内容正文:
第09讲 指数与指数函数
(8类核心考点精讲精练)
1. 5年真题考点分布
5年考情
考题示例
考点分析
2024年北京卷,第7题,4分
指数式与对数式互化
2024年北京卷,第9题,4分
指数函数与对数函数结合基本不等式
2023年北京卷,第6题,4分
指数型函数与对数形函数的单调性
2023年北京卷,第11题,5分
指数运算与对数运算
2022年北京卷,第4题,4分
指数函数的判定与求值
2020年北京卷,第6题,4分
指数函数的图象与性质
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】指数与指数函数5年6考,属于高频考点,主要集中在选择与填空题,考查难度中等偏下.
【备考策略】
1.理解有理指数幂的含义,掌握幂的运算;
2.理解指数函数的概念;
3.理解指数函数的单调性,掌握指数函数的图象和性质.
【命题预测】指数与指数函数一直是高考数学的重点,2025年高考复习中多关注利用指数函数的性质比较大小、指数型函数的图象识别以及应用、指数型函数的单调性应用等热门考点,考查题型仍以选择和填空题为主.
知识讲解
知识点1 根式
1、根式的概念
(1)一般地,如果,那么x叫做a的n次方根,其中,且。
式子叫做根式,这里n叫做根指数,a叫做被开方数.
(2)的次方根的表示
当n是奇数时,,的值仅有一个,记为
当n是偶数,①时,的有两个值,且互为相反数,记为;
②时,不存在
2、根式的性质(,且):;
知识点2 指数幂
1、分数指数幂
(1)正分数指数幂:规定:
(2)负分数指数幂:规定:
(3)性质:0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义.
2、分数指数幂的注意事项:
(1)分数指数幂是指数概念的推广,分数指数幂不可理解为个相乘,它是根式的一种新的写法.
在这样的规定下,根式与分数指数幂是表示相同意义的量,只是形式不同而已.
(2)把根式化成分数指数幂的形式时,不要轻易对进行约分.
(3)在保证相应的根式有意义的前提下,负数也存在分数指数幂,
如有意义,但就没有意义.
3、有理数指数幂的运算性质
①.
②.
③.
4、无理数指数幂:一般地,无理数指数幂(,为无理数)是一个确定的实数.
有理数指数幂的运算性质同样适用于无理数指数幂.
知识点3 指数函数及其性质
1、指数函数的概念
一般地,函数(且)叫做指数函数,
其中指数x是自变量,定义域是R,a是指数函数的底数.
2、指数函数的图象与性质
图象
图像特征
在轴的上方,过定点
当逐渐增大时,图象逐渐上升
当逐渐增大时,图象逐渐下降
性质
定义域
值域
单调性
在上是增函数
在上是减函数
奇偶性
非奇非偶函数
范围
当时,;
当时,;
当时,;
当时,;
3、指数函数的常用技巧
(1)当底数大小不定时,必须分“”和“”两种情况讨论;
(2)指数函数的图象与底数大小的比较
如图是指数函数(1);(2);(3);(4)的图象,
底数与1的之间的大小关系为;
规律:在轴右(左)侧图象越高(低),其底数越大。
(3)指数函数与的图象关于轴对称。
考点一、指数幂的化简求值
【典例1】(22-23高三上·北京通州·期中)已知函数,则对任意实数x,有( )
A. B.
C. D.
【典例2】(23-24高三上·内蒙古通辽·月考)求值或化简
(1)计算:;
(2)化简(用分数指数幂表示):
1.(23-24高三上·山东·模拟预测)计算:
(1);
(2)
2.(2024高三下·全国·专题练习)计算:
(1);
(2);
(3).
考点二、指数函数的定义及应用
【典例1】(23-24高三上·广东茂名·月考)若函数的图象经过,则( )
A. B. C.3 D.9
【典例2】(23-24高三上·内蒙古·月考)若函数是指数函数,则等于( )
A.或 B. C. D.
1.(23-24高三上·内蒙古·月考)已知指数函数的图像经过点,则 .
2.(22-23高三上·江苏常州·月考)若p:函数是指数函数,,则q是p的( )条件
A.充要条件 B.充分不必要
C.必要不充分 D.既不充分也不必要
考点三、指数函数的图象及应用
【典例1】(23-24高三上·湖南长沙·月考)函数(,且)的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【典例2】(23-24高三上·江苏常州·月考)函数f(x)=·2x的图象大致形状是( )
A. B.
C. D.
1.(22-23高三下·山东青岛·二模)已知函数,,则大致图象如图的函数可能是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高三上·重庆·开学考试)已知曲线且过定点,若且,则的最小值为( )
A.9 B. C. D.
考点四、指数函数的单调性
【典例1】(23-24高三上·江苏徐州·月考)已知函数,则函数单调递增区间为( )
A. B. C. D.
【典例2】(22-23高三上·北京房山·期末)已知函数,则( )
A.图象关于原点对称,且在上是增函数
B.图象关于原点对称,且在上是减函数
C.图象关于轴对称,且在上是增函数
D.图象关于轴对称,且在上是减函数
1.(23-24高三上·福建漳州·月考)设函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高三上·安徽·月考)已知函数,在区间上单调递减,则正实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
考点五、比较指数式的大小
【典例1】(23-24高三上·北京·期中)设,,,则( )
A. B. C. D.
【典例2】(23-24高三上·江西上饶·月考)下列大小关系正确的是( )
① ② ③ ④
A.①② B.③④ C.②③ D.①③
1.(23-24高三下·重庆·月考)已知,则( )
A. B. C. D.
2.(23-24高三下·江苏苏州·月考)若,则( )
A. B. C. D.
考点六、解指数方程或不等式
【典例1】(23-24高一上·北京顺义·期中)关于的方程的解为 .
【典例2】(23-24高三上·北京大兴·期末)已知函数,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
1.(23-24高三上·重庆·月考)已知函数,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高三上·黑龙江哈尔滨·开学考试)已知函数,则不等式的解集为 .
考点七、指数型函数的最值或值域问题
【典例1】(23-24高三上·北京·月考)若函数有最小值,则t的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典例2】已知函数(其中是常数).若当时,恒有成立,则实数的取值范围为 .
1.(23-24高三上·山西·月考)已知指数函数在其定义域内单调递增.
(1)求函数的解析式;
(2)设函数,当时.求函数的值域.
2.(23-24高三上·云南昆明·月考)已知函数是指数函数.
(1)求实数的值;
(2)已知,,求的值域.
考点八、指数函数的综合应用
【典例1】(23-24高三下·北京·月考)已知函数(为实常数).
(1)若函数为奇函数,求的值;
(2)在(1)的条件下,对任意,不等式恒成立,求实数的最大值.
【典例2】(23-24高三上·江苏连云港·月考)已知函数.
(1)当时,求的最大值和最小值;
(2)若,使成立,求实数的取值范围.
1.已知函数
(1)当时,证明:为奇函数;
(2)当时,函数在上的值域为求a的取值范围.
2.(23-24高三上·河南郑州·期中)已知定义在上的函数是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)若对任意的,不等式恒成立,求实数的取值范围.
1.(23-24高三下·北京顺义·月考)世纪30年代,里克特制定了一种表明地震能量大小的尺度,就是使用地震仪衡量地震能量的等级,地震能量越大,测震仪记录的地震曲线的振幅就越大,这就是我们常说的里氏震级,其计算公式为,其中是被测地震的最大振幅,是标准地震的振幅.某地发生了地震,速报震级为里氏级,修订后的震级为里氏级,则修订后的震级与速报震级的最大振幅之比为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高三上·北京顺义·月考)Peukert于年提出蓄电池的容量(单位:),放电时间(单位:)与放电电流(单位:)之间关系的经验公式:,其中为Peukert常数.为测算某蓄电池的Peukert常数,在电池容量不变的条件下,当放电电流时,放电时间;当放电电流时,放电时间.若计算时取,则该蓄电池的Peukert常数大约为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高三下·黑龙江齐齐哈尔·三模)若为偶函数,则( )
A.1 B.0 C. D.2
4.(23-24高三下·湖南邵阳·三模)“”是“函数(且)在上单调递减”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
5.(23-24高三上·上海·期中)不等式的解集为 .
6.(23-24高三上·安徽合肥·期中)计算 .
7.(223-24高三上·天津·开学考试)函数的最小值为 .
1.(23-24高三上·北京东城·期末)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
2.(23-24高三下·北京西城·三模)已知函数,若,且,则下面结论错误的是( )
A. B.
C. D.
3.(22-23高三上·甘肃定西·月考)若函数在上为减函数,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高三下·吉林长春·模拟预测)已知函数,则不等式的解集为 ( )
A. B. C. D.
5.若函数在上的值域是,则实数的取值范围是 .
6.(23-24高三上·江苏镇江·期末)若对任意和任意,都有成立,则实数的取值范围 .
7.(23-24高三上·四川内江·月考)已知函数是定义在R上的奇函数,当时,.
(1)求函数的解析式;
(2)若对于任意实数,不等式恒成立,求实数的取值范围.
1.(2024·北京·高考真题)生物丰富度指数 是河流水质的一个评价指标,其中分别表示河流中的生物种类数与生物个体总数.生物丰富度指数d越大,水质越好.如果某河流治理前后的生物种类数没有变化,生物个体总数由变为,生物丰富度指数由提高到,则( )
A. B. C. D.
2.(2022·北京·高考真题)已知函数,则对任意实数x,有( )
A. B.
C. D.
3.(2023·北京·高考真题)下列函数中,在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
4.(2023·全国·高考真题)已知是偶函数,则( )
A. B. C.1 D.2
5.(2023·天津·高考真题)已知函数的部分图象如下图所示,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
6.(2024·北京·高考真题)已知,是函数的图象上两个不同的点,则( )
A. B.
C. D.
7.(2023·北京·高考真题)已知函数,则 .
8.(2021·北京·高考真题)已知函数,给出下列四个结论:
①若,恰 有2个零点;
②存在负数,使得恰有1个零点;
③存在负数,使得恰有3个零点;
④存在正数,使得恰有3个零点.
其中所有正确结论的序号是 .
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第09讲 指数与指数函数
(8类核心考点精讲精练)
1. 5年真题考点分布
5年考情
考题示例
考点分析
2024年北京卷,第7题,4分
指数式与对数式互化
2024年北京卷,第9题,4分
指数函数与对数函数结合基本不等式
2023年北京卷,第6题,4分
指数型函数与对数形函数的单调性
2023年北京卷,第11题,5分
指数运算与对数运算
2022年北京卷,第4题,4分
指数函数的判定与求值
2020年北京卷,第6题,4分
指数函数的图象与性质
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】指数与指数函数5年6考,属于高频考点,主要集中在选择与填空题,考查难度中等偏下.
【备考策略】
1.理解有理指数幂的含义,掌握幂的运算;
2.理解指数函数的概念;
3.理解指数函数的单调性,掌握指数函数的图象和性质.
【命题预测】指数与指数函数一直是高考数学的重点,2025年高考复习中多关注利用指数函数的性质比较大小、指数型函数的图象识别以及应用、指数型函数的单调性应用等热门考点,考查题型仍以选择和填空题为主.
知识讲解
知识点1 根式
1、根式的概念
(1)一般地,如果,那么x叫做a的n次方根,其中,且。
式子叫做根式,这里n叫做根指数,a叫做被开方数.
(2)的次方根的表示
当n是奇数时,,的值仅有一个,记为
当n是偶数,①时,的有两个值,且互为相反数,记为;
②时,不存在
2、根式的性质(,且):;
知识点2 指数幂
1、分数指数幂
(1)正分数指数幂:规定:
(2)负分数指数幂:规定:
(3)性质:0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义.
2、分数指数幂的注意事项:
(1)分数指数幂是指数概念的推广,分数指数幂不可理解为个相乘,它是根式的一种新的写法.
在这样的规定下,根式与分数指数幂是表示相同意义的量,只是形式不同而已.
(2)把根式化成分数指数幂的形式时,不要轻易对进行约分.
(3)在保证相应的根式有意义的前提下,负数也存在分数指数幂,
如有意义,但就没有意义.
3、有理数指数幂的运算性质
①.
②.
③.
4、无理数指数幂:一般地,无理数指数幂(,为无理数)是一个确定的实数.
有理数指数幂的运算性质同样适用于无理数指数幂.
知识点3 指数函数及其性质
1、指数函数的概念
一般地,函数(且)叫做指数函数,
其中指数x是自变量,定义域是R,a是指数函数的底数.
2、指数函数的图象与性质
图象
图像特征
在轴的上方,过定点
当逐渐增大时,图象逐渐上升
当逐渐增大时,图象逐渐下降
性质
定义域
值域
单调性
在上是增函数
在上是减函数
奇偶性
非奇非偶函数
范围
当时,;
当时,;
当时,;
当时,;
3、指数函数的常用技巧
(1)当底数大小不定时,必须分“”和“”两种情况讨论;
(2)指数函数的图象与底数大小的比较
如图是指数函数(1);(2);(3);(4)的图象,
底数与1的之间的大小关系为;
规律:在轴右(左)侧图象越高(低),其底数越大。
(3)指数函数与的图象关于轴对称。
考点一、指数幂的化简求值
【典例1】(22-23高三上·北京通州·期中)已知函数,则对任意实数x,有( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】已知函数,其中
所以
则有.故选:A.
【典例2】(23-24高三上·内蒙古通辽·月考)求值或化简
(1)计算:;
(2)化简(用分数指数幂表示):
【答案】(1)99.9;(2)
【解析】(1)
(2).
1.(23-24高三上·山东·模拟预测)计算:
(1);
(2)
【答案】(1)1;(2)
【解析】(1)原式
(2)由根式与分数指数幂互化运算可得,
2.(2024高三下·全国·专题练习)计算:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)1;(2)0;(3)
【解析】(1)原式.
(2)原式
(3)(3)原式
考点二、指数函数的定义及应用
【典例1】(23-24高三上·广东茂名·月考)若函数的图象经过,则( )
A. B. C.3 D.9
【答案】B
【解析】因为函数的图象经过,
所以,解得 ,
所以,则,故选:B
【典例2】(23-24高三上·内蒙古·月考)若函数是指数函数,则等于( )
A.或 B. C. D.
【答案】C
【解析】因为函数是指数函数,
所以.故选:C
1.(23-24高三上·内蒙古·月考)已知指数函数的图像经过点,则 .
【答案】
【解析】设(,且),由于其图像经过点 ,
所以,解得或(舍去),
因此,故 .
2.(22-23高三上·江苏常州·月考)若p:函数是指数函数,,则q是p的( )条件
A.充要条件 B.充分不必要
C.必要不充分 D.既不充分也不必要
【答案】C
【解析】命题p真,则,解得或2,
又,∴;q为真,则或2,
∴q是p的必要不充分条件,故选:C.
考点三、指数函数的图象及应用
【典例1】(23-24高三上·湖南长沙·月考)函数(,且)的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为函数(,且),
当时,是增函数,并且恒过定点,
又因为的图象在的基础上向下平移超过1个单位长度,故D错误,C正确;
当时,是减函数,并且恒过定点,
又的图象在的基础上向下平移了不到1个单位长度,故A,B错误.故选:C.
【典例2】(23-24高三上·江苏常州·月考)函数f(x)=·2x的图象大致形状是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由函数,
可得函数在上单调递增,且此时函数值大于1;
在上单调递减,且此时函数值大于-1且小于零,
结合所给的选项,只有B项满足条件,故选:B.
1.(22-23高三下·山东青岛·二模)已知函数,,则大致图象如图的函数可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,的定义域均为,且,,
所以为奇函数,为偶函数.
由图易知其为奇函数,而与为非奇非偶函数,故排除AB.
当时,,排除C.故选:D.
2.(23-24高三上·重庆·开学考试)已知曲线且过定点,若且,则的最小值为( )
A.9 B. C. D.
【答案】C
【解析】曲线且中,由,得,
因此该曲线过定点,即,于是,
又,因此,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为16,故选:C
考点四、指数函数的单调性
【典例1】(23-24高三上·江苏徐州·月考)已知函数,则函数单调递增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】令在单调递增,单调递减,
所以函数在单调递减,单调递增,故选:C.
【典例2】(22-23高三上·北京房山·期末)已知函数,则( )
A.图象关于原点对称,且在上是增函数
B.图象关于原点对称,且在上是减函数
C.图象关于轴对称,且在上是增函数
D.图象关于轴对称,且在上是减函数
【答案】B
【解析】由且定义域为R,
所以为奇函数,即关于原点对称,
又在R上递减,故在上是减函数.故选:B
1.(23-24高三上·福建漳州·月考)设函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设,对称轴为,抛物线开口向上,
因为函数是上的增函数,
要使在区间单调递减,则在区间单调递减,即,即,
所以实数的取值范围是.故选:C.
2.(23-24高三上·安徽·月考)已知函数,在区间上单调递减,则正实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据题意,函数,令,
由正实数知,函数单调递减,
因为在区间上单调递减,
则单调递增且,
所以,解得:,
故的取值范围是故选:C.
考点五、比较指数式的大小
【典例1】(23-24高三上·北京·期中)设,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,且在上单调递增,
又,所以,故选:D.
【典例2】(23-24高三上·江西上饶·月考)下列大小关系正确的是( )
① ② ③ ④
A.①② B.③④ C.②③ D.①③
【答案】C
【解析】对①,因为指数函数单调递减,所以,①错误;
对②,因为指数函数单调递减,所以,
又因为幂函数在单调递增,
所以,所以,②正确;
对③,因为幂函数在单调递增,所以,③正确;
对④,因为幂函数在单调递减,
所以,即,④错误;故选:C.
1.(23-24高三下·重庆·月考)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】,
因为,故即,故.
因为,
所以,所以.故选:C.
2.(23-24高三下·江苏苏州·月考)若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】∵指数函数在上单调递增,且,∴,即.
∵幂函数在上单调递增,且,∴,即,
∴,故选:A.
考点六、解指数方程或不等式
【典例1】(23-24高一上·北京顺义·期中)关于的方程的解为 .
【答案】
【解析】由可得,即,
因为,可得,故.
所以,方程关于的方程的解为.
故答案为:.
【典例2】(23-24高三上·北京大兴·期末)已知函数,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,所以,即,
令,且均为增函数,则不等式为,
在同一坐标系下作出两个函数的图象,如图所示,
又当时,
当时,,
所以由图像可知:的解集为:,故选:B.
1.(23-24高三上·重庆·月考)已知函数,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】,定义域为,
与在上单调递减,在上单调递减,
,为上的奇函数,
等价于,
,解得,
不等式的解集为.故选:A.
2.(23-24高三上·黑龙江哈尔滨·开学考试)已知函数,则不等式的解集为 .
【答案】
【解析】设,则函数定义域为,
因为,
故函数为奇函数,
因为函数、、、均为上的增函数,
故函数为上的增函数,
因为,
由可得,
可得,
所以,,即,解得.
因此,不等式的解集为.
故答案为:.
考点七、指数型函数的最值或值域问题
【典例1】(23-24高三上·北京·月考)若函数有最小值,则t的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设,则,,有最小值.
当时,二次函数开口向下,无最小值;
当时,无最小值;
当时,若在上有最小值,则对称轴,解得.故选:A
【典例2】已知函数(其中是常数).若当时,恒有成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】,令,由于,根据指数函数性质,,
于是问题转化为:时,恒成立,下只需求时的最大值.
根据二次函数性质可知,当时递减,上递增,
而端点和相比距离对称轴更远,
故,于是.
故答案为:
1.(23-24高三上·山西·月考)已知指数函数在其定义域内单调递增.
(1)求函数的解析式;
(2)设函数,当时.求函数的值域.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)是指数函数,,解得或,
又因为在其定义域内单调递增,所以,;
(2)
,,
令,,,
,的值域为.
2.(23-24高三上·云南昆明·月考)已知函数是指数函数.
(1)求实数的值;
(2)已知,,求的值域.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由题意可得,解得.
(2)由(1)可得,因为,令,,
令,则,,
因此,函数的值域为.
考点八、指数函数的综合应用
【典例1】(23-24高三下·北京·月考)已知函数(为实常数).
(1)若函数为奇函数,求的值;
(2)在(1)的条件下,对任意,不等式恒成立,求实数的最大值.
【答案】(1);(2)1
【解析】(1)由题意可知:的定义域为,
若函数为奇函数,则,解得,
此时,
则,
即,可知为奇函数,则符合题意,
综上所述:.
(2)由(1)可知,
由不等式,得,
原题意等价于,
因为,令,
则
又因为函数在单调递增,则,
可得,所以实数的最大值为1.
【典例2】(23-24高三上·江苏连云港·月考)已知函数.
(1)当时,求的最大值和最小值;
(2)若,使成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)最大值为170,最小值为;(2)
【解析】(1)令,
故,
当时,取得最小值,最小值为,
又,,
故的最大值为170,最小值为;
(2),即,
令,故在上有解,
,只需,
其中在上单调递减,在上单调递增,
又当时,,当时,,
故,解得,
故实数的取值范围为.
1.已知函数
(1)当时,证明:为奇函数;
(2)当时,函数在上的值域为求a的取值范围.
【答案】(1)证明见解析;(2)
【解析】(1)因为,所以,
由,得函数的定义域为,
因为,
所以函数为定义域上的奇函数.
(2)当时,,
因为在上递增,所以在上递减,
因为,所以在上递增,
因为函数在上的值域为
所以,,
所以是方程的两个根,
令,则,
即有两个不同的正根,
所以,即,解得
即a的取值范围为.
2.(23-24高三上·河南郑州·期中)已知定义在上的函数是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)若对任意的,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)因为是定义在上的奇函数,所以,即,
经检验满足题意,所以.
(2)由(1)知,易知在上单调递减,
由,可得,
因为为定义在上的奇函数,所以原不等式等价于,
又在上单调递减,所以,
所以在上恒成立,
当时,恒成立,符合题意;
当时,有,解得,
综上所述,实数的取值范围是.
1.(23-24高三下·北京顺义·月考)世纪30年代,里克特制定了一种表明地震能量大小的尺度,就是使用地震仪衡量地震能量的等级,地震能量越大,测震仪记录的地震曲线的振幅就越大,这就是我们常说的里氏震级,其计算公式为,其中是被测地震的最大振幅,是标准地震的振幅.某地发生了地震,速报震级为里氏级,修订后的震级为里氏级,则修订后的震级与速报震级的最大振幅之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由,可得,即,,
当时,地震的最大振幅为,
当时,地震的最大振幅为,
所以修订后的震级与速报震级的最大振幅之比是.故选:C .
2.(23-24高三上·北京顺义·月考)Peukert于年提出蓄电池的容量(单位:),放电时间(单位:)与放电电流(单位:)之间关系的经验公式:,其中为Peukert常数.为测算某蓄电池的Peukert常数,在电池容量不变的条件下,当放电电流时,放电时间;当放电电流时,放电时间.若计算时取,则该蓄电池的Peukert常数大约为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由已知可得,上述两个等式相除可得,
所以,.故选:C.
3.(23-24高三下·黑龙江齐齐哈尔·三模)若为偶函数,则( )
A.1 B.0 C. D.2
【答案】A
【解析】由,得,
因为为偶函数,所以,
即,
所以,解得.故选:.
4.(23-24高三下·湖南邵阳·三模)“”是“函数(且)在上单调递减”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
【解析】若,则的图象为:
可知在上单调递增;
若,则的图象为:
可知在上单调递减;
综上所述:“”是“函数(且)在上单调递减”的充要条件.故选:C.
5.(23-24高三上·上海·期中)不等式的解集为 .
【答案】
【解析】函数在R上单调递增,
则,
即,解得,
所以原不等式的解集为.
故答案为:
6.(23-24高三上·安徽合肥·期中)计算 .
【答案】50
【解析】.
故答案为:50
7.(223-24高三上·天津·开学考试)函数的最小值为 .
【答案】4
【解析】由,根据基本不等式,
得,
当且仅当,即时等号成立.
所以函数的最小值为4.
故答案为:4
1.(23-24高三上·北京东城·期末)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
【解析】,,
函数在单调递增,函数在上单调递减,
由得,得,满足充分性;
由得,得,满足必要性.
“”是“”的充要条件,故选:C.
2.(23-24高三下·北京西城·三模)已知函数,若,且,则下面结论错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由指数函数的单调性可知在上单调递增,
又,所以,故正确;
因为,,
所以,
又,所以上式取不到等号,所以,故正确;
,,
,,,故错误;
,,故正确.故选:C.
3.(22-23高三上·甘肃定西·月考)若函数在上为减函数,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】当时,函数在定义域上单调递减,满足条件;
当时,函数开口向上,对称轴为,
所以在上单调递增,
又在定义域上单调递增,所以在上单调递增,不符合题意;
当时,只需满足在为减函数,
即,则;
综上可得.故选:C
4.(23-24高三下·吉林长春·模拟预测)已知函数,则不等式的解集为 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】,定义域为,又,故为偶函数;
又当时,均为单调增函数,故为上的单调增函数;
又,故当时,,则此时为上的单调增函数,
故时,为单调减函数;
,即,则,即,,
也即,解得.故选:A.
5.若函数在上的值域是,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】因为在上单调递增,
所以由复合函数的单调性可得在上单调递增,
,即是方程的两个根,
则方程,即有两个不相等的实根.
设,问题转化为方程有两个不相等的正根,
所以,解得,
所以实数的取值范围是.
6.(23-24高三上·江苏镇江·期末)若对任意和任意,都有成立,则实数的取值范围 .
【答案】
【解析】由可得,
令,
因为与均在上单调递减,
所以在上单调递减,
所以,
又因为对任意都有,
当时,恒成立,满足题意;
当,幂函数在上递增,
所以,即;
当时,幂函数在上递减,
所以以,即.
综上,实数的取值范围为.
故答案为:
7.(23-24高三上·四川内江·月考)已知函数是定义在R上的奇函数,当时,.
(1)求函数的解析式;
(2)若对于任意实数,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)当时,,
当时,,,
又因为是定义在实数集R上的奇函数,
所以,
即当时,.
所以函数的解析式为;
(2)因为对于任意实数,不等式恒成立,
所以在R上恒成立,
即在R上恒成立,
整理得在R上恒成立,
令,因为,所以,
当且仅当即时,等号成立,
从而在上恒成立,
所以在上恒成立,
令,,则,
因为函数在单调递减,可得的最大值为,
所以,所以.
1.(2024·北京·高考真题)生物丰富度指数 是河流水质的一个评价指标,其中分别表示河流中的生物种类数与生物个体总数.生物丰富度指数d越大,水质越好.如果某河流治理前后的生物种类数没有变化,生物个体总数由变为,生物丰富度指数由提高到,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意得,则,
即,所以.故选:D.
2.(2022·北京·高考真题)已知函数,则对任意实数x,有( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】,故A错误,C正确;
,不是常数,故BD错误;故选:C.
3.(2023·北京·高考真题)下列函数中,在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】对于A,因为在上单调递增,在上单调递减,
所以在上单调递减,故A错误;
对于B,因为在上单调递增,在上单调递减,
所以在上单调递减,故B错误;
对于C,因为在上单调递减,在上单调递减,
所以在上单调递增,故C正确;
对于D,因为,,
显然在上不单调,D错误.故选:C.
4.(2023·全国·高考真题)已知是偶函数,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【解析】因为为偶函数,则,
又因为不恒为0,可得,即,
则,即,解得.故选:D.
5.(2023·天津·高考真题)已知函数的部分图象如下图所示,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由图知:函数图象关于y轴对称,其为偶函数,且,
由且定义域为R,即B中函数为奇函数,排除;
当时、,
即A、C中上函数值为正,排除;故选:D
6.(2024·北京·高考真题)已知,是函数的图象上两个不同的点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意不妨设,因为函数是增函数,所以,即,
对于选项AB:可得,即,
根据函数是增函数,所以,故B正确,A错误;
对于选项D:例如,则,
可得,即,故D错误;
对于选项C:例如,则,
可得,即,故C错误,故选:B.
7.(2023·北京·高考真题)已知函数,则 .
【答案】1
【解析】函数,所以.
故答案为:1
8.(2021·北京·高考真题)已知函数,给出下列四个结论:
①若,恰 有2个零点;
②存在负数,使得恰有1个零点;
③存在负数,使得恰有3个零点;
④存在正数,使得恰有3个零点.
其中所有正确结论的序号是 .
【答案】①②④
【解析】对于①,当时,由,可得或,①正确;
对于②,考查直线与曲线相切于点,
对函数求导得,由题意可得,解得,
所以,存在,使得只有一个零点,②正确;
对于③,当直线过点时,,解得,
所以,当时,直线与曲线有两个交点,
若函数有三个零点,则直线与曲线有两个交点,
直线与曲线有一个交点,所以,,此不等式无解,
因此,不存在,使得函数有三个零点,③错误;
对于④,考查直线与曲线相切于点,
对函数求导得,由题意可得,解得,
所以,当时,函数有三个零点,④正确.
故答案为:①②④.
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