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文件名称:第二章 §2.11 函数的零点与方程的解.docx
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更新时间:2025-06-12
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文档摘要

§2.11函数的零点与方程的解

课标要求1.理解函数的零点与方程的解的联系.2.理解函数零点存在定理,并能简单应用.3.了解用二分法求方程的近似解.

1.函数的零点与方程的解

(1)函数零点的概念

对于一般函数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)函数零点与方程实数解的关系

方程f(x)=0有实数解?函数y=f(x)有零点?函数y=f(x)的图象与x轴有公共点.

(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,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),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的解.

2.二分法

对于在区间[a,b]上图象连续不断且f(a)f(b)0的函数y=f(x),通过不断地把它的零点所在区间一分为二,使所得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.

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)连续函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,则f(a)f(b)0.(×)

(3)连续函数y=f(x)满足f(a)f(b)0,则f(x)在区间(a,b)上没有零点.(×)

(4)求函数零点的近似值都可以用二分法.(×)

2.下列函数图象与x轴均有交点,则不能用二分法求图中函数零点近似值的是()

答案C

解析根据函数零点存在定理可知,函数f(x)的图象是一段连续不断的曲线,若在区间[a,b]上满足f(a)f(b)0,则函数f(x)在区间(a,b)上存在零点;根据二分法概念可知,C选项中的图象在零点附近不满足f(a)f(b)0,所以C选项不能用二分法求图中函数零点近似值.

3.函数f(x)=lnx-1x的零点所在的大致区间是(

A.1e,1 B.(1

C.(2,e) D.(2,3)

答案B

解析f(x)=lnx-1x的定义域为(0,+∞

又y=lnx与y=-1x在(0,+∞

所以f(x)=lnx-1x在(0,+∞

又f(1)=-10,f(2)=ln2-120

所以f(1)f(2)0,

根据函数零点存在定理可得函数f(x)=lnx-1x的零点所在的大致区间为(1,2)

4.设f(x)=|x2-2x|,则函数y=f(x)-2024的所有零点之和为.?

答案2

解析由一元二次函数的图象和性质可知函数f(x)=|x2-2x|的图象如图所示,

根据图象可知y=f(x)-2024共有2个零点,且2个零点关于直线x=1对称,

所以零点之和为2.

1.谨记三个相关性质

(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.函数的零点不是一个“点”,而是方程f(x)=0的实数解.

(2)图象连续不断的函数,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.

2.谨防两个易错易混

(1)若连续函数f(x)在区间[a,b]上满足f(a)f(b)0,则f(x)在区间(a,b)上至少有一个零点,反之不一定.

(2)已知二次函数的零点求参数时,不要忽略对二次项系数的讨论.

题型一函数零点所在区间的判定

例1(1)(2025·南昌统考)已知函数f(x)=lnx+x-2x,则f(x)的零点所在的区间为(

A.12,1 B.(1,2) C.(2,e) D.(e

答案B

解析显然函数f(x)=lnx+x-2x在(0,+∞

又f(1)=ln1+1-2=-10,f(2)=ln2+2-1=ln2+10,

所以f(1)·f(2)0,所以零点所在的区间为(1,2).

(2)在用二分法求方程x2=3的正实数根的近似值(精确度为0.001)时,若我们选取的初始区间是[1.7,1.8],为达到精确度要求至少需要计算的次数是.?

答案7

解析设至少需要计算n次,则n满足1.8?1.72n0.001,即2n100,由于26=64,27=128,故要达到精确度要求至少需要计算7

思维升华确定函数零点所在区间的常用方法

(1)利用函数零点存在定理: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.

(2)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.

跟踪训练1(1)函数f(x)=x12-2-x-1的零点所在的区间是(

A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)

答案B

解析函数f(x)=x12-2-x-1的