资源简介 第13讲 函数的零点与方程的解【备选理由】 例1是判断零点所在的区间与充分必要条件的交汇问题;例2已知函数零点之间的大小关系求参数的取值范围,考查逆向思维能力;例3已知函数的零点个数求参数的取值范围;例4已知复合函数的零点个数求参数的取值范围.1 [配合探究点一使用] 已知函数f(x)=ln x+x2+a,则“a<-1”是“函数f(x)在(1,e)上存在零点”的 ( C )A.充分不必要条件B.充要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件[解析] 令f(x)=0,得ln x+x2+a=0,函数f(x)在(1,e)上存在零点,即方程a=-x2-ln x在(1,e)上存在实数解.令g(x)=-x2-ln x,x∈(1,e),显然g(x)在(1,e)上单调递减,因为g(1)=-1,g(e)=-e2-1,所以g(x)=-x2-ln x,x∈(1,e)的值域为(-e2-1,-1),所以函数f(x)在(1,e)上存在零点等价于a的取值范围是(-e2-1,-1),所以“a<-1”是“函数f(x)在(1,e)上存在零点”的必要不充分条件.故选C.2 [配合探究点四使用] [2025·浙江宁波期末] 函数f(x)=x+log2x-4的零点为x1,函数g(x)=x+loga(x-1)-5(a>1)的零点为x2,若x2-x1>1,则实数a的取值范围为 ( D ) A.(1,) B.(1,2)C.(,+∞) D.(2,+∞)[解析] 由f(x)=x+log2x-4,可知f(x)在(0,+∞)上单调递增,又f(2)=2+log22-4=-1<0,f(4)=4+log24-4=2>0,所以f(x)在(2,4)上存在唯一的零点,即2由已知可得x1+log2x1-4=0,x2+loga(x2-1)-5=0,所以x1+log2x1-4=x2+loga(x2-1)-5,即x1+log2x1=x2-1+loga(x2-1),因为x2-x1>1,所以x2-1>x1.易知y=x+log2x和y=x-1+loga(x-1)(a>1)在定义域内均为增函数,所以x1+log2x1=x2-1+loga(x2-1)>x1+logax1,所以log2x1>logax1,所以>,又2ln 2>0,所以>,即ln a>ln 2,所以a>2.故选D.3 [配合探究点四使用] [2026·浙江金华十校期末] 已知函数f(x)=(x2-4x+a)sin(a>0)在(0,4)上恰有2个零点,则a的取值范围是 0[解析] 设g(x)=x2-4x+a,x∈(0,4),h(x)=sin(a>0),x∈(0,4),则f(x)=g(x)h(x).二次函数g(x)=x2-4x+a,x∈(0,4)的图象开口向上,对称轴为直线x=2,g(x)min=g(2)=a-4,g(0)=g(4)=a.因为a>0,x∈(0,4),所以ax-∈.①当h(x)在(0,4)上没有零点时,4a-≤0,即0此时g(2)=a-4≤-4<0,g(0)=g(4)=a>0,所以g(x)在区间(0,2)和(2,4)内各有一个零点,故f(x)在(0,4)上恰有2个零点,符合题意.②当h(x)在(0,4)上有1个零点时,0<4a-≤π,即此时g(2)=a-4≤-4<0,g(0)=g(4)=a>0,所以g(x)在区间(0,2)和(2,4)内各有一个零点,故f(x)在(0,4)上有3个零点,不合题意.③当h(x)在(0,4)上有2个零点时,π<4a-≤2π,即此时g(2)=a-4≤-4<0,g(0)=g(4)=a>0,所以g(x)在区间(0,2)和(2,4)内各有一个零点,故f(x)在(0,4)上有4个零点,不合题意.综上,04 [配合探究点五使用] [2026·湖南衡阳期末] 已知函数f(x)=g(x)=若关于x的方程{g[f(x)]}2-(1+m)g[f(x)]+m=0有19个不等实数根,则实数m的取值范围是 ( B )A. B.C.(0,e) D.(1,e)[解析] 原方程可化为{g[f(x)]-1}{g[f(x)]-m}=0,所以g[f(x)]=1或g[f(x)]=m.作出f(x)的图象如图①所示,g(x)的图象如图②所示.若g[f(x)]=1,则f(x)=0或或e,由图①可知此时有10个实数解,所以g[f(x)]=m有9个实数解.当m<0时,显然g[f(x)]=m无解,不符合题意;当m=0时,f(x)=1,此时有3个实数解,不符合题意;当m>1时,显然f(x)有两解,此时g[f(x)]=m的实数解的个数不超过6,不符合题意;显然m=1不符合题意;当m=时,g(x)=m有三解,此时由图①易知g[f(x)]=m的实数解个数不超过8,不符合题意;当m∈时,g(x)=m有三解,此时对于满足f(x)<0的解,易知其满足f(x)<-1,故由图可得此时g[f(x)]=m的实数解个数不超过7,不符合题意;当m∈时,注意到eln=-1,故由图①可得此时g[f(x)]=m的实数解个数为9,符合题意.综上,实数m的取值范围是.故选B.(共107张PPT)第13讲 函数的零点与方程的解课前基础巩固课堂考点探究教师备用习题作业手册答案核查【听】答案核查【作】【课标要求】1.结合学过的函数图象,了解函数零点与方程解的关系.2.结合具体连续函数及其图象的特点,了解函数零点存在定理.1.函数的零点(1)函数零点的定义定义:对于一般函数,我们把使 的_______叫作函数的零点.实数(2)等价关系方程有实数解 函数的图象与_____有交点 函数 有______.轴零点◆ 知识聚焦 ◆(3)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____________零点,即存在,使得_________,这个也就是方程 的解.至少有一个(4)二分法:对于在区间 上图象连续不断且_____________的函数,通过不断地把函数 的零点所在的区间_________,使所得区间的两个端点逐步逼近______,进而得到零点近似值的方法叫作二分法.一分为二零点2.二次函数 的图象与零点的关系二次函数 的图象与 轴的交点 _____________ _______ 无交点零点个数 ___ ___ ___,210常用结论1.如果函数在区间 上是单调的,且在该区间上的图象是一条连续不断的曲线,则函数 在该区间上至多有一个零点.2.由函数 (图象是连续不断的)在闭区间上有零点不一定能推出(如图所示),所以“ ”是“在闭区间 上有零点”的充分不必要条件.3.如果函数在区间 上的图象是一条连续不断的曲线,且有,在上单调,那么 在区间上有且仅有一个实数根.4.周期函数如果存在零点,则必有无穷个零点.5.函数有零点 方程有实数解 函数与 的图象有交点.6.函数有零点 方程有实数根 函数与的图象有交点,其中 为常数.题组一 易错辨析判断下列说法是否正确.(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数的零点是 .( )×[解析] 函数的零点是 ,故错误.◆ 课前演练 ◆(2)若函数在区间上满足,则函数 在区间 上一定没有零点.( )×[解析] 如函数在区间 上有,但是函数在区间 上有零点0,故错误.(3)函数 有零点.( )×[解析] 因为方程的判别式 ,所以函数 没有零点,故错误.(4)已知定义在上的函数 的图象是连续不断的,若,则方程 至少有一个实数解.( )√[解析] 由函数零点存在定理可知正确.(5)用二分法求函数零点的近似值适合于变号零点.( )√[解析] 由二分法的定义可知正确.题组二 教材改编1.函数 的零点为( )A.1, B., C.2, D.,[解析] 令,得 ,解得,,所以函数的零点为和 .故选B.√2.用二分法求函数 的零点可以取的初始区间是( )A. B. C. D.[解析] 因为,,且在定义域 上单调递增,所以可以取的初始区间是 .故选A.√3.若函数在区间上存在零点,则实数 的取值范围是( )A. B. C. D.[解析] 显然函数在 上是增函数,由函数零点存在定理可知,若函数在区间 上存在零点,则只需满足,即,解得 ,所以实数的取值范围是 .故选D.√探究点一 判断函数零点所在的区间例1 [2025·天津卷]函数 的零点所在区间可以是( )A. B. C. D.√[解析] 由指数函数、幂函数的单调性可知,在 上单调递减,在上单调递增,所以在 上单调递减.因为, ,, ,,所以根据零点存在定理可知 的零点所在区间可以是 .故选B.总结反思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:首先看函数在区间 上的图象是否连续,再看是否有,若有,则函数在区间 内必有零点.(2)数形结合:通过画函数图象,观察图象与 轴在给定区间上是否有交点来判断.【对点演练1】 [2025·河北沧州二模]函数 的零点所在的区间为( )A. B. C. D.[解析] 因为与 均在定义域上单调递增,所以在 上单调递增.因为 ,,所以函数 的零点所在的区间为 .故选B.√探究点二 用二分法求函数零点的近似值例2 某同学用二分法求函数 的零点时,用计算器算得部分函数值如表所示:则该函数零点的近似值(精确度为0.1)可以是( )A.1.2 B.1.21 C.1.27 D.1.32√[解析] , ,由零点存在定理得,区间内存在零点,该区间长度为 ,小于,由于 ,故该函数零点的近似值(精确度为0.1)可以是 ,故选C.总结反思用二分法求函数零点近似值的关键:一是用定理,即利用函数零点存在定理,估计零点所在的区间;二是取中点,即利用线段中点的坐标公式,求出所给区间的中点的横坐标,从而求出其对应的函数值,并判断函数值的符号,再利用“异号留,同号去”,缩小零点所在的范围;三是满足精确度,重复第二步,直到满足精确度为止,即可得近似值.【对点演练2】 [2026·广东汕头模拟]用二分法求函数在内零点的近似值,若精确度要求为 ,则需重复相同步骤的次数至少为( )A.3 B.4 C.5 D.6√[解析] 原始区间长度为 ,第一次,区间长度减半,为,第二次,区间长度减半,为 ,第三次,区间长度减半,为 ,第四次,区间长度减半,为 ,故至少需要重复4次相同步骤.故选B.探究点三 判断函数零点的个数例3 [2026·安徽合肥联考]函数 的零点的个数为( )A.1 B.2C.3 D.无法确定,与 的取值有关[解析] 因为,所以由指数函数的图象与性质知,当 时,,则,当时, ,则,又当时,,所以函数 只有1个零点,故选A.√总结反思函数零点个数的判断方法(1)直接求零点:令 ,如果能求出方程的解,那么方程有几个解,函数就有几个零点.(2)函数零点存在定理:利用该定理不仅要求函数在 上的图象是一条连续不断的曲线,且 ,还必须结合函数的图象和性质(如单调性)才能确定函数有多少个零点.(3)把原函数的解析式转化为两个函数解析式的差,画出两个函数的图象,两个函数图象的交点个数即为原函数的零点个数.【对点演练3】(1)函数在 上的零点个数为( )A.3 B.4 C.6 D.8√[解析] 令,根据“对勾函数”的性质可知,函数 在上单调递减,在上单调递增,且当 时,,由,可得 ,.只有当 ,2,3时,的值分别对应 , ,.又因为 , , 在上各有2个解,所以在 上有6个零点.故选C.(2)[2026·江苏苏北七市调研] 已知函数 满足,且 则方程的实数解的个数为___.5[解析] 由函数 满足 ,可得,所以 的一个周期为4,又所以,函数 的图象如图所示,方程的实数解的个数即为的图象与直线 的交点个数,由图可知两图象交点的个数为5,即方程 的实数解的个数为5.探究点四 函数零点的应用题型1 根据函数零点个数求参数例4 已知函数若函数 恰有2个零点,则实数 的取值范围是( )A. B. C. D.√[解析] 易知当时,函数单调递增,且.当时,易知函数在上单调递增,当时, ,当 时, , 的大致图象如图所示.若函数恰有2个零点,则函数 的图象与直线有2个交点,由图可知 ;当时,函数,显然函数 的图象与直线没有交点,不符合题意;当 时,根据对勾函数的性质可知,当且仅当时等号成立,显然函数 的图象与直线没有交点,不符合题意.综上可知,实数 的取值范围是 .故选B.题型2 根据函数零点范围求参数例5(1)[2025·陕西西安六模]若函数在 上有零点,则 的取值范围为( )A. B. C. D.[解析] 易知在上单调递增,若函数在 上有零点,则,即,解得 .故选D.√(2)[2025·湖南名校联考]已知函数在区间上有零点,则 的取值范围是( )A. B. C. D.√[解析] 函数在区间 上有零点,则方程在区间上有解.因为函数在区间 上单调递减,在上单调递增,, ,,所以,故的取值范围是 .故选D.总结反思根据函数零点情况求参数值(或范围)的三种常用方法(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的方程(或不等式),再通过解方程(或不等式)确定参数的值(或范围).(2)分离参数法:先将参数分离,再转化成求函数值(或值域)问题加以解决.(3)数形结合法:先对解析式变形,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,最后数形结合求解.【对点演练4】(1)函数在区间 内有零点,则实数 的取值范围为( )A. B. C. D.√[解析] 当时,由 可得,令,因为 ,在上均单调递增,所以在 上单调递增,因为在区间内有零点,所以函数 在区间内有零点,所以解得,故实数 的取值范围是 .故选D.(2)(多选题)已知函数 ,若函数存在两个零点,则 的值可能是( )A. B.1 C.2 D.3√√√[解析] 由题可得其图象如图所示,函数在上共有3个零点,即方程在 上有3个根,,,.又因为函数 在上存在两个零点,所以.故选 .(3)[2026·辽宁名校联盟联考] 已知函数至少有一个零点在区间 内,则实数的取值范围是_ ________.[解析] 对于函数 ,.当,即时,没有零点,不符合题意.当 时,或,当时, ,其零点为1,符合题意;当时, ,其零点为,不符合题意.当,即或时, 有两个不相等的零点,,若至少有一个零点在区间 内,则需或解得或.另外若,则 ,则 ,零点为0或3,不符合题意;若,则 ,则,零点为2或, ,符合题意.综上所述,的取值范围是.探究点五 复合函数的零点问题例6(1)[2025·江西新九校协作体联考]已知函数则函数 的零点个数为( )A.5 B.6 C.7 D.8√[解析] 函数 的零点个数即为方程 的解的个数.作出函数 的大致图象,如图所示.令,则,解得 ,,.当时, ,则,此时方程无解;当时,,则 ,此时方程有3个不同的解;当时, ,则 ,此时方程有2个不同的解.综上可知,函数 的零点个数为5.故选A.(2)[2026·河北沧州期末]已知函数 若关于的方程 有7个不相等的实数根,则实数 的取值范围是( )A. B. C. D.√[解析] 易知 .由 可得,故 或,画出函数 的图象,如图所示,的图象与直线有3个交点,若关于 的方程 有7个不相等的实数根,则直线与的图象有4个交点,所以,即 ,故实数的取值范围是 .故选D.总结反思对于复合函数 的零点个数问题,求解思路如下:(1)确定内层函数和外层函数 ;(2)确定外层函数的零点 ;(3)确定直线与内层函数 图象的交点个数,分别记为,,, ,,则函数 的零点个数为 .【对点演练5】(1)[2025·湖北十堰模拟]已知函数则关于 的方程的根的个数为( )A.7 B.8 C.9 D.10√[解析] 由得 ,解得或.画出 的大致图象如图所示,由图可知,函数的图象与直线有5个交点,与直线 有5个交点,故关于的方程 的根的个数为10.故选D.(2)已知函数若函数 有8个零点,则实数 的取值范围为( )A. B. C. D.√[解析] 当,时, 的图象的对称轴为直线,所以在上单调递增,则函数 的大致图象如图①所示.令,则,解得或 ,即或,由图可知有2个解, 有1个解,所以此时有3个零点,不符合题意;当, 时,的图象的对称轴为直线,所以 在上单调递增,在上单调递减,则函数 的大致图象如图②所示.令,则,解得或 或,由图可知有2个解, 有3个解,又有8个零点,所以 有3个解,则解得,故实数的取值范围为 .故选D.【备选理由】例1是判断零点所在的区间与充分必要条件的交汇问题;例1 [配合探究点一使用]已知函数 ,则“”是“函数在 上存在零点”的( )A.充分不必要条件 B.充要条件C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件√[解析] 令,得,函数在 上存在零点,即方程在 上存在实数解.令,,显然在 上单调递减,因为,,所以, 的值域为 ,所以函数在上存在零点等价于 的取值范围是,所以“”是“函数在 上存在零点”的必要不充分条件.故选C.例2 [配合探究点四使用][2025·浙江宁波期末]函数的零点为 ,函数的零点为,若 ,则实数 的取值范围为( )A. B. C. D.√【备选理由】例2已知函数零点之间的大小关系求参数的取值范围,考查逆向思维能力;[解析] 由,可知在 上单调递增,又, ,所以在上存在唯一的零点,即 .由已知可得, ,所以 ,即 ,因为,所以 .易知和 在定义域内均为增函数,所以 ,所以 ,所以,又,所以 ,所以,即,所以 .故选D.例3 [配合探究点四使用][2026·浙江金华十校期末] 已知函数在上恰有2个零点,则的取值范围是_ __________.【备选理由】例3已知函数的零点个数求参数的取值范围;[解析] 设,, ,,则 .二次函数, 的图象开口向上,对称轴为直线,, .因为,,所以, .①当在上没有零点时,,即 ,此时, ,所以在区间和内各有一个零点,故在 上恰有2个零点,符合题意.②当在上有1个零点时, ,即 ,此时, ,所以在区间和内各有一个零点,故在 上有3个零点,不合题意.③当在上有2个零点时, ,即 ,此时, ,所以在区间和内各有一个零点,故在 上有4个零点,不合题意.综上, .例4 [配合探究点五使用][2026·湖南衡阳期末]已知函数若关于 的方程有19个不等实数根,则实数的取值范围是( )A., B., C. D.√【备选理由】例4已知复合函数的零点个数求参数的取值范围.[解析] 原方程可化为 ,所以或 .作出的图象如图①所示,的图象如图②所示.若 ,则或或 ,由图①可知此时有10个实数解,所以 有9个实数解.当时,显然 无解,不符合题意;当时, ,此时有3个实数解,不符合题意;当时,显然有两解,此时 的实数解的个数不超过6,不符合题意;显然 不符合题意;当时,有三解,此时由图①易知 的实数解个数不超过8,不符合题意;当,时,有三解,此时对于满足 的解,易知其满足 ,故由图可得此时 的实数解个数不超过7,不符合题意;当, 时,注意到,且 ,故由图①可得此时 的实数解个数为9,符合题意.综上,实数的取值范围是, .故选B.作业手册1.[2026·湖北十堰模拟]函数 的零点所在的区间是( )A. B. C. D.[解析] 函数的定义域为,因为 在上连续且为增函数, ,,所以 .由零点存在定理可知,函数的零点所在的区间是 .故选C.√◆ 夯实基础 ◆2.[2026·山东济宁期末]已知函数 ,现用二分法求函数在 内的零点的近似值,则使用两次二分法后,零点所在的区间为( )A. B. C. D.√[解析] 函数在 上单调递增,且 ,,取区间的中点 ,,因为 ,所以函数的零点在内,取区间的中点 ,,因为 ,所以函数的零点在 内.故选A.3.函数 的零点个数为( )A.0 B.1 C.2 D.3√[解析] 当时,令,解得.当 时, ,,,所以在 上存在零点,又因为在上单调递增,所以函数在 上有唯一零点.综上, 的零点个数为2.故选C.4.[2025·浙江诸暨模拟]已知函数 有唯一零点,则 ( )A.0 B. C.2 D.[解析] 因为函数的定义域为 ,且,所以函数为偶函数,因为 有唯一零点,所以,解得.当时, 有唯一零点,符合题意;当时, 令,得,2, ,不符合题意.故选C.√5.[2026·福建南平质检]设表示不超过实数 的最大整数,如,,,则方程 的解的个数为( )A.4 B.5 C.6 D.7√[解析] 方程 的解的个数即为函数和的图象的交点个数.作出函数 和 的图象,如图所示.由图可知和 的图象的交点个数为5,则方程 的解的个数为5.故选B.6.已知函数,,若曲线与恰有三个交点,则 ( )A. B. 或1 C.1 D.2√[解析] 易知,均为偶函数,若曲线与 恰有三个交点,则,即,解得.当 时,, ,此时曲线与只有一个交点,不符合题意;当 时,,,此时曲线与 有,,三个交点,故 .故选C.7.已知函数若关于的方程有2个不同的实根,,且,则 的取值范围是( )A. B. C. D.√[解析] 若关于的方程 有2个不同的实根,则直线 与 的图象有2个不同的交点.画出的图象,如图,直线过定点,当该直线经过点时,该直线斜率为,并与 的图象有2个交点,但其中一点的横坐标为0,与 矛盾.故,解得,故的取值范围是 .故选C.8.[2026 辽宁抚顺联考]已知函数 则方程的解的个数为( )A.3 B.4 C.5 D.6√[解析] 函数 的图象如图所示,设,则方程 即为,由图可知,直线 与的图象有3个交点,设交点的横坐标分别为, ,,其中,,.方程 的解的个数转化为方程,,解的个数之和,由图可知,直线与的图象有1个交点,直线与 的图象有3个交点,直线与 的图象没有交点,所以方程 的解的个数为 .故选B.9.[2025·湖南常德期中] 若函数在区间内恰有一个零点,则实数 的取值范围是_ ______________.[解析] 当时,,由得 ,符合题意.当时,二次函数 的判别式为,当,即时,的零点为 ,符合题意.当,即 时,只需,所以且 .当时,,经验证符合题意;当时, ,经验证符合题意.综上,实数的取值范围为 .10.已知函数为常数, .(1)当取何值时,函数 为奇函数;解:若为奇函数,则 ,即 ,,,,解得 .(2)当时,若方程在 上有实根,求实数 的取值范围.解:当时, ,,,当 时,,又在上单调递增,当 时, ,令 ,则方程在上有实根,在 上有实根,又在上单调递增,, .11.[2025·四川德阳期末]已知函数,若关于 的方程有4个不同的实数根,则 的取值范围是( )A. B.C. D.√◆ 综合提升 ◆[解析] 令,则关于 的方程可转化为,画出函数 的图象,如图,由题知,关于的方程有2个不同的根, ,且,.由,得 或,则.令 ,,得,则 ;令,,得 ,则,故 .故选D.12.已知函数 有且仅有两个零点,则 的取值范围为( )A. B.C. D.√[解析] 令,可得 ,即,因为函数 有且仅有两个零点,所以的图象与直线有且仅有两个交点.直线过定点,取,作出 的图象,如图所示.当时,由 得,由,可得 ;当时,.若函数 有且仅有两个零点,则或,所以实数的取值范围为 .故选A.13.[2026·江苏盐城模拟] 设函数则关于 的方程 的解的个数是___.5[解析] 由,得或 .若,则当时,,无解;当 时,,则或,解得或 .若,则当时,,解得;当 时,,则或,解得或 .综上,关于的方程 的解的个数为5.14.[2026·湖南娄底调研] 已知函数 .(1)解方程 ;解:由得,所以 ,所以,令,解得,所以 .14.[2026·湖南娄底调研] 已知函数 .(2)判断函数 的奇偶性,并说明理由;解:因为函数的定义域为 ,且,所以函数 为偶函数.(3)若函数在 上只有一个零点,求 的取值范围.解:函数在 上只有一个零点等价于方程在 上只有一个解,即方程在 上只有一个解,整理得,令 ,即方程 有唯一正数根,①若,此时 ,符合题意.②若,则,当时, ,符合题意;当时,,不符合题意,舍去;当 时,,方程有两相异实根,符合题意;当且, 时,则,只需所以 (舍去).综上,实数的取值范围是或 .知识聚焦1.(1)实数 (2)轴 零点 (3) 至少有一个 (4) 一分为二 零点 2., 2 1 0课前演练(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ 1.B 2.A 3.D课堂考点探究例1B 【对点演练1】B 例2 C 【对点演练2】B 例3 A 【对点演练3】(1)C (2)5 例4 B 例5(1)D (2)D 【对点演练4】(1)D (2)BCD (3) 例6(1)A (2)D 【对点演练5】(1)D (2)D教师备用习题例1 C 例2 D 例3 例4 B夯实基础1.C 2.A 3.C 4.C 5.B 6.C 7.C 8.B 9.10.(1)(2)m>综合提升11.D 12.A 13.514.(1) (2)为偶函数(3)的取值范围是或. 展开更多...... 收起↑ 资源列表 10-第13讲 函数的零点与方程的解.pptx 第13讲 函数的零点与方程的解.docx