格物学 第四章 指数函数与对数函数函数的拓展与综合

函数中的恒成立问题-函数的拓展与综合知识点月考进阶自测题解析-甘肃省等高一数学必修,平均正确率42.00000000000001%

2025-08-04
函数中的恒成立问题-函数的拓展与综合知识点月考进阶自测题解析-甘肃省等高一数学必修,平均正确率42.00000000000001%
1、['函数的新定义问题', '正弦(型)函数的定义域和值域', '函数中的恒成立问题']

正确率19.999999999999996%对于定义在$${{R}}$$上的函数$$f ( x ),$$若存在正实数$${{a}{,}{b}{,}}$$使得$$f ( x+a ) \leq f ( x )+b$$对一切$${{x}{∈}{R}}$$均成立,则称$${{f}{(}{x}{)}}$$是“控制增长函数”.在以下四个函数中不是“控制增长函数”的有(

A

A.$$f ( x )=\mathrm{e}^{x}$$

B.$$f ( x )=\sqrt{| x |}$$

C.$$f ( x )=\operatorname{s i n} \! x^{2}$$

D.$$f ( x )=x \cdot\operatorname{s i n} \! x$$

2、['导数与最值', '导数与极值', '利用导数讨论函数单调性', '函数中的恒成立问题', '导数中的函数构造问题', '利用函数单调性比较大小']

正确率19.999999999999996%函数$${{f}{(}{x}{)}}$$在定义域$$( \mathrm{\bf~ 0}, \mathrm{\bf~ \Lambda}+\infty)$$内恒满足:$$\textcircled{O} ~ f ~ ( \textbf{x} ) ~ > 0 ; ~ \textcircled{O} ~ 2 f ~ ( \textbf{x} ) ~ < x f^{\prime} ~ ( \textbf{x} ) ~ < 3 f ~ ( \textbf{x} )$$,其中$$f^{\prime} \textsubscript{\textit{( x )}}$$为$${{f}{(}{x}{)}}$$的导函数,则(

D

A.$$\frac1 4 < \frac{f ( 1 )} {f ( 2 )} < \frac1 2$$

B.$${\frac{1} {1 6}} < {\frac{f ( 1 )} {f ( 2 )}} < {\frac{1} {8}}$$

C.$$\frac1 3 < \frac{f ( 1 )} {f ( 2 )} < \frac1 2$$

D.$$\frac1 8 < \frac{f ( 1 )} {f ( 2 )} < \frac1 4$$

3、['函数的最大(小)值', '函数中的恒成立问题', '利用函数奇偶性求解析式']

正确率40.0%已知函数$${{f}{(}{x}{)}}$$是偶函数,当$${{x}{>}{0}}$$时,$$f ( x )=( x-1 )^{2},$$若当$$x \in[-2, ~ \frac1 2 ]$$时,$$n \leqslant f ( x ) \leqslant m$$恒成立,则$${{m}{−}{n}}$$的最小值为(

D

A.$$\frac{1} {3}$$

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

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

D.$${{1}}$$

4、['导数与单调性', '函数中的恒成立问题']

正确率60.0%不等式$$( \mathrm{\bf~ \frac{1} {2} ~} )^{x^{2}+a x} \textless( \mathrm{\bf~ \frac{1} {2} ~} )^{2 x+a-2}$$恒成立,则$${{a}}$$的取值范围是(

B

A.$$[-2, ~ 2 ]$$

B.$$( \mathbf{\theta}-2, \mathbf{\theta} 2 )$$

C.$$[ 0, \ 2 ]$$

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

5、['函数的最大(小)值', '分段函数的单调性', '函数中的恒成立问题']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {-x^{3}+2, x < 0,} \\ {-x+3, x \geq0,} \\ \end{aligned} \right.$$$$g \ ( \textbf{x} ) \ =k \textbf{x}+5-2 k \ ( \textbf{k} > 0 )$$,若对任意的$$x_{1} \in[-1, ~ 1 ]$$,总存在$$x_{2} \in[-1, ~ 1 ]$$使得$$f ~ ( \boldsymbol{x}_{1} ) ~ \leq g ~ ( \boldsymbol{x}_{2} )$$成立,则实数$${{k}}$$的取值范围为(

A

A.$$( \ 0, \ 2 ]$$

B.$$( 0, ~ \frac{2} {3} ]$$

C.$$( \ 0, \ 3 ]$$

D.$$( {\bf1}, {\bf\mu2} ]$$

6、['函数的最大(小)值', '利用导数讨论函数单调性', '函数中的恒成立问题']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=5 ( x^{2} \!+\! 1 )^{\frac{1} {2}} \!-\! 2 m x$$在$$[ 0,+\infty)$$上单调,则正数$${{m}}$$的取值范围为

D

A.$$( 1,+\infty)$$

B.$$[ 1,+\infty)$$

C.$$( \frac{5} {2},+\infty)$$

D.$$[ \frac{5} {2},+\infty)$$

7、['函数的最大(小)值', '对数(型)函数的定义域', '函数中的恒成立问题']

正确率40.0%若函数$$f ( x )=\operatorname{l o g}_{3} ( 2 x+\frac{1 8} {x}+m )$$在定义域内恒有$$f ( x ) > 2$$,则实数$${{m}}$$的取值范围为$${{(}{)}}$$

C

A.$$(-3,+\infty)$$

B.$$(-3, 1 5 ]$$

C.$$(-3, 1 2 ]$$

D.$$( 4, 9 )$$

8、['分段函数与方程、不等式问题', '函数的新定义问题', '函数的最大(小)值', '函数中的恒成立问题']

正确率60.0%设函数$$f ( x )=2^{\sqrt{-x^{2}+2 x+\frac{5} {4}}}$$,对于给定的正数$${{K}}$$,定义函数$$f_{K} \left( x \right)=\left\{\begin{matrix} {f ( x ), f ( x ) \geqslant K} \\ {K, f ( x ) < K} \\ \end{matrix} \right.$$,若对于函数$$f ( x )=2^{\sqrt{-x^{2}+2 x+\frac{5} {4}}}$$定义域内的任意$${{x}}$$,恒有$$f_{K} \left( x \right)=f ( x )$$,则($${)}$$.

B

A.$${{K}}$$的最小值为$${{1}}$$

B.$${{K}}$$的最大值为$${{1}}$$

C.$${{K}}$$的最小值为$${{2}{\sqrt {2}}}$$

D.$${{K}}$$的最大值为$${{2}{\sqrt {2}}}$$

9、['函数的最大(小)值', '函数中的恒成立问题']

正确率40.0%设函数$$f ( x )=m x^{2}-2 m x-3$$,若对于$$x \in[-1, 2 ], \, \, \, f ( x ) <-2 m+6$$恒成立,则$${{m}}$$的取值范围为(

D

A.$$(-\infty, 9 ]$$

B.$$[ 1, \frac{9} {2} ]$$

C.$$[ \frac{9} {5},+\infty)$$

D.$$(-\infty, \frac{9} {5} )$$

10、['利用导数讨论函数单调性', '导数中的函数构造问题', '函数中的恒成立问题']

正确率60.0%设函数$${{f}{(}{x}{)}}$$是定义在$${{R}}$$上的函数,$${{f}{(}{x}{)}}$$的导函数为$$f^{\prime} ( x ), ~ f^{\prime} ( x ) > f ( x )$$对于任意$${{x}{∈}{R}}$$恒成立,则$${{(}{)}}$$

C

A.$$e^{2 0 1 8} f (-2 0 1 8 ) < f ( 0 ), \, \, \, f ( 2 0 1 8 ) < e^{2 0 1 8} f ( 0 )$$

B.$$e^{2 0 1 8} f (-2 0 1 8 ) > f ( 0 ), \, \, \, f ( 2 0 1 8 ) < e^{2 0 1 8} f ( 0 )$$

C.$$e^{2 0 1 8} f (-2 0 1 8 ) < f ( 0 ), \, \, \, f ( 2 0 1 8 ) > e^{2 0 1 8} f ( 0 )$$< f(0), f(2018) >$$e^{2 0 1 8} f ( 0 )$$

D.$$e^{2 0 1 8} f (-2 0 1 8 ) > f ( 0 ), \, \, \, f ( 2 0 1 8 ) > e^{2 0 1 8} f ( 0 )$$

1. 题目要求判断哪些函数不是“控制增长函数”。分析各选项:

选项A:$$f(x) = e^x$$。假设存在$$a, b > 0$$使得$$e^{x+a} \leq e^x + b$$,即$$e^a e^x \leq e^x + b$$。当$$x \to -\infty$$时,$$e^x \to 0$$,不等式变为$$0 \leq b$$,成立;但当$$x \to +\infty$$时,$$e^x$$增长无界,无法满足$$e^a e^x \leq e^x + b$$,因此A不是控制增长函数。

选项B:$$f(x) = \sqrt{|x|}$$。取$$a = 1$$,$$b = 1$$,则$$\sqrt{|x+1|} \leq \sqrt{|x|} + 1$$对所有$$x \in \mathbb{R}$$成立,因此B是控制增长函数。

选项C:$$f(x) = \sin x^2$$。由于$$\sin x^2$$在$$x \to +\infty$$时振荡无界,无法找到固定的$$a, b$$满足条件,因此C不是控制增长函数。

选项D:$$f(x) = x \sin x$$。类似C,$$x \sin x$$在$$x \to +\infty$$时振荡无界,无法满足条件,因此D不是控制增长函数。

综上,A、C、D不是控制增长函数,但题目要求选择“不是”的选项,因此答案为A、C、D。但题目为单选题,可能是题目描述有误,暂不明确。

2. 题目给出$$2f(x) < x f'(x) < 3f(x)$$,可以变形为$$2 < \frac{x f'(x)}{f(x)} < 3$$。设$$g(x) = \frac{f(x)}{x^2}$$,则$$g'(x) = \frac{f'(x) x - 2 f(x)}{x^3}$$。由$$2 < \frac{x f'(x)}{f(x)} < 3$$得$$2f(x) < x f'(x) < 3f(x)$$,即$$g'(x) > 0$$,说明$$g(x)$$单调递增。

因此$$\frac{f(1)}{1^2} < \frac{f(2)}{2^2}$$,即$$\frac{f(1)}{f(2)} < \frac{1}{4}$$。类似地,由$$x f'(x) < 3f(x)$$可得$$\frac{f(1)}{f(2)} > \frac{1}{8}$$。

综上,$$\frac{1}{8} < \frac{f(1)}{f(2)} < \frac{1}{4}$$,对应选项D。

3. 函数$$f(x)$$是偶函数,当$$x > 0$$时$$f(x) = (x-1)^2$$。在区间$$x \in [-2, \frac{1}{2}]$$上,$$f(x)$$的最小值为$$f(0) = 1$$,最大值为$$f(-2) = f(2) = (2-1)^2 = 1$$或$$f(\frac{1}{2}) = (\frac{1}{2}-1)^2 = \frac{1}{4}$$。因此$$n = \frac{1}{4}$$,$$m = 1$$,$$m - n = \frac{3}{4}$$,对应选项C。

4. 不等式$$\left(\frac{1}{2}\right)^{x^2 + a x} < \left(\frac{1}{2}\right)^{2x + a - 2}$$等价于$$x^2 + a x > 2x + a - 2$$(因为底数小于1),即$$x^2 + (a-2)x - a + 2 > 0$$对所有$$x$$成立。判别式需满足$$\Delta = (a-2)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-a + 2) < 0$$,即$$a^2 - 4a + 4 + 4a - 8 < 0$$,化简得$$a^2 - 4 < 0$$,解得$$-2 < a < 2$$,对应选项B。

5. 函数$$f(x)$$在$$[-1, 1]$$上的最大值为$$f(-1) = -(-1)^3 + 2 = 3$$。函数$$g(x) = k x + 5 - 2k$$在$$[-1, 1]$$上的最小值为$$g(-1) = -k + 5 - 2k = 5 - 3k$$(因为$$k > 0$$)。题目要求$$f(x_1) \leq g(x_2)$$对所有$$x_1, x_2$$成立,即$$3 \leq 5 - 3k$$,解得$$k \leq \frac{2}{3}$$,对应选项B。

6. 函数$$f(x) = 5 \sqrt{x^2 + 1} - 2 m x$$在$$[0, +\infty)$$上单调,其导数为$$f'(x) = \frac{5x}{\sqrt{x^2 + 1}} - 2m$$。若单调递增,需$$f'(x) \geq 0$$对所有$$x \geq 0$$成立,即$$\frac{5x}{\sqrt{x^2 + 1}} \geq 2m$$。函数$$\frac{5x}{\sqrt{x^2 + 1}}$$的最小值为0($$x=0$$时),最大值趋近于5($$x \to +\infty$$时)。因此需$$2m \leq 0$$,与$$m > 0$$矛盾。若单调递减,需$$f'(x) \leq 0$$,即$$\frac{5x}{\sqrt{x^2 + 1}} \leq 2m$$对所有$$x \geq 0$$成立。由于$$\frac{5x}{\sqrt{x^2 + 1}}$$的最大值为5,需$$2m \geq 5$$,即$$m \geq \frac{5}{2}$$,对应选项D。

7. 函数$$f(x) = \log_3 (2x + \frac{18}{x} + m) > 2$$对所有$$x$$成立,即$$2x + \frac{18}{x} + m > 9$$。函数$$2x + \frac{18}{x}$$的最小值为$$2 \cdot 3 + \frac{18}{3} = 12$$(当$$x=3$$时)。因此需$$12 + m > 9$$,即$$m > -3$$。同时,定义域要求$$2x + \frac{18}{x} + m > 0$$,由于最小值为12,只需$$m > -12$$,但结合前式$$m > -3$$更严格。题目可能隐含$$m$$的上限,但选项中最接近的是$$(-3, 12]$$,对应选项C。

8. 函数$$f(x) = 2^{\sqrt{-x^2 + 2x + \frac{5}{4}}}$$的定义域为$$-x^2 + 2x + \frac{5}{4} \geq 0$$,即$$x \in [\frac{1}{2}, \frac{3}{2}]$$。在定义域内,$$-x^2 + 2x + \frac{5}{4}$$的最大值为$$1 + \frac{5}{4} = \frac{9}{4}$$($$x=1$$时),因此$$f(x)$$的最大值为$$2^{\sqrt{\frac{9}{4}}} = 2^{\frac{3}{2}} = 2 \sqrt{2}$$。题目要求$$f_K(x) = f(x)$$对所有$$x$$成立,即$$K$$不超过$$f(x)$$的最小值。$$f(x)$$的最小值为$$2^{\sqrt{\frac{5}{4}}} = 2^{\frac{\sqrt{5}}{2}} \approx 2^{1.118} \approx 2.17$$,但选项中没有此值。可能题目要求$$K$$不超过最大值,即$$K \leq 2 \sqrt{2}$$,对应选项D。

9. 函数$$f(x) = m x^2 - 2 m x - 3$$在$$x \in [-1, 2]$$上需满足$$f(x) < -2m + 6$$。分情况讨论:

若$$m > 0$$,抛物线开口向上,最大值在端点$$x=-1$$或$$x=2$$处。计算$$f(-1) = m + 2m - 3 = 3m - 3$$,$$f(2) = 4m - 4m - 3 = -3$$。需$$3m - 3 < -2m + 6$$,即$$5m < 9$$,$$m < \frac{9}{5}$$。

若$$m < 0$$,抛物线开口向下,最大值在顶点处。顶点$$x = 1$$,$$f(1) = m - 2m - 3 = -m - 3$$。需$$-m - 3 < -2m + 6$$,即$$m < 9$$,对所有$$m < 0$$成立。

综上,$$m < \frac{9}{5}$$,对应选项D。

10. 题目给出$$f'(x) > f(x)$$,可以构造$$g(x) = \frac{f(x)}{e^x}$$,则$$g'(x) = \frac{f'(x) e^x - f(x) e^x}{e^{2x}} = \frac{f'(x) - f(x)}{e^x} > 0$$,说明$$g(x)$$单调递增。

因此$$g(-2018) < g(0)$$,即$$\frac{f(-2018)}{e^{-2018}} < \frac{f(0)}{1}$$,即$$e^{2018} f(-2018) < f(0)$$;

同时$$g(0) < g(2018)$$,即$$\frac{f(0)}{1} < \frac{f(2018)}{e^{2018}}$$,即$$f(2018) > e^{2018} f(0)$$。

对应选项C。

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