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解读函数的“零点”

解读函数的“零点”

张敏

【内容摘要】函数的图像与横轴的交点的横坐标称为这个函数的零点.由此知,从“形”的角度来理解,函数的零点就是函数的图像与横轴的交点的横坐标;从“数”的角度来理解,函数f(x)的零点就是方程f(x)=0的解.

【关键词】函数 解读

一、函数的零点个数

因为函数f(x)的图像与x轴的交点个数,就是方程f(x)=0的解的个数,也就是函数f(x)的零点个数,所以要确定函数f(x)的零点个数有如下两个途径:①结合函数f(x)的图像与横轴的交点个数确定结论;②借助方程f(x)=0的解的个数确定结论。

二、函数零点的存在性

若函数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。

上述理论依据的内涵与外延:

1.由该判定方法可以得到函数f(x)在闭区间[a,b]上存在零点,但不能判断具体有多少个零点。

2.反之不一定成立,即若函数y=f(x)在闭区间[a,b]上的图像是连续曲线,且函数f(x)在(a,b)内有零点,但不一定满足f(a)·f(b)<0。

3.若函数y=f(x)在闭区间[a,b]上的图像是连续曲线,且f(a)·f(b)>0,则f(x)在(a,b)内可能没有零点,也可能至少存在一个零点。

4.如果函数的图像是连续的,那么在相邻的两个零点之间的所有函数值的符号相同。

三、与函数零点有关的规律和特点

1.函数f(x)有零点函数f(x)的图像与x轴有交点方程f(x)=0有实数解。

2.函数F(x)=f(x)-g(x)有零点函数f(x)与g(x)的图像有交点方程f(x)=g(x)有实数解。

3.函数的零点个数与函数的单调性、奇偶性、对称性之间的关系。

(1)结合函数的单调性可确定唯一零点:若连续函数f(x)在[a,b]上是单调函数,且满     足f(a)·f(b)<0,則方程f(x)=0在[a,b]内有唯一零点。

(2)结合函数的奇偶性可确定零点成对出现:若连续函数f(x)具有奇偶性,则函数f(x)在y轴左右两侧的零点成对出现。

(3)结合函数的对称性也可确定零点成对出现:若连续函数f(x)的图像关于直线x=a(或点(a,0))对称,则直线x=a((或点(a,0))左右两侧的零点成对出现。

4.借助函数的零点存在性理论,我们可解决如下问题。

(1)判断或证明方程f(x)=0在闭区间[a,b]内有实数解.先求f(a)和f(b)的值,若满足f(a)·f(b)<0,则有实数解。

(2)说明方程f(x)=0的根的分布情况.关键是找到函数f(x)的零点在哪些较小的区间内(即找到函数f(x)的图像与横轴的交点在哪些较小的区间内),这样就可以解决具体问题中方程的根的分布问题。

(作者单位:安徽省肥东县第二中学)

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