课件52张PPT。知能整合提升1.函数与方程思想
函数与方程思想是密切相关的:函数f(x)的零点就是方程f(x)=0的实数根,亦即函数f(x)的图象与x轴交点的横坐标,也可以说是函数f(x)的函数值等于0时自变量x的值.
因此,解题中可以应用函数与方程思想,将函数问题转化为方程(或方程组)问题,通过解方程(或方程组)或者运用方程的性质来分析、转化问题,使问题得以解决;也可以通过构造函数将方程问题转化为函数问题,从而把给定问题转化为研究辅助函数的性质(单调性、奇偶性、图象的交点个数、最值等)问题,研究后得出所需要的结论.2.函数零点的存在性定理的应用和使用条件
函数零点的存在性定理是本章的重点,其应用十分广泛.例如:判断函数零点所在的大致区间,二分法求方程的近似解等.
(1)该定理的条件是:①函数f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的;②f(a)·f(b)<0,即f(a)和f(b)的符号相反.这两个条件缺一不可.
(2)该定理的结论是“至少存在一个零点”,仅仅能确定函数零点是存在的,但是不能确定函数零点的个数.3.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的零点情况
二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的零点个数取决于方程ax2+bx+c=0(a≠0)的判别式Δ的符号,具体情况如下:
(1)当Δ=b2-4ac>0时,方程ax2+bx+c=0(a≠0)有两个不相等的实数根,这时二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)有两个零点;
(2)当Δ=b2-4ac=0时,方程ax2+bx+c=0(a≠0)有两个相等的实数根,这时二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)有一个零点;
(3)当Δ=b2-4ac<0时,方程ax2+bx+c=0(a≠0)没有实数根,这时二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)没有零点.4.不同函数增长模型的对比
“直线上升”“指数爆炸”“对数增长”分别反映了一次函数、指数函数、对数函数的增长趋势,幂函数的增长介于指数函数与对数函数之间.即总会存在一个x0,使得当x>x0时,有logax1,n>0).5.函数的应用举例要点分析
(1)要解决函数应用问题,首先要增强应用函数的意识.一般来说,解决函数应用问题可分三步:第一步,理解题意,弄清关系;第二步,抓住关键,建立模型;第三步,数学解决,检验模型.其中第二步尤为关键.
(2)在解题中要充分运用数形结合、转化与化归、函数与方程等数学思想及策略,寻求解题途径.(3)根据已知条件建立函数解析式是函数应用的一个重要方面.一般分为两类:一类是借助于生活经验、函数知识等建立函数模型,以二次函数模型为主,一般是求二次函数的最值;另一类是根据几何、物理概念建立函数模型.热点考点例析【点拨】 函数的零点及判断个数的方法:
(1)函数的零点与方程的根之间存在着紧密的关系: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.
(2)确定函数零点的个数有两个基本方法:一是利用图象研究与x轴的交点个数或转化成两个函数图象的交点个数定性判断,二是判断区间(a,b)上是否有零点,可应用f(a)·f(b)与0的关系判断.函数的零点与方程的根的关系及应用特别提醒: 函数的零点是一个实数而非一个点,函数F(x)=f(x)-g(x)的零点就是方程f(x)=g(x)的实数根,也就是函数y=f(x)的图象与y=g(x)的图象交点的横坐标.[思维点击] (1)把求函数图象的交点问题转化为求函数的零点,利用二分法判断函数零点所在区间的方法求解.
(2)把求方程的解的个数转化为求两个函数交点个数,利用函数图象求解.【点拨】 用二分法求方程近似解注意的问题:
(1)看清题目的精确度,它决定着二分法的结束.
(2)根据f(a0)·f(b0)<0确定初始区间,高次方程要先确定有几个解再确定初始区间.
(3)初始区间的选定一般在两个整数间,不同初始区间结果是相同的,但二分的次数相差较大.
(4)取区间中点c计算中点函数值f(c),确定新的零点区间,直到所取区间(an,bn)中,an与bn按精确度要求取值相等,这个相等的近似值即为所求近似解.用二分法求函数的零点或方程的近似解特别提醒: (1)精确度为ε,即近似值x0与真值a的误差不超过ε.
(2)零点所在区间的选取要尽可能小. 借助计算器,用二分法求出ln(2x+6)+2=3x在区间(1,2)内的近似解(精确度0.2).
[思维点击] 1.方程f(x)=0在区间[a,b]内有解应具备什么条件?
2.是否可按照用二分法求函数零点近似值的步骤来求方程f(x)=0的近似解?2.求函数f(x)=x3+2x2-3x-6的一个正数零点.(精确度为0.1)
解析: 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:
由于|1.75-1.687 5|=0.062 5<0.1,
所以可将1.75作为函数零点的近似值.【点拨】 1.函数模型的应用实例主要包含三个方面:
(1)利用给定的函数模型解决实际问题;
(2)建立确定性函数模型解决实际问题;
(3)建立拟合函数模型解决实际问题.函数模型及应用2.解决函数应用问题常见的错误以及克服的关键:
(1)不会将实际问题抽象转化为函数模型或转化不全面;
(2)在求解过程中忽略实际问题对变量参数的限制条件.
克服的关键在于深入理解题意,用变化的观点分析和探求具体问题中的数量关系,寻求已知量与未知量之间的内在联系,然后将这些内在联系与数学知识结合起来,建立函数关系式或列出方程,利用函数性质或方程观点来求解. 某种商品在30天内每件的销售价格P(元)与时间t(天)的函数关系如图(1)所示,该商品在30天内日销售量Q(件)与时间t(天)之间的关系如下:(1)(1)根据提供的图象,写出该商品每件的销售价格P与时间t的函数关系式;
(2)在所给的平面直角坐标系中(如图(2)所示),根据表中提供的数据描出实数对(t,Q)的对应点,并确定一个日销售量Q与时间t的函数关系式;(2)(3)求该商品的日销售金额的最大值,并指出日销售金额最大的一天是30天中的第几天?(日销售金额=每件的销售价格×日销售量)
[思维点击] 首先由图象求出销售价格P与时间t的函数关系式,其次求出日销售量Q与时间t的一个函数关系式,并在此基础上利用关系:日销售金额=销售价格P×日销售量Q,求出日销售金额的函数式.1.若x0是方程ln x+x=4的解,则x0属于区间( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(3,4)
解析: 构造函数f(x)=ln x+x-4,则函数f(x)的图象是连续不断的一条曲线,又f(2)=ln 2+2-4<0,f(3)=ln 3+3-4>0,所以f(2)·f(3)<0,故函数的零点所在区间为(2,3),即方程ln x+x=4的解x0属于区间(2,3),故选C.
答案: C解析: 在同一坐标系中,画出三个函数的图象,如下图所示.
当x=2时,f(x)=g(x)=4,当x=4时,f(x)=g(x)=16,
当x>4时,g(x)图象在最上方,h(x)图象在最下方,故g(x)>f(x)>h(x).
答案: B4.为了改善某地的生态环境,政府决心绿化荒山,计划第一年先植树0.5万亩,以后每年比上年增加1万亩,结果第x年植树亩数y(万亩)是时间x(年)的一次函数,这个函数的图象是( )
解析: 函数解析式为y=x+0.5,故选A.
答案: A章末质量评估谢谢观看!第三章 函数的应用
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订)
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.函数y=(x-1)(x2-2x-3)的零点为( )
A.1,2,3 B.1,-1,3
C.1,-1,-3 D.无零点
解析: 令y=(x-1)(x2-2x-3)=0,解得x=1,-1,3,故选B.
答案: B
2.下列函数中没有零点的是( )
A.f(x)=log2x-3 B.f(x)=-4
C.f(x)= D.f(x)=x2+2x
解析: 由于函数f(x)=中,对任意自变量x的值,均有≠0,故该函数不存在零点.
答案: C
3.如图所示的函数图象与x轴均有交点,其中不能用二分法求图中交点横坐标的是( )
A.①③ B.②④
C.①② D.③④
解析: 对于①③在函数零点两侧函数值的符号相同,故不能用二分法求.
答案: A
4.已知函数f(x)=ex-x2+8x,则在下列区间中f(x)必有零点的是( )
A.(-2,-1) B.(-1,0)
C.(0,1) D.(1,2)
解析: f(-1)=-9<0,f(0)=e0=1>0,f(x)是连续函数,故f(x)在(-1,0)上有一零点.
答案: B
5.若函数f(x)的图象是连续不断的,且f(0)>0,f(1)·f(2)·f(4)<0,则下列说法中正确的是( )
A.函数f(x)在区间(0,1)内有零点
B.函数f(x)在区间(1,2)内有零点
C.函数f(x)在区间(0,2)内有零点
D.函数f(x)在区间(0,4)内有零点
解析: 因为f(0)>0,f(1)·f(2)·f(4)<0,则f(1),f(2),f(4)恰有一负两正或三个都是负的,函数的图象与x轴相交有多种可能.例如,
所以函数f(x)必在区间(0,4)内有零点.
答案: D
6.2013年全球经济开始转暖,据统计某地区1月、2月、3月的用工人数分别为0.2万人,0.4万人和0.76万人,则该地区这三个月的用工人数y万人关于月数x的函数关系近似的是( )
A.y=0.2x B.y=(x2+2x)
C.y= D.y=0.2+log16x
解析: 用排除法,当x=1时,否定B;当x=2时,否定D;当x=3时,否定A,故选C.
答案: C
7.设方程|x2-3|=a的解的个数为m,则m不可能等于( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析: 在同一坐标系中分别画出函数y1=|x2-3|和y2=a的图象,如图所示.
可知方程解的个数为0,2,3或4,不可能有1个解.
答案: A
8.若函数f(x)是定义在R上的偶函数,在(-∞,0]上是减函数,且一个零点是2,则使得f(x)<0的x的取值范围是( )
A.(-∞,-2] B.(-∞,-2)∪(2,+∞)
C.(2,+∞) D.(-2,2)
解析: 因为函数f(x)是定义在R上的偶函数且一个零点是2,则还有一个零点为-2.又函数f(x)在(-∞,0]上是减函数,则f(x)<0的x的取值范围是(-2,2).
答案: D
9.某产品的总成本y(万元)与产量x(台)之间的函数关系式是y=0.1x2-11x+3 000,若每台产品的售价为25万元,则生产者的利润取最大值时,产量x等于( )
A.55台 B.120台
C.150台 D.180台
解析: 设产量为x台,利润为S万元,
则S=25x-y
=25x-(0.1x2-11x+3 000)
=-0.1x2+36x-3 000
=-0.1(x-180)2+240,
则当x=180时,生产者的利润取得最大值.
答案: D
10.设函数f(x)=log4x-x,g(x)=logx-x的零点分别为x1,x2,则( )
A.C.x1x2=2 D.x1x2≥2
解析: f(1)=log41-1=-<0,
f(2)=log42-2=>0,
故f(x)在(1,2)内有一零点,即1g(1)=log1-1=-<0,
g=log-
=1->0,
故g(x)在内有一零点,
即由①②可知答案: A
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请把正确答案填在题中横线上)
11.用二分法求方程x3+4=6x2的一个近似解时,已经将一根锁定在区间(0,1)内,则下一步可断定该根所在的区间为________.
解析: 设f(x)=x3-6x2+4,
显然f(0)>0,f(1)<0,
又f=3-6×2+4>0,
∴下一步可断定方程的根所在的区间为.
答案:
12.函数f(x)=x3-x2-x+1在[0,2]上的零点有________个.
解析: x3-x2-x+1=(x-1)2(x+1),
由f(x)=0得x=1或x=-1.
∴f(x)在[0,2]上有1个零点.
答案: 1
13.已知函数f(x)=若函数y=f(x)-k有两个零点,则实数k的取值范围是________.
解析: 画出分段函数f(x)的图象如图所示.
结合图象可以看出,函数y=f(x)-k有两个零点,即y=f(x)与y=k有两个不同的交点,k的取值范围为(0,1).
答案: (0,1)
14.已知y=x(x-1)(x+1)的图象如图所示.令f(x)=x(x-1)(x+1)+0.01,则下列关于f(x)=0的解叙述正确的是________.
①有三个实根;②x>1时恰有一实根;③当0解析: f(x)的图象是将函数y=x(x-1)(x+1)的图象向上平移0.01个单位得到的,故f(x)的图象与x轴有三个交点,它们分别在区间(-∞,-1),和内,故只有①⑤正确.
答案: ①⑤
三、解答题(本大题共4小题,共50分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(本小题满分12分)以下是用二分法求方程x3+3x-5=0的一个近似解(精确度0.1)的不完整的过程,请补充完整,并写出结论.
设函数f(x)=x3+3x-5,其图象在(-∞,+∞)上是连续不断的一条曲线.
先求值:f(0)=________,f(1)=________,f(2)=________,f(3)=________.
所以f(x)在区间________内存在零点x0,填表:
区间
中点m
f(m)的符号
区间长度
解析: -5 -1 9 31 (1,2)
区间
中点m
f(m)的符号
区间长度
(1,2)
1.5
+
1
(1,1.5)
1.25
+
0.5
(1,1.25)
1.125
-
0.25
(1.125,1.25)
1.187 5
+
0.125
(1.125,1.187 5)
0.062 5
∵|1.187 5-1.125|=0.062 5<0.1,
∴原方程的近似解可取为1.187 5.
16.(本小题满分12分)截至2012年底,已知某市人口数为80万,若今后能将人口年平均增长率控制在1%,经过x年后,此市人口数为y(万).
(1)求y与x的函数关系y=f(x);
(2)求函数y=f(x)的定义域;
(3)判断函数f(x)是增函数还是减函数?
解析: (1)由题设条件知,经过x年后此市人口总数为80(1+1%)x(万),
∴y=f(x)=80(1+1%)x.
(2)∵此问题以年作为单位时间,
∴此函数的定义域是N*.
(3)y=f(x)=80(1+1%)x是指数型函数,
∵1+1%>1,∴y=80(1+1%)x是增函数.
17.(本小题满分12分)已知函数f(x)=x-1+x2-2,试利用基本初等函数的图象,判断f(x)有几个零点,并利用零点存在性定理确定各零点所在的区间.(各区间长度不超过1)
解析: 由f(x)=0,得x-1=-x2+2.
令y1=x-1,y2=-x2+2,在同一直角坐标系中分别画出它们的图象(如图所示),其中抛物线的顶点坐标为(0,2),与x轴的交点分别为(-2,0),(2,0),y1与y2的图象有3个交点,由此可知函数f(x)有3个零点.
∵f(-3)>0,f(-2)<0,f(1)<0,f(2)>0,
∴f(x)的零点所在的区间为(-3,2),(0,1),(1,2).
18.(本小题满分14分)某上市股票在30天内每股的交易价格P(元)与时间t(天)组成有序数对(t,P),点(t,P)落在下图中的两条线段上;该股票在30天内的日交易量Q(万股)与时间t(天)的部分数据如下表所示:
第t天
4
10
16
22
Q(万股)
36
30
24
18
(1)根据提供的图象,写出该种股票每股交易价格P(元)与时间t(天)所满足的函数关系式;
(2)根据表中数据确定日交易量Q(万股)与时间t(天)的一次函数关系式;
(3)在(2)的结论下,用y表示该股票日交易额(万元),写出y关于t的函数关系式,并求在这30天中第几天日交易额最大,最大值是多少?
解析: (1)P=(t∈N*)
(2)设Q=at+b(a,b为常数),把(4,36),(10,30)代入,得∴a=-1,b=40.
所以日交易量Q(万股)与时间t(天)的一次函数关系式为Q=-t+40,0(3)由(1)(2)可得
y=
即y=(t∈N*)
当0此时t=15;当20所以,在30天中的第15天,日交易额取得最大值125万元.