内容正文:
第四章 指数函数与对数函数
一、选择题(本大题共20小题,每题3分,共60分.在每小题所列的四个选项中,只有一项符号题目要求.)
1.给定函数①;②;④,其中在区间上单调递减的函数序号是
A.①④ B.①② C.②③ D.③④
2.下列说法中错误的是( )
A.零和负数没有对数 B.任何一个指数式都可化为对数式
C.以10为底的对数叫做常用对数 D.以e为底的对数叫做自然对数
3.下列运算结果中正确的为
A. B. C. D.
4.已知集合,则
A. B. C. D.
5.计算的值为( )
A. B. C. D.1
6.已知,则( )
A. B. C. D.
7.下列函数中,值域为的是( )
A. B. C. D.
8.下列函数中,在区间上为增函数的是( )
A. B. C. D.
9.下列指数式与对数式互化不正确的一组是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
10.下列函数中,既是偶函数又在区间上单调递减的是( )
A. B. C. D.
11.函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
12.若函数的图象不经过第二象限,则有
A. B. C. D.
13.函数的图象是( )
A. B. C. D.
14. ( )
A.2 B. C. D.
15.随着社会的发展,城市环境污染问题日益严重,某企业在生产中为倡导绿色环保的理念,购入污水过滤系统对污水进行过滤处理,已知在过滤过程中污水中的剩余污染物数量 W(mg/L)与时间t(h)的关系为 其中 W₀为初始污染物的数量,r为常数. 若在某次过滤过程中,前3个小时过滤掉了污染物的20%,则经过9小时后剩余的污染物是初始状态的( )
A.24% B.76% C.48.8% D.51.2%
16.若,则的值为( )
A. B. C. D.
17.若 ,则的取值范围是
A. B. C. D.
18.已知函数=满足则的解集是
A. B.
C. D.
19.已知函数=的值域为R,则实数a的取值范围是
A. B. C. D.
20.为了给地球减负,提高资源利用率,2020年全国掀起了垃圾分类的热潮,垃圾分类已经成为新时尚.假设某市2020年全年用于垃圾分类的资金为2000万元,在此基础上,以后每年投入的资金比上一年增长20%,则该市全年用于垃圾分类的资金开始超过1亿元的年份是(参考数据:,)( )
A.2030年 B.2029年 C.2028年 D.2027年
二、填空题(本大题共5小题,每题4分,共20分)
21.的值为 .
22.求值:
23.已知用a,b表示=
24.函数,的最小值为 .
25.已知是定义在R上的奇函数,当时,(m为常数),则= .
3、 解答题(本大题共5小题,每题8分,共40分)
26.计算:(1)
(2)
27.已知函数,求的取值范围.
28.已知函数.若函数的定义域为,求的取值范围;
29.已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)若,求a的取值范围.
30.设且,函数的图象过点.
(1)求的值及函数的定义域;
(2)判断函数的奇偶性并给出证明;
(3)解不等式:.
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第四章 指数函数与对数函数
一、选择题(本大题共20小题,每题3分,共60分.在每小题所列的四个选项中,只有一项符号题目要求.)
1.给定函数①;②;④,其中在区间上单调递减的函数序号是
A.①④ B.①② C.②③ D.③④
【答案】C
【详解】试题分析:①函数在定义域内单调递增;②在区间上单调递减;③在上单调递减;④在单调递增.
故选:C.
2.下列说法中错误的是( )
A.零和负数没有对数 B.任何一个指数式都可化为对数式
C.以10为底的对数叫做常用对数 D.以e为底的对数叫做自然对数
【答案】B
【分析】根据对数的性质、定义、常用对数的定义、自然对数的定义进行判断即可.
【详解】由对数的概念知,指数式中,只有,且的指数式才可以化为对数式,因此零和负数没有对数,把以10为底的对数叫做常用对数,以e为底的对数叫做自然对数,
故选:B
3.下列运算结果中正确的为
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据指数幂的运算性质和法则逐个分析判断即可.
【详解】对于A,,所以A错误,
对于B,,而,所以B错误,
对于C,0的0次幂没有意义,当时,无意义,所以C错误,
对于D,由幂的乘方可得,所以D正确,
故选D.
4.已知集合,则
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,所以.故选D.
5.计算的值为( )
A. B. C. D.1
【答案】D
【分析】利用指数对数运算法则直接计算得到答案.
【详解】
故选:
6.已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】试题分析:由指数函数与对数函数的图象与性质,可知,
,所以,故选B
7.下列函数中,值域为的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意利用基本初等函数的定义域和值域,得出结论.
【详解】解:由于的定义域为R,值域为,故A不满足条件;
由于,它的定义域为,值域为,故B满足条件;
由于的定义域为,值域为R,故C不满足条件;
由于的定义域为R,值域为R,故D不满足条件,
故选:B.
8.下列函数中,在区间上为增函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】结合对数函数,指数函数,三角函数的图象及性质,分别对各个选项进行判断,从而得出答案.
【详解】解:对于A:定义域是,∴在上单调递增,故A错误;
对于B:在上单调递减,在上单调递增,故B错误;
对于C:在上单调递减,故C错误;
对于D:,所以在区间上为增函数,故D正确.
故选:D.
9.下列指数式与对数式互化不正确的一组是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【答案】C
【解析】根据指数式与对数式互化公式直接得到答案.
【详解】由可得 ,C不正确
故选:C
10.下列函数中,既是偶函数又在区间上单调递减的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据偶函数的定义和常见函数的单调性逐项判断后可得正确的选项.
【详解】对于A,因为,所以为奇函数且非零,故A不符合,
对于B,根据二次函数的性质可得在上单调递增,故B不符合,
对于C,的定义域为,不关于原点对称,故C不符合,
对于D,因为函数的定义域为且,故为偶函数,
在上,,故在上单调递减,所以D符合,
故选:D
11.函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据二次根式有意义的条件,以及对数的真数大于0,得到关于x的不等式组,解不等式即可求解.
【详解】根据题意,得 ,
即 ,解得 .
故选C
12.若函数的图象不经过第二象限,则有
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】试题分析:指数函数过定点,
函数过定点如图所示,
图象不过第二象限则,,
故选B.
13.函数的图象是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据函数的性质:定义域及对称性即可作出判断.
【详解】解:y=lg|x﹣1|可知函数的定义域为:,函数的图象关于x=1对称.
由函数的图象可知,B、C、D不满足题意.
故选:A.
14. ( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【详解】∵
∵ =
故选C
15.随着社会的发展,城市环境污染问题日益严重,某企业在生产中为倡导绿色环保的理念,购入污水过滤系统对污水进行过滤处理,已知在过滤过程中污水中的剩余污染物数量 W(mg/L)与时间t(h)的关系为 其中 W₀为初始污染物的数量,r为常数. 若在某次过滤过程中,前3个小时过滤掉了污染物的20%,则经过9小时后剩余的污染物是初始状态的( )
A.24% B.76% C.48.8% D.51.2%
【答案】D
【分析】根据已知函数模型结合指数幂的运算计算即可.
【详解】依题意,前3个小时过滤后剩余污染物数量为%,
于是,解得,
因此前9小时过滤后剩余污染物数量为.
故选:D.
16.若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】已知等式平方后可得结论.
【详解】因为,所以,所以,
故选:B.
17.若 ,则的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据对数函数的单调性,分类讨论即可求出.
【详解】loga(4a﹣1)<1=logaa,
当a>1时,0<4a﹣1<a,解得a,此时无解,
当0<a<1时,4a﹣1>a且4a﹣1>0,解得a,即a<1,
综上所述a的范围为(,1).
故选C.
18.已知函数=满足则的解集是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为函数满足,所以 ,则函数是减函数,所以可化为,求解可得或 ,故选C.
19.已知函数=的值域为R,则实数a的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】试题分析:当时符合条件,故可取;
当时,,解得,故,
当时,不满足题意.
综上知,实数的取值范围是.
故选D.
20.为了给地球减负,提高资源利用率,2020年全国掀起了垃圾分类的热潮,垃圾分类已经成为新时尚.假设某市2020年全年用于垃圾分类的资金为2000万元,在此基础上,以后每年投入的资金比上一年增长20%,则该市全年用于垃圾分类的资金开始超过1亿元的年份是(参考数据:,)( )
A.2030年 B.2029年 C.2028年 D.2027年
【答案】B
【分析】设经过年之后,投入资金为万元,根据题意列出与的关系式;令,结合参考数据即可求出的范围,从而判断出选项.
【详解】设经过年之后,投入资金为万元,则,
由题意可得:,即,
所以,即,
又因为,∴,即从2029年开始该市全年用于垃圾分类的资金超过1亿元.
故选:B.
二、填空题(本大题共5小题,每题4分,共20分)
21.的值为 .
【答案】
【解析】利用对数的运算性质即可求解.
【详解】.
故答案为:
22.求值:
【答案】6
【分析】直接利用对数的运算法则化简即可.
【详解】因为,
故答案为:6.
23.已知用a,b表示=
【答案】
【详解】,
故答案为
24.函数,的最小值为 .
【答案】
【分析】根据函数的解析式和定义域,求得值域即可.
【详解】因为函数,,
故,
所以的最小值为
故答案为:
25.已知是定义在R上的奇函数,当时,(m为常数),则= .
【答案】
【分析】利用求出参数m,根据奇函数的性质及已知区间上的解析式求即可.
【详解】由题设,,则,故时,
又,而,
所以.
故答案为:
3、 解答题(本大题共5小题,每题8分,共40分)
26.计算:(1)
(2)
【答案】(1)(2)
【详解】(1)原式=
(2)原式=
27.已知函数,求的取值范围.
【答案】
【分析】由对数函数的性质有 ,再由,
利用对数函数单调性可得,解出即可得结果.
【详解】由得:
即
所以的的取值范围为:
28.已知函数.若函数的定义域为,求的取值范围;
【答案】
【详解】函数的定义域为,即在上恒成立.
当时,恒成立,符合题意;
当时,必有.
综上,的取值范围是.
29.已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)若,求a的取值范围.
【答案】(1)单调递增区间为,单调递减区间为
(2)
【分析】(1)先求定义域,结合复合函数单调性进行求解;(2)先得到的图象关于直线对称,结合第一问函数的单调性列出不等关系,求出a的取值范围.
【详解】(1)由,得,所以的定义域为.
当x时,是增函数,也是增函数,故是增函数;
当时,是减函数.
故的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)因为,所以的图象关于直线对称.
由,得,
解得:0且,故a的取值范围为.
30.设且,函数的图象过点.
(1)求的值及函数的定义域;
(2)判断函数的奇偶性并给出证明;
(3)解不等式:.
【答案】(1),定义域为;
(2)奇函数,证明见解析;
(3).
【分析】(1)由函数的图象过点,即,计算得出的值;根据对数函数的定义域求法,即可求出函数的定义域;
(2)由(1)得,,定义域为,再利用定义法判断函数的奇偶性;
(3)由,结合条件并根据对数的运算性质得出,再由对数函数的单调性即可解不等式,从而得出结果.
【详解】(1)解:依题意,,所以,解得:,
由,得,
所以,函数的定义域为.
(2)解:由(1)得,,定义域为,
∴,
∴为奇函数.
(3)解:,
∴,
由函数是单调递增函数,
可得,解得:,
又,∴,
所以不等式的解集为.
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