内容正文:
2024年考点通关新高一暑假数学素养提升讲义(人教A版2019必修第一册)
专题19 函数的零点与方程的解9种常见考法归类(92题)
学科网(北京)股份有限公司1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
考点一 求函数的零点
考点二 零点的个数问题
考点三 判断零点所在的区间
考点四 根据函数零点所在的区间求参数范围
考点五 已知零点个数求参数范围
考点六 比较零点大小
考点七 求零点的和
考点八 二次函数的零点问题
考点九 函数与方程综合
知识点1:函数零点的概念
1、函数零点的概念
对于一般函数,我们把使的实数叫做函数的零点.
几何定义:函数的零点就是方程的实数解,也就是函数的图象与轴的公共点的横坐标.
这样:方程有实数解函数有零点函数的图象与轴有公共点
注:函数的零点不是函数与x轴的交点,函数的零点不是一个点,而是一个数,该数是函数图象与x轴交点的横坐标.
2、已学基本初等函数的零点
①一次函数只有一个零点;
②反比例函数没有零点;
③指数函数(且)没有零点;
④对数函数(且)只有一个零点1;
⑤幂函数当时,有一个零点0;当时,无零点。
知识点2:函数零点存在定理及其应用
1、函数零点存在定理
如果函数在区间上的图象是一条连续不断的曲线,且有,那么函数在区间内至少有一个零点,即存在,使得,这个也就是方程的解.
说明:定理要求具备两个条件:①函数在区间上的图象是连续不断的;②.两个条件缺一不可.
注:(1)函数零点存在定理的条件有哪些?定理要求具备两条:①函数在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线;②f(a)·f(b)<0.
(2)在函数零点存在定理中,若f(a)·f(b)<0,则函数f(x)在(a,b)内存在零点.则满足f(x)在(a,b)内连续且单调,且f(a)·f(b)<0.
2、函数零点的求法
①代数法:根据零点定义,求出方程的实数解;
②数形结合法:作出函数图象,利用函数性质求解
3、函数零点个数的判断
①利用代数法,求出所有零点;
②数形结合,通过作图,找出图象与轴交点的个数;
③数形结合,通过分离,将原函数拆分成两个函数,找到两个函数图象交点的个数;
④函数零点唯一:函数存在零点+函数单调.
知识点3:二次函数的零点问题
一元二次方程的实数根也称为函数的零点.
当时,一元二次方程的实数根、二次函数的零点之间的关系如下表所示:
的实数根
(其中)
方程无实数根
的图象
的零点
函数无零点
解题策略
1、求函数y=f(x)的零点的方法
(1)代数法:根据零点的定义,解方程f(x)=0,它的实数根就是函数y=f(x)的零点.
(2)几何法或性质法:若方程f(x)=0的解不易求出,可以根据函数y=f(x)的性质及图象求出零点.例如,已知f(x)是定义在R上的减函数,且f(x)为奇函数,求f(x)的零点:因为f(x)是奇函数,那么由奇函数的性质可知f(0)=0,因为f(x)是定义在R上的减函数,所以不存在其他的x使f(x)=0,从而y=f(x)的零点是0.
2、判断函数零点个数的六种常用方法
(1)分解因式法:可转化为一元n次方程根的个数问题,一般采用分解因式法来解决.
(2)判别式法:可转化为一元二次方程根的问题,通常用判别式法来判断根的个数.
(3)利用方程根,转化为解方程,有几个不同的实数根就有几个零点.
(4)画出函数y=f(x)的图象,判定它与x轴的交点个数,从而判定零点的个数.
(5)结合单调性,利用函数零点存在定理,可判定y=f(x)在(a,b)上零点的个数.
(6)转化成两个函数图象的交点个数问题.
3、确定函数f(x)零点所在区间的常用方法
(1)解方程法:当对应方程f(x)=0易解时,可先解方程,再看求得的根是否落在给定区间上.
(2)利用函数零点存在定理:首先看函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是否连续,再看是否有f(a)·f(b)<0.若f(a)·f(b)<0,则函数y=f(x)在区间(a,b)内必有零点.
(3)数形结合法:通过画函数图象,观察图象与x轴在给定区间上是否有交点来判断.
4、根据函数零点个数求参数值(范围)的方法
已知函数有零点(方程有根)求参数取值范围的方法:
(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,通过解不等式确定参数的取值范围.
(2)分离参数法:先将参数分离,然后转化成求函数值域问题加以解决.
(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.
考点一 求函数的零点
1.(2024秋·安徽·高一校联考阶段练习)函数的零点是( )
A. B.
C. D.
2.(2024秋·陕西西安·高一交大附中校考阶段练习)已知二次函数图象如图所示,那么二次函数的零点是 .
3.(2023春·浙江·高一校联考期中)函数的零点是
4.(2024秋·内蒙古通辽·高三校考阶段练习)函数的零点为 .
5.(2023·全国·高三专题练习)函数的零点为 .
6.(2023秋·辽宁铁岭·高一铁岭市清河高级中学校考期末)已知函数,则函数的零点为 .
7.(2024·全国·高一专题练习)判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出.
(1);
(2);
(3);
(4).
8.(2024·全国·高一专题练习)判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出零点.
(1);
(2);
(3);
(4)
9.(2024秋·江苏南京·高一南京市第一中学校考阶段练习)设是函数的两个零点,则的值为( )
A.2 B. C. D.
10.(2024·全国·高三专题练习)若是奇函数,且是函数的一个零点,则一定是下列哪个函数的零点( )
A. B.
C. D.
11.(2024·全国·高一专题练习)设函数,则方程的解集为 .
12.(2024秋·甘肃白银·高二校考阶段练习)已知函数则函数的所有零点构成的集合为 .
考点二 零点的个数问题
13.(2023·高一课时练习)已知二次函数,若,则在区间内的零点情况是( )
A.有两个零点 B.有唯一零点 C.没有零点 D.不确定
14.(2023·高一课时练习)方程的实数解的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
15.(2024·全国·高一专题练习)方程解的个数为 .
16.(2024秋·福建漳州·高三校考阶段练习)函数的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
17.(2024·全国·高一课堂例题)讨论方程的解的个数与分布情况.
18.(2023·全国·高三专题练习)已知,方程的实根个数为 .
19.(2023春·山东德州·高二校考阶段练习)若函数,则函数的零点个数是 .
20.(2023·全国·高三对口高考)函数的图象与函数的图象的交点个数为 个.
21.(2024·河南·校联考模拟预测)设是定义在上的周期为5的奇函数,,则在内的零点个数最少是( )
A.4 B.6 C.7 D.9
22.(2024秋·北京大兴·高三北京市大兴区第一中学校考阶段练习)函数的零点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
23.(2024·全国·高一专题练习)设函数是定义在上的奇函数,当时,,则的零点个数为 .
24.(2023·江苏·高一假期作业)已知函数.
(1)作出函数的图象;
(2)就a的取值范围讨论函数的零点的个数.
25.(2024秋·贵州遵义·高三校考阶段练习)已知是定义在上的偶函数,且在上的图象如图所示.
(1)在答题卡中作出在上的图象;
(2)求函数的零点的个数.
26.(2024·全国·高一专题练习)已知函数,则函数的零点个数是( )
A.6 B.5 C.4 D.3
27.(2023·上海浦东新·华师大二附中校考模拟预测)若的值域为,则至多有 个零点.
考点三 判断零点所在的区间
28.(2024秋·河南·高三校联考阶段练习)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
29.(2024·全国·高一专题练习)的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
30.(2024·全国·高一专题练习)函数的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
31.(2024秋·北京丰台·高三北京市第十二中学校考阶段练习)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
32.(2024·全国·高三专题练习)设函数的零点为,则所在的区间是( )
A. B.
C. D.
33.(2024·全国·高一专题练习)函数零点所在的区间是( )
A. B.
C. D.
34.(2023秋·重庆长寿·高一统考期末)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
35.(2024秋·四川广安·高三四川省广安友谊中学校考阶段练习)函数的一个零点在内,另一个零点在( )内.
A. B. C. D.
36.(2024·全国·高一专题练习)方程的根所在区间是( )
A. B. C. D.
37.(2024·吉林长春·东北师大附中校考一模)方程的根所在区间是( )
A. B. C. D.
38.(2023春·云南楚雄·高一统考期末)若是方程的解,则( )
A. B. C. D.
39.【多选】(2024秋·新疆·高一校联考期末)已知函数的图象是一条连续不断的曲线,且有如下对应值表:
1
3
5
7
24
13
1
则一定包含的零点的区间是( )
A. B. C. D.
40.【多选】(2024·全国·高三专题练习)若函数图象是连续不断的,且,,则下列命题不正确的是( )
A.函数在区间内有零点
B.函数在区间内有零点
C.函数在区间内有零点
D.函数在区间内有零点
考点四 根据函数零点所在的区间求参数范围
41.(2023春·天津红桥·高二统考学业考试)设为方程的解,若,则的值为 .
42.(2024·全国·高一专题练习)函数的零点为,且,,则k的值为( )
A.1 B.2 C.0 D.3
43.(2024·全国·高一专题练习)已知函数的零点位于区间内,则 .
44.(2023·高一课时练习)若函数在内恰有一个零点,则a的取值范围( )
A. B. C. D.
45.(2023秋·湖北襄阳·高一统考期末)若函数在区间内有零点,则实数的取值范围是 .
46.(2024·全国·高三专题练习)方程在区间上有解,则实数a的取值范围为 .
47.(2023·全国·高一假期作业)若函数在内有且只有一个零点,则的取值集合是 .
48.(2024·全国·高三专题练习)函数的一个零点在区间内,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
49.(2023春·河南信阳·高一统考期末)函数在区间上存在零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
50.(2024·全国·高三专题练习)函数在区间上存在零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
51.(2023·全国·高三专题练习)设为实数,函数在上有零点,则实数的取值范围为 .
52.(2024秋·山东枣庄·高一枣庄市第三中学校考期中)函数在上存在零点,则的取值范围是 .
53.(2023春·江苏宿迁·高一统考期中)函数在上存在零点,则整数t的值为 .
54.(2024·全国·高一专题练习)若函数在区间内恰有一个零点,其中,则的值为 .
考点五 已知零点个数求参数范围
55.(2024秋·江苏南京·高一南京市第九中学校考阶段练习)函数只有一个零点,则的取值集合为
56.(2023·全国·高一假期作业)若方程有两个不同的实数根,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
57.(2023·高一课时练习)若函数有2个零点,求实数a的取值范围.
58.(2024秋·山东德州·高三校考阶段练习)已知函数,.若有且只有1个零点,则a的取值范围是 .
59.(2024秋·江苏镇江·高一江苏省镇江第一中学校联考阶段练习)若二次函数在区间有且仅有一个零点,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
60.(2023·北京·高三专题练习)设,函数 若恰有一个零点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
61.(2024秋·北京海淀·高三校考阶段练习)函数有两个不同的零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
62.(2024秋·河北石家庄·高三校考阶段练习)已知函数,.若有2个零点,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
63.【多选】(2024·江苏连云港·校考模拟预测)已知函数,若关于的方程恰有两个不同的实数解,则下列选项中可以作为实数取值范围的有( )
A. B.
C. D.
64.(2024秋·北京·高三北京四中校考阶段练习)已知函数.
①若,则函数的值域为 ;
②若函数有三个不同的零点,则实数的取值范围是 .
65.(2024秋·福建福州·高二校考阶段练习)设,若方程有三个不同的实数根,则实数的取值范围是 .
66.(2023·湖南常德·常德市一中校考模拟预测)设表示m,n中的较小数.若函数至少有3个零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
67.(2024秋·江苏连云港·高三东海县第二中学校考阶段练习)已知函数,若关于的方程有个不同的实根,则实数的取值范围是 .
68.【多选】(2023·全国·高三专题练习)已知函数,若关于x的方程恰有两个互异的实数解,则实数a的值可以是( )
A.0 B.1 C. D.2
69.(2023春·云南昆明·高三云南省昆明市第十二中学校考阶段练习)已知函数是偶函数.当时,.
(1)求函数在上的解析式;
(2)若函数在区间上单调,求实数a的取值范围;
(3)已知,试讨论的零点个数,并求对应的m的取值范围.
考点六 比较零点大小
70.(2024秋·高一课时练习)已知:的零点,那么a,b,大小关系可能是( )
A. B.
C. D.
71.【多选】(2024·全国·高一专题练习)已知函数,的零点分别为,,则( )
A. B. C. D.
72.(2024·全国·高三专题练习)已知,,的零点分别是,,,则,,的大小顺序是( )
A. B. C. D.
73.(2024·全国·高一专题练习)函数,,的零点分别为a,b,c,则( )
A. B.
C. D.
74.(2024·全国·高三专题练习)设,,,则、、的大小关系是( )
A. B.
C. D.
75.【多选】(2024·全国·高一专题练习)已知函数的两个零点分别为,且,则( )
A. B.
C. D.
考点七 求零点的和
76.(2024秋·四川凉山·高一统考期末)函数,则函数的所有零点之和为( )
A.0 B.3 C.10 D.13
77.(2024秋·江西·高三校联考阶段练习)已知定义域为的函数满足,且曲线与曲线有且只有两个交点,则函数的零点之和是( )
A.2 B.-2 C.4 D.-4
78.(2024秋·辽宁沈阳·高三沈阳二十中校考开学考试)函数是定义在上的奇函数,当时,,则函数在上的所有零点之和为( )
A. B.32 C.16 D.8
79.【多选】(2024秋·广西南宁·高二南宁三十六中校考阶段练习)已知函数,若有四个不同的解且,则可能的取值为( )
A. B. C. D.
80.【多选】(2023春·西藏拉萨·高一统考期末)设函数,若函数有四个零点分别为,且,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
81.(2023春·浙江衢州·高一统考期末)已知函数,若且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
82.(2024秋·山西·高二校联考开学考试)已知函数,若互不相等的实数,,,,,满足,则的取值范围是 .
83.(2024秋·湖南长沙·高三周南中学校考开学考试)已知函数,若有四个解,则的取值范围是 .
考点八 二次函数的零点问题
84.(2023·高一课时练习)方程的一根大于1,一根小于1,则实数的取值范围是 .
85.(2023秋·江苏常州·高一常州市北郊高级中学校考期末)已知函数的零点为,满足,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
86.(2023·江苏·高一假期作业)已知函数的两个零点都大于2,则实数m的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
87.(2023·云南红河·弥勒市一中校考模拟预测)已知关于的方程,存在两个不同的实根,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
88.(2023·江苏·高一假期作业)已知函数.
(1)若该函数有两个不相等的正零点,求的取值范围;
(2)若该函数有两个零点,一个大于1,另一个小于1,求的取值范围.
考点九 函数与方程综合
89.(2023·全国·高三专题练习)已知函数是定义在上的偶函数,且当时,,函数在轴左侧的图象如图所示.
(1)求函数的解析式;
(2)若关于的方程有个不相等的实数根,求实数的取值范围.
90.(2023秋·高一单元测试)已知函数,常数.
(1)若是奇函数,求的值;
(2)若,在区间内有且仅有一个零点,求实数的取值范围.
91.(2023秋·江苏无锡·高一无锡市第一中学校考期末)已知函数为奇函数.
(1)求实数a的值;
(2)若方程在区间上无解,求实数m的取值范围.
92.(2023春·福建福州·高二福建省福州延安中学校考学业考试)已知函数
(1)证明:函数在上单调递减;
(2)讨论关于x的方程的实数解的个数.
$$2024年考点通关新高一暑假数学素养提升讲义(人教A版2019必修第一册)
专题19 函数的零点与方程的解9种常见考法归类(92题)
学科网(北京)股份有限公司1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
考点一 求函数的零点
考点二 零点的个数问题
考点三 判断零点所在的区间
考点四 根据函数零点所在的区间求参数范围
考点五 已知零点个数求参数范围
考点六 比较零点大小
考点七 求零点的和
考点八 二次函数的零点问题
考点九 函数与方程综合
知识点1:函数零点的概念
1、函数零点的概念
对于一般函数,我们把使的实数叫做函数的零点.
几何定义:函数的零点就是方程的实数解,也就是函数的图象与轴的公共点的横坐标.
这样:方程有实数解函数有零点函数的图象与轴有公共点
注:函数的零点不是函数与x轴的交点,函数的零点不是一个点,而是一个数,该数是函数图象与x轴交点的横坐标.
2、已学基本初等函数的零点
①一次函数只有一个零点;
②反比例函数没有零点;
③指数函数(且)没有零点;
④对数函数(且)只有一个零点1;
⑤幂函数当时,有一个零点0;当时,无零点。
知识点2:函数零点存在定理及其应用
1、函数零点存在定理
如果函数在区间上的图象是一条连续不断的曲线,且有,那么函数在区间内至少有一个零点,即存在,使得,这个也就是方程的解.
说明:定理要求具备两个条件:①函数在区间上的图象是连续不断的;②.两个条件缺一不可.
注:(1)函数零点存在定理的条件有哪些?定理要求具备两条:①函数在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线;②f(a)·f(b)<0.
(2)在函数零点存在定理中,若f(a)·f(b)<0,则函数f(x)在(a,b)内存在零点.则满足f(x)在(a,b)内连续且单调,且f(a)·f(b)<0.
2、函数零点的求法
①代数法:根据零点定义,求出方程的实数解;
②数形结合法:作出函数图象,利用函数性质求解
3、函数零点个数的判断
①利用代数法,求出所有零点;
②数形结合,通过作图,找出图象与轴交点的个数;
③数形结合,通过分离,将原函数拆分成两个函数,找到两个函数图象交点的个数;
④函数零点唯一:函数存在零点+函数单调.
知识点3:二次函数的零点问题
一元二次方程的实数根也称为函数的零点.
当时,一元二次方程的实数根、二次函数的零点之间的关系如下表所示:
的实数根
(其中)
方程无实数根
的图象
的零点
函数无零点
解题策略
1、求函数y=f(x)的零点的方法
(1)代数法:根据零点的定义,解方程f(x)=0,它的实数根就是函数y=f(x)的零点.
(2)几何法或性质法:若方程f(x)=0的解不易求出,可以根据函数y=f(x)的性质及图象求出零点.例如,已知f(x)是定义在R上的减函数,且f(x)为奇函数,求f(x)的零点:因为f(x)是奇函数,那么由奇函数的性质可知f(0)=0,因为f(x)是定义在R上的减函数,所以不存在其他的x使f(x)=0,从而y=f(x)的零点是0.
2、判断函数零点个数的六种常用方法
(1)分解因式法:可转化为一元n次方程根的个数问题,一般采用分解因式法来解决.
(2)判别式法:可转化为一元二次方程根的问题,通常用判别式法来判断根的个数.
(3)利用方程根,转化为解方程,有几个不同的实数根就有几个零点.
(4)画出函数y=f(x)的图象,判定它与x轴的交点个数,从而判定零点的个数.
(5)结合单调性,利用函数零点存在定理,可判定y=f(x)在(a,b)上零点的个数.
(6)转化成两个函数图象的交点个数问题.
3、确定函数f(x)零点所在区间的常用方法
(1)解方程法:当对应方程f(x)=0易解时,可先解方程,再看求得的根是否落在给定区间上.
(2)利用函数零点存在定理:首先看函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是否连续,再看是否有f(a)·f(b)<0.若f(a)·f(b)<0,则函数y=f(x)在区间(a,b)内必有零点.
(3)数形结合法:通过画函数图象,观察图象与x轴在给定区间上是否有交点来判断.
4、根据函数零点个数求参数值(范围)的方法
已知函数有零点(方程有根)求参数取值范围的方法:
(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,通过解不等式确定参数的取值范围.
(2)分离参数法:先将参数分离,然后转化成求函数值域问题加以解决.
(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.
考点一 求函数的零点
1.(2024秋·安徽·高一校联考阶段练习)函数的零点是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】解方程,即可得出答案.
【详解】解方程,即,
解得或,因此,函数的零点为.
故选:.
2.(2024秋·陕西西安·高一交大附中校考阶段练习)已知二次函数图象如图所示,那么二次函数的零点是 .
【答案】
【分析】结合函数的图象即可求解;
【详解】根据图象可得函数的零点是,
故答案为:.
3.(2023春·浙江·高一校联考期中)函数的零点是
【答案】/
【详解】令,
则,解得,
故答案为:.
4.(2024秋·内蒙古通辽·高三校考阶段练习)函数的零点为 .
【答案】
【分析】解方程,求出答案.
【详解】令,故,解得,
故的零点为2.
故答案为:2
5.(2023·全国·高三专题练习)函数的零点为 .
【答案】4
【详解】依题意有,
所以.
故答案为:4.
6.(2023秋·辽宁铁岭·高一铁岭市清河高级中学校考期末)已知函数,则函数的零点为 .
【答案】和
【详解】当时,令,解得;
当时,则在上单调递增,且,
故在内有且仅有一个零点2;
综上所述:函数的零点为和.
故答案为:和.
7.(2024·全国·高一专题练习)判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出.
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)零点是
(2)不存在
(3)零点是
(4)零点是3
【分析】根据函数零点的概念结合条件即得.
【详解】(1)令,解得,
所以函数的零点是;
(2)令=0,
由于,
所以方程无解,
所以函数不存在零点;
(3)令,解得,
所以函数的零点是;
(4)令,解得,
所以函数的零点是3.
8.(2024·全国·高一专题练习)判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出零点.
(1);
(2);
(3);
(4)
【答案】(1)和1
(2)
(3)2
(4)和
【分析】根据零点定义,令函数为0,解出值即可.
【详解】(1)令,
解得或.
所以函数的零点为,1.
(2)令,即,解得.
所以函数的零点为.
(3)令,即,解得.
所以函数的零点为2.
(4)当时,由,即,也就是,
解得或.因为,所以;
当时,由,即,
解得,满足.
所以函数的零点为和.
9.(2024秋·江苏南京·高一南京市第一中学校考阶段练习)设是函数的两个零点,则的值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意得到是函数的根,再利用韦达定理求解即可.
【详解】因为是函数的根,
由题意,,,
故选:D.
10.(2024·全国·高三专题练习)若是奇函数,且是函数的一个零点,则一定是下列哪个函数的零点( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据是奇函数可得,因为是的一个零点,代入得,利用这个等式对A、B、C、D四个选项进行一一判断可得答案.
【详解】因为是的一个零点,所以,
又因为f(x)为奇函数,所以,
所以,即.
所以,
故一定是的零点.
故选:C.
11.(2024·全国·高一专题练习)设函数,则方程的解集为 .
【答案】
【分析】根据给定条件,利用换元法求出方程的解集作答.
【详解】函数,令,则方程化为,
当时,,解得,当时,,解得,因此或,
当时,,显然,即,解得,
当时,,若,则,解得,若,则,解得,因此或,
所以方程的解集为.
故答案为:
12.(2024秋·甘肃白银·高二校考阶段练习)已知函数则函数的所有零点构成的集合为 .
【答案】
【分析】本题即求方程的所有根的集合,先解方程,得到,然后再解方程,可得所求.
【详解】函数的零点,即方程的所有根,
令,根据函数,方程的解是,
则方程的根,即为方程的根,
当时,,由,,
当时,,由,,
综上,函数所有零点构成的集合是.
故答案为:.
考点二 零点的个数问题
13.(2023·高一课时练习)已知二次函数,若,则在区间内的零点情况是( )
A.有两个零点 B.有唯一零点 C.没有零点 D.不确定
【答案】C
【详解】因为函数开口向下,又,
所以在区间内没有零点.
故选:C
14.(2023·高一课时练习)方程的实数解的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【详解】在同一直角坐标系中画出函数和的图象,
由图象可知:两个函数图象只有一个交点,故方程的实数解的个数为1,
故选:B
15.(2024·全国·高一专题练习)方程解的个数为 .
【答案】1
【分析】根据函数零点存在定理,或者函数与方程的思想判断函数图象交点个数即可得出答案.
【详解】解法一:令,则;
在同一平面直角坐标系中分别画出函数与的图象,如图所示.
由图可知函数与的图象只有一个交点,
即函数只有一个零点.
故原方程只有1个解.
解法二:因为,,
所以,说明函数在区间内有零点.
又在区间上是增函数,所以原方程只有一个解.
故答案为:1
16.(2024秋·福建漳州·高三校考阶段练习)函数的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【分析】分和两种情况,根据函数单调性和零点存在性定理分析求解.
【详解】当时,则,即,
可得,
所以在内无零点;
当时,则,即,
可得,
因为在定义域内单调递增,则在内单调递减,
且,
所以在内有且仅有一个零点;
综上所述:函数的零点个数为1个.
故选:A.
17.(2024·全国·高一课堂例题)讨论方程的解的个数与分布情况.
【答案】答案见解析
【分析】方程的解是函数的零点,可以通过适当的计算和增减性讨论来解答;也可以将所求方程的解看成是两函数和的图象的公共点的横坐标.
【详解】函数,其零点就是方程的解.
计算得:,,
可见在内有零点.
另一方面,由于单调递增而也单调递增(因为单调递减),
因此单调递增,所以在内恰有一个零点.
由图象可看出,函数与的图象只在区间内有一个交点,
所以原方程有且只有一个解,且此解在区间上.
18.(2023·全国·高三专题练习)已知,方程的实根个数为 .
【答案】2
【详解】由,则,
则令,,
分别作出它们的图象如下图所示,
由图可知,有两个交点,所以方程的实根个数为2.
故答案为:2.
19.(2023春·山东德州·高二校考阶段练习)若函数,则函数的零点个数是 .
【答案】2
【详解】作出与的函数图像如图:
由图像可知两函数图像有个交点,
所以函数有两个零点.
故答案为:
20.(2023·全国·高三对口高考)函数的图象与函数的图象的交点个数为 个.
【答案】2
【详解】在同一坐标系中作出两个函数的图象,如图,它们交点个数为2.
故答案为:2.
21.(2024·河南·校联考模拟预测)设是定义在上的周期为5的奇函数,,则在内的零点个数最少是( )
A.4 B.6 C.7 D.9
【答案】D
【分析】利用函数的周期性、奇偶性求区间零点的个数.
【详解】因为是定义在上的周期为5的奇函数,
所以,又,所以,
则,则.
所以,
故零点至少有,则在内的零点个数最少是9.
故选:D
22.(2024秋·北京大兴·高三北京市大兴区第一中学校考阶段练习)函数的零点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】结合分段函数,在各自的范围判断零点个数即可.
【详解】当时,令,解得:;
当时,在上单调递增,
又,所以,
所以在上有且只有1个零点;
综上,在上有2个零点.
故选:C
23.(2024·全国·高一专题练习)设函数是定义在上的奇函数,当时,,则的零点个数为 .
【答案】3
【分析】时,,由数形结合知,此时有一个零点.依据奇函数的对称性知,时也有一个零点.又因为奇函数定义域为全体实数,所以,即过原点.从而可求出结果.
【详解】∵函数是定义域为的奇函数,
∴,所以0是函数的一个零点,
当时,令,
得到,
分别画出函数和的图像,如图所示,有一个交点,
所以函数在上有一个零点,
又根据对称性知,当时,函数也有一个零点.
综上所述,的零点个数为3.
故答案为:3.
24.(2023·江苏·高一假期作业)已知函数.
(1)作出函数的图象;
(2)就a的取值范围讨论函数的零点的个数.
【答案】(1)作图见解析
(2)答案见解析
【详解】(1)先作出的图象,然后将其在x轴下方的部分翻折到x轴上方,原x轴上及其上方的图象及翻折上来的图象便是所要作的图象.
.
(2)由图象易知,函数的零点的个数就是函数的图象与直线的交点的个数..
当时,函数的零点的个数为0;
当与时,函数的零点的个数为2;
当时,函数的零点的个数为4;
当时,函数的零点的个数为3.
25.(2024秋·贵州遵义·高三校考阶段练习)已知是定义在上的偶函数,且在上的图象如图所示.
(1)在答题卡中作出在上的图象;
(2)求函数的零点的个数.
【答案】(1)答案见解析
(2)零点的个数为4
【分析】(1)根据偶函数关于轴对称,即可画出函数图象;
(2)依题意可得,则问题转化为直线与图象的交点个数.
【详解】(1)因为是定义在上的偶函数,所以函数图象关于轴对称,
则作出在上的图象如下图所示:
(2)由,得,
因为,
所以直线与的图象有个公共点,
所以零点的个数为4.
26.(2024·全国·高一专题练习)已知函数,则函数的零点个数是( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】C
【分析】将函数的零点个数转化为方程和根的个数,然后再转化为函数与,图象交点个数,最后结合图象判断即可.
【详解】函数的零点,
即方程和的根,函数的图象,如下图所示:
由图可得方程和的根,共有4个根,即函数有4个零点.
故选:C.
27.(2023·上海浦东新·华师大二附中校考模拟预测)若的值域为,则至多有 个零点.
【答案】4
【详解】当时,,
由可得,;
当时,,
由可得,或;
当时,,
由可得,或.
综上所述,的零点可能是或或或.
所以,的零点至多有4个.
故答案为:4.
考点三 判断零点所在的区间
28.(2024秋·河南·高三校联考阶段练习)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据零点存在性定理判断即可.
【详解】在上连续且单调递增,,,故函数的零点位于区间内.
故选:B.
29.(2024·全国·高一专题练习)的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据函数单调性及函数零点存在性定理求解.
【详解】因为在上单调递增,
且,
所以函数零点所在区间为.
故选:C
30.(2024·全国·高一专题练习)函数的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据零点存在性定理,即可判断选项.
【详解】函数为增函数,
,,,,
所以函数的零点所在的区间为.
故选:B
31.(2024秋·北京丰台·高三北京市第十二中学校考阶段练习)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】计算端点函数值,根据零点存在性定理和单调性直接判断可得.
【详解】易知增函数加增函数为增函数,函数在定义域上单调递增,且,
,所以存在唯一零点,且.
故选:C.
32.(2024·全国·高三专题练习)设函数的零点为,则所在的区间是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由零点存在性定理求解.
【详解】易知在上单调递增且连续,,,
所以
故选:B
33.(2024·全国·高一专题练习)函数零点所在的区间是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用函数的单调性及零点存在性定理即可得解.
【详解】由单调性的性质易得在上单调递增,
又,,
所以的零点所在的区间是.
故选:C.
34.(2023秋·重庆长寿·高一统考期末)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】易知函数定义域为,且函数单调递增,
又,所以上没有零点;
,
,由零点存在定理可知,
所以零点所在区间是.
故选:D
35.(2024秋·四川广安·高三四川省广安友谊中学校考阶段练习)函数的一个零点在内,另一个零点在( )内.
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意结合零点存在性定理列不等式组求解即可.
【详解】因为函数的一个零点在内,
所以,又因为函数在连续不断,根据零点存在性定理另一个零点在内.
故选:C.
36.(2024·全国·高一专题练习)方程的根所在区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】构造函数,判断函数的单调性,然后根据零点存在性定理分析判断即可
【详解】构造函数,
因为和在上单调递减,所以函数在上单调递减,
且函数的图象是一条连续不断的曲线,
因为,,,
由的单调性可知,,则,
故函数的零点所在的区间为,
即方程的根属于区间.
故选:C
37.(2024·吉林长春·东北师大附中校考一模)方程的根所在区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将问题转化为零点所在区间的求解问题,利用零点存在定理求解即可.
【详解】设,则方程根所在区间即为零点所在区间,
与在上均为增函数,在上单调递增;
对于A,,当时,,A错误;
对于B,,,即,
,使得,B正确;
对于CD,当时,,在区间和上无零点,C错误,D错误.
故选:B.
38.(2023春·云南楚雄·高一统考期末)若是方程的解,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为函数在定义上单调递增,
又,,
所以函数的零点所在区间是,即.
故选:C.
39.【多选】(2024秋·新疆·高一校联考期末)已知函数的图象是一条连续不断的曲线,且有如下对应值表:
1
3
5
7
24
13
1
则一定包含的零点的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【分析】根据零点存在性定理结合表中的数据分析判断即可
【详解】因为的图象是一条连续不断的曲线,
且,
所以一定包含的零点的区间是.
故选:BCD
40.【多选】(2024·全国·高三专题练习)若函数图象是连续不断的,且,,则下列命题不正确的是( )
A.函数在区间内有零点
B.函数在区间内有零点
C.函数在区间内有零点
D.函数在区间内有零点
【答案】ABC
【分析】根据零点存在定理分析判断.
【详解】因为,则中有一个小于0,另两个大于0,或三个都小于0.
若,又,
则,所以函数在区间内有零点;
若,又,
则,,所以函数在区间,内有零点;
若,又,
则,所以函数在区间内有零点;
若,又,
则,所以函数在区间内有零点,
综上,函数在区间内必有零点,因此ABC错误,D正确.
故选:ABC.
考点四 根据函数零点所在的区间求参数范围
41.(2023春·天津红桥·高二统考学业考试)设为方程的解,若,则的值为 .
【答案】
【详解】由题意可知是方程的解,所以,
令,由,所以,
再根据,可得,
故答案为: .
42.(2024·全国·高一专题练习)函数的零点为,且,,则k的值为( )
A.1 B.2 C.0 D.3
【答案】A
【分析】利用函数的零点存在定理求解.
【详解】解:因为在上单调递增,
又,
所以,
故选:A
43.(2024·全国·高一专题练习)已知函数的零点位于区间内,则 .
【答案】2
【分析】利用函数单调性和零点存在性定理可知,函数在区间内存在零点即可得出结果.
【详解】由题意可知函数在定义域内单调递增,
易知,
而,所以,
根据零点存在定理可知,函数在区间内存在零点,
所以可得.
故答案为:
44.(2023·高一课时练习)若函数在内恰有一个零点,则a的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】当时,只有一个零点,不符合题意,
当时,若,即,函数只有一个零点,不符合题意,
因函数在内恰有一个零点,则,即,解得,
所以a的取值范围是.
故选:A
45.(2023秋·湖北襄阳·高一统考期末)若函数在区间内有零点,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】由题意得:为连续函数,
且在上单调递减,在上单调递增,
故,,,
所以只需或,
解得:,
故实数的取值范围是.
故答案为:
46.(2024·全国·高三专题练习)方程在区间上有解,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据在区间端点的正负列式求解即可.
【详解】考查,因为,且开口向上,
故在区间上最多有一个零点,结合零点存在性定理可得,若方程在区间上有解,
则,即,解得.
故答案为:
47.(2023·全国·高一假期作业)若函数在内有且只有一个零点,则的取值集合是 .
【答案】
【详解】
由已知得,,.
由二次函数图象及函数零点存在定理可知,
该函数在内只有一个零点,只需,解得.
故答案为:.
48.(2024·全国·高三专题练习)函数的一个零点在区间内,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】判断函数单调性,根据零点所在区间,列出相应不等式,即可求得答案.
【详解】因为函数,在上单调递增,
所以函数在上单调递增,
由函数的一个零点在区间内得,
解得,
故选:A
49.(2023春·河南信阳·高一统考期末)函数在区间上存在零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由零点存在定理可知,若函数在区间上存在零点,
显然函数为增函数,只需满足,即,
解得,
所以实数的取值范围是.
故选:D
50.(2024·全国·高三专题练习)函数在区间上存在零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据零点存在定理即可得,解出实数的取值范围为.
【详解】由零点存在定理可知,若函数在区间上存在零点,
显然函数为增函数,只需满足,即,
解得,
所以实数的取值范围是.
故选:D
51.(2023·全国·高三专题练习)设为实数,函数在上有零点,则实数的取值范围为 .
【答案】
【详解】因为在单调递增,且有零点,
所以,解得,
故答案为:
52.(2024秋·山东枣庄·高一枣庄市第三中学校考期中)函数在上存在零点,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】首先判断函数的单调性,在根据零点情况,结合端点值的正负,列式求实数的取值范围.
【详解】为增函数减函数=增函数,
若函数在上存在零点,则且,
解得:.
故答案为:
53.(2023春·江苏宿迁·高一统考期中)函数在上存在零点,则整数t的值为 .
【答案】1
【分析】得到的单调性,结合零点存在性定理及特殊值求出答案.
【详解】在R上单调递增,由零点存在性定理可知,
,
由于,
故整数.
故答案为:1
54.(2024·全国·高一专题练习)若函数在区间内恰有一个零点,其中,则的值为 .
【答案】
【分析】根据题意转化为函数与图象的交点,根据,得到函数在内有一个零点,结合题意得到,即可求解.
【详解】如图所示,函数的零点,即函数与图象的交点,
由图象可知,两函数的图象只有一个交点,且,
所以,所以函数在内有一个零点,
又由,所以,所以.
故答案为:.
考点五 已知零点个数求参数范围
55.(2024秋·江苏南京·高一南京市第九中学校考阶段练习)函数只有一个零点,则的取值集合为
【答案】
【分析】分和讨论即可.
【详解】(1)若,即时,
①当时,此时,此时没有零点,
②当时,此时,令,解得,符合题意,
(2)当时,令,
则,解得或1(舍去),
综上或,则的取值集合为.
故答案为:.
56.(2023·全国·高一假期作业)若方程有两个不同的实数根,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】令,
由于当时,,,且;
当时,,,且,
作出函数的图象如图所示,
则当时,函数与的图象有两个交点,即方程有两个不同的实数根,
的取值范围是.
故选:C.
57.(2023·高一课时练习)若函数有2个零点,求实数a的取值范围.
【答案】
【详解】令,
令,则,
画出的大致图象如下:
由图象可知:当或时,直线与的图象有两个交点,符合题意,
故a的取值范围为,
58.(2024秋·山东德州·高三校考阶段练习)已知函数,.若有且只有1个零点,则a的取值范围是 .
【答案】
【分析】令,将函数的零点个数问题转化成函数与函数的交点个数问题,然后在同一坐标系中,画出与的函数图象,最后根据图象求解出结果.
【详解】令,则,
在同一坐标系中画出,图象的示意图,如图所示,
若存在2个零点,则的图象与的图象有2个交点,平移的图象可知,当直线过点时,有2个交点,此时,得到,
当在上方,即时,仅有1个交点,符合题意;
当在下方,即时,有2个交点,不符合题意,
综上,a的取值范围为,
故答案为:.
59.(2024秋·江苏镇江·高一江苏省镇江第一中学校联考阶段练习)若二次函数在区间有且仅有一个零点,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】求出函数的对称轴,然后根据已知可得,从而可求得结果.
【详解】二次函数的对称轴为,
因为函数在区间有且仅有一个零点,
所以,即,得,
即的取值范围为,
故选:A
60.(2023·北京·高三专题练习)设,函数 若恰有一个零点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】画出函数的图象如下图所示:
函数可由分段平移得到,
易知当时,函数恰有一个零点,满足题意;
当时,代表图象往上平移,显然没有零点,不符合题意;
当时,图象往下平移,当时,函数有两个零点;
当时,恰有一个零点,满足题意,即;
综上可得的取值范围是.
故选:D
61.(2024秋·北京海淀·高三校考阶段练习)函数有两个不同的零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将有两个不同的零点转化为方程在有,两个根,然后利用韦达定理列不等式求解即可.
【详解】令,则,
函数单调递增,所以要想有两个不同的零点,
则需要函数有两个零点,即方程在有,两个根,
所以,解得.
故选:B.
62.(2024秋·河北石家庄·高三校考阶段练习)已知函数,.若有2个零点,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】有2个零点,则函数与函数的图象有2个交点,利用函数图象判断实数a的取值范围.
【详解】时,,函数在上单调递减,,
令可得,作出函数与函数的图象如图所示:
由上图可知,当时,函数与函数的图象有2个交点,此时,函数有2个零点.因此,实数a的取值范围是.
故选:D.
63.【多选】(2024·江苏连云港·校考模拟预测)已知函数,若关于的方程恰有两个不同的实数解,则下列选项中可以作为实数取值范围的有( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】将方程有根转化为曲线和直线的交点个数问题,根据函数图像分析运算即可得解.
【详解】解:因为关于的方程恰有两个不同的实数解,
所以函数的图象与直线的图象有两个交点,作出函数图象,如下图所示,
所以当时,函数与的图象有两个交点,
所以实数m的取值范围是.
四个选项中只要是的子集就满足要求.
故选:BCD.
64.(2024秋·北京·高三北京四中校考阶段练习)已知函数.
①若,则函数的值域为 ;
②若函数有三个不同的零点,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据二次函数和指数函数的性质即可求出函数的值域;根据零点和对应方程的解得关系可知,当时方程有1个解,当时方程有2个解,结合即可求解.
【详解】若,,
当时,,
当时,,
所以,即函数的值域为;
若函数有三个零点,
当时,令,
当时,方程有2个解,则,
即,由解得,
综上,,即实数a的取值范围为.
故答案为:;.
65.(2024秋·福建福州·高二校考阶段练习)设,若方程有三个不同的实数根,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】求出在时的取值范围,再画出函数图象,则问题转化为与有三个不同的交点,数形结合即可求出参数的取值范围.
【详解】因为,
当时,则,所以,即,
画出函数图象如下所示:
因为方程有三个不同的实数根,即与有三个不同的交点,
由图可知,即实数的取值范围是.
故答案为:
66.(2023·湖南常德·常德市一中校考模拟预测)设表示m,n中的较小数.若函数至少有3个零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由题意可得有解,
所以,解得或,
当时,必有,解得;
当时,必有,不等式组无解,
综上所述,,∴的取值范围为.
故选:A
67.(2024秋·江苏连云港·高三东海县第二中学校考阶段练习)已知函数,若关于的方程有个不同的实根,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】作出图象,令,可知方程有个不等实根,采用数形结合的方式可确定的取值范围,结合二次函数零点的分布可构造不等式组求得结果.
【详解】作出函数的图象如下图所示,
令,
关于的方程有个不同的实根,
方程有个不同的实根,
,解得:或;
与与共有个交点,
不妨令,又,
或,
设,
当时,,解得:;
当时,,不等式组无解;
综上所述:实数的取值范围为.
故答案为:.
【点睛】思路点睛:本题考查根据方程根的个数求解参数范围的问题,解题的基本思路是通过换元法和数形结合的方式,将问题转化为一元二次方程根的分布的问题,通过两根的范围,结合二次函数零点分布的知识来构造不等式组求解.
68.【多选】(2023·全国·高三专题练习)已知函数,若关于x的方程恰有两个互异的实数解,则实数a的值可以是( )
A.0 B.1 C. D.2
【答案】BCD
【详解】函数的图象,如图所示:
由题意知,直线与的图象有2个交点.
当直线过点时,,
当直线过点时,.
结合图象如图可知,当时,直线与的图象有2个交点,
如图所示:
又当直线与曲线相切在第一象限时,
直线与的图象也有2个交点,如图所示:
,化简可得,由,得,
又由图可知,所以,此时切点的横坐标为2符合.
综上,实数a的取值范围是.
故选:BCD.
69.(2023春·云南昆明·高三云南省昆明市第十二中学校考阶段练习)已知函数是偶函数.当时,.
(1)求函数在上的解析式;
(2)若函数在区间上单调,求实数a的取值范围;
(3)已知,试讨论的零点个数,并求对应的m的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
(3)答案见解析
【详解】(1)设,则
∴
∵为偶函数
∴
综上,有
(2)由(1)作出的图像如图:
因为函数在区间上具有单调性,
由图可得或,解得或;
故实数的取值范围是或.
(3)由(1)作出的图像如图:
由图像可知:
当时,有两个零点;
当时,有四个零点;
当时,有六个零点;
当时,有三个零点;
当时,没有零点.
考点六 比较零点大小
70.(2024秋·高一课时练习)已知:的零点,那么a,b,大小关系可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意可设,作出函数的大致图象,结合它们的零点,数形结合,可判断出答案.
【详解】由题意:的零点,则,
令,则,
而,则其图象可由图象向下平移2个单位得到,
故可作出函数的大致图象如图:
由此可知应介于两数之间,结合选项可知可能的结果为,
故B,C,D错误,A正确,
故选:A
71.【多选】(2024·全国·高一专题练习)已知函数,的零点分别为,,则( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【分析】由指数函数与对数函数、的对称性知与关于直线对称,利用指数幂、对数运算的性质计算依次判断选项即可.
【详解】因为函数与的图象关于直线对称,图象也关于直线对称,
设与图象的交点为A,
与图象的交点为,
则与关于直线对称,则,.
因为,所以,则,即,
因为的图象与直线的交点为,
所以,,,则.
故选:ABD.
72.(2024·全国·高三专题练习)已知,,的零点分别是,,,则,,的大小顺序是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将函数的零点,转化为函数的图象分别与函数、、的图象交点的横坐标,利用数形结合法求解.
【详解】解:函数,,的零点,
即为函数分别与函数、、的图象交点的横坐标,
如图所示:
由图可得.
故选:B
73.(2024·全国·高一专题练习)函数,,的零点分别为a,b,c,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】分别令、、,根据函数定义域可得的范围,从而求出的范围可得答案.
【详解】令,可得,因为,所以,,
可得,所以;
令,可得,因为,所以,,
可得,所以;
令,可得,因为,所以,,
可得,所以;
综上,.
故选:A.
74.(2024·全国·高三专题练习)设,,,则、、的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用零点存在定理计算出、的取值范围,利用对数函数的单调性可得出,即可得出、、的大小关系.
【详解】构造函数,因为函数、在上均为增函数,
所以,函数为上的增函数,且,,
因为,由零点存在定理可知;
构造函数,因为函数、在上均为增函数,
所以,函数为上的增函数,且,,
因为,由零点存在定理可知.
因为,则,因此,.
故选:B.
75.【多选】(2024·全国·高一专题练习)已知函数的两个零点分别为,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】根据零点的性质,将问题转化为两函数求交点问题,利用指数函数单调性以及对数运算以及单调性,可得答案.
【详解】函数的两个零点即函数与的图象的两个交点的横坐标,作出两个函数的图象,如下图:
则,,即,,故D错误;
由图可知,且,,则,
由,,则,即,可得,即,
故A、C正确,B错误.
故选:AC.
考点七 求零点的和
76.(2024秋·四川凉山·高一统考期末)函数,则函数的所有零点之和为( )
A.0 B.3 C.10 D.13
【答案】D
【分析】令,根据,求得或,再根据和,结合分段函数的解析式,即可求解.
【详解】令,
由得或,所以或,
当时,或,
当时,则或,解得,
所以函数的所有零点之和为.
故选:D.
77.(2024秋·江西·高三校联考阶段练习)已知定义域为的函数满足,且曲线与曲线有且只有两个交点,则函数的零点之和是( )
A.2 B.-2 C.4 D.-4
【答案】A
【分析】判断函数和的图象关于点对称,即可判断曲线与曲线有且只有的两个交点关于点对称,结合函数图象交点与函数零点的关系,可得函数的零点之和.
【详解】由题意定义域为的函数满足,
则的图象关于点成中心对称,
函数的图象是由的图象向右平移一个单位得到,
故的图象关于点成中心对称,
又曲线与曲线有且只有两个交点,
则这两个交点关于对称,故这两个交点的横坐标之和为2,
而函数的零点即为曲线与曲线交点的横坐标,
故函数的零点之和是2,
故选:A
78.(2024秋·辽宁沈阳·高三沈阳二十中校考开学考试)函数是定义在上的奇函数,当时,,则函数在上的所有零点之和为( )
A. B.32 C.16 D.8
【答案】D
【分析】由题意可得是偶函数,则函数的零点都是以相反数的形式成对出现的,从而函数在上所有的零点的和为0,则函数在上所有的零点的和,即函数在上所有的零点之和,即方程在上的所有实数解之和,作出函数的图象,数形结合可得答案.
【详解】∵函数是定义在上的奇函数,∴.
又∵函数,
∴
∴函数是偶函数,∴函数的零点都是以相反数的形式成对出现的.
∴函数在上所有的零点的和为0,
∴函数在上所有的零点的和,即函数在上所有的零点之和.
即方程在上的所有实数解之和.
由时,,故有,
∴函数在上的值域为,当且仅当时,.
又∵当时,,如图:
∴函数在上的值域为;函数在上的值域为;
函数在上的值域为,当且仅当时,,
即方程在上的有一个实数解,即有一个零点;
综上,函数在上的所有零点之和为8.
故选:D.
79.【多选】(2024秋·广西南宁·高二南宁三十六中校考阶段练习)已知函数,若有四个不同的解且,则可能的取值为( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】作出分段函数的图象,数形结合确定以及,进而可得,构造函数结合函数的单调性即可得解.
【详解】当时,,
当时,,当时,,
作出函数的图象如下,
则由图象可知,的图象与有4个交点,分别为,
因为有四个不同的解且,
所以,且,且,,
又因为
所以即,所以,
所以,且,
构造函数,
因为函数在上都是减函数,
所以函数在上单调递减,
所以,即,
所以.
故选:BC.
【点睛】方法点睛:已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解.
80.【多选】(2023春·西藏拉萨·高一统考期末)设函数,若函数有四个零点分别为,且,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】根据题意,函数与有四个交点,横坐标分别为且,进而数形结合,结合对数运算,依次讨论各选项即可得答案.
【详解】因为有四个零点,
所以函数与有四个交点,横坐标分别为且,
作出函数的图象,如图所示,
由图可得,故A正确;
,故B错误;
,所以
由,得,
所以,所以,故C正确;
由,得,由,得,
所以,
,
由双勾函数的单调性可得函数在上递减,
所以,故D正确.
故选:ACD.
81.(2023春·浙江衢州·高一统考期末)已知函数,若且,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】画出函数的图象如图,
若,由,即,
即,即,所以,
当时,单调递增,且,
令,则,所以,
.
故选:D.
82.(2024秋·山西·高二校联考开学考试)已知函数,若互不相等的实数,,,,,满足,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据解析式画出函数草图,利用绝对值函数、对数函数、二次函数的性质得,,,结合对勾函数性质求零点之和的范围.
【详解】根据解析式可得草图如下:
要使互不相等的实数满足,
由图知:,,,且,
令,则或;令,则或;令,则;
令,则;令,则;令,则或;
所以,
所以,在上递增,
所以.
故答案为:
83.(2024秋·湖南长沙·高三周南中学校考开学考试)已知函数,若有四个解,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】分析函数的性质,作出函数的图象,借助对勾函数性质及二次函数对称性求解作答.
【详解】当时,在上递减,函数值集合为,在上递增,函数值集合为,
当时,在上递减,函数值集合为,在上递增,函数值集合为,
显然函数在上的图象关于直线对称,如图,
方程的四个解是直线与曲线的四个交点横坐标为,
显然,不妨令,则有,,有,
因此,而对勾函数在上单调递增,则,即,
所以的取值范围是.
故答案为:
考点八 二次函数的零点问题
84.(2023·高一课时练习)方程的一根大于1,一根小于1,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】∵方程 的一根大于1,另一根小于1,
令,
则,
解得.
故答案为:.
85.(2023秋·江苏常州·高一常州市北郊高级中学校考期末)已知函数的零点为,满足,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】开口向上,对称轴为,
要想满足,则要,
解得:.
故选:B
86.(2023·江苏·高一假期作业)已知函数的两个零点都大于2,则实数m的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】因为二次函数图象的开口向上,对称轴,函数的两个零点都大于2,
所以,解得.
故选:C
87.(2023·云南红河·弥勒市一中校考模拟预测)已知关于的方程,存在两个不同的实根,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由题意可得,即在时有2个不同的解,
设,根据双勾函数的性质可知,
在单调递减,单调递增,
且,
要使在时有2个不同的解,
则,
故选:D.
88.(2023·江苏·高一假期作业)已知函数.
(1)若该函数有两个不相等的正零点,求的取值范围;
(2)若该函数有两个零点,一个大于1,另一个小于1,求的取值范围.
【答案】(1)或
(2)或
【详解】(1)因为二次函数有两个不相等的正零点,且对称轴,
所以,解得或.
(2)因为二次函数有两个零点,一个大于1,另一个小于1,
所以,得或.
考点九 函数与方程综合
89.(2023·全国·高三专题练习)已知函数是定义在上的偶函数,且当时,,函数在轴左侧的图象如图所示.
(1)求函数的解析式;
(2)若关于的方程有个不相等的实数根,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由图象知:,即,解得:,当时,;
当时,,,
为上的偶函数,当时,;
综上所述:;
(2)为偶函数,图象关于轴对称,可得图象如下图所示,
有个不相等的实数根,等价于与有个不同的交点,
由图象可知:,即实数的取值范围为.
90.(2023秋·高一单元测试)已知函数,常数.
(1)若是奇函数,求的值;
(2)若,在区间内有且仅有一个零点,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)①若有定义,则,即,解得,此时符合题意;
②若无定义,则,故,的定义域为,不关于原点对称,故不是奇函数,不符合题意.
综上,.
(2)当时,,
令,得,得或(舍),
所以,
因为在区间内有且仅有一个零点,所以,
解得.
91.(2023秋·江苏无锡·高一无锡市第一中学校考期末)已知函数为奇函数.
(1)求实数a的值;
(2)若方程在区间上无解,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)若函数为奇函数,即,
则,解得.
(2)由(1)可得:,
若,则,可得,
构建,
对,且,则,
即,可得,
故,即,
∴在上单调递减,
由,可得在上的值域为,
故方程无解,则实数m的取值范围.
92.(2023春·福建福州·高二福建省福州延安中学校考学业考试)已知函数
(1)证明:函数在上单调递减;
(2)讨论关于x的方程的实数解的个数.
【答案】(1)证明见解析
(2)答案见解析
【详解】(1)任取,
则,
令,且,
则,,
所以,即,
故函数在上单调递减.
(2)关于x的方程的实数解的个数,等价于函数与常函数的交点个数,
由(1)可得:,
令,且,
则,,
所以,即,
故函数在上单调递减,
结合(1)可得:函数在上单调递减,在上单调递增,故,
令,且,整理得,解得或,
故函数的图像如图所示:
可得函数的图像如图所示:
对于函数与常函数的交点个数,
则有:当时,交点个数为0个;当或时,交点个数为2个;
当时,交点个数为3个;当时,交点个数为4个.
$$