3.1.1方程的根与函数的零点(教学设计)
教学目标:
知识与技能:理解函数(结合二次函数)零点的概念,领会函数零点与相应方程要的关系,掌握零点存在的判定条件.
过程与方法:零点存在性的判定.
情感、态度、价值观:在函数与方程的联系中体验数学中的转化思想的意义和价值. 教学重点:
重点:零点的概念及存在性的判定. 难点:零点的确定. 一、复习回顾,新课导入
讨论:一元二次方程ax?bx?c?0(a?0)的根与二次函数y?ax?bx?c(a?0)数的图象有什么关系? 先观察几个具体的一元二次方程及其相应的二次函数,分别选取方程有两个不同的根、重根和无实数根三种类型.
2方程x?2x?3?0与函数y?x?2x?3; 2方程x?2x?1?0与函数y?x?2x?1; 2方程x?2x?3?0与函数y?x?2x?3;
22222
再请同学们解方程,并分别画出三个函数的草图.
一元二次方程ax?bx?c?0(a?0)有两不同根就是相应的二次函数y?ax?bx?c?0的图象与x轴有两个不同交点,且其横坐标就是根;
一元二次方程ax?bx?c?0(a?0)有两个重根就是相应的二次函数y?ax?bx?c?0的图象与x轴一个交点,且其横坐标就是根;
一元二次方程ax?bx?c?0(a?0)无实数根就是相应的二次函数y?ax?bx?c?0的图象与x轴没有交点;
总之,一元二次方程ax?bx?c?0(a?0)的根就是相应的二次函数y?ax?bx?c?0的图象与x轴的交点的横坐标. 二、师生互动,新课讲解: 1、函数的零点
对于函数y?f(x),我们把使f(x)?0的实数x叫做函数y?f(x)的零点(zero point).
显然,函数y?f(x)的零点就是方程f(x)?0的实数根,也就是函数y?f(x)的图象与x轴的交点的横坐
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标.
方程f(x)?0有实数根?函数y?f(x)的图象与x轴有交点?函数y?f(x)有零点.
2、函数零点的判定:
研究方程的实数根也就是研究相应函数的零点,也就是研究函数的图象与x轴的交点情况。 问题1: 如果把函数比作一部电影,那么函数的零点就像是电影的一个瞬间,一个镜头。有时我们会忽略一些镜头,但是我们仍然能推测出被忽略的片断。现在我有两组镜头(如图,第一组第一行两图,第二组第二行两图),
哪一组能说明他的行程一定曾渡过河?
第Ⅰ组能说明他的行程中一定曾渡过河,而第Ⅱ组中他的行程就不一定曾渡过河。
问题2:将河流抽象成x轴,将前后的两个位置视为A、B两点。请问当A、B与x轴怎样的位置关系时,AB间的一段连续不断的函数图象与x轴一定会有交点?
A、B两点在x轴的两侧。
问题3: A、B与x轴的位置关系,如何用数学符号(式子)来表示? A、B两点在x轴的两侧。可以用f(a)·f(b)<0来表示。
问题4: 满足条件的函数图象与x轴的交点一定在(a,b)内吗?即函数的零点一定在(a,b)内吗? 一定在区间(a,b)上。若交点不在(a,b)上,则它不是函数图象。
通过上述探究,让学生自己概括出零点存在性定理: 一般地,我们有:
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象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)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根.
⑴函数零点的意义:
函数y?f(x)的零点就是方程f(x)?0实数根,亦即函数y?f(x)的图象与x轴交点的横坐标. 即:方程f(x)?0有实数根?函数y?f(x)的图象与x轴有交点?函数y?f(x)有零点. ⑵函数零点的求法:求函数y?f(x)的零点: ①(代数法)求方程f(x)?0的实数根;
②(几何法)对于不能用求根公式的方程,可以将它与函数y?f(x)的图象联系起来,并利用函数的性质找出零点.
⑶二次函数的零点:y?ax?bx?c(a?0).
① △>0,方程ax?bx?c?0有两不等实根,二次函数的图象与x轴有两个交点,二次函数有两个零点.
22② △=0,方程ax?bx?c?0有两相等实根(二重根),二次函数的图象与x轴有一个交点,二次函数有一个二重零点或二阶零点.
2③ △<0,方程ax?bx?c?0无实根,二次函数的图象与x轴无交点,二次函数无零点. 课堂练习:(课本P88练习 NO:1)
2例1: 观察下表,分析函数f(x)?3x?6x?1在定义域内是否存在零点?
-2 -109 -1 -10 0 -1 1 8 2 107 5 分析:函数图象是连续不断的,又因为,所以在区间(0,1)上必存在零点。
我们也可以通过计算机作图(如图)帮助了解零点大致的情况。
变式训练1:
(1)已知函数f (x)的图象是连续不断的,且有如下对应值表,则函数在哪几个区间内有零点?为什么?
x f (x) 1 20 2 -5.5 3 -2 4 6 6 18 10 -3 (2)函数f(x)=(x+4)(x-4)(x+2)在区间[-5,6]上是否存在零点?若存在,有几个? (3)观察下面函数y?f(x)的图象