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课后进阶单选题自测题答案-安徽省等高一数学必修,平均正确率42.00000000000001%

2025-08-11
分段函数的图象-3.1 函数的概念及其表示知识点课后进阶单选题自测题答案-安徽省等高一数学必修,平均正确率42.00000000000001%
1、['底数对对数函数图象的影响', '底数对指数函数图象的影响', '根据函数零点个数求参数范围', '分段函数的图象']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {\mathrm{e}^{x}, \ x \leqslant0,} \\ {\mathrm{l n} x, \ x > 0,} \\ \end{matrix} \right. \ g ( x )=f ( x )+a.$$若$${{g}{(}{x}{)}}$$恰有两个零点,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

B

A.$$(-1, \ 0 )$$

B.$$[-1, \ 0 )$$

C.$$( 0, \ 1 )$$

D.$$( 0, \ 1 ]$$

2、['正弦(型)函数的零点', '正弦函数图象的画法', '分段函数的图象']

正确率60.0%方程$$| x |=\mathrm{s i n} x$$在区间$$(-\infty,+\infty)$$内(

B

A.没有根

B.有且仅有一个实根

C.有且仅有两个实根

D.有无穷多个实根

3、['分段函数与方程、不等式问题', '分段函数的图象', '函数性质的综合应用']

正确率40.0%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) ~=\left| x^{2}-2 x-3 \right|$$,若$$a < b < 1$$,且$$f \left( \begin{matrix} {a} \\ \end{matrix} \right)=f \left( \begin{matrix} {b} \\ \end{matrix} \right)$$,则$$u=2 a+b$$的最小值为(

B

A.$${{−}{4}}$$

B.$${{3}{−}{2}{\sqrt {{1}{0}}}}$$

C.$${{3}{−}{4}{\sqrt {2}}}$$

D.$${{−}{2}}$$

4、['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$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ {x} \\ \end{matrix} \right)=\left\{\begin{matrix} {\frac{2} {x}, x \geq2} \\ {x^{2}-3, x < 2} \\ \end{matrix} \right.$$,若关于$${{x}}$$的方程$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ {x} \\ \end{matrix} \right) \ =k$$有三个不相等的实数根,则实数$${{k}}$$的取值范围是(

B

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

B.$$( {\bf0}, \mathrm{\bf~ 1} )$$

C.$$( \mathbf{\theta}-2, \mathbf{\theta} 2 )$$

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

5、['根据函数零点个数求参数范围', '分段函数的图象']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {{}} & {{( x-1 )^{3}, \; \; x \geqslant0}} \\ {{}} & {{-( x+1 ) e^{x}, x < 0}} \\ \end{array} \right.$$,若函数$$g ( x )=f ( x )-a$$有$${{3}}$$个零点,则实数$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A

A.$$( 0, \frac{1} {e^{2}} )$$

B.$$(-1, \frac{1} {e^{2}} )$$

C.$$(-e^{2},-1 )$$

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

6、['常见函数的零点', '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$$f \left( x \right)=\left\{\begin{array} {l l} {\begin{array} {l} {-1, x \leqslant-1,} \\ {x,-1 < x < 1,} \\ \end{array}} \\ {\begin{array} {l} {x,-1 < x < 1,} \\ {1, x \geqslant1,} \\ \end{array}} \\ \end{array} \right.$$,函数$$g ( x )=a x^{2}+\frac{1} {4}$$.若函数$$y=f ( x )-g ( x )$$恰好有$${{2}}$$个不同的零点,则实数$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

D

A.$$( 0,+\infty)$$

B.$$(-\infty, 0 ) \cup( 2,+\infty)$$

C.$$(-\infty,-\frac{1} {2} ) \cup( 1,+\infty)$$

D.$$(-\infty, 0 ) \cup( 0, 1 )$$

7、['分段函数与方程、不等式问题', '函数单调性的判断', '根据函数零点个数求参数范围', '分段函数的图象']

正确率19.999999999999996%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) \ =\left\{\begin{matrix} {| 8 x-4 |-e, x \leq1} \\ {-l n x, x > 1} \\ \end{matrix} \right.$$,记$$g ~ ( \textbf{x} ) ~=f ~ ( \textbf{x} ) ~-e x-a$$,若$${{g}{(}{x}{)}}$$存在$${{3}}$$个零点,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

A

A.$$( \mathrm{\it~-} \frac{3} {2} e, \mathrm{\it~-} e )$$

B.$$( \emph{-2 e}, \emph{-e} )$$

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

D.$$( \emph{-e}, \emph{-} \frac{1} {2} e )$$

8、['导数的几何意义', '函数零点个数的判定', '分段函数的图象']

正确率19.999999999999996%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l} {e^{x}, x \leqslant0} \\ {| \operatorname{l n} \, x |, x > 0} \\ \end{array} \right.,$$为自然对数的底数),则函数$$F ( x )=f [ f ( x ) ]-\frac{1} {e^{2}} f ( x )-1$$的零点个数为(

B

A.$${{8}}$$

B.$${{6}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{3}}$$

9、['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%设$$f \left( x \right)=\left\{\begin{matrix} {x+4, x \leqslant-2 \sharp x > 3} \\ {x^{2}-1,-2 < x < 3} \\ \end{matrix} \right.$$,若函数$$y=f ( x )+k$$的图象与$${{x}}$$轴恰有三个不同交点,则$${{k}}$$的取值范围是(

D

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

B.$$[ 0, 1 ]$$

C.$$[-2, 0 )$$

D.$$[-2, 1 )$$

10、['函数的新定义问题', '函数的单调区间', '分段函数的图象']

正确率40.0%设函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的定义域为$${{R}}$$,对于给定的正数$${{k}}$$,定义函数$$f_{k \textit{( x )}}=\left\{\begin{matrix} {f ( x ), f ( x ) \leqslant k} \\ {k, f ( x ) > k} \\ \end{matrix} \right.$$,设$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=2^{-| x |}$$,若$$k=\frac{1} {2}$$,则函数$$f_{k} \textsubscript{\left( x \right)}$$的递增区间是(

B

A.$$( \ -\infty, \ 0 ]$$

B.$$( \ -\infty, \ \ -1 ]$$

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

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

以下是各题的详细解析: --- ### 第1题解析:

函数 $$g(x) = f(x) + a$$ 的零点问题转化为 $$f(x) = -a$$ 的交点个数。

分段分析:

1. 当 $$x \leq 0$$ 时,$$f(x) = e^x$$ 单调递增,值域为 $$(0, 1]$$。
2. 当 $$x > 0$$ 时,$$f(x) = \ln x$$ 单调递增,值域为 $$(-\infty, +\infty)$$。

要求 $$g(x)$$ 恰有两个零点,需 $$-a$$ 与 $$f(x)$$ 有两个交点:

- 若 $$-a = 1$$(即 $$a = -1$$),$$f(x)$$ 在 $$x \leq 0$$ 有一个交点($$x=0$$),在 $$x > 0$$ 有一个交点($$x=e$$),共两个。
- 若 $$0 < -a < 1$$(即 $$-1 < a < 0$$),$$f(x)$$ 在 $$x \leq 0$$ 和 $$x > 0$$ 各有一个交点。
- 其他情况不满足两个交点。

综上,$$a \in [-1, 0)$$,故选 B

--- ### 第2题解析:

方程 $$|x| = \sin x$$ 的根分析:

1. 当 $$x \geq 0$$ 时,方程为 $$x = \sin x$$。
- 在 $$[0, \pi]$$,$$\sin x \leq x$$,仅 $$x=0$$ 时相等。
- 在 $$(\pi, +\infty)$$,$$\sin x \leq 1 < x$$,无解。
2. 当 $$x < 0$$ 时,方程为 $$-x = \sin x$$,即 $$x = -\sin x$$。
- 类似分析,仅 $$x=0$$ 满足。

但实际上,$$x=0$$ 是唯一解。进一步验证:

- 在 $$(0, \pi/2)$$,$$\sin x < x$$。
- 在 $$(\pi/2, \pi)$$,$$\sin x < 1 < x$$。
- 在 $$(-\pi, 0)$$,$$-x > 0$$ 但 $$\sin x < 0$$,无交点。
- 其他区间同理。

综上,唯一实根为 $$x=0$$,故选 B

--- ### 第3题解析:

函数 $$f(x) = |x^2 - 2x - 3|$$,条件 $$a < b < 1$$ 且 $$f(a) = f(b)$$。

1. 先分析 $$f(x)$$:
- 抛物线 $$x^2 - 2x - 3$$ 的顶点在 $$x=1$$,值为 $$-4$$。
- 绝对值为 $$|(x-3)(x+1)|$$,对称性在 $$x=1$$。
2. 设 $$f(a) = f(b)$$,则 $$a$$ 和 $$b$$ 关于 $$x=1$$ 对称或同侧。
- 由于 $$a < b < 1$$,只能是 $$a$$ 在左,$$b$$ 在对称右侧:$$b = 2 - a$$。
- 代入 $$u = 2a + b = 2a + (2 - a) = a + 2$$。
3. 求 $$a$$ 的范围:
- $$f(a) = f(2 - a)$$ 解得 $$a \in [-1, 1)$$。
- $$u$$ 的最小值为 $$a = -1$$ 时,$$u = -1 + 2 = 1$$(但需验证)。
- 更精确解:$$a$$ 为 $$f(x) = f(2 - x)$$ 的负根,解得 $$a = 1 - 2\sqrt{2}$$,此时 $$u = 3 - 4\sqrt{2}$$。

故选 C

--- ### 第4题解析:

函数 $$f(x)$$ 的分段形式:

1. 当 $$x \geq 2$$,$$f(x) = \frac{2}{x}$$,值域 $$(0, 1]$$。
2. 当 $$x < 2$$,$$f(x) = x^2 - 3$$,值域 $$[-3, +\infty)$$。

方程 $$f(x) = k$$ 有三个根的条件:

- 需 $$k$$ 同时在 $$(0, 1)$$ 内,且 $$x^2 - 3 = k$$ 有两个负根($$x = -\sqrt{k + 3}$$),同时 $$\frac{2}{x} = k$$ 有一个正根。
- 当 $$k \in (0, 1)$$ 时,满足条件。

故选 B

--- ### 第5题解析:

函数 $$g(x) = f(x) - a$$ 有三个零点,即 $$f(x) = a$$ 有三个解。

1. 当 $$x \geq 0$$,$$f(x) = (x-1)^3$$,单调递增,值域 $$[-1, +\infty)$$。
2. 当 $$x < 0$$,$$f(x) = -(x+1)e^x$$,求导得极值在 $$x=-2$$,值为 $$\frac{1}{e^2}$$。
- 当 $$x \to -\infty$$,$$f(x) \to 0$$;当 $$x \to 0^-$$,$$f(x) \to -1$$。

需 $$a \in (-1, \frac{1}{e^2})$$ 时,$$f(x) = a$$ 有三个解,故选 B

--- ### 第6题解析:

函数 $$y = f(x) - g(x)$$ 的零点分析:

1. $$f(x)$$ 是分段函数,$$g(x) = a x^2 + \frac{1}{4}$$。
2. 当 $$a > 0$$,抛物线开口向上,可能与 $$f(x)$$ 在 $$x \geq 1$$ 或 $$x \leq -1$$ 相交一次,在 $$-1 < x < 1$$ 相交一次,共两个零点。
3. 当 $$a < 0$$,需具体分析交点数量。
- 若 $$a < -\frac{1}{2}$$ 或 $$a > 1$$,可能有两个交点。

综上,$$a \in (-\infty, 0) \cup (2, +\infty)$$ 时满足,故选 B

--- ### 第7题解析:

函数 $$g(x) = f(x) - e x - a$$ 有三个零点。

1. 当 $$x \leq 1$$,$$f(x) = |8x - 4| - e$$,需与 $$e x + a$$ 相交。
2. 当 $$x > 1$$,$$f(x) = -\ln x$$,需与 $$e x + a$$ 相交。
- 临界条件为切线情况,解得 $$a \in (-2e, -e)$$。

故选 B

--- ### 第8题解析:

函数 $$F(x) = f[f(x)] - \frac{1}{e^2} f(x) - 1$$ 的零点。

1. 分析 $$f(x)$$ 的分段形式,再嵌套 $$f[f(x)]$$。
2. 通过分段讨论,可得 $$F(x) = 0$$ 的解有 6 个。

故选 B

--- ### 第9题解析:

函数 $$y = f(x) + k$$ 与 $$x$$ 轴有三个交点。

1. $$f(x)$$ 的分段形式:
- 当 $$x \leq -2$$ 或 $$x > 3$$,$$f(x) = x + 4$$。
- 当 $$-2 < x < 3$$,$$f(x) = x^2 - 1$$。
2. 需 $$-k$$ 与 $$f(x)$$ 有三个交点,$$k \in [-2, 1)$$。

故选 D

--- ### 第10题解析:

函数 $$f_k(x)$$ 的定义:

1. 当 $$f(x) = 2^{-|x|} \leq \frac{1}{2}$$,即 $$|x| \geq 1$$,$$f_k(x) = f(x)$$。
2. 当 $$f(x) > \frac{1}{2}$$,即 $$|x| < 1$$,$$f_k(x) = \frac{1}{2}$$。
3. 递增区间为 $$(-\infty, -1]$$ 和 $$[1, +\infty)$$。

故选 B

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