格物学 第四章 指数函数与对数函数函数的拓展与综合

利用函数单调性解不等式-函数的拓展与综合知识点课后进阶选择题自测题解析-宁夏回族自治区等高一数学必修,平均正确率42.00000000000001%

2025-07-28
利用函数单调性解不等式-函数的拓展与综合知识点课后进阶选择题自测题解析-宁夏回族自治区等高一数学必修,平均正确率42.00000000000001%
1、['利用函数单调性解不等式', '函数单调性与奇偶性综合应用']

正确率19.999999999999996%已知函数$$f ( x )=\frac{\mathrm{e}^{x}-\mathrm{e}^{-x}} {2}+\operatorname{l n} ( \sqrt{1+x^{2}}+x ),$$若不等式$$f ( 2^{x}-4^{x} )+f ( m \cdot2^{x}-2 ) < \, 0$$对任意$${{x}{∈}{R}}$$恒成立,则实数$${{m}}$$的取值范围为(

D

A.$$(-\infty, ~ 2 \sqrt{2}+1 )$$

B.$$(-2 \sqrt{2}+1, ~+\infty)$$

C.$$(-2 \sqrt{2}+1, ~ 2 \sqrt{2}-1 )$$

D.$$(-\infty, ~ 2 \sqrt{2}-1 )$$

2、['函数奇偶性的应用', '利用函数单调性解不等式', '指数(型)函数的单调性']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\mathrm{e}^{-x}-\mathrm{e}^{x}-3 x^{3}-5 x+5$$$${{.}}$$若$${{f}{(}{a}{)}}$$$$+ f ( a-4 ) < 1 0$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

D

A.$${{a}{<}{1}}$$

B.$${{a}{<}{2}}$$

C.$${{a}{>}{1}}$$

D.$${{a}{>}{2}}$$

3、['利用函数单调性解不等式', '绝对值不等式的解法', '函数单调性与奇偶性综合应用']

正确率40.0%已知定义域为$$[-7, 7 ]$$的函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的图象是一条连续不断的曲线,且满足$$f (-x )+f ( x )=0$$$${{.}}$$若$$\forall x_{1}, x_{2} \in( 0, 7 ]$$,当$${{x}_{1}{<}{{x}_{2}}}$$时,总有$$\frac{f \left( x_{2} \right)} {x_{1}} > \frac{f \left( x_{1} \right)} {x_{2}}$$,则满足$$( 2 m-1 ) f ( 2 m-1 )$$$${{⩽}}$$$$( m+4 ) f ( m+4 )$$的实数$${{m}}$$的取值范围为 (

A

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

B.$$[-1, 5 ]$$

C.$$[-3, 5 ]$$

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

4、['函数奇偶性的应用', '利用函数单调性解不等式', '利用导数讨论函数单调性', '函数的对称性', '导数中的函数构造问题']

正确率40.0%已知在$${{R}}$$上的可导函数$${{f}{{(}{x}{)}}}$$的导函数为$$f^{'} \left( x \right)$$,满足$$f^{'} ( x ) < f ( x )$$,且$$f \, ( x+5 )$$为偶函数,$${{f}{{(}{{1}{0}}{)}}{=}{1}}$$,则不等式$${{f}{{(}{x}{)}}{<}{{e}^{x}}}$$的解集为(

A

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

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

C.$$( 5,+\infty)$$

D.$$( 1 0,+\infty)$$

5、['函数奇偶性的应用', '利用函数单调性解不等式', '函数单调性的判断']

正确率60.0%已知$$f \left( x \right)=\operatorname{l o g}_{2} \left\vert x \right\vert+2^{\left\vert x \right\vert}$$,则满足$$f \left( m \right) < f \left( 1-m \right)$$的$${{m}}$$范围为$${{(}{)}}$$

B

A.$$( 0, \frac{1} {2} )$$

B.$$(-\infty, \frac{1} {2} )$$

C.$$( {\frac{1} {2}}, 1 )$$

D.$$( \frac{1} {2},+\infty)$$

6、['函数奇偶性的应用', '利用函数单调性解不等式']

正确率60.0%已知函数$${{f}{(}{x}{)}}$$是定义在区间$$[-2, ~ 2 ]$$上的偶函数,当$$x \in[ 0, ~ 2 ]$$时,$${{f}{(}{x}{)}}$$是减函数,如果不等式$$f \ ( \ 1-m ) \ < f \ ( m )$$成立,则实数$${{m}}$$的取值范围是(

A

A.$$[-1, ~ \frac{1} {2} )$$

B.$$[ 1, \ 2 ]$$

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

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

7、['函数奇偶性的应用', '利用函数单调性解不等式', '函数单调性与奇偶性综合应用', '函数单调性的判断']

正确率40.0%若函数$$y=f ( \mathbf{x} )$$为奇函数,且在$$(-\infty, 0 )$$上单调递增,若$$f ( 2 )=0$$,则不等式$$f ( x ) > 0$$的解集为(

A

A.$$(-2, 0 ) \cup( 2,+\infty)$$

B.$$(-\infty,-2 ) \cup( 2,+\infty)$$

C.$$(-\infty,-2 ) \cup( 0, 2 )$$

D.$$(-2, 0 ) \cup( 0, 2 )$$

8、['利用函数单调性解不等式', '单调函数的运算性质', '对数(型)函数的单调性', '函数单调性与奇偶性综合应用']

正确率40.0%设$${{f}{(}{x}{)}}$$为定义在$${{R}}$$上的奇函数,当$${{x}{⩾}{0}}$$时,$$f ( x )=\operatorname{l o g} {_3 ( x+1 )}+a x^{2}-a+1$$$${{(}{a}}$$为常数$${{)}}$$,则不等式$${{a}}$$的解集为(

D

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

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

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

D.$$(-2,+\infty)$$

9、['利用函数单调性解不等式', '导数与单调性', '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%设定义在$${{R}}$$上的函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的导函数为$$f^{\cdot} ( x )$$,若$$f ( x )+f^{\cdot} ( x ) > 2, \, \, \, f ( 0 )=2 0 2 0$$,则不等式$$e^{x} f ( x ) > 2 e^{x}+2 0 1 8 ($$其中$${{e}}$$为自然对数的底数)的解集为$${{(}{)}}$$

A

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

B.$$( 2 0 1 8,+\infty)$$

C.$$( 2 0 2 0,+\infty)$$

D.$$(-\infty, 0 ) \cup( 2 0 1 8,+\infty)$$

10、['利用函数单调性解不等式', '抽象函数的应用', '对数的运算性质', '对数的换底公式及其推论']

正确率40.0%已知$${{f}{(}{x}{)}}$$是定义在$${{R}}$$上的单调函数,满足$$f [ f \mid x ) ~-e^{x} ]=1$$,且$$f ~ ( \ a ) ~ < f ~ ( b ) ~ < e$$,若$$l o g_{a} b+l o g_{b} a=\frac{1 0} {3}$$,则$${{a}}$$与$${{b}}$$的关系是(

A

A.$${{a}{=}{{b}^{3}}}$$

B.$${{b}{=}{{a}^{3}}}$$

C.$${{b}{=}{{a}^{4}}}$$

D.$${{a}{=}{{b}^{4}}}$$

1. 解析:

首先分析函数$$f(x)$$的性质:

$$f(x) = \frac{e^x - e^{-x}}{2} + \ln(\sqrt{1+x^2} + x)$$

注意到$$f(x)$$是奇函数,因为$$f(-x) = -f(x)$$。同时,$$f(x)$$在$$R$$上单调递增,因为其导数$$f'(x) = \frac{e^x + e^{-x}}{2} + \frac{1}{\sqrt{1+x^2}} > 0$$。

不等式$$f(2^x - 4^x) + f(m \cdot 2^x - 2) < 0$$可以转化为$$f(2^x - 4^x) < -f(m \cdot 2^x - 2) = f(2 - m \cdot 2^x)$$。由于$$f(x)$$单调递增,等价于$$2^x - 4^x < 2 - m \cdot 2^x$$。

设$$t = 2^x > 0$$,不等式变为$$t - t^2 < 2 - m t$$,整理得$$t^2 - (1 + m)t + 2 > 0$$对所有$$t > 0$$恒成立。

由于二次函数开口向上,判别式需满足$$\Delta = (1 + m)^2 - 8 < 0$$,解得$$-2\sqrt{2} + 1 < m < 2\sqrt{2} - 1$$。

因此,正确答案是C

2. 解析:

函数$$f(x) = e^{-x} - e^x - 3x^3 - 5x + 5$$,观察其性质:

$$f(x)$$是奇函数,因为$$f(-x) = -f(x)$$。不等式$$f(a) + f(a - 4) < 10$$可以改写为$$f(a) < 10 - f(a - 4) = f(4 - a)$$。

由于$$f(x)$$单调递减(导数$$f'(x) = -e^{-x} - e^x - 9x^2 - 5 < 0$$),所以$$a > 4 - a$$,解得$$a > 2$$。

因此,正确答案是D

3. 解析:

函数$$f(x)$$是奇函数且在$$(0, 7]$$上满足$$\frac{f(x_2)}{x_1} > \frac{f(x_1)}{x_2}$$,可以推导出$$f(x)/x$$在$$(0, 7]$$上单调递增。

不等式$$(2m - 1)f(2m - 1) \leq (m + 4)f(m + 4)$$需要考虑定义域$$2m - 1 \in [-7, 7]$$和$$m + 4 \in [-7, 7]$$,解得$$m \in [-3, 4]$$。

分情况讨论:

1. 若$$2m - 1 > 0$$且$$m + 4 > 0$$,则$$f(2m - 1)/(2m - 1) \leq f(m + 4)/(m + 4)$$,由于$$f(x)/x$$单调递增,得$$2m - 1 \leq m + 4$$,即$$m \leq 5$$。

2. 若$$2m - 1 < 0$$且$$m + 4 > 0$$,利用奇函数性质$$f(2m - 1) = -f(1 - 2m)$$,不等式化为$$-(2m - 1)f(1 - 2m) \leq (m + 4)f(m + 4)$$。由于$$f(x)/x$$单调递增,需$$1 - 2m \leq m + 4$$,即$$m \geq -1$$。

综上,$$m \in [-1, 4]$$。结合定义域限制,最终范围为$$[-1, 3]$$。

因此,正确答案是A

4. 解析:

由$$f(x + 5)$$为偶函数,得$$f(x + 5) = f(-x + 5)$$,说明$$f(x)$$关于$$x = 5$$对称。

不等式$$f(x) < e^x$$可以转化为$$\frac{f(x)}{e^x} < 1$$。设$$g(x) = \frac{f(x)}{e^x}$$,则$$g'(x) = \frac{f'(x) - f(x)}{e^x} < 0$$,说明$$g(x)$$单调递减。

已知$$f(10) = 1$$,所以$$g(10) = \frac{1}{e^{10}}$$。由于$$g(x)$$单调递减,解$$g(x) < 1$$等价于$$x > 10$$。

因此,正确答案是D

5. 解析:

函数$$f(x) = \log_2 |x| + 2^{|x|}$$是偶函数,且在$$x > 0$$时单调递增(因为导数$$f'(x) = \frac{1}{x \ln 2} + 2^x \ln 2 > 0$$)。

不等式$$f(m) < f(1 - m)$$等价于$$|m| < |1 - m|$$,解得$$m < \frac{1}{2}$$。

因此,正确答案是B

6. 解析:

函数$$f(x)$$是偶函数且在$$[0, 2]$$上单调递减,因此不等式$$f(1 - m) < f(m)$$等价于$$|1 - m| > |m|$$且$$1 - m, m \in [-2, 2]$$。

解$$|1 - m| > |m|$$得$$m < \frac{1}{2}$$。结合定义域限制,$$m \in [-1, \frac{1}{2})$$。

因此,正确答案是A

7. 解析:

函数$$f(x)$$是奇函数且在$$(-\infty, 0)$$上单调递增,因此在$$(0, +\infty)$$上也单调递增。

由$$f(2) = 0$$,得$$f(-2) = 0$$。不等式$$f(x) > 0$$的解集为$$x \in (-2, 0) \cup (2, +\infty)$$。

因此,正确答案是A

8. 解析:

函数$$f(x)$$是奇函数,且当$$x \geq 0$$时$$f(x) = \log_3(x + 1) + a x^2 - a + 1$$。

由奇函数性质$$f(0) = 0$$,代入得$$-a + 1 = 0$$,即$$a = 1$$。

不等式$$f(x) < 0$$在$$x \geq 0$$时无解(因为$$f(x) \geq 1$$),在$$x < 0$$时利用奇函数性质$$f(x) = -f(-x)$$,需$$f(-x) > 0$$。由于$$f(x)$$在$$x \geq 0$$时单调递增,$$f(-x) > 0$$等价于$$-x > 0$$,即$$x < 0$$。

因此,正确答案是A

9. 解析:

不等式$$e^x f(x) > 2e^x + 2018$$可以改写为$$f(x) > 2 + 2018e^{-x}$$。

设$$g(x) = e^x f(x) - 2e^x$$,则$$g'(x) = e^x(f(x) + f'(x) - 2) > 0$$,说明$$g(x)$$单调递增。

由$$g(0) = 2018$$,不等式$$g(x) > 2018$$等价于$$x > 0$$。

因此,正确答案是A

10. 解析:

由$$f(f(x) - e^x) = 1$$,设$$f(x) - e^x = C$$(常数),因为$$f(x)$$单调。代入得$$f(C) = 1$$,所以$$f(x) = e^x + C$$。

由$$f(a) < f(b) < e$$,得$$e^a + C < e^b + C < e$$,即$$a < b < 1$$。

由$$\log_a b + \log_b a = \frac{10}{3}$$,设$$t = \log_a b$$,则$$t + \frac{1}{t} = \frac{10}{3}$$,解得$$t = 3$$或$$t = \frac{1}{3}$$。

若$$t = 3$$,则$$b = a^3$$;若$$t = \frac{1}{3}$$,则$$b = a^{1/3}$$,但$$a < b < 1$$,只有$$b = a^3$$成立。

因此,正确答案是B

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