内容正文:
第6节 指数函数、对数函数的关系与幂函数
[基础训练组]
1.(2023·呼和浩特市一模)已知点在幂函数f(x)=(a-1)xb的图像上,则函数f(x)是( )
A.定义域内的减函数
B.奇函数
C.偶函数
D.定义域内的增函数
解析:B [∵点在幂函数f(x)=(a-1)xb的图像上,∴a-1=1,解得a=2,∴2b=,解得b=-3,
∴f(x)=x-3,∴函数f(x)是定义域上的奇函数,且在(-∞,0),(0,+∞)上是减函数.]
2.(2023·唐山市一模)已知a=3-,b=2-,c=ln 3,则( )
A.a<c<b B.a<b<c
C.b<c<a D.b<a<c
解析:D [∵a=3-,b=2-=4-,又y=x-在(0,+∞)上单调递减.
∴b<a<1,又c=ln 3>1,则b<a<c,故选D.]
3.若幂函数y=x-1,y=xm与y=xn在第一象限内的图像如图所示,则m与n的取值情况为( )
A.-1<m<0<n<1
B.-1<n<0<m
C.-1<m<0<n
D.-1<n<0<m<1
解析:D [幂函数y=xα,当α>0时,y=xα在(0,+∞)上为增函数,且0<α<1时,图像上凸,∴0<m<1;当α<0时,y=xα在(0,+∞)上为减函数,不妨令x=2,根据图像可得2-1<2n,∴-1<n<0,综上所述,故选D.]
4.设函数f(x)=loga(x+b)(a>0,且a≠1)的图像过点(2,1),其反函数图像过点(2,8),则a+b等于( )
A.6 B.5
C.4 D.3
解析:C [由题意,知f(x)=loga(x+b)的图像过点(2,1)和(8,2),所以所以解得所以a+b=4.]
5.在同一坐标系内,函数y=xa(a≠0)和y=ax-的图像可能是( )
解析:C [当a<0时,函数y=ax-是减函数,且在y轴上的截距->0,y=xa在(0,+∞)上是减函数,
∴A,B,C,D项均不正确.若a>0,则y=ax-是增函数,截距-<0,y=xa在(0,+∞)上是增函数,∴只有C可能正确.故选C.]
6.(2023·济宁二模)放射性核素锶89的质量M会按某个衰减率衰减,设初始质量为M0,质量M与时间t(单位:天)的函数关系为M=M0·(其中h为常数),若锶89的半衰期(质量衰减一半所用的时间)约为50天,那么锶89的质量从M0衰减至0.66M0所经过的时间约为(参考数据:log20.66≈-0.6)( )
A.10天 B.20天
C.30天
C.40天
解析:C [依题意,M=M0·,且当M=时,t=50,所以=M0·,得h=50,所以M=M0·.由0.66M0=M0·,得0.66=2-,即-=log20.66≈-0.6,解得t≈30,所以锶89的质量从M0衰减至0.66M0所经过的时间约为30天,故选C.]
7.若a=,b=,c=(-2)3,则a、b、c的大小关系为 ________ .
解析:因为y=x在(0,+∞)上为增函数.
所以>,即a>b>0.而c=(-2)3=-23<0,所以a>b>c.
答案:a>b>c
8.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(1,2 021),则y=f-1(x+1)的图像过定点 ________ .
解析:∵g(x)的图像过定点(1,2 021),
∴f(x+1)的图像过定点(2 021,1).
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(2 022,1).
又∵f(x)与f-1(x)互为反函数,∴f-1(x)的图像过定点(1,2 022).
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(0,2 022).
答案:(0,2 022)
9.已知函数f(x)=y=x在(-∞,0)上是增函数,在(0,+∞)上是减函数,那么最小的正整数α= ________ .
解析:取值验证.当α=1时,y=x0,不满足;当α=2时,y=x-在(0,+∞)上是减函数.因为它为奇函数,则在(-∞,0)上也是减函数,不满足;当α=3时,y=x-满足题意.
答案:3
10.已知幂函数f(x)=x(m2+m)-1(m∈N+).
(1)试确定该函数的定义域,并指明该函数在其定义域上的单调性;
(2)若该函数经过点(2,),试确定m的值,并求满足条件f(2-a)>f(a-1)的实数a的取值范围.
解:(1)m2+m=m(m+1),m∈N+,而m与m+1中必有一个为偶数,所以m(m+1)为偶数.所以函数f(x)=x(m2+m)-1(m∈N+)的定义域为[0,+∞),并且在定义域上为增函数.
(2)因为函数f(x)经过点(2,),