接棒數學
高一上📈 函數

多項式函數的圖形與勘根定理

Polynomial Graphs and the Root Location Theorem

公式

f(a)·f(b) < 0 ⟹ (a, b) 之間至少有一個實根

多項式函數是連續的,所以函數值變號的地方一定夾著一個根。

練這學期的計算題
先修

白話解釋

多項式函數的圖形有幾個穩定的特徵,先掌握它們就能大致畫出形狀。

**最高次項決定兩端的走向**。奇次項(如 x³)兩端方向相反,一邊往上一邊往下;偶次項(如 x⁴)兩端同向。首項係數為正時右端往上,為負時右端往下。

**n 次多項式最多有 n 個實根**,圖形最多與 x 軸交 n 次,而且最多有 n−1 個轉折。

**勘根定理**是找根最實用的工具:多項式函數是連續的,如果 f(a) 和 f(b) **異號**,那麼在 a 與 b 之間至少存在一個實根。因為連續的曲線要從 x 軸上方走到下方,必然會穿過 x 軸。

注意這是**單向**的:異號一定有根,但同號**不代表沒有根**——可能有兩個根(穿下去又穿回來),也可能有重根。這是最常見的誤用。

實務上先用有理根定理列出候選,再用勘根定理縮小範圍,最後用綜合除法驗證。

什麼時候用

估計根的位置、畫多項式圖形、判斷方程式有幾個實根。

最容易錯的地方

例題 · 3

先自己算,再看解答——這樣才有效。

  1. 1

    f(x) = x³ − 2x − 5,f(2) = ?

  2. 2

    承上,f(3) = 16。由勘根定理,實根落在 2 與多少之間?

  3. 3

    五次多項式最多有幾個實根?

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