高中数学人教B版(2019)必修第二册第四章章末检测
人教B版(2019)高中数学选择性必修第二册课程目录与教学计划表
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人教B版(2019)高中数学选择性必修第二册
课程目录与教学计划表
教材课本目录是一本书的纲领,是教与学的路线图。
不管是做教学计划、实施教学活动,还是做学习计划、复习安排、工作总结,都离不开目录。
目录是一本书的知识框架,要做到心中有书、胸有成竹,就从目录开始吧!
课程目录教学计划、进度、课时安排选择性必修第二册
第三章排列、组合与二项式定理
3.1 排列与组合
3.1.1 基本计数原理
3.1.2 排列与排列数
3.1.3 组合与组合数
本节综合与测试
3.2 数学探究活动:生日悖论的解释与模拟
3.3 二项式定理与杨辉三角
本章综合与测试
第四章概率与统计
4.1 条件概率与事件的独立性
4.1.1 条件概率
4.1.2 乘法公式与全概率公式
4.1.3 独立性与条件概率的关系.
本节综合与测试
4.2 随机变量
4.2.1 随机变量及其与事件的联系
4.2.2 离散型随机变量的分布列
4.2.3 二项分布与超几何分布
4.2.4 随机变量的数字特征
4.2.5 正态分布
本节综合与测试
4.3 统计模型
4.3.1 一元线性回归模型
4.3.2 独立性检验
本节综合与测试
4.4 数学探究活动:了解高考选考科目的确定是否与性别有关
本章综合与测试
本册综合。
2022年秋高中数学第四章概率与统计测评试题二新人教B版选择性必修第二册
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第四章测评(二)一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.某校一个课外学习小组为研究某作物种子的发芽率y和温度x(单位:℃)的关系,在20个不同的温度条件下进行种子发芽实验,由实验数据(x i,y i)(i=1,2,…,20)得到下面的散点图:由此散点图,在10 ℃至40 ℃之间,下面四个回归方程类型中最适宜作为发芽率y和温度x的回归方程类型的是()A.y=a+bxB.y=a+bx2C.y=a+b e xD.y=a+b ln x2.(2021安徽淮南田家庵校级月考)在建立两个变量y与x的回归模型中,分别选择了4个不同的模型,模型1的相关系数r为0.88,模型2的相关系数r为0.945,模型3的相关系数r为0.66,模型4的相关系数r为0.01,其中拟合效果最好的模型是()A.模型1B.模型2C.模型3D.模型43.设X~N(μ1,σ12),Y~N(μ2,σ22),这两个正态曲线如图所示,下列结论中正确的是()A.P(Y≥μ2)≥P(Y≥μ1)B.P(X≤σ2)≤P(X≤σ1)C.对任意正数t,P(X≥t)≥P(Y≥t)D.对任意正数t,P(X≤t)≥P(Y≤t)4.(2021安徽宣城郎溪校级月考)甲、乙两人各进行1次射击,如果两人击中目标的概率都是0.7,则其中恰有1人击中目标的概率是( ) A.0.49B.0.42C.0.7D.0.915.某地区植被被破坏,土地沙化越来越严重,最近三年测得沙漠面积增加值分别为0.2万公顷、0.39万公顷和0.78万公顷,则沙漠面积增加数y (单位: 万公顷)关于年数x (单位:年)的函数关系较为接近的是( ) A.y=0.2x B.y=0.1x 2+0.1x C.y=0.2+log 4xD.y=2x106.(2021江西抚州南城校级期中)设离散型随机变量X 的分布列为若随机变量Y=X-2,则P (Y=2)等于( ) A.0.3B.0.4C.0.6D.0.77.(2021北京西城校级期中)在一段时间内,甲去博物馆的概率为0.8,乙去博物馆的概率为0.7,且甲乙两人各自行动,则在这段时间内,甲乙两人至少有一个去博物馆的概率是( ) A.0.56B.0.24C.0.94D.0.848.(2021陕西榆林一模)设0<a<12,0<b<12,随机变量ξ的分布列为当a 在0,12内增大时,( ) A.E (ξ)增大,D (ξ)增大 B.E (ξ)增大,D (ξ)减小 C.E (ξ)减小,D (ξ)增大 D.E (ξ)减小,D (ξ)减小二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.9.对某中学的高中女生体重y(单位:kg)与身高x(单位:cm)进行线性回归分析,根据样本数据(x i,y i)(i=1,2,3,…,12),计算得到相关系数r=0.996 2,用最小二乘法近似得到回归直线方程为y^=0.85x-85.71,则以下结论正确的是()A.y与x正相关B.x与y具有较强的线性相关关系,得到的回归直线方程有价值C.若该中学某高中女生身高增加1 cm,则其体重约增加0.85 kgD.若该中学某高中女生身高为160 cm,则可断定其体重为50.29 kg10.(2021福建福州一模)“一粥一饭,当思来之不易”,道理虽简单,但每年我国还是有2 000多亿元的餐桌浪费,被倒掉的食物相当于2亿多人一年的口粮.为营造“节约光荣,浪费可耻”的氛围,某市发起了“光盘行动”.某机构为调研民众对“光盘行动”的认可情况,在某大型餐厅中随机调查了90位来店就餐的客人,制成如下列联表,通过计算得到χ2的值为9.已知P(χ2≥6.635)=0.010,P(χ2≥10.828)=0.001,则下列判断正确的是()A.在该餐厅用餐的客人中大约有66.7%的客人认可“光盘行动”B.在该餐厅用餐的客人中大约有99%的客人认可“光盘行动”C.有99%的把握认为“光盘行动”的认可情况与年龄有关D.在犯错误的概率不超过0.1%的前提下,认为“光盘行动”的认可情况与年龄有关11.(2021新高考Ⅰ)有6个相同的球,分别标有数字1,2,3,4,5,6,从中有放回地随机取两次,每次取1个球.甲表示事件“第一次取出的球的数字是1”,乙表示事件“第二次取出的球的数字是2”,丙表示事件“两次取出的球的数字之和是8”,丁表示事件“两次取出的球的数字之和是7”,则下列说法错误的是( ) A.甲与丙相互独立 B.甲与丁相互独立 C.乙与丙相互独立 D.丙与丁相互独立12.小张从家到公司开车有两条线路,所需时间(单位:分钟)随交通堵塞状况有所变化,其概率分布如表所示,则下列说法正确的是( )A.任选一条线路,“所需时间小于50分钟”与“所需时间为60分钟”是对立事件B.从所需的平均时间看,线路一比线路二更节省时间C.如果要求在45分钟以内从家赶到公司,小张应该走线路一D.若小张上、下班走不同线路,则所需时间之和大于100分钟的概率为0.04 三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.(2021四川成都武侯校级模拟)已知某产品的销售额y (单位:万元)与广告费用x (单位:万元)之间的关系如表所示,若销售额与广告费用之间的回归直线方程为y ^=6.5x+a ^,预计当广告费用为6万元时的销售额约为 万元.14.一个袋子内装有除颜色不同外其余完全相同的3个白球和2个黑球,从中不放回地任取两次,每次取一球,在第一次取到的是白球的条件下,第二次也取到白球的概率是 .15.(2021福建福州期中)已知随机变量ξ服从二项分布,即ξ~B6,12,则E (2ξ+3)= ,D (2ξ+3)= .16.(2021浙江杭州期中)已知随机变量ξ的分布列如表所示,若P (ξ≤x )=34,则实数x 的取值范围是 .四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.(10分)(2021山东模拟)短视频已成为很多人生活中娱乐不可或缺的一部分,很多人喜欢将自己身边的事情拍成短视频发布到网上,某人统计了发布短视频后1~8天的点击量(单位:万次)的数据并进行了初步处理,得到下面的散点图及一些统计量的值.其中t i =x i 2.某位同学分别用两种模型:①y ^=b ^x 2+a ^,②y ^=d ^x+c ^进行拟合. (1)根据散点图,比较模型①,②的拟合效果,应该选择哪个模型?(2)根据(1)的判断结果及表中数据建立y 关于x 的回归方程;(在计算回归系数时精确到0.01) (3)预测该短视频发布后第10天的点击量是多少.附:b ^=∑i=1n(x i -x)(y i -y)∑i=1n (x i -x)2,a ^=y −b ^x .18.(12分)(2021陕西模拟)为了调查某校学生对学校食堂的某种食品的喜爱是否与性别有关,随机对该校100名性别不同的学生进行了调查,得到如下列联表.(1)请将上述列联表补充完整;(2)判断是否有99.9%的把握认为是否喜爱某种食品与性别有关?(3)用分层抽样的方法在喜爱某种食品的学生中抽6人,现从这6名学生中随机抽取2人,求恰好有1名男生喜爱某种食品的概率.附:χ2=n(ad -bc)2(a+b)(c+d)(a+c)(b+d),其中n=a+b+c+d.19.(12分)从某企业生产的某种产品中抽取500件,测量这些产品的一项质量指标值,由测量结果得到如图频率分布直方图:(1)求这500件产品质量指标值的样本平均数x和样本方差s2(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表);(2)由直方图可以认为,这种产品的质量指标值Z服从正态分布N(μ,σ2),其中μ近似为样本平均数x,σ2近似为样本方差s2.①利用该正态分布,求P(187.8≤Z≤212.2);②某用户从该企业购买了100件这种产品,记X表示这100件产品中质量指标值位于区间[187.8,212.2]的产品件数,利用①的结果,求E(X).附:√150≈12.2.若Z~N(μ,σ2),则P(μ-σ≤Z≤μ+σ)≈0.683,P(μ-2σ≤Z≤μ+2σ)≈0.954.20.(12分)(2021四川自贡模拟)在一次产品质量抽查中,发现某箱5件产品中有2件次品.(1)从该箱产品中随机抽取1件产品,求抽到次品的概率;(2)从该箱产品中依次不放回随机抽取2件产品,求抽出的2件产品中有次品的概率P;(3)若重复进行(2)的试验10次,则出现次品次数的期望是10P,请问上述结论是否正确?请简要说明理由.21.(12分)(2021新高考Ⅰ)某学校组织“一带一路”知识竞赛,有A,B两类问题.每位参加比赛的同学先在两类问题中选择一类并从中随机抽取一个问题回答,若回答错误则该同学比赛结束;若回答正确则从另一类问题中再随机抽取一个问题回答,无论回答正确与否,该同学比赛结束.A类问题中的每个问题回答正确得20分,否则得0分;B类问题中的每个问题回答正确得80分,否则得0分.已知小明能正确回答A类问题的概率为0.8,能正确回答B类问题的概率为0.6,且能正确回答问题的概率与回答次序无关.(1)若小明先回答A类问题,记X为小明的累计得分,求X的分布列;(2)为使累计得分的期望最大,小明应选择先回答哪类问题?并说明理由.22.(12分)小明在某物流派送公司找到了一份派送员的工作,该公司给出了两种日薪薪酬方案.甲方案:底薪100元,每派送一单奖励1元;乙方案:底薪140元,每日前54单没有奖励,超过54单的部分每单奖励20元.(1)请分别求出甲、乙两种薪酬方案中日薪y(单位:元)与送货单数n的函数关系式.(2)根据该公司所有派送员100天的派送记录,发现派送员的日平均派送单数满足以下条件:在这100天中的派送量指标满足如图所示的频率分布直方图,其中当某天的派送量指标在m-15,m 5(m=1,2,3,4,5)时,日平均派送量为50+2m单,若将频率视为概率,回答下列问题:①估计这100天中的派送量指标的平均数(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表);②根据以上数据,设每名派送员的日薪为X(单位:元),试分别求出甲、乙两种方案的日薪X的分布列及数学期望.请利用数学期望帮助小明分析他选择哪种薪酬方案比较合适?并说明你的理由.参考答案第四章测评(二)1.D 结合题中散点图,由图象的大致走向判断,此函数应该是对数函数模型,故应该选用的函数模型为y=a+b ln x.2.B 在4个不同的回归模型中,模型2的相关系数r=0.945最大,所以拟合效果最好.故选B.3.D 由图象知,μ1<μ2,σ1<σ2,P (Y ≥μ2)=12, P (Y ≥μ1)>12,故P (Y ≥μ2)<P (Y ≥μ1),故A 错误;因为σ1<σ2,所以P (X ≤σ2)>P (X ≤σ1),故B 错误;对任意正数t ,P (X ≥t )<P (Y ≥t ),故C 错误;对任意正数t ,P (X ≤t )≥P (Y ≤t ),故D 正确.故选D.4.B 甲、乙两人各进行1次射击,两人击中目标的概率都是0.7,则其中恰有1人击中目标的概率是C 21×0.7×0.3=0.42. 故选B.5.D 将(1,0.2),(2,0.39),(3,0.78)代入y=0.2x ,当x=3时,y=0.6,和0.78相差较大;将(1,0.2),(2,0.39),(3,0.78)代入y=0.1x 2+0.1x ,当x=2时,y=0.6,和0.39相差较大;将(1,0.2),(2,0.39),(3,0.78)代入y=0.2+log 4x ,当x=2时,y=0.7,和0.39相差较大;将(1,0.2),(2,0.39),(3,0.78)代入y=2x 10,当x=1时,y=0.2,当x=2时,y=0.4,与0.39相差0.01,当x=3时,y=0.8,和0.78相差0.02.综合以上分析,选用函数关系y=2x 10较为接近. 故选D.6.A 由离散型随机变量X 的分布列得0.2+0.1+0.1+0.3+m=1,解得m=0.3,因为随机变量Y=X-2,所以P (Y=2)=P (X=4)=0.3.故选A.7.C 根据题意,设甲去博物馆为事件A ,乙去博物馆为事件B ,则P (A )=0.8,P (B )=0.7,则P (A )=0.2,P (B )=0.3,两人都不去博物馆的概率P (AB )=0.2×0.3=0.06,则甲乙两人至少有一个去博物馆的概率P=1-P (AB )=0.94.故选C.8.D 由题意可得E (ξ)=-12+b=-a ,D (ξ)=(-1+a )2×12+(0+a )2×a+(1+a )2×b=-a+122+54.当a 在0,12内增大时,E (ξ)减小,D (ξ)减小.故选D.9.ABC 由于回归直线方程中x 的系数为0.85>0,因此y 与x 正相关,故A 正确;根据相关系数r=0.9962接近1,故B 正确;由回归直线方程中系数的意义可得身高x 每增加1cm,其体重约增加0.85kg,故C 正确;当某女生的身高为160cm 时,其体重估计值是50.29kg,而不是确定值,故D 错误.故选ABC. 10.AC 因为χ2的值为9,且P (χ2≥6.635)=0.010,P (χ2≥10.828)=0.001,因为9>6.635,但9<10.828,所以有99%的把握认为“光盘行动”的认可情况与年龄有关,或者说,在犯错误的概率不超过1%的前提下,认为“光盘行动”的认可情况与年龄有关,所以选项C 正确,选项D 错误;由表可知认可“光盘行动”的人数为60人,所以在该餐厅用餐的客人中认可“光盘行动”的比例约为6090×100%≈66.7%,故选项A 正确,选项B 错误.故选AC.11.ACD 由已知得P (甲)=16,P (乙)=16, P (丙)=56×6=536,P (丁)=66×6=16,P (甲丙)=0≠P (甲)P (丙),P (甲丁)=16×6=136,P (乙丙)=16×6=136≠P (乙)P (丙),P (丙丁)=0≠P (丙)P (丁).由于P (甲丁)=P (甲)·P (丁)=136,根据相互独立事件的性质,知事件甲与丁相互独立,故B 正确,A,C,D 错误.12.BD “所需时间小于50分钟”与“所需时间为60分钟”是互斥而不对立事件,A 错误; 线路一所需的平均时间为30×0.5+40×0.2+50×0.2+60×0.1=39分钟,线路二所需的平均时间为30×0.3+40×0.5+50×0.1+60×0.1=40分钟,所以线路一比线路二更节省时间,B 正确;线路一所需时间小于45分钟的概率为0.7,线路二所需时间小于45分钟的概率为0.8,小张应该选线路二,故C 错误;所需时间之和大于100分钟,则线路一、线路二的时间可以为(50,60),(60,50)和(60,60)三种情况, 概率为0.2×0.1+0.1×0.1+0.1×0.1=0.04,故D 正确.故选BD.13.48 ∵x =15×(0+1+2+3+4)=2,y =15×(10+15+20+30+35)=22, ∴a ^=22-6.5×2=9,则y ^=6.5x+9,取x=6,得y ^=6.5×6+9=48.14.12 记事件A :第一次取得白球, 事件B :第二次取得白球.则P (B|A )=P(AB)P(A)=3×25×435=12.15.9 6 ∵随机变量ξ~B 6,12,∴E (ξ)=6×12=3,D (ξ)=6×12×12=32.则E (2ξ+3)=2E (ξ)+3=9,D (2ξ+3)=22D (ξ)=6.16.[2,3) 由随机变量ξ的分布列,结合P (ξ≤x )=34,得P (ξ≤x )=P (ξ=-2)+P (ξ=0)+P (ξ=2)=14+14+14=34,故实数x 的取值范围是[2,3). 17.解(1)由散点图可知,模型①效果更好.(2)∵t i =x i 2,∴y ^=b ^t+a ^,∵b ^=∑i=18(t i -t)(y i -y)∑i=18(t i-t)2=686.83570≈0.19,∴a ^=y −b ^t =5-0.19×25.5≈0.16,∴y ^=0.19x 2+0.16.(3)由(2)可知,令x=10,则y ^=0.19×100+0.16=19.16.预测该短视频发布后第10天的点击量是19.16万次.18.解(1)完成列联表如下:(2)由(1)得χ2=100×(20×10-30×40)250×50×60×40=503≈16.667>10.828,所以有99.9%的把握认为是否喜爱某种食品与性别有关.(3)用分层抽样的方法在喜爱某种食品的学生中抽6人,则其中男生有20×660=2(人),女生有4人.则从这6名学生中随机抽取2人有C 62=15(种)结果,其中恰好有1名男生喜爱某种食品有C 21C 41=8(种)结果,故所求的概率P=815.19.解(1)这500件产品质量指标值的样本平均数x 和样本方差s 2分别为 x =170×0.02+180×0.09+190×0.22+200×0.33+210×0.24+220×0.08+230×0.02=200, s 2=(-30)2×0.02+(-20)2×0.09+(-10)2×0.22+0×0.33+102×0.24+202×0.08+302×0.02=150.(2)①由(1)知,Z~N (200,150),因为σ=√150≈12.2,从而P (187.8≤Z ≤212.2)=P (200-12.2≤Z ≤200+12.2)≈0.683.②由①知,一件产品的质量指标值位于区间[187.8,212.2]的概率约为0.683,依题意知X~B (100,0.683),所以E (X )=100×0.683=68.3.20.解(1)从该箱产品中随机抽取1件产品,抽到次品的概率为25.(2)从该箱产品中依次不放回随机抽取2件产品,抽出的2件产品中有次品的概率P=1-35×24=710.(3)正确.若重复进行(2)的试验10次,则出现次品的次数X~B 10,710,所以出现次品的次数E (X )=10×710=7=10P.21.解(1)X=0,20,100. P (X=0)=1-0.8=0.2=15,P (X=20)=0.8×(1-0.6)=45×25=825,P (X=100)=0.8×0.6=45×35=1225.所以X 的分布列为(2)若小明先回答A 类问题,期望为E (X ).则E (X )=0×15+20×825+100×1225=2725.若小明先回答B类问题,Y为小明的累计得分, Y=0,80,100,P(Y=0)=1-0.6=0.4=25,P(Y=80)=0.6×(1-0.8)=35×15=325,P(Y=100)=0.6×0.8=35×45=1225.E(Y)=0×25+80×325+100×1225=2885.因为E(X)<E(Y),所以小明应选择先回答B类问题.22.解(1)甲方案中派送员日薪y与送单数n的函数关系式为y=100+n,n∈N,乙方案中派送员日薪y与送单数n的函数关系式为y={140,n≤54,n∈N,20n-940,n≥55,n∈N.(2)①(0.1×1+0.3×1.5+0.5×1+0.7×1+0.9×0.5)×0.2=0.44.②X甲的分布列为所以E(X甲)=152×0.2+154×0.3+156×0.2+158×0.2+160×0.1=155.4. X乙的分布列为所以E(X乙)=140×0.5+180×0.2+220×0.2+260×0.1=176.由以上的计算结果可以看出,E(X甲)<E(X乙),即甲方案日工资期望小于乙方案日工资期望,所以小明应选择乙方案.。
人教B版高中数学必修第二册课后习题 第4章 指数函数、对数函数与幂函数 第4章末测评卷
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第四章测评一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.函数y=x 53的图象大致是( )2.已知f(x)=a-x(a>0且a≠1),且f(-2)>f(-3),则实数a的取值范围是( )A.(0,+∞)B.(1,+∞)C.(-∞,1)D.(0,1)3.若函数f(x)=1+3-x的反函数为g(x),则g(10)=( )A.2B.-2C.3D.-14.函数f(x)=lo g12(2x-x2)的单调递减区间为( )A.(0,2)B.(-∞,1]C.[1,2)D.(0,1]5.函数f(x)=a x-2+3(a>0且a≠1)的图象恒过定点P,点P 又在幂函数g(x)的图象上,则g(3)的值为( ) A.4B.8C.9D.166.10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F 遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心成功发射升空,载人飞船精准进入预定轨道,顺利将3名宇航员送入太空,发射取得圆满成功.已知在不考虑空气阻力和地球引力的理想状态下,可以用公式v=v 0·ln Mm 计算火箭的最大速度v(单位:m/s),其中v 0(单位:m/s)是喷流相对速度大小,m(单位:kg)是火箭(除推进剂外)的质量,M(单位:kg)是推进剂与火箭质量的总和,Mm 称为“总质比”.若某型火箭的喷流相对速度大小为1 000 m/s,当总质比为625时,该型火箭的最大速度约为( )(附:lg e≈0.434,lg 2≈0.301) A.5 790 m/s B.6 219 m/s C.6 442 m/s D.6 689 m/s7.设a=log 32,b=ln 2,c=5-12,则( ) A.a<b<c B.b<c<a C.c<a<bD.c<b<a8.若对于任意-1)2的取值范围是( ) A.(-∞,13)B.(-∞,13]C.(-∞,1)D.(-∞,1]二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.9.已知a>0,b>0,2a+b=1,则( ) A.log 0.5a+log 0.5b 的最大值为3 B.4a +2b 的最小值为2√2 C.a ∈(0,12)D.a 2+b 2的最小值为1410.设a,b,c 都是正数,且4a =6b =9c ,则下列结论正确的是( ) A.ab+bc=2ac B.ab+bc=ac C.4b ·9b =4a ·9c D.1c=2b−1a11.已知函数f(x)={2x -4,x ≥0,-x 2-4x +1,x <0,则关于x 的方程[f(x)]2-3f(x)+2=0的解可以为( ) A.-4B.0C.-2D.log 2612.关于函数f(x)=|ln|2-x||,下列描述正确的有 ( )A.f(x)在区间(1,2)内单调递增B.y=f(x)的图象关于直线x=2对称C.若x 1≠x 2,f(x 1)=f(x 2),则x 1+x 2=4D.f(x)有且仅有两个零点三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.方程log 3(3x-1)=log 3(x-1)+log 3(3+x)的解为x= . 14.函数y=12x,-3≤x≤1的值域是 .15.若log a 23<1,则实数a 的取值范围是 .16.已知函数f(x)={lnx ,x >0,e x +1,x ≤0,且函数g(恰有两个不同的零点,则实数m 的取值范围是 .四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.(10分)计算题: (1)√2-1-(-9.6)0+√(√2-e )44−(827)23+(32)-2.(2)lg 4+2lg 5+log 45·log 514.+a).18.(12分)已知函数f(x)=log2(12x(1)若函数f(x)是R上的奇函数,求实数a的值;(2)若函数f(x)的定义域是R,求实数a的取值范围;(3)若函数f(x)在区间[0,1]上的最大值与最小值的差不小于2,求实数a 的取值范围.19.(12分)已知函数f(x)=lg(10x-1).(1)求函数f(x)的定义域和值域;(2)设函数g(x)=f(x)-lg(10x+1),若关于x的不等式g(x)<t恒成立,求实数t的取值范围.20.(12分)在刚刷完漆的室内放置空气净化器,净化过程中有害气体含量P(单位:mg/L)与时间t(单位:h)的关系为:P=P0e-kt,其中P0,k是正常数,如果在前5 h消除了10%的有害气体,那么(1)10 h后还剩百分之几的有害气体?(2)有害气体减少50%需要花多少时间?(精确到1 h)(参考数据:ln2≈0.693 1,ln 0.9≈-0.105 4)21.(12分)已知a>0且a≠1,函数f(x)=log a2.1-x(1)求f(x)的定义域及其零点;(2)设g(x+3,当a>1时,若对任意x1∈(-∞,-1],存在x2∈[3,4],使得f(x1)≤g(的取值范围.22.(12分)给出下面两个条件:①函数f(x)的图象与直线y=-1只有一个交点;②函数f(x)的两个零点的差的绝对值为2.在这两个条件中选择一个,将下面问题补充完整,使函数f(x)的解析式确定.已知二次函数f(x)=ax2+bx+c满足f(x+1)-f(x)=2x-1,且. (1)求f(x)的解析式;,27],2f(log3的取值范围.(2)若对任意x∈[19参考答案第四章测评1.B 函数y=x 53=√x53的定义域为R,且此函数在定义域上是增函数,故排除选项A,C;当0<x<1时,x 53<x,所以x∈(0,1)时,函数y=x53图象要在函数y=x图象的下方,排除选项D.故选B.2.D3.B 令y=1+3-x,得x=-log3(y-1),∴g(x)=-log3(x-1)(x>1),∴g(10)=-2.4.D 记u(x)=2x-x2=-(x-1)2+1,u(x)的图象为抛物线,对称轴为x=1,且开口向下,令u(x)>0,解得x∈(0,2),①当x∈(0,1]时,u(x)单调递增,f(x)=lo g12u(x)单调递减,即原函数的单调递减区间为(0,1];②当x∈[1,2)时,u(x)单调递减,f(x)=lo g12u(x)单调递增,即原函数的单调递增区间为[1,2).故选D.5.C ∵f(x)=a x-2+3,令x-2=0,得x=2,∴f(2)=a0+3=4,∴f(x)的图象恒过点(2,4).设g(x)=x a,把P(2,4)代入得2a=4,∴a=2,∴g(x)=x2,∴g(3)=32=9.故选C.6.C 由题得v=v 0·ln Mm =1000×ln625=1000×4lg5lge=1000×4×(1-lg2)lge≈6442m/s.故选C.7.C a=log 32=1log 23,b=ln2=1log 2e,而log 23>log 2e>1,所以a<b,c=5-12=√5,而√5>2=log 24>log 23,所以c<a,综上c<a<b.故选C. 8.C ∵2-1)2x<1(-1<12x=(12)x对于任意x ∈(-∞,-1]恒成立.∵-1<2,解得m<1.∴实数m 的取值范围是(-∞,1).故选C.9.BC a>0,b>0,2a+b=1⇒ab≤18,则log 0.5a+log 0.5b=log 0.5ab≥3,当且仅当a=14,b=12时,等号成立,故A 错误;4a +2b =22a +2b ≥2√2,当且仅当a=14,b=12时,等号成立,故B 正确;a>0,b>0,2a+b=1⇒b=1-2a>0⇒0<a<12,故C 正确;a 2+b 2=a 2+(1-2a)2=5a 2-4a+1,0<a<12,则当a=25时,有最小值为15,故D 错误.10.ACD 设4a =6b =9c =t,t>1,则a=log 4t,b=log 6t,c=log 9t,所以b c+ba=log 6t log 9t+log 6t log 4t =lgt lg6lgt lg9+lgt lg6lgt lg4=lg9lg6+lg4lg6=lg9+lg4lg6=lg (9×4)lg6=lg62lg6=2,即b c+ba=2,所以1c+1a=2b,所以1c=2b−1a,故D 正确;由b c+ba=2,所以ab+bc=2ac,故A正确,B 错误;因为4a ·9c =4a ·4a =(4a )2,4b ·9b =(4×9)b =(62)b =(6b )2.又4a =6b =9c ,所以(4a )2=(6b )2,即4b ·9b =4a ·9c ,故C 正确.故选ACD. 11.AD [f(x)]2-3f(x)+2=0,[f(x)-1][f(x)-2]=0,得f(x)=1或f(x)=2,当x≥0时,2x -4=1或2x -4=2,解得x=log 25或x=log 26;当x<0时,-x 2-4x+1=1或-x 2-4x+1=2,解得x=-4或x=-2±√3.故在选项中方程的解可以为AD.故选AD.12.ABD 根据图象变换作出函数f(x)的大致图象,如图,由图象知f(x)在区间(1,2)内单调递增,故A 正确;函数图象关于直线x=2对称,故B 正确;令f(x 1)=f(x 2)=k,则直线y=k 与函数f(x)图象相交可能是4个交点,如图.如果最左边两个交点横坐标分别是x 1,x 2,则x 1+x 2=4不成立,故C 错误;f(x)的图象与x 轴仅有两个公共点,即函数仅有两个零点,故D 正确.故选ABD. 13.214.[12,8] 因为指数函数y=12x在区间[-3,1]上单调递减,所以当x=-3时,函数有最大值为12-3=8;当x=1时,函数有最小值为12.所以函数y 的值域为[12,8].15.0,23∪(1,+∞) 当a>1时,不等式为log a 23<log a a,∴a>23,即a>1;当0<a<1时,不等式为log a 23<log a a,∴a<23,即0<a<23.综上所述,实数a 的取值范围是0,23∪(1,+∞).16.(1,2] 由g(,即函数g(与函数y=f(x)图象交点的横坐标.当x≤0时,f(x)=e x +1单调递增,其值域为(1,2];当x>0时,f(x)=ln 与函数y=f(x)图象有2个交点,即函数g(的取值范围是(1,2]. 17.解(1)原式=√2+1-1+e-√2−23×23+49=e.(2)原式=lg4+lg25+log 45·(-log 54)=lg4×25-lg5lg4×lg4lg5=lg102-1=2-1=1.18.解(1)若函数f(x)是R 上的奇函数,则f(0)=0,即log 2(120+a)=0,解得a=0.当a=0时,f(x)=-x=-f(-x),在R 上为奇函数,所以a=0为所求. (2)若函数f(x)的定义域是R,则12x +a>0恒成立,即a>-12x 恒成立,由于-12x ∈(-∞,0),故只要a≥0即可,即实数a 的取值范围为[0,+∞).(3)由题意,知函数f(x)在[0,1]上单调递减,故f(x)在区间[0,1]上的最大值是f(0)=log 2(1+a),最小值是f(1)=log 2(12+a).由题意,得log 2(1+a)-log 2(12+a)≥2,所以{1+a >0,a +12>0,a +1≥4a +2,解得-12<a≤-13, 故实数a 的取值范围为(-12,-13].19.解(1)∵10x -1>0,∴10x >100,则x>0,∴f(x)的定义域为(0,+∞).又10x -1>0,∴f(x)的值域为R.(2)g(x)=f(x)-lg(10x+1)=lg(10x-1)-lg(10x+1)=lg (10x -110x +1)=lg (1-210x +1).∵10x >0,∴10x +1>1,∴0<210x +1<2,∴-2<-210x +1<0,∴-1<1-210x +1<1.又1-210x +1>0,∴0<1-210x +1<1.∴lg (1-210x +1)<0,∴g(x)的值域为(-∞,0).∵关于x 的不等式g(x)<t 恒成立,∴t≥0,即t 的取值范围是[0,+∞). 20.解(1)根据题意得P=P 0e -5k =P 0(1-10%),则e -5k =90%,故当t=10时,P=P 0e -10k =P 0(e -5k )2=P 0(90%)2=P 081%,故10个小时后还剩81%的有害气体. (2)根据题意得P 0e -kt=P 050%,即(e -5k)15t =12,即0.915t =0.5,故t=5log 0.90.5=5-ln2ln0.9≈33,故有害气体减少50%需要花33小时.21.解(1)由题意知,21-x>0,1-x>0,解得x<1,所以函数f(x)的定义域为(-∞,1).令f(x)=0,得21-x=1,解得x=-1,故函数f(x)的零点为-1.(2)若对于任意x 1∈(-∞,-1],存在x 2∈[3,4],使得f(x 1)≤g(≥-1.即m ∈[-1,+∞).22.解(1)因为二次函数f(x)=ax 2+bx+c 满足f(x+1)-f(x)=2x-1,f(x+1)-f(x)=a(x+1)2+b(x+1)+c-ax 2-bx-c=2ax+a+b=2x-1,所以{2a =2,a +b =-1,解得{a =1,b =-2,所以f(x)=x 2-2x+c.选①,因为函数f(x)的图象与直线y=-1只有一个交点,所以f(1)=1-2+c=-1,解得c=0,所以f(x)的解析式为f(x)=x 2-2x.选②,设x 1,x 2是函数f(x)的两个零点,则|x 1-x 2|=2,且Δ=4-4c>0,可得c<1.由题可知x 1+x 2=2,x 1x 2=c,所以|x 1-x 2|=√(x 1+x 2)2-4x 1x 2=√4-4c =2,解得c=0,所以f(x)的解析式为f(sx)=x 2-2x.(2)由2f(log3≤-2f(log3x).当x∈1,27时,log3x∈[-2,3].令h=log3x,9,27],2f(log3≤-2f(h)在h∈[-2,3]上恒则h∈[-2,3],所以对任意x∈[19成立,所以m≤[-2f(h)]min.当h=-2时,取最小值,则-2f(-2)=-16,所以实数m的取值范围为(-∞,-16].。
第4章 4.1 4.1.2 指数函数的性质与图像-(新教材)人教B版(2019)高中数学必修第二册课
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角度二 指数函数性质的简单应用
【例 3】 (1)已知 a=1.50.5,b=0.51.5,c=0.50.5,则( )
A.a>b>c
B.a>c>b
C.b>a>c
D.c>a>b
(2)使不等式 92x-1<3 成立的 x 的集合是( )
A.-∞,78 C.78,+∞
B.-∞,34 D.34,+∞
(1)B (2)A [(1)a=1.50.5>1,0<0.51.5<0.50.5<1, 所以 a>c>b. (2)不等式即 34x-2<3 , 可得 4x-2<23, 解得 x<78.]
(2)已知 a=0.52.1,b=20.5,c=0.22.1,则 a,b,c 的大小关系是( )
A.a<c<b
B.b>a>c
C.b<a<c
D.c>b>a
(1)A (2)B [(1)因为 1>a=0.40.3>0.30.3>b=0.30.4,c=0.3-0.2 >1,
所以 b<a<c. (2)a=0.52.1∈(0,1),b=20.5>1,c=0.22.1, 0.52.1>0.22.1, 所以 a>c,所以 b>a>c.]
并能根据指数函数的图像说明指 理素养.
数函数的性质.(重点)
情 境
导
学
探 新
知
将一张报纸连续对折,折叠次数 x 与对应的 层数 y 之间存在什么关系?对折后的面积 S(设原 面积为 1)与折叠的次数有怎样的关系?
折叠次数 x=1 x=2 x=3 ……
对应层数 y=2=21 y=4=22 y=8=23
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高中数学人教B版目录(2019版高中数学B版新教材一共有7本,分别是必修4本,选择性必修3本。
)人教B版(2019)必修一第一章集合与常用逻辑用语1.1 集合1.2 常用逻辑用语第二章等式与不等式2.1等式2.2 不等式第三章函数3.1 函数的概念与性质3.2 函数与方程、不等式之间的关系3.3 函数的应用(一)人教B版(2019)必修二第四章指数函数、对数函数与幂函数4.1 指数与指数函数4.2 对数与对数函数4.3 指数函数与对数函数的关系4.4 幂函数4.5 增长速度的比较4.6 函数的应用(二)第五章统计与概率5.1 统计5.2 数学探究活动:由编号样本估计总数及其模拟5.3 概率5.4 统计与概率的应用第六章平面向量初步6.1 平面向量及其线性运算6.2 向量基本定理与向量的坐标6.3 平面向量线性运算的应用人教B版(2019)必修三第七章三角函数7.1 任意角的概念与弧度制7.2 任意角的三角函数7.3 三角函数的性质与图像7.4 数学建模活动:周期现象的描述第八章向量的数量积与三角恒等变换8.1 向量的数量积8.2 三角恒等变换人教B版(2019)必修四第九章解三角形9.1 正弦定理与余弦定理9.2 正弦定理与余弦定理的应用9.3 数学探究活动:得到不可达两点第十章复数10.1 复数及其几何意义10.2 复数的运算10.3 复数的三角形式及其运算第十一章立体几何初步11.1 空间几何体11.2 平面的基本事实与推论11.3 空间中的平行关系11.4 空间中的垂直关系选择性必修第一册第一章空间向量与立体几何第二章平面解析几何选择性必修第二册第三章排列、组合与二项式定理第四章概率与统计选择性必修第三册第五章数列第六章导数及其应用。
高中数学第四章指数函数对数函数与幂函数对数运算法则学案新人教B版必修第二册
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4.2.2 对数运算法则【课程标准】理解对数的概念和运算性质,知道用换底公式能将一般对数转化成自然对数或常用对数.新知初探·自主学习——突出基础性教材要点知识点一 对数的运算性质若a>0,且a≠1,M>0,N>0,那么:(1)log a(MN)=____________,(2)log a MN=____________,(3)log a M n=____________(n∈R).状元随笔 对数的这三条运算性质,都要注意只有当式子中所有的对数都有意义时,等式才成立 . 例如,log2[(-3)·(-5)]=log2(-3)+log2(-5)是错误的.知识点二 对数换底公式log a b=____________(a>0,a≠1,c>0,c≠1,b>0).特别地:log a b·log b a=________(a>0,a≠1,b>0,b≠1).状元随笔 对数换底公式常见的两种变形(1)log a b·log b a=1,即1logab=log b a ,此公式表示真数与底数互换,所得的对数值与原对数值互为倒数 .(2)log N n M m=mnlog N M,此公式表示底数变为原来的n次方,真数变为原来的m次方,所得的对数值等于原来对数值的mn倍.基础自测1.下列等式成立的是( ) A.log2(8-4)=log28-log24B.log28log24=log284C.log28=3log22D.log2(8+4)=log28+log24 2.log49log43的值为( )A.12 B.2 C.32 D.923.2log510+log50.25=( )A.0 B.1C.2 D.44.已知ln2=a,ln3=b,那么log32用含a,b的代数式表示为________.课堂探究·素养提升——强化创新性题型1 用已知对数表示其他对数[经典例题]例1 用lg x,lg y,lg z表示下列各式:(1)lg (xyz);(2)lg x y2 z;(3)lg x y3z;(4)lg√xy2z.方法归纳用已知对数的值表示所求对数的值,要注意以下几点:(1)增强目标意识,合理地把所求向已知条件靠拢,巧妙代换;(2)巧用换底公式,灵活“换底”是解决这种类型问题的关键;(3)注意一些派生公式的使用.跟踪训练1 如果lg2=m,lg3=n,则lg12lg15等于( )A.2m+n1+m+nB.m+2n1+m+nC.2m+n1−m+nD.m+2n1−m+n题型2 对数运算性质的应用[经典例题]逆用对数的运算法则合并求值.例2 (1)计算lg2+lg5+2log510-log520的值为( ) A.21 B.20 C.2 D.1(2)求值:log2√748+log212-12log242.方法归纳(1)对于同底的对数的化简,常用方法是:①“收”,将同底的两对数的和(差)收成积(商)的对数;②“拆”,将积(商)的对数拆成对数的和(差).(2)对数式的化简、求值一般是正用或逆用公式,要养成正用、逆用、变形应用公式的习惯,lg2+lg5=1在计算对数值时会经常用到,同时注意各部分变形要化到最简形式.跟踪训练2 (1)计算:lg52+2lg2-(12)−1=________.利用对数运算性质化简求值.(2)求下列各式的值.①log53+log51 3;②(lg5)2+lg2·lg50;③lg25+23lg8+lg5·lg20+(lg2)2.题型3 对数换底公式的应用[经典例题]例3 (1)已知2x=3y=a,1x+1y=2,则a的值为( )A .36B .6C .2√6D .√6(2)计算:log 89·log 2732.(3)已知log 189=a ,18b =5,用a ,b 表示log 3645.状元随笔 (1)利用换底公式化简.(2)利用对数运算性质化简求值.方法归纳(1)换底公式中的底可由条件决定,也可换为常用对数的底,一般来讲,对数的底越小越便于化简,如a n 为底的换为a 为底.(2)换底公式的派生公式:log a b =log a c ·log c b ;log a n b m =mnlog a b .跟踪训练3 (1)式子log 916·log 881的值为( )A .18 B .118C .83D .38(2)已知log 62=p ,log 65=q ,则lg5=________;(用p ,q 表示)(3)①已知log 147=a ,14b =5,用a ,b 表示log 3528;②设3x=4y=36,求2x+1y的值.状元随笔 (1)方法一 对数式化为指数式,再利用对数运算性质求值.方法二 先求出a、b,再利用换底公式化简求值.(2)利用换底公式化简求值.4.2.2 对数运算法则新知初探·自主学习知识点一(1)log a M+log a N (2)log a M-log a N (3)n log a M知识点二logcblog c a 1[基础自测]1.解析:由对数的运算性质易知C正确.答案:C2.解析:原式=log39=2.答案:B3.解析:原式=log5102+log50.25=log5(102×0.25)=log525=2.答案:C4.解析:log32=ln2ln3=ab.答案:a b课堂探究·素养提升例1 【解析】 (1)lg (xyz)=lg x+lg y+lg z.(2)lg xy2z=lg (xy2)-lg z=lg x+2lg y-lg z.xy3√lg (xy3)-lg√z=lg x+3lg y-12lg z.(4)lg √xy2z=lg√x-lg (y2z)=12lg x-2lg y-lg z.跟踪训练1 解析:因为lg2=m,lg3=n,所以lg12lg15=2lg2+lg3lg3+lg5=2m+nn+1−lg2=2m+nn+1−m.答案:C例2 【解析】 (1)lg2+lg5+2log510-log520=1+log510020=1+1=2.(2)原式=12(log27-log248)+log23+2log22-12(log22+log23+log27)=12log27-12log23-12log216+12log23+2-12log27-12=-12.【答案】 (1)C (2)见解析跟踪训练2 解析:(1)lg52+2lg2-(12)−1=lg5-lg2+2lg2-2=(lg5+lg2)-2=1-2=-1.(2)①log53+log513=log5(3×13)=log51=0.②(lg5)2+lg2·lg50=(lg5)2+(1+lg5)lg2=(lg5)2+lg2+lg2·lg5=lg5(lg5+lg2)+lg2=lg5+lg2=lg10=1.③原式=lg25+lg823+lg 102·lg (10×2)+(lg2)2=lg25+lg4+(lg10-lg2)(lg10+lg2)+(lg2)2=lg100+(lg10)2-(lg2)2+(lg2)2=2+1=3.答案:(1)-1 (2)见解析例3 【解析】 (1)因为2x=3y=a,所以x=log2a,y=log3a,所以1x+1y=1log2a+1log3a=log a2+log a3=log a6=2,所以a2=6,解得a=±√6.又a>0,所以a=√6.(2)log89·log2732=lg9lg8·lg32lg27=lg32 lg23·lg25lg33=2lg33lg2·5lg23lg3=109.(3)方法一 因为log189=a,所以9=18a.又5=18b,所以log3645=log2×18(5×9)=log2×1818a+b=(a+b)·log2×1818.又因为log2×1818=1log18(18×2)=11+log182=11+log18189=11+1−log189=12−a,所以原式=a+b 2−a.方法二 ∵18b=5,∴log185=b.∴log3645=log1845log1836=log18(5×9)log18(4×9)=log185+log1892log182+log189=a+b2log18189+log189=a+b2−2log189+log189=a+b2−a.【答案】 (1)D (2)(3)见解析跟踪训练3 解析:(1)原式=log3224log2334=2log32·43log23=83.(2)lg5=log65log610=qlog62+log65=qp+q.(3)①∵log147=a,14b=5,∴b=log145.∴log3528=log1428log1435=log141427 log14(5×7)=log14142−log147log145+log147=2−aa+b.②∵3x=36,4y=36,∴x=log336,y=log436,∴1 x =1log336=1log3636log363=log363,1 y =1log436=1log3636log364=log364,∴2x+1y=2log363+log364=log36(9×4)=1.答案:(1)C (2)qp+q (3)见解析。
人教B版(2019)高中数学必修第二册 第四章指数函数、对数函数与幂函数4.2.2对数运算法则习题
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4.2.2 对数运算法则知识点一正确理解对数的运算法则1.对a>0,且a≠1(M>0,N>0),下列说法正确的是( ) A.log a M·log a N=log a(M+N)B.log a Mlog a N=log a(M-N)C.D.log a M=log-2Mlog-2a2.下列式子中:①lg (3+22)-lg (3-22)=0;②lg (10+99)×lg (10-99)=0;③=-1(n∈N*);④lg alg b=lg (a-b).其中正确的有________(填序号).知识点二对数式的计算、化简3.(lg 5)2+lg 2×lg 5+lg 20的值是( ) A.0 B.1 C.2 D.34.lg 2516-2lg59+lg3281等于( )A.lg 2 B.lg 3C.lg 4 D.lg 55.设a=log32,则log38-2log36用a表示的形式是( ) A.a-2 B.3a-(1+a)2 C.5a-2 D.-a2+3a-16.若lg x -lg y =a ,则 lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 23-lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 23=( )A .3aB .32a C .aD .a27.若lg x =m ,lg y =n ,则lg x -lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 102的值等于( )A.12m -2n -2 B .12m -2n -1 C.12m -2n +1 D .12m -2n +2 8.化简log 212+log 223+log 234+…+log 23132,得( )A .5B .4C .-5D .-49.已知3a=2,3b=15,则2a -b =________.10.计算下列各式的值: (1)log 2748+log 212-12log 242; (2)lg 500+lg 85-12lg 64+50(lg 2+lg 5)2;(3)lg 25+lg 2×lg 50+(lg 2)2; (4)lg 32-lg 9+1lg 27+lg 8-lg 1000lg 0.3×lg 1.2.知识点三 换底公式及应用11.已知log 23=a ,log 37=b ,则log 27=( ) A .a +b B .a -bC .abD .a b 12.若2.5x=1000,0.25y=1000,则1x -1y等于( )A.13B.3C.-13D.-313.若lg 2=a,lg 3=b,则log512等于( )A.2a+b1+aB.a+2b1+aC.2a+b1-aD.a+2b1-a14.若log a x=2,log b x=3,log c x=6,则log abc x=( ) A.1 B.2C.3 D.515.方程log3(x-1)=log9(x+5)的解是________.16.若log34·log48·log8m=log416,则m=________.17.计算:(1)log89×log2732;(2)log927;(3)log21125×log3132×log513.18.已知log189=a,18b=5,用a,b表示log3645的值.易错点一利用运算性质化简求值时忽略对数有意义的条件设lg x+lg y=2lg (x-2y),则log4xy的值为________.易错点二运用换底公式不熟练致误log29×log34=( )A.14B.12C.2 D.4一、单项选择题1.log225×log522=( )A.3 B.4 C.5 D.62.若log513×log36×log6x=2,则x等于( )A.9 B.1 9C.25 D.1 253. 等于( )A.lg 3 B.-lg 3C.1lg 3D.-1lg 34.化简log232-4log23+4+log213,得( )A.2 B.2-2log23C.-2 D.2log23-25.若lg a,lg b是方程2x2-4x+1=0的两个实根,则ab的值等于( )A.2 B.1 2C.100 D.10 6.设log83=p,log35=q,则lg 5等于( )A.p2+q2B.15(3p+2q)C.3pq1+3pqD.pq7.已知2a=3b=k(k≠1),且2a+b=ab,则实数k的值为( ) A.6 B.9C.12 D.188.已知2x=3,log483=y,则x+2y等于( )A.3 B.8 C.4 D.log48 二、多项选择题9.下列各等式正确的是( )A.log23×log25=log2(3×5)B.lg 3+lg 4=lg (3×4)C.log2xy=log2x-log2yD.lg nm=1nlg m(m>0,n>1,n∈N*)10.若ab>1,则下列等式中正确的是( )A.lg (ab)=lg a+lg b B.lg ab=lg a-lg bC.12lg⎝⎛⎭⎪⎫ab2=lgabD.lg (ab)=1log ab1011.已知x,y为正实数,则下列各式正确的是( )A.2ln x+ln y=2ln x+2ln y B.2ln (x+y)=2ln x·2ln y C.2ln x·ln y=(2ln x)ln y D.2ln (xy)=2ln x·2ln y 12.若a>0,a≠1,x>0,n∈N*,则下列等式中正确的是( )A.(log a x)n=n log a x B.log a x=-log a 1 xC.nlog a x=1nlog a x D.log a xn=log anx三、填空题13.已知x>0,y>0,若2x·8y=16,则x+3y=________,=________.14.方程log2x+1log x+12=1的解是x=________.15.如果方程(lg x)2+(lg 7+lg 5)lg x+lg 7×lg 5=0的两根是α,β,则αβ=________.16.设f(n)=log n+1(n+2)(n∈N*),现把满足乘积f(1)f(2)…f(n)为整数的n称为“贺数”,则在区间(1,2020)内所有“贺数”的个数是________.四、解答题17.求值:(1)lg5+lg20;(2)log89×log2732-(3-1)lg 1+log535-log57;(3)(log43+log83)(log32+log92).18.已知log a(x2+4)+log a(y2+1)=log a5+log a(2xy-1)(a>0,且a≠1),求log8yx的值.19.设0<a<1,x,y满足log a x+3log x a-log x y=3,若当y=24时,log a y取得最小值,求a的值.20.已知x,y,z为正数,3x=4y=6z,2x=py.(1)求p;(2)求证:1z-1x=12y.4.2.2 对数运算法则知识点一正确理解对数的运算法则1.对a>0,且a≠1(M>0,N>0),下列说法正确的是( ) A.log a M·log a N=log a(M+N)B.log a Mlog a N=log a(M-N)C.D.log a M=log-2Mlog-2a答案 C解析由对数的运算性质知A,B错误;对于C,loga m M n==nm log a M,=nm log a M,∴C正确.D中-2不能做底数,∴D错误.故选C.2.下列式子中:①lg (3+22)-lg (3-22)=0;②lg (10+99)×lg (10-99)=0;③=-1(n∈N*);④lg alg b=lg (a-b).其中正确的有________(填序号).答案③解析lg (3+22)-lg (3-22)=lg 3+223-22=lg (3+22)2>0,故①错误.∵lg (10+99)≠0,lg (10-99)≠0.∴lg (10+99)×lg (10-99)≠0,故②错误.∵==-1,∴③正确.∵lg alg b≠lg (a-b),故④错误.知识点二对数式的计算、化简3.(lg 5)2+lg 2×lg 5+lg 20的值是( )A.0 B.1C.2 D.3答案 C解析(lg 5)2+lg 2×lg 5+lg 20=lg 5(lg 5+lg 2)+lg 20=lg 5×lg 10+lg 20=lg 5+lg 20=lg 100=2.4.lg2516-2lg 59+lg 3281等于( ) A .lg 2 B .lg 3 C .lg 4 D .lg 5答案 A解析 lg 2516-2lg 59+lg 3281=lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫2516÷2581×3281=lg 2.故选A.5.设a =log 32,则log 38-2log 36用a 表示的形式是( ) A .a -2 B .3a -(1+a )2 C .5a -2 D .-a 2+3a -1答案 A解析 log 38-2log 36=3log 32-2(log 32+1)=3a -2(a +1)=a -2. 6.若lg x -lg y =a ,则 lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 23-lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 23=( )A .3aB .32a C .a D .a2答案 A解析 由对数的运算性质可知,原式=3(lg x -lg 2)-3(lg y -lg 2)=3(lgx -lg y )=3a .7.若lg x =m ,lg y =n ,则lg x -lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 102的值等于( )A.12m -2n -2 B .12m -2n -1 C.12m -2n +1 D .12m -2n +2 答案 D解析 原式=12lg x -2(lg y -lg 10)=12m -2n +2.8.化简log 212+log 223+log 234+…+log 23132,得( )A .5B .4C .-5D .-4答案 C解析 原式=log 2⎝ ⎛⎭⎪⎫12×23×34×…×3132=log 2132=-5.9.已知3a =2,3b =15,则2a -b =________.答案 log 320解析 ∵3a=2,3b=15,两边取对数得a =log 32,b =log 315=-log 35,∴2a -b=2log 32+log 35=log 320.10.计算下列各式的值: (1)log 2748+log 212-12log 242; (2)lg 500+lg 85-12lg 64+50(lg 2+lg 5)2;(3)lg 25+lg 2×lg 50+(lg 2)2; (4)lg 32-lg 9+1lg 27+lg 8-lg 1000lg 0.3×lg 1.2.解 (1)原式=log 27×1248×42=log 212=-12.(2)原式=lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫500×85-lg 6412+50(lg 10)2=lg 8008+50=lg 100+50=2+50=52.(3)原式=2lg 5+lg 2×(1+lg 5)+(lg 2)2=2lg 5+lg 2(1+lg 5+lg 2)=2lg 5+2lg 2=2.(4)原式=lg 32-2lg 3+1⎝ ⎛⎭⎪⎫32lg 3+3lg 2-32lg 3-1×lg 3+2lg 2-1=1-lg 3×32lg 3+2lg 2-1lg 3-1×lg 3+2lg 2-1=-32.知识点三 换底公式及应用11.已知log 23=a ,log 37=b ,则log 27=( )A.a+b B.a-bC.ab D.a b答案 C解析log27=log23×log37=ab.12.若2.5x=1000,0.25y=1000,则1x-1y等于( )A.13B.3C.-13D.-3答案 A解析由2.5x=1000,0.25y=1000得x=log2.51000=3lg 2.5,y=log0.251000=3lg 0.25,∴1x-1y=lg 2.53-lg 0.253=13.13.若lg 2=a,lg 3=b,则log512等于( )A.2a+b1+aB.a+2b1+aC.2a+b1-aD.a+2b1-a答案 C解析log512=lg 12lg 5=2lg 2+lg 31-lg 2=2a+b1-a,故选C. 14.若log a x=2,log b x=3,log c x=6,则log abc x=( ) A.1 B.2C.3 D.5答案 A解析∵log a x=1log x a=2,∴log x a=12.同理log x b=13,log x c=16.∴log abc x =1log xabc=1log x a +log x b +log x c=1.15.方程log 3(x -1)=log 9(x +5)的解是________. 答案 4解析 由换底公式,得log 9(x +5)=12log 3(x +5).∴原方程可化为2log 3(x -1)=log 3(x +5), 即log 3(x -1)2=log 3(x +5),∴(x -1)2=x +5. ∴x 2-3x -4=0,解得x =4或x =-1. 又⎩⎨⎧x -1>0,x +5>0,∴x >1,故x =4.16.若log 34·log 48·log 8m =log 416,则m =________. 答案 9解析 由换底公式,得lg 4lg 3×lg 8lg 4×lg m lg 8=lg mlg 3=log 416=2,∴lg m =2lg 3=lg 9,∴m =9.17.计算: (1)log 89×log 2732; (2)log 927; (3)log 21125×log 3132×log 513. 解 (1)log 89×log 2732=lg 9lg 8×lg 32lg 27=lg 32lg 23×lg 25lg 33=2lg 33lg 2×5lg 23lg 3=109.(2)log 927=log 327log 39=log 333log 332=3log 332log 33=32.(3)log 21125×log 3132×log 513=log 25-3×log 32-5×log 53-1=-3log 25×(-5log 32)×(-log 53)=-15×lg 5lg 2×lg 2lg 3×lg 3lg 5=-15. 18.已知log 189=a,18b =5,用a ,b 表示log 3645的值. 解 解法一:∵log 189=a,18b =5,∴log 185=b .于是log3645=log1845log1836=log189×5log1818×2=log189+log1851+log182=a+b1+log18189=a+b2-a.解法二:∵log189=a,18b=5,∴log185=b.于是log3645=log189×5log181829=log189+log1852log1818-log189=a+b2-a.解法三:∵log189=a,18b=5,∴lg 9=a lg 18,lg 5=b lg 18.∴log3645=lg 45lg 36=lg 9×5lg1829=lg 9+lg 52lg 18-lg 9=a lg 18+b lg 182lg 18-a lg 18=a+b2-a.易错点一利用运算性质化简求值时忽略对数有意义的条件设lg x+lg y=2lg (x-2y),则log4xy的值为________.易错分析错误的根本原因是将对数式lg x+lg y=2lg (x-2y)转化为代数式xy=(x-2y)2时,忽略了对数有意义的条件,即隐含条件⎩⎨⎧x>0,y>0,x-2y>0.从而误认为xy=4或xy=1,得出log4xy=1或0的错误答案.答案 1正解由lg x+lg y=2lg (x-2y),得lg (xy)=lg (x-2y)2,因此xy=(x-2y)2,即x2-5xy+4y2=0,得xy=4或xy=1,又x>0,y>0,x-2y>0,∴xy≠1,∴log4xy=1.易错点二运用换底公式不熟练致误log29×log34=( )A.14B.12C.2 D.4易错分析本题易在使用对数的运算公式时,尤其换底公式的使用过程中发生错误.答案 D正解log29×log34=lg 9lg 2×lg 4lg 3=2lg 3lg 2×2lg 2lg 3=2×2=4.一、单项选择题1.log225×log522=( )A.3 B.4 C.5 D.6 答案 A解析log225×log522=lg 25lg 2×=2lg 5lg 2×32lg 2lg 5=3.2.若log513×log36×log6x=2,则x等于( )A.9 B.1 9C.25 D.1 25答案 D解析由换底公式,得原式=-lg 3lg 5×lg 6lg 3×lg xlg 6=2,∴lg x=-2lg 5,x=5-2=1 25 .3. 等于( )A.lg 3 B.-lg 3C.1lg 3D.-1lg 3答案 C解析原式==log310=1lg 3.选C.4.化简log232-4log23+4+log213,得( )A.2 B.2-2log23C.-2 D.2log23-2 答案 B解析∵log232-4log23+4=log23-22=2-log23,∴原式=2-log23+log23-1=2-2log23.5.若lg a,lg b是方程2x2-4x+1=0的两个实根,则ab的值等于( )A.2 B.1 2C.100 D.10答案 C解析∵lg a,lg b是方程2x2-4x+1=0的两个实根,∴由根与系数的关系得lg a+lg b=--42=2=lg ab,∴ab=100.故选C.6.设log83=p,log35=q,则lg 5等于( )A.p2+q2B.15(3p+2q)C.3pq1+3pqD.pq答案 C解析∵log83=lg 3lg 8=lg 33lg 2=p,∴lg 3=3p lg 2.∵log35=lg 5lg 3=q,∴lg5=q lg 3=3pq lg 2=3pq(1-lg 5),∴lg 5=3pq1+3pq,故选C.7.已知2a=3b=k(k≠1),且2a+b=ab,则实数k的值为( ) A.6 B.9C.12 D.18答案 D解析∵2a=3b=k(k≠1),∴a=log2k,b=log3k,∴1a=log k2,1b=log k3,∵2a+b=ab,∴2b+1a=2log k3+log k2=log k9+log k2=log k18=1,∴k=18.8.已知2x=3,log483=y,则x+2y等于( )A.3 B.8 C.4 D.log48 答案 A解析∵2x=3,∴x=log23.又log483=y,∴x+2y=log23+2log483=log23+2(log48-log43)=log23+2⎝⎛⎭⎪⎫32log22-12log23=log23+3-log23=3.故选A.二、多项选择题9.下列各等式正确的是( )A.log23×log25=log2(3×5)B.lg 3+lg 4=lg (3×4)C.log2xy=log2x-log2yD.lg nm=1nlg m(m>0,n>1,n∈N*)答案BD解析对于A,log23+log25=log2(3×5),不正确;对于B,正确;对于C,当x,y均为负数时,等式右边无意义;对于D,lg nm=1nlg m符合对数的运算法则,正确.故选BD.10.若ab>1,则下列等式中正确的是( )A.lg (ab)=lg a+lg b B.lg ab=lg a-lg bC.12lg⎝⎛⎭⎪⎫ab2=lgabD.lg (ab)=1log ab10答案CD解析当a<0,b<0时,A,B不成立,C,D均正确.故选CD.11.已知x,y为正实数,则下列各式正确的是( )A.2ln x+ln y=2ln x+2ln y B.2ln (x+y)=2ln x·2ln yC.2ln x·ln y=(2ln x)ln y D.2ln (xy)=2ln x·2ln y答案CD解析因为2ln x+ln y=2ln x·2ln y=2ln (xy),D正确;(2ln x)ln y=2ln x·ln y,C正确.故选CD.12.若a>0,a≠1,x>0,n∈N*,则下列等式中正确的是( )A.(log a x)n=n log a x B.log a x=-log a 1 xC.nlog a x=1nlog a x D.log a xn=log anx答案BD解析根据对数的运算性质log a M n=n log a M(M>0,a>0,且a≠1),可知B,D 正确.三、填空题13.已知x>0,y>0,若2x·8y=16,则x+3y=________,=________.答案 4 2解析∵2x·8y=16,∴x+3y=4,∴+log927y=2-1·+3y 2=2=2.14.方程log 2x +1logx +12=1的解是x =________.答案 1解析 原方程可变为log 2x +log 2(x +1)=1, 即log 2[x (x +1)]=1,∴x (x +1)=2,解得x =1或x =-2.又⎩⎨⎧x >0,x +1>0,x +1≠1,即x >0,∴x =1.15.如果方程(lg x )2+(lg 7+lg 5)lg x +lg 7×lg 5=0的两根是α,β,则αβ=________.答案135解析 方程(lg x )2+(lg 7+lg 5)lg x +lg 7×lg 5=0可以看成关于lg x 的二次方程.∵α,β是原方程的两根,∴lg α,lg β可以看成关于lg x 的二次方程的两根. 由根与系数的关系,得lg α+lg β=-(lg 7+lg 5)=-lg 35=lg 135, ∴lg (αβ)=lg α+lg β=lg 135, 即αβ=135. 16.设f (n )=log n +1(n +2)(n ∈N *),现把满足乘积f (1)f (2)…f (n )为整数的n 称为“贺数”,则在区间(1,2020)内所有“贺数”的个数是________.答案 9解析 f (n )=log n +1(n +2)=lg n +2lgn +1,∴f (1)f (2)…f (n )=lg 3lg 2·lg 4lg 3·…·lgn +2lgn +1=lg n +2lg 2=log 2(n∵n ∈(1,2020),∴n +2∈(3,2022), ∵210=1024,211=2048,∴在(3,2022)内含有22,23,…,210共9个2的整数次幂,故在区间(1,2020)内所有“贺数”的个数为9.四、解答题17.求值:(1)lg 5+lg 20;(2)log 89×log 2732-(3-1)lg 1+log 535-log 57; (3)(log 43+log 83)(log 32+log 92).解 (1)lg 5+lg 20=lg 100=lg 10=1. (2)log 89×log 2732-(3-1)lg 1+log 535-log 57=lg 9lg 8×lg 32lg 27-1+log 5357=2lg 33lg 2×5lg 23lg 3-1+1=109. (3)(log 43+log 83)(log 32+log 92)=⎝⎛⎭⎪⎫lg 3lg 4+lg 3lg 8·⎝ ⎛⎭⎪⎫lg 2lg 3+lg 2lg 9=⎝ ⎛⎭⎪⎫lg 32lg 2+lg 33lg 2⎝ ⎛⎭⎪⎫lg 2lg 3+lg 22lg 3=12+14+13+16=54. 18.已知log a (x 2+4)+log a (y 2+1)=log a 5+log a (2xy -1)(a >0,且a ≠1),求log 8yx的值.解 原等式可化为log a [(x 2+4)(y 2+1)]=log a [5(2xy -1)], ∴(x 2+4)(y 2+1)=5(2xy -1). 整理,得x 2y 2+x 2+4y 2-10xy +9=0, 配方,得(xy -3)2+(x -2y )2=0, ∴⎩⎨⎧xy =3,x =2y .∴y x =12. ∴log 8y x =log 812=-13.19.设0<a <1,x ,y 满足log a x +3log x a -log x y =3,若当y =24时,log a y 取得最小值,求a 的值.解 由已知条件,得log a x +3log x a -log x y =log a x +3log a x -log a ylog a x =3,所以log a y =(log a x )2-3log a x +3=⎝⎛⎭⎪⎫log ax -322+34. 当log a x =32时,log a y 有最小值34.此时y =24,所以有log a 24=34, 故所以a =14.20.已知x ,y ,z 为正数,3x =4y =6z,2x =py . (1)求p ;(2)求证:1z -1x =12y.解 (1)设3x =4y =6z =k (显然k >0,且k ≠1), 则x =log 3k ,y =log 4k ,z =log 6k , 由2x =py ,得2log 3k =p log 4k =p ·log 3klog 34, ∵log 3k ≠0,∴p =2log 34.(2)证明:1z -1x =1log 6k -1log 3k =log k 6-log k 3=log k 2=12log k 4=12y ,∴1z -1x =12y.。
第四章 数列 章末检测试卷一(第四章)(含解析)高中数学人教A版选择性必修第二册
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章末检测试卷一(第四章)[时间:120分钟分值:150分]一、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分)1.已知数列1,3,5,7,…,2n―1,则35是这个数列的第( )A.20项B.21项C.22项D.23项2.设等差数列{a n}的前n项和为S n,若a4=8,S3=18,则S5等于( )A.34B.35C.36D.383.已知等比数列{a n}的各项均为正数,若log3a1+log3a2+…+log3a12=12,则a6a7等于( )A.1B.3C.6D.94.等差数列{a n}的前n项和为S n.若a1011+a1012+a1013+a1014=8,则S2024等于( )A.8096B.4048C.4046D.20245.已知圆O的半径为5,|OP|=3,过点P的2024条弦的长度组成一个等差数列{a n},圆O的最短弦长为a1,最长弦长为a2024,则其公差为( )A.12 023B.22 023C.31 011D.15056.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,若a6+a7>0,a6+a8<0,则S n最大时n的值为( )A.4B.5C.6D.77.已知数列{a n}中的项都是整数,且满足a n+1={a n2,a n为偶数,3a n+1,a n为奇数,若a8=1,a1的所有可能取值构成集合M,则M中的元素的个数是( )A.7B.6C.5D.48.若数列{a n}的前n项和为S n,b n=S nn,则称数列{b n}是数列{a n}的“均值数列”.已知数列{b n}是数列{a n}的“均值数列”且通项公式为b n=n,设数列{1a n a n+1}的前n项和为T n,若T n<12m2-m-1对一切n∈N*恒成立,则实数m的取值范围为( )A.(-1,3)B.[-1,3]C.(-∞,-1)∪(3,+∞)D.(-∞,-1]∪[3,+∞)二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)9.已知数列{a n }的通项公式为a n =(n +2)·(67)n,则下列说法正确的是( )A.a 1是数列{a n }的最小项B.a 4是数列{a n }的最大项C.a 5是数列{a n }的最大项D.当n ≥5时,数列{a n }为递减数列10.设d ,S n 分别为等差数列{a n }的公差与前n 项和,若S 10=S 20,则下列说法中正确的是( )A.当n =15时,S n 取最大值B.当n =30时,S n =0C.当d >0时,a 10+a 22>0D.当d <0时,|a 10|>|a 22|11.已知两个等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别为S n 和T n ,且S n T n=3n +39n +3,则使得a n b n 为整数的正整数n的值为( )A.2 B.3C.4D.14三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)12.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n +a n +1=4×3n -1,则S 2 024= .13.在等差数列{a n }中,前m (m 为奇数)项和为135,其中偶数项之和为63,且a m -a 1=14,则a 100的值为 .14.已知函数f (x )=(x +1)3+1,正项等比数列{a n }满足a 1 013=110,则2 025Σk =1f (lg a k )= . 四、解答题(本题共5小题,共77分)15.(13分)在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=3a n .(1)求{a n }的通项公式;(6分)(2)数列{b n }是等差数列,S n 为{b n }的前n 项和,若b 1=a 1+a 2+a 3,b 3=a 3,求S n .(7分)16.(15分)已知等差数列{a n }中,a 5-a 2=6,且a 1,a 6,a 21依次成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(6分)(2)设b n =1a n a n +1,数列{b n }的前n 项和为S n ,若S n =335,求n 的值.(9分)17.(15分)在数列{a n }中,前n 项和S n =1+ka n (k ≠0,k ≠1).(1)证明:数列{a n }为等比数列;(5分)(2)求数列{a n }的通项公式;(4分)(3)当k =-1时,求a 21+a 22+…+a 2n .(6分)18.(17分)某公司计划今年年初用196万元引进一条永磁电机生产线,第一年需要安装、人工等费用24万元,从第二年起,包括人工、维修等费用每年所需费用比上一年增加8万元,该生产线每年年产值保持在100万元.(1)引进该生产线几年后总盈利最大,最大是多少万元?(8分)(2)引进该生产线几年后平均盈利最多,最多是多少万元?(9分)19.(17分)在如图所示的三角形数阵中,第n 行有n 个数,a ij 表示第i 行第j 个数,例如,a 43表示第4行第3个数.该数阵中每一行的第一个数从上到下构成以m 为公差的等差数列,从第三行起每一行的数从左到右构成以m 为公比的等比数列(其中m >0).已知a 11=2,a 41=12a 32+2,a 22a 21=m .(1)求m 及a 53;(7分)(2)记T n =a 11+a 22+a 33+…+a nn ,求T n .(10分)答案精析1.D [已知数列1,3,5,7,…,2n ―1,则该数列的通项公式为a n =2n ―1,若2n ―1=35=45,即2n -1=45,解得n =23,则35是这个数列的第23项.]2.B [因为{a n }是等差数列,设其公差为d ,因为S 3=a 1+a 2+a 3=3a 2=18,则a 2=6,所以2d =a 4-a 2=2,则d =1,所以a 5=9,S 5=S 3+a 4+a 5=18+8+9=35.]3.D [因为等比数列{a n }的各项均为正数,且log 3a 1+log 3a 2+…+log 3a 12=12,即log 3(a 1·a 2·…·a 12)=12,所以a 1·a 2·…·a 12=312,所以(a 6a 7)6=312,所以a 6a 7=32=9.]4.B [由等差数列的性质可得a 1 011+a 1 012+a 1 013+a 1 014=2(a 1 012+a 1 013)=8,所以a 1 012+a 1 013=4,所以S 2 024=2 024(a 1+a 2 024)2=2 024(a 1 012+a 1 013)2=4 048,故B 正确.]5.B [由题意,知最长弦长为直径,即a 2 024=10,最短弦长和最长弦长垂直,由弦长公式得a 1=252―32=8,所以d =a 2 024―a 12 024―1=22 023.]6.C [∵等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 6+a 7>0,a 6+a 8<0,∴a 6+a 8=2a 7<0,∴a 6>0,a 7<0,∴S n 最大时n 的值为6.]7.B [a n +1={a n2,a n 为偶数,3a n +1,a n 为奇数,若a 8=1,可得a 7=2,a 6=4,所以a 5=8或a 5=1.①若a 5=8,则a 4=16,a 3=32或a 3=5,当a 3=32时,a 2=64,a 1=128或a 1=21;当a 3=5时,a 2=10,a 1=20或a 1=3; ②若a 5=1,则a 4=2,a 3=4,a 2=8或a 2=1,当a 2=8时,a 1=16;当a 2=1时,a 1=2,故当a 8=1时,a 1的所有可能的取值集合M ={2,3,16,20,21,128},即集合M 中含有6个元素.]8.D [由题意,得数列{a n }的前n 项和为S n ,由“均值数列”的定义可得S nn =n ,所以S n =n 2,当n =1时,a 1=S 1=1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2-(n -1)2=2n -1,a 1=1也满足a n =2n -1,所以a n =2n -1,所以1a n a n +1=1(2n ―1)(2n +1)=12(12n ―1―12n +1),所以T n =12(1―13+13―15+…+12n ―1―12n +1)=12(1―12n +1)<12,又T n <12m 2-m -1对一切n ∈N *恒成立,所以12m 2-m -1≥12,整理得m 2-2m -3≥0,解得m ≤-1或m ≥3.即实数m 的取值范围为(-∞,-1]∪[3,+∞).]9.BCD [假设第n 项为{a n }的最大项,则{a n ≥a n―1,a n ≥a n +1,即{(n +2)·(67)n≥(n +1)·(67)n―1,(n +2)·(67)n≥(n +3)·(67)n +1,所以{n ≤5,n ≥4,又n ∈N *,所以n =4或n =5,故数列{a n }中a 4与a 5均为最大项,且a 4=a 5=6574,故B ,C 正确;当n ≥5时,数列{a n }为递减数列,故A 错误,D 正确.]10.BC [因为S 10=S 20,所以10a 1+10×92d =20a 1+20×192d ,解得a 1=-292d.所以S n =-292dn +n (n ―1)2d =d 2n 2-15nd =d 2[(n -15)2-225].对于选项A ,因为d 的正负不确定,S n 不一定有最大值,故A 错误;对于选项B ,S 30=30a 1+30×292d =30×(―292d )+15×29d =0,故B 正确;对于选项C ,a 10+a 22=2a 16=2(a 1+15d )=2(―292d +15d )=d >0,故C 正确;对于选项D ,a 10=a 1+9d =-292d +182d =-112d ,a 22=a 1+21d =-292d +422d =132d ,因为d <0,所以|a 10|=-112d ,|a 22|=-132d ,|a 10|<|a 22|,故D 错误.]11.ACD [由题意可得S 2n―1T 2n―1=(2n ―1)(a 1+a 2n―1)2(2n ―1)(b 1+b 2n―1)2=(2n ―1)a n (2n ―1)b n =a n b n ,则a n b n =S 2n―1T 2n―1=3(2n ―1)+39(2n ―1)+3=3n +18n +1=3+15n +1,由于a nb n 为整数,则n +1为15的正约数,则n +1的可能取值有3,5,15,因此,正整数n 的可能取值有2,4,14.]12.32 024―12解析 根据题意,可得a 1+a 2=4×30=4,a 3+a 4=4×32,…,a 2 023+a 2 024=4×32 022,所以S 2 024=4×30+4×32+…+4×32 022=4×(30+32+…+32 022)=4×1―(32)1 0121―32=32 024―12.13.101解析 ∵在前m 项中偶数项之和为S 偶=63,∴奇数项之和为S 奇=135-63=72,设等差数列{a n }的公差为d ,则S 奇-S 偶=2a 1+(m ―1)d2=72-63=9.又a m =a 1+d (m -1),∴a 1+a m2=9,∵a m -a 1=14,∴a 1=2,a m =16.∵m (a 1+a m )2=135,∴m =15,∴d =a m ―a 1m ―1=1,∴a 100=a 1+99d =101.14.2 025解析 函数f (x )=(x +1)3+1的图象可看成由y =x 3的图象向左平移1个单位长度,再向上平移1个单位长度得到,因为y =x 3的对称中心为(0,0),所以f (x )=(x +1)3+1的对称中心为(-1,1),所以f (x )+f (-2-x )=2,因为正项等比数列{a n }满足a 1 013=110,所以a 1·a 2 025=a 2·a 2 024=…=a 21 013=1100,所以lg a 1+lg a 2 025=lg a 2+lg a 2 024=...=2lg a 1 013=-2,所以f (lg a 1)+f (lg a 2 025)=f (lg a 2)+f (lg a 2 024)= (2)2 025Σk =1f (lg a k )=f (lg a 1)+f (lg a 2)+f (lg a 3)+…+f (lg a 2 025),①2 025Σk =1f (lg a k )=f (lg a 2 025)+f (lg a 2 024)+f (lg a 2 023)+…+f (lg a 1),②则①②相加得22 025Σk =1f (lg a k )=[f (lg a 1)+f (lg a 2 025)]+[f (lg a 2)+f (lg a 2 024)]+…+[f (lg a 2 025)+f (lg a 1)]=2 025×2,所以2 025Σk =1f (lg a k )=2 025.15.解 (1)因为a 1=1,a n +1=3a n ,所以数列{a n }是首项为1,公比为3的等比数列,所以a n =3n -1.(2)由(1)得,b 1=a 1+a 2+a 3=1+3+9=13,b 3=9,则b 3-b 1=2d =-4,解得d =-2,所以S n =13n +n (n ―1)2×(-2)=-n 2+14n.16.解 (1)设数列{a n }的公差为d ,因为a 5-a 2=6,所以3d =6,解得d =2.因为a 1,a 6,a 21依次成等比数列,所以a 26=a 1a 21,即(a 1+5×2)2=a 1(a 1+20×2),解得a 1=5,所以a n =2n +3.(2)由(1)知b n =1a n a n +1=1(2n +3)(2n +5),所以b n =12(12n +3―12n +5),所以S n =12[(15―17)+(17―19)+…+(12n +3―12n +5)]=n5(2n +5),由n5(2n +5)=335,得n =15.17.(1)证明 因为S n =1+ka n ,①S n -1=1+ka n -1(n ≥2),②由①-②,得S n -S n -1=ka n -ka n -1(n ≥2),所以a n =kk ―1a n -1.当n =1时,S 1=a 1=1+ka 1,所以a 1=11―k .所以{a n }是首项为11―k ,公比为kk ―1的等比数列.(2)解 因为a 1=11―k ,q =kk ―1,所以a n =11―k ·(k k ―1)n―1=-k n―1(k ―1)n .(3)解 因为在数列{a n }中,a 1=11―k ,公比q =kk ―1,所以数列{a 2n }是首项为(1k ―1)2,公比为(k k ―1)2的等比数列.当k =-1时,等比数列{a 2n }的首项为14,公比为14,所以a 21+a 22+…+a 2n=14×[1―(14)n ]1―14=13×[1―(14)n ].18.解 (1)设引进设备n 年后总盈利为f (n )万元,设除去设备引进费用,第n 年的成本为a n ,构成一等差数列,前n 年成本之和为[24n +n (n ―1)2×8]万元,所以f (n )=100n -[24n +4n (n -1)+196]=-4n 2+80n -196=-4(n ―10)2+204,n ∈N *,所以当n =10时,f (n )max =204(万元),即引进生产线10年后总盈利最大,为204万元.(2)设n 年后平均盈利为g (n )万元,则g (n )=f (n )n=-4n -196n +80,n ∈N *,因为g (n )=-4(n +49n)+80,当n ∈N *时,n +49n ≥2n·49n=14,当且仅当n =49n ,即n =7时取等号,故当n =7时,g(n)max=g(7)=24(万元),即引进生产线7年后平均盈利最多,为24万元.19.解 (1)由已知得a31=a11+(3-1)×m=2m+2,a32=a31×m=(2m+2)×m=2m2+2m,a41=a11+(4-1)×m=3m+2,a32+2,∵a41=12(2m2+2m)+2,∴3m+2=12即m2-2m=0.又m>0,∴m=2,∴a51=a11+4×2=10,∴a53=a51×22=40.(2)由(1)得a n1=a11+(n-1)×2=2n.当n≥3时,a nn=a n1·2n-1=n·2n.(*)又a21=a11+2=4,a22=ma21=2×4=8.a11=2,a22=8符合(*)式,∴a nn=n·2n.∵T n=a11+a22+a33+…+a nn,∴T n=1×21+2×22+3×23+4×24+…+n·2n,①2T n=1×22+2×23+3×24+…+(n-1)·2n+n·2n+1,②由①-②得,-T n=21+22+23+24+…+2n-n·2n+1-n·2n+1=2×(1―2n)1―2=2n+1-2-n·2n+1=(1-n)·2n+1-2,∴T n=(n-1)·2n+1+2.。
人教B版高中同步学案数学必修第二册精品课件 第四章 指数函数、对数函数与幂函数 对数运算法则
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其中Nk>0,k∈N+.
4.对数运算法则与指数运算法则的联系(a>0且a≠1,M,N>0)
过关自诊
1.判断正误.(正确的画√,错误的画×)
(1)log93+log927=log9(3×27)=log981=2.( √ )
(2)log2(4+4)=log24+log24=4.( × )
lg10 000
2
1
3
×
+
= + =
lg (3×8)
lg3
=
5lg2
3lg3
lg3
3lg2
=
10
.
9
×
lg2
lg3
5
.
6
lg3 +3lg2
3
=1+ .
lg3
探究点三 利用对数式与指数式的互化解题
【例 3】(1)若 6 =5
x
1
=a,且
y
+
1
=1,求
a 的值.
(2)已知 a,b,c 是不等于 1 的正数,且 a =b =c
lo g 18 (9×5)
于是 log3645=
18 2
lo g 18
9
=
lo g 18 9+lo g 18 5
2lo g 18 18-lo g 18 9
=
+
.
2-
(方法三)∵log189=a,18b=5,
∴lg 9=alg 18,lg 5=blg 18.
lg45
∴log3645=lg36
=
lg (9×5)
3
2+ =3+2(lg
人教版高中数学选择性必修第二册第四章-数列-章末测试卷A(含答案)
![人教版高中数学选择性必修第二册第四章-数列-章末测试卷A(含答案)](https://img.taocdn.com/s3/m/a5c07b74bdd126fff705cc1755270722192e59f4.png)
第四章数列章末测试卷(A)【原卷版】[时间:120分钟满分:150分]一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.等差数列{a n}:-2,0,2,…的第15项为()A.112B.122C.132D.1422.公比为2的等比数列{a n}的各项都是正数,且a3a11=16,则a5=()A.1B.2C.4D.83.等差数列{a n}的前n项和为S n,若S2=2,S4=10,则S6=()A.12B.18C.24D.424.若等差数列{a n}满足a n>0,且a3+a4+a5+a6=8,则a2a7的最大值为()A.4B.6C.8D.105.《九章算术》是我国古代的一部数学专著,全书收集了246个问题及其解法,其中一个问题为“现有一根九节的竹子,自上而下各节的容积成等差数列,上面四节容积之和为3升,下面三节的容积之和为4升,求中间两节的容积各为多少?”该问题中第2节、第3节、第8节竹子的容积之和为()A.176升 B.72升C.11366升 D.109 33升6.已知等比数列{a n}的前n项和为S n,若S2n=4(a1+a3+…+a2n-1),a1·a2·a3=27,则a6=()A.27B.81C.243D.7297.数列{a n}中,a1=1,对所有n≥2,都有a1a2a3…a n=n2,则a3+a5=()A.61 16B.25 9C.25 16D.31 158.小李年初向银行贷款M 万元用于购房,购房贷款的年利率为p ,按复利计算,并从借款后次年年初开始归还,分10次等额还清,每年1次,则每年应还()A.M10万元 B.Mp (1+p )10(1+p )10-1万元C.p (1+p )1010万元D.Mp (1+p )9(1+p )9-1万元二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求的,全部选对的得5分,部分选对的得3分,有选错的得0分)9.下列命题不正确的是()A .若数列{a n }的前n 项和为S n =n 2+2n -1,则数列{a n }是等差数列B .若等差数列{a n }的公差d >0,则{a n }是递增数列C .常数列{a n }既是等差数列,又是等比数列D .若等比数列{a n }是递增数列,则{a n }的公比q <110.将等差数列{a n }的前n 项和记为S n ,若a 1>0,S 10=S 20,则()A .d <0B .a 16<0C .S n ≤S 15D .当且仅当n ≥32时,S n <011.设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S n =2a n -1,则下列结论正确的是()A .S 2=2B .数列{a n }为等比数列C .a n =2nD .若b n =1log 2a n +1log 2a n +2,则数列{b n }的前10项和为101112.设S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 1=-1,a n +1=S n S n +1,则()A .a n =-12n -1B .a n n =1,-1n,n ≥2,n ∈N *C D.1S 1+1S 2+…+1S 100=-5050三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上)13.已知数列{a n }为等比数列,若a 1+a 3=5,a 2+a 4=10,则公比q =________.14.(2019·江苏)已知数列{a n }(n ∈N *)是等差数列,S n 是其前n 项和.若a 2a 5+a 8=0,S 9=27,则S 8的值是________.15.已知数列{a n },若点(n ,a n )(n ∈N *)在直线y -3=k (x -6)上,则数列{a n }的前11项和S 11=________.16.已知数列{a n }满足a 1=33,a n +1-a n =2n ,则an n的最小值为________.四、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)17.(10分)在等比数列{a n }中,已知a 1=2,a 4=16.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若a 3,a 5分别为等差数列{b n }的第3项和第5项,试求数列{b n }的通项公式及前n 项和S n .18.(12分)在新城大道一侧A 处,运来20棵新树苗.一名工人从A 处起沿大道一侧路边每隔10m 栽一棵树苗,这名工人每次只能运一棵.要栽完这20棵树苗,并返回A 处,植树工人共走了多少路程?19.(12分)已知{a n }是公比为q 的无穷等比数列,其前n 项和为S n ,满足a 3=12,________.是否存在正整数k ,使得S k >2020?若存在,求k 的最小值;若不存在,说明理由.从①q =2;②q =12;③q =-2这三个条件中任选一个,补充在上面问题中并作答.20.(12分)设正项等比数列{a n }的首项a 1=12,前n 项和为S n ,且210S 30-(210+1)S 20+S 10=0.(1)求{a n }的通项公式;(2)求{nS n }的前n 项和T n .21.(12分)已知数列{a n }的首项a 1=53,且3a n +1=a n +2,n ∈N *.(1)求证:数列{a n -1}为等比数列;(2)若a 1+a 2+…+a n <100,求最大的正整数n .22.(12分)由整数构成的等差数列{a n }满足a 3=5,a 1a 2=2a 4.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }的通项公式为b n =2n ,将数列{a n },{b n }的所有项按照“当n 为奇数时,b n 放在前面;当n 为偶数时,a n 放在前面”的要求进行“交叉排列”,得到一个新数列{c n }:b 1,a 1,a 2,b 2,b 3,a 3,a 4,b 4,…,求数列{c n }的前4n +3项和T 4n +3.第四章数列章末测试卷(A)【解析版】[时间:120分钟满分:150分]一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.等差数列{a n}:-2,0,2,…的第15项为()A.112B.122C.132D.142答案C解析∵a1=-2,d=2,∴a n=-2+(n-1)×2=2n-22.∴a15=152-22=132.2.公比为2的等比数列{a n}的各项都是正数,且a3a11=16,则a5=()A.1B.2C.4D.8答案A解析因为a3a11=a72=16,又数列{a n}的各项都是正数,所以解得a7=4,由a7=a5·22=4a5,得a5=1.故选A.3.等差数列{a n}的前n项和为S n,若S2=2,S4=10,则S6=()A.12B.18C.24D.42答案C解析方法一:设数列{a n}的公差为d a1+d=2,a1+6d=10,解得a1=14,d=32.则S6=6a1+15d=24.方法二:S2,S4-S2,S6-S4也成等差数列,则2(S4-S2)=S6-S4+S2,所以S6=3S4-3S2=24.故选C.4.若等差数列{a n}满足a n>0,且a3+a4+a5+a6=8,则a2a7的最大值为()A.4B.6C.8D.10答案A解析已知等差数列{a n}满足a n>0,且a3+a4+a5+a6=2(a2+a7)=8,所以a2+a7=4.又因为a2+a7≥2a2a7,所以a2a7≤4,当且仅当a2=a7=2时,等号成立.故选A.5.《九章算术》是我国古代的一部数学专著,全书收集了246个问题及其解法,其中一个问题为“现有一根九节的竹子,自上而下各节的容积成等差数列,上面四节容积之和为3升,下面三节的容积之和为4升,求中间两节的容积各为多少?”该问题中第2节、第3节、第8节竹子的容积之和为()A.176升 B.72升C.11366升 D.10933升答案A解析设自上而下各节竹子的容积依次为a 1,a 2,…,a 91+a 2+a 3+a 4=3,7+a 8+a 9=4,因为a 2+a 3=a 1+a 4,a 7+a 9=2a 8,所以a 2+a 3+a 8=32+43=176.故选A.6.已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 2n =4(a 1+a 3+…+a 2n -1),a 1·a 2·a 3=27,则a 6=()A .27B .81C .243D .729答案C解析∵数列{a n }为等比数列,∴a 1a 2a 3=a 23=27,∴a 2=3.又∵S 2=4a 1,∴a 1+a 2=4a 1,∴3a 1=a 2,∴a 1=1,即公比q =3,首项a 1=1,∴a 6=a 1·q 6-1=1×35=35=243.故选C.7.数列{a n }中,a 1=1,对所有n ≥2,都有a 1a 2a 3…a n =n 2,则a 3+a 5=()A.6116B.259C.2516D.3115答案A解析a 1a 2a 3…a n =n 2,则a 1a 2a 3…a n -1=(n -1)2,n ≥3,∴a n =n 2(n -1)2,n ≥3,∴a 3=94,a 5=2516,∴a 3+a 5=6116.故选A.8.小李年初向银行贷款M 万元用于购房,购房贷款的年利率为p ,按复利计算,并从借款后次年年初开始归还,分10次等额还清,每年1次,则每年应还()A.M10万元 B.Mp (1+p )10(1+p )10-1万元C.p (1+p )1010万元D.Mp (1+p )9(1+p )9-1万元答案B二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求的,全部选对的得5分,部分选对的得3分,有选错的得0分)9.下列命题不正确的是()A .若数列{a n }的前n 项和为S n =n 2+2n -1,则数列{a n }是等差数列B .若等差数列{a n }的公差d >0,则{a n }是递增数列C .常数列{a n }既是等差数列,又是等比数列D .若等比数列{a n }是递增数列,则{a n }的公比q <1答案ACD解析对于A ,等差数列{a n }的前n 项和S n =An 2+Bn ,故错误;对于B ,若d >0,则a n +1>a n ,故正确;对于C ,当a n =0时,该常数列不是等比数列,故错误;对于D ,若等比数列{a n }是递增数列,则当a 1>0时,q >1,故错误.故选ACD.10.将等差数列{a n }的前n 项和记为S n ,若a 1>0,S 10=S 20,则()A .d <0B .a 16<0C .S n ≤S 15D .当且仅当n ≥32时,S n <0答案ABC解析由题意得,S 10=S 20,则a 11+a 12+…+a 20=0,即a 15+a 16=0,也即2a 1+29d =0(d为公差),因为a 1>0,所以d <0,所以a 16<0,S n ≤S 15.所以A 、B 、C 正确.由于S 2n =n (a n +a n +1),S 2n -1=(2n -1)a n ,故S 30=15(a 15+a 16)=0,S 31=31a 16<0,所以D 不正确.11.设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S n =2a n -1,则下列结论正确的是()A .S 2=2B .数列{a n }为等比数列C .a n =2nD .若b n =1log 2a n +1log 2a n +2,则数列{b n }的前10项和为1011答案BD解析因为S n =2a n -1,①所以当n =1时,a 1=S 1=2a 1-1,得a 1=1;当n ≥2时,S n -1=2a n -1-1,②①②两式相减得a n =2a n -2a n -1,所以a na n -1=2(n ≥2),所以数列{a n }是以a 1=1为首项,q =2为公比的等比数列.所以a n =a 1q n -1=1×2n -1=2n -1,a 2=2,所以S 2=3,所以A 、C 错误,B 正确;因为b n =1log 2a n +1log 2a n +2=1n (n +1)=1n -1n +1,设T n 为{b n }的前n 项和,则T 10…=1011,故D 正确.故选BD.12.设S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 1=-1,a n +1=S n S n +1,则()A .a n =-12n-1B .a n n =1,-1n,n ≥2,n ∈N *C D.1S 1+1S 2+…+1S 100=-5050答案BCD解析由S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 1=-1,a n +1=S n S n +1,得S n +1-S n =S n S n +1,又a 1=-1,∴S 1=a 1=-1,从而S 2-S 1=S 1S 2,即S 2+1=-S 2,得S 2=-12,∴S 1S 2≠0,从而S n S n +1≠0,∴S n +1-S n S n S n +1=1,整理得1S n +1-1S n =-1(常数),所以数是以1S 1=-1为首项,-1为公差的等差数列,故C 正确;所以1S n =-1-(n -1)=-n ,所以1S 1+1S 2+…+1S 100=-(1+2+3+…+100)=-5050,故D正确;由1S n =-n 得S n =-1n .所以当n ≥2时,a n =S n -S n -1=1n -1-1n(首项不符合此式),故a n n =1,-1n,n ≥2,n ∈N *,故B 正确,A 错误.故选BCD.三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上)13.已知数列{a n }为等比数列,若a 1+a 3=5,a 2+a 4=10,则公比q =________.答案2解析因为数列{a n }为等比数列,且a 1+a 3=5,a 2+a 4=10,所以由等比数列的通项公式可得a 2+a 4=(a 1+a 3)q ,即10=5q ,∴q =2.14.(2019·江苏)已知数列{a n }(n ∈N *)是等差数列,S n 是其前n 项和.若a 2a 5+a 8=0,S 9=27,则S 8的值是________.答案16解析方法一:设等差数列{a n }的公差为d ,则a 2a 5+a 8=(a 1+d )(a 1+4d )+a 1+7d =a 12+4d 2+5a 1d +a 1+7d =0,S 9=9a 1+36d =27,将以上两式联立,解得a 1=-5,d =2,则S 8=8a 1+28d =-40+56=16.方法二:设等差数列{a n }的公差为d .由S 9=9(a 1+a 9)2=9a 5=27,得a 5=3,又a 2a 5+a 8=0,则3(3-3d )+3+3d =0,得d =2,a 4=1,则S 8=8(a 1+a 8)2=4(a 4+a 5)=4×(1+3)=16.15.已知数列{a n },若点(n ,a n )(n ∈N *)在直线y -3=k (x -6)上,则数列{a n }的前11项和S 11=________.答案33解析∵点(n ,a n )在直线y -3=k (x -6)上,∴a n =3+k (n -6).∴a n +a 12-n =[3+k (n -6)]+[3+k (6-n )]=6,n =1,2,3,…,6,∴S 11=a 1+a 2+…+a 11=5(a 1+a 11)+a 6=5×6+3=33.16.已知数列{a n }满足a 1=33,a n +1-a n =2n ,则a nn 的最小值为________.答案212解析在a n +1-a n =2n 中,令n =1,得a 2-a 1=2;令n =2,得a 3-a 2=4,…,a n -a n -1=2(n -1).把上面n -1个式子相加,得a n -a 1=2+4+6+…+2(n -1)=(2+2n -2)(n -1)2=n 2-n ,∴a n =n 2-n +33.∴a n n =n 2-n +33n =n +33n -1≥233-1,当且仅当n =33n ,即n =33时取等号,而n ∈N *,∴“=”取不到.∵5<33<6,∴当n =5时,a n n =5-1+335=535,当n=6时,a n n =6-1+336=636=212,∵535>212,∴a n n 的最小值是212.四、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)17.(10分)在等比数列{a n }中,已知a 1=2,a 4=16.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若a 3,a 5分别为等差数列{b n }的第3项和第5项,试求数列{b n }的通项公式及前n 项和S n .解析(1)设数列{a n }的公比为q ,由已知得16=2q 3,解得q =2,所以a n =2×2n -1=2n ,n ∈N *.(2)由(1)得a 3=8,a 5=32,则b 3=8,b 5=32.设数列{b n }的公差为d ,1+2d =8,1+4d =32,1=-16,=12,所以b n =-16+12(n -1)=12n -28,n ∈N *.所以数列{b n }的前n 项和S n =n (-16+12n -28)2=6n 2-22n ,n ∈N *.18.(12分)在新城大道一侧A 处,运来20棵新树苗.一名工人从A 处起沿大道一侧路边每隔10m 栽一棵树苗,这名工人每次只能运一棵.要栽完这20棵树苗,并返回A 处,植树工人共走了多少路程?解析植树工人每种一棵树并返回A 处所要走的路程(单位:m)组成了一个数列0,20,40,60, (380)这是首项a 1=0,公差d =20,项数n =20的等差数列,其和S 20=20a 1+20×(20-1)2d =0+20×(20-1)2×20=3800(m).因此,植树工人共走了3800m 的路程.19.(12分)已知{a n }是公比为q 的无穷等比数列,其前n 项和为S n ,满足a 3=12,________.是否存在正整数k ,使得S k >2020?若存在,求k 的最小值;若不存在,说明理由.从①q =2;②q =12;③q =-2这三个条件中任选一个,补充在上面问题中并作答.注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答评分.解析若选①,因为a 3=12,q =2,所以a 1=3.所以S n =3(1-2n )1-2=3(2n -1).S k >2020,即3(2k -1)>2020,即2k >20233.当k =9时,29=512<20233,当k =10时,210=1024>20233,所以存在正整数k ,使得S k >2020,k 的最小值为10.若选②,因为a 3=12,q =12,所以a 1=48.所以S n1-12因为S n <96<2020,所以不存在满足条件的正整数k .若选③,因为a 3=12,q =-2,所以a 1=3.所以S n =3×[1-(-2)n ]1-(-2)=1-(-2)n .S k >2020,即1-(-2)k >2020,整理得(-2)k <-2019.当k 为偶数时,原不等式无解;当k 为奇数时,原不等式等价于2k >2019,当k =9时,29=512<2019,当k =11时,211=2048>2019,所以存在正整数k ,使得S k >2020,k 的最小值为11.20.(12分)设正项等比数列{a n }的首项a 1=12,前n 项和为S n ,且210S 30-(210+1)S 20+S 10=0.(1)求{a n }的通项公式;(2)求{nS n }的前n 项和T n .解析(1)设数列{a n }的公比为q .由210S 30-(210+1)S 20+S 10=0,得210(S 30-S 20)=S 20-S 10.∵S 10,S 20-S 10,S 30-S 20成等比数列,∴S 30-S 20S 20-S 10=q 10.∵a n >0,∴q =12,∴a n =a 1q n -1=12n (n ∈N *).(2)∵{a n }是首项a 1=12,公比q =12的等比数列,∴S n =12×1-12=1-12n ,nS n =n -n 2n .则数列{nS n }的前n 项和为T n =(1+2+…+n )+222+…①则T n 2=12(1+2+…+n )+223+…+n -12n +①-②,得T n 2=12(1+2+…+n )+122+…+n 2n +1=n (n +1)4-21-12+n 2n +1,即T n =n (n +1)2+12n -1+n 2n -2.21.(12分)已知数列{a n }的首项a 1=53,且3a n +1=a n +2,n ∈N *.(1)求证:数列{a n -1}为等比数列;(2)若a 1+a 2+…+a n <100,求最大的正整数n .解析(1)证明:∵3a n +1=a n +2,∴a n +1-1=13(a n -1),又a 1-1=23,∴数列{a n -1}是以23为首项,13为公比的等比数列.(2)由(1)可得a n -1=23×-1,∴a n =2+1.则a 1+a 2+…+a n =n ++132+…n +2×13-13n +11-13=n +1-13n ,若n +1-13n <100,n ∈N *,则n max =99.22.(12分)由整数构成的等差数列{a n }满足a 3=5,a 1a 2=2a 4.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }的通项公式为b n =2n ,将数列{a n },{b n }的所有项按照“当n 为奇数时,b n 放在前面;当n 为偶数时,a n 放在前面”的要求进行“交叉排列”,得到一个新数列{c n }:b 1,a 1,a 2,b 2,b 3,a 3,a 4,b 4,…,求数列{c n }的前4n +3项和T 4n +3.解析(1)由题意,设数列{a n }的公差为d ,由a 3=5,a 1a 2=2a 4,1+2d =5,1·(a 1+d )=2(a 1+3d ),整理得(5-2d )(5-d )=2(5+d ),即2d 2-17d +15=0,解得d =152或d =1,因为{a n }为整数数列,所以d =1,又a 1+2d =5,所以a 1=3,所以数列{a n }的通项公式为a n =n +2.(2)由(1)知,数列{a n }的通项公式为a n =n +2,又数列{b n }的通项公式为b n =2n ,根据题意,新数列{c n }:b 1,a 1,a 2,b 2,b 3,a 3,a 4,b 4,…,则T 4n +3=b 1+a 1+a 2+b 2+b 3+a 3+a 4+b 4+…+b 2n -1+a 2n -1+a 2n +b 2n +b 2n +1+a 2n +1+a 2n +2=(b 1+b 2+b 3+b 4+…+b 2n +1)+(a 1+a 2+a 3+a 4+…+a 2n +2)=2×(1-22n +1)1-2+(a 1+a 2n +2)(2n +2)2=4n +1+2n 2+9n +5.。
人教B版(2019)高中数学必修第二册 第四章指数函数、对数函数与幂函数指数函数与对数函数的关系习题
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4.3 指数函数与对数函数的关系知识点一反函数的概念1.函数y=e2x(x∈R)的反函数为( )A.y=2ln x(x>0) B.y=ln (2x)(x>0)C.y=12ln x(x>0) D.y=12ln (2x)(x>0)2.已知函数y=log3(3-x)(0≤x<3),则它的反函数是( ) A.y=3-3x(x≥0) B.y=3+3x(x≤1) C.y=3+3x(x≥0) D.y=3-3x(x≤1)3.函数f(x)=12x2+1(x>2)的反函数是( )A.y=2x-2(1≤x<3) B.y=2x-2(x>3) C.y=-2x-2(1≤x<3) D.y=-2x-2(x>3)4.已知函数y=3x-2a的反函数是y=bx+23,则( )A.a=-6,b=13B.a=1,b=13C.a=6,b=-13D.a=23,b=-135.已知函数f(x)=x2,x∈D的值域是{1,4,9},且函数f(x)存在反函数,这样的f(x)共有________个.6.若函数f(x)=2x+1x+a的反函数是其本身,则实数a=________.7.已知函数f(x)是以2为周期的偶函数,当0≤x≤1时,f(x)=lg (x+1),令函数g(x)=f(x)(x∈[1,2]),则g(x)的反函数为________________.8.已知函数f(x)=x2-2ax+2,x∈[-1,1].(1)当a =-12时,判定此函数有没有反函数,并说明理由;(2)当a 为何值时,此函数存在反函数?并求出此函数的反函数f -1(x ). 知识点二 反函数的图像与性质 9.函数y =log 212x -1的反函数的定义域为( ) A .(-∞,+∞) B .(0,+∞)C .(-∞,0)D .(-∞,0)∪(0,+∞)10.已知x >0,f (x )=log 3x 2的值域是[-1,1],则它的反函数f -1(x )的值域是( )A .[-1,1]B .(0,+∞)C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3,-13∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,3 D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,3 11.如图,已知函数f (x )=3x -1,则它的反函数y =f -1(x )的大致图像是( )12.已知函数y =f (x )的反函数为y =f -1(x ),则函数y =f (-x )与y =-f -1(x )的图像( )A .关于y 轴对称B .关于原点对称C .关于直线x +y =0对称D .关于直线x -y =0对称13.给出下列命题:(1)若奇函数存在反函数,则其反函数也是奇函数;(2)函数f (x )在区间[a ,b ]上存在反函数的充要条件是f (x )在区间[a ,b ]上是单调函数;(3)函数f (x )在定义域D 上的反函数为f -1(x ),则对于任意的x 0∈D 都有f (f-1(x 0))=f -1(f (x 0))=x 0成立. 其中正确的命题为( ) A .(1) B .(1)(2) C .(1)(3)D .(1)(2)(3)14.已知点(3,9)在函数f (x )=1+a x 的图像上,则f (x )的反函数f -1(x )=________.15.若函数y =f (x )是函数y =g (x )=a 2x 的反函数(a >0,且a ≠1),且f (4)=1,则a =________.16.若函数y =f (x )的图像过点(0,1),则函数g (x )=f (4-x )的反函数的图像过点________.17.已知f (x )=x -1,其反函数为f -1(x ),若f -1(x )-a =f (x +a )有实数根,则a 的取值范围为________.知识点三 指数函数与对数函数的综合应用 18.设a ,b ,c 均为正数,且2a=,⎝ ⎛⎭⎪⎫12b =,⎝ ⎛⎭⎪⎫12c =log 2c ,则( ) A .a <b <c B .c <b <a C .c <a <bD .b <a <c19.(多选)已知函数f (x )=log a (a x -1)(a >0,a ≠1),则下列说法正确的是( )A .函数f (x )的图像在y 轴的一侧B .函数f (x )为奇函数C .函数f (x )为定义域上的增函数D .函数f (x )在定义域内有最大值 20.已知函数f (x )=log 2(1-2x ). (1)求函数f (x )的定义域和值域;(2)求证函数y=f(x)的图像关于直线y=x对称.易错点一对反函数的定义理解不清而致误已知函数y=f(x+1)与函数y=g(x)的图像关于直线y=x对称,且g(x)的图像过定点(1,2020),则y=f-1(x+1)的图像过定点________.易错点二不能将问题合理转化致误设α,β分别是关于x的方程log2x+x-4=0和2x+x-4=0的根,则α+β=________.一、单项选择题1.函数y=2x+1(x∈R)的反函数是( )A.y=1+log2x(x>0)B.y=log2(x-1)(x>1)C.y=-1+log2x(x>0)D.y=log2(x+1)(x>-1)2.把函数y=log a x(a>0且a≠1)的图像绕原点逆时针旋转90°后,新图像的函数解析式是( )A.y=-a x B.y=a-xC.y=log a(-x) D.y=-log a x3.已知f(x)=-4-x2的反函数为f-1(x)=4-x2,则f(x)的定义域为( )A.(-2,0) B.[-2,2]C.[-2,0] D.[0,2]4.当0<a<1时,方程log a x=a x的实数解( )A.有且只有一个B.可能无解C .可能有3个D .一定有3个5.若函数y =a x (a >0,且a ≠1)的反函数的图像过点(a ,a ),则a 的值为( )A .2B .12C .2或12D .36.函数y =1-xx(x ≠0)的反函数的图像大致是( )7.已知函数y =f (x )的定义域是[-1,1],其图像如图所示,则不等式-1≤f-1(x )≤12的解集是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,12B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2,12C .[-2,0)∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1D .[-1,0]∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,18.已知函数f (x )=3x ,函数g (x )是f (x )的反函数,若正数x 1,x 2,…,x 2020满足x 1x 2…x 2020=81,则g (x 21)+g (x 22)+…+g (x 22020)的值等于( )A .4B .8C .16D .64二、多项选择题9.下列说法中正确的是( )A .一次函数y =kx +b (k ≠0)一定存在反函数B .若函数f (x )在其定义域内不是单调函数,则f (x )不存在反函数C .若函数y =f (x )的图像位于第一、二象限,则它的反函数y =f -1(x )的图像位于第一、四象限D .若函数f (x )存在反函数f -1(x ),则f -1(x )与f (x )图像的公共点必在直线y =x 上10.在同一直角坐标系下,函数y =a x 与y =log a x (a >0,a ≠1)的大致图像如图所示,则实数a 的可能值为( )A.32 B .43 C.75D .10711.如果一个点是一个指数函数的图像与一个对数函数的图像的公共点,那么称这个点为“好点”,在下面的四个点中,是“好点”的有( )A .(1,2)B .(2,1)C .(2,2)D .(2,0.5)12.下列说法正确的是( )A .函数y =a x 与y =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a x 图像关于y 轴对称B .函数y =log a x 与y =图像关于x 轴对称C .函数y =a x 与y =log a x 图像关于直线y =x 对称D .函数y =a x 与y =log a x 图像关于y 轴对称 三、填空题13.函数f (x )=-x 2(x ∈(-∞,-2])的反函数f -1(x )=________. 14.已知函数f (x )=a x -k 的图像过点(1,3),其反函数y =f -1(x )的图像过点(2,0),则f (x )的表达式为________.15.已知函数f (x )与函数g (x )=的图像关于直线y =x 对称,则函数f (x 2+2x )的单调增区间是________.16.已知函数f (x )=log a x -bx +b (a >0,b ≠0),则f (x )的值域为____________,f (x )的反函数f -1(x )的解析式为________________.四、解答题17.若不等式4x -log a x <0,当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12时恒成立,求实数a 的取值范围.18.已知f (x )=1-3x 1+3x ,求f-1⎝ ⎛⎭⎪⎫45的值. 19.已知y =f (x )是R 上的增函数,点A (-1,1),B (1,3)在它的图像上,y =f -1(x )是它的反函数,解不等式|f -1(log 2x )|<1.20.已知f (x )=a ·2x -12x +1(a ∈R ),f (0)=0.(1)求a 的值,并判断f (x )的奇偶性; (2)求f (x )的反函数;(3)对任意的k ∈(0,+∞),解不等式f -1(x )>log 21+xk.4.3 指数函数与对数函数的关系知识点一 反函数的概念1.函数y=e2x(x∈R)的反函数为( )A.y=2ln x(x>0) B.y=ln (2x)(x>0)C.y=12ln x(x>0) D.y=12ln (2x)(x>0)答案 C解析y=e2x>0,2x=ln y,x=12ln y,∴y=e2x的反函数为y=12ln x,x>0.2.已知函数y=log3(3-x)(0≤x<3),则它的反函数是( ) A.y=3-3x(x≥0) B.y=3+3x(x≤1) C.y=3+3x(x≥0) D.y=3-3x(x≤1)答案 D解析∵0≤x<3,∴y≤1.又3-x=3y,∴x=3-3y.∴y=log3(3-x)的反函数为y=3-3x,x≤1.3.函数f(x)=12x2+1(x>2)的反函数是( )A.y=2x-2(1≤x<3) B.y=2x-2(x>3) C.y=-2x-2(1≤x<3) D.y=-2x-2(x>3)答案 B解析令y=12x2+1.∵x>2,∴y=12x2+1>3.对调函数中的x和y得x=12y2+1,解得y=2x-2.∴所求反函数为y=2x-2(x>3).4.已知函数y=3x-2a的反函数是y=bx+23,则( )A.a=-6,b=13B.a=1,b=13C.a=6,b=-13D.a=23,b=-13答案 B解析∵函数y=3x-2a,∴x=y+2a3,互换x,y,得函数y=3x-2a的反函数是y =13x +23a ,x ∈R .∵函数y =3x -2a 的反函数是y =bx +23,∴⎩⎪⎨⎪⎧b =13,2a 3=23,解得a =1,b =13.故选B.5.已知函数f (x )=x 2,x ∈D 的值域是{1,4,9},且函数f (x )存在反函数,这样的f (x )共有________个.答案 8解析 当x 2=1时,x =±1;当x 2=4时,x =±2;当x 2=9时,x =±3.若函数f (x )存在反函数,则一个y 只能对应一个x ,列举如下:⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧x =1,y =1,⎩⎪⎨⎪⎧ x =2,y =4,⎩⎨⎧ x =3,y =9,x =-3,y =9,x =-2,y =4,⎩⎨⎧ x =3,y =9,x =-3,y =9,x =-1,y =1,⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =4,⎩⎨⎧ x =3,y =9,x =-3,y =9,x =-2,y =4,⎩⎨⎧ x =3,y =9,x =-3,y =9.故这样的f (x )共有8个. 6.若函数f (x )=2x +1x +a的反函数是其本身,则实数a =________. 答案 -2解析 函数y =f (x )=2x +1x +a 的反函数为x =2y +1y +a ,即y =1-axx -2,因为函数f (x )=2x +1x +a 的反函数是其本身,所以2x +1x +a =1-axx -2,所以a =-2. 7.已知函数f (x )是以2为周期的偶函数,当0≤x ≤1时,f (x )=lg (x +1),令函数g (x )=f (x )(x ∈[1,2]),则g (x )的反函数为________________.答案 g -1(x )=3-10x (0≤x ≤lg 2)解析 当-1≤x ≤0时,0≤-x ≤1,∴f (x )=f (-x )=lg (-x +1);当1≤x ≤2时,-1≤x -2≤0,∴f (x )=f (x -2)=lg [-(x -2)+1]=lg (-x +3).∴g (x )=lg (-x +3)(1≤x ≤2),∴-x +3=10g (x ),∴x =3-10g (x ).故反函数为g -1(x )=3-10x (0≤x ≤lg 2).8.已知函数f (x )=x 2-2ax +2,x ∈[-1,1].(1)当a =-12时,判定此函数有没有反函数,并说明理由;(2)当a 为何值时,此函数存在反函数?并求出此函数的反函数f -1(x ). 解 (1)当a =-12时,f (x )=x 2+x +2=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +122+74,x ∈[-1,1],显然函数不单调,所以此时没有反函数.(2)函数存在反函数时必须在[-1,1]上单调,而f (x )=(x -a )2+2-a 2,x ∈[-1,1],对称轴x =a ,所以a ≥1或a ≤-1.当a ≥1时,f -1(x )=a -x +a 2-2,x ∈[3-2a,3+2a ];当a ≤-1时,f -1(x )=a +x +a 2-2,x ∈[3+2a,3-2a ].知识点二 反函数的图像与性质 9.函数y =log 212x -1的反函数的定义域为( ) A .(-∞,+∞) B .(0,+∞)C .(-∞,0)D .(-∞,0)∪(0,+∞)答案 A解析 反函数的定义域即为原函数的值域.由12x -1>0可得log 212x -1∈R ,所以原函数的值域为R ,故它的反函数的定义域为R .故选A.10.已知x >0,f (x )=log 3x 2的值域是[-1,1],则它的反函数f -1(x )的值域是( )A .[-1,1]B .(0,+∞)C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3,-13∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,3D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,3 答案 D解析 ∵f (x )=log 3x 2的值域是[-1,1],∴-1≤log 3x 2≤1,即13≤x 2≤3,而x >0,∴x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,3.∵反函数的值域为原函数的定义域,∴反函数f -1(x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,3. 11.如图,已知函数f (x )=3x -1,则它的反函数y =f -1(x )的大致图像是( )答案 C解析 由f (x )=3x -1可得f -1(x )=log 3x +1,∴图像为C.12.已知函数y =f (x )的反函数为y =f -1(x ),则函数y =f (-x )与y =-f -1(x )的图像( )A .关于y 轴对称B .关于原点对称C .关于直线x +y =0对称D .关于直线x -y =0对称 答案 D解析 函数y =f (-x )与y =-f -1(x )互为反函数,图像关于直线x -y =0对称.故选D.13.给出下列命题:(1)若奇函数存在反函数,则其反函数也是奇函数;(2)函数f (x )在区间[a ,b ]上存在反函数的充要条件是f (x )在区间[a ,b ]上是单调函数;(3)函数f (x )在定义域D 上的反函数为f -1(x ),则对于任意的x 0∈D 都有f (f-1(x 0))=f -1(f (x 0))=x 0成立. 其中正确的命题为( ) A .(1) B .(1)(2) C .(1)(3) D .(1)(2)(3)答案 A解析 (1)设奇函数f (x )的反函数为f -1(x ),∵f (x )是奇函数,∴f (x )的值域关于原点对称,即f -1(x )的定义域关于原点对称.假设f (x )=y ,则f (-x )=-y .∴f -1(y )=x ,f -1(-y )=-x .∴f -1(-y )=-f -1(y ),即f -1(-x )=-f -1(x ).∴f -1(x )是奇函数.故(1)正确;(2)函数f (x )在区间[a ,b ]上存在反函数,不一定f (x )在区间[a ,b ]上是单调函数,比如f (x )=⎩⎨⎧1-x ,x ≤1,x ,x >1存在反函数,但f (x )在R 上不单调,故(2)不正确;(3)x 0不一定属于f (x )的值域,即f -1(x 0)不一定存在,故(3)不正确.故选A.14.已知点(3,9)在函数f (x )=1+a x 的图像上,则f (x )的反函数f -1(x )=________.答案 log 2(x -1)(x >1)解析 ∵(3,9)在函数f (x )上,∴1+a 3=9,解得a =2,∴f (x )=1+2x ,又f (x )>1,∴f -1(x )=log 2(x -1)(x >1).15.若函数y =f (x )是函数y =g (x )=a 2x 的反函数(a >0,且a ≠1),且f (4)=1,则a =________.答案 2解析 由y =f (x )与y =g (x )互为反函数,且f (4)=1,得g (1)=4,所以a 2=4,a =2.16.若函数y =f (x )的图像过点(0,1),则函数g (x )=f (4-x )的反函数的图像过点________.答案 (1,4)解析 ∵y =f (x )的图像过点(0,1),∴f (4-x )的图像过点(4,1),∴g (x )=f (4-x )的反函数的图像过点(1,4).17.已知f (x )=x -1,其反函数为f -1(x ),若f -1(x )-a =f (x +a )有实数根,则a 的取值范围为________.答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤34,+∞解析 因为y =f -1(x )-a 与y =f (x +a )互为反函数,所以二者关于y =x 对称.若y =f -1(x )-a 与y =f (x +a )有实数根,则y =f (x +a )与y =x 有交点,所以x +a -1=x ,即a =x 2-x +1=⎝⎛⎭⎪⎫x -122+34≥34.知识点三 指数函数与对数函数的综合应用 18.设a ,b ,c 均为正数,且2a=,⎝ ⎛⎭⎪⎫12b =,⎝ ⎛⎭⎪⎫12c =log 2c ,则( ) A .a <b <c B .c <b <a C .c <a <b D .b <a <c答案 A解析 在同一平面直角坐标系中,画出函数y =2x,y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x,y =log 2x ,y =的图像,如图所示,则a ,b ,c 分别为两个图像交点的横坐标,根据图像可知a <b <c .19.(多选)已知函数f (x )=log a (a x -1)(a >0,a ≠1),则下列说法正确的是( )A .函数f (x )的图像在y 轴的一侧B .函数f (x )为奇函数C .函数f (x )为定义域上的增函数D .函数f (x )在定义域内有最大值 答案 AC解析 ∵函数f (x )=log a (a x -1)(a >0,a ≠1),当a >1时,由a x -1>0,可得x >0,此时,函数的图像仅在y 轴的右侧;当0<a <1时,由a x -1>0,可得x <0,此时,函数的图像仅在y 轴的左侧,故A 正确.由于f (-x )=log a (a -x -1)=log a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a x -1≠-f (x ),故函数不是奇函数,故B 不正确.由于函数y =log a t 和函数t =a x 的单调性相同,即同是增函数或同是减函数,根据复合函数的单调性可得f (x )=log a (a x -1)在它的定义域内一定是增函数,故C 正确.由于t =a x -1无最值,故y =log a t 无最值,故D 不正确.故选AC.20.已知函数f (x )=log 2(1-2x ). (1)求函数f (x )的定义域和值域;(2)求证函数y =f (x )的图像关于直线y =x 对称. 解 (1)要使函数f (x )=log 2(1-2x )有意义, 则1-2x>0,即2x<1. 故x <0,此时0<1-2x <1, ∴f (x )=log 2(1-2x )<0,故函数f (x )的定义域为(-∞,0),值域为(-∞,0).(2)证明:由y =f (x )=log 2(1-2x )可得1-2x =2y ,解得x =log 2(1-2y ),故原函数的反函数为f -1(x )=log 2(1-2x ),与原函数相同,所以函数f (x )的图像关于直线y =x 对称.易错点一 对反函数的定义理解不清而致误已知函数y =f (x +1)与函数y =g (x )的图像关于直线y =x 对称,且g (x )的图像过定点(1,2020),则y =f -1(x +1)的图像过定点________.易错分析 本题容易误认为f (x +1)与f -1(x +1)互为反函数.答案(0,2021)正解∵g(x)的图像过定点(1,2020),∴f(x+1)的图像过定点(2020,1).又f(x)的图像可以看作由f(x+1)的图像向右平移一个单位长度得到的,∴f(x)过定点(2021,1).又f(x)与f-1(x)互为反函数,∴f-1(x)的图像过定点(1,2021).再结合f-1(x)与f-1(x+1)的关系可知,f-1(x+1)的图像过定点(0,2021).易错点二不能将问题合理转化致误设α,β分别是关于x的方程log2x+x-4=0和2x+x-4=0的根,则α+β=________.易错分析本题的易错之处为不能正确将问题转化为函数y=log2x,y=2x,y=4-x三个图像之间的关系进行求解.答案 4正解如图,分别作出函数y=log2x,y=2x,y=4-x的图像,相交于点P,Q.∵log2α=4-α,2β=4-β.而y=log2x(x>0)与y=2x互为反函数,直线y=4-x与直线y=x互相垂直,∴点P与Q关于直线y=x对称.∴α=2β=4-β.∴α+β=4.一、单项选择题1.函数y =2x +1(x ∈R )的反函数是( ) A .y =1+log 2x (x >0) B .y =log 2(x -1)(x >1) C .y =-1+log 2x (x >0) D .y =log 2(x +1)(x >-1) 答案 C解析 由y =2x +1⇒x +1=log 2y ⇒x =-1+log 2y ,又因原函数的值域{y |y >0},故其反函数是y =-1+log 2x (x >0).2.把函数y =log a x (a >0且a ≠1)的图像绕原点逆时针旋转90°后,新图像的函数解析式是( )A .y =-a xB .y =a -xC .y =log a (-x )D .y =-log a x答案 B解析 函数的图像绕坐标原点逆时针旋转90°后,得到的函数与原函数的反函数的图像关于y 轴对称.函数y =log a x (a >0且a ≠1)的反函数为y =a x ,其关于y 轴对称的函数解析式为y =a -x .故选B.3.已知f (x )=-4-x 2的反函数为f -1(x )=4-x 2,则f (x )的定义域为( )A .(-2,0)B .[-2,2]C .[-2,0]D .[0,2]答案 D解析 ∵原函数的定义域就是反函数的值域,原函数的值域就是反函数的定义域.∴⎩⎨⎧4-x 2≥0,f-1x ≥0,解得⎩⎨⎧-2≤x ≤2,x ≥0,即0≤x ≤2.故f (x )的定义域为[0,2].故选D.4.当0<a <1时,方程log a x =a x 的实数解( ) A .有且只有一个 B .可能无解 C .可能有3个 D .一定有3个答案 C解析 考虑函数y =log a x 与函数y =a x 的图像公共点,易知B ,D 两项不对.又y =和y =⎝ ⎛⎭⎪⎫116x 的图像除了在直线y =x 上存在一个公共点外,还存在⎝ ⎛⎭⎪⎫12,14和⎝ ⎛⎭⎪⎫14,12两个公共点.故选C. 5.若函数y =a x (a >0,且a ≠1)的反函数的图像过点(a ,a ),则a 的值为( )A .2B .12C .2或12D .3答案 B解析 解法一:函数y =a x (a >0,且a ≠1)的反函数即y =log a x ,故y =log a x 的图像过点(a ,a ),则a =log a a =12.解法二:由题意得,函数y =a x (a >0,且a ≠1)的反函数的图像过点(a ,a ),则函数y =a x (a >0,且a ≠1)的图像过点(a ,a ),即a a =a =,故a =12.6.函数y =1-xx(x ≠0)的反函数的图像大致是( )答案 B 解析 y =1-xx(x ≠0)的反函数为y =11+x (x ≠-1),其图像为y =1x的图像向左平移1个单位长度.7.已知函数y =f (x )的定义域是[-1,1],其图像如图所示,则不等式-1≤f-1(x )≤12的解集是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,12B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2,12C .[-2,0)∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1D .[-1,0]∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1答案 C解析 由题意,可得-1≤f -1(x )≤12的解集即为f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,12上的值域.当-1≤x <0时,由题图可知f (x )∈[-2,0),当0≤x ≤12时,由题图可知f (x )∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1.故不等式-1≤f -1(x )≤12的解集为[-2,0)∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1.8.已知函数f (x )=3x ,函数g (x )是f (x )的反函数,若正数x 1,x 2,…,x 2020满足x 1x 2…x 2020=81,则g (x 21)+g (x 22)+…+g (x 22020)的值等于( )A .4B .8C .16D .64答案 B解析 由函数f (x )=3x ,函数g (x )是f (x )的反函数,则g (x )=log 3x ,所以g (x 21)+g (x 22)+…+g (x 22020)=log 3(x 1x 2…x 2020)2=2log 3(x 1x 2…x 2020)=2log 381=8.故选B.二、多项选择题9.下列说法中正确的是( )A .一次函数y =kx +b (k ≠0)一定存在反函数B .若函数f (x )在其定义域内不是单调函数,则f (x )不存在反函数C .若函数y =f (x )的图像位于第一、二象限,则它的反函数y =f -1(x )的图像位于第一、四象限D .若函数f (x )存在反函数f -1(x ),则f -1(x )与f (x )图像的公共点必在直线y =x 上答案 AC解析 对于A ,一次函数y =kx +b (k ≠0)为单调函数,一定存在反函数,故正确;对于B ,因为函数f (x )=1x在定义域上不单调,但函数f (x )存在反函数,故错误;对于C ,因为原函数与它的反函数的图像关于y =x 对称,所以将y =f (x )的图像沿y =x 翻折后,会落在第一、四象限,故正确;对于D ,比如函数y =-x +1与其反函数y =x 2-1(x ≤0)的交点坐标有(-1,0),(0,-1),显然交点不在直线y =x 上,故错误.故选AC.10.在同一直角坐标系下,函数y =a x 与y =log a x (a >0,a ≠1)的大致图像如图所示,则实数a 的可能值为( )A.32 B .43 C.75 D .107答案 BC解析 由图像可知a >1且a 2<log a 2.⎝ ⎛⎭⎪⎫322=94>2=94>2,故A 错误;⎝ ⎛⎭⎪⎫432=169<2=169<2,故B 正确;⎝ ⎛⎭⎪⎫752=4925<2=4925<2,故C 正确;⎝ ⎛⎭⎪⎫1072=10049>2=10049>2,故D 错误.综上,选BC.11.如果一个点是一个指数函数的图像与一个对数函数的图像的公共点,那么称这个点为“好点”,在下面的四个点中,是“好点”的有( )A .(1,2)B .(2,1)C .(2,2)D .(2,0.5)答案 CD解析 当x =1时,对数函数y =log a x (a >0,a ≠1)恒过(1,0)点,故(1,2)一定不是好点;当y =1时,指数函数y =a x (a >0,a ≠1)恒过(0,1)点,故(2,1)也一定不是好点;而(2,2)是函数y =(2)x 与的交点;(2,0.5)是函数y =⎝⎛⎭⎪⎫12x与y =log 4x 的交点;故选CD. 12.下列说法正确的是( )A .函数y =a x 与y =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a x 图像关于y 轴对称B .函数y =log a x 与y =图像关于x 轴对称C .函数y =a x 与y =log a x 图像关于直线y =x 对称D .函数y =a x 与y =log a x 图像关于y 轴对称 答案 ABC解析 令a =2,分别作出对应的图像,由图像可知,对于A ,∵函数y =a x与y =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a x图像关于y 轴对称,故A 正确;对于B ,∵函数y =log a x 与y =图像关于x 轴对称,故B 正确;对于C ,D ,∵函数y =a x 与y =log a x 图像关于直线y =x 对称,故C 正确,D 不正确.故选ABC.三、填空题13.函数f (x )=-x 2(x ∈(-∞,-2])的反函数f -1(x )=________. 答案 --x ,x ∈(-∞,-4]解析 由y =-x 2,x ∈(-∞,-2],得y ∈(-∞,-4],∴x =--y ,即f -1(x )=--x ,x ∈(-∞,-4].14.已知函数f (x )=a x -k 的图像过点(1,3),其反函数y =f -1(x )的图像过点(2,0),则f (x )的表达式为________.答案 f (x )=2x +1解析 ∵y =f -1(x )的图像过点(2,0),∴f (x )的图像过点(0,2),∴2=a 0-k ,∴k =-1,∴f (x )=a x +1.又f (x )的图像过点(1,3),∴3=a 1+1,∴a =2,∴f (x )=2x +1.15.已知函数f (x )与函数g (x )=的图像关于直线y =x 对称,则函数f (x 2+2x )的单调增区间是________.答案 (-∞,-1]解析 由题意得f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ,∴f (x 2+2x )=,∵f (x )在R 上是减函数,∴由同增异减的原则可知,所求函数的单调增区间即为t =x 2+2x 的单调减区间,即(-∞,-1].16.已知函数f (x )=log a x -b x +b(a >0,b ≠0),则f (x )的值域为____________,f (x )的反函数f -1(x )的解析式为________________.答案 (-∞,0)∪(0,+∞) f -1(x )=b ·1+a x1-a x 解析 ∵b ≠0,∴x -b x +b ≠1,∴f (x )=log a x -b x +b ≠0.由y =log a x -b x +b ,化为x -b x +b =a y ,解得x =b ·1+a y 1-a y .把x 与y 互换可得y =b ·1+a x 1-ax ,∴f (x )的反函数f -1(x )=b ·1+a x1-a x. 四、解答题17.若不等式4x -log a x <0,当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,12时恒成立,求实数a 的取值范围.解 要使不等式4x <log a x 在x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12时恒成立,即函数y =log a x 的图像在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12内恒在函数y =4x 图像的上方,而y =4x 的图像过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,2. 由图可知,log a 12≥2,显然这里0<a <1,∴函数y =log a x 递减.又log a 12≥2=log a a 2,∴a 2≥12, 又0<a <1,∴a ≥22. ∴所求的a 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫22,1. 18.已知f (x )=1-3x1+3x ,求f -1⎝ ⎛⎭⎪⎫45的值. 解 令y =1-3x 1+3x ,∴y +y ·3x =1-3x ,∴3x =1-y 1+y , ∴x =log 31-y 1+y ,∴f -1(x )=log 31-x 1+x. ∴f -1⎝ ⎛⎭⎪⎫45=log 31-451+45=log 319=-2. 19.已知y =f (x )是R 上的增函数,点A (-1,1),B (1,3)在它的图像上,y =f -1(x )是它的反函数,解不等式|f -1(log 2x )|<1.解 ∵y =f (x )是R 上的增函数,∴y =f -1(x )在R 上也是增函数.∵f (-1)=1,f (1)=3,∴f -1(1)=-1,f -1(3)=1.由|f -1(log 2x )|<1,得-1<f -1(log 2x )<1,∴f -1(1)<f -1(log 2x )<f -1(3),∴1<log 2x <3,∴2<x <8,即所求不等式的解集为{x |2<x <8}.20.已知f (x )=a ·2x -12x +1(a ∈R ),f (0)=0.(1)求a 的值,并判断f (x )的奇偶性;(2)求f (x )的反函数;(3)对任意的k ∈(0,+∞),解不等式f -1(x )>log 21+x k .解 (1)由f (0)=0,得a =1,所以f (x )=2x -12x +1(x ∈R ). 因为f (x )+f (-x )=2x -12x +1+2-x -12-x +1=2x -12x +1+1-2x1+2x =0, 所以f (-x )=-f (x ),即f (x )为奇函数.(2)因为f (x )=y =2x -12x +1=1-22x +1, 所以2x =1+y 1-y(-1<y <1), 所以f -1(x )=log 21+x 1-x(-1<x <1). (3)因为f -1(x )>log 21+x k ,即log 21+x 1-x >log 21+x k ,所以⎩⎨⎧ 1+x 1-x >1+x k ,-1<x <1,所以⎩⎨⎧ x >1-k ,-1<x <1,当0<k <2时,原不等式的解集为{x |1-k <x <1}; 当k ≥2时,原不等式的解集为{x |-1<x <1}.。
高中数学 第四章 指数函数、对数函数与幂函数综合测试训练(含解析)新人教B版必修第二册-新人教B版高
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第四章综合测试(时间:120分钟 满分150分)一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.若n ∈N ,a ∈R ,给出下列式子:①4-42n;②4-42n +1;③5a 4;④4a 5.其中恒有意义的式子的个数是( B )A .1B .2C .3D .4 [解析] 根据根指数是偶数时,被开方数非负,可知②无意义;当a <0时,④无意义;恒有意义的是①③.故选B .2.函数y =log 12x -3的定义域为( C )A .(-∞,18]B .[18,+∞)C .(0,18]D .(0,8][解析] 要使函数y =log 12x -3有意义,应满足log 12x -3≥0, ∴log 12x ≥3,∴⎩⎪⎨⎪⎧x >0x ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫123=18,∴0<x ≤18,故选C .3.下列不等式中正确的是( C ) A .lg 0.1>lg 0.2 B .0.20.1<0.20.2C .0.20.1>lg 0.1D .0.10.2<lg 0.2[解析] lg 0.1<0,0.20.1>0,∴0.20.1>lg 0.1,故选C . 4.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 3x x >0⎝ ⎛⎭⎪⎫12xx ≤0,则f ⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫127=( D ) A .-18B .18C .-8D .8[解析] f ⎝ ⎛⎭⎪⎫127=log 3127=log 33-3=-3,f ⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫127=f (-3)=⎝ ⎛⎭⎪⎫12-3=8,故选D .5.若a >b >1,0<c <1,则( C ) A .a c<b cB .ab c <ba cC .a log b c <b log a cD .log a c <log b c[解析] 令a =4,b =2,c =12,则a c =412 =2,b c =212 =2,∴a c >b c,排除A ;ab c =42,ba c =4,∴ab c >ba c ,排除B ;log a c =log 412=-12,log b c =log 212=-1,∴log a c >log b c ,排除D ,故选C .6.已知f (x )是函数y =log 2x 的反函数,则y =f (1-x )的图像是( C )[解析] 因为函数y =log 2x 的反函数是y =2x ,所以f (x )=2x .故f (1-x )=21-x,因为此函数在R 上是减函数,且过点(0,2).因此选C .7.下列函数中,满足“f (x +y )=f (x )f (y )”的增函数是( B ) A .f (x )=x 3B .f (x )=3xC .f (x )=x 12D .f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x[解析] 对于函数f (x )=x 3,f (x +y )=(x +y )3,f (x )f (y )=x 3·y 3,而(x +y )3≠x 3y 3,所以f (x )=x 3不满足f (x +y )=f (x )f (y ),故A 错误; 对于函数f (x )=3x,f (x +y )=3x +y=3x ·3y =f (x )f (y ),因此f (x )=3x满足f (x +y )=f (x )f (y ),且f (x )=3x是增函数,故B 正确;对于函数f (x )=x 12 ,f (x +y )=(x +y )12 ,f (x )f (y )=x 12 y 12 =(xy )12 ,而(x +y )12 ≠(xy )12 ,所以f (x )=x 12 不满足f (x +y )=f (x )f (y ),故C错误;对于函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ,f (x +y )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ·⎝ ⎛⎭⎪⎫12y=f (x )·f (y ),因此f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 满足f (x +y )=f (x )f (y ),但f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x不是增函数,故D 错误.8.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x -1x <12xx ≥1,则满足f [f (a )]=2f (a )的a 的取值X 围是( C )A .[23,1]B .[0,1]C .[23,+∞)D .[1,+∞)[解析] 由f [f (a )]=2f (a )可得f (a )≥1,故有⎩⎪⎨⎪⎧a <13a -1≥1或⎩⎪⎨⎪⎧a ≥12a≥1,二者取并集即得a 的取值X 围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫23,+∞,故选C .二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求的.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)9.已知实数a ,b 满足等式3a=6b,给出下列四个关系式:①a =b ;②0<b <a ;③a <b <0;④b <0<A .其中可能成立的是( ABC )A .①B .②C .③D .④[解析] 在同一个坐标系中画出函数y =3x,y =6x的图象如图所示.由图像,可知当a =b =0时,3a=6b,故①可能成立;作出直线y =k ,如图所示,当k >1时,若3a=6b,则0<b <a ,故②可能成立;当0<k <1时,若3a=6b,则a <b <0,故③可能成立.故选ABC .10.对于0<a <1,下列四个不等式中成立的是( BD )A .log a (1+a )<log a ⎝⎛⎭⎪⎫1+1a B .log a (1+a )>log a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1aC .a1+a<a1+1aD .a1+a>a1+1a[解析] 因为0<a <1,所以a <1a ,从而1+a <1+1a,所以log a (1+a )>log a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1a .又因为0<a <1,所以a1+a>a1+1a.11.设函数f (x )=2x,对于任意的x 1,x 2(x 1≠x 2),下列命题中正确的是( ACD ) A .f (x 1+x 2)=f (x 1)·f (x 2)B .f (x 1·x 2)=f (x 1)+f (x 2) C .f x 1-f x 2x 1-x 2>0D .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22<f x 1+f x 22[解析] 2x 1·2x 2=2x 1+x 2,所以A 成立,2x 1+2x 2≠2x 1·x 2,所以B 不成立,函数f (x )=2x,在R 上是单调递增函数,若x 1>x 2则f (x 1)>f (x 2),则f x 1-f x 2x 1-x 2>0,若x 1<x 2,则f (x 1)<f (x 2),则f x 1-f x 2x 1-x 2>0,故C 正确;f ⎝⎛⎭⎪⎫x 1+x 22<f x 1+f x 22说明函数是凹函数,而函数f (x )=2x是凹函数,故ACD 正确.12.关于函数f (x )=|ln |2-x ||,下列描述正确的有( ABD ) A .函数f (x )在区间(1,2)上单调递增 B .函数y =f (x )的图像关于直线x =2对称 C .若x 1≠x 2,但f (x 1)=f (x 2),则x 1+x 2=4 D .函数f (x )有且仅有两个零点[解析] 函数f (x )=|ln |2-x ||的图像如图所示:由图可得:函数f (x )在区间(1,2)上单调递增,A 正确;函数y =f (x )的图像关于直线x =2对称,B 正确;若x 1≠x 2,但f (x 1)=f (x 2),则当x 1,x 2>2时,x 1+x 2>4,C 错误;函数f (x )有且仅有两个零点,D 正确.三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在题中的横线上) 13.设函数f (x )=x -a (其中a 为常数)的反函数为f -1(x ),若函数f -1(x )的图像经过点(0,1),则方程f -1(x )=2的解为__1__.[解析] 由y =f (x )=x -a ,得x -a =y 2(y ≥0)把点(0,1)代入得a =1. 所以f -1(x )=x 2+1(x ≥0).由f -1(x )=2,得x 2+1=2,即x =1.14.设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2e x -1,x <2log 32x-1,x ≥2,则f [f (2)] =__2__.[解析] 因为f (2)=log 3(22-1)=1, 所以f [f (2)]=f (1)=2e1-1=2.15.已知函数f (x )=b -2x2x +1为定义在区间[-2a,3a -1]上的奇函数,则a =__1__,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=__22-3__.[解析] 因为f (x )是定义在[-2a,3a -1]上的奇函数. 所以定义域关于原点对称, 即-2a +3a -1=0,所以a =1, 因为函数f (x )=b -2x2x +1为奇函数, 所以f (-x )=b -2-x 2-x +1=b ·2x -11+2x =-b -2x1+2x ,即b ·2x-1=-b +2x,所以b =1, 所以f (x )=1-2x1+2x ,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=1-212 1+212 =1-21+2=22-3.16.下列说法中,正确的是__①④__. ①任取a >0,均有3a >2a, ②当a >0,且a ≠1,有a 3>a 2, ③y =(3)-x是增函数,④在同一坐标系中,y =2x与y =2-x的图像关于y 轴对称. [解析] ∵幂函数y =x a ,当a >0时, 在(0,+∞)上是增函数, ∵3>2,∴3a>2a,故①正确;当a =0.1时,0.13<0.12,故②错; 函数y =(3)-x=⎝⎛⎭⎪⎫33x是减函数,故③错; 在同一坐标系中,y =2x 与y =2-x=(12)x 的图像关于y 轴对轴,故④正确.四、解答题(本大题共6个小题,共70分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 17.(本小题满分10分)计算下列各式的值. (1)⎝ ⎛⎭⎪⎫23-2+(1-2)0+⎝ ⎛⎭⎪⎫27823 ; (2)2lg 2+lg 31+12lg 0.36+13lg 8.[解析] (1)⎝ ⎛⎭⎪⎫23-2+(1-2)0+⎝ ⎛⎭⎪⎫27823 =94+1+94=112.(2)2lg 2+lg 31+12lg 0.36+13lg 8=lg 4+lg 31+lg 0.6+lg 2=lg 12lg 12=1.18.(本小题满分12分)已知函数f (x )=2x -1+a (a 为常数,且a ∈R )恒过点(1,2).(1)求a 的值;(2)若f (x )≥2x,求x 的取值X 围.[解析] (1)f (1)=20+a =1+a =2,解得a =1. (2)由f (x )=2x -1+1=2x 2+1≥2x ,得2x2≤1,即2x -1≤1=20,即x -1≤0,解得x ≤1,因此,实数x 的取值X 围是(-∞,1].19.(本小题满分12分)求函数y =(2x )2-2×2x+5,x ∈[-1,2]的最大值和最小值. [解析] 设2x=t ,因为x ∈[-1,2],所以2x=t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,4则y =t 2-2t +5为二次函数,图像开口向上,对称轴为t =1, 当t =1时,y 取最小值4,当t =4时,y 取最大值13.20.(本小题满分12分)已知幂函数y =f (x )的图像过点(8,m )和(9,3). (1)求m 的值;(2)若函数g (x )=log a f (x )(a >0,a ≠1)在区间[16,36]上的最大值比最小值大1,某某数a 的值.[解析] (1)由题意,y =f (x )是幂函数,设f (x )=x α,图像过点(8,m )和(9,3)可得9α=3,所以α=12,故f (x )=x 12 ,所以m =f (8)=22,故m 的值为22.(2)函数g (x )=log a f (x ),即为g (x )=log a x , 因为x 在区间[16,36]上,所以x ∈[4,6], ①当0<a <1时,g (x )min =log a 6,g (x )max =log a 4, 由log a 4-log a 6=log a 23=1,解得a =23.②当a >1时,g (x )min =log a 4,g (x )max =log a 6,由log a 6-log a 4=log a 32=1,解得a =32,综上可得,实数a 的值为23或32.21.(本小题满分12分)一片森林原来的面积为a ,计算每年砍伐一些树,且每年砍伐面积的百分比相等,当砍伐到森林面积的一半时,所用时间是10年.为保护生态环境,森林面积至少要保留原面积的14,已知到今年为止,森林剩余面积为原来的22.(1)求每年砍伐面积的百分比;(2)到今年为止,该森林已被砍伐了多少年? (3)今后最多还能砍伐多少年?[解析] (1)设每年砍伐面积的百分比为x (0<x <1),则a (1-x )10=12a ,即(1-x )10=12,解得x =1-(12)110 .(2)设经过m 年剩余面积为原来的22, 则a (1-x )m=22a , 即(12)m 10 =(12)12 ,m 10=12,解得m =5, 故到今年为止,该森林已被砍伐5年. (3)设从今年开始,以后最多能砍伐n 年,则n 年后剩余面积为22a (1-x )n . 令22a (1-x )n ≥14a ,即(1-x )n ≥24, (12)n 10 ≥(12)32 ,n 10≤32,解得n ≤15. 故今后最多还能砍伐15年.22.(本小题满分12分)已知函数f (x )=log 2⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +a .(1)若函数f (x )是R 上的奇函数,求a 的值;(2)若函数f (x )的定义域是一切实数,求a 的取值X 围;(3)若函数f (x )在区间[0,1]上的最大值与最小值的差不小于2,某某数a 的取值X 围. [解析] (1)函数f (x )是R 上的奇函数,则f (0)=0,求得a =0. 又此时f (x )=-x 是R 上的奇函数,所以a =0为所求. (2)函数f (x )的定义域是一切实数,则12x +a >0恒成立.即a >-12x 恒成立,由于-12x ∈(-∞,0).故只要a ≥0即可.(3)由已知函数f (x )是减函数,故f (x )在区间[0,1]上的最大值是f (0)=log 2(1+a ).最小值是f (1)=log 2⎝ ⎛⎭⎪⎫12+a .由题设log 2(1+a )-log 2⎝ ⎛⎭⎪⎫12+a ≥2⇒⎩⎪⎨⎪⎧a +12>0a +1≥4a +2.故-12<a ≤-13为所求.。
第四章 指数函数_对数函数与幂函数——高一数学人教B版(2019)必修第二册单元检测卷(B卷)
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第四章 指数函数、对数函数与幂函数——高一数学人教B 版(2019)必修第二册单元检测卷(B 卷)【满分:150分】一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.若函数是指数函数,则( ).A.或 B. C. D.且2.已知,是方程的两个实根,则( )A.2B.4C.6D.83.已知幂函数的图象与坐标轴没有公共点,则( )D.4.已知,,,则( )A. B. C. D.5.幂函数,,,在第一象限的图象如图所示,则下列不等关系成立的是( )A. B. C. D.6.荀子《劝学》中说:“不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海.”所以说学习是日积月累的过程,每天进步一点点,前进不止一小点.我们可以把看作是每天的“进步”率都是,一年后是;而把看作是每天的“退步”率都是,一2(2)x y a a =-1a =3a =1a =3a =0a >1a ≠lg a lgb 22410x x -+=2lg()lg a ab b ⎛⎫⋅= ⎪⎝⎭()2()1m f x m m x =+-(2)f =2log 3a =0.10.8b =3log 5c =c a b>>b c a>>a b c>>a c b>>a y x =b y x =c y x =d y x =b c a d >>>a d c b >>>b c b b c d a >>>b b ca dbc >>>365(11%)+1%3651.0137.7834≈365(11%)-1%年后是倍.那么当“进步值”是“退步值”的5倍时,大约经过( )(参考数据:,,)A.70天B.80天C.90天D.100天7.若x 满足不等式,则函数的值域是( )A. B. C. D.8.已知是奇函数,若函数的图象与函数的图象关于直线对称,则的值域为( )A. B.C. D.二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.9.若幂函数是奇函数,则m 的值为( )A.1B.2C.3D.410.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,他和阿基米德、牛顿并列为世界三大数学家.设,用表示不超过x 的最大整数,则称为高斯函数.例如:,.已知函数的叙述正确的是( )A.是偶函数 B.是奇函数C.在R 上是增函数D.的值域是11.中国传统文化中很多内容体现了数学的“对称美”,如图所示的太极图是由黑白两个鱼形纹3650.99≈1482≈lg101 2.0043≈lg 99 1.9956≈lg 20.3010≈221139x x -+⎛⎫≤ ⎪⎝⎭2x y =1,28⎡⎫⎪⎢⎣⎭1,28⎡⎤⎢⎥⎣⎦1,8⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦[2,)+∞21()log 1f x x a ⎛⎫=+ ⎪+⎝⎭()g x ()f x y x =()g x 11,,22⎛⎫⎛⎫-∞-+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭11,22⎛⎫- ⎪⎝⎭(,2)(2,)-∞-+∞ (2,2)-()2231()69m m f x m m x -+=-+x ∈R []x []y x =[ 3.5]4-=-[2.1]2=e ()1e x x f x =+()[()]x f x =()g x ()f x ()f x ()g x {1,0,1}-组成的图案,俗称阴阳鱼,太极图展现了一种相互转化,相对统一的和谐美.定义:圆O 的圆心在原点,若函数的图象将圆O 的周长和面积同时等分成两部分,则这个函数称为圆O 的一个“太极函数”.下列说法正确的有( )A.对于圆O ,其“太极函数”只有1个B.函数是圆O 的一个“太极函数”C.函数是圆O 的“太极函数”D.函数是圆O 的一个“太极函数”三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.12.已知函数,则_________.13.若幂函数在上单调递增,则实数_________.14.设函数则不等式的解集为_________.四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15.已知函数,且的图象经过点,.(1)求函数的解析式;(2)设函数,求函数的值域.16.已知函数,.(1)若是偶函数,求实数a 的值及函数的值域;(2)若函数在区间上单调递增,求实数a 的取值范围.17.已知幂函数,且.()x f x b a =⋅(0a >1)a ≠(1,4)A (3,16)B ()f x ()()()(2)g x f x f x x =--≥()g x a ∈R ()f x ()f x ()f x 22,0,(),0x x x f x x x x ⎧-≥=⎨--<⎩3()3f x x x =-)()lnf x x =+2()4log x f x x =+12f ⎛⎫= ⎪⎝⎭()22211mm y m m x --=--[0,)+∞m =242,1,()log (3),1,x x f x x x -≤⎧=⎨+>⎩1()24f x f x ⎛⎫+-> ⎪⎝⎭()22()log 2f x x ax =-+[]2,3()21()713m f x m m x -=-+()()f x f x =-(1)求函数的解析式;(2)若,求的最小值.18.在国家大力发展新能源汽车产业政策影响下,我国新能源汽车的产销量高速增长.某地区2021年底新能源汽车保有量为1500辆,2022年底新能源汽车保有量为2250辆,2023年底新能源汽车保有量为3375辆.(1)设从2021年底起经过x 年后新能源汽车保有量为y 辆,根据以上数据,试从(,且)和(,且)两种函数模型中选择一个最恰当的模型来刻画新能源汽车保有量的增长趋势并说明理由,求出新能源汽车保有量y 关于x 的函数关系式;(2)2021年底该地区传统能源汽车保有量为50000辆,且传统能源汽车保有量每年下降,若每年新能源汽车保有量按(1)中求得的函数模型增长,试估计到哪一年底新能源汽车保有量将超过传统能源汽车保有量.(参考数据:,,)19.已知定义在R 上的函数满足:对任意都有,且当时,.(1)求的值,并证明:为奇函数;(2)证明:函数在R 上单调递增;(3)若对任意恒成立,求实数k 的取值范围.()f x ()g x =()()1g a g b +=()()f a f b +x y a b =⋅0a >0b >1b ≠log b y a x =⋅0a >0b >1b ≠2%lg 20.30≈lg 30.48≈lg 70.85≈()f x ,x y ∈R ()()()f x y f x f y +=+0x >()0f x >(0)f ()f x ()f x ()()124820x x x x f k f +⋅+-->[1,2]x ∈-答案以及解析1.答案:C解析:由指数函数的概念知,解得.2.答案:B解析:由已知,得,即.又,故选B.3.答案:C解析:因为为幂函数,所以,即,解得或,则或.又因为的图象与坐标轴没有公共点,所以,则4.答案:D解析:因为,.故选D.5.答案:C解析:由图可知,,,所以,所以,又,,所以.故选C.6.答案:B,即,两边同时取对数得,化简得,所以.故当“进步值”是“退步值”的5倍时,大约经过80天.故选B.2(2)10 1 a a a ⎧-=⎨>≠⎩且3a =lg lg 2a b +=lg()2ab =lg lg a b ⋅=222lg()lg 2(lg lg )2[(lg lg )4lg lg ]a ab a b a b a b b ⎛⎫⋅=-=+-⋅ ⎪⎝⎭212242242⎛⎫=⨯-⨯=⨯= ⎪⎝⎭()f x 211m m +-=22(2)(1)0m m m m +-=+⋅-=2m =-1m =2()f x x -=()f x x =()f x 2()f x x -=2(2)2f -==22log 3log >0.100.81<=331log 5log <<=233log 3log 512>>>>c b >>0a <01d <<1b c >>b c d a >>>b c b c >1c c >01b d <<0b c b b c d a >>>>5=101599x⎛⎫= ⎪⎝⎭101lg lg 599x ⎛⎫= ⎪⎝⎭101101lg lg (lg101lg 99)lg 59999xx x ⎛⎫==-= ⎪⎝⎭lg 51lg 210.301080lg101lg 99lg101lg 99 2.0043 1.9956x --==≈≈---7.答案:B解析:由可得,因为在R 上单调递增,所以,即,解得,所以,即函数的值域是,故选B.8.答案:A解析:因为可得或,所以的定义域为或.因为是奇函数,定义域关于原点对称,所以,解得所以的定义域为.因为函数的图象与函数的图象关于直线对称,所以与互为反函数,故的值域即为的定义域.故选A.9.答案:BD解析:因为函数是幂函数,所以,解得或.当时,函数,此时函数为奇函数,满足题意;当时,函数,此时函数为奇函数,满足题意.故选BD.10.答案:BC解析:,,即,,则函数既不是奇函数也不是偶函数,A 错误;依题意,的定义域为R ,()2231()69mm f x m m x -+=-+2m =2m =()f x 4m =5()f x x =()f x ()f x 221139x x -+⎛⎫≤ ⎪⎝⎭212(2)33xx +--≤3x y =2124x x +≤-+2230x x +-≤31x -≤≤31222x -≤≤2x y =1,28⎡⎤⎢⎥⎣⎦21()log 1f x x a ⎛=+ +⎝110x a x a ++=>+1x a <--x a >-()f x {1x x a <--∣}x a >-()f x 1a a --=a =()f x 11,,22⎛⎫⎛⎫-∞-+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()g x ()f x y x =()g x ()f x ()g x ()f x 11,,22⎛⎫⎛⎫-∞-+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2691m m -+=4m =11()f x x x-==e 1(1)[(1)]01e 2g f ⎡⎤==-=⎢⎥+⎣⎦11(1)[(1)]1e 12g f ⎡⎤-=-=-=-⎢⎥+⎣⎦(1)(1)g ≠-(1)(1)g g ≠--()g x e 11()1e 22x x f x =-=+因为,所以是奇函数,B 正确;因为函数在R 上单调递增,所以上是增函数,C 正确;因为,所以,则,则,D 错误.故选BC.11.答案:BD解析:对于A 选项,圆O 的“太极函数”不止1个,故A 错误;对于B 选项,函数当时,,当时,,故为奇函数,画出函数的简图如图所示,可知函数为圆O 的一个“太极函数”,故B 正确;对于C 选项,函数的定义域为R ,,也是奇函数,画出函数的简图如图所示,当且仅当函数图象与圆O 只有两个交点时,为圆O 的一个“太极函数”,故C 错误;e 111()()1e 21e 2x x x f x f x ---=-=-=-++()f x 1e x y =+y =1()2f x =-()f x ()f x ()f x 3()3()f x x x f x -=-+=-()f x ()f x e 0x >1e 1x +>1011e x <<+1()2f x -<<()[()]{1,0}g x f x ==-22,0,(),0,x x x f x x x x ⎧-≥=⎨--<⎩0x >2()()f x x x f x -=-+=-0x <2()()f x x x f x -=+=-对于D 选项,函数的定义域为R ,,故为奇函数,,在上均单调递增,所以在R 上单调递增,画出函数的简图如图所示,可知函数是圆O 的一个“太极函数”,故D正确.故选BD.12.答案:1解析:因为,所以.13.答案:解析:由题意可得,解得或.若,则在上单调递减,不符合题意;若,则在上单调递增,符合题意.综上所述,.14.答案:解析:函数的大致图象如图所示,由图可知,函数是R 上的增函数,当时,))()lnln()f x x x f x -===-+=-ln y x =y =y x =(0,)+∞)()lnf x x =+()f x )()ln f x x =+2()4log xf x x =+122114log 21122f ⎛⎫=+=-= ⎪⎝⎭1-211m m --=2m =1m =-2m =1y x -=(0,)+∞1m =-2y x =[0,)+∞1m =-7,8⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭()f x ()f x 1x >.(1)当时,(2)当,,不等式成立.(3)当时,.综上所述,不等式的解集为.15.答案:(1)(2)解析:(1)将点,代入函数的解析式中,得,解得,,,,.(2),令,则()(1)2f x f >=114x ->x >1x <≤2()log (3)2f x x =+>114243044f x x x ⎛⎫⎛⎫-=--=-> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭1()24f x f x ⎛⎫+-> ⎪⎝⎭1x ≤11()4242244f x f x x x ⎛⎫⎛⎫+-=-+--> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭1x <≤1()24f x f x ⎛⎫+-> ⎪⎝⎭7,8⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭1()2x f x +=15,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭(1,4)A (3,16)B ()f x 3416ab ba =⎧⎨=⎩24a =0a > 2a ∴=2b =1()2x f x +=11()()()22x x g x f x f x +-+=--=-2x t =2x -=,,则上是递增函数,函数的值域为.16.答案:(1);函数的值域是(2)解析:(1)若是偶函数,则,即,则,即恒成立,所以.经验证,时,为R 上的偶函数,符合题意.因为,所以,故函数的值域是.(2)因为函数在区间上单调递增,且为定义域上的增函数,所以在上单调递增,且时,,所以解得.故实数a 的取值范围是.17.答案:(1)(2)2解析:(1)幂函数,则,解得或.当时,,是偶函数,满足题意;当时,,是奇函数,不满足题意,舍去.故.()f x [1,)+∞(,3)-∞()f x ()()f x f x -=()()2222log 2log 2x ax x ax ++=-+2222x ax x ax ++=-+20ax =2x ≥ 4t ∴≥2y t =)+∞284y ≥-= ∴()g x 15,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭0a =0a =0a =()22()log 2f x x =+222x +≥()222()log 2log 21f x x =+≥=()f x [1,)+∞()f x []2,32log y t =22t x ax =-+[]2,3[2,3]x ∈220x ax -+>22,22220,a a ⎧≤⎪⎨⎪-+>⎩3a <(,3)-∞2()f x x =()21()713m f x m m x -=-+⋅27131m m -+=3m =4m =3m =2()f x x =4m =3()f x x =2()f x x =(2),.,时等号成立,故的最小值为2.18.答案:(1)(2)2030年底新能源汽车的保有量将超过传统能源汽车的保有量解析:(1)由于新能源汽车保有量每年增长得越来越快,因此应该选择指数模型,应选函数模型是(,且),由题意得解得所以.(2)设从2021年底起经过x 年后传统能源汽车保有量为m 辆,则有,令,即,化简得,解得,故从2021年底起经过9年后,即2030年底新能源汽车的保有量将超过传统能源汽车的保有量.19.答案:(1),证明见解析(2)证明见解析315002xy ⎛⎫=⨯ ⎪⎝⎭0a >1b ≠1500,3,2a b =⎧⎪⎨=⎪⎩50000(12%)x m =⨯-2398723100(12%)1001002100100x x x x ⎛⎫⨯⎛⎫⎛⎫⨯>⨯-=⨯=⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭22()()1()11f x x g x f x x ===-++2211()()11111g a g b a b +=-+-=++2111b+=+()()2222222211()()11211211f a f b a b a b a b a b ⎛⎫⎡⎤+=+=+++-=+++⋅+- ⎪⎣⎦++⎝⎭222211211b a a b ++=+≥=++=1b ==()()f a f b +x y a b =⋅0b >011500,2250,a b a b ⎧⋅=⎨⋅=⎩315002x y ⎛⎫=⨯ ⎪⎝⎭3150050000(12%)2xx ⎛⎫⨯>⨯- ⎪⎝⎭lg 3(lg 3lg 2)2(2lg 7lg 22)x x +->++-2lg 38.442lg 32lg 22lg 7x ->≈+--(0)0f =(3)解析:(1)令,可得,可得.因为函数的定义域为R ,在等式中,令,有,所以,所以为奇函数.(2)证明:令,,则,设,则,所以.所以,即,所以函数在R 上单调递增.(3)因为,所以,又函数在R 上单调递增,所以,则.令,则,于是,当且仅当时,取最大值1,所以实数k 的取值范围为.(1,)+∞0x y ==(0)2(0)f f =(0)0f =()f x ()()()f x y f x f y +=+y x =-()()(0)0f x f x f +-==()()f x f x -=-()f x 1x x =2y x =-()()()()()121212f x x f x f x f x f x -=+-=-12x x >120x x ->()120f x x ->()()()12120f x f x f x x -=->()()12f x f x >()f x ()()124820x x x x f k f +⋅+-->()()()112482824x x x x x x x f k f f ++⋅>---=+-()f x 12824x x x x k +⋅>+-4142x x k >+-⋅2x t =1,42t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦22414241(2)31x x t t t +-⋅=-+=--≤4t =2(2)3y t =--(1,)+∞。
人教B版(2019)高中数学必修第二册第四章4.2.2对数运算法则知识基础练(含答案)
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4.2.2 对数运算法则必备知识基础练1.若ab >0,给出下列四个等式:①lg(ab )=lg a +lg b ;②lg a b =lg a -lg b ;③12lg ⎝⎛⎭⎫a b 2=lg a b ;④lg(ab )=1log ab 10.其中一定成立的等式的序号是( )A .①②③④B .①②C .③④D .③2.对a >0,且a ≠1(M >0,N >0),下列说法正确的是() A .log a M ·log a N =log a (M +N )B.log a Mlog a N =log a (M -N )C .log a m M n =log am M nD .log a M =log (-2)Mlog (-2)a3.若lg x -lg y =a ,则 lg ⎝⎛⎭⎫x 23-lg ⎝⎛⎭⎫y 23=( )A .3a B.32aC .a D.a 24.计算下列各式的值:(1)log 345-log 35;(2)(lg 5)2+2lg 2-(lg 2)2;(3)lg 3+25lg 9+35lg 27-lg 3lg 81-lg 27.5.log 89log 23的值是( )A.23B.32C .1D .26.计算:(log 43+log 83)log 32=________.7.设3x =4y =36,则2x +1y =________.8.已知lg 2=a ,lg 3=b ,那么log 512=________.关键能力综合练一、选择题1.(log 29)·(log 34)=( )A.14B.12C .2D .42.设a =log 32,则log 38-2log 36用a 表示的形式是( )A .a -2B .3a -(1+a )2C .5a -2D .-a 2+3a -13.化简:log 212+log 223+log 234+…+log 23132等于( ) A .5 B .4C .-5D .-44.已知log 23=a ,log 37=b ,则log 27=( )A .a +bB .a -bC .ab D.a b5.设2a =5b =m ,且1a +1b=2,则m =( ) A.10 B .10C .20D .1006.(探究题)已知2x =3,log 483=y ,则x +2y 等于( ) A .3 B .8C .4D .log 48二、填空题7.若a =log 23,b =log 32,则a ·b =________,lg a +lg b =________.8.若x log 32=1,则4x +4-x =________.9.(易错题)设lg x +lg y =2lg(x -2y ),则log 4x y的值为________. 三、解答题10.用lg x ,lg y ,lg z 表示下列各式:(1)lg(xyz );(2)lg xy 2z ;(3)lg xy 3z;(4)lg x y 2z .学科素养升级练1.(多选题)已知x ,y 为正实数,则( )A .2ln x +ln y =2ln x +2ln yB .2ln(x +y )=2ln x ·2ln yC .2ln x ·ln y =(2ln x )ln yD .2ln(xy )=2ln x ·2ln y2.方程lg(4x +2)=lg 2x +lg 3的解是________.3.(学科素养—数学建模)分贝是计量声音强度相对大小的单位.物理学家引入了声压级(spl)来描述声音的大小:把一很小的声压P 0=2×10-5帕作为参考声压,把所要测量的声压P与参考声压P 0的比值取常用对数后乘以20得到的数值称为声压级.声压级是听力学中最重要的参数之一,单位是分贝(dB).分贝值在60以下为无害区,60~110为过渡区,110以上为有害区.(1)根据上述材料,列出分贝y 与声压P 的函数关系式;(2)某地声压P =0.002帕,试问该地为以上所说的什么区,声音环境是否优良?(3)某运动会开幕式(在某场馆举行)上,精彩的文艺节目引起了观众多次响亮的掌声,某记者用仪器测得一次音量达到了90分贝,试求此时场馆内的声压是多少?4.2.2对数运算法则必备知识基础练1.解析:①②当a<0,b<0时不成立,④当ab=1时,log ab10无意义,∴选D.答案:D2.解析:由对数的运算性质知A,B错误;对于C,log a mM n=log a Mnm=nm log a M,log am Mn=nm log a M,∴C正确.D中(-2)不能做底数,∴D错误,故选C.答案:C3.解析:由对数的运算性质可知,原式=3(lg x-lg 2)-3(lg y-lg 2)=3(lg x-lg y)=3a.答案:A4.解析:(1)原式=log3455=log39=log332=2.(2)原式=(lg 5+lg 2)(lg 5-lg 2)+2lg 2=lg 10(lg 5-lg 2)+2lg 2=lg 5-lg 2+2lg 2=lg 5+lg 2=1.(3)原式=lg 3+45lg 3+910lg 3-12lg 34lg 3-3lg 3=⎝⎛⎭⎫1+45+910-12lg 3(4-3)lg 3=115.5.解析:方法一将分子、分母利用换底公式转化为常用对数,即log89log23=lg 9lg 8lg 3lg 2=2lg 33lg 2·lg 2lg 3=23.方法二将分子利用换底公式转化为以2为底的对数,即log89log23=log29log28log23=2log233log23=23.答案:A6.解析:原式=⎝⎛⎭⎫1log34+1log38log32=⎝⎛⎭⎫12log32+13log32log32=12+13=56.答案:567.解析:由已知分别求出x和y,∵3x=36,4y=36,∴x=log336,y=log436,由换底公式得:x =log 3636log 363=1log 363,y =log 3636log 364=1log 364, ∴1x =log 363,1y=log 364, ∴2x +1y=2log 363+log 364=log 36(32×4)=log 3636=1. 答案:18.解析:log 512=lg 12lg 5=2lg 2+lg 31-lg 2=2a +b 1-a. 答案:2a +b 1-a关键能力综合练1.解析:(log 29)·(log 34)=lg 9lg 2×lg 4lg 3=2lg 3lg 2×2lg 2lg 3=4. 答案:D2.解析:log 38-2log 36=3log 32-2(log 32+1)=3a -2(a +1)=a -2.答案:A3.解析:原式=log 2⎝⎛⎭⎫12×23×34×…×3132=log 2132=-5. 答案:C4.解析:log 27=log 23×log 37=ab .答案:C5.解析:∵2a =5b =m ,∴a =log 2m ,b =log 5m .1a +1b=log m 2+log m 5=log m 10=2,∴m 2=10. 又∵m >0,∴m =10,选A.答案:A6.解析:∵2x =3,∴x =log 23.又log 483=y , ∴x +2y =log 23+2log 483=log 23+2(log 48-log 43) =log 23+2⎝⎛⎭⎫32log 22-12log 23=log 23+3-log 23=3.故选A. 答案:A7.解析:∵a =log 23,b =log 32,则a ·b =lg 3lg 2·lg 2lg 3=1, lg a +lg b =lg ab =lg 1=0.答案:1 08.解析:因为x =1log 32=log 23,所以4x +4-x =22x +2-2x =222log 3+222log 3-=222log 3+222log 3-=9+19=829. 答案:8299.解析:由lg x +lg y =2lg(x -2y ),得lg(xy )=lg(x -2y )2,因此xy =(x -2y )2,即x 2-5xy +4y 2=0,得x y =4或x y=1,又∵x >0,y >0,x -2y >0,∴x y≠1, ∴log 4x y=1. 答案:1易错分析:错误的根本原因是将对数式lg x +lg y =2lg(x -2y )转化为代数式xy =(x -2y )2时,忽略了对数有意义的条件,即隐含条件⎩⎪⎨⎪⎧ x >0,y >0,x -2y >0.从而误认为x y =4或x y =1,得出log 4x y=1或0的错误答案.10.解析:(1)lg(xyz )=lg x +lg y +lg z .(2)lg xy 2z=lg(xy 2)-lg z =lg x +2lg y -lg z . (3)lg xy 3z=lg(xy 3)-lg z =lg x +3lg y -12lg z . (4)lg x y 2z =lg x -lg(y 2z )=12lg x -2lg y -lg z . 学科素养升级练1.解析:根据指数与对数的运算性质可得2ln x ·ln y =(2ln x )ln y,2ln(xy )=2ln x +ln y =2ln x ·2ln y ,可知:C ,D 正确,而A ,B 都不正确.答案:CD2.解析:原方程可化为lg(4x +2)=lg(2x ×3),从而可得4x +2=2x ×3,令t =2x ,则方程可化为t 2+2=3t ,即t 2-3t +2=0,解得t =1或t =2,即2x =1或2x =2,所以x =0或x =1.经检验,x =0与x =1都是原方程的解.答案:x =0或x =13.解析:(1)由已知得y =20lg P P 0(其中P 0=2×10-5帕). (2)当P =0.002帕时,y =20lg 0.0022×10-5=20lg 102=40(分贝). 由已知条件知40分贝小于60分贝,所以此地为噪音无害区,声音环境优良.(3)由题意,得90=20lg P P 0, 则P P 0=104.5, 所以P =104.5P 0=104.5×2×10-5=2×10-0.5≈0.63(帕),即此时场馆内的声压约是0.63帕.。
高中数学第四章指数函数对数函数与幂函数章末复习提升课学案新人教B版必修第二册
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章末复习提升课指数、对数的运算化简:(1)(8) -23×(3102)92÷105;(2)2log 32-log 3329+log 38-25log 53.【解】 (1)原式=(232)-23×(1023)92÷1052 =2-1×103×10-52=2-1×1012=102.(2)原式=log 34-log 3329+log 38-52log 53=log 3⎝ ⎛⎭⎪⎫4×932×8-5 log 59=log 39-9=2-9=-7.指数、对数的运算应遵循的原则指数式的运算首先注意化简顺序,一般负指数先转化成正指数,根式化为分数指数幂运算,其次若出现分式则要注意分子、分母因式分解以达到约分的目的.对数运算首先注意公式应用过程中范围的变化,前后要等价,熟练地运用对数的三个运算性质并结合对数恒等式,换底公式是对数计算、化简、证明常用的技巧.计算80.25×42+(32×3)6+log 32×log 2(log 327)的值为________.解析:因为log 32×log 2(log 327)=log 32×log 23 =lg 2lg 3×lg 3lg 2=1, 所以原式=234×214+22×33+1=21+4×27+1=111. 答案:111比较大小比较下列各组数的大小:(1)27,82;(2)log 20.4,log 30.4,log 40.4;(3)2-13,log 213,log 1213.【解】 (1)因为82=(23)2=26,由指数函数y =2x 在R 上单调递增知26<27,即82<27. (2)因为对数函数y =log 0.4x 在(0,+∞)上是减函数, 所以log 0.44<log 0.43<log 0.42<log 0.41=0. 又幂函数y =x -1在(-∞,0)上是减函数, 所以1log 0.42<1log 0.43<1log 0.44,即log 20.4<log 30.4<log 40.4. (3)0<2-13<20=1.log 213<log 21=0.log 1213>log 1212=1.所以log 213<2-13<log 1213.数的大小比较常用方法(1)比较两数(式)或几个数(式)大小问题是本章的一个重要题型,主要考查指数函数、对数函数、幂函数图像与性质的应用及差值比较法与商值比较法的应用.常用的方法有单调性法、图像法、中间搭桥法、作差法、作商法.(2)当需要比较大小的两个实数均是指数幂或对数式时,可将其看成某个指数函数、对数函数或幂函数的函数值,然后利用该函数的单调性比较.(3)比较多个数的大小时,先利用“0”和“1”作为分界点,即把它们分为“小于0”“大于等于0小于等于1”“大于1”三部分,再在各部分内利用函数的性质比较大小.比较下列各组数的大小:(1)log 0.22,log 0.049;(2)a 1.2,a 1.3;(3)30.4,0.43,log 0.43. 解:(1)因为log 0.049=lg 9lg 0.04=lg 32lg 0.22=2lg 32lg 0.2=lg 3lg 0.2=log 0.23.又因为y =log 0.2x 在(0,+∞)上单调递减, 所以log 0.22>log 0.23,即log 0.22>log 0.049.(2)因为函数y =a x(a >0,且a ≠1),当底数a >1时在R 上是增函数;当底数0<a <1时在R 上是减函数,而1.2<1.3,故当a >1时,有a 1.2<a 1.3; 当0<a <1时,有a 1.2>a 1.3. (3)30.4>30=1,0<0.43<0.40=1, log 0.43<log 0.41=0, 所以log 0.43<0.43<30.4.指数函数、对数函数、幂函数的综合应用 命题角度一:函数性质及应用已知函数f (x )=a ·2x+b ·3x,其中常数a ,b 满足ab ≠0. (1)若ab >0,判断函数f (x )的单调性;(2)若ab <0,求f (x +1)>f (x )时的x 的取值范围.【解】 (1)当a >0,b >0时,因为a ·2x,b ·3x都单调递增,所以函数f (x )单调递增; 当a <0,b <0时,因为a ·2x,b ·3x都单调递减, 所以函数f (x )单调递减.(2)f (x +1)-f (x )=a ·2x+2b ·3x>0.①当a <0,b >0时,⎝ ⎛⎭⎪⎫32x>-a 2b ,解得x >log 32⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2b ;②当a >0,b <0时,⎝ ⎛⎭⎪⎫32x<-a 2b ,解得x <log 32⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2b .指数函数、对数函数、幂函数是使用频率非常高的基本初等函数,它们经过加、减、乘、除、复合、分段,构成我们研究的函数,使用时则通过换元、图像变换等手段化归为基本的指数函数、对数函数、幂函数来研究.函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x与函数g (x )=log 12|x |在区间(-∞,0)上的单调性为( )A .都是增函数B .都是减函数C .f (x )是增函数,g (x )是减函数D .f (x )是减函数,g (x )是增函数解析:选D.f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x在x ∈(-∞,0)时为减函数,g (x )=log 12|x |为偶函数,x ∈(0,+∞)时g (x )=log 12x 为减函数,所以在(-∞,0)上为增函数.命题角度二:函数图像及应用如图,函数f (x )的图像为折线ACB ,则不等式f (x )≥log 2(x +1)的解集是( )A .{x |-1<x ≤0}B .{x |-1≤x ≤1}C .{x |-1<x ≤1}D .{x |-1<x ≤2}【解析】 借助函数的图像求解该不等式. 令g (x )=y =log 2(x +1),作出函数g (x )图像如图.由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2,y =log 2(x +1),得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1. 所以结合图像知不等式f (x )≥log 2(x +1)的解集为{x |-1<x ≤1}. 【答案】 C指数函数、对数函数、幂函数图像既是直接考查的对象,又是数形结合求交点,最值,解不等式的工具,所以要能熟练画出这三类函数图像,并会进行平移、伸缩,对称、翻折等变换.若函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图像如图所示,则下列函数图像正确的是( )解析:选B.由题意得y =log a x (a >0,且a ≠1)的图像过(3,1)点,可解得a =3.选项A 中,y =3-x=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x,显然图像错误;选项B 中,y =x 3,由幂函数图像可知正确;选项C 中,y =(-x )3=-x 3,显然与所画图像不符;选项D 中,y =log 3(-x )的图像与y =log 3x 的图像关于y轴对称.显然不符.故选B.函数的实际应用某跨国饮料公司在对全世界所有人均GDP(即人均纯收入)在0.5~8千美元的地区销售该公司A 饮料的情况调查时发现:该饮料在人均GDP 处于中等的地区销售量最多,然后向两边递减.(1)下列几个模拟函数中:①y =ax 2+bx ;②y =kx +b ;③y =log a x +b ;④y =a x+b (x 表示人均GDP ,单位:千美元,y 表示年人均A 饮料的销售量,单位:L).用哪个模拟函数来描述人均A 饮料销售量与地区的人均GDP 关系更合适?说明理由;(2)若人均GDP 为1千美元时,年人均A 饮料的销售量为2 L ,人均GDP 为4千美元时,年人均A 饮料的销售量为5 L ,把(1)中你所选的模拟函数求出来,并求出各个地区中,年人均A 饮料的销售量最多是多少?【解】 (1)用①来模拟比较合适.因为该饮料在人均GDP 处于中等的地区销售量最多,然后向两边递减.而②,③,④表示的函数在区间上是单调函数,所以②,③,④都不合适,故用①来模拟比较合适.(2)因为人均GDP 为1千美元时,年人均A 饮料的销量为2 L ;人均GDP 为4千美元时,年人均A 饮料的销量为5 L ,把x =1,y =2;x =4,y =5代入到y =ax 2+bx ,得⎩⎪⎨⎪⎧2=a +b ,5=16a +4b ,解得a =-14,b =94,所以函数解析式为y =-14x 2+94x (x ∈[0.5,8]).因为y =-14x 2+94x =-14⎝ ⎛⎭⎪⎫x -922+8116,所以当x =92时,年人均A 饮料的销售量最多是8116L.不同的函数模型能刻画现实世界中不同的变化规律(1)线性函数增长模型适合于描述增长速度不变的变化规律. (2)指数函数增长模型适合于描述增长速度急剧的变化规律. (3)对数函数增长模型适合于描述增长速度平缓的变化规律. (4)幂函数增长模型适合于描述增长速度一般的变化规律.因此,需抓住题中蕴含的数学信息,恰当、准确地建立相应变化规律的函数模型来解决实际问题.某化工厂开发研制了一种新产品,在前三个月的月生产量依次为100 t ,120 t ,130 t .为了预测今后各个月的生产量,需要以这三个月的月产量为依据,用一个函数来模拟月产量y (t)与月序数x 之间的关系.对此模拟函数可选用二次函数y =f (x )=ax 2+bx +c (a ,b ,c 均为待定系数,x ∈N *)或函数y =g (x )=pq x +r (p ,q ,r 均为待定系数,x ∈N *),现在已知该厂这种新产品在第四个月的月产量为137t ,则选用这两个函数中的哪一个作为模拟函数较好?解:根据题意可列方程组:⎩⎪⎨⎪⎧f (1)=a +b +c =100,f (2)=4a +2b +c =120,f (3)=9a +3b +c =130,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-5,b =35,c =70.所以y =f (x )=-5x 2+35x +70. ① 同理y =g (x )=-80×0.5x+140. ② 再将x =4分别代入①与②式得:f (4)=-5×42+35×4+70=130(t),g (4)=-80×0.54+140=135(t).与f (4)相比,g (4)在数值上更为接近第四个月的实际月产量,所以②式作为模拟函数比①式更好,故选用函数y =g (x )=pq x+r 作为模拟函数较好.1.2lg (lg a 100)2+lg (lg a )等于( ) A .1 B .2 C .3D .0解析:选B.2lg (lg a 100)2+lg (lg a )=2lg (100·lg a )2+lg (lg a )=2[lg 100+lg (lg a )]2+lg (lg a )=2.2.在同一直角坐标系中,函数f (x )=x a(x >0),g (x )=log a x 的图像可能是( )解析:选D.显然a >0且a ≠1. 若0<a <1,则只有D 符合.若a >1,只有B 中y =x a符合,但B 中g (x )不符合.3.已知P =2-32,Q =⎝ ⎛⎭⎪⎫253,R =⎝ ⎛⎭⎪⎫123,则P ,Q ,R 的大小关系是( ) A .P <Q <R B .Q <R <PC .Q <P <RD .R <Q <P解析:选B.函数y =x 3在R 上是增函数,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫253<⎝ ⎛⎭⎪⎫123,由函数y =2x在R 上是增函数知,2-32>2-3=⎝ ⎛⎭⎪⎫123,所以Q <R <P .4.函数f (x )=2x|log 0.5x |-1与x 轴交点的个数为( ) A .1 B .2 C .3D .4解析:选B.函数f (x )=2x|log 0.5x |-1与x 轴交点个数即为函数y =|log 0.5x |与y =12x 图像的交点个数.在同一直角坐标系中作出函数y =|log 0.5x |,y =12x 的图像(图略),易知有2个交点.5.已知函数f (x )=x n-4x,且f (4)=3.(1)判断f (x )的奇偶性并说明理由;(2)判断f (x )在区间(0,+∞)上的单调性,并证明你的结论;(3)若对任意实数x 1,x 2∈[1,3],有|f (x 1)-f (x 2)|≤t 成立,求t 的最小值. 解:(1)f (4)=4n-1=3,即4n=4,所以n =1. 所以f (x )=x -4x.其定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称. 又因为f (-x )=-x +4x=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -4x =-f (x ),所以f (x )为奇函数.(2)f (x )在(0,+∞)上单调递增,证明如下: 任取x 1,x 2∈(0,+∞),且x 1>x 2, 则f (x 1)-f (x 2)=x 1-4x 1-x 2+4x 2=x 1-x 2+4(x 1-x 2)x 1x 2=(x 1-x 2)⎝ ⎛⎭⎪⎫1+4x 1x 2.因为x 1>x 2>0, 所以x 1-x 2>0,1+4x 1x 2>0.所以f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2).所以f (x )在(0,+∞)上单调递增. (3)依题意,得t ≥|f (x 1)-f (x 2)|成立, 只要t ≥|f (x 1)-f (x 2)|的最大值即可. 因为f (x )在区间[1,3]上单调递增. 所以|f (x 1)-f (x 2)|的最大值为|f (3)-f (1)|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎝ ⎛⎭⎪⎫3-43-(1-4)=143.所以t ≥143.故t 的最小值为143.。
新教材高中数学第4章第2课时相关系数与非线性回归学案含解析新人教B版选择性必修第二册
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新教材高中数学新人教B版选择性必修第二册:第2课时相关系数与非线性回归学习任务核心素养1.了解两个变量间的线性相关系数r,并能利用公式求相关系数r.(重点)2.能利用相关系数r判断两个变量线性相关程度的大小,从而判断回归直线方程拟合的效果.(重点)3.掌握非线性回归转化为线性回归的方法,会求非线性回归方程,并作出预测.(难点)1.通过学习相关系数,培养数学运算的素养.2.借助非线性回归方程的学习,提升数据分析和数学建模的素养.据隆众资讯数据统计,2017~2019年截止到10月底的数据显示,聚丙烯期货价格及现货价格二者相关系数为88.70%,其中2017年二者相关系数高达90.86%,2018年降至83.97%,2019年截止到10月底二者相关系数为65.23%.问题:什么是相关系数,如何计算,它有什么作用?[提示]略.(1)定义:统计学里一般用r=∑ni=1(x i-x-)(y i-y-)∑ni=1(x i-x-)2∑ni=1(y i-y-)2=∑ni=1x i y i-n x-y-(∑ni=1x2i-n x-2)(∑ni=1y2i-n y-2)来衡量y与x的线性相关性强弱,这里的r称为线性相关系数(简称为相关系数).(2)性质①|r|≤1,且y与x正相关的充要条件是r>0,y与x负相关的充要条件是r<0;②|r|越小,说明两个变量之间的线性相关性越弱,也就是得出的回归直线方程越没有价值,即方程越不能反映真实的情况;|r|越大,说明两个变量之间的线性相关性越强,也就是得出的回归直线方程越有价值;③|r|=1的充要条件是成对数据构成的点都在回归直线上.1.甲、乙、丙、丁四位同学各自对A,B两变量的线性相关性做试验,并用回归分析方法分别求得相关系数r 如下表:甲乙丙丁r 0.82 0.78 0.69 0.85则哪位同学的试验结果体现A ,B 两变量有更强的线性相关性( ) A .甲 B .乙 C .丙 D .丁 D [r 的绝对值越接近1,相关性越强,故选D .] 知识点2 非线性回归方程如果具有相关关系的两个变量x ,y 不是线性相关关系,那么称为非线性相关关系,所得到的方程称为非线性回归方程(也简称为回归方程).如何猜测非线性回归方程的类型?[提示] 可以通过作出散点图,结合已学的函数模型进行猜测. 拓展:常见的非线性回归方程的转换方式如下:曲线方程曲线(曲线的一部分)变换公式 变换后的线性函数 y =ax bc =ln av =ln x u =ln y u =c +b vy =a e bxc =ln a u =ln yu =c +bxy =a e b xc =ln av =1xu =ln yu =c +b vy =a +b ln xv =ln x y =a +b v到的散点图,那么适宜作为y 关于x 的回归方程的函数类型是( )A .y =a +bxB .y =c +d xC .y =m +nx 2D .y =p +qc x (q >0)B [散点图呈曲线,排除A 选项,且增长速度变慢,排除选项C 、D ,故选B .]类型1 相关系数的性质【例1】 (1)相关变量x ,y 的散点图如图所示,现对这两个变量进行线性相关性分析.方案一:根据图中所有数据,得到回归直线方程y ^=b ^1x +a ^1,相关系数为r 1;方案二:剔除点(10,21),根据剩下数据得到回归直线方程:y ^=b ^2x +a ^2,相关系数为r 2,则( )A .0<r 1<r 2<1B .0<r 2<r 1<1C .-1<r 1<r 2<0D .-1<r 2<r 1<0(2)设两个变量x 和y 之间具有线性相关关系,它们的相关系数是r ,y 关于x 的回归直线方程的回归系数为b ^,回归截距是a ^,那么必有( )A .b ^与r 的符号相同 B .a ^与r 的符号相同 C .b ^与r 的符号相反D .a ^与r 的符号相同(1)D (2)A [(1)由散点图得负相关,所以r 1,r 2<0,因为剔除点(10,21)后,剩下的数据更具有线性相关性,|r |更接近1,所以-1<r 2<r 1<0.(2)由公式可知b ^与r 的符号相同.]线性相关强弱的判断方法(1)散点图(越接近直线,相关性越强). (2)相关系数(绝对值越大,相关性越强).[跟进训练]1.如图是具有相关关系的两个变量的一组数据的散点图和回归直线,若去掉一个点使得余下的5个点所对应的数据的相关系数最大,则应当去掉的点是( )A .DB .EC .FD .AB [因为相关系数的绝对值越大,越接近1,则说明两个变量的相关性越强.因为点E 到直线的距离最远,所以去掉点E ,余下的5个点所对应的数据的相关系数最大.]类型2 相关系数的计算及应用【例2】 假设关于某种设备的使用年限x (单位:年)与所支出的维修费用y (单位:万元)有如下统计资料:x2 3 4 5 6y 2.2 3.8 5.5 6.5 7.0已知∑5i =1x 2i =90,∑5i =1y 2i ≈140.8,∑i =1x i y i =112.3,79≈8.9,2≈1.4.(1)计算y 与x 之间的相关系数(精确到0.001),并求出回归直线方程; (2)根据回归方程,预测假设使用年限为10年时,维修费用约是多少万元?[解] (1)∵x -=2+3+4+5+65=4,y -=2.2+3.8+5.5+6.5+7.05=5.∑5i =1x i y i -5x -y -=112.3-5×4×5=12.3,∑5i =1x 2i -5x -2=90-5×42=10, ∑5i =1y 2i -5y -2=140.8-125=15.8,所以r =12.310×15.8=12.3158=12.32×79≈12.31.4×8.9≈0.987.又b ^=∑5i =1x i y i -5x -y-∑5i =1x 2i -5x-2=112.3-5×4×590-5×42=1.23.a ^=y --b ^x -=5-1.23×4=0.08. 所以回归直线方程为y ^=1.23x +0.08.(2)当x =10时,y ^=1.23×10+0.08=12.38(万元), 即假设使用10年时,维修费用约为12.38万元. [跟进训练]2.某厂的生产原料耗费x (单位:百万元)与销售额y (单位:百万元)之间有如下的对应关系:x2468y 30 40 50 70(1)计算x 与y 之间的相关系数,并求其回归直线方程;(2)若实际销售额不少于80百万元,则原料耗费应该不少于多少? [解] (1)画出(x ,y )的散点图如图所示,由图可知x ,y 有线性关系.x -=5,y -=47.5,∑4i =1x 2i =120,∑4i =1y 2i =9 900,∑4i =1x i y i =1 080,故相关系数r =∑4i =1x i y i -4x -y-(∑4i =1x 2i -4x -2)(∑4i =1y 2i -4y -2)=1 080-4×5×47.5(120-4×52)(9 900-4×47.52)≈0.982 7.b ^=∑4i =1x i y i -4x -y-∑4i =1x 2i -4x-2=1 080-4×5×47.5120-4×52=6.5, a ^=y --b ^x -=47.5-6.5×5=15. 故回归直线方程为y ^=6.5x +15. (2)由回归直线方程知, 当y ^≥80,即6.5x +15≥80时, x ≥10.故原料耗费应不少于10百万元. 类型3 非线性回归方程已知x 和y 之间的一组数据,则下列四个函数中,哪一个作为回归模型最好?x 12 3y 3 5.99 12.01①y =3×2x -1;②y =log 2x ;③y =4x ;④y =x 2.[提示] 作出散点图(图略),观察散点图中样本点的分布规律可判断样本点分布在曲线y =3×2x-1附近.①作为回归模型最好.【例3】 某企业新研发了一种产品,产品的成本由原料成本及非原料成本组成.每件产品的非原料成本y (元)与生产该产品的数量x (千件)有关,经统计得到如下数据:x12345678y 112 61 44.5 35 30.5 28 25 24观察散点图,两个变量不具有线性相关关系,现考虑用反比例函数模型y =a +bx 和指数函数模型y =c e dx 分别对两个变量的关系进行拟合.已求得用指数函数模型拟合的回归方程为y ^=96.54e-0.2x,ln y 与x 的相关系数r 1=-0.94.参考数据⎝⎛⎭⎫其中u i =1x i: ∑8i =1u i y iu -u -2∑8i =1u 2i ∑8i =1y i∑8i =1y 2i0.61×6 185.5e -2 183.4 0.34 0.115 1.53 360 22 385.561.40.135(1)(2)用相关系数判断上述两个模型哪一个拟合效果更好(精确到0.01),并用其估计产量为10千件时每件产品的非原料成本;(3)该企业采取订单生产模式(根据订单数量进行生产,即产品全部售出).根据市场调研数据,若该产品单价定为100元,则签订9千件订单的概率为0.8,签订10千件订单的概率为0.2;若单价定为90元,则签订10千件订单的概率为0.3,签订11千件订单的概率为0.7.已知每件产品的原料成本为10元,根据(2)的结果,企业要想获得更高利润,产品单价应选择100元还是90元,请说明理由.参考公式:对于一组数据(u 1,υ1),(u 2,υ2),…,(u n ,υn ),其回归直线υ=α^+β^u 的斜率和截距的最小二乘估计分别为:β^=∑ni =1u i υi -n u -υ-∑n i =1u 2i -n u-2,a ^=υ--β^u -,相关系数r =∑ni =1u i υi -n u -υ-⎝⎛⎭⎫∑ni =1u 2i -n u-2⎝⎛⎭⎫∑ni =1υ2i -n υ-2[思路点拨] (1)首先可令u =1x 并将y =a +bx 转化为y =a +bu ,然后根据题目所给数据以及线性回归方程的相关公式计算出b ^以及a ^,即可得出结果;(2)计算出反比例函数模型的相关系数r 并通过对比即可得出结果;(3)可分别计算出单价为100元和90元时产品的利润,通过对比即可得出结果. [解] (1)令u =1x ,则y =a +b x 可转化为y =a +bu ,因为y -=3608=45,所以b ^=∑8i =1u i y i -8u -y-∑8i =1u 2i -8u-2=183.4-8×0.34×451.53-8×0.115=610.61=100,则a ^=y --b ^u -=45-100×0.34=11, 所以y ^=11+100u ,所以y 关于x 的回归方程为y ^=11+100x .(2)y 与1x的相关系数为:r 2=∑8i =1u i y i -n u -y-⎝⎛⎭⎫∑8i =1u 2i -8u -2⎝⎛⎭⎫∑8i =1y 2i -8y-2=610.61×6 185.5≈0.99.因为|r 1|<|r 2|,所以用反比例函数模型拟合效果更好, 当x =10时,y =10010+11=21(元),所以当产量为10千件时,每件产品的非原料成本为21元.(3)①当产品单价为100元,设订单数为x 千件,因为签订9千件订单的概率为0.8,签订10千件订单的概率为0.2,所以E (x )=9×0.8+10×0.2=9.2,所以企业利润为100×9.2-9.2×⎝⎛⎭⎫1009.2+21=626.8(千元). ②当产品单价为90元,设订单数为y 千件,因为签订10千件订单的概率为0.3,签订11千件订单的概率为0.7, 所以E (y )=10×0.3+11×0.7=10.7, 所以企业利润为90×10.7-10.7×⎝⎛⎭⎫10010.7+21=638.3(千元). 故企业要想获得更高利润,产品单价应选择90元.非线性回归问题有时并不给出经验公式,这时我们可以画出已知数据的散点图,把它与学过的各种函数(幂函数、指数函数、对数函数等)图像作比较,挑选一种跟这些散点拟合得最好的函数,然后采用适当的变量变换,把问题化为线性回归分析问题,使之得到解决.其一般步骤为:[跟进训练]3.二手车经销商小王对其所经营的A 型号二手汽车的使用年数x 与销售价格y (单位:万元/辆)进行整理,得到如下数据:使用年数x 2 3 4 5 6 7 售价y 201286.44.43z =ln y3.00 2.48 2.08 1.86 1.48 1.10下面是z 关于(1)由折线图可以看出,可以用线性回归模型拟合z 与x 的关系,请用相关系数加以说明; (2)求y 关于x 的回归方程并预测某辆A 型号二手车当使用年数为9年时售价约为多少? (b ^,a ^小数点后保留两位有效数字)(3)基于成本的考虑,该型号二手车的售价不得低于7 118元,请根据(2)求出的回归方程预测在收购该型号二手车时车辆的使用年数不得超过多少年?参考数据:∑6i =1x i y i =187.4,∑6i =1x i z i =47.64,∑6i =1x 2i =139,∑6i =1 (x i -x-)2≈4.18,∑6i =1(y i -y -)2=13.96,∑6i =1(z i -z -)2=1.53,ln 1.46≈0.38,ln 0.711 8≈-0.34.参考公式:回归直线方程y ^=b ^x +a ^中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为:b ^=∑ni =1 (x i -x -)(y i -y -)∑ni =1 (x i -x -)2=∑ni =1x i y i -n x -y-∑ni =1x 2i -n x-2,a ^=y --b ^x -.r =∑n i =1 (x i -x -)(y i -y -)∑n i =1(x i -x-)2∑ni =1(y i -y -)2,x -,y -为样本平均值.[解] (1)由题意,计算x -=16×(2+3+4+5+6+7)=4.5,z -=16×(3+2.48+2.08+1.86+1.48+1.10)=2,且∑6i =1x i z i =47.64,∑6i =1x i -x-2≈4.18,∑6i =1z i -z-2=1.53,所以r =∑ni =1 x i -x-z i -z-∑n i =1x i -x-2∑n i =1z i -z-2=47.64-6×4.5×24.18×1.53=- 6.366.395 4≈-0.99.所以z 与x 的相关系数大约为-0.99,说明z 与x 的线性相关程度很高. (2)利用最小二乘估计公式计算b ^=∑ni =1x i z i -n x - z-∑n i =1x 2i -n x-2=47.64-6×4.5×2139-6×4.52=-6.3617.5≈-0.36,所以a ^=z --b ^x -=2+0.36×4.5=3.62,所以z 关于x 的线性回归方程是z ^=-0.36x +3.62, 又z =ln y ,所以y 关于x 的回归方程是y ^=e -0.36x +3.62. 令x =9,解得y =e -0.36×9+3.62≈1.46,即预测某辆A 型号二手车当使用年数为9年时售价约1.46万元.(3)当y ≥0.711 8时, e-0.36x +3.62≥0.711 8=e ln 0.711 8=e-0.34,所以-0.36x +3.62≥-0.34,解得x ≤11,因此预测在收购该型号二手车时车辆的使用年数不得超过11年.1.两个变量之间的线性相关程度越低,其线性相关系数的数值( ) A .越接近于-1 B .越接近于0 C .越接近于1D .越小B [由相关系数的含义可得:两个变量之间的线性相关程度越低,其线性相关系数的数值越接近于0.故选B .]2.如图所示,给出了样本容量均为7的A ,B 两组样本数据的散点图,已知A 组样本数据的相关系数为r 1,B 组数据的相关系数为r 2,则( )A .r 1=r 2B .r 1<r 2C .r 1>r 2D .无法判定C [根据A ,B 两组样本数据的散点图知,A 组样本数据几乎在一条直线上,且成正相关,∴相关系数为r 1应最接近1,B 组数据分散在一条直线附近,也成正相关,∴相关系数为r 2,满足r 2<r 1,即r 1>r 2,故选C .]3.对于线性相关系数r ,叙述正确的是( )A .r ∈(-∞,+∞),且r 越大,相关程度越大B .r ∈(-∞,+∞),且|r |越大,相关程度越大C .r ∈[-1,1],且r 越大,相关程度越大D .r ∈[-1,1],且|r |越大,相关程度越大D [相关系数r 是来衡量两个变量之间的线性相关程度的,线性相关系数是一个绝对值小于等于1的量,并且它的绝对值越大就说明相关程度越大.故选D .]4.若回归直线方程中的回归系数b ^=0,则相关系数r =________.0 [相关系数r =∑n i =1 (x i -x -)(y i -y -)∑n i =1 (x i -x -)2∑n i =1 (y i -y -)2与b ^=∑n i =1 (x i -x -)(y i -y -)∑n i =1 (x i -x -)2的分子相同,故r =0.]5.在一次试验中,测得(x ,y )的四组值分别为(1,2),(2,0),(4,-4),(-1,6),则y 与x 的相关系数为________.-1 [法一:x -=1.5,y -=1,∑4i =1x 2i =22,∑4i =1y 2i =56,∑4i =1x i y i =-20,相关系数r =-20-4×1.5×1(22-4×1.52)(56-4×12)=-1.法二:观察四个点,发现其在一条单调递减的直线上,故y 与x 的相关系数为-1.]回顾本节内容,自我完成以下问题.1.你对相关系数是怎样认识的?[提示] (1)样本的相关系数r 可以定量地反映出变量间的相关程度,明确给出有无必要建立两变量间的回归方程.(2)|r |很小只是说明两个变量之间的线性相关程度弱,但不一定不相关.2.散点图和相关系数都可以确定两变间是否具备相关关系,两者有何区别与联系?[提示](1)散点图从形的角度来判断;相关系数r则是从数的角度来判断.(2)判断变量之间的线性相关关系,一般用散点图,但在作图中,由于存在误差,有时很难判断这些点是否分布在一条直线的附近,从而就很难判断两个变量之间是否具有线性相关关系,此时就必须利用样本相关系数来判断.(3)样本相关系数r只能描述两个变量之间的变化方向及密切程度,不能揭示二者之间的本质联系.(4)样本相关系数r可以定量地反映出变量间的相关程度,明确的给出有无必要建立两变量间的回归直线方程.。
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高中数学人教B 版(2019)必修第二册
第四章章末检测
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.已知13
1
4
1
2,log ,sin(1)5
a b c -===-,则( ) A .b c a >> B .a b c >>
C .c b a >>
D .b a c >>
2.已知3log 74a =,2log b m =,5
2
c =,若a b c >>,则正数m 可以为( ) A .4
B .23
C .8
D .17
3.若)
23
3
1
31log ,,a b e c e -⎛⎫=
== ⎪⎝⎭
,则( )
A .a b c >>
B .c a b >>
C .a c b >>
D .c b a >>
4.已知函数
12()log f x =(1)x x
+,则下列判断:
①()f x 的定义域为(0,)+∞; ①()f x 的值域为[)1,-+∞; ①()f x 是奇函数;
①()f x 在(0,1)上单调递增.其中正确的是( ) A .①①
B .①①
C .①①
D .①①
5.已知函数()()2
g x f x x =+是奇函数,当0x >时,函数()f x 的图象与函数
2y log x =的图象关于y x =对称,则()()12g g -+-=( ).
A .-7
B .-9
C .-11
D .-13
6.已知函数()()()2ln 14f x ax x ax =-+-,若0x >时,()0f x ≥恒成立,则实数a 的值为( ) A .2e
B .4e
C
D
7.已知(
,)42
x ππ
∈,sin a x =,cos b x =,则( ) A .a b a a >
B .a a a b <
C .log 1a b <
D .b a a b >
8.定义在R 上的函数()f x 满足()()20f x f x ++=,()()20f x f x --=,且当
[]0,1x ∈时,()2f x x =,则方程()1
2
f x x =
-在[]3,6-上所有根的和为( ) A .0
B .8
C .16
D .32
9.已知函数()()ln f x x a =-,若1x ∃,()2,x a ∈+∞,使得
()()22
12214x f x x f x -+-=⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦,则实数a 的取值范围是( )
A
.(
1⎤-∞⎦
B
.,2⎛-∞ ⎝⎦
C
.(
-∞
D .(],2-∞
10.设函数()2
1010
0x x x f x lgx x ⎧++≤⎪=⎨>⎪⎩,,
若关于x 的方程()()f x a a R =∈有四个实
数解()1234i x i =,,,,其中1234x x x x <<<,则()()1234x x x x +-的取值范围是( ) A .(]0101
, B .(]099, C .(]0100, D .()0+∞,
11.已知函数()()()lg 2240f x x a x a a =+--+>,若有且仅有两个整数1x 、2x 使得()10f x >,()20f x >,则a 的取值范围是( ) A .(]0,2lg3- B .(]2lg3,2lg 2-- C .(]2lg2,2-
D .(]2lg3,2-
12.已知函数22log (1),01()1,1x x f x x x
+≤≤⎧⎪
=⎨>⎪⎩,若关于x 的方程
1
()()4
f x x m m R =-+∈恰有两个互异的实数解,则实数m 的取值范围是( )
A .59,{1}44⎛⎤
⎥⎝⎦
U B .59,{1}44⎡⎤
⎢⎥⎣⎦
U
C .59,44
⎡⎤
⎢⎥⎣⎦
D .59,44⎛⎤
⎥⎝⎦
二、填空题
13.已知幂函数()y f x =的图象过点()4,2,令(1)()n a f n f n =++,n *∈N ,记数
列1n a ⎧⎫
⎨⎬⎩⎭
的前n 项和为n S ,则10n S =时,n 的值是__________. 14.已知函数()()22sin ()122x
f x x x x π=
+-+.
(1)那么方程()0f x =在区间[2019,2019]-上的根的个数是___________.
(2)对于下列命题: ①函数()f x 是周期函数;
①函数()f x 既有最大值又有最小值;
①函数()f x 的定义域是R ,且其图象有对称轴; ①在开区间()1,2上,()f x 单调递减.
其中真命题的序号为______________(填写真命题的序号).
15.已知函数2
2,0
()ln ,0
x x x f x x x ⎧+≤⎪=⎨->⎪⎩,若方程()f x a =有四个不等的实根1x ,2x ,
3x ,4x ,且满足1234x x x x <<<,则()()()()12341111x x x x ++++的取值范围为______.
16.定义在R 上的函数()f x 满足()()f x f x -=-,(4)()f x f x +=,当[0,2)x ∈时,
2,01()2,12
x x f x x x ⎧≤<=⎨-≤<⎩,则函数5()log ||y f x x =-的零点个数为__________.
17.设关于x 的三个方程210x ax --=,220x x a --=,10a xe -=的实根分别为
1x ,2x ,3x ,4x ,5x ,若13524x x x x x <<<<,则实数a 的取值范围是______.
三、解答题
18.已知二次函数f (x )=x 2-(2m +1)x +m .
(1)若方程f (x )=0有两个不等的实根x 1,x 2,且-1<x 1<0<x 2<1,求m 的取值范围;
(2)若对任意的x ①[1,2],
()f x x
≤2恒成立,求m 的取值范围.
19.设01a <<,函数3
()log ,()1log (1)3
a
a x f x g x x x -==+-+. (1)分别求()f x 与()g x 的定义域;
(2)设()f x 与()g x 的定义域交集为D ,当[,]m n D ⊆时,()f x 在[,]()m n m n <上的值域为[(),()]g n g m ,求a 的取值范围.
20.已知2()2(1)ln ()f x x m x x m R =-+-∈.
(1)当1m =-时,若()()(21)ln g x f x a x =++恰有一个零点,求实数a 的取值范围;
(2)当1x >时,2
()(1)3ln 1f x m x x <--+恒成立,求实数m 的取值范围.
21.设()f x 是定义在实数集R 上的函数,且对任意实数,x y 满足
()()()1f x y f x f y xy -=++-恒成立
(1)求(0)f ,(1)f ; (2)求函数()f x 的解析式;
(3)若方程[(2)]f f x k =恰有两个实数根在(2,2)-)内,求实数k 的取值范围.
22.已知二次函数2
()f x ax bx c =++(其中0a ≠)满足下列三个条件:①()f x 图象过坐
标原点;①对于任意x ∈R 都1122f x f x ⎛⎫⎛⎫
-+=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
成立;①方程()f x x =有两个相等的实数根.
(1)求函数()f x 的解析式;
(2)令()()|1|g x f x x λ=--(其中0λ>),求函数()g x 的单调区间(直接写出结果即可);
(3)研究方程()0g x =在区间(0,1)内的解的个数.。