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第08講函數(shù)與方程目錄TOC\o"1-2"\h\u第一部分:基礎(chǔ)知識(shí) 1第二部分:高考真題回顧 2第三部分:高頻考點(diǎn)一遍過 3高頻考點(diǎn)一:函數(shù)零點(diǎn)所在區(qū)間的判斷 3高頻考點(diǎn)二:函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的判斷 3高頻考點(diǎn)三:根據(jù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)求函數(shù)解析式中的參數(shù) 4高頻考點(diǎn)四:比較零點(diǎn)大小關(guān)系 5高頻考點(diǎn)五:求零點(diǎn)和 5高頻考點(diǎn)六:根據(jù)零點(diǎn)所在區(qū)間求參數(shù) 6高頻考點(diǎn)七:二分法求零點(diǎn) 7第四部分:新定義題(解答題) 8第一部分:基礎(chǔ)知識(shí)1、函數(shù)的零點(diǎn)對(duì)于一般函數(shù),我們把使成立的實(shí)數(shù)叫做函數(shù)的零點(diǎn).注意函數(shù)的零點(diǎn)不是點(diǎn),是一個(gè)數(shù).2、函數(shù)的零點(diǎn)與方程的根之間的聯(lián)系函數(shù)的零點(diǎn)就是方程的實(shí)數(shù)根,也就是函數(shù)的圖象與軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)即方程有實(shí)數(shù)根函數(shù)的圖象與軸有交點(diǎn)函數(shù)有零點(diǎn).3、零點(diǎn)存在性定理如果函數(shù)在區(qū)間上的圖象是連續(xù)不斷的一條曲線,并且有,那么,函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有零點(diǎn),即存在,使得,這個(gè)也就是方程的根.注:上述定理只能判斷出零點(diǎn)存在,不能確定零點(diǎn)個(gè)數(shù).4、二分法對(duì)于在區(qū)間上連續(xù)不斷且的函數(shù),通過不斷地把函數(shù)的零點(diǎn)所在的區(qū)間一分為二,使區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)逐步逼近零點(diǎn),進(jìn)而得到零點(diǎn)近似值的方法叫做二分法.求方程的近似解就是求函數(shù)零點(diǎn)的近似值.5、高頻考點(diǎn)技巧①若連續(xù)不斷的函數(shù)是定義域上的單調(diào)函數(shù),則至多有一個(gè)零點(diǎn);②連續(xù)不斷的函數(shù),其相鄰兩個(gè)零點(diǎn)之間的所有函數(shù)值保持同號(hào);③函數(shù)有零點(diǎn)方程有實(shí)數(shù)根函數(shù)與的圖象有交點(diǎn);④函數(shù)有零點(diǎn)方程有實(shí)數(shù)根函數(shù)與的圖象有交點(diǎn),其中為常數(shù).第二部分:高考真題回顧1.(2023·天津·統(tǒng)考高考真題)設(shè),函數(shù),若恰有兩個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍為.2.(2022·天津·統(tǒng)考高考真題)設(shè),對(duì)任意實(shí)數(shù)x,記.若至少有3個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍為.第三部分:高頻考點(diǎn)一遍過高頻考點(diǎn)一:函數(shù)零點(diǎn)所在區(qū)間的判斷典型例題例題1.(2024上·安徽六安·高一六安一中??计谀┖瘮?shù)的零點(diǎn)所在區(qū)間為(
)A. B. C. D.例題2.(2024上·貴州黔東南·高一統(tǒng)考期末)函數(shù)的零點(diǎn)所在區(qū)間是(
)A. B. C. D.練透核心考點(diǎn)1.(2024上·安徽安慶·高一統(tǒng)考期末)函數(shù)的零點(diǎn)所在區(qū)間為(
)A. B. C. D.2.(2024上·河北滄州·高一統(tǒng)考期末)函數(shù)的零點(diǎn)所在的區(qū)間是(
)A. B. C. D.高頻考點(diǎn)二:函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的判斷典型例題例題1.(2024下·河南·高一校聯(lián)考開學(xué)考試)函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為(
)A.0 B.1 C.2 D.3例題2.(2024下·河北保定·高一河北安國中學(xué)校聯(lián)考開學(xué)考試)函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為(
)A.1 B.2 C.3 D.4例題3.(2024·全國·高一專題練習(xí))已知函數(shù)是定義在上的偶函數(shù),且對(duì)任意的,都有,當(dāng)時(shí),,則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是(
)A.6 B.8 C.10 D.12練透核心考點(diǎn)1.(2024上·全國·高三統(tǒng)考競賽)方程的實(shí)數(shù)解的個(gè)數(shù)是(
)A.0 B.1 C.2 D.32.(2024下·重慶·高三重慶八中??奸_學(xué)考試)函數(shù)的零點(diǎn)有(
)A.4個(gè) B.2個(gè) C.1個(gè) D.0個(gè)高頻考點(diǎn)三:根據(jù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)求函數(shù)解析式中的參數(shù)典型例題例題1.(2024上·山東日照·高一統(tǒng)考期末)已知函數(shù),若函數(shù)所有零點(diǎn)的乘積為1,則實(shí)數(shù)的取值范圍為(
)A. B. C. D.例題2.(2024上·浙江嘉興·高一統(tǒng)考期末)若函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是.練透核心考點(diǎn)1.(2024上·北京大興·高一統(tǒng)考期末)已知函數(shù)的零點(diǎn)為,的零點(diǎn)為,若,則實(shí)數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.2.(2024上·上?!じ叨軛疃行?计谀┮阎?,若關(guān)于x的方程有兩個(gè)不相等的實(shí)根,則b的取值范圍是.高頻考點(diǎn)四:比較零點(diǎn)大小關(guān)系典型例題例題1.(2024下·河南·高一信陽高中校聯(lián)考開學(xué)考試)已知函數(shù)的零點(diǎn)分別是,則的大小關(guān)系為(
)A. B.C. D.例題2.(多選)(2024上·云南德宏·高三統(tǒng)考期末)已知曲線、與直線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為、,則(
)A. B.C. D.
練透核心考點(diǎn)1.(2024上·湖南株洲·高一統(tǒng)考期末).已知函數(shù)的零點(diǎn)分別為,則的大小關(guān)系為(
)A. B.C. D.2.(2024上·廣東·高三廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)校聯(lián)考期末)若,則的大小關(guān)系為(
)A. B.C. D.高頻考點(diǎn)五:求零點(diǎn)和典型例題例題1.(2024·廣東·珠海市第一中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測)已知定義在R上的函數(shù)滿足:且,,則方程在區(qū)間上的所有實(shí)根之和為()A. B. C. D.02.(2024上·安徽亳州·高一統(tǒng)考期末)若函數(shù)在區(qū)間上存在零點(diǎn),則常數(shù)a的取值范圍為.高頻考點(diǎn)七:二分法求零點(diǎn)典型例題例題1.(2024上·吉林延邊·高一統(tǒng)考期末)下列函數(shù)中,不能用二分法求零點(diǎn)的是()A. B.C. D.例題2.(多選)(2024上·浙江溫州·高一統(tǒng)考期末)設(shè),某同學(xué)用二分法求方程的近似解精確度為,列出了對(duì)應(yīng)值表如下:依據(jù)此表格中的數(shù)據(jù),方程的近似解不可能為(
)A. B. C. D.例題3.(2024上·湖南株洲·高一株洲二中??计谀┯枚址ㄇ蠛瘮?shù)在區(qū)間的零點(diǎn),若要求精確度,則至少進(jìn)行次二分.練透核心考點(diǎn)1.(2024上·湖南株洲·高一??计谀┮阎瘮?shù),現(xiàn)用二分法求函數(shù)在內(nèi)的零點(diǎn)的近似值,則使用兩次二分法后,零點(diǎn)所在區(qū)間為(
)A. B. C. D.2.(2024·全國·高一專題練習(xí))已知函數(shù)在區(qū)間內(nèi)存在一個(gè)零點(diǎn),用二分法求方程近似解時(shí),至少需要求(
)次中點(diǎn)值可以求得近似解(精確度為0.01).A.5 B.6 C.7 D.83.(2024上·上?!じ咭簧虾J杏胖袑W(xué)??计谀┤艉瘮?shù)在區(qū)間的一個(gè)零點(diǎn)的近似值用二分法逐次計(jì)算列表如下:那么方程的一個(gè)近似解為(精確到0.1)第四部分:新定義題(解答題)例題1.(2024上·山東濱州·高一統(tǒng)考期末)已知函數(shù)在定義域內(nèi)存在實(shí)數(shù)和非零實(shí)數(shù),使得成立,則稱函數(shù)為“伴和函數(shù)”.(1)判斷是否存在實(shí)數(shù),使得函數(shù)為“伴和函數(shù)”?若存在,請(qǐng)求出的范圍;若不存在,請(qǐng)說明理由;(2)證明:函數(shù)在上為“伴和函數(shù)”;(3)若函數(shù)在上為“伴和函數(shù)”,求實(shí)數(shù)的取值范圍.例題2.(2024上·湖南郴州·高一統(tǒng)考期末)對(duì)于滿足一定條件的連續(xù)函數(shù),存在實(shí)數(shù),使得,我們就稱該函數(shù)為“不動(dòng)點(diǎn)”函數(shù),實(shí)數(shù)為該函數(shù)的不動(dòng)點(diǎn).若函數(shù),,若存在,使得,則稱為函數(shù)的穩(wěn)定點(diǎn).(1)證明:函數(shù)不動(dòng)點(diǎn)一定是函數(shù)的穩(wěn)定點(diǎn).(2)已知函數(shù),(Ⅰ)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的不動(dòng)點(diǎn)和穩(wěn)定點(diǎn);(Ⅱ)若存在,使函數(shù)有三個(gè)不同的不動(dòng)點(diǎn),求的值和實(shí)數(shù)的取值范圍.第08講函數(shù)與方程目錄TOC\o"1-2"\h\u第一部分:基礎(chǔ)知識(shí) 1第二部分:高考真題回顧 2第三部分:高頻考點(diǎn)一遍過 4高頻考點(diǎn)一:函數(shù)零點(diǎn)所在區(qū)間的判斷 4高頻考點(diǎn)二:函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的判斷 6高頻考點(diǎn)三:根據(jù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)求函數(shù)解析式中的參數(shù) 8高頻考點(diǎn)四:比較零點(diǎn)大小關(guān)系 12高頻考點(diǎn)五:求零點(diǎn)和 15高頻考點(diǎn)六:根據(jù)零點(diǎn)所在區(qū)間求參數(shù) 18高頻考點(diǎn)七:二分法求零點(diǎn) 21第四部分:新定義題(解答題) 23第一部分:基礎(chǔ)知識(shí)1、函數(shù)的零點(diǎn)對(duì)于一般函數(shù),我們把使成立的實(shí)數(shù)叫做函數(shù)的零點(diǎn).注意函數(shù)的零點(diǎn)不是點(diǎn),是一個(gè)數(shù).2、函數(shù)的零點(diǎn)與方程的根之間的聯(lián)系函數(shù)的零點(diǎn)就是方程的實(shí)數(shù)根,也就是函數(shù)的圖象與軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)即方程有實(shí)數(shù)根函數(shù)的圖象與軸有交點(diǎn)函數(shù)有零點(diǎn).3、零點(diǎn)存在性定理如果函數(shù)在區(qū)間上的圖象是連續(xù)不斷的一條曲線,并且有,那么,函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有零點(diǎn),即存在,使得,這個(gè)也就是方程的根.注:上述定理只能判斷出零點(diǎn)存在,不能確定零點(diǎn)個(gè)數(shù).4、二分法對(duì)于在區(qū)間上連續(xù)不斷且的函數(shù),通過不斷地把函數(shù)的零點(diǎn)所在的區(qū)間一分為二,使區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)逐步逼近零點(diǎn),進(jìn)而得到零點(diǎn)近似值的方法叫做二分法.求方程的近似解就是求函數(shù)零點(diǎn)的近似值.5、高頻考點(diǎn)技巧①若連續(xù)不斷的函數(shù)是定義域上的單調(diào)函數(shù),則至多有一個(gè)零點(diǎn);②連續(xù)不斷的函數(shù),其相鄰兩個(gè)零點(diǎn)之間的所有函數(shù)值保持同號(hào);③函數(shù)有零點(diǎn)方程有實(shí)數(shù)根函數(shù)與的圖象有交點(diǎn);④函數(shù)有零點(diǎn)方程有實(shí)數(shù)根函數(shù)與的圖象有交點(diǎn),其中為常數(shù).第二部分:高考真題回顧1.(2023·天津·統(tǒng)考高考真題)設(shè),函數(shù),若恰有兩個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍為.【答案】【分析】根據(jù)絕對(duì)值的意義,去掉絕對(duì)值,求出零點(diǎn),再根據(jù)根存在的條件即可判斷的取值范圍.【詳解】(1)當(dāng)時(shí),,即,若時(shí),,此時(shí)成立;若時(shí),或,若方程有一根為,則,即且;若方程有一根為,則,解得:且;若時(shí),,此時(shí)成立.(2)當(dāng)時(shí),,即,若時(shí),,顯然不成立;若時(shí),或,若方程有一根為,則,即;若方程有一根為,則,解得:;若時(shí),,顯然不成立;綜上,當(dāng)時(shí),零點(diǎn)為,;當(dāng)時(shí),零點(diǎn)為,;當(dāng)時(shí),只有一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),零點(diǎn)為,;當(dāng)時(shí),只有一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)時(shí),零點(diǎn)為,;當(dāng)時(shí),零點(diǎn)為.所以,當(dāng)函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)時(shí),且.故答案為:.【點(diǎn)睛】本題的解題關(guān)鍵是根據(jù)定義去掉絕對(duì)值,求出方程的根,再根據(jù)根存在的條件求出對(duì)應(yīng)的范圍,然后根據(jù)范圍討論根(或零點(diǎn))的個(gè)數(shù),從而解出.2.(2022·天津·統(tǒng)考高考真題)設(shè),對(duì)任意實(shí)數(shù)x,記.若至少有3個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍為.【答案】【分析】設(shè),,分析可知函數(shù)至少有一個(gè)零點(diǎn),可得出,求出的取值范圍,然后對(duì)實(shí)數(shù)的取值范圍進(jìn)行分類討論,根據(jù)題意可得出關(guān)于實(shí)數(shù)的不等式,綜合可求得實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】設(shè),,由可得.要使得函數(shù)至少有個(gè)零點(diǎn),則函數(shù)至少有一個(gè)零點(diǎn),則,解得或.①當(dāng)時(shí),,作出函數(shù)、的圖象如下圖所示:此時(shí)函數(shù)只有兩個(gè)零點(diǎn),不合乎題意;②當(dāng)時(shí),設(shè)函數(shù)的兩個(gè)零點(diǎn)分別為、,要使得函數(shù)至少有個(gè)零點(diǎn),則,所以,,解得;③當(dāng)時(shí),,作出函數(shù)、的圖象如下圖所示:由圖可知,函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為,合乎題意;④當(dāng)時(shí),設(shè)函數(shù)的兩個(gè)零點(diǎn)分別為、,要使得函數(shù)至少有個(gè)零點(diǎn),則,可得,解得,此時(shí).綜上所述,實(shí)數(shù)的取值范圍是.故答案為:.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:已知函數(shù)有零點(diǎn)(方程有根)求參數(shù)值(取值范圍)常用的方法:(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通過解不等式確定參數(shù)范圍;(2)分離參數(shù)法:先將參數(shù)分離,轉(zhuǎn)化成求函數(shù)的值域問題加以解決;(3)數(shù)形結(jié)合法:先對(duì)解析式變形,進(jìn)而構(gòu)造兩個(gè)函數(shù),然后在同一平面直角坐標(biāo)系中畫出函數(shù)的圖象,利用數(shù)形結(jié)合的方法求解.第三部分:高頻考點(diǎn)一遍過高頻考點(diǎn)一:函數(shù)零點(diǎn)所在區(qū)間的判斷典型例題例題1.(2024上·安徽六安·高一六安一中??计谀┖瘮?shù)的零點(diǎn)所在區(qū)間為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)的單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)存在性定理,即可判斷和選擇.【詳解】在上都是單調(diào)增函數(shù),故在上是單調(diào)增函數(shù);又,,,;故的零點(diǎn)所在區(qū)間為.故選:C.例題2.(2024上·貴州黔東南·高一統(tǒng)考期末)函數(shù)的零點(diǎn)所在區(qū)間是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)存在性定理,即可判斷選項(xiàng).【詳解】在上單調(diào)遞增,也是單調(diào)遞增函數(shù),所以在上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,,所以,則在上無零點(diǎn).因?yàn)?,,,,所以,則根據(jù)零點(diǎn)存在性定理可知,在上有零點(diǎn).故選:D練透核心考點(diǎn)1.(2024上·安徽安慶·高一統(tǒng)考期末)函數(shù)的零點(diǎn)所在區(qū)間為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性和函數(shù)零點(diǎn)存在原理進(jìn)行求解即可.【詳解】由條件知函數(shù)在上單調(diào)遞增,又,,根據(jù)零點(diǎn)存在定理知該函數(shù)零點(diǎn)所在區(qū)間為,故選:B2.(2024上·河北滄州·高一統(tǒng)考期末)函數(shù)的零點(diǎn)所在的區(qū)間是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】由零點(diǎn)的存在定理,判斷零點(diǎn)所在區(qū)間.【詳解】函數(shù)的定義域?yàn)椋瘮?shù)在上單調(diào)遞增,函數(shù)在上單調(diào)遞減,所以在上單調(diào)遞增.由,,所以函數(shù)的零點(diǎn)所在的區(qū)間是.故選:B.高頻考點(diǎn)二:函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)的判斷典型例題例題1.(2024下·河南·高一校聯(lián)考開學(xué)考試)函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為(
)A.0 B.1 C.2 D.3【答案】B【分析】將函數(shù)的零點(diǎn)轉(zhuǎn)化為函數(shù)與的交點(diǎn)問題,畫圖可解.【詳解】令,得,畫出函數(shù)與的圖象,可得這兩個(gè)函數(shù)在上的圖象有唯一公共點(diǎn),故的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為1.故選:B例題2.(2024下·河北保定·高一河北安國中學(xué)校聯(lián)考開學(xué)考試)函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】C【分析】當(dāng)時(shí),解二次方程得函數(shù)零點(diǎn),當(dāng)時(shí),把函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)化為函數(shù)與函數(shù)的交點(diǎn)個(gè)數(shù),即可求解.【詳解】當(dāng)時(shí),令,解得或;當(dāng)時(shí),令,則,畫出函數(shù)與函數(shù)的圖象,可知在上有一個(gè)公共點(diǎn).故的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為3.故選:C例題3.(2024·全國·高一專題練習(xí))已知函數(shù)是定義在上的偶函數(shù),且對(duì)任意的,都有,當(dāng)時(shí),,則函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是(
)A.6 B.8 C.10 D.12【答案】C【分析】由函數(shù)偶函數(shù)性質(zhì)及結(jié)合得到函數(shù)的周期,然后求出的在上的解析式,則求的零點(diǎn)就等價(jià)于函數(shù)與函數(shù)圖象的交點(diǎn),作出相關(guān)圖形,從而可求解.【詳解】由函數(shù)為偶函數(shù),所以,因?yàn)閷?duì)任意,都有,即,所以函數(shù)的周期,當(dāng)時(shí),,則,對(duì)于函數(shù)的零點(diǎn)等價(jià)于函數(shù)與函數(shù)圖象的交點(diǎn),如圖所示,一共有10個(gè)交點(diǎn),故C正確.故選:C.練透核心考點(diǎn)1.(2024上·全國·高三統(tǒng)考競賽)方程的實(shí)數(shù)解的個(gè)數(shù)是(
)A.0 B.1 C.2 D.3【答案】B【分析】根據(jù)對(duì)數(shù)的定義即可求解.【詳解】依題意,原方程等價(jià)于即,顯然只有一個(gè)正實(shí)根.故選:B.2.(2024下·重慶·高三重慶八中??奸_學(xué)考試)函數(shù)的零點(diǎn)有(
)A.4個(gè) B.2個(gè) C.1個(gè) D.0個(gè)【答案】B【分析】結(jié)合函數(shù)與的圖象可得正確的選項(xiàng).【詳解】令,即,可知函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)即為與的交點(diǎn)個(gè)數(shù),結(jié)合函數(shù)的圖像,可知與的函數(shù)圖像有兩個(gè)交點(diǎn),所以函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),即函數(shù)的零點(diǎn)有2個(gè).故選:C.高頻考點(diǎn)三:根據(jù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)求函數(shù)解析式中的參數(shù)典型例題例題1.(2024上·山東日照·高一統(tǒng)考期末)已知函數(shù),若函數(shù)所有零點(diǎn)的乘積為1,則實(shí)數(shù)的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】作出函數(shù)的圖象,利用換元,令,將原問題轉(zhuǎn)化為的所有解的乘積為1,結(jié)合函數(shù)圖象,分類討論,即可求得答案.【詳解】由題意,作出函數(shù)的圖象如圖:令,則函數(shù),即,即,即,由題意函數(shù)所有零點(diǎn)的乘積為1,可知的所有解的乘積為1,而的解可看作函數(shù)的圖象與直線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo);結(jié)合的圖象可知,當(dāng)時(shí),函數(shù)的圖象與直線有2個(gè)交點(diǎn),不妨設(shè)交點(diǎn)橫坐標(biāo)為,則,且,即,符合題意;當(dāng)時(shí),函數(shù)的圖象與直線有3個(gè)交點(diǎn),其中最左側(cè)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)小于等于0,則的所有解的乘積小于等于0,不合題意;當(dāng)時(shí),函數(shù)的圖象與直線有2個(gè)交點(diǎn),不妨設(shè)交點(diǎn)橫坐標(biāo)為,則,且,即,符合題意;綜合以上可知實(shí)數(shù)的取值范圍為,故選:B【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:(1)轉(zhuǎn)化法:利用換元法,令,將函數(shù)所有零點(diǎn)的乘積為1,轉(zhuǎn)化為的所有解的乘積為1;(2)數(shù)形結(jié)合法:作出函數(shù)的圖象,數(shù)形結(jié)合,分類討論,解決問題.例題2.(2024上·浙江嘉興·高一統(tǒng)考期末)若函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】令,則只有一個(gè)零點(diǎn),即,據(jù)此即可求解.【詳解】函數(shù)的定義域?yàn)?,令,則只有一個(gè)零點(diǎn),且該零點(diǎn)為正數(shù),,根據(jù)函數(shù)和的圖象及凹凸性可知,只需滿足即可,即:,又因?yàn)?,所以?shí)數(shù)的取值范圍是.故答案為:.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題令,則只有一個(gè)零點(diǎn),即的分析.練透核心考點(diǎn)1.(2024上·北京大興·高一統(tǒng)考期末)已知函數(shù)的零點(diǎn)為,的零點(diǎn)為,若,則實(shí)數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】首先由函數(shù)零點(diǎn)的定義得到,再結(jié)合條件進(jìn)行變形,,再根據(jù)對(duì)數(shù)函數(shù)的圖象和性質(zhì),即可求解取值范圍.【詳解】由題意可知,,,即,因?yàn)椋?,則,當(dāng)時(shí),解得:.故選:D2.(2024上·上海·高二曹楊二中??计谀┮阎絷P(guān)于x的方程有兩個(gè)不相等的實(shí)根,則b的取值范圍是.【答案】【分析】方程有兩個(gè)不相等的實(shí)根等價(jià)于與有兩個(gè)交點(diǎn),利用數(shù)形結(jié)合即可求.【詳解】由題意,表示交點(diǎn)在軸上的橢圓的上半部分,且左頂點(diǎn)為,表示斜率為1的一組平行線,
若直線與橢圓相切時(shí),由得,所以,解得(負(fù)根舍去),當(dāng)兩圖象有兩個(gè)交點(diǎn)時(shí),根據(jù)圖象,縱截距的取值范圍為:.故答案為:高頻考點(diǎn)四:比較零點(diǎn)大小關(guān)系典型例題例題1.(2024下·河南·高一信陽高中校聯(lián)考開學(xué)考試)已知函數(shù)的零點(diǎn)分別是,則的大小關(guān)系為(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】令,從而將問題轉(zhuǎn)化為、、與交點(diǎn)的橫坐標(biāo),畫出函數(shù)圖象,數(shù)形結(jié)合即可判斷.【詳解】令,得,則為函數(shù)與交點(diǎn)的橫坐標(biāo),為函數(shù)與交點(diǎn)的橫坐標(biāo),為函數(shù)與交點(diǎn)的橫坐標(biāo),在同一直角坐標(biāo)系中,分別作出和的圖象,如圖所示,
由圖可知,.故選:B例題2.(多選)(2024上·云南德宏·高三統(tǒng)考期末)已知曲線、與直線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為、,則(
)A. B.C. D.【答案】ABC【分析】根據(jù)題意是與交點(diǎn)的橫坐標(biāo),是與交點(diǎn)的橫坐標(biāo),作出圖象,利用圖象對(duì)稱性依次求解判斷.【詳解】由,得,即是與交點(diǎn)的橫坐標(biāo),由,得,即是與交點(diǎn)的橫坐標(biāo),畫出,,,的圖象,如下圖所示,與它們的交點(diǎn)依次為,與關(guān)于直線對(duì)稱,所以,關(guān)于對(duì)稱,則,,由,解得,所以,故A正確;對(duì)于B,由,且,則,,所以,令,,則,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,,即,故B正確;對(duì)于C,由,,所以,故C正確;對(duì)于D,由,,則,若,則,當(dāng)時(shí)與矛盾,又顯然不成立,故D錯(cuò)誤.故選:ABC.
練透核心考點(diǎn)1.(2024上·湖南株洲·高一統(tǒng)考期末).已知函數(shù)的零點(diǎn)分別為,則的大小關(guān)系為(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】將函數(shù)的零點(diǎn)轉(zhuǎn)化為兩個(gè)圖象的交點(diǎn)的橫坐標(biāo),結(jié)合函數(shù)的圖象,即可求解.【詳解】因?yàn)楹瘮?shù)的零點(diǎn)分別為,可轉(zhuǎn)化為與三個(gè)函數(shù)的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,在同一坐標(biāo)系下,畫出函數(shù)與函數(shù)的圖象,如圖所示,結(jié)合圖象可得:.故選:B.2.(2024上·廣東·高三廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)校聯(lián)考期末)若,則的大小關(guān)系為(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】由題意可得,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)的最值,作出函數(shù)的圖象,結(jié)合圖象即可得解.【詳解】由,可得,所以,故,所以,令,則,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以,即,所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),如圖,作出函數(shù)的圖象,由圖可知,可知.故選:A.高頻考點(diǎn)五:求零點(diǎn)和典型例題例題1.(2024·廣東·珠海市第一中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測)已知定義在R上的函數(shù)滿足:且,,則方程在區(qū)間上的所有實(shí)根之和為()A. B. C. D.0【答案】B【分析】首先利用函數(shù)的性質(zhì)畫出兩個(gè)函數(shù)的圖象,再結(jié)合對(duì)稱性求所有實(shí)數(shù)根的和.【詳解】由題意知,關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,函數(shù)的周期為2,則函數(shù),在區(qū)間上的圖象如下圖所示:由圖形可知函數(shù),在區(qū)間上的交點(diǎn)為,易知點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,若設(shè)的橫坐標(biāo)為,則點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,所以方程在區(qū)間上的所有實(shí)數(shù)根之和為.故選:B例題2.(2024下·湖南長沙·高二長沙一中校考開學(xué)考試)已知函數(shù),則直線與的圖象的所有交點(diǎn)的橫坐標(biāo)之和為.【答案】12【分析】由可得,令,,分析可知與圖象都關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,數(shù)形結(jié)合可得結(jié)果.【詳解】由可得,令,,則函數(shù)的定義域?yàn)?,其最小正周期,令,解得,?dāng)時(shí),,即函數(shù)關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,函數(shù)的定義域?yàn)椋瑢?duì)任意,,所以函數(shù)圖象都關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,由于函數(shù)與在上均為增函數(shù),則函數(shù)在上也為增函數(shù),當(dāng)時(shí),,,,,作出與圖象如下:
由圖可知,函數(shù)與的圖象有6個(gè)交點(diǎn),其中這6個(gè)交點(diǎn)滿足三對(duì)點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,因此直線與的圖象的所有交點(diǎn)的橫坐標(biāo)之和為.故答案為:12練透核心考點(diǎn)1.(2024上·湖南衡陽·高一統(tǒng)考期末)定義在R上的奇函數(shù)滿足,且在上單調(diào)遞減,若方程在上有實(shí)根,則方程在區(qū)間上的所有實(shí)根之和為(
)A.30 B.14 C.12 D.6【答案】A【分析】先根據(jù)題干求出函數(shù)的最小正周期,在畫出函數(shù)的大致圖像即可求解.【詳解】因?yàn)楹瘮?shù)是奇函數(shù),所以,且又因?yàn)?,所以即且函?shù)關(guān)于對(duì)稱,令得,所以,即函數(shù)的最小正周期,再由函數(shù)在上單調(diào)遞減,方程在有實(shí)根可知方程在有且僅有一個(gè)實(shí)根,函數(shù)的大致圖像如圖所示:
由圖可知函數(shù)與在區(qū)間有個(gè)交點(diǎn),且兩兩對(duì)稱所以.故選:A2.(2024上·寧夏石嘴山·高一石嘴山市第三中學(xué)??计谥校┮阎瘮?shù),若存在,使得,則的取值可以是(
)A. B.3 C. D.【答案】CD【分析】設(shè),則直線與函數(shù)的圖象有三個(gè)交點(diǎn),結(jié)合函數(shù)的對(duì)稱性求出的取值范圍即可.【詳解】設(shè),作出函數(shù)與的圖象,如圖:觀察圖形知,當(dāng)時(shí),直線與函數(shù)的圖象有三個(gè)交點(diǎn),點(diǎn)、關(guān)于直線對(duì)稱,則,且函數(shù)在上為增函數(shù),由,,得,因此,所以的取值可以是,.故選:CD【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:求函數(shù)零點(diǎn)和的取值范圍問題,解題的關(guān)鍵在于分析函數(shù)圖象的對(duì)稱性,求出,結(jié)合不等式求出的取值范圍,進(jìn)而求解.高頻考點(diǎn)六:根據(jù)零點(diǎn)所在區(qū)間求參數(shù)典型例題例題1.(2024上·湖南株洲·高一株洲二中校考期末)若方程的實(shí)根在區(qū)間上,則(
)A. B.2 C.或2 D.1【答案】C【分析】根據(jù)方程的根與函數(shù)零點(diǎn)的關(guān)系轉(zhuǎn)化為函數(shù)的零點(diǎn)來求解,畫出函數(shù)圖象觀察交點(diǎn)范圍,再用零點(diǎn)存在性定理證明即可.【詳解】方程化為,分別做出方程左右兩邊的圖象,從圖象可知,方程,方程有兩個(gè)分別在和之間的根,下面證明:方程在和之間各有一個(gè)實(shí)根,設(shè),根據(jù)函數(shù)性質(zhì)得在區(qū)間上是增函數(shù),又,,則,由零點(diǎn)存在性定理知,在區(qū)間上僅有一個(gè)零點(diǎn),即方程區(qū)間上僅有一個(gè)實(shí)根,同理可得方程區(qū)間上僅有一個(gè)實(shí)根,結(jié)合題意可知,或,故選:C.例題2.(2024·全國·高二假期作業(yè))若二次函數(shù)在區(qū)間上存在零點(diǎn),則的最小值為.【答案】【分析】設(shè)為在上的零點(diǎn),可得,轉(zhuǎn)化為點(diǎn)在直線上,結(jié)合的幾何意義,可得有解問題,利用導(dǎo)數(shù)的單調(diào)性和最值即得.【詳解】設(shè)為在上的零點(diǎn),可得:,即:,從而可理解為點(diǎn)在直線上,而表示點(diǎn)到原點(diǎn)的距離的平方.依題意,問題轉(zhuǎn)化為有解,即有解,不妨設(shè),令則,則有,記易得:在上遞減,在上遞增,而故即:,故當(dāng)或時(shí),的最小值為故答案為:【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:已知函數(shù)在定區(qū)間上存在零點(diǎn)問題常用的方法:(1)數(shù)形結(jié)合法:先對(duì)解析式變形,進(jìn)而構(gòu)造兩個(gè)函數(shù),然后在同一平面直角坐標(biāo)系中畫出函數(shù)在給定區(qū)間上的圖象,利用數(shù)形結(jié)合的方法求解.(2)分離參數(shù)法:對(duì)于一個(gè)參數(shù)的問題,一般先將參數(shù)分離,轉(zhuǎn)化成求函數(shù)在給定區(qū)間上的值域問題加以解決;(3)反客為主法:對(duì)于含雙變量的零點(diǎn)問題,常設(shè)出零點(diǎn),將方程轉(zhuǎn)化為雙變量為點(diǎn)坐標(biāo)的軌跡問題,利用所求式的幾何意義求解.練透核心考點(diǎn)1.(2024·全國·高三專題練習(xí))函數(shù)在區(qū)間上存在零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】由函數(shù)的單調(diào)性,根據(jù)零點(diǎn)存在性定理可得.【詳解】若函數(shù)在區(qū)間上存在零點(diǎn),由函數(shù)在的圖象連續(xù)不斷,且為增函數(shù),則根據(jù)零點(diǎn)存在定理可知,只需滿足,即,解得,所以實(shí)數(shù)的取值范圍是.故選:D.2.(2024上·安徽亳州·高一統(tǒng)考期末)若函數(shù)在區(qū)間上存在零點(diǎn),則常數(shù)a的取值范圍為.【答案】【分析】判斷函數(shù)單調(diào)性再結(jié)合零點(diǎn)存在定理求解.【詳解】因?yàn)樵谏暇鶠樵龊瘮?shù),所以函數(shù)在區(qū)間上為增函數(shù),且函數(shù)圖象連續(xù)不間斷,故若在區(qū)間上存在零點(diǎn),則解得.故常數(shù)a的取值范圍為.故答案為:高頻考點(diǎn)七:二分法求零點(diǎn)典型例題例題1.(2024上·吉林延邊·高一統(tǒng)考期末)下列函數(shù)中,不能用二分法求零點(diǎn)的是()A. B.C. D.【答案】B【分析】利用二分法求零點(diǎn)的要求,逐一分析各選項(xiàng)即可得解.【詳解】不能用二分法求零點(diǎn)的函數(shù),要么沒有零點(diǎn),要么零點(diǎn)兩側(cè)同號(hào);對(duì)于A,有唯一零點(diǎn),且函數(shù)值在零點(diǎn)兩側(cè)異號(hào),故可用二分法求零點(diǎn);對(duì)于B,有唯一零點(diǎn),但恒成立,故不可用二分法求零點(diǎn);對(duì)于C,有兩個(gè)不同零點(diǎn),且在每個(gè)零點(diǎn)左右兩側(cè)函數(shù)值異號(hào),故可用二分法求零點(diǎn);對(duì)于D,有唯一零點(diǎn),且函數(shù)值在零點(diǎn)兩側(cè)異號(hào),故可用二分法求零點(diǎn).故選:B.例題2.(多選)(2024上·浙江溫州·高一統(tǒng)考期末)設(shè),某同學(xué)用二分法求方程的近似解精確度為,列出了對(duì)應(yīng)值表如下:依據(jù)此表格中的數(shù)據(jù),方程的近似解不可能為(
)A. B. C. D.【答案】ABD【分析】先由題中參考數(shù)據(jù)可得根在區(qū)間內(nèi),由此可得答案.【詳解】由題中參考數(shù)據(jù)可得根在區(qū)間內(nèi),故通過觀察四個(gè)選項(xiàng),符合要求的方程近似解可能為,不可能為ABD選項(xiàng).故選:ABD.例題3.(2024上·湖南株洲·高一株洲二中校考期末)用二分法求函數(shù)在區(qū)間的零點(diǎn),若要求精確度,則至少進(jìn)行次二分.【答案】8【分析】二分法每一次操作都會(huì)讓區(qū)間縮小一半長度,按此規(guī)律求解.【詳解】根據(jù)題意,原來區(qū)間的長度等于2,每經(jīng)過二分法的一次操作,區(qū)間長度變?yōu)樵瓉淼囊话?,則經(jīng)過次操作后,區(qū)間的長度為,若,即,故最少為8次.故答案為:8.練透核心考點(diǎn)1.(2024上·湖南株洲·高一校考期末)已知函數(shù),現(xiàn)用二分法求函數(shù)在內(nèi)的零點(diǎn)的近似值,則使用兩次二分法后,零點(diǎn)所在區(qū)間為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)二分法的計(jì)算方法即可判斷.【詳解】由二分法可知,第一次計(jì)算,又,由零點(diǎn)存在性定理知零點(diǎn)在區(qū)間上,所以第二次應(yīng)該計(jì)算,又,所以零點(diǎn)在區(qū)間.故選:B.2.(2024·全國·高一專題練習(xí))已知函數(shù)在區(qū)間內(nèi)存在一個(gè)零點(diǎn),用二分法求方程近似解時(shí),至少需要求(
)次中點(diǎn)值可以求得近似解(精確度為0.01).A.5 B.6 C.7 D.8【答案】C【分析】根據(jù)二分法結(jié)合零點(diǎn)的近似值求解.【詳解】由所給區(qū)間的長度等于1,每經(jīng)過一次操作,區(qū)間長度變?yōu)樵瓉淼囊话耄?jīng)過n次操作后,區(qū)間長度變?yōu)椋市?,解得,所以至少需要操?次.故選:C3.(2024上·上?!じ咭簧虾J杏胖袑W(xué)校考期末)若函數(shù)在區(qū)間的一個(gè)零點(diǎn)的近似值用二分法逐次計(jì)算列表如下:那么方程的一個(gè)近似解為(精確到0.1)【答案】【分析】根據(jù)題
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