2016高中数学311方程的根与函数的零点课件新人教A版必修1

成才之路·数学路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教A版·必修1函数的应用第三章在教科书第三章的章头图中，我们看到一大群喝水、嬉戏的兔子，但正是这群兔子曾使澳大利亚伤透了脑筋.1859年，有人从欧洲带进澳洲几只兔子，由于澳洲有茂盛的牧草，而且没有兔子的天敌，兔子数量不断增加，不到100年，兔子们占领了整个澳大利亚，数量达到75亿只．可爱的兔子变得可恶起来，75亿只兔子吃掉了相当于75亿只羊所吃的牧草，草原的载畜率大大降低，而牛羊是澳大利亚的主要牲口．这使澳大利亚人头痛不已，他们采用各种方法消灭这些兔子，直到20世纪50年代，科学家采用载液瘤毒杀死了90%的野兔，澳大利亚人才算松了一口气．一般而言，在理想条件(食物或养料充足，空间条件充裕，气候适宜，没有敌害等)下，种群在一定时期内的增长大致符合“J”型曲线；在有限的环境(空间有限，食物有限，有捕食者存在等)中，种群增长到一定程度(K)后不再增长，曲线呈“S”型．从数学上来看，就需要用不同的函数增长模型来刻画它们．这样，面对不同情况时，如何选择恰当的函数模型描述它们就很重要．下面我们就进行本章的学习——函数的应用．3.1函数与方程第三章3.1.1方程的根与函数的零点高效课堂2课时作业4优效预习1当堂检测3优效预习1．方程ax2＋bx＋c＝0(a≠0)解的情况，当Δ＞0时方程有____实根，x＝_______________，当Δ＝0时方程有_____实根，x＝________，当Δ＜0时方程____实根，若x1、x2为方程的两根则x1＋x2＝________，x1x2＝______.2．函数f(x)＝ax2＋bx＋c(a≠0)对称轴为_____________顶点坐标为__________________．●知识衔接－b±b2－4ac2a两一－b2a－ba无cax＝－b2a(－b2a，4ac－b24a)3．方程2x＋1＝0的根为__________，函数y＝2x＋1与x轴的交点为___________．4．方程x2－2x－3＝0的根为________________；函数y＝x2－2x－3与x轴的交点为_________________．5．函数y＝2x2－8x＋1的对称轴为________，顶点坐标为__________．x＝－12(－12，0)x1＝－1，x2＝3(－1,0)，(3,0)x＝2(2，－7)1．函数y＝ax2＋bx＋c(a≠0)的图象与x轴的交点和相应方程ax2＋bx＋c＝0(a≠0)的根的关系●自主预习函数图象判别式符号(设判别式Δ＝b2－4ac)Δ＞0Δ＝0Δ＜0与x轴交点个数_________方程的根的个数______0210212.函数的零点(1)定义：对于函数y＝f(x)，我们把使________成立的实数x叫做函数y＝f(x)的零点．(2)几何意义：函数y＝f(x)的图象与________的交点的________就是函数y＝f(x)的零点．(3)结论：方程f(x)＝0有________⇔函数y＝f(x)的图象与x轴有________⇔函数y＝f(x)有________．[名师点拨]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．f(x)＝0x轴横坐标实数根交点零点3．函数零点的判定定理[名师点拨]判断函数y＝f(x)是否存在零点的方法：(1)方程法：判断方程f(x)＝0是否有实数解．(2)图象法：判断函数y＝f(x)的图象与x轴是否有交点．(3)定理法：利用零点的判定定理来判断．条件结论函数y＝f(x)在[a，b]上y＝f(x)在(a，b)内有零点(1)图象是________的曲线(2)f(a)f(b)____0连续不断＜1．已知函数y＝f(x)有零点，下列说法不正确的是()A．f(0)＝0B．方程f(x)＝0有实根C．函数f(x)的图象与x轴有交点D．函数f(x)的零点是方程f(x)＝0的实数根[答案]A●预习自测2．函数f(x)＝x－1x的零点是()A．(1,0)B．0C．1D．0和1[答案]C[解析]令x－1x＝0，解得x＝1，则函数f(x)的零点是1.[答案]B[解析]f(x)＝－2x＋m的零点为4，所以－2×4＋m＝0，m＝8.3．已知函数f(x)＝－2x＋m的零点为4，则实数m的值为()A．－6B．8C.82D．－324．若函数f(x)＝x2＋2x＋a没有零点，则实数a的取值范围是()A．a＜1B．a＞1C．a≤1D．a≥1[答案]B[解析]函数f(x)＝x2＋2x＋a没有零点，即方程x2＋2x＋a＝0没有实数根，所以Δ＝4－4a＜0，得a＞1.高效课堂求下列函数的零点．(1)f(x)＝4x－3；(2)f(x)＝x2－3x＋2；(3)f(x)＝2x；(4)f(x)＝log2(x＋1)．探究1.函数的零点是点吗？探究2.函数的零点与对应的方程的根有什么关系？求函数的零点●互动探究[解析]函数零点就是相应方程的实数根，可用求根公式或分解因式求解．(1)由4x－3＝0得x＝34，零点是34.(2)f(x)＝0，即(x－1)(x－2)＝0，∴f(x)零点为1和2.(3)函数y＝2x没有零点．(4)函数y＝log2(x＋1)的零点是x＝0.[规律总结]1.正确理解函数的零点：(1)函数的零点是一个实数，当自变量取该值时，其函数值等于零．(2)根据函数零点定义可知，函数f(x)的零点就是f(x)＝0的根，因此判断一个函数是否有零点，有几个零点，就是判断方程f(x)＝0是否有实根，有几个实根．即函数y＝f(x)的零点⇔方程f(x)＝0的实根⇔函数y＝f(x)的图象与x轴交点的横坐标．2．函数零点的求法：(1)代数法：求方程f(x)＝0的实数根．(2)几何法：与函数y＝f(x)的图象联系起来，图象与x轴的交点的横坐标即为函数的零点．(1)指出下列函数的零点：①f(x)＝x2－2x－3零点为________．②g(x)＝lgx＋2零点为________．(2)已知－1和4是函数f(x)＝ax2＋bx－4的零点，则f(1)＝________.[答案](1)①3，－1②1100(2)－6[解析](1)①f(x)＝(x－3)(x＋1)的零点为3和－1，②由lgx＋2＝0得，lgx＝－2，∴x＝1100.故g(x)的零点为1100.(2)由条件知f－1＝0f4＝0，∴a－b－4＝016a＋4b－4＝0，∴a＝1b＝－3，∴f(1)＝a＋b－4＝－6.探究1.函数零点的存在性定理中有哪些关键条件？探究2.根据函数零点的存在性定理如何确定函数零点所在的区间？判断函数零点所在的区间(2015·湖北孝感调研)函数f(x)＝3x＋12x－2的零点所在的一个区间是()A．(－2，－1)B．(－1,0)C．(0,1)D．(1,2)[解析]f(－2)＝3－2＋12×(－2)－2＝－269＜0，f(－1)＝3－1＋12×(－1)－2＝－136＜0，f(0)＝30＋12×0－2＝－1＜0，f(1)＝31＋12×1－2＝32＞0，f(2)＝32＋12×2－2＝8＞0，则函数f(x)＝3x＋12x－2的零点在区间(0,1)内．[答案]C[规律总结]判断函数零点所在区间的方法：一般而言判断函数零点所在区间的方法是将区间端点代入函数求出函数的值，进行符号判断即可得出结论．此类问题的难点往往是函数值符号的判断，可运用函数的有关性质进行判断．(2015·中原名校高一期中)函数f(x)＝lnx＋2x－6的零点所在的一个区间是()A．(1,2)B．(2,3)C．(3,4)D．(4,5)[答案]B[分析]计算f1，f2，f3，f4与f5的值，并判断它们的符号→若满足fa·fb＜0，则零点在区间a，b内[解析]因为f(1)＝ln1＋2×1－6＝－4＜0，f(2)＝ln2＋2×2－6＜lne2－2＝0，f(3)＝ln3＋2×3－6＝ln3＞0，f(4)＝ln4＋2×4－6＝2ln2＋2＞0，f(5)＝ln5＋2×5－6＝ln5＋4＞0，所以f(2)·f(3)＜0，又函数f(x)的图象是连续不断的一条曲线，故函数f(x)的零点所在的一个区间是(2,3)．求函数f(x)＝2x＋lg(x＋1)－2的零点个数．函数零点个数的判断[解析]解法一：因为f(0)＝1＋0－2＝－10，f(2)＝4＋lg3－2≈2.480，所以由函数零点存在性判定定理知，f(x)在(0,2)上必定存在零点．又f(x)＝2x＋lg(x＋1)－2在(－1，＋∞)上为增函数，故f(x)＝0有且只有一个实根，即函数f(x)仅有一个零点．解法二：在同一坐标系中作出h(x)＝2－2x和g(x)＝lg(x＋1)的图象，如右图所示，由图象可知h(x)＝2－2x和g(x)＝lg(x＋1)有且只有一个交点，即f(x)＝2x＋lg(x＋1)－2与x轴有且只有一个交点，即函数f(x)仅有一个零点．[规律总结]判断函数零点个数的主要方法：(1)利用方程根，转化为解方程，有几个根就有几个零点．(2)画出函数y＝f(x)的图象，判定它与x轴的交点个数，从而判定零点的个数．(3)结合单调性，利用f(a)·f(b)＜0，可判定y＝f(x)在(a，b)上零点的个数．(4)转化成两个函数图象的交点问题．判断函数f(x)＝x－3＋lnx的零点的个数．[解析]解法一：在同一平面直角坐标系中画出函数y＝lnx，y＝－x＋3的图象，如右图所示．由图可知函数y＝lnx，y＝－x＋3的图象只有一个交点，即函数f(x)＝x－3＋lnx只有一个零点．解法二：因为f(3)＝ln30，f(2)＝－1＋ln2＝ln2e0，所以f(3)·f(2)0，说明函数f(x)＝x－3＋lnx在区间(2,3)内有零点．又f(x)＝x－3＋lnx在(0，＋∞)内是增函数，所以原函数只有一个零点．关于x的方程x2－2x＋a＝0，求a为何值时：(1)方程一根大于1，一根小于1；(2)方程一个根在(－1,1)内，另一个根在(2,3)内；(3)方程的两个根都大于零？探究1.将方程问题转化为相应的函数问题，然后利用函数的图象特征求解．一元二次方程根的分布●探索延拓[解析](1)结合图象知，当方程一根大于1，一根小于1时，f(1)＜0，得1－2＋a＜0，所以a＜1.(2)由方程一个根在区间(－1,1)内，另一个根在区间(2,3)内，得f－1＞0，f1＜0，f2＜0，f3＞0，即3＋a＞0，1－2＋a＜0，4－4＋a＜0，9－6＋a＞0，解得－3＜a＜0.(3)由方程的两个根都大于零，得Δ＝4－4a＞0，－－22＞0，f0＞0，解得0＜a＜1.[规律总结]1.解决一元二次方程根的分布问题，要利用数形结合，结合判别式、对称轴、区间端点的函数值的正负等情况进行求解．2．二次函数零点的分布问题二次函数零点的分布即一元二次方程根的分布，一般为下面两个方面的问题：(1)一个区间内只有一个根；(2)一个区间内有两个根．由于我们在初中学过方程根的情况，有时可以根据判别式及根与系数的关系判断，但在多数情况下，还要结合图象，从对称轴、判别式、区间端点的函数值等方面去探究．具体解法如下表：设二次函数y＝ax2＋bx＋c(a＞0)对应的方程的根为x1、x2.根的分布(m＜n＜p)图象满足条件x1＜m＜x2f(m)＜0一个区间只有一个根m＜x1＜n＜x2＜pfm＞0，fn＜0，fp＞0根的分布(m＜n＜p)图象满足条件m＜x1＜x2＜nΔ＞0，m＜－b2a＜n，fm＞0，fn＞0一个区间有两个根m＜x1＜x2Δ＞0，－b2a＞m，fm＞0根的分布(m＜n＜p)图象满足条件在(m，n)内有且只有一个根f(m)·f(n)＜0或Δ＝0且－b2a∈(m，n)或fm＝0，m＜－b2a＜m＋n2或fn＝0，m＋n2＜－b2a＜n另外，x1，x2∈(0，＋∞)，即两正根，也可通