第6讲 函数与方程
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普通高中课程标准实验教科书—数学 [人教版]
高三新数学第一轮复习教案(讲座6)—函数与方程
一.课标要求:
1.结合二次函数的图像,判断一元二次方程根的存在性及根的个数,从而了解函数的零点与方程根的联系;
2.根据具体函数的图像,能够借助计算器用二分法求相应方程的近似解,了解这种方法是求方程近似解的常用方法。
二.命题走向
函数与方程的理论是高中新课标教材中新增的知识点,特别是“二分法”求方程的近似解也一定会是高考的考点。从近几年高考的形势来看,十分注重对三个“二次”(即一元二次函数、一元二次方程、一元二次不等式)的考察力度,同时也研究了它的许多重要的结论,并付诸应用。高考试题中有近一半的试题与这三个“二次”问题有关。
预计2008年高考对本讲的要求是:以二分法为重点、以二次函数为载体、以考察函数与方程的关系为目标来考察学生的能力。
(1)题型可为选择、填空和解答;
(2)高考试题中可能出现复合了函数性质与函数零点的综合题,同时考察函数方程的思想。
三.要点精讲
1.方程的根与函数的零点
(1)函数零点
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。
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。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。
二次函数)0(2
≠++=a c bx ax y 的零点:
1)△>0,方程02
=++c bx ax 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02=++c bx ax 有两相等实根(二重根),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02=++c bx ax 无实根,二次函数的图象与x 轴无交点,二次函数无零点。
零点存在性定理:如果函数)(x f y =在区间],[b a 上的图象是连续不断的一条曲线,并且有0)()(
二分法及步骤:
对于在区间a [,]b 上连续不断,且满足)(a f ·)(b f 0<的函数)(x f y =,通过不断地把函数)(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.
给定精度ε,用二分法求函数)(x f 的零点近似值的步骤如下: (1)确定区间a [,]b ,验证)(a f ·)(b f 0<,给定精度ε; (2)求区间a (,)b 的中点1x ; (3)计算)(1x f :
①若)(1x f =0,则1x 就是函数的零点;
②若)(a f ·)(1x f <0,则令b =1x (此时零点),(10x a x ∈); ③若)(1x f ·)(b f <0,则令a =1x (此时零点),(10b x x ∈); (4)判断是否达到精度ε;
即若ε<-||b a ,则得到零点零点值a (或b );否则重复步骤2~4。 注: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。 注:用二分法求函数的变号零点:二分法的条件)(a f ·)(b f 0<表明用二分法求函数的近似零点都是指变号零点。 3.二次函数的基本性质
(1)二次函数的三种表示法:y =ax 2+bx +c ;y =a (x -x 1)(x -x 2);y =a (x -x 0)2+n 。 (2)当a >0,f (x )在区间[p ,q ]上的最大值M ,最小值m ,令x 0=2
1 (p +q )。
若-
a
b 2
若p ≤-
a b 2 a b 2)=m ,f (q )=M ; 若x 0≤-a b 2 b 2)=m ; 若- a b 2≥q ,则f (p )=M ,f (q )=m 。 (3)二次方程f (x )=ax 2+bx +c =0的实根分布及条件。 ①方程f (x )=0的两根中一根比r 大,另一根比r 小⇔a ·f (r )<0; ②二次方程f (x )=0的两根都大于r ⇔⎪⎪ ⎩⎪⎪⎨⎧>⋅>->-=∆0)(, 2,042r f a r a b ac b ③二次方程f (x )=0在区间(p ,q )内有两根⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪ ⎨⎧>⋅>⋅<- <>-=∆⇔; 0)(,0)(,2,042p f a q f a q a b p a c b ④二次方程f (x )=0在区间(p ,q )内只有一根⇔f (p )·f (q )<0,或f (p )=0(检验)或f (q )=0(检验)检验另一根若在(p ,q )内成立。 四.【典例解析】 题型1:方程的根与函数零点 例1.(1)方程lg x +x =3的解所在区间为( ) A .(0,1) B .(1,2) C .(2,3) D .(3,+∞)