格物学 第二章 一元二次函数、方程和不等式2.3 二次函数与一元二次方程、不等式

给定参数范围的恒成立问题-2.3 二次函数与一元二次方程、不等式知识点回顾进阶选择题自测题答案-宁夏回族自治区等高一数学必修,平均正确率40.0%

2025-06-27
给定参数范围的恒成立问题-2.3 二次函数与一元二次方程、不等式知识点回顾进阶选择题自测题答案-宁夏回族自治区等高一数学必修,平均正确率40.0%
1、['函数中的恒成立问题', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率60.0%对于任意$$a \in[-1, ~ 1 ],$$函数$$f ( x )=x^{2}+( a-4 ) x+4-2 a$$的值恒大于零,那么$${{x}}$$的取值范围是(

B

A.$$( 1, ~ 3 )$$

B.$$(-\infty, ~ 1 ) \cup( 3, ~+\infty)$$

C.$$( 1, ~ 2 )$$

D.$$( 3, ~+\infty)$$

2、['在给定区间上恒成立问题', '导数与最值', '利用导数讨论函数单调性', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率40.0%对任意$$x \in[ 0, \ \frac{\pi} {6} ]$$,任意$$y \in\begin{array} {c c} {( \mathbf{0}, ~ \mathbf{\tau}+\infty)} \\ \end{array}$$,不等式$$\frac y 4-2 \operatorname{c o s}^{2} x \geqslant a \operatorname{s i n} x-\frac9 y$$恒成立,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

A

A.$$( \ -\infty, \ 3 ]$$

B.$$[-2 \sqrt{2}, ~ 3 ]$$

C.$$[-2 \sqrt{2}, ~ 2 \sqrt{2} ]$$

D.$$[-3, ~ 3 ]$$

3、['导数与极值', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率40.0%已知函数处取得极值,对任意恒成立,则

C

A.

B.

C.

D.

4、['绝对值不等式的解法', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率60.0%若不等式$$| x-a^{2} |+| x-2 a | \geq a$$对任意实数$${{x}}$$恒成立,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

A

A.$${{a}{⩽}{1}}$$或$${{a}{⩾}{3}}$$

B.$${{a}{⩽}{1}}$$

C.$${{a}{⩾}{2}}$$

D.$${{a}{⩽}{2}}$$或$${{a}{⩾}{3}}$$

5、['在给定区间上恒成立问题', '利用导数讨论函数单调性', '导数中不等式恒成立与存在性问题', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率60.0%若函数$$f ( x )=a x-l n x$$在$$[ 1, 2 ]$$上单调递增,则$${{a}}$$的取值范围是

A

A.$$[ 1,+\infty)$$

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

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

D.$$(-\infty, \frac{1} {2} ]$$

6、['导数与最值', '利用导数讨论函数单调性', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率19.999999999999996%已知函数$$f ( x )=( x^{2}+2 x+1 ) e^{x}$$,设$$t \in[-3,-1 ]$$,对任意$$x_{1}, ~ x_{2} \in[ t, t+2 ]$$,则$$| f ( x_{1} )-f ( x_{2} ) |$$的最大值为$${{(}{)}}$$

B

A.$$4 e^{-3}$$

B.$${{4}{e}}$$

C.$$4 e+e^{-3}$$

D.$${{4}{e}{+}{1}}$$

7、['对数的运算性质', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率40.0%已知函数$$f \left( \textbf{x} \right)=l o g_{2} \ ( \textbf{x}^{2}+2 ) \cdot+a x$$,若对任意$$t \in~ (-1, ~ 3 ]$$,任意$${{x}{∈}{R}}$$,不等式$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ {x} \\ \end{matrix} \right)+f \left( \begin{matrix} {-x} \\ {x} \\ \end{matrix} \right) \geq k t+1$$恒成立,则$${{k}}$$的最大值为

D

A.$${-{1}}$$

B.$${{1}}$$

C.$$- \frac{1} {3}$$

D.$$\frac{1} {3}$$

8、['在给定区间上恒成立问题', '导数与单调性', '导数与最值', '导数与极值', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率19.999999999999996%定义在$${{R}}$$上的函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的导函数为$$f^{\prime} ( x )$$,且$$f ( x )=\frac{f^{\prime} ( 1 )} {e} e^{x}+\frac{f ( 0 )} {2} x^{2}-x$$,若存在实数$${{x}}$$使不等式$$f ( x ) \leqslant m^{2}-a m-3$$对于$$a \in[ 0, 2 ]$$恒成立,则实数$${{m}}$$的取值范围为$${{(}{)}}$$

D

A.$$(-\infty,-2 ] \cup[ 2,+\infty)$$

B.$$(-\infty, 1-\sqrt{5} ] \cup[ 1+\sqrt{5},+\infty)$$

C.$$(-\infty, 1-\sqrt{5} ] \cup[ 2,+\infty)$$

D.$$(-\infty,-2 ] \cup[ 1+\sqrt{5},+\infty)$$

9、['在给定区间上恒成立问题', '函数的最大(小)值', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率40.0%当$$0 \leqslant x \leqslant2$$时,$$a <-x^{2}+2 x$$恒成立,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

C

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

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

C.$$(-\infty, 0 )$$

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

10、['利用函数单调性求参数的取值范围', '分段函数与方程、不等式问题', '函数奇、偶性的定义', '给定参数范围的恒成立问题', '函数性质的综合应用']

正确率19.999999999999996%设$${{f}{(}{x}{)}}$$是定义在$${{R}}$$上的偶函数,且当$${{x}{⩾}{0}}$$时,$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{}-x^{2}+1, \ 0 \leqslant x < 1,} \\ {} & {{} 2-2 x, \ x \geqslant1.} \\ \end{aligned} \right.$$若对任意的$${{x}{∈}{[}{m}}$$,$${{m}{+}{1}{]}}$$,不等式$$f ( 1-x ) \leqslant f ( x+m )$$恒成立,则实数$${{m}}$$的最大值是(

B

A.$${{−}{1}}$$

B.$$- \frac{1} {3}$$

C.$$- \frac{1} {2}$$

D.$$\frac{1} {3}$$

1. 解析:

函数 $$f(x) = x^2 + (a-4)x + 4 - 2a$$ 为二次函数,开口向上。要使其对所有 $$a \in [-1, 1]$$ 恒大于零,需满足判别式小于零且端点值大于零。

判别式:$$\Delta = (a-4)^2 - 4 \times 1 \times (4-2a) = a^2 - 8a + 16 - 16 + 8a = a^2$$。由于 $$a \in [-1, 1]$$,$$\Delta = a^2 \leq 1$$,不满足恒小于零。

转而考虑 $$f(x)$$ 在 $$a \in [-1, 1]$$ 的最小值大于零。将 $$f(x)$$ 视为关于 $$a$$ 的线性函数:$$f(x) = (x-2)a + (x^2 -4x +4)$$。

当 $$x=2$$ 时,$$f(2) = 0$$,不满足条件。当 $$x \neq 2$$ 时,$$f(x)$$ 在 $$a=-1$$ 或 $$a=1$$ 处取得最小值:

$$f(x, a=-1) = - (x-2) + (x^2 -4x +4) = x^2 -5x +6 > 0 \Rightarrow x < 2 \text{ 或 } x > 3$$

$$f(x, a=1) = (x-2) + (x^2 -4x +4) = x^2 -3x +2 > 0 \Rightarrow x < 1 \text{ 或 } x > 2$$

综合得 $$x < 1$$ 或 $$x > 3$$,故选 B

2. 解析:

不等式 $$\frac{y}{4} - 2\cos^2 x \geq a \sin x - \frac{9}{y}$$ 对所有 $$y > 0$$ 和 $$x \in [0, \frac{\pi}{6}]$$ 恒成立。

整理得:$$\frac{y}{4} + \frac{9}{y} \geq 2\cos^2 x + a \sin x$$。

左边的最小值:由 AM-GM 不等式,$$\frac{y}{4} + \frac{9}{y} \geq 2 \sqrt{\frac{y}{4} \cdot \frac{9}{y}} = 3$$,当 $$y=6$$ 时取等。

右边 $$2\cos^2 x + a \sin x = 2(1-\sin^2 x) + a \sin x = -2\sin^2 x + a \sin x + 2$$。

设 $$t = \sin x$$,$$t \in [0, \frac{1}{2}]$$,则右边为 $$-2t^2 + a t + 2$$,需其最大值不超过 3。

求导得极值点 $$t = \frac{a}{4}$$。若 $$\frac{a}{4} \leq \frac{1}{2}$$(即 $$a \leq 2$$),则最大值为 $$-2(\frac{a}{4})^2 + a \cdot \frac{a}{4} + 2 = \frac{a^2}{8} + 2 \leq 3 \Rightarrow a^2 \leq 8 \Rightarrow -2\sqrt{2} \leq a \leq 2\sqrt{2}$$。

若 $$a > 2$$,最大值在 $$t=\frac{1}{2}$$ 处取得:$$-2(\frac{1}{2})^2 + a \cdot \frac{1}{2} + 2 = \frac{a}{2} + \frac{3}{2} \leq 3 \Rightarrow a \leq 3$$。

综上,$$a \in [-2\sqrt{2}, 3]$$,故选 B

3. 解析:

函数 $$f(x) = \frac{1}{3}x^3 + \frac{1}{2}ax^2 + bx + c$$ 在 $$x=0$$ 处取得极值,故 $$f'(0) = 0$$。求导得 $$f'(x) = x^2 + a x + b$$,代入 $$x=0$$ 得 $$b=0$$。

不等式 $$f(1) \geq f(0)$$ 即 $$\frac{1}{3} + \frac{a}{2} + c \geq c \Rightarrow \frac{a}{2} \geq -\frac{1}{3} \Rightarrow a \geq -\frac{2}{3}$$。

又 $$f(x)$$ 在 $$x=0$$ 处取得极小值,故二阶导数 $$f''(0) > 0$$。$$f''(x) = 2x + a$$,代入 $$x=0$$ 得 $$a > 0$$。

综上,$$a \geq 0$$,但题目选项不完整,暂无法确定。

4. 解析:

不等式 $$|x - a^2| + |x - 2a| \geq a$$ 对所有实数 $$x$$ 恒成立。左边的最小值为 $$|a^2 - 2a|$$(当 $$x$$ 在 $$a^2$$ 和 $$2a$$ 之间时取到)。

故需 $$|a^2 - 2a| \geq a$$。分两种情况:

1. $$a^2 - 2a \geq a \Rightarrow a^2 - 3a \geq 0 \Rightarrow a \leq 0 \text{ 或 } a \geq 3$$;

2. $$a^2 - 2a \leq -a \Rightarrow a^2 - a \leq 0 \Rightarrow 0 \leq a \leq 1$$。

综上,$$a \leq 1$$ 或 $$a \geq 3$$,但需验证 $$a=0$$ 和 $$a=1$$:

- $$a=0$$ 时不等式成立;

- $$a=1$$ 时左边最小值为 $$|1-2|=1 \geq 1$$ 成立。

故选 A

5. 解析:

函数 $$f(x) = a x - \ln x$$ 在 $$[1, 2]$$ 上单调递增,需导数 $$f'(x) = a - \frac{1}{x} \geq 0$$ 对所有 $$x \in [1, 2]$$ 成立。

即 $$a \geq \frac{1}{x}$$ 的最大值,而 $$\frac{1}{x}$$ 在 $$[1, 2]$$ 的最大值为 1,故 $$a \geq 1$$,选 A

6. 解析:

函数 $$f(x) = (x^2 + 2x + 1)e^x = (x+1)^2 e^x$$,求导得 $$f'(x) = (x^2 + 4x + 3)e^x$$,临界点为 $$x=-1$$ 和 $$x=-3$$。

在 $$t \in [-3, -1]$$ 和 $$x \in [t, t+2]$$ 上,$$f(x)$$ 的最大值和最小值可能出现在端点或临界点。计算得:

- $$f(-3) = 4e^{-3}$$,$$f(-1) = 0$$,$$f(1) = 4e$$。

故最大差值为 $$4e - 0 = 4e$$,选 B

7. 解析:

函数 $$f(x) = \log_2(x^2 + 2) + a x$$,不等式 $$f(x) + f(-x) \geq k t + 1$$ 对所有 $$t \in (-1, 3]$$ 和 $$x \in \mathbb{R}$$ 成立。

计算 $$f(x) + f(-x) = 2\log_2(x^2 + 2)$$,最小值为 $$2\log_2 2 = 2$$(当 $$x=0$$ 时取到)。

故需 $$2 \geq k t + 1$$ 对所有 $$t \in (-1, 3]$$ 成立,即 $$k t \leq 1$$。

当 $$k > 0$$ 时,$$t \leq \frac{1}{k}$$,需 $$\frac{1}{k} \geq 3 \Rightarrow k \leq \frac{1}{3}$$;

当 $$k < 0$$ 时,$$t \geq \frac{1}{k}$$,需 $$\frac{1}{k} \leq -1 \Rightarrow k \geq -1$$。

综上,$$k \in [-1, \frac{1}{3}]$$,最大值为 $$\frac{1}{3}$$,选 D

8. 解析:

函数 $$f(x) = \frac{f'(1)}{e} e^x + \frac{f(0)}{2} x^2 - x$$,求导得 $$f'(x) = \frac{f'(1)}{e} e^x + f(0) x - 1$$。

代入 $$x=1$$ 得 $$f'(1) = \frac{f'(1)}{e} e + f(0) - 1 \Rightarrow f(0) = 1$$;

代入 $$x=0$$ 得 $$f(0) = \frac{f'(1)}{e} + 0 - 0 \Rightarrow f'(1) = e$$。

故 $$f(x) = e^{x-1} + \frac{1}{2} x^2 - x$$,不等式 $$f(x) \leq m^2 - a m - 3$$ 对所有 $$a \in [0, 2]$$ 成立。

右边的最小值为 $$m^2 - 2m - 3$$(当 $$a=2$$ 时),故需 $$f(x) \leq m^2 - 2m - 3$$ 对所有 $$x$$ 成立。

求 $$f(x)$$ 的最大值:$$f'(x) = e^{x-1} + x - 1$$,$$f''(x) = e^{x-1} + 1 > 0$$,故 $$f'(x)$$ 单调递增,临界点为 $$x=0$$。

$$f(0) = e^{-1} \approx 0.368$$,$$f(2) = e + 2 - 2 = e \approx 2.718$$,故最大值为 $$e$$。

需 $$e \leq m^2 - 2m - 3 \Rightarrow m^2 - 2m - 3 - e \geq 0$$,解得 $$m \leq 1 - \sqrt{4 + e}$$ 或 $$m \geq 1 + \sqrt{4 + e}$$。

近似计算得 $$\sqrt{4 + e} \approx \sqrt{6.718} \approx 2.59$$,故 $$m \leq -1.59$$ 或 $$m \geq 3.59$$,最接近选项为 D

9. 解析:

不等式 $$a < -x^2 + 2x$$ 对所有 $$x \in [0, 2]$$ 成立。右边函数 $$g(x) = -x^2 + 2x$$ 在 $$[0, 2]$$ 上的最小值为 $$g(0) = 0$$ 和 $$g(2) = 0$$,最大值为 $$g(1) = 1$$。

故需 $$a < 0$$,选 C

10. 解析:

函数 $$f(x)$$ 为偶函数,当 $$x \geq 0$$ 时定义为:

$$f(x) = \begin{cases} -x^2 + 1, & 0 \leq x < 1 \\ 2 - 2x, & x \geq 1 \end{cases}$$

不等式 $$f(1 - x) \leq f(x + m)$$ 对所有 $$x \in [m, m+1]$$ 成立。

由于 $$f(x)$$ 在 $$x \geq 0$$ 上递减,故需 $$|1 - x| \geq |x + m|$$。

解得 $$1 - x \geq x + m$$ 或 $$1 - x \leq -x - m$$,即 $$m \leq 1 - 2x$$ 或 $$m \leq -1$$。

对 $$x \in [m, m+1]$$,$$m \leq -1$$ 时恒成立;否则需 $$m \leq 1 - 2(m+1) \Rightarrow m \leq -\frac{1}{3}$$。

故 $$m$$ 的最大值为 $$-\frac{1}{3}$$,选 B

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