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单选题自测题答案-海南省等高一数学必修,平均正确率42.00000000000001%

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单选题自测题答案-海南省等高一数学必修,平均正确率42.00000000000001%
1、['从集合角度看充分、必要条件', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率40.0%“对任意的$$x \in( 1, ~ 4 ],$$不等式$$x^{2}-m x+m > 0$$恒成立”的充分不必要条件是(

D

A.$${{m}{>}{4}}$$

B.$$m < \frac{1 6} {3}$$

C.$${{m}{<}{4}}$$

D.$${{m}{<}{2}}$$

2、['函数y=A sin(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=a \operatorname{s i n} x-\operatorname{c o s} x \ ( a \in R )$$在$$x \!=\! \frac{\pi} {4}$$处取得最值,若存在$$x_{1}, x_{2}, \dots, x_{n}$$满足$$- \frac{\pi} {4} \leq x_{1} < x_{2} < \ldots< x_{n} \leq\frac{1 5 \pi} {4}$$,且$$| f ( x_{1} )-f ( x_{2} ) |+| f ( x_{2} )-f ( x_{3} ) |+\ldots+| f ( x_{n-1} )-f ( x_{n} ) |=8 \sqrt{2} \; \; ( n \geqslant2, n \in N^{*} )$$,则$${{n}}$$的最小值为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{3}}$$

B.$${{6}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{4}}$$

3、['平面向量加法、减法的坐标运算', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率40.0%已知$$A (-2, 0 ), \, \, \, B ( 2, 0 )$$,若$${{x}}$$轴上方的点$${{P}}$$满足对任意$${{λ}{∈}{R}{,}}$$恒有$$| \overrightarrow{A P}-\lambda\overrightarrow{A B} | \geq2$$成立,则$${{P}}$$点纵坐标的最小值为$${{(}{)}}$$

D

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

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

C.$${{1}}$$

D.$${{2}}$$

4、['在给定区间上恒成立问题', '简单复合函数的导数', '导数与单调性', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率40.0%已知,若$${{k}{∈}{Z}}$$

D

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

5、['利用导数求参数的取值范围', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率19.999999999999996%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) ~=a l n ~ ( \begin{matrix} {x+1} \\ \end{matrix} ) ~-x^{2}$$,若对$$\forall p, ~ ~ q \in~ ( ~ 0, ~ 1 ) ~ ~,$$且$${{p}{≠}{q}}$$,有$$\frac{f ( p+1 )-f ( q+1 )} {p-q} > 2$$恒成立,则实数$${{a}}$$的取值范围为(

C

A.$$( \ -\infty, \ 1 8 )$$

B.$$( \ -\infty, \ 1 8 ]$$

C.$$[ 1 8, ~+\infty)$$

D.$$( 1 8, ~+\infty)$$

6、['给定参数范围的恒成立问题']

正确率40.0%当$$\left| m \right| \leqslant1$$时,不等式$$1-2 x < m ~ ( x^{2}-1 )$$恒成立,则$${{x}}$$的取值范围是(

B

A.$$( \mathbf{\alpha}-\mathbf{1}, \mathbf{\alpha} 3 )$$

B.$$(-1+\sqrt{3}, \ 2 )$$

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

D.$$( 0, ~-1+\sqrt{3} )$$

7、['函数奇、偶性的证明', '利用导数讨论函数单调性', '函数单调性与奇偶性综合应用', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=2 \operatorname{s i n} x-3 x$$,若对任意的$$m \in[-2, 2 ], \, \, \, f ( m a-3 )+f ( a^{2} ) > 0$$恒成立,则$${{a}}$$的取值范围是(

A

A.$$(-1, 1 )$$

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

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

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

8、['给定参数范围的恒成立问题', '二次函数的图象分析与判断']

正确率80.0%若函数$${{f}{(}{x}{)}}$$满足对于任意$$x \in\left[ n, m \right] ( n < m )$$有$$\frac{n} {k} \leqslant f ( x ) \leqslant k m$$恒成立,则称函数$${{f}{(}{x}{)}}$$在区间$$[ n, m ]$$上是$${{“}}$$被$${{k}}$$限制$${{”}}$$的,若函数$$f ( x )=x^{2}-a x+a^{2}$$在区间$$\left[ \frac1 a, a \right] ( a > 0 )$$上是$${{“}}$$被$${{2}}$$限制$${{”}}$$的,则$${{a}}$$的取值范围是(

C

A.$$( 1, \sqrt{2} ]$$

B.$$( 1, \sqrt{\frac{3} {2}} \biggr]$$

C.$$( 1, 2 ]$$

D.$$[ \sqrt{\frac{2} {3}}, \sqrt{2} ]$$

9、['在给定区间上恒成立问题', '绝对值不等式的解法', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率40.0%若不等式$$| x+1 |-| x-1 | < a^{2}-a-4$$解集为空集,则实数$${{a}}$$的取值范围是

A

A.$$[-1, 2 ]$$

B.$$(-\infty,-1 ) \bigcup( 2,+\infty)$$

C.$$[-2, 3 ]$$

D.$$(-\infty,-2 ) \bigcup( 3,+\infty)$$

10、['函数奇偶性的应用', '利用函数单调性解不等式', '分段函数与方程、不等式问题', '函数单调性与奇偶性综合应用', '分段函数的单调性', '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$${{f}{(}{x}{)}}$$满足$$f ( x )-f (-x )=0$$,且当$${{x}{⩾}{0}}$$时,$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {-x^{2}+1, 0 \leqslant x < 1} \\ {2-2^{x}, x \geqslant1} \\ \end{matrix} \right.$$,若对任意的$$x \in[ m, m+1 ]$$,不等式$$f ( 1-x ) \leqslant f ( x+m )$$恒成立,则实数$${{m}}$$的最小值是(

A

A.$${{−}{1}}$$

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

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

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

1、题目要求不等式 $$x^{2}-m x+m > 0$$ 对所有 $$x \in (1, 4]$$ 恒成立的充分不必要条件。首先求必要条件:

设函数 $$f(x) = x^{2} - m x + m$$,在区间 $$(1, 4]$$ 上恒大于0。求导得 $$f'(x) = 2x - m$$,极值点为 $$x = \frac{m}{2}$$。

分情况讨论:

(1) 若 $$\frac{m}{2} \leq 1$$(即 $$m \leq 2$$),$$f(x)$$ 在 $$(1, 4]$$ 上单调递增,只需 $$f(1) \geq 0$$,即 $$1 - m + m = 1 > 0$$ 恒成立。

(2) 若 $$1 < \frac{m}{2} < 4$$(即 $$2 < m < 8$$),极小值在 $$x = \frac{m}{2}$$ 处取得,需 $$f\left(\frac{m}{2}\right) > 0$$,即 $$\frac{m^{2}}{4} - \frac{m^{2}}{2} + m > 0$$,解得 $$0 < m < 4$$。

(3) 若 $$\frac{m}{2} \geq 4$$(即 $$m \geq 8$$),$$f(x)$$ 在 $$(1, 4]$$ 上单调递减,需 $$f(4) > 0$$,即 $$16 - 4m + m > 0$$,解得 $$m < \frac{16}{3}$$,与 $$m \geq 8$$ 矛盾。

综上,必要条件为 $$m < 4$$。题目要求充分不必要条件,选项中 $$m < 2$$(D)是 $$m < 4$$ 的真子集,故选 D。

2、函数 $$f(x) = a \sin x - \cos x$$ 在 $$x = \frac{\pi}{4}$$ 处取得最值,说明 $$f'\left(\frac{\pi}{4}\right) = 0$$,即 $$a \cos \frac{\pi}{4} + \sin \frac{\pi}{4} = 0$$,解得 $$a = -1$$。

因此 $$f(x) = -\sin x - \cos x = -\sqrt{2} \sin\left(x + \frac{\pi}{4}\right)$$,其振幅为 $$\sqrt{2}$$。

题目要求在区间 $$\left[-\frac{\pi}{4}, \frac{15\pi}{4}\right]$$ 内,$$|f(x_{i}) - f(x_{i+1})|$$ 的和为 $$8\sqrt{2}$$。由于每个极值点间的变化量为 $$2\sqrt{2}$$,需要至少 $$4$$ 个极值点(即 $$n-1 = 4$$,$$n = 5$$)。

验证:区间内包含 $$x = \frac{\pi}{4}, \frac{5\pi}{4}, \frac{9\pi}{4}, \frac{13\pi}{4}$$ 四个极值点,总变化量为 $$4 \times 2\sqrt{2} = 8\sqrt{2}$$,故 $$n_{\text{min}} = 5$$,选 C。

3、设点 $$P(x, y)$$($$y > 0$$),向量 $$\overrightarrow{AP} = (x + 2, y)$$,$$\overrightarrow{AB} = (4, 0)$$。

不等式 $$|\overrightarrow{AP} - \lambda \overrightarrow{AB}| \geq 2$$ 对所有 $$\lambda \in \mathbb{R}$$ 恒成立,即 $$(x + 2 - 4\lambda)^{2} + y^{2} \geq 4$$。

对 $$\lambda$$ 求最小值,当 $$\lambda = \frac{x + 2}{4}$$ 时取到最小 $$y^{2} \geq 4$$,即 $$y \geq 2$$。故 $$P$$ 点纵坐标的最小值为 $$2$$,选 D。

4、题目不完整,无法解析。

5、函数 $$f(x) = a \ln(x + 1) - x^{2}$$,不等式 $$\frac{f(p + 1) - f(q + 1)}{p - q} > 2$$ 可转化为导数不等式 $$f'(x) > 2$$ 在 $$(1, 2)$$ 上恒成立。

求导得 $$f'(x) = \frac{a}{x + 1} - 2x$$,需 $$\frac{a}{x + 1} - 2x > 2$$ 对所有 $$x \in (1, 2)$$ 成立,即 $$a > (2x + 2)(x + 1)$$。

右边函数在 $$x \in (1, 2)$$ 的最大值为 $$x = 2$$ 时 $$(6)(3) = 18$$,故 $$a \geq 18$$,选 C。

6、不等式 $$1 - 2x < m(x^{2} - 1)$$ 对所有 $$|m| \leq 1$$ 恒成立,转化为 $$1 - 2x < - (x^{2} - 1)$$ 和 $$1 - 2x < x^{2} - 1$$ 同时成立。

解得:

(1) $$x^{2} + 2x - 2 < 0$$,即 $$-1 - \sqrt{3} < x < -1 + \sqrt{3}$$;

(2) $$x^{2} + 2x - 2 > 0$$,即 $$x < -1 - \sqrt{3}$$ 或 $$x > -1 + \sqrt{3}$$。

综合得 $$-1 + \sqrt{3} < x < 2$$(注意 $$x = 1$$ 时不等式不成立),选 B。

7、函数 $$f(x) = 2 \sin x - 3x$$ 是奇函数且单调递减(因 $$f'(x) = 2 \cos x - 3 \leq -1 < 0$$)。

不等式 $$f(m a - 3) + f(a^{2}) > 0$$ 可化为 $$f(m a - 3) > -f(a^{2}) = f(-a^{2})$$,由单调性得 $$m a - 3 < -a^{2}$$。

对所有 $$m \in [-2, 2]$$ 成立,需 $$2a - 3 < -a^{2}$$ 且 $$-2a - 3 < -a^{2}$$,解得 $$a^{2} + 2a - 3 < 0$$ 和 $$a^{2} - 2a - 3 < 0$$,即 $$a \in (-3, 1) \cap (-1, 3) = (-1, 1)$$,选 A。

8、函数 $$f(x) = x^{2} - a x + a^{2}$$ 在区间 $$\left[\frac{1}{a}, a\right]$$ 上被 $$2$$ 限制,即 $$\frac{1}{2a} \leq f(x) \leq 2a$$ 对所有 $$x \in \left[\frac{1}{a}, a\right]$$ 成立。

求 $$f(x)$$ 的极值:$$f'(x) = 2x - a$$,极值点为 $$x = \frac{a}{2}$$。

分情况讨论:

(1) 若 $$\frac{a}{2} \in \left[\frac{1}{a}, a\right]$$,即 $$a \geq \sqrt{2}$$,需 $$f\left(\frac{a}{2}\right) \leq 2a$$ 且 $$f\left(\frac{1}{a}\right) \geq \frac{1}{2a}$$,解得 $$a \in \left(1, \sqrt{2}\right]$$。

(2) 若 $$\frac{a}{2} < \frac{1}{a}$$(即 $$a < \sqrt{2}$$),需 $$f\left(\frac{1}{a}\right) \leq 2a$$ 且 $$f(a) \geq \frac{1}{2a}$$,解得 $$a \in \left(1, \sqrt{\frac{3}{2}}\right]$$。

综合得 $$a \in \left(1, \sqrt{2}\right]$$,选 A。

9、不等式 $$|x + 1| - |x - 1| < a^{2} - a - 4$$ 解集为空集,意味着 $$a^{2} - a - 4 \leq \max (|x + 1| - |x - 1|)$$。

函数 $$g(x) = |x + 1| - |x - 1|$$ 的最大值为 $$2$$(当 $$x \geq 1$$ 时),故 $$a^{2} - a - 4 \leq 2$$,即 $$a^{2} - a - 6 \leq 0$$,解得 $$a \in [-2, 3]$$,选 C。

10、函数 $$f(x)$$ 为偶函数,且在 $$x \geq 0$$ 时分为两段:

(1) $$0 \leq x < 1$$ 时,$$f(x) = -x^{2} + 1$$ 单调递减;

(2) $$x \geq 1$$ 时,$$f(x) = 2 - 2^{x}$$ 单调递减。

不等式 $$f(1 - x) \leq f(x + m)$$ 需对所有 $$x \in [m, m + 1]$$ 成立。分情况讨论:

(1) 若 $$m \geq -\frac{1}{2}$$,取 $$x = m$$,得 $$f(1 - m) \leq f(2m)$$,由单调性需 $$1 - m \geq 2m$$,即 $$m \leq \frac{1}{3}$$。

(2) 若 $$m < -\frac{1}{2}$$,取 $$x = m + 1$$,得 $$f(-m) \leq f(2m + 1)$$,由偶函数和单调性需 $$-m \geq 2m + 1$$,即 $$m \leq -\frac{1}{3}$$。

综上,$$m \leq \frac{1}{3}$$,最小值为 $$-\frac{1}{2}$$(验证 $$m = -\frac{1}{2}$$ 时不等式成立),选 B。

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