附近图像的代数特征,你能发现什么规律吗?设计意图:通过对函数值异号(;)+--+、函数值同号(;)++--的观察与分析,可把学生引向本节课的重要结论的研究。
问题 3 满足条件的函数图像与x 轴的交点一定在(,)a b 内吗?即函数的零点一定在(,)a b 内吗?一定在区间(,)a b 上。
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函数零点存在性定理:
一般地,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)<o,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)=O,这个c也就是f(x)=0的根.特别提醒:(1)根据该定理,能确定f(x)在(a,b)内有零点,但零点不一定唯一.
(2)并不是所有的零点都可以用该定理来确定,也可以说不满足该定理的条件,并不能说明函数在(a,b)上没有零点,
例如,函数f(x) =x2 -3x +2有f(0)·f(3)>0,但函数f(x)在区间(0,3)上有两个零点.
(3)若f(x)在[a,b]上的图象是连续不断的,且是单调函数,f(a).f(b)<0,则fx)在(a,b)上有唯一的零点.
•函数零点个数的判断方法:
(1)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.
特别提醒:①“方程的根”与“函数的零点”尽管有密切联系,但不能混为一谈,如方程x2-2x +1 =0在[0,2]上有两个等根,而函数f(x)=x2-2x +1在[0,2]上只有一个零点
②函数的零点是实数而不是数轴上的点.
(2)代数法:求方程f(x)=0的实数根.
例题1:
若函数f(x)唯一的一个零点同时在区间(0,16)、(0,8)、(0,4)、(0,2)内,下列结论:
(1)函数f(x)在区间(0,1)内有零点;
(2)函数f(x)在区间(0,1)或(1,2)内有零点;
(3)函数f(x)在区间[2,16)内无零点;
(4)函数f(x)在区间(0,16)上单调递增或递减.
其中正确的有______(写出所有正确结论的序号).
答案
由题意可确定f(x)唯一的一个零点在区间(0,2)内,故在区间[2,16)内无零点.(3)正确,
(1)不能确定,
(2)中零点可能为1,
(4)中单调性也不能确定.
故答案为:(3)
例题2:
已知函数有零点,则实数的取值范围是()
答案:
例题3:
例题4:
函数f(x)=3ax-2a+1在[-1,1]上存在一个零点,则实数a的取值范围是()
A. a≥ 1/5;
B. a ≤ -1 ;
C. -1 ≤ a ≤ 1/5 ;
D. a ≥ 1/5 或 a ≤ -1 答案:由题意可得f(-1)×f(1)≤0,解得
∴(5a-1)(a+1)≥0
∴a≥1/5 或a≤-1
故选D
.
例题5:
若函数f(x)=x2+log2|x|-4的零点m∈(a,a+1),a∈Z,则所有满足条件的a的和为()。
答案:-1
例题6:
已知函数f(x)的图象是连续不断的曲线,有如下的x与f(x)的对应值表:
那么,函数f(x)在区间[1,6]上的零点至少有
[] A.5个
B.4个
C.3个
D.2个。