函數(shù)零點(diǎn)的定義,運(yùn)用二分法求函數(shù)零點(diǎn)區(qū)間
1.函數(shù)零點(diǎn)的概念
對(duì)于函數(shù)y=f(x),x∈D,我們把使f(x)=0的實(shí)數(shù)x叫做函數(shù)y=f(x),x∈D的零點(diǎn).(函數(shù)的零點(diǎn)是實(shí)數(shù),而不是點(diǎn),是方程f(x)=0的實(shí)根,零點(diǎn)一定在定義域內(nèi))
2.函數(shù)零點(diǎn)的性質(zhì)
(1)當(dāng)函數(shù)的圖像通過(guò)零點(diǎn)且穿過(guò)x軸時(shí),函數(shù)值變號(hào);
(2)兩個(gè)函數(shù)把x軸分為三個(gè)區(qū)間,在每個(gè)區(qū)間上所有函數(shù)值保持不變。
3.函數(shù)零點(diǎn)的求法
(1)代數(shù)法:求方程f(x)=0的實(shí)數(shù)根;
(2)幾何法:對(duì)于不能用求根公式的方程f(x)=0,可以將它與函數(shù)y=f(x)的圖像聯(lián)系起來(lái),圖像與x軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)即為函數(shù)的零點(diǎn)。
4.函數(shù)的零點(diǎn)與方程根的聯(lián)系
函數(shù)y=f(x)的零點(diǎn)就是方程f(x)=0的實(shí)數(shù)根也就是函數(shù)y=f(x)的圖象與x軸的橫坐標(biāo),所以方程f(x)=0有實(shí)根?函數(shù)y=f(x)的圖象與x軸有交點(diǎn)?函數(shù)f(x)有零點(diǎn).

5.零點(diǎn)存在性定理
(1)函數(shù)零點(diǎn)存在定理:如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖像是一條連續(xù)不斷的曲線,并且f(a)f(b)<0,(即在區(qū)間兩個(gè)端點(diǎn)處的函數(shù)值異號(hào)),則函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)中存在零點(diǎn),即存在x。∈(a,b),使得f(x。)=0.
(2)分類(lèi):①變號(hào)零點(diǎn):函數(shù)圖像通過(guò)零點(diǎn)時(shí)穿過(guò)x軸;
②不變號(hào)零點(diǎn):函數(shù)圖像通過(guò)零點(diǎn)時(shí)沒(méi)有穿過(guò)x軸。
注意:(1)一個(gè)函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)有零點(diǎn)必須滿足兩個(gè)條件:
①函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖像是一條連續(xù)不斷的曲線;
②f(a)f(b)<0。
(2)①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,如下圖所示.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.事實(shí)上,只有當(dāng)函數(shù)圖象通過(guò)零點(diǎn)(不是偶次零點(diǎn))時(shí),函數(shù)值才變號(hào),即相鄰兩個(gè)零點(diǎn)之間的函數(shù)值同號(hào).
②零點(diǎn)存在性定理只能判斷零點(diǎn)存在,不能確定零點(diǎn)的個(gè)數(shù).若函數(shù)在某區(qū)間上是單調(diào)函數(shù),則該函數(shù)在該區(qū)間上至多有一個(gè)零點(diǎn).
6.二次函數(shù)圖象與零點(diǎn)的關(guān)系

判斷二次函數(shù)f(x)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)就是判斷一元二次方程ax2+bx+c=0的實(shí)根個(gè)數(shù),一般由判別式Δ>0,Δ=0,Δ<0完成.
7.二分法求函數(shù)零點(diǎn)的近似值
(1)二分法的定義:對(duì)于在區(qū)間[ a , b ]上連續(xù)不斷且 f ( a ) f ( b )<0的函數(shù) y = f ( x ),通過(guò)不地把函數(shù) f ( x )的零點(diǎn)所在的區(qū)間一分為二,使區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)逐步逼近點(diǎn),進(jìn)而得到零點(diǎn)近似值的方法叫做二分法.
(2)利用二分法求函數(shù)零點(diǎn)的一般步驟
①需依據(jù)圖象估計(jì)零點(diǎn)所在的初始區(qū)間[ m , n ](一般采用估計(jì)值的方法完成).
②取區(qū)間端點(diǎn)的平均數(shù) c ,計(jì)算 f ( c ),確定有解區(qū)間是[ m , c ]還是[ c , n ],逐步縮小區(qū)間的"長(zhǎng)度",直到區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)符合精確度要求,終止計(jì)算,得到函數(shù)零點(diǎn)的近似值.

注意:二分法的實(shí)質(zhì)是通過(guò)"取中點(diǎn)",不斷縮小零點(diǎn)所在區(qū)間的范圍.使區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)逐步逼近零點(diǎn)進(jìn)而得到函數(shù)零點(diǎn)近似值。
1.已知實(shí)數(shù)a,b滿足2a=3,3b=2,則函數(shù)f(x)=ax+x-b的零點(diǎn)所在的區(qū)間是( )
A.(-2,-1) B.(-1,0)
C.(0,1) D.(1,2)
解析:選B ∵2a=3,3b=2,∴a>1,0<b<1,又f(x)=ax+x-b是單調(diào)遞增函數(shù),∴f(-1)=a(1)-1-b<0,f(0)=1-b>0,∴f(x)在區(qū)間(-1,0)上存在零點(diǎn).故選B.
2.函數(shù)f(x)=ln x-x(2)的零點(diǎn)所在的大致范圍是( )
A.(1,2) B.(2,3)
C.,1(1)和(3,4) D.(4,+∞)
解析:選B 易知f(x)為增函數(shù),由f(2)=ln 2-1<0,f(3)=ln 3-3(2)>0,得f(2)·f(3)<0.故選B.
3.函數(shù)f(x)=ex+3x的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:選B 函數(shù)f(x)=ex+3x在R上是增函數(shù),
∵f(-1)=e(1)-3<0,f(0)=1>0,
∴f(-1)·f(0)<0,
∴函數(shù)f(x)有唯一零點(diǎn),且在(-1,0)內(nèi),故選B.
