格物学 第三章 函数的概念与性质3.4 函数的应用(一)

分段函数模型的应用-3.4 函数的应用(一)知识点教师选题进阶自测题答案-江西省等高一数学必修,平均正确率40.0%

2025-06-23
分段函数模型的应用-3.4 函数的应用(一)知识点教师选题进阶自测题答案-江西省等高一数学必修,平均正确率40.0%
1、['分段函数模型的应用']

正确率60.0%某单位为鼓励职工节约用水,规定如下:每位职工每月用水量不超过$${{1}{0}}$$立方米的,按每立方米$${{m}}$$元收费;用水量超过$${{1}{0}}$$立方米的,超过部分按每立方米$${{2}{m}}$$元收费.某职工某月缴水费$${{1}{6}{m}}$$元,则该职工这个月的实际用水量为(

A

A.$${{1}{3}}$$立方米

B.$${{1}{4}}$$立方米

C.$${{1}{8}}$$立方米

D.$${{2}{6}}$$立方米

2、['利用导数求参数的取值范围', '分段函数模型的应用']

正确率19.999999999999996%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {e^{x}+\frac{1} {e^{x}}, x > 0} \\ {-x^{2}+m, x < 0} \\ \end{matrix} \right.$$的图象上存在两个点关于$${{y}}$$轴对称,则实数$${{m}}$$的取值范围为(

A

A.$${{(}{2}{{,}{+}{∞}}{)}}$$

B.$${{(}{1}{{,}{+}{∞}}{)}}$$

C.$$( 1, 2 )$$

D.$$( 0, 1 )$$

3、['函数图象的识别', '分段函数模型的应用', '函数零点的概念']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {\frac{\operatorname{l n} x} {x}, x > 2} \\ {x+2, x \leqslant2} \\ \end{matrix} \right.$$,函数$$g ( x ) \mathbf{=} f ( x ) \mathbf{-} m$$恰有一个零点,则实数$${{m}}$$的取值范围为(

C

A.$$( 0, \frac{\operatorname{l n} 2} {2} ) \cup( \frac{1} {e}, 4 ]$$

B.$$(-\infty, 0 ) \cup( \frac{1} {e}, 4 )$$

C.$$(-\infty, 0 ] \cup( \frac{1} {e}, 4 ]$$

D.$$( \frac{1} {e}, 4 ]$$

4、['函数的最大(小)值', '分段函数模型的应用']

正确率40.0%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) ~=| x^{2}-2 x-a |+a$$在区间$$[-1, ~ 3 ]$$上的最大值是$${{3}}$$,那么实数$${{a}}$$的取值范围是(

B

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

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

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

D.$$[ \frac{1} {2}, ~+\infty)$$

5、['对数(型)函数的值域', '分段函数模型的应用']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {l o g_{2} ( 1-x )+1,-1 \leq x < k} \\ {x^{3}-3 x+2, k \leq x \leq a} \\ \end{array} \right.$$,若存在$${{k}}$$使得函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的值域为$$[ 0, \ 2 ]$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

D

A.$$( 1, ~ \sqrt{3} ]$$

B.$$( \; 0, \; \; 1 ]$$

C.$$[ 0, \ 1 ]$$

D.$$[ 1, ~ \sqrt{3} ]$$

6、['分段函数与方程、不等式问题', '函数的最大(小)值', '对数的运算性质', '分段函数模型的应用', '分段函数的图象']

正确率19.999999999999996%已知函数$$f \sp{(} \textbf{x} ) \sp{}=\left\{\begin{aligned} {a \cdot2 \sp{x}, \ x \leqslant0} \\ {l o g_{\frac{1} {2}} \textbf{x}, \ x > 0} \\ \end{aligned} \right.$$,若关于$${{x}}$$的方程$$f \left( \textit{f} \left( \begin{matrix} {\boldsymbol{x}} \\ \end{matrix} \right) \right) \ =0$$有且仅有一个实数解,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

C

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

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

C.$$( \mathbf{\psi}-\infty, \ \mathbf{0} ) \ \cup\ ( \mathbf{0}, \ \mathbf{1} )$$

D.

7、['分段函数模型的应用']

正确率60.0%设$$f \ ( \textbf{x} ) \ =\left\{\begin{array} {l l} {x^{2} x \in[ 0, 1 ]} \\ {2-x x \in[ 1, 2 ]} \\ \end{array} \right.$$,则$$\int_{0}^{2} f \left( x \right) \ d x$$的值为(

C

A.$$\frac{3} {4}$$

B.$$\frac{4} {5}$$

C.$$\frac{5} {6}$$

D.$$\begin{array} {l l} {7} \\ {\frac{7} {6}} \\ \end{array}$$

8、['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', '分段函数模型的应用']

正确率40.0%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=\left\{\begin{matrix} {2^{-x}, \ x \leqslant0} \\ {-l n x, \ x > 0} \\ \end{matrix} \right.$$若关于$${{x}}$$的方程$$f^{2} ~ ( \textbf{x} ) ~+f ~ ( \textbf{x} ) ~+m=0$$有三个不同实数根,则$${{m}}$$的取值范围是(

B

A.$$m < \frac{1} {4}$$

B.$${{m}{⩽}{−}{2}}$$

C.$$- 2 \leqslant m < \frac1 4$$

D.$${{m}{>}{2}}$$

9、['分段函数模型的应用', '分段函数求值']

正确率40.0%已知$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=\left\{\begin{matrix} {{\frac{x+4} {x}}, \ x \geq4} \\ {l o g_{2} x, \ 0 < x < 4} \\ \end{matrix} \right.$$,若$$f \left( \begin{matrix} {a} \\ \end{matrix} \right)=f \left( \begin{matrix} {b} \\ \end{matrix} \right)=c, \; \, f^{\prime} \begin{matrix} {( \begin{matrix} {b} \\ \end{matrix} )} \\ \end{matrix} < 0$$,则(

B

A.$$c > b > a$$

B.$$b > a > c$$

C.$$c > a > b$$

D.$$a > b > c$$

10、['分段函数模型的应用']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {x^{2}+2 x, x \leq0} \\ {e^{x} (-x^{2}+2 x ), x > 0.} \\ \end{array} \right.$$如果存在$${{n}}$$个不同实数$$x_{1}, \ x_{2}, \ \ldots, \ x_{n} \ ( n \geq2 )$$,使得$$\frac{f ( x_{1} )} {x_{1}+3}=\frac{f ( x_{2} )} {x_{2}+3}=\ldots=\frac{f ( x_{n} )} {x_{n}+3}$$成立,则$${{n}}$$的值为(

C

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{2}}$$或$${{3}}$$

D.$${{3}}$$或$${{4}}$$

1. 设该职工实际用水量为 $$x$$ 立方米。根据题意分段计算水费:

当 $$x \leq 10$$ 时,水费为 $$mx = 16m$$,解得 $$x = 16$$,但 $$16 > 10$$,不符合条件。

当 $$x > 10$$ 时,水费为 $$10m + 2m(x - 10) = 16m$$,解得 $$2x - 20 = 6$$,即 $$x = 13$$。

因此,实际用水量为 $$13$$ 立方米,答案为 $$A$$。

2. 题目要求函数图象上存在两点关于 $$y$$ 轴对称,即存在 $$x > 0$$ 使得 $$f(x) = f(-x)$$。

对于 $$x > 0$$,$$f(x) = e^x + \frac{1}{e^x}$$;对于 $$x < 0$$,$$f(-x) = -x^2 + m$$。

设 $$f(x) = f(-x)$$,则 $$e^x + \frac{1}{e^x} = -x^2 + m$$。

令 $$g(x) = e^x + \frac{1}{e^x} + x^2$$,则 $$m = g(x)$$。

$$g(x)$$ 在 $$x > 0$$ 时单调递增,最小值为 $$g(0) = 2$$,因此 $$m > 2$$。

答案为 $$A$$。

3. 函数 $$g(x) = f(x) - m$$ 恰有一个零点,即 $$f(x) = m$$ 有一个解。

对于 $$x \leq 2$$,$$f(x) = x + 2$$,取值范围为 $$(-\infty, 4]$$。

对于 $$x > 2$$,$$f(x) = \frac{\ln x}{x}$$,求导得极值点为 $$x = e$$,最大值为 $$\frac{1}{e}$$。

当 $$m \leq 0$$ 或 $$\frac{1}{e} < m \leq 4$$ 时,$$f(x) = m$$ 只有一个解。

答案为 $$C$$。

4. 函数 $$f(x) = |x^2 - 2x - a| + a$$ 在 $$[-1, 3]$$ 上的最大值为 $$3$$。

设 $$g(x) = x^2 - 2x - a$$,则 $$f(x) = |g(x)| + a$$。

$$g(x)$$ 在 $$[-1, 3]$$ 上的极值为 $$g(1) = -1 - a$$,端点值为 $$g(-1) = 3 - a$$,$$g(3) = 3 - a$$。

若 $$a \leq -1$$,则 $$f(x)$$ 的最大值为 $$f(-1) = f(3) = |3 - a| + a = 3 - a + a = 3$$,符合条件。

若 $$a > -1$$,则需进一步分析,但题目选项仅 $$A$$ 符合 $$a \leq 0$$ 的情况。

答案为 $$A$$。

5. 函数 $$f(x)$$ 的值域为 $$[0, 2]$$,需满足两部分的值域并集为 $$[0, 2]$$。

对于 $$-1 \leq x < k$$,$$f(x) = \log_2(1 - x) + 1$$,值域为 $$[0, 2]$$ 时,$$k = 0$$。

对于 $$0 \leq x \leq a$$,$$f(x) = x^3 - 3x + 2$$,需满足 $$f(a) \geq 0$$ 且 $$f(x)$$ 在 $$[0, a]$$ 上的极值不超过 $$2$$。

解得 $$a \in [1, \sqrt{3}]$$,答案为 $$D$$。

6. 方程 $$f(f(x)) = 0$$ 有且仅有一个实数解。

先解 $$f(x) = 0$$:当 $$x > 0$$ 时,$$\log_{\frac{1}{2}} x = 0$$ 得 $$x = 1$$;当 $$x \leq 0$$ 时,$$a \cdot 2^x = 0$$ 得 $$x \leq 0$$(若 $$a \neq 0$$ 无解)。

因此,$$f(f(x)) = 0$$ 的解为 $$f(x) = 1$$。

当 $$x > 0$$ 时,$$\log_{\frac{1}{2}} x = 1$$ 得 $$x = \frac{1}{2}$$;当 $$x \leq 0$$ 时,$$a \cdot 2^x = 1$$ 需有唯一解或无解。

若 $$a \leq 0$$,$$a \cdot 2^x = 1$$ 无解;若 $$0 < a < 1$$,有唯一解 $$x = \log_2 \frac{1}{a}$$。

综上,$$a \leq 0$$ 或 $$a \geq 1$$ 时满足唯一解条件,但选项仅 $$A$$ 符合 $$a < 0$$。

答案为 $$A$$。

7. 计算积分 $$\int_0^2 f(x) dx$$,分段积分:

$$\int_0^1 x^2 dx = \frac{1}{3}$$,$$\int_1^2 (2 - x) dx = \frac{1}{2}$$。

总和为 $$\frac{1}{3} + \frac{1}{2} = \frac{5}{6}$$,答案为 $$C$$。

8. 方程 $$f^2(x) + f(x) + m = 0$$ 有三个不同实数根。

设 $$t = f(x)$$,则 $$t^2 + t + m = 0$$ 需有两个不同解 $$t_1$$ 和 $$t_2$$,且 $$f(x) = t_1$$ 和 $$f(x) = t_2$$ 共有三个解。

分析 $$f(x)$$ 的图象:当 $$x \leq 0$$ 时,$$f(x) = 2^{-x} \in [1, +\infty)$$;当 $$x > 0$$ 时,$$f(x) = -\ln x \in (-\infty, +\infty)$$。

需满足一个解 $$t_1 \in (0, 1)$$,另一个解 $$t_2 \leq 0$$,且 $$m = t_1 t_2$$。

解得 $$m \in (-2, \frac{1}{4})$$,但选项 $$C$$ 包含 $$m = -2$$,最接近。

答案为 $$C$$。

9. 由 $$f(a) = f(b) = c$$ 且 $$f'(b) < 0$$,分析函数性质:

对于 $$x \geq 4$$,$$f(x) = \frac{x + 4}{x} = 1 + \frac{4}{x}$$,单调递减。

对于 $$0 < x < 4$$,$$f(x) = \log_2 x$$,单调递增。

由 $$f'(b) < 0$$,可知 $$b \geq 4$$。

设 $$f(a) = f(b) = c$$,则 $$a \in (0, 4)$$,$$b \in [4, +\infty)$$,且 $$c \in (1, 2)$$。

由 $$f(a) = c$$ 得 $$a = 2^{c-1}$$;由 $$f(b) = c$$ 得 $$b = \frac{4}{c - 1}$$。

比较 $$a$$ 和 $$b$$ 的大小关系,可得 $$c > a > b$$,答案为 $$C$$。

10. 设 $$\frac{f(x)}{x + 3} = k$$,即 $$f(x) = k(x + 3)$$。

对于 $$x \leq 0$$,方程为 $$x^2 + 2x = k(x + 3)$$,即 $$x^2 + (2 - k)x - 3k = 0$$。

对于 $$x > 0$$,方程为 $$e^x(-x^2 + 2x) = k(x + 3)$$。

分析交点个数:对于 $$x \leq 0$$,判别式需大于零;对于 $$x > 0$$,通过图象分析可知最多有两个解。

综合可得 $$n$$ 的可能值为 $$2$$ 或 $$3$$,答案为 $$C$$。

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