内容正文:
2.8 函数与方程(精讲)
第一部分:知识复习
1.函数的零点与方程的解
(1)函数零点的概念
对于一般函数y=f(x),我们把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)的零点.
(2)函数零点与方程实数解的关系
方程f(x)=0有实数解⇔函数y=f(x)有零点⇔函数y=f(x)的图象与x轴有公共点.
(3)函数零点存在定理
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条连续不断的曲线,且有f(a)f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的解.
【注意】函数f(x)的零点不是一个“点”,而是方程f(x)=0的实根.
2.二分法
对于在区间[a,b]上图象连续不断且f(a)f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在区间一分为二,使所得区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法,二分法只能求变号零点.
[常用结论]
1.若连续不断的函数f(x)在(a,b)上是单调函数,而且f(a)f(b)<0,则f(x)在(a,b)上有且仅有一个零点.
2.由函数y=f(x)(图象是连续不断的)在闭区间[a,b]上有零点不一定能推出f(a)·f(b)<0,如图所示,所以f(a)·f(b)<0是y=f(x)在闭区间[a,b]上有零点的充分不必要条件.
第二部分:典型例题
典例一:函数零点所在区间的判断(零点存在性定理)
1.(2026·甘肃嘉峪关·三模)函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
2.(2026·广东深圳·模拟预测)已知,则的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
3.(2026·天津·模拟预测)方程的根所在区间为( )
A. B. C. D.
4.(25-26高二下·浙江杭州·阶段检测)(多选)已知的零点为,有使得满足<0,则下列结论有可能成立的是( )
A. B. C. D.
5.(25-26高三上·湖南益阳·期中)函数的零点在区间内,则_________.
6.(2026高二下·浙江·学业考试)函数的零点所在的大致区间为( )
A. B. C. D.
典例二:函数零点个数的判断
7.(25-26高三上·四川成都·期末)函数的零点个数为( ).
A. B. C. D.
8.(2026高三·全国·专题练习)若函数满足,且时,,已知函数,则函数在区间内的零点个数为_____.
9.(25-26高二下·天津·期末)设函数,则( )
A.在区间,内均有零点
B.在区间,内均无零点
C.在区间上有零点,在内无零点
D.在区间上无零点,在内有零点
10.(2026·上海杨浦·模拟预测)函数的零点个数为( )
A.1013 B.2026 C.3039 D.4052
11.(25-26高三上·江苏常州·期末)若定义在上的函数满足,且时,,已知函数,则函数在区间内的零点个数为( )
A.13 B.12 C.11 D.10
12.(25-26高三上·吉林长春·阶段检测)已知,则函数的零点个数为( )
A.8 B.7 C.5 D.3
13.(25-26高三上·上海宝山·期中)定义在区间上的函数与的图象的交点个数为___________
14.(2026高三·全国·专题练习)已知函数定义在上,且,满足,且当时,,则函数的零点个数是____.
典例三:根据零点个数求函数解析式中的参数
15.(2026·北京·三模)已知函数是偶函数,当时,若的图象与轴恰有4个公共点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
16.(25-26高三上·四川攀枝花·期末)已知定义在上的奇函数满足,且当时,.若函数在上恰有3个不同的零点,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
17.(2026·陕西榆林·二模)已知函数恰有3个零点,则整数的取值个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
18.(25-26高三下·江西·阶段检测)已知函数若关于的方程恰有4个不同的实数根,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
19.(25-26高二下·广东茂名·期中)已知函数
(1)求函数的单调区间和极值;
(2)若方程恰有一个实数解,求实数的取值范围.
20.(25-26高三下·江西宜春·开学考试)已知函数,若,则,满足的关系式为( )
A. B. C. D.
21.(2026·山东聊城·一模)已知定义在上的偶函数满足,且时,,若是的一个零点,则a的值为____________.
22.(25-26高三上·广东汕尾·期末)已知函数和(其中且).若函数和的图象有两个交点,且这两个交点的横坐标之和为1,则实数的值为___________.
典例四:比较零点大小关系
23.(25-26高三上·陕西榆林·阶段检测)若函数,,的零点分别为,,,则( )
A. B.
C. D.
24.(2026高三·全国·专题练习)已知三个函数,,的零点依次为a,b,c,则( )
A. B. C. D.
25.(2026·河南濮阳·模拟预测)已知函数,与的零点分别为,,,则( )
A. B. C. D.
26.(2026·福建福州·三模)已知,则的大小关系不可能为( )
A. B.
C. D.
27.(2026·河南新乡·三模)已知函数的零点分别为,则的大小顺序为( )
A. B. C. D.
28.(2026·湖南湘西·三模)已知分别为函数的零点,且,则( )
A. B. C. D.
典例五:求零点和
29.(2026·甘肃白银·三模)已知函数,当时,的图象与直线的所有交点的横坐标的和为____________.
30.(25-26高二·全国·暑假作业)函数,则函数的所有零点之和为_________.
31.(2026·陕西咸阳·二模)若函数恰好有4个不同的零点,则其所有零点之和的取值范围为______.
32.(陕西省2026届高考适应性检测(二)数学试题)已知函数,的零点分别为,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
33.(25-26高三上·广东广州·期末)已知函数,令,当时,的所有零点之和为___________,有3个零点则的取值范围为___________.
34.(2025高三·全国·竞赛)已知,则在上所有根的和为_____.
35.(25-26高三上·河北承德·期末)(多选)已知函数若,且,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.的取值范围是 D.的取值范围是
36.(25-26高三上·安徽芜湖·阶段检测)函数的所有零点之和为( )
A. B.1 C. D.2
典例六:根据零点所在区间求参数
37.(25-26高三上·湖南衡阳·阶段检测)已知函数在上存在零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
38.(25-26高二下·黑龙江大庆·阶段检测)已知函数在区间内恰有一个变号零点(即零点附近左右函数值的符号不同),则实数的值可以是( )
A. B. C. D.
39.(2026·陕西西安·模拟预测)若函数在上有零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
40.(25-26高三上·上海·期中)若函数在区间上有零点,则实数的取值范围是__.
41.(2026·全国·模拟预测)已知函数有三个零点,则实数的取值范围是______.
42.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)函数在区间内有零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
典例七:函数零点的分布(一次、二次)
43.(2026·浙江·二模)函数至多有______个零点.
44.(25-26高三·全国·课后作业)若函数的表达式在内有零点,求实数的取值范围.
45.(26-27高三·全国·暑假作业)关于的方程一个根小于,一个根大于,求的取值范围.
46.(26-27高三·全国·暑假作业)若关于的方程有且只有一个根在区间上,则的值范围为______.
47.(26-27高三·全国·暑假作业)关于x的方程,有两个实根,且一根比2大,一根比2小,求实数m的范围.
48.(26-27高三·全国·暑假作业)关于x的方程有两个负根,求实数m的范围.
典例八:函数零点的分布(指对幂)
49.(25-26高三上·广东东莞·期末)(多选)已知函数的零点分别为a,b,c,则下列结论正确的有( )
A. B.
C. D.
50.(25-26高三上·贵州遵义·期末)已知函数,若关于的方程的实数根不少于个,则实数的取值范围是__________.
51.(25-26高三上·天津津南·阶段检测)已知函数,若正实数 互不相等,且,则的取值范围为______.
52.(25-26高三上·贵州毕节·期末)已知函数,若函数有4个不同的零点,则的取值范围是___________;若4个零点分别记为,且,则的取值范围是___________.
53.(25-26高三上·北京东城·期末)已知函数是偶函数.
(1)求实数a的值;
(2)当时,函数存在零点,求实数m的取值范围;
(3)若关于x的方程恰有两个不等实根,求实数k的取值范围.
54.(25-26高三上·河南·阶段检测)(多选)已知函数的零点为,函数的零点为,则( )
A. B. C. D.
55.(25-26高三上·天津南开·阶段检测)函数,直线与的图象的四个交点的横坐标从左到右依次为、、、,则的取值范围是___________.
56.(25-26高三上·四川达州·阶段检测)(多选)已知函数,若,且,则下列结论正确的是( )
A. B.的最小值为4
C. D.
典例九:二分法求零点
57.(25-26高二上·江西宜春·期末)已知函数在区间上存在唯一零点,若采用二分法进行求解,要求近似解的绝对误差不超过0.01,则至少需要计算中点函数值的次数为______.
58.(25-26高三上·江西赣州·期末)用二分法求函数零点近似值时,第一次所取区间,则第三次所取的区间可能是( )
A. B. C. D.
59.(25-26高三上·河南新乡·期末)用二分法求方程在上的近似解时,经过两次二分后,可确定近似解所在区间为( )
A. B. C. D.
60.(25-26高三上·山东菏泽·阶段检测)已知函数,利用二分法求函数在内的零点的近似值,则使用两次二分法后,零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
典例十:求近似值
61.(25-26高三上·陕西西安·期末)用二分法求方程根的近似解时,令,并用计算器得到如下表数据:则由表中的数据,可得方程的一个近似解为(精确度为)( )
A. B. C. D.
62.(25-26高三上·江西景德镇·期末)用二分法逐次计算函数在区间内的一个零点附近的函数值,所得部分数据如下表.若要使的零点的近似值精确度为0.1,则对区间最少等分次数和零点近似值分别是( )
1
2
1.5
1.75
1.625
1.5625
1.53125
0.693
0.310
0.110
0.009
A.4次,1.55 B.4次,1.57
C.5次,1.60 D.5次,1.65
63.(25-26高三上·吉林延边·期末)用二分法求方程的近似解时,求得的部分函数值数据如表所示:
1
1.5
1.75
1.8125
1.875
2
0.5796
1.342
3
则当精确度为0.1时,方程的近似解可取( )
A.1.6 B.1.7 C.1.8 D.1.9
64.(25-26高三上·全国·阶段检测)若函数的一个正数零点附近的函数值用二分法逐次计算,参考数据如表:
那么当精确度达到时,可作为方程的一个近似根的是( )
A. B. C. D.
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2.8 函数与方程(精讲)
第一部分:知识复习
1.函数的零点与方程的解
(1)函数零点的概念
对于一般函数y=f(x),我们把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)的零点.
(2)函数零点与方程实数解的关系
方程f(x)=0有实数解⇔函数y=f(x)有零点⇔函数y=f(x)的图象与x轴有公共点.
(3)函数零点存在定理
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条连续不断的曲线,且有f(a)f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的解.
【注意】函数f(x)的零点不是一个“点”,而是方程f(x)=0的实根.
2.二分法
对于在区间[a,b]上图象连续不断且f(a)f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在区间一分为二,使所得区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法,二分法只能求变号零点.
[常用结论]
1.若连续不断的函数f(x)在(a,b)上是单调函数,而且f(a)f(b)<0,则f(x)在(a,b)上有且仅有一个零点.
2.由函数y=f(x)(图象是连续不断的)在闭区间[a,b]上有零点不一定能推出f(a)·f(b)<0,如图所示,所以f(a)·f(b)<0是y=f(x)在闭区间[a,b]上有零点的充分不必要条件.
第二部分:典型例题
典例一:函数零点所在区间的判断(零点存在性定理)
1.(2026·甘肃嘉峪关·三模)函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为是增函数,是增函数,所以函数是增函数.
又,
所以由零点存在性定理可得,函数的零点所在的区间为.
2.(2026·广东深圳·模拟预测)已知,则的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意求得的零点为,再由对数函数性质判断即可.
【详解】令的值即的零点.
而,即,,
而,所以,
所以函数的零点就是,.
要比较与的大小,等价于比较2与的大小,等价于比较与大小,
显然,,.
3.(2026·天津·模拟预测)方程的根所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】原方程的根等价于函数 的零点,先判断 单调递增,然后利用零点存在性定理逐一判断即可.
【详解】原方程的根等价于函数 的零点,的定义域为 ,
函数 在 上单调递增,函数 在 上单调递增,
因此 在 上单调递增,在定义域内最多只有 1 个零点,
,
因此 时,,无零点,A 选项错误;
,因此 时,,
无零点,B选项错误;
,
因为 ,因此 ,
此时 且 ,,根据零点存在定理,存在 ,使得 ,
即方程的根在区间 内,C选项正确;
,
结合 单调递增, 时 ,故区间 内无零点,D选项错误.
4.(25-26高二下·浙江杭州·阶段检测)(多选)已知的零点为,有使得满足<0,则下列结论有可能成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【详解】因为函数和函数均为减函数,
所以函数为减函数,若实数是函数的一个零点,则,
由题设<0知,或,
根据零点存在定理有:或
5.(25-26高三上·湖南益阳·期中)函数的零点在区间内,则_________.
【答案】4
【分析】利用函数零点的存在性定理求解.
【详解】由题意知,函数在上连续,根据对数函数和一次函数性质知该函数单调递增,
又有,,
由函数零点存在性定理可知零点在内,结合题意可得.
6.(2026高二下·浙江·学业考试)函数的零点所在的大致区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用零点存在定理逐个选项代入计算验证即可.
【详解】因为零点存在定理:若函数在区间上连续,且,则在内存在零点.
因为函数的定义域是.函数在上单调递增.
对于选项A,,所以函数在上恒成立,故选项A不正确.
对于选项B,,所以.
故在区间存在零点.
对于选项C,,所以.
故选项C不正确.
对于选项D,,所以
故选项D不正确.
典例二:函数零点个数的判断
7.(25-26高三上·四川成都·期末)函数的零点个数为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据分段函数性质,分别求两段之内的零点即可。
【详解】当时,由,无零点.
当时,,
由以及均在上单调递增,可知在上单调递增.
又,
根据零点存在定理可得,在上存在一个零点,
根据函数的单调性可知,在上存在唯一零点.
综上所述,的零点个数为.
8.(2026高三·全国·专题练习)若函数满足,且时,,已知函数,则函数在区间内的零点个数为_____.
【答案】
【分析】结合函数周期性和解析式可作出与在上的图象,根据图象交点个数可得所求函数零点个数.
【详解】,是周期为的周期函数;
当时,;当时,;,
又,,,
可作出与在上的图象如下图所示,
由图可知:与在上有个交点,
函数在区间内的零点个数为.
9.(25-26高二下·天津·期末)设函数,则( )
A.在区间,内均有零点
B.在区间,内均无零点
C.在区间上有零点,在内无零点
D.在区间上无零点,在内有零点
【答案】D
【分析】先对函数进行求导,再根据导函数的正负情况判断原函数的增减性可得答案.
【详解】由题得,令解得;
令解得;
所以函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,
在点处有极小值;
又,,,
即,,
所以在区间上无零点,在内有零点.
10.(2026·上海杨浦·模拟预测)函数的零点个数为( )
A.1013 B.2026 C.3039 D.4052
【答案】B
【分析】分, ,三种情况分析的零点个数,并结合函数的周期性,可得的零点.
【详解】因,则函数是周期函数,其最小正周期为.
令,当时,单调递增,单调递增,所以单调递增;
又在上单调递减,故函数 在上单调递增;
又因,所以函数在上有一个零点.
当 时, ,,则,函数在上无零点.
当时, ,则 ,.
令,在 上单调递增,单调递增,所以单调递增;
在 上单调递增,且增长速度逐渐增快.
若,则,而,所以;
若,则,,所以 ;
若,则,,所以 ;
又 ,所以在上恰有一个零点.
综上,函数 在有两个零点.
所以函数 有 个零点.
11.(25-26高三上·江苏常州·期末)若定义在上的函数满足,且时,,已知函数,则函数在区间内的零点个数为( )
A.13 B.12 C.11 D.10
【答案】B
【分析】的零点个数,即与的交点个数,在同一坐标系分别作出与的图象,然后确定交点的个数即可.
【详解】函数的定义域为,而,即是周期为2的周期函数,
函数在上递增,且,
在上递减,且,在上递增,且,
在同一坐标系内作出函数的部分图象,如图,
由得,即函数在内的零点个数是函数的图象在[-6,6]内的交点个数,
观察图象知,函数的图象在内有12个交点,
所以函数在内有12个零点.
故选:B
12.(25-26高三上·吉林长春·阶段检测)已知,则函数的零点个数为( )
A.8 B.7 C.5 D.3
【答案】B
【分析】根据函数零点定义,结合函数图象进行求解即可.
【详解】由,或,
函数的图象如下图所示:
由数形结合思想可知:函数的图象与函数、的图象一共有个交点,
所以函数有7个零点.
故选:B
13.(25-26高三上·上海宝山·期中)定义在区间上的函数与的图象的交点个数为___________
【答案】6
【详解】因为,,所以与均为偶函数,
所以只需先研究上的交点,
当时,,由,得,
整理得,解得或,
当,时,解得或,共2个解;
当,时,解为,共1个解.
所以当时,函数与的图象有3个交点;
所以由偶函数对称性,上也有3个交点。
所以函数与的图象的交点个数为6.
14.(2026高三·全国·专题练习)已知函数定义在上,且,满足,且当时,,则函数的零点个数是____.
【答案】
【分析】利用函数的奇偶性,对称性以及函数图象和性质,结合函数零点的定义分析即可.
【详解】定义在上函数满足,可得为奇函数,
又由,可得有对称轴,
由,可得,
则最小正周期为4,
函数的零点即函数与函数图象交点的横坐标,
又当时,,
在同一坐标系内作出函数与函数图象如下:
两函数图象有3个公共点,
则函数的零点个数是3.
典例三:根据零点个数求函数解析式中的参数
15.(2026·北京·三模)已知函数是偶函数,当时,若的图象与轴恰有4个公共点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据对称性将问题转化为在上有两个不同的零点,进而利用方程的根进行求解.
【详解】由于函数是偶函数,且其图像与轴恰有4个公共点,因此,在上有两个不同的零点,
当时,令,则,共有两个实数根,
由于函数和均为定义域内的单调函数,
因此有一个实数根,有一个实数根,
故时,,
时,,
因此当时,.
16.(25-26高三上·四川攀枝花·期末)已知定义在上的奇函数满足,且当时,.若函数在上恰有3个不同的零点,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知条件得出函数的周期性和对称性,再结合已知区间函数的表达式画出函数图象,根据函数在上恰有3个不同的零点列出不等式解出即可.
【详解】函数是定义在上的奇函数,,且,
由可知,函数关于直线对称,则,
即,则,的周期为4,
,即,的图像关于点对称,
又当时,,作出函数的部分图像:
函数在上恰有3个不同的零点,即在上有3个不同的交点.
,解得,故实数a的取值范围为.
故选:B.
17.(2026·陕西榆林·二模)已知函数恰有3个零点,则整数的取值个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据题意解出,,分别画出函数图像,数形结合求解即可.
【详解】
令,得或;
作出的大致图象,如图所示,
这两个函数的图象的交点为,因为,
所以由图可知的取值范围是.故整数或2,个数为2.
故选:B
18.(25-26高三下·江西·阶段检测)已知函数若关于的方程恰有4个不同的实数根,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】将问题转化为图象交点问题,从而结合图象即可得解.
【详解】画出函数的图象,如图所示,
设,则原方程可化为,解得或.
由图可知当时,有2个根.
因为原方程有4个不同的实数根,则有2个根,
所以或或,
解得或或,则实数的取值范围为.
故选:D.
19.(25-26高二下·广东茂名·期中)已知函数
(1)求函数的单调区间和极值;
(2)若方程恰有一个实数解,求实数的取值范围.
【答案】(1)的单调递增区间为和,单调递减区间为,的极大值为,的极小值为
(2).
【分析】(1)对进行求导,然后利用导数去求的单调区间和极值.
(2)根据(1)大致作出的图象,由图象确定的取值范围.
【详解】(1),.
令,解得或.
递增
极大值
递减
极小值
递增
的单调递增区间为和,单调递减区间为,
的极大值为,的极小值为.
(2)由(1)可知的极大值为,的极小值为.
当,,作出的大致图象如下:
要使恰有一个实数解,则的图象与的图象有且仅有一个交点,
由图象可得的取值范围为.
20.(25-26高三下·江西宜春·开学考试)已知函数,若,则,满足的关系式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】,可化为,根据函数与函数均为增函数可得到两个函数的零点相同,即可得答案.
【详解】
,
因为,
所以可化为,
函数在定义域上单调递增,零点为,
函数在上单调递增,零点为,
所以当函数与零点相同时,,
所以,即.
21.(2026·山东聊城·一模)已知定义在上的偶函数满足,且时,,若是的一个零点,则a的值为____________.
【答案】/
【详解】因为函数为偶函数,
所以,
所以,
所以函数的周期为,
所以,
由题意知,,
即,
解得.
22.(25-26高三上·广东汕尾·期末)已知函数和(其中且).若函数和的图象有两个交点,且这两个交点的横坐标之和为1,则实数的值为___________.
【答案】/
【分析】由函数,可得是其中一个交点,则另一个交点的横坐标为,利用求出的值即可.
【详解】由可知由反比例函数向左平移1个单位,再向上平移2个单位得到,
由可知由指数函数向下平移2个单位得到,
结合函数图象易知,
即对于任意且,是函数和的图象的其中一个交点,
又因为这两个交点的横坐标之和为1,所以另一个交点的横坐标为,
所以,即,解得,
故答案为:
典例四:比较零点大小关系
23.(25-26高三上·陕西榆林·阶段检测)若函数,,的零点分别为,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题意,转化为函数,,与的图象的交点的横坐标,在同一坐标系下,画出函数的图象,结合图象,即可求解.
【详解】令,可得,即,
则函数的零点,即为函数与交点的横坐标,
令,可得,即
则函数的零点,即为函数与交点的横坐标,
令,可得,即
则函数的零点,即为函数与交点的横坐标,
在同一坐标系内,画出函数,,和的图象,
如图所示,结合图象,可得.
24.(2026高三·全国·专题练习)已知三个函数,,的零点依次为a,b,c,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据函数零点的定义,结合函数单调性和零点存在定理分别判断的范围.
【详解】是上的增函数,,,
因此零点,即.
令,得零点.
是上的增函数,,,因此零点,即,
综上可得大小关系:.
25.(2026·河南濮阳·模拟预测)已知函数,与的零点分别为,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用导数判断函数的单调性,结合零点存在定理判断三个零点所在区间,,即可求解.
【详解】因为,所以在上单调递增,
因为,,
由零点存在定理,的零点,
因为,所以 在上单调递增,
因为,,
由零点存在定理,的零点,
因为,令,得,
当时,,函数在内单调递增,
当时,,函数在内单调递减,
当时,,函数在 内单调递增,
因为,,
因此,时,函数没有零点,
又因为,
由零点存在定理,的零点,
因为,
所以.
26.(2026·福建福州·三模)已知,则的大小关系不可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由,得,转化为函数与,与,与图象的交点问题;作出函数图象,结合图象可得各个交点的位置关系,从而进行判断.
【详解】,,,
,,;
即转化为函数与,与,与图象的交点问题.
分别画出,,,,,的图象,如图所示:
由图可知,与的图象交于两点,与的图象交于两点,与的图象交于两点;同时.
对于A,时,满足,故A正确;
对于B,,不满足,故B错误;
对于C,,满足,故C正确;
对于D,,满足,故D正确.
27.(2026·河南新乡·三模)已知函数的零点分别为,则的大小顺序为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】分别求解三个函数的零点满足的关系式,再数形结合利用函数图象的交点比较大小即可.
【详解】的零点即为方程的解,即为的图像与图像的交点横坐标,
的零点即为方程的解,即为的图像与图像的交点横坐标,
的零点即为方程的解,即为的图像与图像的交点横坐标,
∵函数的零点分别为,
作出函数的图象如图,
由图可知:,
28.(2026·湖南湘西·三模)已知分别为函数的零点,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据零点的定义转化问题为函数与函数的交点问题,再结合图象判断大小即可.
【详解】由,得,则函数与的图象的交点横坐标就是;
由,得,则函数与的图象的交点横坐标就是;
由,得,则函数与的图象的交点横坐标就是.
作出函数图象如图,可知.
典例五:求零点和
29.(2026·甘肃白银·三模)已知函数,当时,的图象与直线的所有交点的横坐标的和为____________.
【答案】
【详解】令,则或,,
所以或,,而,
所以,
故所有交点的横坐标的和为.
30.(25-26高二·全国·暑假作业)函数,则函数的所有零点之和为_________.
【答案】13
【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.
31.(2026·陕西咸阳·二模)若函数恰好有4个不同的零点,则其所有零点之和的取值范围为______.
【答案】
【分析】把函数零点问题转化成方程根的问题,利用韦达定理和判别式讨论的取值范围,进而求解4个零点之和的取值范围.
【详解】函数的零点即的解,,且时,
,所以方程的解必定为整数解,,
当时,方程为,即①;
当时,方程为,即②;
要使有4个不同零点,需两个二次方程各有2个不同的正实根,且满足符号条件,
方程,判别式,解得或;
两根之和,故,
,满足,符合的条件;
方程,判别式,解得或;
两根之和,故,
,满足,符合的条件;
综上可得,当时,两个二次方程各有2个不同的正实根,且无公共根,
有4个不同的零点,
方程①的两根之和为,方程②的两根之和为,
所有零点之和为,
,
,故所有零点之和的取值范围为.
32.(陕西省2026届高考适应性检测(二)数学试题)已知函数,的零点分别为,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据函数的零点定义,可得即函数图象与直线的交点的横坐标,结合函数图象的对称性即可求得答案.
【详解】由可得,由,,
依题意,如图所示,即函数图象与直线的交点的横坐标.
由图知,因函数是一对反函数,图象关于直线对称,则点也关于直线对称,
由解得,则点关于点对称,故.
33.(25-26高三上·广东广州·期末)已知函数,令,当时,的所有零点之和为___________,有3个零点则的取值范围为___________.
【答案】
【分析】根据分段函数解析式,作出图像,利用方程与函数的关系,进行计算,可得答案.
【详解】由题意可得:当时,即.
当时,,解方程:
得,取.
当时,.
所以当,的两个零点:和.
所以零点之和为:.
要使函数有三个零点,图象有三个交,根据图像可得:
时,图象有三个交点,即函数有三个零点,
34.(2025高三·全国·竞赛)已知,则在上所有根的和为_____.
【答案】60
【分析】首先确定两个函数的相同的对称中心,再根据两个函数图象的交点个数,以及交点的对称性,即可求解.
【详解】因为,
所以的图象关于点对称,而函数的图象也关于对称,
在同一直角坐标系内作出两函数的图象,如图所示:
由图象可知这两个函数图象上有10个交点,即共有5对关于对称的点,
所以方程在上所有根的和为.
故答案为:
35.(25-26高三上·河北承德·期末)(多选)已知函数若,且,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.的取值范围是 D.的取值范围是
【答案】BC
【分析】作出函数的图象,结合函数的图象,对数的运算性质、二次函数的对称性、对勾函数的单调性进行求解即可.
【详解】如图,作出函数的大致图象.
设.因为,
所以由图象可知,当时,直线与函数的图象有4个交点.
已知4个交点的横坐标分别为,且,
所以.
由关于直线对称,得,故A错误.
由,得,即,即,
所以,解得,故B正确.
由图象知,,则
,故C正确.
由图象知,,即,得,
则,
因为函数在时,单调递减,
所以,
因此,故D错误.
故选:BC.
36.(25-26高三上·安徽芜湖·阶段检测)函数的所有零点之和为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】A
【分析】应用指对数转化,再换元得出,最后应用指数运算律及指对数转化求解.
【详解】 令,可得.
设,则,
解得,,
则.
故的所有零点之和为.
故选:A.
典例六:根据零点所在区间求参数
37.(25-26高三上·湖南衡阳·阶段检测)已知函数在上存在零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先判断函数的单调性,再结合零点存在性定理求解即可.
【详解】因为函数在上单调递增,
所以函数在上单调递增,
要使函数在上存在零点,
则,解得,
则实数的取值范围为.
38.(25-26高二下·黑龙江大庆·阶段检测)已知函数在区间内恰有一个变号零点(即零点附近左右函数值的符号不同),则实数的值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据二次函数的图象特点,结合零点存在性定理,列式求解.
【详解】,,
由条件可知,,解得:,
所以选项中满足条件的只有.
故选:B
39.(2026·陕西西安·模拟预测)若函数在上有零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据函数单调性结合零点存在性定理列式计算即可.
【详解】因为在上单调递增,
所以,即,
解得.
故选:D.
40.(25-26高三上·上海·期中)若函数在区间上有零点,则实数的取值范围是__.
【答案】
【分析】由函数有零点转化成函数与在区间上有交点,结合图象,易得不等式组,解之即得.
【详解】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:.
41.(2026·全国·模拟预测)已知函数有三个零点,则实数的取值范围是______.
【答案】
【分析】分析函数的零点个数,利用导数法讨论函数的单调性与最值,再判断函数在每段上的零点个数,根据零点分布情况建立不等式组,求得实数的取值范围.
【详解】由题可得,函数最多只有一个零点.
若零点存在,则,解得,
又由,得,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
所以,
且当时,,
所以最多有两个零点.
因为有三个零点,所以有两个零点,
则,
解得,所以实数的取值范围为.
综上可得:实数的取值范围为.
故答案为:
42.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)函数在区间内有零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】令,分析可知函数在上为增函数,且该函数在区间内有零点,可得出,即可解得实数的取值范围.
【详解】当时,由可得,
令,
因为函数、在上均为增函数,
故函数在上为增函数,
因为函数在区间内有零点,则函数在区间内有零点,
所以,,解得,
因此,实数的取值范围是.
故选:D.
典例七:函数零点的分布(一次、二次)
43.(2026·浙江·二模)函数至多有______个零点.
【答案】1
【分析】运用函数零点概念,求解零点,结合分段函数特征,分类讨论判定即可.
【详解】当,令,解得,但,所以只有可能是零点,且.
当,令,解得,又,所以只有,即时,可能是零点.
综上,当,至多1个零点;当,至多1个零点.即函数至多1个零点
故答案为:1.
44.(25-26高三·全国·课后作业)若函数的表达式在内有零点,求实数的取值范围.
【答案】
【分析】先考虑时,不成立;再考虑时,有,从而解不等式即可.
【详解】当时,,显然不成立;
当时,函数在内有零点,需,
即,即,解得或,
故实数a的取值范围是.
故答案为:
45.(26-27高三·全国·暑假作业)关于的方程一个根小于,一个根大于,求的取值范围.
【答案】
【分析】直接构造二次函数,由三个二次的关系及数形结合可得.
【详解】设,函数是开口向上的一个二次函数,
由方程的一个根小于,一个根大于,作的大致图象:
则满足,即,解得,
再验证当时,,方程一定有两个不同的根.
所以实数的取值范围为.
46.(26-27高三·全国·暑假作业)若关于的方程有且只有一个根在区间上,则的值范围为______.
【答案】
【分析】根据判别式分和两种情况讨论,当时分别解得方程的根,再验证是否在所给区间内;当时,由题意可得,进而可得,再验证端点的值是否满足可得.
【详解】令,
①当两个根相等时,则,解得或,
当时,,解得,不合题意;
当时,,解得,满足题意.
②当两个根不相等时,则,即,解得或.
因为方程有且只有一个根在区间上,
所以,解得,满足,因此方程有两个不同的根;
当时,此时方程为,方程的根为或,,,满足题意.
当时,此时方程为,方程的根为或,,,不合题意;
所以实数的取值范围为.
47.(26-27高三·全国·暑假作业)关于x的方程,有两个实根,且一根比2大,一根比2小,求实数m的范围.
【答案】
【分析】令,条件可转化为,解不等式可得结论.
【详解】令,
因为方程有两个实数根,且一根大于,另一根小于,
所以,解得,
所以实数的取值范围为.
48.(26-27高三·全国·暑假作业)关于x的方程有两个负根,求实数m的范围.
【答案】
【分析】由条件结合二次函数图象列不等式求的范围即可.
【详解】令,对称轴为
根据题意,作函数的图象:
则,解得,
所以实数的范围是.
典例八:函数零点的分布(指对幂)
49.(25-26高三上·广东东莞·期末)(多选)已知函数的零点分别为a,b,c,则下列结论正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】由题意得函数,,与函数的交点的横坐标分别为,画出函数图,结合图象及函数的对称性即可逐项求解.
【详解】由函数的零点分别为,
得函数,,的图象与函数的交点的横坐标就是,
如图,在平面直角坐标系中,作函数,,的图象,
由图知,,故A错误,B正确;
因为,互为反函数,其图象关于直线对称.
因为与垂直,所以与的中点是直线与的交点.
由得,所以,.
又,所以,所以,故C正确;
又,,所以,故D正确.
故选:BCD
50.(25-26高三上·贵州遵义·期末)已知函数,若关于的方程的实数根不少于个,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【分析】由可得或,则直线、与函数图象交点个数至少为,对实数的取值进行分类讨论,数形结合可得出实数的取值范围.
【详解】由可得,
所以或,
由题意可知,直线、与函数图象交点个数至少为,
由图可知,
①当时,则直线与函数图象有个交点,
则直线与函数图象至少有个交点,则,解得,
此时;
②当时,直线与函数的图象有个交点,
直线与函数的图象有个交点,
则关于的方程的实数根的个数为,符合题意;
③当时,直线与函数的图象有个交点,
直线与函数的图象至少有个交点,
则关于的方程的实数根的个数至少为,符合题意;
④当时,直线与函数的图象至多有个交点,
直线与函数的图象只有个交点,
则关于的方程的实数根的个数至多为,不符合题意.
综上所述,实数的取值范围是.
故答案为:.
51.(25-26高三上·天津津南·阶段检测)已知函数,若正实数 互不相等,且,则的取值范围为______.
【答案】
【分析】根据分段函数可得函数图象,从而可得的范围,据此可求的取值范围.
【详解】的图象如图所示:
不妨设,则且,
其中,
故即,
故,
故答案为:.
52.(25-26高三上·贵州毕节·期末)已知函数,若函数有4个不同的零点,则的取值范围是___________;若4个零点分别记为,且,则的取值范围是___________.
【答案】
【分析】根据函数图象得出的取值范围,再根据函数图象与性质可得,,结合图象,并利用的范围即可求解.
【详解】函数有4个不同的零点等价于函数与有4个不同的交点,且交点横坐标分别为,作出的图象如下:
由图象得:,,
且关于函数的对称轴对称,
所以,
故,所以,
所以,
令,
根据对勾函数的性质,函数在上单调递减,在上单调递增;
所以,
又,
所以,
故答案为:;
53.(25-26高三上·北京东城·期末)已知函数是偶函数.
(1)求实数a的值;
(2)当时,函数存在零点,求实数m的取值范围;
(3)若关于x的方程恰有两个不等实根,求实数k的取值范围.
【答案】(1);
(2);
(3)或或.
【分析】(1)根据偶函数的性质列方程,从而求得的值.
(2)问题化为在上有解,利用对数复合函数的性质求右侧的值域,即可得.
(3)先判断的单调性,结合奇偶性、换元法以及判别式进行分类讨论,由此求得实数的取值范围.
【详解】(1)由题意知的定义域为R,
,
整理得,
而,
∴恒成立,则;
(2)由题设在上有解,
所以在上有解,
由,故,
所以,即;
(3)由,
函数在区间上单调递增,
当时,,则在上单调递增,故函数在上单调递增,
由函数为偶函数,知函数的减区间为,增区间为,
令,有,
方程①,
可化为,整理为②,
,
当时,有或,
时,方程②的解为,可得方程①仅有一个解为;
时,方程②的解为,可得方程①有两个解;
当时,有或,
令,由上可知有一正一负两个零点,
只需,则或.
综上,或或.
54.(25-26高三上·河南·阶段检测)(多选)已知函数的零点为,函数的零点为,则( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【分析】对于A,运用零点存在定理可判断;对于B,运用指对同构将转化为,得到,再根据函数的单调性得到,即可判断;对于C,将选项B代入,即可判断;对于D,运用零点存在定理求出的范围,再将选项C代入选项D,解出,即可判断.
【详解】对于A:易知与在上单调递减,故在上单调递减,
又因为,,
根据零点存在定理,可知零点,故A正确;
对于B:由题可知,,,
,易知与在上单调递增,
因此在上单调递增,
又因为,故,得,即,故B正确;
对于C:由B可知,,,
故,得,故C正确;
对于D:由B可知,在上单调递增,
,,由零点存在定理可知.
由C可知,则,因此,
令,解得,与矛盾,故D错误.
故选:ABC.
55.(25-26高三上·天津南开·阶段检测)函数,直线与的图象的四个交点的横坐标从左到右依次为、、、,则的取值范围是___________.
【答案】
【分析】根据条件画出函数的图象,根据图象以及函数的性质求解.
【详解】作出函数、的图象如下图所示:
由图可知,当时,直线与函数的图象有四个交点,
二次函数的图象开口向下,对称轴为直线,
由图可知点与点关于直线对称,所以,且,
所以,
因为函数在上单调递减,因为,所以,
且,因为,所以,
且有,故,即,
所以,
故的取值范围为.
故答案为:.
56.(25-26高三上·四川达州·阶段检测)(多选)已知函数,若,且,则下列结论正确的是( )
A. B.的最小值为4
C. D.
【答案】ACD
【分析】在同一直角坐标系内作出和的图象,结合图象,可判定A;再由图象得到且,,结合选项,逐项判定,即可求解.
【详解】令,如图所示,
A,在同一坐标系内作出函数和的大致图象,
由图象知,要使得方程有四个不同的零点,只需,A正确;
B,因为,,,
且函数关于对称,
由图象得,且,,
所以,可得,则,
所以,其中,
令,当且仅当时,取得最小值,
而,所以,B错误;
C,由上知,,所以,C正确;
D,由,,且,
,
令,,易知在上单调递减,
,D正确.
典例九:二分法求零点
57.(25-26高二上·江西宜春·期末)已知函数在区间上存在唯一零点,若采用二分法进行求解,要求近似解的绝对误差不超过0.01,则至少需要计算中点函数值的次数为______.
【答案】9
【分析】经过次二分以后区间长度为,若近似解的绝对误差不超过0.01,则,求解可得二分区间的次数,即至少需要计算中点函数值的次数.
【详解】设要使近似解的绝对误差不超过0.01,至少需要计算次中点函数值.
因为区间的长度为,所以经过次二分以后区间长度为.
所以,化简得.
因为,且,所以.
所以至少需要计算次中点函数值.
故答案为:.
58.(25-26高三上·江西赣州·期末)用二分法求函数零点近似值时,第一次所取区间,则第三次所取的区间可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据二分法求函数近似值的方法步骤可得.
【详解】因为第一次所取区间,取中点,所以第二次取的区间为或,
当第二次取的区间为时,取中点,所以第三次取的区间为或;
当第二次取的区间为时,取中点,所以第三次取的区间为或;
故选:D
59.(25-26高三上·河南新乡·期末)用二分法求方程在上的近似解时,经过两次二分后,可确定近似解所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造,代入端点值以及中点处的函数值,结合二分法的定义求解.
【详解】记,由于均为上的单调递增函数,故为上的单调递增函数,
因为,
且,所以函数的零点落在区间内,
又因为,
所以,
所以函数的零点落在区间内,
即经过两次二分后,可确定近似解所在区间为.
故选:B.
60.(25-26高三上·山东菏泽·阶段检测)已知函数,利用二分法求函数在内的零点的近似值,则使用两次二分法后,零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据给定条件,利用二分法求函数在区间内零点的方法逐一判断即可.
【详解】函数,,
,函数的零点在内;
,函数的零点在内;
,函数的零点在内.
故选:A
典例十:求近似值
61.(25-26高三上·陕西西安·期末)用二分法求方程根的近似解时,令,并用计算器得到如下表数据:则由表中的数据,可得方程的一个近似解为(精确度为)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用二分法判断即可得出结果.
【详解】设函数的零点为,
因为,,则,所以,区间长度为,
取区间中点,,则,
所以,区间长度为,
取区间的中点,,则,
所以,区间长度为,
取区间的中点,则或,
此时区间长度为,故方程的一个近似解为,
故选:B.
62.(25-26高三上·江西景德镇·期末)用二分法逐次计算函数在区间内的一个零点附近的函数值,所得部分数据如下表.若要使的零点的近似值精确度为0.1,则对区间最少等分次数和零点近似值分别是( )
1
2
1.5
1.75
1.625
1.5625
1.53125
0.693
0.310
0.110
0.009
A.4次,1.55 B.4次,1.57
C.5次,1.60 D.5次,1.65
【答案】A
【分析】根据题意数据结合二分法分析求解即可.
【详解】因为函数的定义域为,
且函数在定义域内单调递增,
则函数在定义域为内单调递增,所以函数至多有一个零点,
因为,,可知在内有零点,且;
第一次等分,可得,可知在内有零点,且;
第二次等分,可得,可知在内有零点,且;
第三次等分,可得,可知在内有零点,且;
第四次等分,可得,可知在内有零点,且,
所以对区间最少等分次数为4,零点近似值为.
故选:A.
63.(25-26高三上·吉林延边·期末)用二分法求方程的近似解时,求得的部分函数值数据如表所示:
1
1.5
1.75
1.8125
1.875
2
0.5796
1.342
3
则当精确度为0.1时,方程的近似解可取( )
A.1.6 B.1.7 C.1.8 D.1.9
【答案】C
【分析】由零点存在定理及二分法求解即可.
【详解】由表格可得,函数的零点在区间(1.75,1.8125)内,
且,
结合选项可知,方程的近似解可取1.8.
故选:C.
64.(25-26高三上·全国·阶段检测)若函数的一个正数零点附近的函数值用二分法逐次计算,参考数据如表:
那么当精确度达到时,可作为方程的一个近似根的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据零点存在定理和二分法可判断零点在区间内,结合精确度要求即可判断.
【详解】由表格中的数据知,,
所以函数的一个正数零点在区间内,
且区间的长度为,
此时,区间内的任一值均可作为方程的近似根,
选项D中的是该区间的端点,符合题意
故选:D.
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