零点存在性定理PPT课件
- 格式:ppt
- 大小:716.00 KB
- 文档页数:21
根的存在性定理:如果)(x f 在闭区间[a,b]上连续0)(,,0)()(=∈<ξξf b a b f a f )使得(则存在。
证明 利用构造法的思想,将)(x f 的零点范围逐步缩小。
先将[a,b]二等分为],2[],2,[b b a b a a ++,如果0)2(=+b a f 。
则定理获证。
如果0)2(≠+b a f ,则f(a)和f(b)中必然有一个与)2(b a f +异号,记这个小区间为[11,b a ],它满足2-0)()(1111a b a b b f a f -=<且区间的长度。
又将[11,b a ]二等分,考虑中点的函数值,要么为零,要么不为零。
如果中点的函数值为零,则定理获证。
如果中点的函数值不为零,那么必然可以选出一个小区间,使得f(x)在这个区间的端点值异号,记这个小区间为],[22b a ,它满足[a,b]⊃[11,b a ]],[22b a ⊃,0)()(222222<-=-a f b f a b a b 且。
采用这样的方法一直进行下去,或者到有限步时,某个区间的中点的函数值为零,这样定理的结论成立。
或者所有区间的中点的函数值不为零,那么我们就会得到一个无穷的区间序列{],[n n b a },它满足:①[a,b]⊃[11,b a ]⋅⋅⋅⊃⊃],[22b a ;②nn n a b a b 2-=-;③0)()(<n n a f b f 。
由单调有界定理,可以得到],[lim lim b a b a n n n n ∈==∞→∞→ξ,如果0)(=ξf ,则定理获证。
如果0)(≠ξf ,因为f(x)在ξ点连续,因而由连续函数的局部保号性:存在一个0>δ,使得f(x)在],[),(b a ⋂+-δξδξ上与)(ξf 同号。
根据所构造的区间的性质②,存在正整数N ,当n>N 时,],[),(],[b a b a n n ⋂+-⊂δξδξ。
∙函数零点存在性定理:一般地,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)<o,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)=O,这个c也就是f(x)=0的根.特别提醒:(1)根据该定理,能确定f(x)在(a,b)内有零点,但零点不一定唯一.(2)并不是所有的零点都可以用该定理来确定,也可以说不满足该定理的条件,并不能说明函数在(a,b)上没有零点,例如,函数f(x) =x2 -3x +2有f(0)·f(3)>0,但函数f(x)在区间(0,3)上有两个零点.(3)若f(x)在[a,b]上的图象是连续不断的,且是单调函数,f(a).f(b)<0,则fx)在(a,b)上有唯一的零点.∙函数零点个数的判断方法:(1)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.特别提醒:①“方程的根”与“函数的零点”尽管有密切联系,但不能混为一谈,如方程x2-2x +1 =0在[0,2]上有两个等根,而函数f(x)=x2-2x +1在[0,2]上只有一个零点②函数的零点是实数而不是数轴上的点.(2)代数法:求方程f(x)=0的实数根.例题1:若函数f(x)唯一的一个零点同时在区间(0,16)、(0,8)、(0,4)、(0,2)内,下列结论:(1)函数f(x)在区间(0,1)内有零点;(2)函数f(x)在区间(0,1)或(1,2)内有零点;(3)函数f(x)在区间[2,16)内无零点;(4)函数f(x)在区间(0,16)上单调递增或递减.其中正确的有 ______(写出所有正确结论的序号).答案由题意可确定f(x)唯一的一个零点在区间(0,2)内,故在区间[2,16)内无零点.(3)正确,(1)不能确定,(2)中零点可能为1,(4)中单调性也不能确定.故答案为:(3)例题2:已知函数有零点,则实数的取值范围是()答案:例题3:例题4:函数f(x)=3ax-2a+1在[-1,1]上存在一个零点,则实数a的取值范围是()A. a ≥ 1/5;B. a ≤ -1 ;C. -1 ≤ a ≤ 1/5 ;D. a ≥ 1/5 或 a ≤ -1答案:由题意可得f(-1)×f(1)≤0,解得∴(5a-1)(a+1)≥0∴a≥ 1/5 或a≤-1故选D.例题5:若函数f(x)=x2+log2|x|-4的零点m∈(a,a+1),a∈Z,则所有满足条件的a的和为()。