内容正文:
第四章 指数与对数函数单元检测
本卷共三大题,满分150分,考试时间120分钟
一、单项选择题(本大题共20小题,1-10小题每小题2分,11-20小题每小题3分,共50分)(在每小题列出的四个备选答案中,只有1个符合题目要求的,错涂、多涂或未涂均无分)
1.函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
2. 已知函数,则的值为( )
A. B.1 C.0 D.2
3. 若函数是指数函数,则的值为( )
A.2 B.3 C. D.4
4. 已知,则大小关系为( )
A. B.
C. D.
5. 下列说法中成立的是( )
A. B.
C. D.方程的根是
6. 已知集合,则( )
A. B.
C. D.
7. 已知,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
8. 设函数且在上的最大值和最小值之和为,则的值为( )
A. B. C. D.3
9函数(且)恒过定点( )
A. B. C. D.
10. 设函数,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
11. 已知函数,且,则( )
A.2 B.4 C.0或4 D.2或4
12. 定义在上的函数的图象关于直线对称,且当时,,有( )
A. B.
C. D.
13. 如果,那么,,的大小顺序为( ).
A. B.
C. D.
14. 已知函数 ,且 , 则 ( )
A. B. C.1 D.
15. 若,则a的取值范围是( )
A.(0,1) B.
C. D.(0,1)∪(1,+∞)
16. 已知函数f(x)=若f(2)=4,且函数f(x)存在最小值,则实数a的取值范围为( )
A.(1,] B.(1,2]
C. D.[,+∞)
17. 声音的等级(单位:)与声音强度(单位:)满足. 喷气式飞机起飞时,声音的等级约为;一般说话时,声音的等级约为,那么喷气式飞机起飞时声音强度约为一般说话时声音强度的( )
A.105倍 B.108倍 C.1010倍 D.1012倍
18. 已知(且,且),则函数与的图象可能是( )
A. B.
C. D.
19. 已知集合,,则集合( )
A. B. C. D.
20. 已知,,,,则,,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
二、填空题(本大题共7小题,每小题4分,共28分)
21. 已知,,则用,表示
22. .
23. 函数在区间上的最大值比最小值大,则的值为 .
24. 若指数函数的图像经过点,则的值为 .
25. 已知函数,则不等式的解集为 .
26. 已知,则的值为 .
27. 地震的震级越大,以地震波的形式从震源释放出的能量就越大,震级与所释放的能量的关系如下:(焦耳).那么,级地震释放的能量是级地震释放的能量的 .
三、解答题(本大题共8小题,共72分)(解答应写出文字说明及解题步骤)
28. 计算下列各式
(1)
(2)
29. 设函数.
(1)求及的值.
(2)解关于的不等式.
30. 记函数的定义域为,的定义域为.
(1)求;
(2)若,求实数的取值范围.
31. 已知对数函数,并且它的图象过点.
(1)求的解析式;
(2)若,,求的值域.
32. 已知函数.
(1)若的图象关于直线对称,求实数的值;
(2)若函数的值域为,求函数的值域.
33. 某学校决定对教室采用药熏消毒法进行消毒,药熏开始前要求学生全部离开教室.已知在药熏过程中,教室内每立方米空气中的药物含量y(毫克)与药熏时间t(小时)成正比;当药熏过程结束,药物即释放完毕,教室内每立方米空气中的药物含量y(毫克)达到最大值.此后,教室内每立方米空气中的药物含量y(毫克)与时间t(小时)的函数关系式为(a为常数).已知从药熏开始,教室内每立方米空气中的药物含量y(毫克)关于时间t(小时)的变化曲线如图所示.
(1)从药熏开始,求每立方米空气中的药物含量y(毫克)与时间t(小时)之间的函数关系式;
(2)据测定,当空气中每立方米的药物含量不高于0.125毫克时,学生方可进入教室,那么从药熏开始,至少需要经过多少小时后,学生才能回到教室?
34. 已知函数(且).
(1)若,且,求函数的零点;
(2)当时,有最小值,求的值.
35. 已知函数且.
(1)求函数的定义域;
(2)是否存在实数,使得函数在区间上的最大值为2?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
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第四章 指数与对数函数单元检测
本卷共三大题,满分150分,考试时间120分钟
一、单项选择题(本大题共20小题,1-10小题每小题2分,11-20小题每小题3分,共50分)(在每小题列出的四个备选答案中,只有1个符合题目要求的,错涂、多涂或未涂均无分)
1.函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据偶次根式被开方数非负,分母不为0,对数真数正数构造不等式组求解即可.
【解析】由题意得:得定义域为.
故选:D.
2. 已知函数,则的值为( )
A. B.1 C.0 D.2
【答案】B
【分析】根据题意,结合分段函数的性质,以及对数的运算法则,即可求解.
【解析】由函数,
可得.
故选:B.
3. 若函数是指数函数,则的值为( )
A.2 B.3 C. D.4
【答案】A
【分析】根据指数函数的概念可得且且,解之可得,进而求解.
【解析】函数是指数函数,
且且,解得,
,.
故选:A.
4. 已知,则大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】运用指数函数和对数函数的单调性,借助中间值比较即可.
【解析】根据对数函数单调性,知,
根据指数函数单调性,知,
所以.
故选:D
5. 下列说法中成立的是( )
A. B.
C. D.方程的根是
【答案】D
【分析】直接根据指数和对数的运算性质逐一判断即可.
【解析】因为,故A错误;
因为,故B错误;
因为,故C错误;
因为,所以,即,故D正确;
故选:D.
6. 已知集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据对数函数的定义域和单调性得到,进而求出交集.
【解析】由题意得,解得,
故,
故
故选: D.
7. 已知,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】根据函数单调性即可判断.
【解析】因为函数在上单调递增,
则函数在上单调递增,
则“”可以推出“”, “”也可推出“”,
故“”是“”的充要条件.
故选:C.
8. 设函数且在上的最大值和最小值之和为,则的值为( )
A. B. C. D.3
【答案】B
【分析】结合函数与的单调性可知在单调递增或单调递减,从而可得函数在上的最值分别为,代入可求的值.
【解析】由换底公式可得,
又与在区间上具有相同的单调性,
故在上单调递增或单调递减,在上的最值分别为,
故,由题意,解得.
故选:B
9函数(且)恒过定点( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由对数函数的性质即可得解.
【解析】由于(且),
则函数(且)恒过定点.
故选:D.
10. 设函数,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据分段函数分段结合指数不等式及对数不等式解题即可.
【解析】当时,由,得,得,得,
当时,由,得,得,所以,
综上,.
故选:C
11. .已知函数,且,则( )
A.2 B.4 C.0或4 D.2或4
【答案】C
【分析】根据分段函数的解析式,分两种情况考虑,建立方程,解出即可.
【解析】当时,因为,
所以,所以,经检验,满足题意;
当时,因为,
所以,即,所以,经检验,满足题意.
故选:C
12. 定义在上的函数的图象关于直线对称,且当时,,有( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】函数的图象关于直线对称可得,再根据当时,单调递减可得答案.
【解析】定义在上的函数的图象关于直线对称,
所以,所以,
因为当时,为单调递增函数,
定义在上的函数的图象关于直线对称,
所以当时,单调递减,
因为,所以,即.
故选:B.
13. 如果,那么,,的大小顺序为( ).
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】借助指数函数和对数函数的性质确定范围,即可解决.
【解析】设,由指数函数图像性质可知,
当时,函数值大于1,所以,
设,由指数函数图像性质可知,
当时,时函数值小于1,所以,
设,由对数函数图像性质可知,
当时,时函数值小于0,所以,
所以.
故选:C
14. 已知函数 ,且 , 则 ( )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【分析】利用分段函数给定的取值范围代入值求出参数的值及函数的解析式,再将值代入函数解析式即可解得.
【解析】因为当时,
所以当时,,
所以,即,
当时,,
所以,即.
故选:A
15. 若,则a的取值范围是( )
A.(0,1) B.
C. D.(0,1)∪(1,+∞)
【答案】C
【分析】根据a>0且a≠1,则有,然后根据,利用对数函数的单调性得到0<a<1,且2a>1求解.
【解析】由题意得a>0且a≠1,故必有,
又,
所以0<a<1,同时2a>1,
∴a>
综上,a∈.
故选:C
16. 已知函数f(x)=若f(2)=4,且函数f(x)存在最小值,则实数a的取值范围为( )
A.(1,] B.(1,2]
C. D.[,+∞)
【答案】A
【分析】由f(2) =4运算可得,再由分段函数的最值结合对数函数的单调性即可得解.
【解析】因为f(2)=2m+8=4,所以,
所以当x≤3时,,此时,
因为函数存在最小值,所以当x>3时,单调递增,且loga3≥2,
所以,解得a∈.
故选:A.
17. 声音的等级(单位:)与声音强度(单位:)满足. 喷气式飞机起飞时,声音的等级约为;一般说话时,声音的等级约为,那么喷气式飞机起飞时声音强度约为一般说话时声音强度的( )
A.105倍 B.108倍 C.1010倍 D.1012倍
【答案】B
【分析】首先设喷气式飞机起飞时声音强度和一般说话时声音强度分别为,根据题意得出,,计算求的值.
【解析】设喷气式飞机起飞时声音强度和一般说话时声音强度分别为,
,,
,,所以,
因此,喷气式飞机起飞时声音强度约为一般说话时声音强度的倍.
故选:B
18. 已知(且,且),则函数与的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由(且,且),得,从而得到与互为反函数,根据互为反函数的性质即可得到结果.
【解析】∵(且,且),
∴,∴,
∴,函数与函数互为反函数,
∴函数与的图象关于直线对称,且具有相同的单调性.
故选:B.
19. 已知集合,,则集合( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先根据指数函数、对数函数的性质求出不等式的解集,即可求出集合、,再根据交集的定义计算可得.
【解析】:由,即,所以,
所以,
由,即,所以,即,
所以.
故选:C
20. 已知,,,,则,,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用即可比较,根据幂函数的单调性可比较,再根据指数函数和对数函数的单调性结合中间量即可比较,进而可得出答案.
【解析】,,
因为
所以,
,,
因为,所以,即,
又,,
所以,
综上,.
故选:A.
二、填空题(本大题共7小题,每小题4分,共28分)
21. 已知,,则用,表示
【答案】
【分析】化简,,结合对数的换底公式,准确运算,即可求解.
【解析】由,,可得,
又由.
故答案为:.
22. .
【答案】
【分析】根据给定条件,利用换底公式及对数运算性质计算即得.
【解析】
.
故答案为:
23. 函数在区间上的最大值比最小值大,则的值为 .
【答案】或
【分析】讨论或,根据指数函数的单调性求出最值即可求解.
【解析】当时,单调递减,
所以,,
又,解得,
当时,单调递增,
所以,,
又,解得,
故答案为:或
24. 若指数函数的图像经过点,则的值为 .
【答案】
【分析】根据已知求出指数函数的解析式,从而代入即可得解.
【解析】依题意,设,
因为的图像经过点,所以,即,
所以,
所以.
故答案为:.
25. 已知函数,则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】由对数运算可得出,可得出,解之即可.
【解析】因为,则,
所以,解得.
因此,不等式的解集为.
故答案为:.
26. 已知,则的值为 .
【答案】1
【知识点】指数式与对数式的互化、对数的运算
【分析】由,得到,再利用对数运算求解.
【详解】解:因为,
所以,
,
所以,
故答案为:1
27. 地震的震级越大,以地震波的形式从震源释放出的能量就越大,震级与所释放的能量的关系如下:(焦耳).那么,级地震释放的能量是级地震释放的能量的 .
【答案】103倍
【分析】设7.5级地震释放的能量为,5.5级地震释放的能量为,由公式即可求出的值.
【解析】设7.5级地震释放的能量为,5.5级地震释放的能量为,
,
,
即7.5级地震释放的能量是5.5级地震释放的能量的103倍.
故答案为:103倍
三、解答题(本大题共8小题,共72分)(解答应写出文字说明及解题步骤)
28. 计算下列各式
(1)
(2)
【答案】(1)89
(2)
【分析】(1)利用指数运算性质,即可解出;
(2)利用对数运算性质和分数指数幂及分母有理化的运算,即可解出.
【解析】(1).
(2).
29. 设函数.
(1)求及的值.
(2)解关于的不等式.
【答案】(1)6,4
(2)
【分析】(1)根据分段函数求函数值的方法代入求解即可;
(2)根据分段函数的分类来分类讨论,列出各部分不等式分别求解再取并集即可.
【解析】(1)
(2)当时,,
即,
即,解得
当时,,
即,
即,解得
综上,不等式的解集为
30. 记函数的定义域为,的定义域为.
(1)求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)根据题意列不等式组求解即可;
(2)先根据真数大于零,求出函数的定义域,再由列出不等式,结合求出的范围即可.
【解析】(1)由题意得,解得或,
即或.
(2)根据题意,
因为,所以,
则,
即,
因为,
所以或,
解得或,
又,
所以或,
即实数的取值范围是.
31. 已知对数函数,并且它的图象过点.
(1)求的解析式;
(2)若,,求的值域.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用待定系数法,结合对数的运算性质进行求解即可;
(2)利用换元法,结合二次函数的性质和对数的单调性进行求解即可.
【解析】(1)设(,且)
的图像过点,,即,
,即,;
(2)
令,,
函数转化为函数,
该函数图象开口朝上,对称轴为,
当时,有最小值,,
当时,有最大值,,
的值域为
32. 已知函数.
(1)若的图象关于直线对称,求实数的值;
(2)若函数的值域为,求函数的值域.
【答案】(1)3
(2)
【分析】(1)由题意可知二次函数对称轴为,从而可得.
(2)由题意的值域包含,从而由可求出的范围,进一步由复合函数的单调性、值域即可得解.
【解析】(1)因为的图象关于直线对称,
所以函数的图象关于直线对称,所以.
(2)因为函数的值域为,
所以的值域包含,
所以有,所以或,
所以,
故,所以函数的值域为.
33. 某学校决定对教室采用药熏消毒法进行消毒,药熏开始前要求学生全部离开教室.已知在药熏过程中,教室内每立方米空气中的药物含量y(毫克)与药熏时间t(小时)成正比;当药熏过程结束,药物即释放完毕,教室内每立方米空气中的药物含量y(毫克)达到最大值.此后,教室内每立方米空气中的药物含量y(毫克)与时间t(小时)的函数关系式为(a为常数).已知从药熏开始,教室内每立方米空气中的药物含量y(毫克)关于时间t(小时)的变化曲线如图所示.
(1)从药熏开始,求每立方米空气中的药物含量y(毫克)与时间t(小时)之间的函数关系式;
(2)据测定,当空气中每立方米的药物含量不高于0.125毫克时,学生方可进入教室,那么从药熏开始,至少需要经过多少小时后,学生才能回到教室?
【答案】(1)
(2)至少需要经过0.8个小时后,学生才能回到教室
【分析】(1)时,设,根据图象列式求解,从而得函数解析式;
(2)解不等式,,可得结论.
【解析】(1)由图象可知:当时,图象为正比例函数图象,设为,
可得,解得
所以y(毫克)与时间t(小时)之间的函数关系式为.
(2)当,令,则,
整理得,则,解得,
所以至少需要经过0.8个小时后,学生才能回到教室.
34. 已知函数(且).
(1)若,且,求函数的零点;
(2)当时,有最小值,求的值.
【答案】(1)6
(2)
【分析】
(1)利用函数零点的定义以及对数的运算求解;(2)根据复合函数的单调性讨论最值求解.
【解析】(1)时,定义域为,
令,
即,所以,
即解得(舍)或.
所以的零点为6.
(2),,
令,,
则在单调递增,
若,在单调递减,
解得,
若,在单调递增,
无最小值,不满足题意,
所以.
35. 已知函数且.
(1)求函数的定义域;
(2)是否存在实数,使得函数在区间上的最大值为2?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)存在实数时,使得函数在区间上的最大值为2.
【分析】(1)由题意解出即可;
(2)利用换元法以及对数函数性质分析即可.
【解析】(1)依题意,
即,
所以
即,
所以函数的定义域为.
(2),
令,
则,
.
易知二次函数的图像开口向下,
对称轴为直线,
所以函数在上单调递增,
所以.
假设存在满足题意的实数,
当时,函数单调递增,
,解得或(舍去),
当时,函数单调递减,
,解得(舍去),
综上,存在实数时,
使得函数在区间上的最大值为2.
2
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