格物学 第四章 指数函数与对数函数函数的拓展与综合

已知函数值(值域)求自变量或参数-函数的拓展与综合知识点教师选题进阶自测题答案-青海省等高一数学必修,平均正确率50.0%

2025-05-17
已知函数值(值域)求自变量或参数-函数的拓展与综合知识点教师选题进阶自测题答案-青海省等高一数学必修,平均正确率50.0%
1、['已知函数值(值域)求自变量或参数']

正确率40.0%函数$$f ( x )=\operatorname{l o g}_{a} ( x+1 )+\operatorname{l o g}_{a} ( 1-x ) \left( a > 0, \ a \neq1, \ x \in\left[ 0, \ \frac{\sqrt{2}} {2} \right] \right),$$若$$f ( x )_{\mathrm{m a x}}-f ( x )_{\mathrm{m i n}}=1,$$则$${{a}}$$的值为(

C

A.$${{4}}$$

B.$${{4}}$$或$$\frac{1} {4}$$

C.$${{2}}$$或$$\frac{1} {2}$$

D.$${{2}}$$

2、['对数(型)函数的单调性', '已知函数值(值域)求自变量或参数']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{} ( 1-a ) x+3, \ x < 1.} \\ {} & {{} \operatorname{l n} x-2 a, \ x \geq1} \\ \end{aligned} \right.$$的值域为$${{R}{,}}$$则实数$${{a}}$$的取值范围是(

C

A.$${{(}{−}{∞}{,}{−}{4}{]}}$$

B.$${{(}{−}{4}{,}{1}{)}}$$

C.$${{[}{−}{4}{,}{1}{)}}$$

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

3、['已知函数值(值域)求自变量或参数']

正确率60.0%设函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {3 x-b, x < 1,} \\ {2^{x}, x \geqslant1,} \\ \end{aligned} \right.$$若$$f \left[ f \left( \frac{5} {6} \right) \right]=4,$$则$${{b}{=}}$$(

D

A.$${{1}}$$

B.$$\frac{7} {8}$$

C.$$\frac{3} {4}$$

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

4、['在给定区间上恒成立问题', '导数与单调性', '导数与最值', '利用导数讨论函数单调性', '已知函数值(值域)求自变量或参数', '导数中不等式恒成立与存在性问题']

正确率40.0%已知函数$${{f}{{(}{x}{)}}{=}{{x}^{2}}{{l}{n}}{x}{−}{a}{{(}{{x}^{2}}{−}{1}{)}}{{(}{a}{∈}{R}{)}}}$$,若$${{f}{{(}{x}{)}}{⩾}{0}}$$在$${{x}{∈}{{(}{0}{,}{1}{)}}}$$时恒成立,则实数$${{a}}$$的取值范围是

D

A.$${{[}{2}{,}{+}{∞}{)}}$$

B.$${{[}{1}{,}{+}{∞}{)}}$$

C.$$[ \frac{\sqrt2} 4,+\infty)$$

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

5、['已知函数值(值域)求自变量或参数', '分段函数的单调性']

正确率40.0%设函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {-x^{2}, x \leqslant0} \\ {\operatorname{l g} ( x+1 ), x > 0} \\ \end{aligned}, g ( x )=a x^{2}-2 a x+1 \right.$$,若对于任意的$${{x}_{1}{∈}{[}{−}{2}{,}{9}{]}}$$,存在$${{x}_{2}{∈}{[}{−}{2}{,}{2}{]}}$$,使得$${{g}{(}{{x}_{2}}{)}{=}{f}{(}{{x}_{1}}{)}}$$,则实数$${{a}}$$的取值范围为(

B

A.$$(-\infty,-\frac{5} {8} ] \cup( 0, 5 ]$$

B.$$(-\infty,-\frac{5} {8} ] \cup[ 5,+\infty)$$

C.$${{(}{−}{∞}{,}{−}{5}{]}{∪}{(}{0}{,}{3}{]}}$$

D.$${{(}{−}{∞}{,}{−}{5}{]}{∪}{(}{0}{,}{2}{]}}$$

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', '分段函数的图象']

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

C

A.$${{[}{−}{2}{,}{+}{∞}{)}}$$

B.$${({−}{∞}{,}{−}{2}{]}}$$

C.$${({−}{∞}{,}{\sqrt {2}}{]}}$$

D.$${({\sqrt {2}}{,}{+}{∞}{)}}$$

7、['函数求值域', '已知函数值(值域)求自变量或参数', '函数单调性的判断']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=1-\frac{1} {x} ( x > 0 )$$,若存在正实数$${{a}{,}{b}{(}{a}{<}{b}{)}}$$,使$${{y}{=}{f}{(}{x}{)}}$$的定义域为$${{(}{a}{,}{b}{)}}$$时,值域为$${{(}{m}{a}{,}{m}{b}{)}}$$,则实数$${{m}}$$的取值范围是(

B

A.$$m < \frac{1} {4}$$

B.$$0 < m < \frac{1} {4}$$

C.$$m < \frac{1} {4}$$且$${{m}{≠}{0}}$$

D.$$m > \frac{1} {4}$$

8、['导数与单调性', '已知函数值(值域)求自变量或参数', '分段函数模型的应用']

正确率40.0%若函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {1-2^{x}, x \leqslant0,} \\ {x^{3}-3 x+a, x > 0} \\ \end{matrix} \right.$$的值域为$${{[}{0}{,}{+}{∞}{)}}$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

A

A.$${{[}{2}{,}{3}{]}}$$

B.$${{(}{2}{,}{3}{]}}$$

C.$${{(}{−}{∞}{,}{2}{]}}$$

D.$${{(}{−}{∞}{,}{2}{)}}$$

9、['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']

正确率60.0%已知$$f \left( x \right)=\left\{\begin{aligned} {} & {{} x+2,} & {} & {{} x \leqslant-1,} \\ {} & {{} 2 x,} & {} & {{}-1 < x < 2,} \\ {} & {{} \frac{x^{2}} {2},} & {} & {{} x \geqslant2} \\ \end{aligned} \right.$$且$${{f}{{(}{a}{)}}{=}{3}}$$,则$${{a}}$$的值为(

C

A.$${{1}}$$或$${\sqrt {6}}$$

B.$${{1}}$$或$$\begin{array} {l l} {\frac{3} {2}} \\ \end{array}$$

C.$$\begin{array} {l l} {\frac{3} {2}} \\ \end{array}$$或$${\sqrt {6}}$$

D.$${{1}}$$或$$\begin{array} {l l} {\frac{3} {2}} \\ \end{array}$$或$${\sqrt {6}}$$

10、['对数方程与对数不等式的解法', '已知函数值(值域)求自变量或参数']

正确率60.0%若定义在区间$${{(}{−}{1}{,}{0}{)}}$$内的函数$$f ( x )=\operatorname{l o g}_{2 a} ( x+1 )$$满足$${{f}{(}{x}{)}{>}{0}}$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A

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

B.$$( 0, \frac{1} {2} ]$$

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

D.$${{(}{0}{,}{+}{∞}{)}}$$

以下是各题的详细解析:

1.

函数 $$f(x) = \log_a (x+1) + \log_a (1-x)$$ 定义域为 $$x \in [0, \frac{\sqrt{2}}{2}]$$,且 $$f(x)_{\text{max}} - f(x)_{\text{min}} = 1$$。

化简函数:$$f(x) = \log_a [(x+1)(1-x)] = \log_a (1 - x^2)$$。

在区间 $$[0, \frac{\sqrt{2}}{2}]$$ 上,$$1 - x^2$$ 单调递减,因此 $$f(x)$$ 的极值在端点处取得:

最大值 $$f(0) = \log_a 1 = 0$$,最小值 $$f\left(\frac{\sqrt{2}}{2}\right) = \log_a \left(1 - \frac{1}{2}\right) = \log_a \frac{1}{2}$$。

由题意:$$0 - \log_a \frac{1}{2} = 1$$,即 $$\log_a 2 = 1$$,解得 $$a = 2$$。

但若 $$a < 1$$,对数函数单调递减,此时 $$f(x)_{\text{max}} = \log_a \frac{1}{2}$$,$$f(x)_{\text{min}} = 0$$,解得 $$a = \frac{1}{2}$$。

综上,$$a = 2$$ 或 $$\frac{1}{2}$$,选项 C 正确。

2.

函数 $$f(x)$$ 为分段函数,值域为 $$\mathbb{R}$$,需满足两部分值域覆盖 $$\mathbb{R}$$。

当 $$x < 1$$ 时,$$f(x) = (1-a)x + 3$$ 为直线,若 $$1 - a \neq 0$$,其值域为 $$(-\infty, +\infty)$$ 或部分区间。若 $$1 - a = 0$$,$$f(x) = 3$$ 为常函数,不满足值域为 $$\mathbb{R}$$。

当 $$x \geq 1$$ 时,$$f(x) = \ln x - 2a$$ 的值域为 $$[-2a, +\infty)$$。

为确保值域为 $$\mathbb{R}$$,需 $$(1-a)x + 3$$ 的值域下限小于 $$-2a$$,即 $$1 - a < 0$$(直线向下),且当 $$x \to 1^-$$ 时,$$f(x) \to (1-a) \cdot 1 + 3 = 4 - a$$ 需大于等于 $$-2a$$。

解得 $$a > 1$$ 且 $$4 - a \geq -2a$$,即 $$a \geq -4$$。综合得 $$a \in [-4, 1)$$,选项 C 正确。

3.

函数 $$f(x)$$ 为分段函数,已知 $$f\left[f\left(\frac{5}{6}\right)\right] = 4$$。

首先计算 $$f\left(\frac{5}{6}\right)$$:由于 $$\frac{5}{6} < 1$$,$$f\left(\frac{5}{6}\right) = 3 \cdot \frac{5}{6} - b = \frac{5}{2} - b$$。

分情况讨论:

若 $$\frac{5}{2} - b \geq 1$$,即 $$b \leq \frac{3}{2}$$,则 $$f\left[f\left(\frac{5}{6}\right)\right] = 2^{\frac{5}{2} - b} = 4$$,解得 $$\frac{5}{2} - b = 2$$,即 $$b = \frac{1}{2}$$。

若 $$\frac{5}{2} - b < 1$$,即 $$b > \frac{3}{2}$$,则 $$f\left[f\left(\frac{5}{6}\right)\right] = 3\left(\frac{5}{2} - b\right) - b = \frac{15}{2} - 4b = 4$$,解得 $$b = \frac{7}{8}$$,但 $$\frac{7}{8} < \frac{3}{2}$$,矛盾。

综上,$$b = \frac{1}{2}$$,选项 D 正确。

4.

函数 $$f(x) = x^2 \ln x - a(x^2 - 1)$$ 在 $$x \in (0, 1)$$ 时 $$f(x) \geq 0$$ 恒成立。

当 $$x \to 0^+$$,$$f(x) \to -a(-1) = a$$,需 $$a \geq 0$$。

求导找极值点:$$f'(x) = 2x \ln x + x - 2a x$$,令 $$f'(x) = 0$$,解得 $$\ln x = a - \frac{1}{2}$$,即 $$x = e^{a - \frac{1}{2}}$$。

极小值点 $$x = e^{a - \frac{1}{2}}$$ 需满足 $$f(x) \geq 0$$,代入得 $$e^{2a - 1} \left(a - \frac{1}{2}\right) - a(e^{2a - 1} - 1) \geq 0$$。

化简得 $$a \geq \frac{1}{2}$$,因此 $$a \in [\frac{1}{2}, +\infty)$$,选项 D 正确。

5.

函数 $$f(x)$$ 和 $$g(x)$$ 满足对任意 $$x_1 \in [-2, 9]$$,存在 $$x_2 \in [-2, 2]$$ 使得 $$g(x_2) = f(x_1)$$。

先求 $$f(x)$$ 的值域:

当 $$x \leq 0$$,$$f(x) = -x^2 \in [-4, 0]$$;当 $$x > 0$$,$$f(x) = \lg(x+1) \in (-\infty, 1]$$。

因此 $$f(x)$$ 的值域为 $$(-\infty, 1]$$。

再求 $$g(x) = a x^2 - 2a x + 1$$ 在 $$x \in [-2, 2]$$ 的值域需覆盖 $$(-\infty, 1]$$。

若 $$a = 0$$,$$g(x) = 1$$ 不满足;若 $$a \neq 0$$,$$g(x)$$ 为抛物线,顶点在 $$x = 1$$。

当 $$a > 0$$,最小值在 $$x = 1$$,$$g(1) = 1 - a \leq -\infty$$ 不成立,需 $$g(-2) = 9a + 1 \geq 1$$ 且 $$g(2) = a + 1 \geq 1$$,显然成立,但需进一步限制 $$g(1) \leq 1$$,即 $$1 - a \leq 1$$,即 $$a \geq 0$$。

当 $$a < 0$$,最大值在 $$x = 1$$,$$g(1) = 1 - a \geq 1$$,需 $$g(-2) = 9a + 1 \leq 1$$,即 $$a \leq 0$$。

综合得 $$a \in (-\infty, -\frac{5}{8}] \cup (0, 5]$$,选项 A 正确。

6.

函数 $$f(x)$$ 为分段函数,满足 $$f(f(a)) \leq 2$$。

先解 $$f(x) \leq 2$$:

若 $$x < 0$$,$$x^2 + x \leq 2$$,解得 $$-2 \leq x \leq 1$$;若 $$x \geq 0$$,$$-x^2 \leq 2$$ 恒成立。

因此 $$f(x) \leq 2$$ 的解为 $$x \geq -2$$。

再解 $$f(a) \geq -2$$:

若 $$a < 0$$,$$a^2 + a \geq -2$$ 恒成立;若 $$a \geq 0$$,$$-a^2 \geq -2$$,解得 $$a \leq \sqrt{2}$$。

综上,$$a \in (-\infty, \sqrt{2}]$$,选项 C 正确。

7.

函数 $$f(x) = 1 - \frac{1}{x}$$ 在 $$(a, b)$$ 上的值域为 $$(m a, m b)$$。

因为 $$f(x)$$ 在 $$(0, +\infty)$$ 上单调递增,所以 $$f(a) = m a$$ 和 $$f(b) = m b$$。

即 $$1 - \frac{1}{a} = m a$$ 和 $$1 - \frac{1}{b} = m b$$。

设 $$a$$ 和 $$b$$ 为方程 $$1 - \frac{1}{x} = m x$$ 的两根,整理得 $$m x^2 - x + 1 = 0$$。

需判别式 $$\Delta = 1 - 4m > 0$$,即 $$m < \frac{1}{4}$$。

又因为 $$a > 0$$,$$b > 0$$,所以 $$m > 0$$。

综上,$$m \in (0, \frac{1}{4})$$,选项 B 正确。

8.

函数 $$f(x)$$ 的值域为 $$[0, +\infty)$$。

当 $$x \leq 0$$,$$f(x) = 1 - 2^x \in [0, 1)$$;当 $$x > 0$$,$$f(x) = x^3 - 3x + a$$。

求导得 $$f'(x) = 3x^2 - 3$$,极值点在 $$x = 1$$,$$f(1) = -2 + a$$。

需 $$f(1) \leq 0$$,即 $$a \leq 2$$,且当 $$x \to +\infty$$,$$f(x) \to +\infty$$。

同时需 $$f(0^+) = a \geq 0$$。

综上,$$a \in (-\infty, 2]$$,选项 C 正确。

9.

函数 $$f(x)$$ 为分段函数,满足 $$f(a) = 3$$。

分情况讨论:

若 $$a \leq -1$$,$$a + 2 = 3$$,解得 $$a = 1$$(不满足 $$a \leq -1$$);

若 $$-1 < a < 2$$,$$2a = 3$$,解得 $$a = \frac{3}{2}$$;

若 $$a \geq 2$$,$$\frac{a^2}{2} = 3$$,解得 $$a = \sqrt{6}$$。

综上,$$a = \frac{3}{2}$$ 或 $$\sqrt{6}$$,选项 C 正确。

10.

函数 $$f(x) = \log_{2a} (x+1)$$ 在 $$x \in (-1, 0)$$ 上满足 $$f(x) > 0$$。

因为 $$x + 1 \in (0, 1)$$,所以 $$\log_{2a} (x+1) > 0$$ 需 $$0 < 2a < 1$$,即 $$a \in (0, \frac{1}{2})$$。

选项 A 正确。

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