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3.6 零点定理(精练)(提升版)
题组一 零点的区间
1.(2022·甘肃·天水市第一中学)函数 的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为函数 在 上单调递增, 在 上单调递增,
所以 在 上单调递增.
当 时, ,
, ,
.
由零点存在定理可得:函数 的零点所在的区间是 .
故选:C
2(2022·江苏扬州)函数 的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】函数 , 是单调递增函数,
当 时, , ,
故 故函数的零点所在的区间为 ,故选:B
3.(2022·天津红桥·一模)函数 的零点所在的区间是( )A. B. C. D.
【答案】C
【解析】函数 是 上的连续增函数,
,可得 ,所以函数 的零点所在的区间是 .
故选:C
4.(2022·广东中山)函数 的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】 在 上递增, ,
,所以 的零点在区间 .故选:A
5.(2022·北京师大附中)函数 的零点所在的区间是( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
【答案】B
【解析】因为函数 均为 上的单调递减函数,所以函数 在 上单调递
减,因为 , ,所以函数 的零点所在的区间是 .故选:B
6.(2022·云南玉溪·高一期末)函数 的零点所在的区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由解析式知:在 上 恒成立,在 上 单调递减,且 ,
,综上,零点所在的区间为 .故选:B7.(2022·宁夏·青铜峡市宁朔中学高二学业考试)函数 的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】易知 为增函数,又 ,
,故零点所在的区间是 .故选:B.
8.(2022·新疆维吾尔自治区喀什第二中学)函数 的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意可知, 的定义域为 ,
令 ,则 ,由 在 上单调递减,
在定义域内单调递增,
所以 在 单调递减.
所以函数 在 上单调递减.
所以
故 ,根据零点的存在性定理,可得函数 的零点所在区间为 .
故选:B.
9.(2022·海南·嘉积中学高一期末) 零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意知: 在 上连续且单调递增;
对于A, , , 内不存在零点,A错误;
对于B, , , 内不存在零点,B错误;
对于C, , ,则 , 内存在零点,C正确;
对于D, , , 内不存在零点,D错误.故选:C.
10.(2022·四川·德阳五中)函数 的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】函数 在R上单调递增,而 , ,
由零点存在性定理知,函数 的唯一零点在区间 内.故选:B
11.(2022·安徽·池州市第一中学)函数 的零点所在的一个区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】 ,
且 是单调递减函数,故函数 的零点所在的一个区间是 ,故选:B
12.(2022·广东汕尾)函数 的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵f(x)定义域为R,且f(x)在R上单调递增,
又∵f(1)=-10<0,f(2)=19>0,∴f(x)在(1,2)上存在唯一零点.故选:B.
题组二 零点的个数
1.(2022·四川省泸县第二中学)函数 的零点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【解析】由于函数 在 上是增函数,且 ,
故函数在 上有唯一零点,也即在 上有唯一零点.故选:B.
2.(2022·重庆)函数 的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】函数 ,x>0,
则 ,令 ,解得x∈(0,3),此时函数是增函数,
x∈(3,+∞)时, ,f(x)是减函数,
所以x=3时,函数取得最大值,
又f(3)=ln3-1>0, , ,
所以函数 的零点个数为2,
故选:B.3.(2022·重庆·三模)已知函数 则函数 的零点个数为( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】C
【解析】当 时, ,因为 ,所以舍去;
当 时, 或 ,满足 .所以 或 .
函数 的零点个数为2个.故选:C
4.(2022·新疆·三模(理))函数 的零点个数为___________.
【答案】2
【解析】当 时,令 ,解得 , ,此时有1个零点;当 时,
,显然 单调递增,又 ,由零点存在定理知此时有1
个零点;综上共有2个零点.故答案为:2.
5.(2022·新疆)函数 的零点个数为_________.
【答案】1
【解析】当 时, 有一个零点 ;
当 时, ,无零点,
故函数 的零点个数为1个故答案为:1题组三 比较零点的大小
1.(2022·山西·二模(理))已知 是 的一个零点, 是 的一个
零点, ,则( )
A. B.
C. D. 或
【答案】A
【解析】因为 , ,
所以 在 上是减函数,在 上是增函数,在 上是减函数,
因为 ,所以 仅有1个零点,
因为 ,所以 ,
因为 是增函数,且 , ,所以 ,
因为 , ,所以 ,所以 .故选:A.
2.(2022·湖南·益阳市箴言中学)已知三个函数 的零
点依次为 ,则 的大小关系( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】∵函数 为增函数,又 ,∴ ,
由 ,得 ,即 ,
∵ 在 单调递增,又 ,∴ ,∴ .故选:D.
3.(2022·陕西·长安一中模拟预测)已知函数 , , 的零点分别
为 、 、 ,则 、 、 的大小顺序为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为函数 、 均为 上的增函数,故函数 为 上的增函数,
因为 , ,所以, ,
因为函数 、 在 上均为增函数,故函数 在 上为增函数,
因为 , ,所以, ,
由 可得 ,因此, .故选:A.
4.(2022·安徽·蚌埠二中模拟预测(文))已知 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设函数 ,易知 在 上单调递增,
因为 ,所以 ,由零点存在定理可知, ;
设函数 ,易知 在 上单调递增,
因为 ,所以 ,由零点存在定理可知, ;设函数 ,易知 在 上递减,
因为 , ,所以 ,由函数单调性可知, ,
所以 ,故选: .
5.(2022·河南河南·三模)若实数 , , 满足 , , ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】 , ,对于函数 ,
在 上递增, ,
所以 存在唯一零点 , ,使 ,所以对于 ,有 ,
所以 .故选:A
题组四 已知零点求参数
1.(2022·湖北宜昌)函数 ,若函数 有两个零点,则实数 的取值范围
是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】作出函数 的图象,令 ,可得 ,
画出直线 ,可得当 时,直线 和函数 的图象有两个交点,
则 有两个零点.故选:B.
2.(2022·首都师范大学附属中学)已知函数 ,若 有三个不同的零点,则实
数k的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】当 时, ,
故当 时, 单调递减,当 时, 单调递增,
故 ,且 时, ,
当 时, ,
由此作出函数的大致图象如图:由 有三个不同的零点,即函数 的图象与 有三个不同的交点,
结合图象,可得 ,故选:C
3.(2022·河北唐山)已知函数 ,若 有3个零点,则a的取值范围为
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设 ,
令 ,令 ,
所以函数 在 单调递增,在 单调递减.
所以 .
令 有三个零点.作出函数 和 的图象如图所示,
所以a的取值范围为 .
故选:B4.(2022·安徽)已知函数 在(0,+∞)上有3个
不同的零点,则实数 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】解法一:因为函数在(0,+∞)上有3个不同的零点,
所以 ,和 的图像在(0,+∞)上有3个交点,代入 ,不合
题意,排除A、C,又k取+∞显然不合题意,排除B;
解法二:因为函数 在 上有3个不同的零点,
所以 |和 的图像在 上有3个交点,
画出函数g(x)的图像,如图.
的图像恒过点(0,2),且当 时与x轴的交点为( ,0),
当 时, 与g(x)的图像在 上有3个不同的交点,如图.当 ,即 时,
与g(x)的图像在 上仅有2个不同的交点,如图.
当 ,即 时, 与g(x)的图像在(0, )上有1个交点,在( ,∞)上有2个
交点,如图.当 ,即 时, 与g(x)的图像在(0, )上有3个交点,在 上有0个交点,
如图,
当 ,即 时, 与g(x)的图像在(0,+∞)上有2个交点,如图.当 时, 的左支与g(x)的图像无交点,
当直线 与 相切时,联立方程得
令 ,得 舍去),
所以
当 ,即 时, 与g(x)的图像在 上有3个交点.综上,可得k的取值范围为
故选:D.
5.(2022·江苏泰州·模拟预测)已知定义在R上的奇函数 满足 ,已知当 时,
,若 恰有六个不相等的零点,则实数m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为 是定义在R上的奇函数,所以 .
所以当 时, .
因为 ,则 关于 对称,
因为 关于 对称, 有6个不相同的根,
∴ 在 有三个不同的根,
表示过定点 的直线系,
.
作出 在 上的图象,如图所示,时, ,又 ,
则 ;
时, ;
时,显然不满足题意.
∴m的取值范围 .
故选:D.
6.(2022·内蒙古·满洲里市教研培训中心三模(文))已知函数 有唯一零
点,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】令 ,则 ,
记 ,则 ,令 则 ,所以
是偶函数,图象关于 轴对称,因为 只有唯一的零点,所以零点只能是 于是故选:C
7.(2022·全国·高三专题练习)已知 是以2为周期的偶函数,当 时, ,那么在区间
内,关于x的方程 ( 且 )有4个根,则k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】本题考查函数性质的综合应用及数形结合的数学思想.由函数性质作图如下:令
其图像为通过定点 斜率为k的直线,要使 有四解,即 和 有四个交点,由图知
当 在 与 之间转动时满足题意.易得 的斜率为0, 的斜率为 .所以 .
故选:C.
8.(2022·全国·高三专题练习)已知函数 与函数 的图象有两个不同的交点,
则实数m取值范围为( )A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由题意得: ,则 ,
问题转化为y=m和 有2个交点,而 ,
在 和 上 , 递增,在 上 , 递减,
当x趋于正无穷大时, 无限接近于0,且 , , ,作出函数 的图
象,如图所示:
观察图象得:函数 和 的图象有2个不同的交点时,
实数 .
故选:D.
9.(2022·天津·南开中学模拟预测)已知函数 ,若函数 恰
有两个零点则实数 的取值范围是( )A. B. C. D.
【答案】A
【解析】 ,
令 ,
则 ,
作出h(x)的图象:
如图y=h(x)与y=a的图象有两个交点时, ,
故选:A.
10.(2022·天津南开·二模)已知定义在 上的函数 若函数
恰有2个零点,则实数 的取值范围是( )
A. B.C. D.
【答案】B
【解析】 ,故 ,
则函数 恰有2个零点等价于 有两个不同的解,
故 的图象有两个不同的交点,
设
又 的图象如图所示,
由图象可得两个函数的图象均过原点,
若 ,此时两个函数的图象有两个不同的交点,
当 时,
考虑直线 与 的图象相切,
则由 可得 即 ,考虑直线 与 的图象相切,
由 可得 ,则 即 .
考虑直线 与 的图象相切,
由 可得 即 ,
结合图象可得当 或 时,两个函数的图象有两个不同的交点,
综上, 或 或 ,
故选:B.
11.(2022·陕西·模拟预测(理))已知函数 在 上有且只有5个
零点,则实数 的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为 ,
令 ,即 ,
所以, 在 上有且只有5个零点,
因为 ,所以 ,
所以,如图,由正弦函数图像,要使 在 上有且只有5个零点,
则 ,即 ,所以实数 的范围是 .
故选:C
12.(2022·陕西宝鸡·二模(文))已知函数 ( 是自然对数的底数)在定义
域 上有三个零点,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当 时,令 ,解得: ;
当 时,令 ,解得: ,
令 ,则 ,
则当 时, ;当 时, ;
在 上单调递减,在 上单调递增, ;
在定义域 上有三个零点, 为 一个零点且 有两个解,
,解得: ,即实数 的取值范围是 .故选:B.
13.(2022·全国·高三专题练习)已知函数 在区间 上既有极大值又有极小值,
则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】函数 ,导函数 .
因为 在 上既有极大值又有极小值,所以 在 内应有两个不同的异号实数根.
,解得: ,实数a的取值范围 .
故选:C.
14.(2022·河南·模拟预测(理))已知函数 至多有2个不同的零点,则实数a的最大值
为( ).
A.0 B.1 C.2 D.e
【答案】C
【解析】令 ,得到 ,
函数 至多有2个不同的零点,等价于 至多有两个不同的根,
即函数 与 至多有2个不同的交点
令 ,则 ,
当 时, , 单调递增,
当 或 时, , 单调递减,
所以 与 为函数 的极值点,且 ,
且 在R上恒成立,
画出 的图象如下:
有图可知: 或 时,符合题意,
其中 ,解得:
设 ,则 ,
当 时, ,当 时, ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减,
由 可得: ,所以 ,
综上:实数a的最大值为2
故选:C
15(2022·天津市武清区杨村第一中学二模)设 ,函数 .若在 上单调递增,且函数 与 的图象有三个交点,则 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】当 时, ,
因为 在 上单调递增,
所以 ,解得 ,
又因函数 与 的图象有三个交点,
所以在 上函数 与 的图象有两个交点,
即方程 在 上有两个不同的实数根,
即方程 在 上有两个不同的实数根,
所以 ,解得 ,
当 时,当 时,令 ,
由 ,
当 时, ,
此时, ,
结合图象,所以 时,函数 与 的图象只有一个交点,
综上所述, .
故选:B.
16.(2022·江西·南昌市八一中学三模(文))已知函数 ,若 在 存在零点,
则实数 值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据题意,令 ,所以 ,
令 , ,
则函数 在 上存在零点等价于 与 的图像有交点.,
令 , ,
则 ,故 在 上单调递增,
因为 , ,所以存在唯一的 ,使得 ,
即 ,即 , ,
所以当 时, , , 单调递减,
当 时, , , 单调递增,
所以 ,
又 时, ,故 , ,所以 .
故选:D.
题组五 零点的综合运用
1.(2022·江西师大附中三模)定义在R上的函数 满足 ,且当
时, .则函数 的所有零点之和为( )
A.7 B.14 C.21 D.28
【答案】B
【解析】依题意, 是奇函数.又由 知, 的图像关于 对称.
,所以 是周期为4的周期函数.
,
所以 关于点 对称.
由于
从而函数 的所有零点之和即为函数 与 的图像的交点的横坐标之和.
而函数 的图像也关于点 对称.
画出 , 的图象如图所示.由图可知,共有7个交点,所以函数 所有零
点和为 .
故选:B
2.(2022·四川成都·三模(理))若函数 的零点为 ,则 ( ).
A. B.1 C. D.2
【答案】B
【解析】由题设 ,由 得: ,
若 ,可得 ,
若 ,可得 ,综上, ,故 .
故选:B
3.(2022·江苏江苏·三模)(多选)已知函数 的零点为 , 的零点为 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】 分别为直线 与 和 的交点的横坐标,
因为函数 与函数 互为反函数,
所们这两个函数的图象关于直线 ,
而直线 、 的交点是坐标原点,
故 , , , ,
,
,故
故选:BCD.
4.(2022·辽宁葫芦岛·二模)(多选)设函数 ,若关于 的方程
有四个实数解 ,且 ,则 的值可能是( )
A.0 B.1 C.99 D.100
【答案】BC
【解析】如图所示:因为关于 的方程 有四个实数解 ,且 ,
所以 .
的对称轴为 ,所以 .
因为 ,所以 ,即 , .
因为 ,所以 .
所以 ,
因为 , 为减函数,
所以 .
故选:BC
5.(2022·湖北武汉·模拟预测)(多选)已知函数 的零点为 ,则( )
A. B.C. D.
【答案】ABD
【解析】对AB,由题 ,故 为增函数.又 ,
,故 ,故AB正确;
对C,因为 ,所以 ,但 ,故C错误;
对D,构造函数 ,则 ,故 为增函数.故
,因为 ,故
,故 ,即 ,故 ,故 ,D正确;
故选:ABD