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第 8 章 函数应用

学了这么多函数,终于到了"用"的时候。这一章先把"方程的根"翻译成"函数的零点",再用二分法一步步逼近解,最后看函数怎么给现实问题建模。

知识点 8.1

函数零点与存在定理

使 f(x) = 0 成立的 x,叫函数 f(x) 的零点。三句话其实是一回事:

$f(x)=0$ 的根 $\Longleftrightarrow$ 函数 $y=f(x)$ 的零点 $\Longleftrightarrow$ 图象与 x 轴交点的横坐标
零点存在定理:如果函数在 [a, b] 上连续,且两端点的函数值异号(即 $f(a)\cdot f(b)\lt 0$),那么在 (a, b) 内至少有一个零点。直觉就是:曲线从 x 轴下面走到了上面,中间必然穿过 x 轴。

知识点 8.2

二分法求方程近似解

知道零点"藏在某个区间里"后,怎么把它抓得更准?二分法:每次取区间中点,看它和哪一端异号,就把零点锁进那一半,区间长度每步减半,很快就逼近真解。

演示:解 x² − 2 = 0(真解是 √2 ≈ 1.41421)。起始区间 [1, 2]:f(1)=−1<0,f(2)=2>0,异号。点"下一步"看区间怎么一半一半地夹住 √2。
步数:0

知识点 8.3

函数模型及其应用

现实问题常常能用函数来描述,关键是选对模型

一次函数 $y=kx+b$:匀速变化 | 二次函数:先增后减/有最值 | 指数函数:翻倍式增长 | 对数函数:增长越来越慢
选模型的直觉:"每隔一段时间增加固定的量"→一次;"按固定比例翻番"→指数;"有最大/最小值要求"→二次。第 6 章的"增长赛跑"已经告诉我们:长期看,指数模型增长最猛。

想动手感受指数与幂的差距,可回到 第 6 章 · 增长赛跑 再看一遍。

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