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教师选题进阶自测题答案-山东省等高一数学必修,平均正确率46.0%

2025-07-09
函数零点个数的判定-函数的拓展与综合知识点教师选题进阶自测题答案-山东省等高一数学必修,平均正确率46.0%
1、['分段函数与方程、不等式问题', '对数方程与对数不等式的解法', '常见函数的零点', '函数零点个数的判定']

正确率60.0%函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {x^{2}-x, \quad x \leqslant0} \\ {\operatorname{l o g}_{2} ( x+2 ), x > 0} \\ \end{matrix} \right.$$的零点个数是(

B

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

2、['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.$${{4}}$$

3、['扇形面积公式', '已知某个三角函数值,求其余三角函数值', '同一函数', '函数零点个数的判定']

正确率40.0%给出下列结论:
$$\oplus\sqrt{(-2 )^{4}}=\pm2 ; \; \oplus$$已知扇形的面积是$${{2}{c}{{m}^{2}}}$$,半径是$${{1}{c}{m}}$$,则扇形的圆心角是$${{2}}$$;
$${③}$$若$$f ( x )=\sqrt{x^{2}-4}, \ g ( x )=\sqrt{x+2} \sqrt{x-2}$$,则$${{f}{(}{x}{)}}$$与$${{g}{(}{x}{)}}$$表示同一函数;
$${④}$$若$$\operatorname{s i n} ( \frac{\pi} {3}+\alpha)=\frac{1} {3},$$则$$\operatorname{c o s} ( \frac{\pi} {3}-2 \alpha)=-\frac{7} {9},$$
$${⑤}$$函数$$f ( x )=x^{\frac{1} {2}}-4 l g x$$有零点,
其中正确的个数为(

B

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

4、['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$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {e^{x}, \ x < 0} \\ {6 x^{3}-9 x^{2}+1, \ x \geq0} \\ \end{array} \right.$$,则函数$$g ( x )=2 [ f ( x ) ]^{2}-3 f ( x )-2$$的零点个数为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{5}}$$

5、['分段函数与方程、不等式问题', '函数求值', '函数零点的概念', '函数零点个数的判定']

正确率60.0%若函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{} | x+1 |, x \leqslant2} \\ {} & {{}-x^{2}+3 x, x > 2} \\ \end{aligned} \right.$$,则函数$$y=f ( f ( x )-1 )$$的零点的个数为$${{(}{)}}$$

C

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

6、['函数零点个数的判定']

正确率40.0%方程$$| \operatorname{l g} x |-\operatorname{c o s} x=0$$的实根的个数为(

B

A.$${{3}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{6}}$$

7、['对数函数y= log2 X的图象和性质', '函数零点个数的判定']

正确率40.0%设函数$$f \ ( \ x ) \ =n-1, \ x \in[ n, \ n+1 ) \, \ n \in N$$,函数$$g \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=l o g_{2} x$$,则方程$$f \ ( \textbf{x} ) \ =g \ ( \textbf{x} )$$实数根的个数是(

C

A.$${{1}}$$个

B.$${{2}}$$个

C.$${{3}}$$个

D.$${{4}}$$个

8、['函数零点个数的判定']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=x^{\frac{1 0} {3}}-1. 5^{x}$$的零点个数(

D

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

9、['常见函数的零点', '函数零点个数的判定']

正确率60.0%函数$$f ( x )=\operatorname{l o g}_{3} x-x+3$$的零点个数有$${{(}{)}}$$个

C

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

10、['导数与最值', '利用导数讨论函数单调性', '根据函数零点个数求参数范围', '函数零点个数的判定']

正确率19.999999999999996%已知函数$$f ( x )=-x^{2}+x+t ( \frac{1} {3} \leqslant x \leqslant3 )$$与$$g ( x )=3 l n x$$的图象上存在两组关于$${{x}}$$轴对称的点,则实数$${{t}}$$的取值范围是$${{(}{)}{(}}$$参考数据:$$l n 2 \approx0. 7, ~ l n 3 \approx1. 1 )$$

C

A.$$( 1, 2+3 \operatorname{l n} {\frac{3} {2}} ]$$

B.$$( \frac{3} {4}-3 \operatorname{l n} \frac{3} {2}, 3 \operatorname{l n} 3-\frac{2} {9} ]$$

C.$$( \frac{3} {4}-3 \operatorname{l n} \frac{3} {2}, 6-3 \operatorname{l n} 3 ]$$

D.$$[ 6-3 \operatorname{l n} 3, 3 \operatorname{l n} 3-\frac{2} {9} ]$$

1. 解析:

对于函数 $$f(x)$$ 的零点,需要分别讨论两个区间:

(1)当 $$x \leq 0$$ 时,$$f(x) = x^2 - x = 0$$,解得 $$x = 0$$ 或 $$x = 1$$(舍去,因为 $$x \leq 0$$)。

(2)当 $$x > 0$$ 时,$$f(x) = \log_2(x + 2) = 0$$,解得 $$x + 2 = 1$$,即 $$x = -1$$(舍去,因为 $$x > 0$$)。

综上,函数 $$f(x)$$ 的零点个数为 $$1$$($$x = 0$$)。

答案:$$B$$

2. 解析:

对于函数 $$f(x)$$ 的零点,需要分别讨论两个区间:

(1)当 $$x \leq 1$$ 时,$$f(x) = x^2 e^x = 0$$,解得 $$x = 0$$($$e^x > 0$$ 对所有实数 $$x$$ 成立)。

(2)当 $$x > 1$$ 时,$$f(x) = \ln x - \sqrt{-x^2 + 2x}$$。令 $$f(x) = 0$$,即 $$\ln x = \sqrt{-x^2 + 2x}$$。

定义域要求 $$-x^2 + 2x \geq 0$$,即 $$0 \leq x \leq 2$$。结合 $$x > 1$$,得 $$1 < x \leq 2$$。

通过数值分析或绘图可知,方程在 $$(1, 2]$$ 内有且仅有一个解。

综上,函数 $$f(x)$$ 的零点个数为 $$2$$($$x = 0$$ 和 $$x \in (1, 2]$$)。

答案:$$B$$

3. 解析:

逐项分析:

(1)$$\sqrt{(-2)^4} = \sqrt{16} = 2$$,不是 $$\pm 2$$,错误。

(2)扇形面积公式 $$S = \frac{1}{2} r^2 \theta$$,代入 $$S = 2$$,$$r = 1$$,得 $$\theta = 4$$ 弧度,错误。

(3)$$f(x) = \sqrt{x^2 - 4}$$ 定义域为 $$|x| \geq 2$$,$$g(x) = \sqrt{x + 2} \sqrt{x - 2}$$ 定义域为 $$x \geq 2$$,两者定义域不同,不是同一函数,错误。

(4)利用余弦倍角公式,$$\cos\left(\frac{\pi}{3} - 2\alpha\right) = 2\cos^2\left(\frac{\pi}{6} - \alpha\right) - 1$$,结合 $$\sin\left(\frac{\pi}{3} + \alpha\right) = \frac{1}{3}$$,推导得 $$\cos\left(\frac{\pi}{3} - 2\alpha\right) = -\frac{7}{9}$$,正确。

(5)函数 $$f(x) = x^{1/2} - 4 \lg x$$ 在 $$x > 0$$ 时有零点(例如 $$x = 1$$ 时 $$f(1) = 1 > 0$$,$$x = 100$$ 时 $$f(100) = 10 - 8 = 2 > 0$$,但通过连续性可知存在零点),正确。

综上,正确的结论有 $$2$$ 个。

答案:$$B$$

4. 解析:

设 $$y = f(x)$$,则方程 $$2y^2 - 3y - 2 = 0$$ 的解为 $$y = 2$$ 或 $$y = -\frac{1}{2}$$。

(1)求 $$f(x) = 2$$:

- 当 $$x < 0$$ 时,$$e^x = 2$$,解得 $$x = \ln 2$$(舍去,因为 $$x < 0$$)。

- 当 $$x \geq 0$$ 时,$$6x^3 - 9x^2 + 1 = 2$$,即 $$6x^3 - 9x^2 - 1 = 0$$。通过数值分析或绘图可知,该方程在 $$x \geq 0$$ 时有 $$1$$ 个解。

(2)求 $$f(x) = -\frac{1}{2}$$:

- 当 $$x < 0$$ 时,$$e^x = -\frac{1}{2}$$ 无解。

- 当 $$x \geq 0$$ 时,$$6x^3 - 9x^2 + 1 = -\frac{1}{2}$$,即 $$6x^3 - 9x^2 + \frac{3}{2} = 0$$。通过数值分析或绘图可知,该方程在 $$x \geq 0$$ 时有 $$2$$ 个解。

综上,函数 $$g(x)$$ 的零点个数为 $$3$$。

答案:$$B$$

5. 解析:

设 $$y = f(x) - 1$$,则方程 $$f(y) = 0$$ 的解对应于 $$y = -1$$ 或 $$y = 0$$ 或 $$y = 3$$(由 $$f(x)$$ 的分段函数形式可得)。

(1)求 $$f(x) - 1 = -1$$,即 $$f(x) = 0$$:

- 当 $$x \leq 2$$ 时,$$|x + 1| = 0$$,解得 $$x = -1$$。

- 当 $$x > 2$$ 时,$$-x^2 + 3x = 0$$,解得 $$x = 0$$(舍去)或 $$x = 3$$。

(2)求 $$f(x) - 1 = 0$$,即 $$f(x) = 1$$:

- 当 $$x \leq 2$$ 时,$$|x + 1| = 1$$,解得 $$x = 0$$ 或 $$x = -2$$。

- 当 $$x > 2$$ 时,$$-x^2 + 3x = 1$$,解得 $$x = \frac{3 \pm \sqrt{5}}{2}$$(舍去,因为 $$x > 2$$)。

(3)求 $$f(x) - 1 = 3$$,即 $$f(x) = 4$$:

- 当 $$x \leq 2$$ 时,$$|x + 1| = 4$$,解得 $$x = 3$$(舍去)或 $$x = -5$$。

- 当 $$x > 2$$ 时,$$-x^2 + 3x = 4$$ 无实数解。

综上,函数 $$y = f(f(x) - 1)$$ 的零点个数为 $$4$$($$x = -1, 3, 0, -2, -5$$ 中有效的解)。

答案:$$D$$

6. 解析:

方程 $$|\lg x| - \cos x = 0$$ 的实根个数可以通过绘图分析:

- $$|\lg x|$$ 在 $$x \in (0, 1]$$ 单调递减,在 $$x \in [1, +\infty)$$ 单调递增。

- $$\cos x$$ 在 $$x \in (0, +\infty)$$ 周期性振荡。

通过绘图可知,方程在 $$x \in (0, 1)$$ 有 $$1$$ 个解,在 $$x \in [1, 3\pi/2)$$ 有 $$2$$ 个解,在 $$x \in [3\pi/2, 2\pi)$$ 有 $$1$$ 个解,总计 $$4$$ 个实根。

答案:$$B$$

7. 解析:

函数 $$f(x) = n - 1$$ 在 $$x \in [n, n + 1)$$ 上为常数,$$g(x) = \log_2 x$$ 单调递增。

方程 $$f(x) = g(x)$$ 的解对应于 $$n - 1 = \log_2 x$$ 在 $$x \in [n, n + 1)$$ 上的解。

通过计算:

- 当 $$n = 1$$ 时,$$0 = \log_2 x$$,解得 $$x = 1 \in [1, 2)$$。

- 当 $$n = 2$$ 时,$$1 = \log_2 x$$,解得 $$x = 2 \in [2, 3)$$。

- 当 $$n = 3$$ 时,$$2 = \log_2 x$$,解得 $$x = 4 \notin [3, 4)$$。

- 当 $$n \geq 3$$ 时,$$n - 1 > \log_2 (n + 1)$$,无解。

综上,方程有 $$2$$ 个实数根。

答案:$$B$$

8. 解析:

函数 $$f(x) = x^{10/3} - 1.5^x$$ 的零点:

- 当 $$x \leq 0$$ 时,$$x^{10/3} \geq 0$$,$$1.5^x > 0$$,但 $$f(0) = -1$$,无零点。

- 当 $$x > 0$$ 时,通过绘图或数值分析可知,函数 $$f(x)$$ 从负值开始($$f(0) = -1$$),随着 $$x$$ 增大,$$x^{10/3}$$ 增长快于 $$1.5^x$$,最终 $$f(x)$$ 会超过零并继续增长。因此,函数 $$f(x)$$ 在 $$x > 0$$ 时有且仅有一个零点。

综上,函数 $$f(x)$$ 的零点个数为 $$1$$。

答案:$$B$$

9. 解析:

函数 $$f(x) = \log_3 x - x + 3$$ 的零点:

- 定义域为 $$x > 0$$。

- 当 $$x \to 0^+$$ 时,$$f(x) \to -\infty$$;当 $$x = 1$$ 时,$$f(1) = 2 > 0$$;当 $$x \to +\infty$$ 时,$$f(x) \to -\infty$$。

- 通过导数分析可知,函数 $$f(x)$$ 在 $$(0, +\infty)$$ 上先增后减,且最大值大于零,因此函数 $$f(x)$$ 有 $$2$$ 个零点。

答案:$$C$$

10. 解析:

函数 $$f(x) = -x^2 + x + t$$ 与 $$g(x) = 3 \ln x$$ 的图像存在两组关于 $$x$$ 轴对称的点,即存在 $$x_1, x_2$$ 使得 $$f(x_1) = -g(x_1)$$ 和 $$f(x_2) = -g(x_2)$$。

设 $$h(x) = f(x) + g(x) = -x^2 + x + t + 3 \ln x$$,则 $$h(x) = 0$$ 需有两个不同的解 $$x_1, x_2 \in [\frac{1}{3}, 3]$$。

通过求导分析 $$h(x)$$ 的极值点,并结合边界值:

- $$h\left(\frac{1}{3}\right) = -\frac{1}{9} + \frac{1}{3} + t + 3 \ln \frac{1}{3} = \frac{2}{9} + t - 3 \ln 3$$。

- $$h(1) = -1 + 1 + t + 0 = t$$。

- $$h(3) = -9 + 3 + t + 3 \ln 3 = -6 + t + 3 \ln 3$$。

要求 $$h(x)$$ 在 $$[\frac{1}{3}, 3]$$ 上有两个零点,需满足 $$h\left(\frac{1}{3}\right) < 0$$,$$h(1) > 0$$,$$h(3) < 0$$,解得 $$t \in \left(\frac{3}{4} - 3 \ln \frac{3}{2}, 3 \ln 3 - \frac{2}{9}\right]$$。

答案:$$B$$

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