2.5.1(1)函數(shù)與方程:一元二次函數(shù)與一元二次方程

[教學(xué)目標(biāo)]

一、引入:方程x2-x-2=0是x的一元二次方程,y=x2-x-2是一元二次函數(shù),它們之間到底有什么關(guān)系?引入主題:一元二次方程與一元二次函數(shù)

1、探究二次函數(shù)與對(duì)應(yīng)的一元二次方程之間的關(guān)系:

⑴求出方程x2-x-2=0的根(2和-1);⑵畫出函數(shù)y=x2-x-2的圖象

發(fā)現(xiàn)并歸納:一元二次方程x2-x-2=0的兩個(gè)實(shí)數(shù)根就是二次函數(shù)y=x2-x-2的圖象和x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo),也是二次函數(shù)y=x2-x-2的函數(shù)值等于0時(shí)的自變量x的值

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2、零點(diǎn)的定義:方程f(x)=0的實(shí)數(shù)根的個(gè)數(shù)又叫函數(shù)y=f(x)的零點(diǎn)。這個(gè)方程f(x)=0叫做函數(shù)y=f(x)所確定的方程。

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3、函數(shù)y=x2-x-2可以表示成什么形式:⑴y= x2-x-2(一般式);⑵y=(x-2)(x+1)兩點(diǎn)式或零點(diǎn)式;⑶y=(x-1)2-3(頂點(diǎn)式)一般情況下,二次函數(shù)解析式也有三種表達(dá)方式:一般式f(x)=ax2+bx+c(a≠0),兩點(diǎn)式或零點(diǎn)式f(x)=a(x-x1)(x-x2),頂點(diǎn)式f(x)=a(x-h)2+k

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4、一般的情況,一元二次函數(shù)y=ax2+bx+c與一元二次方程ax2+bx+c=0的根的情況如何?

△=b2-4ac

△>0

△=0

△<0

ax2+bx+c=0的根

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x1,2=

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x1=x2=-

方程沒(méi)有實(shí)數(shù)根

y=ax2+bx+c(a>0)的圖象及頂點(diǎn)h的函數(shù)值與0的大小關(guān)系

試題詳情

f(h)<0

試題詳情

f(h)=0

試題詳情

f(h)>0

y=ax2+bx+c(a<0)的圖象及頂點(diǎn)h的函數(shù)值與0的大小關(guān)系

試題詳情

f(h)>0

試題詳情

f(h)=0

試題詳情

f(h)<0

頂點(diǎn)h函數(shù)值的與0的大小關(guān)系

af(h)<0

af(h)=0

af(h)>0

試題詳情

例1、求證方程x2+6x+4=0有兩個(gè)不等的實(shí)數(shù)根(教材P76―2)

證明:[方法一]△=36-16>0,所以方程有兩個(gè)不等的實(shí)數(shù)根

[方法二]設(shè)f(x)= x2+6x+4,在頂點(diǎn)的函數(shù)值f(-3)=-5<0所以方程有兩個(gè)不等的實(shí)數(shù)根

說(shuō)明:判斷一元二次方程解的個(gè)數(shù)問(wèn)題,如果x無(wú)條件限制,可以用判別式法(體現(xiàn)等價(jià)轉(zhuǎn)化),也可以用圖象法(看頂點(diǎn)的函數(shù)值----體現(xiàn)數(shù)形結(jié)合)

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例2、(教材P75----例2)一個(gè)二次函數(shù)y=f(x)的圖象如圖⑴求出這個(gè)二次函數(shù)的零點(diǎn);⑵寫出它的解析式;⑶分別指出f(-4)f(-1),f(0)f(2)與0的大小關(guān)系。

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解:⑴兩個(gè)零點(diǎn)為-3和1;

⑵設(shè)f(x)=a(x+3)(x-1),由f(-1)=4得a=-1,故f(x)=- (x+3)(x-1)=-x2-2x+3

⑶f(-4)=-5,f(-1)=4,f(0)=3,f(2)=-5,故f(-4)f(-1)=-20<0,f(0)f(2)=-15<0

說(shuō)明:一元二次函數(shù)y=f(x)對(duì)于實(shí)數(shù)m,n,m<n, f(m)f(n)<0,則f(x)在(m,n)之間有且僅有一個(gè)零點(diǎn)

練習(xí):教材P76----3,4

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例3、若方程x2+2mx+3=0兩個(gè)根均小于0,求實(shí)數(shù)m 的范圍。兩個(gè)都小于-1的根呢?

解:⑴[方法一]設(shè)兩根為x1,x2,則有

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,解得m≥

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[方法二]設(shè)f(x)= x2+2mx+3,作出其圖象有:0點(diǎn)函數(shù)值大于0,對(duì)稱軸在原點(diǎn)左側(cè),于是,解得m≥

⑵[方法一]將⑴方法一中的x1,x2分別換成x1+1,x2+1其余不變,有 x1+1+x2+1=-2m+2

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<0, (x1+1)(x2+1)=x1x2+(x1+x2)+1=3-2m+1>0,結(jié)果≤m<2

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    [方法二] 將⑴方法二中的f(0)換成f(-1)>0,對(duì)稱軸在-1左側(cè)有-m<-1, 結(jié)果≤m<2

說(shuō)明1:方法一是等價(jià)轉(zhuǎn)化,方法二為數(shù)形結(jié)合。一般不去解出方程再解不等式,而且隨著數(shù)據(jù)的增多,用數(shù)形結(jié)合更方便。

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練習(xí):方程-4×2x+9+a=0有兩個(gè)不等實(shí)數(shù)根,求實(shí)數(shù)a的取值范圍(解:設(shè)2x=t>0,關(guān)于t的方程t2-4t+9+a=0有兩個(gè)不等的正實(shí)數(shù)根,結(jié)果(-9,-7))

補(bǔ)充作業(yè)

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四、作業(yè):教材P81-----習(xí)題1、2

1、一個(gè)二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+10

(1)有兩個(gè)零點(diǎn)5和1,則a=_________,b=___________

(2)c存在一正一負(fù)兩個(gè)零點(diǎn)的條件是__________

(3)若f(x1)=f(x2),(x1≠x2),則f(x1+x2)=__________

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2、已知函數(shù)f(x)=(x-a)(x-b)-2(a<b)的零點(diǎn)為α、β,則a,b,α,β從小到大用小于號(hào)相連的順序是__________________

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3、方程x2-ax+a2-7=0,填滿足下列條件的實(shí)數(shù)a的范圍。⑴有兩個(gè)負(fù)根______________;⑵有兩個(gè)大于1的實(shí)數(shù)根__________;⑶有一個(gè)大于2另一個(gè)小于2的實(shí)數(shù)根__________

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4、函數(shù)f(x)=-x2-2ax(0≤x≤1)的最大值為a2,求實(shí)數(shù)a的范圍

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5、已知m,n是函數(shù)f(x)=x2+(2-k)x+k2+3k+5的兩個(gè)零點(diǎn),求m2+n2的值域

6*、找出二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c有一個(gè)比d大一個(gè)比d小的零點(diǎn)的等價(jià)條件,并證明

                              [答案]

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1、⑴a=2,b=-12;   ⑵ac<0(或af(0)<0);    ⑶c    2、α<a<b<β;      

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3、⑴[-,-);⑵(3, ];⑶(-1,3)

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4、f(x)的對(duì)稱軸為x=-a,這樣有對(duì)稱軸在[0,1]的左側(cè)、之間、右側(cè)三種情況,如圖

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⑴無(wú)解

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或⑵-1≤a<0;

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或⑶ a=1

總之-1≤a≤0

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5、△=-3k2-16k-16≥0,-4≤k≤-,m+n=k-2,mn=k2+3k-5,

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f(k)= m2+n2=(m+n)2-2mn=(k-2)2-2(k2+3k-5)=-k2-10k-6↓,值域?yàn)閇,18]

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   6*、從圖形看也是如此,二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c有一個(gè)比d大一個(gè)比d小的零點(diǎn)af(d)<0;

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證明:f(x)= ax2+bx+c有一個(gè)比d大一個(gè)比d小的零點(diǎn),設(shè)為x1,x2(x1-d)(x2-d)=x1x2-d(x1+x2)+d2=+d+d2<0ac+abd+ad2<0af(d)<0

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2,5.1 (2)函數(shù)與方程:具體的一元二次不等式解法

[教學(xué)目的]:

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三、情感態(tài)度和價(jià)值觀:通過(guò)學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情,培養(yǎng)勇于探索的精神,勇于創(chuàng)新精神,同時(shí)體會(huì)事物之間普遍聯(lián)系的辯證思想

[教學(xué)重點(diǎn)]:圖象法解一元二次不等式

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[教學(xué)難點(diǎn)]一元二次方程一元二次不等式與二次函數(shù)的關(guān)系

[ 教學(xué)過(guò)程]

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   二、講解新課:

       組織討論: 
    從上面的例子出發(fā),綜合學(xué)生的意見(jiàn),可以歸納出確定一元二次不等式的解集,關(guān)鍵要考慮以下兩點(diǎn):
    (1)拋物線與x軸的相關(guān)位置的情況,也就是一元二次方程=0的根的情況
    (2)拋物線的開(kāi)口方向,也就是a的符號(hào)
 總結(jié)討論結(jié)果:
   (l)拋物線 (a> 0)與 x軸的相關(guān)位置,分為三種情況,這可以由一元二次方程 =0的判別式三種取值情況(Δ> 0,Δ=0,Δ<0)來(lái)確定   (2)a<0可以轉(zhuǎn)化為a>0

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設(shè)相應(yīng)的一元二次方程的兩根為,則不等式的解的各種情況如下表:

 

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   二次函數(shù)

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)的圖象

 

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一元二次方程

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有兩相異實(shí)根

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有兩相等實(shí)根

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     無(wú)實(shí)根

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        R

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例1   解不等式

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解:作出函數(shù)的圖像

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因?yàn)?sub>.

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所以,原不等式的解集是.

說(shuō)明:解一元二次不等式的步驟:

①     看看:看二次項(xiàng)系數(shù)將二次項(xiàng)系數(shù)是否為正,否則一般化為“+”:

試題詳情

②算算: 計(jì)算判別式,在△>0時(shí),求確定方程的根

③ 畫畫:畫出函數(shù)圖象

④寫寫:寫出不等式相應(yīng)解集

試題詳情

練習(xí)1解不等式.(.)

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練習(xí)2解不等式.().

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練習(xí)3解不等式.().

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      例2,關(guān)于x的不等式的解集是,求k的范圍

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解  =k2+8k<0,故-8<k<0

說(shuō)明:已知解集求變量范圍,實(shí)質(zhì)就是將解不等式的過(guò)程倒過(guò)來(lái)求

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練習(xí)1:不等式x2mx+>0恒成立的條件是___________(答:0<m<4)

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練習(xí)2:已知關(guān)于x的不等式ax2+bx+c>0的解集為{x|-1<x<2},求cx2+bx+a<0的解集(解答:-1與2是確定的方程ax2+bx+c=0的兩個(gè)根,且a<0,于是-1+2=1=-,-1×2=-2=,兩式相除得=,從而c<0,cx2+bx+a<0x2+x+>0x2+x->0

②     看看:看二次項(xiàng)系數(shù)將二次項(xiàng)系數(shù)是否為正,否則一般化為“+”:

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三、. 小結(jié):解一元二次不等式的步驟:

②算算: 計(jì)算判別式,在△>0時(shí),求確定方程的根

③ 畫畫:畫出函數(shù)圖象

④寫寫:寫出不等式相應(yīng)解集

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四、作業(yè): 教材:P94----27,P95---30     補(bǔ)充習(xí)題

?1、若不等式ax2+bx+b<0(a≠0)的解集是R,那么下列式子正確的是(    )?

A.a<0且b2-4ab>0? B.a<0且b2-4ab<0?C.a<0且b2-4ab≤0? D.a<0且b2-4ab≥0

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2、.不等式-3<4x-4x2≤0的解集是________________________?

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3、若0<a<1,則不等式(xa)(x)<0的解是__________________.

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4、已知集合A={xRx2x-2≤0},B={xRaxa+3},AB,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是______

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5、方程x2+(m-3)x+m=0有兩個(gè)實(shí)根,則m的取值范圍是______.

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6. 對(duì)于任意實(shí)數(shù)x,不等式(a-2)x2-2(a-2)x-4<0恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍. 7.m是什么實(shí)數(shù)時(shí),方程mx2-(1-m)x+m=0有實(shí)根??

8*、實(shí)系數(shù)不等式ax2+bx+c>0的解為n<x<m,其中n<0<m,求不等式cx2+bx+a<0的解

[答案]

1、B

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2、{x|-<x≤0或1≤x<}

試題詳情

3a<x<

4、a≥2或a≤-4

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5、 m≥9或m≤1

6,【解】 若a=2,不等式的解為全體實(shí)數(shù)

試題詳情

a≠2,則即-2<a<2?綜上-2<a≤2

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7,【解】 當(dāng)m=0時(shí),原方程為-x=0,x=0?∴m=0時(shí),方程有實(shí)根.?當(dāng)m≠0時(shí),由題意知Δ=(1-m)24m2≥0?3m22m-1≤0-1≤mm≠0?

試題詳情

綜上,當(dāng)m∈{m|-1≤m}時(shí),原方程有實(shí)根.

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8*,由已知,a<0,n+m=-,nm=<0,c>0 ,cx2+bx+a<0x2+x+<0,由已知=-(+),=,故x2-(+)x+<0,解為<x<

      

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2.5.2函數(shù)與方程:二分法求方程的近似解

[教學(xué)目標(biāo)]

[教學(xué)重點(diǎn)]二分法的掌握

[教學(xué)難點(diǎn)]二分法的理解

[備注]本節(jié)是一個(gè)課件

[教學(xué)過(guò)程]

一、創(chuàng)設(shè)情景,引入新課:

從上海到舊金山的海底電纜有15個(gè)接點(diǎn),現(xiàn)在某接點(diǎn)發(fā)生故障,需要及時(shí)修理,怎樣檢查?才能盡快斷定故障發(fā)生點(diǎn)?

分析:記上海到舊金山的接點(diǎn)依次分別為1,2,3,……,15,先檢查第8個(gè)接點(diǎn)處,如果從1到8通,則故障在8到15之間,否則故障在1到8之間(如:故障在8到15之間);再檢查第12個(gè)接點(diǎn),如果8到12通,則故障在12到15之間,否則故障在8到12之間(設(shè)在8到12之間);再檢查第10個(gè)接點(diǎn),……這樣一步步很快找到故障點(diǎn)。

象以上方法,將每個(gè)部分依次分成兩部分,逐步逼近的方法,稱二分法。用它不僅可以如此應(yīng)用,而且還可以求方程的近似解。主題:二分法求方程的近似解

二、新課內(nèi)容

x

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三、情感態(tài)度與價(jià)值觀:體會(huì)正面與迂回都是解決問(wèn)題的方法的思想

0.84^x-0.5

試題詳情

3.6

試題詳情

0.03383302

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3.8

試題詳情

0.01553872

4

試題詳情

-0.0021286

試題詳情

4.2

試題詳情

-0.0191905

試題詳情

4.4

試題詳情

-0.0356677

試題詳情

4.6

試題詳情

-0.0515803

試題詳情

4.8

試題詳情

-0.0669475

5

試題詳情

-0.0817881

試題詳情

例1、判斷0.84x=0.5在(3,5)之間是否有解?

試題詳情

解: ,設(shè)f(x)=0.84x-0.5, [方法一]作圖有在(3,5)之間有解

[方法二]計(jì)算得

f(3)>0,f(5)<0,故在(3,5)之間有解

說(shuō)明1:不能作了圖象后就直接說(shuō)它有解,即不能看起來(lái)象就說(shuō)它是,還需要證明。

試題詳情

練習(xí)1:方程ax=logax是否只有一個(gè)解?(答:未必;用課件演示)

說(shuō)明2:對(duì)于二次函數(shù)y=f(x),如果f(m)f(n)<0,則f(x)=0在(m,n)有且僅有一個(gè)實(shí)數(shù)根。對(duì)于一般的函數(shù)f(x),這個(gè)結(jié)論還是否成立?不成立需要加說(shuō)明條件?結(jié)論又是什么?

試題詳情

不成立,如圖的情況在(x1,x2)內(nèi)一定有解,但不是惟一解。一般的,對(duì)于連續(xù)函數(shù)y=f(x),f(m)f(n)<0,則f(x)=0在(m,n)內(nèi)一定有解,但未必只有一個(gè)解

練習(xí)2:判斷方程x3+3x-1=0在(0,1)內(nèi)是否有解?(有)

試題詳情

例2、利用計(jì)算器求方程lgx=3-x的近似解(精確到0.1)

x

lgx+x-3

2

試題詳情

-0.69897

試題詳情

2.1

試題詳情

-0.57778

試題詳情

2.2

試題詳情

-0.45758

試題詳情

2.3

試題詳情

-0.33827

試題詳情

2.4

試題詳情

-0.21979

試題詳情

2.5

試題詳情

-0.10206

試題詳情

2.6

試題詳情

0.014973

試題詳情

2.7

試題詳情

0.131364

試題詳情

2.8

試題詳情

0.247158

試題詳情

2.9

試題詳情

0.362398

3

試題詳情

0.477121

試題詳情

解:作出y=lgx與y=3-x的圖象如圖,(也可以列表如表)

試題詳情

解在(2,3)之間,檢驗(yàn)設(shè)f(x)=lgx+x-3,有: f(2)<0,f(3)>0,解x1∈(2,3);f(2.5)<0,解x1∈(2.5,3);f(2.75)>0, 解x1∈(2.5,2.75);f(2.625)>0,解在(2.5,2.625)之間;f(2.5625)<0,解在(2.5625,2.625).故解的近似值為2.6

說(shuō)明:以上就是用二分法求方程近似解的一個(gè)過(guò)程,是依次將區(qū)間二分,最后根據(jù)精確度四舍五入找到近似解。二分法求方程近似解的一般步驟是:

試題詳情

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

試題詳情

練習(xí):求方程2x+x=4及x3=2x+1的近似解(精確到0.1)(答案:⑴1.4;⑵,-1,-0.6,1.6)

四:作業(yè):教材P81---習(xí)題5,補(bǔ)充作業(yè)

補(bǔ)充習(xí)題

試題詳情

三、小結(jié):本節(jié)的主要問(wèn)題是二分法求方程的近似解:其中找異號(hào)端點(diǎn)值的方法有函數(shù)法和圖象法

1、寫出下列方程解的個(gè)數(shù):⑴4x2-6x-1=0在(-1,2)內(nèi)_______;⑵log2(x+4)=3x_______;⑶ex=1/x_____;⑷x=ln(x+2)在[e-2-2,e4-2]內(nèi)_______

試題詳情

2、下列不能用二分法求方程近似解的序號(hào)是(      )

試題詳情

    

試題詳情

試題詳情

3、已知函數(shù)f(x)=ax3+bx2+cx+d的圖象如圖,則b的范圍是_____________

試題詳情

試題詳情

4、函數(shù)f(x)=x(x-1)(x-2)+a一定有零點(diǎn)的區(qū)間是_____________

試題詳情

5、⑴方程=2x-3的解集是__________;⑵x3-x+1=0在(a,a+1),a∈Z上有解,則a=________________

試題詳情

6、討論方程lgx+lg(4-x)=2lga解的個(gè)數(shù)

試題詳情

7、已知f(x)為定義在R上的減函數(shù),且為奇函數(shù),解方程f(x3-x-1)+f(x2-1)(精確到0.1)

試題詳情

8*、某教育基金會(huì)50年前成立時(shí)共有基金440萬(wàn)元,基金會(huì)將這部分基金用于投資,每年將投資收益的一半用于資助教育事業(yè),已知今年這個(gè)基金會(huì)投入教育事業(yè)68萬(wàn)元,問(wèn)它的平均年收益率為多少?(精確到0.1%)

                     [答案]

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1、⑴2;⑵2;⑶1;⑷2

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2、③

試題詳情

3、b<0

試題詳情

4、(-∞,1)

試題詳情

5、⑴{};⑵-2

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6、a>1時(shí),有0個(gè);a=1時(shí),有一個(gè);0<a<1時(shí),有兩個(gè)

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7、1.2

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8*、440=68,x≈0.0468

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同步練習(xí)冊(cè)答案