格物学 第四章 指数函数与对数函数函数的拓展与综合

分段函数与方程、不等式问题-函数的拓展与综合知识点专题进阶选择题自测题答案-河南省等高一数学必修,平均正确率42.00000000000001%

2025-07-26
分段函数与方程、不等式问题-函数的拓展与综合知识点专题进阶选择题自测题答案-河南省等高一数学必修,平均正确率42.00000000000001%
1、['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', '函数单调性与奇偶性综合应用', '分段函数的单调性']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {x^{2}+2 x, x \geq0,} \\ {x^{2}-2 x, x < 0,} \\ \end{matrix} \right.$$若$$f (-a )+f ( a ) \leqslant2 f ( 1 ),$$则实数$${{a}}$$的取值范围是(

C

A.$$[-1, \ 0 )$$

B.$$[ 0, \ 1 ]$$

C.$$[-1, 1 ]$$

D.$$[-2, 2 ]$$

2、['分段函数与方程、不等式问题', '函数零点的值或范围问题']

正确率40.0%已知$${{a}{>}{2}}$$,函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) \ =\left\{\begin{matrix} {l o g_{a} ( x+1 )+x-2, \ x > 0} \\ {x+4-( \frac{1} {a} )^{x+1} x \leqslant0} \\ \end{matrix} \right.$$若函数$${{f}{(}{x}{)}}$$有两个零点$${{x}_{1}{,}{{x}_{2}}}$$,则(

D

A.$$\exists a > 2, ~ x_{1}-x_{2}=0$$

B.$$\exists a > 2, ~ x_{1}-x_{2}=1$$

C.$$\forall a > 2, ~ | x_{1}-x_{2} |=2$$

D.$$\forall a > 2, ~ | x_{1}-x_{2} |=3$$

3、['分段函数与方程、不等式问题', '根据函数零点个数求参数范围', '分段函数的图象']

正确率40.0%$${{9}}$$.已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) \ =\left\{\begin{matrix} {\frac{1} {x+1}-3, x \in(-1, 0 ]} \\ {x, x \in( 0, 1 ]} \\ \end{matrix} \right.$$,且$$g \textbf{\textit{( x )}}=f \textbf{\textit{( x )}}-m x-m$$在$$( \ -1, \ 1 ]$$内有且仅有两个不同的零点,则实数$${{m}}$$的取值范围是

A

A.$$( ~-\frac{9} {4}, ~-2 ] \cup~ ( 0, ~ \frac{1} {2} ]$$

B.$$( \ y-\frac{1 1} {4}, \ y-2 ] \cup( \ 0, \ \frac{1} {2} ]$$

C.$$( ~-\frac{9} {4}, ~-2 ] \cup~ ( 0, ~ \frac{2} {3} ]$$

D.$$( \ y-\frac{1 1} {4}, \ y-2 ] \cup\ ( \ 0, \ \frac{2} {3} ]$$

4、['分段函数与方程、不等式问题', '二次函数的图象分析与判断']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{}-x^{2}+a x, x \leqslant1,} \\ {} & {{} a^{2} x^{2}-7, x > 1,} \\ \end{aligned} \right.$$若存在$$x_{1}, ~ x_{2} \in R$$,且$${{x}_{1}{≠}{{x}_{2}}}$$,使$$f ( x_{1} )=f ( x_{2} )$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

A

A.$${{a}{<}{3}}$$

B.$$- 2 < a < 3$$

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

D.$${{a}{<}{2}}$$

5、['分段函数与方程、不等式问题', '分段函数的单调性', '函数单调性的应用', '二次函数的图象分析与判断', '不等式的性质']

正确率40.0%函数$$f \left( x \right)=\left\{\begin{aligned} {} & {{} x+\frac{1} {2}, x \in\left[ 0, \frac{1} {2} \right]} \\ {} & {{} 3 x^{2}, x \in\left[ \frac{1} {2}, 1 \right]} \\ \end{aligned} \right.$$,若存在$${{a}{<}{b}}$$,使得$$f \left( a \right)=f \left( b \right)$$,则$${{a}{⋅}{f}{{(}{b}{)}}}$$取值范围是(

A

A.$$\left[ \frac{3} {1 6}, \frac{1} {2} \right)$$

B.$$[ \frac{1} {8}, \frac{\sqrt{3}} {6} )$$

C.$$[ \frac{3} {8}, 3 )$$

D.$$\left[ \frac{3} {4}, 1 \right)$$

6、['分段函数与方程、不等式问题', '已知函数值(值域)求自变量或参数', '分段函数求值', '分段函数的定义']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l} {2^{x}+1, x < 1} \\ {x^{2}+a x, x \geq1,} \\ \end{array} \right.$$若$$f ( f ( 0 ) )=4 a$$,则实数$${{a}}$$等于$${{(}{)}}$$

C

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

B.$$\frac{4} {5}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{9}}$$

7、['分段函数与方程、不等式问题', '指数方程与指数不等式的解法']

正确率40.0%设函数$$f \left( x \right)=\left\{\begin{matrix} {x+1, x \leqslant0} \\ {2^{x}, x > 0} \\ \end{matrix} \right.$$,则满足$$f \left( x \right)+f \left( x-\frac1 2 \right) > 1$$的$${{x}}$$的取值范围是(

C

A.$$\left(-\frac1 2,+\infty\right)$$

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

C.$$\left(-\frac1 4,+\infty\right)$$

D.$$\left( \frac1 4,+\infty\right)$$

8、['分段函数与方程、不等式问题', '导数中不等式恒成立与存在性问题']

正确率40.0%函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {-\left( x-a \right)^{2}-k-a, x \leqslant a} \\ {\frac{\mathrm{e}^{x}} {a-x}, x > a} \\ \end{aligned} \right.$$,对$${{∀}{a}{∈}{R}}$$,若$$\exists x_{0} \in(-\infty, ~ a ],$$使得$$\forall x_{1} \in( a,+\infty)$$都有$$f ( x_{1} ) \leqslant f ( x_{0} )$$,则实数$${{k}}$$的取值范围是(

C

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

B.$$[ 1, ~+\infty)$$

C.$$(-\infty, 2 ]$$

D.$$[ 2, ~+\infty)$$

9、['分段函数与方程、不等式问题', '根据函数零点个数求参数范围']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {2^{x}, x \geqslant a} \\ {-x, x < a} \\ \end{matrix} \right.$$,若函数$${{f}{(}{x}{)}}$$存在零点,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

D

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

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

C.$$( 1,+\infty)$$

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

10、['分段函数与方程、不等式问题']

正确率40.0%已知$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{} \frac{1} {2} x+1, \ x \leqslant0,} \\ {} & {{}-( x-1 )^{2}, \ x > 0,} \\ \end{aligned} \right.$$使$$f ( x ) \geqslant-1$$成立的$${{x}}$$的取值范围是(

B

A.$$[-4, 1 ]$$

B.$$[-4, 2 ]$$

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

D.$$[-3, 1 ]$$

以下是各题的详细解析: --- ### 第1题解析

函数$$f(x)$$分段定义,需分别计算$$f(-a)$$和$$f(a)$$。

当$$a \geq 0$$时: - $$f(a) = a^2 + 2a$$ - $$f(-a) = (-a)^2 - 2(-a) = a^2 + 2a$$ 不等式变为$$2a^2 + 4a \leq 2(1^2 + 2 \cdot 1) = 6$$,即$$a^2 + 2a - 3 \leq 0$$,解得$$a \in [-3, 1]$$。结合$$a \geq 0$$,得$$a \in [0, 1]$$。

当$$a < 0$$时: - $$f(a) = a^2 - 2a$$ - $$f(-a) = (-a)^2 + 2(-a) = a^2 - 2a$$ 不等式同样为$$2a^2 - 4a \leq 6$$,即$$a^2 - 2a - 3 \leq 0$$,解得$$a \in [-1, 3]$$。结合$$a < 0$$,得$$a \in [-1, 0)$$。

综上,$$a \in [-1, 1]$$,选项**C**正确。

--- ### 第2题解析

函数$$f(x)$$在$$x > 0$$时为$$ \log_a(x+1) + x - 2 $$,在$$x \leq 0$$时为$$ x + 4 - \left(\frac{1}{a}\right)^{x+1} $$。

分析零点条件: 1. **$$x > 0$$部分**:设$$ \log_a(x+1) + x - 2 = 0 $$。当$$x=1$$时,$$ \log_a(2) - 1 = 0 $$,即$$a=2$$。但$$a > 2$$,故$$x_1 > 1$$。

2. **$$x \leq 0$$部分**:设$$ x + 4 - \left(\frac{1}{a}\right)^{x+1} = 0 $$。当$$x=-1$$时,$$ -1 + 4 - 1 = 2 \neq 0 $$;当$$x=-2$$时,$$ -2 + 4 - a = 0 $$,得$$a=2$$。但$$a > 2$$,故$$x_2 < -2$$。

通过计算,$$x_1 - x_2 = 3$$恒成立,但选项中无此答案。进一步分析发现,当$$a$$接近2时,$$x_1 \to 1$$,$$x_2 \to -2$$,差值趋近3。选项**D**正确。

--- ### 第3题解析

函数$$g(x) = f(x) - mx - m$$在$$(-1, 1]$$内有两个零点。

分段分析: 1. **$$x \in (-1, 0]$$**:$$ \frac{1}{x+1} - 3 - mx - m = 0 $$,即$$ \frac{1}{x+1} = mx + m + 3 $$。

2. **$$x \in (0, 1]$$**:$$ x - mx - m = 0 $$,即$$ x(1 - m) = m $$,解得$$ x = \frac{m}{1 - m} $$(需满足$$0 < x \leq 1$$)。

结合图像和边界条件,解得$$m \in \left(-\frac{9}{4}, -2\right] \cup \left(0, \frac{1}{2}\right]$$,选项**A**正确。

--- ### 第4题解析

函数$$f(x)$$在$$x \leq 1$$时为$$-x^2 + a x$$,在$$x > 1$$时为$$a^2 x^2 - 7$$。

要求存在$$x_1 \neq x_2$$使$$f(x_1) = f(x_2)$$,即函数非单调。

分析临界点$$x=1$$: - 左极限:$$f(1) = -1 + a$$ - 右极限:$$f(1^+) = a^2 - 7$$

需满足$$-1 + a \geq a^2 - 7$$,即$$a^2 - a - 6 \leq 0$$,解得$$a \in [-2, 3]$$。选项**B**正确。

--- ### 第5题解析

函数$$f(x)$$在$$[0, \frac{1}{2}]$$为$$x + \frac{1}{2}$$,在$$[\frac{1}{2}, 1]$$为$$3x^2$$。

设$$f(a) = f(b)$$,则$$a \in [0, \frac{1}{2}]$$,$$b \in [\frac{1}{2}, 1]$$,且$$a + \frac{1}{2} = 3b^2$$。

解得$$b \in \left[\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2}\right]$$,$$a = 3b^2 - \frac{1}{2}$$。

计算$$a \cdot f(b) = \left(3b^2 - \frac{1}{2}\right) \cdot 3b^2 = 9b^4 - \frac{3}{2}b^2$$,其取值范围为$$\left[\frac{3}{16}, \frac{1}{2}\right)$$,选项**A**正确。

--- ### 第6题解析

计算$$f(0) = 2^0 + 1 = 2$$,再计算$$f(f(0)) = f(2) = 2^2 + a \cdot 2 = 4 + 2a$$。

由题意$$4 + 2a = 4a$$,解得$$a = 2$$,选项**C**正确。

--- ### 第7题解析

函数$$f(x)$$分段定义,需分情况讨论不等式$$f(x) + f\left(x - \frac{1}{2}\right) > 1$$。

1. **$$x \leq 0$$**:$$f(x) = x + 1$$,$$f\left(x - \frac{1}{2}\right) = \left(x - \frac{1}{2}\right) + 1 = x + \frac{1}{2}$$。不等式为$$2x + \frac{3}{2} > 1$$,即$$x > -\frac{1}{4}$$。结合$$x \leq 0$$,得$$x \in \left(-\frac{1}{4}, 0\right]$$。

2. **$$0 < x \leq \frac{1}{2}$$**:$$f(x) = 2^x$$,$$f\left(x - \frac{1}{2}\right) = \left(x - \frac{1}{2}\right) + 1 = x + \frac{1}{2}$$。不等式为$$2^x + x + \frac{1}{2} > 1$$,恒成立。

3. **$$x > \frac{1}{2}$$**:$$f(x) = 2^x$$,$$f\left(x - \frac{1}{2}\right) = 2^{x - \frac{1}{2}}$$。不等式为$$2^x + 2^{x - \frac{1}{2}} > 1$$,恒成立。

综上,$$x \in \left(-\frac{1}{4}, +\infty\right)$$,选项**C**正确。

--- ### 第8题解析

函数$$f(x)$$在$$x \leq a$$时为$$-(x - a)^2 - k - a$$,在$$x > a$$时为$$\frac{e^x}{a - x}$$。

要求对任意$$a$$,存在$$x_0 \leq a$$,使得$$f(x_0) \geq f(x_1)$$对所有$$x_1 > a$$成立。即$$f(x_0)$$为全局最大值。

分析$$f(x)$$在$$x \leq a$$的最大值为$$f(a) = -k - a$$,在$$x > a$$时$$f(x)$$趋近$$-\infty$$。需满足$$-k - a \geq 0$$对所有$$a$$成立,即$$k \leq -a$$对所有$$a$$成立,故$$k \leq 1$$(取$$a = -1$$),选项**A**正确。

--- ### 第9题解析

函数$$f(x)$$在$$x \geq a$$时为$$2^x$$,在$$x < a$$时为$$-x$$。

若$$a \leq 0$$,$$f(x)$$在$$x < a$$时为$$-x > 0$$,在$$x \geq a$$时$$2^x \geq 1$$,无零点。

若$$a > 0$$,需$$2^a = -a$$,但$$2^a > 0$$且$$-a < 0$$,无解。进一步分析发现,当$$a < 0$$时,$$f(x)$$在$$x \to a^-$$时为$$-a$$,在$$x \to a^+$$时为$$2^a$$。若$$2^a = -a$$,即$$a = -1$$,此时有零点。

综上,$$a \in (-\infty, 0)$$,选项**A**正确。

--- ### 第10题解析

函数$$f(x)$$在$$x \leq 0$$时为$$\frac{1}{2}x + 1$$,在$$x > 0$$时为$$-(x - 1)^2$$。

解不等式$$f(x) \geq -1$$: 1. **$$x \leq 0$$**:$$\frac{1}{2}x + 1 \geq -1$$,即$$x \geq -4$$。

2. **$$x > 0$$**:$$-(x - 1)^2 \geq -1$$,即$$(x - 1)^2 \leq 1$$,解得$$x \in [0, 2]$$。

综上,$$x \in [-4, 2]$$,选项**B**正确。

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