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2.6零点定理(精讲)

考向一求零点

【例1】(24-25高一下·江苏扬州·期中)函数y3x2的零点是()

22

A.2B.0,2C.D.,0

33

【答案】C

22

【解析】由3x20,得x,所以函数y3x2的零点是.故选:C

33

【一隅三反】

2

1.(2025·吉林长春·二模)已知an为正项等比数列,若lga2,lga2024是函数f(x)3x12x9的两个零点,则

a1a2025()

A.10B.104C.108D.1012

【答案】B

2

【解析】由题意可得lga2,lga2024为方程3x12x90的两个解,则lga2lga20244,

44

解得a2a202410,易知a1a2025a2a202410.

故选:B.

2.(24-25广东)若函数fxaxba0有一个零点是1,则函数gxax3bx的零点是()

A.0,2B.1,3C.1,0,4D.1,0,1

【答案】D

【解析】由题意可得f1ab0,可得ba;

可得gxax3bxax3ax,

令gx0,因此ax3axaxx1x10,

解得x0或x1或x1;

因此函数gxax3bx的零点是1,0,1.

故选:D

1

3.(24-25高三下·福建福州·开学考试)函数fxsinx,x0,π恰有两个零点x,x,则

312

fx1x2.

1

【答案】

3

111

【解析】因为函数fxsinx,x0,π恰有两个零点x,x,所以fxsinx,sinx,

3121323

πxxπ

12

又f(x)sinx,在x0,π关于x对称,所以,即x1x2π,

222

111

fxxfπsinπ.故答案为:.

12333

考向二零点区间

2

【例2】(24-25高三上·安徽亳州·阶段练习)函数fxlnx的零点所在的大致区间是()

x

1

A.,1B.1,2C.2,eD.e,3

e

【答案】C

2

【解析】f2ln210,fe10,

e

2

由fxlnx可知,函数在(0,)内单调递增,

x

2

根据零点存在定理,函数fxlnx的零点所在的大致区是2,e.

x

故选:C

【一隅三反】

1

1.(24-25河北)函数f(x)lnx的零点所在大致区间是()

x

A.(1,2)B.(2,e)C.(e,3)D.3,e2

【答案】A

1

【解析】fxlnx的定义域为(0,),

x

1

又ylnx与y在(0,)上单调递增,

x

1

所以fxlnx在(0,)上单调递增,

x

1

又f(1)10,f2ln20,

2

所以f(1)f(2)0,

1

根据函数零点存在性定理可得函数fxlnx的零点所在的大致区间为(1,2),

x

故选:A.

2.(24-25·云南昭通)设函数fxlgx2x6,则函数fx的零点所在的区间为()

A.0,1B.1,2C.2,3D.3,4

【答案】C

【解析】ylgx和y2x6均为增函数,函数fxlgx2x6在区间0,上单调递增.

又f2lg246<0,f3lg366>0,

由零点存在性定理得,函数fx存在唯一零点在区间2,3上.故选:C.

1

3.(2025湖南)函数fxlogxsinx的零点所在的区间为()

22

111

A.,B.,1

422

C.1,2D.2,3

【答案】C

11111

【解析】因为f1sin0,f1sin10,f21sin20,所以f1f20,

22222

1

所以函数fxlogxsinx的零点所在的区间为1,2,故选:C.

22

考向三根据零点区间求参数

【例3-1】(24-25河南)已知函数fxx2x2的零点在区间n,n1内,且nZ,则n的值为()

A.1B.0C.1D.2

【答案】B

【解析】因为函数fxx2x2定义域为R,yx2与y2x均在R上单调递增,

所以fx在R上单调递增,又f010,f110,即f0f10,

由零点存在性定理可得,fx的零点所在区间为0,1,所以n0.

故选:B.

2

【例3-2】(2025·山西阳泉)函数fxlog2xxm在区间1,2存在零点.则实数m的取值范围是()

A.,5B.5,1C.1,5D.5,

【答案】B

22

【解析】由y1log2x在0,上单调递增,y2xm在0,上单调递增,得函数fxlog2xxm在

区间0,上单调递增,

2

因为函数fxlog2xxm在区间1,2存在零点,

f10log112m0

所以,即2,解得5m1,

2

f20log222m0

所以实数m的取值范围是5,1.

故选:B.

【一隅三反】

1.(2025湖南长沙·期末)若fxx2xa的零点所在的区间为1,1,则实数a的取值范围为()

3715

A.2,B.3,C.3,D.0,

4424

【答案】C

【解析】因为fxx2xa的零点所在的区间为1,1,又函数fxx2xa在R上单调递增,则需

11

f1f10,即a1a120,解得3a.故选:C.

22

2.(2025江苏镇江)函数yx22axa1在(0,1)上存在零点,则实数a的取值范围是()

A.0a1B.a0或a1C.a1D.a1或a0

【答案】B

【解析】令f(x)x22axa1,

2

221

因为4a4(a1)4(aa1)4a30,

2

所以函数图象与x轴有两个交点,

因为函数f(x)x22axa1在(0,1)上存在零点,且函数图象连续,

f(0)0

所以f(0)f(1)0,或f(1)0,

0a1

a10

所以(a1)(a)0,或a0,

0a1

解得a0或a1

故选:B

3.(23-24高三上·浙江绍兴·期末)已知命题p:函数f(x)2x3xa在1,2内有零点,则命题p成立的一个

必要不充分条件是()

A.3a18B.3a18C.a18D.a3

【答案】D

【解析】函数f(x)2x3xa在R上单调递增,由函数f(x)2x3xa在1,2内有零点,

f(1)3a0

得,解得3a18,即命题p成立的充要条件是3a18,

f(2)18a0

显然3a18成立,不等式3a18、3a18、a18都不一定成立,

而3a18成立,不等式a3恒成立,反之,当a3时,3a18不一定成立,

所以命题p成立的一个必要不充分条件是a3.故选:D

考向四零点个数

1

【例4-1】(2025河南)函数f(x)|()x1|logx的零点个数为()

22

A.0B.1C.2D.3

【答案】B

11

【解析】由f(x)0,得|()x1|logx,因此函数f(x)的零点即为函数ylogx与y|()x1|的图象交点横

2222

1

坐标,在同一坐标系内作出函数ylogx与y|()x1|的图象,如图,

22

1

观察图象知,函数ylogx与y|()x1|的图象有唯一公共点,

22

1

所以函数f(x)|()x1|logx的零点个数为1.故选:B

22

π

【例4-2】(2025·河北秦皇岛·模拟预测)函数f(x)2sin(2x)与函数g(x)lnx的图象交点个数为()

3

A.3B.5C.6D.7

【答案】B

π

【解析】函数f(x)2sin(2x)定义域为R,最小正周期为π,f(x)2,当0x1时,f(x)0,

3max

函数g(x)lnx在定义域(0,)上是增函数,当0x1时,g(x)0,当xe2时,g(x)2,

π

因此函数f(x)2sin(2x)与函数g(x)lnx的图象交点横坐标只能在区间(1,e2]上,

3

在同一坐标系内作出函数yf(x),yg(x)的部分图象,如图:

π

观察图象知,函数f(x)2sin(2x)与函数g(x)lnx的图象交点个数为5.

3

故选:B

x22x2,x0

【例4-3】(2025·四川巴中·一模)已知函数fx,则方程ffx22实数根的个数为()

lnx,x0

A.6B.7C.10D.11

【答案】D

2

x2x2,x02

【解析】因为fx,当x0时fxx22x2x11,

lnx,x0

所以fx在,1上单调递减,在1,0上单调递增,且f11,f0f22;

lnx,x1

当x0时fxlnx,所以fx在1,上单调递增,在0,1上单调递减,又

lnx,0x1

fe2fe22;

作出函数fx的图象,如图所示:

令fx2t,则有ft2,

易得此时有个解,分别为,,2,2,

4t12t20t3et4e

结合图象可得:

当t2时,即fx0,此时有1个解;

当t0,即fx2时,有4个解;

2

当te2,即fx2e有3个解;

2

当te2,即fx2e有3个解;

所以原方程共有143311个解.

故选:D

【一隅三反】

1.(2025北京)函数fx2xx2的零点个数为

【答案】3

【解析】由题意可知:要研究函数fxx22x的零点个数,只需研究函数y2x,y=x2的图像交点个数即可.

x2

画出函数y12,y2x的图像,

因为x1时,y1y2,x3时,y1y2,x5时,y1y2,

可知当1x3和3x5时,图像各有一个交点,x0时,必有一个交点,

且交点为A2,4,B4,16及第二象限的点C.

2.(2024高三·全国·专题练习)函数fx2xcosxx的零点个数为.

【答案】4

【解析】令fx0,得x0或2cosxx.

设y12cosx,y2x,在平面直角坐标系中先画出y2cosx的图象,

保留x轴上方的部分图象并把x轴下方的图象向上翻折即得y12cosx的图象,

再作出y2x的图象,如图所示,由图可知两者共有3个交点.

综上所述,函数fx共有4个零点.

故答案为:4.

3(24-25高三下·河北沧州·阶段练习)已知函数fx3sin2xcosx,则函数fx在区间π,2π上的零点个

数为

【答案】5

【解析】令f(x)3sin2xcosx0,即32sinxcosxcosx0,亦即cosx(6sinx1)0.

3

当cosx0时,在区间π,2π上,x,,.

222

1

当6sinx10,即sinx时,

6

11

在一个周期[0,2]内,sinx有两个解,在区间π,2π上,sinx也有两个解.

66

1

由上述计算可知,cosx0有3个解,sinx有2个解,

6

所以函数f(x)在区间π,2π上的零点个数为325个.

4.(2024·山东·模拟预测)已知函数fx是定义在R上的奇函数,对任意xR,都有fx2f2x0,

当x0,2时,fxlnx,则fx在10,10上的零点个数为

【答案】21

【解析】因为fx2f2x0,令t2x,得到f(4t)f(t)0,

所以f(4t)f(t),从而有f(4t)f(t),又函数fx是定义在R上的奇函数,

所以f(4t)f(t),即f(4x)f(x),所以函数fx的周期为T4,

令x2,0,则x0,2,又当x0,2时,fxlnx,

所以fxln(x),得到fxln(x),

lnx,x(0,2)

故fx0,x0,又T4,所以f(x)在x[10,10]上的图像如图,

ln(x),x(2,0)

又当x0,2时,由fx0,得到x1,当x2,0,由fx0,得到x=1,即f(1)0,f(1)0,

又T4,所以f(8)f(4)f(0)f(4)f(8)0,

f(9)f(5)f(1)f(3)f(7)0,f(7)f(3)f(1)f(5)f(9)0,

又由fx2f2x0,得到f2f20,即f20,

所以f(10)f(6)f(2)f2f(6)f(10)0,

再结合图像知,fx在10,10上的零点个数为21个,

考向五已知零点个数求参数

logx,0x4

2

【例】.(湖南二模)若函数与直线ya恰有三个交点,则的取值范围

5-12025··fx12a

x2x1,x4

2

是()

A.1,2B.1,2C.1,2D.1,2

【答案】D

【解析】画出fx的图象,

由图象可知a的范围是1,2.

故选:D

x1,x0,

【例】(浙江)设,函数若函数恰有三个零点,则实数的

5-22025·aRfx2yffxa

xax,x0,

取值范围为()

A.2,0B.0,1C.1,0D.0,2

【答案】A

a

【解析】由题意知,fxx2ax的对称轴为x,

2

a

当0即a0时,fx的图象如图1,此时令ffx0,可得fx1,

2

观察图象可解得x0或x2,即方程有两个根,则此时yffx只有两个零点,不合题意;

a

当0即a0时,fx的图象如图2,此时令ffx0,可得fx1或fxa,

2

因为x0和x2均为fx1的根,

所以要使函数恰有三个零点则需满足只有一个根,且当时,.

yffxfxaa0,x0fxmax1

a

当x0时,fxx2ax的对称轴为x0,

2

aa2

则fxf1,解得2a2,

max24

故2a0.

综上,a的取值范围为2,0.

故选:A.

【一隅三反】

x3

1

1,x0

1.(24-25云南)已知函数fx2,若函数yfxt有2个零点,则t的取值范围是

2

2x4x1,x0

【答案】t|0t1或t1

【解析】由函数解析式可画出函数图象如图:

若函数yf(x)t有2个零点,可得函数f(x)与函数yt有两个交点,可得0t1或t1.

1

2.(2025·湖北·模拟预测)已知函数fxxlnxax2x恰有2个极值点,则实数a的取值范围为.

2

1

【答案】0,

e

1

【解析】因为函数fxxlnxax2x的定义域为0,,

2

1

由fxxlnxax2x,可得fxlnx1ax1lnxax,

2

要使函数fx有两个极值点,只需fx0有两个不同正根x1,x2,并且x1,x2在的两侧的单调性相反,

lnx

由fx0得,lnxax0,所以a,

x

lnx

由题意可知y与ya有两个不同的交点,

x

lnx1lnx

令h(x),则h(x),

xx2

lnx

所以当0xe时,h(x)0,函数h(x)在0,e上单调递增,

x

lnx

当xe时,h(x)0,函数h(x)在e,上单调递减,

x

1

所以h(x)h(e),当x时,h(x)0,

e

作出图形如图所示:

1

由图象可得实数a的取值范围为0,.

e

1

故答案为:0,.

e

ex2,x0

2

3.(2025·安徽池州·二模)已知函数fx1,若fxa2fx2a0有4个互不相同的根,

x,x0

x

则a的取值范围为

【答案】2,3

【解析】令tf(x),则方程f2(x)(a2)f(x)2a0可转化为t2(a2)t2a0.

2

对t(a2)t2a0进行因式分解可得(t2)(ta)0,则t12,t2a.

所以f(x)2或f(x)a.

当x0时,fxex2,因为指数函数yex在(,0]上单调递增,所以fxex2在(,0]上单调递增,

且f(x)(2,3].

11x21(x1)(x1)

当x0时,f(x)x,对其求导,f(x)1.

xx2x2x2

(x1)(x1)

令f(x)0,即0,解得x1(x0).

x2

当0x1时,fx0,f(x)单调递减;

当x1时,fx0,f(x)单调递增.

1

所以f(x)在x1处取得极小值,也是最小值,f(1)12.

1

对于f(x)2:

12

当时,x2,即2,,解得,有个根

x0xx2x10(x1)0x11.

因为f2(x)(a2)f(x)2a0有4个互不相同的根,f(x)2已经有1个根,所以f(x)a需要有3个不同的根.

结合f(x)的图象可知,当2a3时,yf(x)与ya有3个不同的交点,即f(x)a有3个不同的根.

a的取值范围为(2,3].

考向六比较零点大小

x

【例6】(24-25高三上·天津和平·期末)设a,b,c分别为函数fxxlnx1,gxxe1,hxxx1

的零点,则a,b,c的大小关系为()

A.bcaB.bacC.cbaD.cab

【答案】A

【解析】

11

又由fxxlnx10,得lnx,即函数ylnx与y的交点横坐标就是a,

xx

1

根据ylnx递增且过点1,0,y在0,递减,由图可得:a1,

x

11

又由gxxex10,得ex,即函数yex与y的交点横坐标就是b,

xx

1

根据yex递增且过点0,1,y在0,递减且过点1,1,由图可得:0b1,

x

由于,根据幂函数3,解得,即,(也可以数形结合判断)

hxxx10x21x1c1

综上可知:bca,

故选:A.

【一隅三反】

x3

1.(24-25高三上·黑龙江鸡西·期中)已知函数fx2x,gxlog2xx,hxxx的零点分别为a,b,

c,则a,b,c的大小顺序为()

A.abcB.bcaC.cabD.bac

【答案】B

【解析】

由题意得fx2xx,hxx3x在R上单调递增,

gxlog2xx在0,上单调递增,

1

又f10,f010,故a1,0,

2

111

g110,g0,故b,1,

222

h00,故c0,

故bca.

故选:B

x

1a

2.(24-25高三下·天津河西·阶段练习)已知函数f(x)x的零点为a,be,clna,则a,b,c的

2

大小关系为()

A.abcB.acbC.cabD.cba

【答案】C

【解析】

xxx

111

因为a是fxx的零点,则a为x的解,分别做yx与y的图像如下,

222

如图可知a0,1,所以beae01,clnaln10,

所以cab.

故选:C

x3

3.(24-25重庆长寿·期末)已知函数fx3x,gxlnxx,hxxx的零点分别为x1,x2,x3,则x1,x2,x3

的大小顺序为()

A.x1x2x3B.x3x2x1C.x2x1x3D.x1x3x2

【答案】D

【解析】

xx

fx3x的零点x1可以看成函数y3与yx图象交点的横坐标,根据函数图

象可知x10,

同理gxlnxx的零点x2可以看成函数ylnx与yx图象交点的横坐标,根据函数图象可知x20,

33

hxxx的零点x3可以看成函数yx与yx图象交点的横坐标,可得x30,

因此x1x3x2,

故选:D.

考向七零点之和

【例7-1】(24-25高三上·广西·阶段练习)偶函数fx满足fxf2x,当x0,1时,fxx2,则方

1

程fx在1,7上所有的实数根之和为()

2

A.20B.22C.24D.26

【答案】C

【解析】当x0,1时,fxx2,当x1,0时,x0,1,则fx(x)2x2,

又fx是偶函数,则fxf(x),所以x1,0时,fxx2,

又fxf2x,所以fx的周期T2,其在区间1,7上的图象如图所示,

1

不妨设yfx与y在区间1,7上的交点分别为x,x,x,x,x,x,x,x,

212345678

由图可知,x1x2x3x4x5x6x7x80481224,

1

则方程fx在1,7上所有的实数根之和为24,

2

故选:C.

π3π

【例7-2】(24-25高三上·河北邢台·期中)函数ysinx3cos4x,x[,]的所有零点的和为()

22

A.2πB.3πC.4πD.6π

【答案】C

【解析】由ysinx3cos4x0可得sinx3cos4x,

π3ππ3π

则函数ysinx3cos4x,x[,]的零点即函数ysinx与函数y3cos4x在[,]上的交点的横坐标.

2222

π

对于函数y3cos4x,其最小正周期为,

2

ππ

当x[,]时,函数单调递减,函数值从3减小到-3,

24

π

当x[,0]时,函数单调递增,函数值从-3增大到3.

4

ππ3

类似可得函数y3cos4x在区间[0,],[,π],[π,π]上的图象变化情况.

222

π3π

如图分别作出ysinx和y3cos4x在[,]上的图象如下.

22

π3ππ

由图可知,两函数在[,]上的图象关于直线x对称,

222

π

故两者的交点A,B,C,D与H,G,F,E也关于直线x对称,

2

故xAxBxCxDxExFxGxH

(xAxH)(xBxG)(xCxF)(xDxE)

ππππ

22224π.

2222

π3π

即函数ysinx3cos4x,x,的所有零点的和为4π.

22

故选:C.

【一隅三反】

2x5113n

.(江西)函数在区间上的零点设为,,则()

12025·fx2sin1xπ,x1,x2,x3,…xnxi

x322i1

A.6B.18C.12D.16

【答案】B

2x52x62x5

【解析】由fx2sin1xπsinππx0

x3x3

11

得sinπx0,即sinπxx3,

x3x3

1

∵ysinπx与y均关于点3,0对称,

x3

由图可知,两函数有6个交点,不妨设为x1,x2,x3,x4,x5,x6,x1x2x3x4x5x6,

根据对称性得x1x6x2x5x3x46,

113

故函数fx在,上所有零点之和为3618.

22

故选B.

2.(24-25高三上·陕西·期中)已知定义在R上的奇函数fx满足fxefxe,当x0,e时,fxlnx,

则fx在区间e,2e内的所有零点之和为()

A.3e1B.2eC.2e1D.0

【答案】A

【解析】因为fx是定义在R上的奇函数,所以f00;

因为fxefxe,所以fx的周期T2e且fxefex,

所以fefefe0,

因为当x0,e时,fxlnx,所以f10,所以f1f(1)0,

所以f12ef(1)0,

故fx在区间e,2e内的零点为1,0,1,e,12e,其零点之和为3e1,

故选:A.

3.(24-25福建泉州)函数f(x)cos(x1)在区间[3,5]上的所有零点之和等于.

3

【答案】2

5

【解析】令cos(x1)0,则x1k,kZ,得x3k,kZ,

3322

1551

因为x[3,5],所以x,,则所有零点之和为2.

2222

故答案为:2

4.(2024·四川绵阳·一模)已知函数f(x)|ln|x2||m,m为正的常数,则f(x)的零点之和为.

【答案】8

【解析】函数f(x)的定义域为{xR|x2},

由f(x)0,得|ln|x2||m,令函数g(x)|ln|x2||,

g4xln4x2lnx2gx,则函数gx的图象关于直线x2对称,

在同一坐标系内作出直线ym(m0)与函数yg(x)的图象,如图,

直线ym(m0)与函数yg(x)的图象有4个交点,令其横坐标从左到右依次为x1,x2,x3,x4,

观察图象得x1x4x2x34,所以f(x)的零点之和为8.

故答案为:8

考向八零点的取值范围

lgx,0x10

【例8-1】(24-25安徽)已知函数fx1,若a,b,c,d互不相等,且fafbfcfd,

x6,x10

2

则abcd的取值范围为()

A.26,B.14,

341221

C.26,D.26,

1010

【答案】C

11

【解析】令lgx1,则x或x10,令x61,则x10或x14,

102

由解析式知:f(x)在0,1上递减且值域为(0,),在1,10上递增且值域为0,1,在10,12上递减且值域为

0,1,在12,上递增且值域为(0,).

作出fx的草图如下,

令fafbfcfdm,不妨设abcd,则a,b,c,d为曲线f(x)与直线ym的交点横坐标,

1

由图知:cd24,ab1且a1b10c12d14,

10

1

则abcd24a,

a

111101

由对勾函数可知ya在,1上递减,故ya2,,

a10a10

1341

故abcd24a26,.

a10

故选:C

logx,0x2,

【例】(山东济宁)(多选)已知函数2若方程有个不同的零

8-224-25fx2yf(x)m4

x8x13,x2,

点x1,x2,x3,x4,且x1x2x3x4,则()

A.0m1B.x1x21

x3x4x4

C.x3x44D.的取值范围为(43,6)

8x1x2

【答案】ABD

log2x,0x1

【解析】由题得fxlog2x,1x2,所以作出fx和ym的图象如下:

2

x43,x2

因为方程yf(x)m有4个不同的零点x1,x2,x3,x4,且x1x2x3x4,

所以0m1,令f(x)m,则由图可知log2x2log2x1,x3x48,

故x2x11,x3x48,0m1,故C错误,AB正确,

令x28x131,则x2或x6;

2

令x8x130,则x43或x43,所以43x46

x3x4x4

所以x443,6,故D正确.

8x1x2

故选:ABD

【一隅三反】

1

1,0x1

x

1.(24-25浙江绍兴)()许多设函数fx.若xx,且fxfx,则()

11212

1,x1

x

1

A.0xB.2xxxx

121212

C.x1x2

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