格物学 第四章 指数函数与对数函数函数的拓展与综合

利用函数单调性求参数的取值范围-函数的拓展与综合知识点考前进阶自测题解析-上海市等高一数学必修,平均正确率42.00000000000001%

2025-06-28
利用函数单调性求参数的取值范围-函数的拓展与综合知识点考前进阶自测题解析-上海市等高一数学必修,平均正确率42.00000000000001%
1、['利用函数单调性求参数的取值范围', '函数单调性的判断', '分段函数的单调性', '余弦(型)函数的单调性']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{} \operatorname{c o s} x,-\frac{\pi} {2} < x \leqslant0} \\ {} & {{} a x+2-a, 0 < x < \frac{\pi} {2}} \\ \end{aligned} \right.$$在区间$$(-\frac{\pi} {2}, \frac{\pi} {2} )$$上是增函数,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

D

A.$${{a}{>}{0}}$$

B.$$0 < a \leqslant2$$

C.$${{a}{⩾}{1}}$$

D.$$0 < a \leq1$$

2、['利用函数单调性求参数的取值范围', '导数与最值', '一元二次不等式的解法', '利用导数讨论函数单调性']

正确率40.0%若函数$$f ( x )=2 x^{3}-a x^{2} ( a < 0 )$$在$$( \frac{a} {2}, \frac{a+6} {3} )$$上有最大值,则$${{a}}$$的取值范围为

B

A.$$[-4, 0 )$$

B.$$(-\infty,-4 ]$$

C.$$[-2, 0 )$$

D.$$(-\infty,-2 ]$$

3、['利用函数单调性求参数的取值范围', '在R上恒成立问题', '含参数的一元二次不等式的解法', '利用换元法转化为一元二次不等式', '利用导数讨论函数单调性']

正确率19.999999999999996%若函数$$f ( x )=x-\frac{1} {3} \operatorname{s i n} 2 x+a \operatorname{c o s} x$$在$$(-\infty,+\infty)$$内单调递增,则实数$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

C

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

B.$$[-2, \frac{4} {3} ]$$

C.$$[-\frac{4} {3}, \frac{4} {3} ]$$

D.$$[-2,-\frac{4} {3} ]$$

4、['利用函数单调性求参数的取值范围', '充分、必要条件的判定']

正确率40.0%$${{“}}$$函数$$f \left( x \right)=-x^{2}-2 \left( a+1 \right) x+3$$在区间$$(-\infty, 2 ]$$上单调递增$${{”}}$$是$$^\omega a \leq-4 "$$的

B

A.充分不必要条件

B.必要不充分条件

C.充分必要条件

D.既不充分也不必要条件

5、['利用函数单调性求参数的取值范围', '函数单调性的判断', '分段函数的单调性']

正确率40.0%已知$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {} & {x^{2}-4 a x+3, x < 1} \\ {} & {\operatorname{l o g}_{a} x+2 a, x \geq1} \\ \end{array} \right.$$满足对任意$${{x}_{1}{≠}{{x}_{2}}}$$,都有$$\frac{f ( x_{1} )-f ( x_{2} )} {x_{1}-x_{2}} < 0$$成立,那么$${{a}}$$的取值范围是           (

C

A.$$\left( 0, \frac{1} {2} \right]$$

B.$$\left[ \frac{1} {2}, 1 \right)$$

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

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

6、['函数奇偶性的应用', '利用函数单调性求参数的取值范围', '利用导数讨论函数单调性']

正确率40.0%已知$$y=f ( x )$$是奇函数,当$$x \in( 0, 2 )$$时,$$f ( x )=l n x-a x ( a > \frac{1} {2} )$$,当$$x \in(-2, 0 )$$时,$${{f}{(}{x}{)}}$$的最小值为$${{2}}$$,则$${{a}}$$的值等于$${{(}{)}}$$

A

A.$${{e}}$$

B.$${{1}}$$

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

D.$${{2}}$$

7、['函数奇偶性的应用', '利用函数单调性求参数的取值范围']

正确率60.0%已知函数$$f \left( x \right)=\left( e^{x}-e^{-x} \right) x^{2}$$,若实数$${{m}}$$满足$$f \left( \operatorname{l o g}_{3} m \right)-f \left( \operatorname{l o g}_{\frac1 3} m \right) \leqslant2 f \left( 1 \right)$$,则实数$${{m}}$$的取值范围为$${{(}{)}}$$

A

A.$$( 0, 3 ]$$

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

C.$$( 0, 9 ]$$

D.$$\left( 0, \frac{1} {3} \right)$$

8、['利用函数单调性求参数的取值范围', '复合函数的单调性判定']

正确率60.0%若函数$$f ( x )=\operatorname{l o g}_{a} ( 2+x )$$在区间$$(-2,+\infty)$$是单调递减函数,则$${{a}}$$的取值范围是

A

A.$$( 0, 1 )$$

B.$${{(}{{0}{.}{2}}{)}}$$

C.$$( 1, 2 )$$

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

9、['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']

正确率40.0%已知$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {( 1-2 a ) x-3 a, x <-1} \\ {-2 x-5, x \geq-1} \\ \end{matrix} \right.$$是定义在$${{R}}$$上的减函数,则$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A

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

B.$$( \frac{1} {2},+\infty)$$

C.$$(-\infty, 2 ]$$

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

10、['利用函数单调性求参数的取值范围', '导数与单调性', '利用导数求参数的取值范围']

正确率40.0%若函数$$f ( x )=2 x^{2}-\operatorname{l n} x$$在$$( k-1, k+1 )$$上不单调,则实数$${{k}}$$的取值范围是(

B

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

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

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

D.$$[ 1, \frac{3} {2} ]$$

1. 解析:

函数 $$f(x)$$ 在区间 $$(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2})$$ 上是增函数,需要满足两部分单调性一致且连接点连续:

1. 在 $$-\frac{\pi}{2} < x \leq 0$$ 时,$$f(x) = \cos x$$ 的导数为 $$-\sin x \geq 0$$,即 $$\sin x \leq 0$$,在此区间内恒成立。

2. 在 $$0 < x < \frac{\pi}{2}$$ 时,$$f(x) = ax + 2 - a$$ 为线性函数,需满足 $$a > 0$$。

3. 在 $$x = 0$$ 处连续且单调递增,需满足 $$\cos 0 \leq a \cdot 0 + 2 - a$$,即 $$1 \leq 2 - a$$,解得 $$a \leq 1$$。

综上,$$0 < a \leq 1$$,选项 D 正确。

2. 解析:

函数 $$f(x) = 2x^3 - a x^2$$ 的导数为 $$f'(x) = 6x^2 - 2a x$$。

求极值点:$$f'(x) = 0$$ 得 $$x = 0$$ 或 $$x = \frac{a}{3}$$。

由于 $$a < 0$$,$$\frac{a}{3} < 0$$,函数在 $$(\frac{a}{2}, \frac{a+6}{3})$$ 上的最大值可能出现在端点或极值点。

要求区间内有最大值,需 $$\frac{a+6}{3} > \frac{a}{3}$$(即 $$a < 0$$ 恒成立),同时需 $$\frac{a}{2} < \frac{a}{3}$$(即 $$a < 0$$ 恒成立)。

进一步分析极值点是否在区间内,需 $$\frac{a}{3} \in (\frac{a}{2}, \frac{a+6}{3})$$,解得 $$a < -4$$。

因此,$$a \in (-\infty, -4]$$,选项 B 正确。

3. 解析:

函数 $$f(x) = x - \frac{1}{3} \sin 2x + a \cos x$$ 的导数为:

$$f'(x) = 1 - \frac{2}{3} \cos 2x - a \sin x \geq 0$$ 对所有 $$x$$ 成立。

化简得 $$1 - \frac{2}{3} (1 - 2 \sin^2 x) - a \sin x \geq 0$$,即 $$\frac{4}{3} \sin^2 x - a \sin x + \frac{1}{3} \geq 0$$。

设 $$t = \sin x \in [-1, 1]$$,不等式为 $$\frac{4}{3} t^2 - a t + \frac{1}{3} \geq 0$$。

需判别式 $$\Delta = a^2 - 4 \cdot \frac{4}{3} \cdot \frac{1}{3} \leq 0$$,即 $$a^2 \leq \frac{16}{9}$$,解得 $$|a| \leq \frac{4}{3}$$。

同时,在 $$t = \pm 1$$ 时不等式成立:

- 当 $$t = 1$$,$$\frac{4}{3} - a + \frac{1}{3} \geq 0$$,即 $$a \leq \frac{5}{3}$$;

- 当 $$t = -1$$,$$\frac{4}{3} + a + \frac{1}{3} \geq 0$$,即 $$a \geq -\frac{5}{3}$$。

综上,$$a \in [-\frac{4}{3}, \frac{4}{3}]$$,选项 C 正确。

4. 解析:

函数 $$f(x) = -x^2 - 2(a+1)x + 3$$ 的导数为 $$f'(x) = -2x - 2(a+1)$$。

要求在 $$(-\infty, 2]$$ 上单调递增,需 $$f'(x) \geq 0$$ 对所有 $$x \leq 2$$ 成立。

即 $$-2x - 2(a+1) \geq 0$$,化简为 $$x \leq -a -1$$。

因此,需 $$2 \leq -a -1$$,即 $$a \leq -3$$。

题目中条件是 $$a \leq -4$$,显然 $$a \leq -4$$ 是 $$a \leq -3$$ 的充分不必要条件,选项 A 正确。

5. 解析:

函数 $$f(x)$$ 对任意 $$x_1 \neq x_2$$ 满足 $$\frac{f(x_1) - f(x_2)}{x_1 - x_2} < 0$$,说明 $$f(x)$$ 是严格递减函数。

1. 当 $$x < 1$$ 时,$$f(x) = x^2 - 4a x + 3$$ 需导数 $$f'(x) = 2x - 4a \leq 0$$,即 $$x \leq 2a$$。

由于 $$x < 1$$,需 $$2a \geq 1$$,即 $$a \geq \frac{1}{2}$$。

2. 当 $$x \geq 1$$ 时,$$f(x) = \log_a x + 2a$$ 需 $$0 < a < 1$$ 且 $$\log_a x$$ 递减。

3. 在 $$x = 1$$ 处连续,需 $$\lim_{x \to 1^-} f(x) \geq \lim_{x \to 1^+} f(x)$$,即 $$1 - 4a + 3 \geq \log_a 1 + 2a$$,化简为 $$4 - 4a \geq 2a$$,即 $$a \leq \frac{2}{3}$$。

综上,$$a \in [\frac{1}{2}, \frac{2}{3}]$$,选项 C 正确。

6. 解析:

函数 $$f(x)$$ 是奇函数,当 $$x \in (0, 2)$$ 时,$$f(x) = \ln x - a x$$。

当 $$x \in (-2, 0)$$ 时,$$f(x) = -f(-x) = -(\ln (-x) - a (-x)) = -\ln (-x) - a x$$。

求导数 $$f'(x) = -\frac{1}{x} - a$$,令 $$f'(x) = 0$$ 得 $$x = -\frac{1}{a}$$。

由于 $$a > \frac{1}{2}$$,$$x = -\frac{1}{a} \in (-2, 0)$$。

在 $$x = -\frac{1}{a}$$ 处取得极小值,代入得 $$f(-\frac{1}{a}) = -\ln (\frac{1}{a}) - a (-\frac{1}{a}) = \ln a + 1 = 2$$,解得 $$a = e$$,选项 A 正确。

7. 解析:

函数 $$f(x) = (e^x - e^{-x}) x^2$$ 是奇函数。

不等式 $$f(\log_3 m) - f(\log_{\frac{1}{3}} m) \leq 2 f(1)$$ 化简为 $$f(\log_3 m) - f(-\log_3 m) \leq 2 f(1)$$。

由于 $$f(x)$$ 是奇函数,$$f(-\log_3 m) = -f(\log_3 m)$$,因此不等式变为 $$2 f(\log_3 m) \leq 2 f(1)$$,即 $$f(\log_3 m) \leq f(1)$$。

分析 $$f(x)$$ 的单调性:导数 $$f'(x) = (e^x + e^{-x}) x^2 + 2x (e^x - e^{-x}) > 0$$ 对所有 $$x > 0$$ 成立,因此 $$f(x)$$ 在 $$x > 0$$ 时递增。

所以 $$\log_3 m \leq 1$$,即 $$m \leq 3$$。

同时,$$m > 0$$,因此 $$m \in (0, 3]$$,选项 A 正确。

8. 解析:

函数 $$f(x) = \log_a (2 + x)$$ 在 $$(-2, +\infty)$$ 上单调递减,需满足:

1. 底数 $$0 < a < 1$$;

2. 内函数 $$2 + x > 0$$ 在 $$(-2, +\infty)$$ 上恒成立(已满足)。

因此,$$a \in (0, 1)$$,选项 A 正确。

9. 解析:

函数 $$f(x)$$ 是定义在 $$R$$ 上的减函数,需满足:

1. 当 $$x < -1$$ 时,$$f(x) = (1 - 2a) x - 3a$$ 的斜率 $$1 - 2a < 0$$,即 $$a > \frac{1}{2}$$;

2. 当 $$x \geq -1$$ 时,$$f(x) = -2x - 5$$ 的斜率 $$-2 < 0$$(恒成立);

3. 在 $$x = -1$$ 处连续且单调递减,需 $$\lim_{x \to -1^-} f(x) \geq \lim_{x \to -1^+} f(x)$$,即 $$(1 - 2a)(-1) - 3a \geq -2(-1) - 5$$,化简为 $$-1 + 2a - 3a \geq -3$$,即 $$-a \geq -2$$,即 $$a \leq 2$$。

综上,$$a \in (\frac{1}{2}, 2]$$,选项 A 正确。

10. 解析:

函数 $$f(x) = 2x^2 - \ln x$$ 的导数为 $$f'(x) = 4x - \frac{1}{x}$$。

求极值点:$$f'(x) = 0$$ 得 $$x = \frac{1}{2}$$(唯一极值点)。

函数在 $$(k-1, k+1)$$ 上不单调,需极值点 $$\frac{1}{2} \in (k-1, k+1)$$。

即 $$k - 1 < \frac{1}{2} < k + 1$$,解得 $$-\frac{1}{2} < k < \frac{3}{2}$$。

同时,定义域要求 $$k - 1 > 0$$(因为 $$\ln x$$ 定义域为 $$x > 0$$),即 $$k > 1$$。

综上,$$k \in (1, \frac{3}{2})$$,选项 C 正确。

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