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函数零点问题的求解策略

函数零点问题的求解策略
函数零点问题的求解策略

函数零点问题的求解策略

广东省普宁第二中学(515300) 邱海泉

摘要:本文探讨了:①利用函数的零点存在性定理研究函数在某区间上零点的存在性;②巧用函数与方程思想,构造函数,数形结合,求解函数零点的个数; ③巧用函数的性质,求函数的零点。通过渗透数学思想方法,优化学生的思维策略,进一步提高学生分析问题和解决问题的能力。

关键词:函数零点 求解 策略

函数的零点是高中新课标中新增内容,在教材中给出了具体的定义:“对于函数)(x f y =,我们把使0)(=x f 的实数x 叫做函数0)(=x f 的零点,这样函数

)(x f y =的零点就是方程0)(=x f 的实数根,也就是函数)(x f y =的图象与

X 轴

交点的横坐标,所以方程0)(=x f 有实根?函数)(x f y =的图象与X 轴有交点

?

函数)(x f y =有零点”(必修1.P95.人教版)

对于函数零点问题,我们除了可应用根的存在性定理直接求解外,还可利用

“方程0)(=x f 有实根?函数)(x f y =的图象与X 轴有交点?函数)(x f y =有零点” 题目进行适当转换,得到各种不同的求解策略。兹总结如下:

一 、函数零点的存在性定理指出:“如果函数)(x f y =在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且0)()(

例1、函数x

x x f 2)1ln()(-

+=的零点所在的大致区间是( )

(A )(0,1); (B )(1,2); (C ) (2,e ); (D )(3,4)。 分析:显然函数x

x x f 2)1ln()(-

+=在区间[1,2]上是连续函数,且

0)1(f ,所以由根的存在性定理可知,函数x

x x f 2)1ln()(-+=的零点

所在的大致区间是(1,2),选B

例2.函数2)(x x f =在下列区间是否存在零点?( )

(A )(-3,-1); (B )(-1,2); (C ) (2,3); (D )(3,4)。 分析:利用函数零点的存在性定理分析,函数2)(x x f =在所给出的四个区间中都不满足条件0)()(

0=x 。仅当函数)(x f y =在区间[a,b]上是单调函数时,函数零点的存在性定理

才是函数存在零点的充要条件。

二 、求解有关函数零点的个数(或方程根的个数)问题。

函数零点的存在性定理,它仅能判断零点的存在性,不能求出零点的个数。对函数零点的个数问题,我们可以通过适当构造函数,利用函数的图象和性质进行求解。如:

1.对于求一个陌生函数的零点个数,若能把已知函数分解成两个熟悉的函数,那么可利用构造函数法化归为求两个熟悉函数图象的交点个数求解,如:

例3.求x x x f 2)(2-=零点的个数。

分析:本题直接求解,无法下手,由函数x x x f 2)(2-=

02

)(2

=-=x

x x f 的根,即方程x

x

2

2

=的解,但这个方程不是

熟悉的常规方程,由方程的解与两函数图象交点的关系,可构

造函数21x y =、x y 22=,在同一坐标系中作出它们的图象,可得出它们有三个交点,所以x x x f 2)(2-=零点的个数有三个。

2对于一元高次函数,可利用导数法研究函数图象的特征,作出函数的图象,确定图象与X 轴交点的情况求解。如:

例4.函数1096)(23-+-=x x x x f 零点的个数为

分析: 1096)(23-+-=x x x x f ,∴)3)(1(39123)(2/--=+-=x x x x x f 令0)(=x f ,得3,121==x x 列出x,y /,y 的对应值表如下:

y x

作出函数1096)(23-+-=x x x x f 的草图可知,函数)(x f 的图 象与X 轴仅有一个交点,则)(x f 仅有一个零点。

注意:本类型题的特点是找出函数)(x f 的图象与X 轴交点,实质上仍是求函数)(x f y =与函数0=y 交点的情况。若把0=y 换成a y =,相当在原题中引入参数a ,得出一般情况下的解法,如:

例5、(例4变式题)试讨论函数a x x x x f --+-=1096)(23(R a ∈)零点的个数。

分析:方法1:直接模仿例4的解法,可得如下表格:

然后再结合函数)(x f 的图象与X 轴的关系,确定分类讨论的标准,由极大值、极小值与零的关系,讨论图象与X 轴交点情况,得出如下结论:

当010>--=a y 极小值即10-

10

-=a 时有两个交点;当010<--=a y 极小值且06>--=a y 极大值即

6

10-<<-a 时有三个交点;当06=--=a y 极大值即6-=a 时有两个交点;当

6<--=a y 极大值即6->a 时有一个交点.

方法2:通过构造函数1096)(23-+-=x x x x f 与a x g =)(转化求解,利用例

可得出结论:当)10,(--∞∈a 仅有一个零点; 当10-=a 有二个零点;当)6,10(--∈a 有三个零点; 当6-=a 时有二个零点;当),6(+∞-∈a 仅有一个零点。

例6、已知5>a ,函数1)(23+-=ax x x f 在区间(0,3)内零点的个数为 。 分析:本题利用导数法可得出)(x f y =在区间(0,3)上是单调递减函数,且

01)0(>=f ,)

5(0928)3(><-=a a f ,由函数的图象可知仅有一个

零点。

三.求函数的具体零点或求方程的根。对于某些特殊类型的函数,可通过研究式子的特征,构造新函数,转化求解。如:

例7、求函数36)35()(55++++=x x x x f 的零点。

分析:考察036)35()(55=++++=x x x x f 的特点,直接求解难以入手,可转化为求)()35()35(55x x x x +-=+++的解,根据式子特点构造函数

x

x x g +=5

)(,显然)(x g 为奇函数,且在R 上单调递增,由

)()35()35(5

5

x x x x +-=+++可化为)()()35(x g x g x g -=-=+,故利用函数)

(x g 的性质可得x x -=+35,则2

1-

=x ,所以函数)(x f 的零点为2

1-=x

综上所述,对于函数的零点问题,我们除了要掌握利用函数的零点存在性定理判断外,还要更好地懂得利用函数与方程思想,构造函数,数形结合,优化解题的策略,提高学生分析问题、解决问题的能力。

用好零点”,证明函数不等式 高考数学压轴题之函数零点问题

“用好零点”,证明函数不等式 类型一设而不求,应用函数零点存在定理 例1.【四川省泸州市2019届高三二诊】已知函数. (1)若曲线在点处的切线与轴正半轴有公共点,求的取值范围; (2)求证:时,. 类型二设而不求,应用不等式性质 例2.【广东省揭阳市2019届高三一模】已知函数(,e是自然对数的底,) (1)讨论的单调性; (2)若,是函数的零点,是的导函数,求证:. 类型三代入零点,利用方程思想转化证明零点之间的关系 例3.【湖南师大附中2019届高三月考试题(七)】已知函数,其中为常数. (1)讨论函数的单调性; (2)若有两个相异零点,求证:. 类型四利用零点性质,构造函数证明参数范围 例4.【山东省临沂市2019届高三2月检测】已知函数. (1)判断的单调性; (2)若在(1,+∞)上恒成立,且=0有唯一解,试证明a<1. 1.【广东省揭阳市2019届高三一模】设函数, (1)讨论的单调性; (2)若函数有两个零点、,求证:. 2.【陕西省西安地区陕师大附中、西安高级中学、高新一中、铁一中学、西工大附中等八校2019届高三3月联考】已知函数有两个零点. 求实数a的取值范围;

若函数的两个零点分别为,,求证:. 3.【宁夏银川市2019年高三下学期检测】已知函数. (1)当时,求函数的单调区间; (2)当 时,证明: (其中为自然对数的底数). 4.已知函数f (x )=lnx+a (x ﹣1)2 (a >0). (1)讨论f (x )的单调性; (2)若f (x )在区间(0,1)内有唯一的零点x 0,证明:. 5. 已知函数f (x )=3e x +x 2 ,g (x )=9x ﹣1. (1)求函数φ(x )=xe x +4x ﹣f (x )的单调区间; (2)比较f (x )与g (x )的大小,并加以证明. 6. 已知函数f (x )=lnx ﹣x+1,函数g (x )=ax?e x ﹣4x ,其中a 为大于零的常数. (Ⅰ)求函数f (x )的单调区间; (Ⅱ)求证:g (x )﹣2f (x )≥2(lna ﹣ln2). 7.【山东省济南市2019届高三3月模拟】已知函数,其导函数 的最大值 为. (1)求实数的值; (2)若 ,证明: . 8.【山东省日照市2017届高三下学期一模】设(e 为自然对数的底数), . (I)记,讨论函单调性; (II)令 ,若函数G(x )有两个零点. (i)求参数a 的取值范围; (ii)设 的两个零点,证明 . 9.已知函数()()()2 ln 10f x x a x a =+->. (1)讨论()f x 的单调性; (2)若()f x 在区间()0,1内有唯一的零点0x ,证明: 3 12 0e x e - -<<. 10.已知函数()1x f x e ax =--,其中e 为自然对数的底数, a R ∈

函数的零点教案

函数的零点 【教学目标】 1、了解函数零点的概念及函数零点的等价描述; 2、能利用二次函数的图象与判别式的符号,判断一元二次方程根的存在性及根的个数; 3、理解判断函数零点存在性的结论并能研究简单的函数零点的存在性问题; 4、体现、感受并理解方程和函数图象在零点问题中的应用,渗透数形结合思想, 运用数形结合来研究和解决数学问题,并能应用从特殊到一般的数学方法去探索和认识数学知识。 【教学重难点】 1、重点:理解零点的概念利用二次函数的图象与判别式的符号,判断一元二次方程根的存在性及根的个数;应用函数零点存在性的结论研究函数零点的存在问题 2、难点:理解判断函数零点的存在性的结论 【教学过程】 一、概念引入 请同学们一起来看投影上的问题 画出下列函数图象并指出x取何值时,y=0 21 (1)y x 2 (2)y=x2x 3 (3)y=1 x (图象保留) 处理:学生上黑板板书(上黑板画出图像并求出x值) 师:(1)所求x就是对应方程的实数根 (2)从图象上来看,我们所求的x就是什么?

师:这里所求的x 就是我们今天要来研究的函数的零点 那么,什么是函数的零点呢? 二、概念认识 一般地,对于函数y=f(x ),若f(x)=0则实数x 称为该函数的零点 师:了解了函数零点的定义,同学们对函数零点有怎样的认识? (1)等价描述:①函数y= f(x )的零点就是方程f(x)=0的实数根 ②函数y= f (x)的零点就是它的图象与x 轴交点的横坐标 (2)函数的零点是实数,不是点(板书) 师:认识了函数零点的定义后,请同学们来求下面几个函数的零点 练习1:求下列函数的零点 x-32x 1(1)y (2)y=log x - 1 (3)y=2x 1 (投影展示) 归纳:求函数零点的步骤:(板书) (1)令f (x )=0 (2)解方程f(x )=0 (3)写出零点 师:通过上面的研究我们认识了函数零点的定义,掌握了函数零点的求法 下面请同学们继续看例1的问题 三、应用例题 例1:求证:二次函数2y x 3x 2有两个不同的零点 练习2:(1)函数2y x 3x k 没有零点,求k 的取值范围 (2)函数2 y x kx 2有零点,求k的取值范围 (3)函数2y kx 3x 2有一个零点,求实数k 的值 (投影展示)(看情况或学生回答) 师:由例1和练习2的研究,请大家总结一下

高一数学函数的零点与二分法教案

一. 教学内容: 函数的零点与二分法 二. 学习目标 1、理解函数零点的概念与性质,会求函数的零点。 2、理解零点的意义,会求简单函数的零点,了解函数的零点与方程的根的关系; 3、通过具体实例了解二分法是求方程近似解的常用方法,理解用二分法求函数零点的原理,从中体会函数与方程之间的联系及其在实际问题中的应用. 4、在函数与方程的联系中,初步体会事物间相互转化的辩证思想;体验探究的过程、发现的乐趣。 三. 知识要点 1、函数的零点 一般地,如果函数()y f x =在实数a 处的值等于零,即()0f a =,则a 叫做这个函数的零点。 归纳:函数的零点并不是“点”,它不是以坐标的形式出现的。 说明: (1)函数的零点是一个实数,即当函数的自变量取这一实数时函数值为零; (2)对于函数的零点问题我们只在实数范围内讨论; (3)方程的根、函数的图象与x 轴交点的横坐标以及函数的零点是同一个问题的三种不同的表现形式 2、函数零点的意义: 函数)x (f y =的零点就是方程0)x (f =的实数根,亦即函数)x (f y =的图象与x 轴交点的横坐标. 归纳: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、函数零点存在性的判定方法 对于函数相对应的方程能求解的,可以直接求解方程的实数根,从而确定函数的零点;对于函数相对应的方程不能直接求解的,又该怎样处理? 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)b (f )a (f

导数与函数零点问题解题方法归纳

导函数零点问题 一.方法综述 导数是研究函数性质的有力工具,其核心又是由导数值的正、负确定函数的单调性.应用导数研究函数的性质或研究不等式问题时,绕不开研究()f x 的单调性,往往需要解方程()0f x '=.若该方程不易求解时,如何继续解题呢?在前面专题中介绍的“分离参数法”、“构造函数法”等常见方法的基础上,本专题举例说明“三招”妙解导函数零点问题. 二.解题策略 类型一 察“言”观“色”,“猜”出零点 【例1】【2020·福建南平期末】已知函数()() 2 1e x f x x ax =++. (1)讨论()f x 的单调性; (2)若函数()() 2 1e 1x g x x mx =+--在[)1,-+∞有两个零点,求m 的取值范围. 【分析】(1)首先求出函数的导函数因式分解为()()()11e x f x a x x =++'+,再对参数a 分类讨论可得; (2)依题意可得()()2 1e x g x m x =+'-,当0m …函数在定义域上单调递增,不满足条件; 当0m >时,由(1)得()g x '在[)1,-+∞为增函数,因为()01g m '=-,()00g =.再对1m =,1m >, 01m <<三种情况讨论可得. 【解析】(1)因为()() 2 1x f x x ax e =++,所以()()221e x f x x a x a ??=+++??'+, 即()()()11e x f x a x x =++'+. 由()0f x '=,得()11x a =-+,21x =-. ①当0a =时,()()2 1e 0x f x x =+'…,当且仅当1x =-时,等号成立. 故()f x 在(),-∞+∞为增函数. ②当0a >时,()11a -+<-, 由()0f x >′得()1x a <-+或1x >-,由()0f x <′得()11a x -+<<-; 所以()f x 在()() ,1a -∞-+,()1,-+∞为增函数,在()() 1,1a -+-为减函数.

专题03 “用好零点”,证明函数不等式-2019年高考数学压轴题之函数零点问题(原卷版)

专题三“用好零点”,证明函数不等式 函数方程思想是一种重要的数学思想方法,函数问题可以利用方程求解,方程解的情况可借助于函数的图象和性质求解.高考命题常常以基本初等函数为载体,主要考查以下三个方面:(1)零点所在区间——零点存在性定理;(2)二次方程根的分布问题;(3)判断零点的个数问题;(4)根据零点的情况确定参数的值或范围;(5)根据零点的情况讨论函数的性质或证明不等式等.本专题围绕高考压轴题中已知零点(零点个数),证明函数不等式问题,例题说法,高效训练. 【典型例题】 类型一设而不求,应用函数零点存在定理 例1.【四川省泸州市2019届高三二诊】已知函数. (1)若曲线在点处的切线与轴正半轴有公共点,求的取值范围; (2)求证:时,. 类型二设而不求,应用不等式性质 例2.【广东省揭阳市2019届高三一模】已知函数(,e是自然对数的底,) (1)讨论的单调性; (2)若,是函数的零点,是的导函数,求证:. 类型三代入零点,利用方程思想转化证明零点之间的关系 例3.【湖南师大附中2019届高三月考试题(七)】已知函数,其中为常数. (1)讨论函数的单调性; (2)若有两个相异零点,求证:. 类型四利用零点性质,构造函数证明参数范围 例4.【山东省临沂市2019届高三2月检测】已知函数. (1)判断的单调性; (2)若在(1,+∞)上恒成立,且=0有唯一解,试证明a<1. 【规律与方法】 应用函数的零点证明不等式问题,从已知条件来看,有两类,一类是题目中并未提及函数零点,二一

类是题目中明确函数零点或零点个数;从要求证明的不等式看,也有两种类型,一类是求证不等式是函数值的范围或参数的范围,二一类是求证不等式是零点或零点的函数值满足的不等关系. 1.由于函数零点存在定理明确的是函数值满足的不等关系,所以,通过设出函数的零点,利用函数零点存在定理,可建立不等关系,向目标不等式靠近,如上述类型一;也可以利用不等式的性质,向目标不等式靠近,如上述类型二,这两类问题突出的一点是“设而不求”. 2. 当求证不等式是零点或零点的函数值满足的不等关系时,则注意将零点代入函数式,构建方程(组),进一步确定零点之间的关系,然后在通过求导、分离参数、构造函数等手段. 【提升训练】 1.【广东省揭阳市2019届高三一模】设函数, (1)讨论的单调性; (2)若函数有两个零点、,求证:. 2.【陕西省西安地区陕师大附中、西安高级中学、高新一中、铁一中学、西工大附中等八校2019届高三3月联考】已知函数有两个零点. 求实数a的取值范围; 若函数的两个零点分别为,,求证:. 3.【宁夏银川市2019年高三下学期检测】已知函数. (1)当时,求函数的单调区间; (2)当时,证明:(其中为自然对数的底数). 4.已知函数f(x)=lnx+a(x﹣1)2(a>0). (1)讨论f(x)的单调性; (2)若f(x)在区间(0,1)内有唯一的零点x0,证明:. 5. 已知函数f(x)=3e x+x2,g(x)=9x﹣1. (1)求函数φ(x)=xe x+4x﹣f(x)的单调区间; (2)比较f(x)与g(x)的大小,并加以证明. 6. 已知函数f(x)=lnx﹣x+1,函数g(x)=ax?e x﹣4x,其中a为大于零的常数. (Ⅰ)求函数f(x)的单调区间; (Ⅱ)求证:g(x)﹣2f(x)≥2(lna﹣ln2). 7.【山东省济南市2019届高三3月模拟】已知函数,其导函数的最大值

高中数学函数的零点教学设计

第4讲与函数的零点相关的问题 函数零点的个数问题 1.函数f(x)=xcos 2x在区间[0,2π]上的零点的个数为( D ) (A)2 (B)3 (C)4 (D)5 解析:要使f(x)=xcos 2x=0,则x=0,或cos 2x=0,而在区间[0,2π]上,通过观察y=cos 2x 的函数图象,易得满足cos 2x=0的x的值有,,,,所以零点的个数为5个. 2.(2015南昌二模)已知函数f(x)=函数g(x)是周期为2的偶函数,且当x∈[0,1]时,g(x)=2x-1,则函数y=f(x)-g(x)的零点个数是( B ) (A)5 (B)6 (C)7 (D)8 解析:函数y=f(x)-g(x)的零点个数就是函数y=f(x)与y=g(x)图象的交点个数.在同一坐标系中画出这两个函数的图象: 由图可得这两个函数的交点为A,O,B,C,D,E,共6个点. 所以原函数共有6个零点.故选B. 3.(2015南昌市一模)已知函数f(x)=若关于x的方程f[f(x)]=0有且只有一个实数解,则实数a的取值范围为. 解析:依题意,得a≠0,令f(x)=0,得lg x=0,即x=1,由f[f(x)]=0,得f(x)=1, 当x>0时,函数y=lg x的图象与直线y=1有且只有一个交点,则当x≤0时,函数y=的图象与直线y=1没有交点,若a>0,结论成立;若a<0,则函数y=的图象与y轴交点的纵坐标-a<1,得-1

答案:(-1,0)∪(0,+∞) 4.(2015北京卷)设函数f(x)= ①若a=1,则f(x)的最小值为; ②若f(x)恰有2个零点,则实数a的取值范围是. 解析:①当a=1时,f(x)=其大致图象如图所示: 由图可知f(x)的最小值为-1. ②当a≤0时,显然函数f(x)无零点; 当01,由二次函数的性质可知,当x≥1时,f(x)有2个零点,则要使f(x)恰有2个零点,则需要f(x)在(-∞,1)上无零点,则2-a≤0,即a≥2.综上可知,满足条件的a的取值范围是[,1)∪[2,+∞). 答案:①-1 ②[,1)∪[2,+∞) 确定函数零点所在的区间 5.(2015四川成都市一诊)方程ln(x+1)-=0(x>0)的根存在的大致区间是( B ) (A)(0,1) (B)(1,2) (C)(2,e) (D)(3,4) 解析:设f(x)=ln(x+1)-, 则f(1)=ln 2-2<0,f(2)=ln 3-1>0, 得f(1)f(2)<0,函数f(x)在区间(1,2)有零点,故选B. 6.(2015河南郑州市一模)设函数f(x)=e x+2x-4,g(x)=ln x+2x2-5,若实数a,b分别是 f(x),g(x)的零点,则( A )

函数导数压轴题隐零点的处理技巧

函数导数压轴题隐零点的处理技巧 些年高考压轴题中,用导数研究函数的单调性、极值、最值及不等式问题成为命题趋势。用导数解决函数综合问题,最终都会归结于函数的单调性的判断,而函数的单调性又与导函数的零点有着密切的联系,可以说函数的零点的求解或估算是函数综合问题的核心。函数的零点是高中数学中的一个极其重要的概念,经常借助于方程、函数的图象等加以解决。根据函数的零点在数值上是否可以准确求出,我们把它分为两类:一类是在数值上可以准确求出的,不妨称之为显性零点;另一类是依据有关理论(如函数零点的存在性定理)或函数的图象,能够判断出零点确实存在,但是无法直接求出,不妨称之为隐性零点。 本专题通过几个具体的例题来体会隐性零点的处理步骤和思想方法。 一、隐性零点问题示例及简要分析: 1.求参数的最值或取值范围 例1(2012年全国I卷)设函数f(x)=e x﹣ax﹣2. (1)求f(x)的单调区间; (2)若a=1,k为整数,且当x>0时,(x﹣k)f′(x)+x+1>0,求k的最大值. 解析:(1)(略解)若a≤0,则f′(x)>0,f(x)在R上单调递增; 若a>0,则f(x)的单调减区间是(﹣∞,ln a),增区间是(ln a,+∞). (2)由于a=1,所以(x﹣k)f′(x)+x+1=(x﹣k)(e x﹣1)+x+1. 故当x>0时,(x﹣k)f′(x)+x+1>0等价于k< 1 1 x x e + - +x(x>0)(*), 令g(x)= 1 1 x x e + - +x,则g′(x)= 2 (2) (1) x x x e e x e -- - , 而函数f(x)=e x﹣x﹣2在(0,+∞)上单调递增,①f(1)<0,f(2)>0, 所以f(x)在(0,+∞)存在唯一的零点.故g′(x)在(0,+∞)存在唯一的零点. 设此零点为a,则a∈(1,2).当x∈(0,a)时,g′(x)<0;当x∈(a,+∞)时,g′(x)>0.所以g(x)在(0,+∞)的最小值为g(a). ③所以g(a)=a+1∈(2,3).由于(*)式等价于k<g(a),故整数k的最大值为2. 点评:从第2问解答过程可以看出,处理函数隐性零点三个步骤: ①确定零点的存在范围(本题是由零点的存在性定理及单调性确定); ②根据零点的意义进行代数式的替换; ③结合前两步,确定目标式的范围。

2.4函数的零点的教学设计

2.4函数的零点 【学情分析】 本节课从学生熟悉的二次函数与二次方程入手,借助对图象的观察获得二次函数的零点与一元二次方程根的关系,并将这种关系推广到了一般情形. 初学者大多不清楚为什么要研究函数的零点,因为在此之前他们都能用公式法直接求方程的根.所以,教学时可首先考虑解决这一问题.通过举例让学生知道,有许多方程都不能用公式法求解,为了研究更多方程的根,就有必要学习函数的零点.如果带着这样的疑问学习,必然会激发其求知欲,从而提高学习的效率.零点知识是陈述性知识,关键不在于学生提出这个概念。而是理解提出零点概念的作用,沟通函数与方程的关系。 【学习内容分析】 本节课是在学生学习了《一次函数和二次函数》的基础上,学习函数与方程的第一课时,通过对二次函数图象的绘制、分析,得到零点的概念及存在个数问题,从而进一步探索函数零点存在性的判定,这些活动就是想让学生在了解初等函数的基础上,利用计算机描绘函数的图象,通过对函数与方程的探究,对函数有进一步的认识,解决方程根的存在性问题,为下一节《用二分法求函数零点的近似值》做准备.本节内容有函数零点概念、函数零点与相应方程根的关系、探究函数零点存在性。 函数零点是研究当函数的值为零时,相应的自变量的取

值,反映在函数图象上,也就是函数图象与轴的交点横坐标。 由于函数的值为零亦即,其本身已是方程的形式,因而函数的零点必然与方程有着不可分割的联系,事实上,若方程 有解,则函数存在零点,且方程的根就是相应函数的零点,也是函数图象与轴的交点横坐标.顺理成章的,方程的求解问题,可以转化为求函数零点的问题。这是函数与方程关系认识的第一步。 零点存在性定理,是函数在某区间上存在零点的充分不必要条件。如果函数在区间[a,b]上的图象是一条不间断的曲线,并且满足f(a)·f(b)<0,则函数在区间(a,b)内至少有一个零点,但零点的个数,需结合函数的单调性等性质进行判断.方程的根与函数零点的研究方法,符合从特殊到一般的认识规律,从特殊的、具体的二次函数入手,建立二次函数的零点与相应二次方程的联系,然后将其推广到一般的、抽象的函数与相应方程的情形;零点存在性的研究,也同样采用了类似的方法,同时还体现了“数形结合思想”及“转化与化归思想”。 【课程目标】 一.知识与技能目标 通过对二次函数图象的描绘,了解函数零点的概念,渗透由具体到抽象思想,领会函数零点与相应方程实数根之间的关系, 二.过程与方法目标 体现从特殊到一般的认识规律,通过合作探究理解并掌握方程的根与相应函数零点的关系,通过对现实问题的分析,体会用函数系统

高中数学《方程的根与函数的零点》公开课优秀教学设计一

2016年全国高中青年数学教师优秀课展示与培训活动交流课案 课 题:3.1.1 方程的根与函数的零点 教 材:人教A 版高中数学·必修1 【教材分析】 本节课的内容是人教版教材必修1第三章第一节,属于概念定理课。“函数与方程”这个单元分为两节,第一节:“方程的根与函数的零点”,第二节:“用二分法求方程的近似解”。 第一节的主要内容有三个:一是通过学生已学过的一元二次方程、二次函数知识,引出零点概念;二是进一步让学生理解:“函数()y f x =零点就是方程()0f x =的实数根,即函数 ()y f x =的图象与x 轴的交点的横坐标”;三是引导学生发现连续函数在某个区间上存在零 点的判定方法:如果函数()y f x =在区间[],a b 上图象是连续不断的一条曲线,并且有 ()()0f a f b ?<,那么,函数()y f x =在区间(),a b 内有零点,即存在(),c a b ∈,使得()0f c =,这个c 也就是方程()0f x =的根。这些内容是求方程近似解的基础。本节课的 教学主要是围绕如何用函数的思想解决方程的相关问题展开,从而使之函数与方程紧密联系在一起。为后续学习二分法求方程的近似解奠定基础,本节内容起着承上启下的作用,承接以前学过的方程知识,启下为下节内容学习二分法打基础。 【教学目标】 1.理解函数零点的概念;掌握零点存在性定理,会求简单函数的零点。 2.通过体验零点概念的形成过程、探究零点存在的判定方法,提高学生善于应用所学知识研究新问题的能力。 3.通过本节课的学习,学生能从“数”“形”两个层面理解“函数零点”这一概念,进而掌握“数形结合”的方法。 【学情分析】 1.学生具备的知识与能力 (1)初中已经学过一元二次方程的根、一元二次函数的图象与x 轴的交点横坐标之间的关系。 (2)从具体到抽象,从特殊到一般的认知规律。 2. 学生欠缺的知识与能力 (1)超越函数的相关计算及其图象性质. (2)通过对具体实例的探究,归纳概括发现的结论或规律,并将其用准确的数学语言表达出

函数零点教学设计

《函数零点》教学设计 一、教学目标: 1.函数零点理解函数零点的概念,了解函数的零点与方程根的联系; 2.理解“在函数的零点两侧函数值乘积小于0”这一结论的实质,并运用其解决有关一元 二次方程根的分布问题; 3.通过函数零点内容的学习,分析解决对一元二次方程根的分布的有关问题,转变学生对 数学学习的态度,加强学生对数形结合、分类讨论等数学思想的进一步认识。 二、教学重点:函数零点存在性的判断。 三、教学难点:数形结合思想,转化化归思想的培养与应用。 四、教学方法: 在相对熟悉的问题情境中,通过学生自主探究,在合作交流中完成学习任务,尝试指导与自主学习相结合。 五、教学过程: 1、实例引入 解方程:(1)2-x=4;(2)2-x=x. 意图:通过纯粹靠代数运算无法解决的方程,引起学生认知冲突,激起探求的热情. 2、一元二次方程的根与二次函数图象之间的关系.

问题2:一元二次方程的根与相应的二次函数的图象之间有怎样的关系? 学生讨论,得出结论:一元二次方程的根就是函数图象与x轴交点的横坐标. 意图:通过回顾二次函数图象与x轴的交点和相应方程的根的关系,为一般函数及相应方程关系作准备. 3、一般函数的图象与方程根的关系. 问题3:其他的函数与方程之间也有类似的关系吗?请举例! 师生互动,在学生提议的基础上,老师加以改善,现场在几何画板下展示类似如下函数的图象:y=2x-4,y=2x-8,y=ln(x-2),y=(x-1)(x+2)(x-3).比较函数图象与x轴的交点和相应方程的根的关系,从而得出一般的结论: 方程f(x)=0有几个根,y=f(x)的图象与x轴就有几个交点,且方程的根就是交点的横坐标. 意图:通过各种函数,将结论推广到一般函数,为零点概念做好铺垫 4、函数零点. 概念:对于函数y=f(x),把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)的零点. 即兴练习:函数f(x)=x(x2-16)的零点为(D )A.(0,0),(4,0) B.0,4 C.(–4,0),(0,0),(4,0) D.–4,0,4 设计意图:及时矫正“零点是交点”这一误解. 说明:①函数零点不是一个点,而是具体的自变量的取值. ②求函数零点就是求方程f(x)=0的根. 5、归纳函数的零点与方程的根的关系. 问题4:函数的零点与方程的根有什么共同点和区别? (1)联系:①数值上相等:求函数的零点可以转化成求对应方程的根; ②存在性一致: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)有零点. (2)区别:零点对于函数而言,根对于方程而言. 以上关系说明:函数与方程有着密切的联系,函数问题有时可转化为方程问题,同样,有些方程问题可以转化为函数问题来求解,这正是函数与方程思想的基础. 6、零点存在性定理的探索. 探究:(1)观察二次函数f(x)=x2-2x-3的图象: 在区间[-2,1]上有零点______; f(-2)=_______,f(1)=_______,f(-2)·f(1)_____0(“<”或“>”). 在区间(2,4)上有零点______;f(2)·f(4)____0(“<”或“>”). (2)观察函数的图象: ①在区间(a,b)上___(有/无)零点;f(a)·f(b) ___ 0(“<”或“>”). ②在区间(b,c)上___(有/无)零点;f(b)·f(c) ___ 0(“<”或“>”). ③在区间(c,d)上___(有/无)零点;f(c)·f(d) ___ 0(“<”或“>”). 意图:通过归纳得出零点存在性定理. 7、零点存在性定理: 如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断一条曲线, 并且有f(a)·f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点. 即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根. 即兴练习:下列函数在相应区间内是否存在零点? ,2];(2)f(x)=e x-1+4x-4,x∈[0,1]. (1)f(x)=log2x,x∈[1 2

利用导数研究函数的图像及零点问题(提高)

利用导数研究函数的图像及零点问题 【复习指导】 本讲复习时,应注重利用导数来研究函数图像与零点问题,复习中要注意等价转化、分类讨论等数学思想的应用. 双基自测 1.已知曲线C :x 2+y 2=9(x ≥0,y ≥0)与函数y =ln x 及函数y =e x 的图像分别交于点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则2212x x +的值为 .9 2.[10浙江]已知0x 是函数1()21x f x x =+-的一个零点.若10(1,)x x ∈,20(,)x x ∈+∞,则1()f x ,2()f x 的符号分别______________.解:负;正; 3.已知函数()ln x f x e x -=+(e 是自然对数的底数),若实数0x 是方程()0f x =的解,且1020x x x <<<,则1()f x 2()f x (填“>”,“≥”,“<”,“≤”). 4.已知234101()1234101x x x x f x x =+-+-+???+,234101()1234101x x x x g x x =-+-+-???-,若函数()f x 有唯一零点1x ,函数()g x 有唯一零点2x ,则1x ,2x 所在的区间 为 .1(1,0)x ∈-,2(1,2)x ∈ 考点一 函数的图像问题 【例1】对于三次函数32()(0)f x ax bx cx d a =+++≠.定义:设''()f x 是函数 ()y f x =的导数'()y f x =的导数, 若方程''()0f x =有实数解x 0,则称点(x 0,f (x 0))为函数()y f x =的“拐点”;已知函数32()654f x x x x =-++,请回答下列问题; ⑴.求函数()y f x =的“拐点”A 的坐标; ⑵.检验函数()y f x =的图像是否关于“拐点”A 对称,对于任意的三

专题03 直击函数压轴题中零点问题(解析版)

一、解答题 1.(2020·湖南省高三考试)设函数()()2 1f x x bx b R =-+∈,()()() ,0,0f x x F x f x x ?>? =? ->??. (1)如果()10f =,求()F x 的解析式; (2)若()f x 为偶函数,且()()g x f x kx =-有零点,求实数k 的取值范围. 【答案】(1)()2221,0 21,0 x x x F x x x x ?-+>=?-+-=?-+-

函数零点的教学设计

函数的零点教案设计 ※教案背景 (1)、课题:函数的零点 (2)、教材版本:人教B版数学必修(一)第二章2.4.1函数的零点 (3)、课时:1课时 ※教材分析 (1)本节课的主要内容有函数零点的概念、函数零点存在性判定定理。 函数f(x)的零点,是中学数学的一个重要概念,从函数值与自变量对应的角度看,就是使函数值为0的实数x;从方程的角度看,即为相应方程f(x)=0的实数根,从函数的图形表示看,函数的零点就是函数f(x)与x轴交点的横坐标.函数是中学数学的核心概念,核心的根本原因之一在于函数与其他知识具有广泛的联系性,而函数的零点就是其中的一个链结点,它从不同的角度,将数与形,函数与方程有机的联系在一起。 (2)本节是函数应用的第一课,因此教学时应当站在函数应用的高度,从函数与其他知识的联系的角度来引入较为适宜。 ※教学目标: 1、知识与技能 (1)理解函数(结合二次函数)零点的概念。 (2)领会函数零点与相应方程的根的关系,掌握零点存在的判定条件。 2、过程与方法 (1)通过观察例题的图象,发现函数在区间端点上的函数值之积的特点,找到连续函数在某个区间上存在零点的判断方法。 (2)让学生归纳整理本节所学知识。 3、情感、态度与价值观 在函数与方程的联系中体验数学中的转化思想的意义和价值,培养学生的观在函数与方程的联系中体验数形结合思想和转化思想的意义和价值,发展学生对变量数学的认识,体会函数知识的核心作用.体验数学内在美,激发学习热情,培养学生创新意识和科学精神。 ※教学重点:是函数零点的概念及求法 ※教学难点:是利用函数的零点作图教学方法: ※教学方法:以教师为主导,以学生为主体,以能力发展为目标,从学生的认识规律出发进行启发式教学,利用课件,视频等引导学生对问题的思考,运用学生自主学习、小组合作探究的教学方式。 ※教学环节 (一)、课前延伸 1、知识链接,温故知新 求方程x2-2x-3=0的实数根,并画出函数y=x2-2x-3的图象。 通过学生熟悉一元二次方程入手,观察函数图像与x轴的交点与相应方程根的关系,让学生建立数型结合的思想。(用投影仪展示函数图象) 【百度搜索】https://www.wendangku.net/doc/7919175492.html,/testdetail/26588/

二分法求函数零点教案

用二分法求方程的近似解 1、二分法的概念 对于在区间[a, b]上连续不断且)(a f ·)(b f < 0的函数)(x f y =, 通过不断把函数 )(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,进而得到零点的近似 值的方法叫二分法。 2、用二分法求函数)(x f 的零点的近似值的步骤: (1)确定区间[a, b], 验证:)(a f ·)(b f < 0,确定精确度ε (2)求区间(a , b)的中点1x (3)计算)(1x f 若)(1x f =0, 则就1x 是函数的零点 若)(a f ·)(1x f <0,则令b =1x (此时零点x 0∈(a, 1x )) 若)(1x f ·)(b f <0,则令a =1x (此时零点x 0∈(1x , b)) (4)判断是否达到精确度ε 即若 | a – b | <ε, 则得到零点的近似值为a (或b ),否则重复(2)~(4) 3、用二分法求函数零点的条件: 若函数零点左右两侧函数值符号相反,则此零点为函数的变号零点,从图象来看,若图象穿过零点,则此零点为变号零点。否则为不变号零点。二分法只能求函数的变号零点。 例题讲解: 例1:下列函数图象与x 轴均有交点,其中不能用二分法求图中函数零点的是( ) 解:应选B ,利用二分法求函数零点必须满足零点两侧函数值异号。 例2、 利用二分法求方程x x -=31 的一个近似解(精确到0.1)。 解:设()31-+=x x x f ,则求方程x x -=31 的一个近似解,即求函数()x f 的一个近似零 点。∵()0212<-=f ,()03 1 3>=f ,∴取区间[]3,2作为计算的初始区间。

2021届高三数学之函数与导数(文理通用)专题04 函数与导数之零点问题

专题04 函数与导数之零点问题 一.考情分析 零点问题涉及到函数与方程,但函数与方程是两个不同的概念,但它们之间有着密切的联系,方程f (x )=0的解就是函数y =f (x )的图像与x 轴的交点的横坐标,函数y =f (x )也可以看作二元方程f (x )-y =0通过方程进行研究.就中学数学而言,函数思想在解题中的应用主要表现在两个方面: ①是借助有关初等函数的性质,解有关求值、解(证)不等式、解方程以及讨论参数的取值范围等问题:②是在问题的研究中,通过建立函数关系式或构造中间函数,把所研究的问题转化为讨论函数的有关性 质,达到化难为易,化繁为简的目的. 许多有关方程的问题可以用函数的方法解决,反之,许多函数问题也可以用方程的方法来解决.函数与方程的思想是中学数学的基本思想,也是各地模考和历年高考的重点. 二.经验分享 1.确定函数f (x )零点个数(方程f (x )=0的实根个数)的方法: (1)判断二次函数f (x )在R 上的零点个数,一般由对应的二次方程f (x )=0的判别式Δ>0,Δ=0,Δ<0来完成;对于一些不便用判别式判断零点个数的二次函数,则要结合二次函数的图象进行判断. (2)对于一般函数零点个数的判断,不仅要用到零点存在性定理,还必须结合函数的图象和性质才能确定,如三次函数的零点个数问题. (3)若函数f (x )在[a ,b ]上的图象是连续不断的一条曲线,且是单调函数,又f (a )·f (b )<0,则y =f (x )在区间(a ,b )内有唯一零点. 2.导数研究函数图象交点及零点问题 利用导数来探讨函数)(x f y =的图象与函数)(x g y =的图象的交点问题,有以下几个步骤: ①构造函数)()()(x g x f x h -=; ②求导)('x h ;

函数与导数压轴题中零点问题

导数压轴题零点问题练习题 一、解答题 1.(2020·省高三考试)设函数()()2 1f x x bx b R =-+∈,()()() ,0,0f x x F x f x x ?>? =? ->??. (1)如果()10f =,求()F x 的解析式; (2)若()f x 为偶函数,且()()g x f x kx =-有零点,数k 的取值围. 【答案】(1)()2221,0 21,0 x x x F x x x x ?-+>=?-+-=?-+-

函数的零点问题

函数零点问题的求解 【教学目标】 知识与技能: 1.理解函数零点的定义以及函数的零点与方程的根之间的联系,掌握用连续函数 零点定理及函数图像判断函数零点所在的区间与方程的根所在的区间. 2.结合几类基本初等函数的图象特征,掌握判断函数的零点个数和所在区间法. 3.能根据函数零点的情况求参数的取值范围. 过程与方法: 1.函数零点反映了函数和方程的联系,函数零点与方程的根能相互转化,能把方程问题合理 转化为函数问题进行解决. 2.函数的零点问题的解决涉及到分类讨论,数形结合,化归转化等数学思想方法,有效提升了 学生的数学思想方法的应用. 情感、态度与价值观: 1.培养学生认真、耐心、严谨的数学品质; 2.让学生在自我解决问题的过程中,体验成功的喜悦. 【教学重点】 理解函数的零点与方程根的关系,形成用函数观点处理问题的意识. 【教学难点】 根据函数零点所在的区间求参数的取值范围 【教学方法】 发现、合作、讲解、演练相结合. 【教学过程】 一、引例 (1).函数()e 2x f x x =+-的零点所在的一个区间是( ). A.()2,1-- B.()1,0- C.()0,1 D.()1,2 解法一:代数解法 解:(1).因为()0 0e 0210f =+-=-<,()1 1e 12e 10f =+-=->, 所以函数()e 2x f x x =+-的零点所在的一个区间是()0,1.故选C. 二、 基础知识回顾 1.函数零点概念 对于函数()y f x =,把使()0f x =的实数x 叫做函数()y f x =的零点. 2. 零点存在性定理:如果函数()y f x =在区间[]a,b 上的图象是连续不断一条曲线,并且有

第3讲 导数与函数的切线及函数零点问题

第3讲 导数与函数的切线及函数零点问题 高考定位 高考对本内容的考查主要有:(1)导数的几何意义是考查热点,要求是B 级,理解导数的几何意义是曲线上在某点处的切线的斜率,能够解决与曲线的切线有关的问题;(2)在高考试题导数压轴题中涉及函数的零点问题是高考命题的另一热点. 真 题 感 悟 (2016·江苏卷)已知函数f (x )=a x +b x (a >0,b >0,a ≠1,b ≠1). (1)设a =2,b =12. ①求方程f (x )=2的根; ②若对任意x ∈R ,不等式f (2x )≥mf (x )-6恒成立,求实数m 的最大值; (2)若0<a <1,b >1,函数g (x )=f (x )-2有且只有1个零点,求ab 的值. 解 (1)①由已知可得2x +? ?? ??12x =2, 即2x +1 2x =2.∴(2x )2-2·2x +1=0, 解得2x =1,∴x =0. ②f (x )=2x +? ?? ??12x =2x +2-x , 令t =2x +2-x ,则t ≥2. 又f (2x )=22x +2-2x =t 2-2, 故f (2x )≥mf (x )-6可化为t 2-2≥mt -6, 即m ≤t +4t ,又t ≥2,t +4 t ≥2 t · 4t =4(当且仅当t =2时等号成立), ∴m ≤? ????t +4t min =4,即m 的最大值为4. (2)∵0<a <1,b >1,∴ln a <0,ln b >0. g (x )=f (x )-2=a x +b x -2, g ′(x )=a x ln a +b x ln b 且g ′(x )为单调递增,值域为R 的函数.∴g ′(x )一定存在唯一的

(完整版)导数压轴题分类(6)---函数的隐零点问题(含答案)

导数压轴分类(6)---函数的隐零点问题 任务一、完成下面问题,总结隐零点问题的解题方法。 例1. [2013湖北理10] 已知a 为常数,函数)(ln )(ax x x x f -=有两个极值点21x x ,,且21x x <,则( ) A.)(1x f >0,)(2x f >21- B. )(1x f <0,)(2x f <2 1- C. )(1x f >0,)(2x f <21- D . )(1x f <0,)(2x f >21- 例2. [2012全国文21] 设函数2)(--=ax e x f x . (1)求函数)(x f 的单调区间; (2)若1=a ,k 为整数,且当x >0时,1)(')(++-x x f k x >0,求k 的最大值。 k 的最大值=2 任务二、完成下面问题,体验隐零点问题的解题方法的应用。 2.1 [2015北京海淀二模理18] 设函数2ln 1)(x x x f -=. (Ⅰ)求函数)(x f 的零点及单调区间; (Ⅱ)求证:曲线x x y ln = 存在斜率为6的切线,且切点的纵坐标0y <1- 提示解析:(Ⅰ)函数)(x f 的零点为x e =,单调减区间32(0,)e ;单调增区间32(,)e +∞; (Ⅱ)x x y ln =存在斜率为6的切线即存在点000ln (,)x x x 处导数为6,于是020 1ln 6x x -=,即2001ln 60x x --=,令2()1ln 6f x x x =--为增函数,易判断所以01(,1)2x ∈,所以20000000 ln 1616x x y x x x x -===-为减函数,所以0001 2|231x y y =<=-=-

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