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第四章 指数函数与对数函数
教考衔接4——指(对)数型复合函数的性质
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第四章 指数函数与对数函数
数学•必修 第一册(配RJA版)
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第四章 指数函数与对数函数
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一、真题展示
(2023·新课标Ⅰ卷)设函数feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x))=2xeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-a))在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,1))上单调递减,则a的取值范围是( )
A.eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(-∞,-2))
B.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(-2,0))
C.eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,2))
D.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(2,+∞))
二、真题溯源
[教科书P120第9题]
已知函数y=aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))|x|+b的图象过原点,且无限接近直线y=2但又不与该直线相交.
(1)求该函数的解析式,并画出图象;
(2)判断该函数的奇偶性和单调性.
三、类法探究
一般地,对于函数y=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(gx)),如果t=g(x)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a,b))上单调递增(减),并且y=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t))在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a)),g\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(b))))或者(geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(b)),geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a)))上是单调函数,那么y=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(gx))在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a,b))上的单调性如下表所示:
t=g(x)
y=f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t))
y=f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(gx))
增
增
增
增
减
减
减
增
减
减
减
增
类型一 指数、对数型复合函数的定义域
已知函数,求f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-1))的定义域.
[解析] 由题意可得2-3x>0,解得x<eq \f(2,3),即f(x)的定义域为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\co1(x<\f(2,3))))).
令2x-1<eq \f(2,3),解得x<eq \f(5,6),所以feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-1))的定义域为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-∞,\f(5,6))).
[反思感悟] 1若fx的定义域为[a,b],则y=f(gx)的定义域应由a≤gx
≤b解出.
2若y=f(gx)的定义域为[a,b],则fx的定义域为gx在[a,b]上的值域.,提醒:定义域永远都是y=f(gx)中x的取值范围.
类型二 指数、对数型复合函数的单调性
已知函数f(x)=lgeq \f(3-x,3+x)+eq \f(1,x+3).
(1)求f(x)的定义域;
(2)解关于x的不等式f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(log2x))+lg 5-eq \f(1,5)≤0.
[解析] (1)根据题意,必有eq \f(3-x,3+x)>0且x+3≠0,解得-3<x<3,
所以f(x)的定义域为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-3,3)).
(2)设g(x)=lgeq \f(3-x,3+x),t=eq \f(3-x,3+x),则函数转化为y=lg t,当-3<x<3 时,t=eq \f(3-x,3+x)=-1+eq \f(6,x+3)为减函数,因为y=lg t 为增函数,所以g(x)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-3,3)) 上为减函数,
又y=eq \f(1,x+3) 在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-3,3)) 上为减函数,
所以f(x)=lgeq \f(3-x,3+x)+eq \f(1,x+3) 在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-3,3)) 上为减函数.
根据题意得,feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2))=lgeq \f(1,5)+eq \f(1,5)=-lg 5+eq \f(1,5).
所以feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(log2x))+lg 5-eq \f(1,5)≤0⇒feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(log2x))≤-lg 5+eq \f(1,5)⇒feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(log2x))≤feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2))⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(log2x≥2,,-3<log2x<3,))
解得4≤x<8,即原不等式的解集为[4,8).
[反思感悟] 求f(gx) 型函数的单调性时要注意:单调区间必须是定义域的子集,哪怕一个端点都不能超出定义域.
类型三 指数、对数型复合函数的奇偶性
已知函数f(x)=logaeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+2)),g(x)=logaeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2-x))(a>0,且a≠1).
(1)当a=3时,若f(x)>0,求x的取值范围;
(2)设函数F(x)=f(x)+g(x),试判断F(x)的奇偶性,并说明理由.
[解析] (1)当a=3时,f(x)=log3eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+2)),
若f(x)>0,则log3eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+2))>0,所以x+2>1,解得x>-1,故x的取值范围是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-1,+∞)).
(2)F(x)是偶函数.理由:根据题意得,函数F(x)=f(x)+g(x)=logaeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+2))+logaeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2-x)),
则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x+2>0,,2-x>0,))解得-2<x<2,
即函数的定义域为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-2,2)),关于原点对称.
因为Feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-x))=logaeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2-x))+logaeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2+x))=F(x),
所以函数F(x)为偶函数.
[反思感悟] 对于复合型函数的奇偶性的判定,首先利用“原型”求定义域,然后用定义法判定,若不具有奇偶性,举一反例即可.
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