函数零点应用问题的热门考点剖析
2020-11-04王玉新
王玉新
函数零点应用问题是高考的常考点。下面就常见考点,举例分析,供大家学习与参考。
考点一:应用函数零点求取值范围
解答这类问题,如果题设中有关于函数零点的条件,就不能把函数零点看成一个概念,而应该抓住零点与函数图像的特征以及零点存在的判断条件,从而达到函数零点的解题功效。
对于0<x1<x0,f x1( )的值恒为正值,即f x1( )的取值范围是0,+∞( )。
当函数具有单一的单调性,而又存在零点时,则在这个零点的左右两侧的函数值异号,即在这个零点的左右两侧函数值恒为正或恒为负。本题的解答正是抓住了这一点,解决了函数值f x1( )的取值范围。
考点二:应用二分法求函数的零点或方程的近似解
给定精度ε,用二分法求函数f(x)的零点近似值的步骤如下:第1 步,确定区间[a,b],验证f(a)·f(b)<0,给定精度ε;第2步,求区间(a,b)的中点x1;第3 步,计算f(x1),①若f(x1)=0,则x1就是函数的零点,②若f(a)·f(x1)<0,则令b=x1(此时零点x0∈(a,x1)),③若f(x1)·f(b)<0,则令a=x1(此时零点x0∈(x1,b));第4步,判断是否达到精度ε,即若|a-b|<ε,则得到零点值a(或b),否则重复步骤2~4。
例2 用二分法求方程ln(2x+6)+2=3x在区间(1,2)内的近似解(精确到0.1)。
解:原方程可化为ln(2x+6)-3x+2=0。令f(x)=ln(2x+6)-3x+2,用计算器得到如表1所示的对应值。
表1
观察表中对应值,可知零点在(1,2)内。
取区间中点x1=1.5,由f(1.5)≈-1.00<0,可知零点在(1,1.5)内;再取区间中点x2=1.25,由f(1.25)≈0.20>0,可知零点在(1.25,1.5)内。
同理取区间中点 x3= 1.375,由f(1.375)≈-0.39<0,可知零点在(1.25,1.375)内;取区间中点x4=1.3125,由f(1.3125)≈-0.074<0,可知零点在(1.25,1.3125)内。
由于区间(1.25,1.3125)内任一值精确到0.1后都是1.3,故方程ln(2x+6)+2=3x在区间(1,2)内的近似解是1.3。
解答这类问题的关键是要确定零点所在的大致区间。所求的区间长度应尽量小,否则会增加运算次数和运算量。解题时应注意运算的准确性,也应注意对精确度的要求。本题充分展示了利用二分法求方程近似解的过程,同时使同学们学会了借助精度终止二分法的过程。
考点三:二分法在经济技术中的应用
市场经济价格自行调整,若供过于求,价格会跌落,若供不应求,价格会上涨,找一个价格平衡点,应怎样找? 不妨试着求一下。
例3某农贸市场出售的西红柿,当价格上涨时,供给量相应增加,而需求量相应减少,具体调查结果如表2,表3所示。
表2_
表3
据以上提供的信息,市场供需平衡点(即供给量和需求量相等时的单价)应在区间( )。
A.(2.3,2.6) B.(2.4,2.6)
C.(2.6,2.8) D.(2.4,2.8)
解:A 中供给量在(50,70)之间,需求量在(70,75)之间,供给量不足,排除A,B 中的供给量不足。易知D 中的供给量也不足。应选C。
或者,建立直角坐标系,以横坐标表示供给量(需求量),纵坐标表示价格,利用所给数据在坐标系内描点,画出供给量线和需求量线(折线),即拟合曲线,供给量线和需求量线的交点即为市场供需平衡点(图略)。从图中可以看出市场供需平衡点应在(2.6,2.8)内。
充分阅读题目,理解题意,把两表中的信息与题目要求结合起来,可找答案。利用数形结合的思想方法处理本题也是一个不错的解法。