格物学 第三章 函数的概念与性质函数的概念及其表示

分段函数的图象-函数的概念及其表示知识点考前进阶单选题自测题答案-海南省等高一数学必修,平均正确率44.00000000000001%

2025-05-17
分段函数的图象-函数的概念及其表示知识点考前进阶单选题自测题答案-海南省等高一数学必修,平均正确率44.00000000000001%
2、['分段函数与方程、不等式问题', '根据函数零点个数求参数范围', '分段函数的图象']

正确率40.0%若函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {2^{x}-4, \ x > a,} \\ {( x-1 ) ( x-3 ), \ x \leqslant a} \\ \end{aligned} \right.$$有且只有$${{2}}$$个零点,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

D

A.$${{1}{⩽}{a}{⩽}{2}}$$

B.$${{a}{⩾}{3}}$$

C.$${{1}{⩽}{a}{⩽}{2}}$$或$${{a}{⩾}{3}}$$

D.$${{1}{⩽}{a}{<}{2}}$$或$${{a}{⩾}{3}}$$

3、['分段函数与方程、不等式问题', '分段函数的图象']

正确率40.0%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=\left\{\begin{matrix} {| l n x |, \ 0 < x \leqslant e} \\ {-\frac{1} {e} x+2, \ x > e} \\ \end{matrix} \right.$$为自然对数的底数)若$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$均不相等,且$${{f}{(}{a}{)}{=}{f}{(}{b}{)}{=}{f}{(}{c}{)}}$$,则$${{a}{+}{b}{+}{c}}$$的取值范围是(

A

A.$$( 2 e+\frac{1} {e}, \ 2 e+2 )$$

B.$$( 2 e+\frac{1} {e}, \ 3 e )$$

C.$${({2}{e}{+}{1}{,}{2}{e}{+}{2}{)}}$$

D.$${({2}{e}{+}{1}{,}{3}{e}{)}}$$

4、['分段函数的图象', '函数零点的值或范围问题']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {| 2 x-1 |, x \leqslant1} \\ {\operatorname{l o g}_{2} ( x-1 ), x > 1} \\ \end{aligned} \right.,$$若$${{f}{(}{{x}_{1}}{)}{=}{f}{(}{{x}_{2}}{)}{=}{f}{(}{{x}_{3}}{)}}$$($${{x}_{1}{,}{{x}_{2}}{,}{{x}_{3}}}$$不互相等),则$${{x}_{1}{+}{{x}_{2}}{+}{{x}_{3}}}$$的取值范围是(

C

A.$${{(}{0}{,}{8}{)}}$$

B.$${{(}{1}{,}{3}{)}}$$

C.$${{(}{3}{,}{4}{]}}$$

D.$${{(}{1}{,}{8}{]}}$$

5、['对数的运算性质', '函数单调性的应用', '分段函数的图象']

正确率60.0%已知$${{f}{(}{x}{)}{=}{|}{{l}{n}}{x}{|}{,}}$$设$${{0}{<}{a}{<}{b}{,}}$$且$${{f}{(}{a}{)}{=}{f}{(}{b}{)}{,}}$$则$${{a}{+}{2}{b}}$$的取值范围是(

B

A.$${{[}{3}{,}{+}{∞}{)}}$$​

B.$${{(}{3}{,}{+}{∞}{)}}$$​

C.$${{[}{2}{\sqrt {2}}{,}{+}{∞}{)}}$$​

D.$${{(}{2}{\sqrt {2}}{,}{+}{∞}{)}}$$​

6、['函数的对称性', '函数零点的概念', '分段函数的图象', '函数性质的综合应用']

正确率19.999999999999996%定义在$${{R}}$$上的函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l} {{\frac{1} {| x-e |}}, \ x \neq e} \\ {1, \ x=e} \\ \end{array} \right.$$若关于$${{x}}$$的方程$${{[}{f}{(}{x}{)}{{]}^{2}}{−}{m}{f}{(}{x}{)}{+}{m}{−}{1}{=}{0}{(}}$$其中$${{m}{>}{2}{)}}$$有$${{n}}$$个不同的实根$${{x}_{1}{,}{{x}_{2}}{,}{…}{,}{{x}_{n}}}$$,则$${{f}{(}{{x}_{1}}{+}{{x}_{2}}{+}{…}{{x}_{n}}{)}{=}{(}}$$

C

A.$${{5}{e}}$$

B.$${{4}{e}}$$

C.$$\frac{1} {4 e}$$

D.$$\frac{1} {3 e}$$

8、['函数奇偶性的应用', '函数零点个数的判定', '分段函数的图象']

正确率40.0%已知函数$${{f}{(}{x}{)}}$$是定义在$${({−}{∞}{,}{0}{)}{∪}{(}{0}{,}{+}{∞}{)}}$$上的偶函数,当$${{x}{>}{0}}$$时$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=\left\{\begin{matrix} {2^{| x-1 |}, \ 0 < x \leqslant2} \\ {\frac{1} {2} f ( x-2 ), \ x > 2} \\ \end{matrix} \right.$$,则函数$${{g}{(}{x}{)}{=}{2}{f}{(}{x}{)}{−}{1}}$$的零点个数为()个.

C

A.$${{6}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{8}}$$

9、['对数函数y= log2 X的图象和性质', '函数零点个数的判定', '分段函数的图象']

正确率40.0%设函数$$f \left( x \right)=\left\{\begin{array} {l l} {4 x-4,} & {x \leqslant1} \\ {x^{2}-4 x+3,} & {x > 1} \\ \end{array} \right., \ g \left( x \right)=\operatorname{l o g}_{2} x$$,则函数$${{h}{{(}{x}{)}}{=}{f}{{(}{x}{)}}{−}{g}{{(}{x}{)}}}$$的零点个数是$${{(}{)}}$$

C

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

### 问题2解析

函数$$f(x)$$分为两部分:

1. 当$$x \leq a$$时,$$f(x) = (x-1)(x-3)$$,这是一个二次函数,零点为$$x=1$$和$$x=3$$。 2. 当$$x > a$$时,$$f(x) = 2^x - 4$$,这是一个指数函数,零点为$$x=2$$。
为了使$$f(x)$$有且只有2个零点,需要考虑以下情况:
- 如果$$a < 1$$,则$$f(x)$$在$$x \leq a$$的部分没有零点,而在$$x > a$$的部分有一个零点$$x=2$$,此时总零点数为1,不符合要求。 - 如果$$1 \leq a < 2$$,则$$f(x)$$在$$x \leq a$$的部分有一个零点$$x=1$$(因为$$x=3 > a$$不在范围内),而在$$x > a$$的部分有一个零点$$x=2$$,总零点数为2,符合要求。 - 如果$$a = 2$$,则$$x=2$$是$$f(x)$$的连续点,且$$f(2)=0$$。此时$$f(x)$$在$$x \leq 2$$的部分有两个零点$$x=1$$和$$x=2$$(因为$$(2-1)(2-3)=-1 \neq 0$$,所以$$x=2$$不是$$x \leq a$$部分的零点),而在$$x > 2$$的部分无零点,总零点数为1(只有$$x=1$$和$$x=2$$中的$$x=1$$),不符合要求。 - 如果$$2 < a \leq 3$$,则$$f(x)$$在$$x \leq a$$的部分有两个零点$$x=1$$和$$x=3$$,而在$$x > a$$的部分无零点(因为$$2^x - 4 > 0$$),总零点数为2,符合要求。 - 如果$$a > 3$$,则$$f(x)$$在$$x \leq a$$的部分有两个零点$$x=1$$和$$x=3$$,而在$$x > a$$的部分无零点,总零点数为2,符合要求。
综上,$$a$$的取值范围是$$1 \leq a < 2$$或$$a \geq 3$$。因此正确答案是D。
### 问题3解析

函数$$f(x)$$分为两部分:

1. 当$$0 < x \leq e$$时,$$f(x) = |\ln x|$$,其图像在$$(0,1)$$递减,在$$(1,e)$$递增,且$$f(1)=0$$,$$f(e)=1$$。 2. 当$$x > e$$时,$$f(x) = -\frac{1}{e}x + 2$$,是一条斜率为负的直线,且$$f(e)=1$$,$$f(2e)=0$$。
设$$f(a)=f(b)=f(c)=k$$,则$$k \in (0,1)$$。对于$$|\ln x|=k$$,有两个解$$x_1=e^{-k}$$和$$x_2=e^{k}$$;对于$$-\frac{1}{e}x + 2 = k$$,有一个解$$x_3=e(2-k)$$。
因为$$a, b, c$$互不相等,所以$$a$$和$$b$$分别取$$e^{-k}$$和$$e^{k}$$,$$c$$取$$e(2-k)$$。因此: $$a + b + c = e^{-k} + e^{k} + e(2 - k)$$
令$$g(k) = e^{-k} + e^{k} + 2e - e k$$,$$k \in (0,1)$$。求导得: $$g'(k) = -e^{-k} + e^{k} - e$$ 令$$g'(k)=0$$,解得$$k=\ln\left(\frac{e + \sqrt{e^2 + 4}}{2}\right) \approx 0.8$$。
计算边界值: - 当$$k \to 0^+$$时,$$g(k) \to 1 + 1 + 2e = 2 + 2e$$。 - 当$$k \to 1^-$$时,$$g(k) \to e^{-1} + e + 2e - e = \frac{1}{e} + 2e$$。
因此,$$a + b + c$$的取值范围是$$(2e + \frac{1}{e}, 2e + 2)$$。正确答案是A。
### 问题4解析

函数$$f(x)$$分为两部分:

1. 当$$x \leq 1$$时,$$f(x) = |2x - 1|$$,其图像在$$(-\infty, 0.5)$$递减,在$$(0.5,1)$$递增,且$$f(0.5)=0$$,$$f(1)=1$$。 2. 当$$x > 1$$时,$$f(x) = \log_2(x-1)$$,是一个递增函数,且$$f(2)=0$$,$$f(+\infty)=+\infty$$。
设$$f(x_1)=f(x_2)=f(x_3)=k$$,则$$k \in (0,1)$$。对于$$|2x - 1|=k$$,有两个解$$x_1=\frac{1 - k}{2}$$和$$x_2=\frac{1 + k}{2}$$;对于$$\log_2(x-1)=k$$,有一个解$$x_3=2^k + 1$$。
因此: $$x_1 + x_2 + x_3 = \frac{1 - k}{2} + \frac{1 + k}{2} + 2^k + 1 = 1 + 2^k + 1 = 2 + 2^k$$
因为$$k \in (0,1)$$,所以$$2^k \in (1,2)$$,因此$$x_1 + x_2 + x_3 \in (3,4)$$。正确答案是C。
### 问题5解析

函数$$f(x) = |\ln x|$$在$$(0,1)$$递减,在$$(1,+\infty)$$递增。设$$f(a)=f(b)=k$$,则$$a=e^{-k}$$,$$b=e^{k}$$,其中$$k > 0$$。

因为$$0 < a < b$$,所以$$a + 2b = e^{-k} + 2e^{k}$$。令$$g(k) = e^{-k} + 2e^{k}$$,求导得: $$g'(k) = -e^{-k} + 2e^{k}$$ 令$$g'(k)=0$$,解得$$k=\frac{1}{2}\ln\left(\frac{1}{2}\right)$$,但$$k > 0$$,因此$$g(k)$$在$$k > 0$$时单调递增。
当$$k \to 0^+$$时,$$g(k) \to 1 + 2 = 3$$;当$$k \to +\infty$$时,$$g(k) \to +\infty$$。因此$$a + 2b \in (3, +\infty)$$。正确答案是B。
### 问题6解析

函数$$f(x)$$的定义为:

1. 当$$x \neq e$$时,$$f(x) = \frac{1}{|x - e|}$$。 2. 当$$x = e$$时,$$f(x) = 1$$。
方程$$[f(x)]^2 - m f(x) + m - 1 = 0$$可以因式分解为$$(f(x) - 1)(f(x) - (m - 1)) = 0$$,因此解为$$f(x)=1$$或$$f(x)=m-1$$。
- 对于$$f(x)=1$$,解为$$x=e$$或$$x=e \pm 1$$(共3个解)。 - 对于$$f(x)=m-1$$,因为$$m > 2$$,所以$$m-1 > 1$$,解为$$x=e \pm \frac{1}{m-1}$$(共2个解)。
因此总共有$$3 + 2 = 5$$个不同的实根。这些根的和为: $$e + (e + 1) + (e - 1) + \left(e + \frac{1}{m-1}\right) + \left(e - \frac{1}{m-1}\right) = 5e$$
计算$$f(5e)$$: 因为$$5e \neq e$$,所以$$f(5e) = \frac{1}{|5e - e|} = \frac{1}{4e}$$。正确答案是C。
### 问题8解析

函数$$f(x)$$是偶函数,且定义在$$x > 0$$时分为两部分:

1. 当$$0 < x \leq 2$$时,$$f(x) = 2^{|x - 1|}$$,其图像在$$(0,1)$$递减,在$$(1,2)$$递增,且$$f(0^+)=2$$,$$f(1)=1$$,$$f(2)=2$$。 2. 当$$x > 2$$时,$$f(x) = \frac{1}{2}f(x-2)$$,因此$$f(x)$$在$$(2,4)$$的图像是$$(0,2)$$的图像压缩并缩放。
函数$$g(x) = 2f(x) - 1$$的零点即$$f(x) = \frac{1}{2}$$。由于$$f(x)$$在$$(0,1)$$和$$(1,2)$$各有一个解,且在$$(2,4)$$有两个解(由于周期性),再考虑$$x < 0$$的对称性,总共有$$2 \times 3 = 6$$个零点。正确答案是A。
### 问题9解析

函数$$h(x) = f(x) - g(x)$$的零点即$$f(x) = g(x)$$。

1. 当$$x \leq 1$$时,$$f(x) = 4x - 4$$,$$g(x) = \log_2 x$$。方程$$4x - 4 = \log_2 x$$在$$(0,1)$$有一个解(因为$$x=1$$时$$f(1)=0$$,$$g(1)=0$$,但$$x \to 0^+$$时$$f(x) \to -4$$,$$g(x) \to -\infty$$,中间有交点)。 2. 当$$x > 1$$时,$$f(x) = x^2 - 4x + 3$$,$$g(x) = \log_2 x$$。方程$$x^2 - 4x + 3 = \log_2 x$$在$$(1,3)$$有两个解(因为$$f(1)=0$$,$$g(1)=0$$;$$f(2)=-1$$,$$g(2)=1$$;$$f(3)=0$$,$$g(3) \approx 1.585$$,中间有交点)。
因此总共有$$1 + 2 = 3$$个零点。正确答案是C。
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