内容正文:
2025届高考数学热点题型归纳与重难点突破
热点专题 2-5 对数与对数函数
近5年考情(2020-2024)
考题统计
考点分析
考点要求
2024年II卷第8题,5分
从近四年的高考情况来看,对数运算与对数函数是高考的一个重点也是一个难点,常与二次函数、幂函数、指数函数、三角函数综合,考查数值大小的比较和函数方程问题.在利用对数函数的图像与性质应用上,体现了逻辑推理与数学运算素养.
(1)对数的概念及运算性质
(2)对数函数的图象
(3)对数函数的性质
2024年北京卷第7题,4分
2024年天津卷第5题,5分
2023年北京卷第11题,5分
2023年I卷第10题,5分
2022年I卷I卷第7题,5分
2022年浙江卷第7题,5分
模块一
总览
热点题型解读(目录)
【题型1】指数对数混合运算
【题型2】换底公式的应用
【题型3】 对数函数的图象及应用
【题型4】对数函数过定点问题
【题型5】指对幂比较大小
【题型6】解对数方程或不等式
【题型7】对数函数模型的实际应用
【题型8】对数型复合函数的单调问题
【题型9】对数型复合函数的最值与值域问题
【题型10】对数型复合函数的奇偶性问题
【题型11】反函数问题
【题型12】对数函数的综合问题
模块二
核心题型·举一反三
【题型1】指数对数混合运算
1、对数计算公式
(1)同底对数加减运算:;
(2)底数和真数是乘方数时:
(3)对数恒等式:
(4)倒数式:
2、对数运算的常用技巧
(1)在对数运算中,先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后用对数运算法则化简合并.
(2)先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算法则,转化为同底对数真数的积、商、幂再运算.
(3)指对互化:(a>0,且a≠1)是解决有关指数、对数问题的有效方法,在运算中应注意互化.
1. 化简下列各式:
(1); (2).
【巩固练习1】化简的值为( )
A. B. C. D.-1
【巩固练习2】求值
(1)
(2)
(3)
(4)
【题型2】换底公式的应用
换底公式:(a>0,且a1;c>0,且c1;b>0).
2.
已知,,则 (用,表示)
3.
已知,,则 .(用表示)
4.
已知,则 .
【巩固练习1】设,,
(1)用含,的式子表示,形式为___________.
(2)用含,的式子表示,形式为___________.
【巩固练习2】设,求的值.
【题型3】 对数函数的图象及应用
对数函数的图象(底大图低)
a>1
0<a<1
图象
性质
定义域
(0,+∞)
值域
R
过定点
过定点(1,0),即x=1时,y=0
函数值的变化
当0<x<1时,y<0;
当x>1时,y>0
当0<x<1时,y>0;
当x>1时,y<0
单调性
是(0,+∞)上的增函数
是(0,+∞)上的减函数
方法技巧:对于有关对数型函数的图象问题,一般是从最基本的对数函数的图象入手,通过伸缩、平移、对称等变换得到,当时,对数函数的图像呈上升趋势;当时,对数函数的图像呈下降趋势.
5. 已知函数① y=logax;② y=logbx;③ y=logcx;④ y=logdx的大致图象如图所示,则下列不等关系正确的是( )
A.a+c<b+a B.a+d<b+c
C.b+c<a+d D.b+d<a+c
6.
函数的图象是( )
A.B.C. D.
7. 已知函数f(x)=ln(x+a)的图象不经过第四象限,则a的取值范围是( )
A.(0,1) B.(0, ) C.(0,1] D.[1,+∞)
【巩固练习1】(多选题)(2024·河南信阳·模拟预测)函数的大致图象不可能为( )
A. B.
C. D.
【巩固练习2】已知函数(且,,为常数)的图象如图,则下列结论正确的是( )
A., B., C., D.,
【巩固练习3】已知函数,若且,则的取值范围为 .
【题型4】对数函数过定点问题
对数函数过定点(1,0),即x=1时,y=0;
函数过定点
8.
函数 (且)的图象必经过一个定点,则这个定点的坐标是( )
A. B. C. D.
9.
(2024·安徽安庆·模拟预测)已知函数恒过定点,则的最小值为( ).
A. B. C.3 D.
【巩固练习1】已知函数恒过定点,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【巩固练习2】已知直线经过函数图象过的定点(其中均大于0),则的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【巩固练习3】函数(且)的图象恒过定点,若且,,则的最小值为( )
A.9 B.8 C. D.
【题型5】指对幂比较大小
1、常规法:比较大小问题,常利用函数的单调性及中间值法.
2、当底数和真数的差或倍数一样时, 可以考虑拆出一个1
例1:和(倍数一致)
简析:;,由图像可知
例2:和(差一致)
简析:;,由图像可知
10.
设,,,则( )
A. B. C. D.
11.
设,则( )
A. B. C. D.
【巩固练习1】(2024·天津·二模)设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【巩固练习2】已知,,,则,,的大小关系是
A. B. C. D.
【巩固练习3】已知,,,则
A. B. C. D.
【巩固练习4】设,,,则( )
A. B.
C. D.
【题型6】解对数方程或不等式
【方法技巧】
(1)对于形如的形式,利用转化;对于形如的形式,可借助换元法转化为二次方程求解.
(2)解对数不等式,也是利用对数函数的单调性将不等式转化为比较真数之间的不等式,再解这个不等式即可.
12.
方程的解为________
13.
设,则的取值范围是( )
A. B. C. D.,
14.
不等式的解集为 .
【巩固练习1】方程的解是( )
A.1 B.2 C.e D.3
【巩固练习2】已知,则的值为____.
【巩固练习3】若实数x满足不等式,则实数x的取值范围是______.
【巩固练习4】已知实数,且满足不等式,则不等式的解集为________.
【题型7】对数函数模型的实际应用
对数函数应用题的基本类型和求解策略
(1)基本类型:有关对数函数的应用题一般都会给出函数的解析
式,然后根据实际问题求解.
(2)求解策略:首先根据实际情况求出函数解析式中的参数,或给出具体情境,从中提炼出数据,代入解析式求值,然后根据数值回答其实际意义.
15.
如果光线每通过一块玻璃其强度要减少10%,那么至少需要将 块这样的玻璃重叠起来,才能使通过它们的光线强度低于原来的0.5倍.(参考数据:.)
16.
为了保障交通安全,某地根据《道路交通安全法》规定:汽车驾驶员血液中的酒精含量不得超过.据仪器监测,某驾驶员喝了二两白酒后,血液中的酒精含量迅速上升到,在停止喝酒后,血液中每小时末的酒精含量都比上一个小时末减少.那么此人在开车前至少要休息 (参考数据:,
A.4.1小时 B.4.2小时 C.4.3小时 D.4.4小时
【巩固练习1】把物体放在冷空气中冷却,如果物体原来的温度是,空气的温度是,经过分钟后物体的温度可由公式:求得.其中是一个随着物体与空气的接触状况而定的大于0的常数.现有的物体,放在的空气中冷却,5分钟以后物体的温度是,则约等于 (参考数据:
A.0.22 B.0.27 C.0.36 D.0.55
【巩固练习2】2008年我国人口总数为14亿,如果人口的自然年增长率控制在1.25%,则 年我国人口将超过20亿.(,,)
【巩固练习3】我们可以把看作每天的"进步”率都是1%,一年后是;而把看作每天的“落后”率都是1%,一年后是.利用计算工具计算并回答下列问题:
(1)一年后“进步”的是“落后”的多少倍?
(2)大约经过多少天后“进步”的分别是“落后”的10倍、100倍、1000倍?
【题型8】对数型复合函数的单调问题
对数型复合函数的单调问题
1、模板解决思路:判断复合函数单调性的原则是“同增异减”.
2、模板解决步骤
第一步:求函数的定义域.
第二步:将函数分解成内层函数和外层函数.
第三步:判断内层函数和外层函数的单调性.
第四步:根据“同增异减”的原则确定复合函数的单调性.
17.
函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
18.
若函数在区间上是单调增函数,则实数a的取值范围是___.
【巩固练习1】函数的单调增区间为( )
A. B. C. D.
【巩固练习2】已知函数在定义域上是增函数,则k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【巩固练习3】(2024·重庆·模拟预测)若函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【巩固练习4】若函数在上单调递减,则实数的取值范围是 .
【题型9】对数型复合函数的最值与值域问题
对数(型)函数的值域和单调性问题的解题策略
利用对数函数的性质,求与对数函数有关的函数值域和复合函数的单调性问题,必须弄清三方面的问题:一是定义域,所有问题都必须在定义域内讨论;二是底数与1的大小关系;三是复合函数的构成,即它是由哪些基本初等函数复合而成的.另外,解题时要注意数形结合、分类讨论、转化与化归思想的应用.
19.
函数的最小值是( ).
A.10 B.1 C.11 D.
20.
已知函数的最大值为2,则 .
【巩固练习1】已知函数,则的值域为( )
A. B. C. D.
【巩固练习2】若函数的最大值为0,则实数a的值为___________.
【巩固练习3】(2024·全国·模拟预测)已知函数在区间上有最大值或最小值,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【题型10】对数型复合函数的奇偶性问题
常见指对型函数奇偶模型
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)是偶函数,如,
21.
设函数,则使得成立的的取值范围为( )
A. B. C. D.
22.
函数的部分图像大致为( )
A. B.
C. D.
【巩固练习1】已知是定义在上的奇函数,且当时,.
(1)求;(2)解不等式.
【巩固练习2】设函数为偶函数.
(1)求k的值;(2)写出函数的单调性(不需证明),并解不等式.
【题型11】反函数问题
指数函数(a>0且a≠1)与对数函数(a>0且a≠1)互为反函数
23.
(2024·江苏扬州·模拟预测)设方程和方程的根分别为,设函数,则( )
A. B.
C. D.
【巩固练习1】(2024·高三·江西南昌·开学考试)已知函数和的图象与直线交点的横坐标分别为,,则( )
A. B. C. D.
【巩固练习2】(2024·广东佛山·模拟预测)已知,分别是关于的方程,的根,则下面为定值2023的是( )
A. B. C. D. E.均不是
【题型12】对数函数的综合问题
1、对数函数常与其他函数形成复合函数问题,解题时要清楚复合的层次,外层是对数函数还是内层是对数函数,其次如果涉及到定义域、值域、奇偶性、单调性等问题,则要按复合函数的性质规律求解.
2、已知不等式能恒成立求参数值(取值范围)问题常用的方法:
(1)函数法:讨论参数范围,通常借助函数单调性求解;
(2)分离参数法:首先将参数分离,转化成求函数的最值或值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,再利用数形结合的方法来解决.
24.
若不等式在上恒成立,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【巩固练习】设定义域为R的函数,若关于x的方程有8个不同的实根,到实数b的取值范围是 .
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$$2025届高考数学热点题型归纳与重难点突破
热点专题 2-5 对数与对数函数
近5年考情(2020-2024)
考题统计
考点分析
考点要求
2024年II卷第8题,5分
从近四年的高考情况来看,对数运算与对数函数是高考的一个重点也是一个难点,常与二次函数、幂函数、指数函数、三角函数综合,考查数值大小的比较和函数方程问题.在利用对数函数的图像与性质应用上,体现了逻辑推理与数学运算素养.
(1)对数的概念及运算性质
(2)对数函数的图象
(3)对数函数的性质
2024年北京卷第7题,4分
2024年天津卷第5题,5分
2023年北京卷第11题,5分
2023年I卷第10题,5分
2022年I卷I卷第7题,5分
2022年浙江卷第7题,5分
模块一
总览
热点题型解读(目录)
【题型1】指数对数混合运算
【题型2】换底公式的应用
【题型3】 对数函数的图象及应用
【题型4】对数函数过定点问题
【题型5】指对幂比较大小
【题型6】解对数方程或不等式
【题型7】对数函数模型的实际应用
【题型8】对数型复合函数的单调问题
【题型9】对数型复合函数的最值与值域问题
【题型10】对数型复合函数的奇偶性问题
【题型11】反函数问题
【题型12】对数函数的综合问题
模块二
核心题型·举一反三
【题型1】指数对数混合运算
1、对数计算公式
(1)同底对数加减运算:;
(2)底数和真数是乘方数时:
(3)对数恒等式:
(4)倒数式:
2、对数运算的常用技巧
(1)在对数运算中,先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后用对数运算法则化简合并.
(2)先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算法则,转化为同底对数真数的积、商、幂再运算.
(3)指对互化:(a>0,且a≠1)是解决有关指数、对数问题的有效方法,在运算中应注意互化.
1. 化简下列各式:
(1);
(2).
【解析】(1)原式.
(2)原式
.
【巩固练习1】化简的值为( )
A. B. C. D.-1
【答案】A
【解析】
【巩固练习2】求值
(1)
(2)
(3)
(4)
【答案】(1);;(2)0;;(3)3;;(4)13
【解析】(1)原式=
;
(2)原式==;
(3)原式=;
(4)原式.
【题型2】换底公式的应用
换底公式:(a>0,且a1;c>0,且c1;b>0).
2.
已知,,则 (用,表示)
【答案】
【解答】解:因为,,
所以,,,
所以.
故答案为:.
3.
已知,,则 .(用表示)
【答案】
【解析】因为,所以,
又,所以
.
4.
已知,则 .
【答案】3
【解析】依题意,,
则.
【巩固练习1】设,,
(1)用含,的式子表示,形式为___________.
(2)用含,的式子表示,形式为___________.
【答案】(1),(2)
【解析】(1);
(2)
【巩固练习2】设,求的值.
【解答】依题意有,,,
【题型3】 对数函数的图象及应用
对数函数的图象(底大图低)
a>1
0<a<1
图象
性质
定义域
(0,+∞)
值域
R
过定点
过定点(1,0),即x=1时,y=0
函数值的变化
当0<x<1时,y<0;
当x>1时,y>0
当0<x<1时,y>0;
当x>1时,y<0
单调性
是(0,+∞)上的增函数
是(0,+∞)上的减函数
方法技巧:对于有关对数型函数的图象问题,一般是从最基本的对数函数的图象入手,通过伸缩、平移、对称等变换得到,当时,对数函数的图像呈上升趋势;当时,对数函数的图像呈下降趋势.
5. 已知函数① y=logax;② y=logbx;③ y=logcx;④ y=logdx的大致图象如图所示,则下列不等关系正确的是( )
A.a+c<b+a B.a+d<b+c
C.b+c<a+d D.b+d<a+c
【答案】A
【解析】解析:由已知可得b>a>1>d>c,则a+b>a+c,b+d>a+c,故A正确,D错误;又a+d与b+c的大小不确定,故B,C错误.故选A.
6.
函数的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先根据函数的奇偶性排除部分选项,再根据函数值的正负确定.
【详解】解:,
因为,
所以是偶函数,故排除AD,
当时,令,得或,
当或时,,当时,
7. 已知函数f(x)=ln(x+a)的图象不经过第四象限,则a的取值范围是( )
A.(0,1) B.(0, ) C.(0,1] D.[1,+∞)
【答案】D
【解析】的图象是由的图象向左平移个单位所得.
的图象过点,函数为增函数,因此.故选:D.
【巩固练习1】(多选题)(2024·河南信阳·模拟预测)函数的大致图象不可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】函数的定义域为,
因为,所以函数为偶函数,
当时,为减函数,且过定点,
故函数的大致图象不可能为BCD选项.
【巩固练习2】已知函数(且,,为常数)的图象如图,则下列结论正确的是( )
A., B., C., D.,
【答案】D
【解析】因为函数为减函数,所以
又因为函数图象与轴的交点在正半轴,所以,即
又因为函数图象与轴有交点,所以,所以,故选:D
【巩固练习3】已知函数,若且,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】画出的图象如图:
∵,且,
∴且,,
∴,即,∴,,
由图象得在上为减函数,
∴,
∴的取值范围是.
故答案为:.
【题型4】对数函数过定点问题
对数函数过定点(1,0),即x=1时,y=0;
函数过定点
8.
函数 (且)的图象必经过一个定点,则这个定点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为对数函数(且)恒过定点,
所以函数 (且)的图象必过定点.
9.
(2024·安徽安庆·模拟预测)已知函数恒过定点,则的最小值为( ).
A. B. C.3 D.
【答案】A
【解析】由题意可知,
则,
当且仅当,时,
的最小值为
【巩固练习1】已知函数恒过定点,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解题思路】令,即可求解恒过定点,进而求解.
【解答过程】令,解得,此时,
所以恒过定点,则,
所以.
【巩固练习2】已知直线经过函数图象过的定点(其中均大于0),则的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【解析】因为,所以函数图象过的定点为,
将其代入直线方程得,即,
又,
所以,
当且仅当即时,等号成立,故有最小值4.
【巩固练习3】函数(且)的图象恒过定点,若且,,则的最小值为( )
A.9 B.8 C. D.
【答案】B
【解析】当时,,
所以,函数过定点,得,
所以,,
因为,,
所以,,
当且仅当,即时,等号成立,
所以,的最小值为8.
【题型5】指对幂比较大小
1、常规法:比较大小问题,常利用函数的单调性及中间值法.
2、当底数和真数的差或倍数一样时, 可以考虑拆出一个1
例1:和(倍数一致)
简析:;,由图像可知
例2:和(差一致)
简析:;,由图像可知
10.
设,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】∵,
,
则
11.
设,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,,,
又由对数函数的性质:当时,底数越大,图像越低,可得,
所以,故选: D.
【巩固练习1】(2024·天津·二模)设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】,
,
,
,.
【巩固练习2】已知,,,则,,的大小关系是
A. B. C. D.
【解答】解:,
,
,
则,,的大小关系为
【巩固练习3】已知,,,则
A. B. C. D.
【解答】解:由对数运算公式得,,,,易知,.
故选:.
【巩固练习4】设,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先根据函数单调性得到,,对利用换底公式变形后作差,结合基本不等式,得到,从而得到答案.
【详解】因为单调递减,所以,
又与均单调递增,故,,
其中,,
,其中,故,
其中,
故,
所以,即,故.
【题型6】解对数方程或不等式
【方法技巧】
(1)对于形如的形式,利用转化;对于形如的形式,可借助换元法转化为二次方程求解.
(2)解对数不等式,也是利用对数函数的单调性将不等式转化为比较真数之间的不等式,再解这个不等式即可.
12.
方程的解为________
【答案】
【解析】方程,化为:x
13.
设,则的取值范围是( )
A. B. C. D.,
【答案】C
【解析】由,得:,因为,所以,取交集得:.
所以的取值范围是,故选:C.
14.
不等式的解集为 .
【答案】
【解析】设函数,
则应有,解得,所以,定义域为.
又,
所以,由,可得.
因为以及均在上单调递增,
所以,在上单调递增,所以,.
综上所述,.所以,不等式的解集为.
【巩固练习1】方程的解是( )
A.1 B.2 C.e D.3
【答案】D
【解析】∵,∴,∴.
【巩固练习2】已知,则的值为____.
【答案】
【解析】由,得,所以,
即,所以,,所以.
【巩固练习3】若实数x满足不等式,则实数x的取值范围是______.
【答案】
【解析】,
,解得或.
【巩固练习4】已知实数,且满足不等式,则不等式的解集为________.
【答案】
【解析】因为,所以,而,则,于是 .
【题型7】对数函数模型的实际应用
对数函数应用题的基本类型和求解策略
(1)基本类型:有关对数函数的应用题一般都会给出函数的解析
式,然后根据实际问题求解.
(2)求解策略:首先根据实际情况求出函数解析式中的参数,或给出具体情境,从中提炼出数据,代入解析式求值,然后根据数值回答其实际意义.
15.
如果光线每通过一块玻璃其强度要减少10%,那么至少需要将 块这样的玻璃重叠起来,才能使通过它们的光线强度低于原来的0.5倍.(参考数据:.)
【答案】
【分析】构造不等式,利用对数运算法则解不等式可求得结果.
【详解】假设需要块这样的玻璃,则,,
,
至少需要7块这样的玻璃重叠起来,才能使通过它们的光线强度低于原来的.
16.
为了保障交通安全,某地根据《道路交通安全法》规定:汽车驾驶员血液中的酒精含量不得超过.据仪器监测,某驾驶员喝了二两白酒后,血液中的酒精含量迅速上升到,在停止喝酒后,血液中每小时末的酒精含量都比上一个小时末减少.那么此人在开车前至少要休息 (参考数据:,
A.4.1小时 B.4.2小时 C.4.3小时 D.4.4小时
【解答】解:设经过小时,血液中的酒精含量为,
则,
由,得,
则,
因为,所以,
所以开车前至少要休息4.2小时
【巩固练习1】把物体放在冷空气中冷却,如果物体原来的温度是,空气的温度是,经过分钟后物体的温度可由公式:求得.其中是一个随着物体与空气的接触状况而定的大于0的常数.现有的物体,放在的空气中冷却,5分钟以后物体的温度是,则约等于 (参考数据:
A.0.22 B.0.27 C.0.36 D.0.55
【解答】解:由题意可得,,
,
,即,
.
【巩固练习2】2008年我国人口总数为14亿,如果人口的自然年增长率控制在1.25%,则 年我国人口将超过20亿.(,,)
【答案】2037
【分析】根据条件,列出不等式,再利用对数运算解不等式即可.
【详解】
由题意,列方程得:
.∴,
∴
【巩固练习3】我们可以把看作每天的"进步”率都是1%,一年后是;而把看作每天的“落后”率都是1%,一年后是.利用计算工具计算并回答下列问题:
(1)一年后“进步”的是“落后”的多少倍?
(2)大约经过多少天后“进步”的分别是“落后”的10倍、100倍、1000倍?
【解析】(1).
∴一年后“进步”的大约是“落后”的倍
(2)由得
∴大约经过天“进步”的是“落后”的倍.
由得.
∴大约经过天“进步”的是“落后”的倍.
由得解得
∴大约经过天“进步”的是“落后”的倍.
【题型8】对数型复合函数的单调问题
对数型复合函数的单调问题
1、模板解决思路:判断复合函数单调性的原则是“同增异减”.
2、模板解决步骤
第一步:求函数的定义域.
第二步:将函数分解成内层函数和外层函数.
第三步:判断内层函数和外层函数的单调性.
第四步:根据“同增异减”的原则确定复合函数的单调性.
17.
函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题知的定义域为,
令,则,函数单调递增,
当时,关于单调递减,关于单调递减,
当时,关于单调递增,关于单调递增,
故的递增区间为.故选:D.
18.
若函数在区间上是单调增函数,则实数a的取值范围是___.
【答案】
【解析】由函数在区间上是单调增函数,
只需函数在上是单调增函数,且当时恒成立,
所以满足解得.
【巩固练习1】函数的单调增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由,
二次函数的对称轴为:,
所以二次函数的单调递增区间为,递减区间为,
而函数是正实数集上的减函数,根据复合函数的单调性质可知:
函数的单调增区间为,故选:C
【巩固练习2】已知函数在定义域上是增函数,则k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为在定义域上是增函数,
当时单调递增且,
当时也单调递增,
所以,即,
所以,即;故选:B
【巩固练习3】(2024·重庆·模拟预测)若函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为函数在上单调递增,
所以,解得.
【巩固练习4】若函数在上单调递减,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】换元法转化为二次函数的给定区间的单调性求解.
【详解】,
令,为增函数,
所以,所以在单调递减,
所以,即,解得
【题型9】对数型复合函数的最值与值域问题
对数(型)函数的值域和单调性问题的解题策略
利用对数函数的性质,求与对数函数有关的函数值域和复合函数的单调性问题,必须弄清三方面的问题:一是定义域,所有问题都必须在定义域内讨论;二是底数与1的大小关系;三是复合函数的构成,即它是由哪些基本初等函数复合而成的.另外,解题时要注意数形结合、分类讨论、转化与化归思想的应用.
19.
函数的最小值是( ).
A.10 B.1 C.11 D.
【答案】B
【解析】设,则,
因为,
所以,所以的最小值为1,故选:B
20.
已知函数的最大值为2,则 .
【答案】6
【解析】因为函数由与复合而成,
而在定义域上单调递增,所以当取最大值时,函数取得最大值,
由二次函数的性质易知当时,,此时,所以,解得.
【巩固练习1】已知函数,则的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,所以,
所以,故选:D
【巩固练习2】若函数的最大值为0,则实数a的值为___________.
【答案】
【解析】因为的最大值为0,所以应有最小值1,
因此应有解得.
【巩固练习3】(2024·全国·模拟预测)已知函数在区间上有最大值或最小值,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】要使函数在区间上有最大值或最小值,
由于开口向上,
故需函数在区间上有最小值,且.
该函数图像的对称轴为直线,所以,解得,
所以,且,即实数的取值范围为.
【题型10】对数型复合函数的奇偶性问题
常见指对型函数奇偶模型
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)是偶函数,如,
21.
设函数,则使得成立的的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】方法一 :
由得,
则,解得或.
方法二 :根据题意,函数,其定义域为,
有,即函数为偶函数,
设,则,
在区间上,为增函数且,在区间上为增函数,
则在上为增函数,
,
解得或,故选:D.
22.
函数的部分图像大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】分析函数的奇偶性及其最小值,结合排除法可得出合适的选项.
【详解】对任意的,,则函数的定义域为,
因为,
,则函数为偶函数,排除CD选项,
又因为,当且仅当时,等号成立,排除B选项.
【巩固练习1】已知是定义在上的奇函数,且当时,.
(1)求;
(2)解不等式.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据函数奇偶性和部分解析式即可求出,,则得到最后答案;
(2)根据复合函数单调性函数奇偶性即可得到在上的单调性,则得到不等式,解出即可.
【详解】(1)因为是定义在上的奇函数,
则,,
则.
(2)当时,,因为为单调增函数,
根据复合函数单调性知为单调减函数,又因为为单调减函数,
所以函数为单调减函数,
又因为是定义在上的奇函数,
所以是在为单调减函数,
因为,
所以,解得,
所以不等式的解集为.
【巩固练习2】设函数为偶函数.
(1)求k的值;
(2)写出函数的单调性(不需证明),并解不等式.
【答案】(1)1
(2)单调性见解析,不等式解集为
【分析】(1)根据得到方程,求出;
(2)根据定义法得到函数的单调性,并根据单调性解不等式.
【详解】(1)∵为定义在R上的偶函数,
∴,即,
故,即,
解得;
(2)在上单调递减,在上单调递增,
理由如下:,
设
任取,且,
则
,
因为,且,
所以,,
故,
所以在单调递增,
由复合函数同增异减可得,在单调递增,
又在R上为偶函数,故在上单调递减,
,
∴,
解得或,
∴不等式解集为.
【题型11】反函数问题
指数函数(a>0且a≠1)与对数函数(a>0且a≠1)互为反函数
23.
(2024·江苏扬州·模拟预测)设方程和方程的根分别为,设函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由得,由得,
所以令,这3个函数图象情况如下图所示:
设交于点,交于点,
由于的图象关于直线对称,
而的交点为,所以,
注意到函数的对称轴为直线,即,
且二次函数的图象是开口向上的抛物线方程,
从而.
【巩固练习1】(2024·高三·江西南昌·开学考试)已知函数和的图象与直线交点的横坐标分别为,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】作出函数和的图象以及直线的图象,如图,
由函数和的图象与直线交点的横坐标分别为,,
结合图象可知,A错误;
由题意知,也即,
由于函数和互为反函数,
二者图象关于直线对称,而为和的图象与直线的交点,
故关于对称,故,B错误;
由,故,C错误;
因为,故,
结合,即得,D正确
【巩固练习2】(2024·广东佛山·模拟预测)已知,分别是关于的方程,的根,则下面为定值2023的是( )
A. B. C. D. E.均不是
【答案】C
【解析】由已知条件可知,,,
令,,,
如图所示,
曲线与曲线关于直线对称,曲线关于直线对称,
设曲线分别与曲线,交于点, ,
则点,关于直线对称,
而点关于直线对称的点为,即为点,
则,即.
【题型12】对数函数的综合问题
1、对数函数常与其他函数形成复合函数问题,解题时要清楚复合的层次,外层是对数函数还是内层是对数函数,其次如果涉及到定义域、值域、奇偶性、单调性等问题,则要按复合函数的性质规律求解.
2、已知不等式能恒成立求参数值(取值范围)问题常用的方法:
(1)函数法:讨论参数范围,通常借助函数单调性求解;
(2)分离参数法:首先将参数分离,转化成求函数的最值或值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,再利用数形结合的方法来解决.
24.
若不等式在上恒成立,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】变形为:,即在上恒成立,
若,此时在上单调递减,,而当时,,显然不合题意;
当时,画出两个函数的图像,
要想满足在上恒成立,只需,即,
解得:,综上:实数a的取值范围是.
【巩固练习】设定义域为R的函数,若关于x的方程有8个不同的实根,到实数b的取值范围是 .
【答案】
【解析】由题设,的图象如下图示:
令,则化为,
∴要使原方程有8个不同实根,则有2个不同的实根且两根、,
∴,可得,又在上递减,在上递增,且,,即,
综上,.
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