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考前进阶单选题自测题解析-黑龙江省等高一数学必修,平均正确率40.0%

2025-07-09
函数零点个数的判定-函数的拓展与综合知识点考前进阶单选题自测题解析-黑龙江省等高一数学必修,平均正确率40.0%
1、['底数对对数函数图象的影响', '函数零点个数的判定']

正确率40.0%函数$$f ( x )=\operatorname{l o g}_{\frac{2} {5 \pi}} x-\mathrm{s i n} x$$的零点个数为(

B

A.$${{4}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{1}}$$

2、['底数对指数函数图象的影响', '函数零点个数的判定', '二次函数的图象分析与判断', '分段函数的图象']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {2^{x}-1, x > 0,} \\ {-x^{2}-2 x, x \leqslant0,} \\ \end{matrix} \right.$$则函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的零点个数为(

C

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

3、['分段函数与方程、不等式问题', '函数零点个数的判定', '函数零点存在定理']

正确率40.0%函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {x^{2} \mathrm{e}^{x}, x \leqslant1,} \\ {\operatorname{l n} \! x-\sqrt{-x^{2}+2 x}, x > 1} \\ \end{matrix} \right.$$的零点个数是(

B

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

4、['函数奇偶性的应用', '对数方程与对数不等式的解法', '函数的周期性', '函数零点个数的判定']

正确率40.0%定义在$${{R}}$$上的偶函数$${{f}{{(}{x}{)}}}$$满足$$f \left( x+2 \right)=f \left( x \right)$$,当$$x \in{\tt[} 0, {\it1} {\bf I}$$时,$$f ( x )=x$$,则函数$$y=f \left( x \right)-l o g_{4} \left\vert x \right\vert$$的零点个数是(

C

A.$${{4}}$$

B.$${{5}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{7}}$$

5、['函数奇偶性的应用', '函数的周期性', '函数零点个数的判定']

正确率40.0%定义在$${{R}}$$上的偶函数$${{f}{{(}{x}{)}}}$$满足$$f \left( 1-x \right)=f \left( 1+x \right)$$,且当$$x \in[ 1, 2 ]$$时,$$f \left( x \right)=\operatorname{l n} x.$$则直线$$x-5 y+3=0$$与函数$${{y}{=}{f}{{(}{x}{)}}}$$的交点个数为(参考数据$$\operatorname{l n} 2 \approx0. 6 9, \operatorname{l n} 3 \approx1. 1 0 )$$

B

A.$${{3}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{6}}$$

6、['函数的周期性', '函数零点个数的判定', '分段函数的图象']

正确率40.0%若定义在$${{R}}$$上的函数$${{y}{=}{f}{{(}{x}{)}}}$$满足$$f \left( x+1 \right)=-f \left( x \right)$$,且当$${{x}{∈}{{[}{{−}{1}{,}{1}}{]}}}$$时,$$f ( x )=x^{2}$$,函数$$g ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {} & {\operatorname{l o g}_{3} ( x-1 ), x > 1} \\ {} & {2^{x}, x \leqslant1} \\ \end{array} \right.$$,则函数$$h ( x )=f ( x ) \mathrm{-} g ( x )$$在区间$${{[}{{−}{5}{,}{5}}{]}}$$内的零点的个数为(

C

A.$${{6}}$$

B.$${{7}}$$

C.$${{8}}$$

D.$${{9}}$$

7、['函数的周期性', '函数零点个数的判定', '分段函数的图象']

正确率40.0%若函数$$y=f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) \left( \begin{matrix} {x} \\ {x} \\ \end{matrix} \in R \right)$$满足$$f ~ ( \textbf{x}+1 ) ~=-f ~ ( \textbf{x} )$$,且当$$x \in[-1, ~ 0 )$$时,$$f ( x )=\frac{x^{2}+1} {2}$$,则函数$$y=f ~ ( x )$$的图象与函数$$y=l o g_{3} | x |$$的图象的交点的个数是(

C

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{5}}$$

8、['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$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{} | l o g_{3} ( 2-x ) |, x < 2} \\ {} & {{}-( x-3 )^{2}+2, x \geq2} \\ \end{aligned} \right.$$,则方程$$f ( x+\frac{1} {x}-1 )=a$$的实根个数不可能为(

D

A.$${{8}}$$

B.$${{7}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{5}}$$

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

正确率19.999999999999996%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{} \operatorname{l n} ( x+1 ), x \geqslant0} \\ {} & {{}-x \cdot e^{x}, x < 0} \\ \end{aligned} \right.$$,函数$$g \left( x \right)=f \left( f \left( x \right) \right)-\frac{1} {e}$$零点的个数为(

C

A.$${{3}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{2}}$$

10、['函数奇偶性的应用', '函数奇、偶性的图象特征', '函数零点个数的判定']

正确率40.0%定义在$${{R}}$$上的奇函数$${{f}{(}{x}{)}}$$满足:当$${{x}{>}{0}}$$时,$$f ( x )=e^{x}+\operatorname{l n} x$$,则方程$$f ( x )=0$$的实根个数为

C

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{5}}$$

1. 解析:求函数 $$f(x) = \log_{\frac{2}{5\pi}} x - \sin x$$ 的零点个数。

步骤1:分析定义域。对数函数要求 $$x > 0$$,因此定义域为 $$(0, +\infty)$$。

步骤2:观察函数性质。底数 $$\frac{2}{5\pi} < 1$$,故 $$\log_{\frac{2}{5\pi}} x$$ 单调递减;$$\sin x$$ 在 $$(0, +\infty)$$ 上周期性振荡,幅值为1。

步骤3:寻找交点。当 $$x \to 0^+$$ 时,$$\log_{\frac{2}{5\pi}} x \to +\infty$$,$$\sin x$$ 有限,故 $$f(x) \to +\infty$$;当 $$x \to +\infty$$ 时,$$\log_{\frac{2}{5\pi}} x \to -\infty$$,$$\sin x$$ 有界,故 $$f(x) \to -\infty$$。

步骤4:结合单调性和振荡性。由于 $$\log_{\frac{2}{5\pi}} x$$ 单调递减,而 $$\sin x$$ 周期性变化,函数 $$f(x)$$ 会在每个周期内与 $$x$$ 轴相交一次或多次。通过计算关键点(如 $$x = \frac{\pi}{2}, \pi, \frac{3\pi}{2}, 2\pi$$ 等),可以确定共有3个零点。

答案:B.$${{3}}$$

2. 解析:求函数 $$f(x) = \begin{cases} 2^x - 1, & x > 0 \\ -x^2 - 2x, & x \leq 0 \end{cases}$$ 的零点个数。

步骤1:分段求解。

对于 $$x > 0$$,解 $$2^x - 1 = 0$$ 得 $$x = 0$$,但 $$x > 0$$ 无解。

对于 $$x \leq 0$$,解 $$-x^2 - 2x = 0$$ 得 $$x = 0$$ 或 $$x = -2$$。

步骤2:验证。$$x = 0$$ 在 $$x \leq 0$$ 的分段内,$$x = -2$$ 也满足 $$x \leq 0$$。

综上,零点为 $$x = 0$$ 和 $$x = -2$$,共2个。

答案:C.$${{2}}$$

3. 解析:求函数 $$f(x) = \begin{cases} x^2 e^x, & x \leq 1 \\ \ln x - \sqrt{-x^2 + 2x}, & x > 1 \end{cases}$$ 的零点个数。

步骤1:分段求解。

对于 $$x \leq 1$$,解 $$x^2 e^x = 0$$ 得 $$x = 0$$(因为 $$e^x > 0$$)。

对于 $$x > 1$$,解 $$\ln x = \sqrt{-x^2 + 2x}$$。注意到 $$\sqrt{-x^2 + 2x}$$ 定义域为 $$0 \leq x \leq 2$$,因此 $$x \in (1, 2]$$。通过数值分析或绘图可知,方程在 $$x \in (1, 2)$$ 内有1个解。

综上,零点共2个。

答案:C.$${{2}}$$

4. 解析:求函数 $$y = f(x) - \log_4 |x|$$ 的零点个数,其中 $$f(x)$$ 是偶函数且满足 $$f(x+2) = f(x)$$,当 $$x \in [0,1]$$ 时 $$f(x) = x$$。

步骤1:分析 $$f(x)$$ 的性质。由于 $$f(x)$$ 是偶函数且周期为2,可以画出其在 $$[-1,1]$$ 的图像,并周期性延拓。

步骤2:求交点。函数 $$y = \log_4 |x|$$ 在 $$x \neq 0$$ 时定义,且关于 $$y$$ 轴对称。通过绘图分析,在 $$x > 0$$ 的每个周期 $$[2k, 2k+2)$$ 内,$$f(x)$$ 与 $$\log_4 x$$ 有2个交点($$k \in \mathbb{Z}$$)。由于 $$\log_4 x$$ 增长缓慢,当 $$x$$ 足够大时不再相交。具体计算可得共4个交点。

答案:A.$${{4}}$$

5. 解析:求直线 $$x - 5y + 3 = 0$$ 与函数 $$y = f(x)$$ 的交点个数,其中 $$f(x)$$ 是偶函数且满足 $$f(1-x) = f(1+x)$$,当 $$x \in [1,2]$$ 时 $$f(x) = \ln x$$。

步骤1:分析 $$f(x)$$ 的性质。对称性表明 $$f(x)$$ 关于 $$x=1$$ 对称,且为偶函数。通过对称性和周期性延拓,可以绘制 $$f(x)$$ 的图像。

步骤2:求交点。直线可表示为 $$y = \frac{x+3}{5}$$。通过绘图和数值分析(利用 $$\ln 2 \approx 0.69$$ 和 $$\ln 3 \approx 1.10$$),可得共有4个交点。

答案:B.$${{4}}$$

6. 解析:求函数 $$h(x) = f(x) - g(x)$$ 在 $$[-5,5]$$ 内的零点个数,其中 $$f(x+1) = -f(x)$$,当 $$x \in [-1,1]$$ 时 $$f(x) = x^2$$,$$g(x) = \begin{cases} \log_3 (x-1), & x > 1 \\ 2^x, & x \leq 1 \end{cases}$$。

步骤1:分析 $$f(x)$$ 的性质。周期性为2,且在每个周期 $$[2k-1, 2k+1]$$ 内函数值交替变化。

步骤2:分段求解。在 $$[-5,5]$$ 内,$$f(x)$$ 与 $$g(x)$$ 的图像会在每个周期内相交2次($$x \in [-1,1]$$ 和 $$x \in [1,3]$$ 等),共8个交点。

答案:C.$${{8}}$$

7. 解析:求函数 $$y = f(x)$$ 与 $$y = \log_3 |x|$$ 的交点个数,其中 $$f(x+1) = -f(x)$$,当 $$x \in [-1,0)$$ 时 $$f(x) = \frac{x^2+1}{2}$$。

步骤1:分析 $$f(x)$$ 的性质。周期性为2,且函数值在每个周期内交替变化。

步骤2:绘图分析。$$y = \log_3 |x|$$ 在 $$x \neq 0$$ 时定义,且关于 $$y$$ 轴对称。通过绘图可知,在 $$x > 0$$ 和 $$x < 0$$ 各有2个交点,共4个。

答案:C.$${{4}}$$

8. 解析:求方程 $$f\left(x + \frac{1}{x} - 1\right) = a$$ 的实根个数不可能的值,其中 $$f(x) = \begin{cases} |\log_3 (2-x)|, & x < 2 \\ -(x-3)^2 + 2, & x \geq 2 \end{cases}$$。

步骤1:分析 $$f(x)$$ 的图像。对于 $$x < 2$$,$$|\log_3 (2-x)|$$ 从 $$+\infty$$ 递减到0;对于 $$x \geq 2$$,抛物线开口向下,顶点在 $$x=3$$ 处值为2。

步骤2:设 $$t = x + \frac{1}{x} - 1$$,$$t \geq 1$$(当 $$x > 0$$)或 $$t \leq -3$$(当 $$x < 0$$)。对于 $$t \geq 1$$,$$f(t)$$ 的取值范围为 $$[0,2]$$;对于 $$t \leq -3$$,$$f(t)$$ 无定义或为负数。

步骤3:根据 $$a$$ 的不同取值,方程 $$f(t) = a$$ 的解的个数可能为2、3、4、6等,但不可能为5。

答案:D.$${{5}}$$

9. 解析:求函数 $$g(x) = f(f(x)) - \frac{1}{e}$$ 的零点个数,其中 $$f(x) = \begin{cases} \ln (x+1), & x \geq 0 \\ -x e^x, & x < 0 \end{cases}$$。

步骤1:解 $$f(f(x)) = \frac{1}{e}$$。

步骤2:分情况讨论:

(1)若 $$f(x) \geq 0$$,即 $$x \geq 0$$,则 $$\ln(f(x)+1) = \frac{1}{e}$$,解得 $$f(x) = e^{\frac{1}{e}} - 1$$,进一步解得 $$x = e^{e^{\frac{1}{e}} - 1 - 1$$(无解,因为 $$e^{\frac{1}{e}} - 1 < 0$$)。

(2)若 $$f(x) < 0$$,即 $$x < 0$$,则 $$-f(x) e^{f(x)} = \frac{1}{e}$$,解得 $$f(x) = -1$$,进一步解得 $$x = -1$$。

综上,仅有1个零点 $$x = -1$$。

答案:D.$${{1}}$$

10. 解析:求方程 $$f(x) = 0$$ 的实根个数,其中 $$f(x)$$ 是奇函数,当 $$x > 0$$ 时 $$f(x) = e^x + \ln x$$。

步骤1:利用奇函数性质,$$f(0) = 0$$。

步骤2:对于 $$x > 0$$,$$f(x) = e^x + \ln x$$ 单调递增,且 $$f(1/e) = e^{1/e} - 1 < 0$$,$$f(1) = e > 0$$,故在 $$(0, +\infty)$$ 内有1个零点。

步骤3:由奇函数性质,$$x < 0$$ 时也有1个零点。

综上,共有3个零点(包括 $$x = 0$$)。

答案:C.$${{3}}$$

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