本题导读

本题考查函数零点存在定理的应用,通过排除法估计各区间端点处的函数值正负,找出不存在零点的区间。

📌【题干】

Question

(2010年浙江卷(理)) 设函数 ,则在下列区间中函数 不存在零点的是()

A.     B.     C.     D.

🔍【思路分析】

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  1. 分析函数 。
  2. 因为 ,所以 。
  3. 若方程有解,必有 。
  4. 针对选项 [2, 4],当 时,,评估 与 的大小。
  • 特别地,在 上,,此时正弦函数在部分区间取负值,在某些点最大只能达到 。但细致分析端点值:
  • ,因为 ,所以 (第四象限),,因此 ;
  • ,因为 (第二象限),;
  • 比较 与 :因为 接近 ,故 ,故 ;
  • 检查 区间内 的最大值:。当 时,在最大值点附近评估 恒成立。

✅【答案】

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A

✍【详细解析】

Abstract

要寻找 不存在零点的区间:

分析选项 D. : 当 时,有 。

  1. 当 时,角落在第四象限,。 此时 。

  2. 当 时,对应角在第一、二象限: 取得最大正弦值是在 处,此时: 此时 。 而对应点的 值为 ,所以 吗?需要精细检验: 令 。 在 处,?

等一下,重新核对区间 A. : 当 时,:

  • 当 时,,此时 中,, 极值:在 (超出该区间); 对 ,当 (对应区间 ),正弦值为正: 最大正弦值发生在 。 此时 。 而 。 所以 。 端点 。因为 ,; 端点 (因 )。 检验全区间:在 上,,由于 ,而 , 分析最小值:当 时,超出区间; 在 内,最负的正弦值出现在 或 。 在 时 ; 在 (对应 )时,: 最小正弦值发生在 。 此时 。而 。 此时 ! 因为即使在正弦极小值点,,加上 依然大于 ! 即在整区间 上,恒有 !

因此,在区间 上,函数 恒成立,故不存在零点。

故选 A

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:函数零点存在性判定与超越函数不等式估算。
  2. 核心方法:界限估计法(利用 与 在该区间上的最值相加判定恒正/恒负)。
  3. 避坑指南:在估算三角函数值时,务必将弧度准确转换为角度或用 进行区间定位。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:超越方程 的根的区间隔离法考题。
  2. 结论推广:若 ,当 时, 恒成立,无零点。

🔗【关联脉络】

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