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2015秋高中数学 1.2函数的概念课件 (18)


1

3.1.1 方程的根与函数的零点

提出问题 引入新课
问题 1 求下列方程的根. (1) 6 x ? 1 ? 0 ; (2) 3x ? 6 x ? 1 ? 0 ;
2

(3) 3x ? 6 x ? 1 ? 0 ;
5

怎么解呢?

方程

解法史话:

花拉子米(约780~约850) 给出了一次方程和二次方 程的一般解法。

阿贝尔(1802~1829) 证明了五次以上一般 方程没有求根公式。

问题2:求下面这个方程的实数根

ln x ? 2 x ? 6 ? 0

怎么解呢?

问题3

怎么解一般的方程

f ( x) ? 0 ?

转换角度!用函数的思想去解决方程的问题。 即:通过研究相应函数去解方程。

问题4

方 程 f ( x) ? 0 的 根 与 函 数

y ? f ( x) 之间有什么样的关系呢?

思考探究一

一元二次方程 ax ? bx ? c ? 0(a ? 0)的根
2

与二次函数y ? ax ? bx ? c(a ? 0)的图像
2

有什么关系?

思考探究一

求下列的一元二次方程的根及其相应的二 次函数与x轴的交点

( 1 )方程 x ? 2 x ? 3 ? 0 f ?x ? ? x ? 2 x ? 3
2

2

( 2 )方程 x ? 2 x ? 1 ? 0 f ?x ? ? x ? 2 x ? 1
2

2

(3)方程x ? 2x ? 3 ? 0
2

f ?x ? ? x ? 2 x ? 3
2

方程 函数 函 数 的 图 象

x2-2x-3=0

x2-2x+1=0 x2-2x+3=0

y= x2-2x-3 y= x2-2x+1 y= x2-2x+3
.
-1

y
2

y

.
-1 -2

y

.0
-3 -4

1 1 2

.

.
x
-1

2 1

. .

.
3 2

5

3

0

.

1

.

.
2

.

4

.
1

.
2

.

x
-1

1

0

3

x

方程的实数根 x1=-1,x2=3 函数的图象 (-1,0)、(3,0) 与x轴的交点

x1=x2=1 (1,0)

无实数根

无交点

一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根与二次函数 . y= ax2+bx+c(a≠0)的图象,以 a ? 0为例画图
判别式?
y=ax2+bx+c 的图象
y

?>0

??0
y

?<0
y

x1

0

x2 x

0

x1

x

0

x

ax2+bx+c=0 的根 函数的图象与 x 轴的交点

两个不相等的 实数根x1 、x2

有两个相等的 实数根x1 = x2

无实数根 无交点

? b ? 一个交点? ? ,0 ? 两个交点(x1,0), ? 2a ?

(x2,0)

结论:一元二次方程的根就是相应的二次函数图象与X轴交点的横 坐标。若一元二次方程无实数根,则相应的二次函数图像与X轴无 交点。

推广到更一般的情况,得:

方程f ( x) ? 0的实数根 ? 函数y ? f ( x)的图象与x轴交点的横坐标

1.函数的零点:
对于函数y ? f ( x), 把使f ( x) ? 0成立的实数 x

叫做函数 y ? f ( x)的零点.
零点是一个点吗?
(1)零点是一个实数

(2)方程f ( x) ? 0的实数根 ? 函数y ? f ( x)的图象与x轴交点的横坐标 ? 函数y ? f ( x)的零点

所以:

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)的有零点

1 2 1.函数 y ? 2 x ? 1的零点是:_____

练习1

1 2.函数 y ? log2 x的零点是:_____
3.函数 y ? 2x ?1

0 的零点是:_____

0 4.函数 y ? x 2 ? x ? 1 的零点个数是:_____

2 5.函数 f ( x) ? 2 x 2 ? 3x ? 2 的零点个数是:____

练习2

函数y=f( x)的图象如下, 则其零点为 -2,1,3 .
y ?2 O 1 3 x

思考探究二

所有函数都存在零点吗? 什么条件下才能确定零点的存在呢?

问题 :画出函数f ( x) ? x 2 ? 2x ? 3 象,

的图

? 1.在区间[-2,1]上有零点______计算f(-2)=____, f(1)=____, 发现f(-2).f(1)=___0(<或>). ? 2. 在区间[2,4]上是否也具有这种特点呢?

思考探究二

观察二次函数 f ( x) ? x ? 2x ? 3 的
2

图象,可以发现
-1 ① 在区间[-2,1]上有零点______ 。 5 -4 计算 f (?2) ? _______ , f (1) ? _______, < 发现 f (?2) ·f (1) _____0 (<或>) . ② 在区间[2,4]上是否也具有这种 特点呢?

思考探究二

观察下面函数 y ? f ( x)的图象

f (b) ? f (c) ? __ 0(? 或 ?)

? 0(? 或 ?) f (a) ? f (b) __ 有 (有 / 无)零点; (2)在区间?b, c?上 ____
?c, d ?上有 (3)在区间 __ (有/ 无)零点;
f (c) ? f (d ) ___ ? 0(? 或 ?)
a 0

有 有/ 无)零点; (1)在区间[a, b]上 ___(

y

b

c

d

x

思考探究二
若函数y ? f ( x)在区间 [a, b]上有定 义,而且满足 f ?a ? ? f ?b ? ? 0, 则函数
y y 0 a

y ? f ? x ?在区间?a, b ? 内一定存在零点吗?

0 a y 0a
b

b x

b x

x

2.零点存在性定理:
如果函数

连续不断 y ? f ( x)在区间?a, b?上的图象是

y ? f ( x)在区间 那么 的一条曲线,并且 f(a)· f(b)<0 , (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。

(1)两个前提条件缺一不可 (2)“有零点”是指有几个零点呢?
只有一个吗?
至少有一个, 可以有多个。

(3)再加上什么条件就“有且仅有一个零点”呢? 连续不断 如果函数 y ? f ( x)在区间?a, b?上的图象是 那么 的一条曲线,并且 f(a)· f(b)<0,并且是单调函数,

y ? f ( x)在区间 (a,b)内有且只有一个零点。

y

0 a

b x

(4) 若函数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?

y

反之不成立!
bbb

0

a

bb

bb

b b b bb x

(5)定理的作用:判定零点的存在, 并找出零点所在的区间。

练习2:

练习1:在下列哪个区间内,函数f (x)= x3+3x-5 一定有零点( C ) A、(-1,0) B、(0,1) C、(1,2) D、(2,3) 练习2:已知函数f(x)的图象是连续不断的, 且有如下的x ,f(x)对应值表: x 1 2 3 4 5 6 7 –7 11 –5 –12 –26 f(x) 23 9 那么该函数在区间[1,6]上有( B )零点. A、只有3个 B、至少有3个 C、至多有3个 D、无法确定

小结
1.知识和要求:掌握函数零点的概念;了解 函数零点与方程根的关系;学会图象连续的 函数在某区间上存在零点的判定方法。
2.数学思想方法:由特殊到一般的归纳思想, 数形结合的思想,函数与方程的思想。

作业
第88页练习1;第92页A组第2题。


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