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高考数学一轮复习高效作业:《指数与指数函数》
时间:45分钟 满分:100分 班级:________ 姓名:________ 学号:________ 得分:________一、选择题(本大题共6小题,每小题6分,共36分,在下列四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.(2014·黄山一模)设y 1=40.9,y 2=80.48,y 3=(12)-1.5,则( )A .y 3>y 1>y 2B .y 2>y 1>y 3C .y 1>y 2>y 3D .y 1>y 3>y 2解析:y 1=40.9=21.8,y 2=80.48=21.44,y 3=(12)-1.5=21.5.由于指数函数f(x)=2x在R 上是增函数,且1.8>1.5>1.44,所以y 1>y 3>y 2,选D.答案:D2.(2014·泰州模拟)若函数f(x)=a x+b -1(a >0,a≠1)的图象经过第二、三、四象限,则( )A .0<a <1且b >0B .a >1且b >0C .0<a <1且b <0D .a >1且b <0解析:函数f(x)=a x+b -1(a >0,a≠1)的图象可由函数y =a x(a >0,a≠1)的图象沿y 轴方向平移(b -1)个单位长度得到.因为f(x)=a x+b -1(a >0,a≠1)的图象经过第二、三、四象限,所以0<a <1. 又当x =0时,y <0⇒b <0.故选C. 答案:C3.(2014·天门模拟)定义运算a ⊕b =⎩⎪⎨⎪⎧a ,a≤b,b ,a >b 则函数f(x)=1⊕2x的图象是( )解析:f(x)=1⊕2x=⎩⎪⎨⎪⎧1,x≥0,2x,x <0故选A.答案:A4.(2014·昆明一模)已知b >a >1,t >0,若a x=a +t ,则b x与b +t 的大小关系为( ) A .b x>b +t B .b x<b +t C .b x ≥b+tD .b x≤b+t解析:因 a >1,t >0,则a x =a +t >a ,所以x >1.又b a >1,所以(b a )x >b a ,所以b x>b a ·ax =b a (a +t)=b +bat >b +t. 答案:A5.(2014·四川模拟)函数y =a x-1a(a>0,且a≠1)的图象可能是( )解析:当0<a<1时,函数y =a x -1a 是减函数,且其图象是由函数y =a x的图象向下平移1a 个单位长度得到的,结合各选项知D 项符合题意.答案:D6.(2014·太原模拟)已知实数a 、b 满足等式2 011a=2 012b,下列五个关系式:①0<b <a ;②a <b <0;③0<a <b ;④b <a <0;⑤a =b.其中不可能成立的关系式有( )A .1个B .2个C .3个D .4个解析:设2 011a=2 012b=t ,如图所示,由函数图象,可得(1)若t >1,则有a >b >0; (2)若t =1,则有a =b =0; (3)若0<t <1,则有a <b <0.故①②⑤可能成立,而③④不可能成立.故选B. 答案:B二、填空题(本大题共4小题,每小题6分,共24分,把正确答案填在题后的横线上) 7.(2014·武汉一模)已知不论a 为何正实数,y =a x +1-2的图象恒过定点,则这个定点的坐标是________.解析:因为指数函数y =a x(a >0,a≠1)的图象恒过定点(0,1).而函数y =ax +1-2的图象可由y =a x(a >0,a≠1)的图象向左平移1个单位后,再向下平移2个单位而得到,于是,定点(0,1)→(-1,1)→(-1,-1).所以函数y =ax +1-2的图象恒过定点(-1,-1).答案:(-1,-1)8.(2014·保定一模)已知f(x)=2x+2-x,若f(a)=3,则f(2a)=________. 解析:因为f(a)=2a+2-a=3,所以f(2a)=22a+2-2a=(2a +2-a )2-2=9-2=7.答案:79.(2014·白山一模)化简a·-1a +(3a)3+4a 4的值为________. 解析:由题意可知a <0,故a·-1a+(3a)3+4a 4=---a 2a+a +(-a)=--a.答案:--a10.设函数f(x)=|3x-1|的定义域是[a ,b],值域是[2a,2b](b >a),则a +b =________. 解析:∵f(x)=|3x-1|的值域是[2a,2b], ∴b>a≥0,3b>3a≥1,∴3b-1>3a-1≥0. 又∵f(x)=|3x -1|的定义域是[a ,b],∴3a-1=2a,3b -1=2b.即a =0,b =1,a +b =1. 答案:1三、解答题(本大题共3小题,共40分,11、12题各13分,13题14分,写出证明过程或推演步骤)11.(2014·常州一模)已知函数f(x)=ln x -a x -1x +1(a ∈R).(Ⅰ)若函数f(x)在定义域上为单调增函数,求a 的取值范围; (Ⅱ)设m ,n ∈N *,且m≠n,求证:m -n ln m -ln n <m +n 2.解:(Ⅰ)f′(x)=1x -ax +1-a x -1x +12=x +12-2axx x +12=x 2+2-2ax +1x x +12. 因为f(x)的定义域是(0,+∞)且在定义域上为单调增函数, 所以f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立. 即x 2+(2-2a)x +1≥0在(0,+∞)上恒成立.当x ∈(0,+∞)时,由x 2+(2-2a)x +1≥0得2a -2≤x+1x .设g(x)=x +1x ,x ∈(0,+∞),g(x)=x +1x ≥2x ·1x=2, 当且仅当x =1x ,即x =1时,g(x)有最小值2.所以2a -2≤2,即a≤2.(Ⅱ)要证m -n ln m -ln n <m +n2,不妨设m >n(若m <n ,交换顺序即可),只需证m n -1ln m n <m n +12,即证ln mn-2m n-1m n+1>0.设h(x)=ln x -2x -1x +1.由(Ⅰ)知h(x)在(1,+∞)上是单调增函数,又mn>1,所以h(mn)>h(1)=0. 即ln mn -2m n -1mn +1>0成立,所以m -n ln m -ln n <m +n2.12.(2014·洛阳一模)已知f(x)=a a 2-1(a x -a -x)(a >0且a≠1).(1)判断f(x)的奇偶性; (2)讨论f(x)的单调性;(3)当x ∈[-1,1]时,f(x)≥b 恒成立.求b 的取值范围. 解:(1)函数定义域为R ,关于原点对称. 又因为f(-x)=a a 2-1(a -x -a x)=-f(x),所以f(x)为奇函数. (2)当a >1时,a 2-1>0, y =a x为增函数,y =a -x为减函数, 从而y =a x-a -x为增函数, 所以f(x)为增函数. 当0<a <1时,a 2-1<0, y =a x为减函数,y =a -x为增函数, 从而y =a x-a -x为减函数. 所以f(x)为增函数.故当a >0,且a≠1时,f(x)在定义域内单调递增. (3)由(2)知f(x)在R 上是增函数, ∴在区间[-1,1]上为增函数.所以f(-1)≤f(x)≤f(1), ∴f(x)min =f(-1)=a a 2-1(a -1-a)=a a 2-1·1-a 2a=-1, ∴要使f(x )≥b 在[-1,1]上恒成立,则只需b≤-1, 故b 的取值范围是(-∞,-1].13.(2014·重庆一模)已知函数f(x)=b·a x(其中a ,b 为常数且a>0,a≠1)的反函数的图象经过点A(4,1)和B(16,3).(1)求a ,b 的值;(2)若不等式(1a )2x +b 1-x-|m -1|≥0在x ∈(-∞,1]上恒成立,求实数m 的取值范围.解:(1)∵反函数图象经过点A(4,1),B(16,3), ∴f(x)图象经过点A(1,4),B(3,16),∴⎩⎪⎨⎪⎧ab =4,ba 3=16,∴a =b =2,∴f(x)=2x +1.(2)∵不等式(1a)2x +b 1-x-|m -1|≥0在x ∈(-∞,1]时恒成立,∴不等式(12)2x +21-x ≥|m-1|在x ∈(-∞,1]时恒成立,[(12)2x +21-x]min ≥|m-1|恒成立,设t =(12)x ,g(t)=t 2+2t ,∵x≤1,∴t≥12,∴g(t)min =g(12)=54,∴|m -1|≤54,∴-14≤m≤94,∴实数m 的取值范围是[-14,94].。
2019届高考数学一轮必备考情分析学案:2.4《指数与指数函数》(含解析)
2.4指数与指数函数考情分析1.考查指数函数的图象与性质及其应用.2.以指数与指数函数为知识载体,考查指数的运算和函数图象的应用. 3.以指数或指数型函数为 基础知识 1.根式 (1)根式的概念如果一个数的n 次方等于a(n >1且,n ∈N *),那么这个数叫做a 的n 次方根.也就是,若x n=a ,则x 叫做a 的n 次方根,其中n >1且n ∈N *.式子n a 叫做根式,这里n 叫做根指数,a 叫做被开方数. (2)根式的性质①当n 为奇数时,正数的n 次方根是一个正数,负数的n 次方根是一个负数,这时,a 的n 次方根用符号na 表示.②当n 为偶数时,正数的n 次方根有两个,它们互为相反数,这时,正数的正的n 次方根用符号na 表示,负的n 次方根用符号-n a 表示.正负两个n 次方根可以合写为±na(a >0).③⎝⎛⎭⎫n a n=a. ④当n 为奇数时,n a n=a ; 当n 为偶数时,na n= |a|=⎩⎪⎨⎪⎧a-<.⑤负数没有偶次方根. 2.有理数指数幂 (1)幂的有关概念①正整数指数幂:a n=a·a·…·a n 个 (n ∈N *); ②零指数幂:a 0=1(a≠0);③负整数指数幂:a -p =1a(a≠0,p ∈N *);④正分数指数幂:a m n =n a m (a >0,m 、n ∈ N *,且n >1);⑤负分数指数幂:a -m n =1a m n =1na m (a >0,m 、n ∈N *且n >1).⑥0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义.[: (2)有理数指数幂的性质①a r a s =ar +s(a >0,r 、s ∈Q)②(a r )s=a rs(a >0,r 、s ∈Q) ③(ab)r=a r b r(a >0,b >0,r ∈Q). 3.指数函数的图象与性质注意事项1.分数指数幂与根式的关系根式与分数指数幂的实质是相同的,分数指数幂与根式可以相互转化,通常利用分数指数幂进行根式的化简运算.2.。
2023年新高考数学大一轮复习专题09 指数与指数函数(解析版)
专题09 指数与指数函数【考点预测】 1.指数及指数运算 (1)根式的定义:一般地,如果n x a =,那么x 叫做a 的n 次方根,其中(1n >,)n N *∈n 称为根指数,a 称为根底数.(2)根式的性质:当n 为奇数时,正数的n 次方根是一个正数,负数的n 次方根是一个负数. 当n 为偶数时,正数的n 次方根有两个,它们互为相反数.(3)指数的概念:指数是幂运算(0)n a a ≠中的一个参数,a 为底数,n 为指数,指数位于底数的右上角,幂运算表示指数个底数相乘.(4)有理数指数幂的分类 ①正整数指数幂()n n a a a a a n N *=⋅⋅⋅⋅∈个;②零指数幂01(0)a a =≠; ③负整数指数幂1(0nn aa a-=≠,)n N *∈;④0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义. (5)有理数指数幂的性质①+(0m n m n a a a a >=,m ,)n Q ∈;②()(0m n m n a a a >=,m ,)n Q ∈; ③()(0m m m ab a a b >=,0b >,)m Q ∈(0mn a a >=,m ,)n Q ∈. 2.指数函数【方法技巧与总结】 1.指数函数常用技巧(1)当底数大小不定时,必须分“1a >”和“01a <<”两种情形讨论.(2)当01a <<时,x →+∞,0y →;a 的值越小,图象越靠近y 轴,递减的速度越快. 当1a >时x →+∞,0y →;a 的值越大,图象越靠近y 轴,递增速度越快.(3)指数函数x y a =与1()x y a=的图象关于y 轴对称.【题型归纳目录】题型一:指数运算及指数方程、指数不等式 题型二:指数函数的图像及性质 题型三:指数函数中的恒成立问题 题型四:指数函数的综合问题 【典例例题】题型一:指数运算及指数方程、指数不等式例1.(2022·四川凉山·三模(文))计算:)2ln31e 1lg 4lg 0.254-⎛⎫+-++= ⎪⎝⎭______.【答案】18 【解析】 【分析】根据指对数幂的计算公式求解即可 【详解】)()2ln321e 1lg 4lg 0.25431lg 40.25184-⎛⎫+-++=+-+⨯= ⎪⎝⎭故答案为:18例2.(2022·河北邯郸·一模)不等式10631x x x --≥的解集为___________. 【答案】[)1,+∞ 【解析】 【分析】将原不等式变为1631101010x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++≤ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,设()163101010x x xf x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,然后利用函数的单调性解不等式. 【详解】由10631xxx--≥,可得1631101010x x x⎛⎫⎛⎫⎛⎫++≤ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭.令()163101010x x xf x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,因为163101010,,xxxy y y ⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎝=⎭⎭=均为R 上单调递减函数则()f x 在R 上单调逆减,且()11f =,()()1f x f ∴≤, 1x ∴≥故不等式10631x x x --≥的解集为[)1,+∞. 故答案为:[)1,+∞.例3.(2022·陕西·榆林市教育科学研究所模拟预测(理))甲、乙两人解关于x 的方程220x x b c -+⋅+=,甲写错了常数b ,得到的根为2x =-或x =217log 4,乙写错了常数c ,得到的根为0x =或1x =,则原方程的根是( )A .2x =-或2log 3x =B .1x =-或1x =C .0x =或2x =D .1x =-或2x =【答案】D 【解析】 【分析】令2x t =,则方程220x x b c -+⋅+=可化为20t ct b ++=,根据甲计算出常数c ,根据乙计算出常数b ,再将,b c 代入关于x 的方程220x x b c -+⋅+=解出x 即可 【详解】令2x t =,则方程220x x b c -+⋅+=可化为20t ct b ++=,甲写错了常数b , 所以14和174是方程20t ct m ++=的两根,所以1179442c ⎛⎫=-+=- ⎪⎝⎭,乙写错了常数c ,所以1和2是方程20t nt b ++=的两根,所以1b =⨯22=, 则可得方程29202t t -+=,解得12142,t t ==,所以原方程的根是1x =-或2x = 故选:D例4.(2022·全国·高三专题练习(文))已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,当0x ≥时,()4322x x f x a =-⨯+.则关于x 的不等式()6f x ≤-的解集为( ) A .(,2]-∞- B .(,1]-∞-C .[)()2,00,2-D .[)()2,02,-⋃+∞【答案】A 【解析】 【分析】由()f x 是R 上的奇函数求出a 值,并求出0x <时,函数()f x 的解析式,再分段讨论解不等式作答. 【详解】因函数()f x 是定义在R 上的奇函数,且当0x ≥时,()4322x xf x a =-⨯+,则()0004322220f a a =-⨯+=-=,解得1a =,即当0x ≥时,()4322x xf x =-⨯+,当0x <时,0x ->,则()()(4322)x x f x f x --=--=--⨯+,而当0x ≥时,()2311(2)244xf x =--≥-,则当()6f x ≤-时,0(4322)6x x x --<⎧⎨--⨯+≤-⎩,即0(24)(21)0x xx --<⎧⎨-+≥⎩, 变形得024x x -<⎧⎨≥⎩,解得2x -≤,所以不等式()6f x ≤-的解集为(,2]-∞-. 故选:A例5.(2022·全国·高三专题练习)化简: (1)126016(2018)449-⎛⎫+--⨯ ⎪⎝⎭(2111332ab a b -⎫⎪⎭a >0,b >0). (3)312211122211111a a aa a a a a -+--++++-.【答案】(1)99π+;(2)ab;(3)12a . 【解析】 【分析】(1)根据指数幂的化简原则,计算整理,即可得答案. (2)根据指数幂的化简原则,计算整理,即可得答案.(3)根据指数幂的化简原则,结合立方差公式,通分计算,即可得答案. 【详解】(1)原式6614342717399πππ=⨯+--=⨯+-+-=+ (2)原式=11121082232333354331127272333333a b a b a b a b a b ab a b a b a b -⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎝⎭⎝⎭===.(3)原式1122313122221211111a a a a a a a a a a a a a ⎛⎫⎛⎫-⋅++ ⎪ ⎪-+--+-+⎝⎭⎝⎭=--++1122111a a a a -=--=-.【方法技巧与总结】利用指数的运算性质解题.对于形如()f x a b =,()f x a b >,()f x a b <的形式常用“化同底”转化,再利用指数函数单调性解决;或用“取对数”的方法求解.形如20xx a Ba C ++=或2)00(x x a Ba C ++的形式,可借助换元法转化二次方程或二次不等式求解.题型二:指数函数的图像及性质例6.(2022·浙江绍兴·模拟预测)函数2()()-+=-x xx m f x a a ,的图象如图所示,则( )A .0,01<<<m aB .0,1<>m aC .0,01m a ><<D .0,1>>m a【答案】C 【解析】 【分析】依据图像列不等式求得m a 、的取值范围,即可进行选择 【详解】由图像可知,当0x >时,()0f x <,则0x >时,2()0x m +>,则0m ≥, 又由()f x 图像不关于原点中心对称可知0m ≠,则0m > 则0x >时,0xxa a--<,即210x xa a -<,则01a <<故选:C例7.(2022·全国·高三专题练习)函数()21xf x m =--恰有一个零点,则m 的取值范围是( )A .()1,+∞B .{}()01,∞⋃+C .{}[)01,∞⋃+D .[)1,+∞【答案】C 【解析】 【分析】将问题转化为|1|2x y =-与y m =只有一个交点,画出|1|2x y =-的图象,应用数形结合法求m 的取值范围. 【详解】由题设,|1|2x y =-与y m =只有一个交点, 又|1|2x y =-的图象如下:∴m ∈{}[)01,∞⋃+. 故选:C.例8.(2022·四川省泸县第二中学模拟预测(文))函数()11e xf x -=+,下列关于函数()f x 的说法错误的是( )A .函数()f x 的图象关于原点对称B .函数()f x 的值域为()0,1C .不等式()12f x >的解集是()0,∞+ D .()f x 是增函数 【答案】A 【解析】 【分析】利用特殊值法可判断A 选项;求出函数()f x 的值域,可判断B 选项;解不等式()12f x >可判断C 选项;利用指数型函数的单调性可判断D 选项. 【详解】对于A 选项,函数()f x 的定义域为R ,且()1002f =≠, 所以,函数()f x 的图象不关于原点对称,A 错; 对于B 选项,因为e 11x -+>,所以,()()10,11e xf x -=∈+,B 对; 对于C 选项,由()111e 2xf x -=>+可得1x e -<,则0x -<,解得0x >,C 对; 对于D 选项,对任意的R x ∈,1e 1x y -=+>,且函数1e x y -=+在R 上单调递减,故函数()f x 是增函数,D 对. 故选:A.例9.(2022·河南·三模(文))已知()1f x -为定义在R 上的奇函数,()10f =,且()f x 在[)1,0-上单调递增,在[)0,∞+上单调递减,则不等式()250xf -<的解集为( )A .()22,log 6B .()()2,12,log 6-∞⋃C .()2log 6,+∞D .()()21,2log 6,⋃+∞【答案】D 【解析】 【分析】首先判断出()f x 的对称性,求得()0f x <的解集,从而求得()250xf -<的解集.【详解】因为()1f x -为定义在R 上的奇函数,所以()f x 的图象关于点()1,0-对称, 且()10f -=,又()10f =,所以()30f -=. 依题意可得,当31x -<<-或1x >时,()0f x <.所以()250xf -<等价于3251x -<-<-或251x ->,解得12x <<或2log 6x >. 故选:D例10.(2022·新疆阿勒泰·三模(理))函数11x y a -=+图象过定点A ,点A 在直线()31,0mx ny m n +=>>上,则121m n+-最小值为___________. 【答案】92##4.5【解析】 【分析】根据指数函数过定点的求法可求得()1,2A ,代入直线方程可得()122m n -+=,根据()()1211212121m n m n m n ⎛⎫+=+-+ ⎪--⎝⎭,利用基本不等式可求得最小值. 【详解】当1x =时,012y a =+=,11x y a -∴=+过定点()1,2A , 又点A 在直线3mx ny +=上,23∴+=m n ,即()122m n -+=, 1m >,0n >,10m ∴->,()()()21121121212512121m n m n m n m n m n -⎛⎫⎛⎫∴+=+-+=++≥ ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭19522⎛ += ⎝(当且仅当()2121m nm n-=-,即53m =,23n =时取等号), 121m n ∴+-的最小值为92. 故答案为:92.例11.(2022·北京·高三专题练习)已知()212221x x xf x a +=+-+(其中a R ∈且a 为常数)有两个零点,则实数a 的取值范围是___________. 【答案】()4,+∞ 【解析】 【分析】设()20,x t =∈+∞,可转化为()2210t a t +-+=有两个正解,进而可得参数范围.【详解】设()20,xt =∈+∞,由()212221x x xf x a +=+-+有两个零点, 即方程()2210t a t +-+=有两个正解,所以()21212Δ2402010a t t a t t ⎧=-->⎪+=->⎨⎪=>⎩,解得4a >,即()4,a ∈+∞, 故答案为:()4,+∞.例12.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()22x xf x k -=+⋅(k 为常数,k ∈R )是R 上的奇函数.(1)求实数k 的值;(2)若函数()y f x =在区间[]1,m 上的值域为15,4n ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,求m n +的值.【答案】(1)1k =- (2)72【解析】 【分析】(1)由(0)0f =求得参数值,再检验即可;(2)由函数的单调性得(1)15()4f n f m =⎧⎪⎨=⎪⎩,代入可求得,m n .(1)由()f x 是奇函数得(0)10f k =+=,1k =-,此时()22x x f x -=-是奇函数; (2)由复合函数的性质得1()2222x x xxf x -=-=-在定义域内是增函数, 所以(1)15()4f nf m =⎧⎪⎨=⎪⎩,13222n =-=,115224m m -=,24m =或124m=-(舍去), 2m =,所以37222m n +=+=.【方法技巧与总结】解决指数函数有关问题,思路是从它们的图像与性质考虑,按照数形结合的思路分析,从图像与性质找到解题的突破口,但要注意底数对问题的影响.题型三:指数函数中的恒成立问题例13.(2022·北京·高三专题练习)设()f x 是定义在R 上的偶函数,且当0x ≤时,()2xf x -=,若对任意的[],1x m m ∈+,不等式()()2f x f x m -≥恒成立,则正数m 的取值范围为( )A .m 1≥B .1mC .01m <<D .01m <≤【答案】A 【解析】 【分析】分析可知()2xf x =,由已知可得2x x m ≥-对任意的[],1x m m ∈+恒成立,解得2x m ≤对任意的[],1x m m ∈+恒成立,可得出关于实数m 的不等式,解之即可.【详解】因为函数()f x 是定义在R 上的偶函数,且当0x ≤时,()2xf x -=,则当0x ≥时,0x -≤,()()2xf x f x =-=,故对任意的R x ∈,()2x f x =, 对任意的[],1x m m ∈+,不等式()()2f x f x m -≥恒成立,即222x x m -≥,即2x x m ≥-对任意的[],1x m m ∈+恒成立,且m 为正数,则()2x x m ≥-,可得2x m ≤,所以,12m m +≤,可得m 1≥. 故选:A.例14.(2022·北京·高三专题练习)已知函数()33x xf x -=-.(1)利用函数单调性的定义证明()f x 是单调递增函数;(2)若对任意[]1,1x ∈-,()()24f x mf x ⎡⎤+≥-⎣⎦恒成立,求实数m 的取值范围. 【答案】(1)证明见解析 (2)[]4,4- 【解析】 【分析】(1)利用单调性的定义,取值、作差、整理、定号、得结论,即可得证.(2)令33x x t -=-,根据x 的范围,可得t 的范围,原式等价为()2h t t mt =+,88,33t ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,只需()min 4h t ≥-即可,分别讨论823m -≤-、88323m -<-<和823m -≥三种情况,根据二次函数的性质,计算求值,分析即可得答案. (1)由已知可得()f x 的定义域为R , 任取12,x x ∈R ,且12x x <,则()()12f x f x -()()1122121121333331313x x x x x x x x x ---+⎛⎫=---=-+ ⎪⎝⎭, 因为130x >,121103x x ++>,21130x x --<,所以()()120f x f x -<,即()()12f x f x <, 所以()f x 在R 上是单调递增函数. (2)()()()()223333x x x xf x mf x m --⎡⎤+=-+-⎣⎦,令33x x t -=-,则当[]1,1x ∈-时,88,33t ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,所以()()22f x mf x t mt ⎡⎤+=+⎣⎦.令()2h t t mt =+,88,33t ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,则只需()min 4h t ≥-. 当823m -≤-,即163m ≥时,()h t 在88,33⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增, 所以()min 86484393h t h m ⎛⎫=-=-≥- ⎪⎝⎭,解得256m ≤,与163m ≥矛盾,舍去;当88323m -<-<,即161633m -<<时,()h t 在8,32m ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦上单调递减,在8,23m ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增,所以()2min 424m m h t h ⎛⎫=-=-≥- ⎪⎝⎭,解得44m -≤≤;当823m -≥即163m ≤-时,()h t 在88,33⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递减, 所以()min 86484393h t h m ⎛⎫==+≥- ⎪⎝⎭,解得256m ≥-,与163m ≤-矛盾,舍去. 综上,实数m 的取值范围是[]4,4-.例15.(2022·全国·高三专题练习(文))已知函数()3(21x f x a a =-+为实常数). (1)讨论函数()f x 的奇偶性,并说明理由;(2)当()f x 为奇函数时,对任意[]1,6x ∈,不等式()2xuf x ≥恒成立,求实数u 的最大值. 【答案】(1)函数()f x 是奇函数,理由见解析;(2)1. 【解析】 【分析】(1)若函数()f x 为奇函数,由奇函数的定义可求得a 的值;又当32a ≠时()()11f f -≠,且()()11f f -≠-,函数()f x 是非奇非偶函数; (2)对任意[]1,6x ∈,不等式()2xuf x ≥恒成立,化简不等式参变分离,构造新函数()t ϕ,利用换元法和对勾函数的单调性求出最值,代入得出实数u 的最大值. 【详解】 解:(1)当32a =时()()3322302121xx f x f x a a -+-=--=-=++,即()()f x f x -=-;故此时函数()f x 是奇函数; 因当32a ≠时,()()11,12f a f a =--=-,故 ()()11f f -≠,且()()11f f -≠-于是此时函数()f x 既不是偶函数,也不是奇函数; (2)因()f x 是奇函数,故由(1)知32a =,从而()33221x f x =-+; 由不等式()2x u f x ≥,得3322221xx x u ⋅≤⋅-+,令[]213,65(xt +=∈因[]1,6)x ∈,故()()3133291222t u t t t t -⎛⎫≤--=+- ⎪⎝⎭ 由于函数()32922t t t ϕ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭在[]3,65单调递增,所以()min ()31ϕϕ==t ;因此,当不等式()2xuf x ≥在[]1,6x ∈上恒成立时,max 1.u = 例16.(2022·全国·高三专题练习(文))已知函数1()421x x f x a +=-+. (1)若函数()f x 在[0x ∈,2]上有最大值8-,求实数a 的值; (2)若方程()0f x =在[1x ∈-,2]上有解,求实数a 的取值范围. 【答案】(1)5;(2)1718a ≤≤. 【解析】 【分析】(1)2()(2)221x x f x a =-+,[0x ∈,2],2[1x ∴∈,4],进而讨论a 与52的关系求解; (2)[1x ∈-,2],∴令12[2x t =∈,4],2()210g t t at ∴=-+=在1,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦有解,进而求解.【详解】解:(1)2()(2)221x x f x a =-+,[0x ∈,2],2[1x ∴∈,4], ①52a 时,2()42418max f x a =-⨯+=-,解得258a =(舍)②52a >时,2()12118max f x a =-⨯+=-,解得5a =, 5a ∴=;(2)[1x ∈-,2],∴令12,42xt ⎡⎤=∈⎢⎥⎣⎦,2()210g t t at ∴=-+=在1,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦有解,11212222t t a t t =+=当且仅当122t t=,即1t =时等号成立,此时函数2()21g t t t =-+的图象如图,4t ∴=时,a 取得最大值178, 综上[1a ∈,17]8. 【点睛】本题考查复合函数的单调性,在特定区间的最值问题;以及复合函数在特定区间的上有解,转化为对勾函数的图象求解,属于中档题.例17.(2022·全国·高三专题练习)已知函数2()f x x =,1()2xg x m ⎛⎫=- ⎪⎝⎭(1)当[1,3]x ∈-时,求()f x 的值域;(2)若对[]0,2x ∀∈,()1g x 成立,求实数m 的取值范围;(3)若对[]10,2x ∀∈,2[1,3]x ∃∈-,使得12()()g x f x 成立,求实数m 的取值范围. 【答案】(1)[0,9];(2)34m -;(3)8m -. 【解析】 【分析】(1)由二次函数的性质得出值域;(2)将问题转化为求()g x 在[]0,2的最小值大于或等于1,再根据指数函数的单调性得出实数m 的取值范围; (3)将问题转化为()g x 在[]0,2的最大值小于或等于()f x 在[1,3]-上的最大值9,从而得出实数m 的取值范围. 【详解】(1)当[1,3]x ∈-时,函数2()[0f x x =∈,9] ()f x ∴的值域[]0,9(2)对[]0,2x ∀∈,()1g x 成立,等价于()g x 在[]0,2的最小值大于或等于1.而()g x 在[]0,2上单调递减,所以2112m ⎛⎫- ⎪⎝⎭,即34m -(3)对[]10,2x ∀∈,2[1,3]x ∃∈-,使得12()()g x f x 成立,等价于()g x 在[]0,2的最大值小于或等于()f x 在[1,3]-上的最大值9 由19m -,8m ∴-【方法技巧与总结】已知不等式能恒成立求参数值(取值范围)问题常用的方法: (1)函数法:讨论参数范围,借助函数单调性求解;(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域或最值问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解.题型四:指数函数的综合问题例18.(2022·天津河西·二模)已知定义在R 上的函数()f x 满足:①()2()0f x f x -+=;②()()20f x f x ---=;③在[]1,1-上的解析式为()[](]πcos ,1,021,0,1x x f x x x ⎧∈-⎪=⎨⎪-∈⎩,则函数()f x 与函数1()2xg x ⎛⎫= ⎪⎝⎭的图象在区间[]3,3-上的交点个数为( ) A .3 B .4C .5D .6【答案】B 【解析】 【分析】由函数的性质作出其图象,再观察交点个数即可得解. 【详解】由(2)()0f x f x -+=知()f x 的图象关于(1,0)对称, 由(2)()0f x f x ---=知()f x 的图象关于1x =-对称,作出()f x 与||1()()2x g x =在[3-,3]上的图象:由图可知函数()f x 与函数1()2xg x ⎛⎫= ⎪⎝⎭的图象在区间[]3,3-上的交点个数为4.故选:B .例19.(2022·北京·二模)若函数()()223,02,0xx f x x x a⎧+≤⎪=⎨-<≤⎪⎩的定义域和值域的交集为空集,则正数a 的取值范围是( ) A .(]0,1 B .()0,1 C .()1,4 D .()2,4【答案】B 【解析】 【分析】首先得到函数的定义域,再分析当0x ≤时()f x 的取值,即可得到3a ≤,再对0x a <≤时分2a ≥和02a <<两种情况讨论,求出此时()f x 的取值,即可得到()f x 的值域,从而得到不等式,解得即可; 【详解】解:因为()()223,02,0xx f x x x a⎧+≤⎪=⎨-<≤⎪⎩,所以()f x 的定义域为(],a -∞,0a >, 当0x ≤时()23xf x =+,则()f x 在(],0-∞上单调递增,所以()(]3,4f x ∈;要使定义域和值域的交集为空集,显然03a <≤, 当0x a <≤时()()22f x x =-,若2a ≥则()20f =,此时显然不满足定义域和值域的交集为空集, 若02a <<时()f x 在(]0,a 上单调递减,此时()())22,4f x a ⎡∈-⎣, 则()())(]22,43,4f x a ⎡∈-⎣,所以()2202a a a ⎧<-⎪⎨<<⎪⎩,解得01a <<,即()0,1a ∈故选:B例20.(2022·甘肃省武威第一中学模拟预测(文))已知函数()4sin 22x x f x π=++,则124043202220222022f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭______.【答案】4043 【解析】 【分析】根据题意,化简得到()()22f x f x +-=,结合倒序相加法求和,即可求解. 【详解】由题意,函数()4sin 22xx f x π=++, 可得()()244sin sin[(2)]22222x x f x x f x x ππ-+=+++-++- 224424222224222222x xx x x x--⋅⋅=+=+=++⋅++, 设124043202220222022S f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则404340421202220222022S f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭两式相加,可得140432404222022202220222022S ff f f ⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦404312404320222022f f ⎡⎤⎛⎫⎛⎫++=⨯ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦, 所以4043S =. 故答案为:4043.例21.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()f x 的定义域为R ,满足()()121f x f x +=-,且当(]1,1x ∈-时,()12x f x -=,则()2020f =______.【答案】10092 【解析】 【分析】根据已知条件,求得(2)2()f x f x +=,结合()0f 的值以及递推关系,即可求得结果. 【详解】由(1)2(1)f x f x +=-,得(2)2()f x f x +=,于是()()()()210102020220182201620f f f f ====,又当(]1,1x ∈-时,()12x f x -=,故可得()102f =, 则()1010100912020222f =⨯=. 故答案为:10092.例22.(2022·辽宁·建平县实验中学模拟预测)已知函数()221010,231,2x x x f x x x --⎧-≤⎪=⎨-->⎪⎩,则不等式()()10f x f x +-<的解集为___________. 【答案】9,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭【解析】 【分析】分别在2x ≤、23x <≤、34x <≤和4x >的情况下,根据()f x 和()1f x -的解析式和符号依次求解即可. 【详解】①当2x ≤时,11x -≤,()221010x x f x --=-在(],2-∞上单调递增,()()20f x f ∴≤=,又()()()1120f x f f -≤<=, ()()10f x f x ∴+-<恒成立;②当23x <≤时,112x <-≤,()3120f x x x =--=-<, 又()()120f x f -≤=,()()10f x f x ∴+-<恒成立;③当34x <≤时,213x <-≤,()314f x x x =--=-,()1413f x x x -=--=-;()()110f x f x ∴+-=-<恒成立;④当4x >时,13x ->,()314f x x x =--=-,()1415f x x x -=--=-,()()1290f x f x x ∴+-=-<,解得:92x <,942x ∴<<; 综上所述:不等式()()10f x f x +-<的解集为9,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭.故答案为:9,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭.例23.(2022·江西·二模(文))设函数()2,111,12x a x f x x x --⎧≤⎪=⎨-+>⎪⎩,若()1f 是函数()f x 的最大值,则实数a 的取值范围为_______. 【答案】[1,2]【分析】由1x >,求得()f x 的范围,再求得||()2x a f x -=的单调性,讨论1a <,1a 时函数()f x 在1x 的最大值,即可得到所求范围. 【详解】解:因为()2,111,12x a x f x x x --⎧≤⎪=⎨-+>⎪⎩,当1x >时()112f x x =-+函数单调递减且()12f x <,当1x ≤时()122x ax af x ---⎛⎫== ⎪⎝⎭,可得在x a >时函数单调递减,在x a <单调递增,若1a <,1x ,则()f x 在x a =处取得最大值,不符题意; 若1a ,1x ,则()f x 在1x =处取得最大值,且11122a -⎛⎫≥⎪⎝⎭,解得12a , 综上可得a 的范围是[]1,2. 故答案为:[]1,2【过关测试】 一、单选题1.(2022·北京通州·模拟预测)已知函数1()33xxf x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则()f x ( ) A .是偶函数,且在R 是单调递增 B .是奇函数,且在R 是单调递增 C .是偶函数,且在R 是单调递减 D .是奇函数,且在R 是单调递减【答案】B 【解析】 【分析】根据奇函数的定义及指数函数的单调性判断可得; 【详解】解:1()33x xf x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭定义域为R ,且()()113333xxx x f x f x --⎛⎫⎛⎫-=-=-=- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭, 所以1()33xxf x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭为奇函数,又3xy =与13x y ⎛⎫=- ⎪⎝⎭在定义域上单调递增,所以1()33xx f x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭在R 上单调递增;2.(2022·安徽淮南·二模(理))1947年,生物学家Max Kleiber 发表了一篇题为《body size and metabolicrate 》的论文,在论文中提出了一个克莱伯定律:对于哺乳动物,其基础代谢率与体重的34次幂成正比,即340F c M =,其中F 为基础代谢率,M 为体重.若某哺乳动物经过一段时间生长,其体重为原来的10倍,则基础代谢率1.7783)( )A .5.4倍B .5.5倍C .5.6倍D .5.7倍【答案】C 【解析】 【分析】利用幂的运算性质去求解即可解决 【详解】设该哺乳动物原体重为1M 、基础代谢率为1F ,则34101F c M =,经过一段时间生长,其体重为110M ,基础代谢率为2F ,则()3420110F c M ⋅= 则()33334444201011101010F c M c M F =⋅=⋅⋅=,则3234110 1.7783 5.6F F ≈=≈故选:C3.(2022·陕西·西安中学模拟预测(文))英国著名数学家布鲁克-泰勒以微积分学中将函数展开成无穷级数的定理著称于世.在数学中,泰勒级数用无限连加式来表示一个函数,泰勒提出了适用于所有函数的泰勒级数,并建立了如下指数函数公式:23e 126!n xx x x x n =+++++++,其中R,N x n ∈∈(精确到0.01)( ) A .1.63 B .1.64C .1.65D .1.66【答案】C 【解析】应用题设泰勒展开式可得 121111e 12848!2nn =++++++⋅, 随着n 的增大,数列1!2n n ⎧⎫⎨⎬⋅⎩⎭递减且靠后各项无限接近于0,即可估计12e 的近似值. 【详解】计算前四项,在千分位上四舍五入由题意知: 01231211e 111222220!1!2!3!!nn ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭=++++⋯+1111 1.646 1.652848≈+++≈≈ 故选:C4.(2022·河南洛阳·二模(文))已知函数()()1331,1log 52,1x x f x x x +⎧-≥⎪=⎨-+-<⎪⎩,且()2f m =-,则()6f m +=( )A .26B .16C .-16D .-26【答案】A 【解析】 【分析】由分段函数的性质可得当m 1≥时,1312m +-=-,当1m <时,3log (5)22m -+-=-,求出m 的值,从而可求出()6f m + 【详解】 由题意得当m 1≥时,1312m +-=-,方程无解,当1m <时,3log (5)22m -+-=-,解得4m =-,所以()216(64)(2)3126f m f f ++=-==-=,故选:A5.(2022·四川成都·三模(理))若函数()9x f x =0x ,则()0091xx -=(). A .13B .1 CD .2【答案】B 【解析】 【分析】由已知有1x >,根据零点得到0009(1)x x t -==,利用指对数的关系及运算性质得到01x -关于t的表达式,进而由指数函数的单调性确定t 值即可. 【详解】由题设1x >,由0()0f x =得:0009(1)x x -= 若009(1)xx t -=,可得002103x t x -=>,若0t =,可得0201103tx x -=>,综上,22133x x t t =,故1t =.故选:B6.(2022·河南·开封高中模拟预测(文))若关于x 的不等式()221xxa x ⋅>+∈R 有实数解,则实数a 的取值范围是( ) A .()1,+∞ B .()2,+∞ C .[)1,+∞ D .[)2,+∞【答案】A 【解析】 【分析】参变分离得到112x a >+,根据指数函数的性质求出112x +的取值范围,即可得解; 【详解】解:由题知()221xxa x ⋅>+∈R ,而21x ≥,所以112x a >+, 又1012x <≤,所以11122x <+≤. 因为关于x 的不等式()221xxa x ⋅>+∈R 有实数解, 即112x a >+()x ∈R 有实数解,所以1a >,即()1,a ∈+∞.故选:A7.(2022·四川·内江市教育科学研究所三模(理))已知函数()f x 满足:对任意x ∈R ,1122f x fx ⎛⎫⎛⎫+=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.当[1,0)x ∈-时,()31x f x =-,则()3log 90=f ( ) A .19B .19-C .1727D .1727-【答案】C 【解析】【分析】 根据1122f x fx ⎛⎫⎛⎫+=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭可得()()1f x f x +=-,2T =,则()3310log 90log 27f f ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,将310log 27x =代入解析式,即可求解. 【详解】 因为1122f x fx ⎛⎫⎛⎫+=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 则11112222f x fx ⎛⎫⎛⎫++=-+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,即()()1f x f x +=-, 所以()()()21f x f x f x +=-+=,即2T =, 所以()3331010log 90log log 927f f f⎛⎫⎛⎫==- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,因为[)310log 1,027∈-,所以310log 273101017log 311272727f ⎛⎫=-=-=- ⎪⎝⎭, 所以()317log 9027f =, 故选:C8.(2022·上海宝山·二模)关于函数131()(2)2xx f x x =-⋅和实数,m n 的下列结论中正确的是( )A .若3m n -<<,则()()f m f n <B .若0m n <<,则()()f m f n <C .若()()f m f n <,则22m n <D .若()()f m f n <,则33m n <【答案】C 【解析】 【分析】首先判断函数的奇偶性与单调性,即可得到此类函数的规律是自变量离原点越近,函数值越小,即自变量的绝对值小,函数值就小,反之也成立,从而一一判断即可; 【详解】解:因为113311()(2)()(2)()22xx x x f x x x f x ---=-⋅-=-=,所以函数131()(2)2xx f x x =-是一个偶函数,又0x >时,122xxy =-与13y x =是增函数,且函数值为正数, 故函数131()(2)2xx f x x =-在(0,)+∞上是一个增函数由偶函数的性质得函数在(,0)-∞上是一个减函数,此类函数的规律是自变量离原点越近,函数值越小,即自变量的绝对值小,函数值就小,反之也成立,考察四个选项,A 选项,由3m n -<<,无法判断m ,n 离原点的远近,故A 错误; B 选项,0m n <<,则m 的绝对值大,故其函数值也大,故B 不对; C 选项是正确的,由()()f m f n <,一定得出22m n <;D 选项由()()f m f n <,可得出||||m n <,但不能得出33m n <,不成立, 故选:C . 二、多选题9.(2022·湖南·模拟预测)在同一直角坐标系中,函数x y a =与()log 2a y x =-的图象可能是( )A .B .C .D .【答案】BD 【解析】 【分析】分1a >和01a <<两种情况讨论两个函数的单调性进行判断. 【详解】当1a >时,x y a =在(,)-∞+∞单调递增且其图象恒过点(0,1),()log 2a y x =-在(2,)+∞单调递增且其图象恒过点(3,0),则选项B 符合要求;当01a <<时,x y a =在(,)-∞+∞单调递减且其图象恒过点(0,1),()log 2a y x =-在(2,)+∞单调递减且其图象恒过点(3,0),则选项D 符合要求;综上所述,选项B 、D 符合要求. 故选:BD.10.(2022·全国·模拟预测)已知0a b >>,下列选项中正确的为( )A 1,则1a b -<B .若221a b -=,则1a b -<C .若22=1a b -,则1a b -<D .若22log log 1a b -=,则1a b -<【答案】BC 【解析】 【分析】根据指数函数、对数函数的性质,不等式性质判断. 【详解】A 错,例如9,4a b ==1=,便51a b -=>;B 正确,2211a b =+>,1a >,又0b >,所以1a b +>,而22()()1a b a b a b -=-+=,所以1a b -<;C 正确,设21a m =>,21b n =>,1m n -=,则1m n =+,1112m n n n n+==+<, 所以222log log log 1mm n n=-<,即1a b -<. D 错误,222log log log 1aa b b -==,2a b=,2a b =,所以a b b -=,1b <不一定成立. 故选:BC .11.(2022·广东肇庆·模拟预测)若a b >,则下列不等式中正确的有( ) A .0a b -> B .22a b >C .ac bc >D .22a b >【答案】AB 【解析】 【分析】根据作差法,判断A;根据指数函数()2x f x =的单调性,判断B;举反例可说明C 的正误;同样据反例,判断D. 【详解】对于A 选项,因为a b >,所以0a b ->,故A 正确;对于B 选项,因为函数()2x f x =在R 上单调递增,所以22a b >,故B 正确; 对于C 选项,当0c ≤时,ac bc >不成立,故C 不正确; 对于D 选项,当1a =,2b =-时,2214a b =<=,故D 不正确, 故选:AB.12.(2022·全国·模拟预测)已知函数14sin ,01()2,1x x x f x x x π-<≤⎧=⎨+>⎩,若存在三个实数,使得()()()123f x f x f x ==,则( )A .123x x x ++的取值范围为()2,3B .()23x f x 的取值范围为5,23⎛⎫ ⎪⎝⎭C .123x x x 的取值范围为51,362⎛⎫⎪⎝⎭D .()13x f x 的取值范围为1,23⎛⎫⎪⎝⎭【答案】ACD 【解析】 【分析】先作出函数()f x 的大致图象,结合题意令()()()123f x f x f x t ===,进而得到1x ,2x ,3x 关于t 的增减性以及t 的取值范围,数形结合分析选项即可得解. 【详解】作出函数()f x 的大致图象,如图所示, 设()()()123f x f x f x t ===,数形结合得:13,x x 均是关于t 的增函数,2x 是关于t 的减函数,且24t <<.当01x <≤时,令()2f x =,得16x =或56, 所以12115626x x <<<<,312x <<,且121x x =+,所以()1232,3x x x ++∈,故A 正确;不妨设223x =,则()()2324sin 3t f x f x π===,此时()232x f x =>,所以B 错误;因为121x x =+,所以()21211111511,24364x x x x x ⎛⎫⎛⎫=-=--+∈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,且12x x 与3x 均为关于t 的增函数,所以12351,362x x x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,故C 正确;因为1x 为关于t 的增函数,11162x <<,()324f x t <=<,所以()131,23x f x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,故D 正确.故选:ACD. 三、填空题13.(2022·安徽淮北·一模(理))2log142-⎛⎫++= ⎪⎝⎭___________.【答案】10 【解析】 【分析】利用指数幂及对数的运算性质计算即得. 【详解】24log 2log 21422424102-⎛⎫++=++=++= ⎪⎝⎭.故答案为:10.14.(2022·四川·模拟预测(理))已知两个条件:①,,()()()a b f a b f a f b ∈+=⋅R ;②()f x 在(0,)+∞上单调递减.请写出一个同时满足以上两个条件的函数____________.【答案】1()2xf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭【解析】 【分析】对于()()()·f a b f a f b +=符合指数运算的规则,减函数则应是指数函数里的减函数. 【详解】由题意:是指数函数里的减函数,故可以是:()12xf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,故答案为:()12xf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭.15.(2022·河南·模拟预测(文))函数()1423x x f x +=-+在1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦的值域为______.【答案】[)2,3 【解析】 【分析】令2x t =,结合二次函数的性质即可得出答案. 【详解】解:()()()222223212x x x f x =-⨯+=-+,设2x t =,当1,2x ⎛⎤∈-∞ ⎥⎝⎦时,0t <≤()22123t ≤-+<,所以()f x 在1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦的值域为[)2,3.故答案为:[)2,3.16.(2022·山西·二模(理))已知函数()322x x x f x -=-给出下列结论:①()f x 是偶函数;②()f x 在()0,∞+上是增函数;③若0t >,则点()(),t f t 与原点连线的斜率恒为正.其中正确结论的序号为______. 【答案】①③ 【解析】 【分析】对于①:利用偶函数的定义进行证明; 对于②:取特殊值:()()2,10f f ,否定结论;对于③:直接表示出点()(),t f t 与原点连线的斜率为222t t t --,并判断2022t t t ->-.【详解】函数()322x xx f x -=-的定义域为()(),00,∞-+∞.对于①:因为()()332222xx x xx x f x f x ----===--,所以()f x 是偶函数.故①正确; 对于②:取特殊值:由()8322211544f ==>-,()1000101110241024f =<-,得到()()210f f >,不符合增函数,可得②错误;对于③:当0t >时,点()(),t f t 与原点连线的斜率为()20022t tf t t t --=--.因为0t >,所以21t >,所以220t t -->,所以()200022t tf t t t --=>--.故③正确; 所以正确结论的序号为①③. 故答案为:①③ 四、解答题17.(2022·全国·高三专题练习)由于突发短时强降雨,某小区地下车库流入大量雨水.从雨水开始流入地下车库时进行监测,已知雨水流入过程中,地下车库积水量y (单位:3m )与时间t (单位:h )成正比,雨停后,消防部门立即使用抽水机进行排水,此时y 与t 的函数关系式为25ty k ⎛⎫=⨯ ⎪⎝⎭(k 为常数),如图所示.(1)求y 关于t 的函数关系式;(2)已知该地下车库的面积为25602m ,当积水深度小于等于0.05m 时,小区居民方可入内,那么从消防部门开始排水时算起,至少需要经过几个小时以后,小区居民才能进入地下车库?【答案】(1)2000,0125000,15tt t y t ≤≤⎧⎪=⎨⎛⎫⨯> ⎪⎪⎝⎭⎩(2)至少需要经过3个小时以后,小区居民才能进入地下车库 【解析】 【分析】(1)利用()1,2000求得y 关于t 的函数关系式.(2)根据积水深度的要求列不等式,结合指数函数的单调性求得需要等待的时间. (1)由图可知,当01t ≤≤时,y =2000t .当t >1时,25ty k ⎛⎫=⨯ ⎪⎝⎭,因为图象经过点()1,2000,所以220005k ⨯=,得k =5000 所以2000,0125000,15tt t y t ≤≤⎧⎪=⎨⎛⎫⨯> ⎪⎪⎝⎭⎩. (2)令25000 2.5600.055t⎛⎫⨯≤⨯ ⎪⎝⎭,即42128162550006255t ⎛⎫⎛⎫≤== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得4t ≥,因为消防部门从t =1时开始排水,故至少需要经过3个小时以后,小区居民才能进入地下车库. 18.(2022·全国·高三专题练习)(1)计算:1294⎛⎫- ⎪⎝⎭(﹣9.6)0﹣22327283--⎛⎫⎛⎫+ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭; (2)已知1122a a -+=3,求22112a a a a --++++的值.【答案】(1)8336;(2)163. 【解析】 【分析】(1)根据指数幂的运算法则即可求出; (2)根据完全平方公式即可求出. 【详解】解:(1)原式32=-1﹣233393242⎛⎫⨯- ⎪⎝⎭⎛⎫+=- ⎪⎝⎭149839436-+=, (2)∵1122a a -+=3,∴a +a ﹣1=(1122a a -+)2﹣2=7,∴a 2+a ﹣2=(a +a ﹣1)2﹣2=47,∴原式47148167293+===+. 19.(2022·全国·高三专题练习)已知a >0,且a ≠1,若函数y =|ax -2|与y =3a 的图象有两个交点,求实数a 的取值范围. 【答案】20,3⎛⎫⎪⎝⎭【解析】 【分析】讨论0<a <1或a >1,作出函数y =|ax -2|与y =3a 的图象,由数形结合即可求解. 【详解】①当0<a <1时,在同一平面直角坐标系中作出函数y =|ax -2|与y =3a 的图象如图1. 若直线y =3a 与函数y =|ax -2|(0<a <1)的图象有两个交点, 则由图象可知0<3a <2,所以0<a <23.②当a >1时,在同一平面直角坐标系中作出函数y =|ax -2|与y =3a 的图象如图2. 若直线y =3a 与函数y =|ax -2|(a >1)的图象有两个交点, 则由图象可知0<3a <2,此时无解. 所以实数a 的取值范围是20,3⎛⎫⎪⎝⎭.20.(2022·全国·高三专题练习)设函数()(0x x f x ka a a -=->且1)a ≠是定义域为R 的奇函数; (1)若()10f >,判断()f x 的单调性并求不等式(2)(4)0f x f x ++->的解集; (2)若()312f =,且22()4()x xg x a a f x -=+-,求()g x 在[1,)+∞上的最小值. 【答案】(1)增函数,(1,)+∞;(2)2-. 【解析】 【分析】(1)由(0)0f =,求得1k =,得到()x x f x a a -=-,根据()10f >,求得1a >,即可求得函数()x x f x a a -=-是增函数,把不等式转化为(2)(4)f x f x +>-,结合函数的单调性,即可求解;(2)由(1)和()312f =,求得2a =,得到()2(22)4(22)2x x x xg x -----+=,令22x x t -=-,得到()2342,2g t t t t =-+≥,结合二次函数的性质,即可求解. 【详解】(1)因为函数()(0x x f x ka a a -=->且1)a ≠是定义域为R 的奇函数, 可得(0)0f =,从而得10k -=,即1k = 当1k =时,函数()x x f x a a -=-,满足()()()x x x x f x a a a a f x ---=-=--=-,所以1k =, 由()10f >,可得10a a->且0a >,解得1a >,所以()x x f x a a -=-是增函数, 又由(2)(4)0f x f x ++->,可得(2)(4)(4)f x f x f x +>--=-,所以24x x +>-,解得1x >,即不等式的解集是(1,)+∞.(2)由(1)知,()x x f x a a -=-,因为()312f =,即132a a -=,解得2a =, 故()222(22)2(22)4(22)224x x x x x x x x g x -----=---+-+=,令22x x t -=-,则在[1,)+∞上是增函数,故113222t -≥+=, 即()2342,2g t t t t =-+≥, 此时函数()g t 的对称轴为322t =>,且开口向上, 所以当2t =,函数()g t 取得最小值,最小值为()2224222g =-⨯+=-,即函数()g x 的最小值为2-.21.(2022·北京·高三专题练习)定义在D 上的函数()f x ,如果满足:对任意,x D ∈存在常数0,M >都有()M f x M -≤≤成立,则称()f x 是D 上的有界函数,其中M 称为函数()f x 的上界.已知()422x x f x a =+⋅-.(1)当2a =-时,求函数()f x 在()0,∞+上的值域,并判断函数()f x 在()0,∞+上是否为有界函数﹐请说明理由﹔(2)若函数()f x 在(),0-∞上是以2为上界的有界函数,求实数a 的取值范围.【答案】(1)(3,)-+∞,不是,理由见解析;(2)[]0,3.【解析】【分析】(1)用换元法,结合二次函数性质求得值域,可得结论;(2)设2x t =,则可得(0,1)t ∈,然后由二次函数性质求得函数的值域,再结合新定义可得参数范围.【详解】(1)当2a =-时,()24222(213)x x x f x =-⨯-=--,令2,x t =由(0,)x ∈+∞,可得(1,)t ∈+∞,令()2)1(3g t t =--,有()3g t >-,可得函数()f x 的值域为(3,)-+∞故函数()f x 在(),0-∞上不是有界函数;(2)由题意有,当(),0x ∈-∞时,24222,x x a -≤+⋅-≤可化为0424x x a ≤+⋅≤必有20x a +≥且422x x a ≤-, 令2x k =,由(),0x ∈-∞,可得()0,1k ∈,由20x a +≥恒成立,可得0a ≥,令()()401h t t t t=-<<, 可知函数()h t 为减函数,有()413h t >-=, 由422x xa ≤-恒成立, 可得3,a ≤故若函数()f x 在(,0)-∞上是以2为上界的有界函数,则实数a 的取值范围为[]0,3.22.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()(0,0,1,1)x x f x a b a b a b =+>>≠≠ .(1)设12,2a b ==,求方程()2f x =的根; (2)设12,2a b ==,若对任意x ∈R ,不等式()()26f x f x m ≥-恒成立,求实数m 的最大值; (3)若01,1a b <<>,函数()()2g x f x =-有且只有1个零点,求ab 的值.【答案】(1)0(2)4(3)1【解析】【分析】(1)将原方程转化为2(21)0x -=,由此求解即可.(2)由题意可知2(2)(())2f x f x =-,再根据分离参数法结合基本不等式,即可求出结果.(3)求出()()22x x g x f x a b =-=+-,求出函数()g x 的导数,设函数()()h x g x '=,根据导数在函数最值中的应用,求出()g x 的最小值,再对()g x 的最小值进行分析,即可求出结果.(1) 解:因为12,2a b ==,所以()22x x f x -=+. 方程()2f x =,即222x x -+=,亦即2(2)2210x x -⨯+=,所以2(21)0x -=,于是21x =,解得0x =.(2)解:由条件知2222(2)22(22)2(())2x x x x f x f x --=+=+-=-.。
2020年高考数学一轮复习(新课改)课时跟踪检测(十)指数与指数函数
D . (0,2]i 1上原式=—6a 3-亏 b -3-3 =— 6ab —1 =—警.b4. (2019贵阳监测)已知函数f (x ) = 4+ 2a x — 1的图象恒过定点1 (2019衡水中学模拟)已知ab =— 5,贝U a1. 课时跟踪检测(十)指数与指数函数[A 级 基础题一一基稳才能楼高](2019郑州一中开学考试)函数y = ln (2x — 1)的定义域是([0, )B . [1 ,+s ) (0, )D . (1 ,+s )解析:选C 由2" — 1>0,得x>0,所以函数的定义域为(0, A. 1 ,+o2.(2019荷泽联考)函数y = 2一x的值域为(B.一oo,A.解析:选A 设t = 2x — x 2,则t w 1,所以『,tw 1,所以y € £,+ o j,故选23.化简4a 3" 1 2、—3a "3b 3的结果为(2aA 一A . 3bB .8a b 6a C.一 T—6ab解析:选CP ,则点P 的坐标是([B 级保分题 准做快做达标]A . (1,6)B .(1,5)C . (0,5)解析:选A 由于函数y = a x 的图象过定点 f (x )= 4 + 2a x — 1的图象恒过定点 P (1,6).5.已知 a = 20.2, b = 0.40.2, c = 0.40.6,则 a , b , c 的大小关系是()(5,0)(0,1),当 x = 1 时,f(x) = 4 + 2= 6,故函数A . a >b >cB . a > c > bC . c > a > bD . b > c > a解析:选A 由0.2V 0.6,0.4v 1,并结合指数函数的图象可知 0.40.2>0.40.6,即卩b >c ;因为 a = 20.2> 1, b = 0.40.2V 1,所以 a > b 综上,a >b > c.b+ ba—b 的值是()+) AC DB . (1C . (2a = aD. ±2 5ab f = ab「; ?=a ia 5 + b |b 5=0•故选 B.2.已知 a = 21.2, b = 2 0.2, c = 2log 52,则 a , b , c 的大小关系为( )3•函数y = 31市 丰1,又y>0,所以值域为(0,1) U (1,+^),2解析:选D 由题石工0,得尸 故选D.4. (2019 •西省45校第一次联考)函数y = a x (a>0且a 工1)与函数y = (a - 1)x 2— 2x — 1C . — 2 5A . b<a<cB . c<a<bC . c<b<aD . b<c<a解析:选C T b = 2 0.2= 20.2<21.2= a ,「. a>b>1.又T c = 2log s 2= log 54v1,「. c<b<a.A . (0,1) D . (0,1) U (1 ,+s )在同一个坐标系内的图象可能是1合题意;当a>1时,指数函数递增,一;>0, B 不符合题意,选 C.a — 1 5. (2019河南六市一模)设x>0,且1<b x <a x ,则( )••• 1<b<a.故选 C.1 —2 —x , x >0,6.已知函数f(x)= |2x —1, x<0,则函数f(x)是()解析:选B 由题意知ab<0,a厂b + b解析:选C 两个函数分别为指数函数和二次函数,其中二次函数过点 (0, — 1),故排 1除A 、D ;二次函数的对称轴为直线x =-^,当0va<1时,指数函数递减,a — 1C 符1二V 。
2020版高考数学一轮复习课时跟踪检测十指数与指数函数
Earlybird课时跟踪检测(十) 指数与指数函数一、题点全面练3 31. 3· ·612的化简结果为( )2A .2B .3C .4D .6解析:选 B 原式=3132·(2 )1 3·1216=3 12 ·3113 ·2 3 ·41 6 ·3 16=3 12+ 13 + 11 1 - + 6 ·23 3=3·20=3. 2.函数 f (x )=a x-b的图象如图所示,其中 a ,b 为常数,则下列结论中正确的是( )A .a >1,b <0B .a >1,b >0C .0<a <1,0<b <1D .0<a <1,b <0解析:选 D 法一:由题图可知 0<a <1,当 x =0时,a -b ∈(0,1),故-b >0,得 b < 0.故选 D.法二:由图可知 0<a <1,f (x )的图象可由函数 y =a x 的图象向左平移得到,故-b >0, 则 b <0.故选 D.3.化简 4a2123 ·bab)3 ÷(-的结果为( )32a 8a A .- B .-3b b6a C .-D .-6abb2解析:选 C 原式=4÷ a(-3 )2 11-2- 6 a33bb3 3 =-6ab -1=-,故选 C.4.设 x >0,且 1<b x <a x ,则( ) A .0<b <a <1 B .0<a <b <1 C .1<b <aD .1<a <b解析:选C因为1<b x,所以b0<b x,因为x>0,所以b>1,a因为b x<a x,所以(b)x>1,a因为x>0,所以>1,所以a>b,所以1<b<a.故选C.b4215.已知a=( 2)3,b=25,c=93,则a,b,c的大小关系是() A.b<a<c B.a<b<cC.b<c<a D.c<a<b解析:选A a=( 2) 43=214×23=223,b=225,c=913=323,由函数y=x 23在(0,+∞)上为增函数,得a<c,由函数y=2x在R上为增函数,得a>b,综上得c>a>b.故选A.6.函数f(x)=a x+b-1(其中0<a<1,且0<b<1)的图象一定不经过()A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限解析:选C由0<a<1可得函数y=a x的图象单调递减,且过第一、二象限,因为0<b<1,所以-1<b-1<0,所以0<1-b<1,y=a x的图象向下平移1-b个单位即可得到y=a x+b-1的图象,所以y=a x+b-1的图象一定在第一、二、四象限,一定不经过第三象限.故选C.7.已知函数f(x)=Error!则函数f(x)是()A.偶函数,在[0,+∞)单调递增B.偶函数,在[0,+∞)单调递减C.奇函数,且单调递增D.奇函数,且单调递减解析:选C易知f(0)=0,当x>0时,f(x)=1-2-x,-f(x)=2-x-1,此时-x<0,则f(-x)=2-x-1=-f(x);当x<0时,f(x)=2x-1,-f(x)=1-2x,此时-x>0,则f(-x)=1-2-(-x)=1-2x=-f(x).即函数f(x)是奇函数,且单调递增,故选C.18.二次函数y=-x2-4x(x>-2)与指数函数y=(2 )x的交点有()A.3个B.2个C.1个D.0个选解:析C因为二次函数y=-x2-4x=-(x+2)2+4(x>-2),且x=-1时,y=-x2-4x=3,1y=(2 )x=2,1在坐标系中画出y=-x2-4x(x>-2)与y=(2 )x的大致图象,由图可得,两个函数图象的交点个数是1.故选C.99.已知函数f(x)=x-4+,x∈(0,4),当x=a时,f(x)取得最小值b,则函数g(x)x+1=a|x+b|的图象为()解析:选A因为x∈(0,4),所以x+1>1,9 9 9所以f(x)=x-4+=x+1+-5≥2·x+1-5=1,x+1 x+1 x+1当且仅当x=2时取等号,此时函数有最小值1,所以a=2,b=1,此时g(x)=2|x+1|=Error!此函数图象可以看作由函数y=Error!的图象向左平移1个单位得到.结合指数函数的图象及选项可知A正确.故选A.110.函数f(x)=2+2+1(2 )x x的单调递减区间为________.1 1解析:设u=-x2+2x+1,∵y=u在R上为减函数,∴函数f(x)=1x x2+2+(2 )(2 )的单调递减区间即为函数u=-x2+2x+1的单调递增区间.又u=-x2+2x+1的单调递增区间为(-∞,1],∴f(x)的单调递减区间为(-∞,1].答案:(-∞,1]1 111.不等式(2 )(2 )x ax<2x+a-2恒成立,则a的取值范围是________.2+Earlybird1解析:由指数函数的性质知 y =(2 )x是减函数,112 +因为(2 ) (2 )所以 x 2+ax >2x +a -2恒成立, 所以 x 2+(a -2)x -a +2>0恒成立, 所以 Δ=(a -2)2-4(-a +2)<0, 即(a -2)(a -2+4)<0, 即(a -2)(a +2)<0,故有-2<a <2,即 a 的取值范围是(-2,2). 答案:(-2,2)1112.已知函数 f (x )=(+ x 3(a >0,且 a ≠1).a x -12)(1)讨论 f (x )的奇偶性;(2)求 a 的取值范围,使 f (x )>0在定义域上恒成立. 解:(1)由于 a x -1≠0,则 a x ≠1,得 x ≠0, ∴函数 f (x )的定义域为{x |x ≠0}. 对于定义域内任意 x ,有11 f (-x )=((-x )3+2)a-x -1a x1=( 2)(-x )3 + 1-a x11 =(-1-(-x )3+2)a x -111=(2)x 3=f (x ), + a x -1∴函数 f (x )是偶函数. (2)由(1)知 f (x )为偶函数,∴只需讨论 x >0时的情况,当 x >0时,要使 f (x )>0,11则(x 3>0,+2)a x-11 1即+>0,a x-1 2a x+1即>0,则a x>1. 2a x-1又∵x>0,∴a>1.∴当a∈(1,+∞)时,f(x)>0.Earlybird二、专项培优练(一)易错专练——不丢怨枉分1.设y=f(x)在(-∞,1]上有定义,对于给定的实数K,定义f K(x)=Error!给出函数f(x)=2x+1-4x,若对于任意x∈(-∞,1],恒有f K(x)=f(x),则()A.K的最大值为0 B.K的最小值为0C.K的最大值为1 D.K的最小值为1解析:选D根据题意可知,对于任意x∈(-∞,1],恒有f K(x)=f(x),则f(x)≤K在x≤1上恒成立,即f(x)的最大值小于或等于K即可.令2x=t,则t∈(0,2],f(t)=-t2+2t=-(t-1)2+1,可得f(t)的最大值为1,∴K≥1,故选D.1 12 12.已知实数a,b满足2>(2 )a>(2 )b>,则()4A.b<2 b-a B.b>2 b-aC.a<b-a D.a>b-a1 1 12 2 2 解析:选B由>a,得a>1,由a>b,得2a>b,2 (2 )(2 )(2 )(2 )(2 )2 1 2 2 b故2a<b,由(2 )b>4,得(2 )b>(2 )4,得b<4.由2a<b,得b>2a>2,a<<22,故1<a<2,2<b<4.对于选项A、B,由于b2-4(b-a)=(b-2)2+4(a-1)>0恒成立,故A错误,B正确;1 1对于选项C,D,a2-(b-a)=(a+2 )2-(b+4 ),由于1<a<2,2<b<4,故该式的符号不确定,故C、D错误.故选B.3.设a>0,且a≠1,函数y=a2x+2a x-1在[-1,1]上的最大值是14,求实数a的值.解:令t=a x(a>0,且a≠1),则原函数化为y=f(t)=(t+1)2-2(t>0).1①当0<a<1,x∈[-1,1]时,t=a x∈[a,a],1此时f(t)在[a,a]上为增函数.1 1所以f(t)max=f(a)=(+1 )2-2=14.a1 1 1所以(+1 )2=16,解得a=-(舍去)或a=.a 5 31②当a>1时,x∈[-1,1],t=a x∈[,a],aEarlybird1此时 f (t )在[,a ]上是增函数.a所以 f (t )max =f (a )=(a +1)2-2=14, 解得 a =3或 a =-5(舍去). 1 综上得 a = 或 3.3(二)交汇专练——融会巧迁移a +b4.[与基本不等式交汇]设 f (x )=e x,0<a <b ,若 p =f ( ab ),q =f( 2 ),r =f a f b ,则下列关系式中正确的是( )A .q =r <pB .p =r <qC .q =r >pD .p =r >qa +ba +b解 析:选 C ∵0<a <b ,∴> ab ,又 f (x )=e x 在(0,+∞)上为增函数,∴f( 2 )2>f ( ab ),即 q >p .又 r = f af b = e a e b =ea -b2 =q ,故 q =r >p .故选 C. 115.[与一元二次函数交汇]函数 y =(4 )x -(2 )x +1在区间[-3,2]上的值域是________.1解析:令 t =(2 )x ,1因为 x ∈[-3,2],所以 t ∈[,8 ],4 13 故 y =t 2-t +1=(t -2 )2+ . 41 3 当 t = 时,y min = ;2 4 当 t =8时,y max =57.3 故所求函数的值域为[,57].43 答案:[,57]4-2x +b6.[与函数性质、不等式恒成立交汇]已知定义域为 R 的函数 f (x )= 是奇函2x +1+a数.(1)求a,b的值;(2)若对任意的t∈R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0恒成立,求k的取值范围.解:(1)因为f(x)是R上的奇函数,Earlybird-1+b所以f(0)=0,即=0,解得b=1.2+a-2x+1从而有f(x)=.2x+1+a1 -+1-2+1 2又由f(1)=-f(-1)知=-,解得a=2.4+a1+a-2x+1 1 1(2)由(1)知f(x)==-+,2x+1+2 2 2x+1由上式易知f(x)在R上为减函数,又因为f(x)是奇函数,从而不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0等价于f(t2-2t)<-f(2t2-k)=f(-2t2+k).因为f(x)是R上的减函数,由上式推得t2-2t>-2t2+k.即对一切t∈R有3t2-2t-k>0,1从而Δ=4+12k<0,解得k<-.31(-∞,-3).故k的取值范围为。
2023年高考数学一轮总复习第10讲:指数与指数函数
2023年高考数学一轮总复习第10讲:指数与指数函数【教材回扣】1.分数指数幂(1)a m n =________(a >0,m ,n ∈N *,且n >1);a -mn=________(a >0,m ,n ∈N *,且n >1);0的正分数指数幂等于0;0的负分数指数幂没有意义.(2)有理数指数幂的运算性质:a r a s =________,(a r )s =________,(ab )r =________,其中a >0,b >0,r ,s ∈Q .2.指数函数的图象与性质y =a x a>10<a <1图象定义域 ________ 值域________ 性质过定点________当x >0时,________;当x <0时,□10________ 当x >0时,□11________;当x <0时,□12________ 在(-∞,+∞)上是□13________ 在(-∞,+∞)上是□14________【题组练透】题组一 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) 1.n a n 与(na )n 都等于a (n ∈N *).( ) 2.2a ·2b =2ab .( )3.函数y =3·2x 与y =2x +1都不是指数函数.( ) 4.若a m <a n (a >0,且a ≠1),则m <n .( ) 题组二 教材改编1.(多选题)设a >0,则下列运算中不正确的是( )A .a 43 a 34=a B .a ÷a 23 =a 32C .a 23a -23=0 D .(a 14 )4=a2.如图,①②③④中不属于函数y =2x ,y =6x ,y =⎝⎛⎭⎫12x的一个是( ) A .① B .② C .③ D .④3.已知函数f (x )=a -22x +1(a ∈R )为奇函数,则a =________.题组三 易错自纠1.式子a -1a化简得( )A.-aB.aC .-aD .--a2.若函数y =a x (a >0且a ≠1)在[1,2]上的最大值与最小值的差为a2,则a 的值为( )A.12B.32C.23或2D.12或323.已知实数a ,b 满足等式⎝⎛⎭⎫12a =⎝⎛⎭⎫13b,则下列五个关系式:①0<b <a ;②a <b <0;③0<a <b ;④b <a <0;⑤a =b ,不可能成立的是________.题型一 指数幂的运算[例1] (1)⎝⎛⎭⎫14 -12 ·(4ab -1)3(0.1)-1·(a 3·b -3)12(a >0,b >0)=________.(2)若x 12 +x -12 =3,则x 32+x -32-3x 2+x -2-2=________.(3)已知常数a >0,函数f (x )=2x2x +ax的图象经过点P ⎝⎛⎭⎫p ,65,Q ⎝⎛⎭⎫q ,-15.若2p +q =36pq ,则a =________.[听课记录]类题通法(1)指数幂运算常用技巧①有括号先算括号里的,无括号先进行指数运算. ②负指数幂化为正指数幂的倒数.③底数是小数,一般要先化成分数;底数是带分数,要先化成假分数,然后尽可能用幂的形式表示,便于指数幂的运算.(2)对于条件求值问题,一般先化简代数式,再将字母取值代入求值.但有时字母的取值未知或不易求出,这时可将所求代数式恰当地变形,构造出与已知条件相同或相似的结构,从而通过“整体代入法\”巧妙地求出代数式的值.巩固训练1:(1)计算23·612·332=________.(2)已知x +y =12,xy =9,且x <y ,则x 12-y12x 12+y 12 =________.题型二 指数函数的图象及应用角度|与指数函数有关的图象识别[例2] (1)函数y =⎝⎛⎭⎫52-|x -1|的大致图象为图中的( )(2)函数y =xax|x |(a >1)的大致图象是( )[听课记录]类题通法识别与指数函数图象有关的策略(1)已知函数解析式判断其图象,一般是取特殊点,判断选项中的图象是否过这些点,若不满足则排除;(2)对于有关指数型函数的图象问题,一般是从最基本的指数函数的图象入手,通过平移、伸缩、对称变换而得到.特别地,当底数a 与1的大小关系不确定时应注意分类讨论.巩固训练2:函数y =a x -1a(a >0,a ≠1)的图象可能是( )角度|指数函数图象的应用[例3] 若函数y =|2x -1|的图象与直线y =b 有两个公共点,则b 的取值范围为________. [听课记录]类题通法解答此类问题的关键是画出已知函数的图象,利用数形结合方法求解.巩固训练3:若曲线|y |=2x +1与直线y =b 没有公共点,则b 的取值范围是________.题型三 指数函数的性质及其应用 高频考点 角度|比较大小[例4] (1)已知a =⎝⎛⎭⎫4313 ,b =223 ,c =⎝⎛⎭⎫3412 ,则( ) A .a <b <c B .c <a <bC .c <b <aD .a <c <b (2)已知0<a <b <1,则( )A .(1-a )1b >(1-a )bB .(1-a )b >(1-a )b2C .(1+a )a >(1+b )bD .(1-a )a >(1-b )b [听课记录]类题通法利用指数函数的性质比较幂值的大小,其方法是:先看能否化成同底数,能化成同底数的先化成同底数幂,再利用函数单调性比较大小,不能化成同底数的,一般引入“1”等中间量比较大小.巩固训练4:已知0<a <b <1,则在a a ,a b ,b a ,b b 中,最大的是( ) A .a a B .a b C .b a D .b b角度|解简单的指数方程或不等式[例5] (1)已知函数f (x )=2x -x -1,则不等式f (x )>0的解集是( ) A .(-1,1)B .(-∞,-1)∪(1,+∞)C .(0,1)D .(-∞,0)∪(1,+∞)(2)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x -7,x <0,x ,x ≥0,若f (a )<1,则实数a 的取值范围是________.[听课记录]类题通法利用指数函数的性质解简单的指数方程或不等式,其方法是:先利用幂的运算性质化为同底数幂,再利用函数单调性转化为一般不等式求解.巩固训练5:若不等式(m 2-m )2x -⎝⎛⎭⎫12x<1对一切x ∈(-∞,-1]恒成立,则实数m 的取值范围是________.角度|与指数函数有关的复合函数[例6] (1)若函数f (x )=a |2x -4|(a >0,且a ≠1),满足f (1)=19,则f (x )的单调递减区间是( )A .(-∞,2]B .[2,+∞)C .[-2,+∞)D .(-∞,-2](2)[2020·全国卷Ⅱ]若2x -2y <3-x -3-y ,则( ) A .ln(y -x +1)>0 B .ln(y -x +1)<0 C .ln|x -y |>0 D .ln|x -y |<0 [听课记录]类题通法求解与指数函数有关的复合函数问题,要明确复合函数的构成,涉及值域、单调区间、最值等问题时,都要借助“同增异减”这一性质分析判断.巩固训练6:已知函数f (x )=cos x x +12x +1+a 是奇函数,则实数a 的值为________.[预测1] 核心素养——直观想象若函数f (x )=2|x +a |(a ∈R )满足f (1-x )=f (1+x ),f (x )在区间[m ,n ]上的最大值记为f (x )max ,最小值记为f (x )min ,若f (x )max -f (x )min =3,则n -m 的取值范围是________.[预测2] 新题型——多选题若实数a ,b 满足2a +3a =3b +2b ,则下列关系式中可能成立的是( ) A .0<a <b <1 B .b <a <0 C .1<a <b D .a =b2023年高考数学一轮总复习第10讲:指数与指数函数答案[教材回扣]□1 na m □2 1amn□3 a r +s □4 a rs □5 a r b r □6 R □7 (0,+∞) □8 (0,1) □9 y >1 □10 0<y <1 □11 0<y <1 □12 y >1 □13 增函数 □14 减函数 [题组练透] 题组一1.× 2.× 3.√ 4.× 题组二1.解析:由已知a >0.a 43 a 34=a 43 +34=a 2512≠a ,A 错;a ÷a 23=a 1-23 =a 13≠a 32,B 错;a 23·a -23 =a 23 +(-23 )=a 0=1≠0,C错;(a 14)4=a 14 ×4=a ,D正确.答案:ABC2.解析:已知三个函数都是指数函数,指数函数的图象一定过点(0,1),图象②不过点(0,1),故选B.答案:B3.解析:由f (-x )=-f (x ),得:a -22-x +1 =-a +22x +1,即2a =22x +1 +22-x +1 ,∵22x +1 +22-x +1=2,∴a =1. 答案:1 题组三1.解析:由题意知a <0, ∴a-1a=a -aa2 =--a .故选D. 答案:D2.解析:当a >1时,y =a x 在[1,2]上的最大值为a 2,最小值为a , 故有a 2-a =a 2 ,解得a =32或a =0(舍去)当0<a <1时,y =a x 在[1,2]上的最大值为a ,最小值为a 2,故有a -a 2=a2,解得a =12 或a =0(舍去).综上a =32 或a =12 .答案:D3.解析:画出指数函数f (x )=⎝⎛⎭⎫12 x,g (x )=⎝⎛⎭⎫13 x的图象:满足等式⎝⎛⎭⎫12 a=⎝⎛⎭⎫13 b,有①0<b <a ; ②a <b <0;⑤a =b =0三个.而③0<a <b ;④b <a <0不能成立. 答案:③④课堂题型讲解题型一例1 解析:(1)原式=412·432·a 32·b-3210·a 32·b-32=2×45 =85 . (2)∵x 12+x -12=3,∴(x 12+x-12 )2=9,∴x +x -1=7,∴原式=(x 12+x -12)(x -1+x -1)-3(x +x -1)2-4 =3×(7-1)-372-4=13. (3)由已知条件知f (p )=65 ,f (q )=-15,所以⎩⎨⎧2p 2p +ap =65①,2q 2q+aq =-15②, ①+②,得2p (2q +aq )+2q (2p +ap )(2p +ap )(2q+aq )=1,整理得2p +q =a 2pq ,又2p +q =36pq ,所以36pq =a 2pq ,又pq ≠0,所以a 2=36,所以a =6或a =-6,又a >0,得a =6.答案:(1)85 (2)13(3)6巩固训练1 解析:(1)原式=2·312 ·1216·⎝⎛⎭⎫32 13=2·312 ·(3×4)16 ·313·⎝⎛⎭⎫12 13 =2·312+16 +13 ·213 +⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=2×3×1=6.(2)∵x +y =12,xy =9,∴⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x 12-y 12x 12+y 12 2 =x +y -2(xy )12x +y +2(xy )12 =12-2×91212+2×912=618 =13 . ∵x <y ,∴x 12-y 12<0,∴x 12-y12x 12+y 12 <0,∴原式=-33. 答案:(1)6 (2)-33题型二例2 解析:(1)y =⎝⎛⎭⎫52 -|x -1|=⎝⎛⎭⎫25|x -1|,y >0,且x >1时,为减函数,x <1时为增函数,故选B.(2)当x >0时,y =a x 为单调递增函数;当x <0时,y =-a x 为单调递减函数. 答案:(1)B (2)C巩固训练2 解析:当a >1时,函数单调递增,且函数图象恒过点(0,1-1a ),因为0<1-1a <1,故A ,B 均不正确;当0<a <1时,函数单调递减,且函数图象恒过点(0,1-1a ),且1-1a<0.故选D.答案:D 例3 解析:曲线y =|2x -1|与直线y =b 的图象如图所示.由图象可得,如果曲线y =|2x-1|与直线y =b 有两个公共点,则b 的取值范围是(0,1).答案:(0,1)巩固训练3 解析:曲线|y |=2x +1与直线y =b 的图象如图所示,由图象可得,如果|y |=2x +1与直线y =b 没有公共点,则b 应满足的条件是b ∈[-1,1].答案:[-1,1] 题型三例4 解析:(1)a =⎝⎛⎭⎫43 13>1,0<c =⎝⎛⎭⎫34 12 <1, a =⎝⎛⎭⎫43 13 <213 <223=b , ∴c <a <b .(2)∵y =(1-a )x 是减函数, ∴(1-a )a >(1-a )b ,又y =x b 在(0,+∞)上是增函数,1-a >1-b , ∴(1-a )b >(1-b )b ,∴(1-a )a >(1-b )b .D 对,其余皆错. 答案:(1)B (2)D巩固训练4 解析:∵0<a <b <1, ∴b a >a a >a b 且b a >b b , ∴最大的是b a . 答案:C例5 解析:(1)函数f (x )=2x -x -1,则不等式f (x )>0的解集即2x >x +1的解集,在同一平面直角坐标系中画出函数y =2x ,y =x +1的图象(图略),结合图象易得2x >x +1的解集为(-∞,0)∪(1,+∞),故选D.(2)当a <0时,⎝⎛⎭⎫12 a-7<1, ∴⎝⎛⎭⎫12 a<8, ∴-3<a <0;当a ≥0时, a <1,∴0≤a <1. 综上a 的取值范围是(-3,1). 答案:(1)D (2)(-3,1) 巩固训练5解析:(m 2-m )2x -⎝⎛⎭⎫12 x <1可变形为m 2-m <⎝⎛⎭⎫12 x +[⎝⎛⎭⎫12 x]2,设t =⎝⎛⎭⎫12 x,则原条件等价于不等式m 2-m <t +t 2在t ≥2时恒成立,显然t +t 2在t ≥2时的最小值为6,所以m 2-m <6,解得-2<m <3.答案:(-2,3)例6 解析:(1)由f (1)=19 ,得a 2=19 ,所以a =13 或a =-13(舍去),即f (x )=⎝⎛⎭⎫13 |2x -4|由于y =|2x -4|在(-∞,2]上单调递减,在[2,+∞)上单调递增则y =⎝⎛⎭⎫13 t在R 上单调递减.所以f (x )的单调递减区间是[2,+∞).(2)因为2x -2y <3-x -3-y ,所以2x -3-x <2y -3-y .设f (x )=2x -3-x ,则f ′(x )=2x ln 2-3-x ×ln3×(-1)=2x ln 2+3-x ln 3,易知f ′(x )>0,所以f (x )在R 上为增函数.由2x -3-x <2y -3-y 得x <y ,所以y -x +1>1,所以ln (y -x +1)>0,故选A.答案:(1)B (2)A巩固训练6 解析:∵函数y =cos xx是奇函数,∴要使f (x )=cos x x +12x +1 +a 是奇函数,只需g (x )=12x +1 +a 是奇函数.由g (-1)=-g (1)得12-1+1 +a =-12+1 -a ,∴a =-12 .(经检验符合题意)答案:-12高考命题预测预测1 解析:因为f (1-x )=f (1+x ),所以f (x )的图象关于直线x =1对称,所以a =-1,所以f (x )=2|x-1|.作出函数y =f (x )的图象如图所示.当m <n ≤1或1≤m <n 时,离对称轴越远,m 与n 的差越小,由y =2x -1与y =21-x 的性质知极限值为0.当m <1<n 时,函数f (x )在区间[m ,n ]上的最大值与最小值的差为f (x )max -f (x )min =2|±2|-20=3,则n -m 取得最大值3-(-1)=4,所以n -m 的取值范围是(0,4].答案:(0,4]预测2 解析:因为实数a ,b 满足2a +3a =3b +2b , 设f (x )=2x +3x ,g (x )=3x +2x . 由图象可知:①当x <0时,f (x )<g (x ),所以2a+3a=3b+2b,即b<a<0,故B正确;②当x=0时,f(x)=g(x),所以2a+3a=3b+2b,即a=b=0,故D正确;③当0<x<1时,f(x)>g(x),所以2a+3a=3b+2b,即0<a<b<1,故A正确;④当x=1时,f(x)=g(x),所以2a+3a=3b+2b,即a=b=1,故D正确;⑤当x>1时,f(x)<g(x),所以2a+3a=3b+2b,即1<b<a,故C错误.答案:ABD第11页共11页。
2025年高考数学一轮知识点复习-第10讲-指数与指数函数-专项训练【含解析】
第10讲-指数与指数函数-专项训练(原卷版)A组夯基精练一、单项选择题1.对于a>0,b>0,下列等式成立的是()A.a23·a32=a B.(a12a13)6=a3a2C.(a3)2=a9D.a-12·a12=02.已知a=0.30.6,b=0.30.5,c=0.40.5,则()A.a>b>c B.a>c>bC.b>c>a D.c>b>a3.已知f(x)=x e xe ax-1是偶函数,则a=()A.-2B.-1C.1D.24.已知函数f(x)=e-(x-1)2,记a=b=c=() A.b>c>a B.b>a>cC.c>b>a D.c>a>b二、多项选择题5.已知函数f(x)=|2x-1|,实数a,b满足f(a)=f(b)(a<b),则()A.2a+2b>2B.∃a,b∈R,使得0<a+b<1C.2a+2b=2D.a+b<06.已知函数f(x)=3x-1()3x+1,则下列说法正确的有A.f(x)的图象关于原点对称B.f(x)的图象关于y轴对称C.f(x)的值域为(-1,1)D .∀x 1,x 2∈R ,且x 1≠x 2,f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0三、填空题7.函数f (x )=a 2x +1-1(a >0且a ≠1)过定点___..8.高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,用其名字命名的“高斯函数”为:设x ∈R ,用[x ]表示不超过x 的最大整数,则y =[x ]称为高斯函数.例如:[-0.5]=-1,[1.5]=1.已知函数f (x )=12×4x-3×2x +4(0<x <2),则函数y =[f (x )]的值域为____.9.某工厂产生的废气经过过滤后排放,过滤过程中废气的污染物数量P (单位:mg/L)与时间t (单位:h)间的关系为P =P 0·e -kt ,其中P 0,k 是正的常数.如果2h 后还剩下90%的污染物,5h 后还剩下30%的污染物,那么8h 后还剩下__的污染物.四、解答题10.计算下列各式的值:(1)6423+2-(e -π)+(413×512)6;(2)-12-10(2-1)+10(3-2)+(-8)43.11.已知a ∈R ,函数f (x )=2(a -3)x +(3a -4).(1)当a =1时,解不等式12<f (x )<22;(2)若关于x 的方程f (x )-412x +a =0有且仅有一个负数根,求实数a 的取值范围.B 组滚动小练12.“a =1”是“函数f (x )=log 2ax +1x -1是奇函数”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分又不必要条件13.(多选)若a <0<b ,且a +b >0,则()A .ab >-1B .|a |<|b |C .1a +1b >0D .(a -1)(b -1)<114.已知二次函数f (x )=-x 2+mx +3,且{x |f (x )≤0}=(-∞,-1]∪[n ,+∞).(1)求函数f (x )在[-2,2]上的最小值;(2)若不等式f (2-x )+(a 2-3a )·2-x -12≤0对任意的x ∈[-3,-1]恒成立,求实数a 的取值范围.第10讲-指数与指数函数-专项训练(解析版)A 组夯基精练一、单项选择题1.对于a >0,b >0,下列等式成立的是(B)A .a 23·a 32=aB .(a 12a 13)6=a 3a 2C .(a 3)2=a9D .a-12·a 12=02.已知a =0.30.6,b =0.30.5,c =0.40.5,则(D )A .a >b >cB .a >c >bC .b >c >aD .c >b >a【解析】方法一:由指数函数y =0.3x 在定义域内单调递减,得a <b .由幂函数y =x 0.5在定义域内单调递增,得c >b .综上,c >b >a .方法二:因为a b =0.30.1<1,且bc =<1,又a ,b ,c 都为正数,所以c >b >a .3.已知f (x )=x e xe ax -1是偶函数,则a =(D)A .-2B .-1C .1D .2【解析】因为f(x)=x e xe ax-1为偶函数,所以f(x)-f(-x)=x e xe ax-1-(-x)e-xe-ax-1=x[e x-e(a-1)x]e ax-1=0.又因为x不恒为0,所以e x-e(a-1)x=0,即e x=e(a-1)x,则x=(a-1)x,即1=a-1,解得a=2.4.已知函数f(x)=e-(x-1)2,记a=b=c=(A) A.b>c>a B.b>a>cC.c>b>a D.c>a>b【解析】令g(x)=-(x-1)2,则g(x)开口向下,对称轴为x=1.因为62-1-=6+32-42,而(6+3)2-42=9+62-16=62-7>0,所以62-1>1-32.由二次函数性质知因为62-1=6+22-42,而(6+2)2-42=8+43-16=43-8=4(3-2)<0,即62-1<1-22,所以综上,y=e x为增函数,故b>c>a.二、多项选择题5.已知函数f(x)=|2x-1|,实数a,b满足f(a)=f(b)(a<b),则(CD)A.2a+2b>2B.∃a,b∈R,使得0<a+b<1C.2a+2b=2D.a+b<0【解析】作出函数f(x)=|2x-1|的图象如图所示.由图知1-2a=2b-1,则2a+2b=2,故A错误,C正确;由基本不等式可得2=2a+2b>22a·2b=22a+b,所以2a+b<1,则a+b<0,故B错误,D正确.6.已知函数f (x )=3x -13x +1,则下列说法正确的有(AC)A .f (x )的图象关于原点对称B .f (x )的图象关于y 轴对称C .f (x )的值域为(-1,1)D .∀x 1,x 2∈R ,且x 1≠x 2,f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0【解析】f (x )的定义域为R .对于A ,由f (-x )=3-x -13-x +1=-3x -13x +1=-f (x ),可得函数f (x )为奇函数,函数f (x )的图象关于原点对称,故A 正确,B 错误;对于C ,设y =3x -13x +1,可得3x =1+y 1-y ,所以1+y 1-y >0,即1+yy -1<0,解得-1<y <1,即函数f (x )的值域为(-1,1),故C 正确;对于D ,f (x )=3x -13x +1=1-23x +1为增函数,故D 错误.三、填空题7.函数f (x )=a 2x +1-1(a >0且a ≠1)过定点.【解析】因为y =a t (a >0且a ≠1)过定点(0,1),令2x +1=0,得x =-12,故1-1=0,故f (x )-12,8.高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,用其名字命名的“高斯函数”为:设x ∈R ,用[x ]表示不超过x 的最大整数,则y =[x ]称为高斯函数.例如:[-0.5]=-1,[1.5]=1.已知函数f (x )=12×4x-3×2x +4(0<x <2),则函数y =[f (x )]的值域为__{-1,0,1}__.【解析】f (x )=12×4x -3×2x +4(0<x <2),令t =2x ,t ∈(1,4),令g (t )=12t 2-3t +4,二次函数开口向上,对称轴为t =3,g (1)=32,g (3)=-12,g (4)=0,所以g (t )∈-12,f (x )∈-12,[f (x )]∈{-1,0,1}.9.某工厂产生的废气经过过滤后排放,过滤过程中废气的污染物数量P (单位:mg/L)与时间t (单位:h)间的关系为P =P 0·e -kt ,其中P 0,k 是正的常数.如果2h 后还剩下90%的污染物,5h 后还剩下30%的污染物,那么8h 后还剩下__10__%的污染物.【解析】设初始污染物为P ′0·e -2k =910P ′,0·e -5k =310P ′,两式相除得e 3k =3,所以8h 后P =P 0·e -8k =e -3k ·P 0·e -5k =13·310P ′=110P ′,即还剩下110×100%=10%的污染物.四、解答题10.计算下列各式的值:(1)6423+2-(e -π)+(413×512)6;【解答】原式=(43)23+32-1+42×53=42+32-1+42×53=2024.(2)-12-10(2-1)+10(3-2)+(-8)43.【解答】原式=102-102+10+10+[(-2)3]43=20+(-2)4=36.11.已知a ∈R ,函数f (x )=2(a -3)x +(3a -4).(1)当a =1时,解不等式12<f (x )<22;【解答】当a =1时,f (x )=2-2x -1,由12<f (x )<22,可得2-1<2-2x -1<2-12,所以-1<-2x -1<-12,即-14<x <0-14,(2)若关于x 的方程f (x )-412x +a =0有且仅有一个负数根,求实数a 的取值范围.【解答】由2(a -3)x +(3a -4)-412x +a =0,可得2(a -3)x +(3a -4)=21x +2a ,所以(a-3)x +(3a -4)=1x +2a ,即(a -3)x 2+(a -4)x -1=0,即[(a -3)x -1](x +1)=0.若a =3,则x =-1,满足题意.若a =2,则(-x -1)(x +1)=0,x =-1,满足题意.若a ≠3,方程有2个根,为-1和1a -3,则1a -30,所以a >3.综上,a ≥3或a =2.B 组滚动小练12.“a =1”是“函数f (x )=log 2ax +1x -1是奇函数”的(C )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分又不必要条件【解析】当a =1时,f (x )=log 2x +1x -1,由x +1x -1>0,即(x +1)(x -1)>0,得x >1或x <-1,定义域关于原点对称,且f (x )+f (-x )=log 2x +1x -1log 2-x +1-x -1=log 2x +1x -1+log 2x -1x +1=0,故f (x )为奇函数,故“a =1”是“函数f (x )=log 2ax +1x -1是奇函数”的充分条件.又当f (x )为奇函数时有f (x )+f (-x )=log 2ax +1x -1+log 2-ax +1-x -1=log 2ax +1x -1+log 2ax -1x +1=0,即log0,则a 2x 2-1x 2-1=1,解得a =±1.当a =1时,函数f (x )=log 2ax +1x -1是奇函数,当a =-1时,f (x )=log 2-x +1x -1无意义,故a =1.即“a =1”是“函数f (x )=log 2ax +1x -1是奇函数”的必要条件.综上,“a =1”是“函数f (x )=log 2ax +1x -1是奇函数”的充要条件.13.(多选)若a <0<b ,且a +b >0,则(ABD )A .ab >-1B .|a |<|b |C .1a +1b>0D .(a -1)(b -1)<1【解析】对于A ,由a +b >0,可得a >-b ,因为b >0,所以ab>-1,所以A 正确;对于B ,因为|a |-|b |=-a -b =-(a +b )<0,所以|a |<|b |,所以B 正确;对于C ,因为a <0<b ,且a +b >0,所以1a +1b =b +aab <0,所以C 错误;对于D ,因为a <0<b ,且a +b >0,所以ab <0,则(a -1)(b -1)=ab -(a +b )+1<1,所以D 正确.14.已知二次函数f (x )=-x 2+mx +3,且{x |f (x )≤0}=(-∞,-1]∪[n ,+∞).(1)求函数f (x )在[-2,2]上的最小值;【解答】二次函数f (x )=-x 2+mx +3,由{x |f (x )≤0}=(-∞,-1]∪[n ,+∞),可得-1,n 是x 2-mx -3=0的两个根,所以1+n =m ,1×n =-3,解得=2,=3,所以f (x )=-x 2+2x +3=-(x -1)2+4.当x ∈[-2,2]时,根据二次函数的性质,可得函数f (x )在[-2,1]上单调递增,在[1,2]上单调递减,由对称性可知f (x )min =f (-2)=-4-4+3=-5,所以函数f (x )在[-2,2]上的最小值为-5.(2)若不等式f (2-x )+(a 2-3a )·2-x -12≤0对任意的x ∈[-3,-1]恒成立,求实数a 的取值范围.【解答】设2-x =t ,由x ∈[-3,-1],可得t ∈[2,8].不等式f (2-x )+(a 2-3a )·2-x -12≤0对任意的x ∈[-3,-1]恒成立,即不等式f (t )+(a 2-3a )·t -12≤0对任意的t ∈[2,8]恒成立,即不等式-t 2+2t +3+(a 2-3a )·t -12≤0对任意的t ∈[2,8]恒成立,所以a 2-3a +2≤t +9t对任意的t ∈[2,8]恒成立.又由t +9t ≥2t ·9t =6,当且仅当t =3时取等号,所以a 2-3a +2≤6,即a 2-3a -4≤0,解得-1≤a ≤4,所以实数a 的取值范围为[-1,4。
2022届高考数学一轮复习(新高考版) 第2章 指数与指数函数
3
<
3 4
3
,故D正确.
(2)设m,n∈R,则“m<n”是“
1 2
m-n>1”的
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
√C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
解析 12m-n>1, 即12m-n>120, ∴m-n<0,∴m<n. 故“m<n”是“12m-n>1”的充要条件.
(3)函数f(x)=
[高考改编题] 若ea+πb≥e-b+π-a,下列结论一定成立的是
A.a+b≤0
B.a-b≥0
C.a-b≤0
√D.a+b≥0
解析 ∵ea+πb≥e-b+π-a,
∴ea-π-a≥e-b-πb,
①
令f(x)=ex-π-x,则f(x)是R上的增函数,
①式即为f(a)≥f(-b),
∴a≥-b,即a+b≥0.
解析 原不等式可化为a>-4x+2x+1对x∈R恒成立, 令t=2x,则t>0,∴y=-4x+2x+1=-t2+2t=-(t-1)2+1≤1, 当t=1时,ymax=1,∴a>1.
思维升华
(1)利用指数函数的性质比较大小或解方程、不等式,最重要的是“同 底”原则,比较大小还可以借助中间量. (2)求解与指数函数有关的复合函数问题,要明确复合函数的构成,涉 及值域、单调区间、最值等问题时,都要借助“同增异减”这一性质 分析判断.
4.指数函数及其性质 (1)概念:函数y=ax(a>0,且a≠1)叫做指数函数,其中指数x是自变量, 函数的定义域是R,a是底数. (2)指数函数的图象与性质
a>1
0<a<1
图象
定义域 值域
2022届高考数学(文)大一轮复习检测:第二章第5讲指数与指数函数 Word版含答案
第5讲 指数与指数函数, [同学用书P31])1.根式(1)根式的概念①若x n =a ,则x 叫做a 的n 次方根,其中n >1且n ∈N *.式子na 叫做根式,这里n 叫做根指数,a 叫做被开方数.②a 的n 次方根的表示:x n=a ⇒⎩⎨⎧x =n a ,当n 为奇数且n ∈N *,n >1时,x =±n a ,当n 为偶数且n ∈N *时.(2)根式的性质①(na )n =a (n ∈N *,n >1).②n a n =⎩⎪⎨⎪⎧a ,n 为奇数,|a |=⎩⎪⎨⎪⎧a ,a ≥0,-a ,a <0,n 为偶数. 2.有理数指数幂 (1)幂的有关概念①正分数指数幂:a m n=na m (a >0,m ,n ∈N *,且n >1);②负分数指数幂:a -mn =1a m n =1n a m (a >0,m ,n ∈N *,且n >1);③0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂无意义. (2)有理数指数幂的运算性质①a r a s =a r +s (a >0,r ,s ∈Q ); ②(a r )s =a rs (a >0,r ,s ∈Q ); ③(ab )r =a r b r (a >0,b >0,r ∈Q ). 3.指数函数的图象与性质y =a x a >10<a <1图象定义域 R 值域 (0,+∞) 性质过定点(0,1)当x >0时,y >1; 当x <0时,0<y <1 当x >0时,0<y <1; 当x <0时,y >1 在R 上是增函数在R 上是减函数1.辨明三个易误点(1)指数幂的运算简洁消灭的问题是误用指数幂的运算法则,或在运算变换中方法不当,不留意运算的先后挨次等.(2)指数函数y =a x (a >0,a ≠1)的图象和性质与a 的取值有关,要特殊留意区分a >1或0<a <1. (3)在解形如a 2x +b ·a x +c =0或a 2x +b ·a x +c ≥0(≤0)的指数方程或不等式时,常借助换元法解决,但应留意换元后“新元”的范围.2.指数函数图象画法的三个关键点画指数函数y =a x (a >0,且a ≠1)的图象,应抓住三个关键点:(1,a ),(0,1),⎝⎛⎭⎫-1,1a .1.教材习题改编 化简[(-2)6]12-(-1)0的结果为() A .-9 B .7 C .-10 D .9 [答案] B2.教材习题改编 设x +x -1=3,则x 2+x -2的值为( ) A .9 B .7 C .5 D .3 B [解析] 由于x +x -1=3.所以(x +x -1)2=9,即x 2+x -2+2=9,所以x 2+x -2=7.3.函数f (x )=a x -1(a >0,a ≠1)的图象恒过点A ,下列函数中图象不经过点A 的是( ) A .y =1-x B .y =|x -2|C .y =2x-1 D .y =log 2(2x ) A [解析] 由f (x )=a x -1(a >0,a ≠1)的图象恒过点(1,1),又0=1-1,知(1,1)不在y =1-x 的图象上.4.教材习题改编 若a >1且a 3x +1>a -2x ,则x 的取值范围为________.[解析] 由于a >1,所以y =a x 为增函数,又a 3x +1>a -2x ,所以3x +1>-2x ,即x >-15.[答案] ⎝⎛⎭⎫-15,+∞ 5.若指数函数y =(a 2-1)x 在(-∞,+∞)上为减函数,则实数a 的取值范围是________. [解析] 由题意知0<a 2-1<1,即1<a 2<2, 得-2<a <-1或1<a < 2. [答案] (-2,-1)∪(1,2)指数幂的运算[同学用书P32][典例引领]化简下列各式:(1)⎝⎛⎭⎫2350+2-2·⎝⎛⎭⎫214-12-(0.01)0.5; (2)56a 13·b -2·⎝⎛⎭⎫-3a -12b -1÷()4a 23·b-312. 【解】 (1)原式=1+14×⎝⎛⎭⎫4912-⎝⎛⎭⎫110012=1+14×23-110=1+16-110=1615.(2)原式=-52a -16b -3÷⎝⎛⎭⎫4a 23·b -312=-54a -16b -3÷⎝ ⎛⎭⎪⎫a 13b -32=-54a -12·b -32=-54·1ab 3=-5ab 4ab 2.指数幂运算的一般原则(1)有括号的先算括号里的,无括号的先算指数运算. (2)先乘除后加减,负指数幂化成正指数幂的倒数.(3)底数是负数,先确定符号;底数是小数,先化成分数;底数是带分数的,先化成假分数. (4)若是根式,应化为分数指数幂,尽可能用幂的形式表示,运用指数幂的运算性质来解答. [留意] 运算结果不能同时含有根号和分数指数幂,也不能既有分母又含有负指数,形式力求统一.化简下列各式:(1)(0.027)23+⎝⎛⎭⎫27125-13-⎝⎛⎭⎫2790.5; (2)⎝⎛⎭⎫14-12·(4ab -1)3(0.1)-1·(a 3·b -3)12.[解] (1)原式=0.32+⎝⎛⎭⎫1252713- 259=9100+53-53=9100. (2)原式=2(4ab -1)3210a 32b -32=16a 32b -3210a 32b -32=85. 指数函数的图象及应用[同学用书P32][典例引领](1)函数f (x )=a x -b 的图象如图所示,其中a ,b 为常数,则下列结论正确的是( )A .a >1,b <0B .a >1,b >0C .0<a <1,b >0D .0<a <1,b <0(2)若方程|3x -1|=k 有一解,则k 的取值范围为________.【解析】 (1)由f (x )=a x -b 的图象可以观看出函数f (x )=a x -b 在定义域上单调递减,所以0<a <1.函数f (x )=a x -b 的图象是在f (x )=a x 的基础上向左平移得到的,所以b <0.(2)函数y =|3x -1|的图象是由函数y =3x 的图象向下平移一个单位后,再把位于x 轴下方的图象沿x 轴翻折到x 轴上方得到的,函数图象如图所示.当k =0或k ≥1时,直线y =k 与函数y =|3x -1|的图象有唯一的交点, 所以方程有一解.【答案】 (1)D (2){0}∪[1,+∞)若将本例(2)变为函数y =|3x-1|在(-∞,k ]上单调递减,则k 的取值范围如何?[解] 由本例(2)作出的函数y =|3x -1|的图象知,其在(-∞,0]上单调递减,所以k ∈(-∞,0].指数函数的图象及应用(1)与指数函数有关的函数图象的争辩,往往利用相应指数函数的图象,通过平移、对称、翻折变换得到其图象.(2)一些指数型方程、不等式问题的求解,往往利用相应的指数型函数图象数形结合求解. [通关练习]1.函数f (x )=1-e |x |的图象大致是( )A [解析] 将函数解析式与图象对比分析,由于函数f (x )=1-e |x |是偶函数,且值域是(-∞,0],只有A 满足上述两共性质.2.若关于x 的方程|a x -1|=2a (a >0,且a ≠1)有两个不等实根,则a 的取值范围是________.[解析] 方程|a x -1|=2a (a >0,且a ≠1)有两个不等实根转化为函数y =|a x -1|与y =2a 有两个交点. (1)当0<a <1时,如图①,所以0<2a <1,即0<a <12;(2)当a >1时,如图②,而y =2a >1不符合要求.所以0<a <12.[答案] ⎝⎛⎭⎫0,12 指数函数的性质及应用(高频考点)[同学用书P33]指数函数的性质主要是其单调性,特殊受到高考命题专家的青睐,常以选择题、填空题的形式消灭. 高考对指数函数的性质的考查主要有以下四个命题角度: (1)比较指数幂的大小;(2)解简洁的指数方程或不等式; (3)争辩指数型函数的性质;(4)求解指数型函数中参数的取值范围. [典例引领](1)(2022·高考全国卷丙)已知a =243,b =425,c =2513,则( ) A .b <a <c B .a <b <c C .b <c <a D .c <a <b(2)(2021·福州模拟)已知实数a ≠1,函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧4x ,x ≥0,2a -x ,x <0,若f (1-a )=f (a -1),则a 的值为________.(3)若偶函数f (x )满足f (x )=2x -4(x ≥0),则不等式f (x -2)>0的解集为________.【解析】 (1)由于a =243=1613,b =425=1615,c =2513,且幂函数y =x 13在R 上单调递增,指数函数y =16x在R 上单调递增,所以b <a <c .(2)当a <1时,41-a =21,所以a =12;当a >1时,代入不成立. (3)f (x )为偶函数,当x <0时,f (x )=f (-x )=2-x -4.所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -4,x ≥0,2-x -4,x <0,当f (x -2)>0时,有⎩⎪⎨⎪⎧x -2≥0,2x -2-4>0或⎩⎪⎨⎪⎧x -2<0,2-x +2-4>0,解得x >4或x <0.所以不等式的解集为{x |x >4或x <0}.【答案】 (1)A (2)12 (3){x |x >4或x <0}有关指数函数性质的问题类型及解题思路(1)比较指数幂大小问题,常利用指数函数的单调性及中间值(0或1).(2)求解简洁的指数不等式问题,应利用指数函数的单调性,要特殊留意底数a 的取值范围,并在必要时进行分类争辩.(3)求解与指数函数有关的复合函数问题,首先要熟知指数函数的定义域、值域、单调性等相关性质,其次要明确复合函数的构成,涉及值域、单调区间、最值等问题时,都要借助“同增异减”这一性质分析推断,最终将问题归结为内层函数相关的问题加以解决.[留意] 在争辩指数型函数单调性时,当底数与“1”的大小关系不明确时,要分类争辩. [题点通关]角度一 比较指数幂的大小1.设a =0.60.6,b =0.61.5,c =1.50.6,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a <b <c B .a <c <b C .b <a <c D .b <c <a C [解析] 由于指数函数y =0.6x 在(-∞,+∞)上为减函数, 所以0.60.6>0.61.5,即a >b ,又0<0.60.6<1,1.50.6>1,所以a <c ,故选C. 角度二 解简洁的指数方程或不等式2.(2021·高考江苏卷)不等式2x 2-x <4的解集为________.[解析] 由于2x2-x <4,所以2x2-x <22,所以x 2-x <2,即x 2-x -2<0,所以-1<x <2. [答案] {x |-1<x <2}(或(-1,2)) 角度三 争辩指数型函数的性质3.(2021·太原模拟)函数y =2x -2-x 是( ) A .奇函数,在区间(0,+∞)上单调递增 B .奇函数,在区间(0,+∞)上单调递减 C .偶函数,在区间(-∞,0)上单调递增 D .偶函数,在区间(-∞,0)上单调递减A [解析] 令f (x )=2x -2-x ,则f (-x )=2-x -2x =-f (x ),所以函数f (x )是奇函数,排解C 、D.又函数y =-2-x ,y =2x 均是R 上的增函数,故y =2x -2-x 在R 上为增函数.角度四 求解指数型函数中参数的取值范围4.已知函数f (x )=a x +b (a >0,a ≠1)的定义域和值域都是[-1,0],则a +b =________.[解析] 当a >1时,函数f (x )=a x +b 在[-1,0]上为增函数,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a -1+b =-1,a 0+b =0无解.当0<a <1时,函数f (x )=a x +b 在[-1,0]上为减函数,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a -1+b =0,a 0+b =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =12,b =-2,所以a +b =-32.[答案] -32,[同学用书P34])——利用换元法求解指数型函数的值域问题函数f (x )=⎝⎛⎭⎫14x-⎝⎛⎭⎫12x+1在x ∈[-3,2]上的值域是________.【解析】 由于x ∈[-3,2],若令t =⎝⎛⎭⎫12x ,则t ∈⎣⎡⎦⎤14,8.y =t 2-t +1=⎝⎛⎭⎫t -122+34.当t =12时,y min =34;当t =8时,y max =57.所以函数f (x )的值域为⎣⎡⎦⎤34,57.【答案】 ⎣⎡⎦⎤34,57 (1)此题利用了换元法,把函数f (x )转化为y =t 2-t +1,其中t ∈⎣⎡⎦⎤14,8,将问题转化为求二次函数在闭区间上的最值(值域)问题,从而削减了运算量.(2)对于同时含有a x 与a 2x (log a x 与log 2a x )(a >0且a ≠1)的函数、方程、不等式问题,通常令t =a x(t =log a x )进行换元巧解,但肯定要留意新元的范围.已知函数f (x )=2a ·4x -2x -1.(1)当a =1时,求函数f (x )在x ∈[-3,0]上的值域; (2)若关于x 的方程f (x )=0有解,求a 的取值范围. [解] (1)当a =1时,f (x )=2·4x -2x -1=2(2x )2-2x -1, 令t =2x ,x ∈[-3,0],则t ∈⎣⎡⎦⎤18,1. 故y =2t 2-t -1=2⎝⎛⎭⎫t -142-98,t ∈⎣⎡⎦⎤18,1,故值域为⎣⎡⎦⎤-98,0.(2)关于x 的方程2a (2x )2-2x -1=0有解,等价于方程2am 2-m -1=0在(0,+∞)上有解. 记g (m )=2am 2-m -1, 当a =0时,解为m =-1<0,不成立. 当a <0时,开口向下, 对称轴m =14a <0,过点(0,-1),不成立,当a >0时,开口向上,对称轴m =14a>0,过点(0,-1)必有一个根为正, 所以a >0.综上所述,a 的取值范围是(0,+∞)., [同学用书P243(独立成册)])1.化简(a 23·b -1)-12·a -12·b136a ·b 5(a >0,b >0)的结果是( )A .aB .abC .a 2bD .1aD 解析] 原式=a -13b 12·a -12b 13a 16b56=a -13-12-16·b 12+13-56=1a . 2.已知f (x )=3x -b (2≤x ≤4,b 为常数)的图象经过点(2,1),则f (x )的值域为( ) A .[9,81] B .[3,9] C .[1,9] D .[1,+∞)C [解析] 由f (x )过定点(2,1)可知b =2,由于f (x )=3x -2在[2,4]上是增函数,所以f (x )min =f (2)=1,f (x )max =f (4)=9,可知C 正确.3.函数y =a x -1a(a >0,a ≠1)的图象可能是( )D [解析] 当a >1时函数单调递增,且函数图象过点⎝⎛⎭⎫0,1-1a ,由于0<1-1a<1,故A ,B 均不正确;当0<a <1时,函数单调递减,且函数图象恒过点⎝⎛⎭⎫0,1-1a ,由于1-1a<0,所以选D. 4.(2021·德州模拟)已知a =⎝⎛⎭⎫3525,b =⎝⎛⎭⎫2535,c =⎝⎛⎭⎫2525,则( ) A .a <b <c B .c <b <a C .c <a <b D .b <c <aD [解析] 由于y =⎝⎛⎭⎫25x 为减函数,所以b <c ,又由于y =x 25在(0,+∞)上为增函数,所以a >c ,所以b <c <a ,故选D.5.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x -7,x <0,x ,x ≥0,若f (a )<1,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-3)B .(1,+∞)C .(-3,1)D .(-∞,-3)∪(1,+∞)C [解析] 当a <0时,不等式f (a )<1可化为⎝⎛⎭⎫12a -7<1,即⎝⎛⎭⎫12a <8,即⎝⎛⎭⎫12a <⎝⎛⎭⎫12-3,由于0<12<1,所以a >-3,此时-3<a <0;当a ≥0时,不等式f (a )<1可化为a <1, 所以0≤a <1.故a 的取值范围是(-3,1).6.若函数f (x )=a |2x -4|(a >0,a ≠1),满足f (1)=19,则f (x )的单调递减区间是( )A .(-∞,2]B .[2,+∞)C .[-2,+∞)D .(-∞,-2]B [解析] 由f (1)=19得a 2=19,所以a =13或a =-13(舍去),即f (x )=⎝⎛⎭⎫13|2x -4|.由于y =|2x -4|在(-∞,2]上递减,在[2,+∞)上递增,所以f (x )在(-∞,2]上递增,在[2,+∞)上递减,故选B.7.若函数f (x )=a x -1(a >0,a ≠1)的定义域和值域都是[0,2],则实数a =________.[解析] 当a >1时,f (x )=a x -1在[0,2]上为增函数, 则a 2-1=2,所以a =±3,又由于a >1,所以a = 3. 当0<a <1时,f (x )=a x -1在[0,2]上为减函数, 又由于f (0)=0≠2,所以0<a <1不成立. 综上可知,a = 3. [答案]38.已知函数f (x )=e x -e -x e x +e -x ,若f (a )=-12,则f (-a )=________.[解析] 由于f (x )=e x -e -x e x +e -x,f (a )=-12,所以e a -e -a e a +e -a=-12.所以f (-a )=e -a -e a e -a +e a =-e a -e -ae a +e -a=-⎝⎛⎭⎫-12=12. [答案] 129.(2021·济宁月考)已知函数f (x )=(a -2)a x (a >0,且a ≠1),若对任意x 1,x 2∈R ,f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0,则a 的取值范围是________.[解析] 当0<a <1时,a -2<0,y =a x 单调递减,所以f (x )单调递增;当1<a <2时,a -2<0,y =a x 单调递增,所以f (x )单调递减;当a =2时,f (x )=0;当a >2时,a -2>0,y =a x 单调递增,所以f (x )单调递增.又由题意知f (x )单调递增,故a 的取值范围是(0,1)∪(2,+∞).[答案] (0,1)∪(2,+∞)10.(2021·安徽江淮十校第一次联考)已知max{a ,b }表示a ,b 两数中的最大值.若f (x )=max{e |x |,e |x -2|},则f (x )的最小值为________.[解析] 由于f (x )=max{e |x |,e |x -2|}=⎩⎨⎧e x ,x ≥1,e 2-x ,x <1.当x ≥1时,f (x )≥e ,且当x =1时,取得最小值e ; 当x <1时,f (x )>e. 故f (x )的最小值为f (1)=e.[答案] e11.已知函数f (x )=b ·a x (其中a ,b 为常量,且a >0,a ≠1)的图象经过点A (1,6),B (3,24).若不等式⎝⎛⎭⎫1a x+⎝⎛⎭⎫1b x-m ≥0在x ∈(-∞,1]上恒成立,求实数m 的取值范围.[解] 把A (1,6),B (3,24)代入f (x )=b ·a x,得⎩⎪⎨⎪⎧6=ab ,24=b ·a 3,结合a >0,且a ≠1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =3.所以f (x )=3·2x .要使⎝⎛⎭⎫12x +⎝⎛⎭⎫13x ≥m 在x ∈(-∞,1]上恒成立,只需保证函数y =⎝⎛⎭⎫12x +⎝⎛⎭⎫13x 在(-∞,1]上的最小值不小于m 即可.由于函数y =⎝⎛⎭⎫12x+⎝⎛⎭⎫13x在(-∞,1]上为减函数,所以当x =1时,y =⎝⎛⎭⎫12x +⎝⎛⎭⎫13x 有最小值56.所以只需m ≤56即可.即m 的取值范围为⎝⎛⎦⎤-∞,56.12.已知实数a ,b 满足等式⎝⎛⎭⎫12a=⎝⎛⎭⎫13b,下列五个关系式: ①0<b <a ;②a <b <0;③0<a <b ;④b <a <0;⑤a =b . 其中不行能成立的关系式有( )A .1个B .2个C .3个D .4个B [解析] 函数y 1=⎝⎛⎭⎫12x与y 2=⎝⎛⎭⎫13x的图象如图所示.由⎝⎛⎭⎫12a =⎝⎛⎭⎫13b得,a <b <0或0<b <a 或a =b =0. 故①②⑤可能成立,③④不行能成立.13.已知函数f (x )=⎝⎛⎭⎫13ax 2-4x +3.(1)若a =-1,求f (x )的单调区间; (2)若f (x )有最大值3,求a 的值.[解] (1)当a =-1时,f (x )=⎝⎛⎭⎫13-x 2-4x +3,令g (x )=-x 2-4x +3,由于g (x )在(-∞,-2)上单调递增,在(-2,+∞)上单调递减,而y =⎝⎛⎭⎫13t在R 上单调递减,所以f (x )在(-∞,-2)上单调递减,在(-2,+∞)上单调递增,即函数f (x )的单调递增区间是(-2,+∞), 单调递减区间是(-∞,-2). (2)令g (x )=ax 2-4x +3,f (x )=⎝⎛⎭⎫13g (x ),由于f (x )有最大值3,所以g (x )应有最小值-1,因此必有⎩⎨⎧a >0,3a -4a =-1,解得a =1,即当f (x )有最大值3时,a 的值为1.14.已知定义在R 上的函数f (x )=2x -12|x |,(1)若f (x )=32,求x 的值;(2)若2tf (2t )+mf (t )≥0对于t ∈[1,2]恒成立,求实数m 的取值范围. [解] (1)当x <0时,f (x )=0,无解;当x ≥0时,f (x )=2x -12x ,由2x -12x =32,得2·22x -3·2x -2=0,将上式看成关于2x 的一元二次方程,解得2x =2或2x =-12,由于2x >0,所以x =1.(2)当t ∈[1,2]时,2t ⎝⎛⎭⎫22t -122t +m ⎝⎛⎭⎫2t -12t ≥0, 即m (22t -1)≥-(24t -1),由于22t -1>0, 所以m ≥-(22t +1),由于t∈[1,2],所以-(22t+1)∈[-17,-5],故实数m的取值范围是[-5,+∞).。
新教材高考数学一轮复习课时质量评价10指数与指数函数作业课件新人教A版ppt
12.已知函数 y=f (x)和函数 y=g(x)的图象关于 y 轴对称.当函 数 y=f (x)和 y=g(x)在[a,b]上同时递增或同时递减时,[a,b]叫做 函数 y=f (x)的“不动区间”.若[1,2]为函数 f (x)=|2x+t|的“不动区 间”,则实数 t 的取值范围为________.
3.函数 f (x)=ax-b 的图象如图所示,其中 a,b 为常数,则下列 结论中正确的是( )
A.a>1,b<0 B.a>1,b>0 C.0<a<1,0<b<1 D.0<a<1,b<0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
D 解析:(方法一)由题图可知 0<a<1,当 x=0 时,a-b∈(0,1), 故-b>0,得 b<0.故选 D.
(方法二)由题图可知 0<a<1,f (x)的图象可由函数 y=ax 的图象向 左平移得到,故-b>0,则 b<0.故选 D.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
4
2
1
4.已知 a=( 2)3,b=25,c=93,则( )
A.b<a<c
B.a<b<c
C.b<c<a
D.c<a<b
6.已知 f (x)=3x-b(2≤x≤4,b 为常数)的图象经过点(2,1),则 f (x)
的值域为( )
A.[9,81]
B.[3,9]
C.[1,9]
D.[1,+∞)
C 解析:由 f (x)的图象过定点(2,1)可知 b=2.因为 f (x)=3x-2 在
高考数学总复习 课时跟踪检测10 指数与指数函数
课时跟踪检测(十) 指数与指数函数1.下列函数中值域为正实数集的是( ) A .y =-5xB .y =⎝ ⎛⎭⎪⎫131-xC .y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1D .y =1-2x2.已知f (x )=2x+2-x,若f (a )=3,则f (2a )等于( ) A .5 B .7 C .9D .113.函数f (x )=2|x -1|的图象是( )4.已知f (x )=3x -b(2≤x ≤4,b 为常数)的图象经过点(2,1),则f (x )的值域( )A .[9,81]B .[3,9]C .[1,9]D .[1,+∞)5.(2012·深圳诊断)设函数f (x )=a -|x |(a >0,且a ≠1),f (2)=4,则( )A .f (-2)>f (-1)B .f (-1)>f (-2)C .f (1)>f (2)D .f (-2)>f (2)6.若(2m +1)12>(m 2+m -1)12,则实数m 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,5-12B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫5-12,+∞C .(-1,2)D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫5-12,27.⎝ ⎛⎭⎪⎫32-13×⎝ ⎛⎭⎪⎫-760+814×42-⎝ ⎛⎭⎪⎫-2323=________.8.已知正数a 满足a 2-2a -3=0,函数f (x )=a x,若实数m 、n 满足f (m )>f (n ),则m 、n 的大小关系为________.9.若函数f (x )=a|2x -4|(a >0,a ≠1)且f (1)=9.则f (x )的单调递减区间是________.10.求下列函数的定义域和值域.(1)y =⎝ ⎛⎭⎪⎫122x -x 2;(2)y =32x -1-19. 11.函数f (x )=a x(a >0,且a ≠1)在区间[1,2]上的最大值比最小值大a2,求a 的值.12.函数y =lg(3-4x +x 2)的定义域为M ,当x ∈M 时,求f (x )=2x +2-3×4x的最值.1.(2013·绍兴模拟)函数f (x )=a|x +1|(a >0,a ≠1)的值域为[1,+∞),则f (-4)与f (1)的关系是( )A .f (-4)>f (1)B .f (-4)=f (1)C .f (-4)<f (1)D .不能确定2.(2012·衡水模拟)已知函数f (x )=|2x-1|,a <b <c ,且f (a )>f (c )>f (b ),则下列结论中,一定成立的是________.①a <0,b <0,c <0;②a <0,b ≥0,c >0; ③2-a<2c ;④2a +2c<2.3.已知函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13ax 2-4x +3.(1)若a =-1,求f (x )的单调区间; (2)若f (x )有最大值3,求a 的值.[答 题 栏]A 级 1._________ 2._________ 3._________ 4._________5.__________6._________B 级 1.______ 2.______7. __________ 8. __________ 9. __________ 答 案课时跟踪检测(十)A 级1.B 2.B 3.B 4.C 5.选A ∵f (2)=4,∴a-|2|=4,∴a =12,∴f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12-|x |=2|x |,∴f (x )是偶函数,当x ≥0时,f (x )=2x是增函数,∴x <0时,f (x )是减函数,∴f (-2)>f (-1).6.选D 因为函数y =x 12的定义域为[0,+∞),且在定义域内为增函数,所以不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧2m +1≥0,m 2+m -1≥0,2m +1>m 2+m -1,解2m +1≥0,得m ≥-12;解m 2+m -1≥0,得m ≤-5-12或m ≥5-12;解2m +1>m 2+m -1,即m 2-m -2<0,得-1<m <2. 综上所述,m 的取值范围是5-12≤m <2. 7.解析:原式=⎝ ⎛⎭⎪⎫2313×1+234×214-⎝ ⎛⎭⎪⎫2313=2.答案:28.解析:∵a 2-2a -3=0,∴a =3或a =-1(舍). 函数f (x )=a x在R 上递增, 由f (m )>f (n ),得m >n . 答案:m >n9.解析:由f (1)=9得a 2=9,∴a =3. 因此f (x )=3|2x -4|,又∵g (x )=|2x -4|的递减区间为(-∞,2],∴f (x )的单调递减区间是(-∞,2]. 答案:(-∞,2]10.解:(1)显然定义域为R . ∵2x -x 2=-(x -1)2+1≤1,且y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x为减函数.∴⎝ ⎛⎭⎪⎫122x -x 2≥⎝ ⎛⎭⎪⎫121=12. 故函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫122x -x 2的值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞.(2)由32x -1-19≥0, 得32x -1≥19=3-2, ∵y =3x为增函数,∴2x -1≥-2, 即x ≥-12,此函数的定义域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫-12,+∞, 由上可知32x -1-19≥0,∴y ≥0. 即函数的值域为[0,+∞).11.解:当a >1时,f (x )=a x为增函数,在x ∈[1,2]上,f (x )最大=f (2)=a 2,f (x )最小=f (1)=a .∴a 2-a =a2.即a (2a -3)=0.∴a =0(舍)或a =32>1.∴a =32.当0<a <1时,f (x )=a x为减函数, 在x ∈[1,2]上,f (x )最大=f (1)=a ,f (x )最小=f (2)=a 2.∴a -a 2=a2.∴a (2a -1)=0,∴a =0(舍)或a =12.∴a =12.综上可知,a =12或a =32.12.解:由3-4x +x 2>0,得x >3或x <1, ∴M ={x |x >3,或x <1},f (x )=-3×(2x )2+2x +2=-3⎝⎛⎭⎪⎫2x -162+2512.∵x >3或x <1,∴2x >8或0<2x<2, ∴当2x=16,即x =log 216时,f (x )最大,最大值为2512,f (x )没有最小值.B 级1.选A 由题意知a >1,又f (-4)=a 3,f (1)=a 2,由单调性知a 3>a 2,∴f (-4)>f (1).2.解析:画出函数f (x )=|2x-1|的图象(如图), 由图象可知,a <0,b 的符号不确定,c >0.故①②错; ∵f (a )=|2a-1|,f (c )=|2c -1|, ∴|2a-1|>|2c-1|,即1-2a>2c-1, 故2a+2c <2,④成立; 又2a+2c>22a +c,∴2a +c<1,∴a +c <0,∴-a >c ,∴2-a>2c,③不成立. 答案:④3.解:(1)当a =-1时,f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13-x 2-4x +3,令t =-x 2-4x +3,由于t (x )在(-∞,-2)上单调递增,在[-2,+∞)上单调递减,而y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13t在R 上单调递减,所以f (x )在(-∞,-2)上单调递减,在[-2,+∞)上单调递增, 即函数f (x )的递增区间是[-2,+∞),递减区间是(-∞,-2).(2)令h (x )=ax 2-4x +3,f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13h (x ),由于f (x )有最大值3,所以h (x )应有最小值-1,因此必有⎩⎪⎨⎪⎧a >0,12a -164a=-1,解得a =1.即当f (x )有最大值3时,a 的值等于1.。
高考数学文一轮:一课双测A+B精练十指数与指数函数
高考数学(文)一轮:一课双测A+B 精练(十) 指数与指数函数1.下列函数中值域为正实数集的是( )A .y =-5xB .y =⎝ ⎛⎭⎪⎫131-x C .y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1D .y =1-2x 2.已知f(x)=2x +2-x ,若f(a)=3,则f(2a)等于( ) A .5B .7 C .9D .113.函数f(x)=2|x -1|的图象是( )4.已知f(x)=3x -b(2≤x ≤4,b 为常数)的图象经过点(2,1),则f(x)的值域( ) A .[9,81]B .[3,9] C .[1,9]D .[1,+∞)5.(·深圳诊断)设函数f(x)=a -|x|(a>0,且a ≠1),f(2)=4,则( ) A .f(-2)>f(-1) B .f(-1)>f(-2) C .f(1)>f(2) D .f(-2)>f(2)6.若(2m +1)12>(m2+m -1)12,则实数m 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,5-12 B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫5-12,+∞ C .(-1,2) D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫5-12,27.⎝ ⎛⎭⎪⎫32-13×⎝ ⎛⎭⎪⎫-760+814×42- ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2323=________.8.已知正数a 满足a2-2a -3=0,函数f(x)=ax ,若实数m 、n 满足f(m)>f(n),则m 、n 的大小关系为________.9.若函数f(x)=a|2x -4|(a>0,a ≠1)且f(1)=9.则f(x)的单调递减区间是________.10.求下列函数的定义域和值域.(1)y=⎝ ⎛⎭⎪⎫122x -x2;(2)y = 32x -1-19.11.函数f(x)=ax(a>0,且a ≠1)在区间[1,2]上的最大值比最小值大a2,求a 的值.12.函数y =lg(3-4x +x2)的定义域为M ,当x ∈M 时,求f(x)=2x +2-3×4x 的最值.1.(·绍兴模拟)函数f(x)=a|x +1|(a>0,a ≠1)的值域为[1,+∞),则f(-4)与f(1)的关系是( )A .f(-4)>f(1)B .f(-4)=f(1)C .f(-4)<f(1)D .不能确定2.(·衡水模拟)已知函数f(x)=|2x -1|,a<b<c ,且f(a)>f(c)>f(b),则下列结论中,一定成立的是________.①a<0,b<0,c<0;②a<0,b ≥0,c>0; ③2-a<2c ;④2a +2c<2.3.已知函数f(x)=⎝ ⎛⎭⎪⎫13ax2-4x +3. (1)若a =-1,求f(x)的单调区间; (2)若f(x)有最大值3,求a 的值.[答 题 栏]A 级1._________2._________3._________4._________5.__________6._________B 级1.______2.______7.__________8.__________9.__________答 案高考数学(文)一轮:一课双测A+B 精练(十)A 级1.B2.B3.B4.C5.选A ∵f(2)=4,∴a -|2|=4,∴a =12,∴f(x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12-|x|=2|x|,∴f(x)是偶函数,当x ≥0时,f(x)=2x 是增函数,∴x<0时,f(x)是减函数,∴f(-2)>f(-1).6.选D 因为函数y =x 12的定义域为[0,+∞),且在定义域内为增函数,所以不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧2m +1≥0,m2+m -1≥0,2m +1>m2+m -1,解2m +1≥0,得m ≥-12;解m2+m -1≥0,得m ≤-5-12或m ≥5-12;解2m +1>m2+m -1,即m2-m -2<0,得-1<m<2. 综上所述,m 的取值范围是5-12≤m<2. 7.解析:原式=⎝ ⎛⎭⎪⎫2313×1+234×214-⎝ ⎛⎭⎪⎫2313=2.答案:28.解析:∵a2-2a -3=0,∴a =3或a =-1(舍). 函数f(x)=ax 在R 上递增, 由f(m)>f(n),得m>n. 答案:m>n9.解析:由f(1)=9得a2=9,∴a =3. 因此f(x)=3|2x -4|,又∵g(x)=|2x -4|的递减区间为(-∞,2],∴f(x)的单调递减区间是(-∞,2]. 答案:(-∞,2]10.解:(1)显然定义域为R. ∵2x -x2=-(x -1)2+1≤1,且y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 为减函数.∴⎝ ⎛⎭⎪⎫122x -x2≥⎝ ⎛⎭⎪⎫121=12. 故函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫122x -x2的值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞.(2)由32x -1-19≥0,得32x -1≥19=3-2,∵y =3x 为增函数,∴2x -1≥-2, 即x ≥-12,此函数的定义域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫-12,+∞, 由上可知32x -1-19≥0,∴y ≥0.即函数的值域为[0,+∞).11.解:当a>1时,f (x)=ax 为增函数,在x ∈[1,2]上,f(x)最大=f(2)=a2, f(x)最小=f(1)=a. ∴a2-a =a2.即a(2a -3)=0.∴a =0(舍)或a =32>1.∴a =32.当0<a<1时,f(x)=ax 为减函数, 在x ∈[1,2]上,f(x)最大=f(1)=a , f(x)最小=f(2)=a2. ∴a -a2=a2.∴a(2a -1)=0,∴a =0(舍)或a =12.∴a =12.综上可知,a =12或a =32.12.解:由3-4x +x2>0,得x >3或x <1, ∴M ={x|x >3,或x <1}, f(x)=-3×(2x)2+2x +2 =-3⎝⎛⎭⎪⎫2x -162+2512. ∵x >3或x <1,∴2x >8或0<2x <2, ∴当2x =16,即x =log216时,f(x)最大,最大值为2512,f(x)没有最小值.B 级1.选A 由题意知a>1,又f(-4)=a3,f(1)=a2,由单调性知a3>a2, ∴f(-4)>f(1).2.解析:画出函数f(x)=|2x -1|的图象(如图), 由图象可知,a<0,b 的符号不确定,c>0.故①②错; ∵f(a)=|2a -1|,f(c)=|2c -1|, ∴|2a -1|>|2c -1|,即1-2a>2c -1, 故2a +2c<2,④成立;又2a +2c>22a +c ,∴2a +c<1,∴a +c<0,∴-a>c ,∴2-a>2c ,③不成立. 答案:④3.解:(1)当a =-1时,f(x)=⎝ ⎛⎭⎪⎫13-x2-4x +3, 令t =-x2-4x +3,由于t(x)在(-∞,-2)上单调递增,在[-2,+∞)上单调递减,而y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13t 在R 上单调递减,所以f(x)在(-∞,-2)上单调递减,在[-2,+∞)上单调递增, 即函数f(x)的递增区间是[-2,+∞),递减区间是(-∞,-2).(2)令h(x)=ax2-4x +3,f(x)=⎝ ⎛⎭⎪⎫13h(x),由于f(x)有最大值3,所以h(x)应有最小值-1,因此必有⎩⎪⎨⎪⎧a>0,12a -164a=-1,解得a =1.即当f(x)有最大值3时,a 的值等于1.高考数学试卷(理科)一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的.1.(5分)设i为虚数单位,则(x+i)6的展开式中含x4的项为()A.﹣15x4 B.15x4 C.﹣20ix4 D.20ix42.(5分)设集合A={x|﹣2≤x≤2},Z为整数集,则A∩Z中元素的个数是()A.3 B.4 C.5 D.63.(5分)为了得到函数y=sin(2x﹣)的图象,只需把函数y=sin2x的图象上所有的点()A.向左平行移动个单位长度B.向右平行移动个单位长度C.向左平行移动个单位长度D.向右平行移动个单位长度4.(5分)用数字1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中奇数的个数为()A.24 B.48 C.60 D.725.(5分)某公司为激励创新,计划逐年加大研发资金投入.若该公司全年投入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长12%,则该公司全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是()(参考数据:lg1.12=0.05,lg1.3=0.11,lg2=0.30)A.B.C.D.6.(5分)秦九韶是我国南宋时期的数学家,普州(现安岳县)人,他在所著的《数书九章》中提出的多项式求值的秦九韶算法,至今仍是比较先进的算法.如图所示的程序框图给出了利用秦九韶算法求某多项式值的一个实例,若输入n,x的值分别为3,2,则输出v 的值为()A.9 B.18 C.20 D.357.(5分)设p:实数x,y满足(x﹣1)2+(y﹣1)2≤2,q:实数x,y满足,则p是q的()A.必要不充分条件B.充分不必要条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件8.(5分)设O为坐标原点,P是以F为焦点的抛物线y2=2px(p>0)上任意一点,M是线段PF上的点,且|PM|=2|MF|,则直线OM的斜率的最大值为()A. B.C. D.19.(5分)设直线l1,l2分别是函数f(x)=图象上点P1,P2处的切线,l1与l2垂直相交于点P,且l1,l2分别与y轴相交于点A,B,则△PAB的面积的取值范围是()A.(0,1)B.(0,2)C.(0,+∞)D.(1,+∞)10.(5分)在平面内,定点A,B,C,D满足==,•=•=•=﹣2,动点P,M满足=1,=,则||2的最大值是()A.B.C.D.二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.11.(5分)﹣=.12.(5分)同时抛掷两枚质地均匀的硬币,当至少有一枚硬币正面向上时,就说这次试验成功,则在2次试验中成功次数X的均值是.13.(5分)已知三棱锥的四个面都是腰长为2的等腰三角形,该三棱锥的正视图如图所示,则该三棱锥的体积是.14.(5分)若函数f(x)是定义R上的周期为2的奇函数,当0<x<1时,f(x)=4x,则f(﹣)+f(2)=.15.(5分)在平面直角坐标系中,当P(x,y)不是原点时,定义P的“伴随点”为P′(,);当P是原点时,定义P的“伴随点“为它自身,平面曲线C上所有点的“伴随点”所构成的曲线C′定义为曲线C的“伴随曲线”.现有下列命题:①若点A的“伴随点”是点A′,则点A′的“伴随点”是点A;②单位圆的“伴随曲线”是它自身;③若曲线C关于x轴对称,则其“伴随曲线”C′关于y轴对称;④一条直线的“伴随曲线”是一条直线.其中的真命题是(写出所有真命题的序列).三、解答题:本大题共6小题,共75分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.16.(12分)我国是世界上严重缺水的国家,某市政府为了鼓励居民节约用水,计划调整居民生活用水收费方案,拟确定一个合理的月用水量标准x(吨),一位居民的月用水量不超过x的部分按平价收费,超出x的部分按议价收费.为了了解居民用水情况,通过抽样,获得了某年100位居民每人的月均用水量(单位:吨),将数据按照[0,0.5),[0.5,1),…,[4,4.5)分成9组,制成了如图所示的频率分布直方图.(Ⅰ)求直方图中a的值;(Ⅱ)设该市有30万居民,估计全市居民中月均用水量不低于3吨的人数,并说明理由;(Ⅲ)若该市政府希望使85%的居民每月的用水量不超过标准x(吨),估计x的值,并说明理由.17.(12分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且+=.(Ⅰ)证明:sinAsinB=sinC;(Ⅱ)若b2+c2﹣a2=bc,求tanB.18.(12分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,AD∥BC,∠ADC=∠PAB=90°,BC=CD=AD.E 为棱AD的中点,异面直线PA与CD所成的角为90°.(Ⅰ)在平面PAB内找一点M,使得直线CM∥平面PBE,并说明理由;(Ⅱ)若二面角P﹣CD﹣A的大小为45°,求直线PA与平面PCE所成角的正弦值.19.(12分)已知数列{an}的首项为1,Sn为数列{an}的前n项和,Sn+1=qSn+1,其中q>0,n∈N*.(Ⅰ)若2a2,a3,a2+2成等差数列,求an的通项公式;(Ⅱ)设双曲线x2﹣=1的离心率为en,且e2=,证明:e1+e2+⋅⋅⋅+en>.20.(13分)已知椭圆E:+=1(a>b>0)的两个焦点与短轴的一个端点是直角三角形的3个顶点,直线l:y=﹣x+3与椭圆E有且只有一个公共点T.(Ⅰ)求椭圆E的方程及点T的坐标;(Ⅱ)设O是坐标原点,直线l′平行于OT,与椭圆E交于不同的两点A、B,且与直线l交于点P.证明:存在常数λ,使得|PT|2=λ|PA|•|PB|,并求λ的值.21.(14分)设函数f(x)=ax2﹣a﹣lnx,其中a∈R.(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;(Ⅱ)确定a的所有可能取值,使得f(x)>﹣e1﹣x在区间(1,+∞)内恒成立(e=2.718…为自然对数的底数).高考数学试卷(理科)参考答案与试题解析一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的.1.(5分)设i为虚数单位,则(x+i)6的展开式中含x4的项为()A.﹣15x4 B.15x4 C.﹣20ix4 D.20ix4【分析】利用二项展开式的通项公式即可得到答案.【解答】解:(x+i)6的展开式中含x4的项为x4•i2=﹣15x4,故选:A.【点评】本题考查二项式定理,深刻理解二项展开式的通项公式是迅速作答的关键,属于中档题.2.(5分)设集合A={x|﹣2≤x≤2},Z为整数集,则A∩Z中元素的个数是()A.3 B.4 C.5 D.6【分析】由A与Z,求出两集合的交集,即可作出判断.【解答】解:∵A={x|﹣2≤x≤2},Z为整数集,∴A∩Z={﹣2,﹣1,0,1,2},则A∩Z中元素的个数是5,故选:C.【点评】此题考查了交集及其运算,熟练掌握交集的定义是解本题的关键.3.(5分)为了得到函数y=sin(2x﹣)的图象,只需把函数y=sin2x的图象上所有的点()A.向左平行移动个单位长度B.向右平行移动个单位长度C.向左平行移动个单位长度D.向右平行移动个单位长度【分析】由条件根据函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,可得结论.【解答】解:把函数y=sin2x的图象向右平移个单位长度,可得函数y=sin2(x﹣)=sin(2x﹣)的图象,故选:D.【点评】本题主要考查函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,属于基础题.4.(5分)用数字1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中奇数的个数为()A.24 B.48 C.60 D.72【分析】用1、2、3、4、5组成无重复数字的五位奇数,可以看作是填5个空,要求个位是奇数,其它位置无条件限制,因此先从3个奇数中任选1个填入,其它4个数在4个位置上全排列即可.【解答】解:要组成无重复数字的五位奇数,则个位只能排1,3,5中的一个数,共有3种排法,然后还剩4个数,剩余的4个数可以在十位到万位4个位置上全排列,共有=24种排法.由分步乘法计数原理得,由1、2、3、4、5组成的无重复数字的五位数中奇数有3×24=72个.故选:D.【点评】本题考查了排列、组合及简单的计数问题,此题是有条件限制排列,解答的关键是做到合理的分布,是基础题.5.(5分)某公司为激励创新,计划逐年加大研发资金投入.若该公司全年投入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长12%,则该公司全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是()(参考数据:lg1.12=0.05,lg1.3=0.11,lg2=0.30)A.B.C.D.【分析】设第n年开始超过200万元,可得130×(1+12%)n﹣>200,两边取对数即可得出.【解答】解:设第n年开始超过200万元,则130×(1+12%)n﹣>200,化为:(n﹣)lg1.12>lg2﹣lg1.3,n﹣>=3.8.取n=.因此开始超过200万元的年份是.故选:B.【点评】本题考查了等比数列的通项公式、不等式的性质,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.6.(5分)秦九韶是我国南宋时期的数学家,普州(现安岳县)人,他在所著的《数书九章》中提出的多项式求值的秦九韶算法,至今仍是比较先进的算法.如图所示的程序框图给出了利用秦九韶算法求某多项式值的一个实例,若输入n,x的值分别为3,2,则输出v 的值为()A.9 B.18 C.20 D.35【分析】由题意,模拟程序的运行,依次写出每次循环得到的i,v的值,当i=﹣1时,不满足条件i≥0,跳出循环,输出v的值为18.【解答】解:初始值n=3,x=2,程序运行过程如下表所示:v=1i=2 v=1×2+2=4i=1 v=4×2+1=9i=0 v=9×2+0=18i=﹣1 跳出循环,输出v的值为18.故选:B.【点评】本题主要考查了循环结构的程序框图的应用,正确依次写出每次循环得到的i,v 的值是解题的关键,属于基础题.7.(5分)设p:实数x,y满足(x﹣1)2+(y﹣1)2≤2,q:实数x,y满足,则p是q的()A.必要不充分条件B.充分不必要条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【分析】画出p,q表示的平面区域,进而根据充要条件的定义,可得答案.【解答】解:(x﹣1)2+(y﹣1)2≤2表示以(1,1)为圆心,以为半径的圆内区域(包括边界);满足的可行域如图有阴影部分所示,故p是q的必要不充分条件,故选:A.【点评】本题考查的知识是线性规划的应用,圆的标准方程,充要条件,难度中档.8.(5分)设O为坐标原点,P是以F为焦点的抛物线y2=2px(p>0)上任意一点,M是线段PF上的点,且|PM|=2|MF|,则直线OM的斜率的最大值为()A. B.C. D.1【分析】由题意可得F(,0),设P(,y0),要求kOM的最大值,设y0>0,运用向量的加减运算可得=+=(+,),再由直线的斜率公式,结合基本不等式,可得最大值.【解答】解:由题意可得F(,0),设P(,y0),显然当y0<0,kOM<0;当y0>0,kOM>0.要求kOM的最大值,设y0>0,则=+=+=+(﹣)=+=(+,),可得kOM==≤=,当且仅当y02=2p2,取得等号.故选:C.【点评】本题考查抛物线的方程及运用,考查直线的斜率的最大值,注意运用基本不等式和向量的加减运算,考查运算能力,属于中档题.9.(5分)设直线l1,l2分别是函数f(x)=图象上点P1,P2处的切线,l1与l2垂直相交于点P,且l1,l2分别与y轴相交于点A,B,则△PAB的面积的取值范围是()A.(0,1)B.(0,2)C.(0,+∞)D.(1,+∞)【分析】设出点P1,P2的坐标,求出原分段函数的导函数,得到直线l1与l2的斜率,由两直线垂直求得P1,P2的横坐标的乘积为1,再分别写出两直线的点斜式方程,求得A,B两点的纵坐标,得到|AB|,联立两直线方程求得P的横坐标,然后代入三角形面积公式,利用基本不等式求得△PAB的面积的取值范围.【解答】解:设P1(x1,y1),P2(x2,y2)(0<x1<1<x2),当0<x<1时,f′(x)=,当x>1时,f′(x)=,∴l1的斜率,l2的斜率,∵l1与l2垂直,且x2>x1>0,∴,即x1x2=1.直线l1:,l2:.取x=0分别得到A(0,1﹣lnx1),B(0,﹣1+lnx2),|AB|=|1﹣lnx1﹣(﹣1+lnx2)|=|2﹣(lnx1+lnx2)|=|2﹣lnx1x2|=2.联立两直线方程可得交点P的横坐标为x=,∴|AB|•|xP|==.∵函数y=x+在(0,1)上为减函数,且0<x1<1,∴,则,∴.∴△PAB的面积的取值范围是(0,1).故选:A.【点评】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,训练了利用基本不等式求函数的最值,考查了数学转化思想方法,属中档题.10.(5分)在平面内,定点A,B,C,D满足==,•=•=•=﹣2,动点P,M满足=1,=,则||2的最大值是()A.B.C.D.【分析】由==,可得D为△ABC的外心,又•=•=•,可得可得D为△ABC的垂心,则D为△ABC的中心,即△ABC为正三角形.运用向量的数量积定义可得△ABC的边长,以A为坐标原点,AD所在直线为x轴建立直角坐标系xOy,求得B,C的坐标,再设P(cosθ,sinθ),(0≤θ<2π),由中点坐标公式可得M的坐标,运用两点的距离公式可得BM的长,运用三角函数的恒等变换公式,结合正弦函数的值域,即可得到最大值.【解答】解:由==,可得D为△ABC的外心,又•=•=•,可得•(﹣)=0,•(﹣)=0,即•=•=0,即有⊥,⊥,可得D为△ABC的垂心,则D为△ABC的中心,即△ABC为正三角形.由•=﹣2,即有||•||cos120°=﹣2,解得||=2,△ABC的边长为4cos30°=2,以A为坐标原点,AD所在直线为x轴建立直角坐标系xOy,可得B(3,﹣),C(3,),D(2,0),由=1,可设P(cosθ,sinθ),(0≤θ<2π),由=,可得M为PC的中点,即有M(,),则||2=(3﹣)2+(+)2=+==,当sin(θ﹣)=1,即θ=时,取得最大值,且为.故选:B.【点评】本题考查向量的定义和性质,以及模的最值的求法,注意运用坐标法,转化为三角函数的最值的求法,考查化简整理的运算能力,属于中档题.二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.11.(5分)﹣=.【分析】把所求的式子利用二倍角的余弦函数公式化简,再利用特殊角的三角函数值,即可得到所求式子的值.【解答】解:cos2﹣sin2=cos(2×)=cos=.故答案为:【点评】此题考查了二倍角的余弦函数公式,以及特殊角的三角函数值,熟练掌握公式是解本题的关键.12.(5分)同时抛掷两枚质地均匀的硬币,当至少有一枚硬币正面向上时,就说这次试验成功,则在2次试验中成功次数X的均值是.【分析】由对立事件概率计算公式求出这次试验成功的概率,从而得到在2次试验中成功次数X~B(2,),由此能求出在2次试验中成功次数X的均值E(X).【解答】解:∵同时抛掷两枚质地均匀的硬币,当至少有一枚硬币正面向上时,就说这次试验成功,∴这次试验成功的概率p=1﹣()2=,∴在2次试验中成功次数X~B(2,),∴在2次试验中成功次数X的均值E(X)==.故答案为:.【点评】本题考查离散型随机变量的分布列的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意对立事件概率计算公式的合理运用.13.(5分)已知三棱锥的四个面都是腰长为2的等腰三角形,该三棱锥的正视图如图所示,则该三棱锥的体积是.【分析】由已知结合给定的三棱锥的正视图,可得:三棱锥的底面是底为2,高为1,棱锥的高为1,进而得到答案.【解答】解:∵三棱锥的四个面都是腰长为2的等腰三角形,结合给定的三棱锥的正视图,可得:三棱锥的底面是底为2,高为1,棱锥的高为1,故棱锥的体积V=×(×2×1)×1=,故答案为:【点评】本题考查的知识点是由三视图,求体积和表面积,根据已知的三视图,判断几何体的形状是解答的关键.14.(5分)若函数f(x)是定义R上的周期为2的奇函数,当0<x<1时,f(x)=4x,则f(﹣)+f(2)= ﹣2 .【分析】根据函数奇偶性和周期性的性质将条件进行转化求解即可.【解答】解:∵函数f(x)是定义R上的周期为2的奇函数,当0<x<1时,f(x)=4x,∴f(2)=f(0)=0,f(﹣)=f(﹣+2)=f(﹣)=﹣f()=﹣=﹣=﹣2,则f(﹣)+f(2)=﹣2+0=﹣2,故答案为:﹣2.【点评】本题主要考查函数值的计算,根据函数奇偶性和周期性的性质将条件进行转化是解决本题的关键.15.(5分)在平面直角坐标系中,当P(x,y)不是原点时,定义P的“伴随点”为P′(,);当P是原点时,定义P的“伴随点“为它自身,平面曲线C上所有点的“伴随点”所构成的曲线C′定义为曲线C的“伴随曲线”.现有下列命题:①若点A的“伴随点”是点A′,则点A′的“伴随点”是点A;②单位圆的“伴随曲线”是它自身;③若曲线C关于x轴对称,则其“伴随曲线”C′关于y轴对称;④一条直线的“伴随曲线”是一条直线.其中的真命题是②③(写出所有真命题的序列).【分析】利用新定义,对4个命题分别进行判断,即可得出结论.【解答】解:①若点A(x,y)的“伴随点”是点A′(,),则点A′(,)的“伴随点”是点(﹣x,﹣y),故不正确;②由①可知,单位圆的“伴随曲线”是它自身,故正确;③若曲线C关于x轴对称,点A(x,y)关于x轴的对称点为(x,﹣y),“伴随点”是点A′(﹣,),则其“伴随曲线”C′关于y轴对称,故正确;④设直线方程为y=kx+b(b≠0),点A(x,y)的“伴随点”是点A′(m,n),则∵点A(x,y)的“伴随点”是点A′(,),∴,∴x=﹣,y=∵m=,∴代入整理可得n﹣1=0表示圆,故不正确.故答案为:②③.【点评】此题考查点的坐标规律,读懂题目信息,理解“伴随点”的定义是解题的关键.三、解答题:本大题共6小题,共75分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.16.(12分)我国是世界上严重缺水的国家,某市政府为了鼓励居民节约用水,计划调整居民生活用水收费方案,拟确定一个合理的月用水量标准x(吨),一位居民的月用水量不超过x的部分按平价收费,超出x的部分按议价收费.为了了解居民用水情况,通过抽样,获得了某年100位居民每人的月均用水量(单位:吨),将数据按照[0,0.5),[0.5,1),…,[4,4.5)分成9组,制成了如图所示的频率分布直方图.(Ⅰ)求直方图中a的值;(Ⅱ)设该市有30万居民,估计全市居民中月均用水量不低于3吨的人数,并说明理由;(Ⅲ)若该市政府希望使85%的居民每月的用水量不超过标准x(吨),估计x的值,并说明理由.【分析】(Ⅰ)根据各组的累积频率为1,构造方程,可得a值;(Ⅱ)由图可得月均用水量不低于3吨的频率,进而可估算出月均用水量不低于3吨的人数;(Ⅲ)由图可得月均用水量低于2.5吨的频率及月均用水量低于3吨的频率,进而可得x 值.【解答】解:(Ⅰ)∵0.5×(0.08+0.16+0.4+0.52+0.12+0.08+0.04+2a)=1,∴a=0.3;(Ⅱ)由图可得月均用水量不低于3吨的频率为:0.5×(0.12+0.08+0.04)=0.12,由30×0.12=3.6得:全市居民中月均用水量不低于3吨的人数约为3.6万;(Ⅲ)由图可得月均用水量低于 2.5吨的频率为:0.5×(0.08+0.16+0.3+0.4+0.52)=0.73<85%;月均用水量低于3吨的频率为:0.5×(0.08+0.16+0.3+0.4+0.52+0.3)=0.88>85%;则x=2.5+0.5×=2.9吨【点评】本题考查的知识点是频率分布直方图,用样本估计总体,难度不大,属于基础题.17.(12分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且+=.(Ⅰ)证明:sinAsinB=sinC;(Ⅱ)若b2+c2﹣a2=bc,求tanB.【分析】(Ⅰ)将已知等式通分后利用两角和的正弦函数公式整理,利用正弦定理,即可证明.(Ⅱ)由余弦定理求出A的余弦函数值,利用(Ⅰ)的条件,求解B的正切函数值即可.【解答】(Ⅰ)证明:在△ABC中,∵+=,∴由正弦定理得:,∴=,∵sin(A+B)=sinC.∴整理可得:sinAsinB=sinC,(Ⅱ)解:b2+c2﹣a2=bc,由余弦定理可得cosA=.sinA=,=+==1,=,tanB=4.【点评】本题主要考查了正弦定理,余弦定理,两角和的正弦函数公式,三角形内角和定理,三角形面积公式的应用,考查了转化思想,属于中档题.18.(12分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,AD∥BC,∠ADC=∠PAB=90°,BC=CD=AD.E 为棱AD的中点,异面直线PA与CD所成的角为90°.(Ⅰ)在平面PAB内找一点M,使得直线CM∥平面PBE,并说明理由;(Ⅱ)若二面角P﹣CD﹣A的大小为45°,求直线PA与平面PCE所成角的正弦值.【分析】(I)延长AB交直线CD于点M,由点E为AD的中点,可得AE=ED=AD,由BC=CD=AD,可得ED=BC,已知ED∥BC.可得四边形BCDE为平行四边形,即EB∥CD.利用线面平行的判定定理证明得直线CM∥平面PBE即可.(II)如图所示,由∠ADC=∠PAB=90°,异面直线PA与CD所成的角为90°AB∩CD=M,可得AP⊥平面ABCD.由CD⊥PD,PA⊥AD.因此∠PDA是二面角P﹣CD﹣A的平面角,大小为45°.PA=AD.不妨设AD=2,则BC=CD=AD=1.可得P(0,0,2),E(0,1,0),C (﹣1,2,0),利用法向量的性质、向量夹角公式、线面角计算公式即可得出.【解答】解:(I)延长AB交直线CD于点M,∵点E为AD的中点,∴AE=ED=AD,∵BC=CD=AD,∴ED=BC,∵AD∥BC,即ED∥BC.∴四边形BCDE为平行四边形,即EB∥CD.∵AB∩CD=M,∴M∈CD,∴CM∥BE,∵BE⊂平面PBE,∴CM∥平面PBE,∵M∈AB,AB⊂平面PAB,∴M∈平面PAB,故在平面PAB内可以找到一点M(M=AB∩CD),使得直线CM∥平面PBE.(II)如图所示,∵∠ADC=∠PAB=90°,异面直线PA与CD所成的角为90°,AB∩CD=M,∴AP⊥平面ABCD.∴CD⊥PD,PA⊥AD.因此∠PDA是二面角P﹣CD﹣A的平面角,大小为45°.∴PA=AD.不妨设AD=2,则BC=CD=AD=1.∴P(0,0,2),E(0,1,0),C(﹣1,2,0),∴=(﹣1,1,0),=(0,1,﹣2),=(0,0,2),设平面PCE的法向量为=(x,y,z),则,可得:.令y=2,则x=2,z=1,∴=(2,2,1).设直线PA与平面PCE所成角为θ,则sinθ====.【点评】本题考查了空间位置关系、空间角计算公式、法向量的性质,考查了空间想象能力、推理能力与计算能力,属于中档题.19.(12分)已知数列{an}的首项为1,Sn为数列{an}的前n项和,Sn+1=qSn+1,其中q>0,n∈N*.(Ⅰ)若2a2,a3,a2+2成等差数列,求an的通项公式;(Ⅱ)设双曲线x2﹣=1的离心率为en,且e2=,证明:e1+e2+⋅⋅⋅+en>.【分析】(Ⅰ)由条件利用等比数列的定义和性质,求得数列{an}为首项等于1、公比为q 的等比数列,再根据2a2,a3,a2+2成等差数列求得公比q的值,可得{an}的通项公式.(Ⅱ)利用双曲线的定义和简单性质求得en=,根据e2==,求得q的值,可得{an}的解析式,再利用放缩法可得∴en=>,从而证得不等式成立.【解答】解:(Ⅰ)∵Sn+1=qSn+1 ①,∴当n≥2时,Sn=qSn﹣1+1 ②,两式相减可得an+1=q•an,即从第二项开始,数列{an}为等比数列,公比为q.当n=1时,∵数列{an}的首项为1,∴a1+a2=S2=q•a1+1,∴a2 =a1•q,∴数列{an}为等比数列,公比为q.∵2a2,a3,a2+2成等差数列,∴2a3 =2a2+a2+2,∴2q2=2q+q+2,求得q=2,或 q=﹣.根据q>0,故取q=2,∴an=2n﹣1,n∈N*.(Ⅱ)证明:设双曲线x2﹣=1的离心率为en,∴en==.由于数列{an}为首项等于1、公比为q的等比数列,∴e2===,q=,∴an=,∴en==>=.∴e1+e2+⋅⋅⋅+en>1+++…+==,原不等式得证.【点评】本题主要考查等差数列、等比数列的定义和性质,用放缩法进行数列求和,双曲线的简单性质,属于难题.20.(13分)已知椭圆E:+=1(a>b>0)的两个焦点与短轴的一个端点是直角三角形的3个顶点,直线l:y=﹣x+3与椭圆E有且只有一个公共点T.(Ⅰ)求椭圆E的方程及点T的坐标;(Ⅱ)设O是坐标原点,直线l′平行于OT,与椭圆E交于不同的两点A、B,且与直线l交于点P.证明:存在常数λ,使得|PT|2=λ|PA|•|PB|,并求λ的值.【分析】(Ⅰ)根据椭圆的短轴端点C与左右焦点F1、F2构成等腰直角三角形,结合直线l与椭圆E只有一个交点,利用判别式△=0,即可求出椭圆E的方程和点T的坐标;(Ⅱ)【解法一】作伸缩变换,令x′=x,y′=y,把椭圆E变为圆E′,利用圆幂定理求出λ的值,从而证明命题成立.【解法二】设出点P的坐标,根据l′∥OT写出l′的参数方程,代入椭圆E的方程中,整理得出方程,再根据参数的几何意义求出|PT|2、|PA|和|PB|,由|PT|2=λ|PA|•|PB|求出λ的值.【解答】解:(Ⅰ)设短轴一端点为C(0,b),左右焦点分别为F1(﹣c,0),F2(c,0),其中c>0,则c2+b2=a2;由题意,△F1F2C为直角三角形,∴=+,解得b=c=a,∴椭圆E的方程为+=1;代入直线l:y=﹣x+3,可得3x2﹣12x+18﹣2b2=0,又直线l与椭圆E只有一个交点,则△=122﹣4×3(18﹣2b2)=0,解得b2=3,∴椭圆E的方程为+=1;由b2=3,解得x=2,则y=﹣x+3=1,所以点T的坐标为(2,1);(Ⅱ)【解法一】作伸缩变换,令x′=x,y′=y,则椭圆E变为圆E′:x′2+y′2=6,设此时P、A、B、T对应的点分别为P′、A′、B′、T′,如图所示;则==,==,两式相比,得:=,由圆幂定理得,|P′T′|2=|P′A′|•|P′B′|,所以=,即λ=,原命题成立.【解法二】设P(x0,3﹣x0)在l上,由kOT=,l′平行OT,得l′的参数方程为,代入椭圆E中,得+2=6,整理得2t2+4t+﹣4x0+4=0;设两根为tA,tB,则有tA•tB=;而|PT|2==2,|PA|==|tA|,|PB|==|tB|,且|PT|2=λ|PA|•|PB|,∴λ===,即存在满足题意的λ值.【另解】,判断出c=b,e=,经仿射变换=×E→⊙O′:x′2+y′2=a2;lPT→lP′T′:x+y﹣3=0;∴=a=,b=a=,∴E:+=1;设T(x0,y0),PT为切线也是极线方程.:+=1⇔x0x+2y0y﹣6=0⇔2x+2y﹣6=0,∴T(2,1);证明:由图知,根据圆幂定理:|P′T′|2=|P′A′|•|P′B′|,KOT=,KO′T′=,KPT=﹣1,KP′T′=﹣,∴|PT|2=λ|PA|•|PB|,∴==,又==,∴对比λ=,原命题成立.【点评】本题考查了椭圆的几何性质的应用问题,也考查了直线与椭圆方程的综合应用问题,考查了参数方程的应用问题,是难题.21.(14分)设函数f(x)=ax2﹣a﹣lnx,其中a∈R.(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;(Ⅱ)确定a的所有可能取值,使得f(x)>﹣e1﹣x在区间(1,+∞)内恒成立(e=2.718…为自然对数的底数).【分析】(I)利用导数的运算法则得出f′(x),通过对a分类讨论,利用一元二次方程与一元二次不等式的关系即可判断出其单调性;(Ⅱ)令g(x)=f(x)﹣+e1﹣x=ax2﹣lnx﹣+e1﹣x﹣a,可得g(1)=0,从而g′(1)≥0,解得得a,又,当a时,F′(x)=2a+≥+e1﹣x,可得F′(x)在a时恒大于0,即F(x)在x∈(1,+∞)单调递增.由F(x)>F(1)=2a﹣1≥0,可得g(x)也在x∈(1,+∞)单调递增,进而利用g(x)>g(1)=0,可得g(x)在x∈(1,+∞)上恒大于0,综合可得a所有可能取值.【解答】解:(Ⅰ)由题意,f′(x)=2ax﹣=,x>0,①当a≤0时,2ax2﹣1≤0,f′(x)≤0,f(x)在(0,+∞)上单调递减.②当a>0时,f′(x)=,当x∈(0,)时,f′(x)<0,当x∈(,+∞)时,f′(x)>0,故f(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增.(Ⅱ)原不等式等价于f(x)﹣+e1﹣x>0在x∈(1.+∞)上恒成立,一方面,令g(x)=f(x)﹣+e1﹣x=ax2﹣lnx﹣+e1﹣x﹣a,只需g(x)在x∈(1.+∞)上恒大于0即可,又∵g(1)=0,故g′(x)在x=1处必大于等于0.令F(x)=g′(x)=2ax﹣+﹣e1﹣x,g′(1)≥0,可得a.另一方面,当a时,F′(x)=2a+≥1+=+e1﹣x,∵x∈(1,+∞),故x3+x﹣2>0,又e1﹣x>0,故F′(x)在a时恒大于0.∴当a时,F(x)在x∈(1,+∞)单调递增.∴F(x)>F(1)=2a﹣1≥0,故g(x)也在x∈(1,+∞)单调递增.∴g(x)>g(1)=0,即g(x)在x∈(1,+∞)上恒大于0.综上,a.【点评】本题主要考查了利用导数研究函数的单调性,导数在最大值、最小值问题中的应用,考查了计算能力和转化思想,熟练掌握利用导数研究函数的单调性、极值、分类讨论的思想方法等是解题的关键.高考数学试卷解析一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.请把答案填写在答题卡相应位置上.1.已知集合{124}A =,,,{246}B =,,,则A B =▲.【答案】{}1,2,4,6。
高考数学文一轮:一课双测A+B精练十指数与指数函数1
高考数学(文)一轮:一课双测A+B 精练(十) 指数与指数函数1.下列函数中值域为正实数集的是( )A .y =-5xB .y =⎝ ⎛⎭⎪⎫131-x C .y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1D .y =1-2x 2.已知f(x)=2x +2-x ,若f(a)=3,则f(2a)等于( ) A .5B .7 C .9D .113.函数f(x)=2|x -1|的图象是( )4.已知f(x)=3x -b(2≤x ≤4,b 为常数)的图象经过点(2,1),则f(x)的值域( ) A .[9,81]B .[3,9] C .[1,9]D .[1,+∞)5.(·深圳诊断)设函数f(x)=a -|x|(a>0,且a ≠1),f(2)=4,则( ) A .f(-2)>f(-1) B .f(-1)>f(-2) C .f(1)>f(2) D .f(-2)>f(2)6.若(2m +1)12>(m2+m -1)12,则实数m 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,5-12 B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫5-12,+∞ C .(-1,2) D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫5-12,27.⎝ ⎛⎭⎪⎫32-13×⎝ ⎛⎭⎪⎫-760+814×42- ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2323=________.8.已知正数a 满足a2-2a -3=0,函数f(x)=ax ,若实数m 、n 满足f(m)>f(n),则m 、n 的大小关系为________.9.若函数f(x)=a|2x -4|(a>0,a ≠1)且f(1)=9.则f(x)的单调递减区间是________.10.求下列函数的定义域和值域.(1)y=⎝ ⎛⎭⎪⎫122x -x2;(2)y = 32x -1-19.11.函数f(x)=ax(a>0,且a ≠1)在区间[1,2]上的最大值比最小值大a2,求a 的值.12.函数y =lg(3-4x +x2)的定义域为M ,当x ∈M 时,求f(x)=2x +2-3×4x 的最值.1.(·绍兴模拟)函数f(x)=a|x +1|(a>0,a ≠1)的值域为[1,+∞),则f(-4)与f(1)的关系是( )A .f(-4)>f(1)B .f(-4)=f(1)C .f(-4)<f(1)D .不能确定2.(·衡水模拟)已知函数f(x)=|2x -1|,a<b<c ,且f(a)>f(c)>f(b),则下列结论中,一定成立的是________.①a<0,b<0,c<0;②a<0,b ≥0,c>0; ③2-a<2c ;④2a +2c<2.3.已知函数f(x)=⎝ ⎛⎭⎪⎫13ax2-4x +3. (1)若a =-1,求f(x)的单调区间; (2)若f(x)有最大值3,求a 的值.[答 题 栏]A 级1._________2._________3._________4._________5.__________6._________B 级1.______2.______7.__________8.__________9.__________答 案高考数学(文)一轮:一课双测A+B 精练(十)A 级1.B2.B3.B4.C5.选A ∵f(2)=4,∴a -|2|=4,∴a =12,∴f(x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12-|x|=2|x|,∴f(x)是偶函数,当x ≥0时,f(x)=2x 是增函数,∴x<0时,f(x)是减函数,∴f(-2)>f(-1).6.选D 因为函数y =x 12的定义域为[0,+∞),且在定义域内为增函数,所以不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧2m +1≥0,m2+m -1≥0,2m +1>m2+m -1,解2m +1≥0,得m ≥-12;解m2+m -1≥0,得m ≤-5-12或m ≥5-12;解2m +1>m2+m -1,即m2-m -2<0,得-1<m<2. 综上所述,m 的取值范围是5-12≤m<2. 7.解析:原式=⎝ ⎛⎭⎪⎫2313×1+234×214-⎝ ⎛⎭⎪⎫2313=2.答案:28.解析:∵a2-2a -3=0,∴a =3或a =-1(舍). 函数f(x)=ax 在R 上递增, 由f(m)>f(n),得m>n. 答案:m>n9.解析:由f(1)=9得a2=9,∴a =3. 因此f(x)=3|2x -4|,又∵g(x)=|2x -4|的递减区间为(-∞,2],∴f(x)的单调递减区间是(-∞,2]. 答案:(-∞,2]10.解:(1)显然定义域为R. ∵2x -x2=-(x -1)2+1≤1,且y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 为减函数.∴⎝ ⎛⎭⎪⎫122x -x2≥⎝ ⎛⎭⎪⎫121=12. 故函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫122x -x2的值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞.(2)由32x -1-19≥0,得32x -1≥19=3-2,∵y =3x 为增函数,∴2x -1≥-2, 即x ≥-12,此函数的定义域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫-12,+∞, 由上可知32x -1-19≥0,∴y ≥0.即函数的值域为[0,+∞).11.解:当a>1时,f (x)=ax 为增函数,在x ∈[1,2]上,f(x)最大=f(2)=a2, f(x)最小=f(1)=a. ∴a2-a =a2.即a(2a -3)=0.∴a =0(舍)或a =32>1.∴a =32.当0<a<1时,f(x)=ax 为减函数, 在x ∈[1,2]上,f(x)最大=f(1)=a , f(x)最小=f(2)=a2. ∴a -a2=a2.∴a(2a -1)=0,∴a =0(舍)或a =12.∴a =12.综上可知,a =12或a =32.12.解:由3-4x +x2>0,得x >3或x <1, ∴M ={x|x >3,或x <1}, f(x)=-3×(2x)2+2x +2 =-3⎝⎛⎭⎪⎫2x -162+2512. ∵x >3或x <1,∴2x >8或0<2x <2, ∴当2x =16,即x =log216时,f(x)最大,最大值为2512,f(x)没有最小值.B 级1.选A 由题意知a>1,又f(-4)=a3,f(1)=a2,由单调性知a3>a2, ∴f(-4)>f(1).2.解析:画出函数f(x)=|2x -1|的图象(如图), 由图象可知,a<0,b 的符号不确定,c>0.故①②错; ∵f(a)=|2a -1|,f(c)=|2c -1|, ∴|2a -1|>|2c -1|,即1-2a>2c -1, 故2a +2c<2,④成立;又2a +2c>22a +c ,∴2a +c<1,∴a +c<0,∴-a>c ,∴2-a>2c ,③不成立. 答案:④3.解:(1)当a =-1时,f(x)=⎝ ⎛⎭⎪⎫13-x2-4x +3, 令t =-x2-4x +3,由于t(x)在(-∞,-2)上单调递增,在[-2,+∞)上单调递减,而y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13t 在R 上单调递减,所以f(x)在(-∞,-2)上单调递减,在[-2,+∞)上单调递增, 即函数f(x)的递增区间是[-2,+∞),递减区间是(-∞,-2).(2)令h(x)=ax2-4x +3,f(x)=⎝ ⎛⎭⎪⎫13h(x),由于f(x)有最大值3,所以h(x)应有最小值-1,因此必有⎩⎪⎨⎪⎧a>0,12a -164a=-1,解得a =1.即当f(x)有最大值3时,a 的值等于1.高考数学试卷解析一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.请把答案填写在答题卡相应位置上.1.已知集合{124}A =,,,{246}B =,,,则A B =▲.【答案】{}1,2,4,6。
新教材高考数学一轮复习课时规范练10指数与指数函数(含解析)新人教B版
课时规范练10 指数与指数函数基础巩固组1.(2021陕西西安高三期中)已知3a-1+3a-2+3a-3=117,则(a+1)(a+2)(a+3)=()A.120B.210C.336D.5042.(2021江苏镇江高三月考)已知函数y=a x-b(a>0,且a≠1)的图像如图所示,则下列结论不正确的是()A.a b>1B.ln(a+b)>0C.2b-a<1D.b a>13.(2021河北唐山高三二模)不等式12x≤√x的解集是()A.0,12B.12,+∞C.0,√22D.√22,+∞4.(2021北京通州高三一模)著名数学家、物理学家牛顿曾提出:物体在空气中冷却,如果物体的初始温度为θ1℃,空气温度为θ0℃,则t min后物体的温度θ(单位:℃)满足:θ=θ0+(θ1-θ0)e-kt(其中k为常数,e=2.718 28…).现有某物体放在20 ℃的空气中冷却,2 min后测得物体的温度为52 ℃,再经过6 min后物体的温度冷却到24 ℃,则该物体初始温度是()A.80 ℃B.82 ℃C.84 ℃D.86 ℃5.(2021北京高三二模)已知指数函数f(x)=a x,将函数f(x)的图像上的每个点的横坐标不变,纵坐标扩大为原来的3倍,得到函数g(x)的图像,再将g(x)的图像向右平移2个单位,所得图像恰好与函数f(x)的图像重合,则实数a的值是()A.32B.23C.√33D.√36.(2021浙江宁海中学高三模拟)已知log2a=0.5a=0.2b,则()A.a<1<bB.1<a<bC.b<1<aD.1<b<a7.(多选)(2021湖南长沙高三月考)已知函数f(x)=a x-b(a>0,且a≠1,b≠0)的图像不经过第三象限,则()A.0<a<1,b<0B.0<a<1,0<b≤1C.a>1,b<0D.a>1,0<b≤18.(多选)(2021山东济南高三二模)已知函数f(x)=2x-12x+1,则下列说法正确的是()A.f(x)为奇函数B.f(x)为减函数C.f(x)有且只有一个零点D.f(x)的值域为[-1,1)9.(2021广东汕头高三模拟)已知定义在R上的函数f(x)=2|x-m|-1(m∈R)为偶函数,则不等式f(x)<1的解集为.综合提升组10.(2021陕西宝鸡高三一模)已知函数f(x)=22x+1+ax+1(a∈R),则f(2 021)+f(-2 021)=() A.-2a+2 021 B.2aC.4D.4 04211.(多选)(2021浙江宁波高三期末)函数f(x)=2x+x2x(a∈R)的图像可能为()12.(多选)(2021北京延庆高三模拟)同学们,你们是否注意到:自然下垂的铁链;空旷的田野上,两根电线杆之间的电线;峡谷的上空,横跨深涧的观光索道的钢索.这些现象中都有相似的曲线形态.事实上,这些曲线在数学上常常被称为悬链线.悬链线的相关理论在工程、航海、光学等方面有广泛的应用.在恰当的坐标系中,这类函数的表达式可以为f(x)=a e x+b e-x(其中a,b是非零常数,无理数e=2.718 28…),对于函数f(x),下列结论正确的是()A.如果a=b,那么函数f(x)为奇函数B.如果ab<0,那么f(x)为单调函数C.如果ab>0,那么函数f(x)没有零点D.如果ab=1,那么函数f(x)的最小值为213.(2021广东汕头高三三模)函数y=a x-3+1(a>0,且a≠1)的图像恒过定点A,若点A在直线mx+ny-1=0上,其中m>0,n>0,则mn的最大值为.创新应用组14.(2021山东日照高三一模)已知函数f(x)=3x+1+x3x+1(a≥3),若对任意的x1,x2,x3∈R,总有f(x1),f(x2),f(x3)为某一个三角形的边长,则实数a的取值范围是.15.(2021四川自贡高三三模)函数f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f(x)+2g(x)=e x,若对任意x∈(0,2],不等式f(2x)-mg(x)≥0成立,则实数m的取值范围是.课时规范练10 指数与指数函数1.C 解析:3a-1+3a-2+3a-3=3a-3(9+3+1)=117,得3a-3=9,即a=5,所以(a+1)(a+2)(a+3)=336.2.D 解析:由图像可得a>1,0<b<1,所以b-a<0,2b-a<1,a b>1,a+b>1,ln(a+b )>0,0<b a<1.因此只有D 不正确,故选D . 3.B 解析:在同一平面直角坐标系中分别作出函数y=12x和y=√x 的图像,如图所示:当12x=√x 时,解得x=12,由图像知12x≤√x 的解集是12,+∞,故选B .4.C 解析:第二次冷却时θ1=52℃,θ0=20℃,t=6,θ=24℃,即24=20+(52-20)e -6k,解得k=ln86;第一次冷却时θ=52℃,θ0=20℃,t=2,即52=20+(θ1-20)e -ln83,解得θ1=84(℃),即该物体初始温度是84℃.5.D 解析:由题意可得g (x )=3a x,再将g (x )的图像向右平移2个单位,得到函数f (x )=3a x-2,又因为f (x )=a x ,所以a x =3a x-2,整理可得a 2=3,因为a>0,且a ≠1,解得a=√3,故选D .6.C 解析:因为log 2a=0.5a>0,则a>1,此时log 2a=0.5a<1,则有a<2,即1<a<2,又因为0.5a=0.2b⇔12x=15x⇔5b =2a ,而2<2a <4,即5b<4<5,b<1,所以b<1<a.故选C .7.ABC 解析:当0<a<1时,y=a x在定义域R 上为减函数,由题意可知y=a x的图像可上下平移,若向上平移,则-b>0,所以b<0;若向下平移,则0<b ≤1,A,B 项正确;当a>1时,y=a x在R 上为增函数,由题意可知y=a x的图像只能向上平移,所以-b>0,即b<0,C 项正确,D 项错误,故选ABC . 8.AC 解析:因为f (x )的定义域为R ,f (-x )=2-x -12-x +1=1-2x1+2x =-f (x ),故f (x )为奇函数,又因为f (x )=2x -12x +1=1-22x +1,所以f (x )在R 上单调递增.因为2x >0,所以2x +1>1,所以0<22x +1<2,所以-2<-22x+1<0,所以-1<f (x )<1,即函数f (x )的值域为(-1,1),令f (x )=2x -12x +1=0,即2x=1,解得x=0,故函数有且只有一个零点.综上可知,A,C 正确,B,D 错误. 9.(-1,1) 解析:因为函数f (x )=2|x-m|-1(m ∈R )为偶函数,所以f (-x )=f (x ),即2|-x-m|-1=2|x-m|-1,即2|-x-m|=2|x-m|,则|-x-m|=|x-m|,即|x+m|=|x-m|,解得m=0,则f (x )=2|x|-1,由f (x )<1得2|x|-1<1得2|x|<2,即|x|<1,解得-1<x<1,即不等式的解集为(-1,1).10.C 解析:因为f (x )=22x +1+ax+1(a ∈R ),所以f (2021)+f (-2021)=222021+1+2021a+1+22-2021+1-2021a+1=222021+1+2×220211+22021+2=2(22021+1)22021+1+2=4,故选C .11.ABD 解析:当a=0时,f (x )=2x,选项A 的图像满足;当a=1时,f (x )=2x+12x ,f (0)=2,且f (-x )=f (x ),此时函数是偶函数,其图像关于y 轴对称,选项B 的图像满足;当a=-1时,f (x )=2x-12x ,f (0)=0,且f (-x )=-f (x ),此时函数是奇函数,其图像关于原点对称,选项D 的图像满足;选项C 的图像过点(0,1),此时a=0,故选项C 的图像不满足,故选ABD .12.BC 解析:对A,当a=b 时,f (x )=a e -x+a e x,此时f (-x )=a e x+a e -x=f (x ),函数f (x )为偶函数,故A 错误.对B,当ab<0时,令a>0,b<0,函数y=a e x在其定义域上单调递增,函数y=xe x 在其定义域上也单调递增,故函数f (x )=a e x+xe x 在其定义域上单调递增;当a<0,b>0时,函数y=a e x在其定义域上单调递减,函数y=xe x 在其定义域上也单调递减,故函数f (x )=a e x+xe x 在其定义域上单调递减.综上,如果ab<0,那么f (x )为单调函数,故B 正确.对C,当a>0,b>0时,函数f (x )=a e x+b e -x≥2√x e x ·x e -x =2√xx >0,当a<0,b<0时,函数f (x )=-(-a e x-b e -x)≤-2√(-x e x )(-x e -x )=-2√xx <0.综上,如果ab>0,那么函数f (x )没有零点,故C 正确.对D,由ab=1,则b=1x ,当a<0,b<0时,函数f (x )=--a e x-1x e -x≤-2√(-x e x )(-1xe -x )=-2;当a>0,b>0时,函数f (x )=a e x +1x e -x≥2√x e x ·1xe -x =2,故D 错误.13.124解析:因为函数y=a x-3+1(a>0,且a ≠1)的图像恒过定点A ,所以点A 为(3,2).又因为点A 在直线mx+ny-1=0上,所以3m+2n=1.又因为m>0,n>0,所以1=3m+2n ≥2√3x ·2x ,所以mn ≤124,当且仅当{3x =2x ,3x +2x =1即{x =16,x =14时等号成立,所以mn 的最大值为124.14.[3,6] 解析:由题意可得,∀x 1,x 2,x 3∈R ,f (x 1)+f (x 2)>f (x 3)恒成立,只需2f (x )min >f (x )max .f (x )=3x +1+x 3x+1=3+x -33x +1,当a=3时,f (x )=3,满足题意;当a>3时,f (x )在R 上单调递减,3<f (x )<a ,故需2×3≥a ,即3<a ≤6.综上所述,实数a 的取值范围是[3,6].15.(-∞,4√2] 解析:根据题意,函数f (x ),g (x )分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且f (x )+2g (x )=e x ,① 可得f (-x )+2g (-x )=e -x,即f (x )-2g (x )=e -x,②联立①②,解得f (x )=12(e x+e -x),g (x )=14(e x -e -x).设t=e x-e -x,由x ∈(0,2],可得e x∈(1,e 2],由t=e x -e -x 在(0,2]上单调递增,可得t ∈(0,e 2-e -2],对任意的x ∈(0,2],不等式f (2x )-mg (x )≥0成立,即m ≤x (2x )x (x )=2(e 2x +e -2x )e x -e -x=2×(e x -e -x )2+2e x -e -x=2×x 2+2x =2×t+2x ,又由t ∈(0,e 2-e -2],则t+2x ≥2√2,当且仅当t=√2时等号成立,则x (2x )x (x )=2×(e x -e -x )2+2e x -e -x=2×x 2+2x=2×t+2x 的最小值为4√2,若m ≤x (2x )x (x )在(0,2]上恒成立,必有m ≤4√2,即m 的取值范围为(-∞,4√2].。
新课标2023版高考数学一轮总复习课时质量评价10指数与指数函数
课时质量评价(十)A组 全考点巩固练1.函数y=的值域是( )A.[0,+∞) B.[0,4]C.[0,4)D.(0,4)C 解析:函数y=中,因为16-2x≥0,所以2x≤16.因此2x∈(0,16],所以16-2x∈[0,16).故y=∈[0,4).2.(多选题)(2021·安徽江淮名校联考改编)已知函数f(x)=-,则f(x)是( )A.奇函数B.偶函数C.在R上是减函数D.在(0,+∞)上单调递增AC 解析:函数f(x)的定义域为R,关于原点对称,f(-x)=-=-,则f(-x)+f(x)=0,所以f(x)是奇函数,函数f(x)=-显然是减函数.故选AC.3.若0<a<1,b>0,且a b+a-b=2,则a b-a-b等于( )A.B.-2或2 C.-2D.2C 解析:因为a b+a-b=2,所以a2b+a-2b=8-2=6,所以(a b-a-b)2=a2b+a-2b-2=4.因为0<a<1,b>0,所以a b<a-b,从而a b-a-b=-2.4.(2021·菏泽联考)函数y=的值域为( )A.B.C.D.(0,2]A 解析:设t=2x-x2,t≤1,所以y=,t≤1,所以y∈.故选A.5.(2021·新高考全国Ⅰ卷)已知函数f(x)=x3(a·2x-2-x)是偶函数,则a=________.1 解析:因为f(x)=x3(a·2x-2-x),故f(-x)=-x3(a·2-x-2x).因为f(x)为偶函数,故f(x)=f(-x),即x3(a·2x-2-x)=-x3(a·2-x-2x),整理得到(a-1)(2x+2-x)=0,故a=1.6.(2022·保定模拟)函数f(x)=的定义域是________.(-∞,-1] 解析:要使函数f(x)=有意义,自变量x须满足:-2≥0,解得x≤-1,故函数f(x)=的定义域为(-∞,-1].7.已知函数f(x)=a|x+1|(a>0,且a≠1)的值域为[1,+∞),则a的取值范围为_____ _____,f(-4)与f(1)的大小关系是__________.(1,+∞) f(-4)>f(1) 解析:因为|x+1|≥0,函数f(x)=a|x+1|(a>0,且a≠1)的值域为[1,+∞),所以a>1.由于函数f(x)=a|x+1|在(-1,+∞)上单调递增,且它的图象关于直线x=-1对称,则函数f(x)在(-∞,-1)上单调递减,故f(1)=f(-3),f(-4)>f(1).8.已知函数f(x)=k·a-x(k,a为常数,a>0,且a≠1)的图象过点A(0,1),B(3,8).(1)求实数k,a的值;(2)若函数g(x)=,试判断函数g(x)的奇偶性,并说明理由.解:(1)由已知得解得(2)由(1)知f(x)=2x,所以g(x)=,因此g(-x)====-g(x),所以g(x)=为奇函数.B组 新高考培优练9.若函数f(x)=是奇函数,则使f(x)>3成立的x的取值范围为( )A.(-∞,-1)B.(-1,0)C.(0,1)D.(1,+∞)C 解析:因为f(x)为奇函数,所以f(-x)=-f(x),即=-,整理得(a-1)(2x+2-x +2)=0,所以a=1,所以f(x)>3,即为>3,当x>0时,2x-1>0,所以2x+1>3·2x -3,解得0<x<1;当x<0时,2x-1<0,所以2x+1<3·2x-3,无解.所以x的取值范围为(0,1).10.(多选题)下列说法中,正确的是( )A.当a>0,且a≠1时,有a3>a2B.y=()-x是增函数C.y=2|x|的最小值为1D.在同一平面直角坐标系中,y=2x与y=2-x的图象关于y轴对称CD 解析:当a>1时,a3>a2;当0<a<1时,a3<a2,A错误.y=()-x是减函数,B错误.y=2|x|的最小值为1,C正确.在同一平面直角坐标系中,y=2x与y=2-x=的图象关于y轴对称,D正确.故选CD.11.已知0<x<1,若a=log2x,b=2x,c=x2,则a,b,c的大小关系为( )A.a<b<c B.a<c<bC.c<a<b D.c<b<aB 解析:在同一直角坐标系中分别画出三个函数的图象,如图:由图可知:log2x<x2<2x.即a<c<b.故选B.12.已知函数f(x)=的图象关于点对称,则a=________,f(x)的值域为__________.1 (0,1) 解析:依题设f(x)+f(-x)=1,则+=1,整理得(a-1)[4x+(a-1)·2x+1]=0.所以a-1=0,则a=1.因此f(x)==1-,由于1+2x>1,知0<<1,所以0<f(x)<1.故f(x)的值域为(0,1).13.(2022·青岛模拟)已知定义在R上的函数f(x)=2x-.(1)若f(x)=,求x的值;(2)若2t f(2t)+mf(t)≥0对于t∈[1,2]恒成立,求实数m的取值范围.解:(1)当x<0时,f(x)=0,此时f(x)=无解.当x≥0时,f(x)=2x-,由2x-=,得2·(2x)2-3·2x-2=0,看成关于2x的一元二次方程,解得2x=2或2x=-.因为2x>0,所以x=1.(2)当t∈[1,2]时,不等式为2t+m≥0,即m(22t-1)≥-(24t-1).因为t∈[1,2],所以22t-1>0,所以m≥-(22t+1).而t∈[1,2]时,-(22t+1)∈[-17,-5],故实数m的取值范围是[-5,+∞).。
2023年高考数学一轮总复习第10讲:指数与指数函数
第1页共11页2023年高考数学一轮总复习第10讲:指数与指数函数【教材回扣】1.分数指数幂(1)a m n =________(a >0,m ,n ∈N *,且n >1);a -m n=________(a >0,m ,n ∈N *,且n >1);0的正分数指数幂等于0;0的负分数指数幂没有意义.(2)有理数指数幂的运算性质:a r a s =________,(a r )s =________,(ab )r =________,其中a >0,b >0,r ,s ∈Q .2.指数函数的图象与性质y =a x a >10<a <1图象定义域________值域________性质过定点________当x >0时,________;当x <0时,□10________当x >0时,□11________;当x <0时,□12________在(-∞,+∞)上是□13________在(-∞,+∞)上是□14________【题组练透】题组一判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)1.n a n 与(n a )n 都等于a (n ∈N *).()2.2a ·2b =2ab .()3.函数y =3·2x 与y =2x +1都不是指数函数.()4.若a m <a n (a >0,且a ≠1),则m <n .()题组二教材改编1.(多选题)设a >0,则下列运算中不正确的是()A .a 43a 34=a B .a ÷a 23=a 32C .a 23a-23=0D .(a 14)4=a 2.如图,①②③④中不属于函数y =2x ,y =6x ,y 的一个是()。
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课时跟踪检测(十) 指数与指数函数
一、题点全面练
1.··的化简结果为( )
A.2 B.3
C.4 D.6
解析:选B 原式=3··12
=3·3·2·4·3
=3++·2
=3·20=3.
2.函数f(x)=ax-b的图象如图所示,其中a,b为常数,则下列结论中正确的是( )
A.a>1,b<0
B.a>1,b>0
C.0<a<1,0<b<1
D.0<a<1,b<0
解析:选D 法一:由题图可知0<a<1,当x=0时,a-b∈(0,1),故-b>0,得b<0.故选D.
法二:由图可知0<a<1,f(x)的图象可由函数y=ax的图象向左平移得到,故-b>0,则b<0.故选D.
3.化简4a·b÷的结果为( )
A.-B.-
C.-D.-6ab
解析:选C 原式=4÷ab=-6ab-1=-,故选C.
4.设x>0,且1<bx<ax,则( )
A.0<b<a<1 B.0<a<b<1
C.1<b<a D.1<a<b
解析:选C 因为1<bx,所以b0<bx,
因为x>0,所以b>1,
因为bx<ax,所以x>1,
因为x>0,所以>1,所以a>b,所以1<b<a.故选C.
5.已知a=(),b=2,c=9,则a,b,c的大小关系是( )
A.b<a<c B.a<b<c
C.b<c<a D.c<a<b
解析:选A a=()=2=2,b=2,c=9=3,
由函数y=x在(0,+∞)上为增函数,得a<c,
由函数y=2x在R上为增函数,得a>b,
综上得c>a>b.故选A.
6.函数f(x)=ax+b-1(其中0<a<1,且0<b<1)的图象一定不经过( )
A.第一象限B.第二象限
C.第三象限D.第四象限
解析:选C 由0<a<1可得函数y=ax的图象单调递减,且过第一、二象限,因为0<b <1,所以-1<b-1<0,
所以0<1-b<1,
y=ax的图象向下平移1-b个单位即可得到y=ax+b-1的图象,
所以y=ax+b-1的图象一定在第一、二、四象限,一定不经过第三象限.故选C.
7.已知函数f(x)=则函数f(x)是( )
A.偶函数,在[0,+∞)单调递增
B.偶函数,在[0,+∞)单调递减
C.奇函数,且单调递增
D.奇函数,且单调递减
解析:选C 易知f(0)=0,当x>0时,f(x)=1-2-x,-f(x)=2-x-1,此时-x<0,则f(-x)=2-x-1=-f(x);当x<0时,f(x)=2x-1,-f(x)=1-2x,此时-x>0,则f(-x)=1-2-(-x)=1-2x=-f(x).即函数f(x)是奇函数,且单调递增,故选C.
8.二次函数y=-x2-4x(x>-2)与指数函数y=x的交点有( )
A.3个B.2个
C.1个D.0个
解析:选C 因为二次函数y=-x2-4x=-(x+2)2+4(x>-2),且x=-1时,y=-x2-4x=3,
y=x=2,
在坐标系中画出y=-x2-4x(x>-2)与y=x的大致图象,
由图可得,两个函数图象的交点个数是1.故选C.
9.已知函数f(x)=x-4+,x∈(0,4),当x=a时,f(x)取得最小值b,则函数g(x)=a|x +b|的图象为( )
解析:选A 因为x∈(0,4),所以x+1>1,
所以f(x)=x-4+=x+1+-5≥2 -5=1,
当且仅当x=2时取等号,此时函数有最小值1,
所以a=2,b=1,
此时g(x)=2|x+1|=
此函数图象可以看作由函数y=的图象向左平移1个单位得到.
结合指数函数的图象及选项可知A正确.故选A.
10.函数f(x)=的单调递减区间为________.
解析:设u=-x2+2x+1,∵y=u在R上为减函数,∴函数f(x)=的单调递减区间即为函数u=-x2+2x+1的单调递增区间.
又u=-x2+2x+1的单调递增区间为(-∞,1],
∴f(x)的单调递减区间为(-∞,1].
答案:(-∞,1]
11.不等式<恒成立,则a的取值范围是________.
解析:由指数函数的性质知y=x是减函数,
因为<恒成立,
所以x2+ax>2x+a-2恒成立,
所以x2+(a-2)x-a+2>0恒成立,
所以Δ=(a-2)2-4(-a+2)<0,
即(a-2)(a-2+4)<0,
即(a-2)(a+2)<0,
故有-2<a<2,即a的取值范围是(-2,2).
答案:(-2,2)
12.已知函数f(x)=x3(a>0,且a≠1).
(1)讨论f(x)的奇偶性;
(2)求a的取值范围,使f(x)>0在定义域上恒成立.
解:(1)由于ax-1≠0,则ax≠1,得x≠0,
∴函数f(x)的定义域为{x|x≠0}.
对于定义域内任意x,有
f(-x)=(-x)3
=(-x)3
=(-x)3
=x3=f(x),
∴函数f(x)是偶函数.
(2)由(1)知f(x)为偶函数,
∴只需讨论x>0时的情况,当x>0时,要使f(x)>0,
则x3>0,
即+>0,
即>0,则ax>1.
又∵x>0,∴a>1.
∴当a∈(1,+∞)时,f(x)>0.
二、专项培优练
(一)易错专练——不丢怨枉分
1.设y=f(x)在(-∞,1]上有定义,对于给定的实数K,定义fK(x)=给出函数f(x)=2x +1-4x,若对于任意x∈(-∞,1],恒有fK(x)=f(x),则( )
A.K的最大值为0 B.K的最小值为0
C.K的最大值为1 D.K的最小值为1
解析:选D 根据题意可知,对于任意x∈(-∞,1],恒有fK(x)=f(x),则f(x)≤K在x ≤1上恒成立,即f(x)的最大值小于或等于K即可.
令2x=t,则t∈(0,2],f(t)=-t2+2t=-(t-1)2+1,可得f(t)的最大值为1,
∴K≥1,故选D.
2.已知实数a,b满足>a>b>,则( )
A.b<2 B.b>2
C.a<D.a>
解析:选B 由>a,得a>1,由a>b,得2a>b,故2a<b,由b>,得b>4,得b<4.由2a<b,得b>2a>2,a<<2,故1<a<2,2<b<4.
对于选项A、B,由于b2-4(b-a)=(b-2)2+4(a-1)>0恒成立,故A错误,B正确;对于选项C,D,a2-(b-a)=2-,由于1<a<2,2<b<4,故该式的符号不确定,故C、D错误.故选B.
3.设a>0,且a≠1,函数y=a2x+2ax-1在[-1,1]上的最大值是14,求实数a的值.解:令t=ax(a>0,且a≠1),
则原函数化为y=f(t)=(t+1)2-2(t>0).
①当0<a<1,x∈[-1,1]时,t=ax∈,
此时f(t)在上为增函数.
所以f(t)max=f=2-2=14.
所以2=16,解得a=-(舍去)或a=.
②当a>1时,x∈[-1,1],t=ax∈,
此时f(t)在上是增函数.
所以f(t)max=f(a)=(a+1)2-2=14,
解得a=3或a=-5(舍去).
综上得a=或3.
(二)交汇专练——融会巧迁移
4.[与基本不等式交汇]设f(x)=ex,0<a<b,若p=f,q=f,r=,则下列关系式中正确的是( )
A.q=r<p B.p=r<q
C.q=r>p D.p=r>q
解析:选C ∵0<a<b,∴>,又f(x)=ex在(0,+∞)上为增函数,∴f>f(),即q>p.又r===e=q,故q=r>p.故选C.
5.[与一元二次函数交汇]函数y=x-x+1在区间[-3,2]上的值域是________.
解析:令t=x,
因为x∈[-3,2],所以t∈,
故y=t2-t+1=2+.
当t=时,ymin=;
当t=8时,ymax=57.
故所求函数的值域为.
答案:
6.[与函数性质、不等式恒成立交汇]已知定义域为R的函数f(x)=是奇函数.
(1)求a,b的值;
(2)若对任意的t∈R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0恒成立,求k的取值范围.
解:(1)因为f(x)是R上的奇函数,
所以f(0)=0,即=0,解得b=1.
从而有f(x)=.
又由f(1)=-f(-1)知=-,解得a=2.
(2)由(1)知f(x)==-+,
由上式易知f(x)在R上为减函数,又因为f(x)是奇函数,从而不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0等价于f(t2-2t)<-f(2t2-k)=f(-2t2+k).
因为f(x)是R上的减函数,由上式推得t2-2t>-2t2+k.
即对一切t∈R有3t2-2t-k>0,
从而Δ=4+12k<0,解得k<-.
故k的取值范围为.。