函数的应用知识点解读及高考题型分析
2015-11-26王立超
王立超
一、知识点解读
1.函数的零点
(1)函数零点的定义:对于函数y=f(x),我们把使f(x)=O的实数r叫做函数y=f(x)的零点。(2)几个等价关系:方程f(x)=0有实数根<=>函数y=f(x)的图像与z轴有交点<=>函数y=f(x)有零点。(3)函数零点的判断(零点存在性定理):如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图像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)内有零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=O,这个c也就是方程f(x)=0的根。
2.二次方程的实根分布及条件
(l)方程f(x)=0的两根中一根比r大,另一根比r小<=>a·f(r)
3.二分法求方程的近似解
(l)二分法的定义:对于在区间[a,b]上连续不断且的函数,通过不断地把函数的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法。(2)给定精确度ε,用二分法求函数零点近似值的步骤如下:①确定区间[a,b],验证,给定精确度②求区间(a,b)的中点c。③计算,则c就是函数的零点;若,则令b=c(此时零点则令此时零点。④判断是否达到精确度e,即若,则得到零点近似值a(或b);否则重复②③④。
4.常见的函数模型
(l)一次函数模型:为常数.k≠o)。(2)反比例函数模型:常数,k≠O)。(3)二次函数模型:为常数,a≠0)。(4)指数函数模型:为常数,(5)对数函教模型:为常数,。(6)幂函数模型:为常数,a≠0,n≠1)。(7)分段函数模型:这个模型实际是以上两种或多种模型的综合,因此应用上分广泛。(8)函数模型。
5.几类不同增长的函数模型及其增长差异
分别作出函数在第一象限的图像,如图1所示。
函数刚开始增长得最快,随后增长的速度越来越慢;
函数刚开始增长得较慢,随后增长的速度越来越快;
函数增长的速度也是越来越快,但越来越不如增长得快。
函数和的图像有两个交点(2,4)和(4,16)。
当x∈(2,4)时,,当x∈(0,2)U(4,+∞时,。所以当x>4时,
一般地,在区间(O,+∞)上,尽管函数和都是增函数,但它们的增长速度不同,而且不在同一个“档次”上。随着x的增大,的增长速度越来越快,会超过并远远大于(n>O)的增长速度,而的增长速度则会越来越慢,因此,总会存在一个x。,使得当x>x。时,就有。这一结论充分体现了指数函数的爆炸式增长。
二、高考题型分析
1.函数零点所在区间的判断
判断函数f(x)的零点所在的区间,依据零点存在性定理将区间端点的值代入验证,此法只适用于变号零点。值得说明的是零点存在性定理是充分条件,而并非是必要条件。不易判断时也可以画图观察。
例1 已知函数在下列区间中,包含f(x)零点的区间是()。
A.(0,1)
B.(1,2)
C.(2,4)
D.(4,+∞)
解:由题意知函数f(x)在(O,+∞)上为减函数。
由零点存在性定理,可知函数f(x)在区间(2,4)上必存在零点。
应选C。
跟踪练习1:对于函数,若,则函数f(x)在区间(a,b)内()。
A.一定有零点
B.一定没有零点
C.可能有两个零点
D.至多有一个零点
提示:判断二次函数的零点,也可结合其图像进行判断。
由二次函数的图像可知,若a,b在二次函数的两个零点外侧,则有,所以函数f(x)在区间(a,6)内可能有两个零点,应选C。
2.二分法的应用
二分法只适用于变号零点,二分法是求方程的根的近似值的一种方法。
记忆口诀:定区间,找中点,中值计算两边看,同号去,异号算,零点落在异号间。周而复始怎么办?精确度上来判断。
例2 设函数f(x)的零点为的零点为,若,则函数f(x)的解析式为()。
解:先确定选项A、B、C、D中的零点为x1,再利用二分法可求得。
选项A中,x1=l;选项B中,x2=O;选项C中,选项D中,
因为g(1)=4+2-2>0,g(O)=1-2<0,,所以,应选D。
跟踪练习2:函数的一个正数零点附近的函数值用二分法计算,得数据如表1所示,那么方程f(x)=O的一个最接近的近似根为()。
A.1.2
B.l.3
C.1.4
D.1.5
提示:由表1找出最大的零点区间即可。
由零点存在性定理知,最接近的近似根为1.4。应选C。
3.方程实根分布问题
研究一元二次方程的区间根,一般情况下需要从以下三个方面考虑:(l)一元二次方程根的判别式;(2)对应二次函数区间端点函数值的正负;(3)对应二次函数图像的对称轴与区间端点的位置关系。
例3 若直角坐标平面内两点P,Q满足条件:①P,Q都在函数y=f(x)的图像上,②P,Q关于原点对称,则称(P,Q)是函数y=f(x)的一个“伙伴点组”(点组(P,Q)与(Q,P)看作同一个“伙伴点组”)。已知函数有两个“伙伴点组”,则实数k的取值范围是______。