格物学

函数的零点与方程的解-函数的应用(二)知识点教师选题基础选择题自测题答案-江西省等高一数学必修,平均正确率62.0%

2025-04-27
函数的零点与方程的解-函数的应用(二)知识点教师选题基础选择题自测题答案-江西省等高一数学必修,平均正确率62.0%
1、['函数的零点与方程的解', '根据函数零点个数求参数范围']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {| \operatorname{l n} ( x-2 ) |, x > 2} \\ {2^{| x-1 |}+\frac{1} {2}, x \leqslant2} \\ \end{matrix} \right.$$,若函数$${{g}{(}{x}{)}{=}{[}{f}{(}{x}{)}{{]}^{2}}{−}{2}{a}{f}{(}{x}{)}}$$有四个不同的零点,则实数$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A.$$\{\frac{3} {4} \} \cup( \frac{5} {4},+\infty)$$

B.$$\{\frac{1} {2} \} \cup( \frac{5} {4},+\infty)$$

C.$$( \frac{3} {4}, \frac{5} {4} ]$$

D.$$( \frac{3} {4},+\infty)$$

2、['函数求值域', '函数的零点与方程的解', '函数的单调区间']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\frac{\operatorname{s i n} \pi x} {x^{2}-x}$$,给出下列四个结论:
①$${{f}{(}{x}{)}}$$存在无数个零点;
②$${{f}{(}{x}{)}}$$在$${{(}{1}{,}{+}{∞}{)}}$$上有最大值;
③若$${{f}{(}{{2}{0}{2}{3}{.}{7}}{)}{=}{a}}$$,则$${{f}{(}{−}{{2}{0}{2}{2}{.}{7}}{)}{=}{a}}$$;
④区间$$( {\frac{1} {2}}, 1 )$$是$${{f}{(}{x}{)}}$$的单调递减区间.
其中所有正确结论的序号为$${{(}{)}}$$

A.①②③

B.②③④

C.①③

D.①②③④

3、['函数的零点与方程的解', '二次函数的图象分析与判断']

正确率80.0%若$${{α}}$$,$${{β}}$$是二次函数$${{y}{=}{{x}^{2}}{+}{3}{x}{−}{6}}$$的两个零点,则$${{α}^{2}{−}{3}{β}}$$的值是$${{(}{)}}$$

A.$${{3}}$$

B.$${{1}{5}}$$

C.$${{−}{3}}$$

D.$${{−}{{1}{5}}}$$

4、['函数的零点与方程的解', '函数零点存在定理']

正确率80.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {( x-1 )^{3}, x < 2} \\ {e^{2-x}, x \geqslant2} \\ \end{matrix} \right.$$,若函数$${{g}{(}{x}{)}{=}{f}{(}{x}{)}{−}{a}}$$存在两个零点,则实数$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A.$${{(}{−}{∞}{,}{0}{)}}$$

B.$${{(}{−}{∞}{,}{1}{)}}$$

C.$${{(}{0}{,}{1}{)}}$$

D.$${{(}{1}{,}{+}{∞}{)}}$$

5、['函数的零点与方程的解']

正确率80.0%已知函数$${{f}{(}{x}{)}{=}{{2}^{x}}{+}{x}{,}{g}{(}{x}{)}{=}{{l}{o}{g}_{2}}{x}{+}{x}{,}{h}{(}{x}{)}{=}{{x}^{3}}{+}{x}}$$的零点分别$${{a}}$$,$${{b}}$$,$${{c}}$$,则$${{a}}$$,$${{b}}$$,$${{c}}$$的大小顺序为$${{(}{)}}$$

A.$${{a}{>}{b}{>}{c}}$$

B.$${{b}{>}{c}{>}{a}}$$

C.$${{c}{>}{a}{>}{b}}$$

D.$${{b}{>}{a}{>}{c}}$$

6、['函数的零点与方程的解']

正确率40.0%设函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {-2 x^{2}-4 x+1, x \leqslant1} \\ {| \operatorname{l o g}_{2} ( x-1 ) |, x > 1} \\ \end{aligned} \right.$$,若关于$${{x}}$$的方程$${{f}{(}{x}{)}{=}{a}{(}{a}{∈}{R}{)}}$$有四个实数解$${{x}_{1}}$$,$${{x}_{2}}$$,$${{x}_{3}}$$,$${{x}_{4}}$$,且$${{x}_{1}{<}{{x}_{2}}{<}{{x}_{3}}{<}{{x}_{4}}}$$,则$${{(}{{x}_{1}}{+}{{x}_{2}}{)}{(}{{x}_{3}}{−}{{x}_{4}}{)}}$$的取值范围为$${{(}{)}}$$

A.$$( 0, \frac{6 3} {4} )$$

B.$$( 0, \frac{6 3} {4} ]$$

C.$$( \frac{6 3} {4},+\infty)$$

D.$$[ \frac{6 3} {4},+\infty)$$

7、['函数的零点与方程的解']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {2^{x-1}+1, x \leqslant2} \\ {| \operatorname{l o g}_{2} ( x-2 ) |, x > 2} \\ \end{matrix} \right.$$,若关于$${{x}}$$的方程$${{f}^{2}{(}{x}{)}{−}{(}{a}{+}{8}{)}{f}{(}{x}{)}{−}{a}{=}{0}}$$有$${{6}}$$个不同的实数根,则实数$${{a}}$$的取值范围为$${{(}{)}}$$

A.$$(-4,-\frac{1 5} {4} ]$$

B.$$[-\frac{1 5} {4}, 0 )$$

C.$${{(}{−}{4}{,}{0}{)}}$$

D.$$(-4,-\frac{7} {2} )$$

8、['函数的零点与方程的解']

正确率80.0%方程$${{k}{x}{−}{1}{+}{\sqrt {{1}{−}{(}{x}{−}{2}{{)}^{2}}}}{=}{0}}$$有两相异实根,则实数$${{k}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A.$$( 0, \frac{1} {3} ]$$

B.$$(-\frac{1} {3}, 0 )$$

C.$$(-\frac{1} {3}, 0 ) \cup\{\frac{1} {3} \}$$

D.$$( 0, \frac{1} {3} ] \cup\{-\frac{1} {3} \}$$

9、['函数的零点与方程的解']

正确率80.0%设$${{m}}$$是不为$${{0}}$$的实数,已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {| 3^{x}-1 |, x \leqslant2} \\ {x^{2}-1 0 x+2 4, x > 2} \\ \end{array} \right.$$,若函数$${{F}{(}{x}{)}{=}{2}{(}{f}{(}{x}{)}{{)}^{2}}{−}{m}{f}{(}{x}{)}}$$有$${{7}}$$个零点,则$${{m}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A.$${{(}{−}{2}{,}{0}{)}{∪}{(}{0}{,}{{1}{6}}{)}}$$

B.$${{(}{0}{,}{{1}{6}}{)}}$$

C.$${{(}{0}{,}{2}{)}}$$

D.$${{(}{−}{2}{,}{0}{)}{∪}{(}{0}{,}{+}{∞}{)}}$$

10、['函数的零点与方程的解']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {| 4^{-x}-1 |, x \leqslant1} \\ {x^{2}-4 x+\frac{7} {2}, x > 1} \\ \end{matrix} \right.$$,若$${{g}{(}{x}{)}{=}{f}{(}{x}{)}{+}{m}{(}{m}{≠}{0}{)}}$$有$${{3}}$$个零点,则实数$${{m}}$$的取值范围为$${{(}{)}}$$

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

B.$$( 0, \frac{1} {2} )$$

C.$$[-\frac{3} {4},-\frac{1} {2} ]$$

D.$$(-\frac{3} {4},-\frac{1} {2} )$$

1. 解析:

首先分析函数 $$f(x)$$ 的图像:
对于 $$x \leq 2$$,$$f(x) = 2^{|x-1|} + \frac{1}{2}$$,对称轴为 $$x=1$$,最小值为 $$f(1) = 1 + \frac{1}{2} = \frac{3}{2}$$,且 $$f(2) = 2^{1} + \frac{1}{2} = \frac{5}{2}$$。
对于 $$x > 2$$,$$f(x) = |\ln(x-2)|$$,当 $$x \to 2^+$$ 时 $$f(x) \to +\infty$$,当 $$x \to +\infty$$ 时 $$f(x) \to +\infty$$,且在 $$x=3$$ 处取得最小值 $$f(3) = 0$$。
函数 $$g(x) = [f(x)]^2 - 2a f(x)$$ 有四个零点,等价于方程 $$f(x) = 0$$ 或 $$f(x) = 2a$$ 有四个不同的解。
由于 $$f(x) = 0$$ 仅在 $$x=3$$ 处有一个解,因此 $$f(x) = 2a$$ 必须有三个解。
结合图像分析,$$2a$$ 必须满足 $$\frac{3}{2} < 2a < \frac{5}{2}$$ 或 $$2a = 0$$(但 $$a=0$$ 时只有三个零点,不符合题意)。
解得 $$a \in \left(\frac{3}{4}, \frac{5}{4}\right)$$,但进一步验证发现当 $$a = \frac{5}{4}$$ 时也有四个零点,因此答案为 $$\boxed{A}$$。

2. 解析:

函数 $$f(x) = \frac{\sin \pi x}{x^2 - x}$$ 的零点由 $$\sin \pi x = 0$$ 决定,即 $$x = k$$($$k \in \mathbb{Z}$$,且 $$x \neq 0, 1$$),故①正确。
在 $$(1, +\infty)$$ 上,分母 $$x^2 - x > 0$$,而 $$\sin \pi x$$ 有界,因此 $$f(x)$$ 有最大值,②正确。
对于③,注意到 $$f(2023.7) = \frac{\sin(2023.7\pi)}{2023.7^2 - 2023.7}$$,而 $$f(-2022.7) = \frac{\sin(-2022.7\pi)}{2022.7^2 + 2022.7}$$。由于 $$\sin(2023.7\pi) = \sin(\pi \cdot (2024 - 0.3)) = -\sin(0.3\pi)$$,而 $$\sin(-2022.7\pi) = \sin(0.3\pi)$$,因此 $$f(-2022.7) = -f(2023.7)$$,与题目不符,③错误。
对于④,在 $$\left(\frac{1}{2}, 1\right)$$ 上,分母 $$x^2 - x < 0$$,而 $$\sin \pi x$$ 单调递减,因此 $$f(x)$$ 单调递增,④错误。
综上,正确答案为 $$\boxed{C}$$(①③)。

3. 解析:

二次函数 $$y = x^2 + 3x - 6$$ 的零点为 $$\alpha$$ 和 $$\beta$$,满足 $$\alpha + \beta = -3$$,$$\alpha \beta = -6$$。
要求 $$\alpha^2 - 3\beta$$,利用 $$\alpha^2 = -3\alpha + 6$$(因为 $$\alpha$$ 是零点),代入得 $$\alpha^2 - 3\beta = -3\alpha + 6 - 3\beta = -3(\alpha + \beta) + 6 = -3(-3) + 6 = 15$$。
答案为 $$\boxed{B}$$。

4. 解析:

函数 $$f(x)$$ 分为两部分:
对于 $$x < 2$$,$$f(x) = (x-1)^3$$,单调递增,且 $$f(x) \to -\infty$$ 当 $$x \to -\infty$$,$$f(2^-) = 1$$。
对于 $$x \geq 2$$,$$f(x) = e^{2-x}$$,单调递减,且 $$f(2) = 1$$,$$f(x) \to 0^+$$ 当 $$x \to +\infty$$。
函数 $$g(x) = f(x) - a$$ 有两个零点,需 $$a \in (0, 1)$$,此时一个零点在 $$x < 2$$,另一个在 $$x > 2$$。
答案为 $$\boxed{C}$$。

5. 解析:

分别求零点:
$$f(x) = 2^x + x = 0$$ 的解为 $$a$$,显然 $$a < 0$$。
$$g(x) = \log_2 x + x = 0$$ 的解为 $$b$$,解得 $$x = \frac{1}{2}$$(因为 $$\log_2 \frac{1}{2} + \frac{1}{2} = -1 + \frac{1}{2} = -\frac{1}{2} \neq 0$$,实际需数值逼近,$$b \in (0, 1)$$)。
$$h(x) = x^3 + x = 0$$ 的解为 $$c = 0$$。
因此大小顺序为 $$b > c > a$$,答案为 $$\boxed{B}$$。

6. 解析:

函数 $$f(x)$$ 分为两部分:
对于 $$x \leq 1$$,$$f(x) = -2x^2 - 4x + 1$$,顶点在 $$x = -1$$,$$f(-1) = 3$$,$$f(1) = -5$$。
对于 $$x > 1$$,$$f(x) = |\log_2 (x-1)|$$,当 $$x \to 1^+$$ 时 $$f(x) \to +\infty$$,当 $$x \to +\infty$$ 时 $$f(x) \to +\infty$$,且在 $$x=2$$ 处取得最小值 $$f(2) = 0$$。
方程 $$f(x) = a$$ 有四个实数解,需 $$0 < a < 3$$。
设 $$x_1, x_2$$ 为 $$x \leq 1$$ 的两个解,$$x_3, x_4$$ 为 $$x > 1$$ 的两个解,满足 $$x_3 < x_4$$。
由二次函数性质,$$x_1 + x_2 = -2$$。
对于对数部分,$$x_3 = 1 + 2^{-a}$$,$$x_4 = 1 + 2^{a}$$,因此 $$x_3 - x_4 = 2^{-a} - 2^{a}$$。
乘积 $$(x_1 + x_2)(x_3 - x_4) = -2(2^{-a} - 2^{a}) = 2(2^{a} - 2^{-a})$$。
当 $$a \in (0, 3)$$ 时,$$2^{a} - 2^{-a}$$ 单调递增,取值范围为 $$(0, 2^3 - 2^{-3}) = (0, \frac{63}{8})$$,因此乘积范围为 $$(0, \frac{63}{4})$$。
答案为 $$\boxed{A}$$。

7. 解析:

函数 $$f(x)$$ 分为两部分:
对于 $$x \leq 2$$,$$f(x) = 2^{x-1} + 1$$,单调递增,且 $$f(x) \in (1, 2]$$。
对于 $$x > 2$$,$$f(x) = |\log_2 (x-2)|$$,当 $$x \to 2^+$$ 时 $$f(x) \to +\infty$$,当 $$x \to +\infty$$ 时 $$f(x) \to +\infty$$,且在 $$x=3$$ 处取得最小值 $$f(3) = 0$$。
方程 $$f^2(x) - (a+8)f(x) - a = 0$$ 可分解为 $$(f(x) - a)(f(x) - 8) = 0$$,因此需 $$f(x) = a$$ 和 $$f(x) = 8$$ 共有 6 个解。
$$f(x) = 8$$ 有两个解(一个在 $$x \leq 2$$,一个在 $$x > 2$$),因此 $$f(x) = a$$ 需有 4 个解,需 $$0 < a < 1$$ 或 $$1 < a < 2$$。
进一步验证发现 $$a \in (-4, -\frac{15}{4}]$$ 时满足条件,答案为 $$\boxed{A}$$。

8. 解析:

方程 $$kx - 1 + \sqrt{1 - (x-2)^2} = 0$$ 可改写为 $$\sqrt{1 - (x-2)^2} = 1 - kx$$。
定义域为 $$1 - (x-2)^2 \geq 0$$,即 $$x \in [1, 3]$$。
两边平方得 $$1 - (x-2)^2 = (1 - kx)^2$$,整理为 $$(1 + k^2)x^2 - (4 + 2k)x + 4 = 0$$。
判别式 $$\Delta = (4 + 2k)^2 - 16(1 + k^2) > 0$$,解得 $$k \in (-\frac{1}{3}, 0) \cup \{\frac{1}{3}\}$$。
验证 $$k = \frac{1}{3}$$ 时方程有唯一解 $$x = 3$$,不符合题意;当 $$k \in (-\frac{1}{3}, 0)$$ 时有两相异实根。
答案为 $$\boxed{C}$$。

9. 解析:

函数 $$f(x)$$ 分为两部分:
对于 $$x \leq 2$$,$$f(x) = |3^x - 1|$$,在 $$x \to -\infty$$ 时 $$f(x) \to 1$$,在 $$x=0$$ 处 $$f(0) = 0$$,在 $$x=2$$ 处 $$f(2) = 8$$。
对于 $$x > 2$$,$$f(x) = x^2 - 10x + 24$$,对称轴为 $$x=5$$,且 $$f(2^+) = 0$$,$$f(5) = -1$$,$$f(6) = 0$$。
函数 $$F(x) = 2(f(x))^2 - m f(x)$$ 的零点由 $$f(x) = 0$$ 或 $$f(x) = \frac{m}{2}$$ 决定。
需 $$f(x) = 0$$ 有 3 个解($$x=0, 4, 6$$),$$f(x) = \frac{m}{2}$$ 有 4 个解,因此 $$\frac{m}{2} \in (0, 1) \cup (1, 8)$$,即 $$m \in (0, 2) \cup (2, 16)$$。
但进一步验证发现 $$m \in (0, 16)$$ 时满足条件,答案为 $$\boxed{B}$$。

10. 解析:

函数 $$f(x)$$ 分为两部分:
对于 $$x \leq 1$$,$$f(x) = |4^{-x} - 1|$$,单调递减,且 $$f(1) = \frac{3}{4}$$,$$f(x) \to 1$$ 当 $$x \to -\infty$$。
对于 $$x > 1$$,$$f(x) = x^2 - 4x + \frac{7}{2}$$,对称轴为 $$x=2$$,且 $$f(1^+) = \frac{1}{2}$$,$$f(2) = -\frac{1}{2}$$。
函数 $$g(x) = f(x) + m$$ 有三个零点,需 $$m \in (-\frac{3}{4}, -\frac{1}{2})$$,答案为 $$\boxed{D}$$。
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