内容正文:
4.5.1 函数的零点与方程的解
目录
01 题型归纳目录 2
02 思维导图 3
03 知识点梳理 4
知识点一:函数的零点 4
知识点二:函数零点的判定 4
04 题型归纳,举一反三 6
题型一:求函数的零点 6
题型二:求参数问题 8
题型三:函数零点的存在性定理 10
题型四:根据零点所在区间求参数范围 13
题型五:根据零点的个数求参数范围 15
题型六:一次函数零点分布求参数范围 19
题型七:二次函数零点分布求参数范围 20
题型八:指对幂函数零点分布求参数范围 22
题型九: 函数与方程的综合应用 26
知识点一:函数的零点
1、函数的零点
(1)一般地,如果函数在实数处的值等于零,即,则叫做这个函数的零点.
知识点诠释:
①函数的零点是一个实数,当函数的自变量取这个实数时,其函数值等于零;
②函数的零点也就是函数的图象与轴交点的横坐标;
③函数的零点就是方程的实数根.
归纳:方程有实数根函数的图象与轴有交点函数有零点.
(2)二次函数的零点
二次函数的零点个数,方程的实根个数见下表.
判别式
方程的根
函数的零点
两个不相等的实根
两个零点
两个相等的实根
一个二重零点
无实根
无零点
(3)二次函数零点的性质
①二次函数的图象是连续的,当它通过零点时(不是二重零点),函数值变号.
②相邻两个零点之间的所有的函数值保持同号.
引伸:对任意函数,只要它的图象是连续不间断的,上述性质同样成立.
知识点二:函数零点的判定
(1)利用函数零点存在性的判定定理
如果函数在一个区间上的图象不间断,并且在它的两个端点处的函数值异号,即,则这个函数在这个区间上,至少有一个零点,即存在一点,使,这个也就是方程的根.
知识点诠释:
①满足上述条件,我们只能判定区间内有零点,但不能确定有几个.若函数在区间内单调,则只有一个;若不单调,则个数不确定.
②若函数在区间上有,在内也可能有零点,例如在上,在区间上就是这样的.故在内有零点,不一定有.
③若函数在区间上的图象不是连续不断的曲线,在内也可能是有零点,例如函数在上就是这样的.
(2)利用方程求解法
求函数的零点时,先考虑解方程,方程无实根则函数无零点,方程有实根则函数有零点.
(3)利用数形结合法
函数的零点就是方程的实数根,也就是函数的图象与的图象交点的横坐标.
题型一:求函数的零点
【例题1】(2025·高一·黑龙江齐齐哈尔·月考)函数的零点是( )
A.和 B.和
C.和6 D.3和6
【答案】C
【解析】由,得或,
所以函数的零点是和6.
故选:C
【例题2】(2025·河北邯郸·一模)已知函数的定义域为,,且,若,则的零点为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】C
【解析】由题意知在上单调递增,
设,且为正常数。
则,则,,解得或(舍去),
则,,令,解得.
故选:C.
【方法技巧与总结】
求函数的零点就是求相应方程的实数根,一般可以借助求根公式或因式分解等方法,求出方程的根,从而得到函数的零点.
【变式1】已知是函数的一个零点,是函数的一个零点,则的值为( )
A.1 B.2020 C.4040 D.4016
【答案】B
【解析】由题意,是曲线与曲线交点的横坐标,
是曲线与曲线交点的横坐标,
显然关于对称,且函数与互为反函数,
故与关于直线对称,即,故或,
.
故选:B
【变式2】若是的零点,是的零点,那么的值为( )
A. B.3 C. D.4
【答案】C
【解析】解法1:
根据题意,可得①,②,
所以,,即,
令,代入上式得,
所以,即,
而在上为增函数,
故与②式比较得,于是,即.
故选:C.
解法2:
令,化简得,
令,化简得,
令,则,,
故为的解,为方程的解,
由于与的图象关于直线对称,故,所以.
故选:C.
【变式3】(2025·江西萍乡·二模)已知函数则的所有零点之和为( )
A. B. C.2 D.0
【答案】D
【解析】当时,由,得
当时,由,得或,
所以四个零点和为,
故选:D
题型二:求参数问题
【例题3】(2025·高一·贵州铜仁·期中)已知是函数的零点,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【解析】由题意可得,,则,
则,所以.
故选:D.
【例题4】“”是“函数存在零点”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】C
【解析】函数存在零点等价于方程有解,等价于有解,
而,从而,因此,
反之,当时,有解,
所以“”是“函数存在零点”的充要条件.
故选:C.
【变式4】(2025·高一·天津河西·期末)“”是“函数存在零点”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】令得,
“有零点”等价于“有解”,
因为,所以,
所以,函数存在零点的充要条件是
故“”是“函数存在零点”的充分不必要条件.
故选:A.
【变式5】(2025·高一·江苏南京·期末)若命题“,”是真命题,则实数的取值集合为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】当时,,方程必有一个正根,
函数在上单调递增,
命题“,”是真命题,
则函数在上必有相同零点,
否则存在使得,
因此函数在上的零点是函数的零点,
即,而,解得,
所以实数的取值集合为.
故选:A
【变式6】已知方程组的两组解分别为和,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【解析】由题意,方程的两根分别为和,
则,解得,则,
所以.
故选:A.
题型三:函数零点的存在性定理
【例题5】(2025·高一·辽宁大连·期中)函数在下列哪个区间内一定有零点( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,,,,,
则由零点存在性定理可知,函数的零点所在的区间为
故选:B.
【例题6】(2025·高一·辽宁辽阳·期中)函数的大致图象如图所示,则不能由函数零点存在定理确定的的零点为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由图象可知,在附近,函数的值均小于0,
故不能由函数零点存在定理确定.
故选:C
【方法技巧与总结】
解答这类判断函数零点的大致区间的选择题,只需用函数零点的存在性定理依次检验所提供的区间,即可得到答案.
【变式7】已知函数,则在区间( )上一定存在零点.
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由,
当时,函数开口向上,且,则函数必然有两个零点,
可设,要使在上存在零点,
则,即,
而的取值不确定,则在上不一定存在零点;
要使在上存在零点,
则,即,
而的取值不确定,则在上不一定存在零点;
要使在上存在零点,
则或,
即或,则,
所以在上一定存在零点;
要使在上存在零点,
则或,
即或,而的取值不确定,
所以在上不一定存在零点.
同理,当时,函数开口向下,且,
要使在上存在零点,
则,即,
而的取值不确定,则在上不一定存在零点;
要使在上存在零点,
则,即,
而的取值不确定,则在上不一定存在零点;
要使在上存在零点,
则或,
即或,则,
所以在上一定存在零点;
要使在上存在零点,
则或,
即或,而的取值不确定,
所以在上不一定存在零点.
综上所述,函数在一定存在零点.
故选:C.
【变式8】已知函数在区间上单调,且图象是连续不断的,若,则方程在区间上( )
A.至少有一实数解 B.至多有一实数解
C.没有实数解 D.必有唯一的实数解
【答案】D
【解析】因为函数在区间上单调且连续,
则或,
由零点存在性定理知必有唯一的实数解使得,
即方程在区间上必有唯一的实数解.
故选:D
【变式9】(2025·高一·四川成都·期中)函数的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,,且为增函数,
所以的零点所在的区间为.
故选:C.
题型四:根据零点所在区间求参数范围
【例题7】(2025·高一·河南开封·期末)已知是函数的零点,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为函数、在上均为增函数,故函数在为增函数,
因为,,,则,
由零点存在定理可得,又因为,,故.
故选:B.
【例题8】(2025·高一·天津和平·期末)方程的一个根所在的区间为,则的值为( )
A.3 B.2 C.1 D.0
【答案】C
【解析】令,定义域为,且连续,
又,
所以方程的一个实根必在,
所以,
故选:C
【变式10】函数的零点在区间内,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】易知在上是增函数,
它的零点在区间上,
则,解得,
故选:C.
【变式11】(2025·高一·河南漯河·期末)函数,则“”是“函数在上存在零点”的( )
A.充分不必要条件 B.充分必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】设方程即方程在上存在零点,
令,显然在上单调递减,
而,所以的值域为,
所以函数在上存在零点当且仅当的取值范围是,
所以“”是“函数在上存在零点”的必要不充分条件.
故选:C.
【变式12】(2025·高一·辽宁·期中)已知函数至少有一个零点在区间内,求实数m的取值范围是( )
A. B.或
C. D.或
【答案】C
【解析】对于函数,
,
当,即时,没有零点,不符合题意.
当,即或时,
当时,,零点为,
,符合题意.
当时,,零点为,
,不符合题意.
当,即或时,有两个不相等的零点,
至少有一个零点在区间内,
则需或,
解得,,
另外若,
则,零点为或,不符合题意.
若,
则,零点为或,
,符合题意.
综上所述,的取值范围是:.
故选:C
题型五:根据零点的个数求参数范围
【例题9】(2025·高一·北京·期中)设,若存在实数,使得函数有两个零点,则的取值范围 .
【答案】
【解析】令,可得,
因为有两个零点,可知与的图象有两个交点,
由可得,或,
当时,;当或时,;
①当时,函数的图象如图所示,
此时存在,满足题意,故满足题意;
②当时,可知函数在定义域内单调递增,不符合题意;
③当时,函数的图象如图所示,
此时存在使得,与有两个交点;
综上所述:实数的取值范围为.
故答案为:.
【例题10】(2025·高一·辽宁大连·月考)关于x的方程的解集中只含有一个元素,则 .
【答案】0或或3
【解析】,
当时,方程可化为,
时,变形为,
即,
令,且,
作出图象,
只有时,方程有一个根.
故答案为:0或或3.
【方法技巧与总结】
体现了函数与方程的互相转化,体现了数形结合思想的应用,它对于解决有更多限制条件的问题提供了一种新的途径.
【变式13】(2025·高一·浙江杭州·期中)设表示不超过的最大整数.已知函数的图象与函数的图象共有2个交点,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】当时,,,
当时,,,
当时,,,
当时,,,
,
作出两个函数图象如下:
要使函数的图象与函数的图象恰有2个交点,
只需且,得,
那么实数的取值范围是.
故答案为:
【变式14】(2025·高一·广西柳州·期末)已知函数,若函数有5个不同的零点,则实数m的取值范围为
【答案】或
【解析】令,
所以或,如图,画出函数的大致图象,
时,与的图象有3个交点,
所以与的图象只能有2个交点,则或,
所以或.
故答案为:或
【变式15】(2025·高一·辽宁·期中)定义,记.若至少有3个零点,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】令,则,故要满足题意,需使得至少有一个零点,
设,则,则或,
当时,的零点为1,此时有2个零点,不符合题意;
当时,的对称轴,
设的两个零点为,
要满足题意需,即,此时a不存在,
当时,的零点为,此时有3个零点-1,1,3,符合题意;
当时,的对称轴,
设的两个零点为,
要满足题意需,即,解得,则,
综合上述可得实数的取值范围为,
故答案为:
题型六:一次函数零点分布求参数范围
【例题11】若方程的根在内,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】设,则,解得:,
即的取值范围为.
故答案为:.
【例题12】若函数在上存在,使,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】函数在上存在,使
故答案为
【变式16】(2025·高一·浙江杭州·期末)若函数在区间上有零点,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】由题意,函数在区间上有零点,
当时,函数,此时函数没有零点;
当时,要使得函数在区间上有零点,
则满足,解得,
综上可得,实数的取值范围是.
故答案为:.
【变式17】函数在区间上存在一个零点,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】∵ 函数在区间上存在一个零点
∴,即
∴
∴或
故答案为:
【变式18】(2025·高一·海南省直辖县级单位·期中)已知函数有3个零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】函数是分段函数,它有个零点,
则函数必有一个零点,所以,
函数必有个零点,即方程有两个不等的负根(显然不是它的根),
因此,解得.
综上可得的范围是.
故选:B.
题型七:二次函数零点分布求参数范围
【例题13】(2025·高一·辽宁沈阳·期中)若函数有两个零点,,且,,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】因为函数有两个零点,,所以.
又因为,,所以或,
由;
由.
综上可知:.
故答案为:
【例题14】(2025·高一·甘肃白银·期中)已知二次函数在区间上有且只有一个零点,则实数的取值范围为 .
【答案】.
【解析】若,即,
则此时的解为;
若,即或,
因为函数在区间上有且只有一个零点,
所以,即,解得.
综上,实数的取值范围是.
【变式19】关于x的方程至少有一个负实根,则a的取值范围是 .
【答案】
【解析】当时,方程为,有一个负根,
当时,为一元二次方程,
关于的方程至少有一个负根,设根为,,
当时,即时,方程为,解得,满足题意,
当,即时,且时,
若有一个负实根,则,解得,
若有两个负实根,则,解得,
综上所述,则实数的取值范围是;
故答案为:.
【变式20】方程有两根,,且,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】令,图象恒过点,
方程0在区间内有两个不同的根,
,解得.
故答案为:.
【变式21】(2025·高一·新疆·期中)已知函数在区间上有两个零点,实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】令,因为,所以,
则有方程在内有2个根,
即在内有2个解,
即直线与函数的图象在内有2个交点,
由对勾函数的性质可知,在上单调递减,在上单调递增,
又因为,,,
所以.
故答案为:.
题型八:指对幂函数零点分布求参数范围
【例题15】(2025·高一·上海·期中)已知,若关于x的方程有负根,则a的取值范围是 .
【答案】
【解析】因为关于x的方程有负根,所以有负根.
根据单调性的性质可知:函数的定义域为,且在和上单调递增.
当时,在上单调递增,当时,,,,
根据零点存在性定理可得:要使有负根,则,解得;
当时,,若时,,,则恒成立,函数在上无零点;
当时,在和上单调递增,
当时,,,,故函数在上无零点;
当时,时,,,,
根据零点存在性定理可得:要使有负根,则,解得.
综上,a的取值范围是.
故答案为:.
【例题16】(1)若方程有两解,则实数的取值范围是 ;
(2)若方程有一解,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】(1)方程有两解,即有两解,从而函数和的图象有两个交点,作出图象,如图1.
由图可知,,则实数的取值范围是.
(2)方程有一解,则函数和的图象有一个交点,作出图象,如图2.由图可知,或,则实数的取值范围是.
【变式22】函数,若,且互不相等,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】因为,
当时,
所以在上单调递减,在上单调递增,且,,
当时,
所以在上单调递增,在上单调递减,又,,
所以函数的图象如下图所示:
若,且互不相等,不妨设,
则,
则,即,
所以.又,,,所以,
又由,变形得,解得,所以.
所以的取值范围是.
故答案为:
【变式23】(2025·高一·安徽芜湖·期末)已知函数若,且,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】作出的图象,如图所示.由,得,,
则,,则,,
令,,则,
当时,函数的取值范围是.
故答案为:.
【变式24】(2025·高一·山西运城·期末)已知,若方程有四个不同的解、、、且,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】如下图所示:
方程有四个不同的解、、、且,且,
由图可知,点、关于直线对称,则,
由图可得,由可得,可得,
由可得,
所以,,
因为函数、在上均为减函数,故函数在上为减函数,
因为,则,
因此,的取值范围是.
故答案为:.
题型九: 函数与方程的综合应用
【例题17】(2025·高一·上海·月考)已知函数
(1)求不等式的解集;
(2)是否存在实数使得方程有两个不相等的实数根且成立,若存在求出的值,若不存在,请说明理由;
(3)若时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【解析】(1)由,得,
当时,得,即,此时解集为,
当时,则,
得方程的两根为,
则当时,由得,或,
当时,由得,,
综上知,当时,不等式的解集为:,
当时,不等式的解集为:,
当时,不等式的解集为:.
(2)假设存在实数使得方程有两个不相等的实数根且成立,由(1)知,
由韦达定理得,,
则,
解得,
故存在实数,使得方程有两个不相等的实数根且成立.
(3)由得,,即,
因为,
所以当时,显然成立,此时可以取任意实数;
当时,,不等式变为,
而函数在上都是单调递增,
则在上是单调递增,其值域为,则,故,
当时,,不等式变为,
而函数在上都是单调递增,
则在上是单调递增,其值域为,则,故,
综上知,实数的取值范围为:
【例题18】(2025·高一·浙江宁波·期中)已知函数(其中a为实数),定义域为D.
(1)求函数的定义域D;
(2)若对任意,不等式恒成立,求实数a的取值范围;
(3)若存在,使得方程有解,求实数a的取值范围.
【解析】(1)由,解得,
所以函数的定义域D:;
(2)若对任意,不等式恒成立,则成立,
所以,解得或,或;
当时,可化为,
即成立;
当时,可化为,
即
成立;
当时, 时,,,
所以,
,所以时,.
同理当时,;故时,.
故实数a的取值范围是:或或.
(3)若存在,使得方程有解,即,显然,
当时,上式化为,两边平方化简得,解得,
又;
当时,上式化为,
时,两边平方得, 整理得,
解得,设,
或,
代入得或,
解得,
综上:
【变式25】(2025·高一·浙江·期中)三次方程可以通过坐标变换变形为不含二次项的三次方程.该三次方程其中一个根的求根公式为,其判别式.
(1)将三次方程变形为不含二次项的三次方程的形式,并写出变形后方程的其中一个根(无需过程);
(2)方程的三个根分别为,,(),
(ⅰ)求证:;
(ⅱ)设函数,为方程的一根,若不等式在上有解,求的取值范围.
【解析】(1)
故,代入原方程中得,
化简得,
由于,
其中一根
.
(2)(ⅰ)设方程的三个根分别为,,(,),
方程可变形为,
展开得,
对比方程形式可知,,即,
则,,
∴,
(ⅱ)设方程的重根为a,由(ⅰ)知,,不等式可以因式分解为
当时,则 或或
解得,
此时,,
由于为上的单调递减函数,
(2)当时,
①,此时,.
②当时,此时原不等式恒负,无解,
综上,.
【变式26】对于定义域为D的函数,若存在区间,使在上的值域为,则称区间为函数的“漂亮区间”.已知函数,.
(1)根据定义讨论函数在区间上的单调性;
(2)若函数
(i)判断并证明函数的奇偶性;
(ii)当时,若函数存在“漂亮区间”,求实数的取值范围.
【解析】(1)设任意,且,
则
①当时,,
,即,
在上是单调递增函数.
②当时,若,
,
,即,
在是单调递减函数.
若时,
,
即,
在上是单调递增函数.
综上,当时,函数在上单调递增;
当时,函数在上单调递减,在上单调递增.
(2)(i)函数是奇函数,证明如下:
由知函数定义域为,关于原点对称,
当时,,
当时,
综上,当时,总有,故函数是奇函数.
(ii)因为,
所以当时,函数,
因为对勾函数在上单调递减,
所以在上单调递减,
若存在“漂亮区间”,则有解,
即有解,
可转化为与的图象在上有两个交点,
在同一平面直角坐标系下,作出与的图象,如下图,
由图象可知,当时,图象有两个交点,
故实数的取值范围为.
【变式27】(1)解关于的不等式,其中.
(2)若存在使关于的方程有四个不同的实根,求实数的取值范围.
【解析】(1)由题,即,
当,,所以不等式的解集为
当,,或
①当时,,不等式的解集为;
②当时,不等式的解集为,
③当时,,不等式的解集为;
当,不等式的解集为
综上可得:当时,不等式的解集为
当时,不等式的解集为
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为.
(2)当时,令,
当且仅当时取等号,
关于的方程有四个不等实根,
令,则转化为存在使得关于的方程,
即有两个不同正根,
则 ,得,
由知,存在使不等式成立,
令,因,故是关于的减函数,
要存在使成立,只需在区间上的最大值
,即,
解得或,综合可得.
故实数的取值范围是.
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4.5.1 函数的零点与方程的解
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题型七:二次函数零点分布求参数范围 9
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知识点一:函数的零点
1、函数的零点
(1)一般地,如果函数在实数处的值等于零,即,则叫做这个函数的零点.
知识点诠释:
①函数的零点是一个实数,当函数的自变量取这个实数时,其函数值等于零;
②函数的零点也就是函数的图象与轴交点的横坐标;
③函数的零点就是方程的实数根.
归纳:方程有实数根函数的图象与轴有交点函数有零点.
(2)二次函数的零点
二次函数的零点个数,方程的实根个数见下表.
判别式
方程的根
函数的零点
两个不相等的实根
两个零点
两个相等的实根
一个二重零点
无实根
无零点
(3)二次函数零点的性质
①二次函数的图象是连续的,当它通过零点时(不是二重零点),函数值变号.
②相邻两个零点之间的所有的函数值保持同号.
引伸:对任意函数,只要它的图象是连续不间断的,上述性质同样成立.
知识点二:函数零点的判定
(1)利用函数零点存在性的判定定理
如果函数在一个区间上的图象不间断,并且在它的两个端点处的函数值异号,即,则这个函数在这个区间上,至少有一个零点,即存在一点,使,这个也就是方程的根.
知识点诠释:
①满足上述条件,我们只能判定区间内有零点,但不能确定有几个.若函数在区间内单调,则只有一个;若不单调,则个数不确定.
②若函数在区间上有,在内也可能有零点,例如在上,在区间上就是这样的.故在内有零点,不一定有.
③若函数在区间上的图象不是连续不断的曲线,在内也可能是有零点,例如函数在上就是这样的.
(2)利用方程求解法
求函数的零点时,先考虑解方程,方程无实根则函数无零点,方程有实根则函数有零点.
(3)利用数形结合法
函数的零点就是方程的实数根,也就是函数的图象与的图象交点的横坐标.
题型一:求函数的零点
【例题1】(2025·高一·黑龙江齐齐哈尔·月考)函数的零点是( )
A.和 B.和
C.和6 D.3和6
【例题2】(2025·河北邯郸·一模)已知函数的定义域为,,且,若,则的零点为( )
A. B. C.1 D.2
【方法技巧与总结】
求函数的零点就是求相应方程的实数根,一般可以借助求根公式或因式分解等方法,求出方程的根,从而得到函数的零点.
【变式1】已知是函数的一个零点,是函数的一个零点,则的值为( )
A.1 B.2020 C.4040 D.4016
【变式2】若是的零点,是的零点,那么的值为( )
A. B.3 C. D.4
【变式3】(2025·江西萍乡·二模)已知函数则的所有零点之和为( )
A. B. C.2 D.0
题型二:求参数问题
【例题3】(2025·高一·贵州铜仁·期中)已知是函数的零点,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【例题4】“”是“函数存在零点”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
【变式4】(2025·高一·天津河西·期末)“”是“函数存在零点”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
【变式5】(2025·高一·江苏南京·期末)若命题“,”是真命题,则实数的取值集合为( )
A. B.
C. D.
【变式6】已知方程组的两组解分别为和,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
题型三:函数零点的存在性定理
【例题5】(2025·高一·辽宁大连·期中)函数在下列哪个区间内一定有零点( )
A. B. C. D.
【例题6】(2025·高一·辽宁辽阳·期中)函数的大致图象如图所示,则不能由函数零点存在定理确定的的零点为( )
A. B. C. D.
【方法技巧与总结】
解答这类判断函数零点的大致区间的选择题,只需用函数零点的存在性定理依次检验所提供的区间,即可得到答案.
【变式7】已知函数,则在区间( )上一定存在零点.
A. B. C. D.
【变式8】已知函数在区间上单调,且图象是连续不断的,若,则方程在区间上( )
A.至少有一实数解 B.至多有一实数解
C.没有实数解 D.必有唯一的实数解
【变式9】(2025·高一·四川成都·期中)函数的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
题型四:根据零点所在区间求参数范围
【例题7】(2025·高一·河南开封·期末)已知是函数的零点,且,,则( )
A. B. C. D.
【例题8】(2025·高一·天津和平·期末)方程的一个根所在的区间为,则的值为( )
A.3 B.2 C.1 D.0
【变式10】函数的零点在区间内,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式11】(2025·高一·河南漯河·期末)函数,则“”是“函数在上存在零点”的( )
A.充分不必要条件 B.充分必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【变式12】(2025·高一·辽宁·期中)已知函数至少有一个零点在区间内,求实数m的取值范围是( )
A. B.或
C. D.或
题型五:根据零点的个数求参数范围
【例题9】(2025·高一·北京·期中)设,若存在实数,使得函数有两个零点,则的取值范围 .
【例题10】(2025·高一·辽宁大连·月考)关于x的方程的解集中只含有一个元素,则 .
【方法技巧与总结】
体现了函数与方程的互相转化,体现了数形结合思想的应用,它对于解决有更多限制条件的问题提供了一种新的途径.
【变式13】(2025·高一·浙江杭州·期中)设表示不超过的最大整数.已知函数的图象与函数的图象共有2个交点,则的取值范围是 .
【变式14】(2025·高一·广西柳州·期末)已知函数,若函数有5个不同的零点,则实数m的取值范围为
【变式15】(2025·高一·辽宁·期中)定义,记.若至少有3个零点,则实数的取值范围为 .
题型六:一次函数零点分布求参数范围
【例题11】若方程的根在内,则的取值范围是 .
【例题12】若函数在上存在,使,则实数的取值范围是 .
【变式16】(2025·高一·浙江杭州·期末)若函数在区间上有零点,则实数的取值范围是 .
【变式17】函数在区间上存在一个零点,则的取值范围是 .
【变式18】(2025·高一·海南省直辖县级单位·期中)已知函数有3个零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型七:二次函数零点分布求参数范围
【例题13】(2025·高一·辽宁沈阳·期中)若函数有两个零点,,且,,则实数的取值范围为 .
【例题14】(2025·高一·甘肃白银·期中)已知二次函数在区间上有且只有一个零点,则实数的取值范围为 .
【变式19】关于x的方程至少有一个负实根,则a的取值范围是 .
【变式20】方程有两根,,且,则的取值范围为 .
【变式21】(2025·高一·新疆·期中)已知函数在区间上有两个零点,实数的取值范围为 .
题型八:指对幂函数零点分布求参数范围
【例题15】(2025·高一·上海·期中)已知,若关于x的方程有负根,则a的取值范围是 .
【例题16】(1)若方程有两解,则实数的取值范围是 ;
(2)若方程有一解,则实数的取值范围是 .
【变式22】函数,若,且互不相等,则的取值范围是 .
【变式23】(2025·高一·安徽芜湖·期末)已知函数若,且,则的取值范围是 .
【变式24】(2025·高一·山西运城·期末)已知,若方程有四个不同的解、、、且,则的取值范围是 .
题型九: 函数与方程的综合应用
【例题17】(2025·高一·上海·月考)已知函数
(1)求不等式的解集;
(2)是否存在实数使得方程有两个不相等的实数根且成立,若存在求出的值,若不存在,请说明理由;
(3)若时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【例题18】(2025·高一·浙江宁波·期中)已知函数(其中a为实数),定义域为D.
(1)求函数的定义域D;
(2)若对任意,不等式恒成立,求实数a的取值范围;
(3)若存在,使得方程有解,求实数a的取值范围.
【变式25】(2025·高一·浙江·期中)三次方程可以通过坐标变换变形为不含二次项的三次方程.该三次方程其中一个根的求根公式为,其判别式.
(1)将三次方程变形为不含二次项的三次方程的形式,并写出变形后方程的其中一个根(无需过程);
(2)方程的三个根分别为,,(),
(ⅰ)求证:;
(ⅱ)设函数,为方程的一根,若不等式在上有解,求的取值范围.
【变式26】对于定义域为D的函数,若存在区间,使在上的值域为,则称区间为函数的“漂亮区间”.已知函数,.
(1)根据定义讨论函数在区间上的单调性;
(2)若函数
(i)判断并证明函数的奇偶性;
(ii)当时,若函数存在“漂亮区间”,求实数的取值范围.
【变式27】(1)解关于的不等式,其中.
(2)若存在使关于的方程有四个不同的实根,求实数的取值范围.
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