内容正文:
4.5.1 课时1 函数的零点与方程的解
【基础巩固】
1.函数的零点为( )
A. B.
C.或 D.和
2.函数的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
3.若函数在区间上的图象是一条不间断的曲线,则“”是“函数在区间上有零点”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
4.函数的图象与轴的交点个数为( )
A. B. C. D.
5.(多选)下列函数中有零点的是( )
A. B.
C. D.
6.若关于的方程在区间内有实根,则实数的取值范围是___________.
7.已知函数的零点依次为,则的大小关系为___________.
8.若函数.
(1)若,求函数的零点:
(2)若函数在区间内恰有一个零点,求实数的取值范围.
【能力拓展】
9.已知是函数的零点,是函数的零点,则的值为( )
A. B. C. D.2025
10.已知函数,若,,,是方程的四个互不相等的解,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
11.若函数在区间上有零点,则实数的取值范围是___________.
【素养提升】
12.已知函数,.
(1)直接写出时,的最小值.
(2)若,求证:在上存在唯一零点.
(3)若,有且仅有两个零点,求的取值范围.
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4.5.1 课时1 函数的零点与方程的解
【基础巩固】
1.函数的零点为( )
A. B.
C.或 D.和
【答案】D
【解析】令,即,解得,所以函数的零点为和.
故选:D.
2.函数的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】在上单调递增,,在区间上单调递减,
函数在区间上单调递增,
,,
函数的唯一零点所在的区间是.
故选:B.
3.若函数在区间上的图象是一条不间断的曲线,则“”是“函数在区间上有零点”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】充分性判断:若,因为函数在区间上的图象是一条不间断的曲线,
根据零点存在定理可知,函数在区间上有零点,所以“”是“函数在区间上有零点”的充分条件.
必要性判断:当函数在区间上有零点时,比如函数在区间[0,2]上有零点,此时,,,
即存在函数在区间上有零点时,的情况,
所以“”不是“函数在区间上有零点”的必要条件.
综上所得, “”是“函数在区间上有零点”的充分不必要条件.
故选:A.
4.函数的图象与轴的交点个数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】函数的图象与轴的交点的横坐标,
即方程的解,
亦即函数的图象交点横坐标,
在同一坐标系内作出函数的图象,如图:
观察图象知,函数的图象有2个交点,
所以函数的图象与轴的交点个数为2.
故选:B.
5.(多选)下列函数中有零点的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】对于A,时,,所以有零点,故A正确;
对于B,时,,所以有零点,故B正确;
对于C,时,,所以有零点,故C正确;
对于D,时,,因为,所以方程无解,所以没有零点,故D错误;
故选:ABC.
6.若关于的方程在区间内有实根,则实数的取值范围是___________.
【答案】
【解析】由题意知,,所以原方程可化为,
设,,由对勾函数的性质知,
函数在上单调递减,在上单调递增,
且,所以,即,
所以实数的取值范围为.故答案为:.
7.已知函数的零点依次为,则的大小关系为___________.
【答案】
【解析】根据题意,得
令,即,故,所以;
令,即,故,且,则,所以;
令,即,故;
所以.故答案为:.
8.若函数.
(1)若,求函数的零点:
(2)若函数在区间内恰有一个零点,求实数的取值范围.
【答案】见解析
【解析】(1)若,,
若,则或,所以函数的零点是;
(2)由题意恰好有一个根,
等价于恰好有一个根,
即恰好有一个根,
令,则函数是增函数,
所以的值域是,故实数的取值范围为.
【能力拓展】
9.已知是函数的零点,是函数的零点,则的值为( )
A. B. C. D.2025
【答案】D
【解析】由题可得,可得,
因为函数在上单调递增,所以,则.
故选:D.
10.已知函数,若,,,是方程的四个互不相等的解,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为,所以,
当时,令,即,解得或,
方程的解的个数即为的图象与的图象的交点个数,
在同一平面直角坐标系中作出函数的图象与的图象,
结合两函数图象可知,方程的四个互不相等的解时,的取值范围是.
不妨设,
结合图象知:且,,
由,即,所以,又,
,故的取值范围是.
故选:C.
11.若函数在区间上有零点,则实数的取值范围是___________.
【答案】
【解析】由可得,
则函数在区间上有零点等价于函数与在区间上有交点,
因在区间上为减函数,在区间上为增函数,如图所示.
由图知,需使,即,解得.
故答案为:.
【素养提升】
12.已知函数,.
(1)直接写出时,的最小值.
(2)若,求证:在上存在唯一零点.
(3)若,有且仅有两个零点,求的取值范围.
【答案】见解析
【解析】(1)根据题意,因为,所以,所以,
当且仅当,即时,等号成立,所以时,的最小值为2;
(2)当时,,
令,所以函数在上单调递增,
又因为在上单调递增,
所以在区间上单调递减
又,而,,
且
所以
又,,
则,所以.
又在区间上单调递减,所以在上存在唯一零点;
(3)由,解得,则.
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