高三第一轮复习教案—函数与方程
一.考试说明:
1.了解函数零点的概念,结合二次函数的图像,了解函数的零点与方程根的联系。
2.理解并掌握连续函数在某个区间上存在零点的判定方法。能利用函数的图象和性质判别函数零点的个数。
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yf(x)(xD),把使f(x)0成立的实数x叫做函数yf(x)(xD)的零点。
函数零点的意义:函数yf(x)的零点就是方程f(x)0实数根,亦即函数yf(x)的图象与x轴交点的横坐标。即:方程f(x)0有实数根函数yf(x)的图象与x轴有交点函数yf(x)有零点。
二次函数yaxbxc(a0)的零点:
1)△>0,方程axbxc0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axbxc0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axbxc0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yf(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并
2222
且有f(a)f(b)0,那么函数yf(x)在区间(a,b)内有零点。既存在c(a,b),使得f(c)0,这个c也就是方程的根。
2.二分法
二分法及步骤:
对于在区间[a,b]上连续不断,且满足f(a)·f(b)0的函数yf(x),通过不断地把函数f(x)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,用二分法求函数f(x)的零点近似值的步骤如下: (1)确定区间[a,b],验证f(a)·f(b)0,给定精度; (2)求区间(a,b)的中点x1; (3)计算f(x1):
①若f(x1)=0,则x1就是函数的零点;
②若f(a)·f(x1)
即若|ab|,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f(x)0的实数;
从“形”的角度看:即是函数f(x)的图象与x轴交点的横坐标;
若函数f(x)的图象在xx0处与x轴相切,则零点x0通常称为不变号零点; 若函数f(x)的图象在xx0处与x轴相交,则零点x0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。 3.二次函数的基本性质
(1)二次函数的三种表示法:y=ax2+bx+c;y=a(x-x1)(x-x2);y=a(x-x0)2+n。 (2)当a>0,f(x)在区间[p,q]上的最大值M,最小值m,令x0=
12 (p+q)。
若-b2a
b2ab2a若p≤-
b2a)=m,f(q)=M;
b2a若x0≤-若-b2a
≥q,则f(p)=M,f(q)=m。
2(3)二次方程f(x)=ax+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)
b24ac0,b②二次方程f(x)=0的两根都大于r
r,2aaf(r)0b24ac0,bq,p③二次方程f(x)=0在区间(p,q)内有两根 2aaf(q)0,af(p)0;④二次方程f(x)=0在区间(p,q)内只有一根f(p)·f(q)
四.典例解析
题型1:函数零点的判定
例1.判断下列函数在给定区间是否存在零点;若存在,判断零点的个数
(1)f(x)x3x18,x[1,8] (2)f(x)log2(x2)x,x[1,3] 2变式:判断函数f(x)x3x18,x[1,8]上零点的个数 小结:函数零点的判定方法
(1)解方程
(2)用零点存在性定理。如果判定零点个数,还必修结合函数的图象和性质才能确定
(3)利用函数图象的交点
题型2:函数零点的应用
例2
.m为何值时,f(x)x2mx3m4 (1) 有且仅有一个零点
变式:在(-2,2)有且仅有一个零点 (2) 有两个零点且均比-1大
练习:(09山东14)若函数f(x)axa(a>0),且a1)有两个零点,则实数a的
x232
取值范围是
.
2例3.(06浙江16)设f(x)=3ax2bxc.若abc0,f(0)>0,f(1)>0,求证:
ab(Ⅰ)a>0且-2<<-1;
(Ⅱ)方程f(x)=0在(0,1)内有两个零点.证明:(I)因为f(0)0,f(1)0, 所以c0,3a2bc0.由条件abc0,消去b,得 ac0;
由条件abc0,消去c,得 ab0,2ab0.故2ba1.(II)抛物线f(x)3ax2bxc的顶点坐标为(在213b3aba1的两边乘以23132b3a,3acb3a2),
,得
.又因为f(0)0,f(1)0,
b3aacac3a22而f()0,
b3ab3a所以方程f(x)0在区间(0,)与(,1)内分别有一实根。
故方程f(x)0在(0,1)内有两个实根.小结:以二次函数为载体进行函数零点的应用是考查的重点。