格物学 第四章 指数函数与对数函数4.5 函数的应用(二)

函数的零点与方程的解-4.5 函数的应用(二)知识点课后基础单选题自测题解析-湖南省等高一数学必修,平均正确率64.0%

2025-06-14
函数的零点与方程的解-4.5 函数的应用(二)知识点课后基础单选题自测题解析-湖南省等高一数学必修,平均正确率64.0%
1、['函数的零点与方程的解', '函数零点存在定理']

正确率40.0%若函数$$f ( x )=2^{x}-\frac{2} {x}-a$$存在$${{1}}$$个零点位于$$( 1, 2 )$$内,则$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A.$$( 0, 3 )$$

B.$$(-3, 3 )$$

C.$$[-3, 3 ]$$

D.$$(-3, 0 )$$

2、['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.$$(-\infty, 0 )$$

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

C.$$( 0, 1 )$$

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

3、['函数的零点与方程的解']

正确率80.0%设函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {e^{x}, x \leqslant0} \\ {| \operatorname{l n} x |, x > 0} \\ \end{array} \right.$$,若$$f ( x )-k=0$$有三个不同的实数根,则实数$${{k}}$$的取值是$${{(}{)}}$$

A.$$( 0, 1 )$$

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

C.$$( 0, 1 ]$$

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

4、['函数的零点与方程的解']

正确率40.0%设函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {| 3^{x}-2 |, x \leqslant2} \\ {\frac{7} {x-1}, x > 2} \\ \end{array} \right.$$,若方程$$f^{2} ( x )-a f ( x )-a+3=0$$有$${{6}}$$个不同的实数解,则实数$${{a}}$$的取值范围为$${{(}{)}}$$

A.$$( \frac{3} {2}, \frac{7} {3} )$$

B.$$( 2, \frac{7} {3} )$$

C.$$( \frac{7} {3}, 3 )$$

D.$$( 3, 4 )$$

5、['函数的零点与方程的解']

正确率80.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {2^{-x}+1 ( x \leqslant0 )} \\ {\operatorname{l n} \frac{1} {x} ( x > 0 )} \\ \end{matrix} \right.$$,$$g ( x )=f ( x )-x-a$$,若函数$${{g}{(}{x}{)}}$$有$${{2}}$$个零点,则实数$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

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

B.$$[ 1,+\infty)$$

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

D.$$[ 2,+\infty)$$

6、['函数的零点与方程的解']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{}-x^{2}-4 x-2, x \leqslant0,} \\ {} & {{} | \operatorname{l n} x |, x > 0,} \\ \end{aligned} \right.$$若函数$$g ( x )=3 f^{2} ( x )-( m+3 ) f ( x )+m$$有$${{5}}$$个不同的零点,则实数$${{m}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A.$$(-\infty,-2 )$$

B.$$(-\infty,-6 )$$

C.$$\{6 \} \cup(-\infty,-6 )$$

D.$$(-\infty,-6 ) \cup( 6,+\infty)$$

7、['函数的零点与方程的解']

正确率80.0%已知函数$${{f}{(}{x}{)}}$$是定义域为$${{R}}$$的偶函数,当$${{x}{⩾}{0}}$$时,$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {-x^{2}+2 x+1, 0 \leqslant x \leqslant2} \\ {x^{2}-3 x+3, x > 2} \\ \end{matrix} \right.$$,如果关于$${{x}}$$的方程$$[ f ( x ) ]^{2}+n f ( x )+m=0$$恰有$${{7}}$$个不同的实数根,那么$${{m}{−}{n}}$$的值等于$${{(}{)}}$$

A.$${{5}}$$

B.$${{−}{4}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{−}{5}}$$

8、['函数的零点与方程的解']

正确率80.0%设函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {-x^{2}+4 x, x \leqslant4} \\ {| \operatorname{l o g}_{2} ( x-4 ) |, x > 4} \\ \end{matrix} \right.$$,若关于$${{x}}$$的方程$$f ( x )=t$$有四个实根$${{x}_{1}}$$,$${{x}_{2}}$$,$${{x}_{3}}$$,$${{x}_{4}}$$,且$$x_{1} < x_{2} < x_{3} < x_{4}$$,则$$( \sqrt{3}+x_{1} ) ( \sqrt{3}-x_{2} )+2 x_{3}+\frac1 2 x_{4}$$的最小值为$${{(}{)}}$$

A.$$\frac{7} {2}$$

B.$${{8}}$$

C.$$\frac{9} {2}$$

D.$${{1}{6}}$$

9、['函数的零点与方程的解']

正确率40.0%已知函数$$h ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {x^{2}-2 x+1, x > 0} \\ {\frac{1+x} {1-x}, x \leqslant0} \\ \end{array} \right.$$,函数$$g ( x )=h ( 1-x )-m x+m-\frac{1} {2}$$恰有三个不同的零点,则$${{k}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

A.$$[ 0, 2-\sqrt{2} ) \cup\{-\frac{1} {2} \}$$

B.$$[ 0, 2+\sqrt{2} ) \cup\{\frac{9} {2} \}$$

C.$$(-2-\sqrt{2}, 0 ] \cup\{\frac{9} {2} \}$$

D.$$(-2+\sqrt{2}, 0 ] \cup\{-\frac1 2 \}$$

10、['三角函数的图象与性质', '函数的零点与方程的解']

正确率80.0%方程$$\operatorname{s i n} x=x$$的实数解的个数为$${{(}{)}}$$

A.$${{1}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{7}}$$

1. 解析:函数 $$f(x) = 2^x - \frac{2}{x} - a$$ 在区间 $$(1, 2)$$ 内存在一个零点,即方程 $$2^x - \frac{2}{x} = a$$ 在 $$(1, 2)$$ 内有唯一解。设 $$h(x) = 2^x - \frac{2}{x}$$,求导得 $$h'(x) = 2^x \ln 2 + \frac{2}{x^2} > 0$$,故 $$h(x)$$ 在 $$(1, 2)$$ 单调递增。计算 $$h(1) = 2 - 2 = 0$$,$$h(2) = 4 - 1 = 3$$。因此,$$a$$ 的取值范围为 $$(0, 3)$$,选 A

2. 解析:函数 $$g(x) = f(x) - a$$ 有两个零点,即 $$f(x) = a$$ 有两个解。分段分析:
- 当 $$x < 2$$ 时,$$f(x) = (x-1)^3$$,单调递增,值域为 $$(-\infty, 1)$$。
- 当 $$x \geq 2$$ 时,$$f(x) = e^{2-x}$$,单调递减,值域为 $$(0, 1]$$。
为使 $$f(x) = a$$ 有两个解,需 $$a \in (0, 1)$$,选 C

3. 解析:方程 $$f(x) = k$$ 有三个实数根,分段分析:
- 当 $$x \leq 0$$ 时,$$f(x) = e^x$$,值域为 $$(0, 1]$$。
- 当 $$x > 0$$ 时,$$f(x) = |\ln x|$$,值域为 $$[0, +\infty)$$。
当 $$k \in (0, 1)$$ 时,$$e^x = k$$ 有一个解,$$|\ln x| = k$$ 有两个解,共三个解,选 A

4. 解析:设 $$t = f(x)$$,方程 $$t^2 - a t - a + 3 = 0$$ 需有两个正解 $$t_1, t_2$$,且每个 $$t_i$$ 对应三个 $$x$$ 的解。分析 $$f(x)$$:
- 当 $$x \leq 2$$ 时,$$f(x) = |3^x - 2|$$,值域为 $$[0, 7]$$。
- 当 $$x > 2$$ 时,$$f(x) = \frac{7}{x-1}$$,值域为 $$(0, 7)$$。
要求 $$t_1 \in (0, 2)$$,$$t_2 \in (2, 7)$$,且判别式 $$\Delta = a^2 + 4a - 12 > 0$$,解得 $$a \in (2, \frac{7}{3})$$,选 B

5. 解析:函数 $$g(x) = f(x) - x - a$$ 有两个零点,分段分析:
- 当 $$x \leq 0$$ 时,$$g(x) = 2^{-x} + 1 - x - a$$,单调递减,极限 $$x \to -\infty$$ 时 $$g(x) \to +\infty$$,$$g(0) = 2 - a$$。
- 当 $$x > 0$$ 时,$$g(x) = \ln \frac{1}{x} - x - a$$,单调递减,极限 $$x \to 0^+$$ 时 $$g(x) \to +\infty$$,$$x \to +\infty$$ 时 $$g(x) \to -\infty$$。
需 $$g(0) = 2 - a \geq 0$$ 且存在 $$x > 0$$ 使 $$g(x) = 0$$,解得 $$a \in [1, +\infty)$$,选 B

6. 解析:设 $$t = f(x)$$,方程 $$3 t^2 - (m+3) t + m = 0$$ 需有两个解 $$t_1, t_2$$,且 $$t_1 = 1$$ 或 $$t_2 = 1$$。代入 $$t = 1$$ 得 $$m = 6$$。若 $$m = 6$$,方程变为 $$3 t^2 - 9 t + 6 = 0$$,解得 $$t = 1$$ 或 $$t = 2$$。分析 $$f(x)$$:
- 当 $$x \leq 0$$ 时,$$f(x) = -x^2 - 4x - 2$$,值域为 $$[-2, 2]$$。
- 当 $$x > 0$$ 时,$$f(x) = |\ln x|$$,值域为 $$[0, +\infty)$$。
$$t = 1$$ 对应三个解,$$t = 2$$ 对应两个解,共五个解。若 $$m \neq 6$$,需 $$m < -6$$ 才能满足五个解,选 C

7. 解析:由 $$f(x)$$ 为偶函数,画出图像可知 $$f(x)$$ 在 $$x \geq 0$$ 时的最大值为 $$2$$,最小值为 $$0$$。设 $$t = f(x)$$,方程 $$t^2 + n t + m = 0$$ 需有一个解 $$t = 2$$(对应四个解)和一个解 $$t \in (0, 2)$$(对应三个解)。代入 $$t = 2$$ 得 $$4 + 2n + m = 0$$,且判别式 $$\Delta = n^2 - 4m > 0$$。解得 $$m - n = 4$$,选 C

8. 解析:画出 $$f(x)$$ 图像,方程 $$f(x) = t$$ 有四个解需 $$t \in (0, 4)$$。设 $$x_1, x_2$$ 为 $$-x^2 + 4x = t$$ 的解,$$x_3, x_4$$ 为 $$|\log_2 (x-4)| = t$$ 的解。由对称性,$$x_1 + x_2 = 4$$,$$x_3 = 4 + 2^{-t}$$,$$x_4 = 4 + 2^t$$。表达式化简为 $$(\sqrt{3} + x_1)(\sqrt{3} - x_2) + 2x_3 + \frac{1}{2}x_4 = 3 - x_1 x_2 + 2(4 + 2^{-t}) + \frac{1}{2}(4 + 2^t)$$。由 $$x_1 x_2 = t$$,进一步化简为 $$3 - t + 8 + 2^{-t + 1} + 2 + 2^{t - 1}$$。设 $$u = 2^t$$,表达式为 $$13 - t + \frac{2}{u} + \frac{u}{2}$$。求导得最小值在 $$t = 1$$ 时取得,值为 $$8$$,选 B

9. 解析:函数 $$g(x) = h(1 - x) - m x + m - \frac{1}{2}$$ 有三个零点。设 $$1 - x = t$$,则 $$g(x) = h(t) - m (1 - t) + m - \frac{1}{2} = h(t) + m t - \frac{1}{2}$$。分析 $$h(t)$$:
- 当 $$t > 0$$ 时,$$h(t) = t^2 - 2t + 1$$。
- 当 $$t \leq 0$$ 时,$$h(t) = \frac{1 + t}{1 - t}$$。
需 $$h(t) + m t - \frac{1}{2} = 0$$ 有三个解。解得 $$m \in [0, 2 - \sqrt{2}) \cup \{-\frac{1}{2}\}$$,选 A

10. 解析:方程 $$\sin x = x$$ 的实数解个数。画出 $$y = \sin x$$ 和 $$y = x$$ 的图像,仅在 $$x = 0$$ 处相交,故只有一个解,选 A
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