内容正文:
第07讲 函数与方程
目录
01 常考题型过关练
题型01 求函数的零点及零点个数
题型02 用零点存在性定理判断零点所在区间
题型03 求方程的根及根的个数
题型04 求图象的交点及交点个数
题型05 根据零点、方程的根及图象交点求参数范围
02 核心突破提升练
03 真题溯源通关练
01 求函数的零点及零点个数
1.已知函数,则函数的零点为( )
A.1 B.0 C.e D.
【答案】C
【详解】由可得,
由可得,,解得.
故选:C.
2.函数的零点是( )
A.1 B. C. D.或1
【答案】A
【详解】由,即,
所以函数的定义域为。
令,解得(舍去)或,
所以函数的零点是1.
故选:A.
3.已知函数,则的所有零点之和为( )
A. B. C.2 D.0
【答案】D
【详解】令,则时,,得;
时,由,得或,
所以四个零点和为.
故选:D.
4.函数在区间上的所有零点之和为( )
A. B. C. D.4
【答案】B
【详解】由得,即,
函数的零点即方程的根,
作出函数和的图象,如图,
由图可知两个图均关于中心对称且在上有两个交点,
故函数在区间上有4个零点,所以4个零点的和为.
故选:B.
5.函数在区间内的零点个数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】A
【详解】令,可得;
所以或,
解得或;
又因为,
因此当时,或;当时,或;
即可得在区间内的零点个数为4个.
故选:A
6.函数,则函数的零点个数是( )
A.2 B.3
C.1 D.0
【答案】A
【详解】由题意可得,
令,所以,
令 ,则 在上都为增函数,
且易得当或时,,
当时,易得在的下方,
当时,易得在的上方,
当时,对数函数的增长速度小于一次函数,故此时在的下方.
综上:函数有两个零点分别为.
故选:A.
7.已知函数则函数的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】对于,令,由得或,解得或.
所以或,
当时,或,解得或.
当时,或,解得(舍)或.
所以函数的零点为或或,
故选:C.
02 用零点存在性定理判断零点所在区间
8.函数的零点所在的大致区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】,,
由可知,函数在内单调递增,
根据零点存在定理,函数的零点所在的大致区是.
故选:C
9.函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由已知得为上的递增函数,
,,
,,
由零点存在定理可知,在区间内存在唯一零点.
故选:C
10.函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题可知在上单调递增,
又,
故函数的零点所在区间为.
故选:D.
11.函数的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由于,,且中,
故,在单调递增,
因此至多一个零点,
,,,
因此的零点所在的区间是,
故选:C
12.函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为函数在上单调递减,函数在上单调递增,
所以函数在上单调递减,
又,,,,
所以函数在内存在零点,在区间,不存在零点,
当时,,,
所以函数在区间内不存在零点,
故选:B.
13.关于的方程:的实根可能分布在区间( )内.
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】令,
当时,,此时无零点,排除A.
当时,,此时无零点,排除D.
当时,,而,
所以单调递减,
而,故.
又,且,故,所以.
故选:B
14.设,满足.若函数存在零点,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】函数的定义域为,且均为单调递增函数,故函数是增函数,
由于,故,
满足,说明中有1个是负数一定是,两个正数或3个负数,
由于存在零点,故.
故选:B.
03 求方程的根及根的个数
15.方程的根所在的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】令,显然单调递增,
又因为,,
由零点存在性定理可知:的零点所在区间为,
所以的根所在区间为.
故选:B
16.方程的根所在区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【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.
17.方程的根所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由在定义域内递增,且,,
所以,方程的根在区间内.
故选:C
18.若是方程的根,则属于区间( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由,得,设,
因为函数在R上单调递减,
所以函数在R上单调递减,且函数的图象是一条连续不断的曲线,
易知,
所以,
故函数的零点所在的区间为,
即方程的根属于区间.
故选:C
19.方程的根为,方程的根为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】令,方程化为,即,它的根为函数与直线交点的恒坐标,方程化为,即,它的根是函数与直线交点的恒坐标,作函数和的图象,作直线,易知和是反函数,它们的图象关于直线对称,而直线与垂直,∴关于直线对称,由,得,即而直线与的交点为,∴..
故选:C.
【点睛】本题考查方程根的分布问题,解题方法是把方程的解转化为直线与函数图象交点的横坐标,再由对称性求得结论,解题关键是转化。
20.若定义在上的函数满足且时,,则方程的根的个数是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因为函数满足,所以函数是周期为的周期函数.
又时,,所以函数的图象如图所示.
再作出的图象,易得两图象有个交点,所以方程有个零点.故应选A.
【点睛】本题考查函数与方程.函数的零点、方程的根、函数图象与轴交点的横坐标之间是可以等价转化的.
21.已知函数当时,方程的根的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】画出函数的图像,
有图可知方程 的根的个数为3个.
故选C.
【点睛】本题考查分段函数的性质、方程的根等知识,综合性较强,考查利用所学知识解决问题的能力,是中档题.
22.已知函数,则方程的根的个数为( )
A.7 B.5 C.3 D.2
【答案】A
【详解】令,先解方程.
(1)当时,则,得;
(2)当时,则,即,解得,.
如下图所示:
直线,,与函数的交点个数为、、,
所以,方程的根的个数为,故选A.
【点睛】本题考查复合函数的零点个数,这类问题首先将函数分为内层函数与外层函数,求出外层函数的若干个根,再作出这些直线与内层函数图象的交点总数即为方程根的个数,考查数形结合思想,属于难题.
04 求图象的交点及交点个数
23.函数与的图象的交点个数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】画出与的图象如图所示:
根据图象可知,交点个数是个.
故选:C.
24.函数的图像与函数的图像的交点个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.0
【答案】C
【详解】在上是增函数,在和上是减函数,在和上是增函数,,,,
作出函数 的图像,如图,由图像可知它们有4个交点.
故选:C.
25.当时,曲线与的交点个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【详解】依题意,曲线与的交点个数即为方程根的个数,
由,得,,
则或或,
解得或或,因此方程在上有3个解.
所以当时,曲线与的交点个数为3.
故选:A
26.直线与曲线 的交点个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】A
【详解】由题意可得,所以其与直线的交点,
等价于求的零点,等价于的零点,
等价于求函数与函数的交点,
易得函数为周期为2的函数,且时,,
所以是函数的一个对称中心,
对于,,
所以关于点对称,且为增函数,为增函数,
所以在,上单调递增,
所以可以作出和图象如下图,
由图可得其有2个交点,故A正确.
故选:A.
27.函数与的图象有( )个交点
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【详解】为奇函数,
当时,则,所以,
当时,则,所以,
所以总有,也是奇函数,
且,,
画出与在的函数图象,
由图象可知函数与在上有个交点,
由奇函数的对称性可知,在上有个交点,
所以函数与的图象总共有个交点,
故选:C.
05 根据零点、方程的根及图象交点求参数范围
28.若函数在区间上无零点,则m取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】当时,则,此时无零点,符合题意,
当时,令,则,故或,解得或,
综上可知在区间上无零点,则,
故选:D
29.函数的一个零点在区间内,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由于在上单调递增,
故命题等价于,即,解得.
故选:D.
30.已知函数,若存在m使得关于x的方程有两不同的根,则t的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由函数,可得函数在,上为增函数,
当时,,当时,,
若存在m使得关于x的方程有两不同的根,只需,
解得或,所以t的取值范围为.
故选:B.
31.已知函数,则使方程有解的实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设,则.
因为方程有解,
所以的图象与的图象有解.
当时,,
根据对勾函数的性质可得在上单调递减,在上单调递增,且.
作出函数的图象如图所示:
由图可得,的图象与的图象有解,
则.
故选:D.
32.设函数,若有三个不同的实数根,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】函数在上单调递增,函数值集合为;
函数在上单调递减,函数值集合为[0,+∞);
函数在上单调递增,函数值集合为[0,+∞);
作出函数的图象与直线,如图,
观察图象知,只有当时,函数的图象与直线有3个交点,
所以有三个不同的实数根,实数的取值范围为;
故选:C
33.已知函数的图像与直线有3个不同的交点,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】对函数求导得:,
当或时,,当时,,即在,上单调递增,在上单调递减,
在处取得极大值,在处取得极小值,
在同一坐标系内作出函数的图像和直线,如图,
观察图象知,当时,函数的图像与直线有3个不同的交点,
所以实数m的取值范围是.
故选:B
34.设函数,,当时,曲线与恰有一个交点,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【详解】解法一:令,即,可得,
令,
原题意等价于当时,曲线与恰有一个交点,
注意到均为偶函数,可知该交点只能在y轴上,
可得,即,解得,
若,令,可得
因为,则,当且仅当时,等号成立,
可得,当且仅当时,等号成立,
则方程有且仅有一个实根0,即曲线与恰有一个交点,
所以符合题意;
综上所述:.
解法二:令,
原题意等价于有且仅有一个零点,
因为,
则为偶函数,
根据偶函数的对称性可知的零点只能为0,
即,解得,
若,则,
又因为当且仅当时,等号成立,
可得,当且仅当时,等号成立,
即有且仅有一个零点0,所以符合题意;
故选:D.
35.已知函数的图像与直线有3个不同的交点,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】如图,作函数的大致图像(实线),平移直线,由可得,,,故当时,直线与曲线相切;当时,直线经过点,且与曲线有2个不同的交点;当时,直线经过点,且与的图像有3个不同的交点.由图分析可知,当时,的图像与直线有3个不同的交点.
故选:D
36.函数与函数有两个不同的交点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由得,
则问题转化为和的图象有两个交点,
而,
令,解得,令,解得,
故在上单调递增,
在单调递减,则,
当时, 的图象有两个交点;
当时, 的图象有两个交点;
大致图象如右所示:
结合图象可知,的取值范围是,
故选:D
37.已知函数,若方程有4个不相等的实数根,则实数取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】的图象如图所示:
∵方程有4个不相等的实数根,
设,结合图象可知有两个不等实根,
设此关于方程的解为、,其中均不为零且.
由题设可得关于的方程和共有4个不同的解,,
故不能都大于2,不能都小于等于1,
故(舍)或或(舍).
令,其开口向上,
需满足,即,解得.
故选:D.
【点睛】复合函数零点个数问题处理思路:①利用换元思想,设出内层函数;②分别作出内层函数与外层函数的图象,分别探讨内外函数的零点个数或范围;③内外层函数相结合确定函数交点个数,即可得到复合函数在不同范围下的零点个数.
38.若方程与方程共有个不同的实数根,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由,得到,
令,则,令,得到或(舍),
当时,,当时,,
即的增区间为,减区间为,
又时,,时,,时,,
且,,的图象如图,
令,由图知,当时,与有个交点,即方程有个解,
当或时,与有个交点,即方程有个解,
又方程与方程共有个不同的实数根,
则且,得到,
故选:B.
【点晴】关键点点晴,本题的关键在于通过构造函数,利用导数求出的单调区间,作出的图象,数形结合,先求出解的情况,再结合二次方程的解的情况,即可求解.
1.下列函数在区间内存在零点的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】对于A,在单调递增,且,
故在内无零点,故A错误;
对于B,在单调递增且,
故在内无零点,故B错误;
对于C,由,解得,所以有零点,故C正确;
对于D,在单调递增,且,
故在内无零点,故D错误.
故选:C.
2.根据下列表格的对应值:
x
0.59
0.60
0.61
0.62
0.63
0.0044
0.0269
判断方程一个解的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】∵时,;时,,
则在0.61和0.62之间有一个值能使的值为0,
∴方程一个解x的范围为.
故选:C.
3.已知偶函数满足,且当时,.若函数恰有4个零点,则的值为( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】A
【详解】函数满足,
函数的图象关于对称,
又函数是偶函数,
,
函数是周期为2的周期函数,
且当时,,
函数恰有4个零点,
则函数与函数的图象有4个交点,
作出函数与函数的图象如下:
结合图象可得函数的图象经过点,
即,解得,
故选:A.
4.已知函数,若关于的方程有两个不等的实数根,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】画出函数与的图象,如图所示:
由图可知.
故选:B.
5.已知函数则方程有四个实根的充要条件为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】
当时,,当且仅当,即时,等号成立;
当时,,
则的图象如图所示,要使方程有四个实根,需满足.
故选:D.
6.函数在上有两个不同的零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】令,
依题意知,方程在上有两个不同的根,
即函数与在上有两个不同的交点,
如图所示,
的对称轴为,则,
当时,,
所以由图可知,.
故选:D.
7.若 ,则方程有( )个实数根.
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【详解】由,得,令函数与,
在同一坐标系内作出与的图象,如图,
观察图象知,函数与的图象有2个交点,
所以方程有2个实数根.
故选:C
8.已知关于x的方程有四个不相等的实数根,则a的取值范围是( )
A.或 B.或
C. D.
【答案】A
【详解】由题意得和的图象有个交点,
作出图象如下图,
可得当时,,所以得,解得或.
故选:A.
9.已知函数,函数,若有两个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】令,即,
因为有两个零点,则函数和有两个交点,
画出函数的图象,如图,
由图可知,要使函数和有两个交点,
则,即,则的取值范围是.
故选:A.
10.已知实数,且,若函数在上存在零点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】当时,易得在上单调递增,
则需,与矛盾,故舍去,
当时,易得在上单调递减,
则需,,故A正确;
由,则,故B错误;
,故C错误;
,故D错误.
故选:A.
1.(2025·天津·高考真题)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由指数函数、幂函数的单调性可知:在上单调递减,在单调递增,
所以在定义域上单调递减,
显然,
所以根据零点存在性定理可知的零点位于.
故选:B
2.(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)当时,曲线与的交点个数为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【详解】因为函数的最小正周期为,
函数的最小正周期为,
所以在上函数有三个周期的图象,
在坐标系中结合五点法画出两函数图象,如图所示:
由图可知,两函数图象有6个交点.
故选:C
3.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)设函数,,当时,曲线与恰有一个交点,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【详解】解法一:令,即,可得,
令,
原题意等价于当时,曲线与恰有一个交点,
注意到均为偶函数,可知该交点只能在y轴上,
可得,即,解得,
若,令,可得
因为,则,当且仅当时,等号成立,
可得,当且仅当时,等号成立,
则方程有且仅有一个实根0,即曲线与恰有一个交点,
所以符合题意;
综上所述:.
解法二:令,
原题意等价于有且仅有一个零点,
因为,
则为偶函数,
根据偶函数的对称性可知的零点只能为0,
即,解得,
若,则,
又因为当且仅当时,等号成立,
可得,当且仅当时,等号成立,
即有且仅有一个零点0,所以符合题意;
故选:D.
4.(2024·全国甲卷·高考真题)曲线与在上有两个不同的交点,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】令,即,令
则,令得,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,,
因为曲线与在上有两个不同的交点,
所以等价于与有两个交点,所以.
故答案为:
5.(2024·天津·高考真题)设,函数.若恰有一个零点,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】令,即,
由题可得,
当时,,有,则,不符合要求,舍去;
当时,则,
即函数与函数有唯一交点,
由,可得或,
当时,则,则,
即,整理得,
当时,即,即,
当,或(正值舍去),
当时,或,有两解,舍去,
即当时,在时有唯一解,
则当时,在时需无解,
当,且时,
由函数关于对称,令,可得或,
且函数在上单调递减,在上单调递增,
令,即,
故时,图象为双曲线右支的轴上方部分向右平移所得,
由的渐近线方程为,
即部分的渐近线方程为,其斜率为,
又,即在时的斜率,
令,可得或(舍去),
且函数在上单调递增,
故有,解得,故符合要求;
当时,则,
即函数与函数有唯一交点,
由,可得或,
当时,则,则,
即,整理得,
当时,即,即,
当,(负值舍去)或,
当时,或,有两解,舍去,
即当时,在时有唯一解,
则当时,在时需无解,
当,且时,
由函数关于对称,令,可得或,
且函数在上单调递减,在上单调递增,
同理可得:时,图象为双曲线左支的轴上方部分向左平移所得,
部分的渐近线方程为,其斜率为,
又,即在时的斜率,
令,可得或(舍去),
且函数在上单调递减,
故有,解得,故符合要求;
综上所述,.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:本题关键点在于将函数的零点问题转化为函数与函数的交点问题,从而可将其分成两个函数研究.
6.(2023·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知函数在区间有且仅有3个零点,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】因为,所以,
令,则有3个根,
令,则有3个根,其中,
结合余弦函数的图像性质可得,故,
故答案为:.
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第07讲 函数与方程
目录
01 常考题型过关练
题型01 求函数的零点及零点个数
题型02 用零点存在性定理判断零点所在区间
题型03 求方程的根及根的个数
题型04 求图象的交点及交点个数
题型05 根据零点、方程的根及图象交点求参数范围
02 核心突破提升练
03 真题溯源通关练
01 求函数的零点及零点个数
1.已知函数,则函数的零点为( )
A.1 B.0 C.e D.
2.函数的零点是( )
A.1 B. C. D.或1
3.已知函数,则的所有零点之和为( )
A. B. C.2 D.0
4.函数在区间上的所有零点之和为( )
A. B. C. D.4
5.函数在区间内的零点个数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
6.函数,则函数的零点个数是( )
A.2 B.3
C.1 D.0
7.已知函数则函数的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
02 用零点存在性定理判断零点所在区间
8.函数的零点所在的大致区间是( )
A. B. C. D.
9.函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
10.函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
11.函数的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
12.函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
13.关于的方程:的实根可能分布在区间( )内.
A. B. C. D.
14.设,满足.若函数存在零点,则( )
A. B. C. D.
03 求方程的根及根的个数
15.方程的根所在的区间是( )
A. B. C. D.
16.方程的根所在区间是( )
A. B. C. D.
17.方程的根所在区间为( )
A. B. C. D.
18.若是方程的根,则属于区间( )
A. B.
C. D.
19.方程的根为,方程的根为,则( )
A. B. C. D.
20.若定义在上的函数满足且时,,则方程的根的个数是
A. B.
C. D.
21.已知函数当时,方程的根的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
22.已知函数,则方程的根的个数为( )
A.7 B.5 C.3 D.2
04 求图象的交点及交点个数
23.函数与的图象的交点个数是( )
A. B. C. D.
24.函数的图像与函数的图像的交点个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.0
25.当时,曲线与的交点个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
26.直线与曲线 的交点个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
27.函数与的图象有( )个交点
A.5 B.6 C.7 D.8
05 根据零点、方程的根及图象交点求参数范围
28.若函数在区间上无零点,则m取值范围为( )
A. B. C. D.
29.函数的一个零点在区间内,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
30.已知函数,若存在m使得关于x的方程有两不同的根,则t的取值范围为( )
A. B.
C. D.
31.已知函数,则使方程有解的实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
32.设函数,若有三个不同的实数根,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
33.已知函数的图像与直线有3个不同的交点,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
34.设函数,,当时,曲线与恰有一个交点,则( )
A. B. C.1 D.2
35.已知函数的图像与直线有3个不同的交点,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
36.函数与函数有两个不同的交点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
37.已知函数,若方程有4个不相等的实数根,则实数取值范围为( )
A. B.
C. D.
38.若方程与方程共有个不同的实数根,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
1.下列函数在区间内存在零点的是( )
A. B.
C. D.
2.根据下列表格的对应值:
x
0.59
0.60
0.61
0.62
0.63
0.0044
0.0269
判断方程一个解的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.已知偶函数满足,且当时,.若函数恰有4个零点,则的值为( )
A.5 B.4 C.3 D.2
4.已知函数,若关于的方程有两个不等的实数根,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.已知函数则方程有四个实根的充要条件为( )
A. B.
C. D.
6.函数在上有两个不同的零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.若 ,则方程有( )个实数根.
A.0 B.1 C.2 D.3
8.已知关于x的方程有四个不相等的实数根,则a的取值范围是( )
A.或 B.或
C. D.
9.已知函数,函数,若有两个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
10.已知实数,且,若函数在上存在零点,则( )
A. B. C. D.
1.(2025·天津·高考真题)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
2.(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)当时,曲线与的交点个数为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
3.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)设函数,,当时,曲线与恰有一个交点,则( )
A. B. C.1 D.2
4.(2024·全国甲卷·高考真题)曲线与在上有两个不同的交点,则的取值范围为 .
5.(2024·天津·高考真题)设,函数.若恰有一个零点,则的取值范围为 .
6.(2023·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知函数在区间有且仅有3个零点,则的取值范围是 .
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