内容正文:
课时作业(九) 指数与指数函数
[基础保分练]
1.已知函数f(x)=5x,若f(a+b)=3,则f(a)f(b)等于( )
A.3 B.4
C.5 D.25
A 解析:∵f(x)=5x,∴f(a+b)=5a+b=3,
∴f(a)f(b)=5a×5b=5a+b=3.
2.已知函数f(x)=4+2ax-1的图象恒过定点P,则点P的坐标是( )
A.(1,6) B.(1,5)
C.(0,5) D.(5,0)
A 解析:由于函数y=ax的图象过定点(0,1),当x=1时,f(x)=4+2=6,故函数f(x)=4+2ax-1的图象恒过定点P(1,6).
3.函数f(x)=ax-b的图象如图所示,其中a,b为常数,则下列结论中正确的是( )
A.a>1,b<0 B.a>1,b>0
C.0<a<1,0<b<1 D.0<a<1,b<0
D 解析:(方法一) 由题图可知0<a<1,当x=0时,a-b∈(0,1),故-b>0,得b<0.
(方法二) 由题图可知0<a<1,f(x)的图象可由函数y=ax的图象向左平移得到,故-b>0,则b<0.
4.(2023·安徽合肥冲刺)若0<b<a<1,则ab,ba,aa,bb中最大的是( )
A.ab B.ba C.aa D.bb
A 解析:∵0<b<a<1,∴指数函数y=ax和y=bx均为减函数,∴ab>aa,ba<bb,∵幂函数y=xb在(0,+∞)上为增函数,∴ab>bb,即ab,ba,aa,bb中最大的是ab.
5.某食品的保鲜时间y(单位:h)与储存温度x(单位:℃)满足函数关系y=ekx+b(e为自然对数的底数,k,b为常数),若该食品在0 ℃的保鲜时间是192 h,在22 ℃ 的保鲜时间是48 h,则该食品在33 ℃的保鲜时间是( )
A.22 h B.23 h
C.24 h D.33 h
C 解析:由题意可得解得
∴e33k+b=(e11k)3×eb=×192=24,
∴该食品在33 ℃的保鲜时间是24 h.
6.(多选)(2023·山东潍坊模拟)已知函数y=ax(a>0且a≠1)的图象如图所示,则下列四个函数图象与函数解析式对应正确的是( )
ABD 解析:由题图可得a1=2,即a=2,
y=a-x=单调递减,且过点(-1,2),故A正确;y=x-a=x-2为偶函数,在(0,+∞)上单调递减,在(-∞,0)上单调递增,故B正确;
y=a|x|=2|x|=为偶函数,结合指数函数图象可知C错误;
y=|logax|=|log2x|,根据“上不动、下翻上”可知D正确.
7.不等式a2x-7>a4x-1(0<a<1)的解集为________.
答案:(-3,+∞) 解析:因为y=ax(0<a<1)为减函数,所以2x-7<4x-1,解得x>-3.
8.已知a>0,b>0,则=________.
9.已知函数f(x)=的值域是[-8,1],则实数a的取值范围是________.
答案:[-3,0) 解析:当0≤x≤4时,f(x)∈[-8,1],
当a≤x<0时,f(x)∈,
所以 [-8,1],
即-8≤-<-1,即-3≤a<0.
所以实数a的取值范围是[-3,0).
10.已知函数f(x)=(a2-2a-2)ax是指数函数.
(1)求f(x)的表达式;
(2)判断F(x)=f(x)+的奇偶性,并加以证明.
解:(1)由a2-2a-2=1,
可得a=3或a=-1(舍去),∴f(x)=3x.
(2)F(x)是偶函数,证明如下:F(x)=f(x)+=3x+3-x,x∈R.
∵F(-x)=3-x+3x=F(x),∴F(x)是偶函数.
11.(2023·安徽滁州月考)已知函数g(x)=ax2-2ax+1+b(a>0,b∈R)在区间[2,4]上有最小值1和最大值9,设f(x)=.
(1)求a,b的值;
(2)若不等式f(3x)-k·3x≥0在x∈[-1,1]上有解,求实数k的取值范围.
解:(1)函数g(x)=ax2-2ax+1+b(a>0,b∈R),
则对称轴为直线x=-=1,故函数g(x)在[2,4]上单调递增,
所以当x=2时,g(x)min=1;当x=4时,g(x)max=9,
∴解得
故a的值为1,b的值为0.
(2)由(1)得g(x)=x2-2x+1,f(x)==x+-2,
因为不等式f(3x)-k·3x≥0在x∈[-1,1]上有解,
所以3x+-2-k·3x≥0在x∈[-1,1]上有解,
设t=,t∈,
所以t2-2t+1≥k在上有解,即(t2-2t+1)max≥k.
设h(t)=t2-2t+1,t∈,
对称轴t=1,则当t=3时,h(t)max=h(3)=9-6+1=4,
所以实数k的取值范围是(-∞,4].
[技能提分练]
12.(2023·辽宁大连模拟)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”的美誉,用其名字命名的“高斯函数”:设x∈R,用[x]表示不超过x的最大整数,则y=[x]称为高斯函数,也称取整函数,例如:[-3.7]=-4,[2.3]=2.已知f(x)=-,则函数y=[f(x)]的值域为( )
A.{0} B.{-1,0}
C.{-2,-1,0} D.{-1,0,1}
C 解析:f(x)=-=-=
-+,
∵ex>0,∴ex+1>1,∴0<<2,
∴-2<-<0,∴f(x)∈,
∴y=[f(x)]的值为-2或-1或0.
13.正实数a,b,c满足a+2-a=2,b+3b=3,c+log4c=4,则实数a,b,c之间的大小关系为( )
A.b<a<c B.a<b<c
C.a<c<b D.b<c<a
A 解析:c+log4c=4⇒log4c=4-c,即c为函数y=log4x与y=4-x的图象交点的横坐标,b+3b=3⇒1+3b=4-b,即b为函数y=1+3x与y=4-x的图象交点的横坐标,a+
2-a=2⇒2+=4-a,即a为函数y=2+与y=4-x的图象交点的横坐标,在同一平面直角坐标系中画出图象,如图所示,
由图象可知b<a<c.
14.已知函数y=f(x)和函数y=g(x)的图象关于y轴对称,当函数y=f(x)和y=g(x)在[a,b]上同时递增或同时递减时,[a,b]叫做函数y=f(x)的“不动区间”.若[1,2]为函数y=|2x+t|的“不动区间”,求实数t的取值范围.
解:因为函数y=f(x)与y=g(x)的图象关于y轴对称,
所以g(x)=f(-x)=|2-x+t|.
因为[1,2]为函数y=|2x+t|的“不动区间”,
所以函数f(x)=|2x+t|和函数g(x)=|2-x+t|在[1,2]上的单调性相同.
又因为y=2x+t和y=2-x+t的单调性相反,
所以(2x+t)(2-x+t)≤0在[1,2]上恒成立,
即-2x≤t≤-2-x在[1,2]上恒成立,得-2≤t≤-.
[素养拉分练]
15.若实数x,y,z互不相等,且满足2x=3y=log4z,则( )
A.z>x>y B.z>y>x
C.x>y,x>z D.z>x,z>y
D 解析:设2x=3y=log4z=k>0,
则x=log2k,y=log3k,z=4k,
根据指数、对数函数图象易得4k>log2k,4k>log3k,
即z>x,z>y.
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