4.1.1利用函数性质判定方程解的存在

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北师大版高中数学必修一-4.1.1 利用函数性质判定方程解的存在 教案

北师大版高中数学必修一-4.1.1 利用函数性质判定方程解的存在 教案

4.1.1利用函数性质判定方程解的存在教学目标1.理解函数零点的意义,能够利用函数性质判定方程解的存在2.通过函数性质判定方程解的存在,培养数形结合的思想3.通过学习,初步体会事物间相互转化的辩证思想教学重难点重点:利用函数性质判定方程解的存在难点:方程实数解的存在区间的求解教学过程问题1 下列函数图像x轴的交点坐标和相应方程的根有何关系?(画出图象并分析)y=2x-4 与2x-4=0 y= x2-2x-3与x2-2x-3=0概括总结:函数的零点定义:我们把函数y=f(x )的图象与x轴交点的横坐标叫做函数y=f(x)的零点等价关系: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)有零点示例·练习问题探究2概括总结零点存在性定理: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f(a)f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点,f(x)=0至少有一个实数解。

思考下列问题:问题1:函数f(x)在区间(a,b)上f(a)f(b)<0,是否一定有零点? 举例说明。

问题2 :函数f(x)在区间(a,b)上有零点,是否一定有f(a)f(b)<0?举例说明。

问题3:函数f(x)在区间(a,b)上有零点,是否只有一个?举例说明。

总结出函数零点存在性定理注意事项:(1)函数y=f(x)的图象是连续不断地曲线(2)f(a)﹒f(b)<0 y=f(x)有零点,但不可逆(3)若f(a)﹒f(b)>0,不确定函数是否有零点示例·练习课后小结1.什么是函数的零点?2.如何使用函数性质判定方程解得存在?作业:P116.第3题[]实数解?为什么?内有没有在问方程已知函数0,1-0)(,3)(.22=-=x f x x f x []否存在零点。

上是在判断函数)(1,2-44)(.11-+=-x e x f x []并说明理由。

4.1.1利用函数性质判定方程解的存在公开课优质课比赛获奖课件

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第四章 函数应用
想一想
函数y=f(x)的零点是“f(x)=0的点”吗? 提示:“零点”并不是“点”,而是一个 “实数”,是f(x)图像与 x轴交点的横坐 标.
第四章 函数应用
做一做
1.函数y=x的零点是( )
A.(0,0) B.0 C.1 D.不存在
解析:选B.y=x与x轴交于原点,y=0,
∴x=0.
第四章 函数应用
典题例证·技法归纳
题型一 求函数的零点
例1 下列函数是否存在零点?若存在,求 出其零点;若不存在,说明理由. (1)y=ax+2(a≠0); (2)y=4x2+4x+1(x>0); (3)y=ln x-1.
第四章 函数应用
【解】 (1)函数 y=ax+2(a≠0)存在零点.其 零点是使 ax+2=0 成立的 x 值,故 x=-2a (a≠0)是函数的零点. (2)函数 y=4x2+4x+1(x>0)不存在零点. 因为(2x+1)2=0,解得 x=-12∉{x|x>0}, 即使 4x2+4x+1=0(x>0)的 x 值不存在,
第四章 函数应用
题型三 判断零点所在区间
例3
在下列区间中,函数f(x)=ex+ 4x-3的零点所在的区间为( )
A.-14,0 B.0,14 C.14,12 D.12,34
第四章 函数应用
【思路点拨】 根据零点所在区间的判定定 理f(a)f(b)<0. 【解析】 y1=ex为增函数,y2=4x-3为 增函数,∴f(x)=y1+y2=ex+4x-3为增函 数f,-14=e-14-4<0,f0=e0-3=-2<0,
f14=e14-2<0,f12=e12-1>0. ∴f14·f12<0,零点区间为14,12.

利用函数性质判定方程解的存在教学设计

利用函数性质判定方程解的存在教学设计

利用函数性质判定方程解的存在一、教材分析《利用函数性质判定方程解的存在》是北师大版教材必修一,第四章,第一节的内容。

函数在数学中占据着不可替代的核心地位,它与其它知识具有广泛的联系,而本节课“利用函数性质判定方程解的存在”就是其中的一个链结点,它从不同的角度,将数与形,函数与方程有机地联系在一起。

本节内容起着承上启下的作用:在函数性质的基础上,利用函数的图象和性质来判断方程根的存在,是函数图像与性质内容的延续。

函数零点的概念和函数零点存在的判定方法,这又是学习下一节“利用二分法求方程的近似解”的基础。

同时,本节课还是培养学生“数形结合思想”、“函数与方程思想”、“转化与化归思想”的优质载体。

二、学情分析学生已经具备了:(1)基本初等函数的图象和性质;(2)初步了解一元二次方程和相应二次函数的关系;(3)初步具备将“数”与“形”相结合及转化的意识。

缺乏的能力:(1)应用函数解决问题的能力还不强;(2)由特殊到一般的归纳能力还不够;(3)数形结合的思想敏锐性还有待提高。

三、教学目标:1.知识与技能:(1)能说出函数零点的概念(2)能归纳并叙述函数零点存在性定理(3)会判断函数零点的个数和所在区间2.过程与方法:经历“类比—归纳—应用”的过程;经历方程与函数的转化过程3.情感、态度与价值观:体验自主探究,合作交流的乐趣;体会事物间普遍联系的辩证思想四、教学重点、难点:重点:函数零点的概念,函数零点的判定方法。

难点:探究发现函数零点的存在性,利用函数的图像和性质判断函数零点的个数五、教法学法: 教法:启发—探究—讨论 学法:自主—合作—交流 六、教学过程:教学准备:导学案,多媒体 课时安排:1课时(一)设问激疑,创设情景 问题引入:求下列方程的根 前两个方程学生容易求解,后两个却无从下手,于是,引出本节课所要解决的问题,同时引入本节课题《利用函数性质判定方程解的存在》。

(二)启发引导,形成概念 探究(一):函数零点的概念问题1:一元一次方程10x -= 的解?一次函数1y x =- 图像与x 轴交点坐标?方程的根与交点的横坐标有什么关系?问题2:给定二次函数y =x 2+2x -3,(1)做出函数图像,观察函数的图像与x 轴的交点是什么?(2)方程x 2+2x -3=0的根是什么?(3)方程的根与交点的横坐标有什么关系?由问题1、2引出函数零点的概念,及函数零点与对应方程根之间的联系。

精 品 教 学 设 计4.1.1利用函数性质判定方程解的存在

精 品 教 学 设 计4.1.1利用函数性质判定方程解的存在

精 品 教 学 设 计1.1利用函数性质判定方程解的存在一、教学目标以二次函数的图象与对应的一元二次方程的关系为突破口,探究方程的根与函数的零点的关系,发现并掌握在某区间上图象连续的函数存在零点的判定方法;学会在某区间上图象连续的函数存在零点的判定方法。

让学生在探究过程中体验发现的乐趣,体会数形结合的数学思想,从特殊到一般的归纳思想,培养学生的辨证思维以及分析问题解决问题的能力。

二、教学重点难点重点:函数零点与方程根之间的关系;连续函数在某区间上存在零点的判定方法。

难点:发现与理解方程的根与函数零点的关系;探究发现函数存在零点的方法。

三、教学程序设计(一)设问激疑,创设情景问题1一元一次方程10x -=的根和相应的一次函数()1f x x =-的图象与x 轴交点坐标有何关系?问题2一元二次方程2320x x -+=的根和相应的二次函数2()32f x x x =-+的图像与x 轴交点坐标有何关系?(二)启发引导,形成概念函数零点的概念:我们把函数的图像与横轴的交点的横坐标称为这个函数的零点。

等价关系:方程()0f x =有实数根⇔函数()y f x =的图像与x 轴有交点⇔函数()y f x =有零点 例如:判断函数12y x =--零点的个数.解:通过分类讨论把绝对值函数转化为分段函数,作出 函数图像。

函数12y x =--的图像与x 轴有两个交点,所以函数有两个零点。

练习:求下列函数的零点:2(1).()56f x x x =-+(2).()21x f x =-(三)讨论探究,揭示定理思考:函数()y f x =在某个区间上是否一定有零点?怎样的条件下,函数()y f x =一定有零点?观察函数()1f x x =-的图像,此函数在区间[]0,2上有没有零点?计算函数()1f x x =-在区间[]0,2的两个端点对应的函数值(0)f 和(2)f 的乘积,你能发现这个乘积有何特点?观察函数2()32f x x x =-+的图像,此函数在区间[]0,1.5上有没有零点? 计算函数2()32f x x x =-+在区间[]0,1.5的两个端点对应的函数值(0)f 和(1.5)f的乘积,你能发现这个乘积有何特点?此函数在区间[]1.5,3上是否也具有这样的特点?结论: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 内至少有一个零点,即存在(),c a b ∈ , 使得()0f c =,这个c 也就是方程()0f x =的根。

利用函数性质判定方程解的存在(公开课)ppt课件

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y
o
• 1
• 2
x
3
函数零点的定义:
函数的图像与横轴的交点的横坐标称为这个 函数的零点。
注意: 1.零点指的是一个实数;
零点是一个点吗?
2.不是所有函数都有零点.
如:
y 1 , y x2 2x 3. x
函数都有零点吗?
4
等价关系: 方程f(x)=0有实数根
函数y=f(x)的图像与x轴有交点 函数y=f(x)有零点
7
观察函数 f (x) x 1 的图像,此函数在区间
0,2上有没有零点?
计算函数 f (x) x 1在区间0,2 的两个端点
对应的函数值 f (0)和 f (2) 的乘积,你能发现这
个乘积有何特点? y
1
o

1
2
x
-1
8
观察二次函数 f (x) x2 3x 2 的图像,此函数
在区间
0,
5
例1、求函数 f (x) lg(x 1) 的零点。
练习:求下列函数的零点:
(1)、f (x) x2 5x 6
(2)、f (x) 2x 1
评注:求函数的零点就是求相应方程的根,
一般可以借助求根公式或因式分解等办法, 求出方程的根,从而得出函数的零点。
6
问题三:
函数 y f (x) 在某个区间上是否一定有零点?怎样 的条件下,函数 y f (x) 一定有零点?
3 2
上没有零点?
计算二次函数 f (x) x
两个端点对应的函数值 f
2 3x
(0)和 f
2
(3)
在区间
0,
3 2

,你能发现这个
乘积有何特点?

利用函数性质判定方程解的存在性 导学案(含答案)(2024)高一上学期北师大版必修 第一册

利用函数性质判定方程解的存在性 导学案(含答案)(2024)高一上学期北师大版必修 第一册

第五章函数应用§1方程解的存在性及方程的近似解1.1利用函数性质判定方程解的存在性【学习目标】1.结合学过的函数图象,了解函数零点与方程解的关系.2.结合具体函数及其图象的特点,了解函数零点存在定理.◆知识点一函数的零点使得f(x0)=0的数x0称为方程f(x)=0的解,也称为函数f(x)的零点.f(x)的零点就是函数y=f(x)的图象与x轴交点的.【诊断分析】判断正误.(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数y=x+1的零点是(-1,0).()(2)函数y=x2-2x-3有两个零点.()◆知识点二零点存在定理若函数y=f(x)在闭区间[a,b]上的图象是一条连续的曲线,并且在区间端点的函数值一正一负,即,则在开区间(a,b)内,函数y=f(x)至少有一个零点,即在区间(a,b)内相应的方程f(x)=0解.【诊断分析】判断正误.(请在括号中打“√”或“×”)(1)f(x)在区间[a,b]内满足f(a)·f(b)>0,则f(x)在区间(a,b)内无零点.()(2)f(x)在区间(a,b)内有一个零点,则f(a)·f(b)<0.()◆探究点一由图象确定函数的零点例1 (1)已知函数f(x)的图象如图所示,则函数f(x)在[a,d]内有个零点.(2)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,则下列结论中正确的是()A .a>0B .c<0C .(-1,0)是函数的一个零点D .3是函数的一个零点(3)定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x )=x 2-2x (x ≥0),则函数f (x )的零点个数为 ( ) A .0 B .1 C .2D .3[素养小结]由图象确定函数的零点个数主要有两种方法:1.直接画出函数的图象,通过图象与x 轴交点的个数确定零点个数.2.将函数f (x )写成f (x )=h (x )-g (x )的形式,画出函数y=h (x )与y=g (x )的图象,根据两函数图象的交点个数判断方程h (x )=g (x )的根的个数,即可确定函数f (x )的零点个数.◆ 探究点二 由方程的解求函数的零点[提问] 当方程易得出解时,可通过 得到对应函数的零点.例2 求函数f (x )=(ax-1)(x-1)(a ∈R)的零点.变式 函数f (x )={x 2+x -2,x ≤0,-1+lnx ,x >0的零点为 .[素养小结]求函数y=f (x )的零点通常有两种方法:其一是令y=0,由对应方程的根求得函数的零点;其二是画出函数的图象,图象与x 轴的交点的横坐标即为函数的零点.◆ 探究点三 函数零点的综合问题 角度1 判断函数零点个数例3 求函数f (x )=3x - lo g 12x 的零点个数.变式 (1)函数f (x )=2x +x 3-2在区间(0,1)上的零点个数是 ( )A .0B .1C .2D .3(2)设函数f (x )={x 2+bx +c ,x ≤0,2,x >0,若f (-2)=f (0),f (-3)=1,则函数y=f (x )-x 的零点个数为( )A .1B .2C .3D .4[素养小结]确定函数零点个数的方法:(1)因式分解法:可转化为一元n 次方程根的个数问题,一般采用因式分解法来解决. (2)判别式法:可转化为一元二次方程根的个数问题,通常用判别式法来判断根的个数. (3)图象法:将函数的零点个数问题转化为两个函数图象的交点个数问题,可用图象法解决. (4)单调性法:如果能够确定函数在所给区间上有零点,且是单调函数,那么函数在所给区间上只有一个零点.角度2 判断函数零点所在的区间例4 (1)函数f (x )=ln x+x-4的零点所在的区间为( )A .(1,2)B .(2,3)C .(3,4)D .(5,6)(2)二次函数f (x )=ax 2+bx+c (a ≠0)的部分对应值如下表:x -3 -2 -1 0 1 2 3 4 y 6 m -4 -6 -6 -4 n 6不求a ,b ,c 的值,判断方程ax 2+bx+c=0的两根所在的区间是 ( ) A .(-3,-1)和(2,4) B .(-3,-1)和(-1,1) C .(-1,1)和(1,2) D .(-∞,-3)和(4,+∞)变式 (1)根据下表中的数据,可以判断方程e x -x-2=0的一个根所在的区间为 ( )x -1 0 123e x 0.37 1 2.72 7.39 20.09 x+212345A .(-1,0)B .(0,1)C .(1,2)D .(2,3)(2)若x 0是函数f (x )=(13)x -x 12的零点,则x 0属于区间( )A .(0,13)B .(13,12) C .(12,23)D .(23,1)[素养小结](1)判断一个函数是否有零点,首先看函数f (x )在区间[a ,b ]上的图象是否连续,其次判断f (a )·f (b )<0是否成立,若成立,则函数y=f (x )在区间(a ,b )内必有零点.(2)已知函数f (x )在[a ,b ]上的图象是连续不断的曲线,若存在f (a )·f (b )<0,则f (x )在区间(a ,b )内有零点,若只有一个零点,则称此零点为变号零点.反过来,若f (a )与f (b )不变号,而是同号,即不满足f (a )·f (b )<0,也不能说函数f (x )在(a ,b )内无零点,如f (x )=x 2在[-1,1]上的图象是连续不断的曲线,且f (-1)·f (1)=1>0,但0是f (x )的零点.角度3 由函数零点(或方程的解)的个数求参数问题例5 (1)函数f (x )=ax 2-x-1仅有一个零点,则实数a= .(2)已知函数f (x )={x 2+2x -3,x ≤0,-2+lnx ,x >0的图象与直线y=k 有三个不同的交点,则k 的取值范围是 ( ) A .(-4,-3) B .[-4,-3) C .[-4,-3]D .(-4,-3]变式 若函数f (x )=|2x -2|-b 有两个零点,则实数b 的取值范围是 .[素养小结]解此类题的关键是将零点个数问题转化为两个函数图象的交点个数问题.求解时首先根据已知条件构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系内画出两个函数的图象,最后结合函数图象的交点个数确定参数的取值范围.拓展已知函数f(x)=log a x-4x-1(a>0且a≠1)在(0,12]上无零点,在(12,1)上有零点,则实数a的取值范围为()A.(0,14)B.(14,1)∪(1,+∞)C.(0,14]D.(14,1)第五章函数应用§1方程解的存在性及方程的近似解1.1利用函数性质判定方程解的存在性【课前预习】知识点一横坐标诊断分析(1)×(2)√[解析] (1)零点不是点,是一个数,是函数图象与x轴交点的横坐标.知识点二f(a)·f(b)<0至少有一个诊断分析(1)×(2)×[解析] (2)函数y=x2在区间(-2,2)内有零点,但f(-2)·f(2)>0.【课中探究】探究点一例1(1)3(2)D(3)D[解析] (1)由题图知函数f(x)在[a,d]内有3个零点.(2)由题图可知a<0,c>0,∵函数图象的对称轴为直线x=1,函数图象与x轴的一个交点的坐标为(-1,0),∴函数图象与x轴的另一个交点的坐标为(3,0),∴3是函数的一个零点.故选D. (3)根据题意可知x=2,x=0为f(x)的零点,因为奇函数的图象关于原点对称,所以x=-2也为f(x)的零点,所以f(x)的零点共有3个,故选D.探究点二提问解方程例2 解:①当a=0时,函数f (x )=-x+1.令-x+1=0,得x=1,则函数f (x )的零点为1.②当a=1时,函数f (x )=(x-1)2.令(x-1)2=0,得x=1,则函数f (x )的零点为1. ③当a ≠0且a ≠1时,令(ax-1)(x-1)=0,得x=1或x=1a ,则函数f (x )的零点为1,1a .综上,当a=0或a=1时,函数f (x )的零点为1;当a ≠0且a ≠1时,函数f (x )的零点为1,1a . 变式 -2,e [解析] 由f (x )=0,得{x ≤0,x 2+x -2=0或{x >0,-1+lnx =0,解得x=-2或x=e .所以函数f (x )的零点为-2,e .探究点三例3 解:令f (x )=0得3x =lo g 12x.作出y=3x (x>0)和y=lo g 12x 的图象,如图所示,由图可知y=3x (x>0)和y=lo g 12x 的图象有1个交点,∴f (x )=3x -lo g 12x 有1个零点.变式 (1)B (2)B [解析] (1)因为y=2x 与y=x 3-2在R 上均为增函数,所以函数f (x )=2x +x 3-2在R 上是增函数,因此函数f (x )=2x +x 3-2在(0,1)上单调递增,又f (0)=1+0-2=-1<0,f (1)=2+1-2=1>0,所以f (x )在(0,1)上有1个零点.(2)由f (-2)=f (0)得4-2b+c=c ,所以b=2,由f (-3)=9-6+c=1,得c=-2,所以当x ≤0时,f (x )=x 2+2x-2.当x ≤0时,由f (x )-x=x 2+x-2=0,得x=-2或x=1(舍去).当x>0时,由f (x )-x=2-x=0,得x=2.因此方程f (x )-x=0只有两个解,即函数y=f (x )-x 有两个零点.故选B .例4 (1)B (2)A [解析] (1)易知f (x )=ln x+x-4在(0,+∞)上单调递增,又f (2)=ln 2-2<0,f (3)=ln 3-1>0,所以f (2)·f (3)<0,所以f (x )的零点在区间(2,3)内.故选B .(2)易知f (x )=ax 2+bx+c 的图象是一条连续不断的曲线,因为f (-3)×f (-1)=6×(-4)=-24<0,所以f (x )在(-3,-1)内有零点,即方程ax 2+bx+c=0在(-3,-1)内有根.同理方程ax 2+bx+c=0在(2,4)内有根.故选A .变式 (1)C (2)B [解析] (1)令f (x )=e x -x-2,则由表中数据知f (-1)=0.37-1=-0.63<0,f (0)=1-2=-1<0,f (1)=2.72-3=-0.28<0,f (2)=7.39-4=3.39>0,f (3)=20.09-5=15.09>0,因为f (1)·f (2)<0,f (x )的图象是连续不断的曲线,所以f (x )的一个零点在区间(1,2)内,即方程e x -x-2=0的一个根在区间(1,2)内.故选C .(2)根据指数函数和幂函数的性质,可得(13)13>(13)12,(13)12<(12)12,所以f (13)=(13)13-(13)12>0,f (12)=(13)12-(12)12<0,即f (13)·f (12)<0.又f (x )=(13)x-x 12为R 上的减函数,所以由零点存在定理,可得函数f (x )=(13)x-x 12有且只有一个零点且零点x 0∈(13,12).故选B .例5 (1)0或-14 (2)D [解析] (1)若a=0,则f (x )=-x-1,易知函数f (x )仅有一个零点.若a ≠0,则f (x )为二次函数,由f (x )仅有一个零点,得方程ax 2-x-1=0有两个相等的实数根,故Δ=1+4a=0,即a=-14.综上所述,当a=0或a=-14时,函数f (x )仅有一个零点.(2)作出f (x )={x 2+2x -3,x ≤0,-2+lnx ,x >0的图象和直线y=k ,如图所示,由图可知-4<k ≤-3,故选D .变式 (0,2) [解析] 由|2x -2|-b=0,得|2x -2|=b ,由题意可知函数y=|2x -2|与y=b 的图象有两个交点,结合函数y=|2x -2|与y=b 的图象(如图所示)可知0<b<2.拓展 D [解析] 函数f (x )在(0,12]上无零点,在(12,1)上有零点,即方程f (x )=0在(0,12]上无实数根,在(12,1)上有实数根,即方程log a x=4x-1在(0,12]上无实数根,在(12,1)上有实数根.设g (x )=log a x ,h (x )=4x-1,则函数h (x )在R 上为增函数,且h (0)=14,h (12)=12,h (1)=1,h (x )=4x-1>0恒成立.若a>1,则当x ∈(0,1)时,g (x )=log a x<0,不满足条件,故0<a<1.由于g (x )与h (x )的图象在(0,12]上无交点,在(12,1)上有交点,因此根据函数g (x )与h (x )的图象(如图所示)可知{0<a <1,g (12)>ℎ(12),解得14<a<1,故选D .。

新课标人教A版数学必修1全部课件:4.1.1利用函数性质判定方程解的存在

新课标人教A版数学必修1全部课件:4.1.1利用函数性质判定方程解的存在

,则关于x的方程
f 2 2
(A)1 (B)2 (C)3(D)4 f 已知函数的图象有公共点A,且点A的横坐标为2,则
(x) x
(D)
3、已知函数
(A)
(A)
(B)
(C)
的图象有公共点A,且点A的横坐标为2,则
4
=
(B) y log 1 x 与 y kx (C) (D)
k
1 4
1 2
1 4

1 2
Page 7
总结 方程与函数的关系
根的存在性的判断 的方法
Page 8
作业
P136:A B P125:A 2 1 6
Page 9
数形 结合
Page 6
例3 -
怎样求这个根的近似值?
练习
P133:1,2,3 1、若y=ax2-x-1只有一个零点,求a范围。 2、设函数 解的个数为
x 2 若x c , x 0, x , b 0 f (x) x0 2,
f 4 f 0
利用函数性质判 定方程解的存在
\
4.1.1
方程与函数都是代数的 重要内容 多数方程没有求解公式 如何利用方程与函数的 关系求方程的解?
问题提出
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实例分析 判断方程 x -x-6=0 解的存在。
2
x2-x-6
F(x)=
-3
0
4
-6
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抽象概括
y=f(x)的图像与x轴的交点的横坐 标叫做该函数的零点。即f(x)=0的 解。
若y=f(x)的图像在[a,b]上是连续曲 线,且f(a)f(b)<0,则在(a,b)内至 少有一个零点,即f(x)=0在 (a,b)内 至少有一个实数解。

北师大版必修一第四章函数应用第一节《4.1.1利用函数性质判定方程解的存在》教学设计

北师大版必修一第四章函数应用第一节《4.1.1利用函数性质判定方程解的存在》教学设计

《§4.1.1利用函数性质判定方程解的存在》教学设计--现代信息技术与中学数学教学有效整合案例江西省东乡县实验中学黄树华乐建平一、教材分析本节课内容选自经全国中小学教材审定委员会 2004 年初审通过的普通高中课程标准试验教科书,北师大版数学必修1第四章《函数的应用》第1单元“函数与方程”的第1节内容《利用函数性质判定方程解的存在》。

函数与方程的关系,是“整体”与“局部”的关系,是“动”与“静”的相互补充。

用函数的观点研究方程,本质上是在整体中研究局部问题,在动态的过程中研究静态的结果,为今后进一步学习函数与不等式等其它知识奠定了坚实的基础。

二、学情分析学生已经对一次函数、二次函数的图像与性质有了深刻的理解,在此基础上学习了指数函数、对数函数、幂函数的图像与性质,学生能够运用计算机绘制它们的图像;通过本节课的学习,学生理解一元二次方程的实数解就是对应二次函数的图像与 x 轴交点的横坐标;在现代多媒体技术的辅助教学下,学生的学习兴趣得到进一步提高。

三、教学目标分析(一)知识与能力目标1.熟练掌握二次函数的图象,了解函数零点的概念及其与方程的根的联系;2、掌握函数零点存在的判定条件,会判断一元二次方程根的个数;(二)过程与方法目标让学生经历计算机绘制函数图像、分析零点存在性的过程,培养学生的探究意识;(三)情感态度与价值观目标1、通过对一般函数图像的分析,渗透由“形”到“数”,由特殊到一般的数学思想,体会研究和解决问题过程中的一般思维方法;2、培养学生对事物的观察、归纳和探究能力。

四、教学重、难点教学重点:根据具体函数的图像研究函数与方程的关系。

教学难点:函数零点存在性的判断及其个数的确定。

五、教学方法和手段问题教学法、多媒体辅助教学(演示文稿、几何画板);六、教学过程设计(一)创设问题情境,引入课题问题 1:不解方程能否求出方程 x2-2x-3=0 的根?(幻灯片1)学生探究:利用函数图像及试值法,转化为求函数f(x)= x2-2x-3 与 x 轴交点的横坐标。

《4.1.1利用函数性质判定方程解的存在》教学案1

《4.1.1利用函数性质判定方程解的存在》教学案1

《4.1.1利用函数性质判定方程解的存在》教学案三维目标1.让学生明确“方程的根”与“函数的零点”的密切联系,学会结合函数图像性质判断方程根的个数,学会用多种方法求方程的根和函数的零点.2.通过本节学习让学生掌握“由特殊到一般”的认知规律,在今后学习中利用这一规律探索更多的未知世界.3.通过本节学习不仅让学生学会数学知识和认知规律,还要让学生充分体验“数学语言”的严谨性,“数学思想方法”的科学性,体会这些给他们带来的快乐.重点难点根据二次函数图像与x轴的交点的个数判断一元二次方程的根的个数;函数零点的概念.教学过程导入新课据新华社体育记者报道:昨晚足球比赛跌宕起伏,球迷经历了大喜到大悲,再到大喜的过程(领先则喜,落后即悲).请问:整场足球比赛出现几次“比分相同”的时段?学生思考或讨论回答:三次:(1)开场;(2)由领先到落后必经过“比分相同”时段;(3)由落后到领先必经过“平分”时段.教师点拨:足球比赛有“落后”“领先”“比分相同”,函数值有“负”“正”“零”,函数图像与足球比赛一样跌宕起伏.由此导入课题,为后面的学习埋好伏笔.推进新课①求方程x2-2x-3=0的根,画函数y=x2-2x-3的图像.②求方程x2-2x+1=0的根,画函数y=x2-2x+1的图像.③求方程x2-2x+3=0的根,画函数y=x2-2x+3的图像.④观察函数的图像发现:方程的根与函数的图像和x轴交点的横坐标有什么关系?⑤如何判断一元二次方程根的个数?如何判断二次函数图像与x轴交点的个数?它们之间有什么关系?⑥归纳函数零点的概念.⑦怎样判断函数是否有零点?⑧函数的图像不易画出,又不能求相应方程的根时,怎样判断函数是否有零点?活动:先让学生思考或讨论后再回答,经教师提示、点拨,对回答正确的学生及时表扬,对回答不准确的学生提示引导考虑问题的思路:①先求方程的两个根,找出抛物线的顶点,画出二次函数的图像(图2).图2 图3 图4②方程有一个根,说明抛物线的顶点在x轴上(图3).③方程没有实数根,抛物线与x轴没有交点,找出抛物线的顶点是画二次函数图像的关键(图4).④方程的根与函数的图像和x轴交点的横坐标都是实数.⑤对于其他函数这个结论正确吗?⑥函数的零点是一个实数.⑦可以利用“转化思想”.⑧足球比赛中从落后到领先是否一定经过“平分”?由此能否找出判断函数是否有零点的方法?函数图像穿过x轴则有零点,怎样用数学语言描述呢?讨论结果:①方程的两个实数根为-1,3,图像如图2.②方程的实数根为1,图像如图3.③方程没有实数根,图像如图4.④方程的根就是函数的图像与x轴交点的横坐标.⑤一元二次方程根的个数,就是二次函数图像与x轴交点的个数,可以用判别式来判定一元二次方程根的个数.a.当Δ>0时,一元二次方程有两个不等的实根x1,x2,相应的二次函数的图像与x轴有两个交点(x1,0)、(x2,0);b.当Δ=0时,一元二次方程有两个相等的实根x1=x2,相应的二次函数的图像与x轴有唯一的交点(x1,0);c.当Δ<0时,一元二次方程没有实根,相应的二次函数的图像与x轴没有交点.⑥一般地,对于函数y=f(x),我们把使f(x)=0的实数x叫作函数y=f(x)的零点.⑦方程f(x)=0有实根⇔函数y=f(x)的图像与x轴有交点⇔函数y=f(x)有零点.⑧观察二次函数f(x)=x2-2x-3的图像,我们发现函数f(x)=x2-2x-3在区间[-2,1]上有零点.计算f(-2)与f(1)的乘积,发现这个乘积特点是小于零.在区间[2,4]同样如此.可以发现,f(-2)f(1)<0,函数y=x2-2x-3在区间(-2,1)内有零点x=-1,它是方程x2-2 x-3=0的一个根.同样地,f(2)f(4)<0,函数y=x2-2x-3在(2,4)内有零点x=3,它是方程x2-2x-3=0的另一个根.因此可得以下结论:若函数y=f(x)在闭区间[a,b]上的图像是连续曲线,并且在区间端点的函数值符号相反,即f(a)f(b)<0,则在区间(a,b)内,函数y=f(x)至少有一个零点,即相应的方程f(x)=0在区间(a,b)内至少有一个实数解.应用示例例1 已知函数f (x )=3x -x 2,问:方程f (x )=0在区间[-1,0]内有没有实数解?为什么? 活动:学生回想判断函数零点的方法:解方程法和定理法.由于本题中方程f (x )=0无法解,故用定理法,判断f (-1)f (0)<0是否成立.解:因为f (-1)=3-1-(-1)2=-23<0, f (0)=30-(0)2=1>0,函数f (x )=3x -x 2的图像是连续曲线,所以f (x )在区间[-1,0]内有零点,即f (x )=0在区间[-1,0]内有实数解.点评:本题主要考查函数零点的概念及其判断方法.当无法解方程f (x )=0时,通常用定理法判断函数零点的存在性.变式训练1. 判断函数y =|x -1|-2零点的个数.解:通过分类讨论把绝对值函数转化为分段函数,作出函数图像(图5),图5函数y =|x -1|-2的图像与x 轴有两个交点,所以函数y =|x -1|-2有两个零点.2.求证:函数f (x )=2x 2-3x -2有两个零点.证法一:因为一元二次方程2x 2-3x -2=0的判别式Δ=32+4×2×2=25>0,所以一元二次方程2x 2-3x -2=0有两个不相等的实根.所以函数f (x )=2x 2-3x -2有两个零点.证法二:因为一元二次方程2x 2-3x -2=0可化为(2x +1)(x -2)=0,所以一元二次方程2x 2-3x -2=0有两个不相等的实根x 1=2,x 2=-12. 所以函数f (x )=2x 2-3x -2有两个零点.证法三:因为函数f (x )=2x 2-3x -2的图像是一条开口向上的抛物线,且顶点在x 轴的下方,即f (0)=-2<0,所以函数f (x )=2x 2-3x -2有两个零点.如图6.图6点评:判断函数零点个数可以结合函数的图像.方法:零点⇔函数方程的根⇔两图像的交点.数学思想:转化思想和数形结合思想.例2 判定方程(x-2)(x-5)=1有两个相异的实数解,且一个大于5,一个小于2.分析:转化判断函数f(x)=(x-2)(x-5)-1在(-∞,2)和(5,+∞)内各有一个零点.解:考虑函数f(x)=(x-2)(x-5)-1,有f(5)=(5-2)(5-5)-1=-1,f(2)=(2-2) (2-5)-1=-1.又因为f(x)的图像是开口向上的抛物线(如图7),所以抛物线与横轴在(5,+∞)内有一个交点,在(-∞,2)内也有一个交点.图7所以方程(x-2)(x-5)=1有两个相异的实数解,且一个大于5,一个小于2.点评:这里说“若f(a)·f(b)<0,则在区间(a,b)内,方程f(x)=0至少有一个实数解”,指出了方程f(x)=0实数解的存在,并不能判断具体有多少个实数解.变式训练关于x的方程x2-ax+a2-7=0的两个根一个大于2,另一个小于2,求实数a的取值范围.图8解:设f(x)=x2-ax+a2-7,图像为开口向上的抛物线(如图8).因为方程x2-ax+a2-7=0的两个根一个大于2,另一个小于2,所以函数f(x)=x2-ax+a2-7的零点一个大于2,另一个小于2.即函数f(x)=x2-ax+a2-7的图像与x轴的两个交点在点(2,0)的两侧.只需f(2)<0,即4-2a+a2-7<0,所以-1<a<3.课堂小结本节学习了:①零点的概念;②零点的判断方法;③利用函数的单调性证明零点的个数;④零点的应用.学习方法:由特殊到一般的方法.数学思想:转化思想、数形结合思想.。

高中数学 4.1.1利用函数性质判定方程解的存在精品课件

高中数学 4.1.1利用函数性质判定方程解的存在精品课件
4.1.1
利用函数性质判 定方程解的存在
广东仲元中学 2020/9/25
高中新课程改革研究课题

1
问题提出
• 方程与函数都是代数的重 要内容
• 多数方程没有求解公式 • 如何利用方程与函数的关
系求方程的解?
2020/9/25
2
实例分析
• 判断方程 x2-x-6=0 解的存在。 x2-x-6
F(x)=
-3
0
பைடு நூலகம்
4
2020/9/25
-6
3
抽象概括
• y=f(x)的图像与x轴的交点的横坐标 叫做该函数的零点。即f(x)=0的解。
• 若y=f(x)的图像在[a,b]上是连续曲 线,且f(a)f(b)<0,则在(a,b)内至 少有一个零点,即f(x)=0在 (a,b)内 至少有一个实数解。
2020/9/25
7
总结
•方程与函数的关系 •根的存在性的判断的 方法
2020/9/25
8
作业
• P136:A 2

B1
• P125:A 6
2020/9/25
9
若 , 已知函数的图象有公共点A,且点A的横坐标为2,则
(A)
(B)
(C)
解的个数为
f (x) x,则关于x的方程 (D)
(A)1
(B)y 2log
1 4
x(与yC)kx 3(D)4
k
3、A的已横知坐函 14标数为2,12 则
的=14图象有公共 12点A,且点
(A) (B) (C) (D)
2020/9/25
4
例2
• f(x)=x2-5x+m=0的 两根都大于1,求m 的范围。

北师大版数学高一必修1学案第四章4.1函数与方程

北师大版数学高一必修1学案第四章4.1函数与方程

[核心必知]1.利用函数性质判定方程解的存在(1)函数零点:函数y=f(x)的图像与横轴的交点的横坐标称为这个函数的零点,其就是方程f(x)=0的解.(2)函数零点的判定定理:若函数y=f(x)在闭区间[a,b]上的图像是连续曲线,并且在区间端点的函数值符号相反,即f(a)·f(b)<0,则在区间(a,b)内,函数y=f(x)至少有一个零点,即相应的方程f(x)=0在区间(a,b)内至少有一个实数解.2.利用二分法求方程的近似解(1)二分法:在区间[a,b]上f(x)的图像是一条连续的曲线,且f(a)·f(b)<0,通过不断地把方程的解所在区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近方程的解,进而得到一个近似解.像这样每次取区间的中点,将区间一分为二,再经比较,按需要留下其中一个小区间的方法称为二分法.(2)用二分法求方程近似解的过程(如图):其中“初始区间”是一个两端函数值异号的区间;“M”的含义:取新区间,一个端点是原区间的中点,另一端点是原区间两端点中的一个,新区间两端点的函数值反号;“N”的含义:方程解满足要求的精确度.[问题思考]1.函数的零点是一个点吗?提示:不是,是一个使f(x)=0的x的取值.2.函数的零点、相应方程的根、相应函数图像与x轴交点的横坐标三者之间有何关系?提示:等价关系,函数有几个零点⇔相应方程有几个根⇔相应函数的图像与x轴有几个交点.3.如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图像是一条连续的曲线,并且有f(a)f(b)<0,那么在(a,b)上零点的个数是多少?什么情况下在(a,b)上有且只有一个零点?若f(a)f(b)>0,在区间(a,b)上就没有零点吗?提示:若函数y=f(x)在区间[a,b]上的图像是连续不断的一条曲线,当f(a)·f(b)<0时在(a,b)上一定有零点,但是零点的个数不能确定;当(a,b)是f(x)的单调区间时只有一个零点;当f(a)·f(b)>0时也不一定没有零点.讲一讲1.(1)函数f (x )=4x -16的零点为________. (2)函数f (x )=x -4x 的零点的个数是( )A .0B .1C .2D .3(3)函数f (x )=e x +x -2的零点所在的一个区间是( ) A .(-2,-1) B .(-1,0) C .(0,1) D .(1,2)(4)已知函数f (x )=2x -3x 2.问方程f (x )=0在区间[-1,0]内有没有实数解?为什么? [尝试解答] (1)令4x -16=0,则4x =42,解得x =2,所以函数的零点为x =2. 答案:2(2)选C 令f (x )=0,而x -4x =0,∴x =±2,故有两个.(3)选C 由f (0)=-1<0,f (1)=e -1>0,知函数f (x )的零点在区间(0,1)内. (4)∵f (-1)=12-3<0,f (0)=1>0,又∵函数f (x )=2x -3x 2的图像是连续曲线, ∴f (x )在区间[-1,0]内有零点, 即f (x )=0在区间[-1,0]内有实数解.(1)求函数f (x )的零点的方法:令f (x )=0,解方程f (x )=0即可. (2)判断函数零点的个数,常用的方法有:①解方程法:当能直接求解零点时,就直接求出进行判断. ②用定理法:用零点存在性定理并结合函数的单调性.③利用图像的交点法:有些题目可先画出某两个函数y =f (x ),y =g (x )的图像,其交点的横坐标是函数y =f (x )-g (x )的零点.(3)判断方程的解所在的区间常转化为函数的零点问题,当方程f (x )=0无法解出时,常用函数零点的判定定理:①函数图像的连续性;②区间端点函数值的符号相反.练一练1.函数f (x )=πx +log 2x 的零点所在区间为( ) A.⎣⎡⎦⎤0,18 B.⎣⎡⎦⎤18,14 C.⎣⎡⎦⎤14,12 D.⎣⎡⎦⎤12,1 解析:选C f ⎝⎛⎭⎫14·f ⎝⎛⎭⎫12=⎝⎛⎭⎫π4+log 214π2+log 212=⎝⎛⎭⎫π4-2⎝⎛⎭⎫π2-1<0. 2.试判断方程x 3=2x 在区间[1,2]内是否有实数解. 解:设函数f (x )=x 3-2x ,则f (1)=1-2=-1<0,f (2)=8-4=4>0, ∴f (1)·f (2)<0.又函数f (x )=x 3-2x 的图像是连续曲线,∴函数f (x )=x 3-2x 在区间[1,2]内至少有一个零点,即方程x 3=2x 在区间[1,2]内至少有一个实数解.讲一讲2.当a 取何值时,方程ax 2-2x +1=0的一个根在(0,1)上,另一个根在(1,2)上? [尝试解答] (1)当a =0时,方程即为-2x +1=0,只有一根,不符合题意. (2)当a >0时, 设f (x )=ax 2-2x +1,因为方程的根分别在区间(0,1),(1,2)上, 所以⎩⎪⎨⎪⎧f (0)>0,f (1)<0,f (2)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧1>0,a-2+1<0,4a-4+1>0,解得34<a<1.(3)当a<0时,设方程的两根为x1,x2,则x1·x2=1a<0,x1,x2一正一负,不符合题意.综上,当34<a<1时,方程ax2-2x+1=0的一个根在(0,1)上,另一个根在(1,2)上.若将本例中根的存在情况变为一根小于1,另一根大于1,则a的取值如何?解:设f(x)=ax2-2x+1,由已知得:⎩⎪⎨⎪⎧a>0,f(1)<0或⎩⎪⎨⎪⎧a<0,f(1)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧a>0,a-2+1<0或⎩⎪⎨⎪⎧a<0,a-2+1>0.解得0<a<1.解决该类问题,有两种常用途径:(1)利用零点的判定定理构建不等式求解.(2)画出符合题意的草图,转化为函数问题.数形结合构建关于参数的方程或不等式,从而求解.练一练3.已知函数f(x)=x2-x-m在区间(-1,1)上有零点,求实数m的取值范围.解:法一:①当函数f(x)=x2-x-m=⎝⎛⎭⎫x -122-m -14, 其对称轴x =12∈(-1,1),故函数在区间(-1,1)上只有1个零点时,Δ=0或⎩⎪⎨⎪⎧ Δ>0,f (-1)·f (1)<0或⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0,f (1)=0.即1+4m =0或⎩⎪⎨⎪⎧1+4m >0,m (m -2)<0或⎩⎪⎨⎪⎧1+4m >0,-m =0. 解得m =-14或0<m <2或m =0.②当函数f (x )=x 2-x -m 在区间(-1,1)上有2个零点时,⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0,f (-1)>0,f (1)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧1+4m >0,2-m >0,-m >0.解得-14<m <0.综上所述,实数m 的取值范围为⎣⎡⎭⎫-14,2. 法二:函数f (x )=x 2-x -m 在区间(-1,1)上有零点 ⇔方程x 2-x -m =0在区间(-1,1)上有解 ⇔方程x 2-x =m 在区间(-1,1)上有解 ⇔函数y =x 2-x 与函数y =m 在区间 (-1,1)上有交点,∵函数y =x 2-x 在区间(-1,1)上的值域为⎣⎡⎭⎫-14,2,∴-14≤m <2,∴实数m 的取值范围为⎣⎡⎭⎫-14,2.讲一讲3.求方程lg x =3-x 的近似解(精确到0.1). [尝试解答]令f (x )=lg x +x -3,在同一坐标系中,作出y =lg x 和y =3-x 的图像如图所示,观察图像可以发现lg x =3-x 有唯一解x 0,x 0∈[2,3],且f (2)<0,f (3)>0, 利用二分法可列下表:计算次数左端点 右端点 1 2 3 2 2.5 3 3 2.5 2.75 4 2.5 2.625 52.562 52.625由于区间(2.562 5,2.625)内的所有值若精确到0.1都为2.6,所以原方程的近似零点为2.6.求方程近似解的步骤:①构造函数,利用图像或单调性确定方程解所在的大致区间,通常限制在区间(n ,n +1),n ∈Z ;②利用二分法求出满足精确度的方程解所在的区间M ;③写出方程的近似解.练一练4.求函数f (x )=x 3+2x 2-3x -6的一个正数零点(精确到0.1).解:由于f(1)=-6<0,f(2)=4>0,可取区间[1,2]作为计算的初始区间.用二分法逐次计算,列表如下:计算次数左端点右端点11 22 1.5 23 1.5 1.754 1.625 1.755 1.687 5 1.756 1.718 75 1.757 1.718 75 1.734 375由上表可知,区间[1.718 75,1.734 375]中的每一个数精确到0.1都等于1.7,所以1.7就是函数的一个误差不超过0.1的正数零点.求函数f(x)=2x+lg(x+1)-2的零点个数.[解]法一:∵f(0)=1+0-2=-1<0,f(2)=4+lg 3-2=2+lg 3>0,∴f(x)在(0,2)上必定存在零点.又显然f(x)=2x+lg(x+1)-2在(-1,+∞)上为增函数,故f(x)有且只有一个零点.[尝试用另一种方法解题]法二:在同一平面直角坐标系中作出h(x)=2-2x和g(x)=lg(x+1)的图像.由图像,知y=lg(x+1)和y=2-2x有且只有一个交点.1.函数y =x 2+2x -3的零点和顶点的坐标为( ) A .3,1;(-1,-4) B .-3,-1;(-1,4) C .-3,1;(1,-4) D .-3,1;(-1,-4) 答案:D2.下列图像表示的函数中能用二分法求零点的是( )解析:选C 当且仅当函数f (x )在区间[a ,b ]上连续且f (a )·f (b )<0时,才能用二分法求其零点,观察函数的图像知:选项A 中函数没有零点;选项B 和D 中函数虽然有零点,但是在零点附近的函数值符号相同,故不能用二分法求零点;选项C 中函数有零点,且符合零点存在定理的条件.3.(北京高考)函数f (x )=x 12-⎝⎛⎭⎫12x的零点个数为( )A .0B .1C .2D .3 解析:选B 因为y =在x ∈[0,+∞)上单调递增,y =⎝⎛⎭⎫12x在x ∈R 上单调递减,所以f (x )=-⎝⎛⎭⎫12x 在x ∈[0,+∞)上单调递增,又f (0)=-1<0,f (1)=12>0,所以f (x )=-⎝⎛⎭⎫12x 在定义域内有唯一零点.4.已知函数f (x )=x 3+x 2-2x -2,f (1)·f (2)<0,用二分法逐次计算时,若x 0是[1,2]的中点,则f (x 0)=________.解析:由题意知f (x 0)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+22=f (1.5),代入解析式易计算得0.625. 答案:0.6255.(湖南高考)若函数f (x )=|2x -2|-b 有两个零点,则实数b 的取值范围是________. 解析:由f (x )=|2x -2|-b =0,得|2x -2|=b .在同一平面直角坐标系中画出y =|2x -2|与y =b 的图象,如图所示,则当0<b <2时,两函数图象有两个交点,从而函数f (x )=|2x -2|-b 有两个零点. 答案:(0,2)6.判断下列函数在给定的区间内是否存在零点. (1)f (x )=x 2-8x +16,x ∈[1,8]; (2)f (x )=log 2(x +2)-x ,x ∈[1,3]; (3)f (x )=2x -3,x ∈[2,4].解:(1)f (1)=9,f (8)=16,f (1)·f (8)>0,但是f (4)=0且4∈[1,8],所以函数在区间[1,8]内存在零点4.(2)由于f (1)=log 2(1+2)-1=log 232>0,f (3)=log 2(3+2)-3=log 258<0,因此f (1)·f (3)<0,又函数f (x )在区间[1,3]上的图像是连续曲线,所以函数在区间[1,3]内存在零点.(3)因为函数的定义域为(-∞,3)∪(3,+∞),所以函数y =f (x )的图像在区间[2,4]上不是一条连续曲线,故不能用零点的存在性定理来判断是否存在零点.函数的图像如图所示,观察图像,可得函数在区间[2,4]内不存在零点.一、选择题1.下列函数有两个零点的是( )A .y =x +1B .y =x 2+2x +3C .y =2log 2xD .y =⎩⎪⎨⎪⎧x -2 012,x >0,x 3,x ≤0 解析:选D 易知A 只有一个零点;对于B ,方程x 2+2x +3=0无解;对于C ,令2log 2x =0,也无解;对于D ,y =0有两解x =2 012和x =0.2.(重庆高考)若a <b <c ,则函数f (x )=(x -a )·(x -b )+(x -b )(x -c )+(x -c )·(x -a )的两个零点分别位于区间( )A .(a ,b ) 和(b ,c )内B .(-∞,a )和(a ,b )内C .(b ,c )和(c ,+∞)内D .(-∞,a ) 和(c ,+∞)内解析:选A 令y 1=(x -a )(x -b )+(x -b )(x -c )=(x -b )·[2x -(a +c )],y 2=-(x -c )(x -a ),由a <b <c 作出函数y 1,y 2的图像(图略),由图可知两函数图像的两个交点分别位于区间(a ,b )和(b ,c )内,即函数f (x )的两个零点分别位于区间(a ,b )和(b ,c )内.3.函数f (x )=ln(x +1)-2x的零点所在的大致区间是 ( ) A .(0,1) B .(1,2)C .(2,e)D .(3,4)解析:选B ∵f (1)=ln 2-2<0,f (2)=ln 3-1>0,则函数f (x )的零点所在的大致区间是(1,2).4.若方程|ax |=x +a (a >0)有两个解,则a 的取值范围是 ( )A .(1,+∞)B .(0,1)C .(0,+∞)D .∅解析:选A 分三种情况,在同一坐标系中画出y =|ax |和y =x +a 的图像如图:结合图像可知方程|ax |=x +a 有两个解时,有a >1.二、填空题5.用二分法求方程x 3-2x -5=0在区间[2,3]内的实根,取区间中点为x 0=2.5,那么下一个有根的区间是________.解析:令f (x )=x 3-2x -5,可知,f (2)、f (3)分别等于-1、16,又因为f (2.5)=458>0,显然下一个有根的区间为[2,2.5). 答案:[2,2.5)6.方程2-x +x 2=3的实数解的个数为________.解析:分别作出函数f (x )=3-x 2与函数g (x )=2-x 的图像,如图所示.∵f (0)=3,g (0)=1,∴从图像上可以看出它们有2个交点.答案:27.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x ,x ≤1,-x ,x >1,则函数y =f (x )-2的零点是________. 解析:当x ≤1时,y =3x -2,令y =0,得x =log 32≤1,当x >1时,y =-x -2,令y =0,得x =-2不合题意,综上,零点是log 32.答案:log 328.已知y =x (x -1)·(x +1)的图像如图所示,今考虑f (x )=x (x -1)·(x +1)+0.01,则方程式f (x )=0①有三个实根;②当x <-1时,恰有一实根(有一实根且仅有一实根);③当-1<x<0时,恰有一实根;④当0<x<1时,恰有一实根;⑤当x>1时,恰有一实根.正确的有________.解析:函数f(x)的图像如图所示,由图像易知,当x<-1时,方程f(x)=0恰有一实根;当-1<x<0时,方程f(x)=0没有实根;当0<x<1时,恰有两个实根;当x>1时,没有实根.答案:①②三、解答题9.判断方程x3-x-1=0在区间[1,1.5]内有无实数解;如果有,求出一个近似解(精确到0.1).解:设函数f(x)=x3-x-1,因为f(1)=-1<0,f(1.5)=0.875>0,且函数f(x)=x3-x-1的图像是连续的曲线,所以方程x3-x-1=0在区间[1,1.5]内有实数解.取区间(1,1.5)的中点x1=1.25,用计算器可算得f(1.25)<0,因为f(1.25)·f(1.5)<0,所以x0∈(1.25,1.5).再取(1.25,1.5)的中点x2=1.375,用计算器可算得f(1.375)≈0.22>0,因为f(1.25)·f(1.375)<0,所以x0∈(1.25,1.375).同理,可得x0∈(1.312 5,1.375),x0∈(1.312 5,1.343 75).由于区间(1.312 5,1.343 75)内的所有数精确到0.1都是1.3,所以1.3是方程x3-x-1=0在区间[1,1.5]内的一个近似解.10.已知二次函数f(x)满足f(x+1)-f(x)=2x,且f(0)=1.(1)求f (x )的解析式;(2)若函数h (x )=f (x )-ax ,x ∈[2,3]时有唯一零点,且不是重根,求实数a 的取值范围;(3)当x ∈[-1,1]时,不等式f (x )>2x +m 恒成立,求实数m 的取值范围.解:(1)设f (x )=ax 2+bx +c ,(a ≠0),由f (0)=1,得c =1,故f (x )=ax 2+bx +1.因为f (x +1)-f (x )=2x ,即2ax +a +b =2x ,所以⎩⎪⎨⎪⎧ 2a =2,a +b =0.所以⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-1.所以f (x )=x 2-x +1.(2)h (x )=f (x )-ax =x 2-(a +1)x +1,则h (2)=3-2a ,h (3)=7-3a . 所以h (x )=0在区间[2,3]上有唯一零点,且不是重根,只需⎩⎨⎧ h (2)≤0,h (3)≥0或 ⎩⎪⎨⎪⎧ h (2)≥0,h (3)≤0, 即⎩⎪⎨⎪⎧ 3-2a ≤0,7-3a ≥0,或⎩⎪⎨⎪⎧3-2a ≥0,7-3a ≤0,解得32≤a ≤73. 经验证,知当a =32时,方程h (x )=0在区间[2,3]上有唯一解x =2;当a =73时,方程h (x )=0在区间[2,3]上有唯一解x =3;故a 的取值范围是⎣⎡⎦⎤32,73.(3)由题意,得f (x )>2x +m ,即x 2-3x +1-m >0在区间[-1,1]上恒成立.设g (x )=x 2-3x +1-m ,其图像的对称轴为直线x =32,所以g(x)在区间[-1,1]上是减少的.所以只需g(1)>0,即m+1<0,解得m<-1. 即m的取值范围为(-∞,-1).。

高一数学利用函数性质判定方程解的存在(2019年)

高一数学利用函数性质判定方程解的存在(2019年)
4.1.1
利用函数性质判 定方程解的存在
问题提出
方程与函数都是代数的 重要内容 多数方程没有求解公式 如何利用方程与函数的 关系求方程的解?
实例分析
判断方程 x2-x-6=0 解的存在。 F(x)=
-6
;游戏租号 nba2kol租号 lol租号 qq飞车租号 生死狙击租号 逆战游戏租号 ;
太尉颖阴侯灌婴为丞相 事人不谨 继世十七王 宣帝地节元年正月 讫於汉道 宜略为限 天子下其议 毋有所疑 后五年 号曰 城西萭章子夏 云可以治病 合於合 日有食之 辅臣亲强 原情性 会宗为言来诛之意 今围守杀我 今删其要 用商鞅之法 不能专制 戎有先零 士卒疾疫 吏劾孝首匿喜 项羽妒 贤嫉能 杀折兰王 陵夷而不御也 〔汉世 《春秋》大之 是岁 秋七月乙巳晦 夏五月丙申 未尝名吏 坏散险诐之聚 折节於三代 履端於始 治民之本也 天下固已定矣 迎楚可上 故封十万户侯 遂亡酆鄗 侯国 遗言以身服敛 边民死亡系获 是欲陷我效也 乃饮药自杀 神君言曰 天子无忧病 太子议欲 谢 从荧惑以礼 兵刃朴钝 巨谨案诏书律令下者 大风拔树 事太尉周亚夫 日青无光 甚於田蚡 县官往往即多铜山而铸钱 至九江太守 莫之振救 大海荡荡水所归 典客冯敬行御史大夫事 及至周文 具以书对 陵於是将其步卒五千人出居延 过都越国 太后竟自用莽为大司马 后十年兴 此五者 纷云六 幕浮大海 而富民墙屋被文绣 什伍俱前 以故能使其众 内强关中 后吏无追捕之苦 鲁中诸儒尚讲诵习礼 已上 〔不知作者 《齐杂记》十八卷 往者从军多没不还者 朝阳 皆勒兵自备 焕焉可述 莽曰泠乡 又衡官 水司空 都水 农仓 以弱天下之民 恒山也 常护军傅校获王 东至都护治所五千五百五 十里 永光中 遂并护车师以西北道 〔有镇亭 若过其序 吾恐灵修之不累改 宗祀於明堂 今暴摧折之 莽缘恩意 大昆弥 田延年字子宾 楚急

5《利用函数的性质判定方程解的存在》

5《利用函数的性质判定方程解的存在》
(一)创设情境、引入课题 方程解法时间图·中国
秦九韶
方程解法时间图·西方
阿贝尔
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设计意图
了解解方程的历史 增强民族自豪感, 激发学习兴趣
9
教学过程
(二)探究新知,构建概念
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借助图象 直观感知
抽象思维 形成概念
10
教学过程
二、探究新知,构建概念 1.方程的根与函数图象的关系
13
教学过程
2、抽象思维,形成概念
品质来自专业 信赖源于诚信
设计意图
3.零点存在性定理
y
a
c
0b
①由特殊到一般
②发现规律,建立
d
x
联系
(1)在区间(a,b)上,f(a)·f(b)_______0(<或>), _______(有/无)零点; (2)在区间(b,c)上,f(b)·f(c)_______0(<或>),_______( 有/无)零点. (3)在区间(c,d)上,f(c)·f(d)_______0(<或>),_______( 有/无)零点;
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判断方程解的存在 性及解的个数及分 布
利用函数性质 判定方程解的
存在
为下一节“二分法 求方程的近似解” 提供了基础
3
1.教材分析
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1.2学情分析
学生的认知困难
对函数零点概念本质的理解,学生缺乏 函数的观点,也有可能会存在转化的 困难;
对零点存在条件的理解不 够透彻.
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教材:北师大版普通高中课程标准实验教科书数学必修1第四章
§1函数与方程
1.1利用函数性质判定方程解的存在

4.1.1 利用函数性质判定方程解的存在导学案(学生版)

4.1.1 利用函数性质判定方程解的存在导学案(学生版)
x
1
2
3
4
5
6
f(x)
123.56
21.45
-7.82
11.57
-53.76
-126.49
函数f(x)在区间[1,6]上的零点至少有().
A.2个B.3个C.4个D.5个
3.函数f(x)为偶函数,其图像与x轴有四个交点,则该函数的所有零点之和为.
4.已知函数f(x)=x3-2x2-5x+6的一个零点为1.求函数f(x)的其他零点.
所以方程x2+2x+4=0无实数根,
所以函数f(x)=x2+2x+4不存在零点.
(3)令2x-3=0,解得x=log23,
所以函数f(x)=2x-3的零点是log23.
(4)令1-log3x=0,解得x=3,
所以函数f(x)=1-log3x的零点是3.
【小结】求函数f(x)的零点时,通常转化为解方程f(x)=0,若方程f(x)=0有实数根,则函数f(x)存在零点,该方程的根就是函数f(x)的零点;否则,函数f(x)不存在零点.
4.已知函数f(x)=2x-x2,问方程f(x)=0在区间[-1,0]内是否有解,为什么?
【我的疑惑】
二、课堂互动探究
【例1】利用零点的概念求零点
判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出.
(1)f(x)= ;
(2)f(x)=x2+2x+4;
(3)f(x)=2x-3;
(4)f(x)=1-log3x.
例2:【解析】(法一)函数对应的方程为lnx+x2-3=0,即为函数y=lnx与y=3-x2的图像交点个数.在同一坐标系下,作出两函数的图像.如图,两函数图像有一个交点.从而lnx+x2-3=0有一个根,即函数y=lnx+x2-3有一个零点.

利用函数性质判定方程解的存在1

利用函数性质判定方程解的存在1
§4.1利用函数性质判定方程解的存在
班级:小组:姓名:




1.正确认识函数与方程的关系,求方程 的实数解就是求函数 的零点。
2.能利用函数性质判定方程解的存在性。







一、新课感知(导入新课)
给定的二次函数 ,其图像如下:
问题1:方程 的根是什么?
问题2:函数的图像与x轴交点是什么?
问题3:方程的根与交点的横坐标有什么关系?
4.求证:方程 的一根在 上,另一根在 上.
5.课本P116例2, 例3,练习:1课后作来自业1.反思总结:
2.课本P116练习:2,3P119习题4—1 A组 1,2。
问题4:通过观测图像,在每一个交点附近,两侧函数值的符号有什么特点?
通过回答上面问题,你能说出二次函数与一元二次方程的关系吗?
二、自学探究(知识梳理)
知识点一函数的零点
(1)函数的零点:我们把函数 的图像与横轴的交点的称为这个函数的零点。
(2)函数 的零点,就是方程的解。
讨论:如何求函数的零点?
知识点二零点存在性定理
三、典例分析
例1求函数 的零点.
例2求函数 的零点个数.
例3已知函数 上连续,试判断函数 在区间 是否存在零点.
例4已知关于 的二次方程 ,若方程有两个根,其中一根在区间 内,另一根在区间 内,求 的取值范围。






1.函数 的零点为。
2.若函数 有一个零点是2,则 。
3.函数 的两个零点是2和3,则函数 的零点是。
若函数 在闭区间 上的图像是,并且在区间端点的函数值的,即,则在区间 内,函数 零点,即相应的方程 在区间 至少有一个实数解。

北师大版必修1《利用函数性质判定方程解的存在》教案及教学反思

北师大版必修1《利用函数性质判定方程解的存在》教案及教学反思

北师大版必修1《利用函数性质判定方程解的存在》教案及教学反思一、引言函数是高中数学中重要的概念之一,对于理解数学中的许多问题具有重要作用。

其中,通过利用函数性质判定方程解的存在是高中数学中重要的一块内容,也是许多学生感觉比较困难的一个知识点。

本文主要介绍北师大版必修1中的“利用函数性质判定方程解的存在”这一节的教学教案及反思。

二、教学目标1.知道什么是函数性质,了解常见函数形式;2.能够准确地运用函数性质判定方程解的存在。

三、教学内容本节课程的重点在于利用函数性质判定方程解的存在,主要涉及以下内容:1.函数的概念和性质;2.奇偶性函数;3.单调性函数;4.形如f(x)=x的方程的图像与y=x的图像的位置关系;5.利用奇偶性、单调性和函数图像判定方程解的存在。

四、教学重难点1.知道如何准确地应用函数奇偶性和单调性判定方程解的存在;2.理解函数f(x)=x与y=x的图像位置关系。

五、教学策略1.引导学生发现函数的特点,理解函数性质;2.针对方程的形式,引导学生思考利用哪些函数性质进行判定;3.引导学生运用数学工具,如画函数图像等。

六、教学过程1. 知识导入引导学生听一段《小燕子》的歌曲,鼓励学生用歌词中的“如何让你知道我在等你”的形式,思考几种方程的解的存在性,并在黑板上列示出来。

2. 理解函数的概念和性质介绍函数的定义和常见的函数形式,并讲解函数的性质,如奇偶性、单调性等。

在讲解过程中,通过示例让学生理解基本函数性质。

3. 利用奇偶性和单调性判定方程解的存在从最简单的形式f(x)=c入手,引导学生思考不同情况下的判定方法。

然后引导学生自己发现利用奇偶性和单调性判定方程解的方法,并通过练习加深理解。

4. 画f(x)=x的图像与y=x的图像的位置关系通过讲解y=x的图像在平面直角坐标系中的位置,以及f(x)=x的图像与y=x的图像的位置关系,引导学生理解如何运用图像判定方程解的存在。

5. 实例练习将学过的知识点整合起来,让学生结合题目进行实例练习,加深对知识点的理解和记忆。

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1 x
0
1 x 在 [ 1, 上 不 连 续 , 1]

f(x)=x2
,f(-1)f(1)>0
f (x)
可方程x2=0在(-1,1)上有解x=0。
尽 管 有 f ( 1) f 1) 0


x
可方程 在(-1,2)上无解

零点的存在性定理
若函数y=f(x)满足以下条件:
(1)函数y=f(x)的图像在[a,b]上连续; (2)f(a)f(b)<0;
则函数y=f(x)在(a,b)上有零点,即方程
f(x)=0在(a,b)上有解.
零点的存在性定理推广 若函数y=f(x)满足以下条件: (1)函数y=f(x)的图像在[a,b]上连续; (2)f(a)f(b)≤0;
则函数y=f(x)在[a,b]上有零点,即方程
f(x)=0在[a,b]上有解.
例1 判定方程 x3 + 2x +1=0在[-2,3]上是否有解。
• 零点是点吗? • 函数一定有零点吗?
y
观察函数
f ( x) 2 x 1
-1 1 0 -1 1 2
x
的图像:
函数图像过x轴下方的点(0,-1),过x轴上方的点(1,1), 图像是一条连续的直线,故函数在[0,1]上的图像必穿过x轴.
函 数 f ( x ) 2 x 1在 闭 区 间 [ 0 , 1 ] 上 的 图 像 是 连 续 的 , 且 f (0 ) 1 0, f (1) 1 0, 则 在 区 间 ( 0 , 1 ) 内 有 零 点 .
零点的存在性定理推广 若函数y=f(x)满足以下条件: (1)函数y=f(x)的图像在[a,b]上连续; (2)f(a)f(b)≤0; 则函数y=f(x)在[a,b]上有零点,即方程 f(x)=0在[a,b]上有解.
注:①以上两个条件缺一不可。 ②只能判定有解,不能判定无解。
③不能判定有几个解,但若图像
在区间上单调则方程在这个区间上只有一解。
方 程 f ( x ) g ( x ) 0的 实 根 的 个 数 函 数 F ( x ) f ( x ) g ( x )的 零 点 的 个 数 y f ( x ) 与 y g ( x )的 图 像 交 点 的 个 数
画画函数的图像,数形结合最形象, 要把图像来画好,性质变换要记牢.
作业:红对勾 《函数与方程》
-1Biblioteka 0 -112
3
x
函 数 f ( x ) x 2 x 1在 闭 区 间
2
-2 x=1
[1,3]上 的 图 像 是 连 续 的 , 且 f (1) 2 0, f (3) 2 0, 则 在 区 间 ( 1, 3) 内 有 零 点 .
小结:函数图像从x轴上方到下方或从x 轴下方到上方都会穿过 x 轴,则对应方 程一定有解。 可利用函数值判定方程根的存在。
零 点 存 在 性 定 理
若函数y=f(x)满足以下条件: (1)函数y=f(x)的图像在[a,b]上连 续; (2)f(a)f(b)<0; 则函数y=f(x)在(a,b)上有零点,即 方程f(x)=0在(a,b)上有解.
注:①以上两个条件缺一不可。
②只能判定有解,不能判定无解。 ③不能判定有几个解,但若图像在区间上单调 则方程在这个区间上只有一解。
引例 判断下列方程是否存在实数根
(1) 2 x 1 0 (2) x 2 x 1 0
2
直接求解
直接求解
(3)3 x 0
x 2
不能直接求解,怎么办? 实际上绝大部分方程没有求解 公式,这一节我们就讨论如何利用 方程与函数的关系求方程的实数解.
• 零点:函数图像y = f(x)与x轴的交点的 横坐标称为是这个函数的零点. 函数y = f(x)的零点 即 方程f(x)=0的解 方程的解f(x)=0的个数函数y = f(x)的零点个数
116页练习
例 2 方 程 3 x 0是 否 有 实 根 ?
x 2
为 什 么 ?有 几 个 实 根 ? 变 式 : 方 程 2 x 0是 否 有 实 根 ?
x 2
为 什 么 ?有 几 个 实 根 ?
例3 判 定 方 程 lg x 2 0是 否
有实数根,有几个实数根?
变 式 : 方 程 lg x a 0 有 且 只 有 2 个 实 数 根 , 求 a的 取 值 范 围 .
观察函数
y 2 1
f ( x ) x 2 x 1 ( x 1) 2 的图像:
2 2
函 数 f ( x ) x 2 x 1在 闭 区 间
2
[-1,1]上 的 图 像 是 连 续 的 , 且 f ( 1) 2 0, f (1) 2 0, 则 在 区 间 ( -1, 1) 内 有 零 点 .
分析:利用上述结论。 解:因为f(-2)=(-2)3+2×(-2)+1=-11<0 f(3)=33+2×3+1=34>0 又因为函数f(x)=x3+2x+1的图像在 [-2,3]上连续, 所以,方程x3+2x+1=0在[-2,3]上有解.
其实,我们在高中阶段所研究的大 部分函数的图像都是连续的曲线.
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