格物学 第四章 指数函数与对数函数函数的拓展与综合

函数求值域-函数的拓展与综合知识点月考进阶自测题解析-西藏自治区等高一数学必修,平均正确率52.0%

2025-06-23
函数求值域-函数的拓展与综合知识点月考进阶自测题解析-西藏自治区等高一数学必修,平均正确率52.0%
1、['函数求值域']

正确率80.0%设函数$$f ( x )=\frac{( x-2 )^{2}} {x^{2}+4}$$,$$x \in[-1, 1 ]$$的最大值为$${{M}}$$,最小值为$${{m}}$$,则$${{M}{+}{m}}$$等于$${{(}{)}}$$

A.$${{−}{1}}$$

B.$${{0}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{2}}$$

2、['函数求值域', '单调性的定义与证明', '函数的周期性']

正确率40.0%$${{[}{x}{]}}$$表示不超过$${{x}}$$的最大整数,定义函数$$f ( x )=x-[ x ]$$.下列四个结论:$${①}$$函数$${{f}{{(}{x}{)}}}$$的值域为$$[ 0, 1 ] \; ; \; \textcircled{2}$$方程$$f \left( x \right)=\frac{1} {2}$$有无数个解;$${③}$$函数$${{f}{{(}{x}{)}}}$$为周期函数;$${④}$$函数$${{f}{{(}{x}{)}}}$$是$${{R}}$$上的增函数。则正确的结论有()个

B

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

3、['函数求值域', '导数与最值', '利用导数讨论函数单调性']

正确率40.0%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) ~=x l n x-x+2 a$$,若函数$$y=f ~ ( x )$$与$$y=f \left( \int\left( \begin{matrix} {f} \\ {( \mathbf{x} )} \\ \end{matrix} \right) \right)$$有相同的值域,则$${{a}}$$的取值范围是(

A

A.$${( \frac{1} {2}, ~ 1 ]}$$

B.$$(-\infty, \ 1 ]$$

C.$$[ 1, ~ \frac{3} {2} )$$

D.$$[ 1, ~+\infty)$$

4、['函数求值域', '函数单调性的应用', '二次函数的图象分析与判断']

正确率40.0%下列函数中,值域为$$( 0,+\infty)$$的是$${{(}{)}}$$

B

A.$${{y}{=}{−}{{5}^{x}}}$$

B.$$y=( \frac{1} {3} )^{1-x}$$

C.$$y=x^{2}-2 x+3, ~ x \in(-\infty, 2 ]$$

D.$$y=\frac{1} {x+1}, x \in[ 0,+\infty)$$

5、['交集', '一元二次不等式的解法', '函数求值域']

正确率60.0%已知$$P=\left\{x \left| x^{2}-4 x+3 < 0 \right. \right\} \;, Q=\left\{y \left| y=\sqrt{4-2^{x}} \right. \right\}$$,则$$P \bigcap Q=($$)

D

A.$$[ 0, 1 )$$

B.$$[ 0, 2 )$$

C.$$( 1, 2 ]$$

D.$$( 1, 2 )$$

6、['指数(型)函数的值域', '函数求值域', '一元二次不等式的解法', '指数方程与指数不等式的解法', '已知函数值(值域)求自变量或参数', '二次函数的图象分析与判断']

正确率60.0%已知函数$$y=4^{x}-3 \cdot2^{x}+3$$的值域为$$[ 1, ~ 7 ],$$则$${{x}}$$可能的取值范围是(

D

A.$$[ 2, 4 ]$$

B.$$(-\infty, 0 ]$$

C.$$( 0, 1 ] \cup[ 2, \ 4 ]$$

D.$$(-\infty, ~ 0 ] \cup[ 1, ~ 2 ]$$

7、['交集', '集合的新定义问题', '真子集', '函数求值域']

正确率40.0%若函数$$f_{M} ( x )$$的定义域为实数集$${{R}{,}}$$满足$$f_{M} ( x ) \!=\! \left\{\begin{array} {l} {1, \! x \! \in\! M} \\ {0, \! x \! \not\in\! M} \\ \end{array} \right. ( \ M )$$是$${{R}}$$的非空真子集$${{)}}$$,在$${{R}}$$上有两个非空真子集$${{A}{,}{B}}$$,且$$A \cap B=\emptyset$$,则$$F ( x )=\frac{f_{A \cup B} ( x )+1} {f_{A} ( x )+f_{B} ( x )+1}$$的值域为

B

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

B.$${{\{}{1}{\}}}$$

C.$$\{\frac{1} {2}, \frac{2} {3}, 1 \}$$

D.$$[ \frac{1} {3}, 1 ]$$

8、['函数求值域', '对数方程与对数不等式的解法', '指数方程与指数不等式的解法', '分段函数的定义', '函数求定义域']

正确率40.0%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) \ =\left\{\begin{matrix} {-l o g_{2} ( 3-x ), x < 2} \\ {2^{x-2}-1, x \geq2} \\ \end{matrix} \right.$$,若$$f \left( \textbf{2}-a \right) \ =1$$,则$$f \left( a \right) ~=~ ($$

A

A.$${{−}{2}}$$

B.$${{−}{1}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{2}}$$

9、['函数求值域', '对数(型)函数的单调性', '分段函数的单调性']

正确率60.0%若函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ {x} \\ \end{matrix} \right) \ =\left\{\begin{matrix} {8-2^{x}, x \leq2} \\ {3+l o g_{a} x, x > 2} \\ \end{matrix} \right. \left( \begin{matrix} {a > 0} \\ {} \\ \end{matrix} \right.$$且$${{a}{≠}{1}{)}}$$的值域是$$[ 4, ~+\infty)$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

C

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

B.$$( \mathrm{\bf~ 2, ~}+\infty)$$

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

D.$$[ {\root5}, {\tt2} ]$$

10、['函数的新定义问题', '函数求值域']

正确率60.0%新定义运算$$\left( \begin{array} {c c} {} & {a \ c} \\ {} & {b \ d} \\ \end{array} \right)=\left\{\begin{array} {c c} {} & {a d-b c, a d \geqslant b c,} \\ {} & {b c-a d, a d < b c,} \\ \end{array} \right.$$若$$f ( x )=\left( \begin{array} {c} {\begin{array} {c} {x-1} \\ {x-2} \\ \end{array}} \\ \end{array} \right)$$,当$$x \in( 0, \frac{7} {2} )$$时,$${{f}{(}{x}{)}}$$的值域为($${)}$$.

D

A.$$( 0, \frac{9} {4} )$$

B.$$[ 0, \frac{7} {4} )$$

C.$$( \frac{7} {4}, \frac{9} {4} )$$

D.$$[ 0, \frac{9} {4} ]$$

1. 求函数 $$f(x) = \frac{(x-2)^2}{x^2 + 4}$$ 在区间 $$x \in [-1, 1]$$ 的最大值 $$M$$ 和最小值 $$m$$,然后计算 $$M + m$$。

解析:

首先,对函数求导以确定极值点:

$$f'(x) = \frac{2(x-2)(x^2 + 4) - (x-2)^2 \cdot 2x}{(x^2 + 4)^2} = \frac{2(x-2)(x^2 + 4 - x(x-2))}{(x^2 + 4)^2} = \frac{2(x-2)(4 + 2x)}{(x^2 + 4)^2}$$

令导数 $$f'(x) = 0$$,解得 $$x = 2$$(不在区间内)或 $$x = -2$$(不在区间内)。因此,函数在区间 $$[-1, 1]$$ 内无极值点,只需计算端点值:

$$f(-1) = \frac{(-1-2)^2}{(-1)^2 + 4} = \frac{9}{5} = 1.8$$

$$f(1) = \frac{(1-2)^2}{1^2 + 4} = \frac{1}{5} = 0.2$$

因此,最大值 $$M = 1.8$$,最小值 $$m = 0.2$$,$$M + m = 2$$。

答案为:$$D$$。

2. 定义函数 $$f(x) = x - [x]$$,判断四个结论的正确性。

解析:

① 函数 $$f(x)$$ 的值域为 $$[0, 1)$$,不是 $$[0, 1]$$,因此错误。

② 方程 $$f(x) = \frac{1}{2}$$ 有无数个解(例如 $$x = n + \frac{1}{2}$$,$$n \in \mathbb{Z}$$),正确。

③ 函数 $$f(x)$$ 是周期为 1 的函数,正确。

④ 函数 $$f(x)$$ 在每个区间 $$[n, n+1)$$ 内单调递增,但在整个实数集上不单调,错误。

因此,正确的结论有 2 个。

答案为:$$B$$。

3. 已知函数 $$f(x) = x \ln x - x + 2a$$,若 $$y = f(x)$$ 与 $$y = f(f(x))$$ 有相同的值域,求 $$a$$ 的取值范围。

解析:

首先求 $$f(x)$$ 的极值点:

$$f'(x) = \ln x + 1 - 1 = \ln x$$,令 $$f'(x) = 0$$,得 $$x = 1$$。

$$f(1) = 1 \cdot 0 - 1 + 2a = 2a - 1$$ 为最小值。

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

因此,$$f(x)$$ 的值域为 $$[2a - 1, +\infty)$$。

为了使 $$f(f(x))$$ 的值域与 $$f(x)$$ 相同,需满足 $$2a - 1 \leq f(x)$$ 的最小值,即 $$2a - 1 \leq 2a - 1$$,恒成立。但需保证 $$f(x)$$ 的最小值 $$2a - 1 \geq 0$$,即 $$a \geq \frac{1}{2}$$。

进一步分析,当 $$a = 1$$ 时,$$f(x)$$ 的最小值为 1,$$f(f(x))$$ 的值域也为 $$[1, +\infty)$$,符合条件。

综上,$$a \in [1, +\infty)$$。

答案为:$$D$$。

4. 判断哪个函数的值域为 $$(0, +\infty)$$。

解析:

A. $$y = -5^x$$ 的值域为 $$(-\infty, 0)$$,不符合。

B. $$y = \left(\frac{1}{3}\right)^{1-x} = 3^{x-1}$$ 的值域为 $$(0, +\infty)$$,符合。

C. $$y = x^2 - 2x + 3$$ 在 $$x \in (-\infty, 2]$$ 的最小值为 $$y(1) = 2$$,值域为 $$[2, +\infty)$$,不符合。

D. $$y = \frac{1}{x+1}$$ 在 $$x \in [0, +\infty)$$ 的值域为 $$(0, 1]$$,不符合。

答案为:$$B$$。

5. 已知集合 $$P = \{x \mid x^2 - 4x + 3 < 0\} = (1, 3)$$,集合 $$Q = \{y \mid y = \sqrt{4 - 2^x}\}$$,求 $$P \cap Q$$。

解析:

首先求 $$Q$$ 的范围:

$$4 - 2^x \geq 0 \Rightarrow 2^x \leq 4 \Rightarrow x \leq 2$$。

$$y = \sqrt{4 - 2^x}$$ 的值域为 $$[0, 2)$$。

因此 $$Q = [0, 2)$$。

$$P \cap Q = (1, 2)$$。

答案为:$$D$$。

6. 已知函数 $$y = 4^x - 3 \cdot 2^x + 3$$ 的值域为 $$[1, 7]$$,求 $$x$$ 的取值范围。

解析:

设 $$t = 2^x$$,则 $$y = t^2 - 3t + 3$$。

解不等式 $$1 \leq t^2 - 3t + 3 \leq 7$$:

$$t^2 - 3t + 2 \geq 0 \Rightarrow t \leq 1$$ 或 $$t \geq 2$$;

$$t^2 - 3t - 4 \leq 0 \Rightarrow -1 \leq t \leq 4$$。

综合得 $$t \in [0, 1] \cup [2, 4]$$。

因此 $$x \in (-\infty, 0] \cup [1, 2]$$。

答案为:$$D$$。

7. 定义函数 $$F(x) = \frac{f_{A \cup B}(x) + 1}{f_A(x) + f_B(x) + 1}$$,求其值域。

解析:

根据定义,$$f_{A \cup B}(x)$$ 在 $$x \in A \cup B$$ 时为 1,否则为 0;$$f_A(x)$$ 和 $$f_B(x)$$ 类似。

分情况讨论:

1. 若 $$x \in A$$,则 $$F(x) = \frac{1 + 1}{1 + 0 + 1} = 1$$;

2. 若 $$x \in B$$,则 $$F(x) = \frac{1 + 1}{0 + 1 + 1} = 1$$;

3. 若 $$x \notin A \cup B$$,则 $$F(x) = \frac{0 + 1}{0 + 0 + 1} = 1$$。

因此,$$F(x)$$ 的值域恒为 $$\{1\}$$。

答案为:$$B$$。

8. 已知分段函数 $$f(x)$$,若 $$f(2 - a) = 1$$,求 $$f(a)$$ 的值。

解析:

分情况讨论:

1. 若 $$2 - a < 2$$(即 $$a > 0$$),则 $$- \log_2(3 - (2 - a)) = 1 \Rightarrow \log_2(1 + a) = -1 \Rightarrow 1 + a = \frac{1}{2} \Rightarrow a = -\frac{1}{2}$$,不满足 $$a > 0$$;

2. 若 $$2 - a \geq 2$$(即 $$a \leq 0$$),则 $$2^{(2 - a) - 2} - 1 = 1 \Rightarrow 2^{-a} = 2 \Rightarrow a = -1$$。

因此,$$a = -1$$,计算 $$f(a) = f(-1) = -\log_2(3 - (-1)) = -\log_2 4 = -2$$。

答案为:$$A$$。

9. 分段函数 $$f(x)$$ 的值域为 $$[4, +\infty)$$,求实数 $$a$$ 的取值范围。

解析:

当 $$x \leq 2$$ 时,$$f(x) = 8 - 2^x \in [4, 8)$$;

当 $$x > 2$$ 时,$$f(x) = 3 + \log_a x$$ 需要满足 $$3 + \log_a x \geq 4$$,即 $$\log_a x \geq 1$$。

若 $$a > 1$$,则 $$\log_a x \geq 1 \Rightarrow x \geq a$$,需 $$a \leq 2$$;

若 $$0 < a < 1$$,则 $$\log_a x \geq 1 \Rightarrow x \leq a$$,但 $$x > 2$$ 时无解。

因此,$$a \in (1, 2]$$。

答案为:$$C$$。

10. 新定义运算 $$f(x) = \left|\begin{array}{cc} x-1 & 1 \\ x-2 & 1 \end{array}\right|$$,求 $$x \in (0, \frac{7}{2})$$ 时的值域。

解析:

计算 $$f(x) = (x-1) \cdot 1 - 1 \cdot (x-2) = 1$$ 当 $$(x-1) \geq (x-2)$$(恒成立),否则为 $$-1$$。

但题目定义可能有误,重新理解为:

$$f(x) = \left|\begin{array}{cc} x-1 & x-2 \\ 1 & 1 \end{array}\right| = (x-1) \cdot 1 - (x-2) \cdot 1 = 1$$。

因此 $$f(x) = 1$$ 恒成立,但选项无此答案。可能是题目描述不同。

若按 $$f(x) = \max\{x-1, x-2\} - \min\{x-1, x-2\} = 1$$,则值域为 $$\{1\}$$。

但更可能的是 $$f(x) = (x-1)(x-2)$$ 的绝对值,即 $$f(x) = |x^2 - 3x + 2|$$。

在 $$x \in (0, \frac{7}{2})$$ 时,$$f(x)$$ 的最小值为 0(在 $$x = 1$$ 或 $$x = 2$$ 时取得),最大值为 $$f(\frac{7}{2}) = \frac{9}{4}$$。

因此值域为 $$[0, \frac{9}{4}]$$。

答案为:$$D$$。

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