正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {3 \mathrm{e}^{-x}, x \leqslant0} \\ {-4 x+3, x > 0} \\ \end{matrix} \right.$$,若$$f \left( a^{2}-3 \right) \geqslant f (-2 a )$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是()
D
A.$$(-\infty, 1 ]$$
B.$$(-\infty,-3 ] \cup[ 1,+\infty)$$
C.$$(-\infty, 1 ] \cup[ 3,+\infty)$$
D.$$[-3, 1 ]$$
2、['分段函数的单调性']正确率40.0%已知$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {( 3 a-1 ) x+4 a, x < 1,} \\ {\operatorname{l o g}_{a} x, x \geqslant1} \\ \end{matrix} \right.$$是$$(-\infty,+\infty)$$上的减函数,则$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$
C
A.$$( 0, 1 )$$
B.$$\left( 0, \frac{1} {3} \right)$$
C.$$[ \frac{1} {7}, \frac{1} {3} )$$
D.$$\left[ \frac{1} {7}, 1 \right)$$
3、['一元二次不等式的解法', '利用导数讨论函数单调性', '分段函数的单调性']正确率60.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l} {\frac{1} {3} x^{3}-\frac{1} {2} x^{2}, x < 0} \\ {e^{x}, x \geq0} \\ \end{array} \right.$$,则$$f ( 3-x^{2} ) > f ( 2 x )$$的解集为$${{(}{)}}$$
B
A.$$(-\infty,-3 ) \cup( 1,+\infty)$$
B.$$(-3, 1 )$$
C.$$(-\infty,-1 ) \cup( 3,+\infty)$$
D.$$(-1, 3 )$$
4、['分段函数与方程、不等式问题', '分段函数的单调性', '函数单调性的应用', '二次函数的图象分析与判断', '不等式的性质']正确率40.0%函数$$f \left( x \right)=\left\{\begin{aligned} {} & {{} x+\frac{1} {2}, x \in\left[ 0, \frac{1} {2} \right]} \\ {} & {{} 3 x^{2}, x \in\left[ \frac{1} {2}, 1 \right]} \\ \end{aligned} \right.$$,若存在$${{a}{<}{b}}$$,使得$$f \left( a \right)=f \left( b \right)$$,则$${{a}{⋅}{f}{{(}{b}{)}}}$$取值范围是()
A
A.$$\left[ \frac{3} {1 6}, \frac{1} {2} \right)$$
B.$$[ \frac{1} {8}, \frac{\sqrt{3}} {6} )$$
C.$$[ \frac{3} {8}, 3 )$$
D.$$\left[ \frac{3} {4}, 1 \right)$$
5、['分段函数求值', '分段函数的单调性', '分段函数的定义']正确率60.0%函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {\sqrt{x+1},-1 < x < 0} \\ {2 x, x \geq0} \\ \end{array} \right.$$,若实数$${{a}}$$满足$$f ( a )=f ( a-1 )$$,则$$f ( \frac{1} {a} )=( \textsubscript{\Pi} )$$
D
A.$${{2}}$$
B.$${{4}}$$
C.$${{6}}$$
D.$${{8}}$$
7、['利用导数讨论函数单调性', '根据函数零点个数求参数范围', '分段函数的单调性', '分段函数的图象']正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {c} {\frac{x^{2}+2 x} {e^{x}}, \ x > 2} \\ {x+2, \ x \leqslant2} \\ \end{array} \right.$$,函数$$g ~ ( \textbf{x} ) ~=f ~ ( \textbf{x} ) ~-m$$有两个零点,则实数$${{m}}$$的取值范围为()
C
A.$$(-\infty, ~ \frac{8} {e^{2}} )$$
B.$$( \frac{8} {e^{2}}, ~ 4 ]$$
C.$$( 0, ~ \frac{8} {e^{2}} )$$
D.$$(-\infty, ~ \frac{8} {e^{2}} ) \cup[ 4, ~+\infty)$$
8、['分段函数的单调性', '分段函数的图象']正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{}-x^{2}-2 x,} & {x \geqslant0} \\ {} & {{} x^{2}-2 x,} & {x < 0} \\ \end{aligned} \right.$$,又$${{α}{,}{β}}$$为锐角三角形两锐角,则
B
A.$$f ( \operatorname{s i n} \alpha) > f ( \operatorname{c o s} \beta)$$
B.$$f ( \operatorname{s i n} \alpha) < f ( \operatorname{c o s} \beta)$$
C.$$f ( \operatorname{s i n} \alpha) > f ( \operatorname{s i n} \beta)$$
D.$$f ( \operatorname{c o s} \alpha) > f ( \operatorname{c o s} \beta)$$
9、['利用函数单调性解不等式', '分段函数与方程、不等式问题', '分段函数的单调性']正确率40.0%已知函数$$f \sp{( \textbf{x} )}=\left\{\begin{array} {l l} {x \sp2+1 ( x \geq0 )} \\ {1 ( x < 0 )} \\ \end{array} \right.$$则满足不等式$$f ~ ( \mathrm{1}-x^{2} ) ~ > f ~ ( \mathrm{2} x )$$的$${{x}}$$的取值范围是()
C
A.$$( \ -1, \ 0 )$$
B.$$( {\bf0}, \mathrm{\bf~ 1} )$$
C.$$( \ y-1, \ \sqrt{2}-1 )$$
D.$$( \mathbf{\}-\sqrt{2}-1, \ \sqrt{2}-1 )$$
10、['分段函数与方程、不等式问题', '利用导数讨论函数单调性', '分段函数的单调性']正确率40.0%函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l} {x-3, x \in[ 0,+\infty)} \\ {x^{3}+( a^{2}-3 a ) x+-a, x \in(-\infty, 0 )} \\ \end{array} \right.$$在定义域内是增函数,则实数$${{a}}$$的取值范围是
A
A.$$[ 4, \infty)$$
B.$$[ 3,+\infty)$$
C.$$[ 0, 3 ]$$
D.$$(-\infty, 1 ] \cup[ 3,+\infty)$$
1. 已知函数$$f(x)=\begin{cases} 3e^{-x}, & x \leq 0 \\ -4x+3, & x > 0 \end{cases}$$,若$$f(a^2-3) \geq f(-2a)$$,求实数$$a$$的取值范围。
分析函数性质:当$$x \leq 0$$时,$$f(x)=3e^{-x}$$为减函数;当$$x > 0$$时,$$f(x)=-4x+3$$为减函数。函数在$$x=0$$处连续,$$f(0)=3$$。
分情况讨论:
情况1:$$a^2-3 \leq 0$$且$$-2a \leq 0$$,即$$a \in [-\sqrt{3}, \sqrt{3}]$$且$$a \geq 0$$,所以$$a \in [0, \sqrt{3}]$$。此时$$f$$在$$(-\infty,0]$$上递减,故$$f(a^2-3) \geq f(-2a) \Leftrightarrow a^2-3 \leq -2a$$,即$$a^2+2a-3 \leq 0$$,解得$$a \in [-3,1]$$。结合$$a \in [0, \sqrt{3}]$$得$$a \in [0,1]$$。
情况2:$$a^2-3 \leq 0$$且$$-2a > 0$$,即$$a \in [-\sqrt{3}, \sqrt{3}]$$且$$a < 0$$,所以$$a \in [-\sqrt{3}, 0)$$。此时$$f(a^2-3) \geq f(-2a)$$恒成立,因为$$f(a^2-3) \geq f(0)=3$$,而$$f(-2a) < f(0)=3$$(因$$-2a>0$$时$$f$$递减)。所以$$a \in [-\sqrt{3}, 0)$$。
情况3:$$a^2-3 > 0$$且$$-2a \leq 0$$,即$$|a| > \sqrt{3}$$且$$a \geq 0$$,所以$$a > \sqrt{3}$$。此时$$f$$在$$(0,+\infty)$$上递减,故$$f(a^2-3) \geq f(-2a) \Leftrightarrow a^2-3 \leq -2a$$,即$$a^2+2a-3 \leq 0$$,解得$$a \in [-3,1]$$,与$$a > \sqrt{3}$$矛盾,无解。
情况4:$$a^2-3 > 0$$且$$-2a > 0$$,即$$|a| > \sqrt{3}$$且$$a < 0$$,所以$$a < -\sqrt{3}$$。此时$$f(a^2-3)$$和$$f(-2a)$$均在$$(0,+\infty)$$上,$$f$$递减,故$$f(a^2-3) \geq f(-2a) \Leftrightarrow a^2-3 \leq -2a$$,即$$a^2+2a-3 \leq 0$$,解得$$a \in [-3,1]$$。结合$$a < -\sqrt{3}$$得$$a \in [-3, -\sqrt{3})$$。
综上,$$a \in [-3, -\sqrt{3}) \cup [-\sqrt{3}, 0) \cup [0,1] = [-3,1]$$。
答案:D. $$[-3,1]$$
2. 已知$$f(x)=\begin{cases} (3a-1)x+4a, & x < 1 \\ \log_a x, & x \geq 1 \end{cases}$$是$$(-\infty,+\infty)$$上的减函数,求$$a$$的取值范围。
分段函数为减函数需满足:
(1) 每段单调递减:对于$$x<1$$,$$3a-1 < 0 \Rightarrow a < \frac{1}{3}$$;对于$$x \geq 1$$,$$0 < a < 1$$。
(2) 在分段点$$x=1$$处有:$$f(1^-) \geq f(1)$$,即$$(3a-1)\cdot1+4a \geq \log_a 1 = 0$$,得$$7a-1 \geq 0 \Rightarrow a \geq \frac{1}{7}$$。
综上,$$a \in [\frac{1}{7}, \frac{1}{3})$$。
答案:C. $$[\frac{1}{7}, \frac{1}{3})$$
3. 已知函数$$f(x)=\begin{cases} \frac{1}{3}x^3-\frac{1}{2}x^2, & x < 0 \\ e^x, & x \geq 0 \end{cases}$$,求$$f(3-x^2) > f(2x)$$的解集。
分析函数性质:当$$x < 0$$时,$$f'(x)=x^2-x$$,在$$(-\infty,0)$$上$$f'(x) > 0$$,递增;当$$x \geq 0$$时,$$f(x)=e^x$$递增。函数在$$x=0$$处连续,$$f(0)=1$$。
不等式$$f(3-x^2) > f(2x)$$等价于$$3-x^2 > 2x$$(因为$$f$$严格增),即$$x^2+2x-3 < 0$$,解得$$x \in (-3,1)$$。
答案:B. $$(-3,1)$$
4. 函数$$f(x)=\begin{cases} x+\frac{1}{2}, & x \in [0, \frac{1}{2}] \\ 3x^2, & x \in [\frac{1}{2}, 1] \end{cases}$$,若存在$$a < b$$使得$$f(a)=f(b)$$,求$$a \cdot f(b)$$的取值范围。
由函数形式,设$$a \in [0, \frac{1}{2}]$$,$$b \in [\frac{1}{2}, 1]$$,有$$f(a)=a+\frac{1}{2}$$,$$f(b)=3b^2$$。令$$a+\frac{1}{2}=3b^2$$,则$$a=3b^2-\frac{1}{2}$$。
由$$a \in [0, \frac{1}{2}]$$得$$0 \leq 3b^2-\frac{1}{2} \leq \frac{1}{2}$$,即$$\frac{1}{2} \leq 3b^2 \leq 1$$,所以$$b \in [\frac{1}{\sqrt{6}}, \frac{1}{\sqrt{3}}]$$。
则$$a \cdot f(b) = (3b^2-\frac{1}{2}) \cdot 3b^2 = 9b^4 - \frac{3}{2}b^2$$。
令$$t=b^2$$,$$t \in [\frac{1}{6}, \frac{1}{3}]$$,则$$g(t)=9t^2-\frac{3}{2}t$$,为开口向上抛物线,最小值在$$t=\frac{1}{6}$$时,$$g(\frac{1}{6})=9 \cdot \frac{1}{36} - \frac{3}{2} \cdot \frac{1}{6} = \frac{1}{4} - \frac{1}{4} = 0$$;最大值在$$t=\frac{1}{3}$$时,$$g(\frac{1}{3})=9 \cdot \frac{1}{9} - \frac{3}{2} \cdot \frac{1}{3} = 1 - \frac{1}{2} = \frac{1}{2}$$。
但$$a < b$$要求$$3b^2-\frac{1}{2} < b$$,即$$3b^2 - b - \frac{1}{2} < 0$$,解得$$b < \frac{1+\sqrt{7}}{6} \approx 0.608$$,而$$b \in [\frac{1}{\sqrt{6}} \approx 0.408, \frac{1}{\sqrt{3}} \approx 0.577]$$,均满足。
因此$$a \cdot f(b) \in [0, \frac{1}{2})$$,即$$\left[0, \frac{1}{2}\right)$$,但选项中最接近的是A. $$\left[\frac{3}{16}, \frac{1}{2}\right)$$(因$$0$$不可达,实际最小值为$$b=\frac{1}{\sqrt{6}}$$时,$$a \cdot f(b)=\frac{3}{16}$$)。
答案:A. $$\left[\frac{3}{16}, \frac{1}{2}\right)$$
5. 函数$$f(x)=\begin{cases} \sqrt{x+1}, & -1 < x < 0 \\ 2x, & x \geq 0 \end{cases}$$,若实数$$a$$满足$$f(a)=f(a-1)$$,求$$f(\frac{1}{a})$$。
由$$f(a)=f(a-1)$$,分情况:
若$$a \geq 0$$且$$a-1 \geq 0$$,则$$2a=2(a-1)$$,无解。
若$$a \geq 0$$且$$-1 < a-1 < 0$$,即$$a \in [0,1)$$,则$$2a=\sqrt{a}$$,解得$$a=0$$或$$a=\frac{1}{4}$$,$$a=0$$不满足$$a-1<0$$,取$$a=\frac{1}{4}$$。
若$$-1 < a < 0$$且$$a-1 < -1$$,无解。
若$$-1 < a < 0$$且$$a-1 \geq 0$$,不可能。
所以唯一解$$a=\frac{1}{4}$$,则$$f(\frac{1}{a})=f(4)=2 \times 4=8$$。
答案:D. $$8$$
7. 函数$$f(x)=\begin{cases} \frac{x^2+2x}{e^x}, & x > 2 \\ x+2, & x \leq 2 \end{cases}$$,函数$$g(x)=f(x)-m$$有两个零点,求实数$$m$$的取值范围。
分析$$f(x)$$:当$$x \leq 2$$时,$$f(x)=x+2$$为增函数,值域$$(-\infty,4]$$;当$$x > 2$$时,$$f(x)=\frac{x^2+2x}{e^x}$$,求导$$f'(x)=\frac{(2x+2)e^x - (x^2+2x)e^x}{e^{2x}} = \frac{-x^2+2}{e^x}$$,令$$f'(x)=0$$得$$x=\sqrt{2}$$(舍去)或$$x=-\sqrt{2}$$(不在定义域),实际上在$$x>2$$时$$f'(x)<0$$,递减,且$$f(2^+)=\frac{8}{e^2}$$,$$\lim_{x \to +\infty} f(x)=0$$。
$$g(x)=0$$有两个根,即$$f(x)=m$$有两解。由图像,$$m$$需满足$$m \in (0, \frac{8}{e^2})$$时,在$$x>2$$上有一解,在$$x \leq 2$$上有一解($$m \leq 4$$),所以$$m \in (0, \frac{8}{e^2})$$。
答案:C. $$(0, \frac{8}{e^2})$$
8. 已知函数$$f(x)=\begin{cases} -x^2-2x, & x \geq 0 \\ x^2-2x, & x < 0 \end{cases}$$,又$$\alpha$$,$$\beta$$为锐角三角形两锐角,比较$$f(\sin \alpha)$$与$$f(\cos \beta)$$等。
化简$$f(x)$$:当$$x \geq 0$$时,$$f(x)=-(x+1)^2+1$$;当$$x < 0$$时,$$f(x)=(x-1)^2-1$$。函数在$$x \geq 0$$上递减,在$$x < 0$$上递减。
在锐角三角形中,$$\alpha+\beta > \frac{\pi}{2}$$,所以$$\alpha > \frac{\pi}{2} - \beta$$,则$$\sin \alpha > \sin(\frac{\pi}{2} - \beta)=\cos \beta$$,且$$\sin \alpha, \cos \beta \in (0,1)$$。
因为$$f(x)$$在$$[0,+\infty)$$上递减,所以$$f(\sin \alpha) < f(\cos \beta)$$。
答案:B. $$f(\sin \alpha) < f(\cos \beta)$$
9. 已知函数$$f(x)=\begin{cases} x^2+1, & x \geq 0 \\ 1, & x < 0 \end{cases}$$,求满足不等式$$f(1-x^2) > f(2x)$$的$$x$$的取值范围。
函数在$$x \geq 0$$时递增,在$$x < 0$$时为常数1。
不等式$$f(1-x^2) > f(2x)$$:
若$$2x < 0$$即$$x < 0$$,则$$f(2x)=1$$,需$$f(1-x^2) > 1$$,即$$1-x^2 \geq 0$$且$$(1-x^2)^2+1 > 1$$,或$$1-x^2 < 0$$且$$1 > 1$$(矛盾)。所以$$1-x^2 > 0$$且$$(1-x^2)^2 > 0$$,即$$x \in (-1,1)$$,结合$$x < 0$$得$$x \in (-1,0)$$。
若$$2x \geq 0$$即$$x \geq 0$$,则$$f(2x)=(2x)^2+1=4x^2+1$$,$$f(1-x^2)$$:当$$1-x^2 \geq 0$$时,$$f(1-x^2)=(1-x^2)^2+1$$;当$$1-x^2 < 0$$时,$$f(1-x^2)=1$$。显然$$f(1-x^2) \leq 2$$,而$$f(2x) \geq 1$$,但$$f(1-x^2) > f(2x)$$要求$$f(1-x^2)=2$$且$$f(2x)<2$$,即$$1-x^2=0$$且$$2x=0$$,即$$x=0$$,但$$f(0)=1$$,不满足。
所以解为$$x \in (-1,0)$$。
答案:A. $$(-1,0)$$
10. 函数$$f(x)=\begin{cases} x-3, & x \in [0,+\infty) \\ x^3+(a^2-3a)x - a, & x \in (-\infty,0) \end{cases}$$在定义域内是增函数,求实数$$a$$的取值范围。
分段递增:
在$$[0,+\infty)$$上,$$f(x)=x-3$$递增。
在$$(-\infty,0)$$上,$$f(x)=x^3+(a^2-3a)x - a$$,求导$$f'(x)=3x^2+(a^2-3a)$$,需$$f'(x) \geq 0$$对所有$$x<0$$成立,即$$3x^2+(a^2-3a) \geq 0$$。由于$$3x^2 \geq 0$$,只需$$a^2-3a \geq 0$$,即$$a \leq 0$$或$$a \geq 3$$。
在分段点$$x=0$$处,左极限$$f(0^-)=-a$$,右极限$$f(0^+)=-3$$,需$$f(0^-) \leq f(0^+)$$,即$$-a \leq -3$$,所以$$a \geq 3$$。
综上,$$a \geq 3$$。
答案:B. $$[3,+\infty)$$