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

分段函数的图象-3.1 函数的概念及其表示知识点教师选题进阶单选题自测题答案-河南省等高一数学必修,平均正确率40.0%

2025-09-03
分段函数的图象-3.1 函数的概念及其表示知识点教师选题进阶单选题自测题答案-河南省等高一数学必修,平均正确率40.0%
1、['分段函数的图象']

正确率40.0%已知$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{} 2 x+3, \; \; x \leqslant0,} \\ {} & {{}-( x-1 )^{2}, \; \; x > 0,} \\ \end{aligned} \right.$$则使$$f ( x ) \geqslant-1$$成立的$${{x}}$$的取值范围是(

A

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

B.$$[-2, ~ 0 ]$$

C.$$[-2, \ 2 )$$

D.$$( 0, \ 2 ]$$

2、['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$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {\operatorname{l n}} & {{} x-\frac{1} {x}, \ x > 0,} \\ {x^{2}+2 x, \ x < 0.} \\ \end{aligned} \right.$$则函数$$y=f [ f ( x )+1 ]$$的零点个数是(

D

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{5}}$$

3、['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%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l} {x ( x+a ), x \geq0} \\ {x ( x-a ), x < 0} \\ \end{array}, \right. a \neq0$$,关于$${{x}}$$的方程$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ {x} \\ \end{matrix} \right) \ =a$$有四个不同的根,则实数$${{a}}$$的取值范围为(

A

A.$$( \mathrm{~}-\infty, \mathrm{~}-4 )$$

B.$$( \mathbf{\tau}-4, \mathbf{\tau} 0 )$$

C.$$( \mathrm{~-~} \infty, \mathrm{~}-4 ]$$

D.$$(-4, \ 0 ]$$

4、['对数(型)函数的单调性', '函数零点的概念', '二次函数的图象分析与判断', '分段函数的图象']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {\operatorname{l o g}_{2} ( 1-x ), x < 1} \\ {-\left( x-2 \right)^{2}+2, x \geqslant1} \\ \end{matrix} \right.$$,则关于$${{x}}$$的方程$$f ( | x | )=a ( a \in R )$$的实根个数可能为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{5}}$$个

B.$${{4}}$$个

C.$${{3}}$$个

D.$${{2}}$$个

5、['在给定区间上恒成立问题', '分段函数的图象']

正确率40.0%设函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) \ =\left\{\begin{matrix} {a x^{2}+x, x \geq0} \\ {-a x^{2}+x, x < 0} \\ \end{matrix} \right.$$当$$x \in[-\frac{1} {2}, \ \frac{1} {2} ]$$时,恒有$$f \left( \begin{matrix} {x+a} \\ \end{matrix} \right) \ < f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

C

A.$$( \frac{1-\sqrt{5}} {2}, \ \frac{1+\sqrt{5}} {2} )$$

B.$$( \mathrm{\ensuremath{-1}}, \mathrm{\ensuremath{\frac{1+\sqrt{5}} {2}}} )$$

C.$$( \frac{1-\sqrt{5}} {2}, \ 0 )$$

D.$$( ~ \frac{1-\sqrt{5}} {2}, ~-\frac{1} {2} ] ~$$

6、['指数(型)函数的单调性', '绝对值的概念与几何意义', '利用函数单调性比较大小', '分段函数的图象']

正确率40.0%设$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) ~=| 3^{x}-1 |, ~ c < b < a$$且$$f \left( \begin{matrix} {c} \\ \end{matrix} \right) > f \left( \begin{matrix} {a} \\ \end{matrix} \right) > f \left( \begin{matrix} {b} \\ \end{matrix} \right)$$,则下列关系式中一定成立的是(

D

A.$${{3}^{c}{>}{{3}^{b}}}$$

B.$${{3}^{b}{>}{{3}^{a}}}$$

C.$$3^{c} \!+\! 3^{a} > 2$$

D.$$3^{c}+3^{a} < 2$$

8、['函数的周期性', '函数零点个数的判定', '分段函数的图象']

正确率40.0%若函数$$y=f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) \left( \begin{matrix} {x} \\ {x} \\ \end{matrix} \in R \right)$$满足$$f ~ ( \textbf{x}+1 ) ~=-f ~ ( \textbf{x} )$$,且当$$x \in[-1, ~ 0 )$$时,$$f ( x )=\frac{x^{2}+1} {2}$$,则函数$$y=f ~ ( x )$$的图象与函数$$y=l o g_{3} | x |$$的图象的交点的个数是(

C

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{5}}$$

10、['对数(型)函数的单调性', '函数零点所在区间的判定', '分段函数的图象']

正确率60.0%设实数$${{x}_{1}{,}{{x}_{2}}}$$是函数$$f ( x )=\left| \operatorname{l n} x \right|-( \frac{1} {2} )^{x}$$的两个零点,则(

B

A.$$x_{1} x_{2} < 0$$

B.$$0 < x_{1} x_{2} < 1$$

C.$$x_{1} x_{2}=1$$

D.$$x_{1} x_{2} > 1$$

1. 已知$$f(x)=\begin{cases} 2x+3, & x \leq 0 \\ -(x-1)^2, & x > 0 \end{cases}$$,求$$f(x) \geq -1$$的解集。

分段求解:

当$$x \leq 0$$时:$$2x+3 \geq -1 \Rightarrow 2x \geq -4 \Rightarrow x \geq -2$$,结合定义域得$$x \in [-2, 0]$$

当$$x > 0$$时:$$-(x-1)^2 \geq -1 \Rightarrow (x-1)^2 \leq 1 \Rightarrow -1 \leq x-1 \leq 1 \Rightarrow 0 \leq x \leq 2$$,结合定义域得$$x \in (0, 2]$$

综上:$$x \in [-2, 2]$$,故选A

2. 已知$$f(x)=\begin{cases} \ln x - \frac{1}{x}, & x > 0 \\ x^2+2x, & x < 0 \end{cases}$$,求$$y=f[f(x)+1]$$的零点个数。

令$$f(x)+1 = t$$,则$$f(t)=0$$,需分别讨论$$t>0$$和$$t<0$$的情况。

当$$t>0$$时:$$\ln t - \frac{1}{t} = 0 \Rightarrow \ln t = \frac{1}{t}$$,由图像知有1个解$$t_1$$

当$$t<0$$时:$$t^2+2t = 0 \Rightarrow t(t+2)=0 \Rightarrow t=0$$(舍)或$$t=-2$$

所以$$f(x)+1 = t_1$$或$$f(x)+1 = -2$$

解$$f(x) = t_1-1$$:由函数性质分析,当$$x>0$$时$$f(x)$$单调递增,值域为$$(-\infty, +\infty)$$,有1解;当$$x<0$$时$$f(x)=x^2+2x$$在$$(-\infty,0)$$上有最小值-1,开口向上,若$$t_1-1 > -1$$则有2解,否则无解。

解$$f(x) = -3$$:当$$x>0$$时$$\ln x - \frac{1}{x} = -3$$有1解;当$$x<0$$时$$x^2+2x = -3 \Rightarrow x^2+2x+3=0$$,判别式负,无解。

综合分析得共4个零点,故选C

3. 已知$$f(x)=\begin{cases} x(x+a), & x \geq 0 \\ x(x-a), & x < 0 \end{cases}$$,$$a \neq 0$$,方程$$f(x)=a$$有四个不同实根,求$$a$$的范围。

当$$x \geq 0$$时:$$x^2+ax-a=0$$,判别式$$\Delta_1 = a^2+4a > 0$$,即$$a<-4$$或$$a>0$$

当$$x < 0$$时:$$x^2-ax-a=0$$,判别式$$\Delta_2 = a^2+4a > 0$$,同前

要保证四个不同实根,需两方程各有两个正根和两个负根:

对于$$x \geq 0$$的情况:两根之和$$-a > 0$$,积$$-a > 0$$,故$$a < 0$$

对于$$x < 0$$的情况:两根之和$$a < 0$$,积$$-a > 0$$,故$$a < 0$$

结合判别式条件$$a<-4$$或$$a>0$$,取$$a<-4$$,故选A

4. 已知$$f(x)=\begin{cases} \log_2(1-x), & x < 1 \\ -(x-2)^2+2, & x \geq 1 \end{cases}$$,求$$f(|x|)=a$$的实根个数不可能的值。

令$$g(x)=f(|x|)$$,为偶函数,只需分析$$x \geq 0$$的情况。

当$$x \geq 0$$时:$$g(x)=\begin{cases} -(x-2)^2+2, & x \geq 1 \\ \log_2(1-x), & 0 \leq x < 1 \end{cases}$$

$$g(x)$$在$$[0,1)$$上从$$0$$递减至$$-\infty$$,在$$[1,2]$$上从$$1$$增至$$2$$,在$$(2,+\infty)$$上从$$2$$递减。

由对称性,方程$$g(x)=a$$的根个数关于$$a$$的讨论:

$$a>2$$时:0个根;$$a=2$$时:3个根;$$1

故根个数不可能为5个,故选A

5. 已知$$f(x)=\begin{cases} ax^2+x, & x \geq 0 \\ -ax^2+x, & x < 0 \end{cases}$$,当$$x \in [-\frac{1}{2}, \frac{1}{2}]$$时,恒有$$f(x+a) < f(x)$$,求$$a$$的范围。

分析函数性质:$$f(x)$$为奇函数,且$$x \geq 0$$时,若$$a>0$$则开口向上,若$$a<0$$则开口向下。

由$$f(x+a) < f(x)$$在区间上恒成立,考虑函数差值:

当$$a>0$$时,$$x+a > x$$,但$$f(x)$$在$$x \geq 0$$上不一定单调,需具体讨论。

经分析,满足条件的$$a$$需使$$f(x)$$在区间上为凸函数,解得$$a \in (\frac{1-\sqrt{5}}{2}, 0)$$,故选C

6. 设$$f(x)=|3^x-1|$$,且$$c < b < a$$,$$f(c) > f(a) > f(b)$$,判断正确选项。

函数$$f(x)$$在$$(-\infty,0]$$递减,在$$[0,+\infty)$$递增,最小值为$$f(0)=0$$。

由$$f(c) > f(a) > f(b)$$及大小关系$$c < b < a$$,可推断$$c < 0$$,$$a > 0$$,且$$b$$可能在0附近。

考虑$$3^c+3^a$$:由于$$c<0

由$$f(c) > f(a) \Rightarrow 1-3^c > 3^a-1 \Rightarrow 3^c+3^a < 2$$,故选D

8. 已知$$f(x+1)=-f(x)$$,且当$$x \in [-1,0)$$时,$$f(x)=\frac{x^2+1}{2}$$,求$$y=f(x)$$与$$y=\log_3 |x|$$的交点个数。

由$$f(x+1)=-f(x)$$知函数周期为2,且为奇函数。

在$$[-1,1)$$上:$$f(x)=\begin{cases} \frac{x^2+1}{2}, & -1 \leq x < 0 \\ -\frac{x^2+1}{2}, & 0 \leq x < 1 \end{cases}$$

$$y=\log_3 |x|$$为偶函数,定义域$$x \neq 0$$。

分析两函数在$$(0,1)$$及$$(1,3)$$等区间上的图像:

在$$(0,1)$$上,$$f(x) \in (-1, -\frac{1}{2}]$$,$$\log_3 x < 0$$,可能有1个交点;

由对称性和周期性,共4个交点,故选C

10. 设$$x_1,x_2$$是$$f(x)=|\ln x|-(\frac{1}{2})^x$$的零点,判断$$x_1x_2$$的范围。

令$$f(x)=0 \Rightarrow |\ln x| = (\frac{1}{2})^x$$

显然$$x=1$$时,左边=0,右边=1,不成立;$$x>1$$时,$$\ln x > 0$$;$$0

函数$$y=(\frac{1}{2})^x$$递减,$$y=|\ln x|$$在$$(0,1)$$递减,在$$(1,+\infty)$$递增。

故有两个零点$$x_1 \in (0,1)$$,$$x_2 \in (1,+\infty)$$,且$$x_1x_2 < 1$$,故选B

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