内容正文:
2026年新高一数学上学期常考题型归纳
【4.5.1 函数的零点与方程的解】
总览
题型梳理
【教材知识梳理】
1.函数的零点
(1)函数零点的定义
对于函数,我们把使_________的实数叫做函数的零点.
(2)几个等价关系
方程有实数根⇔函数的图象与____轴_____有交点⇔函数有___零点______.
(3)函数零点的判定(零点存在性定理)
若函数在闭区间上的图象是连续不断的一条曲线,并且有_________,那么,函数在开区间_________内至少有一个零点,即在区间内相应的方程至少有一个解.
题型分类
知识讲解与常考题型
【题型1:求已知函数的零点】
【练方法】
【公式结论】
函数的零点方程的实数解
【方法技巧】
1.解方程所得实数根即为零点
2.分式函数先保证分母不为0
3.根式函数保证被开方数
4.求出根后代入原函数检验剔除增根
(2026·湖南长沙·模拟预测)已知a是函数的零点,则实数a的值为________.经典例题1例题
(2026·上海徐汇·二模)函数的零点是__________.小试牛刀1
(25-26高一下·湖南长沙·阶段检测)函数的零点为______.小试牛刀2
【题型2:由函数的零点求参数的值】
【练方法】
【公式结论】
若是零点则
【方法技巧】
1.将零点代入函数解析式建立关于参数的方程
2.求解参数
3.回代参数验证保证该零点在函数定义域内
(25-26高一·全国·寒假作业)若一次函数的零点是2,那么函数的零点是______.经典例题1例题
(2025·浙江绍兴·模拟预测)已知函数有唯一零点,则( )小试牛刀1
A.0 B. C.2 D.
(24-25高一下·贵州黔东南·期中)已知是函数的零点,则( )小试牛刀2
A.0 B.1 C.2 D.3
(2025·云南曲靖·一模)已知是函数的零点,是函数的零点,则的值为( )小试牛刀3
A. B. C. D.2025
【题型3:判断零点所在的区间】
【练方法】
零点存在定理:若在区间$[a,b]$上连续且则区间内至少存在一个零点
【方法技巧】
1.优先计算区间端点函数值符号
2.区间内至少1个零点
3.无法判定有无零点
4.函数单调时可确定区间内有且仅有一个零点
(2026高三·全国·专题练习)设是方程的解,且,则整数______________.经典例题1例题
(25-26高一下·贵州六盘水·期末)方程的实数解所在区间为( )小试牛刀1
A. B. C. D.
(25-26高二下·天津宝坻·期末)已知函数,则在下列区间中含有零点的是( )小试牛刀2
A. B. C. D.
(25-26高二下·四川自贡·阶段检测)函数的零点所在区间为( )小试牛刀3
A. B. C. D.
【题型4:由零点所在的区间求参数】
【练方法】
【公式结论】
在[m,n]连续零点
【方法技巧】
1.列出不等式求解参数
2.额外留意零点刚好落在区间端点或的情况单独讨论
3.求出参数范围后检验连续性与定义域限制
(25-26高三·全国·一轮复习)函数在区间上存在零点,则实数的取值范围是_____.经典例题1例题
(25-26高一下·湖南益阳·期中)函数的零点在区间内,则_________.小试牛刀1
(25-26高一下·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( )小试牛刀2
A. B. C. D.
(25-26高一上·四川成都·期末)函数的一个零点在区间内,则实数的取值范围是( )小试牛刀3
A. B. C. D.
【题型5:由二次函数零点分布求参数范围】
【练方法】
设二次函数
【公式结论】
1.两根均大于:
2.两根均小于:
3.一根小于一根大于:
4.两根在区间内:
5.仅有一根在内:补充端点根单独核验
【方法技巧】
开口方向判别式对称轴位置区间端点函数符号四要素按需选取
优先画图辅助分析不可遗漏
方程的一个根在区间上,另一个根大于1,则实数的取值范围为______.经典例题1例题
若函数有且只有一个零点在区间上,则的值范围为______.小试牛刀1
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.小试牛刀2
(2026·云南玉溪·模拟预测)若函数恰有两个零点,则的取值范围是__________.小试牛刀3
【题型6:由指对幂函数零点分布求参数范围】
【练方法】
【公式结论】
指数/对数/幂函数)零点有解转化为等式分离参数
【方法技巧】
1.零点问题等价变形分离参数
2.研究值域与单调性
3.结合定义域(对数真数)限制参数取值
4.复杂题型采用数形结合画出两个函数图像利用交点个数约束参数
若函数有两个零点,则的取值范围是____________.经典例题1例题
(25-26高一上·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( )小试牛刀1
A. B.的最小值为4
C. D.
若函数的图象与轴有交点,则实数的取值范围是( )小试牛刀2
A. B. C. D.
(24-25高二下·黑龙江绥化·期末)设函数,若关于的方程有四个不同的解,且,则的取值范围是( )小试牛刀3
A. B. C. D.
【题型7:由零点个数求参数范围】
【练方法】
【公式结论】
零点个数方程实数根个数与轴交点个数
分离参数模型:零点个数与交点个数
【方法技巧】
1.首选分离参数+数形结合
2.分段函数零点要分段讨论分别统计各段零点
3.重点关注相切()分段点处临界情况
4.区分“恰好个零点”对应的临界参数
(2026高三下·全国·专题练习)设函数.若函数恰有2个零点,则实数a的取值范围为__________.经典例题1例题
(25-26高二下·重庆·期末)已知函数,若函数有四个不同的零点,则的取值范围是_____.小试牛刀1
(25-26高一下·云南普洱·期末)已知二次函数满足,且是偶函数,设函数,且满足.小试牛刀2
(1)求函数的解析式;
(2)若不等式在上恒成立,求实数的取值范围;
(3)若关于的方程有四个不同的实数解.求实数的取值范围.
(25-26高一下·陕西西安·期末)已知,关于的方程有6个不相等的实数根,则实数的取值范围为______.小试牛刀3
【题型8:嵌套函数的零点问题】
【练方法】
形如
【公式结论】
令先解出所有根
【方法技巧】
1.由外向内逐层拆解先解外层得到
2.再对每一个解方程
3.统计每个方程解的总数即为嵌套函数零点总数
4.画图分析与水平线交点快速判断零点数量
(25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期末)已知函数,,当关于实数的方程有个根时,实数的取值范围是( )经典例题1例题
A. B. C. D.
(2026·山西忻州·模拟预测)已知函数.若关于的方程有4个不同的实数根,则实数的取值范围为_____.小试牛刀1
(25-26高一下·重庆·期中)已知函数,若函数有8个零点,则实数的取值范围为___________.小试牛刀2
(25-26高三下·北京·阶段检测)已知函数,则函数的零点为______;若函数有3个零点,则实数的取值范围为________.小试牛刀3
【题型9:比较零点的大小】
【练方法】
【公式结论】
零点满足可变形构造单调函数利用单调性比较自变量大小
【方法技巧】
1.将零点代入方程进行同构变形构造单调函数
2.利用函数单调性去掉外层函数符号直接比较零点大小
3.无法同构时借助函数图像直观定位零点位置
4.估算零点所在区间依靠区间上下界判定大小关系
(25-26高一下·贵州毕节·期末)已知函数,,的零点分别为、、,则、、的大小顺序为( )经典例题1例题
A. B. C. D.
(2026·福建福州·三模)已知,则的大小关系不可能为( )小试牛刀1
A. B.
C. D.
(25-26高三下·山东聊城·阶段检测)已知函数,,的零点分别为、、,则、、的大小关系为( )小试牛刀2
A. B. C. D.
(25-26高一上·贵州遵义·期末)已知正实数,满足,则下列关系不可能的是( )小试牛刀3
A. B. C. D.
【题型10:求零点的和】
【练方法】
【公式结论】
1.二次函数两根满足
2.若函数图像关于直线对称零点成对出现满足
【方法技巧】
3.优先识别函数对称性利用对称性质求和
4.二次函数直接使用韦达定理
5.嵌套零点问题分组配对求和再汇总
6.注意区分单个零点与成对零点避免漏算
(25-26高二·全国·暑假作业)函数,则函数的所有零点之和为_________.经典例题1例题
已知函数,,的零点分别为,则( )小试牛刀1
A.0 B.3 C.4 D.6
(24-25高一上·甘肃兰州·阶段检测)已知是定义在上的奇函数,且当时,,则方程的所有实根之和为________.小试牛刀2
(24-25高一上·四川绵阳·阶段检测)设是函数的零点,是函数的零点,则_____.小试牛刀3
课后针对训练
一、单选题
1.(24-25高三上·江苏扬州·期中)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
2.(24-25高一上·全国·课后作业)设,,均为实数,且,,,则( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高三·全国·一轮复习)已知函数,若在其定义域内存在实数满足,则称函数为“局部奇函数”,若函数是定义在上的“局部奇函数”,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(2025·甘肃兰州·模拟预测)已知函数 关于 的方程 有两个不等实数根,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.(23-24高一上·重庆长寿·期末)已知函数的零点分别为a,b,c,则a,b,c的大小顺序为( )
A. B.
C. D.
6.(25-26高一上·广东佛山·阶段检测)已知函数有两个不相等的正零点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
7.(2026·河北沧州·一模)已知函数,若函数至少有7个零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.(2026·陕西榆林·模拟预测)已知函数若函数有三个不同的零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
9.(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.
10.(25-26高一上·甘肃兰州·期中)函数零点所在区间为( )
A. B. C. D.
二、多选题
11.(2025高一上·全国·专题练习)(多选)已知定义域和值域均为的函数和的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.方程有且仅有三个解 B.方程有且仅有三个解
C.方程有且仅有九个解 D.方程有且仅有一个解
12.(25-26高一上·福建漳州·期中)有以下判断,其中是正确判断的有( )
A.与表示同一函数;
B.函数的图象与直线的交点最多有2个;
C.函数的图象关于轴对称;
D.函数在区间上有且只有1个零点.
13.(25-26高一上·江西上饶·阶段检测)已知函数,下列关于函数的零点情况结论正确的是( )
A.当时,没有零点; B.当或时,两个零点;
C.当时,三个零点; D.当时,一个零点.
三、填空题
14.(2025·广东·一模)已知函数,,若关于的方程有个不同的实数解,则实数的取值范围是______.
15.(25-26高一上·甘肃兰州·阶段检测)已知函数若方程有三个不等实根,则实数a的取值范围是______.
16.(25-26高三·全国·一轮复习)若是函数的零点,则________.
四、解答题
17.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期末)已知函数,且,若函数在区间上的最大值与最小值之差为1.
(1)求函数解析式;
(2)当,求函数的最值,并求出取得最值时对应的的值:
(3)已知关于的方程的两个实根满足,求实数的取值范围.
18.(25-26高一上·山西晋城·期末)已知函数是上的奇函数,函数.
(1)求实数的值;
(2)若函数在上的最小值为,求实数的值;
(3)设函数,若关于的方程有三个不同的实数解,求实数的取值范围.
19.(25-26高一下·广东梅州·阶段检测)已知函数且为奇函数.
(1)求实数的值及函数的值域;
(2)解不等式;
(3)求函数在区间上有两个不同的零点,求实数的取值范围.
20.(25-26高二下·福建三明·期末)已知函数(且)为奇函数.
(1)求实数的值并解不等式;
(2)若函数在区间有两个不同的零点,求实数的取值范围.
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$2026年新高一数学上学期常考题型归纳
【4.5.1 函数的零点与方程的解】
总览
题型梳理
【教材知识梳理】
1.函数的零点
(1)函数零点的定义
对于函数,我们把使_________的实数叫做函数的零点.
(2)几个等价关系
方程有实数根⇔函数的图象与____轴_____有交点⇔函数有___零点______.
(3)函数零点的判定(零点存在性定理)
若函数在闭区间上的图象是连续不断的一条曲线,并且有_________,那么,函数在开区间_________内至少有一个零点,即在区间内相应的方程至少有一个解.
题型分类
知识讲解与常考题型
【题型1:求已知函数的零点】
【练方法】
【公式结论】
函数的零点方程的实数解
【方法技巧】
1.解方程所得实数根即为零点
2.分式函数先保证分母不为0
3.根式函数保证被开方数
4.求出根后代入原函数检验剔除增根
(2026·湖南长沙·模拟预测)已知a是函数的零点,则实数a的值为________.经典例题1例题
【答案】
27
【分析】根据零点定义结合对数运算求值.
【详解】因为a是函数的零点,
所以,所以,
则实数a的值为.
(2026·上海徐汇·二模)函数的零点是__________.小试牛刀1
【答案】0
【详解】令,即,解得,
所以函数的零点是0.
(25-26高一下·湖南长沙·阶段检测)函数的零点为______.小试牛刀2
【答案】
【分析】通过换元,将问题转换成一元二次方程,进而可求解.
【详解】设,令,去分母,得,
整理得,即,
,,即,
.
【题型2:由函数的零点求参数的值】
【练方法】
【公式结论】
若是零点则
【方法技巧】
1.将零点代入函数解析式建立关于参数的方程
2.求解参数
3.回代参数验证保证该零点在函数定义域内
(25-26高一·全国·寒假作业)若一次函数的零点是2,那么函数的零点是______.经典例题1例题
【答案】0,
【分析】根据函数零点的定义求解即可.
【详解】因为一次函数的零点是2,
所以,即,则,
令,解得或,
所以函数的零点是0,.
故答案为:0,.
(2025·浙江绍兴·模拟预测)已知函数有唯一零点,则( )小试牛刀1
A.0 B. C.2 D.
【答案】C
【分析】根据函数是偶函数计算求参,再代入检验即可.
【详解】定义域为,
,所以函数为偶函数,
又因为函数有唯一零点,根据零点关于轴对称,得出,所以,
当时,函数有唯一零点,符合题意;
当时,函数有零点,不符合题意舍;
故选:C.
(24-25高一下·贵州黔东南·期中)已知是函数的零点,则( )小试牛刀2
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【分析】结合零点的定义及指数与对数的相互转化求解即可.
【详解】由题意可得,,则,
则,所以.
故选:D.
(2025·云南曲靖·一模)已知是函数的零点,是函数的零点,则的值为( )小试牛刀3
A. B. C. D.2025
【答案】D
【分析】根据题意可得,利用函数得单调性可得,运算得解.
【详解】由题可得,可得,
因为函数在上单调递增,
所以,则.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:本题解题的关键是由题得到,构造函数并根据单调性得到.
【题型3:判断零点所在的区间】
【练方法】
零点存在定理:若在区间$[a,b]$上连续且则区间内至少存在一个零点
【方法技巧】
1.优先计算区间端点函数值符号
2.区间内至少1个零点
3.无法判定有无零点
4.函数单调时可确定区间内有且仅有一个零点
(2026高三·全国·专题练习)设是方程的解,且,则整数______________.经典例题1例题
【答案】2
【分析】结合函数的单调性和零点存在性定理,即可求解.
【详解】令,单调递增,,,
所以零点,即.
(25-26高一下·贵州六盘水·期末)方程的实数解所在区间为( )小试牛刀1
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】构造对应函数,利用函数单调性与零点存在性定理判断方程解所在区间.
【详解】令,.
因为均为增函数,所以在上单调递增,所以至多存在1个零点.
又,
,
所以函数在内有唯一零点,
即方程的实数解位于区间内.
(25-26高二下·天津宝坻·期末)已知函数,则在下列区间中含有零点的是( )小试牛刀2
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先判断函数的单调性,再根据零点存在定理即可判断.
【详解】由题意,根据幂函数的单调性,可知在内为增函数,
根据指数函数的单调性,可知在内为减函数,
所以函数在内为增函数,
因为,,
,,,
又指数函数为减函数,所以,,,
根据函数的零点存在定理,可得函数的零点在内.
(25-26高二下·四川自贡·阶段检测)函数的零点所在区间为( )小试牛刀3
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先确定函数的定义域与单调性,再计算各区间端点的函数值,结合零点存在性定理判断零点所在区间.
【详解】由函数可知,函数的定义域为,
又与在上单调递增,所以函数在上单调递增,
因为,
所以,根据零点存在性定理可知,函数的零点所在区间为.
【题型4:由零点所在的区间求参数】
【练方法】
【公式结论】
在[m,n]连续零点
【方法技巧】
1.列出不等式求解参数
2.额外留意零点刚好落在区间端点或的情况单独讨论
3.求出参数范围后检验连续性与定义域限制
(25-26高三·全国·一轮复习)函数在区间上存在零点,则实数的取值范围是_____.经典例题1例题
【答案】
【分析】先判断函数在上单调递增且连续,再利用零点存在定理求解即可.
【详解】函数在上的图象连续不断,
因为在上单调递增,
所以在上单调递增,
若在区间上存在零点,
根据函数零点存在定理可知,
只需满足,
即,
解得,
所以实数m的取值范围是.
(25-26高一下·湖南益阳·期中)函数的零点在区间内,则_________.小试牛刀1
【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.
(25-26高一下·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( )小试牛刀2
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.
(25-26高一上·四川成都·期末)函数的一个零点在区间内,则实数的取值范围是( )小试牛刀3
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用单调性将命题转化为,再解不等式即可.
【详解】由于在上单调递增,
故命题等价于,即,
解得,所以实数的取值范围是.
故选:D.
【题型5:由二次函数零点分布求参数范围】
【练方法】
设二次函数
【公式结论】
1.两根均大于:
2.两根均小于:
3.一根小于一根大于:
4.两根在区间内:
5.仅有一根在内:补充端点根单独核验
【方法技巧】
开口方向判别式对称轴位置区间端点函数符号四要素按需选取
优先画图辅助分析不可遗漏
方程的一个根在区间上,另一个根大于1,则实数的取值范围为______.经典例题1例题
【答案】
【分析】考查二次函数根的分布问题,由题意得出且,从而求出的取值范围.
【详解】令,
因为方程的一个根在区间上,另一个根大于1,则大致图象是:
所以,解得或,
所以实数的取值范围为.
若函数有且只有一个零点在区间上,则的值范围为______.小试牛刀1
【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.
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.小试牛刀2
【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.
(2026·云南玉溪·模拟预测)若函数恰有两个零点,则的取值范围是__________.小试牛刀3
【答案】
【详解】函数恰好有两个零点,可转化为函数与函数的图象恰有两个交点.
①当恒成立,即 时,
问题转化为方程即有两个不同的解.
由 .
所以或.
②当时,方程有两个正根,(),如图,
当时, 恒成立,
所以此时直线与曲线必有两个不同的交点.
③当时,方程有两个负根,(),如图,
当时, 恒成立,
所以此时直线与曲线必有两个不同的交点.
综上可得:若函数恰有两个零点,则的取值范围是.
【题型6:由指对幂函数零点分布求参数范围】
【练方法】
【公式结论】
指数/对数/幂函数)零点有解转化为等式分离参数
【方法技巧】
1.零点问题等价变形分离参数
2.研究值域与单调性
3.结合定义域(对数真数)限制参数取值
4.复杂题型采用数形结合画出两个函数图像利用交点个数约束参数
若函数有两个零点,则的取值范围是____________.经典例题1例题
【答案】
【分析】方法一:应用换元法结合二次方程的根列式计算求解,方法二:应用换元法结合对勾函数的单调性结合图象得出参数范围.
【详解】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.
(25-26高一上·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( )小试牛刀1
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.
若函数的图象与轴有交点,则实数的取值范围是( )小试牛刀2
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将问题转化为有解,则实数的取值范围即为函数的值域,然后根据指数函数单调性求解值域即可得解.
【详解】函数的图象与轴有交点,有解,
则实数的取值范围即为函数的值域,
,,实数的取值范围是.
故选:A
(24-25高二下·黑龙江绥化·期末)设函数,若关于的方程有四个不同的解,且,则的取值范围是( )小试牛刀3
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】画出函数的图象,根据对称性和对数函数的图象和性质求出及,则有 ,然后利用函数单调性求解范围即可.
【详解】作出函数的图象如下图所示:
若关于的方程有四个不同的实数解、、、,且,
由可得或,解得或,
所以,,
由得,即,所以,
由图可知,点、关于直线对称,则,
所以 ,其中,
令函数,其中,则函数在上单调递增,
所以,即,即.
故选:D.
【题型7:由零点个数求参数范围】
【练方法】
【公式结论】
零点个数方程实数根个数与轴交点个数
分离参数模型:零点个数与交点个数
【方法技巧】
1.首选分离参数+数形结合
2.分段函数零点要分段讨论分别统计各段零点
3.重点关注相切()分段点处临界情况
4.区分“恰好个零点”对应的临界参数
(2026高三下·全国·专题练习)设函数.若函数恰有2个零点,则实数a的取值范围为__________.经典例题1例题
【答案】
【分析】通过讨论的零点个数,确定的范围,再判断的零点个数,即可求解.
【详解】设,
若时,与轴有一个交点,则,
此时函数图像在上与轴也只有一个交点,
或,,
综合可得:;
②若函数的图像与轴没有交点,,
若,即,此时或它们均不在范围内,
此时在无零点,此时不符合题意,故舍去;
当时,或,
此时函数的图像在与轴有两个交点,符合题意,此时.
综上所述,实数a的取值范围为.
(25-26高二下·重庆·期末)已知函数,若函数有四个不同的零点,则的取值范围是_____.小试牛刀1
【答案】
【分析】将有四个不同零点转化为直线与的图象有四个交点,分别分析分段函数两段的单调性与值域,数形结合求的取值范围.
【详解】由可得,问题等价于直线与函数的图象共有4个不同交点,
分两段讨论函数性质:
当时,,
此时函数在上单调递减,在上单调递增;
最小值为,端点值,
因此当时,直线与该段图象有2个交点;
或时仅有1个交点;
时无交点;
当时,,
在上,单调递减,值域为;
在上,单调递增,值域为;
因此当时,直线与该段图象有2个交点;
时仅有1个交点,
当时无交点;
要使总交点数为4,需两段各有2个交点,取两个范围的交集,
得的取值范围为.
(25-26高一下·云南普洱·期末)已知二次函数满足,且是偶函数,设函数,且满足.小试牛刀2
(1)求函数的解析式;
(2)若不等式在上恒成立,求实数的取值范围;
(3)若关于的方程有四个不同的实数解.求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)设出二次函数 的解析式,再根据条件求出它的待定系数;(2)通过换元法,把原不等式化为在上恒成立,继续利用换元法,从而得到;(3)通过换元法,把问题转化为,要求 在 有两个不等实根.
【详解】(1)设二次函数
,故
是偶函数 对称轴为 ,即
因此
,,所以,得
得 ,所以
(2)由(1)得 . 令
,,故 ,
不等式在上恒成立
即在上恒成立,所以,从而
,
在上恒成立,
设 ,,
, 在 单调递减,
,
要 恒成立,则,所以
(3)令 ,则 ,且一个 对应两个 (); 只对应一个 ,要有四个不同实数解,等价于:关于 的方程在 内有两个不等实根,代入 ,即
,
整理得,
记 ,要求 在 有两个不等实根,满足
,
恒成立,
对称轴 ,
,,
综上,实数 取值范围.
(25-26高一下·陕西西安·期末)已知,关于的方程有6个不相等的实数根,则实数的取值范围为______.小试牛刀3
【答案】
【分析】先作出函数的图象,结合图象可把问题转化为在上有两个不同实根,,数形结合即可求得答案.
【详解】作出函数图象如图所示:
令,则可化为,
若有6个根,
结合图象可知方程在上有2个不相等的实根,
不妨设,,
则,解得,
故m的取值范围为.
【题型8:嵌套函数的零点问题】
【练方法】
形如
【公式结论】
令先解出所有根
【方法技巧】
1.由外向内逐层拆解先解外层得到
2.再对每一个解方程
3.统计每个方程解的总数即为嵌套函数零点总数
4.画图分析与水平线交点快速判断零点数量
(25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期末)已知函数,,当关于实数的方程有个根时,实数的取值范围是( )经典例题1例题
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分别作出函数,的图象,分、、和四种情况讨论,结合函数图象分析交点个数即可得解.
【详解】分别作出函数,的图象,如图所示,
令,则即为,
若,则方程没有根,不合题意;
若,则方程有且仅有1个根,即,
可知方程有且仅有2个不相等根,不合题意;
若,则方程有2个不相等实根,,
方程有且仅有2个不相等实根,且方程有且仅有2个不相等实根,
所以方程有4个不相等实根,不合题意;
若,则方程有3个不相等实根,,,
方程有且仅有2个不相等实根,且方程有且仅有2个不相等实根,
由题意可知方程有且仅有2个不相等实根,则或,
可得;
综上所述:实数的取值范围是.
(2026·山西忻州·模拟预测)已知函数.若关于的方程有4个不同的实数根,则实数的取值范围为_____.小试牛刀1
【答案】
【分析】利用换元法,将多层复合方程拆解为外层和内层方程,通过分析外层方程根的分布,反推参数的取值范围.
【详解】已知,其值域为,
令,则原方程可化为,即:,
设该方程的两根为(),要使有4个不同实根,需满足:
有两个不同的实根,这两个根均大于.
即有两个不同实根,则
设,要使的两根均大于,需满足:
其中.
同时,当时,,
若,则是方程的一个根,此时仅有1个根,
有2个根,总根个数为3,不符合题意.
当时,(二重根),此时有2个不同实根,总根个数为2,不符合题意.
综上,的取值范围为.
(25-26高一下·重庆·期中)已知函数,若函数有8个零点,则实数的取值范围为___________.小试牛刀2
【答案】
【分析】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.
【详解】当时,,对称轴为.
当时,函数在单调递增,函数图象如下:
令,则由,
结合图象可得或,即或.
结合图象可知,有2个解,有1个解,
此时函数有3个零点,不符合题意.
当时,函数在单调递增,在单调递减,函数图象如下:
令,则由,结合图象可得或或,
即或或.
由图可知,有2个解,有3个解,
又函数有8个零点,则需有3个解.
需使,解得.
综上,实数的取值范围为.
(25-26高三下·北京·阶段检测)已知函数,则函数的零点为______;若函数有3个零点,则实数的取值范围为________.小试牛刀3
【答案】 或 或
【详解】当时,由得,解得或,
当时,由得,解得(舍),
作出的图象如图,由得或,
即或,
当,即时,无实根,此时,最多两个实根,与题意不符;
当,即时,有一个实根,有两个实根,符合题意;
当,即时,有两个实根,此时,至少有两个实根,不符合题意;
当,即时,有三个实根,至少有一个实根,不符合题意;
当,即时,有两个实根,此时,有4个实根,不符合题意;
当,即时,有两个实根,此时,有一个实根,符合题意;
当,即时,有两个零点,有一个零点,符合题意;
当,即时,有一个零点, 有一个零点,不符合题意;
综上所述,有3个零点时,或.
【题型9:比较零点的大小】
【练方法】
【公式结论】
零点满足可变形构造单调函数利用单调性比较自变量大小
【方法技巧】
1.将零点代入方程进行同构变形构造单调函数
2.利用函数单调性去掉外层函数符号直接比较零点大小
3.无法同构时借助函数图像直观定位零点位置
4.估算零点所在区间依靠区间上下界判定大小关系
(25-26高一下·贵州毕节·期末)已知函数,,的零点分别为、、,则、、的大小顺序为( )经典例题1例题
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用零点存在定理求出、的取值范围,并求出的值,即可得出、、的大小顺序.
【详解】因为函数、均为上的增函数,故函数为上的增函数,
因为,,由零点存在定理可知,
同理可知函数为上的增函数,函数为上的增函数,
因为,,由零点存在定理可知,
因为,故,故.
(2026·福建福州·三模)已知,则的大小关系不可能为( )小试牛刀1
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.
(25-26高三下·山东聊城·阶段检测)已知函数,,的零点分别为、、,则、、的大小关系为( )小试牛刀2
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用零点存在定理得出的取值范围,并求出、的值,即可得出、、的大小关系.
【详解】因为函数、在上均为增函数,故函数在上为增函数,
因为,故,
因为函数、在上均为增函数,故函数在上为增函数,
因为,,故,
由可得,即,故.
(25-26高一上·贵州遵义·期末)已知正实数,满足,则下列关系不可能的是( )小试牛刀3
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】,即可得到,,,画出,,的图象,结合图象即可判断.
【详解】因为为正实数,令,
所以,,,
因为在上单调递增且,,
在上单调递增且,,,
在上单调递减且,
在同一平面直角坐标系下画出,,的图象,
根据图象可知,、在第一象限必有一交点,设此交点的横坐标为,
则可知,当时,,即存在的情况,
当时,,即存在的情况,
当时,,即存在的情况,
而对于,恒成立,不存在的情况,即不可能.
【题型10:求零点的和】
【练方法】
【公式结论】
1.二次函数两根满足
2.若函数图像关于直线对称零点成对出现满足
【方法技巧】
3.优先识别函数对称性利用对称性质求和
4.二次函数直接使用韦达定理
5.嵌套零点问题分组配对求和再汇总
6.注意区分单个零点与成对零点避免漏算
(25-26高二·全国·暑假作业)函数,则函数的所有零点之和为_________.经典例题1例题
【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.
已知函数,,的零点分别为,则( )小试牛刀1
A.0 B.3 C.4 D.6
【答案】B
【分析】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.
【详解】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.
(24-25高一上·甘肃兰州·阶段检测)已知是定义在上的奇函数,且当时,,则方程的所有实根之和为________.小试牛刀2
【答案】
【分析】画出奇函数的图象,将题意转化为函数的图象与直线的交点的横坐标的和,数形结合可得结果.
【详解】由题意得,方程的根是函数的图象与直线的交点的横坐标.
根据分段函数的解析式,以及是定义在上的奇函数,作出函数图象:
根据的对称性可得,
根据是奇函数得,,
∴.
由得,,
∴.
故答案为:.
(24-25高一上·四川绵阳·阶段检测)设是函数的零点,是函数的零点,则_____.小试牛刀3
【答案】2
【分析】运用零点定义构建与两个函数相关的等式,结合对数函数性质,找到与之间的联系即可.
【详解】已知是的零点,则,即 .
因为是的零点,所以,移项可得.
令,则,那么,即.
对比与,发现,当和时函数值相等.
容易知道在单调递增,则也是单调递增函数,所以,即.
将移项可得.
故答案为:2.
课后针对训练
一、单选题
1.(24-25高三上·江苏扬州·期中)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
【分析】根据函数零点存在定理:如果函数在区间上的图象是连续不断的一条曲线,并且有,那么函数在区间内有零点.来判断两个条件之间的关系.
【详解】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.
2.(24-25高一上·全国·课后作业)设,,均为实数,且,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用指数函数与对数函数的图象与性质画出图象,即可得出结论.
【详解】由题意得,分别是函数与,,图象的交点横坐标.
在同一坐标系内作出函数,,,的图象,
如图所示,由图可得.
故选:A.
3.(25-26高三·全国·一轮复习)已知函数,若在其定义域内存在实数满足,则称函数为“局部奇函数”,若函数是定义在上的“局部奇函数”,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数新定义计算在区间有解问题,列方程换元求解即可.
【详解】根据“局部奇函数”的定义可知,方程有解即可,
即,所以,
化为有解,令,
由基本不等式可知,当且仅当时取等,故,
则有在上有解,设,对称轴为.
①若,则,满足方程在上有解;
②若,要使在时有解,则需,
解得.
综上可得,实数的取值范围为.
故选:B.
4.(2025·甘肃兰州·模拟预测)已知函数 关于 的方程 有两个不等实数根,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】作出函数 的图象与直线 的图象即可求解.
【详解】作出函数 的图象,如图所示,
若关于 的方程 有两个不等实根,
则函数 的图象与直线 有两个交点,由图知,.
故选:D.
5.(23-24高一上·重庆长寿·期末)已知函数的零点分别为a,b,c,则a,b,c的大小顺序为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】把函数的零点转化为两个函数的图象的交点的横坐标,画出图象,即可求解.
【详解】因为函数的零点即为与的图象的交点横坐标,
函数的零点即为与的图象的交点横坐标,
函数的零点即为与的图象的交点横坐标,
在同一坐标系内,分别画出函数的图象,如图所示,
由图象可得:,所以.
故选:B.
6.(25-26高一上·广东佛山·阶段检测)已知函数有两个不相等的正零点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】转化为有两个不等正根为,根据韦达定理和根的判别式得到不等式组,求出答案.
【详解】设的两个不等正零点为,
即的两个不等正根为,
故,解得,
故的取值范围是.
故选:C
7.(2026·河北沧州·一模)已知函数,若函数至少有7个零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用分类讨论,再通过数形结合来研究函数零点个数,即可得参数范围.
【详解】当时,,对称轴为,所以在上单调递增,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,
所以在上单调递增,在上单调递减,函数图象如下:
令,解得或或,
根据图象有2个解,有3个解,
又至少有7个零点,所以至少有2个解,
即,解得.
故选:D.
8.(2026·陕西榆林·模拟预测)已知函数若函数有三个不同的零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】
解法1:令得.由题意可知函数的图象与直线有三个交点,由图可知.
解法2:当时,.
令,得或,
解得或,不满足题意,因此排除B、D选项.
当时,,
令,得或,
解得或,不满足题意,因此排除C选项,故选A.
9.(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
【分析】分析函数的单调性,结合零点存在定理可得出的值.
【详解】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.
10.(25-26高一上·甘肃兰州·期中)函数零点所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因函数与都是上的增函数,则也是上的增函数,
又,
故函数有唯一的零点,其所在区间为.
二、多选题
11.(2025高一上·全国·专题练习)(多选)已知定义域和值域均为的函数和的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.方程有且仅有三个解 B.方程有且仅有三个解
C.方程有且仅有九个解 D.方程有且仅有一个解
【答案】AD
【分析】分别结合内外函数的零点进行分析,即可求解;
【详解】设的零点为,且.
由,得或或.
由的图象可知满足条件的x的值有三个.
故方程有且仅有三个解,故A正确:
同理,最多有九个解,C错误;
因为有一个解,又每个对应的值只有一个相应的解,故有且仅有一个解,而最多有三个解,所以B错误,D正确,
故选AD.
12.(25-26高一上·福建漳州·期中)有以下判断,其中是正确判断的有( )
A.与表示同一函数;
B.函数的图象与直线的交点最多有2个;
C.函数的图象关于轴对称;
D.函数在区间上有且只有1个零点.
【答案】CD
【分析】利用同一函数的定义来判断A,利用函数的性质来判断B,利用偶函数来判断C,利用零点存在性定理结合单调性来判断D.
【详解】由于的定义域为,的定义域为,所以它们表示的不是同一函数,故A错误;
函数的每一个自变量只有唯一的因变量与之对应,所以函数图象与直线的交点最多有1个,故B错误;
因为,又函数定义域为,所以是偶函数,即图象关于轴对称,故C正确;
因为,
且在区间上单调递增,
所以函数在区间上有且只有1个零点,故D正确;
故选:CD.
13.(25-26高一上·江西上饶·阶段检测)已知函数,下列关于函数的零点情况结论正确的是( )
A.当时,没有零点; B.当或时,两个零点;
C.当时,三个零点; D.当时,一个零点.
【答案】BCD
【分析】分别作出函数的图像,和直线去观察这两个图像的交点个数逐个验证选项即可.
【详解】分别作出函数的图像,和直线.
对于选项A,观察图像当时,直线与函数的图像只有一个交点,所以只有一个零点,故A错误;
对于选项B,当或时,直线与函数的图像有两个交点,所以有两个零点,故B正确;
对于选项C,当时,直线与函数的图像有三个交点,所以有三个零点,故C正确;
对于选项D,当时,直线与函数的图像只有一个交点,所以只有一个零点,故D正确.
故选:BCD.
三、填空题
14.(2025·广东·一模)已知函数,,若关于的方程有个不同的实数解,则实数的取值范围是______.
【答案】
【分析】原方程等价于或,则只需有个根,数形结合即可得答案.
【详解】函数是偶函数,大致图象,如图所示:
方程,
分解因式得,
解得:或,
由函数的图象可知,只有个根,
所以需有个根才满足题意,
所以实数的取值范围是:,
故答案为:.
15.(25-26高一上·甘肃兰州·阶段检测)已知函数若方程有三个不等实根,则实数a的取值范围是______.
【答案】
【分析】画出函数的图象,利用转化法、数形结合思想进行求解即可.
【详解】,
问题转化为直线与函数的图象有三个交点,
在同一直角坐标系中,直线与函数的图象如下图所示:
显然当时,,
利用数形结合可知,当时,直线与函数的图象有三个交点,
即方程有三个不等实根.
故答案为:
16.(25-26高三·全国·一轮复习)若是函数的零点,则________.
【答案】/
【分析】由题意可得,代入求解即可.
【详解】由题意可得,
解得.
四、解答题
17.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期末)已知函数,且,若函数在区间上的最大值与最小值之差为1.
(1)求函数解析式;
(2)当,求函数的最值,并求出取得最值时对应的的值:
(3)已知关于的方程的两个实根满足,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
当时,函数有最小值,
当时,函数有最大值;
(3)
【分析】(1)根据对数函数的单调性分类讨论进行求解即可;
(2)利用换元法,结合二次函数的性质进行求解即可;
(3)利用换元法,结合对数函数的单调性、一元二次方程根的分布性质进行求解即可.
【详解】(1)当时,函数单调递增,
函数在区间上的最大值与最小值分别为,
由题意可得:,
此时区间为;
当时,此时,显然区间不成立,
综上所述:,即;
(2)
令,因为,所以,
所以,
所以,,
所以当时,函数有最小值,
当时,函数有最大值;
(3)令,因为,所以对应的,
且,原方程转化为:
设,需要这个二次函数在上有两个不同的实根,
需要满足,
解得或
所以实数的取值范围为
18.(25-26高一上·山西晋城·期末)已知函数是上的奇函数,函数.
(1)求实数的值;
(2)若函数在上的最小值为,求实数的值;
(3)设函数,若关于的方程有三个不同的实数解,求实数的取值范围.
【答案】(1)1
(2)1
(3)或.
【分析】(1)根据求出,再利用奇函数的定义检验;
(2)先利用复合函数求出在上的值域,再结合一元二次函数求的最小值即可;
(3)令,画出其函数图象,结合方程的根转化为一元二次方程的区间根问题求解.
【详解】(1)函数是上的奇函数,所以,
所以,得;
检验:当时,,
所以实数的值为1;
(2)由(1)可知,
令,则,
因为,所以,
因为在上单调递增,所以,
即当时,,
所以当时,有最小值,最小值是,
依题意,所以;
(3),
方程有三个不同的实数解,
令,则方程化为.
作出的函数图象,其中是函数图象在上的渐近线,
所以有两个根,不妨设,
则或,
①设,
则,解得,
②设,所以,得,则方程化为,
解得,满足题意,
所以实数的取值范围为或.
19.(25-26高一下·广东梅州·阶段检测)已知函数且为奇函数.
(1)求实数的值及函数的值域;
(2)解不等式;
(3)求函数在区间上有两个不同的零点,求实数的取值范围.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】(1)根据条件,利用奇函数的性质,即可求出的值,再利用指数函数和反比例函数的单调性,即可求解;
(2)根据条件得,利用指数不等式的解法,即可求解;
(3)根据条件,将问题转化成在上有两个不等根,令,利用二次函数根的分布建立方程组,即可求解.
【详解】(1)因为且,则的定义域为,又为奇函数,
则,解得,所以,
则,所以满足题意,
又,所以,则,所以函数的值域为.
(2)由(1)知,由,得到,
整理得到,解得,所以不等式的解集为.
(3)因为,令,即,整理得到,
又函数在区间上有两个不同的零点,所以时,方程有两个不等根,
令,得到,又在区间上单调递增,所以,
则在上有两个不等根,
令,则,解得,
所以实数的取值范围为.
20.(25-26高二下·福建三明·期末)已知函数(且)为奇函数.
(1)求实数的值并解不等式;
(2)若函数在区间有两个不同的零点,求实数的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)利用奇函数的性质,求出的值,代入解不等式即可;
(2)令,把问题转化为与关于的函数交点问题,画出函数图象,数形结合可得答案.
【详解】(1)由是定义域为的奇函数,得,即,
,,
所以,经检验满足题意;
由,可得,
所以,即,
所以不等式的解集为;
(2)令,由得,
, 等价于,
即,,
令, ,则,代入得,
函数在单调递减,在单调递增,最小值为,
当 时,,
要使方程有两个不同解,实数的取值范围为.
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