函数与方程零点问题
函数的零点与方程的解
函数的零点与方程的解在数学中，函数的零点与方程的解是两个重要的概念。
它们在解决实际问题中起着重要的作用。
本文将从两个概念的定义、计算方法以及应用三个方面进行探讨。
一、函数的零点函数的零点是指函数取值为零的点。
一般地，如果函数f(x)在某个点x=a处的函数值为零，即f(a)=0，那么a就是函数f(x)的一个零点。
函数的零点也称为函数的根或零解。
在计算函数的零点时，可以使用图像法和代数法。
图像法是通过函数的图像来确定零点，一般使用计算器或电脑绘制函数的图像。
代数法是通过方程来确定零点，将函数的表达式设为零，然后解方程得到零点。
例如，函数f(x)=2x^2-3x+1的零点可以通过解方程2x^2-3x+1=0得到，即x=1/2或x=1。
函数的零点在实际问题中有很多应用，例如在物理学中，零点可以表示速度为零的时刻，加速度为零的时刻等等。
二、方程的解方程的解是指能够满足方程式的未知数数值。
一般地，如果一个方程式有一个或多个能够满足方程式的未知数数值，那么这些数值就是方程的解。
在计算方程的解时，也可以使用图像法和代数法。
图像法是通过绘制方程的图像，找到方程的解。
代数法是通过变形或运用方程的性质，求得方程的解。
例如，方程2x^2-3x+1=0的解可以通过求解x=1/2或x=1得到。
方程的解在实际问题中也有很多应用，例如在物理学中，方程的解可以表示物体的运动状态、加速度等等。
三、函数的零点与方程的解的应用函数的零点和方程的解在实际问题中有很多应用。
例如，在经济学中，利润函数的零点可以表示企业的盈亏平衡点；在物理学中，运动方程的解可以表示物体的运动状态和加速度等等。
函数的零点和方程的解在数学中也有很多应用。
例如，在代数学中，求解方程是一个重要的问题，可以通过求解方程的解来解决实际问题。
在微积分中，函数的零点可以用来求函数的极值和最值等等。
函数的零点与方程的解是数学中两个重要的概念，它们在解决实际问题中起着重要的作用。
高中数学-函数零点问题及例题解析
高中数学-函数零点问题及例题解析一、函数与方程基本知识点1、函数零点：（变号零点与不变号零点）（1）对于函数)(x f y =，我们把方程0)(=x f 的实数根叫函数)(x f y =的零点。
（2）方程0)(=x f 有实根⇔函数()y f x =的图像与x 轴有交点⇔函数()y f x =有零点。
若函数()f x 在区间[],a b 上的图像是连续的曲线，则0)()(<b f a f 是()f x 在区间(),a b 内有零点的充分不必要条件。
2、二分法：对于在区间[,]a b 上连续不断且()()0f a f b ⋅<的函数()y f x =,通过不断地把函数()y f x =的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点的近似值的方法叫做二分法; 二、函数与方程解题技巧零点是经常考察的重点，对此部分的做题方法总结如下：（一）函数零点的存在性定理指出：“如果函数)(x f y =在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线，并且0)()(<b f a f ，那么，函数)(x f y =在区间（a,b ）内有零点，即存在),(b a c ∈,使得0)(=c f ,这个c 也是方程0)(=x f 的根”。
根据函数零点的存在性定理判断函数在某个区间上是否有零点（或方程在某个区间上是否有根）时，一定要注意该定理是函数存在零点的充分不必要条件：如例、函数xx x f 2)1ln()(-+=的零点所在的大致区间是（ ） （A ）（0，1）； （B ）（1，2）； （C ） （2，e ）； （D ）（3，4）。
分析：显然函数xx x f 2)1ln()(-+=在区间[1,2]上是连续函数，且0)1(<f ,0)2(>f ，所以由根的存在性定理可知，函数xx x f 2)1ln()(-+=的零点所在的大致区间是（1，2），选B（二）求解有关函数零点的个数（或方程根的个数）问题。
函数与方程零点
函数与方程一、考点聚焦1．函数零点的概念对于函数))((D x x f y ，我们把使0)(x f 的实数x 叫做函数)(x f y 的零点，注意以下几点：（1）函数的零点是一个实数，当函数的自变量取这个实数时，其函数值等于零。
（2）函数的零点也就是函数)(x f y 的图象与x 轴的交点的横坐标。
（3）一般我们只讨论函数的实数零点。
（4）求零点就是求方程0)(x f 的实数根。
2、函数零点的判断如果函数)(x f y 在区间],[b a 上的图象是连续不断的曲线，并且有0)()(b f a f ，那么，函数)(x f y 在区间),(b a 内有零点，即存在),(0b a x ，使得0)(0x f ，这个0x 也就是方程0)(x f 的根。
但要注意：如果函数)(x f y 在],[b a 上的图象是连续不断的曲线，且0x 是函数在这个区间上的一个零点，却不一定有.0)()(b f a f 3．函数零点与方程的根的关系根据函数零点的定义可知：函数)(x f 的零点，就是方程0)(x f 的根，因此判断一个函数是否有零点，有几个零点，就是判断方程0)(x f 是否有实数根，有几个实数根。
函数零点的求法：解方程0)(x f ，所得实数根就是)(x f 的零点。
4．函数零点具有的性质注意：①函数是否有零点是针对方程是否有实数根而言的，若方程0)(x f 没有实数根，则函数)(x f 没有零点。
5、二分法，就是通过不断地把函数的零点所在的区间一分为二，使区间的两个端点逐步副近零点，进而得到零点近似值的方法。
用二分法求函数零点近似值时，最好是将计算过程中所得到的各个区间、中点坐标、区间中点的函数值等列在一个表格中，这样可以更清楚地发现零点所在的区间。
6．用二分法求函数零点的近似值的探究在应用二分法求函数的变号零点的近似值0x 时，从精确度出发，确定需经过多次取区间],[b a 的中点找到零点的近似值，使其达到精确度的要求。
方程的与函数的零点
如果函数$f(x)$在区间$[a, b]$上连续，且$f(a) cdot f(b) < 0$，则存在至少一个$c in (a, b)$，使得$f(c) = 0$。
证明
考虑函数$f(x)$在区间$[a, b]$上的值域，由于$f(a) cdot f(b) < 0$，函数值在区间两 端异号。根据连续函数的性质，函数值在区间内必有变号点，即存在至少一个$c in (a,
总结词
一元二次方程的解即为 零点。
详细描述
一元二次方程是形如 ax^2 + bx + c = 0 的 方程，其中 a ≠ 0。解 这个方程，可以得到 x = [-b ± sqrt(b^2 4ac)] / (2a)，这个解就 是零点。
举例
对于方程 x^2 - 2x + 1 = 0，解得 x = 1，所以 零点为 1。
切线法
在函数图像上取一点，作切线，切线与x轴交点即为零点。
数值法求解零点
二分法
对于连续函数在区间[a,b]上，如果函数值在a、b两端异号，则在此区间内至少存在一个零点，通过不 断缩小区间范围，逼近零点。
迭代法
基于一定的初值，通过迭代公式逐步逼近零点，例如变步长迭代法。
06
零点定理及其应用
零点定理的证明
零点定理在数学分析中的应用
函数的单调性
函数的极值
利用零点定理可以判断函数的单调性。例如， 对于函数$f(x) = x^3 - x$，可以证明其在 区间$(-infty, +infty)$上单调递增。
利用零点定理可以判断函数的极值点。例如， 对于函数$f(x) = x^4 - x^2$，可以证明其 在区间$(-infty, +infty)$上有极小值点。
函数的零点与方程的解(经典导学案及练习答案详解)
§2.9函数的零点与方程的解学习目标1.理解函数的零点与方程的解的联系.2.理解函数零点存在定理，并能简单应用.3.了解用二分法求方程的近似解．知识梳理1．函数的零点与方程的解(1)函数零点的概念对于一般函数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)函数零点与方程实数解的关系方程f(x)＝0有实数解⇔函数y＝f(x)有零点⇔函数y＝f(x)的图象与x轴有公共点．(3)函数零点存在定理如果函数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．2．二分法对于在区间[a，b]上图象连续不断且f(a)f(b)<0的函数y＝f(x)，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．思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数的零点就是函数的图象与x轴的交点．(×)(2)连续函数y＝f(x)在区间(a，b)内有零点，则f(a)·f(b)<0.(×)(3)函数y＝f(x)为R上的单调函数，则f(x)有且仅有一个零点．(×)(4)二次函数y＝ax2＋bx＋c(a≠0)，若b2－4ac<0，则f(x)无零点．(√)教材改编题1．(多选)已知函数f(x)的图象是连续不断的，且有如下对应值表：x 1234567f(x)－4－2142－1－3在下列区间中，函数f(x)必有零点的区间为()A．(1,2) B．(2,3) C．(5,6) D．(5,7)答案 BCD解析 由所给的函数值表知， f (1)f (2)>0，f (2)f (3)<0，f (5)f (6)<0， f (5)f (7)<0，∴f (x )在区间(2,3)，(5,6)，(5,7)内各至少有一个零点．2．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋x －2，x ≤0，－1＋ln x ，x >0，则f (x )的零点为________．答案 －2，e解析 ⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤0，x 2＋x －2＝0或⎩⎪⎨⎪⎧x >0，－1＋ln x ＝0，解得x ＝－2或x ＝e.3．方程2x ＋x ＝k 在(1,2)内有解，则实数k 的取值范围是________． 答案 (3,6)解析 设f (x )＝2x ＋x ， ∴f (x )在(1,2)上单调递增， 又f (1)＝3，f (2)＝6， ∴3<k <6.题型一 函数零点所在区间的判定例1 (1)(多选)(2022·菏泽质检)函数f (x )＝e x －x －2在下列哪个区间内必有零点( ) A ．(－2，－1) B ．(－1,0) C ．(0,1) D ．(1,2)答案 AD解析 f (－2)＝1e 2>0，f (－1)＝1e －1<0，f (0)＝－1<0，f (1)＝e －3<0， f (2)＝e 2－4>0，因为f (－2)·f (－1)<0，f (1)·f (2)<0， 所以f (x )在(－2，－1)和(1,2)内存在零点．(2)若a <b <c ，则函数f (x )＝(x －a )(x －b )＋(x －b )·(x －c )＋(x －c )(x －a )的两个零点分别位于区间( )A ．(a ，b )和(b ，c )内B ．(－∞，a )和(a ，b )内C ．(b ，c )和(c ，＋∞)内D ．(－∞，a )和(c ，＋∞)内 答案 A解析 函数y ＝f (x )是开口向上的二次函数，最多有两个零点，由于a <b <c ，则a －b <0，a －c <0，b －c <0，因此f (a )＝(a －b )(a －c )>0，f (b )＝(b －c )(b －a )<0，f (c )＝(c －a )(c －b )>0.所以f (a )f (b )<0，f (b )f (c )<0，即f (x )在区间(a ，b )和区间(b ，c )内各有一个零点． 教师备选(2022·湖南雅礼中学月考)设函数f (x )＝13x －ln x ，则函数y ＝f (x )( )A ．在区间⎝⎛⎭⎫1e ，1，(1，e)内均有零点 B ．在区间⎝⎛⎭⎫1e ，1，(1，e)内均无零点C ．在区间⎝⎛⎭⎫1e ，1内有零点，在区间(1，e)内无零点D ．在区间⎝⎛⎭⎫1e ，1内无零点，在区间(1，e)内有零点 答案 D解析 f (x )的定义域为{x |x >0}， f ′(x )＝13－1x ＝x －33x，令f ′(x )>0⇒x >3，f ′(x )<0⇒0<x <3，∴f (x )在(0,3)上单调递减，在(3，＋∞)上单调递增， 又f ⎝⎛⎭⎫1e ＝13e ＋1>0，f (1)＝13>0， ∴f (x )在⎝⎛⎭⎫1e ，1内无零点．又f (e)＝e3－1<0，∴f (x )在(1，e)内有零点．思维升华 确定函数零点所在区间的常用方法(1)利用函数零点存在定理：首先看函数y ＝f (x )在区间[a ，b ]上的图象是否连续，再看是否有f (a )·f (b )<0.若有，则函数y ＝f (x )在区间(a ，b )内必有零点．(2)数形结合法：通过画函数图象，观察图象与x 轴在给定区间上是否有交点来判断． 跟踪训练1 (1)(2022·太原模拟)利用二分法求方程log 3x ＝3－x 的近似解，可以取的一个区间是( ) A ．(0,1) B ．(1,2) C ．(2,3)D ．(3,4)答案 C解析 设f (x )＝log 3x －3＋x ， 当x →0时，f (x )→－∞，f (1)＝－2， 又∵f (2)＝log 32－1<0， f (3)＝log 33－3＋3＝1>0， 故f (2)·f (3)<0，故方程log 3x ＝3－x 在区间(2,3)上有解，即利用二分法求方程log 3x ＝3－x 的近似解，可以取的一个区间是(2,3)．(2)已知2<a <3<b <4，函数y ＝log a x 与y ＝－x ＋b 的交点为(x 0，y 0)，且x 0∈(n ，n ＋1)，n ∈N *，则n ＝________. 答案 2解析 依题意x 0为方程log a x ＝－x ＋b 的解， 即为函数f (x )＝log a x ＋x －b 的零点， ∵2<a <3<b <4，∴f (x )在(0，＋∞)上单调递增， 又f (2)＝log a 2＋2－b <0， f (3)＝log a 3＋3－b >0， ∴x 0∈(2,3)，即n ＝2. 题型二 函数零点个数的判定例2 (1)(2022·绍兴模拟)若函数y ＝f (x )(x ∈R )满足f (x ＋1)＝－f (x )，且x ∈[－1,1]时，f (x )＝1－x 2，已知函数g (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧|lg x |，x >0，e x ，x <0，则函数h (x )＝f (x )－g (x )在区间[－6,6]内的零点个数为( )A ．14B ．13C ．12D ．11 答案 C解析 因为f (x ＋1)＝－f (x )，所以函数y ＝f (x )(x ∈R )是周期为2函数， 因为x ∈[－1,1]时，f (x )＝1－x 2，所以作出它的图象，则y ＝f (x )的图象如图所示．(注意拓展它的区间)再作出函数g (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧|lg x |，x >0，e x ，x <0的图象，容易得出交点为12个．(2)函数f (x )＝36－x 2·cos x 的零点个数为______． 答案 6解析 令36－x 2≥0，解得－6≤x ≤6， ∴f (x )的定义域为[－6,6]．令f (x )＝0得36－x 2＝0或cos x ＝0， 由36－x 2＝0得x ＝±6， 由cos x ＝0得x ＝π2＋k π，k ∈Z ，又x ∈[－6,6]，∴x 为－3π2，－π2，π2，3π2.故f (x )共有6个零点． 教师备选函数f (x )＝2x |log 2x |－1的零点个数为( ) A ．0 B ．1 C ．2 D ．4 答案 C解析 令f (x )＝0，得|log 2x |＝⎝⎛⎭⎫12x ，分别作出y ＝|log 2x |与y ＝⎝⎛⎭⎫12x 的图象(图略)， 由图可知，y ＝|log 2x |与y ＝⎝⎛⎭⎫12x的图象有两个交点，即原函数有2个零点． 思维升华 求解函数零点个数的基本方法(1)直接法：令f (x )＝0，方程有多少个解，则f (x )有多少个零点； (2)定理法：利用定理时往往还要结合函数的单调性、奇偶性等；(3)图象法：一般是把函数拆分为两个简单函数，依据两函数图象的交点个数得出函数的零点个数．跟踪训练2 (1)函数f (x )是R 上最小正周期为2的周期函数，当0≤x <2时f (x )＝x 2－x ，则函数y ＝f (x )的图象在区间[－3,3]上与x 轴的交点个数为( ) A ．6 B ．7 C ．8 D ．9 答案 B解析 令f (x )＝x 2－x ＝0，所以x ＝0或x ＝1，所以f (0)＝0，f (1)＝0， 因为函数的最小正周期为2， 所以f (2)＝0，f (3)＝0，f (－2)＝0，f (－1)＝0，f (－3)＝0.所以函数y ＝f (x )的图象在区间[－3,3]上与x 轴的交点个数为7.(2)(2022·泉州模拟)设定义域为R 的函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧|lg x |，x >0，－x 2－2x ，x ≤0，则关于x 的函数y ＝2f 2(x )－3f (x )＋1的零点的个数为( ) A ．3 B ．7 C ．5 D ．6 答案 B解析 根据题意，令2f 2(x )－3f (x )＋1＝0， 得f (x )＝1或f (x )＝12.作出f (x )的简图：由图象可得当f (x )＝1和f (x )＝12时，分别有3个和4个交点，故关于x 的函数y ＝2f 2(x )－3f (x )＋1的零点的个数为 7. 题型三 函数零点的应用命题点1 根据函数零点个数求参数例3 (2022·武汉模拟)已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧|x 2＋2x |，x ≤0，1x ，x >0，若关于x 的方程f (x )－a (x ＋3)＝0有四个不同的实根，则实数a 的取值范围是( ) A ．(－∞，4－23) B ．(4＋23，＋∞) C ．[0,4－23] D ．(0,4－23)答案 D解析 画出f (x )的函数图象，设y ＝a (x ＋3)，该直线恒过点(－3,0)， 结合函数图象，若y ＝a (x ＋3)与y ＝－x 2－2x 相切，联立得x 2＋(a ＋2)x ＋3a ＝0， Δ＝(a ＋2)2－12a ＝0， 得a ＝4－23(a ＝4＋23舍)， 若f (x )＝a (x ＋3)有四个不同的实数根， 则0<a <4－2 3.命题点2 根据函数零点范围求参数例4 (2022·北京顺义区模拟)已知函数f (x )＝3x －1＋axx .若存在x 0∈(－∞，－1)，使得f (x 0)＝0，则实数a 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫－∞，43 B.⎝⎛⎭⎫0，43 C ．(－∞，0) D.⎝⎛⎭⎫43，＋∞ 答案 B解析 由f (x )＝3x －1＋ax x ＝0，可得a ＝3x －1x，令g (x )＝3x －1x ，其中x ∈(－∞，－1)，由于存在x 0∈(－∞，－1)，使得f (x 0)＝0，则实数a 的取值范围即为函数g (x )在(－∞，－1)上的值域．由于函数y ＝3x ，y ＝－1x 在区间(－∞，－1)上均单调递增，所以函数g (x )在(－∞，－1)上单调递增．当x ∈(－∞，－1)时， g (x )＝3x －1x <3－1＋1＝43，又g (x )＝3x －1x>0，所以函数g (x )在(－∞，－1)上的值域为⎝⎛⎭⎫0，43. 因此实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫0，43. 教师备选1．函数f (x )＝xx ＋2－kx 2有两个零点，则实数k 的值为________．答案 －1解析 由f (x )＝xx ＋2－kx 2＝x ⎝⎛⎭⎫1x ＋2－kx ，函数f (x )＝x x ＋2－kx 2有两个零点，即函数y ＝1x ＋2－kx 只有一个零点x 0，且x 0≠0.即方程1x ＋2－kx ＝0有且只有一个非零实根．显然k ≠0，即1k＝x 2＋2x 有且只有一个非零实根．即二次函数y ＝x 2＋2x 的图象与直线y ＝1k 有且只有一个交点(横坐标不为零)．作出二次函数y ＝x 2＋2x 的图象，如图．因为1k ≠0，由图可知，当1k>－1时，函数y ＝x 2＋2x 的图象与直线y ＝1k 有两个交点，不满足条件．当1k＝－1，即k ＝－1时满足条件． 当1k <－1时，函数y ＝x 2＋2x 的图象与直线y ＝1k无交点，不满足条件． 2．若函数f (x )＝(m －2)x 2＋mx ＋2m ＋1的两个零点分别在区间(－1,0)和区间(1,2)内，则m 的取值范围是________． 答案 ⎝⎛⎭⎫14，12解析 依题意，结合函数f (x )的图象分析可知，m 需满足⎩⎪⎨⎪⎧m ≠2，f (－1)·f (0)<0，f (1)·f (2)<0，即⎩⎪⎨⎪⎧m ≠2，(m －2－m ＋2m ＋1)(2m ＋1)<0，(m －2＋m ＋2m ＋1)·[4(m －2)＋2m ＋2m ＋1]<0， 解得14<m <12.思维升华 已知函数有零点求参数值或取值范围常用的方法和思路(1)直接法：直接根据题设条件构建关于参数的不等式，再通过解不等式确定参数的取值范围． (2)分离参数法：将参数分离，转化成求函数值域的问题加以解决．(3)数形结合法：先对解析式变形，在同一平面直角坐标系中，画出函数的图象，然后数形结合求解．跟踪训练3 (1)(多选)设函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧|ln x |，x >0，e x (x ＋1)，x ≤0.若函数g (x )＝f (x )－b 有三个零点，则实数b 可取的值可能是( ) A ．0 B.13 C.12 D ．1答案 BCD解析 函数g (x )＝f (x )－b 有三个零点等价于函数y ＝f (x )的图象与直线y ＝b 有三个不同的交点， 当x ≤0时，f (x )＝(x ＋1)e x ， 则f ′(x )＝e x ＋(x ＋1)e x ＝(x ＋2)e x ，所以f (x )在(－∞，－2)上单调递减，在(－2,0]上单调递增，且f (－2)＝－1e 2，f (0)＝1，x →－∞时，f (x )→0，从而可得f (x )的图象如图所示，通过图象可知，若函数y ＝f (x )的图象与直线y ＝b 有三个不同的交点，则b ∈(0,1]． (2)已知函数f (x )＝log 2(x ＋1)－1x ＋m 在区间(1,3]上有零点，则m 的取值范围为( )A.⎝⎛⎭⎫－53，0 B.⎝⎛⎭⎫－∞，－53∪(0，＋∞) C.⎝⎛⎦⎤－∞，－53∪(0，＋∞) D.⎣⎡⎭⎫－53，0 答案 D解析 由于函数y ＝log 2(x ＋1)，y ＝m －1x 在区间(1,3]上单调递增，所以函数f (x )在(1,3]上单调递增，由于函数f (x )＝log 2(x ＋1)－1x＋m 在区间(1,3]上有零点，则⎩⎪⎨⎪⎧f (1)<0，f (3)≥0，即⎩⎪⎨⎪⎧m <0，m ＋53≥0，解得－53≤m <0.因此，实数m 的取值范围是⎣⎡⎭⎫－53，0.课时精练1．函数f (x )＝x 3－⎝⎛⎭⎫12x －2的零点所在的区间为( )A ．(0,1)B ．(1,2)C ．(2,3)D ．(3,4)答案 B解析 由题意知，f (x )＝x 3－⎝⎛⎭⎫12x －2，f (0)＝－4，f (1)＝－1，f (2)＝7，因为f (x )在R 上连续且在R 上单调递增，所以f (1)·f (2)<0，f (x )在(1,2)内有唯一零点．2．设函数f (x )＝4x 3＋x －8，用二分法求方程4x 3＋x －8＝0近似解的过程中，计算得到f (1)<0，f (3)>0，则方程的近似解落在区间( )A.⎝⎛⎭⎫1，32 B.⎝⎛⎭⎫32，2 C.⎝⎛⎭⎫2，52 D.⎝⎛⎭⎫52，3 答案 A解析 取x 1＝2，因为f (2)＝4×8＋2－8＝26>0，所以方程近似解x 0∈(1,2)，取x 2＝32， 因为f ⎝⎛⎭⎫32＝4×278＋32－8＝7>0， 所以方程近似解x 0∈⎝⎛⎭⎫1，32. 3．(2022·武汉质检)若函数f (x )＝x 2－ax ＋1在区间⎝⎛⎭⎫12，3上有零点，则实数a 的取值范围是( )A ．(2，＋∞)B ．[2，＋∞) C.⎣⎡⎭⎫2，52 D.⎣⎡⎭⎫2，103 答案 D解析 由题意知方程ax ＝x 2＋1在⎝⎛⎭⎫12，3上有实数解，即a ＝x ＋1x 在⎝⎛⎭⎫12，3上有解， 设t ＝x ＋1x，x ∈⎝⎛⎭⎫12，3， 则t 的取值范围是⎣⎡⎭⎫2，103. 所以实数a 的取值范围是⎣⎡⎭⎫2，103. 4．若函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧log 4(x －1)，x >1，－3x －m ，x ≤1存在2个零点，则实数m 的取值范围为( ) A ．[－3,0)B ．[－1,0)C ．[0,1)D ．[－3，＋∞)答案 A 解析 因为函数f (x )在(1，＋∞)上单调递增，且f (2)＝0，即f (x )在(1，＋∞)上有一个零点，函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧log 4(x －1)，x >1，－3x －m ，x ≤1存在2个零点， 当且仅当f (x )在(－∞，1]上有一个零点，x ≤1时，f (x )＝0⇔m ＝－3x ，即函数y ＝－3x 在(－∞，1]上的图象与直线y ＝m 有一个公共点，而y ＝－3x 在(－∞，1]上单调递减，且有－3≤－3x <0，则当－3≤m <0时，直线y ＝m 和函数y ＝－3x (x ≤1)的图象有一个公共点．5．(2022·重庆质检)已知函数f (x )＝⎝⎛⎭⎫13x －log 2x ，设0<a <b <c ，且满足f (a )·f (b )·f (c )<0，若实数x 0是方程f (x )＝0的一个解，那么下列不等式中不可能成立的是( )A ．x 0<aB ．x 0>cC ．x 0<cD ．x 0>b答案 B解析 f (x )＝⎝⎛⎭⎫13x －log 2x 在(0，＋∞)上单调递减，由f (a )·f (b )·f (c )<0， 得f (a )<0，f (b )<0，f (c )<0或f (a )>0，f (b )>0，f (c )<0.∴x 0<a 或b <x 0<c ，故x 0>c 不成立．6．(2022·北京西城区模拟)若偶函数f (x )(x ∈R )满足f (x ＋2)＝f (x )且x ∈[0,1]时，f (x )＝x ，则方程f (x )＝log 3|x |的根的个数是( )A ．2B ．3C ．4D ．多于4答案 C解析 f (x )＝log 3|x |的解的个数，等价于y ＝f (x )的图象与函数y ＝log 3|x |的图象的交点个数，因为函数f (x )满足f (x ＋2)＝f (x )，所以周期T ＝2，当x ∈[0,1]时，f (x )＝x ，且f (x )为偶函数，在同一平面直角坐标系中画出函数y ＝f (x )的图象与函数y ＝log 3|x |的图象，如图所示．显然函数y ＝f (x )的图象与函数y ＝log 3|x |的图象有4个交点．7．(多选)函数f (x )＝sin x ＋2|sin x |，x ∈[0,2π]的图象与直线y ＝k 的交点个数可能是( )A ．1B ．2C ．4D ．6答案 ABC解析 由题意知，f (x )＝sin x ＋2|sin x |，x ∈[0,2π]，f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧3sin x ，x ∈[0，π]，－sin x ，x ∈(π，2π]， 在坐标系中画出函数f (x )的图象如图所示．由其图象知，直线y ＝k 与y ＝f (x )的图象交点个数可能为0,1,2,3,4.8．(多选)(2022·南京模拟)在数学中，布劳威尔不动点定理可应用到有限维空间，并是构成一般不动点定理的基石，它得名于荷兰数学家鲁伊兹·布劳威尔(L.E.J.Brouwer)，简单的讲就是对于满足一定条件的连续函数f (x )，存在一个点x 0，使得f (x 0)＝x 0，那么我们称该函数为“不动点”函数，下列为“不动点”函数的是( )A ．f (x )＝2x ＋xB ．g (x )＝x 2－x －3C ．f (x )＝12x ＋1D ．f (x )＝|log 2x |－1答案 BCD解析 选项A ，若f (x 0)＝x 0，则02x ＝0，该方程无解，故A 中函数不是“不动点”函数；选项B ，若g (x 0)＝x 0，则x 20－2x 0－3＝0，解得x 0＝3或x 0＝－1，故B 中函数是“不动点”函数；选项C ，若f (x 0)＝x 0，则120x ＋1＝x 0，可得x 20－3x 0＋1＝0，且x 0≥1，解得x 0＝3＋52，故C 中函数是“不动点”函数； 选项D ，若f (x 0)＝x 0，则|log 2x 0|－1＝x 0，即|log 2x 0|＝x 0＋1，作出y ＝|log 2x |与y ＝x ＋1的函数图象，如图，由图可知，方程|log 2x |＝x ＋1有实数根x 0，即|log 2x 0|＝x 0＋1，故D 中函数是“不动点”函数．9．若函数f (x )＝x 3＋ax 2＋bx ＋c 是奇函数，且有三个不同的零点，写出一个符合条件的函数：f (x )＝________.答案 x 3－x (答案不唯一)解析 f (x )＝x 3＋ax 2＋bx ＋c 为奇函数，故a ＝c ＝0，f (x )＝x 3＋bx ＝x (x 2＋b )有三个不同零点，∴b <0，∴f (x )＝x 3－x 满足题意．10．函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x ，x ≥0，－x 2－2x ＋1，x <0，若函数y ＝f (x )－m 有三个不同的零点，则实数m 的取值范围是________．答案 (1,2)解析 画出函数y ＝f (x )与y ＝m 的图象，如图所示，注意当x ＝－1时，f (－1)＝－1＋2＋1＝2，f (0)＝1，∵函数y ＝f (x )－m 有三个不同的零点，∴函数y ＝f (x )与y ＝m 的图象有3个交点，由图象可得m 的取值范围为1<m <2.11．(2022·枣庄模拟)已知函数f (x )＝|ln x |，若函数g (x )＝f (x )－ax 在区间(0，e 2]上有三个零点，则实数a 的取值范围是______________．答案 ⎣⎡⎭⎫2e 2，1e 解析 ∵函数g (x )＝f (x )－ax 在区间(0，e 2]上有三个零点，∴y ＝f (x )的图象与直线y ＝ax 在区间(0，e 2]上有三个交点，由函数y ＝f (x )与y ＝ax 的图象可知，k 1＝2－0e 2－0＝2e2， f (x )＝ln x (x ＞1)，f ′(x )＝1x， 设切点坐标为(t ，ln t )，则ln t －0t －0＝1t ， 解得t ＝e.∴k 2＝1e. 则直线y ＝ax 的斜率a ∈⎣⎡⎭⎫2e 2，1e .12．(2022·济南质检)若x 1是方程x e x ＝1的解，x 2是方程x ln x ＝1的解，则x 1x 2＝________. 答案 1解析 x 1，x 2分别是函数y ＝e x ，函数y ＝ln x 与函数y ＝1x的图象的交点A ，B 的横坐标，所以A ⎝⎛⎭⎫x 1，1x 1，B ⎝⎛⎭⎫x 2，1x 2两点关于y ＝x 对称，因此x 1x 2＝1.13．已知函数f (x )＝2x ＋x －1，g (x )＝log 2x ＋x －1，h (x )＝x 3＋x －1的零点分别为a ，b ，c ，则a ，b ，c 的大小为( )A ．c >b >aB ．b >c >aC ．c >a >bD ．a >c >b答案 B解析 令f (x )＝0，则2x ＋x －1＝0，得x ＝0，即a ＝0，令g (x )＝0，则log 2x ＋x －1＝0，得x ＝1，即b ＝1，因为函数h (x )＝x 3＋x －1在R 上为增函数，且h (0)＝－1<0，h (1)＝1>0，所以h (x )在区间(0,1)上存在唯一零点c ，且c ∈(0,1)，综上，b >c >a .14．(2022·厦门模拟)已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧ x ＋1，x ≤0，log 2x ，x >0，则函数y ＝f (f (x ))的所有零点之和为________．答案 12 解析 当x ≤0时，x ＋1＝0，x ＝－1，由f (x )＝－1，可得x ＋1＝－1或log 2x ＝－1，∴x ＝－2或x ＝12；当x >0时，log 2x ＝0，x ＝1，由f (x )＝1，可得x ＋1＝1或log 2x ＝1，∴x ＝0或x ＝2；∴函数y ＝f (f (x ))的所有零点为－2，12，0,2，∴所有零点的和为－2＋12＋0＋2＝12.15．若关于x 的方程|x |x ＋4＝kx 2有四个不同的实数解，则k 的取值范围为() A ．(0,1) B.⎝⎛⎭⎫14，1C.⎝⎛⎭⎫14，＋∞ D ．(1，＋∞)答案 C解析 因为|x |x ＋4＝kx 2有四个实数解，显然，x ＝0是方程的一个解，下面只考虑x ≠0时有三个实数解即可．若x >0，原方程等价于1＝kx (x ＋4)，显然k ≠0，则1k ＝x (x ＋4)．要使该方程有解，必须k >0，则1k ＋4＝(x ＋2)2，此时x >0，方程有且必有一解；所以当x <0时必须有两解，当x <0时，原方程等价于－1＝kx (x ＋4)，即－1k＝x (x ＋4)(x <0且x ≠－4)，要使该方程有两解， 必须－4<－1k<0， 所以k >14. 所以实数k 的取值范围为⎝⎛⎭⎫14，＋∞. 16．已知M ＝{α|f (α)＝0}，N ＝{β|g (β)＝0}，若存在α∈M ，β∈N ，使得|α－β|<n ，则称函数f (x )与g (x )互为“n 度零点函数”．若f (x )＝32－x －1与g (x )＝x 2－a e x 互为“1度零点函数”，则实数a 的取值范围为________．答案 ⎝⎛⎦⎤1e ，4e 2解析 由题意可知f (2)＝0，且f (x )在R 上单调递减，所以函数f (x )只有一个零点2，由|2－β|<1，得1<β<3，所以函数g (x )＝x 2－a e x 在区间(1,3)上存在零点．由g (x )＝x 2－a e x ＝0，得a ＝x 2e x . 令h (x )＝x 2e x ，则h ′(x )＝2x －x 2e x ＝x (2－x )e x，所以h (x )在区间(1,2)上单调递增，在区间(2,3)上单调递减，且h (1)＝1e ，h (2)＝4e 2，h (3)＝9e 3>1e，要使函数g (x )在区间(1,3)上存在零点，只需a ∈⎝⎛⎦⎤1e ，4e 2.。
方法技巧专题15方程的解与函数的零点问题
方法技巧专题15方程的解与函数的零点问题方程的解与函数的零点问题是数学中的一个重要概念和技巧。
解方程是数学中的基础操作，它是指找出能够满足给定条件的未知数的值。
而函数的零点则是指函数取零值的横坐标值。
本文将介绍一些常用的方法和技巧来解决方程的解与函数的零点问题。
一、一次方程与一次函数的零点问题一次方程是指形如ax + b = 0的方程，其中a、b为实数，且a≠0。
解一次方程的方法是将未知量移到一边，常数移到另一边，然后用系数除以未知量的系数，求出未知量的值。
例如求解方程2x + 3 = 0，可以将3移到等号右边，得到2x = -3，再除以2，得到x = -3/2，即方程的解为x = -3/2、而一次函数的零点则是指函数图像与x轴的交点，即函数取零值的横坐标值。
求一次函数的零点与解一次方程类似，将函数值设为0，将未知量移到一边，常数移到另一边，然后用系数除以未知量的系数，求出未知量的值。
二、二次方程与二次函数的零点问题二次方程是指形如ax^2 + bx + c = 0的方程，其中a、b、c为实数，且a≠0。
解二次方程的方法有配方法、因式分解法和求根公式法。
配方法是指通过变形将二次方程转化为一次方程的求解过程。
例如，对于方程x^2 + 3x + 2 = 0，可以通过将方程左边的二次项与右边的系数进行相互配对，然后将一次项系数的两倍加在方程左边和右边的常数项上，得到(x + 1)^2 - 1 = 0，然后再通过移项和因式分解的方法，得到(x + 2)(x + 1) = 0，进而求出方程的解为x = -2和x = -1、而二次函数的零点则是指函数图像与x轴的交点，即函数取零值的横坐标值。
求二次函数的零点与解二次方程类似，将函数值设为0，将未知量移到一边，常数移到另一边，然后通过配方法、因式分解法或求根公式法，求出未知量的值。
三、高次方程与高次函数的零点问题高次方程是指次数大于2的方程，如三次方程x^3+2x^2-x+1=0。
数学中的函数零点与方程求解技巧
数学中的函数零点与方程求解技巧在数学中，函数零点以及方程的求解是重要的概念和技巧。
它们在代数、几何和应用数学中都扮演着关键的角色。
本文将探讨函数零点和方程求解的相关概念以及解题技巧。
一、函数零点函数零点指的是函数取零值的点，即函数的输入使函数的输出等于零。
函数零点也叫做函数的根，表示为f(x) = 0。
要找到函数的零点，我们需要使用一些特定的方法和技巧。
1. 解析法解析法是找到函数零点的一种常用方法。
对于一些特殊的函数，我们可以通过运用代数技巧来求解零点。
例如，对于一次函数f(x) = ax + b，其零点可以通过令ax + b = 0来求解，解得x = -b/a。
对于二次函数f(x) = ax^2 + bx + c，我们可以使用求根公式来求解零点，即x = (-b±√(b^2-4ac))/(2a)。
2. 图像法图像法是另一个找到函数零点的常用方法。
我们可以绘制函数的图像，在坐标系中观察函数与x轴的交点，那些交点就是函数的零点。
这种方法在直观上帮助我们理解函数的性质，并且可以在一定程度上验证我们通过解析法得到的结果。
二、方程的求解技巧方程的求解是数学中的重要课题之一，也是解决实际问题的关键。
不同类型的方程有不同的求解技巧，下面我们将介绍一些常见的方程求解技巧。
1. 一元一次方程的求解一元一次方程指的是只有一个未知数，并且未知数的最高次数为一的方程。
例如，2x + 3 = 5就是一个一元一次方程。
解这种方程的常用方法是移项和消项。
我们可以通过移动所有含有未知数的项到一边，并消除方程中的常数项，最终得到未知数的值。
2. 一元二次方程的求解一元二次方程是一个最高次数为二的方程，一般形式为ax^2 + bx +c = 0。
解一元二次方程的常用方法是使用求根公式或配方法。
我们可以使用求根公式来直接求解方程的根。
如果使用配方法，我们要将方程变形为完全平方的形式，然后求解方程。
3. 线性方程组的求解线性方程组是多个含有多个未知数的方程组成的系统。
函数与方程之零点定理应用
.
解析： 因为函数f ( x )＝ax－b(b ≠ 0)的零点是3， 将它代入函数g ( x )＝bx 2＋3ax中，
则此零点所在区间是 ( C． 2 ) (1, A． 4 ) ( 3,
2.已知函数f ( x )＝x3－x－1仅有一个正零点， B． ) ( 2,3 D． ) ( 0,1
因为 |1.375－1.3125 | ＝0.0625 < 0.1，所以函数的 故函数零点的近似值为1.3125.
零点落在区间长度小于0.1的区间[1.3125,1.375]内，
评析：1.求函数零点的近似值的关键是判断二 分法求值过程中，区间长度是否小于精确度ξ， 当区间长度小于精确度ξ时，运算结束，而此 时取的中点值即为所求，当然也可取区间端点 的另一个值． 2．“精确度”与“精确到”是两个不同的概念， 精确度最后的结果不能四舍五入，而精确到只 需区间两个端点的函数值满足条件，即取近似 值之后相同，则此时四舍五入的值即为零点的 近似解．
f(1.5)＝0.625 f(1.4375)＝0.162
f(1.40625)＝－0.054
解析： 由于f (1.4375 )＝0.162 > 0， f (1.40625 )＝－0.054 < 0， 且 |1.40625－1.4375 | ＝0.03125 < 0.1， 所以由二分法可知 其根在区间(1.40625,1.4375 ) 上，故选C.
1、结合二次函数的图象，了解函数的零点与方程 的根的联系，判断一元二次方程根的存在性及根 的个数． 2、结合具体函数的图象，能用二分法求近似解．
1.若函数f ( x )＝ax－b(b ≠ 0)有一个零点3， 那么函数g ( x )＝bx 2＋3ax的零点是
函数与方程思想解决一元三次函数零点问题
函数与方程思想解决一元三次函数零点问题方程的根与函数的零点将方程与函数紧密联系在一起，他告诉我们求方程的根可以通过求函数的零点产生，当然，求函数的零点也可以通过求方程的根产生。
二分法是通过函数的零点求方程的近似解的一种方法，在用二分法求方程的近似解中均蕴涵了“函数与方程的思想”和“数形结合的思想”。
函数零点的概念是在分析了众多图像的基础上，由图像与x 轴的位置关系得到的一个形象的概念，准确认识零点的概念要注意以下几点：（1）函数的零点是实数，是函数的图像与x轴交点的横坐标，而不是一个点；（2）函数y=f（x）的零点也是方程f（x）=0的实数解；（3）并非所有的函数都有零点。
判断函数零点个数的方法：（1）函数和方程是密切相关的，对于函数y=f（x），当y=0时，就转化为方程f（x）=0，也可以把函数式y=f（x）看做二元方程y-f（x）=0。
令f（x）=0直接求出方程的解，有几个解函数就有几个零点，这里涉及到解方程的问题数零点就是函数的图像与x轴的交点的横坐标就是对应方程的根，函数有几个零点对应方程就有几个根。
对于二次函数的零点非常有研究的价值：它涉及判别式、韦达定理、二次函数的图像等重要知识点。
研究二次函数的零点有利于培养学生综合运用数形结合思想、函数与方程思想、分类讨论思想等多种数学思想方法（2）如果函数y=f（x）在[a，b]上图象是连续的，并且在闭区间的两个端点上的函数值互异即f（a）f（b）0，且是单调函数，那么，这个函数在（a，b）内必有惟一的一个零点。
利用零点存在定理结合函数图像与性质（如单调性、奇偶性）确定函数零点的个数；（3）通过函数图像与x轴的交点个数，或将其转化为两函数的图像交点的个数来确定函数零点的个数，体现数形结合思想的应用。
数形结合是一个重要的数学思想，就是使抽象思维和形象思维相互作用，实现数量关系与图形性质的相互转化，将抽象的数量关系和直观的图形结合起来研究数学问题。
函数与方程之函数零点的个数问题
函数零点的个数问题一、知识点讲解与分析：1、零点的定义：一般地，对于函数()()y f x x D =∈，我们把方程()0f x =的实数根x 称为函数()()y f x x D =∈的零点2、函数零点存在性定理：设函数()f x 在闭区间[],a b 上连续，且()()0f a f b <，那么在开区间(),a b 内至少有函数()f x 的一个零点，即至少有一点()0,x a b ∈，使得()00f x =。
（1）()f x 在[],a b 上连续是使用零点存在性定理判定零点的前提 （2）零点存在性定理中的几个“不一定”（假设()f x 连续）① 若()()0f a f b <，则()f x 的零点不一定只有一个，可以有多个 ② 若()()0f a f b >，那么()f x 在[],a b 不一定有零点 ③ 若()f x 在[],a b 有零点，则()()f a f b 不一定必须异号3、若()f x 在[],a b 上是单调函数且连续，则()()()0f a f b f x <⇒在(),a b 的零点唯一4、函数的零点，方程的根，两图像交点之间的联系设函数为()y f x =，则()f x 的零点即为满足方程()0f x =的根，若()()()f x g x h x =-,则方程可转变为()()g x h x =，即方程的根在坐标系中为()(),g x h x 交点的横坐标，其范围和个数可从图像中得到。
由此看来，函数的零点，方程的根，两图像的交点这三者各有特点，且能相互转化，在解决有关根的问题以及已知根的个数求参数范围这些问题时要用到这三者的灵活转化。
（详见方法技巧） 二、方法与技巧：1、零点存在性定理的应用：若一个方程有解但无法直接求出时，可考虑将方程一边构造为一个函数，从而利用零点存在性定理将零点确定在一个较小的范围内。
例如：对于方程ln 0x x +=，无法直接求出根，构造函数()ln f x x x =+，由()110,02f f ⎛⎫>< ⎪⎝⎭即可判定其零点必在1,12⎛⎫ ⎪⎝⎭中2、函数的零点，方程的根，两函数的交点在零点问题中的作用（1）函数的零点：工具：零点存在性定理作用：通过代入特殊值精确计算，将零点圈定在一个较小的范围内。
高一数学重点：零点问题的解题方法
谈函数与方程(零点问题)的解题方法——解题技能篇从近几年高考试题看，函数的零点、方程的根的问题是高考的热点，题型主要以选择题、填空题为主，难度中等及以上．主要考查转化与化归、数形结合及函数与方程的思想．(1)函数零点的定义对于函数y＝f(x) (x∈D)，把使f(x)＝0成立的实数x叫做函数y＝f(x) (x∈D)的零点．(2)零点存在性定理(函数零点的判定)若函数y＝f(x)在闭区间[a，b]上的图像是连续曲线，并且在区间端点的函数值符号相反，即f(a)·f(b)＜0，则在区间(a，b)内，函数y＝f(x)至少有一个零点，即相应方程f(x)＝0在区间(a，b)内至少有一个实数解．也可以说：如果函数y＝f(x)在区间[a，b]上的图象是连续不断的一条曲线，并且有f(a)·f(b)＜0，那么，函数y＝f(x)在区间(a，b)内有零点，即存在c∈(a，b)，使得f(c)＝0，这个c也就是方程f(x)＝0的根．[提醒] 此定理只能判断出零点存在，不能确定零点的个数．(3)几个等价关系函数y＝f(x)有零点⇔方程f(x)＝0有实数根⇔函数y＝f(x)的图象与函数y＝0(即x轴)有交点．推广：函数y＝f(x)－g(x)有零点⇔方程f(x)－g(x)＝0有实数根⇔函数y＝f(x)－g(x)的图象与y ＝0(即x轴)有交点．推广的变形：函数y＝f(x)－g(x)有零点⇔方程f(x)＝g(x)有实数根⇔函数y＝f(x)的图象与y＝g(x)有交点．1．函数的零点是函数y＝f(x)与x轴的交点吗？是否任意函数都有零点？提示：函数的零点不是函数y＝f(x)与x轴的交点，而是y＝f(x)与x轴交点的横坐标，也就是说函数的零点不是一个点，而是一个实数；并非任意函数都有零点，只有f(x)＝0有根的函数y＝f(x)才有零点．2．若函数y＝f(x)在区间(a，b)内有零点，一定有f(a)·f(b)<0吗？提示：不一定，如图所示，f(a)·f(b)>0．3．若函数y＝f(x)在区间(a，b)内，有f(a)·f(b)<0成立，那么y＝f(x)在(a，b)内存在唯一的零点吗？提示：不一定，可能有多个．(4)二次函数y＝ax2＋bx＋c (a>0)的图象与零点的关系Δ＝b2－4ac Δ＞0Δ＝0Δ＜0二次函数y＝ax2＋bx＋c(a＞0)的图象与x轴的交点(x1，0)，(x2，0) (x1，0) 无交点零点个数210对于日后的考试中仍以考查函数的零点、方程的根和两函数图象交点横坐标的等价转化为主要考点，涉及题目的主要考向有：1．函数零点的求解与所在区间的判断；2．判断函数零点个数；3．利用函数的零点求解参数及取值范围．考向一、函数零点的求解与所在区间的判断1．(2015·温州十校联考)设f(x)＝ln x＋x－2，则函数f(x)的零点所在的区间为( )A．(0，1) B．(1，2)C ．(2，3)D ．(3，4)【解析】法一：∵f (1)＝ln 1＋1－2＝－1＜0，f (2)＝ln 2＞0，∴f (1)·f (2)＜0，∵函数f (x )＝ln x ＋x －2的图象是连续的，∴函数f (x )的零点所在的区间是(1，2)．法二：函数f (x )的零点所在的区间转化为函数g (x )＝ln x ，h (x )＝－x ＋2图象交点的横坐标所在的范围，如图所示，可知f (x )的零点所在的区间为(1，2)．【答案】B2．(2015·西安五校联考)函数y ＝ln(x ＋1)与y ＝1x的图象交点的横坐标所在区间为( )A ．(0，1)B ．(1，2)C ．(2，3)D ．(3，4)【解析】函数y ＝ln(x ＋1)与y ＝1x 的图象交点的横坐标，即为函数f (x )＝ln(x ＋1)－1x的零点，∵f (x )在(0，＋∞)上为增函数，且f (1)＝ln 2－1＜0，f (2)＝ln 3－12＞0，∴f (x )的零点所在区间为(1，2)．【答案】B3．函数f (x )＝3x －7＋ln x 的零点位于区间(n ，n ＋1)(n ∈N )内，则n ＝________．【解析】求函数f (x )＝3x －7＋ln x 的零点，可以大致估算两个相邻自然数的函数值，如f (2)＝－1＋ln 2，由于ln 2＜ln e ＝1，所以f (2)＜0，f (3)＝2＋ln 3，由于ln 3＞1，所以f (3)＞0，所以函数f (x )的零点位于区间(2，3)内，故n ＝2．【答案】24．(2015·长沙模拟)若a ＜b ＜c ，则函数f (x )＝(x －a )(x －b )＋(x －b )(x －c )＋(x －c )(x －a )的两个零点分别位于区间( )A ．(a ，b )和(b ，c )内B ．(－∞，a )和(a ，b )内C ．(b ，c )和(c ，＋∞)内D ．(－∞，a )和(c ，＋∞)内【解析】本题考查零点的存在性定理．依题意得f (a )＝(a －b )(a －c )＞0，f (b )＝(b －c )(b －a )＜0，f (c )＝(c －b )(c －a )＞0，因此由零点的存在性定理知f (x )的零点位于区间(a ，b )和(b ，c )内．【答案】A5．(2014·高考湖北卷)已知f (x )是定义在R 上的奇函数，当x ≥0时，f (x )＝x 2－3x ，则函数g (x )＝f (x )－x ＋3的零点的集合为( )A ．{1，3}B ．{－3，－1，1，3}C ．{2－7，1，3}D ．{－2－7，1，3}【解析】令x ＜0，则－x ＞0，所以f (x )＝－f (－x )＝－[(－x )2－3(－x )]＝－x 2－3x ．求函数g (x )＝f (x )－x ＋3的零点等价于求方程f (x )＝－3＋x 的解．当x ≥0时，x 2－3x ＝－3＋x ，解得x 1＝3，x 2＝1；当x ＜0时，－x 2－3x ＝－3＋x ，解得x 3＝－2－7．【答案】D确定函数f (x )零点所在区间的方法(1)解方程法：当对应方程f (x )＝0易解时，可先解方程，再看解得的根是否落在给定区间上． (2)利用函数零点的存在性定理：首先看函数y ＝f (x )在区间[a ，b ]上的图象是否连续，再看是否有f (a )·f (b )＜0．若有，则函数y ＝f (x )在区间(a ，b )内必有零点．(3)数形结合法：通过画函数图象，观察图象与x 轴在给定区间上是否有交点来判断．1．已知函数f (x )＝6x－log 2x ，在下列区间中，包含f (x )零点的区间是( )A ．(0，1)B ．(1，2)C ．(2，4)D ．(4，＋∞)【解析】因为f (1)＝6－log 21＝6＞0，f (2)＝3－log 22＝2＞0，f (4)＝32－log 24＝－12＜0，所以函数f (x )的零点所在区间为(2，4)．【答案】C2．方程log 3x ＋x ＝3的根所在的区间为( )。
高中数学-函数零点问题及例题解析
高中数学-函数零点问题及例题解析高中数学-函数零点问题及例题解析一、函数与方程基本知识点1、函数零点：（变号零点与不变号零点）1) 对于函数 y=f(x)，将方程 f(x)=0 的实数根称为函数y=f(x) 的零点。
2) 方程 f(x)=0 有实根⇔函数 y=f(x) 的图像与 x 轴有交点⇔函数 y=f(x) 有零点。
若函数 f(x) 在区间 [a,b] 上的图像是连续的曲线，则 f(a)f(b)<0 是 f(x) 在区间 (a,b) 内有零点的充分不必要条件。
2、二分法：对于在区间 [a,b] 上连续不断且 f(a)f(b)<0 的函数 y=f(x)，通过不断地把函数 y=f(x) 的零点所在的区间一分为二，使区间的两个端点逐步逼近零点，进而得到零点的近似值的方法叫做二分法。
二、函数与方程解题技巧零点是经常考察的重点，对此部分的做题方法总结如下：一）函数零点的存在性定理指出：“如果函数 y=f(x) 在区间 [a,b] 上的图象是连续不断的一条曲线，并且 f(a)f(b)<0，那么，函数 y=f(x) 在区间 (a,b) 内有零点，即存在 c∈(a,b)，使得f(c)=0，这个 c 也是方程 f(x)=0 的根”。
根据函数零点的存在性定理判断函数在某个区间上是否有零点（或方程在某个区间上是否有根）时，一定要注意该定理是函数存在零点的充分不必要条件。
例如，函数 f(x)=ln(x+1)-2 的零点所在的大致区间是 ( )。
分析：显然函数 f(x)=ln(x+1)-2 在区间 [1,2] 上是连续函数，且 f(1)0，所以由根的存在性定理可知，函数 f(x)=ln(x+1)-2 的零点所在的大致区间是 (1,2)，选 B。
二）求解有关函数零点的个数（或方程根的个数）问题。
函数零点的存在性定理，它仅能判断零点的存在性，不能求出零点的个数。
对函数零点的个数问题，我们可以通过适当构造函数，利用函数的图象和性质进行求解。
二次函数的零点与方程求解
二次函数的零点与方程求解二次函数是一种常见的数学函数，它的一般形式为y = ax² + bx + c，其中a、b和c是实数且a不等于零。
在解析几何和代数学中，二次函数起着重要的作用。
本文将介绍二次函数的零点与方程求解的方法与应用。
一、二次函数的零点零点是指函数的值等于零的横坐标值。
对于二次函数，零点就是使得函数等于零的横坐标。
要找出二次函数的零点，可以使用以下方法。
1.1 因式分解法如果二次函数能够因式分解，那么它的零点可以通过令函数的各个因子等于零来求解。
例如，对于二次函数y = (x - 2)(x + 3)，将它的两个因子分别等于零得到x - 2 = 0和x + 3 = 0，解得x = 2和x = -3。
因此，该二次函数的零点为2和-3。
1.2 完全平方公式对于一般形式的二次函数y = ax² + bx + c，可以使用完全平方公式来求解零点。
完全平方公式的表达式为x = (-b ± √(b² - 4ac)) / (2a)。
首先计算判别式D = b²- 4ac，如果D大于等于零，则二次函数存在零点；如果D小于零，则二次函数无零点。
然后，将计算得到的D代入完全平方公式，即可得到二次函数的零点。
1.3 图像法通过绘制二次函数的图像，可以直观地找到函数的零点。
在坐标系上绘制出二次函数的图像后，观察函数与x轴的交点即为零点。
通过平移、伸缩和翻转等图像变换，可以更清楚地看到函数的零点。
二、二次方程的求解除了求二次函数的零点外，还经常需要解二次方程。
二次方程是指形如ax² + bx + c = 0的方程，其中a、b和c是已知的实数且a不等于零。
解二次方程需要使用以下方法。
2.1 因式分解法如果二次方程能够因式分解，那么它的解可以通过令方程的各个因子等于零来求解。
例如，对于二次方程x² - 5x + 6 = 0，可以将其因式分解为(x - 2)(x - 3) = 0，解得x = 2和x = 3。
函数的零点与方程的解(基础知识+基本题型)(含解析)
4.5.1函数的零点与方程的解（基础知识+基本题型）知识点一 函数的零点1.函数零点的概念对于函数()y f x =，我们把使()0f x =的实数x 叫做函数()y f x =的零点.2.函数零点与方程的根之间的关系方程()0f x =有零点⇔函数()y f x =的图象与x 轴有交点⇔函数()y f x =有零点.由此可知，求()0f x =的实数根，就是确定函数()y f x =的零点，一般地，对于不能用公式求根的方程()0f x =来说，我们可以将它与函数()y f x =联系起来，利用函数的性质找出零点，从而求出方程的根. 提示：（1）并不是所有的函数都有零点，如函数1()f x x=就没有零点. （2）方程不同实数根的个数⇔函数图象与x 轴交点的个数⇔函数零点的个数.（3）函数的零点不是点：我们把使()0f x =的实数x 叫做函数()y f x =的零点，因此，函数的零点不是点，是函数()y f x =的图象与x 轴交点的横坐标，即零点是一个实数.当函数的自变量取这一实数时，其函数值为零.知识点二 函数零点存在性定理1. 零点存在性定理如果函数()y f x =在区间[,]a b 上的图象是一条连续不断的一条曲线，并且有()()0f a f b ⋅<，那么函数()y f x =在区间(,)a b 内有零点，即存在(,)c a b ∈，使得()0f c =，这个c 也是方程()0f x =的根.2. 零点存在性定理的适用条件（1）判断零点是否存在是存在闭区间[,]a b 上进行的.（2）函数()y f x =在[,]a b 上的图象应是连续无间断的一条曲线.（3）()()0f a f b ⋅<是关键条件，即两端点的函数值必须异号.（4）如果函数()y f x =在两端点处的函数值(),()f a f b 异号，则函数()y f x =的图象至少穿过x 轴一次，即方程()0f x =在区间(,)a b 内至少有一个实根c .3. 零点存在性定理的使用范围（1）此定理只能判断出零点的存在性，而不能判断出零点的个数。
函数零点问题的求解“四法”
点评 此类方法一般适用于二次函数 在 Ｙ轴 两侧 ，
的零点 、 一些 可 以 因式 分 解 的 高 次 函数 的零 点 等．
２ ．利用 图象
一
般 的函数 零 点 个 数 的确 定 性 问题 ， 往
往把 对应 的 函数转 化 为两 个 基本 初 等 函数 ， 利用 两 函数 的 图 象 的交 点 个 数 来 确 定 对 应
（ 一３ ） ：１ ６ ＞ｏ ， 方程有 两个不 相等实数根 ，
又ｚ ＋２ ｘ一 ３： （ ＋３ ） （ Ｘ一 １ ） 一０ ， ｚ １ —１ ，
７ 。
圈 ｌ
： 一３ 所以 厂 （ ｚ ） 的零 点 为 １ ， 一３ ．
由 图 １易 知 ， 两 图象 有 两 个交 点 且 分别 所 以函数 有 一个 正 零 点 和 一个 负零 点 ， 故 填答 案 ： Ｄ． 函数 ：ｇ （ ｚ ） －ｈ （ ｘ ） 的零点 ， 实 际上是曲线 —ｇ （ ｚ ） 与 一 （ ｚ ） 的交点的横坐 标． 函数零点 的个数与交点的个数 相同 ， 故可 以 转化为考虑两个简 单 的基 本初等 函数 ， 一般 通 过作 出基本的图象来分析与处理的问题．
二 次方程 至 多有两 个 实根 ， 所 以 （ ｚ ） 有 两个 零 点． 故填 答 案 ： （ ｎ ， ６ ） ， （ ６ ， ｃ ） ．
解 由于厂 （ １ ） 一一２ ＜ｏ ， （ ２ ） 一５ ＞ｏ ，
因此 区间 ［ １ ， ２ ］ 作为计 算的初始 区间 ， 用二 分 法逐 次计算 ， 如下 表 ：
断对应 的方程 是否 有 实 数 根 ， 再 通 过 因式 分
解法 、 配方 法或 公 式 法来 求 解 相 应 的 方程 的
高一零点问题的解题方法
从近几年高考试题看;函数的零点、方程的根的问题是高考的热点;题型主要以选择题、填空题为主;难度中等及以上．主要考查转化与化归、数形结合及函数与方程的思想．1函数零点的定义对于函数y＝fx x∈D;把使fx＝0成立的实数x叫做函数y＝fx x∈D的零点．2零点存在性定理函数零点的判定若函数y＝fx在闭区间a;b上的图像是连续曲线;并且在区间端点的函数值符号相反;即fa·fb＜0;则在区间a;b内;函数y＝fx至少有一个零点;即相应方程fx＝0在区间a;b内至少有一个实数解．也可以说：如果函数y＝fx在区间a;b上的图象是连续不断的一条曲线;并且有fa·fb＜0;那么;函数y＝fx在区间a;b内有零点;即存在c∈a;b;使得fc＝0;这个c 也就是方程fx＝0的根．提醒此定理只能判断出零点存在;不能确定零点的个数．3几个等价关系函数y＝fx有零点方程fx＝0有实数根函数y＝fx的图象与函数y＝0即x 轴有交点．推广：函数y＝fx－gx有零点方程fx－gx＝0有实数根函数y＝fx－gx的图象与y＝0即x轴有交点．推广的变形：函数y＝fx－gx有零点方程fx＝gx有实数根函数y＝fx的图象与y＝gx有交点．1．函数的零点是函数y＝fx与x轴的交点吗是否任意函数都有零点提示：函数的零点不是函数y＝fx与x轴的交点;而是y＝fx与x轴交点的横坐标;也就是说函数的零点不是一个点;而是一个实数；并非任意函数都有零点;只有fx＝0有根的函数y＝fx才有零点．2．若函数y＝fx在区间a;b内有零点;一定有fa·fb<0吗提示：不一定;如图所示;fa·fb>0．3．若函数y＝fx在区间a;b内;有fa·fb<0成立;那么y＝fx在a;b内存在唯一的零点吗提示：不一定;可能有多个．4二次函数y＝ax2＋bx＋c a>0的图象与零点的关系价转化为主要考点;涉及题目的主要考向有：1．函数零点的求解与所在区间的判断；2．判断函数零点个数；3．利用函数的零点求解参数及取值范围．考向一、函数零点的求解与所在区间的判断1．2015·温州十校联考设fx＝ln x＋x－2;则函数fx的零点所在的区间为A．0;1 B．1;2C．2;3 D．3;4解析法一：∵f1＝ln 1＋1－2＝－1＜0;f2＝ln 2＞0;∴f1·f2＜0;∵函数fx＝ln x＋x－2的图象是连续的;∴函数fx的零点所在的区间是1;2．法二：函数fx的零点所在的区间转化为函数gx＝ln x;hx＝－x＋2图象交点的横坐标所在的范围;如图所示;可知fx的零点所在的区间为1;2．答案B2．2015·西安五校联考函数y＝ln x＋1与y＝错误!的图象交点的横坐标所在区间为A．0;1 B．1;2C．2;3 D．3;4解析函数y＝ln x＋1与y＝错误!的图象交点的横坐标;即为函数fx＝ln x＋1－错误!的零点;∵fx在0;＋∞上为增函数;且f1＝ln 2－1＜0;f2＝ln 3－错误!＞0;∴fx的零点所在区间为1;2．答案B3．函数fx＝3x－7＋ln x的零点位于区间n;n＋1n∈N内;则n＝________．解析求函数fx＝3x－7＋ln x的零点;可以大致估算两个相邻自然数的函数值;如f2＝－1＋ln 2;由于ln 2＜ln e＝1;所以f2＜0;f3＝2＋ln 3;由于ln 3＞1;所以f3＞0;所以函数fx的零点位于区间2;3内;故n＝2．答案24．2015·长沙模拟若a＜b＜c;则函数fx＝x－ax－b＋x－bx－c＋x－cx－a的两个零点分别位于区间A．a;b和b;c内B．－∞;a和a;b内C．b;c和c;＋∞内D．－∞;a和c;＋∞内解析本题考查零点的存在性定理．依题意得fa＝a－ba－c＞0;fb＝b－cb－a＜0;fc＝c－bc－a＞0;因此由零点的存在性定理知fx的零点位于区间a;b和b;c内．答案A5．2014·高考湖北卷已知fx是定义在R上的奇函数;当x≥0时;fx＝x2－3x;则函数gx＝fx－x＋3的零点的集合为A．{1;3} B．{－3;－1;1;3}C．{2－错误!;1;3} D．{－2－错误!;1;3}解析令x＜0;则－x＞0;所以fx＝－f－x＝－－x2－3－x＝－x2－3x．求函数gx＝fx－x＋3的零点等价于求方程fx＝－3＋x的解．当x≥0时;x2－3x＝－3＋x;解得x1＝3;x2＝1；当x＜0时;－x2－3x＝－3＋x;解得x3＝－2－错误!．答案D确定函数fx零点所在区间的方法1解方程法：当对应方程fx＝0易解时;可先解方程;再看解得的根是否落在给定区间上．2利用函数零点的存在性定理：首先看函数y＝fx在区间a;b上的图象是否连续;再看是否有fa·fb＜0．若有;则函数y＝fx在区间a;b内必有零点．3数形结合法：通过画函数图象;观察图象与x轴在给定区间上是否有交点来判断．1．已知函数fx＝错误!－log2x;在下列区间中;包含fx零点的区间是A．0;1 B．1;2 C．2;4 D．4;＋∞解析因为f1＝6－log21＝6＞0;f2＝3－log22＝2＞0;f4＝错误!－log24＝－错误!＜0;所以函数fx的零点所在区间为2;4．答案C2．方程log3x＋x＝3的根所在的区间为A．0;1 B．1;2 C．2;3 D．3;4解析法一：方程log3x＋x＝3的根即是函数fx＝log3x＋x－3的零点;由于f2＝log32＋2－3＝log32－1<0;f3＝log33＋3－3＝1>0且函数fx在0;＋∞上为单调增函数．∴函数fx的零点即方程log3x＋x＝3的根所在区间为2;3．法二：方程log3x＋x＝3的根所在区间即是函数y1＝log3x与y2＝3－x交点横坐标所在区间;两函数图象如图所示．由图知方程log3x＋x＝3的根所在区间为2;3．答案C3．2015·武汉调研设a1;a2;a3均为正数;λ1＜λ2＜λ3;则函数fx＝错误!＋错误!＋错误!的两个零点分别位于区间A．－∞;λ1和λ1;λ2内B．λ1;λ2和λ2;λ3内C．λ2;λ3和λ3;＋∞内D．－∞;λ1和λ3;＋∞内解析本题考查函数与方程．利用零点存在定理求解．当x∈λ1;λ2时;函数图象连续;且x→λ1;fx→＋∞;x→λ2;fx→－∞;所以函数fx在λ1;λ2上一定存在零点；同理当x∈λ2;λ3时;函数图象连续;且x→λ2;fx→＋∞;x→λ3;fx→－∞;所以函数fx 在λ2;λ3上一定存在零点;故选B．答案B考向二、判断函数零点个数1．已知函数fx＝错误!满足f0＝1;且f0＋2f－1＝0;那么函数gx＝fx＋x的零点个数为________．解析∵f0＝1;∴c＝1;又∵f0＋2f－1＝0;∴f－1＝－1－b＋1＝－错误!;∴b＝错误!．∴当x＞0时;gx＝2x－2＝0有唯一解x＝1；当x≤0时;gx＝－x2＋错误!x＋1;令gx＝0得x＝－错误!或x＝2舍去;综上可知;gx＝fx＋x有2个零点．答案22．2013·高考天津卷函数fx＝2x|log0.5x|－1的零点个数为A．1 B．2C．3 D．4解析由fx＝2x|log0.5x|－1＝0;可得|log0．5x|＝错误!x．设gx＝|log0.5x|;hx＝错误!x;在同一坐标系下分别画出函数gx;hx的图象;可以发现两个函数图象一定有2个交点;因此函数fx有2个零点．答案B3．2015·高考天津卷已知函数fx＝错误!函数gx＝3－f2－x;则函数y＝fx－gx 的零点个数为A．2 B．3C．4 D．5解析分别画出函数fx;gx的草图;观察发现有2个交点．答案A4．若定义在R上的偶函数fx满足fx＋2＝fx;且当x∈0;1时;fx＝x;则函数y＝fx－log3|x|的零点个数是________．解析由题意知;fx是周期为2的偶函数．在同一坐标系内作出函数y＝fx及y＝|x|的图象;如下：观察图象可以发现它们有4个交点;即函数y＝fx－log3|x|有4 log3个零点．答案4判断函数零点个数的方法1解方程法：令fx＝0;如果能求出解;则有几个解就有几个零点．2零点存在性定理法：利用定理不仅要求函数在区间a;b上是连续不断的曲线;且fa·fb＜0;还必须结合函数的图象与性质如单调性、奇偶性、周期性、对称性才能确定函数有多少个零点或零点值所具有的性质．3数形结合法：转化为两个函数的图象的交点个数问题．先画出两个函数的图象;看其交点的个数;其中交点的横坐标有几个不同的值;就有几个不同的零点．1．2015·淄博期末函数fx＝x－ln x＋1－1的零点个数是________．解析函数fx＝x－ln x＋1－1的零点个数;即为函数y＝ln x＋1与y＝x－1图象的交点个数．在同一坐标系内分别作出函数y＝ln x＋1与y＝x－1的图象;如图;由图可知函数fx＝x－ln x＋1－1的零点个数是2．答案22．若定义在R上的函数fx满足fx＋2＝fx;且x∈－1;1时;fx＝1－x2;函数gx＝错误!则方程fx－gx＝0在区间－5;5上的解的个数为A．5 B．7C．8 D．10解析依题意得;函数fx是以2为周期的函数;在同一坐标系下画出函数y＝fx与函数y＝gx的图象;结合图象得;当x∈－5;5时;它们的图象的公共点共有8个;即方程fx－gx＝0在区间－5;5上的解的个数为8．答案C考向三、利用函数的零点求解参数及取值范围1．2014·合肥检测若函数fx＝ax2－x－1有且仅有一个零点;则实数a的取值为A．0 B．－错误!C．0或－错误!D．2解析当a＝0时;函数fx＝－x－1为一次函数;则－1是函数的零点;即函数仅有一个零点；当a≠0时;函数fx＝ax2－x－1为二次函数;并且仅有一个零点;则一元二次方程ax2－x－1＝0有两个相等实根．∴Δ＝1＋4a＝0;解得a＝－错误!．综上;当a ＝0或a＝－错误!时;函数仅有一个零点．答案C2．2014·洛阳模拟已知方程|x2－a|－x＋2＝0a＞0有两个不等的实数根;则实数a的取值范围是A．0;4 B．4;＋∞C．0;2 D．2;＋∞解析依题意;知方程|x2－a|＝x－2有两个不等的实数根;即函数y＝|x2－a|的图象与函数y＝x－2的图象有两个不同交点．如图;则错误!＞2;即a＞4．答案B3．已知函数fx＝log2x－错误!x;若实数x0是方程fx＝0的解;且0<x1<x0;则fx1的值为A．恒为负B．等于零C．恒为正D．不小于零解析在同一坐标系中作出y＝log2x和y＝错误!x的图象;由图象知fx1＜0．答案A4．2014·高考江苏卷已知fx是定义在R上且周期为3的函数;当x∈0;3时;fx ＝错误!．若函数y＝fx－a在区间－3;4上有10个零点互不相同;则实数a的取值范围是________．解析当x∈0;3时;fx＝错误!＝错误!;由fx是周期为3的函数;作出fx在－3;4上的图象;如图．函数y＝fx－a在区间－3;4上有互不相同的10个零点;即函数y＝fx;x∈－3;4与y＝a的图象有10个不同交点;在坐标系中作出函数fx在一个周期内的图象如图;可知当0＜a＜错误!时满足题意．答案错误!5．2015·湖北八校联考已知x∈R;符号x表示不超过x的最大整数;若函数fx＝错误!－ax≠0有且仅有3个零点;则a的取值范围是A．错误!∪错误!B．错误!∪错误!C．错误!∪错误!D．错误!∪错误!解析当0＜x＜1时;fx＝错误!－a＝－a；当1≤x＜2时;fx＝错误!－a＝错误!－a；当2≤x＜3时;fx＝错误!－a＝错误!－a；…．fx＝错误!－a的图象是把y＝错误!的图象进行纵向平移而得到的;画出y＝错误!的图象;如图所示;通过数形结合可知a ∈错误!∪错误!．答案A已知函数有零点方程有根求参数取值范围常用的方法：1直接法：直接根据题设条件构建关于参数的不等式;再通过解不等式确定参数范围．2分离参数法：先将参数分离;转化成求函数值域问题加以解决．3数形结合法：先对解析式变形;在同一平面直角坐标系中;画出函数的图象;然后数形结合求解．1．2015·莱芜一模已知函数fx＝错误!则函数fx的零点为A．错误!;0 B．－2;0C．错误!D．0解析当x≤1时;由fx＝2x－1＝0;解得x＝0；当x＞1时;由fx＝1＋log2x＝0;解得x＝错误!;又因为x＞1;所以此时方程无解．综上;函数fx的零点只有0．解析D2．已知函数fx＝错误!若函数gx＝fx－m有3个零点;则实数m的取值范围是________．解析画出fx＝错误!的图象;如图．由函数gx＝fx－m有3个零点;结合图象得：0＜m＜1;即m∈0;1．答案0;13．已知函数fx＝错误!有三个不同的零点;则实数a的取值范围是________．解析要使函数fx有三个不同的零点;则当x≤0时;方程2x－a＝0;即2x＝a必有一根;此时0＜a≤1；当x>0时;方程x2－3ax＋a＝0有两个不等实根;即方程x2－3ax＋a ＝0有2个不等正实根;于是错误!∴a＞错误!;故错误!＜a≤1．答案错误!必记结论有关函数零点的结论1若连续不断的函数fx在定义域上是单调函数;则fx至多有一个零点．2连续不断的函数;其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号．3连续不断的函数图象通过零点时;函数值可能变号;也可能不变号．1．2015·高考安徽卷下列函数中;既是偶函数又存在零点的是A．y＝cos x B．y＝sin xC．y＝ln x D．y＝x2＋1解析y＝cos x是偶函数;且存在零点；y＝sin x是奇函数；y＝ln x既不是奇函数又不是偶函数；y＝x2＋1是偶函数;但不存在零点．答案A2．函数fx＝2x－错误!－a的一个零点在区间1;2内;则实数a的取值范围是A．1;3 B．1;2C．0;3 D．0;2解析由题意知f1·f2＜0;即aa－3＜0;∴0＜a＜3．答案C3．2016·东城期末函数fx＝e x＋错误!x－2的零点所在的区间是A．错误!B．错误!C．1;2 D．2;3解析∵f错误!＝错误!－错误!＜错误!－错误!＜0;f1＝e－错误!＞0;∴零点在区间错误!上．答案B4．2014·昆明三中、玉溪一中统考若函数fx＝3ax＋1－2a在区间－1;1内存在一个零点;则a的取值范围是A．错误!B．－∞;－1∪错误!C．错误!D．－∞;－1解析当a＝0时;fx＝1与x轴无交点;不合题意;所以a≠0；函数fx＝3ax＋1－2a 在区间－1;1内是单调函数;所以f－1·f1＜0;即5a－1a＋1＞0;解得a＜－1或a＞错误!．答案B5．fx是R上的偶函数;fx＋2＝fx;当0≤x≤1时;fx＝x2;则函数y＝fx－|log5x|的零点个数为A．4 B．5 C．8 D．10解析由零点的定义可得fx＝|log5x|;两个函数图象如图;总共有5个交点;所以共有5个零点．答案B6．2014·开封模拟偶函数fx满足fx－1＝fx＋1;且当x∈0;1时;fx＝－x＋1;则关于x的方程fx＝lg x＋1在x∈0;9上解的个数是A．7 B．8 C．9 D．10解析依题意得fx＋2＝fx;所以函数fx是以2为周期的函数．在平面直角坐标系中画出函数y＝fx的图象与y＝lg x＋1的图象如图所示;观察图象可知;这两个函数的图像在区间0;9上的公共点共有9个;因此;当x∈0;9时;方程fx＝lg x＋1的解的个数是9．答案C7．2014·南宁模拟已知函数fx＝ln x＋3x－8的零点x0∈a;b;且b－a＝1;a;b∈N;则a＋b＝________．解析∵f2＝ln 2＋6－8＝ln 2－2<0;f3＝ln 3＋9－8＝ln 3＋1>0;且函数fx＝ln x＋3x－8在0;＋∞上为增函数;∴x0∈2;3;即a＝2;b＝3．∴a＋b＝5．答案58．已知函数y＝fx x∈R满足f－x＋2＝f－x;当x∈－1;1时;fx＝|x|;则y＝fx 与y＝log7x的交点的个数为________．解析因为f－x＋2＝f－x;所以y＝fx为周期函数;其周期为2．在同一直角坐标系中;画出函数y＝fx和y＝log7x的图象如图;当x＝7时;f7＝1;log77＝1;故y＝fx与y＝log7x共有6个交点．答案69．若函数y＝fxx∈R 满足fx＋2＝fx且x∈－1;1时;fx＝1－x2；函数gx＝lg|x|;则函数y＝fx与y＝gx的图象在区间－5;5内的交点个数共有________个．解析函数y＝fx以2为周期;y＝gx是偶函数;画出图象可知有8个交点．答案810．2015·高考湖南卷已知函数fx＝错误!若存在实数b;使函数gx＝fx－b有两个零点;则a的取值范围是________．解析令φx＝x3x≤a;hx＝x2x＞a;函数gx＝fx－b有两个零点;即函数y＝fx的图象与直线y＝b有两个交点;结合图象图略可得a＜0或φa＞ha;即a＜0或a3＞a2;解得a＜0或a＞1;故a∈－∞;0∪1;＋∞．答案－∞;0∪1;＋∞1．2014·高考山东卷已知函数fx＝|x－2|＋1;gx＝kx．若方程fx＝gx有两个不相等的实根;则实数k的取值范围是A．错误!B．错误! C．1;2 D．2;＋∞解析先作出函数fx＝|x－2|＋1的图象;如图所示;当直线gx＝kx与直线AB平行时斜率为1;当直线gx＝kx过A点时斜率为错误!;故fx＝gx有两个不相等的实根时;k的范围为错误!．答案B2．若函数fx＝a x－x－aa＞0且a≠1有两个零点;则实数a的取值范围是A．2;＋∞ B．错误! C．1;＋∞ D．0;1解析函数fx＝a x－x－aa＞0且a≠1有两个零点;就是函数y＝a x a＞0且a≠1与函数y＝x＋aa＞0且a≠1的图象有两个交点;由图1知;当0＜a＜1时;两函数的图象只有一个交点;不符合题意；由图2知;当a＞1时;因为函数y＝a x a＞1的图象与y轴交于点0;1;而直线y＝x＋a与y轴的交点一定在点0;1的上方;所以两函数的图象一定有两个交点;所以实数a的取值范围是a＞1．答案C3．2015·高考天津卷已知函数fx＝错误!函数gx＝b－f2－x;其中b∈R．若函数y＝fx－gx恰有4个零点;则b的取值范围是A．错误!B．错误! C．错误!D．错误!解析函数y＝fx－gx恰有4个零点;即方程fx－gx＝0;即b＝fx＋f2－x有4个不同的实数根;即直线y＝b与函数y＝fx＋f2－x的图象有4个不同的交点．又y＝fx＋f2－x＝错误!作出该函数的图象如图所示;由图可得;当错误!＜b＜2时;直线y＝b与函数y＝fx＋f2－x有4个交点．答案D4．已知函数fx满足fx＋1＝错误!;当x∈0;1时;fx＝x;若在区间－1;1内;函数gx＝fx－mx－m有两个零点;则实数m的取值范围是A．错误!B．错误! C．错误!D．错误!解析当x∈－1;0时;x＋1∈0;1．因为函数fx＋1＝错误!;所以fx＝错误!－1＝错误!－1＝－错误!.即fx＝错误!函数gx＝fx－mx－m在区间－1;1内有两个零点等价于方程fx＝mx＋1在区间－1;1内有两个根;令y＝mx＋1;在同一坐标系中画出函数y＝fx和y＝mx＋1的部分图象图略;可知当m∈错误!时;函数gx＝fx－mx－m有两个零点．答案A5．2014·高考天津卷已知函数fx＝错误!若函数y＝fx－a|x|恰有4个零点;则实数a的取值范围为________．解析画出函数fx的图象如图所示．函数y＝fx－a|x|有4个零点;即函数y1＝a|x|的图象与函数fx的图象有4个交点根据图象知需a＞0．当a＝2时;函数fx的图象与函数y1＝a|x|的图象有3个交点．故a＜2．当y1＝a|x|x≤0与y＝|x2＋5x＋4|相切时;在整个定义域内;fx的图象与y1＝a|x|的图象有5个交点;此时;由错误!得x2＋5－ax＋4＝0．由Δ＝0得5－a2－16＝0;解得a＝1;或a＝9舍去;则当1＜a＜2时;两个函数图象有4个交点．故实数a的取值范围是1＜a＜2．答案1;2考向四、二分法1定义：对于在区间a;b上连续不断且fa·fb＜0的函数y＝fx;通过不断地把函数fx的零点所在的区间一分为二;使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．2给定精确度ε;用二分法求函数fx零点近似值的步骤如下：①确定区间a;b;验证fa·fb<0;给定精确度ε；②求区间a;b的中点c；③计算fc；ⅰ若fc＝0;则c就是函数的零点；ⅱ若fa·fc＜0;则令b＝c此时零点x0∈a;c；ⅲ若fc·fb＜0;则令a＝c此时零点x0∈c;b．④判断是否达到精确度ε：即若|a－b|<ε;则得到零点近似值a或b；否则重复②③④．1．教材习题改编下列函数图象与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解析由图象可知;选项C所对应零点左右两侧的函数值的符号是相同的;故不能用二分法求解．解析C2．教材习题改编用二分法求函数y＝fx在区间2;4上的近似解;验证f2·f4＜0;给定精确度ε＝0.01;取区间2;4的中点x1＝错误!＝3;计算得f2·fx1＜0;则此时零点x0所在的区间为A．2;4 B．3;4C．2;3 D．2．5;3解析∵f2·f4＜0;f2·f3＜0;∴f3·f4＞0;∴零点x0所在的区间为2;3．解析C3．用二分法求方程x2＝2的正实根的近似解精确度0.001时;如果我们选取初始区间1.4;1.5;则要达到精确度要求至少需要计算的次数是________．解析设至少需要计算n次;由题意知错误!＜0．001;即2n＞100;由26＝64;27＝128知n＝7．解析7。
方程的根与函数的零点题型及解析
方程的根与函数的零点题型及解析1.求下列函数的零点1fx=x3+1；2fx=；3y=﹣x2+3x+4；4y=x2+4x+4．分析：根据函数零点的定义解fx=0,即可得到结论．解：1由fx=x3+1=0得x=﹣1,即函数的零点为﹣1；2由fx==0得x2+2x+1=0得x+12=0,得x=﹣1,即函数的零点为﹣1．3由y=﹣x2+3x+4=0,可得x﹣4x+1=0,所以函数的零点为4,﹣1；4y=x2+4x+4,可得x+22=0,所以函数的零点为﹣2．2.①求函数fx=2x+x﹣3的零点的个数；②求函数fx=log2x﹣x+2的零点的个数；③求函数的零点个数是多少分析：①由题意可判断fx是定义域上的增函数,从而求零点的个数；②由题意可得,函数y=log2x的图象和直线y=x﹣2的交点个数,数形结合可得结论．③由函数y=lnx的图象与函数y=的图象只有一个交点,可得函数fx=lnx-1／x的零点个数．解：①∵函数fx=2x+x﹣3单调递增,又∵f1=0,故函数fx=2x+x﹣3有且只有一个零点②函数fx=log2x﹣x+2的零点的个数,即函数y=log2x的图象和直线y=x﹣2的交点个数,如图所示：故函数y=log2x的图象红色部分和直线y=x﹣2蓝色部分的交点个数为2,即函数fx=log2x﹣x+2的零点的个数为2；③函数fx=lnx-1／x的零点个数就是函数y=lnx的图象与函数y=1／x的图象的交点的个数,由函数y=lnx的图象与函数y=1／x的图象只有一个交点,如图所示,可得函数fx=lnx-1／x的零点个数是13.①已知方程x2﹣3x+a=0在区间2,3内有一个零点,求实数a的取值范围②已知a是实数,函数fx=﹣x2+ax﹣3在区间0,1与2,4上各有一个零点,求a的取值．③已知函数fx=x2﹣2ax+4在区间1,2上有且只有一个零点,求a的取值范围分析：①由已知,函数fx在区间2,3内有一个零点,它的对称轴为x=3／2,得出不等式组,解出即可；②若函数fx=﹣x2+ax﹣3在区间0,1与2,4上各有一个零点,则f0＜0,f1＞0,f2＞0,f4＜0,解得答案；③若函数fx=x2﹣2ax+4只有一个零点,则△=0,经检验不符合条件；则函数fx=x2﹣2ax+4有两个零点,进而f1f2＜0,解得答案解：①若函数fx=﹣x2+ax﹣3在区间0,1与2,4上各有一个零点,则f0＜0,f1＞0,f2＞0,f4＜0,即-3＜0,a-4＞0,2a-7＞0,4a-19＜0,解得：a∈4,19／4；②∵令fx=x2﹣3x+a,它的对称轴为x=3／2,∴函数fx在区间2,3单调递增,∵方程x2﹣3x+a=0在区间2,3内有一个零点,∴函数fx在区间2,3内与x轴有一个交点,根据零点存在性定理得出：f2＜0,f3＞0,即a-2＜0,9-9+a＞0,解得0＜a＜2；③解：若函数fx=x2﹣2ax+4只有一个零点,则△=4a2﹣16=0,解得：a=±2,此时函数的零点为±2不在区间1,2上,即函数fx=x2﹣2ax+4有两个零点,则f1f2＜0,即5﹣2a8﹣4a＜0,解得：a∈2,5／24.已知函数fx的图象是连续不断的,观察下表：函数fx在区间﹣2,2上的零点至少有几个分析：看区间端点值,只要在区间两端点处函数值异号,由零点存在性定理即可解决问题．解：由题中表得,f﹣2＜0,f﹣1＞0,f0＜0,f1＜0,f2＞0,由零点存在性定理可得fx在区间﹣2,﹣1,﹣1,0,1,2上个有一个零点,故函数fx在区间﹣2,2上的零点至少有3个5.已知y=fx是定义在R上的函数,下列命题正确的是A．若fx在区间a,b上的图象是一条连续不断的曲线,且在a,b内有零点,则有fafb＜0B．若fx在区间a,b上的图象是一条连续不断的曲线,且有fafb＞0,则其在a,b内没有零点C．若fx在区间a,b上的图象是一条连续不断的曲线,且有fa fb＜0,则其在a,b内有零点D．如果函数fx在区间a,b上的图象是一条连续不断的曲线,且有fafb＜0,则其在a,b内有零点分析：据函数零点的定义,函数零点的判定定理,运用特殊函数判断即可．解：①y=x2,在﹣1,1内有零点,但是f﹣1f1＞0,故A不正确,②y=x2,f﹣1f1＞0,在﹣1,1内有零点,故B不正确,③若fx在区间a,b上的图象是一条连续不断的曲线,fa=﹣1,fb=1,在a,b恒成立有fx＞0,可知满足fafb＜0,但是其在a,b内没有零点．故C不正确．所以ABC不正确,故选D6.若y=fx在区间a,b上的图象为连续不断的一条曲线,则下列说法正确的是A．若fafb＜0,不存在实数c∈a,b,使得fc=0；B．若fafb＜0,存在且只存在一个实数c∈a,b,使得fc=0；C．若fafb＞0,不存在实数c∈a,b,使得fc=0；D．若fafb＞0,有可能存在实数c∈a,b,使得fc=0分析：画满足条件的函数图象排除不正确的选项解：首先,设函数y=fx在区间a,b上的图象如左图：图中满足fa·fb＜0,有可能存在实数c ∈a,b使得fc=0,故A,B错误；其次,设函数y=fx在区间a,b上的图象如右图：图中满足fa·fb＞0,有可能存在实数c∈a,b使得fc=0,故C错误；D正确．7.已知函数fx=mx2﹣3x+1的图象上其零点至少有一个在原点右侧,求实数m的取值范围分析：根据题意,二次函数的图象与x轴的交点至少有一个在原点的右侧,有两种情况,一是只有一个在右侧,二是两个都在右侧,分类讨论即可．解：1当m=0时,fx=﹣3x+1,直线与x轴的交点为1／3,0,即函数的零点为1／3,在原点右侧,符合题意；2当m≠0时,∵f0=1,∴抛物线过点0,1；若m＜0时,fx的开口向下,如图所示；∴二次函数的两个零点必然是一个在原点右侧,一个在原点左侧,满足题意；若m＞0,fx的开口向上,如图所示,要使函数的零点在原点右侧,当且仅当△=9﹣4m≥0,且＞0即可,如图所示,解得0＜m≤；综上,m的取值范围是﹣∞,9／48.函数y=fx的图象在a,b内是连续的曲线,若fafb＞0,则函数y=fx在区间a,b内A．只有一个零点B．至少有一个零点C．无零点D．无法确定分析：可列举适当的函数图象,看图象与x轴的交点个数,将选项逐个排除,即可得到正确答案．解：如图1,有fafb＞0,但函数y=fx的图象与x轴无交点,所以fx在区间a,b内无零点,可排除A,B,如图2,有fafb＞0,但函数y=fx的图象与x轴只有一个交点,所以fx在区间a,b内有且只有一个零点,可排除C,综上知,函数y=fx在区间a,b内的零点个数无法确定．故答案为D9.若二次函数fx=x2+mx+3+2m1若函数fx有两个零点,其中一个零点小于0,另一零点大于5,求m的取值范围；2fx在区间1,7上有最大值22,求m的取值范围．分析：1利用二次函数的性质,函数的零点,列出不等式,即可求解m的范围．2利用二次函数的对称轴以及函数的最值,列出不等式求解即可．解：1二次函数fx=x2+mx+3+2m,开口向上,由图象可知则m＜﹣4即m∈﹣∞,﹣4；2由题意可知或可得m=-10／3。
专题03 函数与方程和零点问题与嵌套函数(解析版)
专题03 函数与方程和零点问题与嵌套函数一、重点题型目录【题型】一、零点存在定理法判断函数零点所在区间 【题型】二、方程法判断函数零点个数 【题型】三、数形结合法判断函数零点个数 【题型】四、转化法判断函数零点个数 【题型】五、利用函数的零点或方程有根求参数 【题型】六、利用函数的交点或交点个数求参数 【题型】七、一元二次不等式恒成立问题 【题型】八、一元二次不等式能成立问题 二、题型讲解总结【题型】一、零点存在定理法判断函数零点所在区间例1．（2023·全国·高三专题练习）函数()2ln 1f x x x =--的零点所在的区间是（ ）A ．()1,2B ．()2,3C ．()3,4D ．()4,5【答案】B【分析】利用零点存在性定理求解即可 【详解】函数()2ln 1f x x x =--在()1,+∞ 上单调递增，且在()1,+∞上连续. 因为()22ln 2ln 22021f =-=-<-，()23ln 3ln 31031f =-=->-， 所以()()230f f <，所以函数的零点所在的区间是()2,3. 故选：B例2．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()f x 的定义域为(0,)+∞，对任意,()0x ∈+∞，都有()2()log 20f f x x -=．现已知()()17f a f a +'=，那么（ ） A ．(1,1.5)a ∈ B ．(1.5,2)a ∈C ．(2,2.5)a ∈D ．(2.5,3)a ∈【答案】D【分析】先由()2()log 20f f x x -=求出2()16log f x x =+，再由()()17f a f a +'=得到21log 10ln 2a a --=，结合单调性和零点存在定理进行判断即可. 【详解】不妨设2()log f x x m -=，则()20f m =，所以2log 2016m m m +=⇒=，得2()16log f x x =+，1()ln 2f x x '=，因为()()17f a f a +'=，所以21log 10ln 2a a --=．令21()log 1ln 2g a a a =--，易得()g a 在(0,)+∞上单调递增，因为227ln118(3)log 3103ln 23ln 2g -=--=>，52531255ln 2ln 25ln 21ln 42410244(2.5)log 2.5102.5ln 25ln 25ln 25ln 25ln 2g ⎛⎫--- ⎪-⎝⎭=--===<<， 由零点存在定理知：(2.5,3)a ∈. 故选：D ．例3．（2023·全国·高三专题练习）已知()=ln f x x ，()e xg x =，若()()f s g t =，则当s t -取得最小值时，()g t 所在区间是（ ） A ．11,3e ⎛⎫ ⎪⎝⎭B ．11,e 2⎛⎫ ⎪⎝⎭C ．()ln 2,1D ．1,ln 22⎛⎫ ⎪⎝⎭【答案】D【分析】由已知条件构造函数()e ln ah a a =-，利用导数求出最值，由零点存在性定理验证001e 0a a -=的根的范围即可. 【详解】令()()f s g t a ==，即e ln 0t s a ==>， ∴ln t a =，e a s =， ∴e ln (0)a s t a a -=->，令()e ln ah a a =-，则()1e a h a a'=-，令()1e am a a =-，则()21e a m a a '=+， ∴()m a 在()0,∞+上单调递增，且()1e 10m =->，1202m ⎛⎫=< ⎪⎝⎭∴存在唯一0a a =使得()0h a '=，当00a a <<时，1e a a <， ()0h a '<，当0a a >时，1e aa>， ()0h a '>，∴()0()min h h a a =，即s t -取得最小值时，0()f s a a ==，由零点的存在定理验证01e 0aa -=的根的范围，当012a =时，001e 0a a -<，当0ln2a =时，001e 0aa ->，故01(,ln 2)2a ∈， 故选：D ．例4．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()()2e 0-=->x af x x a 有两个极值点1x 和2x ，且12x x <，则下列结论正确的是（ ）A ．101x <<B ．2101xx e << C ．()101f x << D ．()1ln 2,a ∈-+∞【答案】ACD 【分析】函数()()2e0-=->x af x x a 有两个极值点1x 和2x ，令()0f x '=，则e2e =xa x判断函数()e x g x x =的单调性，由题知()e xg x x=与2e =a y 有两个交点，借助图像求出a 的取值范围，判断D ；再根据零点存在性定理判断A ；又根据11e 2-=x ax ，求出()1f x 的取值范围，判断C ；由()()1200f x f x ⎧'=='⎪⎨⎪⎩，得2112e e x xx x =，由于101x <<，21x >，所以12e 1>x x ，从而判断B.【详解】已知()2e -=-x a f x x ，则()e 2-'=-x af x x ，令()0f x '=，则e2e =xa x考虑函数()e xg x x =，则()()2e 1x x g x x-'=， 当(),0x ∈-∞时，()0g x '<，即()g x 在(),0∞-上单调递减； 当()0,1x ∈时，()0g x '<，即()g x 在()0,1上单调递减； 当()1,x ∈+∞时，()0g x '>，即()g x 在()1,+∞上单调递增； 故()g x 的图象大致如图：依题意，若()f x 有两个极值点，则2e e >a ，即1ln 2a >-，因此选项D 正确； 由图易知，101x <<，21x >，故选项A 正确； 又11e 2-=x ax ，故()()122211111e 211-=-=-=--x a f x x x x x ，因为101x <<，所以()101f x <<，故选项C 正确； 因为()()1200f x f x ⎧'=='⎪⎨⎪⎩，即1212e 2e 2x a x a x x --⎧=⎨=⎩，故1212e e =x x x x ，即2112e e x xx x =. 由于101x <<，21x >，所以12e 1>x x ，从而21e 1>xx ，故选项B 错误.故答案为：ACD.【题型】二、方程法判断函数零点个数例5．（2023·全国·高三专题练习）关于函数()ln ||ln |2|f x x x =+-有下述四个结论： ∴()f x 的图象关于直线1x =对称 ∴()f x 在区间(2,)+∞单调递减 ∴()f x 的极大值为0 ∴()f x 有3个零点 其中所有正确结论的编号为（ ） A ．∴∴ B ．∴∴ C ．∴∴∴ D ．∴∴∴【答案】D【分析】根据给定函数，计算(2)-f x 判断∴；探讨()f x 在(2,)+∞上单调性判断∴；探讨()f x 在(0,1)和(1,2)上单调性判断∴；求出()f x 的零点判断∴作答.【详解】函数()ln ||ln |2|f x x x =+-的定义域为(,0)(0,2)(2,)-∞⋃⋃+∞， 对于∴，(,0)(0,2)(2,)x ∈-∞⋃⋃+∞，则2(,0)(0,2)(2,)x -∈-∞⋃⋃+∞， (2)ln |2|ln ||()f x x x f x -=-+=，()f x 的图象关于直线1x =对称，∴正确；对于∴，当2x >时，()ln ln(2)f x x x =+-，()f x 在(2,)+∞单调递增，∴不正确； 对于∴，当0x <时，()ln()ln(2)f x x x =-+-，()f x 在(,0)-∞单调递减，当02x <<时，2()ln ln(2)ln[(1)1]f x x x x =+-=--+，()f x 在(0,1)上单调递增，在(1,2)上单调递减，又()f x 在(2,)+∞单调递增，因此()f x 在1x =处取极大值(1)0f =，∴正确；对于∴，由()0f x =得：2|2|1x x -=，即2210x x --=或2210x x -+=，解得1x =1x =，于是得()f x 有3个零点，∴正确， 所以所有正确结论的编号为∴∴∴. 故选：D【点睛】结论点睛：函数()y f x =的定义域为D ，x D ∀∈，存在常数a 使得()(2)()()f x f a x f a x f a x =-⇔+=-，则函数()y f x =图象关于直线x a =对称.例6．（2023·全国·高三专题练习）若()f x 为奇函数，且0x 是()2e x y f x =-的一个零点，则0x -一定是下列哪个函数的零点（ ） A ．()e 2x y f x -=-- B ．()e 2x y f x =+ C ．()e 2x y f x =- D ．()e 2x y f x =-+【答案】B【分析】根据()f x 是奇函数可得()()f x f x -=-，因为0x 是()2e =-xy f x 的一个零点，代入得()002e xf x =，利用这个等式对A 、B 、C 、D 四个选项进行一一判断可得答案.【详解】()f x 是奇函数，()()f x f x ∴-=-且0x 是()2e =-xy f x 的一个零点， 所以()002e xf x =，把0x -分别代入下面四个选项，对于A ，()()0020e e 222-=-x x f x ，不一定为0，故A 错误；对于B ，()()0000e 2e x xf x f x ---+=-0012e e 20x x -+=-⋅⋅+=，所以0x -是函数()e 2x y f x =+的零点，故B 正确；对于C ，()000224e 2e ---=--=-x f x ，故C 不正确；对于D ，()0000e 22e e +24--+==x x x f x ，故D 不正确；故选：B.例7．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()cos 2cos f x x x =+，且[]0,2πx ∈，则()f x 的零点个数为（ ） A ．1个 B ．2个C ．3个D ．4个【答案】C【分析】解三角方程求得()f x 的零点即可解决【详解】由()()2cos 2cos 2cos cos 1cos 12cos 10x x x x x x +=+-=+-=可得cos 1x =-或1cos 2x =，又[]0,2πx ∈，则πx =，或π3x =，或5π3x =则()f x 的零点个数为3 故选：C例8．（2023·全国·高三专题练习）()f x 是定义在R 上的以3为周期的奇函数，且()20f =，则方程()0f x =在区间[]6,6-内解的个数的最小值是_______. 【答案】13【分析】根据函数周期性和奇偶性的性质，进行递推即可． 【详解】()f x 是定义在R 上的以3为周期的奇函数，()()3f x f x ∴+=，且()()f x f x -=-，则()00f =，则()()()()()()36600330f f f f f f ==-==-=-=，，()20f =，()()()()514050f f f f ∴=-=-=-=，， ()10f =，()40f =，()20f -=，方程的解至少有0，3，6，6-，3-，2，5，5-，2-，1-，1，4，4-，共13个． 故答案为：13【题型】三、数形结合法判断函数零点个数例9．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()33f x x x =-，则函数()()h x f f x c =-⎡⎤⎣⎦，[]2,2c ∈-的零点个数（ ）A ．5或6个B ．3或9个C ．9或10个D ．5或9个【答案】D【分析】设()t f x =，求导分析()33f x x x =-的最值与极值，画出图形，再分析()f t c =与()t f x =的根的范围与个数即可【详解】设()t f x =，则由()()0h x f f x c =-=⎡⎤⎣⎦， 得()f f x c =⎡⎤⎣⎦，即()f t c =，()t f x = 又()()()233311f x x x x '=-=-+， 由0fx得1x <-或1x >，此时函数单调递增，由()0f x '<得11x -<<，此时函数单调递减，即函数在=1x -处取得极大值()()()311312f -=--⨯-=，函数在1x =处取得极小值()311312f =-⨯=-，又由()()()322322f -=--⨯-=-，()322322f =-⨯=可得图象：若()f t c =，()2,2c ∈-，则方程有三个解， 满足121t -<<-，211t -<<，312t <<， 则当121t -<<-时，方程()t f x =，有3个根， 当211t -<<时，方程()t f x =，有3个根， 当312t <<时，方程()t f x =，有3个根，此时共有9个根，若()f t c =，2c =，则方程有两个解， 满足11t =-，22t =，则当11t =-时，方程()t f x =，有3个根， 当22t =，有2个根， 此时共有5个根，同理()f t c =，2c =-，也共有5个根 故选：D ．例10．（2023·全国·高三专题练习）若定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x ＋2)＝f (x )，且当x ∴[0,1]时，f (x )＝x ，则函数y ＝f (x )－log 3|x |的零点个数是（ ） A ．1 B ．2C ．3D ．4【答案】D【分析】由题意知，f (x )是周期为2的偶函数，将函数零点转化为求两个函数图象交点的个数即可，作出图象观察得出结论.【详解】由题意知，f (x )是周期为2的偶函数．在同一坐标系内作出函数y ＝f (x )及y ＝log 3|x |的图象，如下：观察图象可以发现它们有4个交点， 即函数y ＝f (x )－log 3|x |有4个零点． 故选：D.例11．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()()e 2,1ln 1,1xx f x x x -⎧-≤⎪=⎨->⎪⎩，则函数()()()21g x f f x f x =-+⎡⎤⎣⎦的零点个数是（ ）A ．4B ．5C ．6D ．7【答案】B【分析】令()t f x =，()0g x =，则()21f t t =-，分别作出函数()y f t =和直线21y t =-的图象，得到10t =，212t <<，再分别作出函数()y f x =和直线y t =的图象，得到方程()0f x =和方程()2t f x =的根的个数，进而得到函数()()()21g x f f x f x =-+⎡⎤⎣⎦的零点个数. 【详解】令()t f x =，()0g x =，则()210f t t -+=，即()21f t t =-， 分别作出函数()y f t =和直线21y t =-的图象，如图所示，由图象可得有两个交点，横坐标设为1t ，2t ， 则10t =，212t <<，对于()t f x =，分别作出函数()y f x =和直线2y t =的图象，如图所示，由图象可得，当()10f x t ==时，即方程()0f x =有两个不相等的根， 当()2t f x =时，函数()y f x =和直线2y t =有三个交点， 即方程()2t f x =有三个不相等的根，综上可得()0g x =的实根个数为5，即函数()()()21g x f f x f x =-+⎡⎤⎣⎦的零点个数是5. 故选：B.例12．（2023·上海·高三专题练习）对于给定的正整数n （n ≥2），定义在区间[0，n ]上的函数y ＝f （x ）满足：当01x ≤≤时，2()2f x x x =-+，且对任意的x ∴[1，n ]，都成立f （x ）＝f （x ﹣1）+1．若与n 有关的实数kn 使得方程f （x ）＝knx 在区间[n ﹣1，n ]上有且仅有一个实数解，则关于x 的方程f （x ）＝knx 的实数解的个数为____． 【答案】2n ﹣1##12-+n【分析】数形结合，画出y ＝f （x ）在区间[0，n ]上的图象，根据y ＝knx 与y ＝f （x ）的图象交点分析即可．【详解】由题意，画出y ＝f （x ）在区间[0，1]上的图象， 又对任意的[1，n ]，都成立f （x ）＝f （x ﹣1）+1．可理解为区间[n ﹣1，n ]的图象由区间[n ﹣2，n ﹣1]的图象向右平移一个单位所得， 即可画出y ＝f （x ）在区间[0，n ]上的图象，如图所示，故若与n 有关的实数kn 使得方程f （x ）＝knx 在区间[n ﹣1，n ]上有且仅有一个实数解， 则y ＝knx 与y ＝f （x ）在区间[n ﹣1，n ]上的图象相切，且易得y ＝f （x ）的图象在y ＝x 与区间[0，1]，[1，2]，[2，3]，∴[n ﹣1，n ]上的公切线之间， 故y ＝knx 与y ＝f （x ）在区间[0，1]，[1，2]，[2，3]，∴[n ﹣1，n ]上均有2个交点， 故关于x 的方程f （x ）＝knx 的实数解的个数为2（n ﹣1）+1＝2n ﹣1个． 故答案为：2n ﹣1．【题型】四、转化法判断函数零点个数例13．（2022·全国·高三专题练习）已知()f x 的定义域为[)0,∞+，且满足()[)()[)1,0,121,1,xe xf x f x x ⎧-∈⎪=⎨-∈+∞⎪⎩，若()()g x f x π=-，则()g x 在[]0,10内的零点个数为（ ） A ．8 B ．9 C ．10 D ．11【答案】B【分析】求出函数()f x 在区间[)(),109,n n n n N +≤≤∈值域及单调性，由此可得出结论.【详解】当[)0,1x ∈时，()[)10,1xf x e e =-∈-，当[)1,2x ∈时，[)10,1x -∈，则()()[)210,22f x f x e =-∈-，当[)2,3x ∈时，[)20,1x -∈，则()()()[)21420,44f x f x f x e =-=-∈-，以此类推，当[)(),109,x n n n n N ∈+≤≤∈时，()()())20,21n nf x f x n e ⎡=-=-⎣，且函数()f x 在区间[)(),109,n n n n N +≤≤∈上为增函数，122e e π-<<-，所以，函数()g x 在区间[)(),119,n n n n N +≤≤∈上有且只有一个零点，且()()()101010200g f f ππ=-=-<，因此，()g x 在[]0,10内的零点个数为9. 故选：B.【点睛】方法点睛：判定函数()f x 的零点个数的常用方法：（1）直接法：直接求解函数对应方程的根，得到方程的根，即可得出结果；（2）数形结合法：先令()0f x =，将函数()f x 的零点个数，转化为对应方程的根，进而转化为两个函数图象的交点个数，结合图象，即可得出结果. 例14．（2022·全国·高三专题练习（文））已知函数()()3log 911x f x x+=-，下列说法正确的是（ ）A ．()f x 既不是奇函数也不是偶函数B ．()f x 的图象与sin y x =有无数个交点C ．()f x 的图象与2y =只有一个交点D ．()()21f f -<- 【答案】C【分析】A 根据函数奇偶性的定义即可判断()f x 的奇偶性；B 利用放缩法，当0x >易证()1f x >，由奇函数的对称性知0x <时()1f x <-，即可知()f x 与sin y x =的交点情况；C ：由()2f x =变形可得112713xx⎛⎫+= ⎪⎝⎭⎛⎫ ⎪⎝⎭，设()11327xxg x ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭只需判断()1g x =解得个数即可；D 根据函数解析式求出()()2,1f f --比较大小即可. 【详解】A ：()f x 定义域为{|0}x x ≠且()()()()()()333391log log 91log 91log 9191120x x x x x f x f x x x x x -⎛⎫+ ⎪+++⎝⎭-+=-+-=--=-，故()f x 为奇函数，错误；B ：当0x >时有()3log 91211xf x x>-=-=，又()f x 为奇函数，则当0x <时，()1f x <-，即在R 上()f x ∈()(),11,-∞-⋃+∞，则()f x 的图象与sin y x =没有交点，错误， C ：若()2f x =，则有()3log 9112x x+-=，即()3log 913x x +=，变形得9127x x+=，即112713x x⎛⎫+= ⎪⎝⎭⎛⎫ ⎪⎝⎭， 设()11327xxg x ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，则()g x 为减函数且其值域为0,，则()1g x =有且只有一个解，即()f x 的图象与2y =只有一个交点，正确，D ：()()2333182log 1log 2log 918181211222f -⎛⎫⎛⎫++ ⎪+ ⎪⎝⎭-=-=--=- ⎪- ⎪⎝⎭3182log 29=-⨯3log =-，而()333110101log 11log 1log 993f ⎛⎫⎛⎫-=-+-=-+=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，则有()()21f f ->-，错误.故选：C.【点睛】关键点点睛：A 利用奇偶性定义判断函数的奇偶性，B 放缩法及奇函数的对称性，结合正弦函数的性质判断交点情况，C 将交点问题，通过恒等变形转化为方程是否有解的问题，D 通过函数解析式求函数值，进而比较大小.例15．（2022·全国·高三专题练习）高斯被人认为是历史上最重要的数学家之一，并享有“数学王子”之称.有这样一个函数就是以他名字命名的：设x ∈R ，用[]x 表示不超过x 的最大整数，则()[]f x x =称为高斯函数，又称为取整函数.如：(2.3)2f =，( 3.3)4f -=-.则下列结论正确的是（ ）A ．函数()f x 是R 上的单调递增函数B ．函数2()()3g x f x x =-有2个零点 C ．()f x 是R 上的奇函数D ．对于任意实数,a b ，都有()()()f a f b f a b +≤+ 【答案】BD【分析】对于AC ，举例判断，对于B ，利用取整函数和零点的定义判断即可，对于D ，定义{}[]a a a -=这样一个函数，就会有{}10a >≥，然后结合高斯函数的定义判断即可 【详解】对于A ，(1.1)1f =，(1.2)1f =，(1.1)(1.2)f f =，()f x ∴在R 上不是单调增函数，所以A 错.对于B ，由()[]f x x =，可得1()x f x x -<≤，所以1()33x xg x -<≤，若函数()g x 要有零点，则1033x x -<≤，得[0,3)x ∈，因为()g x 要想为0，必须23x 也为整数，在这个范围内，只有30,2x x ==两个点，所以B 正确， 对于C ，(1.1)1f =，( 1.1)2(1.1)f f -=-≠-，()f x ∴不是奇函数，所以C 错， 对于D ，如果我们定义{}[]a a a -=这样一个函数，就会有{}10a >≥，同时有{}{}{}{}()([][])[[][]]f a b f a b a b a b a b +=+++=+++，当{}{}1a b +≥时，会有()[][]()()f a b a b f a f b +=+=+，当{}{}01a b <+<时，()[][]()()f a b a b f a f b +>+=+，所以D 正确，故选：BD.【题型】五、利用函数的零点或方程有根求参数例16．（2023·全国·高三专题练习）函数f (x )＝ax 2－x －1有且仅有一个零点，则实数a 的值为（ ）A ．－14B ．0C ．14D ．0或－14【答案】D【分析】通过a 是否为0，然后求解函数的零点即可．【详解】解：当0a =时，函数()1f x x =--仅有一个零点，满足题意；当0a ≠时，函数2()1f x ax x =--仅有一个零点，可得140a ∆=+=，解得14a =-．故选：D例17．（2023·全国·高三专题练习）已知函数1,1()1()1,12x a x f x x -=⎧⎪=⎨+≠⎪⎩，若方程22()(23)()30-++=f x a f x a 有5个不同的实数解，则a 的范围是（ ）A ．33(1,)(,2)22⋃B ．(1,2)(2,3)C ．(1,)+∞D ．(1,3)【答案】A【分析】解方程22()(23)()30-++=f x a f x a 得()f x a =或3()2f x =，根据a 的取值分类讨论即可.【详解】方程22()(23)()30-++=f x a f x a ，解得()f x a =或3()2f x =， 若32a =，13,132()12()1,12x x f x x -⎧=⎪⎪==⎨⎪+≠⎪⎩， 解得1x =或0或2，不符合题意，所以32a ≠， 由3()2f x =，可得原方程有3个不等实根1x =或0或2； 所以只要|1|1()12x a -+=有2个不等实根即可．由|1|0x ->可得|1|10()12x -<<，即有12a <<，综上可得33(1,)(,2)22a ⋃∈．故选：A ．例18．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()2ln ,043,0x x f x x x x >⎧=⎨---≤⎩，若函数()()21y f x mf x =++⎡⎤⎣⎦有6个零点，则m 的取值范围是（ ） A ．102,3⎛⎫- ⎪⎝⎭B ．102,3⎛⎤- ⎥⎝⎦C ．102,3⎛⎫⎪⎝⎭D ．102,3⎛⎤ ⎥⎝⎦【答案】D【分析】画出()f x 的图像，结合函数()()21y f x mf x =++⎡⎤⎣⎦有6个零点，结合图像列不等式来求得m 的取值范围.【详解】当0x ≤时，()f x 是开口向下的二次函数，对称轴为2x =-，()()24831,03f f -=-+-==-.由243=0x x ---解得=1x -或3x =-. 由此画出()f x 的图像如下图所示，依题意，函数()()21y f x mf x =++⎡⎤⎣⎦有6个零点， 令()t f x =，则21y t mt =++，根据图像可知，函数21y t mt =++在区间[)3,1-上有两个不相等的实数根，则()222Δ403310110312m m m m ⎧=->⎪--+≥⎪⎪⎨++>⎪⎪-<-<⎪⎩，解得1023m <≤，所以m 的取值范围是102,3⎛⎤ ⎥⎝⎦.故选：D例19．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()2221,0log ,0x x f x x x +⎧-≤⎪=⎨>⎪⎩，若关于x 的方程2[()]()40f x mf x ++=有6个不同的实数根，则m 的取值范围是（ ）A ．13(,5),43⎡⎫-∞-⋃--⎪⎢⎣⎭B ．13,43⎡⎫--⎪⎢⎣⎭ C ．134,(5,)3⎛⎤⋃+∞ ⎥⎝⎦ D ．134,3⎛⎤ ⎥⎝⎦【答案】A【分析】画出()f x 的图象，令()t f x =，则先讨论240t mt ++=的零点，根据二次函数判别式与韦达定理，结合()f x 的图象可得240t mt ++=的较小根的范围，进而根据m 与较小根的关系式结合函数的单调性求解即可.【详解】画出()f x 的图象如图，令()t f x =，则先讨论240t mt ++=的零点. 当2440m ∆=-⨯<，即44m -<<时，不合题意；当2440m ∆=-⨯=，即4m =±时，易得2t =或2t =-，此时当()2f x =或()2f x =-时均不满足有6个零点，不合题意；故2440m ∆=-⨯>，4m >或4m <-，设240t mt ++=的两根为12,t t ，不妨设12t t <，由韦达定理124t t =，且12,2t t ≠.∴当12,0t t <时，()1f x t =与()2f x t =均无零点，不合题意； ∴当12,0t t >时：1. 若101t <<，则24t >，此时()1f x t =有4个零点，()2f x t =有2个零点，合题意；2. 若112t ≤<，此时()1f x t =有3个零点，则()2f x t =有且仅有3个零点，此时223t <≤，故1423t ≤<； 综上可得101t <<或1423t ≤<. 又12t t m +=-，故()12114m t t t t ⎛⎫=-+=-+ ⎪⎝⎭，结合4y t t =+在()0,2上为减函数可得114m t t ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭在()0,1，4,23⎡⎫⎪⎢⎣⎭上为增函数.故13(,5),43m ⎡⎫∈-∞-⋃--⎪⎢⎣⎭故选：A【点睛】本题主要考查了数形结合解决复合函数零点的问题，需要换元先分析二次函数的零点情况，数形结合判断零点所在的区间，进而得出()f x 零点所在的区间，并结合二次函数的性质与韦达定理求解.属于难题.例20．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()()23,0,3,0,x x x f x f x x ⎧--<⎪=⎨-≥⎪⎩以下结论正确的是（ ）A ．()f x 在区间[7,9]上是增函数B ．()()220222f f -+=C ．若函数()y f x b =-在(),6-∞上有6个零点()1,2,3,4,5,6i x i =，则619i i x ==∑D ．若方程()1f x kx =+恰有3个实根，则11,3k ⎛⎫∈-- ⎪⎝⎭【答案】BC【分析】A 根据()f x 的周期性判断区间单调性；B 利用周期性求得()() 202230f f =-=即可判断；C 转化为y b =与()y f x =的交点问题，应用数形结合法及对称性求零点的和；D 根据函数图象求得1y kx =+与()y f x =交点个数为2或3时的临界值，即可得范围. 【详解】A ：由题意,当3x ≥-时()f x 以3为周期的函数，故()f x 在[7,9]上的单调性与()f x 在[-2,0]上的单调性相同，而当0x <时()23924x x f ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭，∴()f x 在[-2,0]上不单调，错误；B ：()22f -=，()() 202230f f =-=，故()()2 20222f f -+=，正确；C ：作出()y f x =的函数图象如图所示：由于()y f x b =-在(),6-∞上有6个零点，故直线y b =与()y f x =在(),6-∞上有6个交点，不妨设1i i x x +<，i ＝1，2，3，4，5，由图象知:1x ，2x 关于直线32x =-对称，3x ，4x 关于直线32x =对称，5x ，6x 关于直线92x =对称，∴513392229222i i x ==-⨯+⨯+⨯=∑，正确；D ：若直线1y kx =+经过(3,0)，则13k =-，若直线1y kx =+与()230y x x x =--<相切，则消元可得：()2103x k x ++=+，令Δ0=可得()2340k +-=，解得k ＝-1或k ＝-5（舍），若直线1y kx =+与()y f x =在(0,3)上的图象相切，由对称性得:k ＝1． 因为()1f x kx =+恰有3个实根，故直线1y kx =+与()y f x =有3个交点， ∴113k -<<-或k ＝1，错误，故选：BC ．例21．（2023·全国·高三专题练习）若函数()()2e 2xf x x x a =-++在区间(),1a a +上存在最大值，则实数a 的取值范围为_______【答案】2⎫⎪⎪⎝⎭【分析】根据开区间上连续函数的最值点必为导函数的零点，然后求导，数形结合，根据零点存在性定理建立不等式即可求解【详解】因为()()()22e 222e 2x xf x x x a x x a '=-++-+=-++，且函数()f x 在区间(),1a a +上存在最大值， 故只需()22h x x a =-++满足()()>0+1<0h a h a ⎧⎪⎨⎪⎩，所以()22++2>0+1++2<0a a a a --⎧⎪⎨⎪⎩，2a <<．故答案为：2⎫⎪⎪⎝⎭【题型】六、利用函数的交点或交点个数求参数例22．（2023·全国·高三专题练习）已知定义在R 上的奇函数，满足()()20f x f x -+=，当(]0,1x ∈时，()2log f x x =-，若函数()()sin()F x f x x π=-，在区间[]1,m -上有10个零点，则m 的取值范围是（ ） A ．[)3.5,4 B ．(]3.5,4 C ．(]3,4 D ．[)3,4【答案】A【分析】由已知得出函数()f x 是周期函数，周期为2，函数()F x 的零点个数转化为函数()f x 的图象与sin()y x π=的图象的交点个数，作出函数的图象（其中()f x 的图象由奇偶性与周期性结合作出），然后分析交点个数得出参数范围． 【详解】由(2)()0f x f x -+=得(2)()f x f x +=--，又()f x 是奇函数，所以(2)()()f x f x f x +=--=，即()f x 是周期函数，周期为2，sin()y x π=也是周期函数，且最小正周期是22ππ=，由奇偶性和周期性作出函数()f x 的图象，再作出sin()y x π=的图象，如图，函数()()sin()F x f x x π=-的零点个数即为函数()y f x =的图象与函数sin()y x π=的图象交点个数，()f x 是R 上的奇函数，所以(0)0f =，从而20()f k =，Z k ∈，易知它们在[1,1)-上有4个交点，从而在[1,3)上也有4个交点，而4x =时，点(4,0)是一个交点，所以4m <，在(0,1)上，2()log f x x =-，11()1sin 22f π==，即1(,1)2是(0,1)上交点，从而在(1,0)-上交点上交点为1(,1)2--，由周期性在(3,4)上两函数图象交点为7(,1)2-，所以72m ≥． 综上，724m ≤<．故选：A ．例23．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()2cos()1(0,0π)f x x ωϕωϕ=+-><<经过(0,0)点，且()f x 在(0,π)上只有一个零点0x ，则ω的最大值为（ ）A ．43B ．12C ．2D ．136【答案】C【分析】运用代入法，结合余弦型函数的性质、函数零点的定义进行求解即可. 【详解】因为()2cos()1f x x ωϕ=+-经过(0,0)点， 所以12cos 10cos 2ϕϕ-=⇒=，因为0πϕ<<，所以π3ϕ=，即π()2cos()13f x x ω=+-，令ππ1()2cos()10cos()332f x x x ωω=+-=⇒+=，因为π()0,x ∈，所以πππ(,π)333x ωω+∈+，因为()f x 在(0,π)上只有一个零点0x ，所以有5πππ43327ππ3π33ωωω⎧<+⎪⎪⇒<≤⎨⎪≤+⎪⎩，所以ω的最大值为2， 故选：C例24．（2023·全国·高三专题练习）已知函数π()2cos()1(0,0)2f x x ωϕωϕ=+-><<，在0x =处的切线斜率为，若()f x 在(0,π)上只有一个零点0x ，则ω的最大值为（ ）A ．43B ．12C ．2D ．136【答案】C【分析】求出函数()f x 的导数，利用导数的几何意义求出ϕ，再由零点信息列出不等式，求解作答.【详解】依题意，()2sin()f x x ωωϕ'=-+，则(0)2sin f ωϕ'=-=，即sin ϕ=，而π02ϕ<<，解得π3ϕ=， 因此，π()2cos()13f x x ω=+-，由()0f x =得：π1cos()32x ω+=，又π()0,x ∈，有πππ(,π)333x ωω+∈+，因()f x 在(0,π)上只有一个零点0x ，于是得5ππ7ππ333ω<+≤，解得423ω<≤， 所以ω的最大值为2. 故选：C例25．（2023·全国·高三专题练习）定义在R 上的偶函数()f x 满足()22)(f x f x -+=，当[0,2]x ∈时，()xf x =，若在区间[0,10]x ∈内，函数()()(1)mg x f x x =-+有个5零点，则实数m 的取值范围是（ ） A ．()110,log e B ．(]11710,log e ,log e 2⎛⎫⋃ ⎪⎝⎭C ．111log e,2⎛⎫ ⎪⎝⎭D ．11711log e,,log e 22⎛⎫⎛⎫⋃ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】B【分析】根据函数的奇偶性求出函数在[2,0]-上的解析式，将问题转化为函数图象()y f x =与(1)m y x =+在[0,10]上有5个不同的交点，结合图形即可得出结果.【详解】由题意知，函数()f x 为偶函数，且(2)(2)f x f x -=+，令2x x →+，则(22)()(4)()f x f x f x f x --=-=+=， 所以函数()f x 是以4为周期的函数. 当[2,0]x ∈-时，[0,2]x -∈，所以()x f x --=，即当[2,0]x ∈-时()x f x -=，因为函数()()(1)m g x f x x =-+在[0,10]上有5个零点， 所以方程()(1)0m f x x -+=在[0,10]上有5个根，即函数图象()y f x =与(1)m y x =+在[0,10]上有5个不同的交点，如图，当[0,2]x ∈时，()xf x =，()121e 2x f x '=，()102f '=，设()(1)mp x x =+，则()1(1)m p x m x -'=+，()0p m '=，当12m ≤，()()00p f '≤'， 所以在[0,2]x ∈时，函数()()(1)m g x f x x =-+只有一个零点，此时，若要使图象()y f x =与(1)m y x =+在[0,10]上有5个不同的交点， 则()()11010mf +≤，11log e m ≤，所以110log e m <≤； 当12m >时，()()00p f '>'， 所以在[0,2]x ∈时，函数()()(1)m g x f x x =-+有两个零点， 所以()()166mf +<且()()11010mf +>，即7e 11e m m ⎧<⎨>⎩，解得71log e 2m <<，故m 的取值范围为(]11710,log e ,log e 2⎛⎫⋃ ⎪⎝⎭.故选：B.例26．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()31,21()1,2x x f x x x ⎧≥⎪-=⎨⎪-<⎩，若函数()()g x f x kx k =-+恰好有两个零点，则实数k 的取值范围是（ ）A ．[)1,+∞B ．0,1C ．()1,+∞D ．()(),00,1-∞⋃【答案】C【分析】根据已知条件画出函数()f x 的图象，将函数()()g x f x kx k =-+恰好有两个零点转化为函数()f x 与直线()1y k x =-图象恰有两个交点即可求解.【详解】由题意知，画出函数()31,21()1,2x x f x x x ⎧≥⎪-=⎨⎪-<⎩的简图，如图所示由()()g x f x kx k =-+恰好有两个零点转化为()f x 与直线()1y k x =-有两个不同的交点， 由图知，当直线经过点()()1,0,0,1-两点的斜率为10101k --==-，则1k >. 所以实数k 的取值范围为()1,+∞. 故选：C.例27．（2023·全国·高三专题练习）已知()e xx f x =．则下列说法正确的有（ ）A ．函数()y f x =有唯一零点0x =B ．函数()y f x =的单调递减区间为()(),01,-∞⋃+∞C ．函数()y f x =有极大值1eD ．若关于x 的方程()f x a =有三个不同的根．则实数a 的取值范围是10,e ⎛⎫⎪⎝⎭【答案】ACD【分析】根据零点的定义判断A ，利用导数分析函数的单调性，作出函数()f x 的图象，根据图象判断其余选项.【详解】由()0f x =得：0x =，即0x =，故函数()f x 有唯一零点0x = 由题可知：(),0e e ,0e xx xxx x f x x x ⎧≥⎪⎪==⎨⎪-<⎪⎩ 设()e ex x xg x x -==⋅，x ∈R ，则()()1x g x x e -'=-⋅， 由()()1e 0x g x x -⋅'=-≥得：1x ≤；由()()1e 0xg x x -⋅'=-≤得；1x ≥；故()g x 在(],1-∞上单调递增﹐在[)1,+∞上单调递减，作出()y g x =图象，并将0x <的部分图象关于x 轴对称可得()y f x =的图象如下：观察图象可得函数()y f x =的单调递减区间为(),0∞-，()1,+∞，B 错， 函数()y f x =在1x =时有极大值1e，C 对，方程()f x a =有三个不同的根，则实数a 的取值范围是10,e ⎛⎫⎪⎝⎭，D 对，故选：ACD.【题型】七、一元二次不等式恒成立问题例28．（2023·全国·高三专题练习）已知m 是区间[]0,4内任取的一个数，那么函数3221()233f x x x m x =-++在x ∈R 上是增函数的概率是（ ）A ．14B ．13C ．12D ．23【答案】C【分析】首先得到220()4f x x x m '=-≥+恒成立，则解出m 的范围，再根据其在[0,4]内取数，利用几何概型公式得到答案. 【详解】22()4f x x x m '=-+，3221()233f x x x m x =-++在x ∈R 上是增函数22()40f x x x m '∴=-+≥恒成立21640m ∴∆=-≤解得2m ≥或2m ≤- 又m 是区间[0,4]内任取的一个数24m ∴≤≤由几何概型概率公式得函数3221()233f x x x m x =-++在x ∈R 上是增函数的概率42142P -== 故选：C ．例29．（2023·全国·高三专题练习）当13x ≤≤时，关于x 的不等式210ax x -<+恒成立，则实数a 的取值范围是（ ） A ．1,4⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦B ．,⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭14C ．,1,4∞⎛⎫-+ ⎪⎝⎭D ．1,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭【答案】B【分析】分离参变量得211a x x ⎛⎫<- ⎪⎝⎭恒成立，只用2min11a x x ⎡⎤⎛⎫<-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦可求解.【详解】当13x ≤≤时，由210ax x -<+恒成立可得，211a x x⎛⎫<- ⎪⎝⎭恒成立， 令2211111()()24f x x x x ⎛⎫=-=-- ⎪⎝⎭，1113,,13x x ⎡⎤≤≤∴∈⎢⎥⎣⎦，∴当111,123x ⎡⎤=∈⎢⎥⎣⎦，即当2x =时， ()f x 取得最小值为()()min124f x f ==-， 因为211a x x⎛⎫<- ⎪⎝⎭恒成立，所以()min a f x <，即14a <-.故选:B ．例30．（2023·全国·高三专题练习）已知函数()312x f x x +=+，()()42e xg x x =-，若[)120,x x ∀∈+∞，，不等式()()()()2221e e t g x t f x +≤+恒成立，则正数t 的取值可以是（ ）A ．6e B．(2e +C．(2e +D ．2e【答案】AB【分析】本题的含义是不等式左边的最大值小于等于右边的最小值，t 是常数， 因此先要算出左边的最大值和右边的最小值，再计算不等式即可. 【详解】因为()()3253153222x x f x x x x +-+===-+++，所以()f x 在[)0,∞+上单调递增， 所以对[0,)x ∀∈+∞，()()102f x f ≥=； ()()42e x g x x =-，所以()()()'2e 42e 21e x x x g x x x =-+-=- ，当1x >时，()'0g x < ；当01x <<时，()'0g x > ，函数()g x 在()0,1上单调递增，在()1,+∞上单调递减， ∴()max ()12e g x g ==；因为0t >，任意[)12,0,x x ∈+∞，不等式()()()()2221e e t g x t f x +≤+恒成立，即()()221e 2e e 2t t +⋅≤+，整理得224e 3e 0t t --≥，解得(2e t ≤或(2e t ≥，所以正数t的取值范围为()2e,⎡+∞⎣； 6e与(2e均在区间()2e,⎡+∞⎣内，(2e +与2e均不在区间()2e,⎡+∞⎣内； 故选：AB ．【题型】八、一元二次不等式能成立问题31．（2023·全国·高三专题练习）已知命题:R p x ∀∈，20x x a -+>，若p ⌝是真命题，则实数a 的取值范围是（ ） A ．1,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B ．1,)4-∞（ C ．11,42⎛⎫ ⎪⎝⎭D ．1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【答案】A【分析】由题意得到20x x a -+≤有解，进而由根的判别式列出不等式，求出实数a 的取值范围.【详解】若p ⌝是真命题，由题意知不等式20x x a -+≤有解，140a ∴∆=-≥，解得:14a ≤. 因此，实数a 的取值范围是1,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦.故选：A例32．（2023·全国·高三专题练习）若1,22x ⎡⎤∃∈⎢⎥⎣⎦，使2210x x λ-+<成立，则实数λ的取值范围是______________．【答案】)+∞【分析】利用不等式的基本性质分离参数，利用函数的单调性求相应最值即可得到结论. 【详解】由2210x x λ-+<可得，221x x λ>+，因为1,22x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，所以12x x λ>+，根据题意，min 12x x λ⎛⎫+ ⎪⎝⎭>即可，设()12f x x x =+，易知()f x在12⎛ ⎝⎭单调递减，在2⎫⎪⎪⎝⎭单调递增，所以()min f x f ==⎝⎭所以λ>故答案为：)+∞。
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函数与方程1．函数的零点(1)定义：对于函数y＝f(x)(x∈D)，把使f(x)＝0成立的实数x叫做函数y＝f(x)(x∈D)的零点．(2)函数的零点与相应方程的根、函数的图象与x轴交点间的关系：方程f(x)＝0有实数根⇔函数y＝f(x)的图象与x轴有交点⇔函数y＝f(x)有零点．(3)函数零点的判定(零点存在性定理)：如果函数y＝f(x)在区间[a，b]上的图象是连续不断的一条曲线，并且有f(a)·f(b)<0，那么函数y＝f(x)在区间(a，b)有零点，即存在c∈(a，b)，使得f(c)＝0，这个c也就是方程f(x)＝0的根．[探究] 1.函数的零点是函数y＝f(x)与x轴的交点吗？是否任意函数都有零点？提示：函数的零点不是函数y＝f(x)与x轴的交点，而是y＝f(x)与x轴交点的横坐标，也就是说函数的零点不是一个点，而是一个实数；并非任意函数都有零点，只有f(x)＝0有根的函数y＝f(x)才有零点．2．若函数y＝f(x)在区间(a，b)有零点，则y＝f(x)在区间[a，b]上的图象是否一定是连续不断的一条曲线，且有f(a)·f(b)<0呢？提示：不一定．由图(1)(2)可知．3．函数零点具有哪些性质？提示：对于任意函数，只要它的图象是连续不间断的，其函数零点具有以下性质：(1)当它通过零点且穿过x轴时，函数值变号；(2)相邻两个零点之间的所有函数值保持同号．2．二次函数y＝ax2＋bx＋c(a>0)的图象与零点的关系3．二分法的定义对于在区间[a，b]上连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y＝f(x)，通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间一分为二，使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．[自测·牛刀小试]1．(教材习题改编)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( )解析：选C 由图象可知，选项C所对应零点左右两侧的函数值的符号是相同的，不能用二分法求解．2．(教材习题改编)若函数f(x)唯一的一个零点同时在区间(0,16)，(0,8)，(0,4)，(0,2)，那么下列命题中正确的是( )A．函数f(x)在区间(0,1)有零点B．函数f(x)在区间(0,1)或(1,2)有零点C．函数f(x)在区间[2,16)上无零点D．函数f(x)在区间(1,16)无零点解析：选C 由题意可知，函数f (x )的唯一零点一定在区间(0,2)，故一定不在[2,16)． 3．根据表格中的数据，可以判定方程e x－x －2＝0的一个根所在的区间为( )A.(－1,0) C ．(1,2)D ．(2,3)解析：选C 令f (x )＝e x－x －2，则f (－1)＝0.37－1<0，f (0)＝1－2<0， f (1)＝2.72－3<0，f (2)＝7.39－4>0， f (3)＝20.09－5>0，所以方程e x－x －2＝0的一个根所在的区间为(1,2)．4．若函数f (x )＝x 2－ax －b 的两个零点是2和3，则函数g (x )＝bx 2－ax －1的零点是________．解析：∵函数f (x )＝x 2－ax －b 的两个零点为2和3，∴⎩⎪⎨⎪⎧2＋3＝a ，2×3＝－b ，即a ＝5，b ＝－6.∴g (x )＝bx 2－ax －1＝－6x 2－5x －1， 令g (x )＝0，得x ＝－12或－13.答案：－12，－135．函数f (x )＝3ax ＋1－2a 在区间(－1,1)上存在零点，则实数a 的取值围是________． 解析：∵f (x )＝3ax ＋1－2a 在区间(－1,1)上有零点， 且f (x )为一次函数，∴f (－1)·f (1)<0，即(1－5a )(1＋a )<0. ∴a >15或a <－1.答案：a >15或a <－1[例1] (1)(2013·模拟)设f (x )＝e x＋x －4，则函数f (x )的零点位于区间( ) A ．(－1,0) B ．(0,1) C ．(1,2)D ．(2,3)(2)(2013·模拟)函数f (x )＝2x－2x－a 的一个零点在区间(1,2)，则实数a 的取值围是( )A ．(1,3)B ．(1,2)C ．(0,3)D ．(0,2)[自主解答] (1)∵f (x )＝e x＋x －4，∴f ′(x )＝e x＋1>0，∴函数f (x )在R 上单调递增．对于A 项，f (－1)＝e －1＋(－1)－4＝－5＋e －1<0，f (0)＝－3<0，f (－1)f (0)>0，A 不正确，同理可验证B 、D 不正确．对于C 项，∵f (1)＝e ＋1－4＝e －3<0，f (2)＝e 2＋2－4＝e 2－2>0，f (1)f (2)<0.(2)由条件可知f (1)f (2)<0，即(2－2－a )(4－1－a )<0，即a (a －3)<0，解得0<a <3. [答案] (1)C (2)C若方程x lg(x ＋2)＝1的实根在区间(k ，k ＋1)(k ∈Z )，则k 为何值？ 解：由题意知，x ≠0，则原方程即为lg(x ＋2)＝1x，在同一直角坐标系中作出函数y ＝lg(x ＋2)与y ＝1x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，所以k ＝－2或k ＝1.———————————————————判断函数零点所在区间的方法判断函数在某个区间上是否存在零点，要根据具体题目灵活处理．当能直接求出零点时，就直接求出进行判断；当不能直接求出时，可根据零点存在性定理判断；当用零点存在性定理也无法判断时可画出图象判断．1．(2013·模拟)在下列区间中，函数f (x )＝e －x－4x －3的零点所在的区间为( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫－34，－12B.⎝ ⎛⎭⎪⎫－12，－14C.⎝ ⎛⎭⎪⎫－14，0D.⎝ ⎛⎭⎪⎫0，14 解析：选B 易知函数f (x )在R 上是单调减函数．对于A ，注意到f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－34＝e 34－4×⎝ ⎛⎭⎪⎫－34－3＝e 34>0，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＝e 12－4×⎝ ⎛⎭⎪⎫－12－3＝e 12－1>0，因此函数f (x )＝e －x－4x －3的零点不在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫－34，－12上；对于B ，注意到f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－12>0，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－14＝e 14－4×⎝ ⎛⎭⎪⎫－14－3＝e 14－2<414－2<0，因此在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫－12，－14上函数f (x )＝e －x －4x －3一定存在零点；对于C ，注意到f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－14<0，f (0)＝－2<0，因此函数f (x )＝e －x －4x －3的零点不在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫－14，0上；对于D ，注意到f (0)＝－2<0，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14＝e 14-－4×14－3＝e 14-－4<0，因此函数f (x )＝e －x－4x －3的零点不在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫0，14上．2．已知[x ]表示不超过实数x 的最大整数，g (x )＝[x ]为取整函数，x 0是函数f (x )＝ln x －2x的零点，则g (x 0)等于________． 解析：∵函数f (x )的定义域为(0，＋∞)，∴函数f ′(x )＝1x ＋2x2>0，即函数f (x )在(0，＋∞)上单调递增．由f (2)＝ln 2－1<0，f (e)＝ln e －2e>0，知x 0∈(2，e)，∴g(x0)＝[x0]＝2. 答案：2判断函数零点个数[例2] (1)(2012·高考)函数f (x )＝x 12－⎝ ⎛⎭⎪⎫12x的零点个数为( )A ．0B ．1C ．2D ．3(2)函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧ln x －x 2＋2xx >0，4x ＋1x ≤0的零点个数为( )A ．0B ．1C ．2D ．3[自主解答] (1)因为y ＝x 12在x ∈[0，＋∞)上单调递增，y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 在x ∈R 上单调递减，所以f (x )＝x 12－⎝ ⎛⎭⎪⎫12x在x ∈[0，＋∞)上单调递增，又f (0)＝－1<0，f (1)＝12>0，所以f (x )＝x 12－⎝ ⎛⎭⎪⎫12x在定义域有唯一零点．(2)当x ≤0时，函数有零点x ＝－14；当x >0时，作出函数y ＝ln x ，y ＝x 2－2x 的图象，观察图象可知两个函数的图象(如图)有2个交点，即当x >0时函数f (x )有2个零点．故函数f (x )的零点的个数为3.[答案] (1)B (2)D———————————————————判断函数零点个数的方法(1)解方程法：令f (x )＝0，如果能求出解，则有几个解就有几个零点；(2)零点存在性定理法：利用定理不仅要求函数在区间[a ，b ]上是连续不断的曲线，且f (a )·f (b )<0，还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性、周期性、对称性)才能确定函数有多少个零点或零点值所具有的性质；(3)数形结合法：转化为两个函数的图象的交点个数问题．先画出两个函数的图象，看其交点的个数，其点的横坐标有几个不同的值，就有几个不同的零点．3．(2013·模拟)已知符号函数sgn(x )＝⎩⎪⎨⎪⎧1，x >0，0，x ＝0，－1，x <0，则函数f (x )＝sgn(x －1)－lnx 的零点个数为( )A ．1B ．2C ．3D ．4解析：选C 依题意得，当x －1>0，即x >1时，f (x )＝1－ln x ，令f (x )＝0得x ＝e>1；当x －1＝0，即x ＝1时，f (x )＝0－ln 1＝0；当x －1<0，即x <1时，f (x )＝－1－ln x ，令f (x )＝0得x ＝1e<1.因此，函数f (x )的零点个数为3.[例3] 定义域为R 的偶函数f (x )满足对∀x ∈R ，有f (x ＋2)＝f (x )－f (1)，且当x ∈[2,3]时，f (x )＝－2x 2＋12x －18，若函数y ＝f (x )－log a (x ＋1)在(0，＋∞)上至少有三个零点，则a 的取值围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0，33B.⎝ ⎛⎭⎪⎫0，22C.⎝⎛⎭⎪⎫0，55 D.⎝⎛⎭⎪⎫0，66 [自主解答] 在方程f (x ＋2)＝f (x )－f (1)中，令x ＝－1得f (1)＝f (－1)－f (1)，再根据函数f (x )是偶函数可得f (1)＝0，由此得f (x ＋2)＝f (x )＝f (－x )，由此可得函数f (x )是周期为2的周期函数，且其图象关于直线x ＝1对称，又当x ∈[0,1]时，x ＋2∈[2,3]，所以当x ∈[0,1]时，f (x )＝f (x ＋2)＝－2(x ＋2)2＋12(x ＋2)－18＝－2x 2＋4x －2＝－2(x －1)2，根据对称性可知函数f (x )在[1,2]上的解析式也是f (x )＝－2(x －1)2，故函数f (x )在[0,2]上的解析式是f (x )＝－2(x －1)2，根据其周期性画出函数f (x )在[0，＋∞)上的部分图象(如图)，结合函数图象，只要实数a 满足0<a <1且－2<log a (2＋1)<0即可满足题意，故0<a <1且log 3a <－12＝log 333，即0<a <33.[答案] A———————————————————已知函数有零点方程有根求参数值常用的方法和思路1直接法：直接求解方程得到方程的根，再通过解不等式确定参数围；2分离参数法：先将参数分离，转化成求函数值域问题加以解决；3数形结合：先对解析式变形，在同一平面直角坐标系中，画出函数的图象，然后观察求解.4．已知函数f (x )＝－x 2＋2e x ＋m －1，g (x )＝x ＋e2x(x >0)．(1)若y ＝g (x )－m 有零点，求m 的取值围；(2)确定m 的取值围，使得g (x )－f (x )＝0有两个相异实根． 解：(1)法一：∵g (x )＝x ＋e2x≥2e 2＝2e ，等号成立的条件是x ＝e ， ∴g (x )的值域是[2e ，＋∞)．因而只需m ≥2e ，则y ＝g (x )－m 就有零点． 法二：作出g (x )＝x ＋e2x(x >0)的大致图象如图：可知若使y ＝g (x )－m 有零点，则只需m ≥2e.(2)若g (x )－f (x )＝0有两个相异的实根，即g (x )与f (x )的图象有两个不同的交点，作出g (x )＝x ＋e2x(x >0)的大致图象．∵f (x )＝－x 2＋2e x ＋m －1 ＝－(x －e)2＋m －1＋e 2.∴其图象的对称轴为x ＝e ，开口向下，最大值为m －1＋e 2.故当m －1＋e 2>2e ，即m >－e 2＋2e ＋1时，g (x )与f (x )有两个交点，即g (x )－f (x )＝0有两个相异实根．∴m 的取值围是(－e 2＋2e ＋1，＋∞)．1个口诀——用二分法求函数零点的方法用二分法求零点近似值的口诀为：定区间，找中点，中值计算两边看．同号去，异号算，零点落在异号间．周而复始怎么办？精确度上来判断．3种方法——判断函数零点所在区间的方法判断函数y ＝f (x )在某个区间上是否存在零点，常用以下方法：(1)解方程：当对应方程易解时，可通过解方程，看方程是否有根落在给定区间上； (2)利用函数零点的存在性定理进行判断；(3)通过画函数图象，观察图象与x 轴在给定区间上是否有交点来判断． 4个结论——有关函数零点的结论(1)若连续不断的函数f (x )在定义域上是单调函数，则f (x )至多有一个零点． (2)连续不断的函数，其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号． (3)连续不断的函数图象通过零点时，函数值可能变号，也可能不变号．(4)函数零点的存在定理只能判断函数在某个区间上的变号零点，而不能判断函数的不变号零点，而且连续函数在一个区间的端点处函数值异号是这个函数在这个区间上存在零点的充分不必要条件.数学思想——利用数形结合思想解决与方程的根有关的问题在解决与方程的根或函数零点有关的问题时，如果按照传统方法很难奏效时，常通过数形结合将问题转化为函数图象的交点的坐标问题来解决．[典例] (2012·高考)对于实数a 和b ，定义运算“*”：a *b ＝⎩⎪⎨⎪⎧a 2－ab ，a ≤b ，b 2－ab ，a >b .设f (x )＝(2x －1)*(x －1)，且关于x 的方程f (x )＝m (m ∈R )恰有三个互不相等的实数根x 1，x 2，x 3，则x 1x 2x 3的取值围是________．[解析]由定义可知，f (x )＝(2x －1)*(x －1)＝⎩⎪⎨⎪⎧2x －12－2x －1x －1，x ≤0，x －12－2x －1x －1，x >0，即f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x 2－x ，x ≤0，－x 2＋x ，x >0.作出函数f (x )的图象，如图所示，关于x 的方程f (x )＝m 恰有三个互不相等的实根x 1，x 2，x 3，即函数f (x )的图象与直线y ＝m 有三个不同的交点，则0<m <14.不妨设从左到右交点的横坐标分别为x 1，x 2，x 3.当x >0时，－x 2＋x ＝m ，即x 2－x ＋m ＝0， ∴x 2＋x 3＝1， ∴0<x 2x 3<⎝⎛⎭⎪⎫x 2＋x 322，即0<x 2x 3<14；当x <0时，由⎩⎪⎨⎪⎧2x 2－x ＝14，x <0，得x ＝1－34，∴1－34<x 1<0. ∴0<－x 1<3－14. ∴0<－x 1x 2x 3<3－116. ∴1－316<x 1x 2x 3<0. [答案] ⎝⎛⎭⎪⎫1－316，0 [题后悟道]1．解决本题的关键有以下三点(1)根据新定义正确求出函数f (x )的解析式，并准确画出其图象． (2)利用一元二次方程根与系数的关系及基本不等式确定x 2x 3的围． (3)正确确定x 1的取值围．2．函数y ＝f (x )有零点⇔方程f (x )＝0有实根⇔函数y ＝f (x )的图象与x 轴有交点．在解决函数与方程的问题时，要注意这三者之间的关系，在解题中充分利用这个关系与实际问题的转化．[变式训练]1．若定义在R 上的函数f (x )满足f (x ＋2)＝f (x )，且x ∈[－1,1]时，f (x )＝1－x 2，函数g (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧lg x ，x >0，0，x ＝0，－1x ，x <0，则方程f (x )－g (x )＝0在区间[－5,5]上的解的个数为( )A ．5B ．7C ．8D ．10解析：选C 依题意得，函数f (x )是以2为周期的函数，在同一坐标系下画出函数y ＝f (x )与函数y ＝g (x )的图象，结合图象得，当x ∈[－5,5]时，它们的图象的公共点共有8个，即方程f (x )－g (x )＝0在区间[－5,5]的解的个数是8.2．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x ，x ≥2，x －13，x <2.若关于x 的方程f (x )＝k 有两个不同的实根，则实数k 的取值围是________．解析：画出函数f (x )的图象如图所示，根据图象可知当k ∈(0,1)时，方程f (x )＝k 有两个不同的实根．答案：(0,1)一、选择题(本大题共6小题，每小题5分，共30分)1．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x－1，x ≤1，1＋log 2x ，x >1，则函数f (x )的零点为( )A.12，0 B ．－2,0 C.12D ．0解析：选D 当x ≤1时，由f (x )＝2x－1＝0，解得x ＝0；当x >1时，由f (x )＝1＋log 2x ＝0，解得x ＝12，又因为x >1，所以此时方程无解．综上函数f (x )的零点只有0.2．(2012·高考)函数f (x )＝x cos x 2在区间[0,4]上的零点个数为( ) A ．4B ．5C ．6D ．7解析：选C ∵x ∈[0,4]，∴x 2∈[0,16]．∴x 2＝0，π2，3π2，5π2，7π2，9π2，都是f (x )的零点，此时x 有6个值．∴f (x )的零点个数为6.3．函数f (x )＝e x＋x －2的零点所在的一个区间是( ) A ．(－2，－1) B ．(－1,0) C ．(0,1)D ．(1,2)解析：选C 因为函数f (x )的图象是连续不断的一条曲线，又f (－2)＝e －2－4<0，f (－1)＝e －1－3<0，f (0)＝－1<0，f (1)＝e －1>0，f (2)＝e 2>0，所以f (0)·f (1)<0，故函数的零点所在的一个区间是(0,1)．4．(2013·模拟)函数f (x )＝3sin π2x －log 12x 的零点的个数是( )A ．2B ．3C ．4D ．5解析：选D 函数y ＝3sin π2x 的周期T ＝2ππ2＝4，由log 12x ＝3，可得x ＝18，由log 12x ＝－3，可得x ＝8.在同一平面直角坐标系中，作出函数y ＝3sin π2x 和y ＝log 12x 的图象(如图所示)，易知f (x )有5个零点．5．已知函数f (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫15x－log 3x ，若x 0是函数y ＝f (x )的零点，且0<x 1<x 0，则f (x 1)的值( )A ．恒为正值B ．等于0C ．恒为负值D ．不大于0解析：选A 注意到函数f (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫15x－log 3x 在(0，＋∞)上是减函数，因此当0<x 1<x 0时，有f (x 1)>f (x 0)，又x 0是函数f (x )的零点，因此f (x 0)＝0，所以f (x 1)>0，即此时f (x 1)的值恒为正值，选A.6．(2013·模拟)若函数y ＝f (x )(x ∈R )满足f (x ＋2)＝f (x )，且x ∈[－1,1]时，f (x )＝|x |，函数g (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧sin πx ，x >0，－1x ，x <0，则函数h (x )＝f (x )－g (x )在区间[－5,5]上的零点的个数为( )A ．10B ．9C ．8D ．7解析：选B 由f (x ＋2)＝f (x )可知，函数f (x )是周期为2的周期函数．在同一直角坐标系中画出函数f (x )与函数g (x )的图象，如图所示．结合图象可知，函数h (x )在[－5,5]上有9个零点．(注意函数g (x )在x ＝0处无定义)二、填空题(本大题共3小题，每小题5分，共15分)7．定义在R 上的奇函数f (x )满足：当x >0时，f (x )＝2 012x＋log 2 012x ，则在R 上，函数f (x )零点的个数为________．解析：函数f (x )为R 上的奇函数，因此f (0)＝0，当x >0时，f (x )＝2 012x＋log 2 012x 在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫0，12 012存在一个零点，又f (x )为增函数，因此在(0，＋∞)有且仅有一个零点．根据对称性可知函数在(－∞，0)有且仅有一解，从而函数在R 上的零点的个数为3.答案：38．已知函数f (x )＝x ＋2x，g (x )＝x ＋ln x ，h (x )＝x －x －1的零点分别为x 1，x 2，x 3，则x 1，x 2，x 3的大小关系是________．解析：令x ＋2x＝0，得2x ＝－x ， 令x ＋ln x ＝0，得ln x ＝－x . 在同一坐标系画出y ＝2x，y ＝ln x ，y ＝－x ，如图：x 1<0<x 2<1， 令x －x －1＝0， 则(x )2－x －1＝0，∴x ＝1＋52，即x 3＝3＋52>1.所以x 1<x 2<x 3.答案：x 1<x 2<x 39．已知函数f (x )满足f (x ＋1)＝－f (x )，且f (x )是偶函数，当x ∈[0,1]时，f (x )＝x 2.若在区间[－1,3]，函数g (x )＝f (x )－kx －k 有4个零点，则实数k 的取值围为________．解析：依题意得f (x ＋2)＝－f (x ＋1)＝f (x )，即函数f (x )是以2为周期的函数．g (x )＝f (x )－kx －k 在区间[－1,3]有4个零点，即函数y ＝f (x )与y ＝k (x ＋1)的图象在区间[－1,3]有4个不同的交点．在坐标平面画出函数y ＝f (x )的图象(如图所示)，注意到直线y ＝k (x ＋1)恒过点(－1,0)，由图象可知，当k ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0，14时，直线与曲线y ＝f (x )在区间[－1,3]有4个不同的交点，故实数k 的取值围是⎝ ⎛⎦⎥⎤0，14. 答案：⎝ ⎛⎦⎥⎤0，14 三、解答题(本大题共3小题，每小题12分，共36分)10．是否存在这样的实数a ，使函数f (x )＝x 2＋(3a －2)x ＋a －1在区间[－1,3]上与x 轴有且只有一个交点．若存在，求出a 的围；若不存在，说明理由．解：因为Δ＝(3a －2)2－4(a －1)＝9⎝ ⎛⎭⎪⎫a －892＋89>0，所以若存在实数a 满足条件， 则只需f (－1)·f (3)≤0即可，即f (－1)·f (3)＝(1－3a ＋2＋a －1)·(9＋9a －6＋a －1)＝4(1－a )(5a ＋1)≤0. 所以a ≤－15或a ≥1.检验：①当f (－1)＝0时，a ＝1.所以f (x )＝x 2＋x .令f (x )＝0，即x 2＋x ＝0. 得x ＝0或x ＝－1.方程在[－1,3]上有两根，不合题意，故a ≠1. ②当f (3)＝0时，a ＝－15，此时f (x )＝x 2－135x －65，令f (x )＝0，即x 2－135x －65＝0，解得x ＝－25或x ＝3.方程在[－1,3]上有两根，不合题意，故a ≠－15.综上所述，a 的取值围为⎝ ⎛⎭⎪⎫－∞，－15∪(1，＋∞)． 11．若函数F (x )＝|4x －x 2|＋a 有4个零点，数a 的取值围． 解：若F (x )＝|4x －x 2|＋a 有4个零点， 即|4x －x 2|＋a ＝0有四个根， 即|4x －x 2|＝－a 有四个根． 令g (x )＝|4x －x 2|，h (x )＝－a . 则作出g (x )的图象，由图象可知要使|4x －x 2|＝－a 有四个根，则需g (x )的图象与h (x )的图象有四个交点，∴0<－a <4，即－4<a <0，a 的取值围为(－4,0)．12．已知关于x 的二次方程x 2＋2mx ＋2m ＋1＝0.(1)若方程有两根，其中一根在区间(－1,0)，另一根在区间(1,2)，求m 的围；(2)若方程两根均在区间(0,1)，求m 的围．解：(1)由条件，抛物线f (x )＝x 2＋2mx ＋2m ＋1与x 轴的交点分别在区间(－1,0)和 (1,2)， 如图(1)所示，得⎩⎪⎨⎪⎧ f 0＝2m ＋1<0，f －1＝2>0，f 1＝4m ＋2<0，f2＝6m ＋5>0－56<m <－12， m 的取值围是⎝ ⎛⎭⎪⎫－56，－12. (2)抛物线与x 轴交点均落在区间(0,1)，如图(2)所示 得不等式组⎩⎪⎨⎪⎧ f 0>0，f 1>0，Δ≥0，0<－m <1⇒⎩⎪⎨⎪⎧ m >－12，m >－12.m ≥1＋2或m ≤1－2，－1<m <0，即－12<m ≤1－2，m 的取值围是⎝ ⎛⎦⎥⎤－12，1－2.1．若定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x ＋2)＝f (x )，且当x ∈[0,1]时，f (x )＝x ，则函数y ＝f (x )－log 3|x |的零点个数是( )A ．多于4B ．4C ．3D ．2解析：选B 由题意可知，函数y ＝f (x )是周期为2的偶函数，在同一直角坐标中作出函数y ＝f (x )和y ＝log 3|x |的图象，如图所示，结合图象可以知函数的零点有4个． 2．判断下列函数在给定区间上是否存在零点．(1)f (x )＝1x－x ，x ∈(0,1)． (2)f (x )＝log 2(x ＋2)－x ，x ∈[1,3]．解：(1)法一：令f (x )＝1x－x ＝0，解得x ＝±1， 又∵±1∉(0,1)，∴f (x )＝1x－x ，x ∈(0,1)不存在零点．法二：画出函数f ＝1x与y ＝x 的图象，如右图所示， 由图象观察可知此函数在(0,1)不存在零点．(2)函数f (x )＝log 2(x ＋2)－x 的图象在[1,3]上连续． 又f (1)＝log 23－1>log 22－1＝0.f (3)＝log 25－3<log 28－3＝0.∴f (1)·f (3)<0.故函数f (x )＝log 2(x ＋2)－x ，x ∈[1,3]存在零点．3．设函数f (x )＝log 2(2x ＋1)，g (x )＝log 2(2x－1)，若关于x 的函数F (x )＝g (x )－f (x )－m 在[1,2]上有零点，求m 的取值围．解： 法一：令F (x )＝0，即g (x )－f (x )－m ＝0. 所以有m ＝g (x )－f (x )＝log 2(2x －1)－log 2(2x ＋1)＝log 22x －12x ＋1＝log 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1－22x ＋1. ∵1≤x ≤2，∴3≤2x＋1≤5.∴25≤22x ＋1≤23，13≤1－22x ＋1≤35. ∴log 213≤log 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1－22x ＋1≤log 235， 即log 213≤m ≤log 235. m 的取值围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤log 213，log 235. 法二：log 2(2x －1)＝m ＋log 2(2x＋1)．∴log 2(2x －1)＝log 2[2m ·(2x ＋1)]．∴2x －1＝2m ·(2x ＋1)．∴2x (1－2m )＝2m ＋1,2x ＝2m ＋11－2m ， 即x ＝log 2⎝ ⎛⎭⎪⎫2m＋11－2m . ∵1≤x ≤2，∴1≤log 2⎝ ⎛⎭⎪⎫2m ＋11－2m ≤2. ∴2≤2m ＋11－2m ≤4，解得13≤2m ≤35， 即log 213≤m ≤log 235.m 的取值围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤log 213，log 235.。