4.5.1 函数的零点与方程的解讲义-2026-2027学年高一上学期数学人教A版必修第一册

2026-09-04
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摘要:

本讲义聚焦“函数的零点与方程的解”核心知识点,系统梳理函数零点的概念、与方程解及图像交点的关系,通过表格呈现常见函数零点情况,并深入讲解零点存在定理及推论,为后续函数性质应用与方程求解搭建学习支架。 资料以结构化知识梳理和分层题型设计为特色,通过二次函数零点与判别式关系等实例,培养学生用数学眼光观察数量关系,用数学思维进行逻辑推理,课中辅助教师系统授课,课后助力学生通过例题与跟踪训练巩固知识,查漏补缺。

内容正文:

4.5.1 函数的零点与方程的解 知识点一、函数的零点与方程的解 1.函数的零点 (1)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)函数的零点、函数的图象与x轴的交点、对应方程的根的关系: 方程f(x)=0有实数解函数y=f(x)的图像与x轴有公共点函数y=f(x)有零点. (3)常见函数的零点 函数 零点(或零点个数) 一次函数y=kx+b(k≠0) 一个零点 反比例函数 (k≠0) 无零点 二次函数y=ax2+bx+c(a≠0) 两个零点 一个零点 无零点 指数函数y=ax(a>0,且a≠1) 无零点 对数函数y=logax(a>0且a≠1) 一个零点1 幂函数y= 一个零点0 无零点 知识点二、函数零点存在定理 1.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.推论:如果函数y=f(x)在区间[a,b]上单调,其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)内有且只有一个零点,即存在唯一的c∈(a,b),使得f(c)=0. 题型一:求函数的零点 例1.求函数f(x)=的零点. 例2.已知函数f(x)=ax-b(a≠0)的零点为3,求函数g(x)=bx2+ax的零点. 跟踪训练: 1.求下列函数的零点: (1)f(x)=(lg x)2-lg x. (2)f(x)=x3-2x2-x+2. (3). 题型二:零点个数的问题 例1.判断下列函数零点的个数. (1)f(x)=x2-x+; (2)f(x)=ln x+x2-3. 跟踪训练: 1.已知函数f(x)=和函数g(x)=log2x,则函数h(x)=f(x)-g(x)的零点个数是 . 2.函数的零点个数为( ) A.3 B.2 C.1 D.0 3.设函数是上的奇函数,当时,,则的零点个数是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 题型三:判断零点所在的区间 例1.f(x)=ex+x-2的零点所在的区间是(  ) A.(-2,-1) B.(-1,0) C.(0,1) D.(1,2) 例2.由表格中的数据,可以断定方程ex-3x-2=0的一个根所在的区间是(  ) x 0 1 2 3 4 ex 1 2.72 7.39 20.09 54.60 3x+2 2 5 8 11 14 A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4) 跟踪训练: 1.函数f(x)=log2x的零点所在区间(  ) A.(1,2) B.(2,3) C.(0,) D.(,1) 2.方程的实数根所在的区间为(  ) A.(4,5) B.(3,4) C.(2,3) D.(1,2) 3.若方程xlg(x+2)=1的实根在区间(k,k+1)(k∈Z)上,则k等于(  ) A.-2 B.1 C.-2或1 D.0 题型四:已知函数零点求参数的取值范围 例1.函数f(x)=x2-2|x|+a-1有四个不同的零点,求实数a的取值范围. 例2.已知a>0,若函数有两个不同的零点,则实数a的取值范围是 (  ) A.(0,1) B. C.[1,+∞) D. 跟踪训练: 1.若函数f(x)=﹣x2+(k﹣1)x+1﹣k在区间(﹣1,0)和(0,2)上各有一个零点,则 实数k的取值范围是(  ) A. B. C.(﹣3,1) D.(﹣∞,1)∪(5,+∞) 2.已知函数在(1,e)上存在零点,则实数a的取值范围为(  ) A.(0,e) B.(1,e) C. D.(2,e) 3.函数f(x),方程f(x)=k(k<0)有3个实数解,则k的取值 范围为   . 4.已知函数f(x)=ax2﹣5x+a. (1)若函数f(x)有两个零点,求实数a的取值范围; (2)若函数f(x)的一个零点在(0,1)内,另一个零点在(2,3)内,求实数a的取值范围. 1.函数f(x)=2x-的零点所在的区间是(  ) A.(1,+∞) B. C. D. 2.对于函数f(x),若f(-1)·f(3)<0,则(  ) A.方程f(x)=0一定有一实数解 B.方程f(x)=0一定无实数解 C.方程f(x)=0一定有两实根 D.方程f(x)=0可能无实数解 3.函数y=4x﹣2x+3+16的零点是(  ) A.0 B.1 C.2 D.(2,0) 4.已知函数f(x)=x2﹣kx+2在区间(1,3)上有零点,则k的取值范围是(  ) A. B. C. D. 5.函数f(x)=(x-1)(x2+3x-10)的零点有 个. 6.若是函数f(x)=2x2-ax+3的一个零点,则f(x)的另一个零点是 . 7.设常数k>0,设g(x)=f(x)﹣k,若函数y=g(x)恰有三个 零点,则k的取值范围是 . 8.设,若g(x)=f(x)﹣a有三个不同的零点,则实数a的取值范 围是 . 1.函数f(x)=log3x-8+2x的零点一定位于区间(  ) A.(5,6) B.(3,4) C.(2,3) D.(1,2) 2.已知f(x)为奇函数,且该函数有三个零点,则三个零点之和等于(  ) A.0 B.1 C.-1 D.不能确定 3.已知x=1是函数f(x)=2x+mx﹣5的零点,则m为(  ) A.1 B.2 C.3 D.4 4.已知函数f(x)=,则函数f(x)的零点为(  ) A.,0 B.-2,0 C. D.0 5.方程x+log3x=3的解为x0,若x0∈(n,n+1),n∈N,则n等于(  ) A.0 B.1 C.2 D.3 6.函数f(x)=ax2+bx+c,若f(1)>0,f(2)<0,则f(x)在(1,2)上零点的个数为(  ) A.至多有一个 B.有两个 C.有且仅有一个 D.一个也没有 7.若若函数f(x)=|ex﹣b|﹣2有两个零点,则实数b的取值范围为(  ) A.(0,2) B.(0,2] C.[2,+∞) D.(2,+∞) 8.函数f(x)=x2-2x在R上的零点个数是 . 9.若abc≠0,且b2=ac,则函数f(x)=ax2+bx+c的零点的个数是 . 10.函数的零点在区间(k,k+1)(k∈N)内,则k= . 11.已知函数f(x)=3x+x,g(x)=log3x+2,h(x)=log3x+x的零点依次为a,b,c,则a,b,c的大小关系是 . 12.若方程|x2-4x|-a=0有四个不相等的实根,则实数a的取值范围是 . 13.已知函数f(x)=|2x﹣2|. (1)在如图所示的平面直角坐标系中画出f(x)的大致图象,并写出f(x)的单调区间及值域; (2)若函数g(x)=f(x)+a﹣2的图象与x轴有两个不同的交点,求实数a的取值范围. 14.判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出其零点. (1)f(x)=-x2+2x-1; (2)f(x)=x4-x2; (3)f(x)=4x+5; (4)f(x)=log3(x+1). 15.已知函数f(x)=2a·4x-2x-1. (1)当a=1时,求函数f(x)的零点; (2)若f(x)有零点,求a的取值范围. 16.已知函数f(x)=ax2+2x﹣1,a∈R. (1)若f(x)在定义域内有唯一的零点,求实数α的值; (2)若f(x)在区间(﹣2,2)内有唯一的零点,求实数a的取值范围. 1 学科网(北京)股份有限公司 $ 4.5.1 函数的零点与方程的解 知识点一、函数的零点与方程的解 1.函数的零点 (1)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)函数的零点、函数的图象与x轴的交点、对应方程的根的关系: 方程f(x)=0有实数解函数y=f(x)的图像与x轴有公共点函数y=f(x)有零点. (3)常见函数的零点 函数 零点(或零点个数) 一次函数y=kx+b(k≠0) 一个零点 反比例函数 (k≠0) 无零点 二次函数y=ax2+bx+c(a≠0) 两个零点 一个零点 无零点 指数函数y=ax(a>0,且a≠1) 无零点 对数函数y=logax(a>0且a≠1) 一个零点1 幂函数y= 一个零点0 无零点 知识点二、函数零点存在定理 1.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.推论:如果函数y=f(x)在区间[a,b]上单调,其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)内有且只有一个零点,即存在唯一的c∈(a,b),使得f(c)=0. 题型一:求函数的零点 例1.求函数f(x)=的零点. 解:当x≤0时,令x2+2x-3=0,解得x=-3(x=1舍); 当x>0时,令-2+ln x=0,解得x=e2. 所以函数f(x)=的零点为-3和e2. 例2.已知函数f(x)=ax-b(a≠0)的零点为3,求函数g(x)=bx2+ax的零点. 解:由已知得f(3)=0即3a-b=0,即b=3a.故g(x)=3ax2+ax=ax(3x+1). 令g(x)=0,即ax(3x+1)=0,解得x=0或x=. 所以函数g(x)的零点为0和. 跟踪训练: 1.求下列函数的零点: (1)f(x)=(lg x)2-lg x. (2)f(x)=x3-2x2-x+2. (3). 解:(1)令(lg x)2-lg x=0,则lg x(lg x-1)=0, ∴lg x=0或lg x=1,∴x=1或x=10,因此函数f(x)的零点是1,10. (2)令x3-2x2-x+2=0,得x2(x-2)-(x-2)=(x-2)(x2-1)=(x-2)(x+1)(x-1)=0, 解得x=-1或x=1或x=2,∴函数f(x)有3个零点,分别为-1,1,2. (3)解:设2x=t,令,去分母,得, 整理得t2+5t﹣24=0,即(t﹣3)(t+8)=0, ∵t=2x>0,∴t=3,即2x=3,∴x=log23.故函数的零点为log23. 题型二:零点个数的问题 例1.判断下列函数零点的个数. (1)f(x)=x2-x+; (2)f(x)=ln x+x2-3. 解:(1)由f(x)=0,即x2-x+=0,得Δ=, 所以方程x2-x+=0没有实数根,即f(x)零点的个数为0. (2)方法一:函数对应的方程为ln x+x2-3=0, 所以原函数零点的个数即为函数y=ln x与y=3-x2的图象交点个数. 在同一直角坐标系下,作出两函数的图象(如图). 由图象知,函数y=3-x2与y=ln x的图象只有一个交点. 从而方程ln x+x2-3=0有一个根,即函数y=ln x+x2-3有一个零点. 方法二:由于f(1)=ln 1+12-3=-2<0,f(2)=ln 2+22-3=ln 2+1>0, 所以f(1)·f(2)<0,又f(x)=ln x+x2-3的图象在(1,2)上是连续的, 所以f(x)在(1,2)上必有一个零点,又f(x)在(0,+∞)上是递增的,所以零点只有一个. 跟踪训练: 1.已知函数f(x)=和函数g(x)=log2x,则函数h(x)=f(x)-g(x)的零点个数是 . 解:作出g(x)与f(x)的图像如图, 由图知f(x)与g(x)的图象有3个交点,即h(x)有3个零点.故答案为:3. 2.函数的零点个数为( ) A.3 B.2 C.1 D.0 解:当时,(解方程法)令,即,解得(舍去). 当时,(图象法)令,即,即. 在一直角坐标系中作出函数与()的图象,由图可知两图象只有一个交点. 综上可知,函数的零点个数为2.故选:B. 3.设函数是上的奇函数,当时,,则的零点个数是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 解:(方法1定理结合性质判断)因为函数是定义域为的奇函数,所以,所以是函数的一个零点. 当时,, 所以.又在上单调递增, 所以在内有一个零点,且在上无其他零点. 由对称性知在上有且只有一个零点.所以共有3个零点. (方法2图象法)当时,. 由,得,变形为. 分别作出函数和的图象,如图,两函数图象只有一个交点, 即时只有一个零点.因为是上的奇函数,所以, 时也只有一个零点.所以共有3个零点.故选:C. 题型三:判断零点所在的区间 例1.f(x)=ex+x-2的零点所在的区间是(  ) A.(-2,-1) B.(-1,0) C.(0,1) D.(1,2) 解:方法一:∵f(0)=-1<0,f(1)=e-1>0,f(x)为R上的连续函数,∴f(x)在(0,1)内有零点. 方法二 ex+x-2=0,即ex=2-x, ∴原函数的零点所在区间即为函数y=ex和y=2-x的图象交点的横坐标所在的区间. 如图, 由图象可得函数y=ex和y=2-x的图象交点所在的区间为(0,1).故选:C. 例2.由表格中的数据,可以断定方程ex-3x-2=0的一个根所在的区间是(  ) x 0 1 2 3 4 ex 1 2.72 7.39 20.09 54.60 3x+2 2 5 8 11 14 A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4) 解:设f(x)=ex-3x-2,f(x)为R上的连续函数,由题表知,f(0),f(1),f(2)均为负值,f(3),f(4)均为正值,因此方程ex-3x-2=0的一个根所在的区间为(2,3).故选:C. 跟踪训练: 1.函数f(x)=log2x的零点所在区间(  ) A.(1,2) B.(2,3) C.(0,) D.(,1) 解:函数f(x)的定义域为(0,+∞),且函数f(x)单调递增, ∵f(1)=log21﹣1=﹣1<0,f(2)=log22, ∴在(1,2)内函数f(x)存在零点,故选:A. 2.方程的实数根所在的区间为(  ) A.(4,5) B.(3,4) C.(2,3) D.(1,2) 解:令,x>0, 而函数在(0,+∞)上都单调递增, 则函数f(x)在(0,+∞)上单调递增, 又, 因此函数的唯一零点在(1,2)内, 所以方程的实数根所在的区间为(1,2).故选:D. 3.若方程xlg(x+2)=1的实根在区间(k,k+1)(k∈Z)上,则k等于(  ) A.-2 B.1 C.-2或1 D.0 解:由题意知,x≠0,则原方程即为lg(x+2)=,在同一平面直角坐标系中作出函数y=lg(x+2)与y=的图象,如图所示, 由图象可知,原方程有两个根,一个在区间(-2,-1)上,一个在区间(1,2)上,由lg3<1, lg4>lg可得,所以k=-2或k=1.故选:C. 题型四:已知函数零点求参数的取值范围 例1.函数f(x)=x2-2|x|+a-1有四个不同的零点,求实数a的取值范围. 解:由f(x)=0得a-1=2|x|-x2, 因为函数f(x)=x2-2|x|+a-1有四个不同的零点, 所以函数y=a-1与y=2|x|-x2的图象有四个交点, 画出函数y=2|x|-x2的图象,如图所示, 观察图象可知,0<a-1<1,所以1<a<2. 例2.已知a>0,若函数有两个不同的零点,则实数a的取值范围是 (  ) A.(0,1) B. C.[1,+∞) D. 解:由x+a=0,解得x=﹣a,又a>0,所以﹣a<a,则﹣a是函数f(x)的一个零点, 由lnx+3=0,解得,要使得函数有两个不同的零点, 则.故选:B. 跟踪训练: 1.若函数f(x)=﹣x2+(k﹣1)x+1﹣k在区间(﹣1,0)和(0,2)上各有一个零点,则 实数k的取值范围是(  ) A. B. C.(﹣3,1) D.(﹣∞,1)∪(5,+∞) 解:因为函数f(x)在区间(﹣1,0)和(0,2)上各有一个零点,且函数f(x)的图像开口向下,所以,解得, 所以实数k的取值范围是.故选:A. 2.已知函数在(1,e)上存在零点,则实数a的取值范围为(  ) A.(0,e) B.(1,e) C. D.(2,e) 解:因为函数在(1,e)上单调递增, 所以函数在(1,e)上单调递增, 要使函数f(x)在(1,e)上存在零点,则, 解得0<a<e,则实数a的取值范围为(0,e).故选:A. 3.函数f(x),方程f(x)=k(k<0)有3个实数解,则k的取值 范围为   . 解:方程f(x)=k有3个实数解,等价于函数y=f(x)的图象与直线y=k有3个公共点,因当x≤0时,f(x)在(﹣∞,﹣1]上单调递减,在[﹣1,0]上单调递增,f(﹣1)=﹣4,f (0)=﹣3,当x>0时,f(x)单调递增,f(x)取一切实数, 在同一坐标系内作出函数y=f(x)的图象及直线y=k,如图: 由图象可知,当﹣4<k≤﹣3时,函数y=f(x)的图象及直线y=k有3个公共点, 方程f(x)=k有3个解,所以k的取值范围为(﹣4,﹣3]. 故答案为:(﹣4,﹣3]. 4.已知函数f(x)=ax2﹣5x+a. (1)若函数f(x)有两个零点,求实数a的取值范围; (2)若函数f(x)的一个零点在(0,1)内,另一个零点在(2,3)内,求实数a的取值范围. 解:(1)由题意,可得,则或. 即实数a的取值范围为:{|或}; (2)由f(x)的两个零点一个在(0,1)内,另一个在(2,3)内,故a≠0, 当f(x)的图象开口向上时,,所以,解得. 当f(x)的图象开口向下时,,所以,解得a∈∅; 综上,a的取值范围为. 1.函数f(x)=2x-的零点所在的区间是(  ) A.(1,+∞) B. C. D. 解:易知f(x)在(0,+∞)上单调递增.由f(x)=2x-,得=-2<0, f(1)=2-1=1>0,∴·f(1)<0.∴零点所在区间为.故选:B. 2.对于函数f(x),若f(-1)·f(3)<0,则(  ) A.方程f(x)=0一定有一实数解 B.方程f(x)=0一定无实数解 C.方程f(x)=0一定有两实根 D.方程f(x)=0可能无实数解 解:∵函数f(x)的图象在(-1,3)上未必连续,故尽管f(-1)·f(3)<0,但方程f(x)=0在(-1,3)上可能无实数解.故选:D. 3.函数y=4x﹣2x+3+16的零点是(  ) A.0 B.1 C.2 D.(2,0) 解:由4x﹣2x+3+16=0,设t=2x,则得t2﹣8t+16=0, 解得t=4,从而2x=4,所以x=2.故选:C. 4.已知函数f(x)=x2﹣kx+2在区间(1,3)上有零点,则k的取值范围是(  ) A. B. C. D. 解:函数f(x)=x2﹣kx+2在区间(1,3)上有零点, 即方程在区间(1,3)上有解, 因为函数在区间上单调递减,在上单调递增, 所以g(x)min=g()=2,又因为g(1)=3,g(3), 所以函数y=g(x)在(1,3)上的值域为[2,),所以. 故选:D. 5.函数f(x)=(x-1)(x2+3x-10)的零点有 个. 解:∵f(x)=(x-1)(x2+3x-10)=(x-1)(x+5)(x-2), ∴由f(x)=0得x=-5或x=1或x=2.故答案为:3. 6.若是函数f(x)=2x2-ax+3的一个零点,则f(x)的另一个零点是 . 解:由=2×-a+3=0得a=5,则f(x)=2x2-5x+3.令f(x)=0,即2x2-5x+3=0, 解得x1=,x2=1,所以f(x)的另一个零点是1.故答案为:1. 7.设常数k>0,设g(x)=f(x)﹣k,若函数y=g(x)恰有三个 零点,则k的取值范围是 . 解:作出函数的图象,如图所示: 令g(x)=f(x)﹣k=0,得f(x)=k, 由题意可得直线y=k与y=g(x)的图象有三个交点,所以k∈(0,1]. 故答案为:(0,1]. 8.设,若g(x)=f(x)﹣a有三个不同的零点,则实数a的取值范 围是 . 解:由题设f(x)与y=a有三个交点, 而f(x)在(﹣∞,0]、(1,+∞)上递增,在(0,1)上递减, 且在(﹣∞,0]上值域为(1,2],在(0,+∞)上值域为[0,+∞), 由f(x)的解析式可得其函数图象大致如下: 由图知1<a≤2时,f(x)与y=a有三个交点.故答案为:(1,2]. 1.函数f(x)=log3x-8+2x的零点一定位于区间(  ) A.(5,6) B.(3,4) C.(2,3) D.(1,2) 解:f(3)=log33-8+2×3=-1<0,f(4)=log34-8+2×4=log34>0. 又因为f(x)在(0,+∞)上为增函数,所以其零点一定位于区间(3,4).故选:B. 2.已知f(x)为奇函数,且该函数有三个零点,则三个零点之和等于(  ) A.0 B.1 C.-1 D.不能确定 解:因为奇函数的图象关于原点对称,所以若f(x)有三个零点,则其和必为0.故选:A. 3.已知x=1是函数f(x)=2x+mx﹣5的零点,则m为(  ) A.1 B.2 C.3 D.4 解:因为x=1是函数f(x)=2x+mx﹣5的零点, 所以f(1)=2+m﹣5=0,解得m=3.故选:C. 4.已知函数f(x)=,则函数f(x)的零点为(  ) A.,0 B.-2,0 C. D.0 解:当x≤1时,令2x-1=0,得x=0.当x>1时,令1+log2x=0,得x=(舍). 综上所述,函数f(x)的零点为0.故选:D. 5.方程x+log3x=3的解为x0,若x0∈(n,n+1),n∈N,则n等于(  ) A.0 B.1 C.2 D.3 解:设f(x)=x+log3x-3,则f(1)=1+log31-3=-2<0,f(2)=2+log32-3=log32-1<0, f(3)=3+log33-3=1>0,又易知f(x)为单调增函数, 所以方程x+log3x=3的解在(2,3)内,因此n=2.故选:C. 6.函数f(x)=ax2+bx+c,若f(1)>0,f(2)<0,则f(x)在(1,2)上零点的个数为(  ) A.至多有一个 B.有两个 C.有且仅有一个 D.一个也没有 解:若a=0,则f(x)=bx+c是一次函数,由f(1)·f(2)<0得零点只有一个; 若a≠0,则f(x)=ax2+bx+c为二次函数,若f(x)在(1,2)上有两个零点, 则必有f(1)·f(2)>0,与已知矛盾.若f(x)在(1,2)上没有零点,则必有f(1)·f(2)≥0,与已知矛盾. 故f(x)在(1,2)上有且仅有一个零点.故选:C. 7.若若函数f(x)=|ex﹣b|﹣2有两个零点,则实数b的取值范围为(  ) A.(0,2) B.(0,2] C.[2,+∞) D.(2,+∞) 解:因为函数f(x)=|ex﹣b|﹣2有两个零点,即方程|ex﹣b|﹣2=0有两个不同的解, 化简得|ex﹣b|=2,解得ex=b+2或ex=b﹣2,由于函数y=ex在R上单调递增, 值域为(0,+∞),函数f(x)有两个零点, 则方程ex=b+2和ex=b﹣2各有一个不同的解,所以,即, 解得b>2,即实数b的取值范围为(2,+∞).故选:D. 8.函数f(x)=x2-2x在R上的零点个数是 . 解:函数f(x)=x2-2x的零点个数,等价于函数y=2x,y=x2的图象交点个数.如图,画出函数y=2x,y=x2的大致图象. 由图象可知有3个交点,即f(x)=x2-2x有3个零点.故答案为:3. 9.若abc≠0,且b2=ac,则函数f(x)=ax2+bx+c的零点的个数是 . 解:∵ax2+bx+c=0的根的判别式Δ=b2-4ac,b2=ac,且abc≠0, ∴Δ=-3b2<0,∴方程ax2+bx+c=0无实根. ∴函数f(x)=ax2+bx+c无零点.故答案为:0. 10.函数的零点在区间(k,k+1)(k∈N)内,则k= . 解;由题意知,函数在(0,+∞)上连续, 且yx﹣5与y=log2x在(0,+∞)上单调递增, 所以函数y=f(x)在(0,+∞)上单调递增, 又有,, 由函数零点存在性定理可知零点在(4,5)内,结合题意可得k=4.故答案为:4. 11.已知函数f(x)=3x+x,g(x)=log3x+2,h(x)=log3x+x的零点依次为a,b,c,则a,b,c的大小关系是 . 解:画出函数y=3x,y=log3x,y=-x,y=-2的图象,如图所示, 观察图象可知,函数f(x)=3x+x,g(x)=log3x+2,h(x)=log3x+x的零点依次是点A,B,C的横坐标,由图象可知a<b<c.故答案为:a<b<c. 12.若方程|x2-4x|-a=0有四个不相等的实根,则实数a的取值范围是 . 解:由|x2-4x|-a=0,得a=|x2-4x|,作出函数y=|x2-4x|的图象, 则由图象可知,要使方程|x2-4x|-a=0有四个不相等的实根,则0<a<4.故答案为:0<a<4. 13.已知函数f(x)=|2x﹣2|. (1)在如图所示的平面直角坐标系中画出f(x)的大致图象,并写出f(x)的单调区间及值域; (2)若函数g(x)=f(x)+a﹣2的图象与x轴有两个不同的交点,求实数a的取值范围. 解:(1)因为y=2x﹣2的图象是由y=2x的图象向下平移两个单位而得, 而f(x)=|2x﹣2|的图象是由y=2x﹣2的图象保留x轴上方的图象, 再将x轴下方的图象沿着x轴向上翻折而得, 所以f(x)=|2x﹣2|的图象如下: 所以f(x)的单调递减区间为(﹣∞,1),单调递增区间为(1,+∞),值域为[0,+∞). (2)因为函数g(x)=f(x)+a﹣2的图象与x轴有两个不同的交点, 所以f(x)+a﹣2=0有两个零点, 即函数y=f(x)的图象与直线y=2﹣a的图象有两个交点, 结合图象可知,0<2﹣a<2,解得0<a<2,即实数a的取值范围为(0,2). 14.判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出其零点. (1)f(x)=-x2+2x-1; (2)f(x)=x4-x2; (3)f(x)=4x+5; (4)f(x)=log3(x+1). 解:(1)令-x2+2x-1=0,解得x1=x2=1,所以函数f(x)=-x2+2x-1的零点为1. (2)令f(x)=x2(x-1)(x+1)=0,解得x=0或x=1或x=-1, 故函数f(x)=x4-x2的零点为0,-1和1. (3)令4x+5=0,则4x=-5,因为4x>0,-5<0,所以方程4x+5=0无实数解. 所以函数f(x)=4x+5不存在零点. (4)令log3(x+1)=0,解得x=0,所以函数f(x)=log3(x+1)的零点为0. 15.已知函数f(x)=2a·4x-2x-1. (1)当a=1时,求函数f(x)的零点; (2)若f(x)有零点,求a的取值范围. 解:(1)当a=1时,f(x)=2·4x-2x-1.令f(x)=0,即2·(2x)2-2x-1=0, 解得2x=1或2x=(舍去).∴x=0,∴函数f(x)的零点为0. (2)若f(x)有零点,则方程2a·4x-2x-1=0有解, 于是2a=,令=t,则g(t)=t+t2=-. ∵t>0, ∴g(t)在(0,+∞)上单调递增,其值域为(0,+∞), ∴2a>0,即a的取值范围是(0,+∞). 16.已知函数f(x)=ax2+2x﹣1,a∈R. (1)若f(x)在定义域内有唯一的零点,求实数α的值; (2)若f(x)在区间(﹣2,2)内有唯一的零点,求实数a的取值范围. 解:(1)函数f(x)=ax2+2x﹣1的定义域为R, 当a=0时,f(x)=2x﹣1,此时由f(x)=0,得x,满足题意; 当a≠0时,要使f(x)在定义域内有唯一的零点, 则需Δ=4+4a=0,所以a=﹣1,所以实数α的值为0或﹣1. (2)当a=0时,f(x)=2x﹣1,此时由f(x)=0得x∈(﹣2,2),满足题意; 当a≠0时,若Δ=0,则a=﹣1,此时有:f(x)=﹣x2+2x﹣1=﹣(x2﹣2x+1) =﹣(x﹣1)2, 其零点为1∈(﹣2,2),满足题意; 若△≠0,要使f(x)在区间(﹣2,2)内有唯一的零点, 则需,即,解得且a≠0, 综上,实数a的取值范围为{a|或a=﹣1}. 1 学科网(北京)股份有限公司 $

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4.5.1 函数的零点与方程的解讲义-2026-2027学年高一上学期数学人教A版必修第一册
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