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专题进阶选择题自测题答案-北京市等高一数学必修,平均正确率50.0%

2025-06-25
分段函数的定义-3.1 函数的概念及其表示知识点专题进阶选择题自测题答案-北京市等高一数学必修,平均正确率50.0%
1、['分段函数的定义']

正确率80.0%函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l} {x^{2}-1, \ x \in\{-1, \ 1 \},} \\ {x, \ x \in\{0, \ 2 \}} \\ \end{array} \right.$$的定义域为(

C

A.$${{∅}}$$

B.$$\{x |-1 \leqslant x \leqslant2 \}$$

C.$$\{-1, ~ 0, ~ 1, ~ 2 \}$$

D.$$\{-1, ~ 0, ~ 1 \}$$

2、['分段函数的定义']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{} x^{2}+x, x < 0,} \\ {} & {{}-x^{2}, x \geqslant0,} \\ \end{aligned} \right.$$​若$$f [ f ( a ) ]=2,$$则实数$${{a}}$$的值为(

C

A.$${{−}{2}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${\sqrt {2}}$$

D.$${{2}}$$

3、['分段函数与方程、不等式问题', '基本初等函数的导数', '利用导数求参数的取值范围', '不等式的解集与不等式组的解集', '分段函数的单调性', '分段函数的定义']

正确率40.0%设函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) ~=| e^{x}-e^{2 a} |$$,若$${{f}{(}{x}{)}}$$在区间内的图象上存在两点,在这两点处的切线相互垂直,则实数$${{a}}$$的取值范围为(

A

A.$$(-\frac{1} {2}, ~ \frac{1} {2} )$$

B.$$( \frac{1} {2}, ~ 1 )$$

C.$$(-3, ~-\frac{1} {2} )$$

D.$$( \ -3, \ 1 )$$

4、['分段函数求值', '分段函数的定义']

正确率80.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {-x^{2}, x \leq1} \\ {f ( x-2 ), x > 1} \\ \end{array} \right.$$,则$$f \left( \textbf{3} \right) ~=~ ($$

D

A.$${{3}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{0}}$$

D.$${{−}{1}}$$

5、['分段函数与方程、不等式问题', '分段函数求值', '分段函数的定义']

正确率60.0%设函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l} {{\frac{1} {2} x-1 ( x \geqslant0 )}} \\ {{\frac{1} {x} ( x < 0 )}} \\ \end{array} \right.$$,若$$f ( a )=a$$,则实数$${{a}}$$的值为$${{(}{)}}$$

D

A.$${{±}{1}}$$或$${{−}{2}}$$

B.$${{±}{1}}$$

C.$${{−}{2}}$$或$${{−}{1}}$$

D.$${{−}{1}}$$

6、['函数奇偶性的应用', '对数的运算性质', '分段函数的定义', '函数零点存在定理', '分段函数的图象']

正确率19.999999999999996%定义在$${{R}}$$上奇函数$${{f}{(}{x}{)}}$$,当$${{x}{⩾}{0}}$$时,$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ {x} \\ \end{matrix} \right)=\left\{\begin{matrix} {l o g_{2} ( x+1 ), x \in\left[ 0, 3 \right)} \\ {2 \left\vert x-5 \right\vert-2, x \in\left[ 3,+\infty\right)} \\ \end{matrix} \right.$$,则关于$${{x}}$$的函数$$g \ ( \textbf{x} ) \ =f \ ( \textbf{x} ) \ +a \ ( \textbf{0} < a < 2 )$$的所有零点之和为(

B

A.$${{1}{0}}$$

B.$${{1}{−}{{2}^{a}}}$$

C.$${{0}}$$

D.$${{2}{1}{−}{{2}^{a}}}$$

7、['分段函数与方程、不等式问题', '函数图象的平移变换', '函数图象的识别', '函数的周期性', '函数的对称性', '函数零点的概念', '分段函数的定义', '分段函数的图象']

正确率19.999999999999996%已知定义在$${{R}}$$上的函数$${{f}{{(}{x}{)}}}$$满足:$$f \left( x \right)=\left\{\begin{array} {l l} {} & {x^{2}+2, x \in[ 0, 1 )} \\ {} & {2-x^{2}, x \in[-1, 0 )} \\ \end{array} \right.$$且$$f \left( x+2 \right)=f \left( x \right), \, \, g \left( x \right)=\frac{2 x+5} {x+2}$$,则方程$$f \left( x \right)=g \left( x \right)$$在区间$$[-5, 1 ]$$上的所有实根之和为(

C

A.$${{−}{5}}$$

B.$${{−}{6}}$$

C.$${{−}{7}}$$

D.$${{−}{8}}$$

8、['函数的对称性', '分段函数模型的应用', '分段函数的定义']

正确率40.0%已知函数$$y=f ~ ( x )$$满足$$f \left( \, 2+x \, \right) \, \,+f \left( \, 2-x \, \right) \, \,=0, \, \, \, g \left( \, x \, \right) \, \,=\left\{\begin{aligned} {} & {{} x^{2}-4 x+4, x > 2} \\ {} & {{}-x^{2}+4 x-4, x < 2} \\ \end{aligned} \right.$$,若曲线$$y=f ~ ( x )$$与$$y=g \emph{\left( x \right)}$$交于$$A_{1} \, \left( \, x_{1}, \, \, y_{1} \, \right) \, \,, \, \, A_{2} \, \left( \, x_{2}, \, \, y_{2} \, \right) \, \,, \, \, \, \ldots\, \, \, A_{n} \, \left( \, x_{n}, \, \, y_{n} \, \right)$$,则$$\sum_{i=1}^{n} \left( \begin{matrix} {x_{i}+y_{i}} \\ \end{matrix} \right)$$等于(

B

A.$${{4}{n}}$$

B.$${{2}{n}}$$

C.$${{n}}$$

D.$${{0}}$$

9、['函数的最大(小)值', '分段函数的定义']

正确率40.0%定义$$m a x \{a, b, c \}$$为$$a, ~ b, ~ c$$中的最大值,设$$h \left( x \right)=m a x \left\{x^{2}, \frac8 3 x, 6-x \right\}$$,则$${{h}{(}{x}{)}}$$的最小值为$${{(}{)}}$$

C

A.$$\frac{1 8} {1 1}$$

B.$${{3}}$$

C.$$\frac{4 8} {1 1}$$

D.$${{4}}$$

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

1. 函数$$f(x)$$的定义域由两部分组成:$$x \in \{-1, 1\}$$和$$x \in \{0, 2\}$$。因此,定义域为$$x \in \{-1, 0, 1, 2\}$$,对应选项C。

2. 解方程$$f[f(a)] = 2$$:

首先分析$$f(x)$$的分段情况:

当$$x < 0$$时,$$f(x) = x^2 + x$$;当$$x \geq 0$$时,$$f(x) = -x^2$$。

设$$f(a) = b$$,则$$f(b) = 2$$。

若$$b \geq 0$$,$$f(b) = -b^2 = 2$$无解。

若$$b < 0$$,$$f(b) = b^2 + b = 2$$,解得$$b = -2$$(舍去$$b = 1$$,因为$$b < 0$$)。

因此,$$f(a) = -2$$。

若$$a \geq 0$$,$$f(a) = -a^2 = -2$$,解得$$a = \sqrt{2}$$。

若$$a < 0$$,$$f(a) = a^2 + a = -2$$,解得$$a = -2$$(舍去$$a = 1$$,因为$$a < 0$$)。

综上,$$a$$的值为$$-2$$或$$\sqrt{2}$$,但选项中只有$$-2$$,故选A。

3. 函数$$f(x) = |e^x - e^{2a}|$$在区间$$(a, 3a)$$内存在两点切线垂直的条件:

导数$$f'(x) = e^x$$(当$$e^x > e^{2a}$$)或$$f'(x) = -e^x$$(当$$e^x < e^{2a}$$)。

设两点$$x_1, x_2$$满足$$f'(x_1) \cdot f'(x_2) = -1$$,即$$e^{x_1} \cdot (-e^{x_2}) = -1$$,化简得$$e^{x_1 + x_2} = 1$$,即$$x_1 + x_2 = 0$$。

由于$$x_1, x_2 \in (a, 3a)$$,必须有$$a < 0$$且$$3a > 0$$,即$$a \in \left(-\frac{1}{2}, \frac{1}{2}\right)$$。

进一步分析可得$$a \in \left(-\frac{1}{2}, \frac{1}{2}\right)$$,故选A。

4. 计算$$f(3)$$:

根据定义,当$$x > 1$$时,$$f(x) = f(x-2)$$。

递归计算:$$f(3) = f(1) = -1^2 = -1$$。

故选D。

5. 解方程$$f(a) = a$$:

分两种情况:

若$$a \geq 0$$,$$\frac{1}{2}a - 1 = a$$,解得$$a = -2$$(舍去,因为$$a \geq 0$$)。

若$$a < 0$$,$$\frac{1}{a} = a$$,解得$$a = \pm 1$$,但$$a < 0$$,故$$a = -1$$。

综上,$$a = -1$$,故选D。

6. 奇函数$$f(x)$$的零点问题:

当$$x \geq 0$$时,$$f(x)$$分为两段:$$\log_2(x+1)$$和$$2|x-5| - 2$$。

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

由于$$f(x)$$为奇函数,零点对称分布,总和为0,故选C。

7. 方程$$f(x) = g(x)$$在区间$$[-5, 1]$$上的实根之和:

$$f(x)$$是周期为2的函数,$$g(x) = \frac{2x + 5}{x + 2}$$。

通过分析交点,实根之和为$$-7$$,故选C。

8. 曲线交点之和:

$$f(x)$$满足对称性$$f(2 + x) + f(2 - x) = 0$$,$$g(x)$$关于$$x = 2$$对称。

交点$$(x_i, y_i)$$满足$$x_i + y_i = 4$$,总和为$$4n$$,故选A。

9. 函数$$h(x) = \max\{x^2, \frac{8}{3}x, 6 - x\}$$的最小值:

求交点$$x^2 = \frac{8}{3}x$$得$$x = 0$$或$$x = \frac{8}{3}$$。

求交点$$\frac{8}{3}x = 6 - x$$得$$x = \frac{18}{11}$$。

计算$$h\left(\frac{18}{11}\right) = \frac{48}{11}$$,故选C。

10. 函数$$f(x)$$的值域:

分两种情况:

当$$x < g(x)$$,即$$x < -1$$或$$x > 2$$,$$f(x) = x^2 - 2 + x + 4 = x^2 + x + 2$$,值域为$$[2, +\infty)$$。

当$$-1 \leq x \leq 2$$,$$f(x) = x^2 - 2 - x$$,最小值在$$x = \frac{1}{2}$$时为$$-\frac{9}{4}$$,值域为$$[-\frac{9}{4}, 0] \cup (2, +\infty)$$。

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

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