格物学 第三章 函数的概念与性质3.1 函数的概念及其表示

分段函数的定义-3.1 函数的概念及其表示知识点教师选题进阶自测题答案-甘肃省等高一数学必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-09-01
分段函数的定义-3.1 函数的概念及其表示知识点教师选题进阶自测题答案-甘肃省等高一数学必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['函数的最大(小)值', '已知函数值(值域)求自变量或参数', '利用基本不等式求最值', '分段函数的定义', '二次函数的图象分析与判断']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {x^{2}-2 a x+8, x \leqslant1} \\ {x+\frac{4} {x}+2 a, x > 1} \\ \end{aligned} \right.$$,若$${{f}{(}{x}{)}}$$的最小值为$${{f}{(}{1}{)}}$$,则实数$${{a}}$$的值不可以是(

A

A.$${{1}}$$

B.$$\frac{5} {4}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{4}}$$

2、['函数的最大(小)值', '利用基本不等式求最值', '分段函数的定义']

正确率60.0%设$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{} \left( x-a \right)^{2}, x \leqslant0} \\ {} & {{} x+\frac{1} {x}-a, x > 0} \\ \end{aligned} \right.$$,若$${{f}{(}{0}{)}}$$是$${{f}{(}{x}{)}}$$的最小值,则$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

B

A.$$[-2, 1 ]$$

B.$$[ 0, 1 ]$$

C.$$[ 1, 2 ]$$

D.$$[ 0, 2 ]$$

3、['根据函数零点个数求参数范围', '利用基本不等式求最值', '分段函数的定义']

正确率60.0%已知函数$$f \left( x \right)=\left\{\begin{array} {l} {1, x \leqslant0,} \\ {\frac{1} {x}, x > 0,} \\ \end{array} \right.$$则使方程$$x+f ( x ) \!=\! m$$有解的实数$${{m}}$$的取值范围是(

D

A.$$( 1, ~ 2 )$$

B.$$(-\infty, \ -2 ]$$

C.$$(-\infty, \ 1 ) \cup( 2, \enskip+\infty)$$

D.$$(-\infty, \ 1 ] \cup[ 2, \enskip+\infty)$$

5、['分段函数求值', '分段函数的定义']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {2^{x}, x \leqslant2} \\ {x-1, x > 2} \\ \end{array} \right.$$,则$$f ( f ( 3 ) )$$等于$${{(}{)}}$$

D

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

6、['分段函数求值', '分段函数的定义']

正确率60.0%设函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{} 2^{-x}, x \in(-\infty, 1 ]} \\ {} & {{} l o g_{8 1} x, x \in( 1,+\infty)} \\ \end{aligned} \right.$$则满$$f ( x )=\frac{1} {4}$$的$${{x}}$$的值(

B

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{2}}$$或$${{3}}$$

D.不存在

7、['函数求值', '分段函数的定义']

正确率60.0%已知函数$$f ( n )=\left\{\begin{aligned} {} & {{} n-3 \left( n \geqslant1 0 \right)} \\ {} & {{} f \left[ f \left( n+5 \right) \right] \left( n < 1 0 \right)} \\ \end{aligned} \right.$$其中$${{n}{∈}{N}}$$,则$${{f}{(}{8}{)}}$$等于(

D

A.$${{2}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{7}}$$

8、['函数求值域', '分段函数的定义']

正确率60.0%设函数$$g \ ( x ) \;=x^{2}-2 \ ( x \in R ) \; \;, \; \; f ( x ) \; \;=\left\{\begin{array} {l} {g ( x )+x+4, x < g ( x )} \\ {g ( x )-x, x \geq g ( x )} \\ \end{array} \right.$$,则$${{f}{(}{x}{)}}$$的值域是(

D

A.$$[-\frac{9} {4}, ~ 0 ] \cup~ ( 1, ~+\infty)$$

B.$$[ 0, \ \ +\infty)$$

C.$$[ \frac{9} {4}, ~+\infty)$$

D.$$[-\frac{9} {4}, ~ 0 ] \cup~ ( \mathrm{2}, ~+\infty)$$

9、['函数的新定义问题', '函数求值域', '函数单调性的判断', '分段函数的定义', '函数求定义域']

正确率60.0%定义函数$${{g}{(}{x}{)}}$$为不大于$${{x}}$$的最大整数,对于函数$$f ( x )=x-g ( x )$$有以下四个命题:
$$\oplus\, f ( 2 0 1 8. 6 7 )=0. 6 7$$;
$${②}$$在每一个区间$$[ k, k+1 ), \, \, \, k \in Z$$上,$${{f}{(}{x}{)}}$$都是增函数;
$$\odot f \left(-\frac{1} {5} \right) < f \left( \frac{1} {5} \right)$$;
$$\oplus y=f ( x )$$的定义域为$${{R}}$$,值域是$$[ 0, 1 )$$.
其中真命题的序号是(

D

A.$${③{④}}$$

B.$${①{③}{④}}$$

C.$${②{③}{④}}$$

D.$${①{②}{④}}$$

10、['函数的最大(小)值', '分段函数的单调性', '分段函数的定义']

正确率60.0%若函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {x^{2}+6, x \in[ 1, 2 ],} \\ {x+7, x \in[-1, 1 ),} \\ \end{array} \right.$$则$${{f}{(}{x}{)}}$$的最大值和最小值分别为(

A

A.$${{1}{0}{,}{6}}$$

B.$${{1}{0}{,}{8}}$$

C.$${{8}{,}{6}}$$

D.$${{1}{0}{,}{7}}$$

1. 已知函数$$f(x)=\begin{cases} x^{2}-2ax+8, & x \leqslant 1 \\ x+\frac{4}{x}+2a, & x > 1 \end{cases}$$,若$$f(x)$$的最小值为$$f(1)$$,则实数$$a$$的值不可以是( )。

分析:由于$$f(x)$$的最小值为$$f(1)$$,需满足:

对于$$x \leqslant 1$$,$$f(x) \geq f(1)$$,即$$x^{2}-2ax+8 \geq 1-2a+8=9-2a$$

对于$$x > 1$$,$$f(x) \geq f(1)$$,即$$x+\frac{4}{x}+2a \geq 9-2a$$

考虑二次函数$$g(x)=x^{2}-2ax+8$$在$$x \leqslant 1$$的最小值,其对称轴为$$x=a$$。若$$a \leq 1$$,最小值在$$x=a$$处;若$$a > 1$$,最小值在$$x=1$$处。

对于$$x > 1$$,$$h(x)=x+\frac{4}{x}+2a$$的最小值在$$x=2$$处,值为$$2+2+2a=4+2a$$

因此需满足:

若$$a \leq 1$$,则$$g(a)=a^{2}-2a^{2}+8=8-a^{2} \geq 9-2a$$,即$$-a^{2}+2a-1 \geq 0$$,$$-(a-1)^{2} \geq 0$$,仅$$a=1$$成立

若$$a > 1$$,则$$g(1)=9-2a$$为最小值,且需$$4+2a \geq 9-2a$$,即$$4a \geq 5$$,$$a \geq \frac{5}{4}$$

综上,$$a=1$$或$$a \geq \frac{5}{4}$$。选项中$$a=2$$和$$a=4$$满足,$$a=1$$满足,但$$a=\frac{5}{4}$$时需验证:此时$$f(1)=9-2 \times \frac{5}{4}=9-2.5=6.5$$,$$h(2)=4+2 \times \frac{5}{4}=4+2.5=6.5$$,恰好相等,因此也满足。故所有选项均可能,但题目问“不可以是”,需检查边界。实际上$$a=\frac{5}{4}$$时最小值为$$f(1)$$,但$$f(2)$$也等于该值,因此仍满足条件。重新审视问题:可能要求严格最小值为$$f(1)$$,但通常包含等号。经计算,$$a=1$$时,$$f(1)=9-2=7$$,$$g(0)=8$$,$$h(2)=2+2+2=6<7$$,不满足!因此$$a=1$$时最小值不是$$f(1)$$。类似地,$$a=\frac{5}{4}$$时$$f(1)=6.5$$,$$h(2)=6.5$$,相等;$$a=2$$时$$f(1)=9-4=5$$,$$h(2)=4+4=8>5$$;$$a=4$$时$$f(1)=9-8=1$$,$$h(2)=4+8=12>1$$。因此$$a=1$$不满足,故答案选A。

答案:A

2. 设$$f(x)=\begin{cases} (x-a)^{2}, & x \leqslant 0 \\ x+\frac{1}{x}-a, & x > 0 \end{cases}$$,若$$f(0)$$是$$f(x)$$的最小值,则$$a$$的取值范围是( )。

分析:$$f(0)=a^{2}$$,需满足:

对于$$x \leqslant 0$$,$$(x-a)^{2} \geq a^{2}$$,即$$x^{2}-2ax \geq 0$$,$$x(x-2a) \geq 0$$。由于$$x \leq 0$$,需$$x-2a \leq 0$$,即$$a \geq \frac{x}{2}$$对所有$$x \leq 0$$成立,故$$a \geq 0$$。

对于$$x > 0$$,$$x+\frac{1}{x}-a \geq a^{2}$$。$$x+\frac{1}{x}$$的最小值为2(当$$x=1$$时),因此需$$2-a \geq a^{2}$$,即$$a^{2}+a-2 \leq 0$$,$$(a+2)(a-1) \leq 0$$,$$-2 \leq a \leq 1$$。

结合$$a \geq 0$$,得$$0 \leq a \leq 1$$。

答案:B

3. 已知函数$$f(x)=\begin{cases} 1, & x \leqslant 0 \\ \frac{1}{x}, & x > 0 \end{cases}$$,则使方程$$x+f(x)=m$$有解的实数$$m$$的取值范围是( )。

分析:设$$g(x)=x+f(x)$$,则:

当$$x \leqslant 0$$时,$$g(x)=x+1$$,值域为$$(-\infty,1]$$;

当$$x > 0$$时,$$g(x)=x+\frac{1}{x} \geq 2$$(由均值不等式),且当$$x \to 0^{+}$$时$$g(x) \to +\infty$$,当$$x \to +\infty$$时$$g(x) \to +\infty$$,因此值域为$$[2,+\infty)$$。

综上,$$g(x)$$的值域为$$(-\infty,1] \cup [2,+\infty)$$,故方程有解当且仅当$$m \in (-\infty,1] \cup [2,+\infty)$$。

答案:D

5. 已知函数$$f(x)=\begin{cases} 2^{x}, & x \leqslant 2 \\ x-1, & x > 2 \end{cases}$$,则$$f(f(3))$$等于( )。

计算:$$f(3)=3-1=2$$(因为$$3>2$$),$$f(2)=2^{2}=4$$(因为$$2 \leqslant 2$$),故$$f(f(3))=f(2)=4$$。

答案:D

6. 设函数$$f(x)=\begin{cases} 2^{-x}, & x \in (-\infty,1] \\ \log_{81} x, & x \in (1,+\infty) \end{cases}$$,则满足$$f(x)=\frac{1}{4}$$的$$x$$的值( )。

分析:若$$x \leq 1$$,则$$2^{-x}=\frac{1}{4}=2^{-2}$$,故$$-x=-2$$,$$x=2$$,但$$2>1$$,不在该区间;

若$$x>1$$,则$$\log_{81} x=\frac{1}{4}$$,即$$x=81^{1/4}=(3^{4})^{1/4}=3$$,且$$3>1$$,符合。

因此只有$$x=3$$。

答案:B

7. 已知函数$$f(n)=\begin{cases} n-3, & n \geqslant 10 \\ f[f(n+5)], & n < 10 \end{cases}$$,其中$$n \in N$$,则$$f(8)$$等于( )。

计算:$$f(8)=f[f(13)]$$,$$f(13)=13-3=10$$(因为$$13 \geq 10$$),故$$f(8)=f(10)=10-3=7$$。

答案:D

8. 设函数$$g(x)=x^{2}-2$$,$$f(x)=\begin{cases} g(x)+x+4, & x < g(x) \\ g(x)-x, & x \geq g(x) \end{cases}$$,则$$f(x)$$的值域是( )。

分析:先解不等式$$x < g(x)$$和$$x \geq g(x)$$,即$$x < x^{2}-2$$和$$x \geq x^{2}-2$$。

$$x^{2}-x-2>0$$得$$x<-1$$或$$x>2$$;$$x^{2}-x-2 \leq 0$$得$$-1 \leq x \leq 2$$。

因此:

当$$x<-1$$或$$x>2$$时,$$f(x)=g(x)+x+4=x^{2}-2+x+4=x^{2}+x+2$$;

当$$-1 \leq x \leq 2$$时,$$f(x)=g(x)-x=x^{2}-2-x=x^{2}-x-2$$。

对于$$x^{2}+x+2$$,开口向上,对称轴$$x=-\frac{1}{2}$$,在$$x<-1$$时递减,最小值为$$f(-1)=1-1+2=2$$(但$$x=-1$$不在区间,为开区间),当$$x \to -\infty$$时$$f(x) \to +\infty$$;在$$x>2$$时递增,最小值为$$f(2)=4+2+2=8$$(但$$x=2$$不在区间),因此值域为$$(2,+\infty)$$和$$(8,+\infty)$$的并集,即$$(2,+\infty)$$。

对于$$x^{2}-x-2$$,开口向上,对称轴$$x=\frac{1}{2}$$,在$$[-1,2]$$上,最小值为$$f(\frac{1}{2})=\frac{1}{4}-\frac{1}{2}-2=-\frac{9}{4}$$,最大值为$$f(-1)=1+1-2=0$$或$$f(2)=4-2-2=0$$,因此值域为$$[-\frac{9}{4},0]$$。

综上,值域为$$[-\frac{9}{4},0] \cup (2,+\infty)$$。

答案:A

9. 定义函数$$g(x)$$为不大于$$x$$的最大整数,对于函数$$f(x)=x-g(x)$$有以下四个命题:

① $$f(2018.67)=0.67$$;

② 在每一个区间$$[k,k+1)$$,$$k \in Z$$上,$$f(x)$$都是增函数;

③ $$f(-\frac{1}{5}) < f(\frac{1}{5})$$;

④ $$y=f(x)$$的定义域为$$R$$,值域是$$[0,1)$$。

分析:

① $$g(2018.67)=2018$$,故$$f(2018.67)=0.67$$,正确;

② 在$$[k,k+1)$$上,$$g(x)=k$$,故$$f(x)=x-k$$,为增函数,正确;

③ $$g(-\frac{1}{5})=-1$$(因为$$-1 < -0.2 < 0$$),故$$f(-\frac{1}{5})=-0.2-(-1)=0.8$$;$$g(\frac{1}{5})=0$$,故$$f(\frac{1}{5})=0.2$$;因此$$0.8 > 0.2$$,故$$f(-\frac{1}{5}) > f(\frac{1}{5})$$,命题错误;

④ 定义域为$$R$$,值域为$$[0,1)$$,正确。

因此真命题为①②④。

答案:D

10. 若函数$$f(x)=\begin{cases} x^{2}+6, & x \in [1,2] \\ x+7, & x \in [-1,1) \end{cases}$$,则$$f(x)$$的最大值和最小值分别为( )。

分析:

在$$[-1,1)$$上,$$f(x)=x+7$$为增函数,最小值为$$f(-1)=-1+7=6$$,最大值为$$f(1^{-})=1+7=8$$(但$$x=1$$不在该区间);

在$$[1,2]$$上,$$f(x)=x^{2}+6$$为增函数,最小值为$$f(1)=1+6=7$$,最大值为$$f(2)=4+6=10$$。

因此整体最小值为$$6$$(在$$x=-1$$处),最大值为$$10$$(在$$x=2$$处)。

答案:A

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