第8章 函数应用(复习讲义)数学苏教版必修第一册
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精品
内容正文:
第8章 函数应用
复习要点
1、理解函数零点概念,掌握函数零点与方程根的等价转化关系;
2、能运用零点存在定理判断零点所在区间,掌握二分法求方程近似解的步骤;
3、熟悉常见函数模型的增长特征,能建立函数模型解决实际问题。
复习重难点
重点:函数零点的概念与零点存在定理的应用;二分法的原理与操作流程;常见函数模型的识别与实际问题的函数建模方法。
难点:零点存在定理的内涵辨析,结合函数性质判断零点个数;实际问题中函数模型的合理选择与关系式建立。
知识点 函数的零点
(1)零点的概念:对于一般函数,我们把使的实数叫做函数的零点.
温馨提示:同二次函数的零点一样,一般函数的零点也不是一个点,而是一个实数,当自变量取该值时,其函数值等于零.
(2)方程、函数、图象之间的关系
方程有实根⇔函数的图象与轴有交点⇔函数有零点.
要点速测
1.函数的零点为( )
A.1 B.
C. D.
【答案】C
【解析】令,即,解得,
故的零点为.
知识点 函数零点的存在性定理
如果函数在区间上的图象是一条连续不断的曲线,并且有,那么,函数y=f(x)在区间内至少有一个零点,即存在,使得,这个也就是方程的解.
注意:定理实际上是通过零点附近函数值的正负来研究函数值为零的情况,要求具备两条:
①函数在区间上的图象是连续不断的一条曲线;②.
要点速测
2.(2026·高一·贵州贵阳·阶段检测)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意,易知在上单调递增,
,
所以函数的零点所在区间是.
知识点 二分法
(1)二分法的定义:对于在区间上图象连续不断且的函数,通过不断地把它的零点所在区间一分为二,使所得区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.
注意:二分就是将所给区间平均分成两部分,通过不断逼近的办法,找到零点附近足够小的区间,根据所要求的精确度,用此区间的某个数值近似地表示真正的零点.
(2)二分法求函数零点的一般步骤
给定精确度,用二分法求函数零点近似值的一般步骤如下:
①确定的初始区间,验证;
②求区间的中点;
③计算,并进一步确定零点所在的区间
若(此时),则就是函数的零点;
若(此时零点),则令;
若(此时零点),则令.
④判断是否达到精确度:即若,则得到零点近似值(或);否则重复步骤(2)~(4).
要点速测
3.已知函数,用二分法求的零点近似值,零点所在大致区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由函数的解析式可得函数的定义域为,且函数单调递增,
因为,
,
,,
结合函数零点存在定理可知函数的零点位于的区间为,
知识点 函数模型
(1)常见的函数模型:建立实际应用问题的函数模型除了前面见过的一次函数模型、反比例函数模型、二次函数模型、分段函数模型,还有常见的以下函数模型:
指数函数模型(且)
对数函数模型: (且).
(2)常见的图象对应的数学模型
①相邻两点之间的距离变化越来越大时,如图(1)常选(且)模型.
②相邻两点之间的距离越来越近似相等,如图(2),常选 (且).模型.
③点的变化趋势先升后降(或先降后升),如图(3),常选二次函数模型.
④相邻两点之间等距,如图(4),常选一次函数模型.
(3)用函数建立数学模型解决实际问题的基本过程如下:
这一过程包括分析和理解实际问题的增长情况(是“对数增长”“直线上升”还是“指数爆炸”);根据增长情况选择函数类型构建数学模型,将实际问题化归为数学问题;通过运算、推理、求解函数模型;用得到的函数模型描述实际问题的变化规律,解决有关问题.在这一过程中,往往需要利用信息技术帮助画图、运算等.
要点速测
4.目前人类还无法准确预报地震,但科学家通过研究,发现地震时释放的能量E(单位:焦耳)与地震里氏震级M之间的关系为.则里氏8.0级地震所释放出来的能量是里氏6.0级地震所释放出来的能量的( )
A.6倍 B.倍 C.倍 D.倍
【答案】C
【解析】设里氏8.0级地震所释放出来的能量为,里氏6.0级地震所释放出来的能量为,
则,;,.
故选:C
题型一 函数的零点
【典例1】(2026·高一·山西朔州·阶段检测)函数的零点是( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【解析】令,得,
即,解得.
所以函数的零点是.
【变式1-1】(2026·高一·江苏宿迁·阶段检测)函数的零点为( )
A.和 B.
C.和 D.和
【答案】C
【解析】令得,解得或.
【变式1-2】函数的零点为( )
A.1, B., C.2, D.,
【答案】B
【解析】令,即,解得:,,
所以函数的零点为和.
故选:B
【变式1-3】(2026·高一·广西·期中)函数的零点是( )
A. 和 B.和 C.和 D.和
【答案】A
【解析】令,即,解得或,
故选:A.
题型二 判断函数零点所在的区间
【典例2】(2026·高一·北京·期中)已知函数,在下列区间中,一定包含零点的区间是()
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】已知,
,,,
,,
,
根据零点存在性定理可知,区间一定包含的零点.
【变式2-1】(2026·高一·云南昆明·阶段检测)函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为在区间上单调递增,
所以函数是上的单调增函数,故图象是连续不断的曲线,那么
对于A,当时,,,故A错误;
对于B,,故B正确;
对于C,,故C错误;
对于D,,故D错误.
【变式2-2】已知函数的图象是连续不间断的曲线,且有如下的对应值:
x
1
2
3
4
5
6
y
35
则函数在区间上的零点至少有( )
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个
【答案】B
【解析】由题意得,
故,
在上至少有1个零点,
故在区间上的零点至少有3个.
【变式2-3】(2026·高一·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
【解析】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.
题型三 函数零点个数的判断
【典例3】方程的实数解的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【解析】在同一坐标系中画出函数与的图象,
如图所示:
由图象可得,函数与的图象有3个交点,
则方程的实数解的个数是3.
【变式3-1】在区间内,函数与函数图象交点的个数为( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】C
【解析】在区间内,函数与函数图象交点的个数,
就是在区间内方程解的个数,
方程变形后得到,
在区间内方程的解为,
即两个函数的图象有3个交点.
【变式3-2】(2026·高一·湖北黄石·期末)函数的零点个数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【解析】函数的定义域为R,由,得,
令,,当时,函数在上都单调递增,
则函数在上单调递增,,
函数在上有唯一零点,即方程在有唯一解;
当时,对两边取对数,得,即,
而过原点的直线与对数函数的图象最多两个交点,
显然或时,等式成立,因此直线与对数函数的图象有两个交点,
即方程在有两解,所以函数的零点个数为3.
【变式3-3】(2026·高一·广东河源·期末)已知函数,则函数的零点个数为( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】B
【解析】因为在上单调递增,在上单调递增,
所以在上单调递增,
又因为,所以仅有1个零点.
题型四 根据零点情况求参数值(范围)
【典例4】(2026·高一·江苏泰州·阶段检测)已知函数在内有且仅有一个零点,则的取值范围是()
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设,题意为在开区间内有且仅有一个零点,分情况讨论:
(1),此时,令,解得,满足条件,故符合;
(2),
①方程有重根(判别式),且重根在区间内,
判别式,解得,
此时,零点为,满足条件,故符合;
②区间端点函数值异号(零点穿过区间),
,,
由零点存在定理,时,区间内恰有一个零点,
即,解得且,
③验证端点函数值为0的情况,
当时,,此时零点为和,是区间端点(不算在开区间内),
仅,满足条件,故符合;
当时,,此时零点为和,
是区间端点(不算在开区间内),仅,满足条件,故符合;
综上,或,
所以的取值范围是.
【变式4-1】(2026·高一·辽宁·期中)若函数在区间上有零点,则的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】因为的图象是开口向上的抛物线,且,
根据零点存在定理可知,若在区间上有零点,
则需满足 ,解得,因此的取值范围为.
【变式4-2】(2026·高一·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
【解析】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4-3】(2026·高一·四川成都·期末)函数的一个零点在区间内,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】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.
题型五 二分法的理解与近似解
【典例5】下列函数中,不能用二分法求零点的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】二分法要求函数在某个区间上有定义且区间两端点处函数值异号,
A,定义域是,,,满足二分法的要求;
B,定义域是R,但,不存在区间,使得,不可用二分法求根;
C,定义域是,,,满足二分法的要求;
D,定义域是R,,,满足二分法的要求.
【变式5-1】下列函数图象与x轴均有交点,其中不能用二分法求图中函数零点的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】二分法求零点的前提:函数在零点附近连续,且零点左右两侧函数值异号.
选项B,函数图象与轴相切,函数零点两侧函数值均大于,不满足,
不能用二分法求零点.
选项A、C、D中的函数零点两侧函数值异号,满足,可采用二分法求零点.
【变式5-2】用二分法求函数在区间上的零点,要求精确度为0.1时,所需二分区间次数最少为( )
A.3 B.4
C.5 D.6
【答案】B
【解析】,,
取区间,,计算,
取区间,计算,
取区间,,计算,
取区间,,因此零点在区间上,因此二分区间至少4次.
【变式5-3】(2026·高一·江西景德镇·期末)用二分法逐次计算函数在区间内的一个零点附近的函数值,所得部分数据如下表.若要使的零点的近似值精确度为0.1,则对区间最少等分次数和零点近似值分别是( )
1
2
1.5
1.75
1.625
1.5625
1.53125
0.693
0.310
0.110
0.009
A.4次,1.55 B.4次,1.57
C.5次,1.60 D.5次,1.65
【答案】A
【解析】因为函数的定义域为,
且函数在定义域内单调递增,
则函数在定义域为内单调递增,所以函数至多有一个零点,
因为,,可知在内有零点,且;
第一次等分,可得,可知在内有零点,且;
第二次等分,可得,可知在内有零点,且;
第三次等分,可得,可知在内有零点,且;
第四次等分,可得,可知在内有零点,且,
所以对区间最少等分次数为4,零点近似值为.
故选:A.
题型六 几个函数模型的比较
【典例6】下列函数中当足够大时,增长率最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】当充分大时,指数函数增长最快.
一次函数是线性增长,增长率为固定常数,增长速度稳定;
对数函数是对数增长,增长速度越来越慢,当x足够大时增长率趋近于0;
幂函数是多项式增长,增长速度快于线性增长、对数增长,但远慢于指数增长;
指数函数是指数增长,当x足够大时,增长速度会远超幂函数、一次函数、对数函数,因此本题增长率最大的是指数函数.
故选:D
【变式6-1】当x充分大时,下列函数增长速度最快的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】比较一次函数、指数函数与对数函数、二次函数可知,指数函数增长速度最快.故答案为:A
【变式6-2】(039限时小练31不同函数增长的差异高中数学必修第一册)图(1)(2)(3)分别是函数和在不同范围内的图象,则下列说法正确的是( )
A.由图(1)可知函数的图象增长得越来越快
B.由图(3)可知函数的图象增长得越来越快
C.在(0,2)范围内函数的图象比的图象增长得慢
D.以上均错误
【答案】B
【解析】由图易知C错误;函数的图象增长速度越来越快,的图象增长速度一直不变,均匀增长,故A错误,B正确.
【变式6-3】(2026·高一·云南昭通·阶段检测)下列四个函数中增长速率最快的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】为一次函数,为对数函数,为幂函数,为指数函数,
指数函数,当时呈爆炸式增长,当x足够大时,指数函数增长速度最快.
故选:D.
题型七 利用函数模型解决实际问题
【典例7】(2026·高一·四川眉山·阶段检测)某工厂生产工具,经过研究判断生产该工具的年固定成本为60万元,每生产万件,需另外投入成本(万元),每件工具售价为60元,经过市场调研该厂年内生产的工具能全部销售完.
(1)写出年利润G(万元)关于年产量(万件)的函数解析式;
(2)年产量为多少万件时,该厂在这一工具的生产中所获利润最大?
【解析】(1)当时,
,
当时,,
故,
(2)当时,,
当时,取得最大值,
当时,,
当且仅当即时取到等号,
,所以当年产量为万件时,取得最大值为万元.
【变式7-1】(2026·高一·广西桂林·阶段检测)第24届冬季奥林匹克运动会,即2022年北京冬奥会于2022年2月4日开幕.冬奥会吉祥物“冰墩墩”早在2019年9月就正式亮相,到如今已是“一墩难求”,并衍生出很多不同品类的吉祥物手办.某企业承接了“冰墩墩”玩具手办的生产,已知生产此玩具手办的固定成本为200万元.每生产x万盒,需投入成本万元,当产量小于或等于50万盒时;当产量大于50万盒时,若每盒玩具手办售价200元,通过市场分析,该企业生产的玩具手办可以全部销售完.(利润=销售总价-成本总价,销售总价=销售单价×销售量,成本总价=固定成本+生产中投入成本)
(1)求“冰墩墩”玩具手办销售利润y(万元)关于产量x(万盒)的函数关系式;
(2)当产量为多少万盒时,该企业在生产中所获得利润最大.
【解析】(1)当产量小于或等于50万盒时,,
当产量大于50万盒时,,
故销售利润y(万元)关于产量x(万盒)的函数关系式为:
.
(2)当 时, (万元),
当 时,,
开口向下,对称轴为,
所以当时,取到最大值1200万元,
因为,所以当产量为70万盒时,该企业在生产中所获得利润最大.
【变式7-2】(2026·高一·安徽安庆·期末)根据基础教育阶段要统筹课内外、校内外,积极推进中小学生每天综合体育活动时间不低于2小时的要求.树人中学学生每天能用于课外的锻炼时间约有60分钟,现制定了一个课外锻炼考核评分标准,建立了一个每天得分(单位:分)与当天锻炼时间(单位:分钟)的函数关系如图所示,要求如下:
(ⅰ)函数是区间上的增函数;
(ⅱ)每天运动时间为0分钟时,当天得分为0分;
(ⅲ)每天运动时间为20分钟时,当天得分为3分,每天最多得分不超过6分.
现有以下三个函数模型供选择:
①,②,③.
(1)请你根据条件及图象从以上三种函数模型中选择一个合适的模型,说明理由并求出函数解析式;
(2)若小张同学要求每天考核得分不少于4分,请问小张同学每天课外锻炼时间不少于多少分钟.(注:,结果保留一位小数).
【解析】(1)由题可知,图象经过点和,代入解析式得,解得,
所以函数解析式为;
(2)由题意可得,即,
因为是增函数,所以,
所以,解得,
即小张每天课外锻炼时间不少于分钟.
【变式7-3】(2026·高一·云南文山·期末)文山红果参是一种药食同源特色水果.红果参为草本植物,果实成熟后呈紫黑色,果肉红润酸甜,口感沙脆带青草味,可连皮带籽食用.文山州马关县凭借海拔1500米以下的独特自然条件,已成为全国最大的红果参种植基地.某地区为了激发果农种植热情,制定了如下的补贴方案:
(i)规定补贴金额(单位:万元)是销售额(单位:万元)的函数,且函数的部分图象如图所示;
(ii)当销售额为2万元时,补贴金额为万元;当销售额为12万元时,补贴金额为万元.
现有以下三个函数模型供选择:①;②;③.
(1)请你从中选择一个最合适的函数模型(无需说明理由),并求出你选择的函数模型的解析式;
(2)假设某果农2025年销售额为万元,则他应得多少补贴金?
(参考数据:,结果保留1位小数)
【解析】(1)模型①是一次函数,是一条直线,不符合题意;
模型②是指数型函数,当时,函数图象下凹,不符合题意,
当时,函数为减函数,不合题意,
故考虑模型③:
代入点 和 :
解得:,
因此函数解析式为:.
(2)2025年销售额 万元,代入解析式:
,
,
把,代入得:
,
因此:(万元),
该果农应得补贴金约万元.
难点一 等高线问题
第一步分析函数图像与单调性,明确方程根的分布规律,推导零点间的等量关系(如对称性、乘积定值)或取值区间,确定变量可行域。第二步将目标式转化为对应等值线模型:线性目标对应平移直线系,平方和型对应同心圆系,比值型对应过定点的斜率模型。第三步在可行域边界、对称点、相切位置锁定临界值。最后校验零点取值边界,排除取不到的情形,确保结果符合零点分布的实际范围。
难点精练
1.(2026·高一·黑龙江大庆·阶段检测)已知函数,若存在四个不相等的实数使得,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,分两段分析:
当时,,其对称轴为,最小值为3,,
故当时,在上有两个不等实根,,
令,即,由韦达定理得.
当时,由基本不等式得,当且仅当时取等号,
故当时,在上有两个不等实根,,
令即,由韦达定理得.
所以,
由上述得,则.
2.(2026·高一·湖南长沙·阶段检测)已知函数,若存在,使得,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由
可得函数图象如下所示由图可知:
当时,存在,使得,
不妨令此时,
则对于满足方程,即,所以;
对于满足方程,
即,所以,则有,
,
其中,则,
即,
故选:A
3.(2026·高三·山东济宁·阶段检测)已知函数,其中,,,是互不相同的正数,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】作出函数的大致图象如图所示.
因为,,,互不相同,不妨设,且,
则有,即,可得,则.
由,且,可得,且,
由图知,故的取值范围是.
4.(2026·高三·重庆·阶段检测)已知函数,且存在不同的实数,使得,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
函数,画出的图像如图所示,作出直线,
当时,直线与图像有三个交点,横坐标由小到大,设为,
令,即,则有,
令,得到,即有,
令,则,越大其值越大;
,越大其值越大,则有,
故选:A.
5.(2026·高一·山东威海·期中)已知,若存在,使得,则下列结论正确的有( )
A.实数m的取值范围为 B.
C. D.最大值为1
【答案】B
【解析】当时,.
若在上有两个不同的解,则且,即.
当时,在上单调递增,且值域为,因此方程有唯一解.
于是存在使当且仅当,故A错误.
由,得,故B正确.
又,故C错误;
并且从而,其最大值不能取到,故D错误.
难点二 零点嵌套问题
核心是换元分层、由外到内拆解复合函数零点。第一步换元:令,先解外层方程,得到全部外层零点。第二步分层求解:对每个,将转化为内层函数与水平线的交点问题,结合内层图像、值域与单调性判断解的个数或参数范围。 关键要点:坚持数形结合,优先绘制内层函数图像;严格验证是否落在内层值域内,超出则无解;含参问题按t的取值分类讨论,避免漏解与重复计数。
难点精练
1.(2026·高二·辽宁葫芦岛·期末)已知函数,则方程的实根个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【解析】解方程,得或.
当时,,当且仅当时取等号,
即,.
当时,,此时在上单调递增,值域为.
当,时,,解得,此时有1个根.
当,时,,即,解得或(舍去),此时有1个根.
当,时,,即,解得或(舍去),此时有1个根.
综上,方程共有3个实根.
2.(2026·高一·四川攀枝花·期末)已知函数,则方程的实数根的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】令,则,
①当时,,,,即,
②当时,,,
画出函数的图象,如图所示,
若,即,无解;
若,直线与的图象有3个交点,即有3个不同实根;
若,直线与的图象有2个交点,即有2个不同实根;
综上所述,方程的实数根的个数为5个,
故选:.
3.(2026·高一·浙江台州·阶段检测)已知函数,若关于的方程有七个不同的实根,则的值是( )
A.0或 B.0 C. D.不存在
【答案】C
【解析】做出图像如下图所示:
令,方程,
为,
当时,方程没有实数解,
当或时,方程有2个实数解,
当,方程有4个实数解,
当时,方程有3个解,
要使方程方程有七个不同的实根,
则方程有一根为1,另一根大于0且小于1,
当时,有或,
当时,,或,不满足题意,
当时,,或,满足题意,
所以.
故选:C.
4.(2026·高一·陕西西安·期末)已知函数,则关于的方程实数解的个数为( )
A.4 B.5 C.3 D.2
【答案】A
【解析】因为,解之得或2,
当时,;
当时,,当且仅当时等号成立,
所以,,的图象如图:
由图可知使得或的点有4个.
故选:A.
5.(2026·高一·吉林长春·阶段检测)已知,则函数的零点个数为( )
A.8 B.7 C.5 D.3
【答案】B
【解析】由,或,
函数的图象如下图所示:
由数形结合思想可知:函数的图象与函数、的图象一共有个交点,
所以函数有7个零点.
故选:B
基础达标
1.某工厂生产某产品的固定成本为 元,每生产一件产品成本增加 元.若产量为 件,总成本为 元,则 关于 的函数解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】∵总成本 = 固定成本 + 变动成本
由题知:固定成本为元;
生产件,每件增加成本10元;变动成本 元,
.
2.(2026·高一·安徽淮南·阶段检测)二次函数的零点为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【解析】令,则,解得或,
故二次函数的零点为,.
3.(2026·高一·湖北武汉·期中)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为函数在定义域内单调递增,函数在定义域内单调递增,
所以函数在定义域内单调递增,
因为,
由零点存在性定理可知,函数在区间有唯一零点,
所以函数的零点所在区间是.
4.(2026·湖南怀化·二模)某AI大模型的算力规模每半年翻一番,初始算力为,经过t年后算力为P,则P与t的函数关系式为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】P与t的函数关系式为.
5.(2026·广东清远·二模)生物学家经过长期研究发现,睡眠中的恒温动物的脉搏率(单位:次)与体重(单位:kg)、外界环境温度(单位:℃)有关,满足(为常数).已知在环境温度为时,为两个睡眠中的恒温动物,的体重为、脉搏率为210次,的脉搏率是105次,则的体重为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意知在环境温度为时, 的体重为、脉搏率为210次,
故,
的脉搏率是105次,设其体重为t kg,则,
则,即,解得(kg).
6.(2026·辽宁抚顺·一模)一个港口的某一观测点的水位在退潮的过程中,水面高度(单位:)关于时间(单位:)的函数解析式为(为参数).已知刚开始退潮时水面高度为,若从到,水面高度下降了,则( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】A
【解析】由题意可得,解得.令,
即,化简得,解得(舍去).
7.(2026·高一·江西景德镇·阶段检测)我们都处于有声世界之中.音量的单位是分贝(dB),对于一个强度为I的声波,音量的计算公式是,这里常数是人耳能听到的声音的最低声波强度,则30dB时的声音强度I是10dB时声音强度的( )
A.2倍 B.4倍 C.10倍 D.100倍
【答案】D
【解析】若,则,则,
若,则,则,
则,得,
故30dB时的声音强度I是10dB时声音强度的100倍.
8.(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
【解析】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.
9.(2026·高一·广东·期末)函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为函数在上单调递减,
所以函数在上单调递减,
又,,,
,,
根据零点存在定理,可知函数的零点所在区间为.
故选:C
10.(2026·高一·北京房山·期末)北京时间2025年11月14日,航天员陈冬、陈中瑞、王杰乘坐神舟二十一号载人飞船成功返回地球,平安抵达北京,不仅带回了珍贵的科学实验数据;还见证了我国航天事业的多个“第一次”:载人飞船进入太空需要搭载运载火箭,火箭在发射时会产生巨大的噪声,用声压级来度量声音的强弱,定义声压级,其中常数是听觉下限阈值,是实际声压,声压级的单位为分贝(),声压的单位为帕():已知人正常说话的声压约为,火箭发射时的声压约为,人正常说话的声压级记为,火箭发射时的声压级记为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】人正常说话的声压,对应的声压级,
火箭发射时的声压,对应的声压级,
声压级之差
.
故选:C.
11.(多选题)(2026·高一·湖北恩施·期末)已知函数,,的零点依次为a,b,c,则下列不等式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】由,,
,的零点a,b,分别为、图象交点的横坐标,
通过上面函数图象可得:,
而,即,
所以,,正确,错误;
故选:ACD
12.(多选题)(2026·高一·湖南长沙·期末)下列说法正确的是( )
A.函数的定义域为 B.函数的零点为
C. D.
【答案】BD
【解析】A.函数的定义域为,所以A错误;
B.令,解得或,所以B正确;
C.因为,所以,所以C错误;
D.由底数大于1的指数函数单调递增得,成立,所以D正确.
故选:BD
13.(多选题)血药浓度是指药物吸收后在血浆内的总浓度,当血药浓度介于最低有效浓度和最低中毒浓度之间时药物发挥作用.某种药物服用1单位后,体内血药浓度变化情况与相关阈值如图所示(服用药物时间对应0时),则下列说法中正确的有( )
A.服药1单位后约10分钟到5.5小时之间药物发挥疗效
B.若每次服药1单位,首次服药后,2.5小时之内不能再次服药
C.若每次服药1单位,首次服药后,3小时之后可以再次服药
D.每间隔5.5小时服用该药物1单位,可使药物持续发挥治疗作用
【答案】ABD
【解析】对于A,从题图的持续期可以得出,服用药物后10分钟到5.5小时之间,血药浓度介于最低有效浓度和最低中毒浓度之间,药物发挥作用,A正确.
对于B,服药1单位后,若2.5小时后再次服药,则在首次服药3.5小时后,即第2次服药1小时后,体内血药浓度将会超过最低中毒浓度,会引起中毒,因此若每次服药1单位,首次服药后,2.5小时之内不能再次服药,B正确.
对于C,服药1单位后,若3小时后再次服药,则在首次服药4小时后,即第2次服药1小时后,血药浓度将会超过最低中毒浓度,引起中毒,C错误.
对于D,第一次服药10分钟到5.5小时之内,药物会持续发挥治疗作用,第1次服药5.5小时后第2次服药,由于第2次服药对应的血药浓度增长速度大于第1次服药对应的血药浓度降低速度,从而体内的血药浓度会超过最低有效浓度,同时观察两次累计的最大值,不会超过最低中毒浓度,D正确.
故选:ABD.
14.(2026·高一·陕西渭南·阶段检测)为了保护水资源,提倡节约用水,某城市对居民生活用水实行“阶梯水价”.计费方法如下表:
每户每月用水量
水价
不超过 m³ 的部分
元/
超过 但不超过 m³ 的部分
元/
超过 的部分
元/
若某居民 9 月份交纳水费 99 元,则此居民9月份月用水量为 ______ .
【答案】
【解析】由题意得用水量为时水费为(元);
用水量为时水费为(元).
因为,所以用水量超过,超出部分的水费为(元),
对应水量为(),故此居民用水量为().
15.(2026·高一·江苏苏州·阶段检测)函数的零点是______.
【答案】
【解析】,.
16.(2026·高一·辽宁·期中)若函数有两个零点,则实数的取值范围是______
【答案】
【解析】因为函数有两个零点,
即有两个不同的根,
所以,解得,
所以实数的取值范围是.
17.函数的图像在区间上连续,且,则函数在区间上至少有______个零点.
【答案】2
【解析】因为,
所以,
所以函数在上至少存在1个零点,在上至少存在1个零点,
所以函数在区间上至少有2个零点.
18.(2026·高一·云南昭通·期末)把物体放在冷空气中冷却,如果物体原来的温度是,空气的温度是,那么后物体的温度(单位:)可由公式求得,其中是一个随着物体与空气的接触状况而定的常数,现有的物体,放在的空气中冷却,20min以后物体的温度是.
(1)求的值;
(2)若要将该物体的温度降为,求需要冷却的时间.
【解析】(1)由题知,
当,由得,
则,所以.
即.
(2)设再经过分钟,温度可由降为,即,
解得,
即.
所以.
物体的温度由降为需要冷却30分钟.
19.(2026·高一·广东深圳·期末)某公司为提高企业经济效益,大力进行新产品研发,现计划投入100万元,全部用于甲、乙两种产品的研发.在对市场进行调研分析后发现,甲产品的利润(单位:万元),乙产品的利润(单位:万元)与研发投入(单位:万元)之间的关系如下表所示.
万元)
4
9
16
25
万元)
28
33
40
49
万元)
30
42
54
66
(1)根据以上表格中的数据判断:①;②;③;④,上述四个模型哪两个更适宜分别作为与关于的函数模型?(不需要说明理由)
(2)根据表格数据求出所选两个模型的函数解析式;
(3)试问如何安排甲、乙两种产品的研发投入,才能使总利润最大?
【解析】(1)因为关于成线性关系,关于成线性关系,所以选①作为,选③作为;
(2),代入得,
代入得,解得,
验证时,,符合,时,,符合;
所以.
,代入得,
代入得,解得,
验证时,,符合,时,,符合;
所以.
(3)设乙产品的研发投入为万元(),则甲产品的研发投入为万元,
总利润,
当且仅当,即时取等号,则甲产品的研发投入为(万元),
所以甲、乙两种产品的研发投入分别为64万元和36万元,可使总利润最大,最大为166万元.
20.(2026·高一·新疆喀什·期末)已知二次函数.
(1)若,求的解集;
(2)若方程在上有解,求实数a的取值范围.
【解析】(1)当时,,解得或,
故解集为
(2)解法一:令,
为增函数,因为,所以,
由于,即在上有解,
因此,解得,或(舍去),
所以,即.
解法二:令,为增函数,因为,所以,
由于,即在上有解,
即在上有解,且.
所以
即.
21.(2026·高一·广东广州·期中)已知是定义在R上的奇函数,当时,
(1)求的解析式和单调区间,并画出简图;
(2)讨论方程的根的个数.
【解析】(1)因为是定义在R上的奇函数,所以,
因为当时,,所以当时,,,
因为,所以,综上.
由于为增函数,所以的单调增区间为,;无减区间.
其简图如图,
(2)由可得,
由图可知,当时,即时,方程仅有一个根;
当时,即时,方程有两个根;
当时,即时,方程有三个根;
当时,即时,方程有两个根;
当时,即时,方程仅有一个根;
综上,当时,有三个根,当或时,仅有一个根,当或时,有两个根.
22.(2026·高一·河北·期中)m取何值时,关于x的方程;
(1)有实根?
(2)有两个正实根?
【解析】(1)∵关于的方程有实数根,
∴,
∴,解得.
即.
(2)∵关于x的方程有两个正实根,
∴
解得或,
即.
能力进阶
1.(2026·高一·山东济南·阶段检测)在数学中,布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它可运用到有限维空间并构成了一般不动点定理的基石.布劳威尔不动点定理得名于荷兰数学家鲁伊兹·布劳威尔(L.E.J.Brouwer),简单地讲就是:对于满足一定条件的连续函数 ,存在实数 ,使得 ,我们称该函数为“不动点”函数,实数 为该函数的“不动点”.已知函数 在区间 上恰有两个不同的不动点,则实数 的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】“不动点”就是方程 的根,即方程在内恰有两个不同的实根,令,则在内有两个零点,由此分析即可求得实数 的取值范围.
由 ,得 ,
令,
由函数 在区间 上恰有两个不同的不动点,
得方程在内恰有两个不同的实根,
在内有两个零点,
所以或,
所以或,
所以或,
所以实数 的取值范围为.
2.(2026·高一·江苏扬州·阶段检测)已知函数,若关于的方程有三个不同的实数根,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】结合二次函数性质,作出函数图象如下:
关于的方程有三个不同的实数根,
则函数与函数的图象有三个不同的交点,
结合图象可知.
3.(2026·高一·湖北武汉·阶段检测)据市场调查,某超市的某种商品每月的销售量y(单位:百件)与销售价格x(单位:元/件)满足关系式,其中.已知该商品的成本为10元/件,则该超市每月销售该商品所获得利润的最小值为( )
A.80元 B.8000元 C.90元 D.9000元
【答案】B
【解析】设该超市每月销售该商品所获得的利润为元,由题意可知,每件商品的利润为元,每月销售量为件(的单位为百件),
因此利润函数为,
令 ,由 得 ,且 ,代入得:
,
由基本不等式得,当且仅当 ,
即 ,()时取等号,此时 元,
代入利润函数(元).
4.(2026·高一·天津河东·阶段检测)已知方程 的根都大于,则 的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】设函数,抛物线开口向上,
的两根都大于,需同时满足:
,对称轴大于 ,,
①,
②,
③对称轴,满足条件,
联立不等式得:.
5.(2026·河南平顶山·模拟预测)函数只有一个零点,则( )
A. B.1 C. D.2
【答案】D
【解析】令,则的定义域为,定义域关于原点对称,
又,所以为偶函数,
要使函数只有一个零点,
则函数的图象与直线只有一个交点,
根据偶函数的图象特征,可知.
6.方程的实数解的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.无数多
【答案】C
【解析】由方程,得,设函数与,
画出与的图象有两个交点,
故方程的实数解的个数为2个.
7.(2026·高一·广西桂林·阶段检测)已知函数,若关于的方程恰有两个不等的实根,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】作出分段函数的图象如下:
结合图象可知,若方程恰有两个不等的实根,则实数的取值范围是.
8.已知函数,若关于的方程恰有3个不同的实数解,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】画出函数的图象,如图:
因为关于的方程恰有3个不同的实数解,
不妨设,则,根据二次函数的对称性可得,
所以,即的取值范围是.
9.(多选题)(2026·高一·江苏扬州·阶段检测)已知二次函数,则( )
A.若,则在上的最小值为2
B.若在上单调递增,则
C.若恒成立,则
D.若方程的两个实根一个大于1,一个小于1,则
【答案】ACD
【解析】已知二次函数,图象开口向上,对称轴为.
A选项:若,则.
对称轴,所以当时,取得最小值.故A正确;
B选项:的单调递增区间为.
若在上单调递增,则需满足.故B错误;
C选项:若恒成立,则图象与轴无交点,需满足.
.
化简得,解得,故C正确;
D选项:若方程的两个实根一个大于1,一个小于1,
因为抛物线开口向上,所以必有,即,
化简得,解得.故D正确.
10.(多选题)(2026·高一·山东青岛·期中)高斯(1777-1855)被认为是世界上最重要的数学家之一,享有“数学王子”的美誉.函数称为取整函数,也称高斯函数,其中表示不超过实数的最大整数,例如,.下列命题正确的是( )
A.不等式的解集为
B.不等式的解集为
C.方程恰有两个不同实数解
D.若不等式的解集为,则
【答案】ABD
【解析】对于A,令,则为整数,
原式等价于无解,
令,
因为,所以,,
则,因为区间内没有整数,所以无解,
即不等式的解集为;
对于B,因为,根据取整函数的性质,
若,则,与不符,故,同理可得,
所以不等式的解集为;
对于C,因为为整数,所以也是整数,则为整数,
所以原式等价于求的解的个数,
解得,所以方程仅有一个实数解;
对于D,令,原式转化为
因为,所以,
当时有,解得,
取,此时有,解得,
所以若不等式的解集为,则,
综上所述选ABD.
11.(多选题)(2026·高一·山东济宁·阶段检测)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.当时,不等式的解集为
B.若函数为上的增函数,则实数的取值范围是
C.若函数的值域为,则实数的取值范围是
D.若函数恰有两个零点,则实数的取值范围是
【答案】BD
【解析】A:当时,,
当时,,因为,
所以此时不等式的解集为.
当时,,
当时,,此时不等式的解集为,
所以原不等式的解集为,因此本选项说法不正确;
B:因为函数是实数集上的增函数,函数在上单调递减,在上单调递增,
所以当函数为上的增函数时,必有,
在同一直角坐标系内,函数和的图象如下图所示,显然两个函数都是实数集上的增函数,且,当时,
由数形结合思想可知:当时,,当时,,
所以不等式的解集为,因此本选项说法正确;
C:函数在上的值域为,
因为函数在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,该函数的值域为,
当时,该函数的值域为.
若函数的值域为,
当时,则有,由选项B的解答可知该不等式的解集为,
当时,则有,解得该不等式的解集为,
综上所述:实数的取值范围是,所以本选项说法不正确;
D:因为函数的零点为,
函数的零点为,
所以当函数恰有两个零点时,实数的取值范围是,因此本选项说法正确.
12.(2026·高一·江苏常州·阶段检测)若函数的两个零点分别为,,且有,,则的取值范围为__________.
【答案】
【解析】设 ,其图象开口向上.
由 及零点存在定理,需满足 且 ;由 需满足 且 .
计算 ,得 .
计算 ,得 .
计算 ,得 .
计算 ,得 .
四个条件取交集:,,,,化简得 .
故 的取值范围为 .
13.(2026·高三·江西·阶段检测)若函数有两个零点,其中一个零点在区间内,另一个零点在区间内,则实数的取值范围是______.
【答案】
【解析】∵ 函数的二次项系数为,
∴ 函数图象为开口向上的抛物线.
∵ 的两个零点分别位于区间与内,
∴ .
解得.
14.(2026·高一·河南信阳·阶段检测)关于的方程有4个不同的实数根,则的取值范围是__________.
【答案】
【解析】令,则,则原方程可化为,
因为关于的方程有4个不同的实数根,
故方程在上有两个不同的正数解,
故,解得.
15.(2026·高一·河南三门峡·阶段检测)“这么近那么美,周末到河北”成为休闲度假新时尚.近年来,河北省大力推进文旅融合发展,打造多条特色旅游带,推出多项惠民惠企政策,带动某文创产品热销.已知某工厂代为加工该文创产品需投入固定成本5万元,每代加工1万件该产品,需另投入5万元.现根据市场行情,该工厂代加工x万件该产品,可获得t万元的代加工费,且.
(1)求该工厂代加工该产品的利润y(单位:万元)关于代加工量x(单位:万件)的函数表达式;
(2)当代加工量为多少万件时,该工厂代加工该产品的利润最大?并求出利润的最大值.
【解析】(1)代加工万件产品的总成本为万元.
由利润,得:
当时,;
当时,.
故.
(2)当时,.
注意到二次函数开口向上,对称轴为,故函数在上递减,在上递增.
由,,知此段最大值为.
当时,.
由于,由基本不等式得.
当且仅当即时等号成立. 此时取得最大值.
由于,
综上,当代加工量为万件时,利润最大,最大值为万元.
16.(2026·高一·云南昆明·期中)某AI公司为提高经济效益,大力进行新产品研发,现计划投入100万元,全部用于甲、乙两种产品的研发,每种产品至少要投入10万元,对市场进行调研分析后发现,甲产品的利润,乙产品的利润与研发投入(单位:万元)分别满足,,设甲产品的投入为(单位:万元),两种产品的总利润为(单位:万元).
(1)求的表达式;
(2)试问如何安排甲、乙两种产品的研发投入,才能使总利润最大,最大总利润是多少万元?
【解析】(1)甲产品的投入为(单位:万元),则乙产品的投入为(单位:万元),
则乙产品的利润
当时,,
所以,
当时,,
所以,
综上所述,.
(2)当时,令,则,,
则,
当时,函数有最大值,
即当时,函数有最大值.
当时,
,
当且仅当,即时等号成立
因为.
所以当甲投入26万元,乙投入74万元时,才能使总利润最大,最大总利润是204万元.
17.(2026·高一·河南平顶山·阶段检测)已知函数满足.
(1)求的解析式;
(2)若存在实数,使成立,则称为的不动点.记,已知在有两个相异的不动点,求实数c的取值范围.
【解析】(1)由题意有:,解得;
(2)由已知有:,
设两个相异的不动点为,,依题意可得,
即是方程的两个相异的正实数根,
根据韦达定理,故,解得,
故实数c的取值范围是.
18.(2026·高一·贵州遵义·阶段检测)已知函数.
(1)已知对任意恒成立,求实数的取值范围;
(2)求关于的不等式的解集;
(3)若存在使关于的方程有四个不同的实根,求实数的取值范围.
【解析】(1)将代入不等式,整理得,该不等式对任意恒成立,分类讨论:
当时,不等式化为,对任意恒成立,符合条件;
当时,函数是二次函数,要使恒成立,需满足,解得,
综上,实数的取值范围是.
(2)由得,
当时,不等式化为,解得,解集为,
当时,不等式化为,此时,不等式的解集为或,
当时,方程的两根为,,
若,则,不等式的解集为,
若,则不等式化为,无解,不等式的解集为;
若,则,不等式的解集为;
(3)令,原方程化为
整理为,
原方程有四个不同实根,等价于关于的方程有两个不同的正实根(每个正根对应两个互为相反数的).
由基本不等式,时,因此,即方程的常数项恒为负数.
设方程两个不同的正实根为,需同时满足:
,因为分子,因此必须.
,结合,得,即.
,化简得,结合,两边除以(不等号变向):,
题目要求“存在”满足条件,即存在使得上述不等式成立,只需右边大于的最小值即可,,结合,得,
解二次不等式,得或,
结合前提,所以,故实数的取值范围为.
19.(2026·高一·江苏盐城·阶段检测)已知函数.
(1)求证:为偶函数;
(2)①存在,使得成立,求实数的取值范围;
②若方程在上有两个不等的实数根,求的取值范围.
【解析】(1)由得,即函数的定义域为.
又.
所以函数为偶函数.
(2)①因为.
所以.
则.
当时,,因为“双勾函数”:在上单调递增,所以.
又因为函数在上单调递增,所以,
所以.
即时,方程在内有解.
故.
②因为,所以.
所以方程.
下面讨论该方程在上实数根的情况:
设,则,则为奇函数;
且在上单调递增,.
所以当时,,方程可化为,即,
因为,所以至多有1解,此时;
当时,方程可化为,此时方程最多只有1解,且;
当时,,方程可化为,
因为函数在上单调递增,所以方程在上最多只有1解.
由.
综上,方程在上有两个不等的实数根,则.
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第8章 函数应用
复习要点
1、理解函数零点概念,掌握函数零点与方程根的等价转化关系;
2、能运用零点存在定理判断零点所在区间,掌握二分法求方程近似解的步骤;
3、熟悉常见函数模型的增长特征,能建立函数模型解决实际问题。
复习重难点
重点:函数零点的概念与零点存在定理的应用;二分法的原理与操作流程;常见函数模型的识别与实际问题的函数建模方法。
难点:零点存在定理的内涵辨析,结合函数性质判断零点个数;实际问题中函数模型的合理选择与关系式建立。
知识点 函数的零点
(1)零点的概念:对于一般函数,我们把使的实数叫做函数的零点.
温馨提示:同二次函数的零点一样,一般函数的零点也不是一个点,而是一个实数,当自变量取该值时,其函数值等于零.
(2)方程、函数、图象之间的关系
方程有实根⇔函数的图象与轴有交点⇔函数有零点.
要点速测
1.函数的零点为( )
A.1 B.
C. D.
知识点 函数零点的存在性定理
如果函数在区间上的图象是一条连续不断的曲线,并且有,那么,函数y=f(x)在区间内至少有一个零点,即存在,使得,这个也就是方程的解.
注意:定理实际上是通过零点附近函数值的正负来研究函数值为零的情况,要求具备两条:
①函数在区间上的图象是连续不断的一条曲线;②.
要点速测
2.(2026·高一·贵州贵阳·阶段检测)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
知识点 二分法
(1)二分法的定义:对于在区间上图象连续不断且的函数,通过不断地把它的零点所在区间一分为二,使所得区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.
注意:二分就是将所给区间平均分成两部分,通过不断逼近的办法,找到零点附近足够小的区间,根据所要求的精确度,用此区间的某个数值近似地表示真正的零点.
(2)二分法求函数零点的一般步骤
给定精确度,用二分法求函数零点近似值的一般步骤如下:
①确定的初始区间,验证;
②求区间的中点;
③计算,并进一步确定零点所在的区间
若(此时),则就是函数的零点;
若(此时零点),则令;
若(此时零点),则令.
④判断是否达到精确度:即若,则得到零点近似值(或);否则重复步骤(2)~(4).
要点速测
3.已知函数,用二分法求的零点近似值,零点所在大致区间为( )
A. B. C. D.
知识点 函数模型
(1)常见的函数模型:建立实际应用问题的函数模型除了前面见过的一次函数模型、反比例函数模型、二次函数模型、分段函数模型,还有常见的以下函数模型:
指数函数模型(且)
对数函数模型: (且).
(2)常见的图象对应的数学模型
①相邻两点之间的距离变化越来越大时,如图(1)常选(且)模型.
②相邻两点之间的距离越来越近似相等,如图(2),常选 (且).模型.
③点的变化趋势先升后降(或先降后升),如图(3),常选二次函数模型.
④相邻两点之间等距,如图(4),常选一次函数模型.
(3)用函数建立数学模型解决实际问题的基本过程如下:
这一过程包括分析和理解实际问题的增长情况(是“对数增长”“直线上升”还是“指数爆炸”);根据增长情况选择函数类型构建数学模型,将实际问题化归为数学问题;通过运算、推理、求解函数模型;用得到的函数模型描述实际问题的变化规律,解决有关问题.在这一过程中,往往需要利用信息技术帮助画图、运算等.
要点速测
4.目前人类还无法准确预报地震,但科学家通过研究,发现地震时释放的能量E(单位:焦耳)与地震里氏震级M之间的关系为.则里氏8.0级地震所释放出来的能量是里氏6.0级地震所释放出来的能量的( )
A.6倍 B.倍 C.倍 D.倍
题型一 函数的零点
【典例1】(2026·高一·山西朔州·阶段检测)函数的零点是( )
A. B. C. D.2
【变式1-1】(2026·高一·江苏宿迁·阶段检测)函数的零点为( )
A.和 B.
C.和 D.和
【变式1-2】函数的零点为( )
A.1, B., C.2, D.,
【变式1-3】(2026·高一·广西·期中)函数的零点是( )
A. 和 B.和 C.和 D.和
题型二 判断函数零点所在的区间
【典例2】(2026·高一·北京·期中)已知函数,在下列区间中,一定包含零点的区间是()
A. B.
C. D.
【变式2-1】(2026·高一·云南昆明·阶段检测)函数的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】已知函数的图象是连续不间断的曲线,且有如下的对应值:
x
1
2
3
4
5
6
y
35
则函数在区间上的零点至少有( )
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个
【变式2-3】(2026·高一·贵州六盘水·期末)方程的实数解所在区间为( )
A. B. C. D.
题型三 函数零点个数的判断
【典例3】方程的实数解的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【变式3-1】在区间内,函数与函数图象交点的个数为( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【变式3-2】(2026·高一·湖北黄石·期末)函数的零点个数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【变式3-3】(2026·高一·广东河源·期末)已知函数,则函数的零点个数为( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
题型四 根据零点情况求参数值(范围)
【典例4】(2026·高一·江苏泰州·阶段检测)已知函数在内有且仅有一个零点,则的取值范围是()
A. B.
C. D.
【变式4-1】(2026·高一·辽宁·期中)若函数在区间上有零点,则的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【变式4-2】(2026·高一·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.
【变式4-3】(2026·高一·四川成都·期末)函数的一个零点在区间内,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型五 二分法的理解与近似解
【典例5】下列函数中,不能用二分法求零点的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式5-1】下列函数图象与x轴均有交点,其中不能用二分法求图中函数零点的是( )
A. B.
C. D.
【变式5-2】用二分法求函数在区间上的零点,要求精确度为0.1时,所需二分区间次数最少为( )
A.3 B.4
C.5 D.6
【变式5-3】(2026·高一·江西景德镇·期末)用二分法逐次计算函数在区间内的一个零点附近的函数值,所得部分数据如下表.若要使的零点的近似值精确度为0.1,则对区间最少等分次数和零点近似值分别是( )
1
2
1.5
1.75
1.625
1.5625
1.53125
0.693
0.310
0.110
0.009
A.4次,1.55 B.4次,1.57
C.5次,1.60 D.5次,1.65
题型六 几个函数模型的比较
【典例6】下列函数中当足够大时,增长率最大的是( )
A. B. C. D.
【变式6-1】当x充分大时,下列函数增长速度最快的是( )
A. B.
C. D.
【变式6-2】(039限时小练31不同函数增长的差异高中数学必修第一册)图(1)(2)(3)分别是函数和在不同范围内的图象,则下列说法正确的是( )
A.由图(1)可知函数的图象增长得越来越快
B.由图(3)可知函数的图象增长得越来越快
C.在(0,2)范围内函数的图象比的图象增长得慢
D.以上均错误
【变式6-3】(2026·高一·云南昭通·阶段检测)下列四个函数中增长速率最快的是( )
A. B.
C. D.
题型七 利用函数模型解决实际问题
【典例7】(2026·高一·四川眉山·阶段检测)某工厂生产工具,经过研究判断生产该工具的年固定成本为60万元,每生产万件,需另外投入成本(万元),每件工具售价为60元,经过市场调研该厂年内生产的工具能全部销售完.
(1)写出年利润G(万元)关于年产量(万件)的函数解析式;
(2)年产量为多少万件时,该厂在这一工具的生产中所获利润最大?
【变式7-1】(2026·高一·广西桂林·阶段检测)第24届冬季奥林匹克运动会,即2022年北京冬奥会于2022年2月4日开幕.冬奥会吉祥物“冰墩墩”早在2019年9月就正式亮相,到如今已是“一墩难求”,并衍生出很多不同品类的吉祥物手办.某企业承接了“冰墩墩”玩具手办的生产,已知生产此玩具手办的固定成本为200万元.每生产x万盒,需投入成本万元,当产量小于或等于50万盒时;当产量大于50万盒时,若每盒玩具手办售价200元,通过市场分析,该企业生产的玩具手办可以全部销售完.(利润=销售总价-成本总价,销售总价=销售单价×销售量,成本总价=固定成本+生产中投入成本)
(1)求“冰墩墩”玩具手办销售利润y(万元)关于产量x(万盒)的函数关系式;
(2)当产量为多少万盒时,该企业在生产中所获得利润最大.
【变式7-2】(2026·高一·安徽安庆·期末)根据基础教育阶段要统筹课内外、校内外,积极推进中小学生每天综合体育活动时间不低于2小时的要求.树人中学学生每天能用于课外的锻炼时间约有60分钟,现制定了一个课外锻炼考核评分标准,建立了一个每天得分(单位:分)与当天锻炼时间(单位:分钟)的函数关系如图所示,要求如下:
(ⅰ)函数是区间上的增函数;
(ⅱ)每天运动时间为0分钟时,当天得分为0分;
(ⅲ)每天运动时间为20分钟时,当天得分为3分,每天最多得分不超过6分.
现有以下三个函数模型供选择:
①,②,③.
(1)请你根据条件及图象从以上三种函数模型中选择一个合适的模型,说明理由并求出函数解析式;
(2)若小张同学要求每天考核得分不少于4分,请问小张同学每天课外锻炼时间不少于多少分钟.(注:,结果保留一位小数).
【变式7-3】(2026·高一·云南文山·期末)文山红果参是一种药食同源特色水果.红果参为草本植物,果实成熟后呈紫黑色,果肉红润酸甜,口感沙脆带青草味,可连皮带籽食用.文山州马关县凭借海拔1500米以下的独特自然条件,已成为全国最大的红果参种植基地.某地区为了激发果农种植热情,制定了如下的补贴方案:
(i)规定补贴金额(单位:万元)是销售额(单位:万元)的函数,且函数的部分图象如图所示;
(ii)当销售额为2万元时,补贴金额为万元;当销售额为12万元时,补贴金额为万元.
现有以下三个函数模型供选择:①;②;③.
(1)请你从中选择一个最合适的函数模型(无需说明理由),并求出你选择的函数模型的解析式;
(2)假设某果农2025年销售额为万元,则他应得多少补贴金?
(参考数据:,结果保留1位小数)
难点一 等高线问题
第一步分析函数图像与单调性,明确方程根的分布规律,推导零点间的等量关系(如对称性、乘积定值)或取值区间,确定变量可行域。第二步将目标式转化为对应等值线模型:线性目标对应平移直线系,平方和型对应同心圆系,比值型对应过定点的斜率模型。第三步在可行域边界、对称点、相切位置锁定临界值。最后校验零点取值边界,排除取不到的情形,确保结果符合零点分布的实际范围。
难点精练
1.(2026·高一·黑龙江大庆·阶段检测)已知函数,若存在四个不相等的实数使得,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(2026·高一·湖南长沙·阶段检测)已知函数,若存在,使得,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(2026·高三·山东济宁·阶段检测)已知函数,其中,,,是互不相同的正数,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.(2026·高三·重庆·阶段检测)已知函数,且存在不同的实数,使得,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5.(2026·高一·山东威海·期中)已知,若存在,使得,则下列结论正确的有( )
A.实数m的取值范围为 B.
C. D.最大值为1
难点二 零点嵌套问题
核心是换元分层、由外到内拆解复合函数零点。第一步换元:令,先解外层方程,得到全部外层零点。第二步分层求解:对每个,将转化为内层函数与水平线的交点问题,结合内层图像、值域与单调性判断解的个数或参数范围。 关键要点:坚持数形结合,优先绘制内层函数图像;严格验证是否落在内层值域内,超出则无解;含参问题按t的取值分类讨论,避免漏解与重复计数。
难点精练
1.(2026·高二·辽宁葫芦岛·期末)已知函数,则方程的实根个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
2.(2026·高一·四川攀枝花·期末)已知函数,则方程的实数根的个数为( )
A. B. C. D.
3.(2026·高一·浙江台州·阶段检测)已知函数,若关于的方程有七个不同的实根,则的值是( )
A.0或 B.0 C. D.不存在
4.(2026·高一·陕西西安·期末)已知函数,则关于的方程实数解的个数为( )
A.4 B.5 C.3 D.2
5.(2026·高一·吉林长春·阶段检测)已知,则函数的零点个数为( )
A.8 B.7 C.5 D.3
基础达标
1.某工厂生产某产品的固定成本为 元,每生产一件产品成本增加 元.若产量为 件,总成本为 元,则 关于 的函数解析式为( )
A. B. C. D.
2.(2026·高一·安徽淮南·阶段检测)二次函数的零点为( )
A., B.,
C., D.,
3.(2026·高一·湖北武汉·期中)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
4.(2026·湖南怀化·二模)某AI大模型的算力规模每半年翻一番,初始算力为,经过t年后算力为P,则P与t的函数关系式为( )
A. B.
C. D.
5.(2026·广东清远·二模)生物学家经过长期研究发现,睡眠中的恒温动物的脉搏率(单位:次)与体重(单位:kg)、外界环境温度(单位:℃)有关,满足(为常数).已知在环境温度为时,为两个睡眠中的恒温动物,的体重为、脉搏率为210次,的脉搏率是105次,则的体重为( )
A. B. C. D.
6.(2026·辽宁抚顺·一模)一个港口的某一观测点的水位在退潮的过程中,水面高度(单位:)关于时间(单位:)的函数解析式为(为参数).已知刚开始退潮时水面高度为,若从到,水面高度下降了,则( )
A.2 B.4 C.6 D.8
7.(2026·高一·江西景德镇·阶段检测)我们都处于有声世界之中.音量的单位是分贝(dB),对于一个强度为I的声波,音量的计算公式是,这里常数是人耳能听到的声音的最低声波强度,则30dB时的声音强度I是10dB时声音强度的( )
A.2倍 B.4倍 C.10倍 D.100倍
8.(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
9.(2026·高一·广东·期末)函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
10.(2026·高一·北京房山·期末)北京时间2025年11月14日,航天员陈冬、陈中瑞、王杰乘坐神舟二十一号载人飞船成功返回地球,平安抵达北京,不仅带回了珍贵的科学实验数据;还见证了我国航天事业的多个“第一次”:载人飞船进入太空需要搭载运载火箭,火箭在发射时会产生巨大的噪声,用声压级来度量声音的强弱,定义声压级,其中常数是听觉下限阈值,是实际声压,声压级的单位为分贝(),声压的单位为帕():已知人正常说话的声压约为,火箭发射时的声压约为,人正常说话的声压级记为,火箭发射时的声压级记为,则( )
A. B.
C. D.
11.(多选题)(2026·高一·湖北恩施·期末)已知函数,,的零点依次为a,b,c,则下列不等式正确的是( )
A. B. C. D.
12.(多选题)(2026·高一·湖南长沙·期末)下列说法正确的是( )
A.函数的定义域为 B.函数的零点为
C. D.
13.(多选题)血药浓度是指药物吸收后在血浆内的总浓度,当血药浓度介于最低有效浓度和最低中毒浓度之间时药物发挥作用.某种药物服用1单位后,体内血药浓度变化情况与相关阈值如图所示(服用药物时间对应0时),则下列说法中正确的有( )
A.服药1单位后约10分钟到5.5小时之间药物发挥疗效
B.若每次服药1单位,首次服药后,2.5小时之内不能再次服药
C.若每次服药1单位,首次服药后,3小时之后可以再次服药
D.每间隔5.5小时服用该药物1单位,可使药物持续发挥治疗作用
14.(2026·高一·陕西渭南·阶段检测)为了保护水资源,提倡节约用水,某城市对居民生活用水实行“阶梯水价”.计费方法如下表:
每户每月用水量
水价
不超过 m³ 的部分
元/
超过 但不超过 m³ 的部分
元/
超过 的部分
元/
若某居民 9 月份交纳水费 99 元,则此居民9月份月用水量为 ______ .
15.(2026·高一·江苏苏州·阶段检测)函数的零点是______.
16.(2026·高一·辽宁·期中)若函数有两个零点,则实数的取值范围是______
17.函数的图像在区间上连续,且,则函数在区间上至少有______个零点.
18.(2026·高一·云南昭通·期末)把物体放在冷空气中冷却,如果物体原来的温度是,空气的温度是,那么后物体的温度(单位:)可由公式求得,其中是一个随着物体与空气的接触状况而定的常数,现有的物体,放在的空气中冷却,20min以后物体的温度是.
(1)求的值;
(2)若要将该物体的温度降为,求需要冷却的时间.
19.(2026·高一·广东深圳·期末)某公司为提高企业经济效益,大力进行新产品研发,现计划投入100万元,全部用于甲、乙两种产品的研发.在对市场进行调研分析后发现,甲产品的利润(单位:万元),乙产品的利润(单位:万元)与研发投入(单位:万元)之间的关系如下表所示.
万元)
4
9
16
25
万元)
28
33
40
49
万元)
30
42
54
66
(1)根据以上表格中的数据判断:①;②;③;④,上述四个模型哪两个更适宜分别作为与关于的函数模型?(不需要说明理由)
(2)根据表格数据求出所选两个模型的函数解析式;
(3)试问如何安排甲、乙两种产品的研发投入,才能使总利润最大?
20.(2026·高一·新疆喀什·期末)已知二次函数.
(1)若,求的解集;
(2)若方程在上有解,求实数a的取值范围.
21.(2026·高一·广东广州·期中)已知是定义在R上的奇函数,当时,
(1)求的解析式和单调区间,并画出简图;
(2)讨论方程的根的个数.
22.(2026·高一·河北·期中)m取何值时,关于x的方程;
(1)有实根?
(2)有两个正实根?
能力进阶
1.(2026·高一·山东济南·阶段检测)在数学中,布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它可运用到有限维空间并构成了一般不动点定理的基石.布劳威尔不动点定理得名于荷兰数学家鲁伊兹·布劳威尔(L.E.J.Brouwer),简单地讲就是:对于满足一定条件的连续函数 ,存在实数 ,使得 ,我们称该函数为“不动点”函数,实数 为该函数的“不动点”.已知函数 在区间 上恰有两个不同的不动点,则实数 的取值范围为( )
A. B.
C. D.
2.(2026·高一·江苏扬州·阶段检测)已知函数,若关于的方程有三个不同的实数根,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(2026·高一·湖北武汉·阶段检测)据市场调查,某超市的某种商品每月的销售量y(单位:百件)与销售价格x(单位:元/件)满足关系式,其中.已知该商品的成本为10元/件,则该超市每月销售该商品所获得利润的最小值为( )
A.80元 B.8000元 C.90元 D.9000元
4.(2026·高一·天津河东·阶段检测)已知方程 的根都大于,则 的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
5.(2026·河南平顶山·模拟预测)函数只有一个零点,则( )
A. B.1 C. D.2
6.方程的实数解的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.无数多
7.(2026·高一·广西桂林·阶段检测)已知函数,若关于的方程恰有两个不等的实根,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8.已知函数,若关于的方程恰有3个不同的实数解,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
9.(多选题)(2026·高一·江苏扬州·阶段检测)已知二次函数,则( )
A.若,则在上的最小值为2
B.若在上单调递增,则
C.若恒成立,则
D.若方程的两个实根一个大于1,一个小于1,则
10.(多选题)(2026·高一·山东青岛·期中)高斯(1777-1855)被认为是世界上最重要的数学家之一,享有“数学王子”的美誉.函数称为取整函数,也称高斯函数,其中表示不超过实数的最大整数,例如,.下列命题正确的是( )
A.不等式的解集为
B.不等式的解集为
C.方程恰有两个不同实数解
D.若不等式的解集为,则
11.(多选题)(2026·高一·山东济宁·阶段检测)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.当时,不等式的解集为
B.若函数为上的增函数,则实数的取值范围是
C.若函数的值域为,则实数的取值范围是
D.若函数恰有两个零点,则实数的取值范围是
12.(2026·高一·江苏常州·阶段检测)若函数的两个零点分别为,,且有,,则的取值范围为__________.
13.(2026·高三·江西·阶段检测)若函数有两个零点,其中一个零点在区间内,另一个零点在区间内,则实数的取值范围是______.
14.(2026·高一·河南信阳·阶段检测)关于的方程有4个不同的实数根,则的取值范围是__________.
15.(2026·高一·河南三门峡·阶段检测)“这么近那么美,周末到河北”成为休闲度假新时尚.近年来,河北省大力推进文旅融合发展,打造多条特色旅游带,推出多项惠民惠企政策,带动某文创产品热销.已知某工厂代为加工该文创产品需投入固定成本5万元,每代加工1万件该产品,需另投入5万元.现根据市场行情,该工厂代加工x万件该产品,可获得t万元的代加工费,且.
(1)求该工厂代加工该产品的利润y(单位:万元)关于代加工量x(单位:万件)的函数表达式;
(2)当代加工量为多少万件时,该工厂代加工该产品的利润最大?并求出利润的最大值.
16.(2026·高一·云南昆明·期中)某AI公司为提高经济效益,大力进行新产品研发,现计划投入100万元,全部用于甲、乙两种产品的研发,每种产品至少要投入10万元,对市场进行调研分析后发现,甲产品的利润,乙产品的利润与研发投入(单位:万元)分别满足,,设甲产品的投入为(单位:万元),两种产品的总利润为(单位:万元).
(1)求的表达式;
(2)试问如何安排甲、乙两种产品的研发投入,才能使总利润最大,最大总利润是多少万元?
17.(2026·高一·河南平顶山·阶段检测)已知函数满足.
(1)求的解析式;
(2)若存在实数,使成立,则称为的不动点.记,已知在有两个相异的不动点,求实数c的取值范围.
18.(2026·高一·贵州遵义·阶段检测)已知函数.
(1)已知对任意恒成立,求实数的取值范围;
(2)求关于的不等式的解集;
(3)若存在使关于的方程有四个不同的实根,求实数的取值范围.
19.(2026·高一·江苏盐城·阶段检测)已知函数.
(1)求证:为偶函数;
(2)①存在,使得成立,求实数的取值范围;
②若方程在上有两个不等的实数根,求的取值范围.
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