考点 09 函数与方程
(1)结合二次函数的图象,了解函数的零点与方程根的联系,判断一元二次方程根的存在性及根的个数.
(2)根据具体函数的图象,能够用二分法求相应方程的近似解.
一、函数的零点
1.函数零点的概念
对于函数 ( ),y f x x D ,我们把使 ( ) 0f x 成立的实数 x 叫做函数 ( ),y f x x D 的零点.
2.函数的零点与方程的根之间的联系
函数 ( )y f x 的零点就是方程 ( ) 0f x 的实数根,也就是函数 ( )y f x 的图象与 x 轴的交点的横坐标
即方程 ( ) 0f x 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.
【注】并非所有的函数都有零点,例如,函数 f(x)=x2+1,由于方程 x2+1=0 无实数根,故该函数无零点.
3.二次函数 2 )( 0y ax bx c a 的零点
0 0 0
二次函数
2 )( 0y ax bx c a
的图象
与 x 轴的交点 (x1,0),(x2,0) (x1,0) 无交点
零点个数 2 1 0
4.零点存在性定理
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.
【注】上述定理只能判断出零点存在,不能确定零点个数.
5.常用结论
(1)若连续不断的函数 ( )f x 是定义域上的单调函数,则 ( )f x 至多有一个零点;
(2)连续不断的函数,其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号;
(3)函数 ( ) ( ) ( )F x f x g x 有零点 方程 ( ) 0F x 有实数根 函数 ( )y f x 与 ( )y g x 的图象有
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(4)函数 ( ) ( )F x f x a 有零点 方程 ( ) 0F x 有实数根 函数 ( )y f x 与 y a 的图象有交点
{ | ( )}a y y f x ,其中 a 为常数.
二、二分法
1.二分法的概念
对于在区间[a,b]上连续不断且 ( ) ( ) 0f a f b 的函数 ( )y f 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.
2.用二分法求函数 ( )f x 零点近似值的步骤
给定精确度ε,用二分法求函数 ( )f x 零点近似值的步骤如下:
①确定区间[a,b],验证 ( ) ( ) 0f a f b ,给定精确度ε;
②求区间(a,b)的中点 c;
③计算 f(c);
a.若 f(c)=0,则 c 就是函数的零点;
b.若 f(a)·f(c)