正确率40.0%苏格兰数学家科林麦克劳林$$\mathrm{( C o l i n ~ M a c l a u r i n )}$$研究出了著名的$$\mathrm{M a c l a u r i n}$$级数展开式,受到了世界上顶尖数学家的广泛认可,下面是麦克劳林建立的其中一个公式:$$\operatorname{l n} \left( 1+x \right)=x-\frac{x^{2}} 2+\frac{x^{3}} 3-\frac{x^{4}} 4$$$$+ \cdots+(-1 )^{n-1} \frac{x^{n}} {n}+\cdots$$,试根据此公式估计下面代数式$$\sqrt{2}+\frac{2 \sqrt{2}} {3}+\frac{4 \sqrt{2}} {5}-\frac{4} {3}+\cdots+$$$$(-1 )^{n-1} \frac{( \sqrt{2} )^{n}} {n}+\cdots( n \geqslant5 )$$的近似值为()(可能用到数值$$\operatorname{l n} 2. 4 1 4=0. 8 8 1,$$)
B
A.$$2. 7 8 8$$
B.$$2. 8 8 1$$
C.$$2. 8 8 6$$
D.$$2. 9 0 2$$
2、['函数的新定义问题', '函数的周期性', '分段函数求值']正确率60.0%已知符号函数$$\mathrm{s g n} ( x )=\left\{\begin{aligned} {1,} & {{} \ x > 0,} \\ {0,} & {{} \ x=0,} \\ {-1,} & {{} \ x < 0,} \\ \end{aligned} \right.$$偶函数$${{f}{(}{x}{)}}$$满足$$f ( x+2 )=f ( x ),$$且当$$x \in[ 0, ~ 1 ]$$时$$. ~ f ( x )=x,$$则()
C
A.$$\mathrm{s g n} [ f ( x ) ] > 0$$
B.$$f \left( \frac{4 0 4 1} {2} \right)=1$$
C.$$\mathrm{s g n} [ f ( 2 k ) ]=0 ( k \in{\bf Z} )$$
D.$$\mathrm{s g n} [ f ( k ) ]=| \mathrm{s g n} ( k ) | ( k \in{\bf Z} )$$
3、['函数的新定义问题']正确率60.0%函数$${{f}{(}{x}{)}}$$满足条件:对于函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的零点$${{x}_{0}}$$,当$$\left\{\begin{matrix} {( a-x_{0} ) ( b-x_{0} ) < 0} \\ {( a-b ) [ f ( a )-f ( b ) ] < 0} \\ \end{matrix} \right.$$成立时,恒有$${{a}{b}{<}{{x}^{2}_{0}}}$$或$$a+b < 2 x_{0}$$,则称函数$${{f}{(}{x}{)}}$$为$${{“}}$$好函数$${{”}}$$.则下列三个函数:$$\odot f ( x )=| l g x |, \, \, \odot f ( x )=| \operatorname{c o s} x | ( 0 \leqslant x \leqslant\pi),$$,为$${{“}}$$好函数$${{”}}$$的个数有$${{(}{)}}$$
D
A.$${{0}}$$个
B.$${{1}}$$个
C.$${{2}}$$个
D.$${{3}}$$个
4、['函数的新定义问题', '正弦(型)函数的定义域和值域', '余弦(型)函数的定义域和值域']正确率40.0%定义运算:$$a * b=\left\{\begin{array} {l l} {a, a > b} \\ {b, a \leq b} \\ \end{array} \right.$$,如$$1 * 2=2$$,则函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ {x} \\ \end{matrix} \right)=\operatorname{s i n} x * \operatorname{c o s} x$$的值域为()
A
A.$$[-1, ~ 1 ]$$
B.$$[-\frac{\sqrt{2}} {2}, ~ \frac{\sqrt{2}} {2} ]$$
C.$$[-\frac{\sqrt{2}} {2}, ~ 1 ]$$
D.$$[-1, ~ \frac{\sqrt{2}} {2} ]$$
5、['利用诱导公式化简', '函数的新定义问题', '导数的四则运算法则', '给值求角', '半角公式', '特殊角的三角函数值', '函数零点的值或范围问题']正确率19.999999999999996%给出定义:设$$f^{\prime} ( x )$$是函数$${{y}{=}{f}{{(}{x}{)}}}$$的导函数,$$f^{\prime\prime} ( x )$$是函数$$f^{\prime} ( x )$$的导函数,若$$f^{\prime\prime} ( x )$$有零点$${{x}_{0}}$$,则称点$$( x_{0}, f ( x_{0} ) )$$为原函数$${{y}{=}{f}{{(}{x}{)}}}$$的$${{“}}$$拐点$${{”}}$$。已知函数$$f \left( x \right)=\frac{\operatorname{s i n} x} {\operatorname{s i n} x+\operatorname{c o s} x}$$的拐点是$$M ( x_{0}, f ( x_{0} ) )$$,则点$${{M}{(}{)}}$$
D
A.在直线$$y=-3 x$$上
B.在直线$${{y}{=}{3}{x}}$$上
C.在直线$$y=\frac{1} {3}$$上
D.在直线$$y=\frac{1} {2}$$上
6、['分段函数与方程、不等式问题', '函数的新定义问题', '函数奇、偶性的图象特征', '绝对值的概念与几何意义']正确率40.0%设函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) ~=\operatorname* {m i n} \{| x-2 |, ~ x^{2}, ~ | x+2 | \}$$,其中$$\operatorname* {m i n} \{x, ~ y, ~ z \}$$表示$$x, ~ y, ~ z$$中的最小者.下列说法错误的是()
D
A.函数$${{f}{(}{x}{)}}$$为偶函数
B.若$$x \in[ 1, ~+\infty)$$时,有$$f \ ( \ x-2 ) \ \leq f \ ( \ x )$$
C.若$${{x}{∈}{R}}$$时,$$f \left( \textit{f} ( \textbf{x} ) \right) \leqslant f \left( \textbf{x} \right)$$
D.若$$x \in[-4, ~ 4 ]$$时,$$\left| f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)-2 \right| \geqslant f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)$$
7、['函数的新定义问题', '分段函数与方程、不等式问题', '分段函数的图象']正确率40.0%在平面直角坐标系中,如果 不同两点$${{M}{,}{N}}$$满足条件:$${①{M}{,}{N}}$$都在函数$${{y}{=}{f}{{(}{x}{)}}}$$的图象上;$${②{M}{,}{N}}$$关于原点对称,则称点对$$[ M, N ]$$为函数$${{y}{=}{f}{{(}{x}{)}}}$$的一组$${{“}}$$友好点$${}^{n} ( [ M, N ]$$与$$[ N, M ]$$看作一组$${{“}}$$友好点$${{”}{)}}$$.已知定义在$$[ 0,+\infty)$$上的函数$${{f}{{(}{x}{)}}}$$满足$$f \left( x+2 \right)=2 f \left( x \right)$$,且当$$x \in[ 0, 2 ]$$时,$$f \left( x \right)=\operatorname{s i n} \frac{\pi} {2} x$$,则函数$$g ( x )=\left\{\begin{matrix} {f ( x ), 0 \leqslant x \leqslant8} \\ {\frac{2} {3} x,-8 \leqslant x < 0} \\ \end{matrix} \right.$$的$${{“}}$$友好点$${{”}}$$的组数为()
C
A.$${{5}}$$
B.$${{6}}$$
C.$${{7}}$$
D.$${{8}}$$
8、['函数的新定义问题', '利用导数求参数的取值范围', '利用导数讨论函数单调性']正确率40.0%已知函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的定义域为$${{A}}$$,若其值域也为$${{A}}$$,则称区间$${{A}}$$为$${{f}{(}{x}{)}}$$的保值区间.若$$f ( x )=x+m-l n x$$的保值区间是$$[ e,+\infty)$$,则$${{m}}$$的值为$${{(}{)}}$$
B
A.$$\frac{1} {2}$$
B.$${{1}}$$
C.$${\sqrt {3}}$$
D.$${{e}}$$
9、['函数的新定义问题', '利用导数讨论函数单调性']正确率40.0%定义在$${{R}}$$上的函数$${{f}{(}{x}{)}}$$,如果存在函数$$g ( x )=a x+b, ( a, b )$$为常数$${{)}}$$,使得$$f ( x ) \geqslant g ( x )$$对一切实数$${{x}}$$都成立,则称$${{g}{(}{x}{)}}$$为函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的一个承托函数,如下命题中正确的是()
B
A.函数$$g ( x )=-2$$是函数$$f \left( x \right)=\left\{\begin{matrix} {\operatorname{l n} x, x > 0} \\ {1, x \leqslant0} \\ \end{matrix} \right.$$的一个承托函数
B.函数$$g ( x ) \!=\! x \!-\! 1$$是函数$$f ( x ) \!=\! x+\mathrm{s i n} x$$的一个承托函数
C.若函数$$g ( x )=a x$$是函数$$f ( x )=\mathrm{e}^{x}$$的一个承托函数,则$${{a}}$$的取值范围是$$[ 0, \mathrm{e} ]$$
D.值域是$${{R}}$$的函数$${{f}{(}{x}{)}}$$不存在承托函数
10、['函数的新定义问题', '函数零点个数的判定']正确率40.0%函数$$f ( x )=$$$${{[}{x}{]}}$$的函数值表示不超过$${{x}}$$的最大整数,例如$$f (-3. 5 )=[-3. 5 ]=-4$$,$$f ( 2. 1 )=[ 2. 1 ]=2$$,则$$f ( x )-x=0$$的解有 ()
D
A.$${{1}}$$个
B.$${{2}}$$个
C.$${{3}}$$个
D.无数个
1. 解析:
题目给出的级数是麦克劳林展开式,而所求的代数式可以表示为:
$$S = \sqrt{2} - \frac{(\sqrt{2})^2}{2} + \frac{(\sqrt{2})^3}{3} - \frac{(\sqrt{2})^4}{4} + \cdots$$
这与麦克劳林展开式 $$\ln(1+x) = x - \frac{x^2}{2} + \frac{x^3}{3} - \frac{x^4}{4} + \cdots$$ 形式一致,令 $$x = \sqrt{2}$$,则:
$$S = \ln(1 + \sqrt{2})$$
已知 $$\sqrt{2} \approx 1.414$$,所以 $$1 + \sqrt{2} \approx 2.414$$,题目给出 $$\ln 2.414 \approx 0.881$$,但计算更精确的值:
$$\ln(1 + \sqrt{2}) \approx 0.881$$
然而,选项中最接近的是 B 选项 $$2.881$$,但题目可能有其他隐含计算。进一步检查:
实际上,题目给出的代数式是:
$$\sqrt{2} + \frac{2\sqrt{2}}{3} + \frac{4\sqrt{2}}{5} - \frac{4}{3} + \cdots$$
这部分似乎不直接对应麦克劳林展开式,可能是题目描述有误或需要重新理解。但根据选项和近似值,最可能的是 $$\ln(1 + \sqrt{2}) \approx 0.881$$,因此选 B。
答案:B
2. 解析:
函数 $$f(x)$$ 是偶函数且满足 $$f(x+2) = f(x)$$,因此它是周期为 2 的偶函数。当 $$x \in [0, 1]$$ 时,$$f(x) = x$$,由偶性可得 $$x \in [-1, 0]$$ 时 $$f(x) = -x$$。
对于选项:
A. $$\mathrm{sgn}[f(x)] > 0$$:不成立,因为 $$f(x)$$ 可以为 0(如 $$x = 0$$)。
B. $$f\left(\frac{4041}{2}\right) = 1$$:计算 $$\frac{4041}{2} = 2020.5$$,周期为 2,所以 $$f(2020.5) = f(0.5) = 0.5 \neq 1$$,错误。
C. $$\mathrm{sgn}[f(2k)] = 0$$:对于整数 $$k$$,$$2k$$ 是偶数,$$f(2k) = f(0) = 0$$,因此 $$\mathrm{sgn}[f(2k)] = 0$$,正确。
D. $$\mathrm{sgn}[f(k)] = |\mathrm{sgn}(k)|$$:对于 $$k \neq 0$$,$$f(k)$$ 可能为正或负(如 $$k = 1$$ 时 $$f(1) = 1$$,$$k = -1$$ 时 $$f(-1) = 1$$),但 $$\mathrm{sgn}[f(k)] = 1$$,而 $$|\mathrm{sgn}(k)| = 1$$,所以成立。但对于 $$k = 0$$,$$\mathrm{sgn}[f(0)] = 0$$,而 $$|\mathrm{sgn}(0)| = 0$$,也成立。
但更严格检查:对于 $$k = 2$$,$$f(2) = f(0) = 0$$,$$\mathrm{sgn}[f(2)] = 0$$,而 $$|\mathrm{sgn}(2)| = 1$$,不成立。因此 D 不完全正确。
最正确的是 C。
答案:C
3. 解析:
题目定义“好函数”为满足特定条件的函数。对于给定的三个函数:
1. $$f(x) = |\lg x|$$:零点为 $$x = 1$$。检查条件:若 $$(a-1)(b-1) < 0$$ 且 $$(a-b)[f(a)-f(b)] < 0$$,则要求 $$ab < 1$$ 或 $$a + b < 2$$。对于 $$a = 0.1$$,$$b = 10$$,$$ab = 1$$ 不满足 $$ab < 1$$,且 $$a + b = 10.1 > 2$$,因此不满足“好函数”定义。
2. $$f(x) = |\cos x|$$($$0 \leq x \leq \pi$$):零点为 $$x = \frac{\pi}{2}$$。检查条件:若 $$(a - \frac{\pi}{2})(b - \frac{\pi}{2}) < 0$$ 且 $$(a-b)[f(a)-f(b)] < 0$$,则要求 $$ab < \left(\frac{\pi}{2}\right)^2$$ 或 $$a + b < \pi$$。对于 $$a = 0$$,$$b = \pi$$,$$ab = 0 < \left(\frac{\pi}{2}\right)^2$$ 成立,因此满足“好函数”定义。
3. $$f(x) = |x^2 - 1|$$:零点为 $$x = \pm 1$$。检查条件:若 $$(a-1)(b-1) < 0$$ 且 $$(a-b)[f(a)-f(b)] < 0$$,则要求 $$ab < 1$$ 或 $$a + b < 2$$。对于 $$a = 0$$,$$b = 2$$,$$ab = 0 < 1$$ 成立,因此满足“好函数”定义。
综上,有两个函数满足条件。
答案:C
4. 解析:
定义运算 $$a * b = \max(a, b)$$,因此 $$f(x) = \sin x * \cos x = \max(\sin x, \cos x)$$。
分析 $$\sin x$$ 和 $$\cos x$$ 的大小关系:
- 当 $$\sin x \geq \cos x$$ 时,$$f(x) = \sin x$$;
- 当 $$\sin x < \cos x$$ 时,$$f(x) = \cos x$$。
求交点 $$\sin x = \cos x$$,即 $$x = \frac{\pi}{4} + k\pi$$($$k \in \mathbb{Z}$$)。在 $$[0, \frac{\pi}{2}]$$ 区间内,$$\sin x$$ 从 0 增加到 1,$$\cos x$$ 从 1 减少到 0,交点 $$x = \frac{\pi}{4}$$。因此:
- 对于 $$x \in [0, \frac{\pi}{4}]$$,$$\cos x \geq \sin x$$,$$f(x) = \cos x$$,取值范围为 $$\left[\frac{\sqrt{2}}{2}, 1\right]$$;
- 对于 $$x \in [\frac{\pi}{4}, \frac{\pi}{2}]$$,$$\sin x \geq \cos x$$,$$f(x) = \sin x$$,取值范围为 $$\left[\frac{\sqrt{2}}{2}, 1\right]$$。
由于 $$\sin x$$ 和 $$\cos x$$ 的周期性,整体值域为 $$\left[\frac{\sqrt{2}}{2}, 1\right]$$。
但题目选项中有 $$[-\frac{\sqrt{2}}{2}, 1]$$,可能是考虑负值区间。进一步分析:
对于 $$x \in [-\frac{\pi}{4}, 0]$$,$$\sin x \leq \cos x$$,$$f(x) = \cos x$$,取值范围为 $$\left[\frac{\sqrt{2}}{2}, 1\right]$$;
对于 $$x \in [-\frac{\pi}{2}, -\frac{\pi}{4}]$$,$$\sin x \leq \cos x$$,$$f(x) = \cos x$$,取值范围为 $$\left[0, \frac{\sqrt{2}}{2}\right]$$。
因此,整体值域为 $$[0, 1]$$ 并包含部分负值,但更接近选项 C $$[-\frac{\sqrt{2}}{2}, 1]$$。
答案:C
5. 解析:
定义“拐点”为 $$f''(x_0) = 0$$ 的点。给定函数:
$$f(x) = \frac{\sin x}{\sin x + \cos x}$$
求导:
$$f'(x) = \frac{\cos x (\sin x + \cos x) - \sin x (\cos x - \sin x)}{(\sin x + \cos x)^2} = \frac{1}{(\sin x + \cos x)^2}$$
再求二阶导:
$$f''(x) = -\frac{2(\cos x - \sin x)}{(\sin x + \cos x)^3}$$
令 $$f''(x_0) = 0$$,则 $$\cos x_0 - \sin x_0 = 0$$,即 $$x_0 = \frac{\pi}{4} + k\pi$$($$k \in \mathbb{Z}$$)。
计算 $$f(x_0)$$:
$$f\left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{\sin \frac{\pi}{4}}{\sin \frac{\pi}{4} + \cos \frac{\pi}{4}} = \frac{\frac{\sqrt{2}}{2}}{\frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2}} = \frac{1}{2}$$
因此,拐点为 $$\left(\frac{\pi}{4}, \frac{1}{2}\right)$$,显然在直线 $$y = \frac{1}{2}$$ 上。
答案:D
6. 解析:
函数 $$f(x) = \min\{|x-2|, x^2, |x+2|\}$$ 是偶函数,因为 $$f(-x) = f(x)$$,A 正确。
对于 B,当 $$x \in [1, +\infty)$$ 时,$$f(x-2)$$ 和 $$f(x)$$ 的关系需要具体分析。例如,$$x = 3$$ 时 $$f(1) = 1$$,$$f(3) = 1$$,不满足 $$f(1) \leq f(3)$$,因此 B 错误。
对于 C,对于所有 $$x \in \mathbb{R}$$,$$f(f(x)) \leq f(x)$$ 成立,因为 $$f(x)$$ 的值域为 $$[0, +\infty)$$,且 $$f$$ 是递减的。
对于 D,当 $$x \in [-4, 4]$$ 时,$$|f(x) - 2| \geq f(x)$$ 成立,因为 $$f(x) \leq 2$$。
因此,错误的选项是 B。
答案:B
7. 解析:
函数 $$g(x)$$ 的“友好点”要求 $$g(a) = g(-a)$$ 且 $$a \neq -a$$。对于 $$x \in [0, 8]$$,$$f(x)$$ 由 $$f(x+2) = 2f(x)$$ 递推得到:
- $$x \in [0, 2]$$:$$f(x) = \sin \frac{\pi}{2}x$$;
- $$x \in [2, 4]$$:$$f(x) = 2 \sin \frac{\pi}{2}(x-2)$$;
- 以此类推。
对于 $$x \in [-8, 0)$$,$$g(x) = \frac{2}{3}x$$。寻找 $$g(a) = g(-a)$$ 的解:
- 对于 $$a \in (0, 8]$$ 和 $$-a \in [-8, 0)$$,要求 $$f(a) = \frac{2}{3}(-a)$$。
通过图像分析,可以找到 6 组解,对应 6 组“友好点”。
答案:B
8. 解析:
保值区间要求 $$f(x)$$ 的值域为 $$[e, +\infty)$$。给定 $$f(x) = x + m - \ln x$$,求导:
$$f'(x) = 1 - \frac{1}{x}$$
令 $$f'(x) = 0$$,得 $$x = 1$$。最小值在 $$x = 1$$ 处:
$$f(1) = 1 + m - \ln 1 = 1 + m$$
要求值域为 $$[e, +\infty)$$,则 $$1 + m = e$$,即 $$m = e - 1$$。
但选项中没有 $$e - 1$$,可能是题目描述有误或需要重新理解。进一步检查:
若保值区间是 $$[e, +\infty)$$,则 $$f(e) = e + m - \ln e = e + m - 1$$ 必须等于 $$e$$,即 $$m = 1$$。
答案:B
9. 解析:
承托函数要求 $$f(x) \geq g(x)$$ 对所有 $$x$$ 成立。
A. $$g(x) = -2$$ 是 $$f(x) = \begin{cases} \ln x, & x > 0 \\ 1, & x \leq 0 \end{cases}$$ 的承托函数,因为 $$\ln x \geq -2$$ 对所有 $$x > 0$$ 成立,且 $$1 \geq -2$$ 对所有 $$x \leq 0$$ 成立。
B. $$g(x) = x - 1$$ 不是 $$f(x) = x + \sin x$$ 的承托函数,因为 $$\sin x$$ 的最小值为 -1,$$f(x) \geq x - 1$$ 成立,但题目描述可能有误。
C. 若 $$g(x) = a x$$ 是 $$f(x) = e^x$$ 的承托函数,则要求 $$e^x \geq a x$$ 对所有 $$x$$ 成立。当 $$x \to -\infty$$ 时,$$e^x \to 0$$,$$a x \to -\infty$$,成立;当 $$x \to +\infty$$ 时,$$e^x$$ 增长远快于 $$a x$$,成立。但 $$a$$ 的具体范围需要进一步分析,$$a \leq e$$ 是合理的。
D. 值域为 $$\mathbb{R}$$ 的函数 $$f(x)$$ 不存在承托函数,因为 $$g(x)$$ 是线性函数,无法无限逼近 $$f(x)$$ 的下界。
最正确的是 A。
答案:A
10. 解析:
方程 $$f(x) - x = 0$$ 即 $$[x] = x$$,要求 $$x$$ 是整数。对于任意整数 $$k$$,$$x = k$$ 满足 $$[k] = k$$,因此有无限多个解。
答案:D