格物学 第四章 指数函数与对数函数函数的拓展与综合

已知函数值(值域)求自变量或参数-函数的拓展与综合知识点教师选题进阶单选题自测题解析-山东省等高一数学必修,平均正确率46.0%

2025-07-24
已知函数值(值域)求自变量或参数-函数的拓展与综合知识点教师选题进阶单选题自测题解析-山东省等高一数学必修,平均正确率46.0%
1、['已知函数值(值域)求自变量或参数']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=x^{2}+3,$$若存在区间$$[ a, ~ b ] \underset{\neq} {\subseteq} ( 0, ~+\infty)$$​,使得$${{f}{(}{x}{)}}$$在$$[ a, ~ b ]$$上的取值范围为$$[ k ( a+1 ), ~ k ( b+1 ) ],$$则实数$${{k}}$$的取值范围为(

D

A.$$( 0, \ 3 )$$

B.$$[ 2, ~+\infty)$$

C.$$( 2, ~ 3 ]$$

D.$$( 2, \ 3 )$$

2、['已知函数值(值域)求自变量或参数']

正确率60.0%已知函数$${{f}{(}{x}{)}}$$由以表给出,若$$f [ f \mid\boldsymbol{x}_{0} ) \ ]=f \parallel\boldsymbol{+f} \left( \textbf{3} \right)$$,则$${{x}_{0}{=}{(}}$$

$${{x}}$$ $${{1}}$$ $${{2}}$$ $${{3}}$$ $${{4}}$$
$${{f}{(}{x}{)}}$$ $${{−}{1}}$$ $${{1}}$$ $${{2}}$$ $${{1}}$$

B

A.$${{4}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{1}}$$

3、['指数(型)函数的值域', '已知函数值(值域)求自变量或参数', '分段函数模型的应用', '函数中的恒成立问题', '二次函数的图象分析与判断']

正确率40.0%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=\left\{\begin{matrix} {a^{x}+a, x \geq1} \\ {-a x^{2}+2 a x-a+3, x < 1} \\ \end{matrix} \right. \left( \begin{matrix} {a > 0} \\ {a > 0} \\ \end{matrix} \right.$$且$${{a}{≠}{1}{)}}$$,若函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的值域为$${{R}}$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

B

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

B.$$( 1, ~ \frac{3} {2} ]$$

C.$$[ 2, ~+\infty)$$

D.$$[ 3, ~+\infty)$$

4、['已知函数值(值域)求自变量或参数', '分段函数的单调性']

正确率40.0%设函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{} 2^{x}+a, x > 2} \\ {} & {{} \operatorname{l o g}_{1} ( \frac{9} {4}-x )+a^{2}, x \leqslant2} \\ {} & {{} \frac{1} {2}} \\ \end{aligned} \right.$$,若$${{f}{(}{x}{)}}$$的值域为$${{R}}$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

C

A.$$(-\infty,-2 ] \cup[ 1,+\infty)$$

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

C.$$(-\infty,-1 ] \cup[ 2,+\infty)$$

D.$$[-2, 1 ]$$

5、['函数求值', '已知函数值(值域)求自变量或参数', '函数单调性的应用']

正确率40.0%已知函数$${{f}{(}{x}{)}}$$是定义域为$$( \mathrm{\bf~ 0}, \mathrm{\bf~ \Lambda}+\infty)$$的单调函数,若对任意的$$x \in~ ( {\bf0}, ~ {\it+\infty} )$$,都有$$f [ f ~^{(} x ) ~-\frac{1} {x} ]=2$$,则$$f ~ ( \mathrm{\bf~ 2 ~ 0 1 6 ~} ) ~=$$(

C

A.$$\frac{1} {2 \, 0 1 6}$$

B.$$\frac{2 \, 0 1 5} {2 \, 0 1 6}$$

C.$$\frac{2 \, 0 1 7} {2 \, 0 1 6}$$

D.$$\frac{4 \; 0 3 3} {2 \; 0 1 6}$$

6、['已知函数值(值域)求自变量或参数', '分段函数的单调性']

正确率40.0%已知$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {-2 a x+3 a+1, x < 1,} \\ {\operatorname{l n} x, x \geqslant1} \\ \end{aligned} \right.$$的值域为$${{R}}$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

C

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

B.$$(-1, 0 )$$

C.$$[-1, 0 )$$

D.$$[-1, 0 ]$$​

7、['已知函数值(值域)求自变量或参数', '函数的对称性']

正确率40.0%已知函数$$f \left( \begin{array} {l} {{( \mathbf{x} )}} \\ \end{array} \right)=\ ( \mathbf{x}^{2}-2 x ) \; \sin\; ( \mathbf{x}-1 ) \;+x+1$$在$$[-1, ~ 3 ]$$上的最大值为$${{M}}$$,最小值为$${{m}}$$,则$$M+m=\langle($$

A

A.$${{4}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{0}}$$

8、['函数奇偶性的应用', '对数型复合函数的应用', '利用函数奇偶性求值', '已知函数值(值域)求自变量或参数', '分段函数求值']

正确率40.0%已知函数$${{f}{(}{x}{)}}$$是定义在$${{R}}$$上的奇函数,当$${{x}{>}{0}}$$时,$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ {x} \\ \end{matrix} \right) \ =\left\{\begin{matrix} {\operatorname{l o g}_{1} \, x+2, \ 0 < x < 1} \\ {\overline{{2}}} \\ {x+1, \ x \geq1} \\ \end{matrix} \right.$$,若$$f \left( \begin{matrix} {a} \\ \end{matrix} \right)=-4$$,则$${{a}}$$为(

D

A.$$- \frac{1} {4}$$

B.$${{−}{3}}$$

C.$$- \frac{1} {4}$$或$${{3}}$$

D.$$- \frac{1} {4}$$或$${{−}{3}}$$

9、['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', '已知函数值(值域)求自变量或参数']

正确率60.0%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ {x} \\ \end{matrix} \right) \ =\left\{\begin{matrix} {e^{x-1}, x < 2} \\ {l o g_{3} ( x^{2}-1 ), x \geq2} \\ \end{matrix} \right.$$,若$$f \left( \begin{matrix} {a} \\ {b} \\ \end{matrix} \right) \ =1$$,则$${{a}}$$的值是(

D

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{−}{2}}$$或$${{2}}$$

D.$${{1}}$$或$${{2}}$$

10、['指数(型)函数的单调性', '指数(型)函数的值域', '已知函数值(值域)求自变量或参数']

正确率60.0%svg异常

C

A.svg异常

B.svg异常

C.svg异常

D.svg异常

### 第一题解析 **题目分析**: 函数 $$f(x) = x^2 + 3$$ 在区间 $$[a, b] \subseteq (0, +\infty)$$ 上的取值范围为 $$[k(a+1), k(b+1)]$$。我们需要找到实数 $$k$$ 的取值范围。 **步骤解析**: 1. **函数性质**:$$f(x)$$ 在 $$(0, +\infty)$$ 上是严格递增的,因为其导数 $$f'(x) = 2x > 0$$ 对于 $$x > 0$$。 2. **取值范围条件**:由于 $$f(x)$$ 在 $$[a, b]$$ 上的最小值为 $$f(a) = a^2 + 3$$,最大值为 $$f(b) = b^2 + 3$$,所以有: \[ a^2 + 3 = k(a + 1) \quad \text{和} \quad b^2 + 3 = k(b + 1) \] 3. **方程求解**:将上述方程整理为: \[ a^2 - k a + (3 - k) = 0 \quad \text{和} \quad b^2 - k b + (3 - k) = 0 \] 这意味着 $$a$$ 和 $$b$$ 是方程 $$x^2 - k x + (3 - k) = 0$$ 的两个不同的正根。 4. **判别式条件**:为了保证方程有两个不同的正根,需要满足: - 判别式 $$\Delta = k^2 - 4(3 - k) > 0$$,即 $$k^2 + 4k - 12 > 0$$,解得 $$k < -6$$ 或 $$k > 2$$。 - 两根之和 $$a + b = k > 0$$ 且两根之积 $$ab = 3 - k > 0$$,即 $$k < 3$$。 5. **综合条件**:结合上述分析,$$k$$ 必须满足 $$2 < k < 3$$。 **最终答案**: $$\boxed{D}$$ --- ### 第二题解析 **题目分析**: 给定函数 $$f(x)$$ 的表格定义,要求解 $$x_0$$ 使得 $$f[f(x_0)] = x_0 + f(3)$$。 **步骤解析**: 1. **已知条件**: - $$f(1) = -1$$,$$f(2) = 1$$,$$f(3) = 2$$,$$f(4) = 1$$。 - $$f(3) = 2$$,所以 $$x_0 + f(3) = x_0 + 2$$。 2. **逐一代入选项**: - **选项A (x₀=4)**: $$f(4) = 1$$,$$f[f(4)] = f(1) = -1$$,而 $$x_0 + 2 = 6$$,不成立。 - **选项B (x₀=3)**: $$f(3) = 2$$,$$f[f(3)] = f(2) = 1$$,而 $$x_0 + 2 = 5$$,不成立。 - **选项C (x₀=2)**: $$f(2) = 1$$,$$f[f(2)] = f(1) = -1$$,而 $$x_0 + 2 = 4$$,不成立。 - **选项D (x₀=1)**: $$f(1) = -1$$,但 $$-1$$ 不在定义域内(表格中 $$x$$ 的取值为1,2,3,4),无法计算 $$f(-1)$$,因此不成立。 **重新审题**: 题目描述可能有笔误,假设题目为 $$f[f(x_0)] = x_0 + f(3)$$,但根据表格数据无解。另一种可能是题目描述有误,例如 $$f[f(x_0)] = f(x_0 + f(3))$$,但这也不成立。 **可能的修正**: 假设题目为 $$f[f(x_0)] = x_0$$,则: - $$f(2) = 1$$,$$f(1) = -1$$(无效)。 - $$f(4) = 1$$,$$f(1) = -1$$(无效)。 - 无解。 **结论**: 题目可能存在笔误,但根据选项和常见逻辑,最接近的可能是 $$x_0 = 1$$,尽管不严格成立。 **最终答案**: $$\boxed{D}$$ --- ### 第三题解析 **题目分析**: 分段函数 $$f(x)$$ 的值域为 $$\mathbb{R}$$,要求 $$a$$ 的取值范围。 **步骤解析**: 1. **分段分析**: - 对于 $$x \geq 1$$,$$f(x) = a^x + a$$。由于 $$a > 0$$ 且 $$a \neq 1$$,$$a^x$$ 的范围为 $$(0, +\infty)$$ 或 $$(1, +\infty)$$,因此 $$f(x)$$ 的范围为 $$(a, +\infty)$$。 - 对于 $$x < 1$$,$$f(x) = -a x^2 + 2a x - a + 3$$ 是一个开口向下的二次函数,其最大值在顶点处 $$x = 1$$,但 $$x < 1$$,所以 $$f(x)$$ 的范围为 $$(-\infty, f(1^-)]$$,其中 $$f(1^-) = -a(1)^2 + 2a(1) - a + 3 = 3$$。 2. **值域条件**: - 要使值域为 $$\mathbb{R}$$,必须有 $$(a, +\infty)$$ 和 $$(-\infty, 3]$$ 覆盖整个实数集,即 $$a \leq 3$$。 - 同时,二次函数的最小值必须足够小,即判别式 $$\Delta \geq 0$$: \[ (2a)^2 - 4(-a)(-a + 3) \geq 0 \Rightarrow 4a^2 - 4a^2 + 12a \geq 0 \Rightarrow a \geq 0 \] 由于 $$a > 0$$,所以 $$a \leq 3$$ 且 $$a \neq 1$$。 3. **进一步分析**: - 当 $$a > 1$$ 时,$$a^x$$ 的范围是 $$(a, +\infty)$$,需要 $$a \leq 3$$。 - 当 $$0 < a < 1$$ 时,$$a^x$$ 的范围是 $$(0, +\infty)$$,但 $$f(x)$$ 的范围是 $$(a, +\infty)$$,无法覆盖 $$(-\infty, 0]$$,因此 $$a$$ 必须大于1。 **综合条件**: $$1 < a \leq 3$$,但选项中没有直接对应。最接近的是选项B $$(1, \frac{3}{2}]$$。 **最终答案**: $$\boxed{B}$$ --- ### 第四题解析 **题目分析**: 分段函数 $$f(x)$$ 的值域为 $$\mathbb{R}$$,要求 $$a$$ 的取值范围。 **步骤解析**: 1. **分段分析**: - 对于 $$x > 2$$,$$f(x) = 2^x + a$$,范围是 $$(4 + a, +\infty)$$。 - 对于 $$x \leq 2$$,$$f(x) = \log_{\frac{1}{2}} \left(\frac{9}{4} - x\right) + a^2$$,因为 $$\frac{9}{4} - x \geq 0$$,即 $$x \leq \frac{9}{4}$$,所以 $$x \leq 2$$ 时,$$\frac{9}{4} - x \geq \frac{1}{4}$$。 - 当 $$x \to -\infty$$,$$\frac{9}{4} - x \to +\infty$$,$$\log_{\frac{1}{2}} (\cdot) \to -\infty$$,因此 $$f(x) \to -\infty$$。 - 当 $$x = 2$$,$$f(2) = \log_{\frac{1}{2}} \left(\frac{1}{4}\right) + a^2 = 2 + a^2$$。 2. **值域条件**: - 需要 $$(4 + a, +\infty)$$ 和 $$(-\infty, 2 + a^2]$$ 覆盖 $$\mathbb{R}$$,因此必须有 $$4 + a \leq 2 + a^2$$,即 $$a^2 - a - 2 \geq 0$$,解得 $$a \leq -1$$ 或 $$a \geq 2$$。 **最终答案**: $$\boxed{C}$$ --- ### 第五题解析 **题目分析**: 函数 $$f(x)$$ 是定义在 $$(0, +\infty)$$ 上的单调函数,且满足 $$f[f(x) - \frac{1}{x}] = 2$$,求 $$f(2016)$$。 **步骤解析**: 1. **单调性**:由于 $$f(x)$$ 是单调的,存在反函数。 2. **方程求解**: - 设 $$f(x) - \frac{1}{x} = C$$,其中 $$C$$ 是常数,因为 $$f$$ 是单调的。 - 代入原式得 $$f(C) = 2$$。 - 因此,$$f(x) = \frac{1}{x} + C$$。 - 又因为 $$f(C) = 2$$,所以 $$\frac{1}{C} + C = 2$$,解得 $$C = 1$$。 3. **函数表达式**: - $$f(x) = \frac{1}{x} + 1$$。 4. **计算 $$f(2016)$$**: - $$f(2016) = \frac{1}{2016} + 1 = \frac{2017}{2016}$$。 **最终答案**: $$\boxed{C}$$ --- ### 第六题解析 **题目分析**: 分段函数 $$f(x)$$ 的值域为 $$\mathbb{R}$$,要求 $$a$$ 的取值范围。 **步骤解析**: 1. **分段分析**: - 对于 $$x \geq 1$$,$$f(x) = \ln x$$,范围是 $$[0, +\infty)$$。 - 对于 $$x < 1$$,$$f(x) = -2a x + 3a + 1$$,是一条直线。 2. **值域条件**: - 需要直线部分覆盖 $$(-\infty, 0)$$,因此必须有: - 当 $$a > 0$$ 时,$$-2a < 0$$,函数在 $$x < 1$$ 时递减,要求 $$\lim_{x \to -\infty} f(x) = +\infty$$ 且 $$f(1^-) = a + 1 \leq 0$$,即 $$a \leq -1$$,矛盾。 - 当 $$a < 0$$ 时,$$-2a > 0$$,函数在 $$x < 1$$ 时递增,要求 $$f(1^-) = a + 1 \geq 0$$ 且 $$\lim_{x \to -\infty} f(x) = -\infty$$,即 $$a \geq -1$$。 3. **边界条件**: - 当 $$a = -1$$ 时,$$f(x) = 2x - 2$$,满足值域为 $$\mathbb{R}$$。 - 当 $$a = 0$$ 时,$$f(x) = 1$$ 不满足。 **综合条件**: $$-1 \leq a < 0$$。 **最终答案**: $$\boxed{C}$$ --- ### 第七题解析 **题目分析**: 函数 $$f(x) = (x^2 - 2x) \sin(x - 1) + x + 1$$ 在 $$[-1, 3]$$ 上的最大值 $$M$$ 和最小值 $$m$$,求 $$M + m$$。 **步骤解析**: 1. **对称性分析**: - 令 $$t = x - 1$$,则 $$x = t + 1$$,函数变为: $$f(t + 1) = ((t + 1)^2 - 2(t + 1)) \sin t + (t + 1) + 1 = (t^2 - 1) \sin t + t + 2$$。 - 定义 $$g(t) = (t^2 - 1) \sin t + t$$,则 $$f(t + 1) = g(t) + 2$$。 - 注意到 $$g(-t) = (t^2 - 1) \sin(-t) - t = - (t^2 - 1) \sin t - t = -g(t)$$,即 $$g(t)$$ 是奇函数。 2. **区间变换**: - $$x \in [-1, 3]$$ 对应 $$t \in [-2, 2]$$。 - 由于 $$g(t)$$ 是奇函数,其在对称区间上的积分性质表明最大值和最小值关于原点对称,即 $$M = g_{\text{max}} + 2$$,$$m = g_{\text{min}} + 2$$,且 $$g_{\text{max}} = -g_{\text{min}}$$。 - 因此 $$M + m = (g_{\text{max}} + 2) + (g_{\text{min}} + 2) = 4$$。 **最终答案**: $$\boxed{A}$$ --- ### 第八题解析 **题目分析**: 奇函数 $$f(x)$$ 在 $$x > 0$$ 时的定义,且 $$f(a) = -4$$,求 $$a$$。 **步骤解析**: 1. **奇函数性质**: - $$f(0) = 0$$,且 $$f(-x) = -f(x)$$。 2. **分段求解**: - 当 $$0 < x < 1$$,$$f(x) = \log_{\frac{1}{2}} x + 2$$。 - 设 $$f(x) = -4$$,则 $$\log_{\frac{1}{2}} x + 2 = -4$$,解得 $$\log_{\frac{1}{2}} x = -6$$,即 $$x = (\frac{1}{2})^{-6} = 64$$,不在区间内。 - 当 $$x \geq 1$$,$$f(x) = x + 1$$。 - 设 $$f(x) = -4$$,则 $$x + 1 = -4$$,解得 $$x = -5$$,不在区间内。 3. **利用奇函数性质**: - 设 $$a < 0$$,则 $$f(a) = -f(-a) = -4$$,即 $$f(-a) = 4$$。 - 若 $$0 < -a < 1$$,则 $$\log_{\frac{1}{2}} (-a) + 2 = 4$$,解得 $$\log_{\frac{1}{2}} (-a) = 2$$,即 $$-a = (\frac{1}{2})^2 = \frac{1}{4}$$,所以 $$a = -\frac{1}{4}$$。 - 若 $$-a \geq 1$$,则 $$-a + 1 = 4$$,解得 $$a = -3$$。 **最终答案**: $$\boxed{D}$$ --- ### 第九题解析 **题目分析**: 分段函数 $$f(x)$$,若 $$f(a) = 1$$,求 $$a$$ 的值。 **步骤解析**: 1. **分段求解**: - 当 $$x < 2$$,$$f(x) = e^{x-1} = 1$$,解得 $$x - 1 = 0$$,即 $$x = 1$$。 - 当 $$x \geq 2$$,$$f(x) = \log_3 (x^2 - 1) = 1$$,解得 $$x^2 - 1 = 3$$,即 $$x^2 = 4$$,$$x = \pm 2$$,但 $$x \geq 2$$,所以 $$x = 2$$。 2. **验证**: - $$a = 1$$ 和 $$a = 2$$ 都满足条件。 **最终答案**: $$\boxed{D}$$ --- ### 第十题解析 **题目分析**: 题目描述不完整,无法解析。 **最终答案**: 题目不完整,无法选择。 题目来源于各渠道收集,若侵权请联系下方邮箱
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