内容正文:
专题2.14 函数与方程(举一反三专项训练)
【全国通用】
目录
第一部分 题型专练
【题型1 函数零点所在区间的判断】 1
【题型2 求函数的零点或零点个数】 3
【题型3 根据函数零点的个数求参数】 4
【题型4 根据零点的范围求参数】 7
【题型5 嵌套函数的零点问题】 9
【题型6 用二分法求方程的近似解】 12
【题型7 多零点的大小与范围问题】 14
第二部分 分层突破
A组 基础跟踪练
B组 培优提升练
C组 真题·实战演练
【题型1 函数零点所在区间的判断】
1.(25-26高二上·山东临沂·期末)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】首先判断函数的单调性,再结合零点存在性定理判断即可.
【解答过程】因为与均在上单调递增,
所以在上单调递增,
又,,
即,所以函数的零点所在区间是.
故选:B.
2.(25-26高一上·河北沧州·期末)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】先判断的单调性,进而使用零点存在性定理求解零点所在区间即可.
【解答过程】因为函数在上单调递增,所以函数在上单调递增,
又因为,
所以函数的零点所在区间是.
故选:B.
3.(25-26高一上·河北石家庄·期末)已知函数,则的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】根据零点存在性定理逐项判断.
【解答过程】因为在上是连续的增函数,
对于A:时,,,不满足零点存在性定理,A错误;
对于B:,,不满足零点存在性定理,B错误;
对于C:因为,,
根据零点存在性定理,,,C正确;
对于D:,,不满足零点存在性定理,D错误;
故选:C.
4.(25-26高一上·陕西咸阳·期末)函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】根据对数函数性质及零点存在性定理可得结果.
【解答过程】易知函数的定义域为且函数单调递增,
由时可知当,,即;
所以在2的右侧附近必存在一点,使得,
又,所以;
由零点存在性定理可知函数的零点所在的区间为.
故选:A.
【题型2 求函数的零点或零点个数】
5.(25-26高二下·四川雅安·期末)函数的零点个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【解题思路】根据函数零点的定义令,解出即可求解.
【解答过程】由题意令有,解得或,
所以的零点为和,所以有2个零点.
故选:C.
6.(25-26高一上·广东·期末)若函数有一个零点是1,则函数的零点是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】根据的零点是1可得,代入令即可求得的零点.
【解答过程】由题意可得,可得;
可得,
令,因此,
解得或或;
因此函数的零点是.
故选:D.
7.(2026·广东·模拟预测)函数的零点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【解题思路】令,转化为求,图象交点个数即可.
【解答过程】令,则,
在同一直角坐标系中分别作出,的图象,如图所示,
观察可知,它们有3个交点,即有3个零点.
故选:D.
8.(2026·湖南长沙·三模)已知函数 ,方程 的根的个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【解题思路】根据解析式画出和的函数图象,判断图象交点个数即可.
【解答过程】当时, ,故是的一个周期,
又时,,则,
作出函数和的函数图象,
因, ,
结合图象可知,和的函数图象交点个数为.
故选:B.
【题型3 根据函数零点的个数求参数】
9.(2026·陕西西安·一模)已知函数,,若有一个零点,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】根据给定条件,利用零点的意义将问题转化为函数的图象与直线交点,再利用数形结合求出范围.
【解答过程】由,得,因此有一个零点,
当且仅当函数的图象与直线有且仅有一个公共点,
函数在上单调递增,函数值集合为,在上单调递增,函数值集合为R,
在同一坐标系内作出函数的图象与直线的图象,
观察图象知,当时,函数的图象与直线有两个交点,
当时,函数的图象与直线有1个交点,
所以m的取值范围是.
故选:C.
10.(2026·湖南·二模)若函数与直线恰有三个交点,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】画出函数的图象,结合图像求解即可.
【解答过程】画出的图象,
由图象可知a的范围是.
故选:D.
11.(2026·山东临沂·三模)已知函数,若函数有8个零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】根据题意对实数进行讨论,分,,再利用函数零点问题,结合函数图象进行分析求解.
【解答过程】⑴ 当,时,,对称轴为,
所以在单调递增,函数图象如下:
令,,解得或,
即或,根据图象有2个解,有1个解,
所以此时有3个零点,不符合题意;
当,时,,对称轴为,
所以在单调递增,在单调递减,函数图像如下:
令,,解得或或,
根据图象有2个解,有3个解,
又有8个零点,所以要有3个解,
即,解得,
故选:D.
12.(2026高三·全国·专题练习)已知函数若关于的方程恰有两个不同的根,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】根据对数有意义的条件求出,然后分和进行讨论,再利用数学结合的思想,列出不等式组进行求解即可.
【解答过程】因为对任意恒成立,所以.
当时,在上单调递减,且当时,,要使得关于的方程恰有两个不同的根,则函数的图象与直线恰有两个交点,如图,
所以,,解得.
当时,,,不满足方程有两个根,故舍去,
故选:B.
【题型4 根据零点的范围求参数】
13.(25-26高一上·甘肃天水·阶段检测)若函数的零点在内,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】根据零点存在定理可得,解不等式求的取值范围.
【解答过程】因为的零点在内,所以,即,
解得或,
故选:A.
14.(25-26高一上·广东东莞·阶段检测)函数零点所在的大致区间为,则为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】分析函数的单调性,结合零点存在定理可得出的值.
【解答过程】因为函数、在上均为增函数,故函数在上为增函数,
因为,,,,
故函数的零点所在区间为,
又因为函数零点所在的大致区间为,故.
故选:C.
15.(25-26高一上·河北张家口·期末)已知函数在区间上存在零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】判断函数的单调性,由条件结合零点的性质列不等式求的范围.
【解答过程】因为函数和在都单调递增,
所以函数在都单调递增,
又函数在区间上存在零点,
所以,故,
所以,
所以的取值范围是.
故选:D.
16.(25-26高一上·全国·课后作业)函数在区间上存在零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】由函数的单调性,根据零点存在性定理列不等式求解即得.
【解答过程】函数在上的图象连续不断,且为增函数,
若在区间上存在零点,
根据零点存在定理可知,只需满足,
即,
解得,
所以实数的取值范围是.
故选:D.
【题型5 嵌套函数的零点问题】
17.(2026·贵州毕节·一模)已知函数,则函数的零点个数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【解题思路】由可得或,作出图形,结合图形即可求解.
【解答过程】由题意,令,解得或,
作出的图象,如图,
由图可知,直线与图象有3个交点,
直线与图象有4个交点,
所以原方程有7个解,
即函数有7个零点.
故选:C.
18.(2026·安徽池州·二模)已知函数,若有4个互不相同的根,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】先求解方程,得到的表达式,再结合函数的图象,分析取不同值时方程根的个数,进而确定的取值范围.
【解答过程】令,则方程可转化为.
对进行因式分解可得,则,.
所以或.
当时,,因为指数函数在上单调递增,所以在上单调递增,且.
当时,,对其求导,.
令,即,解得().
当时,,单调递减;
当时,,单调递增.
所以在处取得极小值,也是最小值,.
对于:
当时,,即,,解得,有个根.
因为有个互不相同的根,已经有个根,所以需要有个不同的根.
结合的图象可知,当时,与有个不同的交点,即有个不同的根.
的取值范围为.
故选:B.
19.(25-26高一下·浙江衢州·期末)已知函数,若函数恰有3个不同的零点,则实数的取值范围( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】根据的表达式,先画出函数图象,再令,利用数形结合即可求出函数恰有3个不同的零点时,的取值范围.
【解答过程】由,可画出函数的图象,如图所示,
易知处的函数值为,即如图中的点,所以,
令,则,由图可知,
当时,与无交点;
当时,与有2个交点;
当时,与有1个交点.
令,则,化简得,解得,,
要使函数恰有3个不同的零点,
则当时,有2个零点,且当时,有1个零点,共3个零点,
满足题意,此时的取值范围为;
或者,当时,有2个零点,且当时,有1个零点,共3个零点,
满足题意,此时的取值范围为,
当时,,此时只有1个零点,不合题意,
综上,函数恰有3个不同的零点时,的取值范围为.
故选:C.
20.(25-26高三上·山东聊城·期末)已知函数,若函数有6个不同的零点,则实数的范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】根据解析式画出的草图,将问题化为的图像与直线和,共有6个交点,数形结合有的图像与直线有2个交点,从而得解.
【解答过程】画出函数的图像如图所示,
函数有6个零点,
等价于有6个解,
即或共有6个解,
等价于的图像与直线和直线,共有6个交点,
由图得的图像与直线有4个交点,
所以的图像与直线有2个交点,
所以或,解得或,
即实数的取值范围是.
故选:A.
【题型6 用二分法求方程的近似解】
21.(25-26高一上·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
【解题思路】由零点存在定理及二分法求解即可.
【解答过程】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.
22.(25-26高一上·广东深圳·期末)已知在区间内有一个零点,若用二分法求的近似值的精确度为0.1,则需要将区间等分的最少次数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【解题思路】通过二分法的精确度公式求解.
【解答过程】二分法中,经过次等分后,区间长度变为原区间长度的 ,初始区间为 ,长度为,
要满足精度 ,即:,则,
因为,
所以需要将区间等分的最少次数为次,
故选:B.
23.(25-26高一上·安徽·阶段检测)用二分法求方程的近似解,求得的部分函数值数据如表所示:
1
2
1.5
1.625
1.75
1.875
1.8125
3
1.3418
0.5793
则当精确度为0.1时,方程的近似解可取为( )
A.1.6 B.1.7 C.1.8 D.1.85
【答案】C
【解题思路】根据表格及二分法的定义,结合精确度求零点的近似解.
【解答过程】因为,可知零点在内,
又区间长度,满足条件,
所以方程的近似解可取为.
故选:C.
24.(25-26高一上·上海青浦·阶段检测)若函数一个正数零点附近的函数值用二分法计算,其参考数据如下:
那么方程的一个近似根(精确度为0.01)可以是( )
A.1.25 B.1.375 C.1.41 D.1.5
【答案】C
【解题思路】由零点存在性定理结合二分法的定义即可得出答案.
【解答过程】由表格可得,,
函数的零点在之间,
结合选项可知,方程的一个近似根(精确度为0.01)可以是1.41.
故选:C.
【题型7 多零点的大小与范围问题】
25.(2026·广东广州·模拟预测)已知函数,,的零点分别为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】将问题化为、、与的交点横坐标,画出大致函数图象,数形结合比较大小即可.
【解答过程】由题意,的零点分别为、、与的交点横坐标为,
它们的大致图象如上图示,易知,其中.
故选:A.
26.(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
【解题思路】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.
【解答过程】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.
故选:A.
27.(2026·陕西西安·二模)已知函数,若函数的四个零点从小到大排列依次为,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】条件可转化为以函数的图象与函数的图象有四个交点,作函数的图象,观察图象可得,,结合条件及对勾函数性质求的范围可得结论.
【解答过程】因为函数有四个零点,所以方程有四个根,
所以方程有四个根,
所以函数的图象与函数的图象有四个交点,
作函数的图象可得
观察图象可得,,且,
所以,所以,
所以,故,
令可得,,故,
所以,
所以,
因为函数在上单调递减,
所以,即,
又,
所以,
所以的取值范围为,
故选:D.
28.(2026·四川·模拟预测)已知函数若关于的方程(为实常数)有四个不同的解,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】根据函数解析式画出函数大致图象,数形结合有且,结合解析式有、、,最后由指数函数、对勾函数性质求目标式的范围.
【解答过程】根据函数解析式,可得函数大致图象如下,
由图知,且,
由,得,即,故,
由,则,由,则,
所以,且在上单调递增,
所以.
故选:A.
一、单选题
1.(2026·河北沧州·二模)函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】首先判断函数的单调性,再结合零点存在性定理判断即可.
【解答过程】因为与均在定义域上单调递增,
所以在上单调递增,
又,
,,
,
又,
函数的零点所在区间是.
故选:B.
2.(25-26高三上·海南海口·阶段检测)已知函数在区间上有零点,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】易得函数在上单调递增,由求解.
【解答过程】因为函数,在区间上单调递增,
所以函数在上单调递增,
由函数在区间上有零点,
得即解得.
因此,实数的取值范围是.
故选:B.
3.(25-26高一·全国·课后作业)用二分法求方程的根的近似值时,令,并用计算器得到下表:
x
1.00
1.25
1.375
1.50
1.0794
0.1918
-0.3604
-0.9989
则由表中的数据,可得方程的一个近似解(误差不超过0.1)为( )
A.1.125 B.1.3125 C.1.4375 D.1.46875
【答案】B
【解题思路】由图表知,故由二分法思想再取的中点,当区间长度小于精确度时便得到近似解.
【解答过程】因为,故根据二分法的思想,知函数的零点在区间内,
但区间的长度为,因此需要取的中点1.312 5,
两个区间和中必有一个满足区间端点的函数值符号相异,
又区间的长度为,因此1.312 5是一个近似解.
故选:B.
4.(2026高一上·江苏·专题练习)已知函数,,的零点分别为,则( )
A.0 B.3 C.4 D.6
【答案】B
【解题思路】由函数,,的零点分别为,得函数,,与函数的交点的横坐标分别为,结合图象及函数的对称性可求得.
【解答过程】如图,在平面直角坐标系中,作函数,,的图象,它们的图象与函数的交点的横坐标就是.
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.
故选:B.
5.(25-26高一上·广东·阶段检测)已知函数的零点分别为,则的大小顺序为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】利用零点求法可得,结合图象交点位置可判断大小,进而可得答案.
【解答过程】由得,
由得,由得.
在同一平面直角坐标系中画出的图象,由图象知.
故选:B.
6.(2026·山东·模拟预测)函数与函数的图象所有交点的横坐标之和为( )
A. B.ln2 C.0 D.1
【答案】C
【解题思路】根据指数函数、反比例函数的性质及图象的平移变换可知:函数与函数的图象共有两个交点,不妨设两个交点的横坐标分别为,,则,是方程的解.根据是方程的解得,再由对称性可知是方程的解,即可求解.
【解答过程】∵,
∴函数的图象由的图象向右平移1个单位,再向上平移1个单位得到的.
根据反比例函数的性质可知在和上单调递减,又在上单调递增,
故在同一平面直角坐标系下画出函数与函数的图象如下图所示.
由图可知:函数与函数的图象共有两个交点,
不妨设两个交点的横坐标分别为,,则,是方程的解.
若是方程的解,即.
又,∴是方程的解,
∴,则.
故选:C.
7.(25-26高二下·天津和平·期末)已知函数的零点分别是,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】由得,分别计算,由零点存在性定理得的范围,从而比较的大小关系.
【解答过程】令得,因为,所以即;
,因为,所以,所以,
又在R上单调递减,由零点存在性定理得;
,因为,所以,所以,
又函数在上单调递减,由零点存在性定理得,
所以,
故选:A.
8.(2026·河北·模拟预测)已知为定义在上的偶函数,当时,,若方程恰有6个不同的根,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】根据偶函数的性质和函数解析式画出图像,然后结合方程的6个根求出结果即可.
【解答过程】设,由于函数为偶函数,且当时,,故的大致图象如图所示,
当时,函数的图象与直线有四个交点,横坐标分别设为,,且,
故四个方程的根的个数分别为0,0,4,2,
故方程恰有6个不同的根,因此B选项正确.容易验证取其他值时,不符合题意.
故选:B.
9.(2026·广西柳州·模拟预测)已知函数,若方程的实数解恰有两个,则实数的取值范围是( )
A. B. C.或 D.或
【答案】C
【解题思路】分析函数的性质并作出其图象,数形结合求出实数的取值范围.
【解答过程】当时,函数在上单调递减,函数值集合为,
在上单调递增,函数值集合为;
当时,在上递增,函数值集合为R,
在直角坐标系内作出函数的图象与直线,
由图象知,当或时,直线与函数的图象有两个交点,
即方程有两个实数解.
故选:C.
二、填空题
10.(25-26高三上·江苏盐城·阶段检测)函数的零点在区间内,则正整数__________.
【答案】
【解题思路】首先判断函数的单调性,再结合零点存在性定理判断即可.
【解答过程】因为定义域为,
又与均在上单调递增,
所以在上单调递增,
又,,
所以,所以在上存在唯一零点,所以.
故答案为:.
11.(25-26高一上·云南昆明·期末)已知函数在区间内存在一个零点,用二分法计算这个零点的近似值时,给定精确度为,其参考数据如下:
则这个零点的近似值为___________.(精确到)
【答案】
【解题思路】先得到零点位于,由精确到,得到近似值.
【解答过程】,且,
函数在区间内存在一个零点,故零点位于,
精确到,故零点的近似值为.
故答案为:.
12.(2026·北京海淀·三模)已知函数,若函数有三个零点,则实数m的取值范围为___________.
【答案】
【解题思路】分离变量,转化成与的交点问题,作出的图像,即可得到答案.
【解答过程】易知为的零点,当时,令,得,
令,可得到,作出的图像,
如下图,依题意,只需与有两个交点即可.
由图可得.
故答案为:.
一、单选题
1.(2026·浙江·二模)定义在上的函数满足,当时,,则函数在区间内的零点个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【解题思路】由题设条件可得,从而可先分析在上的零点个数为1,再结合前者可得内的零点个数.
【解答过程】因为,故,故,
即,
而当时,,
故当时,,故,
故,
当时,,
而在上为减函数,在为增函数,
故在有有且只有一个实数解为;
当时,,
而,故,此时在上无解;
故当时,,则,
结合上的性质可得在上有且只有一个实数解,
且该实数解为,在无实数解,
而且,
故在上的实数解为,,,
,共4个实数解,
故共有4个不同的零点.
故选:B.
2.(25-26高一下·浙江衢州·期中)已知函数,若方程有四个不同的解,且,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】先画出分段函数图象,然后利用数形结合,结合韦达定理先得出,再由对数函数性质得出,所求式子可化为,换元后利用函数单调性求范围.
【解答过程】作函数的大致图象,如图,
当时,,即,化简可得,
所以,所以,
当时,又,即,
则,则,
由图形可知,即,解得,
令,又在上单调递增,所以,
故的取值范围是.
故选:C.
3.(25-26高一上·湖北武汉·期末)已知函数,若关于x的方程有四个不同的根,它们从小到大依次记为,,,,则下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.函数有6个零点
【答案】C
【解题思路】作出函数的图象,对于A:直接观察即可;对于B:根据图象得到,,进一步计算求解;对于C:通过求解;对于D:令,求出的根,代入,继续根据图象可求根的个数.
【解答过程】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,
作出函数的图象如下:
对于A:关于x的方程有四个不同的根,
即函数与的图象有4个交点,由图象可得,故A错误;
对于B:由图象知,所以,且,
所以,
又由,
所以,故B错误;
对于C:知,即,解得,故C正确;
对于D:对于函数,令,则,
即,因为,,,
可得,
当时,由图可得,有个根,
当时,由图可得,有个根,
当时,由图可得,有个根,
当时,由图可得,有个根,
综合得函数有个零点,故D错误.
故选:C.
二、填空题
4.(2026·上海闵行·一模)已知函数,若函数有三个零点,且,则的取值范围是________.
【答案】
【解题思路】由函数图象得到函数零点的关系,然后得到的取值范围.由等量关系化简,利用双勾函数的单调性求出的取值范围,从而得到的取值范围.
【解答过程】函数大致图象如下,
若,且,则
所以
∵,当且仅当,即时取等号,
当时,,当时,,
由双勾函数的单调性可知,
即,
∴.
故答案为:.
三、解答题
5.(25-26高二下·福建福州·阶段检测)已知函数.
(1)若,求的取值范围;
(2)若有两个不相等的实根,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)根据对数的运算及对数函数的单调性求解即可.
(2)将有两个不相等的实根转化为有两个不相等的实根,结合对数函数的性质得到 ,令,则化为与有两个不同的交点,结合二次函数性质求解即可.
【解答过程】(1)由,得,
所以,即,解得,
故的取值范围为.
(2)因为有两个不相等的实根,即有两个不相等的实根,
也即有两个不相等的实根,所以,即 ,
设,即与有两个不同的交点,
的简图如下:
当时,单调递减,当时,单调递增,则,
又当时,,
所以结合图像可知,
故的取值范围为.
6.(2026·江苏南通·模拟预测)已知.
(1)求的最小值;
(2)若方程有两个不等的实根,求的取值范围.
【答案】(1)的最小值为
(2)的取值范围是
【解题思路】(1)对函数求导,根据导数符号判断单调性,进而求得最小值;
(2)先确定是方程的一个根,将问题转化为时仅有一个实根,构造函数分析其单调性和值域,确定参数范围即可.
【解答过程】(1)函数的定义域为,.
当时,,单调递减; 当时,,单调递增,
所以在处取得极小值,也是最小值,.
故的最小值为.
(2)方程整理为,显然是方程的一个实根.
要使方程有两个不等实根,只需有且仅有一个非零实根,即时仅有一个实根.
令 ,则 .
令,则,解得.
①当时,,单调递减,此时,
且时,,时,,此时值域为,
因此当时,在有唯一解;
② 当时,,单调递减,时,,单调递增,所以在处取最小值,
当时,,
因此当时,在上有唯一解;
当时,在上无实数解;
当时,在上有2个解;
因此,满足条件.
综上,的取值范围是.
7.(25-26高一下·广东揭阳·阶段检测)已知,函数.
(1)判断的单调性,说明理由;
(2)若有两个零点,
①求实数的取值范围;
②证明:.
【答案】(1)函数在上单调递减, 在上单调递增
(2)①;②证明见解析
【解题思路】(1)根据函数的单调性定义分类判断即得;
(2)①根据函数有2个零点转化成函数与在上有2个交点,结合函数的单调性和图象趋势即得参数范围;② 将待证命题等价转化为,先证,即需证,这由在上恒成立即可得证.
【解答过程】(1)任取,且,
由
,
当时,,,因,则,
则,故,即函数在上单调递减;
当时,,,因,则,
则,故,即函数在上单调递增.
(2)①有两个零点即方程有两个正根,
即方程有两个正根,也即函数与在上有两个交点.
由(1)可得在上单调递减,在上单调递增,
且当时,,当时,,,
故需使,即实数的取值范围为;
②依题意,,,两式相减,得,即.
因,则,则,即,故得;
另一方面,要证,需证,即证①,
因,则代入①,,即,②
因且,则,,则,
则 ② 式左边大于.
设,因在上恒成立,
故② 式成立,从而① 式成立,故有,
综上,得证.
8.(2026·福建泉州·模拟预测)设a,b为实数,且,函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若对任意,函数有两个不同的零点,求的取值范围;
(3)当时,证明:对任意,函数有两个不同的零点 ,满足.
【答案】(1)答案见解析
(2)
(3)证明见解析
【解题思路】(1)利用导数分类讨论和的函数单调区间;
(2)转化零点问题,求的导数与单调性,确定的取值范围;
(3)根据(2)的结论得,利用分析法进行证明.
【解答过程】(1),
①若,则,所以在上单调递增;
②若,当时,单调递减,
当时,单调递增.
综上可得,时,的单调递增区间为,无减区间;
时,函数的单调减区间为,单调增区间为.
(2)有2个不同零点有2个不同解有2个不同的解,
令,则,
记,
记,
又,所以时,时,,
则在上单调递减,上单调递增,,
.
即实数的取值范围是.
(3)有2个不同零点,
则,故函数的零点一定为正数.
由(2)可知有2个不同零点,记较大者为,较小者为,
,
注意到函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,
故,又由知,
,
要证,只需,
且关于的函数在上单调递增,
所以只需证,
只需证,
只需证,
,只需证在时为正,
由于,故函数单调递增,
又,故在时为正,
从而题中的不等式得证.
一、单选题
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
【解题思路】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.
【解答过程】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
【解题思路】解法一:令,分析可知曲线与恰有一个交点,结合偶函数的对称性可知该交点只能在y轴上,即可得,并代入检验即可;解法二:令,可知为偶函数,根据偶函数的对称性可知的零点只能为0,即可得,并代入检验即可.
【解答过程】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.
二、填空题
3.(2026·全国二卷·高考真题)若函数有两个零点,则的取值范围是__________.
【答案】
【解题思路】方法一:令,则即,,转化为一元二次方程有两个正根的问题.
方法二:把函数 有两个零点转化为方程有两个实数根的问题,再转化为,即函数与函数交点问题.
【解答过程】令,得,即,
方法一:
令,则,即,,
则一元二次方程有两个正根,
那么,
所以,的取值范围是.
方法二:
设,那么设,则,
由于在上单调递减,在上单调递增,
故在上单调递减,在上单调递增,且,
根据函数图象可知,函数有两个零点,则的取值范围是.
故答案为:.
4.(2026·北京·高考真题)已知,给出下列四个结论:
①在上有最小值和最大值;
②,时,有最大值;
③,有3个解;
④,与有4个交点.
其中正确结论的序号是________.
【答案】①②③④
【解题思路】①,构造函数并求其单调性和奇偶性,求出的奇偶性,分在内有零点和在内无零点两种情况讨论,即可判断;②,求出在上的单调性,即可判断;③,求出在取任意实数的单调性,结合零点存在性定理即可求出时的值,即可判断;④,求出,结合单调性即可得出与直线的交点个数,即可判断.
【解答过程】由题意,
①在中,,,
,函数为偶函数,
在中,,
∴函数单调递增,
∵,
∴当时,,当时,,
∴在上单调递减,在上单调递增,
∴函数在处取最小值,,
在中,
,为偶函数,
当在内有零点时,
即,,使得,
此时在,上单调递减,在,上单调递增,
,,,
∵,
∴,
∴在和处取最小值,,
在处取最大值,
当在内无零点时,,
在上单调递增,在上单调递减,
∴在处取得最小值,,
在处取得最大值,,
故①正确;
②当时,
,,,
由①可得,在上单调递增,
∵,,
∴,使得,
∴在中,,
此时在上单调递减,在上单调递增,
∴在处取最大值,
②正确;
③同①可得推广结论,
在中,,
,为偶函数,
即,,使得,,
此时在,上单调递减,在,上单调递增,
∴在和处取极小值,
当时,,,,
∵在上单调递减,,
∴,使得,
∵在上单调递增,,
∴,使得,
∴当时,,
∴,有3解,
故③正确;
④由③可得,
在中,,
此时在,上单调递减,在,上单调递增,
在中,,
,开口向上,
∴函数,即恒成立,
∴
∴在下方,
∵,
∴在轴上方,
此时与有4个交点,
故④正确.
故答案为:①②③④.
5.(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】
【解题思路】将函数转化为方程,令,分离参数,构造新函数结合导数求得单调区间,画出大致图形数形结合即可求解.
【解答过程】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:.
6.(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】
【解题思路】结合函数零点与两函数的交点的关系,构造函数与,则两函数图象有唯一交点,分、与进行讨论,当时,计算函数定义域可得或,计算可得时,两函数在轴左侧有一交点,则只需找到当时,在轴右侧无交点的情况即可得;当时,按同一方式讨论即可得.
【解答过程】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:.
三、解答题
7.(2025·上海·高考真题)已知函数的定义域为.对于正实数a,定义集合.
(1)若,判断是否是中的元素,请说明理由;
(2)若,求a的取值范围;
(3)若是偶函数,当时,,且对任意,均有.写出,解析式,并证明:对任意实数c,函数在上至多有9个零点.
【答案】(1)不是;
(2);
(3)证明见解析.
【解题思路】(1)直接代入计算和即可;
(2)法一:转化为在实数使得,分析得,再计算得,最后根据的范围即可得到答案;法二:画出函数图象,转化为直线与该函数有两个交点,将用表示,最后利用二次函数函数性质即可得到答案;
(3)利用函数奇偶性和集合新定义即可求出时解析式,再分析出,最后对的范围进行分类讨论即可.
【解答过程】(1)(1),,则不是中的元素.
(2)法一:因为,则存在实数使得,且,
当时,,其在上严格单调递增,
当时,,其在上也严格单调递增,
则,则,
令,解得,则,
则.
法二:作出该函数图象,则由题意知直线与该函数有两个交点,
由图知,假设交点分别为,,
联立方程组得
(3)对任意,因为其是偶函数,
则,而,
所以,
所以,因为,则,
所以,所以,
所以当时,,,则,
,则,
而,,
则,则,
所以当时,,而为偶函数,画出函数图象如下:
其中,但其对应的值均未知.
首先说明,
若,则,易知此时,
则,所以,而时,,
所以,与矛盾,所以,即,
令,则,
当时,即使让,此时最多7个零点,
当时,若,此时有5个零点,
故此时最多5个零点;
当时,若,此时有5个零点,
故此时最多5个零点;
当时,若,此时有3个零点,
若,则,易知此时,
则,所以,而时,,
所以,与矛盾,所以,
则最多在之间取得6个零点,
以及在处成为零点,故不超过9个零点.
综上,零点不超过9个.
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专题2.14 函数与方程(举一反三专项训练)
【全国通用】
目录
第一部分 题型专练
【题型1 函数零点所在区间的判断】 1
【题型2 求函数的零点或零点个数】 2
【题型3 根据函数零点的个数求参数】 2
【题型4 根据零点的范围求参数】 2
【题型5 嵌套函数的零点问题】 3
【题型6 用二分法求方程的近似解】 4
【题型7 多零点的大小与范围问题】 4
第二部分 分层突破
A组 基础跟踪练
B组 培优提升练
C组 真题·实战演练
【题型1 函数零点所在区间的判断】
1.(25-26高二上·山东临沂·期末)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一上·河北沧州·期末)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一上·河北石家庄·期末)已知函数,则的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
4.(25-26高一上·陕西咸阳·期末)函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
【题型2 求函数的零点或零点个数】
5.(25-26高二下·四川雅安·期末)函数的零点个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
6.(25-26高一上·广东·期末)若函数有一个零点是1,则函数的零点是( )
A. B. C. D.
7.(2026·广东·模拟预测)函数的零点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
8.(2026·湖南长沙·三模)已知函数 ,方程 的根的个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【题型3 根据函数零点的个数求参数】
9.(2026·陕西西安·一模)已知函数,,若有一个零点,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
10.(2026·湖南·二模)若函数与直线恰有三个交点,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
11.(2026·山东临沂·三模)已知函数,若函数有8个零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
12.(2026高三·全国·专题练习)已知函数若关于的方程恰有两个不同的根,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【题型4 根据零点的范围求参数】
13.(25-26高一上·甘肃天水·阶段检测)若函数的零点在内,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
14.(25-26高一上·广东东莞·阶段检测)函数零点所在的大致区间为,则为( )
A. B. C. D.
15.(25-26高一上·河北张家口·期末)已知函数在区间上存在零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
16.(25-26高一上·全国·课后作业)函数在区间上存在零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【题型5 嵌套函数的零点问题】
17.(2026·贵州毕节·一模)已知函数,则函数的零点个数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
18.(2026·安徽池州·二模)已知函数,若有4个互不相同的根,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
19.(25-26高一下·浙江衢州·期末)已知函数,若函数恰有3个不同的零点,则实数的取值范围( )
A. B.
C. D.
20.(25-26高三上·山东聊城·期末)已知函数,若函数有6个不同的零点,则实数的范围是( )
A. B.
C. D.
【题型6 用二分法求方程的近似解】
21.(25-26高一上·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
22.(25-26高一上·广东深圳·期末)已知在区间内有一个零点,若用二分法求的近似值的精确度为0.1,则需要将区间等分的最少次数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
23.(25-26高一上·安徽·阶段检测)用二分法求方程的近似解,求得的部分函数值数据如表所示:
1
2
1.5
1.625
1.75
1.875
1.8125
3
1.3418
0.5793
则当精确度为0.1时,方程的近似解可取为( )
A.1.6 B.1.7 C.1.8 D.1.85
24.(25-26高一上·上海青浦·阶段检测)若函数一个正数零点附近的函数值用二分法计算,其参考数据如下:
那么方程的一个近似根(精确度为0.01)可以是( )
A.1.25 B.1.375 C.1.41 D.1.5
【题型7 多零点的大小与范围问题】
25.(2026·广东广州·模拟预测)已知函数,,的零点分别为,则( )
A. B. C. D.
26.(2026·湖南湘西·三模)已知分别为函数的零点,且,则( )
A. B. C. D.
27.(2026·陕西西安·二模)已知函数,若函数的四个零点从小到大排列依次为,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
28.(2026·四川·模拟预测)已知函数若关于的方程(为实常数)有四个不同的解,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
一、单选题
1.(2026·河北沧州·二模)函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高三上·海南海口·阶段检测)已知函数在区间上有零点,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高一·全国·课后作业)用二分法求方程的根的近似值时,令,并用计算器得到下表:
x
1.00
1.25
1.375
1.50
1.0794
0.1918
-0.3604
-0.9989
则由表中的数据,可得方程的一个近似解(误差不超过0.1)为( )
A.1.125 B.1.3125 C.1.4375 D.1.46875
4.(2026高一上·江苏·专题练习)已知函数,,的零点分别为,则( )
A.0 B.3 C.4 D.6
5.(25-26高一上·广东·阶段检测)已知函数的零点分别为,则的大小顺序为( )
A. B.
C. D.
6.(2026·山东·模拟预测)函数与函数的图象所有交点的横坐标之和为( )
A. B.ln2 C.0 D.1
7.(25-26高二下·天津和平·期末)已知函数的零点分别是,则( )
A. B. C. D.
8.(2026·河北·模拟预测)已知为定义在上的偶函数,当时,,若方程恰有6个不同的根,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
9.(2026·广西柳州·模拟预测)已知函数,若方程的实数解恰有两个,则实数的取值范围是( )
A. B. C.或 D.或
二、填空题
10.(25-26高三上·江苏盐城·阶段检测)函数的零点在区间内,则正整数__________.
11.(25-26高一上·云南昆明·期末)已知函数在区间内存在一个零点,用二分法计算这个零点的近似值时,给定精确度为,其参考数据如下:
则这个零点的近似值为___________.(精确到)
12.(2026·北京海淀·三模)已知函数,若函数有三个零点,则实数m的取值范围为___________.
一、单选题
1.(2026·浙江·二模)定义在上的函数满足,当时,,则函数在区间内的零点个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
2.(25-26高一下·浙江衢州·期中)已知函数,若方程有四个不同的解,且,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高一上·湖北武汉·期末)已知函数,若关于x的方程有四个不同的根,它们从小到大依次记为,,,,则下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.函数有6个零点
二、填空题
4.(2026·上海闵行·一模)已知函数,若函数有三个零点,且,则的取值范围是________.
三、解答题
5.(25-26高二下·福建福州·阶段检测)已知函数.
(1)若,求的取值范围;
(2)若有两个不相等的实根,求的取值范围.
6.(2026·江苏南通·模拟预测)已知.
(1)求的最小值;
(2)若方程有两个不等的实根,求的取值范围.
7.(25-26高一下·广东揭阳·阶段检测)已知,函数.
(1)判断的单调性,说明理由;
(2)若有两个零点,
①求实数的取值范围;
②证明:.
8.(2026·福建泉州·模拟预测)设a,b为实数,且,函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若对任意,函数有两个不同的零点,求的取值范围;
(3)当时,证明:对任意,函数有两个不同的零点 ,满足.
一、单选题
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
二、填空题
3.(2026·全国二卷·高考真题)若函数有两个零点,则的取值范围是__________.
4.(2026·北京·高考真题)已知,给出下列四个结论:
①在上有最小值和最大值;
②,时,有最大值;
③,有3个解;
④,与有4个交点.
其中正确结论的序号是________.
5.(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__________.
6.(2024·天津·高考真题)设,函数.若恰有一个零点,则的取值范围为__________.
三、解答题
7.(2025·上海·高考真题)已知函数的定义域为.对于正实数a,定义集合.
(1)若,判断是否是中的元素,请说明理由;
(2)若,求a的取值范围;
(3)若是偶函数,当时,,且对任意,均有.写出,解析式,并证明:对任意实数c,函数在上至多有9个零点.
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