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必修一

第27讲 4.5.1函数的零点与方程的解

学习目标

第27讲 4.5.1函数的零点与方程的解

课程标准学习目标
①了解函数的零点与方程的解的关系, 并能结合函数的图象判定函数的零点。 ②能根据函数零点存在性定理对函数零点存在进行判定,同时能处理与函数零点问题相结合的求参数及综合类的问题。通过本节课的学习,要求能判定函数零点的存在,同时能解决与函数零点相结合的综合问题

知识清单

知识点01:函数零点的概念

1、函数零点的概念

对于一般函数,我们把使的实数叫做函数的零点.

几何定义:函数的零点就是方程的实数解,也就是函数的图象与轴的公共点的横坐标.

这样:方程有实数解函数有零点函数的图象与轴有公共点

2、已学基本初等函数的零点

①一次函数只有一个零点;

②反比例函数没有零点;

③指数函数(且)没有零点;

④对数函数(且)只有一个零点1;

⑤幂函数当时,有一个零点0;当时,无零点。

知识点02:函数零点存在定理及其应用

1、函数零点存在定理

如果函数在区间上的图象是一条连续不断的曲线,且有,那么函数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.

说明:定理要求具备两个条件:①函数在区间上的图象是连续不断的;②.两个条件缺一不可.

2、函数零点的求法

①代数法:根据零点定义,求出方程的实数解;

②数形结合法:作出函数图象,利用函数性质求解

知识点03:二次函数的零点问题

一元二次方程的实数根也称为函数的零点.

当时,一元二次方程的实数根、二次函数的零点之间的关系如下表所示:

的实数根(其中) 方程无实数根
的图象
的零点函数无零点

题型精讲

【即学即练1】(23-24高一下·安徽阜阳·期中)函数的零点是 .

【即学即练2】(23-24高一上·北京海淀·阶段练习)若,是二次函数的两个零点,则的值是(    )

A.3B.9C.21D.33

题型01求函数的零点

【典例1】(多选)(23-24高一上·四川南充·阶段练习)已知函数,函数,其中,若函数恰有两个零点,则函数的零点可以是(    )

A.B.C.1D.2

【典例2】(2023高一上·上海·专题练习)求函数的零点.

【典例3】(23-24高一·全国·随堂练习)求下列函数的零点:

(1);

(2);

(3);

(4).

【变式1】(23-24高一上·河南驻马店·期末)已知函数,则函数的零点是 .

【变式2】(23-24高一上·北京通州·期末)函数的零点个数为 .

【变式3】(2024高一上·全国·专题练习)判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出;否则,请说明理由.

(1);

(2);

(3);

(4).

题型02函数零点个数的判断

【典例1】(24-25高一上·全国·假期作业)函数的零点个数是(    )

A.0B.1C.2D.3

【典例2】(23-24高一下·广东韶关·阶段练习)函数的零点个数为(    )

A.0B.1C.2D.3

【典例3】(多选)(23-24高二下·浙江·期末)已知函数,则关于的方程根的个数可能是(    )

A.0个B.1个C.2个D.3个

【变式1】(23-24高一下·云南曲靖·期末)已知函数,则当时,函数的零点个数为(    )

A.8B.6C.4D.2

【变式2】(23-24高一下·浙江·期中)已知函数则函数的零点个数为(    )

A.1B.2C.3D.4

【变式3】(2024·浙江温州·三模)已知函数,则关于方程的根个数不可能是(    )

A.0个B.1个C.2个D.3个

题型03判断函数零点所在的区间

【典例1】(23-24高一下·广东深圳·期末)函数 的零点所在的区间为(      )

A.B.C.D.

【典例2】(23-24高一下·江苏扬州·期末)方程的解所在区间为(    )

A.B.C.D.

【典例3】(23-24高一下·江苏扬州·阶段练习)已知函数的零点在区间内,,则的值为(    )

A.-2B.-1C.0D.1

【变式1】(23-24高二下·安徽芜湖·阶段练习)已知函数,在下列区间中,包含零点的区间是(    )

A.B.C.D.

【变式2】(23-24高三下·北京·阶段练习)函数的一个零点所在的区间是(    )

A.B.C.D.

【变式3】(23-24高一下·内蒙古鄂尔多斯·开学考试)已知函数的零点在区间内,则整数(   )

A.B.C.D.

题型04已知零点个数求参数的取值范围

【典例1】(23-24高一上·甘肃白银·期末)已知函数,若函数有两个不同的零点,则实数的取值范围为(    )

A.B.C.D.

【典例2】(23-24高三上·贵州遵义·阶段练习)已知函数,若函数有3个零点,则的取值范围是(   )

A.B.

C.D.

【典例3】(23-24高一上·广东揭阳·期末)已知函数,若有2个零点,则实数的取值范围是 .

【变式1】(23-24高一上·天津宁河·期末)给定函数,,对于,用表示,中较小者,记为,若方程恰有三个不相等的实数根,则实数的取值范围为(    )

A.B.C.D.

【变式2】(多选)(23-24高一上·青海海北·期末)已知函数,有4个零点,则的值可能是(    )

A.B.C.D.

【变式3】(22-23高三上·甘肃定西·阶段练习)已知函数,若关于的方程恰有三个实数根,则的取值范围为 .

题型05已知零点所在区间求参数的取值范围

【典例1】(2023·宁夏银川·三模)函数在区间上存在零点,则实数的取值范围是(    )

A.B.

C.D.

【典例2】(多选)(23-24高一上·湖北·阶段练习)函数,若关于x的方程有4个不同的实数解,它们从小到大依次为,,,则(    )

A.B.

C.D.函数有3个零点

【典例3】(23-24高三下·天津·阶段练习)若方程在区间上有解,其中,则实数的取值范围为 .(结果用表示)

【变式1】(23-24高一上·江苏南京·期末)已知函数的零点为.若,则的值是 ;若函数的零点为,则的值是 .

【变式2】(23-24高三上·内蒙古赤峰·期中)设函数,为常数.若存在,使得,则实数的取值范围是 .

【变式3】(23-24高一上·内蒙古赤峰·期末)若函数在上有两个零点,则的取值范围为

题型06二次函数的零点问题

【典例1】(23-24高二下·浙江绍兴·期末)若函数在上有两个不同的零点,则下列说法正确的是(    )

A.B.

C.D.

【典例2】(23-24高一上·江苏淮安·阶段练习)已知函数在上有且只有一个零点,则实数的取值范围是(    )

A.B.C.D.

【典例3】(23-24高一上·广东湛江·阶段练习)已知二次函数满足,.

(1)求的解析式及单调区间.

(2)若方程有两个不相等的实数根,求的取值范围.

【变式1】(23-24高二上·河南·阶段练习)设方程的两实根满足,则实数的取值范围为(    )

A.B.C.D.

【变式2】(23-24高一上·山东青岛·阶段练习)已知函数在区间内恰有一个零点,则满足条件的所有实数的集合是(    )

A.B.

C.D.

【变式3】(23-24高一上·江苏宿迁·期中)已知二次函数的两个零点都在区间内,则实数的取值范围是(    )

A.B.C.D.

题型07函数与方程综合

【典例1】(23-24高一下·广东茂名·期末)已知函数.

(1)若,求与交点的横坐标;

(2)若在区间上恰有一个零点,求a的取值范围.

【典例2】(23-24高一下·浙江·期中)已知函数.

(1)当时,求关于的方程的解;

(2)若关于的方程在上有两个不相等的解,求的取值范围.

【典例3】(23-24高一下·湖南·期中)已知函数.

(1)是否存在,使得为定值,若存在,求出m的值;若不存在,说明理由;

(2)若,方程有两个根,,且,,求的取值范围.

【变式1】(2024高二上·福建·学业考试)已知函数且.

(1)求实数a的值;

(2)若函数在上恰有两个零点,求实数的取值范围.

【变式2】(23-24高二下·湖南·期中)已知函数为定义在上的偶函数,且当时,

(1)①作出函数在上的图象;

②若方程恰有6个不相等的实根,求实数的取值范围;

(2)对于两个定义域相同的函数和,若,则称函数是由“基函数和”生成的.已知是由“基函数和”生成的,若,使得成立,求实数的最小值.

【变式3】(23-24高一下·安徽滁州·阶段练习)已知函数.

(1)讨论的单调性;

(2)若关于的方程有三个不同的实根,求实数的取值范围.

强化训练

A夯实基础

一、单选题

1.(23-24高一下·江苏扬州·期末)方程的解所在区间为(    )

A.B.C.D.

2.(23-24高一下·浙江·期中)已知函数则函数的零点个数为(    )

A.1B.2C.3D.4

3.(2024·湖南岳阳·模拟预测)函数的零点是(    )

A.2B.C.-2D.2或-1

4.(23-24高一上·江西吉安·期末)下列区间内存在方程的根的是(    )

A.B.C.D.

5.(23-24高一下·云南曲靖·期末)已知函数,则当时,函数的零点个数为(    )

A.8B.6C.4D.2

6.(23-24高一下·河南·开学考试)已知函数的零点分别是,则的大小关系为(    )

A.B.

C.D.

7.(23-24高三上·陕西西安·期末)已知函数若,且,则的取值范围是(    )

A.B.C.D.

8.(23-24高一下·安徽·阶段练习)定义在上的满足对,关于的方程有7个不同的实数根,则实数a的取值范围是(    )

A.B.C.D.

二、多选题

9.(23-24高一上·江西抚州·期末)若方程在区间上有实数根,则实数的取值可以是(    )

A.0B.C.D.

10.(23-24高一上·福建厦门·期末)函数在区间内存在零点的充分条件可以是(    )

A.B.

C.D.

三、填空题

11.(22-23高三上·甘肃定西·阶段练习)已知函数,若关于的方程恰有三个实数根,则的取值范围为 .

12.(23-24高一下·上海嘉定·阶段练习)已知函数在区间上的图象是一段连续的曲线,且有如下的对应值表:

x012345
y2.24.68.8

设函数在区间上零点的个数为,则的最小值为 .

四、解答题

13.(23-24高一上·广东湛江·阶段练习)已知二次函数满足,.

(1)求的解析式及单调区间.

(2)若方程有两个不相等的实数根,求的取值范围.

14.(23-24高一上·四川成都·阶段练习)已知函数.

(1)在坐标系下画出函数的图象;

(2)求使方程的实数解个数分别为时的相应取值范围.

B能力提升

1.(23-24高二下·浙江宁波·期末)若函数在区间内恰有一个零点,则实数的取值范围为(    )

A.B.C.D.

2.(23-24高二下·贵州·阶段练习)已知函数,函数与函数的图象有5个不同的交点,则正实数k的取值范围是(    )

A.B.C.D.

3.(23-24高一下·湖南·期中)已知函数.

(1)是否存在,使得为定值,若存在,求出m的值;若不存在,说明理由;

(2)若,方程有两个根,,且,,求的取值范围.

C新定义题型

1.(23-24高二下·山西吕梁·期末)定义一种新的运算“”,都有.

(1)对于任意实数,试判断与的大小关系;

(2)若关于的不等式的解集中的整数恰有2个,求实数的取值范围;

(3)已知函数,,若对任意的,总存在,使得,求实数的取值范围.