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【摘 要】方程解的个数问题虽说是小课题但又是值得深思的问题。我们在解决相关问题时,以函数与方程、转化与化归为解题思想,以方程、图象、函数以及数学理论知识等为解题手段。在题型的结构与形式上,我们要深入细致地思考,挖掘解题的有效要素,选择的恰当解题方法,以期达到解题的目的。
【关键词】方程解 图形解 函数解
方程是贯穿整个数学课程的基本知识、基础内容,方程解的个数是常见方程问题之一,由于方程形式的多样性、结构的复杂性、内容的超越性,解方程解的个数问题时有困惑。
我们不要仅以方程的方法来解决该类问题,而是要突破思维定势,创建新型策略,通过形式的转化、结构的分析、方法的跨越,以达到解题的目的在多年的教学中,本人总结了定方程解个数问题的四种解法,呈现于此文,供大家参阅。
一、方程解数问题方程解
例1.已知f(x)=,求f(4x)=x的解的个数是
A.0B.1C.2D.3
解:由f(x)=得f(4x)=,则方程f(4x)=x可化为=x.
4x2-4x+1=0
∵△=16-16=0
∴方程有一个实数根,显然此根不等于零.
因此,原方程只有一个实数根。答案为B。
评析:以方程解的多少来确定方程实根的个数,这是基本的解法,这种方法适合于简单方程,如一般性整式方程,或可化为一般性的整式方程。然而,一些复杂的方程、超越方程,运用此法有一定的局限性,甚至出现无法解答的困境。
二、方程解数问题图形解
例2.已知x+b=有两个不同的实根,则b的取值范围。
解:设f(x)=x+b,g(x)=,两函数的图象如图2所示,其中参数b的几何意义是直线在轴上的截距。当直线在y轴的截距为b1时,两个图象有两个交点,向左上方平移直线,当直线在y轴的截距为b2时,两个图象就有一个交点了,而b1=1,b2=,所以,参数b的取值为[1,)。
评析:图形解方程个数问题,运用了数形结合的思想,它展示了数与形的统一性、和谐性。然而美中不足之处是:
有时我们做图不规范、不准确,会出现一些作图的误差与错误,这将会得出错误的答案。如,x∈[-π,π],方程tanx=sinx解的个数是多少?我们用图形来解答时,往往会出现五个交点的错误答案,其实在原点的左右附近(即x∈[-,])两个函数的图象除了原点外,再没有其他的交点。所以我们用图形法来解答方程解个数时,一定要注意作画的正确性,规范性,尤其在易错地方,可以由图象的变化趋势及用特值来代入验证是否相交。
三、方程解数问题函数解
定理1:设函数f(x)在定义域D内是连续函数,若f(x)min>0,则至少存在一个x0,x0∈d使得f(x0)=0。
定理2:设函数f(x)在区间上[a,b]是单调的连续函数,若f(a)<0且f(b)>0(或f(a)>0且f(b)<0),则有且只有一个x0,x0∈[a,b],使得f(x0)=0。
例3.方程cosx+sinx=,x∈(1,]解的个数是( ).
A.0B.1C.2D.3
解:构造函数f(x)=cosx+sinx-,可化为f(x)=sin(x+)-2+
∵x∈(1,],f1(x)=sin(x+)与f2(x)=都是减函数。
∴f(x)=sin(x+)-2+,在x∈(1,]内是单调减函数。
又f(x)min=f()=--2+<0且x→1,f(x)→+∞.
∴原方程有一个解。
因此,答案是B.
评议:函数解法用到函数的单调性、极值、边界值(或边界的变化趋势)等,特别对于有些函数有一些非连续点,我们在解题时,一定要注意在非连续点处函数图象的变化趋向,用极限的方法来解决这一问题。
(湖南武冈市职业中专;422400)
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
【关键词】方程解 图形解 函数解
方程是贯穿整个数学课程的基本知识、基础内容,方程解的个数是常见方程问题之一,由于方程形式的多样性、结构的复杂性、内容的超越性,解方程解的个数问题时有困惑。
我们不要仅以方程的方法来解决该类问题,而是要突破思维定势,创建新型策略,通过形式的转化、结构的分析、方法的跨越,以达到解题的目的在多年的教学中,本人总结了定方程解个数问题的四种解法,呈现于此文,供大家参阅。
一、方程解数问题方程解
例1.已知f(x)=,求f(4x)=x的解的个数是
A.0B.1C.2D.3
解:由f(x)=得f(4x)=,则方程f(4x)=x可化为=x.
4x2-4x+1=0
∵△=16-16=0
∴方程有一个实数根,显然此根不等于零.
因此,原方程只有一个实数根。答案为B。
评析:以方程解的多少来确定方程实根的个数,这是基本的解法,这种方法适合于简单方程,如一般性整式方程,或可化为一般性的整式方程。然而,一些复杂的方程、超越方程,运用此法有一定的局限性,甚至出现无法解答的困境。
二、方程解数问题图形解
例2.已知x+b=有两个不同的实根,则b的取值范围。
解:设f(x)=x+b,g(x)=,两函数的图象如图2所示,其中参数b的几何意义是直线在轴上的截距。当直线在y轴的截距为b1时,两个图象有两个交点,向左上方平移直线,当直线在y轴的截距为b2时,两个图象就有一个交点了,而b1=1,b2=,所以,参数b的取值为[1,)。
评析:图形解方程个数问题,运用了数形结合的思想,它展示了数与形的统一性、和谐性。然而美中不足之处是:
有时我们做图不规范、不准确,会出现一些作图的误差与错误,这将会得出错误的答案。如,x∈[-π,π],方程tanx=sinx解的个数是多少?我们用图形来解答时,往往会出现五个交点的错误答案,其实在原点的左右附近(即x∈[-,])两个函数的图象除了原点外,再没有其他的交点。所以我们用图形法来解答方程解个数时,一定要注意作画的正确性,规范性,尤其在易错地方,可以由图象的变化趋势及用特值来代入验证是否相交。
三、方程解数问题函数解
定理1:设函数f(x)在定义域D内是连续函数,若f(x)min>0,则至少存在一个x0,x0∈d使得f(x0)=0。
定理2:设函数f(x)在区间上[a,b]是单调的连续函数,若f(a)<0且f(b)>0(或f(a)>0且f(b)<0),则有且只有一个x0,x0∈[a,b],使得f(x0)=0。
例3.方程cosx+sinx=,x∈(1,]解的个数是( ).
A.0B.1C.2D.3
解:构造函数f(x)=cosx+sinx-,可化为f(x)=sin(x+)-2+
∵x∈(1,],f1(x)=sin(x+)与f2(x)=都是减函数。
∴f(x)=sin(x+)-2+,在x∈(1,]内是单调减函数。
又f(x)min=f()=--2+<0且x→1,f(x)→+∞.
∴原方程有一个解。
因此,答案是B.
评议:函数解法用到函数的单调性、极值、边界值(或边界的变化趋势)等,特别对于有些函数有一些非连续点,我们在解题时,一定要注意在非连续点处函数图象的变化趋向,用极限的方法来解决这一问题。
(湖南武冈市职业中专;422400)
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文