格物学 第四章 指数函数与对数函数4.4 对数函数

反函数的性质-4.4 对数函数知识点回顾进阶选择题自测题答案-湖南省等高一数学必修,平均正确率46.0%

2025-07-02
反函数的性质-4.4 对数函数知识点回顾进阶选择题自测题答案-湖南省等高一数学必修,平均正确率46.0%
1、['反函数的性质', '三角函数的图象变换']

正确率19.999999999999996%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ {x} \\ \end{matrix} \right) \ =2 \operatorname{s i n} \pi x+1$$,若函数$$y=\frac{x+1} {x}$$与$$y=f ~ ( x )$$图象的交点为$$( \, x_{1}, \, \, y_{1} \, ) \, \, \,, \, \, \, \, \, ( \, x_{2} \,, \, \, y_{2} \, ) \, \, \,, \, \, \, \, \ldots\, \, \, \, \, ( \, x_{m} \,, \, \, \, y_{m} \, )$$,则$$\sum_{i=1}^{m} ( x_{i}+y_{i} )=\langle($$

B

A.$${{0}}$$

B.$${{m}}$$

C.$${{2}{m}}$$

D.$${{4}{m}}$$

2、['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$$f \left( \begin{matrix} {\chi} \\ \end{matrix} \right), \textit{g} \left( \begin{matrix} {\chi} \\ \end{matrix} \right)$$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.$$(-\frac{2} {e}, ~ 2 e )$$

3、['两条直线垂直', '反函数的性质', '直线的斜率']

正确率40.0%已知直线$$l_{1} : m x-y+3=0$$与$${{l}_{2}}$$关于直线$${{y}{=}{x}}$$对称,$${{l}_{2}}$$与$$\l_{3} : y=-\frac{1} {2} x+\frac{1} {2}$$垂直,则$${{m}{=}{(}{)}}$$

B

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

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

C.$${{−}{2}}$$

D.$${{2}}$$

4、['平面上中点坐标公式', '反函数的性质', '函数零点的值或范围问题']

正确率19.999999999999996%已知$${{α}}$$与$${{β}}$$分别是函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=2^{x}+x-5$$与$$g ( x )=l o g_{8} x^{3}+x-5$$的零点,则$$2^{\alpha}+l o g_{2} \beta$$的值为(

D

A.$$4+l o g_{2} 3$$

B.$$2+l o g_{2} 3$$

C.$${{4}}$$

D.$${{5}}$$

5、['函数求值', '反函数的性质']

正确率60.0%若函数$$y=g ( x )$$与函数$$f ( x )=2^{x}$$的图象关于直线$${{y}{=}{x}}$$对称,则$$g ( \frac{1} {2} )$$的值为(

D

A.$${\sqrt {2}}$$

B.$${{1}}$$

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

D.$${{−}{1}}$$

6、['反函数的性质']

正确率60.0%已知$$y=f ~ ( x )$$在$${{R}}$$上单调递增,且满足$$f \ ( \textbf{1} ) \ =2$$,则$$y=f ~ ( x )$$的反函数恒过点(

C

A.$$( 1, \ 2 )$$

B.$$( {\bf0}, ~ {\bf2} )$$

C.

D.$$( \mathbf{2}, \ \mathbf{0} )$$

7、['对数(型)函数的值域', '反函数的性质']

正确率60.0%函数的图象$$y=f ~ ( x )$$与$${{y}{=}{{2}^{x}}}$$的图象关于直线$${{y}{=}{x}}$$对称,则函数$$y=f ~ ( x^{2}-2 x )$$的递增区间是(

B

A.$$( 1, ~+\infty)$$

B.$$( \mathrm{\bf~ 2, ~}+\infty)$$

C.$$( \mathrm{\mathbf{~-\infty, \ 0 ~}} )$$

D.$$( \mathrm{~-\infty, \ 1 ~} )$$

8、['反函数的性质', '函数零点的值或范围问题']

正确率40.0%若$${{x}_{1}}$$是方程$${{x}{{e}^{x}}{=}{4}}$$的解,$${{x}_{2}}$$是方程$$x \operatorname{l n} x=4$$的解,则$${{x}_{1}{⋅}{{x}_{2}}}$$等于(

A

A.$${{4}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{e}}$$

D.$${{1}}$$

9、['反函数的性质', '反函数的定义']

正确率40.0%已知函数$$y=f ~ ( x )$$的图象与函数$${{y}{=}{{2}^{x}}}$$的图象关于直线$${{y}{=}{x}}$$对称,则$${{f}{(}{2}{)}}$$的值为(

A

A.$${{1}}$$

B.$${\sqrt {2}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{4}}$$

10、['指数与对数的关系', '反函数的性质']

正确率60.0%设函数$$f ( x )=\operatorname{l o g}_{a} ( x+b ) ( a > 0, a \neq1 )$$的图象过点$$( 0, 0 )$$,其反函数过点$$( 1, 2 )$$,则

B

A.$${{3}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{6}}$$

以下是各题的详细解析:

1. 解析:

函数 $$f(x) = 2\sin(\pi x) + 1$$ 与 $$y = \frac{x+1}{x}$$ 的交点满足 $$2\sin(\pi x) + 1 = \frac{x+1}{x}$$。

观察 $$y = \frac{x+1}{x} = 1 + \frac{1}{x}$$,其图像关于点 $$(0, 1)$$ 对称。而 $$f(x) = 2\sin(\pi x) + 1$$ 也是关于 $$(0, 1)$$ 对称的函数。

因此,交点 $$(x_i, y_i)$$ 成对出现,且每对的和为 $$(0, 2)$$。若有 $$m$$ 个交点,则 $$\sum_{i=1}^m (x_i + y_i) = \sum_{i=1}^m x_i + \sum_{i=1}^m y_i = 0 + 2m = 2m$$。

答案为 $$C$$。

2. 解析:

点 $$M$$ 和 $$N$$ 关于直线 $$y = x$$ 对称,设 $$M = (a, f(a))$$,则 $$N = (f(a), a)$$。

因为 $$N$$ 在 $$g(x)$$ 上,所以 $$a = g(f(a)) = \left(\frac{1}{e}\right)^{\frac{f(a)}{2}}$$。

代入 $$f(a) = k a$$,得 $$a = \left(\frac{1}{e}\right)^{\frac{k a}{2}}$$,取自然对数得 $$\ln a = -\frac{k a}{2}$$,即 $$k = -\frac{2 \ln a}{a}$$。

定义 $$h(a) = -\frac{2 \ln a}{a}$$,求其极值。$$h'(a) = -\frac{2(1 - \ln a)}{a^2}$$,极值点在 $$a = e$$,$$h(e) = -\frac{2}{e}$$。

当 $$a \in \left[\frac{1}{e}, e\right]$$,$$h(a)$$ 的取值范围为 $$\left[-\frac{2}{e}, 2e\right]$$。

答案为 $$B$$。

3. 解析:

直线 $$l_1: m x - y + 3 = 0$$ 关于 $$y = x$$ 对称的直线 $$l_2$$ 为交换 $$x$$ 和 $$y$$,即 $$l_2: m y - x + 3 = 0$$。

$$l_2$$ 与 $$l_3: y = -\frac{1}{2}x + \frac{1}{2}$$ 垂直,斜率乘积为 $$-1$$。

$$l_2$$ 的斜率为 $$\frac{1}{m}$$,$$l_3$$ 的斜率为 $$-\frac{1}{2}$$,所以 $$\frac{1}{m} \cdot \left(-\frac{1}{2}\right) = -1$$,解得 $$m = \frac{1}{2}$$。

答案为 $$B$$。

4. 解析:

函数 $$f(x) = 2^x + x - 5$$ 的零点为 $$\alpha$$,即 $$2^\alpha + \alpha - 5 = 0$$,故 $$2^\alpha = 5 - \alpha$$。

函数 $$g(x) = \log_8 x^3 + x - 5 = \log_2 x + x - 5$$ 的零点为 $$\beta$$,即 $$\log_2 \beta + \beta - 5 = 0$$,故 $$\log_2 \beta = 5 - \beta$$。

注意到 $$2^\alpha = 5 - \alpha$$ 和 $$\log_2 \beta = 5 - \beta$$ 形式对称,因此 $$\alpha$$ 和 $$\beta$$ 是函数 $$h(x) = 2^x + \log_2 x - 5$$ 的零点。

由单调性可知 $$\alpha + \log_2 \beta = 5$$,因此 $$2^\alpha + \log_2 \beta = (5 - \alpha) + \log_2 \beta = 5$$。

答案为 $$D$$。

5. 解析:

函数 $$y = g(x)$$ 是 $$f(x) = 2^x$$ 的反函数,因此 $$g(x) = \log_2 x$$。

$$g\left(\frac{1}{2}\right) = \log_2 \frac{1}{2} = -1$$。

答案为 $$D$$。

6. 解析:

反函数的定义是 $$y = f(x)$$ 的反函数为 $$x = f^{-1}(y)$$。

因为 $$f(1) = 2$$,所以反函数恒过点 $$(2, 1)$$。

答案为 $$D$$。

7. 解析:

函数 $$y = f(x)$$ 是 $$y = 2^x$$ 的反函数,因此 $$f(x) = \log_2 x$$。

$$y = f(x^2 - 2x) = \log_2 (x^2 - 2x)$$,定义域为 $$x^2 - 2x > 0$$,即 $$x < 0$$ 或 $$x > 2$$。

函数 $$u = x^2 - 2x$$ 在 $$(1, +\infty)$$ 单调递增,因此 $$y = \log_2 u$$ 的递增区间为 $$(2, +\infty)$$。

答案为 $$B$$。

8. 解析:

方程 $$x e^x = 4$$ 的解为 $$x_1 = W(4)$$,其中 $$W$$ 是 Lambert W 函数。

方程 $$x \ln x = 4$$ 的解为 $$x_2 = e^{W(4)}$$。

因此 $$x_1 \cdot x_2 = W(4) \cdot e^{W(4)} = 4$$。

答案为 $$A$$。

9. 解析:

函数 $$y = f(x)$$ 是 $$y = 2^x$$ 的反函数,因此 $$f(x) = \log_2 x$$。

$$f(2) = \log_2 2 = 1$$。

答案为 $$A$$。

10. 解析:

函数 $$f(x) = \log_a (x + b)$$ 过点 $$(0, 0)$$,故 $$\log_a b = 0$$,即 $$b = 1$$。

反函数 $$f^{-1}(x) = a^x - b$$ 过点 $$(1, 2)$$,故 $$a^1 - 1 = 2$$,即 $$a = 3$$。

因此 $$a + b = 4$$。

答案为 $$B$$。

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