格物学 第四章 指数函数与对数函数对数函数

反函数的定义-对数函数知识点课后进阶自测题解析-辽宁省等高一数学必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-05-17
反函数的定义-对数函数知识点课后进阶自测题解析-辽宁省等高一数学必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['指数函数与对数函数的差异', '反函数的定义']

正确率80.0%函数$$y=\left( \frac{1} {3} \right)^{x}$$与$$y=\operatorname{l o g}_{\frac{1} {3}} x$$的图象关于(

B

A.$${{x}}$$轴对称

B.直线$${{y}{=}{x}}$$对称

C.原点对称

D.$${{y}}$$轴对称

3、['函数的对称性', '反函数的性质', '反函数的定义', '函数零点的概念']

正确率40.0%若实数$${{α}}$$,$${{β}}$$满足$${{α}{{e}^{α}}{=}{2}}$$,$${{β}{{l}{n}}{β}{=}{2}}$$,则$${{α}{β}{=}}$$(

D

A.$${{e}}$$

B.$${{1}}$$

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

D.$${{2}}$$

4、['指数与对数的关系', '反函数的定义']

正确率60.0%若函数$${{y}{=}{f}{(}{x}{)}}$$是函数$${{y}{=}{{a}^{x}}{(}{a}{>}{0}{,}{a}{≠}{1}{)}}$$的反函数且$${{f}{(}{2}{)}{=}{1}}$$,则$${{f}{(}{x}{)}{=}{(}{)}}$$

D

A.$$\left( \frac{1} {2} \right)^{x}$$

B.$$2^{x-2}$$

C.$$\operatorname{l o g}_{\frac1 2} x$$

D.$${{l}{o}{g}_{2}{x}}$$

5、['函数求值', '反函数的性质', '反函数的定义']

正确率60.0%已知函数$${{f}{(}{x}{)}{=}{{l}{o}{g}_{2}}{x}{,}}$$若函数$${{g}{(}{x}{)}}$$是$${{f}{(}{x}{)}}$$的反函数,则$${{f}{[}{g}{(}{2}{)}{]}{=}}$$(

B

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

6、['直线中的对称问题', '反函数的性质', '反函数的定义']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=k x ( x \in[ \frac{1} {e}, ~ e ] ), ~ g ( x )=( \frac{1} {e} )^{\frac{x} {2}}$$,若$${{f}{(}{x}{)}{,}{g}{(}{x}{)}}$$图象上分别存在点$${{M}{,}{N}}$$,使得$${{M}{,}{N}}$$关于直线$${{y}{=}{x}}$$对称,则实数$${{k}}$$的取值范围为(

B

A.$$[-\frac{1} {e}, ~ e ]$$

B.$$[-\frac{2} {e}, ~ 2 e ]$$

C.$$[-\frac{3} {e}, ~ 3 e ]$$

D.$$(-\frac{2} {e}, ~ 2 e )$$

7、['反函数的定义']

正确率60.0%关于函数$${{f}{(}{x}{)}{=}{x}{|}{x}{|}{+}{4}{x}{(}{x}{∈}{R}{)}}$$的反函数,正确的是(

B

A.有反函数$$f^{-1} ( x )=\left\{\begin{matrix} {\sqrt{x+4}+2, \ x \geqslant0} \\ {\sqrt{4-x}-2, \ x < 0} \\ \end{matrix} \right.$$

B.有反函数$$f^{-1} ( x )=\left\{\begin{matrix} {\sqrt{x+4}-2, \ x \geqslant0} \\ {2-\sqrt{4-x}, \ x < 0} \\ \end{matrix} \right.$$

C.有反函数$$f^{-1} ( x )=\left\{\begin{matrix} {\sqrt{x+4}-2, \ x \geqslant0} \\ {\sqrt{4-x}+2, \ x < 0} \\ \end{matrix} \right.$$

D.无反函数

8、['反函数的定义', '利用导数解决函数零点问题', '函数零点个数的判定']

正确率40.0%已知函数$$f ~ ( \textbf{x} ) ~=e^{\frac{x} {3}}-3 l n x$$,则其零点的个数为(

A

A.$${{2}}$$个

B.$${{1}}$$个

C.$${{0}}$$个

D.$${{3}}$$个

9、['反函数的定义', '对数的运算性质']

正确率60.0%函数$${{y}{=}{f}{(}{x}{)}}$$是$${{y}{=}{{a}^{x}}{(}{a}{>}{0}}$$,且$${{a}{≠}{1}{)}}$$的反函数,则下列结论错误的是(

D

A.$${{f}{(}{{x}^{2}}{)}{=}{2}{f}{(}{x}{)}}$$

B.$${{f}{(}{2}{x}{)}{=}{f}{(}{x}{)}{+}{f}{(}{2}{)}}$$

C.$$f ( \frac{1} {2} x ) ~=f ( \textbf{x} ) ~-f ( \textbf{2} )$$

D.$${{f}{(}{2}{x}{)}{=}{2}{f}{(}{x}{)}}$$

10、['指数与对数的关系', '反函数的定义']

正确率60.0%若函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的图象和$${{g}{(}{x}{)}{=}{{l}{n}}{(}{2}{x}{)}}$$的图象关于直线$${{x}{−}{y}{=}{0}}$$对称,则$${{f}{(}{x}{)}}$$的解析式为(

B

A.$$f ( x )=\mathrm{e}^{2 x}$$

B.$$f ( x )=\frac{1} {2} \mathrm{e}^{x}$$

C.$${{f}{(}{x}{)}{=}{2}{{e}^{x}}}$$

D.$$f ( x )=\mathrm{e}^{x+2}$$

1. 对于函数 $$y=\left( \frac{1} {3} \right)^{x}$$ 和 $$y=\operatorname{log}_{\frac{1} {3}} x$$,它们是互为反函数的关系。反函数的图象关于直线 $$y=x$$ 对称,因此正确答案是 B

3. 题目给出 $$α e^α = 2$$ 和 $$β \ln β = 2$$。设 $$α = \ln t$$,则代入第一个方程得到 $$\ln t \cdot t = 2$$,即 $$t \ln t = 2$$。第二个方程直接是 $$β \ln β = 2$$。因此 $$t = β$$,即 $$α = \ln β$$。于是 $$αβ = \ln β \cdot β = 2$$,正确答案是 D

4. 函数 $$y=f(x)$$ 是 $$y=a^x$$ 的反函数,因此 $$f(x) = \log_a x$$。已知 $$f(2)=1$$,即 $$\log_a 2 = 1$$,所以 $$a=2$$。因此 $$f(x) = \log_2 x$$,正确答案是 D

5. 函数 $$f(x) = \log_2 x$$ 的反函数是 $$g(x) = 2^x$$。计算 $$f[g(2)] = f(2^2) = f(4) = \log_2 4 = 2$$,正确答案是 B

6. 题目要求 $$f(x)$$ 和 $$g(x)$$ 的图象关于直线 $$y=x$$ 对称,即它们是互为反函数的关系。$$g(x) = \left( \frac{1} {e} \right)^{\frac{x} {2}} = e^{-\frac{x} {2}}$$,其反函数为 $$g^{-1}(x) = -2 \ln x$$。因此 $$f(x)$$ 必须等于 $$g^{-1}(x)$$,即 $$k x = -2 \ln x$$。由于 $$x \in \left[ \frac{1} {e}, e \right]$$,解得 $$k = -\frac{2 \ln x} {x}$$。分析 $$k$$ 的取值范围,最小值为 $$x=1$$ 时 $$k=0$$,最大值为 $$x=\frac{1} {e}$$ 时 $$k=2e$$,最小值为 $$x=e$$ 时 $$k=-\frac{2} {e}$$。因此 $$k \in \left[ -\frac{2} {e}, 2e \right]$$,正确答案是 B

7. 函数 $$f(x) = x |x| + 4x$$ 可以分段讨论:
- 当 $$x \geq 0$$ 时,$$f(x) = x^2 + 4x$$,反函数为 $$f^{-1}(x) = \sqrt{x+4} - 2$$。
- 当 $$x < 0$$ 时,$$f(x) = -x^2 + 4x$$,反函数为 $$f^{-1}(x) = 2 - \sqrt{4 - x}$$。
因此正确答案是 B

8. 函数 $$f(x) = e^{\frac{x} {3}} - 3 \ln x$$ 的零点问题。分析其单调性和极值:
- 导数 $$f'(x) = \frac{1} {3} e^{\frac{x} {3}} - \frac{3} {x}$$,令 $$f'(x) = 0$$ 解得 $$x \approx 3$$。
- 当 $$x \to 0^+$$ 时,$$f(x) \to +\infty$$;当 $$x \to +\infty$$ 时,$$f(x) \to +\infty$$。
- 在 $$x=3$$ 处取得极小值 $$f(3) \approx e - 3 \ln 3 < 0$$,因此函数有两个零点,正确答案是 A

9. 函数 $$y=f(x)$$ 是 $$y=a^x$$ 的反函数,因此 $$f(x) = \log_a x$$。验证选项:
- A: $$f(x^2) = \log_a x^2 = 2 \log_a x = 2 f(x)$$,正确。
- B: $$f(2x) = \log_a 2x = \log_a 2 + \log_a x = f(2) + f(x)$$,正确。
- C: $$f\left( \frac{1} {2} x \right) = \log_a \left( \frac{1} {2} x \right) = \log_a x - \log_a 2 = f(x) - f(2)$$,正确。
- D: $$f(2x) = \log_a 2x \neq 2 \log_a x = 2 f(x)$$,错误。
因此错误的结论是 D

10. 函数 $$g(x) = \ln(2x)$$ 的反函数为 $$g^{-1}(x) = \frac{1} {2} e^x$$。因为 $$f(x)$$ 和 $$g(x)$$ 关于直线 $$y=x$$ 对称,所以 $$f(x) = g^{-1}(x) = \frac{1} {2} e^x$$,正确答案是 B

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