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图解如何找点讨论函数零点个数几例(1)

 123xyz123 2021-04-25
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图解如何找点讨论函数零点个数几例

(1)

   函数导数压轴题中,经常考察函数零点问题,有一类问题,我们明知道零点存在,但是却求不出,正所谓“你看见或不看见,我依然存在在那”。既然看不见摸不着,我们能用零点存在定理把它框定在一个小区间也好,那么怎么找到这个小区间呢?下面以几例归纳之。

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函数f(x)究竟有几个零点呢,先看图:

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由图发现:

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可惜的是我们知道有零点,却不能手工精确解出来。

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【关注点1a<0时函数有一个零点,那这个零点在哪里呢?虽然解不出,但能否将其限定在一个小区间呢?

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    当a<0时,函数如图:

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    易知:f(0)=1>0,当x➝-∞时,f(x)➝-∞,因此此零点一定存在在区间(-∞,0),但似乎不够严谨,根据零点存在定理,我们应该找到另一点f(b)<0才好。

   【问题】 我们知道这样的点有,但是怎么找呢?观察动图知,零点在动,因此x=b应该也与参数a有关。

    【解决思路--放缩原函数的根求不出,我们将其适当放缩后,变成一个可求零点的函数。

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令g(x)=0解得x=1/a,取b=1/a则:

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如图:图片

因此f(0)*f(b)<0,即此时零点在区(0,b)上。

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【关注点2a>e时函数有一个零点,那这个零点在哪里呢?找出他们的所在区间。

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当a>e时,函数如图:

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【解决思路1--猜点】因为f(0)=1>0,猜x=1,则

f(1)=e-a<0,故第一个根在区间(0,1)。

【解决思路2--放缩】

第二个根在哪里呢?因为原函数的根求不出,我们进行放缩,

图片,则:

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故另一个根在区间(1,a)上。

综上所述,函数f(x)的两个根分别在区间(0,1)和(1,a)上。



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别急别急,未完待续

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本期
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作者简介:廖邦亮,男,中学一级教师,湖南师范大学计算数学研究生,现就职于广东河源市河源中学,任教高中数学。

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