格物学 第四章 指数函数与对数函数函数的拓展与综合

函数中的存在性问题-函数的拓展与综合知识点回顾进阶单选题自测题解析-宁夏回族自治区等高一数学必修,平均正确率40.0%

2025-08-04
函数中的存在性问题-函数的拓展与综合知识点回顾进阶单选题自测题解析-宁夏回族自治区等高一数学必修,平均正确率40.0%
1、['在给定区间上恒成立问题', '函数中的存在性问题', '函数中的恒成立问题']

正确率40.0%设函数$$f \left( x \right)=e^{x}-e^{-x}, g \left( x \right)=\operatorname{l g} \biggl( m x^{2}-x+\frac{1} {4} \biggr)$$,若对任意$$x_{1} \in(-\infty, 0 ]$$,都存在$${{x}_{2}{∈}{R}}$$,使得$$f \left( x_{1} \right)=g \left( x_{2} \right)$$,则实数$${{m}}$$的最小值为

A

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

B.$${{−}{1}}$$

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

D.$${{0}}$$

2、['函数中的存在性问题', '充分、必要条件的判定']

正确率60.0%函数$$f ( x )=\sqrt{1-x^{2}}+a$$.则是$$\exists x_{0} \in[-1, \ 1 ]$$,使$$f \ ( \ x_{0} ) \ \geq0^{\prime\prime}$$的(

A

A.充分而不必要条件

B.必要而不充分条件

C.充分必要条件

D.既不充分也不必要条件

3、['利用函数单调性求参数的取值范围', '函数中的存在性问题', '导数与最值', '利用导数讨论函数单调性', '函数的对称性']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=l n x-x^{2}$$与$$g ( x )=\left( x-2 \right)^{2}+\frac{1} {2 ( 2-x )}-m ( m \in R )$$的图象上存在关于$$( 1, 0 )$$对称的点,则实数$${{m}}$$的取值范围是

D

A.$$(-\infty, 1-l n 2 )$$

B.$$(-\infty, 1-l n 2 ]$$

C.$$( 1-l n 2,+\infty)$$

D.$$[ 1-l n 2,+\infty)$$

4、['函数中的存在性问题', '函数的最大(小)值', '导数的四则运算法则', '基本初等函数的导数']

正确率40.0%已知函数$$f \left( x \right)=e^{x}-2 a x, \, \, \, g \left( x \right)=-x^{3}-a x^{2}$$,若不存在$$x_{1}, x_{2} \in R$$,使得$$f^{\prime} \left( x \right)=g^{\prime} \left( x \right)$$,则实数$${{a}}$$的取值范围为$${{(}{)}}$$

D

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

B.$$(-6, 0 )$$

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

D.$$[-6, 0 ]$$

5、['函数中的存在性问题', '函数的最大(小)值', '利用导数讨论函数单调性']

正确率19.999999999999996%设函数$$f ( x )=\frac{l n x} {x}+x-a ( a \in R )$$,若曲线$$y=\frac{2 e^{x+1}} {e^{2 x}+1} ( e$$是自然对数的底数)上存在点$$( \ x_{0}, \ y_{0} )$$使得$$f \langle\textit{f} ( \textit{f} ( \textit{y}_{0} ) \rangle\rangle\textit{}=y_{0}$$,则$${{a}}$$的取值范围是(

C

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

B.$$( \ 0, \ e ]$$

C.$$(-\infty, ~ \frac{1} {e} ]$$

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

6、['函数的新定义问题', '函数中的存在性问题', '导数与单调性']

正确率40.0%对于函数$${{f}{(}{x}{)}}$$和$${{g}{(}{x}{)}}$$,设$$\alpha\in\{x \in R | f \ ( x ) ~=0 \}, ~ \beta\in\{x \in R | g \ ( x ) ~=0 \},$$若存在$${{α}{,}{β}{,}}$$使得$$| \alpha-\beta| \leqslant1$$,则称$${{f}{(}{x}{)}}$$与$${{g}{(}{x}{)}}$$互为$${{“}}$$情侣函数$${{”}}$$.若函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=e^{x-2}+x-3$$与$$g \textbf( \textbf{x} ) ~=a \textbf{x}-l n \textbf{x}$$互为$${{“}}$$情侣函数$${{”}}$$,则实数$${{a}}$$的取值范围为(

C

A.$$[ \frac{l n 3} {3}, \ \frac{1} {e} ]$$

B.$$[ 0, ~ \frac{l n 3} {3} ]$$

C.$$[ 0, ~ \frac{1} {e} ]$$

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

7、['函数中的存在性问题', '导数与最值', '利用导数讨论函数单调性', '导数中的函数构造问题']

正确率40.0%已知函数$$f \ ( \textbf{x} ) \ =a \ ( \frac{1} {x}-x ) \ -2 l n \frac{1} {x} \ ( \textbf{a} \in R ) \, \ g \ ( \textbf{x} ) \ =-a x$$,若至少存在一个$$x_{0} \in[ \frac{1} {e}, \ 1 ]$$,使得$$f \ ( \textbf{x}_{0} ) \to g \ ( \textbf{x}_{0} )$$成立,则实数$${{a}}$$的取值范围为(

C

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

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

C.$$( \mathrm{\bf~ 0}, \mathrm{\bf~ \Lambda}+\infty)$$

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

8、['函数中的存在性问题']

正确率40.0%$${{[}{{2}{0}{1}{9}}{⋅}}$$北京人大附中模拟]已知函数$$f ( x )=\operatorname{l o g}_{2} x, \, \, \, g ( x )=2 x+a,$$若存在$$x_{1}, x_{2} \in\left[ \frac{1} {2}, 2 \right],$$使得$$f ( x_{1} )=g ( x_{2} ),$$则$${{a}}$$的取值范围是(

A

A.$$[-5, 0 ]$$

B.$$(-\infty,-5 ] \cup[ 0,+\infty)$$

C.$$(-5, 0 )$$

D.$$(-\infty,-5 ) \cup( 0,+\infty)$$

9、['函数中的存在性问题', '指数(型)函数的值域', '对数(型)函数的值域']

正确率40.0%设函数$$f \left( x \right)=-4^{x}+2^{x+1}-1$$,$$g \left( x \right)=\mathrm{l g} \, \left( a x^{2}-4 x+1 \right)$$,若对任意$${{x}_{1}{∈}{R}}$$,都存在$${{x}_{2}{∈}{R}}$$,使$$f \left( x_{1} \right)=g \left( x_{2} \right)$$,则实数$${{a}}$$的取值范围为(

B

A.$$( 0, 4 ]$$

B.$$(-\infty, 4 ]$$

C.$$(-4, 0 ]$$

D.$$[ 4,+\infty)$$

10、['函数中的存在性问题', '导数与极值', '利用导数求参数的取值范围']

正确率40.0%若函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ {x} \\ \end{matrix} \right)=[ x^{3}+3 x^{2}+9 \left( \begin{matrix} {a+6} \\ \end{matrix} \right) . x+6-a ] e^{-x}$$在区间$$( \ 2, \ 4 )$$上存在极大值点,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

C

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

B.$$( \mathrm{~-\infty, ~} \mathrm{~-7 )}$$

C.$$( \mathit{\omega} 8, \mathit{\omega}-7 )$$

D.$$( \begin{array} {l l} {-8,} & {-7} \\ \end{array} ]$$

1. 解析:

函数 $$f(x) = e^x - e^{-x}$$ 在 $$x \in (-\infty, 0]$$ 时的值域为 $$(-\infty, 0]$$。函数 $$g(x) = \lg(mx^2 - x + \frac{1}{4})$$ 必须有定义且值域包含 $$(-\infty, 0]$$。

定义域要求:$$mx^2 - x + \frac{1}{4} > 0$$ 对所有 $$x \in \mathbb{R}$$ 成立,即判别式 $$\Delta = 1 - m < 0$$,得 $$m > 1$$。

值域要求:$$g(x)$$ 的最小值 $$\leq 0$$。设 $$h(x) = mx^2 - x + \frac{1}{4}$$,其最小值为 $$\frac{4m \cdot \frac{1}{4} - 1}{4m} = \frac{m - 1}{4m}$$。

因为 $$g(x)$$ 的值域为 $$[\lg(\frac{m - 1}{4m}), +\infty)$$,所以 $$\lg(\frac{m - 1}{4m}) \leq 0$$,即 $$\frac{m - 1}{4m} \leq 1$$,解得 $$m \geq -\frac{1}{3}$$。

综上,$$m$$ 的最小值为 $$-\frac{1}{3}$$,故选 A

2. 解析:

函数 $$f(x) = \sqrt{1 - x^2} + a$$ 在 $$x \in [-1, 1]$$ 时的值域为 $$[a, 1 + a]$$。

存在 $$x_0 \in [-1, 1]$$ 使 $$f(x_0) \geq 0$$ 等价于 $$1 + a \geq 0$$,即 $$a \geq -1$$。

而 $$f(0) = 1 + a \geq 0$$ 是 $$a \geq -1$$ 的充要条件,故选 C

3. 解析:

设点 $$(x, y)$$ 在 $$f(x)$$ 上,对称点为 $$(2 - x, -y)$$ 在 $$g(x)$$ 上,即 $$-y = g(2 - x)$$。

代入得 $$-\ln x + x^2 = (x)^2 + \frac{1}{2x} - m$$,化简为 $$m = \ln x + \frac{1}{2x} + x^2 - x^2 = \ln x + \frac{1}{2x}$$。

设 $$h(x) = \ln x + \frac{1}{2x}$$,求导得 $$h'(x) = \frac{1}{x} - \frac{1}{2x^2}$$,极值点为 $$x = \frac{1}{2}$$。

$$h(\frac{1}{2}) = \ln \frac{1}{2} + 1 = 1 - \ln 2$$,且 $$h(x)$$ 在 $$(0, \frac{1}{2})$$ 递减,在 $$(\frac{1}{2}, +\infty)$$ 递增。

因此 $$m \leq 1 - \ln 2$$,故选 B

4. 解析:

$$f'(x) = e^x - 2a$$,$$g'(x) = -3x^2 - 2a x$$。

条件要求 $$e^x - 2a \neq -3x^2 - 2a x$$ 对所有 $$x \in \mathbb{R}$$ 成立。

即 $$e^x + 3x^2 + 2a x - 2a \neq 0$$。设 $$h(x) = e^x + 3x^2 + 2a x - 2a$$,需 $$h(x) \neq 0$$ 对所有 $$x$$ 成立。

求导得 $$h'(x) = e^x + 6x + 2a$$,若 $$h(x)$$ 有极值,需极值点处 $$h(x) \neq 0$$。

通过分析可得 $$a \in [-6, 0]$$ 时 $$h(x)$$ 无零点,故选 D

5. 解析:

曲线 $$y = \frac{2e^{x+1}}{e^{2x} + 1}$$ 的值域为 $$(0, e]$$。

条件 $$f(f(f(y_0))) = y_0$$ 要求 $$y_0$$ 是 $$f$$ 的不动点或周期点。

分析 $$f(x) = \frac{\ln x}{x} + x - a$$,若 $$f(y_0) = y_0$$,则 $$a = \frac{\ln y_0}{y_0}$$。

因为 $$y_0 \in (0, e]$$,$$\frac{\ln y_0}{y_0}$$ 的最大值为 $$\frac{1}{e}$$(当 $$y_0 = e$$ 时)。

因此 $$a \leq \frac{1}{e}$$,故选 C

6. 解析:

函数 $$f(x) = e^{x-2} + x - 3$$ 的零点 $$\alpha$$ 满足 $$e^{\alpha-2} + \alpha - 3 = 0$$,解得 $$\alpha \approx 2$$。

函数 $$g(x) = a x - \ln x$$ 的零点 $$\beta$$ 满足 $$a \beta = \ln \beta$$。

条件 $$|\alpha - \beta| \leq 1$$ 即 $$1 \leq \beta \leq 3$$。

设 $$a = \frac{\ln \beta}{\beta}$$,求 $$a$$ 的范围。函数 $$h(\beta) = \frac{\ln \beta}{\beta}$$ 在 $$[1, e]$$ 递增,在 $$[e, +\infty)$$ 递减。

$$h(1) = 0$$,$$h(e) = \frac{1}{e}$$,$$h(3) = \frac{\ln 3}{3}$$,因此 $$a \in \left[0, \frac{1}{e}\right]$$,故选 C

7. 解析:

条件要求存在 $$x_0 \in \left[\frac{1}{e}, 1\right]$$ 使 $$f(x_0) \geq g(x_0)$$,即 $$a\left(\frac{1}{x_0} - x_0\right) - 2\ln \frac{1}{x_0} \geq -a x_0$$。

化简为 $$a \left(\frac{1}{x_0} - x_0 + x_0\right) \geq -2\ln x_0$$,即 $$a \geq -2x_0 \ln x_0$$。

设 $$h(x_0) = -2x_0 \ln x_0$$,在 $$x_0 \in \left[\frac{1}{e}, 1\right]$$ 时,$$h(x_0)$$ 的最大值为 $$\frac{2}{e}$$(当 $$x_0 = \frac{1}{e}$$ 时)。

因此 $$a \geq 0$$,故选 D

8. 解析:

函数 $$f(x) = \log_2 x$$ 在 $$\left[\frac{1}{2}, 2\right]$$ 的值域为 $$[-1, 1]$$。

函数 $$g(x) = 2x + a$$ 在 $$\left[\frac{1}{2}, 2\right]$$ 的值域为 $$[1 + a, 4 + a]$$。

条件要求 $$[1 + a, 4 + a]$$ 与 $$[-1, 1]$$ 有交集,即 $$1 + a \leq 1$$ 且 $$4 + a \geq -1$$。

解得 $$-5 \leq a \leq 0$$,故选 A

9. 解析:

函数 $$f(x) = -4^x + 2^{x+1} - 1$$ 的值域为 $$(-\infty, 0]$$。

函数 $$g(x) = \lg(a x^2 - 4x + 1)$$ 必须有定义且值域包含 $$(-\infty, 0]$$。

定义域要求:$$a x^2 - 4x + 1 > 0$$ 对所有 $$x \in \mathbb{R}$$ 成立,即 $$a > 0$$ 且判别式 $$\Delta = 16 - 4a < 0$$,得 $$a > 4$$。

值域要求:$$g(x)$$ 的最小值 $$\leq 0$$。设 $$h(x) = a x^2 - 4x + 1$$,其最小值为 $$\frac{4a - 16}{4a} = 1 - \frac{4}{a}$$。

因为 $$g(x)$$ 的值域为 $$[\lg(1 - \frac{4}{a}), +\infty)$$,所以 $$\lg(1 - \frac{4}{a}) \leq 0$$,即 $$1 - \frac{4}{a} \leq 1$$,恒成立。

综上,$$a \geq 4$$,故选 D

10. 解析:

函数 $$f(x) = [x^3 + 3x^2 + 9(a + 6)x + 6 - a] e^{-x}$$ 在 $$(2, 4)$$ 存在极大值点。

求导得 $$f'(x) = e^{-x}[-x^3 + (9a + 54)x + (6 - a) + 3x^2 + 6x + 9(a + 6)]$$。

化简后需 $$-x^3 + 3x^2 + (9a + 60)x + (12 - a) = 0$$ 在 $$(2, 4)$$ 有解。

设 $$h(x) = -x^3 + 3x^2 + (9a + 60)x + (12 - a)$$,需 $$h(2) h(4) < 0$$。

计算得 $$h(2) = -8 + 12 + (18a + 120) + (12 - a) = 17a + 136$$,$$h(4) = -64 + 48 + (36a + 240) + (12 - a) = 35a + 236$$。

不等式 $$(17a + 136)(35a + 236) < 0$$ 的解为 $$-8 < a < -7$$,故选 C

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