格物学 第四章 指数函数与对数函数函数的拓展与综合

利用函数单调性解不等式-函数的拓展与综合知识点专题进阶自测题解析-贵州省等高一数学必修,平均正确率46.0%

2025-09-09
利用函数单调性解不等式-函数的拓展与综合知识点专题进阶自测题解析-贵州省等高一数学必修,平均正确率46.0%
1、['利用函数单调性解不等式', '函数单调性与奇偶性综合应用', '对数的运算性质']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=-x+\mathrm{l g} \frac{2-x} {2+x},$$且$$f ( m )+f ( 2 m-1 ) > 0,$$则实数$${{m}}$$的取值范围是(

D

A.$$\left(-\infty, ~ \frac{1} {3} \right)$$

B.$$\left( \frac{1} {3}, ~+\infty\right)$$

C.$$\left( \frac{1} {3}, \ \frac{3} {2} \right)$$

D.$$\left(-\frac{1} {2}, \ \frac{1} {3} \right)$$

2、['利用函数单调性解不等式', '抽象函数的应用', '绝对值不等式的解法']

正确率40.0%已知$${{f}{(}{x}{)}}$$是$${{R}}$$上的减函数,且$$M ~ ( ~-3, ~ 2 ) ~, ~ N ~ ( ~ 5, ~-2 )$$是其图象上的两点,则不等式$$\left| f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) \right| > 2$$的解集为(

A

A.$$( \mathbf{\tau}-\infty, \mathbf{\tau}-\mathbf{3} ) \mathbf{\cup} \mathbf{\tau} ( \mathbf{5}, \mathbf{\tau}+\infty)$$

B.$$( \mathrm{\it~-3, \ 5 ~} )$$

C.$$( ~-\infty, ~-3 ] \cup[ 5, ~+\infty)$$

D.$$[-3, ~ 5 ]$$

3、['函数奇偶性的应用', '利用函数单调性解不等式', '函数单调性的应用']

正确率60.0%若$${{f}{{(}{x}{)}}}$$是定义在$${{R}}$$上的偶函数,在$$(-\infty, 0 ]$$上是减函数,且$${{f}{{(}{2}{)}}{=}{0}}$$,则使得$${{f}{{(}{{l}{o}{g}_{2}}{x}{)}}{<}{0}}$$的$${{x}}$$的取值范围是

A

A.$$\left( \frac{1} {4}, 4 \right)$$

B.$$\left( 0, \frac{1} {4} \right) \bigcup{( 4,+\infty)}$$

C.$$( 4,+\infty)$$

D.$$( 0, 4 )$$

4、['利用函数单调性解不等式', '利用导数讨论函数单调性', '函数单调性与奇偶性综合应用']

正确率19.999999999999996%设函数$${{f}{(}{x}{)}}$$在$${{R}}$$上存在导函数$$f^{\prime} ( x )$$,对任意的实数$${{x}}$$都有$$f ( x )=2 x^{2}-f (-x )$$,当$$x \in(-\infty, 0 )$$时,$$f^{\prime} ( x )+1 < 2 x$$.若$$f ( m+2 ) \leqslant f (-m )+4 m+4$$,则实数$${{m}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

C

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

B.$$[-\frac{3} {2},+\infty)$$

C.$$[-1,+\infty)$$

D.$$[-2,+\infty)$$

6、['利用函数单调性解不等式', '利用导数讨论函数单调性']

正确率60.0%已知函数$$f \left( x \right)=x-\operatorname{s i n} \! x$$则不等式$$f \left( 1-x^{2} \right)+f \left( 3 x+3 \right) > 0$$的解集是(

C

A.$$(-\infty,-4 ) \cup( 1,+\infty)$$

B.$$(-\infty,-1 ) \cup( 4,+\infty)$$

C.$$(-1, 4 )$$

D.$$(-4, 1 )$$

7、['利用函数单调性解不等式']

正确率60.0%已知函数$$f \left( x \right)=\operatorname{l n} x+2^{x}$$,若$$f \left( x^{2}-4 \right) < 2$$,则实数$${{x}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

D

A.$$( 0, \sqrt{5} )$$

B.$$(-\sqrt{5}, \sqrt{5} )$$

C.$$( 2, \sqrt{5} )$$

D.$$(-\sqrt{5},-2 ) \bigcup\, ( 2, \sqrt{5} )$$

8、['利用函数单调性解不等式', '抽象函数的应用', '导数与单调性', '导数中的函数构造问题']

正确率40.0%函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的导函数$$f^{\prime} ( x )$$,对$${{∀}{x}{∈}{R}}$$有$$f^{\prime} ( x ) < x^{2}$$.若$$f ( 1-m )-f ( m ) \geqslant\frac{1} {3} [ \left( 1-m \right)^{3}-m^{3} ]$$,则实数$${{m}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A

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

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

C.$$[-\frac{1} {2}, \frac{1} {2} ]$$

D.$$(-\infty,-\frac{1} {2} ] \cup[ \frac{1} {2},+\infty)$$

9、['利用函数单调性解不等式', '指数型复合函数的应用', '指数(型)函数的单调性', '函数单调性与奇偶性综合应用']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\frac{\mathrm{e}^{x}-\mathrm{e}^{-x}} {\mathrm{e}^{x}+\mathrm{e}^{-x}}$$,实数$${{m}{,}{n}}$$满足不等式$$f ( 2 m-n )+f ( 2-n ) > 0$$,则下列不等关系成立的是(

C

A.$$m+n > 1$$

B.$$m+n < 1$$

C.$$m-n >-1$$

D.$$m-n <-1$$

10、['利用函数单调性解不等式', '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']

正确率40.0%设函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {\operatorname{l o g}_{2} ( x+1 ), x \geqslant0,} \\ {\sqrt{-x}, x < 0,} \\ \end{aligned} \right.$$则满足$$f ( x+1 ) < 2$$的$${{x}}$$的取值范围为(

B

A.$$(-4, 3 )$$

B.$$(-5, 2 )$$

C.$$(-3, 4 )$$

D.$$(-\infty,-3 ) \cup( 4,+\infty)$$

1. 已知函数 $$f(x) = -x + \lg \frac{{2 - x}}{{2 + x}}$$,且 $$f(m) + f(2m - 1) > 0$$,求实数 $$m$$ 的取值范围。

首先分析函数定义域:$$\frac{{2 - x}}{{2 + x}} > 0$$,解得 $$x \in (-2, 2)$$。

计算 $$f(-x) = x + \lg \frac{{2 + x}}{{2 - x}} = x - \lg \frac{{2 - x}}{{2 + x}} = -f(x)$$,故 $$f(x)$$ 为奇函数。

原不等式化为 $$f(m) > -f(2m - 1) = f(1 - 2m)$$。

分析单调性:设 $$g(x) = \lg \frac{{2 - x}}{{2 + x}}$$,求导得 $$g'(x) = \frac{{-1}}{{(2 - x)\ln 10}} - \frac{{1}}{{(2 + x)\ln 10}} < 0$$,且 $$-x$$ 递减,故 $$f(x)$$ 在 $$(-2, 2)$$ 上单调递减。

因此 $$m < 1 - 2m$$,且需满足定义域 $$m \in (-2, 2)$$ 和 $$2m - 1 \in (-2, 2)$$。

解 $$m < 1 - 2m$$ 得 $$m < \frac{{1}}{{3}}$$。

定义域约束:$$2m - 1 > -2 \Rightarrow m > -\frac{{1}}{{2}}$$,且 $$2m - 1 < 2 \Rightarrow m < \frac{{3}}{{2}}$$。

综上,$$m \in \left( -\frac{{1}}{{2}}, \frac{{1}}{{3}} \right)$$,对应选项 D。

2. 已知 $$f(x)$$ 是 $$R$$ 上的减函数,且 $$M(-3, 2)$$、$$N(5, -2)$$ 是其图象上的两点,求不等式 $$|f(x)| > 2$$ 的解集。

由 $$f(-3) = 2$$,$$f(5) = -2$$,且 $$f(x)$$ 递减。

$$|f(x)| > 2$$ 等价于 $$f(x) > 2$$ 或 $$f(x) < -2$$。

由于递减,$$f(x) > 2$$ 当且仅当 $$x < -3$$;$$f(x) < -2$$ 当且仅当 $$x > 5$$。

故解集为 $$(-\infty, -3) \cup (5, +\infty)$$,对应选项 A。

3. 若 $$f(x)$$ 是定义在 $$R$$ 上的偶函数,在 $$(-\infty, 0]$$ 上减,且 $$f(2) = 0$$,求使 $$f(\log_2 x) < 0$$ 的 $$x$$ 的取值范围。

由偶函数及单调性,$$f(x)$$ 在 $$[0, +\infty)$$ 上增,且 $$f(-2) = f(2) = 0$$。

$$f(\log_2 x) < 0$$ 即 $$f(|\log_2 x|) < f(2)$$,由递增性得 $$|\log_2 x| < 2$$。

即 $$-2 < \log_2 x < 2$$,解得 $$x \in \left( \frac{{1}}{{4}}, 4 \right)$$,对应选项 A。

4. 设函数 $$f(x)$$ 在 $$R$$ 上存在导函数 $$f'(x)$$,对任意实数 $$x$$ 有 $$f(x) = 2x^2 - f(-x)$$,当 $$x \in (-\infty, 0)$$ 时,$$f'(x) + 1 < 2x$$。若 $$f(m + 2) \leq f(-m) + 4m + 4$$,求实数 $$m$$ 的取值范围。

由 $$f(x) = 2x^2 - f(-x)$$,代入 $$x = 0$$ 得 $$f(0) = 0$$。

求导:$$f'(x) = 4x + f'(-x)$$。当 $$x < 0$$ 时,$$f'(x) + 1 < 2x$$,即 $$f'(x) < 2x - 1$$。

构造 $$g(x) = f(x) - x^2 + x$$,则 $$g'(x) = f'(x) - 2x + 1$$。当 $$x < 0$$ 时,$$g'(x) < 0$$,故 $$g(x)$$ 在 $$(-\infty, 0)$$ 上减。

由 $$f(x) = 2x^2 - f(-x)$$,可得 $$g(x) = g(-x)$$,即 $$g(x)$$ 为偶函数,故在 $$(0, +\infty)$$ 上增。

不等式 $$f(m + 2) \leq f(-m) + 4m + 4$$ 化为 $$g(m + 2) \leq g(-m)$$。

由偶性和单调性,$$|m + 2| \geq | -m | = |m|$$,解得 $$m \geq -1$$,对应选项 C。

6. 已知函数 $$f(x) = x - \sin x$$,求不等式 $$f(1 - x^2) + f(3x + 3) > 0$$ 的解集。

$$f'(x) = 1 - \cos x \geq 0$$,故 $$f(x)$$ 在 $$R$$ 上递增,且为奇函数。

不等式化为 $$f(1 - x^2) > -f(3x + 3) = f(-3x - 3)$$。

由递增性,$$1 - x^2 > -3x - 3$$,即 $$x^2 - 3x - 4 < 0$$。

解得 $$x \in (-1, 4)$$,对应选项 C。

7. 已知函数 $$f(x) = \ln x + 2^x$$,若 $$f(x^2 - 4) < 2$$,求实数 $$x$$ 的取值范围。

$$f(1) = \ln 1 + 2^1 = 2$$,且 $$f(x)$$ 在定义域 $$(0, +\infty)$$ 上严格增(导数 $$f'(x) = \frac{{1}}{{x}} + 2^x \ln 2 > 0$$)。

故 $$f(x^2 - 4) < f(1)$$ 等价于 $$x^2 - 4 < 1$$,且 $$x^2 - 4 > 0$$(定义域要求)。

即 $$x^2 < 5$$ 且 $$x^2 > 4$$,解得 $$x \in (-\sqrt{5}, -2) \cup (2, \sqrt{5})$$,对应选项 D。

8. 函数 $$f(x)$$ 的导函数 $$f'(x)$$,对 $$\forall x \in R$$ 有 $$f'(x) < x^2$$。若 $$f(1 - m) - f(m) \geq \frac{{1}}{{3}}[(1 - m)^3 - m^3]$$,求实数 $$m$$ 的取值范围。

构造 $$g(x) = f(x) - \frac{{1}}{{3}}x^3$$,则 $$g'(x) = f'(x) - x^2 < 0$$,故 $$g(x)$$ 在 $$R$$ 上严格递减。

不等式化为 $$g(1 - m) \geq g(m)$$。

由递减性,$$1 - m \leq m$$,即 $$m \geq \frac{{1}}{{2}}$$,对应选项 A。

9. 已知函数 $$f(x) = \frac{{e^x - e^{-x}}}{{e^x + e^{-x}}}$$,实数 $$m, n$$ 满足不等式 $$f(2m - n) + f(2 - n) > 0$$,判断不等关系。

$$f(x)$$ 为奇函数,且严格递增(导数 $$f'(x) = \frac{{4}}{{(e^x + e^{-x})^2}} > 0$$)。

不等式化为 $$f(2m - n) > -f(2 - n) = f(n - 2)$$。

由递增性,$$2m - n > n - 2$$,即 $$m - n > -1$$,对应选项 C。

10. 设函数 $$f(x) = \begin{cases} \log_2 (x + 1), & x \geq 0 \\ \sqrt{-x}, & x < 0 \end{cases}$$,求满足 $$f(x + 1) < 2$$ 的 $$x$$ 的取值范围。

先求 $$f(a) < 2$$ 的解:

当 $$a \geq 0$$ 时,$$\log_2 (a + 1) < 2 \Rightarrow a + 1 < 4 \Rightarrow a < 3$$;

当 $$a < 0$$ 时,$$\sqrt{-a} < 2 \Rightarrow -a < 4 \Rightarrow a > -4$$。

故 $$f(a) < 2$$ 的解为 $$a \in (-4, 3)$$。

令 $$a = x + 1$$,则 $$x + 1 \in (-4, 3)$$,即 $$x \in (-5, 2)$$,对应选项 B。

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