探究函数的零点问题
2021-08-24郑康源
郑康源

【摘要】函数的零点问题是高中数学的重要知识点,同时也是高考的高频考点,在2015年至2017年以及2019年的高考全国卷中都有出现,全方位地考查学生函数与方程、数形结合、分类讨论、化归转化等综合能力。学生在处理函数零点问题中,因函数的零点问题常常以压轴题的形式出现,常常困惑和力不从心。函数的零点问题既是重点,也是难点。本文围绕函数零点问题的处理方式进行反思,归纳总结,牢牢地把握教学重点,突破教学难点。
【关键词】高中数学;数形结合;分类讨论;化归转化;核心素养
人教版高中数学课本对零点概念定义是,把函数f(x)=0的实数x叫做y=f(x)的零点,也是函数y=f(x)的图像与x轴交点的横坐标,表示如下:
函数y=f(x)有零点?方程f(x)=0有实数根?函数y=f(x)的图象与x轴有交点。
函数的零点问题又可以分为不含有参数和含有参数两大类,前者较为简单,后者常常以压轴题的形式出现,分类繁琐,需要较强的数学基本功底。
一、不含有参数的零点问题
1.因为不含有参数,所以提问的方式为函数有多少个零点。最直接的方法是令函数f(x)=0解方程,求出方程的解,即可得到函数的零点。
例1:函数f(x)=xcos x2在区间[0,4]上的零点个数为 ( )
解析:(1)当x=0时,f(x)=0.又因为x∈[0,4],所以0≤x2≤16.因为5π<16<,所以函数y=cos x2在x2取,,,,时为0,此时f(x)=0,所以f(x)=xcos x2在区间[0,4]上的零点个数为6。
2.当令函数f(x)=0是一个超越方程,无法直接求解时,可转化为两个(较简单的)函数的交点问题,再结合图像进行判断,需要注意的是函数本身可以通过适当的变形,使得转化成两个函数的草图更容易作出。
例2:函数f(x)=2sin xsin-x2的零点个数为……
