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

在R上恒成立问题-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-四川省等高一数学必修,平均正确率50.0%

2025-07-25
在R上恒成立问题-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-四川省等高一数学必修,平均正确率50.0%
1、['在R上恒成立问题', '三角函数的性质综合']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=A \operatorname{c o s} ( \omega x+\varphi) \left( A > 0, \omega> 0, | \varphi| \leqslant\frac{\pi} {2} \right)$$,两个等式:$$f \left(-\frac{\pi} {4}+x \right)-f \left(-\frac{\pi} {4}-x \right)=0, \, \, \, f \left( \frac{\pi} {4}-x \right)+f \left( \frac{\pi} {4}+x \right)=0$$对任意的实数$${{x}}$$均恒成立,且$${{f}{(}{x}{)}}$$在$$\left( 0, \frac{3 \pi} {1 6} \right)$$上单调,则$${{ω}}$$的最大值为

A

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

2、['古典概型的概率计算公式', '在R上恒成立问题']

正确率60.0%已知$$a \in\{-1, \, \, \, 0, \, \, \, 1, \, \, \, 2 \}, \, \, \, b \in\{-1, \, \, \, 0, \, \, \, 1 \}$$,则对任意实数$${{x}{∈}{R}}$$,不等式$$a x^{2}-a x+b \geq0$$恒成立的概率为(

C

A.$$\frac{1} {6}$$

B.$$\frac{1} {4}$$

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

D.$$\frac{1} {2}$$

3、['在R上恒成立问题']

正确率40.0%若不等式$$| x-2 |+| x+1 | \geq a$$对一切$${{x}{∈}{R}}$$恒成立,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

C

A.$${{a}{⩽}{1}}$$

B.$${{a}{<}{1}}$$

C.$${{a}{⩽}{3}}$$

D.$${{a}{⩾}{3}}$$

4、['在R上恒成立问题', '一元二次不等式的解法']

正确率60.0%关于$${{x}}$$的不等式$$x^{2}-m x+1 > 0$$的解集为$${{R}{,}}$$则实数$${{m}}$$的取值范围是(

D

A.$$0 < m < 4$$

B.$${{m}{<}{−}{2}}$$或$${{m}{>}{2}}$$

C.$$- 2 \leqslant m \leqslant2$$

D.$$- 2 < m < 2$$

5、['在R上恒成立问题']

正确率60.0%关于$${{x}}$$的不等式$$\left( a^{2}-1 \right) x^{2}-( a-1 ) x-1 < 0$$的解集为$${{R}}$$,则$${{a}}$$的取值范围为(

D

A.$$- \frac{3} {5} < a < 1$$

B.$$- \frac3 5 \leqslant a \leqslant1$$

C.$$- \frac{3} {5} < a \leq1$$或$${{a}{=}{−}{1}}$$

D.$$- \frac{3} {5} < a \leq1$$

6、['在R上恒成立问题', '二次函数模型的应用', '指数(型)函数的值域']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=m ( x+m+3 ) ( x+m+2 ), \, \, \, g ( x )=2^{x}-2$$,若$$\forall x \in R, ~ f ( x ) < 0$$或$$g ( x ) < 0$$恒成立,则实数$${{m}}$$的取值范围为$${{(}{)}}$$

A

A.$$(-3, 0 )$$

B.$$(-2, 0 )$$

C.$$(-3,-2 )$$

D.$$( 0, 3 )$$

7、['对数(型)函数过定点', '在R上恒成立问题', '在给定区间上恒成立问题', '对数(型)函数的定义域', '对数(型)函数的值域', '对数(型)函数的单调性', '对数函数的定义', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率40.0%定义在$${{R}}$$上的函数$${{f}{(}{x}{)}}$$满足$$f \left( \textbf{x}-3 \right) ~=f \left( \textbf{\Lambda}-x-3 \right)$$,且当$${{x}{⩽}{−}{3}}$$时,$$f \left( \textbf{x} \right) ~=l n \left( \textbf{(}-\textbf{x} \right)$$.若对任意$${{x}{∈}{R}}$$,不等式$$f \left( \begin{array} {c c} {\operatorname{s i n} x-t} \\ \end{array} \right) > f \left( \begin{array} {c c} {3} \\ {\operatorname{s i n} x-1} \\ \end{array} \right)$$恒成立,则实数$${{t}}$$的取值范围是(

B

A.$${{t}{<}{−}{3}}$$或$${{t}{>}{9}}$$

B.$${{t}{<}{−}{1}}$$或$${{t}{>}{3}}$$

C.$$- 3 < t < 9$$

D.$${{t}{<}{1}}$$或$${{t}{>}{9}}$$

8、['在R上恒成立问题', '函数求定义域']

正确率60.0%函数$$f ( x )=-\frac{1} {a x^{2}+4 x+3}$$的定义域为$${{R}}$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

D

A.$$(-\infty, 0 ) \bigcup( 0, \frac{4} {3} ]$$

B.$$(-\infty, \frac{4} {3} ]$$

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

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

9、['在R上恒成立问题', '全称量词命题、存在量词命题的否定', '二次函数的图象分析与判断']

正确率40.0%若命题$$\begin{matrix} {` ` \exists x_{0}} \\ \end{matrix} \in R$$,使得$$x_{0}^{2}+m x_{0}+2 m-3 < 0 "$$为假命题,则实数$${{m}}$$的取值范围是(

C

A.$$(-\infty, 2 ] \bigcup[ 6,+\infty)$$

B.$$( 2, 6 )$$

C.$$[ 2, 6 ]$$

D.$$(-6,-2 )$$

10、['在R上恒成立问题', '导数与单调性', '一元二次不等式的解法']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\frac{x^{3}} {3}-( 4 m-1 ) x^{2}+( 1 5 m^{2}-2 m-7 ) x+2$$在$${{R}}$$上为单调递增函数,则实数$${{m}}$$的取值范围为(

D

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

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

C.$$(-2, 4 )$$

D.$$[ 2, 4 ]$$

1. 解析:

由题目条件,函数 $$f(x) = A \cos(\omega x + \varphi)$$ 满足对称性和单调性条件。

步骤1:分析对称性条件

第一个等式 $$f\left(-\frac{\pi}{4} + x\right) - f\left(-\frac{\pi}{4} - x\right) = 0$$ 表明函数关于 $$x = -\frac{\pi}{4}$$ 对称,因此 $$-\frac{\pi}{4}\omega + \varphi = k\pi$$,其中 $$k$$ 为整数。

第二个等式 $$f\left(\frac{\pi}{4} - x\right) + f\left(\frac{\pi}{4} + x\right) = 0$$ 表明函数关于点 $$\left(\frac{\pi}{4}, 0\right)$$ 对称,因此 $$\frac{\pi}{4}\omega + \varphi = \frac{\pi}{2} + k\pi$$。

联立解得 $$\omega = 2 + 4k$$ 且 $$\varphi = \frac{\pi}{2} + k\pi - \frac{\pi}{4}\omega$$。

步骤2:确定 $$\omega$$ 的可能值

由于 $$|\varphi| \leq \frac{\pi}{2}$$,代入 $$\omega = 2$$ 得 $$\varphi = 0$$,满足条件。

当 $$\omega = 6$$ 时,$$\varphi = -\pi$$ 超出范围;当 $$\omega = 10$$ 时,$$\varphi = -2\pi$$ 也超出范围。因此 $$\omega = 2$$ 是唯一可行解。

步骤3:验证单调性

函数在 $$\left(0, \frac{3\pi}{16}\right)$$ 上单调递减,因为 $$\omega = 2$$ 满足导数 $$f'(x) = -2A \sin(2x)$$ 在该区间内为负。

因此,$$\omega$$ 的最大值为 $$2$$,选 B

2. 解析:

题目要求不等式 $$ax^2 - ax + b \geq 0$$ 对所有实数 $$x$$ 恒成立。

步骤1:分析二次不等式

当 $$a = 0$$ 时,不等式变为 $$b \geq 0$$,此时 $$b \in \{0, 1\}$$ 满足条件。

当 $$a \neq 0$$ 时,需满足 $$a > 0$$ 且判别式 $$\Delta = a^2 - 4ab \leq 0$$,即 $$a - 4b \leq 0$$。

步骤2:枚举 $$a$$ 和 $$b$$ 的组合

符合条件的组合有:

  • $$a = 0$$ 且 $$b = 0$$ 或 $$b = 1$$(共 2 种)
  • $$a = 1$$ 且 $$b = 1$$(因为 $$1 - 4 \times 1 \leq 0$$ 不成立,无解)
  • $$a = 2$$ 且 $$b = 1$$(因为 $$2 - 4 \times 1 \leq 0$$ 成立)

总共有 3 种符合条件的组合。

步骤3:计算概率

总的可能组合数为 $$4 \times 3 = 12$$,因此概率为 $$\frac{3}{12} = \frac{1}{4}$$,选 B

3. 解析:

不等式 $$|x - 2| + |x + 1| \geq a$$ 对所有实数 $$x$$ 恒成立。

步骤1:求最小值

函数 $$f(x) = |x - 2| + |x + 1|$$ 的最小值为 $$3$$(当 $$x \in [-1, 2]$$ 时取得)。

因此,$$a \leq 3$$ 时不等式恒成立,选 C

4. 解析:

不等式 $$x^2 - m x + 1 > 0$$ 对所有实数 $$x$$ 成立的条件是判别式 $$\Delta = m^2 - 4 < 0$$,即 $$-2 < m < 2$$,选 D

5. 解析:

不等式 $$\left(a^2 - 1\right)x^2 - (a - 1)x - 1 < 0$$ 对所有实数 $$x$$ 成立。

步骤1:分析二次项系数

当 $$a^2 - 1 = 0$$ 时:

  • 若 $$a = 1$$,不等式变为 $$-1 < 0$$ 恒成立。
  • 若 $$a = -1$$,不等式变为 $$2x - 1 < 0$$ 不恒成立。

当 $$a^2 - 1 \neq 0$$ 时,需满足 $$a^2 - 1 < 0$$ 且判别式 $$\Delta = (a - 1)^2 + 4(a^2 - 1) < 0$$,解得 $$-\frac{3}{5} < a < 1$$。

综上,$$a \in \left(-\frac{3}{5}, 1\right]$$,选 D

6. 解析:

题目要求对所有实数 $$x$$,$$f(x) < 0$$ 或 $$g(x) < 0$$ 恒成立。

步骤1:分析 $$g(x) < 0$$

$$g(x) = 2^x - 2 < 0$$ 的解为 $$x < 1$$。

因此,在 $$x \geq 1$$ 时必须有 $$f(x) < 0$$。

步骤2:分析 $$f(x)$$ 的零点

$$f(x) = m(x + m + 3)(x + m + 2)$$ 的零点为 $$x = -m - 3$$ 和 $$x = -m - 2$$。

为使 $$f(x) < 0$$ 对所有 $$x \geq 1$$ 成立,需满足:

  • $$m < 0$$
  • $$-m - 3 \leq 1$$ 且 $$-m - 2 \leq 1$$,即 $$m \geq -3$$ 且 $$m \geq -3$$。

综上,$$m \in (-3, 0)$$,选 A

7. 解析:

函数 $$f(x)$$ 满足对称性 $$f(x - 3) = f(-x - 3)$$,即关于 $$x = -3$$ 对称。

当 $$x \leq -3$$ 时,$$f(x) = \ln(-x)$$ 为增函数。

不等式 $$f(\sin x - t) > f\left(\frac{3}{\sin x - 1}\right)$$ 对所有 $$x$$ 成立。

步骤1:分析单调性

由于 $$f(x)$$ 在 $$x \leq -3$$ 时递增,且对称性表明在 $$x \geq -3$$ 时递减。

因此,不等式等价于 $$|\sin x - t + 3| < \left|\frac{3}{\sin x - 1} + 3\right|$$。

通过分析极值,可得 $$t < -3$$ 或 $$t > 9$$,选 A

8. 解析:

函数 $$f(x) = -\frac{1}{a x^2 + 4x + 3}$$ 的定义域为 $$a x^2 + 4x + 3 \neq 0$$ 对所有实数 $$x$$ 成立。

步骤1:分析分母

当 $$a = 0$$ 时,分母为 $$4x + 3$$,不恒不为零,不满足。

当 $$a \neq 0$$ 时,需判别式 $$\Delta = 16 - 12a < 0$$,即 $$a > \frac{4}{3}$$。

综上,$$a \in \left(\frac{4}{3}, +\infty\right)$$,选 D

9. 解析:

命题为假意味着对所有实数 $$x$$,$$x^2 + m x + 2m - 3 \geq 0$$ 恒成立。

因此,判别式 $$\Delta = m^2 - 4(2m - 3) \leq 0$$,即 $$m^2 - 8m + 12 \leq 0$$,解得 $$2 \leq m \leq 6$$,选 C

10. 解析:

函数 $$f(x) = \frac{x^3}{3} - (4m - 1)x^2 + (15m^2 - 2m - 7)x + 2$$ 在 $$R$$ 上单调递增。

步骤1:求导并分析

导数 $$f'(x) = x^2 - 2(4m - 1)x + (15m^2 - 2m - 7) \geq 0$$ 对所有 $$x$$ 成立。

因此,判别式 $$\Delta = 4(4m - 1)^2 - 4(15m^2 - 2m - 7) \leq 0$$,化简得 $$m^2 - 6m + 8 \leq 0$$,解得 $$2 \leq m \leq 4$$,选 D

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