函數(shù)的零點(diǎn)定理不僅在初等函數(shù)中應(yīng)用廣泛,在導(dǎo)數(shù)中更占有重要位置。導(dǎo)數(shù)中的“隱點(diǎn)零”題型中,也要用到零點(diǎn)定理。下面先將函數(shù)零點(diǎn)定理的解題模型及應(yīng)用技巧歸納如下。 1.零點(diǎn)存在性定理 2.判斷函數(shù)的零點(diǎn)(方程的根)所在的區(qū)間的方法 a.解方程法:當(dāng)對(duì)應(yīng)方程易解時(shí),可通過解方程確定方程是否有根落在給定區(qū)間上. b.利用函數(shù)的零點(diǎn)存在性定理:利用定理進(jìn)行判斷. c.數(shù)形結(jié)合法:畫出相應(yīng)的函數(shù)圖象,通過觀察圖像與x軸在給定區(qū)間上是否有交點(diǎn)來判斷,或者轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)圖象在給定區(qū)間上是否有交點(diǎn)來判斷. 3.判斷函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的方法 a.直接法:令f(x)=0,如果能求出解,則有幾個(gè)不同的解就有幾個(gè)零點(diǎn). b.利用函數(shù)的零點(diǎn)存在性定理:利用函數(shù)的零點(diǎn)存在性定理時(shí),不僅要求函數(shù)的圖象在區(qū)間[a,b]上是連續(xù)不斷的曲線,且f(a)·f(b)<0,還必須結(jié)合函數(shù)的圖象與性質(zhì)(如單調(diào)性、奇偶性)才能確定函數(shù)有多少個(gè)零點(diǎn). c.圖象法:畫出函數(shù)f(x)的圖象,函數(shù)f(x)的圖象與x軸交點(diǎn)的個(gè)數(shù)就是函數(shù)f(x)的零點(diǎn)個(gè)數(shù);將函數(shù)f(x)拆成兩個(gè)函數(shù)h(x)和g(x)的差,根據(jù)f(x)=0?h(x)=g(x),則函數(shù)f(x)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)就是函數(shù)y=h(x)和y=g(x)的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù). d.利用函數(shù)性質(zhì):若能確定函數(shù)的單調(diào)性,則其零點(diǎn)個(gè)數(shù)不難得到;若所考查的函數(shù)是周期函數(shù),則只需求出在一個(gè)周期內(nèi)的零點(diǎn)個(gè)數(shù),根據(jù)周期性則可得函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù). 經(jīng)典例題: 思路分析:可以直接建立方程求解零點(diǎn),也可以畫出函數(shù)圖像確定零點(diǎn)個(gè)數(shù).? 解析: (直接法)由f(x)=0得 解得x=-2或x=e。 因此函數(shù)f(x)共有2個(gè)零點(diǎn)。 (圖像法)函數(shù)f(x)的圖像如下圖所示, 由圖象知函數(shù)f(x)共有2個(gè)零點(diǎn)。 答案:B 總結(jié):f(a)·f(b)<0與函數(shù)f(x)存在零點(diǎn)的關(guān)系 1.不滿足f(a)·f(b)<0的函數(shù)也可能有零點(diǎn)(如圖). 2.由函數(shù)y=f(x)在閉區(qū)間[a,b]上有零點(diǎn)不一定能推出f(a)·f(b)<0,如圖.所以f(a)·f(b)<0是y=f(x)在閉區(qū)間[a,b]上有零點(diǎn)的充分不必要條件. 經(jīng)典例題: 若a<b<c,則函數(shù)f(x)=(x-a)(x-b)+(x-b)(x-c)+(x-c)(x-a)的兩個(gè)零點(diǎn)分別位于區(qū)間 A.(a,b)和(b,c)內(nèi) B.(-∞,a)和(a,b)內(nèi) C.(b,c)和(c,+∞)內(nèi) D.(-∞,a)和(c,+∞)內(nèi) 解析:令y1=(x-a)(x-b)+(x-b)(x-c)=(x-b)[2x-(a+c)],y2=-(x-c)(x-a),由a<b<c作出函數(shù)y1,y2的圖象(圖略),由圖可知兩函數(shù)圖象的兩個(gè)交點(diǎn)分別位于區(qū)間(a,b)和(b,c)內(nèi),即函數(shù)f(x)的兩個(gè)零點(diǎn)分別位于區(qū)間(a,b)和(b,c)內(nèi).故選A. 答案:A 總結(jié):?函數(shù)的零點(diǎn)存在性定理只能判斷函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上的變號(hào)零點(diǎn),不能判斷不變號(hào)零點(diǎn),而且連續(xù)函數(shù)在一個(gè)區(qū)間的端點(diǎn)處函數(shù)值異號(hào)是這個(gè)函數(shù)在這個(gè)區(qū)間上存在零點(diǎn)的充分條件,不是必要條件,所以在判斷一個(gè)函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上是否存在零點(diǎn)時(shí),不能完全依賴函數(shù)的零點(diǎn)存在性定理,要綜合函數(shù)性質(zhì)進(jìn)行分析判斷. |
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