函数的应用知识导航方程的根与函数的零点1、函数零点的概念:对于函数))((D x x f y ∈=,把使0)(=x f 成立的实数x 叫做函数))((D x x f y ∈=的零点。
2、函数零点的意义:函数)(x f y =的零点就是方程0)(=x f 实数根,亦即函数)(x f y =的图象与x 轴交点的横坐标。
(注意:零点是数不是点)即:方程0)(=x f 有实数根⇔函数)(x f y =的图象与x 轴有交点⇔函数)(x f y =有零点.3、函数零点的求法:○1 (代数法)求方程0)(=x f 的实数根; ○2 (几何法)对于不能用求根公式的方程,能够将它与函数)(x f y =的图象联系起来,并利用函数的性质找出零点.4、基本初等函数的零点:①正比例函数(0)y kx k =≠仅有一个零点。
②反比例函数(0)ky k x=≠没有零点。
③一次函数(0)y kx b k =+≠仅有一个零点。
④二次函数)0(2≠++=a c bx ax y .(1)△>0,方程20(0)ax bx c a ++=≠有两不等实根,二次函数的图象与x 轴有两个交点,二次函数有两个零点.(2)△=0,方程20(0)ax bx c a ++=≠有两相等实根,二次函数的图象与x 轴有一个交点,二次函数有一个二重零点或二阶零点.(3)△<0,方程20(0)ax bx c a ++=≠无实根,二次函数的图象与x 轴无交点,二次函数无零点.⑤指数函数(0,1)xy a a a =>≠且没有零点。
⑥对数函数log (0,1)a y x a a =>≠且仅有一个零点1.⑦幂函数y x α=,当0n >时,仅有一个零点0,当0n ≤时,没有零点。
5、非基本初等函数(不可直接求出零点的较复杂的函数),函数先把()f x 转化成()0f x =,再把复杂的函数拆分成两个我们常见的函数12,y y (基本初等函数),这另个函数图像的交点个数就是函数()f x 零点的个数。
6、选择题判断区间(),a b 上是否含有零点,只需满足()()0f a f b <。
7、确定零点在某区间(),a b 个数是唯一的条件是:①()f x 在区间上连续,且()()0f a f b <②在区间(),a b 上单调。
8、函数零点的性质:从“数”的角度看:即是使0)(=x f 的实数;从“形”的角度看:即是函数)(x f 的图象与x 轴交点的横坐标;若函数)(x f 的图象在0x x =处与x 轴相切,则零点0x 通常称为不变号零点; 若函数)(x f 的图象在0x x =处与x 轴相交,则零点0x 通常称为变号零点.二分法9、二分法的定义对于在区间[a ,]b 上连续持续,且满足()()0f a f b ⋅<的函数)(x f y =,通过持续地把函数)(x f 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.10、给定精确度ε,用二分法求函数()f x 零点近似值的步骤: (1)确定区间[a ,]b ,验证()()f a f b ⋅0<,给定精度ε; (2)求区间(a ,)b 的中点1x ; (3)计算1()f x :①若1()f x =0,则1x 就是函数的零点;②若()f a ⋅1()f x <0,则令b =1x (此时零点01(,)x a x ∈); ③若1()f x ⋅()f b <0,则令a =1x (此时零点01(,)x x b ∈);(4)判断是否达到精度ε;即若||a b ε-<,则得到零点值a (或b );否则重复步骤(2)~(4).11、二分法的条件()f a ·()f b 0<表明用二分法求函数的近似零点都是指变号零点。
本章解题方法技巧1. 函数零点的判定(零点存有性定理)如果函数y =f (x )在区间[a ,b ]上的图象是连续持续的一条曲线,并且有f (a )·f (b )<0,那么,函数y =f (x )在区间(a ,b )内有零点,即存有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)零点的分布 根的分布(m <n <p 为常数)图象满足条件 x 1<x 2<m⎩⎪⎨⎪⎧ Δ>0-b 2a <m f (m )>0m <x 1<x 2⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0-b 2a >m f (m )>0x 1<m <x 2f (m )<0m <x 1<x 2<n⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0m <-b 2a <n f (m )>0f (n )>0n <x 2<p⎩⎪⎨⎪⎧f (m )>0f (n )<0f (p )>0只有一根在 (m ,n )之间⎩⎪⎨⎪⎧Δ=0m <-b 2a <n 或f (m )·f (n ) <0(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)零点存有性定理:利用定理不但要求函数在区间[a ,b ]上是连续持续的曲线,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.例1: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( )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)内不一定有零点例2:函数22()(2)(32)f x x x x =--+的零点个数为( ).A. 1B. 2C. 3D. 4例3:求132)(3+-=x x x f 零点的个数为 ( )A .1B .2C .3D .4例4:函数()ln 2f x x x =-+的零点个数为 。
练习:(2010·福建)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x -3,x ≤0-2+ln x ,x >0的零点个数为( ).A. 3B.2 C.7 D.0对函数零点个数的判断可从以下几个方面入手考虑:(1)结合函数图象;(2)根据零点存有定理求某些点的函数值;(3)利用函数的单调性判断函数的零点是否唯一等.练习:一、选择题1.函数f(x)=6x2-5x-1的零点是( ).A.31或21B.1或-61C.2或3 D.1或-6 2.函数f(x)=x4-2x+1的一个零点是().A.-1B.0 C.1 D.23.下列四个函数的图象中,在区间(0,+∞)上有零点的是().①②③④A.①②B.①③④C.②④D.①④4.下列判断准确的是().A.二次函数一定有零点B.奇函数一定有零点C.偶函数一定有零点D.以上说法均不准确5.下列各函数的图象与x轴均有交点,但不宜用二分法求零点近似值的是().(第3题)AA B C D6.用二分法求函数f(x)=x3+x2-2x-1的一个正零点,可选作计算的初始区间的是().A.[-1,1]B.[0,1]C.[1,2]D.[2,3]7.函数y=log a x(a>0,a≠1)有()个零点.A.1 B.2 C.3 D.不能确定8.方程x3 +ax2-(a2+1)x = 0的根的个数是().A.1 B.2 C.3 D.不能确定9.若2是函数f(x)= x2+ax-6的一个零点,则实数a的值为().A.-1 B.1 C.-3 D.310.某水果批发市场规定:批发水果很多于100千克时,批发价为每千克2.5元,小王携带现金3000元到市场采购水果,并以批发价买进水果x千克,小王付款后剩余现金为y 元,则x与y之间的函数关系为().A.y=3 000-2.5x,(100≤x≤1 200) B.y=3 000-2.5x,(100<x<1 200)C.y=3 000-100x,(100<x<1 200) D.y=3 000-100x,(100≤x≤1 200)二、填空题11.函数f(x)=x3-x的零点是__________________.12.若函数f(x)=ax2+2x-1一定有零点,则实数a的取值范围是___________.13.已知函数f(x)=2mx+4在区间[-2,1]上存有零点,则实数m的取值范围是______.14.用二分法求函数f(x)=x3-2x-5的一个零点时,若取区间[2,3]作为计算的初始区间,则下一个区间应取为.15.已知函数f(x)=ax2+bx+c的两个零点是-1和2,且f(5)<0,则此函数的单调递增区间为.16. 某卡车在同一时间段里的速度v(km/h)与耗油量Q(kg/h)之间有近似的函数关系式Q=0.002 5v2-0.175v+4.27,则车速为km/h时,卡车的油耗量最少.三、解答题17.若二次函数f(x)=-x2+2ax+4a+1有一个零点小于-1,一个零点大于3,求实数a的取值范围.18. 设f(x)和g(x)的图象在[a,b]上是连续持续的,且f(a)<g(a),f(b)>g(b),试证明:在(a,b)内至少存有一点x0,使f(x0)=g(x0).19.若一次函数f(x)=kx+1-3k在区间[1,2]内有零点,求实数k的取值范围.。