謝定亮 魏有蓮
函數(shù)零點(diǎn)的個數(shù)問題是各類試題中的常見問題,常與不等式、數(shù)列、三角函數(shù)等知識相結(jié)合,主要考查同學(xué)們對問題的轉(zhuǎn)化和分析能力.本文主要談一談求函數(shù)零點(diǎn)個數(shù)的三種方法:定義法、圖象法和運(yùn)用零點(diǎn)存在性定理.
一、定義法
所謂定義法,指是根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)的定義解答問題的方法.我們把使f(x)=0的實(shí)數(shù)x叫作函數(shù)y=f(x)的零點(diǎn).在利用定義法解題時,我們可以直接令函數(shù)f(x)=0,通過解方程來求出x的值,這樣就可以直接判斷出函數(shù)零點(diǎn)的個數(shù).
例1.已知函數(shù) ,試求該函數(shù)
分析:該函數(shù)是分段函數(shù),我們需要進(jìn)行分段討論,可以根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)的定義,令 ,分別求出對應(yīng)區(qū)間上的x的值,再進(jìn)行匯總,即可得出函數(shù)零點(diǎn)的個數(shù).
二、圖象法
有些函數(shù)解析式的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,很難直接求出函數(shù)的零點(diǎn),我們可以將已知函數(shù)拆成兩個新的函數(shù),將函數(shù)零點(diǎn)問題轉(zhuǎn)化兩個新函數(shù)的交點(diǎn)的個數(shù)問題來求解.利用圖象法來解題就是通過分析函數(shù)的圖象,求得函數(shù)零點(diǎn)的個數(shù).合理對函數(shù)解析式進(jìn)行拆分是解題的關(guān)鍵.
例2.求函數(shù) 在區(qū)間 上的零點(diǎn)的個數(shù).
分析:本題很難直接求出函數(shù)的零點(diǎn),需要運(yùn)用圖象法來解題.首先令f(x)=0,構(gòu)造兩個新的函數(shù)y=2x和y= ,,將函數(shù)零點(diǎn)的個數(shù)問題轉(zhuǎn)化為函數(shù) 的交點(diǎn)的個數(shù)問題,作出兩個函數(shù)的圖象,分析其交點(diǎn)情況,便可得出函數(shù)f(x)零點(diǎn)的個數(shù).
值得注意的是,函數(shù)零點(diǎn)的存在性定理只能判斷函數(shù)在某個區(qū)間上的變號零點(diǎn),而不能判斷函數(shù)的不變號零點(diǎn).
通過上述分析,我們可以發(fā)現(xiàn):定義法較為直接,比較容易操作;運(yùn)用圖象法解題需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化;利用零點(diǎn)存在性定理解題較為復(fù)雜,有時需要用到導(dǎo)數(shù)知識.因此在求函數(shù)零點(diǎn)的個數(shù)時,我們首先要考慮定義法和圖象法,然后再考慮利用零點(diǎn)存在性定理來解題.
(作者單位: 福建省三明第一中學(xué))
語數(shù)外學(xué)習(xí)·高中版中旬2020年11期