格物学 第四章 指数函数与对数函数函数的拓展与综合

函数零点个数的判定-函数的拓展与综合知识点专题进阶自测题答案-吉林省等高一数学必修,平均正确率48.0%

2025-05-17
函数零点个数的判定-函数的拓展与综合知识点专题进阶自测题答案-吉林省等高一数学必修,平均正确率48.0%
1、['函数零点个数的判定', '分段函数的图象']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {-x+1, \ x \leqslant1,} \\ {\operatorname{l n} ( x-1 ), \ x > 1.} \\ \end{aligned} \right.$$则函数$${{g}{(}{x}{)}{=}{f}{[}{f}{(}{x}{)}{]}{−}{2}}$$的零点个数为(

A

A.$${{3}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{1}}$$

2、['函数奇偶性的应用', '正弦(型)函数的奇偶性', '正弦(型)函数的周期性', '对数(型)函数的单调性', '函数零点个数的判定', '分段函数的图象']

正确率40.0%已知函数$${{f}{(}{x}{)}}$$是定义域为$${{R}}$$的奇函数.当$${{x}{>}{0}}$$时,$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {-\mathrm{l n} x, 0 < x < 1,} \\ {2 f ( x-1 )+\frac{1} {2}, x > 1,} \\ \end{aligned} \right.$$则函数$$g ( x )=f ( x )-\mathrm{s i n} \frac{\pi} {4} x$$在$${{[}{−}{π}{,}{π}{]}}$$上的零点个数为(

C

A.$${{3}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{6}}$$

3、['对数(型)函数的单调性', '函数零点个数的判定', '函数零点存在定理']

正确率60.0%函数$$f ( x )=\frac{1} {2} x^{2}+\operatorname{l n} \! x-2 0 2 0$$的零点个数是(

C

A.$${{3}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{0}}$$

4、['函数奇偶性的应用', '函数的周期性', '正弦函数图象的画法', '余弦函数图象的画法', '函数零点个数的判定']

正确率40.0%设定义在$${{R}}$$上的函数$${{f}{(}{x}{)}}$$是最小正周期为$${{π}}$$的偶函数,,当$$x \in[ 0, \frac{\pi} {2} ]$$时$$f ( x )=\frac{1} {2} \operatorname{c o s} x$$,则函数$${{y}{=}{f}{(}{x}{)}{−}{{s}{i}{n}}{x}}$$在$${{[}{−}{2}{π}{,}{2}{π}{]}}$$上的零点个数为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{2}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{8}}$$

5、['分段函数与方程、不等式问题', '函数零点个数的判定', '分段函数的图象']

正确率40.0%已知函数$$f \left( x \right)=\left\{\begin{matrix} {\frac{2^{x}+2} {2}, x \leqslant1,} \\ {\left| \operatorname{l o g}_{2} \left( x-1 \right) \right|, x > 1,} \\ \end{matrix} \right.$$则函数$$F \left( x \right)=f \left[ f \left( x \right) \right]-2 f \left( x \right)-\frac{3} {2}$$的零点个数是$${{(}{)}}$$

A

A.$${{4}}$$

B.$${{5}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{7}}$$

6、['函数图象的对称变换', '函数图象的翻折变换', '函数零点个数的判定']

正确率40.0%如果已知$${{0}{<}{a}{<}{1}}$$,则方程$$a^{| x |}=| \mathrm{l o g}_{a} x |$$的实根个数为(

A

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{4}}$$

D.与$${{a}}$$的值有关

7、['函数零点个数的判定', '函数零点存在定理']

正确率40.0%函数$${{f}{(}{x}{)}{=}{{2}^{x}}{+}{x}{−}{5}}$$零点的个数为(

A

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

8、['导数与极值', '函数零点的概念', '函数零点个数的判定']

正确率60.0%函数$${{f}{(}{x}{)}{=}{{x}^{2}}{+}{x}{−}{{l}{n}}{x}}$$的零点的个数是$${{(}{)}}$$

A

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

10、['导数与单调性', '导数与极值', '函数零点个数的判定']

正确率60.0%函数$${{f}{(}{x}{)}{=}{2}{{x}^{3}}{−}{3}{x}{+}{1}}$$零点的个数为(

C

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

1. 解析:首先分析函数 $$g(x) = f(f(x)) - 2$$ 的零点。

分段函数 $$f(x)$$ 定义如下:

$$f(x) = \begin{cases} -x + 1, & x \leq 1, \\ \ln(x - 1), & x > 1. \end{cases}$$

设 $$f(x) = t$$,则 $$g(x) = 0$$ 等价于 $$f(t) = 2$$。

解 $$f(t) = 2$$:

(1) 当 $$t \leq 1$$ 时,$$-t + 1 = 2$$ 得 $$t = -1$$。

(2) 当 $$t > 1$$ 时,$$\ln(t - 1) = 2$$ 得 $$t = e^2 + 1$$。

接下来解 $$f(x) = -1$$ 和 $$f(x) = e^2 + 1$$:

(1) 解 $$f(x) = -1$$:

若 $$x \leq 1$$,$$-x + 1 = -1$$ 得 $$x = 2$$(不满足 $$x \leq 1$$,舍去)。

若 $$x > 1$$,$$\ln(x - 1) = -1$$ 得 $$x = 1 + e^{-1}$$(满足 $$x > 1$$)。

(2) 解 $$f(x) = e^2 + 1$$:

若 $$x \leq 1$$,$$-x + 1 = e^2 + 1$$ 得 $$x = -e^2$$(满足 $$x \leq 1$$)。

若 $$x > 1$$,$$\ln(x - 1) = e^2 + 1$$ 得 $$x = 1 + e^{e^2 + 1}$$(满足 $$x > 1$$)。

综上,$$g(x)$$ 有三个零点:$$x = 1 + e^{-1}$$、$$x = -e^2$$、$$x = 1 + e^{e^2 + 1}$$。答案为 $$A$$。

2. 解析:函数 $$g(x) = f(x) - \sin\left(\frac{\pi}{4}x\right)$$ 的零点。

由于 $$f(x)$$ 是奇函数,先分析 $$x \geq 0$$ 的情况:

(1) 当 $$0 < x < 1$$ 时,$$f(x) = -\ln x$$,$$g(x) = -\ln x - \sin\left(\frac{\pi}{4}x\right)$$。

(2) 当 $$x > 1$$ 时,$$f(x) = 2f(x - 1) + \frac{1}{2}$$,递推求解。

利用奇函数性质,$$f(-x) = -f(x)$$,再结合周期性分析零点。

通过图像分析或数值计算,$$g(x)$$ 在 $$[-\pi, \pi]$$ 上有 $$5$$ 个零点。答案为 $$C$$。

3. 解析:函数 $$f(x) = \frac{1}{2}x^2 + \ln x - 2020$$ 的零点。

定义域为 $$x > 0$$。

求导得 $$f'(x) = x + \frac{1}{x} > 0$$,函数单调递增。

当 $$x \to 0^+$$ 时,$$f(x) \to -\infty$$;当 $$x \to +\infty$$ 时,$$f(x) \to +\infty$$。

由中间值定理,存在唯一零点。答案为 $$C$$。

4. 解析:函数 $$y = f(x) - \sin x$$ 在 $$[-2\pi, 2\pi]$$ 上的零点。

$$f(x)$$ 是最小正周期为 $$\pi$$ 的偶函数,且当 $$x \in [0, \frac{\pi}{2}]$$ 时,$$f(x) = \frac{1}{2}\cos x$$。

通过周期性和偶函数性质,画出 $$f(x)$$ 和 $$\sin x$$ 的图像,交点个数为 $$4$$。答案为 $$B$$。

5. 解析:函数 $$F(x) = f(f(x)) - 2f(x) - \frac{3}{2}$$ 的零点。

设 $$f(x) = t$$,则 $$F(x) = 0$$ 等价于 $$f(t) - 2t - \frac{3}{2} = 0$$。

解 $$f(t) = 2t + \frac{3}{2}$$:

(1) 当 $$t \leq 1$$ 时,$$\frac{2^t + 2}{2} = 2t + \frac{3}{2}$$,化简得 $$2^t = 4t + 1$$。

(2) 当 $$t > 1$$ 时,$$|\log_2(t - 1)| = 2t + \frac{3}{2}$$。

通过图像分析,共有 $$5$$ 个解。答案为 $$B$$。

6. 解析:方程 $$a^{|x|} = |\log_a x|$$ 的实根个数。

设 $$0 < a < 1$$,画出 $$y = a^{|x|}$$ 和 $$y = |\log_a x|$$ 的图像。

两曲线在 $$x > 0$$ 时有两个交点,在 $$x < 0$$ 时无交点。答案为 $$A$$。

7. 解析:函数 $$f(x) = 2^x + x - 5$$ 的零点。

求导得 $$f'(x) = 2^x \ln 2 + 1 > 0$$,函数单调递增。

当 $$x \to -\infty$$ 时,$$f(x) \to -\infty$$;当 $$x \to +\infty$$ 时,$$f(x) \to +\infty$$。

由中间值定理,存在唯一零点。答案为 $$A$$。

8. 解析:函数 $$f(x) = x^2 + x - \ln x$$ 的零点。

定义域为 $$x > 0$$。

求导得 $$f'(x) = 2x + 1 - \frac{1}{x}$$,令 $$f'(x) = 0$$ 得 $$x = \frac{1}{2}$$。

当 $$x \in (0, \frac{1}{2})$$ 时,$$f'(x) < 0$$;当 $$x \in (\frac{1}{2}, +\infty)$$ 时,$$f'(x) > 0$$。

最小值 $$f\left(\frac{1}{2}\right) = \frac{3}{4} + \ln 2 > 0$$,故无零点。答案为 $$A$$。

10. 解析:函数 $$f(x) = 2x^3 - 3x + 1$$ 的零点。

求导得 $$f'(x) = 6x^2 - 3$$,临界点为 $$x = \pm \frac{\sqrt{2}}{2}$$。

分析极值和函数值:

$$f\left(-\frac{\sqrt{2}}{2}\right) > 0$$,$$f\left(\frac{\sqrt{2}}{2}\right) < 0$$,$$f(1) = 0$$。

结合图像,共有 $$3$$ 个零点。答案为 $$C$$。

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