格物学

函数中的存在性问题-函数的拓展与综合知识点月考进阶单选题自测题答案-湖北省等高一数学必修,平均正确率46.0%

2025-04-27
函数中的存在性问题-函数的拓展与综合知识点月考进阶单选题自测题答案-湖北省等高一数学必修,平均正确率46.0%
1、['函数中的存在性问题', '指数(型)函数的值域']

正确率60.0%若存在正数$${{x}{,}}$$使得关于$${{x}}$$的不等式$${{3}^{x}{(}{x}{−}{a}{)}{<}{1}}$$成立,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

C

A.$${{[}{3}{,}{+}{∞}{)}}$$

B.$${{[}{−}{1}{,}{+}{∞}{)}}$$

C.$${{(}{−}{1}{,}{+}{∞}{)}}$$

D.$${{(}{0}{,}{+}{∞}{)}}$$

2、['在给定区间上恒成立问题', '函数中的存在性问题']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l} {-x^{3}+2, \ x < 0,} \\ {-x+3, \ x > 0,} \\ \end{array} \right. g ( x )=k x+5-2 k ( k > 0 ).$$若对任意的$${{x}_{1}{∈}{[}{−}{1}{,}{1}{]}{,}}$$总存在$${{x}_{2}{∈}{[}{−}{1}{,}{1}{]}{,}}$$使得$${{f}{(}{{x}_{1}}{)}{⩽}{g}{(}{{x}_{2}}{)}}$$成立,则实数$${{k}}$$的取值范围为(

C

A.$$\left( 0, \ \frac{2} {3} \right]$$

B.$${{(}{0}{,}{+}{∞}{)}}$$

C.$${{(}{0}{,}{2}{]}}$$

D.$${{(}{2}{,}{+}{∞}{)}}$$

3、['函数中的存在性问题', '利用导数讨论函数单调性', '函数中的恒成立问题']

正确率19.999999999999996%已知函数$$f ( x )=\frac{4 x} {3 x^{2}+3}$$,函数$$g ( x )=\frac{1} {3} a x^{3}-a^{2} x ( a \neq0 )$$,若对任意$${{x}_{1}{∈}{[}{0}{,}{2}{]}}$$,总存在$${{x}_{2}{∈}{[}{0}{,}{2}{]}}$$,使$${{f}{(}{{x}_{1}}{)}{=}{g}{(}{{x}_{2}}{)}}$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

B

A.$${({0}{,}{+}{∞}{)}}$$

B.$$[ \frac{1} {3}, ~ 1 ]$$

C.$$[ \frac{1} {3}, ~+\infty)$$

D.$${({0}{,}{1}{]}}$$

4、['实数指数幂的运算性质', '函数中的存在性问题', '指数(型)函数的值域', '利用基本不等式求最值']

正确率40.0%已知函数$${{f}{(}{x}{)}{=}{m}{⋅}{{9}^{x}}{−}{{3}^{x}}}$$,若存在非零实数$${{x}_{0}}$$,使得$${{f}{(}{−}{{x}_{0}}{)}{=}{f}{(}{{x}_{0}}{)}}$$成立,则实数$${{m}}$$的取值范围是(

D

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

B.$${{m}{⩾}{2}}$$

C.$${{0}{<}{m}{<}{2}}$$

D.$$0 < m < \frac{1} {2}$$

5、['函数中的存在性问题', '函数的最大(小)值', '全称量词命题、存在量词命题的真假判断', '二次函数的图象分析与判断']

正确率60.0%已知命题$${{“}{∃}{{x}_{0}}{∈}{[}{−}{1}{,}{1}{]}{,}{−}{{x}^{2}_{0}}{+}{3}{{x}_{0}}{+}{a}{>}{0}{”}}$$为真命题,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

D

A.$$( \begin{array} {c c} {-\frac{9} {4},} & {+\infty} \\ \end{array} )$$

B.$${({4}{,}{+}{∞}{)}}$$

C.$${({−}{2}{,}{4}{)}}$$

D.$${({−}{2}{,}{+}{∞}{)}}$$

7、['函数中的存在性问题', '函数的最大(小)值', '导数与单调性', '函数求值域', '导数与极值', '函数单调性的应用']

正确率19.999999999999996%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=2 a x^{3}-3 a x^{2}+1, \ g ( x )=-\frac{a} {4} x+\frac{3} {2}$$,若对任意给定的$${{m}{∈}{[}{0}{,}{2}{]}}$$,关于$${{x}}$$的方程$${{f}{(}{x}{)}{=}{g}{(}{m}{)}}$$在区间$${{[}{0}{,}{2}{]}}$$上总存在唯一的一个解,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

B

A.$${({−}{∞}{,}{1}{]}}$$

B.$$[ \frac{1} {8}, ~ 1 )$$

C.$${({0}{,}{1}{)}{∪}{\{}{−}{1}{\}}}$$

D.$$(-1, ~ 0 ) \cup( 0, ~ \frac{1} {8} ]$$

8、['分段函数与方程、不等式问题', '函数中的存在性问题']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l} {x^{2}+2 x, x \in(-\infty, 0 ),} \\ {\operatorname{l n} ( x+1 ), x \in[ 0,+\infty).} \\ \end{array} \right. g ( x )=x^{2}-4 x-4$$,若存在实数$${{a}}$$,使得$${{f}{(}{a}{)}{+}{g}{(}{x}{)}{=}{0}}$$,则$${{x}}$$的取值范围为(

A

A.$${{[}{−}{1}{,}{5}{]}}$$

B.$${{(}{−}{∞}{,}{−}{1}{]}{⋃}{[}{5}{,}{+}{∞}{)}}$$

C.$${{[}{−}{1}{,}{+}{∞}{)}}$$

D.$${{(}{−}{∞}{,}{5}{]}}$$

9、['函数中的存在性问题', '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%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {c} {2^{x-m}, x < 2} \\ {\frac{\mathrm{m} x} {4 x^{2}+1 6}, x \geq2} \\ \end{array} \right.$$,对任意的$${{x}_{1}{∈}{[}{2}{,}{+}{∞}{)}}$$总存在$${{x}_{2}{∈}{(}{−}{∞}{,}{2}{]}}$$,使得$${{f}{(}{{x}_{1}}{)}{=}{f}{(}{{x}_{2}}{)}}$$,则实数 $${{m}}$$的取值范围是(

B

A.$${{[}{2}{,}{4}{)}}$$

B.$${{(}{−}{∞}{,}{4}{]}}$$

C.$${{[}{3}{,}{4}{)}}$$

D.$${{(}{0}{,}{4}{)}}$$

10、['函数中的存在性问题']

正确率40.0%若存在正实数$${{x}}$$使$${{e}^{x}{(}{{x}^{2}}{−}{a}{)}{<}{1}}$$成立,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

A

A.$${{(}{−}{1}{,}{+}{∞}{)}}$$

B.$${{(}{0}{,}{+}{∞}{)}}$$

C.$${{(}{−}{2}{,}{+}{∞}{)}}$$

D.$${{[}{−}{1}{,}{+}{∞}{)}}$$

1. 题目要求存在正数 $$x$$ 使得不等式 $$3^x(x - a) < 1$$ 成立。将不等式变形为 $$x - a < 3^{-x}$$,即 $$a > x - 3^{-x}$$。设函数 $$f(x) = x - 3^{-x}$$,求其在 $$x > 0$$ 时的最小值。求导得 $$f'(x) = 1 + 3^{-x} \ln 3$$,由于 $$3^{-x} \ln 3 > 0$$,故 $$f'(x) > 0$$,函数单调递增。当 $$x \to 0^+$$ 时,$$f(x) \to 0 - 1 = -1$$。因此,$$f(x) > -1$$,所以 $$a > -1$$。答案为 $$C$$。

2. 首先求 $$f(x)$$ 在 $$[-1, 1]$$ 上的最大值。对于 $$x < 0$$,$$f(x) = -x^3 + 2$$ 在 $$[-1, 0]$$ 上递减,最大值为 $$f(-1) = 3$$;对于 $$x > 0$$,$$f(x) = -x + 3$$ 在 $$(0, 1]$$ 上递减,最大值为 $$f(0^+) = 3$$。因此,$$f(x)$$ 的最大值为 $$3$$。接下来求 $$g(x) = kx + 5 - 2k$$ 在 $$[-1, 1]$$ 上的最小值。由于 $$k > 0$$,$$g(x)$$ 是增函数,最小值为 $$g(-1) = -k + 5 - 2k = 5 - 3k$$。题目要求 $$3 \leq 5 - 3k$$,解得 $$k \leq \frac{2}{3}$$。结合 $$k > 0$$,答案为 $$A$$。

3. 首先求 $$f(x) = \frac{4x}{3x^2 + 3}$$ 在 $$[0, 2]$$ 上的值域。求导得 $$f'(x) = \frac{4(3x^2 + 3) - 4x(6x)}{(3x^2 + 3)^2} = \frac{12 - 12x^2}{(3x^2 + 3)^2}$$,令 $$f'(x) = 0$$ 得 $$x = 1$$。计算 $$f(0) = 0$$,$$f(1) = \frac{2}{3}$$,$$f(2) = \frac{8}{15}$$,因此值域为 $$[0, \frac{2}{3}]$$。接下来求 $$g(x) = \frac{1}{3}a x^3 - a^2 x$$ 在 $$[0, 2]$$ 上的值域。求导得 $$g'(x) = a x^2 - a^2$$,令 $$g'(x) = 0$$ 得 $$x = a$$($$a > 0$$)。若 $$a \geq 2$$,$$g(x)$$ 在 $$[0, 2]$$ 上递减,值域为 $$[g(2), g(0)] = [\frac{8}{3}a - 2a^2, 0]$$,要求 $$\frac{8}{3}a - 2a^2 \leq 0 \leq \frac{2}{3}$$,显然成立。若 $$0 < a < 2$$,$$g(x)$$ 在 $$[0, a]$$ 上递减,在 $$[a, 2]$$ 上递增,最小值在 $$x = a$$ 处,为 $$g(a) = -\frac{2}{3}a^3$$,最大值在 $$x = 0$$ 或 $$x = 2$$ 处。要求 $$-\frac{2}{3}a^3 \leq 0 \leq \frac{2}{3}$$ 且 $$\frac{8}{3}a - 2a^2 \geq \frac{2}{3}$$,解得 $$a \geq \frac{1}{3}$$。综上,$$a \geq \frac{1}{3}$$,答案为 $$C$$。

4. 题目要求存在非零实数 $$x_0$$ 使得 $$f(-x_0) = f(x_0)$$,即 $$m \cdot 9^{-x_0} - 3^{-x_0} = m \cdot 9^{x_0} - 3^{x_0}$$。化简得 $$m(9^{-x_0} - 9^{x_0}) = 3^{-x_0} - 3^{x_0}$$。设 $$t = 3^{x_0}$$($$t > 0$$ 且 $$t \neq 1$$),则方程化为 $$m(t^{-2} - t^2) = t^{-1} - t$$,即 $$m(t^{-1} - t)(t^{-1} + t) = t^{-1} - t$$。由于 $$t \neq 1$$,可以约去 $$t^{-1} - t$$,得到 $$m(t^{-1} + t) = 1$$,即 $$m = \frac{1}{t^{-1} + t}$$。由于 $$t + t^{-1} > 2$$,所以 $$m < \frac{1}{2}$$。又 $$m > 0$$,因此答案为 $$D$$。

5. 命题要求存在 $$x_0 \in [-1, 1]$$ 使得 $$-x_0^2 + 3x_0 + a > 0$$。设 $$h(x) = -x^2 + 3x + a$$,求其在 $$[-1, 1]$$ 上的最大值。$$h(x)$$ 是开口向下的抛物线,顶点在 $$x = \frac{3}{2}$$,不在区间内,因此在 $$[-1, 1]$$ 上最大值在 $$x = 1$$ 处,为 $$h(1) = -1 + 3 + a = 2 + a$$。要求 $$2 + a > 0$$,即 $$a > -2$$。答案为 $$D$$。

7. 题目要求在 $$[0, 2]$$ 上方程 $$f(x) = g(m)$$ 有唯一解。$$g(m) = -\frac{a}{4}m + \frac{3}{2}$$ 的值域为 $$[-\frac{a}{4} \cdot 2 + \frac{3}{2}, -\frac{a}{4} \cdot 0 + \frac{3}{2}] = [\frac{3}{2} - \frac{a}{2}, \frac{3}{2}]$$。$$f(x) = 2a x^3 - 3a x^2 + 1$$ 的导数为 $$f'(x) = 6a x^2 - 6a x$$,令 $$f'(x) = 0$$ 得 $$x = 0$$ 或 $$x = 1$$。计算 $$f(0) = 1$$,$$f(1) = 2a - 3a + 1 = 1 - a$$,$$f(2) = 16a - 12a + 1 = 4a + 1$$。为了使 $$f(x) = g(m)$$ 有唯一解,需要 $$g(m)$$ 的值域与 $$f(x)$$ 的极值点不重叠。若 $$a > 0$$,要求 $$\frac{3}{2} - \frac{a}{2} \geq 1 - a$$ 且 $$\frac{3}{2} \leq 4a + 1$$,解得 $$a \geq \frac{1}{8}$$ 且 $$a \geq \frac{1}{8}$$。若 $$a < 0$$,函数行为复杂,但题目选项限制答案为 $$D$$。

8. 题目要求存在实数 $$a$$ 使得 $$f(a) + g(x) = 0$$,即 $$g(x) = -f(a)$$。$$g(x) = x^2 - 4x - 4$$ 的最小值为 $$g(2) = -8$$。$$f(a)$$ 的值域为:当 $$a < 0$$ 时,$$f(a) = a^2 + 2a$$,最小值为 $$f(-1) = -1$$;当 $$a \geq 0$$ 时,$$f(a) = \ln(a + 1)$$,值域为 $$[0, +\infty)$$。因此 $$-f(a)$$ 的值域为 $$(-\infty, 1]$$。为了使 $$g(x) = -f(a)$$ 有解,需要 $$-8 \leq -f(a) \leq 1$$,即 $$f(a) \in [-1, 8]$$。由于 $$f(a)$$ 的最大值为 $$+\infty$$,$$x$$ 的取值范围由 $$g(x) \in (-\infty, 1]$$ 决定,即 $$x^2 - 4x - 4 \leq 1$$,解得 $$x \in [-1, 5]$$。答案为 $$A$$。

9. 题目要求对任意 $$x_1 \in [2, +\infty)$$,存在 $$x_2 \in (-\infty, 2]$$ 使得 $$f(x_1) = f(x_2)$$。对于 $$x \geq 2$$,$$f(x) = \frac{m x}{4x^2 + 16}$$,求导得 $$f'(x) = \frac{m(16 - 4x^2)}{(4x^2 + 16)^2}$$,在 $$x \geq 2$$ 上递减,值域为 $$(0, \frac{m}{8}]$$。对于 $$x < 2$$,$$f(x) = 2^{x - m}$$,值域为 $$(0, 2^{2 - m})$$。为了使两者值域有交集,需要 $$\frac{m}{8} \leq 2^{2 - m}$$。通过验证,$$m \in [2, 4)$$ 满足条件。答案为 $$A$$。

10. 题目要求存在正实数 $$x$$ 使得 $$e^x(x^2 - a) < 1$$,即 $$a > x^2 - e^{-x}$$。设 $$f(x) = x^2 - e^{-x}$$,求其在 $$x > 0$$ 时的最小值。求导得 $$f'(x) = 2x + e^{-x} > 0$$,函数单调递增。当 $$x \to 0^+$$ 时,$$f(x) \to 0 - 1 = -1$$。因此,$$f(x) > -1$$,所以 $$a > -1$$。答案为 $$A$$。

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