内容正文:
高中数学·题型专项训练系列
第04讲 函数图象与零点 专项训练(6大题型32题)
(解析版)
2026-2027学年高三一轮复习 数学
题型归纳 · 内容导航
题型
定位
题号
题数
题型一 函数图象的识别与变换
基础
第1—2题
2
题型二 零点存在定理与零点所在区间
基础
第3—9题
7
题型三 二分法求近似解
常考
第10—11题
2
题型四 由图象交点求零点个数与参数范围
重点
第12—22题
11
题型五 分段函数与复合方程的零点
难点
第23—30题
8
题型六 零点和与综合应用
难点
第31—32题
2
题型通关 · 靶向提分
题型一 函数图象的识别与变换(共2小题)
【知识积累】
平移: 的图象向左平移 ()个单位得 ,向右平移 个单位得 ;向上、向下平移 个单位分别得 、。
对称: 与 的图象关于 轴对称; 关于 轴对称; 关于原点对称。
伸缩:()由 的图象横坐标变为原来的 得到;()纵坐标变为原来的 倍。
翻折: 的图象由 的图象把 轴下方部分翻折到上方得到; 的图象保留 部分,再关于 轴对称。
识别图象:先看定义域、奇偶性、单调性、渐近线和特殊点(与坐标轴的交点、端点),再用排除法;含参数的图象题先定“临界位置”。
易错:左右平移是对 本身加减, 右移 个单位应写成 ,不是 ;先伸缩后平移时平移量要除以 。
【典例】
1.(单选题)
(24-25高三上·江苏南通·开学考试)
函数的图象如图1所示,则如图2所示的函数图象所对应的函数解析式可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据函数的对称变换,伸缩变换,平移变换,即可求解.
【详解】函数的图象如图①关于轴对称可得,
再将的纵坐标不变,横坐标伸长为原来的2倍得,
再将的图象向右平移2个单位得,即得
再将的图象沿轴翻折可得,即得图2.
故选:B.
【变式1】
2.(填空题)
(26-27高三上·广西柳州·阶段检测)
已知函数,则函数的零点个数是__________.
【答案】7
【分析】由可得或,作出图形,结合图形即可求解.
【详解】由题意,令,解得或.
当时,,开口向下,对称轴为,,;
当时,,,函数在单调递减,在单调递增.
作出的大致图象如下,
由图可知,直线与图象有3个交点;
直线与图象有4个交点.
所以函数的零点个数是7个.
题型二 零点存在定理与零点所在区间(共7小题)
【知识积累】
零点定义:使 的实数 叫做函数 的零点;零点是实数,不是点 。函数零点、方程 的实根、图象与 轴交点的横坐标三者等价。
零点存在定理:若 在闭区间 上的图象连续不断,且 ,则存在 ,使 。
定理只保证“至少一个”零点;若再加上 在 上单调,则零点唯一。
判断零点所在区间:先写定义域,判断连续性、单调性,再算区间端点值(或取特殊值)找异号;对数式常用 、 等。
表格型:相邻两个自变量对应的函数值异号,就说明该区间内至少有一个零点;只能数“异号区间”的个数,不能据此断定零点的准确个数。
易错:不写“连续”;忽略定义域;把“存在”当成“唯一”;端点值为 时该端点本身就是零点,不能再算作区间内零点。
【典例1】
3.(单选题)
(25-26高三上·海南海口·阶段检测)
方程的实数根所在的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】可将方程的根的问题转化为函数的零点问题,再根据零点存在定理求解即可.
【详解】令,在上单调递增,并且有
,
根据零点存在定理,使得
即方程的根所在的区间为.
故选:B.
【典例2】
4.(单选题)
(2026·陕西西安·模拟预测)
函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先判断函数在定义域上的单调性,再根据零点存在定理判断即可.
【详解】由题意可知函数的定义域为,
又因为与在均单调递减,
所以在均单调递减且连续,
因为,,
所以函数的唯一零点所在区间为.
【变式1】
5.(单选题)
(26-27高三上·江西吉安·开学考试)
已知函数则下列区间中存在零点的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】分段讨论,通过零点存在定理和解方程的方法,求出函数零点所在区间.
【详解】当时,,
令,解得,
所以函数在上没有零点,故排除A,B;
当时,,易知函数单调递减,
对于C,只需考虑区间,
,,
所以函数在区间上没有零点,即在区间上没有零点,排除C;
对于D,,,,
所以函数的零点在区间内.
【变式2】
6.(单选题)
(24-25高三上·天津和平·期末)
设,,分别为函数,,的零点,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用构造不同函数与反比例函数的交点横坐标就是零点,再通过数形结合来加以判断即可.
【详解】
又由,得,即函数与的交点横坐标就是,
根据递增且过点,在递减,由图可得:,
又由,得,即函数与的交点横坐标就是,
根据递增且过点,在递减且过点,由图可得:,
由于,根据幂函数,解得,即,(也可以数形结合判断)
综上可知:,
故选:A.
【变式3】
7.(解答题)
(26-27高三上·河北保定·阶段检测)
已知,分别是定义在上的偶函数和奇函数,且.
(1)求,的解析式;
(2)令函数.
(ⅰ)已知,且,,求的值;
(ⅱ)求不等式的解集.
【答案】(1),.
(2)(ⅰ);(ⅱ)
【分析】(1)利用函数奇偶性得,联立解方程组即可求解;
(2)(ⅰ)分析单调性,用零点存在性定理找区间即可得到的值;
(ⅱ)构造奇函数,再利用函数单调性解不等式.
【详解】(1)由,得.
因为,分别是定义在上的偶函数和奇函数,
所以,,
则,联立,
解得,.
(2)(ⅰ)由(1)可得,
因为,和在上都为增函数,
所以在上单调递增,
因为,,
所以,,
又,所以.
(ⅱ)令.因为是奇函数,所以,
所以,
所以是奇函数,
又在上单调递增,所以在上单调递增,
由,得,
则,
则,解得或,
故不等式的解集为.
【变式4】
8.(解答题)
(25-26高三上·广东深圳·阶段检测)
已知函数,其中为常数,且.
(1)若是奇函数,求的值;
(2)证明:在上有唯一的零点.
【答案】(1);
(2)证明:函数,因为函数在上单调递增,
所以在上单调递增,又在上单调递增,
因此在上单调递增,且连续,
而,,
所以在上有唯一的零点.
【分析】(1)由奇函数的性质有,求解即可;
(2)根据指数函数、分式型函数的单调性判断的单调性,再应用零点存在性判断区间零点个数,即可证.
【详解】(1)函数 的定义域为,关于原点对称,
由是奇函数,得
,
解得;
(2)略.
【点睛】方法点睛:判断函数的零点的个数的方法,
1.解方程法,方程的实数根的个数就是函数的零点的个数.
2.借助函数的单调性及函数零点存在定理进行判断.
3.如果函数图象易画出(比如一次函数,二次函数,指、对、幂函数),则可依据图象与轴的交点的个数来判断.特别地,对于形如的函数,可依据函数与的图象的交点的个数来判断函数零点的个数.
【变式5】
9.(解答题)
(21-22高三上·海南·阶段检测)
已知函数,定义域为的偶函数.
(1)求实数b的值;
(2)若,函数的负数零点有且仅有一个,求a的取值范围.
【答案】(1)1;(2).
【分析】(1)利用偶函数的定义即可求解;(2)利用指数函数的单调性以及复合函数单调性求出在上单调递减,然后结合已知条件可得到,进而求解不等式即可.
【详解】(1)因为为定义域为的偶函数,
所以,解得;
(2)当时,,
由指数函数单调性和复合函数单调性易知,在上单调递减,
因为有且仅有一个负数零点,且当时,,
所以,即,
故a的取值范围为.
题型三 二分法求近似解(共2小题)
【知识积累】
适用条件:函数图象连续不断,且零点为变号零点(区间端点函数值异号);不变号零点(如 的零点)不能用二分法。
操作:取区间 的中点 ,算 ;若 ,则 就是零点;否则保留与 异号的那一半区间。
区间长度:初始长度为 ,每二分一次长度减半, 次后长度为 。
精度:要求区间长度小于 时,解 ,取满足不等式的最小正整数 。
易错:把“区间长度”当成“精度”;次数算成 ;中点算错;对不变号零点使用二分法。
【典例】
10.(单选题)
(20-21高三上·湖南长沙·期中)
用二分法求函数在区间上的零点,要求精确度为0.01时,所需二分区间的次数最少为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】B
【分析】由题可得经过n次操作后,区间的长度为,令即可求解.
【详解】根据题意,原来区间的长度等于1,每经过二分法的一次操作,区间长度变为原来的一半,
则经过n次操作后,区间的长度为,若,即.
故选:B.
【变式1】
11.(单选题)
(20-21高三上·海南海口·期中)
用二分法求方程的近似解时,可以取的一个区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】令,可得,,由零点存在定理可得结果.
【详解】设,在上单调递增.
∵,.
∴根据函数的零点存在性定理得出:的零点在区间内;
方程的解所在的区间为,
故选:B.
题型四 由图象交点求零点个数与参数范围(共11小题)
【知识积累】
转化:方程 的实根个数等于直线 与 图象的交点个数。
分离参数:把含参方程化成 或 的形式,先画不含参函数 的图象,再平移水平线找交点个数的变化。
临界位置:图象的极值点、端点、渐近线、相切位置;参数经过临界值时,交点个数会发生改变,按区间分段写参数范围。
分段函数:逐段画图,注意端点空心、实心;水平线与各段图象的交点要逐段数,分段点单独检查。
二次方程根的分布:方程在 上有两个不等实根,需 、对称轴在 内、 与 同号(开口向上时为正);只有一个实根时用 或端点为零单独讨论。
易错:临界值取不取;端点漏算;把“有解”当成“有两解”;参数在二次项系数上时忘记讨论 。
【典例1】
12.(单选题)
(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.
【典例2】
13.(单选题)
(2026·内蒙古赤峰·一模)
已知函数,则方程根的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【分析】根据分段函数的组成,分别求解方程计算即得.
【详解】因,
当时,即,解得或,均符合题意;
当时,即,解得,符合题意.
故方程根的个数为3.
【变式1】
14.(填空题)
(26-27高三上·江苏连云港·阶段检测)
设为实数,函数,若有且只有一个零点,则的取值集合为__________.
【答案】
【详解】因为函数有且只有一个零点,即关于的方程有且只有一个实数根.
当时,方程的解为,符合题意;
当时,,解得或;
综上所述, 的取值集合为.
【变式2】
15.(填空题)
(26-27高三上·内蒙古赤峰·阶段检测)
已知函数,则______,的零点个数为______.
【答案】 27 2
【详解】因为,所以.
令,得.函数的部分图象如图所示.
由图可知的图象与的图象有两个公共点,所以有两个零点.
【变式3】
16.(填空题)
(26-27高三上·江苏盐城·阶段检测)
已知函数,若关于的方程有且只有一个实数根,则实数的取值范围是_________.
【答案】
【分析】令,则原方程转化为,分段解得或时,再分和进行求解.
【详解】令,则原方程转化为,
当时,,解得;
当时,,因为,所以该方程仅当时才有解,此时解为.
当时,的解为或,即或,
当时,,的解为,的解为;
当时,,故均为解.
因为时原方程有无数个实根,不符合题意,故.
当时,时无解,故有唯一解,即.
当时,,的解为,存在一个实根;
则当时,无解,即在时无解,时,
所以或,即或.
综上,.
【变式4】
17.(单选题)
(26-27高三上·宁夏银川·阶段检测)
已知函数,,当关于实数的方程有个根时,实数的取值范围是( )
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.
【点睛】本题的关键是将方程根的问题转化为复合函数的零点个数问题,利用函数图象对参数进行分类讨论求解.
【变式5】
18.(多选题)
(26-27高三上·广西柳州·阶段检测)
已知函数,方程有四个不等的实数解,分别为,,,(),则( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】先去绝对值,得到,画出对应图像,有四个不等的实数解,所以与有四个不同的交点,由图象可知,对于BCD,结合,,,,验证选项即可.
【详解】由题可知,,绘制图象如下所示.
令,解得,
令,解得,
令,解得,
令,解得.
对于A,因为方程有四个不等的实数解,所以与有四个不同的交点,由图象可知,故A错误.
对于B,,则,故B正确
对于C,,
,所以,C正确;
对于D,,
因为,,
所以,故,D错误.
【变式6】
19.(填空题)
(26-27高三上·江西·阶段检测)
若函数的图象与函数的图象有4个不同的交点,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【分析】本题研究分段函数与含参绝对值函数的图像交点个数问题,将图像交点问题转化为方程实数解的个数问题;对参数分类讨论,结合绝对值的定义拆分方程,利用一元二次方程判别式与根的分布,判断根的个数与根所在区间,进而求出参数的取值范围.
【详解】函数的图象与函数的图象有4个不同的交点等价于有个不同的实数解,
当时,对于,,解得或,对于,,解得(舍去),故有个不同的实数解,不满足题意;
当时,
对于,,则或化简为或,两个实数解不同且小于零,满足条件,
对于,,易知是方程的解,当时,可转化为,
又该一元二次方程,所以化简后的方程有两个不相等的实数解,且一个为正实数解,一个为负实数解(舍去),
故有个不同的实数解;
当时,
对于,,即,解得或,均不满足,该区间无解,
对于,,易知是方程的解,当时,可转化为,即或,
一元二次方程的,其有两个不相等的实数解,取其中正实数解,该解落在区间符合条件,负实数解舍去,
欲使有个不同的实数解,则有两个不相等且大于的正实数解,需满足,解得,
综上,实数的取值范围是.
【变式7】
20.(解答题)
(26-27高三上·河南驻马店·开学考试)
已知函数,若函数的图象关于直线对称.
(1)求的值;
(2)若集合,求集合;
(3)若函数有且仅有两个零点,且时,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)先根据得出,再根据分类讨论求出,再代入检验即可;
(2)结合函数图象,分、两种情况,利用对称性和单调性可得;
(3)将问题转化为方程在上有一根另一根小于2或有两个相等根均在,结合二次函数图象求解.
【详解】(1)因为函数的图象关于直线对称,所以,即,
两边平方得:,整理得:,
所以,即,
再由,得,即.
当时,,解得;
当时,,无解.
所以.
当时,,
则,
所以符合题意.
(2)因为,作出函数的大致图象如下图所示,
由图可知,函数在上单调递减,在上单调递增,
当时,,
当时,,所以,所以符合题意;
当时, 因为,所以,等价于,
因为,,所以,解得,所以.
综上所述,;
(3)因为函数有两个不同零点,且,
即有两个不等根,且,,
令,则①,,
所以方程①在上有一根另一根小于2或有两个相等根均在.
令,
则有或,
解得或,
则实数的取值范围为:.
【变式8】
21.(解答题)
(2026·江苏淮安·一模)
已知函数.
(1)若关于的方程在上有实数解,求的取值范围;
(2)设,若对任意的,,都有,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)函数先去绝对值,再代入方程,然后分离参数得到新函数,新函数是一个二次函数,通过二次函数的性质即可解得的取值范围.
(2)函数先去绝对值后取得在区间上的最小值,再将其与一同代入不等式中,对不等式进行转化即可解得的取值范围.
【详解】(1)当时,,故,
代入,得:
分离参数,得:,
又因为函数开口向下且其对称轴为,
所以,
所以的取值范围为.
(2)当时,,
,
因为在上单调递减,
所以;
当时,,
,
因为在上单调递增,
所以,
所以;
又因为,
所以,,
所以且,
的取值范围为.
【变式9】
22.(解答题)
(26-27高三上·山西·开学考试)
已知函数.
(1)当时,解不等式
(2)若关于的方程的解集中恰有一个元素,求的取值范围;
(3)设,若,在上的最大值与最小值的差不超过1,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用对数的性质可求解;
(2)先利用对数函数的单调性得到,化简可得,分类讨论并结合定义域可求解.
(3)利用复合函数的单调性可知在上单调递减,从而得到,分离参数可得,结合换元法和函数单调性可求解.
【详解】(1)当时,,
所以,即,
由,得,或;
由,得,
故原不等式的解集为.
(2)由,
得,所以,
由,得,
即,①
当时,方程①的解为,经检验符合题意;
当,即时,方程①的解为,经检验符合题意;
当且时,方程①的解为,或,
若是原方程的解,则,所以,
若是原方程的解,则,所以,
因为中仅有一个是原方程的解,则和中仅有一个成立,
所以.
综上所述,的取值范围为.
(3),
令,则在上单调递减,
所以,,
由题意得,即,
所以.
设,因为,则,
所以,
当,即时,,
当时,即,
因为在上单调递减,所以,
所以,
所以,即的取值范围是.
题型五 分段函数与复合方程的零点(共8小题)
【知识积累】
换元分层:令 ,把 化为 ;先求 的所有可能值,再对每个 解 ,最后合并解集。
每一层都要写定义域: 必须落在 的值域内,否则 无解。
分段函数求零点:按分段区间分别解方程,解出的根必须落在该段内;分段点单独代入检验,避免重复计数或漏算。
绝对值方程:()等价于 ; 等价于 ;含 时按 与 去绝对值。
复合方程根的个数:先由外层方程求出 的个数,再分别数每个 对应的 的根的个数,最后相加;不能把外层方程的根数直接当成原方程的根数。
易错:换元后不回代;解出的 不在 的值域内;分段点重复计数;把“零点”写成坐标点。
【典例1】
23.(单选题)
(26-27高三上·河北张家口·阶段检测)
已知定义在上的函数满足,当时,,则函数在区间上的零点个数为( )
A.10 B.18 C.20 D.30
【答案】C
【分析】先求出时函数的零点,结合函数周期得到零点个数
【详解】时,,令得,
解得或2,
又,即的一个周期为3,
所以函数在区间上的零点个数为.
【典例2】
24.(单选题)
(26-27高三上·江西宜春·开学考试)
函数的零点个数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】当时,,令,得到,解得或(舍),
当时,,令,得到,即,解得,
所以函数的零点个数为个.
【变式1】
25.(填空题)
(2026·陕西榆林·模拟预测)
已知函数则的零点之和为_____________.
【答案】1
【分析】分和直接解方程即可.
【详解】当时,令,得;
当时,令,得,
所以的零点之和为.
【变式2】
26.(填空题)
(26-27高三上·上海浦东新·阶段检测)
已知函数,则方程的实根个数为_________.
【答案】7
【分析】令,则,进而分和解方程得,再讨论取相应值时方程的根的个数即可得答案.
【详解】解:令,原方程等价于
①当时,有,即,解得或,均满足;
②当时,有
所以,
综上,的解:,
接下来分别解方程,,整理得,
当时,,有2个实根;
当时,,有2个实根;
当时,,有2个实根;
当时,,有1个实根,
所以,方程的实根个数为.
【变式3】
27.(填空题)
(26-27高三上·重庆北碚·开学考试)
函数,若函数有6个零点,则实数的取值范围为______.
【答案】
【分析】先分析函数的图像,再把函数有6个零点转化为二次函数根的分布问题,最后列不等式求解即可.
【详解】函数有6个零点,即有6个解,令,原方程化简为,
草图如下
要想有6个解需满足有2个解,
且,令,是开口向上的二次函数,对称轴为,
如下图:
所以,即,
解得:,即.
【变式4】
28.(多选题)
(26-27高三上·江苏苏州·阶段检测)
设函数,下列说法正确的有( )
A.
B.对任意,都有
C.方程恰有2个不同的实数解
D.若关于x的方程有2个不同的实数解,则
【答案】BCD
【分析】求出,判断A;分段分析的取值范围,判断B;分段分析方程的解,判断C;令,,结合的取值范围,可得的取值范围,判断D.
【详解】由函数,则,所以A错误;
当时,,
当时,反复除以,可得,且,所以.
综上所述,对任意,都有,所以B正确;
当时,方程等价于,即,
解得或(舍去);
当时,,,.
方程等价于,即,所以;
当时,,所以方程无解.
综上所述,方程恰有2个不同的实数解,所以C正确;
当时,,;
当时,,,.
令,若,则方程恒有一个解,;
若,则方程有无穷多个解,.
当时,;
当时,.
若,只有,对应唯一的;
若,则有.
其中总对应一个;只对应一个,当且仅当,即,
否则对应无穷多个.
当时没有解.
综上,若关于x的方程恰有个不同实数解,则,所以D正确.
【变式5】
29.(解答题)
(26-27高三·全国·一轮复习)
设函数
(1)若,求的最小值;
(2)若恰有2个零点,求实数a的取值范围.
【答案】(1).
(2)∪[2,+∞).
【详解】(1)若,则;作出的图像,如图所示,的最小值为.
(2)设,
①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,,
又因为,所以.
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.
【变式6】
30.(解答题)
(21-22高三上·江苏无锡·阶段检测)
已知函数,其中a>0且a≠1.
(1)若0<a<1,解不等式f()>f(x),
(2)若a>1,关于x的方程在[,+∞)有解,求实数m的取值范围.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根据给定条件确定函数的单调性,再利用单调性解不等式即可;
(2)令,原问题等价转化成方程在上有解的问题解决即可.
【详解】(1)当0<a<1时,函数在上单调递减,则由f()>f(x)得:,
因,则,于是不等式化为:,解得,
所以原不等式的解集为;
(2)当a>1时,函数在上单调递增,则时,,
令,则关于x的方程在[,+∞)有解,等价于方程在上有解,
令,,当时,在上单调递增,,
方程在上有解,当且仅当,解得,而,于是得,
当时,而二次函数图象开口向上,则,
方程在上有解,当且仅当,解得,而,于是得,
综上得:,
所以实数m的取值范围是.
题型六 零点和与综合应用(共2小题)
【知识积累】
对称性:若 的图象关于直线 对称,则 ;若 是 的一对对称根,则 。
中心对称:若图象关于点 对称,则 ;一对对称根的和仍为 。
奇偶性:奇函数图象关于原点对称, 的根成对相反;偶函数图象关于 轴对称,根也成对相反。
周期性:若 ,则每个周期内 的根分布相同;求所有根之和时,先求一个周期内的和,再按周期平移累加。
零点存在证明:写清“连续”“端点异号”“单调(唯一)”三句话;证明唯一性时不能只靠图象。
恒成立:,;,;双变量问题注意量词顺序。
【典例】
31.(解答题)
(26-27高三上·山东德州·阶段检测)
设是定义在上的奇函数,,当时,.
(1)当时,求的解析式;
(2)当时,求方程的所有实根之和.
【答案】(1)
(2)当时,所有实根之和为;当时,所有实根之和为。
【分析】(1)首先根据函数的奇偶性求解的解析式,再根据已知条件求得的解析式,进而求得答案;
(2)首先画出函数在上的图象,然后结合图象根据对称性求得函数实根之和.
【详解】(1)若,则,则,
因为为奇函数,所以,即,.
所以当时,.
若,则,
因为,所以.
综上,当时,的解析式为.
(2)作出函数在上的图象,如图,
则函数的最小值为,
若,则方程在上的解为或,则;
若,则在上有个解,且它们分别关于直线和对称,
设它们从小到大依次为,,,,则,,则.
综上可得,当时,的所有实根之和为,
当时,的所有实根之和为.
【变式1】
32.(解答题)
(20-21高三上·江苏南通·阶段检测)
已知是定义在上的奇函数,且当时,,.
(1)若函数恰有三个不相同的零点,求实数的值;
(2)记为函数的所有零点之和.当时,求的取值范围.
【答案】(1)或;(2).
【解析】(1)作出函数的图象,函数恰有三个不相同的零点,即直线与函数的图象有三个不同的交点,由图象可得实数的值;
(2)由的图象可知,当时,有6个不同的零点,利用函数的奇偶性结合对称性得出,进而可得的取值范围.
【详解】(1)作出函数的图象,如图,
由图象可知,当且仅当或时,直线与函数的图象有三个不同的交点,
∴当且仅当或时,函数恰有三个不相同的零点.
(2)由的图象可知,当时,有6个不同的零点,设这6个零点从左到右依次为,,,,,,
则,,是方程的解,是方程的解.
∴
当时,,∵
∴当时,的取值范围为.
【点睛】本题考查函数与方程思想,考查考查函数的奇偶性和对称性,考查指对函数的性质,属于中档题.
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$高中数学·题型专项训练系列
第04讲 函数图象与零点 专项训练(6大题型32题)
(原卷版)
2026-2027学年高三一轮复习 数学
题型归纳 · 内容导航
题型
定位
题号
题数
题型一 函数图象的识别与变换
基础
第1—2题
2
题型二 零点存在定理与零点所在区间
基础
第3—9题
7
题型三 二分法求近似解
常考
第10—11题
2
题型四 由图象交点求零点个数与参数范围
重点
第12—22题
11
题型五 分段函数与复合方程的零点
难点
第23—30题
8
题型六 零点和与综合应用
难点
第31—32题
2
题型通关 · 靶向提分
题型一 函数图象的识别与变换(共2小题)
【知识积累】
平移: 的图象向左平移 ()个单位得 ,向右平移 个单位得 ;向上、向下平移 个单位分别得 、。
对称: 与 的图象关于 轴对称; 关于 轴对称; 关于原点对称。
伸缩:()由 的图象横坐标变为原来的 得到;()纵坐标变为原来的 倍。
翻折: 的图象由 的图象把 轴下方部分翻折到上方得到; 的图象保留 部分,再关于 轴对称。
识别图象:先看定义域、奇偶性、单调性、渐近线和特殊点(与坐标轴的交点、端点),再用排除法;含参数的图象题先定“临界位置”。
易错:左右平移是对 本身加减, 右移 个单位应写成 ,不是 ;先伸缩后平移时平移量要除以 。
【典例】
1.(单选题)
(24-25高三上·江苏南通·开学考试)
函数的图象如图1所示,则如图2所示的函数图象所对应的函数解析式可能为( )
A. B.
C. D.
【变式1】
2.(填空题)
(26-27高三上·广西柳州·阶段检测)
已知函数,则函数的零点个数是__________.
题型二 零点存在定理与零点所在区间(共7小题)
【知识积累】
零点定义:使 的实数 叫做函数 的零点;零点是实数,不是点 。函数零点、方程 的实根、图象与 轴交点的横坐标三者等价。
零点存在定理:若 在闭区间 上的图象连续不断,且 ,则存在 ,使 。
定理只保证“至少一个”零点;若再加上 在 上单调,则零点唯一。
判断零点所在区间:先写定义域,判断连续性、单调性,再算区间端点值(或取特殊值)找异号;对数式常用 、 等。
表格型:相邻两个自变量对应的函数值异号,就说明该区间内至少有一个零点;只能数“异号区间”的个数,不能据此断定零点的准确个数。
易错:不写“连续”;忽略定义域;把“存在”当成“唯一”;端点值为 时该端点本身就是零点,不能再算作区间内零点。
【典例1】
3.(单选题)
(25-26高三上·海南海口·阶段检测)
方程的实数根所在的区间是( )
A. B. C. D.
【典例2】
4.(单选题)
(2026·陕西西安·模拟预测)
函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
【变式1】
5.(单选题)
(26-27高三上·江西吉安·开学考试)
已知函数则下列区间中存在零点的是( )
A. B. C. D.
【变式2】
6.(单选题)
(24-25高三上·天津和平·期末)
设,,分别为函数,,的零点,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
【变式3】
7.(解答题)
(26-27高三上·河北保定·阶段检测)
已知,分别是定义在上的偶函数和奇函数,且.
(1)求,的解析式;
(2)令函数.
(ⅰ)已知,且,,求的值;
(ⅱ)求不等式的解集.
【变式4】
8.(解答题)
(25-26高三上·广东深圳·阶段检测)
已知函数,其中为常数,且.
(1)若是奇函数,求的值;
(2)证明:在上有唯一的零点.
【变式5】
9.(解答题)
(21-22高三上·海南·阶段检测)
已知函数,定义域为的偶函数.
(1)求实数b的值;
(2)若,函数的负数零点有且仅有一个,求a的取值范围.
题型三 二分法求近似解(共2小题)
【知识积累】
适用条件:函数图象连续不断,且零点为变号零点(区间端点函数值异号);不变号零点(如 的零点)不能用二分法。
操作:取区间 的中点 ,算 ;若 ,则 就是零点;否则保留与 异号的那一半区间。
区间长度:初始长度为 ,每二分一次长度减半, 次后长度为 。
精度:要求区间长度小于 时,解 ,取满足不等式的最小正整数 。
易错:把“区间长度”当成“精度”;次数算成 ;中点算错;对不变号零点使用二分法。
【典例】
10.(单选题)
(20-21高三上·湖南长沙·期中)
用二分法求函数在区间上的零点,要求精确度为0.01时,所需二分区间的次数最少为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【变式1】
11.(单选题)
(20-21高三上·海南海口·期中)
用二分法求方程的近似解时,可以取的一个区间是( )
A. B. C. D.
题型四 由图象交点求零点个数与参数范围(共11小题)
【知识积累】
转化:方程 的实根个数等于直线 与 图象的交点个数。
分离参数:把含参方程化成 或 的形式,先画不含参函数 的图象,再平移水平线找交点个数的变化。
临界位置:图象的极值点、端点、渐近线、相切位置;参数经过临界值时,交点个数会发生改变,按区间分段写参数范围。
分段函数:逐段画图,注意端点空心、实心;水平线与各段图象的交点要逐段数,分段点单独检查。
二次方程根的分布:方程在 上有两个不等实根,需 、对称轴在 内、 与 同号(开口向上时为正);只有一个实根时用 或端点为零单独讨论。
易错:临界值取不取;端点漏算;把“有解”当成“有两解”;参数在二次项系数上时忘记讨论 。
【典例1】
12.(单选题)
(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.
【典例2】
13.(单选题)
(2026·内蒙古赤峰·一模)
已知函数,则方程根的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【变式1】
14.(填空题)
(26-27高三上·江苏连云港·阶段检测)
设为实数,函数,若有且只有一个零点,则的取值集合为__________.
【变式2】
15.(填空题)
(26-27高三上·内蒙古赤峰·阶段检测)
已知函数,则______,的零点个数为______.
【变式3】
16.(填空题)
(26-27高三上·江苏盐城·阶段检测)
已知函数,若关于的方程有且只有一个实数根,则实数的取值范围是_________.
【变式4】
17.(单选题)
(26-27高三上·宁夏银川·阶段检测)
已知函数,,当关于实数的方程有个根时,实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式5】
18.(多选题)
(26-27高三上·广西柳州·阶段检测)
已知函数,方程有四个不等的实数解,分别为,,,(),则( )
A. B.
C. D.
【变式6】
19.(填空题)
(26-27高三上·江西·阶段检测)
若函数的图象与函数的图象有4个不同的交点,则实数的取值范围是__________.
【变式7】
20.(解答题)
(26-27高三上·河南驻马店·开学考试)
已知函数,若函数的图象关于直线对称.
(1)求的值;
(2)若集合,求集合;
(3)若函数有且仅有两个零点,且时,求实数的取值范围.
【变式8】
21.(解答题)
(2026·江苏淮安·一模)
已知函数.
(1)若关于的方程在上有实数解,求的取值范围;
(2)设,若对任意的,,都有,求的取值范围.
【变式9】
22.(解答题)
(26-27高三上·山西·开学考试)
已知函数.
(1)当时,解不等式
(2)若关于的方程的解集中恰有一个元素,求的取值范围;
(3)设,若,在上的最大值与最小值的差不超过1,求的取值范围.
题型五 分段函数与复合方程的零点(共8小题)
【知识积累】
换元分层:令 ,把 化为 ;先求 的所有可能值,再对每个 解 ,最后合并解集。
每一层都要写定义域: 必须落在 的值域内,否则 无解。
分段函数求零点:按分段区间分别解方程,解出的根必须落在该段内;分段点单独代入检验,避免重复计数或漏算。
绝对值方程:()等价于 ; 等价于 ;含 时按 与 去绝对值。
复合方程根的个数:先由外层方程求出 的个数,再分别数每个 对应的 的根的个数,最后相加;不能把外层方程的根数直接当成原方程的根数。
易错:换元后不回代;解出的 不在 的值域内;分段点重复计数;把“零点”写成坐标点。
【典例1】
23.(单选题)
(26-27高三上·河北张家口·阶段检测)
已知定义在上的函数满足,当时,,则函数在区间上的零点个数为( )
A.10 B.18 C.20 D.30
【典例2】
24.(单选题)
(26-27高三上·江西宜春·开学考试)
函数的零点个数为( )
A. B. C. D.
【变式1】
25.(填空题)
(2026·陕西榆林·模拟预测)
已知函数则的零点之和为_____________.
【变式2】
26.(填空题)
(26-27高三上·上海浦东新·阶段检测)
已知函数,则方程的实根个数为_________.
【变式3】
27.(填空题)
(26-27高三上·重庆北碚·开学考试)
函数,若函数有6个零点,则实数的取值范围为______.
【变式4】
28.(多选题)
(26-27高三上·江苏苏州·阶段检测)
设函数,下列说法正确的有( )
A.
B.对任意,都有
C.方程恰有2个不同的实数解
D.若关于x的方程有2个不同的实数解,则
【变式5】
29.(解答题)
(26-27高三·全国·一轮复习)
设函数
(1)若,求的最小值;
(2)若恰有2个零点,求实数a的取值范围.
【变式6】
30.(解答题)
(21-22高三上·江苏无锡·阶段检测)
已知函数,其中a>0且a≠1.
(1)若0<a<1,解不等式f()>f(x),
(2)若a>1,关于x的方程在[,+∞)有解,求实数m的取值范围.
题型六 零点和与综合应用(共2小题)
【知识积累】
对称性:若 的图象关于直线 对称,则 ;若 是 的一对对称根,则 。
中心对称:若图象关于点 对称,则 ;一对对称根的和仍为 。
奇偶性:奇函数图象关于原点对称, 的根成对相反;偶函数图象关于 轴对称,根也成对相反。
周期性:若 ,则每个周期内 的根分布相同;求所有根之和时,先求一个周期内的和,再按周期平移累加。
零点存在证明:写清“连续”“端点异号”“单调(唯一)”三句话;证明唯一性时不能只靠图象。
恒成立:,;,;双变量问题注意量词顺序。
【典例】
31.(解答题)
(26-27高三上·山东德州·阶段检测)
设是定义在上的奇函数,,当时,.
(1)当时,求的解析式;
(2)当时,求方程的所有实根之和.
【变式1】
32.(解答题)
(20-21高三上·江苏南通·阶段检测)
已知是定义在上的奇函数,且当时,,.
(1)若函数恰有三个不相同的零点,求实数的值;
(2)记为函数的所有零点之和.当时,求的取值范围.
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