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)知识点课后进阶选择题自测题解析-湖北省等高一数学必修,平均正确率50.0%

2025-05-30
分段函数模型的应用-3.4 函数的应用(一)知识点课后进阶选择题自测题解析-湖北省等高一数学必修,平均正确率50.0%
1、['分段函数模型的应用']

正确率40.0%设$${{x}{∈}{R}}$$,定义符号函数$$s g n x=\left\{\begin{array} {l} {1, x > 0} \\ {0, x=0} \\ {-1, x < 0} \\ \end{array} \right.$$,则关于函数$$f ( x )=| x | s g n x$$说法正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.$${{f}{(}{x}{)}}$$是偶函数

B.$${{f}{(}{x}{)}}$$是奇函数

C.$${{f}{(}{x}{)}}$$在$${{R}}$$上是减函数

D.$$f ( 1 )=0$$

2、['分段函数模型的应用']

正确率80.0%已知$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {2 x-1 ( x > 1 )} \\ {\operatorname{l n} x ( 0 < x \leqslant1 )} \\ \end{matrix} \right.$$,则不等式$$f ( 3 x-1 ) < f ( 2 x+1 )$$的解集为$${{(}{)}}$$

C

A.$$( 0, 2 )$$

B.$$( 0, \frac{1} {3} )$$

C.$$( {\frac{1} {3}}, 2 )$$

D.$$( 2,+\infty)$$

3、['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$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {} & {x^{2}-1, ( x \leqslant0 )} \\ {} & {f ( x-1 ), ( x > 0 )} \\ \end{array} \right.$$,若函数$$g ( x )=f ( x )-a x+1$$有$${{5}}$$个不同的零点,则实数$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

C

A.$$\left( \frac{1} {5}, \frac{1} {4} \right)$$

B.$$[ \frac{1} {5}, \frac{1} {4} ]$$

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

D.$$\left( \frac{1} {4}, \frac{1} {3} \right)$$

4、['分段函数模型的应用']

正确率19.999999999999996%若$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=\left\{\begin{matrix} {( 3 a-1 ) x+4 a, x \leq1} \\ {l o g_{a} x, x > 1} \\ \end{matrix} \right.$$是$${{R}}$$上的减函数,那么$${{a}}$$的取值范围是(

C

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

B.$$( 0, ~ \frac{1} {3} )$$

C.$$[ \frac{1} {7}, ~ \frac{1} {3} )$$

D.$${\frac{1} {7}}, ~ 1 )$$

5、['常见函数的零点', '分段函数模型的应用']

正确率60.0%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=\left\{\begin{matrix} {x e^{x}, x \geq0} \\ {-x e^{x}, x < 0} \\ \end{matrix} \right.$$是自然对数底数),方程$$f^{2} \ ( \textbf{x} ) \ +t f \ ( \textbf{x} ) \ +1=0 \ ( \textbf{t} \in R )$$有四个实数根,则$${{t}}$$的取值范围为(

B

A.$$( \mathit{e}+\frac{1} {e}, \mathit{\}+\infty)$$

B.$$( \mathrm{~}-\infty, \mathrm{~}-e-\frac{1} {e} )$$

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

D.$$( \mathrm{\ 2, \} e+\frac{1} {e} )$$

6、['利用导数讨论函数单调性', '根据函数零点个数求参数范围', '分段函数模型的应用']

正确率40.0%若函数$${{y}{=}{f}{{(}{x}{)}}}$$图像上存在两个点$${{A}{,}{B}}$$关于原点对称,则对称点$$( A, B )$$为函数$${{y}{=}{f}{{(}{x}{)}}}$$的$${{“}}$$孪生点对$${{”}}$$,且点对$$( A, B )$$与$$( B, A )$$可看作同一个$${{“}}$$孪生点对$${{”}}$$.若函数$$f \left( x \right)=\left\{\begin{array} {l l} {2, x < 0} \\ {-x^{3}+6 x^{2}-9 x+2-a, x \geqslant0} \\ \end{array} \right.$$恰好有两个$${{“}}$$孪生点对$${{”}}$$,则实数$${{a}}$$的值为(

A

A.$${{0}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{6}}$$

7、['分段函数模型的应用']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {2^{x}-a, x < 2} \\ {\operatorname{l o g}_{2} x, x \geq2} \\ \end{matrix} \right.$$,若$${{f}{(}{x}{)}}$$存在最小值,则实数$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

D

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

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

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

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

8、['分段函数模型的应用']

正确率80.0%已知$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {( 3-a ) x-4 a, x < 1} \\ {\operatorname{l o g}_{a} x, x \geqslant1} \\ \end{matrix} \right.$$在$${{R}}$$上是增函数,则实数$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

C

A.$$( 0, \frac{1} {4} )$$

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

C.$$( 1, 3 )$$

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

9、['分段函数模型的应用']

正确率80.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {| x-1 |+2 | x-2 | ( x \leqslant2 )} \\ {\operatorname{l o g}_{2} x ( x > 2 )} \\ \end{array} \right.$$,若$$f [ f ( a ) ]=1$$,则实数$${{a}}$$的值为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{1}}$$或$${{4}}$$

B.$${{2}}$$或$${{4}}$$

C.$$\frac{1} {4}$$或$${{3}}$$

D.$${{1}}$$或$${{2}}$$

10、['导数的几何意义', '分段函数模型的应用']

正确率19.999999999999996%已知函数f(x)=$$\left\{\begin{array} {l l} {e^{x}, x \geq0} \\ {4 x^{2}+1, x < 0} \\ \end{array} \right.$$(e为自然对数的底数),若关于x的不等式f(x)<a|x|解集中恰含有一个整数,则实数a的取值范围为(  )

A

A.(e,$$\frac{e^{2}} {2}$$]

B.($$\frac{e^{2}} {2}$$,5]

C.(e,4]

D.(e,5]

1. 解析:函数$$f(x) = |x| \text{sgn} x$$可以分段表示为: $$f(x) = \begin{cases} x, & x > 0 \\ 0, & x = 0 \\ -x, & x < 0 \end{cases}$$ 显然$$f(-x) = -f(x)$$,故$$f(x)$$是奇函数。选项B正确。

2. 解析:函数$$f(x)$$在$$(0,1]$$上为$$\ln x$$(增函数),在$$(1,+\infty)$$上为$$2x-1$$(增函数)。解不等式$$f(3x-1) < f(2x+1)$$需分情况讨论: - 若$$3x-1 > 1$$且$$2x+1 > 1$$,则$$x > \frac{2}{3}$$且$$3x-1 < 2x+1$$,解得$$x \in \left(\frac{2}{3}, 2\right)$$。 - 若$$0 < 3x-1 \leq 1$$且$$0 < 2x+1 \leq 1$$,则$$x \in \left(\frac{1}{3}, \frac{2}{3}\right]$$且$$\ln(3x-1) < \ln(2x+1)$$无解。 - 若$$3x-1 \leq 0$$或$$2x+1 \leq 0$$,不满足定义域。 综上,解集为$$(0, \frac{1}{3}) \cup (\frac{2}{3}, 2)$$,但选项中只有$$(0, \frac{1}{3})$$符合,选B。

3. 解析:函数$$f(x)$$在$$x \leq 0$$时为$$x^2-1$$,在$$x > 0$$时递归为$$f(x-1)$$。画出图像可知$$f(x)$$为周期为1的“V”形波。函数$$g(x) = f(x) - a x + 1$$有5个零点,需$$f(x)$$与直线$$y = a x - 1$$有5个交点。通过斜率分析可得$$a \in \left(\frac{1}{5}, \frac{1}{4}\right)$$,选A。

4. 解析:函数$$f(x)$$为减函数需满足: - $$3a-1 < 0$$(一次函数递减), - $$0 < a < 1$$(对数函数递减), - 在$$x=1$$处连续且$$(3a-1) \cdot 1 + 4a \geq \log_a 1$$。 解得$$a \in \left[\frac{1}{7}, \frac{1}{3}\right)$$,选C。

5. 解析:函数$$f(x)$$为奇函数,$$f(x) = x e^{|x|}$$。方程$$f^2(x) + t f(x) + 1 = 0$$有四个实数根,需关于$$y = f(x)$$的二次方程有两正根$$y_1, y_2$$,且$$y_1 \neq y_2$$。由判别式及韦达定理得$$t < -2$$且$$t^2 > 4$$,结合$$y = f(x)$$的图像范围,$$t \in (-\infty, -e - \frac{1}{e})$$,选B。

6. 解析:“孪生点对”要求$$f(x) = -f(-x)$$有解。对于$$x \geq 0$$,$$-x^3 + 6x^2 - 9x + 2 - a = -2$$,即$$x^3 - 6x^2 + 9x - 4 + a = 0$$。设$$g(x) = x^3 - 6x^2 + 9x - 4$$,求导得极值点为$$x=1$$和$$x=3$$。要求方程$$g(x) + a = 0$$有两解(重根算一个),故$$a = -g(1) = 0$$或$$a = -g(3) = 4$$。验证得$$a=4$$时恰有两对孪生点对,选C。

7. 解析:函数$$f(x)$$在$$x \geq 2$$时为$$\log_2 x \geq 1$$。在$$x < 2$$时为$$2^x - a$$,需$$2^x - a \geq 1$$在$$x \to -\infty$$时成立,即$$a \leq -1$$。选D。

8. 解析:函数$$f(x)$$为增函数需满足: - $$3 - a > 0$$(一次函数递增), - $$a > 1$$(对数函数递增), - 在$$x=1$$处连续且$$(3-a) \cdot 1 - 4a \leq \log_a 1 = 0$$。 解得$$a \in (1, 3)$$,选C。

9. 解析:先求$$f(a)$$的值: - 若$$a \leq 2$$,$$f(a) = |a-1| + 2|a-2|$$, - 若$$a > 2$$,$$f(a) = \log_2 a$$。 再解$$f[f(a)] = 1$$: - 若$$f(a) \leq 2$$,则$$|f(a)-1| + 2|f(a)-2| = 1$$,解得$$f(a) = 1$$或$$f(a) = \frac{5}{3}$$, - 若$$f(a) > 2$$,则$$\log_2 f(a) = 1$$无解。 进一步解$$f(a) = 1$$或$$\frac{5}{3}$$,得$$a = 1$$或$$4$$,选A。

10. 解析:不等式$$f(x) < a|x|$$: - 对于$$x \geq 0$$,$$e^x < a x$$,需$$a > \frac{e^x}{x}$$的最小值$$e$$, - 对于$$x < 0$$,$$4x^2 + 1 < -a x$$,需$$a < -4x - \frac{1}{x}$$的最小值$$4$$。 结合整数解条件,$$x=-1$$时$$5 < a \leq e^2/2$$,选B。

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