摘要:
**基本信息**
以“概念-定理-应用”为主线,系统构建函数零点与方程根的题型方法体系,通过典例变式实现举一反三,培养数学抽象与逻辑推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|确定函数的零点|1典例+3变式|代数法(解方程)、几何法(图象交点)|从零点概念出发,建立与方程根的等价关系|
|零点存在定理应用|1典例+3变式|定理判断(连续曲线+端点异号)、数形结合|通过定理几何意义深化函数连续性理解|
|零点范围求参数|1典例+2变式|单调函数端点异号、分离参数求值域|结合函数单调性实现参数范围转化|
|零点个数判断|1典例+3变式|方程转化、函数图象交点分析|关联二次函数等基本函数零点特征|
|零点和计算|2典例+3变式|对称性(轴对称、中心对称)|利用函数对称性简化零点和运算|
内容正文:
专题05 函数的零点与方程的根
(题型突破·举一反三)
▌题型01 函数的零点
【典例1】
【答案】
【分析】利用零点的定义即可.
【详解】由已知可得,所以.
【变式1-1】
【答案】A
【分析】分类解方程即可.
【详解】若,则由,得,不符合题意,故舍去;
若,则由,得(正值舍去),
故.
【变式1-2】
【答案】C
【详解】直接解方程即得函数的零点.
【分析】令,即,解得,所以函数的零点为和.
故选:C.
【变式1-3】
【答案】/
【分析】由题意可得,代入求解即可.
【详解】由题意可得,
解得.
▌题型02 函数零点存在定理
【典例2】
【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.
【变式2-1】
【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.
【变式2-2】
【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.
【变式2-3】
【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.
▌题型03 根据零点范围求参数范围
【典例3】
【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.
【变式3-1】
【答案】B
【分析】根据题意可得,,进而可得结果.
【详解】令,可得,
因为,则,
所以实数的取值范围为.
故选:B.
【变式3-2】
【答案】D
【分析】由题可得方程在区间上有解,然后由函数知识求得函数在区间上的值域可得答案.
【详解】函数在区间上有零点方程在区间上有解,
函数在区间上单调递减,在上单调递增,
则,则.
故选:D.
▌题型04 函数零点(方程根)的个数
【典例4】
【答案】D
【分析】令,原方程变为,通过分类讨论方程根的个数即可.
【详解】原方程即为,令,,
当关于的方程没有根时,则原方程没有根,即原方程有零个根;
当关于的方程有一根时,,解得,,即,,则原方程有两个根;
当关于的方程有两个根时,若是方程的一个根,另一个根为,由可得,则原方程三个根,
若不是方程的根,设是方程的两根,由和可得和,则原方程有四个根,
综上所述,原方程的实根的个数可能为,故D正确.
【变式4-1】
【答案】C
【分析】根据函数零点的定义计算得到结果;
【详解】由于,令得,1,
因此在上仅有一个零点.
【变式4-2】
【答案】D
【分析】根据函数的表达式分段求解方程即可.
【详解】已知,
当时,方程等价于,解得,因此方程在有个实根;
当时,方程等价于,即,解得和,
由于,因此方程在有个实根;
综上所述,方程有个实根,故D正确.
【变式4-3】
【答案】B
【分析】将函数恰有2个零点转化为与直线有2个交点,分段讨论方程在不同区间的解的个数,汇总得到参数取值范围.
【详解】∵ 函数恰有2个零点,∴ 方程有2个不等实根.
当时,,为单调递增函数,值域为.
若有解,则,此时该区间有且仅有1个解;
若或,则该区间无解.
当时,,令,两边同乘整理得.
当时,判别式,方程有两个不等实根,且两根之积为,
故仅有1个正根,即时时方程恒有1个解;
当时,方程两根之和为,两根之积为,无正根,该区间无解.
综上,要使共有2个解,需满足,即实数的取值范围是.
▌题型05 求函数零点的和
【典例5-1】
【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.
【典例5-2】
【答案】B
【分析】判断含糊的对称性以及函数的单调性,数形结合,可判断出函数的零点,即可求解..
【详解】由,
可得,
故,即的图象关于点对称;
由于单调递增,故在R上单调递增,且增加的趋势较平缓,
当时,,当时,,
为增函数,其图象也关于点对称,
作出函数的图象如图:
由此可知的图象有唯一的交点,
所以1是的唯一零点,
所以函数的所有零点之和是1.
【变式5-1】
【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,
【变式5-2】
【答案】C
【分析】分析可知函数,均关于点对称,结合函数对称性运算求解即可.
【详解】由题意可得:,,
可知函数,的定义域为,
又因为,
且,
可知函数,均关于点对称,且,
不妨设,可知点即为,点,关于点对称,
则,,
所以.
【变式5-3】
【答案】C
【分析】根据已知判断和的图象关于同一个对称中心对称,利用对称性及交点个数求即可.
【详解】已知,则的图象关于点对称,
由,且,
所以,故的图象关于点对称,
所以和的交点必然也是成对的,且关于对称,
若是它们的一个交点,则也必然是它们的交点,
所以横坐标之和为,已知交点有个,因此可以配成对,
每一对交点的横坐标之和为,所以所有交点横坐标的总和为.
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专题05 函数的零点与方程的根
(题型突破·举一反三)
题型01 确定函数的零点 1
题型02 函数零点存在定理的应用 2
题型03 根据零点范围求参数范围 3
题型04 函数零点(方程根)的个数 4
题型05 求函数零点的和 5
▌题型01 确定函数的零点
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.即函数的零点就是使函数值为零的自变量的值.
2.函数的零点与方程的解的关系
函数y=f(x)的零点就是方程f(x)=0的实数解,也就是函数y=f(x)的图象与x轴的公共点的横坐标.所以方程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.求函数零点的两种方法:
(1)代数法:求函数y=f(x)的零点就是求方程f(x)=0的实数根;
(2)几何法:对于不能用求根公式的方程f(x)=0,可以将它与函数y=f(x)的图像联系起来,图像与x轴的交点的横坐标即为函数f(x)的零点.
【典例1】(25-26高一下·江苏盐城·期末)已知为函数的一个零点,则_________.
【答案】
【分析】利用零点的定义即可.
【详解】由已知可得,所以.
【变式1-1】(2025高二上·河南·学业考试)已知是函数的零点,则( )
A. B. C.0 D.3
【变式1-2】(25-26高二上·内蒙古乌兰察布·期中)函数的零点为( )
A. B. C.和 D.或
【变式1-3】(25-26高三·全国·一轮复习)若是函数的零点,则________.
▌题型02 函数零点存在定理
1.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.
2.函数零点存在定理的几何意义
在闭区间[a,b]上有连续不断的曲线y=f(x),且曲线的起始点(a,f(a))与终点(b,f(b))分别在x轴的两侧,则连续曲线与x轴至少有一个交点.
3.确定函数f(x)的零点所在区间的常用方法
(1)利用函数零点存在性定理:首先看函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是否连续,再看是否有f(a)·f(b)<0.若有,则函数y=f(x)在区间(a,b)内必有零点.
(2)数形结合法:若一个函数(或方程)由两个初等函数的和(或差)构成,则可考虑用图象法求解,如f(x)= g(x) - h(x),作出y=g(x)和y=h(x)的图象,其交点的横坐标即为函数f(x)的零点.
【典例2】(25-26高二下·四川自贡·阶段检测)函数的零点所在区间为( )
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.
【变式2-1】(25-26高一下·贵州六盘水·期末)方程的实数解所在区间为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(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( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(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( )
A. B. C. D.
▌题型03 根据零点范围求参数范围
1.单调函数
利用端点值异号列不等式组,
若在单调且存在零点,则(注意端点能否取到0).
2.分离参数法
将方程转化为.
求在给定区间上的值域,即为参数的取值范围.
【典例3】(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( )
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.
【变式3-1】(25-26高一上·江苏南京·期末)若函数在区间上有一个零点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】(24-25高一下·湖南·期中)已知函数在区间上有零点,则k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
▌题型04 函数零点(方程根)的个数
1.函数的零点与方程的解的关系
函数y=f(x)的零点就是方程f(x)=0的实数解,也就是函数y=f(x)的图象与x轴的公共点的横坐标.所以方程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.
2.几种常见函数的零点
①二次函数的零点
一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的实数根也称为函数y=ax2+bx+c(a≠0)的零点.
②正比例函数y=kx(k≠0)仅有一个零点0.
③一次函数y=kx+b(k≠0)仅有一个零点.
④反比例函数y=(k≠0)没有零点.
⑤指数函数y=ax(a>0,且a≠1)没有零点.
⑥对数函数y=(a>0,且a≠1)仅有一个零点1.
⑦幂函数y=xa,当a>0时,仅有一个零点0;当a≤0时,没有零点.
【典例4】(2026高三·全国·专题练习)关于的方程的实根的个数不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】令,原方程变为,通过分类讨论方程根的个数即可.
【详解】原方程即为,令,,
当关于的方程没有根时,则原方程没有根,即原方程有零个根;
当关于的方程有一根时,,解得,,即,,则原方程有两个根;
当关于的方程有两个根时,若是方程的一个根,另一个根为,由可得,则原方程三个根,
若不是方程的根,设是方程的两根,由和可得和,则原方程有四个根,
综上所述,原方程的实根的个数可能为,故D正确.
【变式4-1】(2026高三·全国·专题练习)函数在上( )
A.有三个零点 B.有两个零点 C.有一个零点 D.没有零点
【变式4-2】(2026高三·全国·专题练习)已知,则方程的实数根个数是( )
A. B. C. D.
【变式4-3】(25-26高二下·山西吕梁·期末)已知函数若函数恰有个零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
▌题型05 求函数零点的和
核心技巧:利用对称性
1. 图象对称
若函数的图象关于直线对称,且有两个零点,则.
2.中心对称
若函数图象关于点对称,且零点成对出现,则.
【典例5-1】(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.
【典例5-2】(25-26高一下·湖北荆州·期末)已知函数,, 的所有零点之和是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】判断含糊的对称性以及函数的单调性,数形结合,可判断出函数的零点,即可求解..
【详解】由,
可得,
故,即的图象关于点对称;
由于单调递增,故在R上单调递增,且增加的趋势较平缓,
当时,,当时,,
为增函数,其图象也关于点对称,
作出函数的图象如图:
由此可知的图象有唯一的交点,
所以1是的唯一零点,
所以函数的所有零点之和是1.
【变式5-1】(25-26高一上·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___________.
【变式5-2】(25-26高二下·浙江·阶段检测)已知函数与恰有三个交点,,,则 ( )
A. B.0 C.3 D.与a的取值有关
【变式5-3】(25-26高二下·河北·期末)已知函数的定义域为,且,设函数与函数的交点共有2026个,且这些交点的坐标依次记为,,…,,则( )
A.0 B.1013 C.2026 D.4052
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专题05 函数的零点与方程的根
(题型突破·举一反三)
题型01 确定函数的零点 1
题型02 函数零点存在定理应用 2
题型03 根据零点范围求参数范围 4
题型04 判断函数零点(方程根)的个数 6
题型05 求函数零点的和 8
▌题型01确定函数的零点
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.即函数的零
点就是使函数值为零的自变量的值.
2.函数的零点与方程的解的关系
函数y=f(x)的零点就是方程f(x)=0的实数解,也就是函数y=f(x)的图象与x轴的公共点的横坐标.所以方程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.求函数零点的两种方法:
(1)代数法:求函数y=f(x)的零点就是求方程f(x)=0的实数根;
(2)几何法:对于不能用求根公式的方程f(x)=0,可以将它与函数y=f(x)的图像联系起来,图像与x轴的交点的横坐标即为函数f(x)的零点.
【典例1】(25-26高一下·江苏盐城·期末)已知为函数的一个零点,则_________.
【答案】
【分析】利用零点的定义即可.
【详解】由已知可得,所以.
【变式1-1】(2025高二上·河南·学业考试)已知是函数的零点,则( )
A. B. C.0 D.3
【答案】A
【分析】分类解方程即可.
【详解】若,则由,得,不符合题意,故舍去;
若,则由,得(正值舍去),
故.
【变式1-2】(25-26高二上·内蒙古乌兰察布·期中)函数的零点为( )
A. B. C.和 D.或
【答案】C
【详解】直接解方程即得函数的零点.
【分析】令,即,解得,所以函数的零点为和.
故选:C.
【变式1-3】(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.
▌题型02 函数零点存在定理的应用
1.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.
2.函数零点存在定理的几何意义
在闭区间[a,b]上有连续不断的曲线y=f(x),且曲线的起始点(a,f(a))与终点(b,f(b))分别在x轴的两侧,则连续曲线与x轴至少有一个交点.
3.确定函数f(x)的零点所在区间的常用方法
(1)利用函数零点存在性定理:首先看函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是否连续,再看是否有f(a)·f(b)<0.若有,则函数y=f(x)在区间(a,b)内必有零点.
(2)数形结合法:若一个函数(或方程)由两个初等函数的和(或差)构成,则可考虑用图象法求解,如f(x)= g(x) - h(x),作出y=g(x)和y=h(x)的图象,其交点的横坐标即为函数f(x)的零点.
【典例2】(25-26高二下·四川自贡·阶段检测)函数的零点所在区间为( )
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.
【变式2-1】(25-26高一下·贵州六盘水·期末)方程的实数解所在区间为( )
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.
【变式2-2】(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( )
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.
【变式2-3】(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( )
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.
▌题型03 根据零点范围求参数范围
1.单调函数
利用端点值异号列不等式组,
若在单调且存在零点,则(注意端点能否取到0).
2.分离参数法
将方程转化为.
求在给定区间上的值域,即为参数的取值范围.
【典例3】(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( )
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.
【变式3-1】(25-26高一上·江苏南京·期末)若函数在区间上有一个零点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意可得,,进而可得结果.
【详解】令,可得,
因为,则,
所以实数的取值范围为.
故选:B.
【变式3-2】(24-25高一下·湖南·期中)已知函数在区间上有零点,则k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由题可得方程在区间上有解,然后由函数知识求得函数在区间上的值域可得答案.
【详解】函数在区间上有零点方程在区间上有解,
函数在区间上单调递减,在上单调递增,
则,则.
故选:D.
▌题型04 函数零点(方程根)的个数
1.函数的零点与方程的解的关系
函数y=f(x)的零点就是方程f(x)=0的实数解,也就是函数y=f(x)的图象与x轴的公共点的横坐标.所以方程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.
2.几种常见函数的零点
①二次函数的零点
一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的实数根也称为函数y=ax2+bx+c(a≠0)的零点.
②正比例函数y=kx(k≠0)仅有一个零点0.
③一次函数y=kx+b(k≠0)仅有一个零点.
④反比例函数y=(k≠0)没有零点.
⑤指数函数y=ax(a>0,且a≠1)没有零点.
⑥对数函数y=(a>0,且a≠1)仅有一个零点1.
⑦幂函数y=xa,当a>0时,仅有一个零点0;当a≤0时,没有零点.
【典例4】(2026高三·全国·专题练习)关于的方程的实根的个数不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】令,原方程变为,通过分类讨论方程根的个数即可.
【详解】原方程即为,令,,
当关于的方程没有根时,则原方程没有根,即原方程有零个根;
当关于的方程有一根时,,解得,,即,,则原方程有两个根;
当关于的方程有两个根时,若是方程的一个根,另一个根为,由可得,则原方程三个根,
若不是方程的根,设是方程的两根,由和可得和,则原方程有四个根,
综上所述,原方程的实根的个数可能为,故D正确.
【变式4-1】(2026高三·全国·专题练习)函数在上( )
A.有三个零点 B.有两个零点 C.有一个零点 D.没有零点
【答案】C
【分析】根据函数零点的定义计算得到结果;
【详解】由于,令得,1,
因此在上仅有一个零点.
【变式4-2】(2026高三·全国·专题练习)已知,则方程的实数根个数是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据函数的表达式分段求解方程即可.
【详解】已知,
当时,方程等价于,解得,因此方程在有个实根;
当时,方程等价于,即,解得和,
由于,因此方程在有个实根;
综上所述,方程有个实根,故D正确.
【变式4-3】(25-26高二下·山西吕梁·期末)已知函数若函数恰有个零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将函数恰有2个零点转化为与直线有2个交点,分段讨论方程在不同区间的解的个数,汇总得到参数取值范围.
【详解】∵ 函数恰有2个零点,∴ 方程有2个不等实根.
当时,,为单调递增函数,值域为.
若有解,则,此时该区间有且仅有1个解;
若或,则该区间无解.
当时,,令,两边同乘整理得.
当时,判别式,方程有两个不等实根,且两根之积为,
故仅有1个正根,即时时方程恒有1个解;
当时,方程两根之和为,两根之积为,无正根,该区间无解.
综上,要使共有2个解,需满足,即实数的取值范围是.
▌题型05 求函数零点的和
核心技巧:利用对称性
1. 图象对称
若函数的图象关于直线对称,且有两个零点,则.
2.中心对称
若函数图象关于点对称,且零点成对出现,则.
【典例5-1】(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.
【典例5-2】(25-26高一下·湖北荆州·期末)已知函数,, 的所有零点之和是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】判断含糊的对称性以及函数的单调性,数形结合,可判断出函数的零点,即可求解..
【详解】由,
可得,
故,即的图象关于点对称;
由于单调递增,故在R上单调递增,且增加的趋势较平缓,
当时,,当时,,
为增函数,其图象也关于点对称,
作出函数的图象如图:
由此可知的图象有唯一的交点,
所以1是的唯一零点,
所以函数的所有零点之和是1.
【变式5-1】(25-26高一上·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,
【变式5-2】(25-26高二下·浙江·阶段检测)已知函数与恰有三个交点,,,则 ( )
A. B.0 C.3 D.与a的取值有关
【答案】C
【分析】分析可知函数,均关于点对称,结合函数对称性运算求解即可.
【详解】由题意可得:,,
可知函数,的定义域为,
又因为,
且,
可知函数,均关于点对称,且,
不妨设,可知点即为,点,关于点对称,
则,,
所以.
【变式5-3】(25-26高二下·河北·期末)已知函数的定义域为,且,设函数与函数的交点共有2026个,且这些交点的坐标依次记为,,…,,则( )
A.0 B.1013 C.2026 D.4052
【答案】C
【分析】根据已知判断和的图象关于同一个对称中心对称,利用对称性及交点个数求即可.
【详解】已知,则的图象关于点对称,
由,且,
所以,故的图象关于点对称,
所以和的交点必然也是成对的,且关于对称,
若是它们的一个交点,则也必然是它们的交点,
所以横坐标之和为,已知交点有个,因此可以配成对,
每一对交点的横坐标之和为,所以所有交点横坐标的总和为.
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