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第14 讲函数零点问题
(知识清单+5 典例精讲+7 方法技巧+分层训练)
近3 年考查情况
题型
分值
零点存在性判定、零点个数判断,利用 f (a)⋅f (b)<0 判断区间零点
单选、填空
题
5 分
基础零点求解、零点与方程根的等价转化 f ( x)=0⇔ 方程根
单选题
5 分
数形结合判断零点个数,转化 f ( x)= g( x) 交点问题
填空题
5 分
复合函数零点、零点存在区间判断,结合单调性判定唯一零点
单选、多选
题
5 分/6 分
二分法区间判定、零点近似区间缩选,中点公式x0= a+b
2
应用
单选题
5 分
导数与零点综合,已知零点个数求参数范围,利用函数最值正负判定零点
解答题
5 分/ 12 分
指对函数零点问题、零点大小比较,结合函数单调性分析零点分布
单选题
5 分
含参函数零点存在性问题,利用 f (a)⋅f (b)<0 求参数取值范围
填空题
5 分
多零点存在性证明、零点个数讨论,结合导数分析函数极值与零点关系
解答题
5 分/ 12 分
【知识点01】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.
【例1】求函数 f ( x)= x
2−5 x +6 的零点。
【知识点02】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.
【例2】已知函数 f ( x)= x
3−2 x −1 在区间 (1,2) 内存在唯一零点,用二分法确定第一次缩小区间。
【题型一】求函数的零点
【例1】(2025·河北邯郸·一模)已知函数
的定义域为
,
,且
,若
,则
的零点为( )
A.
B.
C.1
D.2
【例2】(多选)(2025·广东广州·三模)函数
的图象被称为牛顿三叉戟曲线,以下图象可能
为函数
的图象的是( )
A.
B.
C.
D.
【例3】(2025·山东·模拟预测)函数
的零点为________.
【变式1】(2026·河南濮阳·一模)已知函数
的零点分别为
,
则
的大小顺序为( )
A.
B.
C.
D.
【变式2】(多选)下列函数中,既是偶函数又存在零点的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式3】(2025·全国·模拟预测)我们不妨定义:使函数值为0 的自变量的值,称为该函数的零点.例如:函数
的零点为1 和
.若函数
的零点是
和
,则函数
的零点是______.
【题型二】求函数零点或方程根的个数
【例4】(多选)(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)对于函数
和
,下列说法中正确的有
( )
A.
与
有相同的零点
B.
与
有相同的最大值
C.
与
有相同的最小正周期
D.
与
的图象有相同的对称轴
【例5】(2026·山西晋中·模拟预测)定义域为
的函数
满足
,当
时,
,则
当
时,函数
的零点个数为( )
A.
B.
C.
D.
【例6】(2024·广东·一模)已知
,函数
.
(1)求
的单调区间.
(2)讨论方程
的根的个数.
【变式1】(2024·河南·二模)已知函数
是偶函数,对任意
,均有
,当
时,
,则函数
的零点有__________个.
【变式2】(2026·江苏徐州·模拟预测)设函数
和
的定义域为D,若存在非零实数
,使得
,则称函数
和
在D 上具有性质
.现有下列三组函数:
①
,
;②
,
;③
,
.
其中具有性质
的是_______.(填序号)
【变式3】(2025·安徽·一模)已知函数
.
(1)若
,求
在
上的极大值;
(2)若函数
,讨论函数
在
上零点的个数.
【题型三】函数零点存在性定理
【例7】(2026·山东泰安·一模)函数
的零点所在的大致区间为( )
A.
B.
C.
D.
【例8】(多选)(2025·甘肃兰州·一模)已知函数
和
,以下判断正确的是( )
A.函数
在区间
内有唯一的零点
B.
时,
C.
时,
D.存在正实数a,当
时,对于任意大于1 的正实数N,
【例9】(2025·湖南·模拟预测)已知
,若
在
上有解,则
的最小值是_____.
【变式1】(2026·黑龙江齐齐哈尔·二模)函数
,若
,则
的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【变式2】(2025·江苏苏州·模拟预测)已知函数
,若
在
有唯一的极值点且为极大
值点,则a 的取值范围为____________.
【变式3】(2026·浙江·模拟预测)已知函数
.
(1)求函数
的单调区间;
(2)试判断曲线
与直线
在
上公共点的个数;
【题型四】函数零点的分布
【例10】(2024·全国甲卷·高考真题)曲线
与
在
上有两个不同的交点,则
的取值
范围为______.
【例11】(2026·河南南阳·二模)已知函数
,若
在区间
上恰有5 个零点,则
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【例12】(多选)已知函数
为定义在
上的单调函数,且
10.若函数
有3 个零点,则
的取值可能为( )
A.2
B.
C.3
D.
【变式1】(2026·河北沧州·一模)已知函数
,若函数
至少有7 个零点,则实数
的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【变式2】(2025·山西临汾·二模)已知
,函数
,若函数
有三个零点,则实数
的取值范围是______.
【变式3】(2024·河南·模拟预测)设
且
,函数
.
(1)当
时,求不等式
的解集;
(2)若函数
在区间
上有零点,求的取值范围.
【题型五】用二分法求方程的近似解
【例13】(2025·广东汕头·模拟预测)用二分法求函数
在
内的零点近似值,若精确度要求为
,则需重复相同步骤的次数至少为( )
A.
B.
C.
D.
【例14】(多选)(2024·广东东莞·模拟预测)下列说法正确的是( )
A.方程
的解在
内
B.函数
的零点是
C.函数
有三个不同的零点
D.用二分法求函数
在区间
内零点近似值的过程中得到
,则零
点近似值在区间
上
【例15】已知方程
的根在区间
上,第一次用二分法求其近似解时,其根所在区间应为__________.
【变式1】用二分法求方程
近似解时,所取的第一个区间可以是( )
A.
B.
C.
D.
【变式2】(多选)(2024·江苏无锡·模拟预测)下列命题错误的是( )
A.当
时,函数
的图象是一条直线
B.命题“
,都有
”的否定是“
,使得
”
C.用二分法求函数
在区间
内的零点近似值,至少经过
次二分后精确度达到
D.某同学用二分法求函数
的零点时,计算出如下结果:
,
,
,
,
,
,则1.375 和1.4 都是精确度为
的近似零点
【变式3】若函数
有零点,但不能用二分法求其零点,则实数
的值为______.
【解题大招01】零点等价转化技巧
将零点问题、方程根问题、图象交点问题三者互相转化,是解决所有零点题型的通用思路
【例1】判断方程 2
x= x +2 零点个数
【解题大招02】零点存在性快速判定技巧
连续函数区间端点函数值异号,则区间内必有零点;若函数单调,则零点唯一。
核心公式
f ( x)在[a,b]连续,f (a)⋅f (b)<0⇒∃x0∈(a,b),f ( x0)=0.
【例2】判断f ( x)= x
3+ x−1 在区间 (0,1) 内零点情况
【解题大招03】零点个数数形结合速判技巧
复杂方程不求解,拆分两个初等函数,利用图象交点个数判定零点个数,规避复杂运算。
转化思路
f ( x)=0⇒g( x)=h( x),交点个数即为零点个数
【例3】求函数 f ( x)= ln x +2 x−6 零点个数
【解题大招04】区间存在零点求参数技巧
一次、二次函数在开区间存在零点,优先使用端点异号法列不等式求解参数范围。
核心结论
一次函数 f ( x)=kx +b 在 (m,n) 存在零点 ⇒f (m)⋅f (n)<0
【例4】已知 f ( x)=mx +2 在 (1,3) 内存在零点,求 m 的取值范围
【解题大招05】二分法区间快速锁定技巧
区间中点,代入函数判断符号,依据异号缩小区间。
核心公式x0= a+b
2
判定规则{f (a)⋅f ( x0)<0⇒零点∈(a, x0)
f ( x0)⋅f (b)<0⇒零点∈( x0,b)
【例5】已知 f ( x) 在 (2,3) 有零点,f (2)<0,f (2.5)>0,锁定零点区间
【解题大招06】复合函数零点分层换元技巧
由外到内分层换元,先解外层方程,再回代求解内层方程,分层计数不重不漏。
解题步骤
令 t = g( x),先解 f (t )=0,再解 g( x)=t
【例6】求 f ( x)=( x
2−2)
2−1=0 的零点个数
【解题大招07】零点有无最值判定技巧
利用函数最值正负,快速判定区间内有无零点,规避繁琐讨论。
核心结论
1. f ( x)min>0⇒ 区间内无零点
2. f ( x)max<0⇒ 区间内无零点
【例7】判断 f ( x)= x
2−2 x +2 有无零点
【基础过关】(共8 题)
一、单选题
1.(2026·内蒙古赤峰·一模)已知函数
,则方程
根的个数为( )
A.0
B.1
C.2
D.3
2.(2026·山东青岛·三模)函数
在
的零点个数为( )
A.1 个
B.2 个
C.3 个
D.4 个
3.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)设函数
,
,当
时,曲线
与
恰有一个交点,则
( )
A.
B.
C.1
D.2
二、多选题
4.(2024·贵州遵义·模拟预测)已知函数
,函数
,下列选项正确的是
( )
A.方程
无实数解
B.方程
有且仅有两个解
C.方程
有且仅有三个解
D.方程
有且仅有四个解
三、填空题
5.(2025·全国·模拟预测)已知函数
有三个零点,则实数
的取值范围是______.
6.(2025·广东江门·一模)若多项式
能被
整除,则
______.
7.(2026·陕西榆林·模拟预测)已知函数
则
的零点之和为_____________.
四、解答题
8.(2024·湖南邵阳·三模)已知函数
.
(1)求函数
的单调递增区间;
(2)若函数
有且仅有三个零点,求
的取值范围.
【拔高选练】(共6 题)
一、单选题
1.(2025·江苏扬州·三模)当
时,曲线
与
的交点个数为( )
A.3
B.4
C.6
D.8
2.(2026·江苏镇江·二模)已知函数
有两个零点,则实数m 的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题
3.(2025·河南南阳·模拟预测)已知函数
与
的图象上存在关于
轴
对称的点,则实数
的取值可能为( )
A.
B.
C.
D.
4.(2025·四川眉山·模拟预测)已知函数
函数
,则下列结论正
确的是( )
A.若关于
的方程
恰有1 个实数根,则
的取值范围是
B.若关于
的方程
恰有2 个不同的实数根,则
的取值范围是
C.若
有5 个零点,则
的取值范围是
D.
可能有6 个零点
三、填空题
5.(2022·广东汕头·一模)为检测出新冠肺炎的感染者,医学上可采用“二分检测法”、假设待检测的总人数是
(
)将
个人的样本混合在一起做第1 轮检测(检测一次),如果检测结果为阴性,可确定这批人未感染;如
果检测结果为阳性,可确定其中有感染者,则将这批人平均分为两组,每组
人的样本混合在一起做第2 轮检测,
每组检测1 次,如此类推:每轮检测后,排除结果为阴性的那组人,而将每轮检测后结果为阳性的组在平均分成两组,
做下一轮检测,直到检测出所有感染者(感染者必须通过检测来确定).若待检测的总人数为8,采用“二分检测法”
检测,经过4 轮共7 次检测后确定了所有感染者,则感染者人数最多为______人.若待检测的总人数为
,且
假设其中有不超过2 名感染者,采用“二分检测法”所需检测总次数记为n,则n 的最大值为______.
四、解答题
6.(2025·安徽六安·模拟预测)已知函数
.
(1)若
为
上的单调函数,求k 的取值范围;
(2)若函数
,求证:k 可以取无数个值,使得每一个
的取值
都恰有三个不同的零点.
【错题复盘】(共5 题)
一、单选题
1.(2026·重庆沙坪坝·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.
2.(2026·四川绵阳·三模)将函数
的零点从小到大排列构成数列
,则
的前8
项和为( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题
3.(2026·重庆·三模)已知函数
则( )
A.∃a R
∈,使得f(x)为偶函数
B.∃a R
∈,使得f(x)存在零点
C.∀a R
∈,f(x)为增函数
D.∃a R
∈,使得f(x)的最小值为0
三、填空题
4.(2026·广西崇左·二模)已知函数
有且仅有1 个零点,则
______.
四、解答题
5.(2026·湖南湘潭·模拟预测)已知函数
,直线
与曲线
相切.
(1)求实数a 的值;
(2)若
是函数
的极大值点,求实数b 的取值范围;
(3)若
,且
在
上有且只有一个零点,求b 的取值范围.