内容正文:
艺术生高考数学50天冲刺90分讲义
第11讲 函数的零点题型总结
一、考向解读
考点
五年考情(2021-2025)
命题趋势
考点 1:函数与方程
2025 年天津卷:函数零点所在区间;2024 年新课标 Ⅰ 卷:曲线交点个数;2024 年新课标 Ⅱ 卷:曲线交点求参数;2024 年新课标 Ⅱ 卷:函数性质判断(零点等);2024 年新课标 Ⅱ 卷:三角函数性质(零点等);2024 年天津卷:函数恰有一个零点求参数范围;2024 年全国甲卷:曲线交点求参数范围;2023 年新课标 Ⅱ 卷:函数极值相关零点条件;2023 年新课标 Ⅰ 卷:函数零点求参数范围;2023 年天津卷:函数恰有两个零点求参数范围;2022 年北京卷:函数零点求参数及函数值;2022 年天津卷:函数零点求参数范围;2021 年天津卷:分段函数零点求参数范围;
1. 函数零点问题常与函数单调性、零点存在性定理结合,涉及零点所在区间、零点个数判断。2. 曲线交点问题多转化为函数零点问题,常结合函数图象、奇偶性等性质,求参数范围是重点。3. 分段函数零点问题需分段讨论,结合不同区间函数特点分析。
考点 2:函数模型及其应用
2025 年北京卷:对数函数模型应用;2024 年上海卷:对数函数模型解不等式及求参数范围;2023 年上海卷:函数模型与零点结合求参数范围;2023 年新课标 Ⅰ 卷:对数函数模型应用(声压级);
1. 函数模型多涉及指数函数、对数函数、二次函数等,常与实际问题结合,如疫情、销售、工程等场景。2. 应用问题重点在于建立函数关系,利用函数性质求解实际问题中的量,如时间、参数范围等。
二 知识再现
一、函数的零点与方程的根
1、定义:如果函数在实数处的值等于零,即,则叫做这个函数的零点.
2、等价定义
(1)函数的零点也就是函数的图象与轴交点的横坐标;
(2)函数的零点就是方程的实数根.
二、零点存在定理
1、定理:如果函数在区间上的图象是一条连续不断的曲线,且,
那么,函数在区间内至少有一个零点,即存在,使得。
2、函数在区间上的图象是一条连续不断的曲线,,且具有单调性,则函数在区间内只有一个零点.
三、函数零点个数判断的一般方法
1、直接法:直接求零点,令,求出它的解,但是要注意零点是否有相同的部分.
2、定理法:利用零点存在定理,函数的图象在区间上是连续不断的曲线,且,
结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.
3、图象法:
(1)单个函数图象:利用图象交点的个数,画出函数的图象,函数的图象与轴交点的个数就是函数的零点个数;
(2)两个函数图象:将函数拆成两个函数和的差,根据,则函数的零点个数就是函数和的图象的交点个数
【常用结论】
1.方程有实数根函数的图象与轴有交点函数有零点.
2.零点不是点喔,是一个数!(偷偷告诉你,极值点也不是点,是数来着)
题型一 求函数的零点
一、单选题
1.已知函数,则的零点为( )
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】B
【分析】令,求出方程的解,即可得到函数的零点.
【详解】解:对于函数,令,即,
解得或,所以的零点为和.故选:B
2.已知函数则函数的零点的个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.3
【答案】D
【分析】分和解方程即可得函数的零点,进而可得零点的个数.
【详解】当时,令可得,
当时,令可得:或,
综上所述函数的零点为,,,有个,故选:D.
3.函数的零点是( )
A.1 B. C. D.4
【答案】B
【分析】根据零点的定义列式运算求解.
【详解】令,解得,故函数的零点是.故选:B.
4.函数的零点为( )
A.4 B.4或5 C.5 D.或5
【答案】C
【分析】根据零点的定义结合对数的运算求解,注意函数的定义域.
【详解】由题意可得:,解得,故的定义域为,
令,得,则,解得或,
又∵,所以.故选:C.
题型二 比较零点的大小关系
5.设方程的两个根为,则
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】不妨设 ,则,
所以 ,所以,
所以 .故选D
6.已知函数,,的零点分别为a,b,c,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】在同一坐标系中作出的图象,利用数形结合法求解.
【详解】解:在同一坐标系中作出的图象,
由图象知:,故选:B
7.已知是自然对数的底数,函数的零点为,函数的零点为,则下列不等式中成立的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:由f(x)=ex+x﹣2=0得ex=2﹣x,
由g(x)=lnx+x﹣2=0得lnx=2﹣x,
作出函数y=ex,y=lnx,y=2﹣x的图象如图:
∵函数f(x)=ex+x﹣2的零点为a,函数g(x)=lnx+x﹣2的零点为b,
∴y=ex与y=2﹣x的交点的横坐标为a,y=lnx与y=2﹣x交点的横坐标为b,
由图象知a<1<b,故选A.
题型三 求零点的和
8.已知函数,则的所有零点之和为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据零点定义求出零点后可得.
【详解】时,由得,
时,由得或,所以四个零点和为.故选:D.
9.函数的零点之和为( )
A.-1 B.1 C.-2 D.2
【答案】A
【分析】根据分段函数解析式,分别求得零点,结合对数式运算即可求得零点之和.
【详解】函数
当时,,设其零点为,则满足,解得;
当时,,设其零点为,则满足,解得;
所以零点之和为故选:A.
10.函数与,两函数图象所有交点的横坐标之和为( ).
A.0 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】首先分析函数解析式的特征,得到其对称性,结合根的个数,求得结果.
【详解】函数与两函数图象交点的横坐标之和,
可以转化为方程为方程的根之和;
和均关于x=2对称,
且两个图像有2个交点,两个交点横坐标之和为4.故选:D.
11.函数在上的所有零点之和为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出的零点,然后利用等差数列的求和公式可得答案.
【详解】由得,,
故在上的零点从小到大排成首项为、公差为的等差数列.
由得,即该数列共有项,所以所有零点之和为,故选:D.
12.函数在区间上的所有零点之和等于( )
A. B.0 C.3 D.2
【答案】D
【分析】直接求出所以零点,然后求和即可.
【详解】令,则,得,因为,所以,所以所有零点之和为.故选:D
题型四 根据零点个数求参数范围
13.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
【分析】把方程根的问题转化为两个函数图象交点的问题,画出函数图象,利用数形结合的思想即可求解.
【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.
14.已知函数,若函数有两个不同的零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】函数有两个不同的零点,可转化为函数与直线有两个交点,作出函数图象,数形结合可得实数的取值范围.
【详解】函数有两个不同的零点,即为函数与直线有两个交点,
函数图象如图所示:
所以,故选:D.
15.设,若有三个不同的实数根,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将的根的个数,转化为两函数的交点个数问题,利用数形结合即得.
【详解】因为有三个不同的实数根,等价于与有3个不同的交点,
画出与的图象,
所以,即实数的取值范围是.故选:B.
16.若函数在区间内仅有1个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出函数的零点,即对称点的横坐标,列出3个相邻的对称点,由在内仅有一个零点可得,解之即可.
【详解】由题意知,
令,解得,
得函数的3个相邻的对称点分别为,
因为函数在内仅有一个零点,
所以,,
解得,,当时,,得.故选:C.
17.已知函数(),若在上有两个零点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】求出的范围,数形结合得到关于的范围,求出的取值范围.
【详解】,,则,
故,解得:.故选:A
题型五 判断零点所在区间
18.函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数的单调性以及零点存在性定理求得正确答案.
【详解】在上单调递增,,
所以的零点在区间.故选:B
19.已知方程的解在内,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【分析】根据函数单调性结合零点存在性定理分析运算.
【详解】构建,则在定义域内单调递增,故在定义域内至多有一个零点,
∵,
∴仅在内存在零点,即方程的解仅在内,故.故选:B.
20.在下列区间中,函数的零点所在区间为( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
【答案】A
【分析】根据函数的单调性及零点的存在定理判断零点所在区间.
【详解】由连续函数在定义域上单调递减,,且,故函数的零点所在区间为.故选:A.
21.函数的零点所在的区间为( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
【答案】C
【分析】根据零点存在性定理,在为单调递减函数,结合,即可求解.
【详解】依题意,函数的定义域为,
而在为单调递减函数,在为单调递减函数,
因为,所以,即所以,
,所以,
所以由零点存在性定理可知,函数在区间有零点.故选:C.
22.函数,则的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知,先判断函数的单调性,然后根据选项进行赋值运算,利用零点存在性定理即可判断零点所在的区间.
【详解】函数,其定义区域为,
所以,所以函数在上单调递增,,,,
所以的零点所在区间为.故选:B.
23.函数在区间上的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先化简函数,再令y=0求解判断.
【详解】解:,,,
令,得,,
,,在上的零点为故选:B
二、多选题
24.已知函数,则以下结论正确的是( )
A.
B.函数是定义域上的增函数
C.函数有个零点
D.方程有两个实数解
【答案】AC
【分析】直接计算的值,可判断A选项;利用函数的单调性可判断B选项;解方程可判断C选项;解方程可判断D选项.
【详解】对于A选项,因为,则,A对;
对于B选项,因为函数在上不单调,故函数在定义域上不单调,B错;
对于C选项,当时,由,可得,
当时,由,可得.
综上所述,函数有个零点,C对;
对于D选项,当时,由可得,
当时,由,可得,解得或.
综上所述,方程有三个实数解,D错.故选:AC.
25.已知函数,下列结论中正确的是( )
A.是的极小值点
B.有三个零点
C.曲线与直线只有一个公共点
D.函数为奇函数
【答案】ABC
【分析】对于A,利用导数,结合极小值点的定义,可得答案;
对于B,利用导数研究函数的单调性,结合零点的存在性定理,可得答案;
对于C,根据切线的求解方程,利用导数检测,可得直线为函数的切线,结合图象,可得答案;
对于D,整理函数解析式,利用奇函数的定义,可得答案.
【详解】由函数,则求导可得,
令,解得或,可得下表:
极大值
极小值
则是的极小值点,故A正确;
,,
由,,
显然函数在分别存在一个零点,即函数存在三个零点,故B正确;
联立,消去可得,化简可得,
则该方程组存在唯一实根,故C正确;
令,
,故D错误.故选:ABC.
26.已知函数的零点为,函数的零点为,则下列不等式中成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】把问题转化为两个函数图象交点问题,根据反函数的性质、基本不等式进行逐一判断即可.
【详解】令、,则、,
在同一坐标系中分别绘出函数、、的图像,
因为函数的零点为,函数的零点为,
所以,,解方程组,
因为函数与互为反函数,
所以由反函数性质知、关于对称,
则,,所以,
当且仅当a=b=1时,等号成立,所以A、D错误,B、C正确.故选:BC
27.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.
28.已知是定义在R上的奇函数,当时,,若关于x的方程恰有4个不相等的实数根,则这4个实数根之和为( )
A.4 B. C. D.8
【答案】BD
【分析】根据函数的解析式作出函数在时图象,换元解方程可得或,利用图象求出交点对应横坐标,注意利用函数为奇函数图象关于原点对称,分与两种情况讨论,数形结合即可求解.
【详解】作出函数在时的图象,如图所示,
设,
则关于的方程的方程等价于
解得:或,
如图,当时,即对应一个交点为,
方程恰有4个不同的根,可分为两种情况:
(1),即对应3个交点,且 ,
此时4个实数根之和为8;
(2),即对应3个交点,且 ,
此时4个实数根之和为,
综上,4个实数根之和为或.
故选:BD.
29.已知函数,,则下列说法正确的是( )
A.当时,函数有3个零点
B.当时,若函数有三个零点,则
C.若函数恰有2个零点,则
D.若存在实数m使得函数有3个零点,则
【答案】ABD
【分析】A选项,令与,解出方程的根,得到零点个数;B选项,画出与的图象,得到要想有三个零点,则,进而得到,,求出的范围即可;C选项,求出当时,函数零点的个数,即可判断;D选项,要想存在实数m使得函数有3个零点,则要保证对称轴左侧部分存在,从而求出的范围.
【详解】对于A,当时,,
当时,令,解得,
当时,令,解得或,
综上,当时,函数有3个零点,故A正确;
对于B,当时,,
令,则,
如图,画出与的图象如下:
要想有三个零点,则,
不妨设,则,,
故,则,
则,故B正确;
对于C,因为时,,或4时,,
当时,不存在零点,而有两个零点,
此时函数恰有2个零点,
则当时,函数也恰有2个零点,故C错误;
对于D,画出与的图象如下:
要想存在实数m使得函数有3个零点,则要保证对称轴左侧部分存在,故,故D正确.故选:ABD.
30.已知,若恰有3个零点,则的可能值为( )
A.0 B.1 C. D.2
【答案】AD
【分析】由得,利用数形结合即可得到结论.
【详解】由得,作出函数,|的图像,如图所示.
当,满足条件,
当时,此时与有三个交点,
故符合条件的满足或.
故选:AD
31.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
【分析】首先根据题意画出函数的图象,结合图象可知:当时,直线与的图象有2个交点,当直线与曲线相切在第一象限时,有2个交点,即可得到答案.
【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.
32.设函数,若关于x的方程有四个实根(),则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.的最小值为16
【答案】ABD
【分析】作出函数的大致图象,由图象分析可得,,可判断A,B;由解出可判断C;又因为,然后表示出,利用基本不等式求出的最小值可判断D.
【详解】作出函数的大致图象,如图所示:
要使直线与的图像有四个不同的交点,则,故A正确;
当时,对称轴为,所以,故B正确;
由,得或,则,
又,所以,
所以,故C错误;
所以,且,
,
当且仅当,即时,等号成立,故的最小值为,
故D正确. 故选:ABD
高考真题再现
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
【分析】利用指数函数与幂函数的单调性结合零点存在性定理计算即可.
【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
【分析】画出两函数在上的图象,根据图象即可求解
【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.(2010·天津·高考真题)函数f(x)=的零点所在的一个区间是
A.(-2,-1) B.(-1,0) C.(0,1) D.(1,2)
【答案】B
【详解】试题分析:因为函数f(x)=在其定义域内是递增的,那么根据f(-1)=,f(0)=1+0=1>0,那么函数的零点存在性定理可知,函数的零点的区间为(-1,0),选B.
考点:本试题主要考查了函数零点的问题的运用.
点评:解决该试题的关键是利用零点存在性定理,根据区间端点值的乘积小于零,得到函数的零点的区间.
4.(2019·全国III卷·高考真题)函数在的零点个数为
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【解析】令,得或,再根据x的取值范围可求得零点.
【详解】由,
得或,,
.
在的零点个数是3,
故选B.
5.(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】
【分析】令,得有3个根,从而结合余弦函数的图像性质即可得解.
【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:.
6.(2022·北京·高考真题)若函数的一个零点为,则 ; .
【答案】 1
【分析】先代入零点,求得A的值,再将函数化简为,代入自变量,计算即可.
【详解】∵,∴
∴
故答案为:1,
课后作业
一、单选题
1.下列函数在区间内有零点且单调递增的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据基本初等函数的单调性以及零点的定义判断可得出合适的选项.
【详解】对于A,在上为减函数,不符合题意;
对于B,在上为增函数,令,解得,不合乎题意;
对于C,在上没有定义,不符合题意;
对于D,在上有零点,且在为增函数,符合题意.故选:D.
2.下列函数在其定义域内,既是奇函数又存在零点的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题先运用判断是否为奇函数,再求零点判断即可.
【详解】A选项:,函数不是奇函数,故A选项错误;
B选项:,函数是奇函数,但不存在零点,故B选项错误;
C选项:,函数是奇函数,且,故C选项正确;
D选项:,函数不是奇函数,故D选项错误;故选:C.
3.已知函数,则函数的零点为( )
A. B.,0 C. D.0
【答案】D
【分析】函数的零点,即令分段求解即可.
【详解】函数
当时,令,解得
当时,令,解得(舍去)综上函数的零点为0故选:D.
4.函数在上的零点个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】由,数形结合即可得解.
【详解】由,得,作出函数在上的图象如图所示,
因为,
所以由图可知直线与图象有3个交点,从而在上有3个零点.故选:B
5.已知函数有两个零点,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】根据充分条件和必要条件的定义,结合二次函数的性质和基本不等式进行判断即可
【详解】由题意得,且,是方程的两个根,故,所以,当且仅当时等号成立.若,则,反之,若,则,当,时,,但故“”是“”的必要不充分条件,故选:B.
6.已知实数a,b,c满足,则下列不等式一定不成立的为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据的图象,应用数形结合法判断不同取值情况a、b、c的大小关系,即可得结果.
【详解】由的图象如下:
由图知:当时,,D可能;
当时,,B可能;
当时,,A可能.故选:C
7.已知函数的零点依次为,则
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将,转化为函数,与函数的交点坐标,在同一平面直角坐标系结合函数图象,数形结合判断,的取值范围,由是的零点,直接求,然后与,进行比较大小
【详解】在同一平面直角坐标系中分别画出函数y=2x,y=-x,的图象,结合函数y=2x与y=-x的图象可知其交点横坐标小于0,即a<0;结合函数与y=-x的图象可知其交点横坐标大于0且小于1,即0<b<1;令log2x-2=0,得x=4,即c=4.因此有a<b<c,选A.
8.已知函数,则的所有零点之和为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据零点定义求出零点后可得.
【详解】时,由得,
时,由得或,所以四个零点和为.故选:D.
9.已知函数,若,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先由得到,把转化为,利用函数单调性求出最小值.
【详解】
函数的图像如图所示,作出交两点,其横坐标分别为a、b,不妨设.
由可得:,解得:,
所以
记,
任取,则。
因为,所以,所以,
所以
则在上单调递减,所以
故选:C
10.函数在区间上的所有零点之和为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】把方程变形,把零点个数转化为正弦函数图象与另一函数图象的交点个数,根据函数的对称性计算可得.
【详解】解:因为,令,即,当时显然不成立,
当时,作出和的图象,如图,
它们关于点对称,
由图象可知它们在上有4个交点,且关于点对称,每对称的两个点的横坐标和为,所以4个点的横坐标之和为.故选:C.
11.若函数有三个零点,则k的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】运用分离变量法将与分开,将零点问题转化为两个函数的图像有三个交点的问题,数形结合容易得到答案.
【详解】由,得,设,令,解得,当时,,当或时,,且,其图象如图所示:
若使得函数有3个零点,则.故选:A.
12.已知函数若的图象上至少有两对点关于轴对称,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求得当时,关于轴对称的图象所对应的函数解析式为,将问题转化为与至少有2个交点,作出图象,结合图象求解即可.
【详解】解:当时,,则其关于轴对称的图象所对应的函数解析式为.
由题意知当时,与的图象至少有两个公共点,
即方程在区间,内至少有两个实根.
令,
在同一平面直角坐标系中分别作出与的图象,如图:
由图可知,若直线与曲线至少有两个公共点,则.
故实数的取值范围是.故选:C.
13.若函数恰有两个零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】令,即可得到,令,则与有两个交点,利用导数说明函数的单调性,求出函数的最小值,即可得到,从而求出参数的取值范围.
【详解】解:令,即,所以,
即方程有两个不相等实数根,
令,则与有两个交点,
因为,则当时,当时,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,
当时,则,当时,则,
所以,解得,即.故选:A
14.将函数的图象向右平移个单位长度,再将所得图象上所有点的横坐标变为原来的,纵坐标不变,得到函数的图象,若在上恰有2个零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意得,由得,由在上恰有2个零点,得 ,即可解决.
【详解】由题可知,,
先将函数的图象向右平移个单位长度,得,
再将所得图象上所有点的横坐标变为原来的,纵坐标不变,得,
当时,,
因为在上恰有2个零点,所以,解得.
所以的取值范围为,故选:B
15.已知函数在内恰有3个最值点和4个零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由第4个正零点小于1,第4个正最值点大于等于1可解
【详解】,
因为,所以,
又因为函数在内恰有个最值点和4个零点,
由图像得:,解得:,
所以实数的取值范围是.故选:A
16.下列区间中,函数一定存在零点的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数的解析式,求得,结合零点的存在定理,即可求解.
【详解】由题意,函数,可得,
可得,由零点的存在性定理,可得函数一定存在零点的区间是.故选:B.
17.函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由零点存在性定理运算即可得解.
【详解】由题意,函数是增函数并且是连续函数,
因为,,,
,所以,所以函数的零点在区间.故选:B.
18.函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先判断在上单增,再用零点存在定理判断零点所在的区间.
【详解】函数定义域为,且在上单增.
因为,,
所以零点所在区间为.故选:B
19.设函数,则在下面区间中函数不存在零点的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】试题分析:采取间接法,,因为,所以,,因此在上有零点,故在上有零点; ,而,即,因此,故在上一定存在零点;虽然,但,又,即,从而,于是在区间上有零点,也即在上有零点,不能选B,C,D,那么只能选A.
考点:1.函数的零点;2.诱导公式;3.正弦函数的性质.
【一题多解】在同一坐标系中画出与的图象,如下图示:由图可知与的图象在区间上无交点,
由图可知函数在区间上没有零点,故选A.
20.已知表示不超过实数的最大整数,为取整函数,是函数的零点,则等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据零点存在定理判断,从而可得结果.
【详解】因为在定义域内递增,且,,
由零点存在性定理可得,根据表示不超过实数的最大整数可知,故选:B.
二、多选题
21.已知函数是定义在R上的偶函数,且当时,,那么函数在定义域内的零点个数可能是( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】BC
【分析】函数在定义域的零点个数可转化成的根的个数,根据偶函数的图像关于轴对称,只需考虑时的根的个数,从而可得结论.
【详解】当时,
当时,令,解得或2共有两个解;
当时,令,即,当时,方程无解;
当时,,符合题意,方程有1解;
当时,,不符合题意,方程无解;
所以当时,有2个或3个根,而函数是定义在R上的偶函数,所以函数在定义域内的零点个数可能是4或6.故选:BC
22.设函数,则下列判断正确的是( )
A.存在两个极值点
B.当时,存在两个零点
C.当时,存在一个零点
D.若有两个零点,则
【答案】BD
【分析】利用导数与极值点的关系可判断A,利用与图像结合条件可判断BC,根据零点的概念结合不等式的性质可判断D.
【详解】因为函数的定义域为,
,
设,,
且方程的两根之积为,
在上有一个正根,设为,
在上,,函数单调递增,
在上,,函数单调递减,
所以存在一个极大值点,A错误;
令,即,
函数的零点即为与的交点,
如图所示:
函数图像与轴的交点为,
当时,与有两个不同的交点,即存在两个零点,B正确;
当时,与有两个不同的交点,
所以当时,存在一个零点,此说法不正确,C错误;
若有两个零点,假设,
则有即
两式相减得:,,则,
,,所以,即,D正确.故选:BD.
23.已知分别是函数和的零点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】把函数的零点转化两个函数图像交点的横坐标,再结合反函数图像的特点得到点和关于点对称,根据可判断A、B选项;结合反函数的性质可以判断C选项;利用特殊值的思路得到的范围即可判断D选项.
【详解】因为,分别是函数,的零点,所以,,那么,可以看做函数和与函数图像交点的横坐标,
如图所示,点,,分别为函数,,的图像与函数图像的交点,所以,因为函数和互为反函数,所以函数图像关于的图像对称,的图像也关于的图像对称,所以点和关于点对称,,,故AB正确;
由反函数的性质可得,因为单调递增,,
所以,所以,故C错;
当时,函数对应的函数值为,函数对应的函数值为,因为
,所以,
所以的范围为,那么,而,所以,故D正确.
故选:ABD.
24.设函数,若关于的方程有四个实数解,且,则的值可能是( )
A.0 B.1 C.99 D.100
【答案】BC
【分析】首先根据题意画出图象,根据二次函数的性质得到,根据对数函数的性质得到,从而得到,再根据函数单调性求解即可.
【详解】如图所示:
因为关于的方程有四个实数解,且,
所以.
的对称轴为,所以.
因为,所以,即,.
因为,所以.所以,
因为,为减函数,所以.故选:BC
25.已知函数在上恰有三个零点,则( )
A.的最小值为 B.在上只有一个极小值点
C.在上恰有两个极大值点 D.在上单调递增
【答案】BD
【分析】利用函数在上有三个零点可求得的取值范围,可判断A选项;利用极值点的定义可判断BC选项;利用余弦型函数的单调性可判断D选项.
【详解】对于A选项,因为,当时,,
由函数在上恰有三个零点,所以,,解得,
所以,的最小值为,A错;
对于B选项,由A选项知,,
则当,即时,函数取得极小值,即在上只有一个极小值点,B对;
对于C选项,当时,函数在上只有一个极大值点,C错;
对于D选项,当时,,
因为,所以,,
所以,函数在上单调递增,D对.故选:BD.
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$艺术生高考数学50天冲刺90分讲义
第11讲 函数的零点题型总结
一、考向解读
考点
五年考情(2021-2025)
命题趋势
考点 1:函数与方程
2025 年天津卷:函数零点所在区间;2024 年新课标 Ⅰ 卷:曲线交点个数;2024 年新课标 Ⅱ 卷:曲线交点求参数;2024 年新课标 Ⅱ 卷:函数性质判断(零点等);2024 年新课标 Ⅱ 卷:三角函数性质(零点等);2024 年天津卷:函数恰有一个零点求参数范围;2024 年全国甲卷:曲线交点求参数范围;2023 年新课标 Ⅱ 卷:函数极值相关零点条件;2023 年新课标 Ⅰ 卷:函数零点求参数范围;2023 年天津卷:函数恰有两个零点求参数范围;2022 年北京卷:函数零点求参数及函数值;2022 年天津卷:函数零点求参数范围;2021 年天津卷:分段函数零点求参数范围;
1. 函数零点问题常与函数单调性、零点存在性定理结合,涉及零点所在区间、零点个数判断。2. 曲线交点问题多转化为函数零点问题,常结合函数图象、奇偶性等性质,求参数范围是重点。3. 分段函数零点问题需分段讨论,结合不同区间函数特点分析。
考点 2:函数模型及其应用
2025 年北京卷:对数函数模型应用;2024 年上海卷:对数函数模型解不等式及求参数范围;2023 年上海卷:函数模型与零点结合求参数范围;2023 年新课标 Ⅰ 卷:对数函数模型应用(声压级);
1. 函数模型多涉及指数函数、对数函数、二次函数等,常与实际问题结合,如疫情、销售、工程等场景。2. 应用问题重点在于建立函数关系,利用函数性质求解实际问题中的量,如时间、参数范围等。
二 知识再现
一、函数的零点与方程的根
1、定义:如果函数在实数处的值等于零,即,则叫做这个函数的零点.
2、等价定义
(1)函数的零点也就是函数的图象与轴交点的横坐标;
(2)函数的零点就是方程的实数根.
二、零点存在定理
1、定理:如果函数在区间上的图象是一条连续不断的曲线,且,
那么,函数在区间内至少有一个零点,即存在,使得。
2、函数在区间上的图象是一条连续不断的曲线,,且具有单调性,则函数在区间内只有一个零点.
三、函数零点个数判断的一般方法
1、直接法:直接求零点,令,求出它的解,但是要注意零点是否有相同的部分.
2、定理法:利用零点存在定理,函数的图象在区间上是连续不断的曲线,且,
结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.
3、图象法:
(1)单个函数图象:利用图象交点的个数,画出函数的图象,函数的图象与轴交点的个数就是函数的零点个数;
(2)两个函数图象:将函数拆成两个函数和的差,根据,则函数的零点个数就是函数和的图象的交点个数
【常用结论】
1.方程有实数根函数的图象与轴有交点函数有零点.
2.零点不是点喔,是一个数!(偷偷告诉你,极值点也不是点,是数来着)
题型一 求函数的零点
一、单选题
1.已知函数,则的零点为( )
A.和 B.和 C.和 D.和
2.已知函数则函数的零点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
3.函数的零点是( )
A.1 B. C. D.4
4.函数的零点为( )
A.4 B.4或5 C.5 D.或5
题型二 比较零点的大小关系
5.设方程的两个根为,则
A. B. C. D.
6.已知函数,,的零点分别为a,b,c,则( )
A. B. C. D.
7.已知是自然对数的底数,函数的零点为,函数的零点为,则下列不等式中成立的是
A. B. C. D.
题型三 求零点的和
8.已知函数,则的所有零点之和为( )
A. B. C. D.
9.函数的零点之和为( )
A.-1 B.1 C.-2 D.2
10.函数与,两函数图象所有交点的横坐标之和为( ).
A.0 B.2 C.3 D.4
11.函数在上的所有零点之和为( )
A. B. C. D.
12.函数在区间上的所有零点之和等于( )
A. B.0 C.3 D.2
题型四 根据零点个数求参数范围
13.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.
14.已知函数,若函数有两个不同的零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
15.设,若有三个不同的实数根,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
16.若函数在区间内仅有1个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
17.已知函数(),若在上有两个零点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
题型五 判断零点所在区间
18.函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
19.已知方程的解在内,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
20.在下列区间中,函数的零点所在区间为( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
21.函数的零点所在的区间为( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
22.函数,则的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
23.函数在区间上的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
二、多选题
24.已知函数,则以下结论正确的是( )
A.
B.函数是定义域上的增函数
C.函数有个零点
D.方程有两个实数解
25.已知函数,下列结论中正确的是( )
A.是的极小值点
B.有三个零点
C.曲线与直线只有一个公共点
D.函数为奇函数
26.已知函数的零点为,函数的零点为,则下列不等式中成立的是( )
A. B.
C. D.
27.已知函数,的零点分别为,,则( )
A. B. C. D.
28.已知是定义在R上的奇函数,当时,,若关于x的方程恰有4个不相等的实数根,则这4个实数根之和为( )
A.4 B. C. D.8
29.已知函数,,则下列说法正确的是( )
A.当时,函数有3个零点
B.当时,若函数有三个零点,则
C.若函数恰有2个零点,则
D.若存在实数m使得函数有3个零点,则
30.已知,若恰有3个零点,则的可能值为( )
A.0 B.1 C. D.2
31.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
32.设函数,若关于x的方程有四个实根(),则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.的最小值为16
高考真题再现
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.(2010·天津·高考真题)函数f(x)=的零点所在的一个区间是( )
A.(-2,-1) B.(-1,0) C.(0,1) D.(1,2)
4.(2019·全国III卷·高考真题)函数在的零点个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
5.(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 .
6.(2022·北京·高考真题)若函数的一个零点为,则 ; .
课后作业
一、单选题
1.下列函数在区间内有零点且单调递增的是( )
A. B. C. D.
2.下列函数在其定义域内,既是奇函数又存在零点的是( )
A. B.
C. D.
3.已知函数,则函数的零点为( )
A. B.,0 C. D.0
4.函数在上的零点个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
5.已知函数有两个零点,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
6.已知实数a,b,c满足,则下列不等式一定不成立的为( )
A. B. C. D.
7.已知函数的零点依次为,则
A. B. C. D.
8.已知函数,则的所有零点之和为( )
A. B. C. D.
9.已知函数,若,则的最小值是( )
A. B. C. D.
10.函数在区间上的所有零点之和为( )
A. B.
C. D.
11.若函数有三个零点,则k的取值范围为( )
A. B. C. D.
12.已知函数若的图象上至少有两对点关于轴对称,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
13.若函数恰有两个零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
14.将函数的图象向右平移个单位长度,再将所得图象上所有点的横坐标变为原来的,纵坐标不变,得到函数的图象,若在上恰有2个零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
15.已知函数在内恰有3个最值点和4个零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
16.下列区间中,函数一定存在零点的区间是( )
A. B. C. D.
17.函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
18.函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
19.设函数,则在下面区间中函数不存在零点的是
A. B. C. D.
20.已知表示不超过实数的最大整数,为取整函数,是函数的零点,则等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
二、多选题
21.已知函数是定义在R上的偶函数,且当时,,那么函数在定义域内的零点个数可能是( )
A.2 B.4 C.6 D.8
22.设函数,则下列判断正确的是( )
A.存在两个极值点
B.当时,存在两个零点
C.当时,存在一个零点
D.若有两个零点,则
23.已知分别是函数和的零点,则( )
A. B.
C. D.
24.设函数,若关于的方程有四个实数解,且,则的值可能是( )
A.0 B.1 C.99 D.100
25.已知函数在上恰有三个零点,则( )
A.的最小值为 B.在上只有一个极小值点
C.在上恰有两个极大值点 D.在上单调递增
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