人教A版数学必修一 函数与方程
函数的应用(知识梳理)-高一数学单元复习(人教A版必修1)

专题02函数的应用(知识梳理)第一节 函数与方程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 =ax 2+bx +c (a >0)的图象与零点的关系Δ>0Δ=0Δ<0图象与x 轴的交点 (x 1,0),(x 2,0)(x 1,0) 无交点 零点个数 21[小题体验]1.函数f (x )=2x +3x 的零点所在的一个区间是( ) A .(-2,-1) B .(-1,0) C .(0,1) D .(1,2)答案:B2.(教材习题改编)函数f (x )=ln x +2x -6的零点个数是______. 答案:13.函数f (x )=kx +1在[1,2]上有零点,则k 的取值范围是________. 答案:⎣⎡⎦⎤-1,-121.函数f (x )的零点是一个实数,是方程f (x )=0的根,也是函数y =f (x )的图象与x 轴交点的横坐标.2.函数零点存在性定理是零点存在的一个充分条件,而不是必要条件;判断零点个数还要根据函数的单调性、对称性或结合函数图象.[小题纠偏]1.(2018·诸暨模拟)函数f(x)按照下述方法定义:当x≤2时,f(x)=-x2+2x;当x>2时,f(x)=12(x-2)2,则方程f(x)=12的所有实数根之和是()A.2 B.3 C.5 D.8解析:选C画出函数f(x)的图象,如图所示:结合图象x<2时,两根之和是2,x>2时,由12(x-2)2=12,解得x=3,故方程f(x)=12的所有实数根之和是5,故选C.2.给出下列命题:①函数f(x)=x2-1的零点是(-1,0)和(1,0);②函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点(函数图象连续不断),则一定有f(a)·f(b)<0;③二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)在b2-4ac<0时没有零点;④若函数f(x)在(a,b)上单调且f(a)·f(b)<0,则函数f(x)在[a,b]上有且只有一个零点.其中正确的是________(填序号).答案:③④考点一函数零点所在区间的判定基础送分型考点——自主练透[题组练透]1.已知实数a>1,0<b<1,则函数f(x)=a x+x-b的零点所在的区间是()A.(-2,-1)B.(-1,0)C.(0,1) D.(1,2)解析:选B∵a>1,0<b<1,f(x)=a x+x-b,∴f(-1)=1a-1-b<0,f(0)=1-b>0,由零点存在性定理可知f(x)在区间(-1,0)上存在零点.2.设f(x)=ln x+x-2,则函数f(x)的零点所在的区间为()A.(0,1) B.(1,2)C.(2,3) D.(3,4)解析:选B函数f(x)的零点所在的区间转化为函数g(x)=ln x,h(x)=-x +2图象交点的横坐标所在的范围.作出两函数大致图象如图所示,可知f(x)的零点所在的区间为(1,2).故选B.3.函数f(x)=x2-3x-18在区间[1,8]上______(填“存在”或“不存在”)零点.解析:法一:∵f(1)=12-3×1-18=-20<0,f(8)=82-3×8-18=22>0,∴f(1)·f(8)<0,又f(x)=x2-3x-18在区间[1,8]的图象是连续的,故f(x)=x2-3x-18在区间[1,8]上存在零点.法二:令f(x)=0,得x2-3x-18=0,∴(x-6)(x+3)=0.∵x=6∈[1,8],x=-3∉[1,8],∴f(x)=x2-3x-18在区间[1,8]上存在零点.答案:存在[谨记通法]确定函数f(x)的零点所在区间的2种常用方法(1)定义法:使用零点存在性定理,函数y=f(x)必须在区间[a,b]上是连续的,当f(a)·f(b)<0时,函数在区间(a,b)内至少有一个零点,如“题组练透”第1题.(2)图象法:若一个函数(或方程)由两个初等函数的和(或差)构成,则可考虑用图象法求解,如f(x)=g(x)-h(x),作出y=g(x)和y=h(x)的图象,其交点的横坐标即为函数f(x)的零点,如“题组练透”第2题.考点二判断函数零点个数重点保分型考点——师生共研[典例引领]1.函数f(x)=|x-2|-ln x在定义域内的零点的个数为()A.0B.1C.2 D.3解析:选C 由题意可知f (x )的定义域为(0,+∞).在同一直角坐标系中画出函数y =|x -2|(x >0),y =ln x (x >0)的图象,如图所示:由图可知函数f (x )在定义域内的零点个数为2.2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ≤0,log 2x ,x >0,则函数y =f (f (x ))+1的零点的个数是( )A .4B .3C .2D .1解析:选A 由f (f (x ))+1=0得f (f (x ))=-1, 由f (-2)=f ⎝⎛⎭⎫12=-1 得f (x )=-2或f (x )=12.若f (x )=-2,则x =-3或x =14;若f (x )=12,则x =-12或x = 2.综上可得函数y =f (f (x ))+1的零点的个数是4,故选A.[由题悟法]判断函数零点个数的3种方法(1)方程法:令f (x )=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)零点存在性定理法: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、周期性、对称性)才能确定函数有多少个零点或零点值所具有的性质.(3)数形结合法:转化为两个函数的图象的交点个数问题.先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.[即时应用]1.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x,x ≤1,log 13x ,x >1,则函数y =f (x )+x -4的零点个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:选B 函数y =f (x )+x -4的零点,即函数y =-x +4与y =f (x )的交点的横坐标.如图所示,函数y =-x +4与y =f (x )的图象有两个交点,故函数y =f (x )+x -4的零点有2个.故选B.2.(2018·杭州模拟)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,-1<x ≤1,f x -2+1,1<x ≤3,则函数g (x )=f (f (x ))-2在区间(-1,3]上的零点个数是( )A .1B .2C .3D .4解析:选C ∵函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,-1<x ≤1,f x -2+1,1<x ≤3,∴当-1<x ≤1时,12<f (x )≤2,当1<x ≤3时,-1<x -2≤1,f (x )=f (x -2)+1=2x -2+1∈⎝⎛⎦⎤32,3; 设h (x )=f (f (x )),①当-1<x ≤0时,h (x )=22x ,2<h (x )≤2, ∴g (x )=h (x )-2有一个零点x =0; ②当0<x ≤1时,h (x )=22x -2+1,32<h (x )≤2,∴g (x )=h (x )-2有一个零点x =1; ③当1<x ≤3时,h (x )=22x -2+1-2+1, 22+1<h (x )≤3,g (x )有一个零点; 综上,函数g (x )在区间(-1,3]上有3个零点,故选C. 考点三 函数零点的应用重点保分型考点——师生共研[典例引领]已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且当x ≥0时,f (x )=a |x -2|-a ,其中a >0,且为常数.若函数y =f (f (x ))有10个零点,则a 的取值范围是________.解析:当x ≥0时,令f (x )=0,得|x -2|=1, 即x =1或x =3.因为f (x )是定义在R 上的偶函数, 所以f (x )的零点为x =±1或x =±3. 令f (f (x ))=0, 则f (x )=±1或f (x )=±3.因为函数y =f (f (x ))有10个零点,所以函数y =f (x )的图象与直线y =±1和y =±3共有10个交点.由图可知1<a <3.答案:(1,3)[由题悟法]已知函数有零点(方程有根)求参数取值范围常用3方法 直接法 直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围 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数形结合法 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,然后数形结合求解[即时应用]1.若函数f (x )=4x -2x -a ,x ∈[-1,1]有零点,则实数a 的取值范围是________. 解析:∵函数f (x )=4x -2x -a ,x ∈[-1,1]有零点, ∴方程4x -2x -a =0在[-1,1]上有解, 即方程a =4x -2x 在[-1,1]上有解. 方程a =4x -2x 可变形为a =⎝⎛⎭⎫2x -122-14, ∵x ∈[-1,1],∴2x ∈⎣⎡⎦⎤12,2, ∴⎝⎛⎭⎫2x -122-14∈⎣⎡⎦⎤-14,2. ∴实数a 的取值范围是⎣⎡⎦⎤-14,2. 答案:⎣⎡⎦⎤-14,2 2.(2018·浙江名校高考研究联盟联考)方程x 2+3x -2=0的解可视为函数y =x +3的图象与函数y =2x的图象交点的横坐标.若方程x 4+ax -4=0的各个实根x 1,x 2,…,x k (k ≤4)所对应的点⎝⎛⎭⎫x i ,4x i (i =1,2,…,k )均在直线y =x 的同侧,则实数a 的取值范围是________. 解析:由题意知,方程x 4+ax -4=0的实根是曲线y =x 3+a 与曲线y =4x 的交点的横坐标,而曲线y =x 3+a 是由函数y =x 3的图象向上或向下平移|a |个单位长度得到的.若方程x 4+ax -4=0的各个实数根x 1,x 2,…,x k (k ≤4)所对应的点⎝⎛⎭⎫x i ,4x i(i =1,2,…,k )均在直线y =x 的同侧,如图,结合图象可得⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,-23+a >-2或⎩⎪⎨⎪⎧a <0,23+a <2,解得a <-6或a >6,所以实数a 的取值范围是(-∞,-6)∪(6,+∞).答案:(-∞,-6)∪(6,+∞)第二节 函数模型及其应用1.几类函数模型函数模型 函数解析式一次函数模型 f (x )=ax +b (a ,b 为常数,a ≠0) 反比例函 数模型 f (x )=kx +b (k ,b 为常数且k ≠0) 二次函数模型f (x )=ax 2+bx +c (a ,b ,c 为常数,a ≠0) 指数函数模型f (x )=ba x +c(a ,b ,c 为常数,b ≠0,a >0且a ≠1) 对数函数模型 f (x )=b log a x +c(a ,b ,c 为常数,b ≠0,a >0且a ≠1) 幂函数模型 f (x )=ax n +b (a ,b 为常数,a ≠0)函数 性质 y =a x (a >1) y =log a x (a >1) y =x n (n >0) 在(0,+∞) 上的增减性 单调递增 单调递增 单调递增 增长速度 越来越快 越来越慢 相对平稳 图象的变化随x 的增大 逐渐表现为 随x 的增大 逐渐表现为随n 值变化 而各有不同与y轴平行与x轴平行值的比较存在一个x0,当x>x0时,有log a x<x n<a x3.解函数应用问题的4步骤(1)审题:弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系,初步选择函数模型;(2)建模:将自然语言转化为数学语言,将文字语言转化为符号语言,利用数学知识,建立相应的函数模型;(3)解模:求解函数模型,得出数学结论;(4)还原:将数学结论还原为实际意义的问题.以上过程用框图表示如下:[小题体验]1.(教材习题改编)一根蜡烛长20 cm,点燃后每小时燃烧5 cm,燃烧时剩下的高度h(cm)与燃烧时间t(h)的函数关系用图象表示为图中的()答案:B2.已知某种动物繁殖量y(只)与时间x(年)的关系为y=a log3(x+1),设这种动物第2年有100只,到第8年它们发展到________只.答案:2001.函数模型应用不当,是常见的解题错误.所以要正确理解题意,选择适当的函数模型.2.要特别关注实际问题的自变量的取值范围,合理确定函数的定义域.3.注意问题反馈.在解决函数模型后,必须验证这个数学结果对实际问题的合理性.[小题纠偏]1.甲、乙两人在一次赛跑中,从同一地点出发,路程S与时间t的函数关系如图所示,则下列说法正确的是()A.甲比乙先出发B.乙比甲跑的路程多C.甲、乙两人的速度相同D.甲比乙先到达终点答案:D2.据调查,某自行车存车处在某星期日的存车量为4 000辆次,其中变速车存车费是每辆一次0.3元,普通车存车费是每辆一次0.2元.若普通车存车量为x辆次,存车费总收入为y元,则y关于x的函数关系式是__________.答案:y=-0.1x+1 200(0≤x≤4 000)考点一二次函数模型重点保分型考点——师生共研[典例引领]某跳水运动员在一次跳水训练时的跳水曲线为如图所示抛物线的一段.已知跳水板AB长为2 m,跳水板距水面CD的高BC为3 m.为安全和空中姿态优美,训练时跳水曲线应在离起跳点A处水平距h m(h≥1)时达到距水面最大高度4 m,规定:以CD为横轴,BC为纵轴建立直角坐标系.(1)当h=1时,求跳水曲线所在的抛物线方程;(2)若跳水运动员在区域EF内入水时才能达到比较好的训练效果,求此时h的取值范围.解:由题意,最高点为(2+h,4),(h≥1).设抛物线方程为y=a[x-(2+h)]2+4.(1)当h=1时,最高点为(3,4),方程为y=a(x-3)2+4.(*)将点A(2,3)代入(*)式得a=-1.即所求抛物线的方程为y=-x2+6x-5.(2)将点A(2,3)代入y=a[x-(2+h)]2+4,得ah2=-1.由题意,方程a[x-(2+h)]2+4=0在区间[5,6]内有一解.令f (x )=a [x -(2+h )]2+4=-1h2[x -(2+h )]2+4,则⎩⎨⎧f 5=-1h 23-h 2+4≥0,f6=-1h24-h2+4≤0.解得1≤h ≤43.故达到比较好的训练效果时的h 的取值范围是⎣⎡⎦⎤1,43. [由题悟法]二次函数模型问题的3个注意点(1)二次函数的最值一般利用配方法与函数的单调性解决,但一定要密切注意函数的定义域,否则极易出错;(2)确定一次函数模型时,一般是借助两个点来确定,常用待定系数法; (3)解决函数应用问题时,最后要还原到实际问题.[即时应用]A ,B 两城相距100 km ,在两城之间距A 城x (km)处建一核电站给A ,B 两城供电,为保证城市安全,核电站距城市距离不得小于10 km.已知供电费用等于供电距离(km)的平方与供电量(亿度)之积的0.25倍,若A 城供电量为每月20亿度,B 城供电量为每月10亿度.(1)求x 的取值范围;(2)把月供电总费用y 表示成x 的函数;(3)核电站建在距A 城多远,才能使供电总费用y 最少? 解:(1)由题意知x 的取值范围为[10,90]. (2)y =5x 2+52(100-x )2(10≤x ≤90).(3)因为y =5x 2+52(100-x )2=152x 2-500x +25 000=152⎝⎛⎭⎫x -10032+50 0003, 所以当x =1003时,y min =50 0003. 故核电站建在距A 城1003 km 处,能使供电总费用y 最少.考点二 函数y =x +ax模型的应用重点保分型考点——师生共研[典例引领]为了在夏季降温和冬季供暖时减少能源损耗,房屋的屋顶和外墙需要建造隔热层.某幢建筑物要建造可使用20年的隔热层,每厘米厚的隔热层建造成本为6万元.该建筑物每年的能源消耗费用C (单位:万元)与隔热层厚度x (单位:cm)满足关系C (x )=k3x +5(0≤x ≤10),若不建隔热层,每年能源消耗费用为8万元,设f (x )为隔热层建造费用与20年的能源消耗费用之和.(1)求k 的值及f (x )的表达式;(2)隔热层修建多厚时,总费用f (x )达到最小,并求最小值.解:(1)由已知条件得C (0)=8,则k =40,因此f (x )=6x +20C (x )=6x +8003x +5(0≤x ≤10). (2)f (x )=6x +10+8003x +5-10≥2 6x +10·f(8003x +5)-10=70(万元), 当且仅当6x +10=8003x +5, 即x =5时等号成立.所以当隔热层厚度为5 cm 时,总费用f (x )达到最小值,最小值为70万元.[由题悟法]应用函数y =x +a x模型的关键点 (1)明确对勾函数是正比例函数f (x )=ax 与反比例函数f (x )=b x叠加而成的. (2)解决实际问题时一般可以直接建立f (x )=ax +b x的模型,有时可以将所列函数关系式转化为f (x )=ax +b x的形式. (3)利用模型f (x )=ax +b x求解最值时,要注意自变量的取值范围,及取得最值时等号成立的条件. [即时应用]“水资源与永恒发展”是2015年联合国世界水资源日主题,近年来,某企业每年需要向自来水厂所缴纳水费约4万元,为了缓解供水压力,决定安装一个可使用4年的自动污水净化设备,安装这种净水设备的成本费(单位:万元)与管线、主体装置的占地面积(单位:平方米)成正比,比例系数约为0.2.为了保证正常用水,安装后采用净水装置净水和自来水厂供水互补的用水模式.假设在此模式下,安装后该企业每年向自来水厂缴纳的水费C (单位:万元)与安装的这种净水设备的占地面积x (单位:平方米)之间的函数关系是C (x )=k 50x +250(x ≥0,k 为常数).记y 为该企业安装这种净水设备的费用与该企业4年共将消耗的水费之和.(1)试解释C (0)的实际意义,并建立y 关于x 的函数关系式并化简;(2)当x 为多少平方米时,y 取得最小值,最小值是多少万元?解:(1)C (0)表示不安装设备时每年缴纳的水费为4万元,∵C (0)=k 250=4, ∴k =1 000,∴y=0.2x+1 00050x+250×4=0.2x+80x+5(x≥0).(2)y=0.2(x+5)+80x+5-1≥20.2×80-1=7,当x+5=20,即x=15时,y min=7,∴当x为15平方米时,y取得最小值7万元.考点三指数函数与对数函数模型重点保分型考点——师生共研[典例引领](2016·四川高考)某公司为激励创新,计划逐年加大研发资金投入.若该公司2015年全年投入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长12%,则该公司全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是()(参考数据:lg 1.12≈0.05,lg 1.3≈0.11, lg 2≈0.30)A.2018年B.2019年C.2020年D.2021年解析:选B法一:设2015年后的第n年,该公司全年投入的研发资金开始超过200万元,由130(1+12%)n>200,得 1.12n>2013,两边取常用对数,得n>lg 2-lg 1.3lg 1.12≈0.30-0.110.05=195,∴n≥4,∴从2019年开始,该公司全年投入的研发资金开始超过200万元.法二:根据题意,知每年投入的研发资金增长的百分率相同,所以从2015年起,每年投入的研发资金组成一个等比数列{a n},其中,首项a1=130,公比q=1+12%=1.12,所以a n=130×1.12n-1.由130×1.12n-1>200,两边同时取常用对数,得n-1>lg 2-lg 1.3lg 1.12,又lg 2-lg 1.3lg 1.12≈0.3-0.110.05=3.8,则n>4.8,即a5开始超过200,所以2019年投入的研发资金开始超过200万元,故选B.[由题悟法]指数函数与对数函数模型的应用技巧(1)与指数函数、对数函数两类函数模型有关的实际问题,在求解时,要先学会合理选择模型,在两类模型中,指数函数模型是增长速度越来越快(底数大于1)的一类函数模型,与增长率、银行利率有关的问题都属于指数函数模型.(2)在解决指数函数、对数函数模型问题时,一般先需要通过待定系数法确定函数解析式,再借助函数的图象求解最值问题.[即时应用]某医药研究所开发的一种新药,如果成年人按规定的剂量服用,据监测,服药后每毫升血液中的含药量y(微克)与时间t(小时)之间近似满足如图所示的曲线.(1)写出第一次服药后y 与t 之间的函数关系式y =f (t );(2)据进一步测定,每毫升血液中含药量不少于0.25微克时治疗疾病有效,求服药一次后治疗疾病有效的时间.解:(1)由题图,设y =⎩⎪⎨⎪⎧ kt ,0≤t ≤1,⎝⎛⎭⎫12t -a ,t >1, 当t =1时,由y =4得k =4,由⎝⎛⎭⎫121-a =4得a =3.所以y =⎩⎪⎨⎪⎧4t ,0≤t ≤1,⎝⎛⎭⎫12t -3,t >1. (2)由y ≥0.25得⎩⎪⎨⎪⎧ 0≤t ≤1,4t ≥0.25或⎩⎪⎨⎪⎧ t >1,⎝⎛⎭⎫12t -3≥0.25,解得116≤t ≤5. 因此服药一次后治疗疾病有效的时间是5-116=7916(小时).。
人教A版高中数学必修一课件 《函数的零点与方程的解》指数函数与对数函数

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思想方法 随堂演练
课堂篇 探究学习
解析:(1)令f(x)=log3x+x-3,则f(1)=log31+1-3=-
2<0,f(2)=log32+2-3=log3<0,f(3)=log33+3-3=1>0,f(4)=log34+43=log312>0,则函数f(x)的零点所在的区间为(2,3),所以方程 log3x+x=3的实数解所在的区间为(2,3).
(2)记f(x)=ex-x-2,则该函数的零点就是方程ex-x-2=0的实数解. 由题表可知f(-1)=0.37-1<0,f(0)=1-2<0,f(1)=2.72-3<0,f(2)=7.394>0,f(3)=20.09-5>0.由零点存在定理可得f(1)f(2)<0,故函数的零点 所在的区间为(1,2).所以k=1.
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思想方法 随堂演练
变式训练本例已知条件不变,求a为何值时: (1)方程有唯一实数解; (2)方程的一个解大于1,一个解小于1.
解:(1)令f(x)=ax2-2(a+1)x+a-1.
课堂篇 探究学习
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思想方法 随堂演练
例3 (1)方程log3x+x=3的解所在的区间为 ( )
A.(0,2)
B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
(2)根据表格中的数据,可以判定方程ex-x-2=0的一个实数解所在
的区间为(k,k+1)(k∈N),则k的值为
.
分析:(1)构造函数f(x)=log3x+x-3,转化为确定函数f(x)的零点所 在的区间;(2)构造与方程对应的函数,然后根据表格判断函数值的 符号,从而确定零点所在的区间,再求k值.
函数的零点与方程的解+课件-2022-2023学年高一上学期数学人教A版(2019)必修第一册

. . .
8
.
6
.
4
.
2
.
. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x
-2 .
-4
-6
f (2) ln 2 2 0,f (3) ln 3 0,即f (2) f (3) 0
又 f (x)在(0, )连续
由函数零点存在定理知,f (x)在(2,3)内至少有一个零点
易证f(x)=lnx+2x-6在(0,+∞)上是增函数, 所以函数在定义域(0,+∞)内仅有一个零点.
[例2]方程ex-x-2=0的根所在区间为( AD ). A.(-2,-1) B.(-1,0) C.(0,1) D(1,2)
(法1)令f(x)=ex-x-2,
(法2)ex-x-2=0的根
f(-2)=e-2+2-2=e-2>0,
⇔ex=x-2的根
f(-1)=e-1+1-2=e-1-1<0, ⇔y=ex和y=x-2的交点横坐标
f(0)=e0-0-2=-1<0, f(1)=e1-1-2=e-3<0, f(2)=e2-2-2=e2-4>0.
画图 检验f(-2)·f(-1)<0 及f(1)·f(2)<0
函数零点存在定理的运用2——确定零点个数
[例3]函数f(x)=ex+ln|x|的零点个数为___2___个.
函数零点存在定理的运用3——由零点个数求参数
记载了费拉里的四 次方程 一般解法
1802~1829·挪威 阿贝尔
证明了五次以上一般方程 没有求根公式
ln x 2x 6 0
y ln x 2x 6
超越方程
零点问题
不能用代数运算求解 一种判定函数有零点的方法
必修一高中数学人教版A版必修一第三单元3.1.1方程的根与函数的零点

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§3.1 函数与方程
3.1.1 方程的根与函数的零点
学习目标 1.理解函数零点的定义,会求某些函数的零点(重 点).2.掌握函数零点的判定方法(重、难点).3.了解函数的零点与 方程的根的联系(重点).
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预习教材 P86-P88,完成下面问题: 知识点 1 函数的零点
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课堂小结
1.在函数零点存在性定理中,要注意三点:(1)函数是连续 的;(2)定理不可逆;(3)至少存在一个零点.
2.方程f(x)=g(x)的根是函数f(x)与g(x)的图象交点的横坐标, 也是函数y=f(x)-g(x)的图象与x轴交点的横坐标.
3.函数与方程有着密切的联系,有些方程问题可以转化为函 数问题求解,同样,函数问题有时可以转化为方程问题, 这正是函数与方程思想的基础.
答案 C
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题型三 判断函数零点所在的区间
【例3】 (1)二次函数f(x)=ax2+bx+c的部分对应值如下表:
x -3 -2 -1 0 1 2 3 4 y 6 m -4 -6 -6 -4 n 6
不求a,b,c的值,判断方程ax2+bx+c=0的两根所在区间
是( )
A.(-3,-1)和(2,4) B.(-3,-1)和(-1,1)
是 0,-12. 答案 0,-12
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题型二 确定函数零点的个数
【例 2】 判断下列函数零点的个数. (1)f(x)=x2-34x+58; (2)f(x)=ln x+x2-3. 解 (1)由 f(x)=0,即 x2-34x+58=0,得 Δ=-342-4×58= -3116<0, 所以方程 x2-34x+58=0 没有实数根,即 f(x)零点的个数为 0.
高一数学新人教A版必修1课件:第3章函数的应用3.1.1方程的根与函数的零点

阅读教材 P86~P87“探究”以上部分,完成下列问题. 1.二次函数 y=ax2+bx+c(a>0)的图象与根的关系
Δ>0
Δ=0
二次函数y=ax2 +bx+c(a>0)的 图象
与x轴的交点
(x1,0),(x2,0)
(x1,0)
Δ<0 无交点
2.函数的零点
对于函数 y=f(x),把使 f(x)=0的实数 x 叫做函数 y=f(x)的零点.
法二 由x2-1x=0,得x2=1x. 令h(x)=x2(x≠0),g(x)=1x. 在同一坐标系中分别画出h(x)和g(x)的图象,如图所示.可知两函数图象只有 一个交点,故函数f(x)=x2-1x只有一个零点.
判断函数存在零点的 3 种方法 1.方程法:若方程 f(x)=0 的解可求或能判断解的个数,可通过方程的解来判
函数零点个数的判断
判断下列函数零点的个数. (1)f(x)=x2-7x+12;(2)f(x)=x2-1x. 【精彩点拨】 (1)中f(x)为二次函数,解答本题可判断对应的一元二次方程 的根的个数;(2)中函数零点可用解方程法或转化为两个熟知的基本初等函数y= x2与y=1x的图象交点的个数.
【自主解答】 (1)由f(x)=0,即x2-7x+12=0,得Δ=49-4×12=1>0, ∴方程x2-7x+12=0有两个不相等的实数根3,4.∴函数f(x)有两个零点. (2)法一 令f(x)=0,即x2-1x=0. ∵x≠0,∴x3-1=0.∴(x-1)(x2+x+1)=0. ∴x=1或x2+x+1=0. ∵方程x2+x+1=0的根的判别式Δ=12-4=-3<0, ∴方程x2+x+1=0无实数根. ∴函数f(x)只有一个零点.
【答案】 B
人教A版(2019)高中数学必修第一册4.5.1函数的零点与方程的解教学设计

4.5.1 函数的零点与方程的解教材分析:(1)函数的零点:我们把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)的零点。
这个概念是由二次函数的零点推广到一般函数f(x)得到的.(2)函数的零点与方程的解的关系:函数y=f(x)的零点就是方程f(x)=0的实数解,也就是函数y=f(x)图象与x轴交点的横坐标.从代数上看,在函数y=f(x)的解析式中,当函数值y=0时,得到方程f(x)=0,这个方程的实数解就是使f(x)=0的实数x,因此,函数y=f(x)的零点就是方程f(x)=0的实数解.从图形上看,函数y=f(x)的解析式可以看成关于x,y的方程,这个方程的每一组解(x,y)对应于直角坐标系平面中函数y=f(x)的图象上一个点(x,y),当函数值y=0时,对应的点为(x,0),它是函数y=f(x)的图象与x轴交点,因此,方程f(x)=0的实数解是函数y=f(x)图象与x轴交点的横坐标.函数的零点与方程的解的关系给出了利用函数图象判断方程是否有解的办法:方程f(x)=0有实数解函数y=f(x)有零点函数y=f(x)图象与x轴有交点.函数的零点与方程的解的关系也为解不能用公式求解的方程提供了思路:我们可以把方程与相应的函数联系起来,利用函数的图象和性质找出零点,从而得到方程的实数解。
(3)函数零点存在定理:如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条连续不断的曲线,且有f(a)f(b)<0,则函数y=f(x)在区间(a,b)上至少有一个零点。
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条连续不断的曲线,意味着在区间[a,b]上,当自变量从a连续不断地变化到b时,相应的函数值从f(a)连续不断地变化到f(b).若f(a)f(b)<0,则f(a)>0且f(b)<0,或者f(a)<0且f(b)>0,意味着当函数值从f(a)连续不断地变化到f(b)时,发生了函数值由正到负,或者由负到正的连续不断的变化,而正数和负数是以0为界线的,因此,必然存在一个c∈(a,b),使得f(c)=0.函数零点存在定理是判断方程在某个区间内是否有解的具体方法,是利用函数研究方程的有利工具。
函数的零点与方程的解课件-高一数学人教A版(2019)必修第一册

且 f(a)·f(b)<0,则 f(x)在(a,b)内只有一个零点.(×)
目录
小结
1.(1)函数的零点是方程的实根,是函数 y=f(x)图象与 x 轴交点的横坐标,零 点不是一个“点”,是“实数”. (2)利用函数零点存在性定理: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)<0.两者缺一不可,这是函数 y=f(x)在(a,b)存 在零点的充分不必要条件.
目录
定理理解 函数f(x)存在零点定理的一个推论: 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,在区间[a,b]上具有单调性,且有
f(a)·f(b)<0, 那么函数y= f(x)在区间(a , b)内有唯一零点.
目录
巩固与练习 例1求方程lnx+2x-6=0的实数解的个数.
目录
定理理解
1.若函数 y=f(x)在区间[a , b]上连续,且 f(a) f(b)<0, 则 y=f(x)在区间(a , b)内只有一个零点吗? 2.若函数 y=f(x)在区间[a , b]上连续,且 f(a) f(b)>0, 则 y=f(x)在区间(a , b)内一定没有零点吗? 3.函数 y=f(x)在区间(a , b)内有零点,一定能得出 f(a) f(b)<0 的结论吗? 4.函数零点存在定理的条件, 是函数存在零点的充分不必要条件。
9
y -4 -1.3069 1.0986 3.3863 5.6094 7.7918 9.9459 12.0794 14.1972
O –1
x 1234
由表 4.5-1 和图 4.5-2 可知,f(2)<0,f(3)>0,则 f(2) f(3)<0. 由函数零点存在定理可知,
新课标人教A版数学必修一第三章3.1.1方程的根与函数的零点

f(-2)=-2<0,f(2)=-70<0, f(3)=3>0,
所以f(x)= 3(x+2)(x - 3)(x+4)+x 在区间
(-4,-3 )、 (-3,-2,)、 (2,3 )上各有
一个零点。
y
40
.
20
. . -4 -2
-5
-3 -1 0
. .
1 2 34 5
x
-20
.-40
.
.
.-60 .
. -80
它与x轴没有交点,所以方程 2x(x-2)=-3无实数根。
y
.. 5
3. 4 .
2 1
.
-1 0 1 2 3 x
1(3) x2 =4x-4
1(3)解:x2 =4x-4可化为x2-4x +4=0,令f(x)= x2-4x+4,作出 函数f(x)的图象,如下:
它与x轴只有一个交点,所以 方程x2 =4x-4有两个相等的实 数根。
(0,+∞)内是增函数,所以
2 0
它仅有一个零点。
-2
-4
. . . . x1
x2 x3
.a
bc
..
. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x
.
x4 x de
-6
练习:
1.利用函数图象判断下列方程有没有根,有几个根: (1)-x2+3x+5=0; 有 没有
(2)2x(x-2)=-3; 有 没有
. -1
为f(x) = ex-1+4x-4是(-∞ ,
-2
+∞)上的增函数,所以在
.-3
-4
区间(0,1)上有且只有一个零
点。
3 4x
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函数与方程
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请把正确答案的代
填在题后的括号内(每小题5分,共50分). 1.若函数)(x f y =在区间[a ,b ]上的图象为连续不断的一条曲线,则下列说法正确的是( )
A .若0)()(>b f a f ,不存在实数),(b a c ∈使得0)(=c f ;
B .若0)()(<b f a f ,存在且只存在一个实数),(b a c ∈使得0)(=c f ;
C .若0)()(>b f a f ,有可能存在实数),(b a c ∈使得0)(=c f ;
D .若0)()(<b f a f ,有可能不存在实数),(b a c ∈使得0)(=c f ;
2.已知)(x f 唯一的零点在区间(1,3)、(1,4)、(1,5)内,那么下面命题错误的是
( )
A .函数)(x f 在(1,2)或[2,3]内有零点
B .函数)(x f 在(3,5)内无零点
C .函数)(x f 在(2,5)内有零点
D .函数)(x f 在(2,4)内不一定有零点 3.关于“二分法”求方程的近似解,说法正确的是
( )
A .“二分法”求方程的近似解一定可将)(x f y =在[a ,b ]内的所有零点得到
B .“二分法”求方程的近似解有可能得不到)(x f y =在[a ,b ]内的零点
C .应用“二分法”求方程的近似解,)(x f y =在[a ,b ]内有可能无零点
D .“二分法”求方程的近似解可能得到0)(=x f 在[a ,b ]内的精确解 4.通过下列函数的图象,判断不能用“二分法”求其零点的是
( )
5.方程0)(=x f 在[0,1]内的近似解,用“二分法”计算到445.010=x 达到精确度要求.
那么所取误差限ξ是 ( )
A .0.05
B .0.005
C .0.0005
D .0.00005
6. 求132)(3+-=x x x f 零点的个数为 ( ) A .1 B .2 C .3 D .4 7.已知函数)(x f y =有反函数,则方程0)(=x f
( )
A .有且仅有一个根
B .至多有一个根
C .至少有一个根
D .以上结论都不对
8.对于“二分法”求得的近似解,精确度ε说法正确的是
( )
A .ε越大,零点的精确度越高
B .ε越大,零点的精确度越低
C .重复计算次数就是ε
D .重复计算次数与ε无关
9.已知1x 是方程lgx +x =3的解,2x 是310=+x x
的解,求21x x +
( )
A .
2
3
B .
3
2
C .3
D .3
1 10.方程0lg =-x x 根的个数
( )
A .无穷多
B .3
C .1
D .0
二、填空题:请把答案填在题中横线上(每小题6分,共24分).
11.设函数)(x f y =的图象在[a ,b ]上连续,若满足 ,方程0)(=x f 在[a ,b ]
上有实根.
12.用“二分法”求方程0523
=--x x 在区间[2,3]内的实根,取区间中点为5.20=x ,
那么下一个有根的区间是 .
13.借助计算器用“二分法”求出方程x x f x --=23)(在区间(0,1)内的零点 .
14.举出一个方程,但不能用“二分法”求出它的近似解 . 三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤(共76分). 15.(12分)利用函数图象判断下列方程有没有根,有几个根:
①01272
=++x x ;②0)2lg(2
=--x x ;
③0133=--x x ;④0ln 31
=--x x 。
x
y
o
A
x
o
y
B
x
o
y
C
D
o。
x
y。
16.(12分)已知函数)(x f 图象是连续的,有如下表格,判断函数在那几个区间上有零点.
x -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 f (x )
-3.51 1.02 2.37
1.56
-0.38
1.23
2.77
3.45
4.89
17.(12分)借助计算器,用二分法求出x x 32)62ln(=++在区间(1,2)内的近似解(精
确到0.1).
18.(12分)已知222)(x x x f -+=. ①如果)2()(2x f x g -=,求函数)(x g 的解析式; ②借助计算器,画出函数)(x g 的图象;
③求出函数)(x g 的零点(精确到0.1).
19.(14分)国家购买某种农产品的价格为120元/担,其征税标准为100元征8元,计划可购m
万担.为了减轻农民负担,决定税率降低x 个百分点,预计收购量可增加2x 个百分点. ①写出税收)(x f (万元)与x 的函数关系式;
②要是此项税收在税率调节后达到计划的78%,求此时x 的值.
20.(14分)某电器公司生产A 种型号的家庭电脑。
1996年平均每台电脑的成本5000元,
并以纯利润2%标定出厂价.1997年开始,公司更新设备、加强管理,逐步推行股份制,从而使生产成本逐年降低.2000年平均每台电脑出厂价仅是1996年出厂价的80%,但却实现了纯利润50%的高效率. ①2000年的每台电脑成本;
②以1996年的生产成本为基数,用“二分法”求1996年至2000年生产成本平均每年降 低的百分率(精确到0.01).
参考答案(10)
一、CCDAC CBBCD
二、11.
0)()(≤b f a f ; 12.[2,2.5]; 13.0.3; 14.0122=++x x ;
三、15. 解: (注这是草图,应该标明刻度)
16. 解:在(-2,-1.5)、(-0.5,0)、(0,0.5)内有零点. 17.解:原方程即023
)62ln(=+-+x
x .
令23)62ln()(+-+=x x x f ,
用计算器做出如下对应值表
x -2 -1 0 1 2 f(x)
2.5820
3.0530
27918
1.0794
-4.6974
观察上表,可知零点在(1,2)内 取区间中点1x =1.5,且
00.1)5.1(-≈f ,从而,可知零点在(1,1.5)内;
再取区间中点2x =1.25,且
20.0)25.1(≈f ,从而,可知零点在(1.25,1.5)内;
同理取区间中点3x =1.375,且
0)375.1(<f ,从而,可知零点在(1.25,1.375)内;
由于区间(1.25,1.375)内任一值 精确到0.1后都是1.3. 故结果是
1.3
18.解: 4222)(x x x g -+=;
图象如右图
零点为7.1±(过程略)
19.解:①调节税率后税率为(8-x )%,预计可收购m (1+2x%)万担,总金额为120m (1+2x%)万元,所以
)%8%)(21(120)(x x m x f -+=,即)80)(40042(125
3)(2≤<-+-=x x x m x f .
②计划税收为%78%8120⨯⨯m 即)80(088422
≤<=-+x x x
,解得x =2(求根公式).
试用函数图象指出方程)80(088422
≤<=-+x x x 的根大致所在的区间.
20.解:
①设2000年每台电脑的成本为p 元,根据题意得%80%)201(5000%)501(⨯+=+p ,得p=3200元. ②设1996年至2000年平均每年降低的百分率为x ,根据题意得
o
x
y
2个
x o
y
2个
o
x
y
3个
没有
o
x
y
o
x
y
2个
)10(3200)1(50004<<=-x x 令)10(3200)1(5000
)(4<<--=x x x f 作出对应值表
x
0 0.15 0.3 0.45 0.6 0.75 0.9 1.05 f (x
)
1800
-590
-2000
-2742
-3072
-3180
-3200
-3200
观察上表,可知零点在(0,0.15)内,取其中点为1x =0.075,且460)075.0(≈f ,
再取区间(0.075,0.15)的中点,2x =0.1125,且
98)1125.0(-≈f ,
同理可取区间(0.075,0.1125),中点3x =0.103125,且
0)103125.0(>f ,
依此类推(0.103125,0.1125),(0.103125,0.1078125),(0.10546875,0.1078125)内有零点. (0.10546875,0.1078125)内任一值的满足精确度0.01,且近似解为0.11.。