函數(shù)零點(diǎn)問(wèn)題的常見(jiàn)命題形式有:(1)求函數(shù)零點(diǎn)的大小或取值范圍;(2)判斷函數(shù)零點(diǎn)在某個(gè)區(qū)間內(nèi)的個(gè)數(shù).解答函數(shù)零點(diǎn)問(wèn)題,需建立函數(shù)與不等式、方程之間的聯(lián)系,靈活運(yùn)用轉(zhuǎn)化思想.下面結(jié)合實(shí)例,探究一下解答函數(shù)零點(diǎn)問(wèn)題的三個(gè)“妙招”,供讀者參考.
一、利用零點(diǎn)存在性定理
如果函數(shù)f(x)在區(qū)間[a,b]上是連續(xù)的,并且f(a)·f(b)lt;0,那么函數(shù)f(x)在該區(qū)間上有零點(diǎn),該定理被稱為零點(diǎn)存在性定理.運(yùn)用零點(diǎn)存在性定理求解函數(shù)零點(diǎn)問(wèn)題,需先判斷出函數(shù)在區(qū)間上的單調(diào)性,然后判斷區(qū)間端點(diǎn)處函數(shù)值的乘積是否小于0.
例1.函數(shù)f(x)=log3x+x-3的零點(diǎn)所在的區(qū)間為().
A.(0,1)B.(0,2)C.(2,3)D.(3,4)
解:由f(x)=log3x+x-3可知函數(shù)的定義域?yàn)椋?,+∞),而y=log3x在(0,+∞)上單調(diào)遞增,y=x-3在(0,+∞)上單調(diào)遞增,所以函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
而f(2)=log32-1lt;0,f(3)=log33+3-3=1gt;0,則f(2)?f(3)lt;0,由零點(diǎn)存在性定理可知函數(shù)f(x)在(2,3)上有零點(diǎn),故選C.
運(yùn)用零點(diǎn)存在性定理解題,只需將區(qū)間的端點(diǎn)處的函數(shù)值代入函數(shù)的解析式中,判斷其積是否小于0即可.值得注意的是,根據(jù)零點(diǎn)存在性定理,只能判斷出函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上是否有零點(diǎn),無(wú)法確定零點(diǎn)的個(gè)數(shù).
二、運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想
數(shù)形結(jié)合思想是解答函數(shù)零點(diǎn)問(wèn)題的重要思想.在解答函數(shù)零點(diǎn)問(wèn)題時(shí),我們需根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)的定義,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖象與x軸的交點(diǎn),或兩個(gè)圖象之間的交點(diǎn)問(wèn)題來(lái)求解.畫出函數(shù)的圖象,研究其與x軸的交點(diǎn),或兩個(gè)圖象之間的交點(diǎn),即可獲解.
例2.
解
運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想解題的關(guān)鍵在于畫出函數(shù)的圖象,明確函數(shù)的變化趨勢(shì)、最值點(diǎn),以便通過(guò)直觀的方式找出交點(diǎn),快速獲得問(wèn)題的答案.
三、利用函數(shù)的周期性
對(duì)于具有周期性的函數(shù),往往需先令函數(shù)為0,求得函數(shù)在一個(gè)周期內(nèi)的零點(diǎn)或取值范圍;然后根據(jù)函數(shù)的周期性求得函數(shù)在其他周期內(nèi)的零點(diǎn)或取值范圍.
例3.已知函數(shù)f(x)滿足f(2-x)=f(2+x),f(7-x)=f(7+x),且f(1)=f(3)=0,求函數(shù)f(x)在區(qū)間[-2013,2013]上零點(diǎn)的個(gè)數(shù).
解:
運(yùn)用函數(shù)的周期性解題,需先根據(jù)周期性的定義:f(x)=f(x+T)判斷出函數(shù)的周期T;然后研究函數(shù)在一個(gè)周期內(nèi)的零點(diǎn),即可根據(jù)函數(shù)的周期性順利解題.
可見(jiàn),解答函數(shù)零點(diǎn)問(wèn)題,需靈活運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想、轉(zhuǎn)化思想、方程思想、分類討論思想等.同學(xué)們要熟練掌握這些常用的數(shù)學(xué)思想,將其靈活地應(yīng)用于解題中.
(作者單位:江蘇省如東縣馬塘中學(xué))