格物学 第四章 指数函数与对数函数函数的拓展与综合

分段函数与方程、不等式问题-函数的拓展与综合知识点教师选题进阶选择题自测题答案-河北省等高一数学必修,平均正确率48.0%

2025-09-29
分段函数与方程、不等式问题-函数的拓展与综合知识点教师选题进阶选择题自测题答案-河北省等高一数学必修,平均正确率48.0%
1、['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60.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {\mathrm{e}^{x}-3, \ x > 0,} \\ {2-( x+1 )^{2}, \ x \leqslant0,} \\ \end{aligned} \right.$$则函数$$y=f [ f ( x ) ]-1$$的零点个数为(

C

A.$${{4}}$$

B.$${{5}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{7}}$$

2、['分段函数与方程、不等式问题', '对数的性质', '已知函数值(值域)求自变量或参数', '对数的运算性质']

正确率60.0%设函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {a \cdot2^{x}, x \leq2} \\ {l o g_{2} x, x > 2} \\ \end{array} \right. ( a \in R )$$,若$$f \left( f \left( 4 \right) \right) ~=~ 1$$,则$${{a}}$$的值为(

D

A.$${{2}}$$

B.$${{1}}$$

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

D.$$\frac{1} {4}$$

3、['分段函数与方程、不等式问题']

正确率40.0%已知函数定义在$$[ 1, ~+\infty)$$上的函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) \ =\left\{\begin{matrix} {4-| 8 x-1 2 |, \ 1 \leqslant x \leqslant2} \\ {\frac{1} {2} f ( \frac{x} {2} ), \ x > 2} \\ \end{matrix} \right.$$,则下列说法中正确的个数有(
$${①}$$关于$${{x}}$$的方程$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)-\frac{1} {2^{n}}=0, \ \ ( \begin{matrix} {n \in N} \\ \end{matrix} )$$有$${{2}{n}{+}{4}}$$个不同的零点
$${②}$$对于实数$$x \in[ 1, ~+\infty)$$,不等式$$x f ~ ( \textbf{x} ) ~ \leq6$$恒成立
$${③}$$在$$[ 1, ~ 6 )$$上,方程$$6 f ~ ( x ) ~-x=0$$有$${{5}}$$个零点
$${④}$$当$$x \in[ 2^{n-1}, \, \, 2^{n} ], \quad( \, n \in N^{*} \, )$$时,函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的图象与$${{x}}$$轴围成的面积为$${{4}}$$

B

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

4、['分段函数与方程、不等式问题', '对数(型)函数的单调性', '不等式的解集与不等式组的解集', '分段函数求值']

正确率40.0%函数$$f \left( x \right)=\left\{\begin{matrix} {e^{x-1} \left( x < 2 \right)} \\ {-\operatorname{l o g}_{3} \left( x-1 \right) \left( x \gg2 \right)} \\ \end{matrix} \right.$$,则不等式$${{f}{{(}{x}{)}}{>}{1}}$$的解集为$${{(}{)}}$$

A

A.$$( 1, 2 )$$

B.$$(-\infty, \frac{4} {3} )$$

C.$$\left( 1, \frac{4} {3} \right)$$

D.$${{[}{2}{{,}{+}{∞}}{)}}$$

5、['分段函数与方程、不等式问题', '分段函数求值', '分段函数的定义']

正确率60.0%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=\left\{\begin{matrix} {x+1,} & {x \geq0} \\ {x^{2},} & {x < 0} \\ \end{matrix} \right.$$,则$$f [ f ~ ( ~-2 ) ~ ]$$的值为(

D

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{5}}$$

6、['分段函数与方程、不等式问题', '利用导数讨论函数单调性', '根据函数零点个数求参数范围', '分段函数的图象']

正确率40.0%已知函数$$f \left( x \right)=\left\{\begin{matrix} {e^{x}, x \leqslant0,} \\ {\operatorname{l n} x, x > 0,} \\ \end{matrix} \right. g \left( x \right)=f \left( x \right)+x+2 a$$.若$${{g}{{(}{x}{)}}}$$存在$${{2}}$$个零点,则$${{a}}$$的取值范围是(

A

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

B.$$[ 0,+\infty)$$

C.$$\left[-\frac{1} {2}, 0 \right)$$

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

7、['利用函数单调性求参数的取值范围', '分段函数与方程、不等式问题', '导数与极值', '利用导数讨论函数单调性', '分段函数的图象']

正确率40.0%若函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=\left\{\begin{matrix} {x^{2}-( 3 m+1 ) x+3, x \leq0} \\ {m x^{2}+x l n x, x > 0} \\ \end{matrix} \right.$$恰有三个极值点,则$${{m}}$$的取值范围是(

A

A.$$( \mathrm{\Pi}-\frac{1} {2}, \mathrm{\Pi}-\frac{1} {3} )$$

B.$$( \mathrm{\it~-~} \frac{1} {2}, \mathrm{\it~ 0} )$$

C.$$( \mathrm{\Phi}-1, \mathrm{\Phi}-\frac{1} {3} )$$

D.$$( \mathrm{\ensuremath{-1}}, \mathrm{\ensuremath{-}} \frac{1} {2} )$$

8、['函数奇偶性的应用', '分段函数与方程、不等式问题', '利用函数奇偶性求解析式']

正确率40.0%已知$$y=f ( x )$$是定义在$${{R}}$$上的奇函数,当$${{x}{>}{0}}$$时,$$f ( x )=x-2$$,那么不等式$$f ( x ) < \frac{1} {2}$$的解集是$${{(}{)}}$$

D

A.$$\{x | 0 < x < \frac{5} {2} \}$$

B.$$\{x |-\frac{3} {2} < x < 0 \}$$

C.$$\{x |-\frac{3} {2} < x < 0$$或$$0 < x < \frac{5} {2} \}$$

D.$$\{x | x <-\frac{3} {2}$$或$$0 \leqslant x < \frac{5} {2} \}$$

9、['分段函数与方程、不等式问题', '分段函数求值']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {2 x, x \geqslant0} \\ {x^{2}+1, x < 0} \\ \end{array} \right.$$则$$f ( f (-2 ) )$$的值是(

C

A.$${{8}}$$

B.$${{−}{{1}{7}}}$$

C.$${{1}{0}}$$

D.$${{1}{7}}$$

10、['分段函数与方程、不等式问题', '利用导数求曲线的切线方程(斜率)', '根据函数零点个数求参数范围']

正确率40.0%已知函数$$f \ ( \textbf{x} ) \ =\left\{\begin{aligned} {\operatorname{l n} ( 2 x+1 ), x > 0,} \\ {\mathrm{e}^{x}-1, x \leqslant0,} \\ \end{aligned} \right.$$若函数$$g ~ ( \textbf{x} ) ~=f ~ ( \textbf{x} ) ~-a \textbf{x}$$恰有$${{2}}$$个零点,则$${{a}}$$的取值范围是(

C

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

B.$$[ 1, \ 2 ]$$

C.$$[ 1, \ 2 )$$

D.$$( {\bf0}, ~ {\bf2} )$$

第一题:

已知函数 $$f(x)=\begin{cases} e^x-3, & x>0 \\ 2-(x+1)^2, & x\leq0 \end{cases}$$

要求函数 $$y=f[f(x)]-1$$ 的零点个数

1. 当 $$x>0$$ 时:

$$f(x)=e^x-3$$,值域为 $$(-2,+\infty)$$

当 $$f(x)>0$$ 时:$$f[f(x)]=e^{f(x)}-3$$

当 $$f(x)\leq0$$ 时:$$f[f(x)]=2-(f(x)+1)^2$$

2. 当 $$x\leq0$$ 时:

$$f(x)=2-(x+1)^2$$,值域为 $$(-\infty,2]$$

当 $$f(x)>0$$ 时:$$f[f(x)]=e^{f(x)}-3$$

当 $$f(x)\leq0$$ 时:$$f[f(x)]=2-(f(x)+1)^2$$

通过分段讨论和图像分析,得到 $$f[f(x)]=1$$ 有 5 个解

答案:B.$$5$$

第二题:

已知函数 $$f(x)=\begin{cases} a\cdot2^x, & x\leq2 \\ \log_2 x, & x>2 \end{cases}$$

且 $$f(f(4))=1$$

1. 计算 $$f(4)$$:

$$4>2$$,所以 $$f(4)=\log_2 4=2$$

2. 计算 $$f(f(4))=f(2)$$

$$2\leq2$$,所以 $$f(2)=a\cdot2^2=4a$$

3. 由题意:$$4a=1$$,解得 $$a=\frac{1}{4}$$

答案:D.$$\frac{1}{4}$$

第三题:

函数定义在 $$[1,+\infty)$$ 上:

$$f(x)=\begin{cases} 4-|8x-12|, & 1\leq x\leq2 \\ \frac{1}{2}f(\frac{x}{2}), & x>2 \end{cases}$$

分析四个命题:

① 方程 $$f(x)-\frac{1}{2^n}=0$$ 有 $$2n+4$$ 个不同的零点:正确

② 不等式 $$xf(x)\leq6$$ 恒成立:正确

③ 在 $$[1,6)$$ 上,方程 $$6f(x)-x=0$$ 有 5 个零点:正确

④ 当 $$x\in[2^{n-1},2^n]$$ 时,函数图像与 x 轴围成的面积为 4:错误

有三个正确命题

答案:D.$$3$$

第四题:

函数 $$f(x)=\begin{cases} e^{x-1}, & x<2 \\ -\log_3(x-1), & x\geq2 \end{cases}$$

解不等式 $$f(x)>1$$

1. 当 $$x<2$$ 时:$$e^{x-1}>1$$

$$e^{x-1}>e^0$$,所以 $$x-1>0$$,即 $$x>1$$

结合 $$x<2$$,得 $$1

2. 当 $$x\geq2$$ 时:$$-\log_3(x-1)>1$$

$$\log_3(x-1)<-1$$,所以 $$x-1<3^{-1}=\frac{1}{3}$$

即 $$x<\frac{4}{3}$$,与 $$x\geq2$$ 矛盾

综上,解集为 $$(1,2)$$

答案:A.$$(1,2)$$

第五题:

函数 $$f(x)=\begin{cases} x+1, & x\geq0 \\ x^2, & x<0 \end{cases}$$

计算 $$f[f(-2)]$$

1. $$f(-2)=(-2)^2=4$$

2. $$f[f(-2)]=f(4)=4+1=5$$

答案:D.$$5$$

第六题:

函数 $$f(x)=\begin{cases} e^x, & x\leq0 \\ \ln x, & x>0 \end{cases}$$

$$g(x)=f(x)+x+2a$$ 存在 2 个零点

分析函数性质:

当 $$x\leq0$$ 时:$$g(x)=e^x+x+2a$$

当 $$x>0$$ 时:$$g(x)=\ln x+x+2a$$

通过导数分析单调性和极值,得到 $$a\geq-\frac{1}{2}$$

答案:A.$$[-\frac{1}{2},+\infty)$$

第七题:

函数 $$f(x)=\begin{cases} x^2-(3m+1)x+3, & x\leq0 \\ mx^2+x\ln x, & x>0 \end{cases}$$

恰有三个极值点

分析导数:

当 $$x\leq0$$ 时:$$f'(x)=2x-(3m+1)$$

当 $$x>0$$ 时:$$f'(x)=2mx+1+\ln x$$

通过分析导数零点个数,得到 $$m\in(-1,-\frac{1}{2})$$

答案:D.$$(-1,-\frac{1}{2})$$

第八题:

$$y=f(x)$$ 是定义在 $$R$$ 上的奇函数

当 $$x>0$$ 时:$$f(x)=x-2$$

解不等式 $$f(x)<\frac{1}{2}$$

1. 当 $$x>0$$ 时:$$x-2<\frac{1}{2}$$,得 $$x<\frac{5}{2}$$

所以 $$0

2. 当 $$x<0$$ 时:由奇函数性质,$$f(x)=-f(-x)$$

设 $$t=-x>0$$,则 $$f(x)=-f(t)=-(t-2)=2-t$$

$$2-t<\frac{1}{2}$$,得 $$t>\frac{3}{2}$$,即 $$x<-\frac{3}{2}$$

3. 当 $$x=0$$ 时:$$f(0)=0<\frac{1}{2}$$,成立

综上,解集为 $$\{x|x<-\frac{3}{2}$$ 或 $$0\leq x<\frac{5}{2}\}$$

答案:D.$$\{x|x<-\frac{3}{2}$$ 或 $$0\leq x<\frac{5}{2}\}$$

第九题:

函数 $$f(x)=\begin{cases} 2x, & x\geq0 \\ x^2+1, & x<0 \end{cases}$$

计算 $$f(f(-2))$$

1. $$f(-2)=(-2)^2+1=4+1=5$$

2. $$f(f(-2))=f(5)=2\times5=10$$

答案:C.$$10$$

第十题:

函数 $$f(x)=\begin{cases} \ln(2x+1), & x>0 \\ e^x-1, & x\leq0 \end{cases}$$

$$g(x)=f(x)-ax$$ 恰有 2 个零点

分析函数性质:

当 $$x>0$$ 时:$$g(x)=\ln(2x+1)-ax$$

当 $$x\leq0$$ 时:$$g(x)=e^x-1-ax$$

通过导数分析和图像讨论,得到 $$a\in[1,2)$$

答案:C.$$[1,2)$$

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