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)知识点月考进阶单选题自测题答案-上海市等高一数学必修,平均正确率50.0%

2025-06-23
分段函数模型的应用-3.4 函数的应用(一)知识点月考进阶单选题自测题答案-上海市等高一数学必修,平均正确率50.0%
1、['一次函数的图象与直线的方程', '对数(型)函数的单调性', '分段函数模型的应用']

正确率60.0%若函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{} x-1, \; \; x \leqslant0,} \\ {} & {{} \operatorname{l g} x, \; \; \; x > 0,} \\ \end{aligned} \right.$$则不等式$$f \left( x \right)+1 < 0$$的解集是(

B

A.$$(-\infty, ~ \frac{1} {1 0} )$$

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

C.$$( 0 \,, \, \, \, \frac{1} {1 0} )$$

D.$$(-1 \;, \; \; 0 ) \cup( \frac{1} {1 0} \;, \; \;+\infty)$$

2、['不等式的解集与不等式组的解集', '分段函数模型的应用']

正确率80.0%已知$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {2^{x+2}, x \geq0,} \\ {4, x < 0.} \\ \end{array} \right.$$则关于$${{a}}$$的不等式$$f ( 2 a ) > f ( a^{2}-3 )$$的解集为$${{(}{)}}$$

A.$$( 0, 3 )$$

B.$$(-1, 3 )$$

C.$$(-3, 1 )$$

D.$$( 0, 1 )$$

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、['函数的对称性', '分段函数模型的应用', '函数零点的值或范围问题']

正确率40.0%设$$m \in( 0, 1 )$$,若函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {| l o g_{2} x |-m, 0 < x \leqslant2} \\ {f ( 4-x ), 2 < x < 4} \\ \end{array} \right.$$有$${{4}}$$个不同的零点$$x_{1} \cdot x_{2} \cdot x_{3} \cdot x_{4}$$,且$$x_{1} < x_{2} < x_{3} < x_{4}$$,则$$\frac{x_{3}^{2}+x_{4}^{2}-2 5} {x_{1}+x_{2}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A

A.$$[ 2 \sqrt{5}-8,-\frac{7} {2} )$$

B.$$[ 2 \sqrt{5}-8, 0 )$$

C.$$(-\frac{3 5} {8}, 2 \sqrt{5}-8 )$$

D.$$(-\frac{7} {2}, 0 )$$

5、['函数的最大(小)值', '导数与单调性', '分段函数模型的应用']

正确率60.0%设函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l} {( x-a )^{2}+e, x \leqslant2} \\ {\frac{x} {1 n x}+a+1 0, x > 2} \\ \end{array} \right., ( e )$$是自然对数的底数$${{)}}$$,若$${{f}{(}{2}{)}}$$是函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的最小值,则$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

D

A.$$[-1, 6 ]$$

B.$$[ 1, 4 ]$$

C.$$[ 2, 4 ]$$

D.$$[ 2, 6 ]$$

6、['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.$$( \mathrm{\ 2, \} e+\frac{1} {e} )$$

7、['指数函数的定义', '对数函数y= log2 X的图象和性质', '分段函数模型的应用']

正确率40.0%设$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {( 1-2 a )^{x}, x \leqslant1} \\ {\operatorname{l o g}_{a} x+\frac{1} {3}, x > 1} \\ \end{matrix} \right.$$.若存在$$x_{1}, \, \, x_{2} \in R, \, \, x_{1} \neq x_{2}$$,使得$$f ( x_{1} )=f ( x_{2} )$$成立,则实数$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

B

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

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

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

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

8、['分段函数模型的应用']

正确率40.0%拟定从甲地到乙地通话$${{m}}$$分钟的电话费由$$f \ ( \ m ) \ =1. 0 6 \ ( \ 0. 5 0 \times[ m ]+1 )$$给出,其中$$m > 0, ~ [ m ]$$是大于或等于$${{m}}$$的最小整数(例如$$[ 3 ]=3, \ [ 3. 7 ]=4, \ [ 3. 1 ]=4 )$$,则从甲地到乙地通话时间为$${{5}{.}{5}}$$分钟的话费为()元.

C

A.$${{3}{.}{7}{1}}$$

B.$${{3}{.}{9}{7}}$$

C.$${{4}{.}{2}{4}}$$

D.$${{4}{.}{7}{7}}$$

9、['分段函数模型的应用']

正确率0.0%设$${{a}{∈}{R}}$$,函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {\operatorname{c o s} ( 2 \pi x-2 \pi a )} & {x < a} \\ {x^{2}-2 ( a+1 ) x+a^{2}+5} & {x \geqslant a} \\ \end{array} \right.$$,若函数$${{f}{(}{x}{)}}$$在区间$$( 0,+\infty)$$内恰有$${{6}}$$个零点,则$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A

A.$$( 2, \frac{9} {4} ] \cup( \frac{5} {2}, \frac{1 1} {4} ]$$

B.$$( \frac{7} {4}, 2 ] \cup( \frac{5} {2}, \frac{1 1} {4} ]$$

C.$$( 2, \frac9 4 ] \cup( \frac{1 1} {4}, 3 )$$

D.$$( \frac{7} {4}, 2 ) \cup( \frac{1 1} {4}, 3 )$$

10、['分段函数模型的应用']

正确率80.0%设函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {\operatorname{l o g}_{2} ( x+1 ), x \geqslant0} \\ {\sqrt{-x}, x < 0} \\ \end{array} \right.$$,则满足$$f ( x+1 ) < 2$$的$${{x}}$$的取值范围为$${{(}{)}}$$

B

A.$$(-4, 3 )$$

B.$$(-5, 2 )$$

C.$$(-3, 4 )$$

D.$$(-\infty,-3 ) \cup( 4,+\infty)$$

1. 解不等式 $$f(x) + 1 < 0$$:

分段讨论:

当 $$x \leq 0$$ 时,$$f(x) = x - 1$$,不等式为 $$x - 1 + 1 < 0$$,即 $$x < 0$$。

当 $$x > 0$$ 时,$$f(x) = \lg x$$,不等式为 $$\lg x + 1 < 0$$,即 $$\lg x < -1$$,解得 $$0 < x < \frac{1}{10}$$。

综上,解集为 $$(-\infty, 0) \cup (0, \frac{1}{10})$$,选 B

2. 解不等式 $$f(2a) > f(a^2 - 3)$$:

分析函数 $$f(x)$$:

当 $$x \geq 0$$ 时,$$f(x) = 2^{x+2}$$ 单调递增。

当 $$x < 0$$ 时,$$f(x) = 4$$ 为常数。

分情况讨论:

若 $$2a \geq 0$$ 且 $$a^2 - 3 \geq 0$$,则 $$2a > a^2 - 3$$,解得 $$0 \leq a < 3$$。

若 $$2a \geq 0$$ 且 $$a^2 - 3 < 0$$,则 $$2^{2a+2} > 4$$,即 $$2a + 2 > 2$$,解得 $$a > 0$$ 且 $$-\sqrt{3} < a < \sqrt{3}$$。

若 $$2a < 0$$ 且 $$a^2 - 3 < 0$$,则 $$4 > 4$$ 不成立。

若 $$2a < 0$$ 且 $$a^2 - 3 \geq 0$$,则 $$4 > 2^{a^2 - 3 + 2}$$,即 $$a^2 - 1 < 2$$,解得 $$-\sqrt{3} \leq a < 0$$。

综上,解集为 $$(-1, 3)$$,选 B

3. 求 $$g(x) = f(x) - a x + 1$$ 有 5 个零点的 $$a$$ 范围:

分析 $$f(x)$$:

当 $$x \leq 0$$ 时,$$f(x) = x^2 - 1$$。

当 $$x > 0$$ 时,$$f(x) = f(x - 1)$$,周期为 1。

画出函数图像,$$g(x)$$ 的零点即 $$f(x) = a x - 1$$ 的交点。需满足在 $$(0, 4]$$ 内有 4 个交点,在 $$(-\infty, 0]$$ 内有 1 个交点。

通过斜率分析,$$a \in \left(\frac{1}{5}, \frac{1}{4}\right)$$,选 A

4. 求 $$\frac{x_3^2 + x_4^2 - 25}{x_1 + x_2}$$ 的范围:

函数 $$f(x)$$ 关于 $$x = 2$$ 对称,零点对称分布:

设 $$x_1 = 2^{-m}$$,$$x_2 = 2^m$$,$$x_3 = 4 - x_2$$,$$x_4 = 4 - x_1$$。

计算表达式:

$$\frac{(4 - x_2)^2 + (4 - x_1)^2 - 25}{x_1 + x_2} = \frac{32 - 8(x_1 + x_2) + x_1^2 + x_2^2 - 25}{x_1 + x_2}$$

化简后范围为 $$[2\sqrt{5} - 8, 0)$$,选 B

5. 求 $$f(2)$$ 为最小值时的 $$a$$ 范围:

当 $$x \leq 2$$ 时,$$f(x) = (x - a)^2 + e$$,最小值在 $$x = a$$ 处。

当 $$x > 2$$ 时,$$f(x) = \frac{x}{\ln x} + a + 10$$,需满足 $$f(2) \leq f(x)$$ 对所有 $$x > 2$$ 成立。

解得 $$a \in [2, 6]$$,选 D

6. 求方程 $$f^2(x) + t f(x) + 1 = 0$$ 有四个实数根的 $$t$$ 范围:

设 $$y = f(x)$$,方程化为 $$y^2 + t y + 1 = 0$$,需有两个正根 $$y_1, y_2$$。

判别式 $$\Delta = t^2 - 4 > 0$$,且 $$y_1 + y_2 = -t > 0$$,$$y_1 y_2 = 1 > 0$$。

结合 $$f(x)$$ 的图像,$$t < -2$$,且 $$t < -e - \frac{1}{e}$$,选 B

7. 求存在 $$x_1 \neq x_2$$ 使 $$f(x_1) = f(x_2)$$ 的 $$a$$ 范围:

函数 $$f(x)$$ 需不单调:

当 $$0 < a < \frac{1}{2}$$ 时,$$1 - 2a > 0$$ 且 $$\log_a x$$ 递减,可能满足条件。

进一步分析交点,$$a \in \left(\frac{1}{3}, \frac{1}{2}\right)$$,选 B

8. 计算通话 5.5 分钟的话费:

$$[5.5] = 6$$,代入公式 $$f(5.5) = 1.06 \times (0.50 \times 6 + 1) = 4.24$$ 元,选 C

9. 求 $$f(x)$$ 在 $$(0, +\infty)$$ 有 6 个零点的 $$a$$ 范围:

分段讨论:

当 $$x < a$$ 时,$$\cos(2\pi x - 2\pi a) = 0$$ 的解需满足一定条件。

当 $$x \geq a$$ 时,二次函数 $$x^2 - 2(a + 1)x + a^2 + 5 = 0$$ 需有特定根分布。

综合解得 $$a \in (2, \frac{9}{4}] \cup (\frac{5}{2}, \frac{11}{4}]$$,选 A

10. 解不等式 $$f(x + 1) < 2$$:

分段讨论:

当 $$x + 1 \geq 0$$ 时,$$\log_2(x + 2) < 2$$,解得 $$-1 \leq x < 2$$。

当 $$x + 1 < 0$$ 时,$$\sqrt{-(x + 1)} < 2$$,解得 $$-5 < x < -1$$。

综上,解集为 $$(-5, 2)$$,选 B
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