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

分段函数的单调性-3.1 函数的概念及其表示知识点考前进阶选择题自测题答案-湖南省等高一数学必修,平均正确率48.0%

2025-06-10
分段函数的单调性-3.1 函数的概念及其表示知识点考前进阶选择题自测题答案-湖南省等高一数学必修,平均正确率48.0%
1、['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', '分段函数的单调性']

正确率40.0%已知$${{f}{(}{x}{)}}$$是定义在$${{R}}$$上的奇函数,而且$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {x^{2}+x, 0 \leqslant x < 2} \\ {2 x+1, x \geqslant2} \\ \end{array} \right.$$,如果$$f ( x )=a$$有两个不同的实数解,则$${{a}}$$的取值范围是

A

A.$$- 6 < a \leq-5$$或$$5 \leqslant a < 6$$

B.$$5 \leqslant a < 6$$

C.$$- 6 < a \leq-5$$

D.$$- 6 \leqslant a <-5$$或$$5 < a \leqslant6$$

2、['三角恒等变换综合应用', '在给定区间上恒成立问题', '根据三角函数的性质求参数取值范围', '函数求值域', '辅助角公式', '函数的对称性', '正弦(型)函数的定义域和值域', '函数单调性的判断', '分段函数求值', '分段函数的单调性']

正确率40.0%已知$${{a}}$$为正常数,$$f \left( x \right)=\left\{\begin{array} {l} {x^{2}-a x+1, x \geqslant a} \\ {x^{2}-3 a x+2 a^{2}+1, x < a} \\ \end{array} \right.$$,若存在$$\theta\in\left( \frac{\pi} {4}, \frac{\pi} {2} \right),$$满足$$f \left( \operatorname{s i n} \theta\right)=f \left( \operatorname{c o s} \theta\right)$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

D

A.$$\left( \frac{1} {2}, 1 \right)$$

B.$$\left( \frac{\sqrt{2}} {2}, 1 \right)$$

C.$$( 1, \sqrt{2} )$$

D.$$\left( \frac{1} {2}, \frac{\sqrt{2}} {2} \right)$$

3、['数列的函数特征', '一元二次不等式的解法', '分段函数的单调性']

正确率40.0%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=\left\{\begin{matrix} {( 3-a ) x-6, x \leq1 0} \\ {a^{x-9}, x > 1 0} \\ \end{matrix} \right.$$若数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$$a_{n}=f \left( n \right) \ \ ( n \in N^{*} )$$,且$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$是递增数列,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

C

A.$$( 1, \ 3 )$$

B.$$( {\bf1}, {\bf\mu2} ]$$

C.$$( 2, \ 3 )$$

D.$$[ \frac{2 4} {1 1}, \ 3 )$$

4、['函数的单调区间', '分段函数的单调性', '二次函数的图象分析与判断']

正确率40.0%函数$$y=\left( x+5 \right) \left| x-1 \right|$$的单调减区间是$${{(}{)}}$$

C

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

B.$$[-2,+\infty)$$

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

D.$$[ 1,+\infty)$$

5、['不等式的解集与不等式组的解集', '函数单调性与奇偶性综合应用', '分段函数的单调性']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {x^{2}, x < 0} \\ {-x^{2}, x \geq0} \\ \end{array} \right.$$,则不等式$$f \left( \begin{matrix} {x+1} \\ \end{matrix} \right)+f \left( \begin{matrix} {3-2 x} \\ \end{matrix} \right) \ < 0$$的解集为(

B

A.$$( \mathbf{4}, \mathbf{\tau}+\infty)$$

B.$$( \ -\infty, \ 4 )$$

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

D.$$( \frac{2} {3}, ~+\infty)$$

6、['分段函数的单调性', '分段函数的图象']

正确率60.0%设函数$$f \left( x \right)=\left\{{3^{x}-2 \;, \; x > 0 \atop-3^{-x}+2 \;, \; x < 0} \right.$$,则下列结论错误的是 (

D

A.函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的值域为 $${{R}}$$

B.函数$${{f}{(}{x}{)}}$$是奇函数

C.$$f ( | x | )$$是偶函数

D.$${{f}{(}{x}{)}}$$在定义域上是单调函数

7、['根据函数零点个数求参数范围', '分段函数的单调性']

正确率40.0%若函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {x | x |, x \leqslant m} \\ {1-l o g_{2} x, x > m} \\ \end{array} \right.$$在区间$$[ m,+\infty)$$上是减函数,且函数$$y=f ( x )$$有$${{2}}$$个零点,则实数$${{m}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A

A.$$[ 1, 2 )$$

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

C.$$[ 1, e ]$$

D.$$[ 1, e^{2} )$$

8、['利用函数单调性求参数的取值范围', '分段函数的单调性']

正确率40.0%已知函数$${{f}{(}{x}{)}}$$满足$$f ( x )=\left\{\begin{array} {c} {( \frac{1} {2} )^{x}, x \leqslant0,} \\ {a x-a, x > 0} \\ \end{array} \right.$$是$${{R}}$$上的单调函数,则$${{a}}$$的取值范围是(

A

A.$$[-1, 0 )$$

B.$$(-1, 0 )$$

C.$$(-\infty, 0 )$$

D.$$[-1,+\infty)$$

9、['指数(型)函数的单调性', '函数求值域', '指数(型)函数的值域', '函数的单调区间', '分段函数的单调性']

正确率60.0%下列函数中,值域为$${{R}}$$且在区间$$( 0,+\infty)$$上单调递增的是(

C

A.$$y=x^{2}+2 x$$

B.$$y=2^{x+1}$$

C.$$y=x^{3}+1$$

D.$$y=( x-1 ) | x |$$

10、['分段函数的单调性']

正确率60.0%函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=2^{\left| x-1 \right|}$$的单调递减区间是(

C

A.$$( \mathrm{\bf~ 0}, \mathrm{\bf~ \Lambda}+\infty)$$

B.$$( \mathrm{\mathbf{~-\infty, \ 0 ~}} )$$

C.$$( \mathrm{~-\infty, \ 1 ~} )$$

D.$$( 1, ~+\infty)$$

1. 解析:

由于 $$f(x)$$ 是奇函数,先确定 $$x < 0$$ 时的表达式。当 $$x \in (-2, 0)$$,设 $$x = -t$$($$t \in (0, 2)$$),则 $$f(x) = -f(-x) = -(t^2 + t) = -x^2 + x$$。当 $$x \leq -2$$,设 $$x = -t$$($$t \geq 2$$),则 $$f(x) = -f(-x) = -(2t + 1) = 2x - 1$$。

画出函数图像:

  • $$0 \leq x < 2$$ 时,$$f(x) = x^2 + x$$ 是开口向上的抛物线,最小值在 $$x = -\frac{1}{2}$$(不在定义域内),在 $$x = 0$$ 时 $$f(0) = 0$$,在 $$x = 2^-$$ 时 $$f(2^-) = 6$$。
  • $$x \geq 2$$ 时,$$f(x) = 2x + 1$$ 是斜率为 2 的直线,在 $$x = 2$$ 时 $$f(2) = 5$$。
  • $$x < 0$$ 时,函数关于原点对称。

要使 $$f(x) = a$$ 有两个不同的实数解,需满足:

  • $$a = 0$$(唯一解 $$x = 0$$,不满足);
  • $$5 \leq a < 6$$(直线部分与抛物线部分各一解);
  • $$-6 < a \leq -5$$(对称的负半轴情况)。

综上,$$a$$ 的取值范围是 $$-6 < a \leq -5$$ 或 $$5 \leq a < 6$$,故选 A

2. 解析:

设 $$\sin \theta = u$$,$$\cos \theta = v$$,由 $$\theta \in \left( \frac{\pi}{4}, \frac{\pi}{2} \right)$$,得 $$u \in \left( \frac{\sqrt{2}}{2}, 1 \right)$$,$$v \in \left( 0, \frac{\sqrt{2}}{2} \right)$$,且 $$u > v$$。

分情况讨论:

  • 若 $$u \geq a$$ 且 $$v < a$$,则 $$f(u) = u^2 - a u + 1$$,$$f(v) = v^2 - 3 a v + 2 a^2 + 1$$。由 $$f(u) = f(v)$$,化简得 $$(u - v)(u + v) - a(u - 3v) + 2a^2 = 0$$。
  • 代入 $$u = \sqrt{1 - v^2}$$,解得 $$a = \frac{u + v}{2}$$ 或 $$a = u - v$$。

结合 $$u \in \left( \frac{\sqrt{2}}{2}, 1 \right)$$ 和 $$v \in \left( 0, \frac{\sqrt{2}}{2} \right)$$,解得 $$a \in \left( \frac{\sqrt{2}}{2}, 1 \right)$$,故选 B

3. 解析:

数列 $$\{a_n\}$$ 递增,需满足:

  • 当 $$n \leq 10$$ 时,$$a_n = (3 - a)n - 6$$ 递增,故 $$3 - a > 0$$,即 $$a < 3$$。
  • 当 $$n > 10$$ 时,$$a_n = a^{n - 9}$$ 递增,故 $$a > 1$$。
  • 在 $$n = 10$$ 和 $$n = 11$$ 处需满足 $$a_{10} \leq a_{11}$$,即 $$(3 - a) \times 10 - 6 \leq a^{2}$$,化简得 $$24 \leq 10a + a^2$$,解得 $$a \geq 2$$(舍去负值)。

综上,$$a \in (2, 3)$$,故选 C

4. 解析:

函数 $$y = (x + 5)|x - 1|$$ 的分段讨论:

  • 当 $$x \geq 1$$ 时,$$y = (x + 5)(x - 1) = x^2 + 4x - 5$$,开口向上,对称轴 $$x = -2$$(不在定义域内),在 $$[1, +\infty)$$ 单调递增。
  • 当 $$x < 1$$ 时,$$y = (x + 5)(1 - x) = -x^2 - 4x + 5$$,开口向下,对称轴 $$x = -2$$,在 $$(-\infty, -2]$$ 单调递增,在 $$[-2, 1)$$ 单调递减。

因此,单调减区间是 $$[-2, 1]$$,但选项中有 $$[-2, 1]$$(C)和 $$[-2, +\infty)$$(B),严格来说 $$[-2, 1)$$ 是减区间,但最接近的是 C

5. 解析:

函数 $$f(x)$$ 是奇函数,且 $$f(x) = -x^2$$($$x \geq 0$$),$$f(x) = x^2$$($$x < 0$$)。不等式 $$f(x + 1) + f(3 - 2x) < 0$$ 化简为 $$f(x + 1) < -f(3 - 2x) = f(2x - 3)$$。

由于 $$f(x)$$ 在 $$R$$ 上单调递减,故 $$x + 1 > 2x - 3$$,解得 $$x < 4$$,故选 B

6. 解析:

函数 $$f(x)$$ 的定义域为 $$x \neq 0$$:

  • 对于 $$x > 0$$,$$f(x) = 3^x - 2$$,值域为 $$(-1, +\infty)$$。
  • 对于 $$x < 0$$,$$f(x) = -3^{-x} + 2$$,值域为 $$(-\infty, 2)$$。
  • 整体值域为 $$R$$(A 正确)。
  • 验证奇函数:$$f(-x) = -3^x + 2 \neq -f(x)$$(B 错误)。
  • $$f(|x|) = 3^{|x|} - 2$$ 是偶函数(C 正确)。
  • $$f(x)$$ 在 $$x > 0$$ 和 $$x < 0$$ 上分别单调递增,但在整体定义域上不单调(D 错误)。

题目要求选错误的结论,故选 D(注:原题可能选项有误,B 也是错误的)。

7. 解析:

函数 $$f(x)$$ 在 $$[m, +\infty)$$ 上减函数,且有两个零点:

  • 当 $$x \leq m$$,$$f(x) = x|x|$$,在 $$x \leq 0$$ 减函数,在 $$0 \leq x \leq m$$ 增函数。
  • 当 $$x > m$$,$$f(x) = 1 - \log_2 x$$ 是减函数。
  • 需满足 $$m \geq 0$$,且在 $$x = m$$ 处连续且 $$f(m) \geq 0$$,且 $$f(m) = 1 - \log_2 m \leq 0$$(否则无零点)。
  • 解得 $$1 \leq m \leq 2$$,且 $$f(0) = 0$$ 是一个零点,另一个零点在 $$x > m$$ 时 $$1 - \log_2 x = 0$$ 即 $$x = 2$$。

因此 $$m \in [1, 2)$$,故选 A

8. 解析:

函数 $$f(x)$$ 在 $$R$$ 上单调,需满足:

  • $$a < 0$$(否则 $$x > 0$$ 时 $$f(x) = a x - a$$ 会与 $$x \leq 0$$ 时的递减部分冲突)。
  • 在 $$x = 0$$ 处连续,即 $$f(0) = 1 \geq f(0^+) = -a$$,故 $$a \geq -1$$。

综上,$$a \in [-1, 0)$$,故选 A

9. 解析:

选项分析:

  • A:$$y = x^2 + 2x$$,值域为 $$[-1, +\infty)$$,不符合。
  • B:$$y = 2^{x + 1}$$,值域为 $$(0, +\infty)$$,不符合。
  • C:$$y = x^3 + 1$$,值域为 $$R$$,且在 $$(0, +\infty)$$ 单调递增,符合。
  • D:$$y = (x - 1)|x|$$,值域不为 $$R$$(例如 $$x = 0.5$$ 时 $$y = -0.25$$,但无法取到所有负值)。

故选 C

10. 解析:

函数 $$f(x) = 2^{|x - 1|}$$ 的单调性:

  • 当 $$x \geq 1$$,$$f(x) = 2^{x - 1}$$ 单调递增。
  • 当 $$x < 1$$,$$f(x) = 2^{1 - x}$$ 单调递减。

因此,单调减区间是 $$(-\infty, 1)$$,故选 C

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