内容正文:
必刷题四 幂函数、指数函数与对数函数
刷考点·保分
幂函数的图象及性质
1.(多选)已知幂函数f(x)的图像经过点(4,2),则下列
选项正确的有 ( )
A.f(x)为增函数
B.f(x)为偶函数
C.若x≥9,则f(x)≥3
D.若x2>x1>0,则
f(x1)+f(x2)
2 >f
x1+x2
2
2.若(a+1)-
1
3<(3-2a)-
1
3,则实数a 的取值范围是
.
指数幂的运算
3.14
-12
· (4ab
-1)3
(0.1)-1·(a3·b-3)
1
2
(a>0,b>0)=
.
4.设α,β是方程5x
2+10x+1=0的两个根,则2α·2β=
,(2α)β= .
指数函数的性质及应用
5.若2x-2y<3-x-3-y,则 ( )
A.ln(y-x+1)>0 B.ln(y-x+1)<0
C.ln|x-y|>0 D.ln|x-y|<0
6.(多选)已知f(x)=1-2
x
1+2x
,则 ( )
A.f(x)为奇函数 B.f(x)为偶函数
C.f(x)在R上单调递增 D.f(x)在R上单调递减
对数的运算
7.若2a=5b=10,则1a+
1
b=
( )
A.-1 B.lg7 C.1 D.log710
8.计算:lg25+lg50+lg2·lg500+(lg2)2= .
类型一
指数函数性质的
综合应用
【例1】 已知f(x)=x
1
2x-1
+
1
2 .
(1)求f(x)的定义域;
(2)判断f(x)的奇偶性,并
说明理由;
(3)求证:f(x)>0.
【关键技巧】
解决指数函数性质的综合
问题的注意点
(1)注意代数式的变形,如
分式通分、因式分解、配方
法、分母(或分子)有理化等
变形技巧.
(2)解答函数问题注意应在
函数定义域内进行.
(3)由于指数函数单调性与
底数有关,因此要注意是否
需要讨论.
(4)形如y=af(x)的函数的
单调性,若a>1,y=af(x)
的单调性与u=f(x)的单
调性相同,若0<a<1,y=
af(x)的单调性与u=f(x)
的单调性相反.
【解】 (1)由2x-1≠0,得
2x≠20,故x≠0,
∴函 数 f(x)的 定 义 域 为
{x∈R|x≠0}.
(2)函数f(x)是偶函数.
理由如下:
由(1)知函数f(x)的定义
域关于原点对称,
∵f(x)=x
1
2x-1
+12 =
x
2
·2
x+1
2x-1
,
·01·
对数函数的性质及应用
9.已知函数f(x)=loga(2x+b-1)(a>0,且a≠1)的图
象如图所示,则a,b满足的关系是 ( )
A.0<a-1<b<1 B.0<b<a-1<1
C.0<b-1<a<1 D.0<a-1<b-1<1
10.设a=log0.20.3,b=log23,c=log46,则 ( )
A.a<b<c B.b<a<c
C.c<a<b D.a<c<b
11.设函数f(x)=ln|2x+1|-ln|2x-1|,则f(x)
( )
A.是偶函数,且在 12
,+∞ 单调递增
B.是奇函数,且在 -12
,1
2 单调递减
C.是偶函数,且在 -∞,-12 单调递增
D.是奇函数,且在 -∞,-12 单调递减
函数与方程
12.函数f(x)=log8x-
1
3x
的一个零点所在的区间是( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(3,4)
13.(多选)在数学中,布劳威尔不动点定理可应用到有限
维空间,并构成一般不动点定理的基石,它得名于荷
兰数学家鲁伊兹·布劳威尔,简单的讲就是对于满足
一定条件的连续函数f(x),存在一个点x0,使得
f(x0)=x0,那么我们称该函数为“不动点”函数,下列
为“不动点”函数的是 ( )
A.f(x)=2x+x B.g(x)=x2-x-3
C.f(x)=x
1
2+1 D.f(x)=|log2x|-1
∴f(-x)=-x2
·2
-x+1
2-x-1
=-x2
· (2
-x+1)·2x
2(2-x-1)·2x
=-x2
·1+2
x
1-2x
=x2
·2
x+1
2x-1
=f(x),
∴f(x)为偶函数.
(3)证明:由(2)知f(x)=
x
2
·2
x+1
2x-1
.
对于任意x∈R,都有2x+1
>0,若x>0,则2x>20,所
以2x -1>0,于 是 x2
·
2x+1
2x-1
>0,即f(x)>0,若
x<0,则2x<20,所以2x-
1<0,于是x2
·2
x+1
2x-1
>0,即
f(x)>0,综上知:f(x)>0.
类型二 对数函数的综合问题
【例2】 已 知 函 数 f(x)=
ln1-mxx-1
是奇函数.
(1)求m 的值;
(2)判定f(x)在(1,+∞)
上的单调性,并加以证明.
【关键技巧】
常见的对数函数的综合问
题及解决策略
(1)已知某函数是奇函数或
偶函数,求其中某 参 数 值
时,常用方法有两种:
①由f(-x)=±f(x)直接列
关于参数的方程(组)求解.
②由f(-a)=±f(a)(其
中a是某具体数)得关于参
数的方程(组),求解,但此
时需检验.
(2)用定义证明y=logaf(x)
型函数的单调性时,应先比
较与x1,x2对应的两真数间
的大小关系,再利用对数函
数的单调性,比较出两函数
值之间的大小关系.
·11·
刷综合·高分
14.已知函数f(x)=a2-
2x
2x+1
(a为常数).
(1)证明:函数f(x)在(-∞,+∞)上是减函数;
(2)若f(x)为奇函数,求a的值.
15.已知f(x)是定义在R上的偶函数,且x≤0时,f(x)
=log1
2
(-x+1).
(1)求f(0),f(1);
(2)求函数f(x)的解析式;
(3)若f(a-1)<-1,求实数a的取值范围.
刷真题·满分
16.(2024· 新 课 标 Ⅰ 卷)已 知 函 数 为 f(x)=
-x2-2ax-a,x<0
ex+ln(x+1),x≥0 ,在R上单调递增,则a的取值
范围是 ( )
A.(-∞,0]B.[-1,0] C.[-1,1] D.[0,+∞)
17.(2024·新课标Ⅱ卷)设函数f(x)=(x+a)ln(x+
b).若f(x)≥0,则a2+b2 的最小值为 ( )
A.18 B.
1
4 C.
1
2 D.1
【解】 (1)f(-x)=ln1+mx-x-1
=ln-1-mx1+x
,
-f(x)= -ln1-mxx-1 =
lnx-11-mx
,
∵f(x)是奇函数,
∴f(-x)=-f(x),
即ln-1-mx1+x =ln
-1+x
1-mx
,
∴-1-mx1+x =
-1+x
1-mx
,解得
m=±1.
当m=1时,1-mxx-1 =-1
,
函数无意义,∴m=-1.
(2)f(x)在(1,+∞)上是
减函数,证明如下:
由(1)知f(x)=lnx+1x-1=
ln1+ 2x-1 .
任取x1,x2满足1<x1<x2,则
1+ 2x1-1 - 1+ 2x2-1
= 2x1-1
- 2x2-1
=
2(x2-x1)
(x1-1)(x2-1)
∵x2-x1>0,x1-1>0,x2
-1>0.
∴
2(x2-x1)
(x2-1)(x1-1)
>0,
∴1+ 2x1-1
>1+ 2x2-1
,
∴ln1+ 2x1-1 >
ln1+ 2x2-1 ,
即f(x1)>f(x2),
∴f(x)在(1,+∞)上为减
函数.
·21·
10.【解析】 因为f(x)在定义域上为奇函数,所以f(-x)
=-f(x),即 k-2
-x
1+k·2-x
= 2
x-k
1+k·2x
,即k·2
x-1
2x+k
=
2x-k
k·2x+1
,根据等式恒成立可得,k=±1.
【答案】 ±1
11.【解析】 令g(x)=ax3+bx5,则g(x)为奇函数,当
x∈[-t,t]时,g(x)max+g(x)min=0,又f(x)=
g(x)+2,∴M=g(x)max+2,m=g(x)min+2,∴M
+m=g(x)max+2+g(x)min+2=4.
【答案】 4
12.【解析】 由 题 意 得,f 32 =f -12 = -4×
-12
2
+2=1.
【答案】 1
13.【解析】 因为当0≤x<2时,f(x)=x3-x.又f(x)
是R上最小正周期为2的周期函数,且f(0)=0,则
f(6)=f(4)=f(2)=f(0)=0.又f(1)=0,所以
f(3)=f(5)=f(1)=0,故函数y=f(x)的图象在区
间[0,6]上与x轴的交点有7个.
【答案】 7
14.【解】 (1)当a=0时,
函数f(-x)=(-x)2+|-x|+1=f(x),
此时,f(x)为偶函数.
当a≠0时,f(a)=a2+1,f(-a)=a2+2|a|+1,
f(a)≠f(-a),f(a)≠-f(-a),
此时,f(x)为非奇非偶函数.
(2)当x≤a时,f(x)=x2-x+a+1= x-12
2
+a+
3
4
;∵a≤12
,故函数f(x)在(-∞,a]上单调递减,
从而函数f(x)在(-∞,a]上的最小值为f(a)=a2+1.
当x≥a时,
函数f(x)=x2+x-a+1= x+12
2
-a+34
,
∵a≥-12
,故函数f(x)在[a,+∞)上单调递增,
从而函数f(x)在[a,+∞)上的最小值为f(a)=a2+1.
综上得,当-12≤a≤
1
2
时,函数f(x)的最小值为a2+1.
15.【解】 (1)任取x1,x2∈[3,5]且x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=
x1-1
x1+2
-
x2-1
x2+2
=
(x1-1)(x2+2)-(x2-1)(x1+2)
(x1+2)(x2+2)
=
x1x2+2x1-x2-2-x1x2-2x2+x1+2
(x1+2)(x2+2)
=
3(x1-x2)
(x1+2)(x2+2)
∵x1,x2∈[3,5]且x1<x2,
∴x1-x2<0,x1+2>0,x2+2>0.
∴f(x1)-f(x2)<0.∴f(x1)<f(x2).
∴函数f(x)=x-1x+2
在[3,5]上为增函数.
(2)由(1)知,当x=3时,函数f(x)取得最小值,为f(3)
=25
;当x=5时,函数f(x)取得最大值,为f(5)=47.
16.B 【解析】 赋值法 因为当x<3时,f(x)=x,所
以f(1)=1,f(2)=2.对于f(x)>f(x-1)+f(x-
2),令x=3,得f(3)>f(2)+f(1)=2+1=3;令x
=4,得f(4)>f(3)+f(2)>3+2=5;依次类推,得
f(5)>f(4)+f(3)>5+3=8;f(6)>f(5)+f(4)
>8+5=13;f(7)>f(6)+f(5)>13+8=21;f(8)
>f(7)+f(6)>21+13=34;f(9)>f(8)+f(7)>
34+21=55;f(10)>f(9)+f(8)>55+34=89;
f(11)>f(10)+f(9)>89+55=144;f(12)>f(11)
+f(10)>144+89=233;f(13)>f(12)+f(11)>
233+144=377;f(14)>f(13)+f(12)>377+233
=610;f(15)>f(14)+f(13)>610+377=987;….
显然f(16)>1000,所以f(20)>1000,故选B.
17.【解析】 因为f(x)是奇函数,所以f(-x)=-f(x),
即(-x)3+a=-(x3+a),得a=0.
优解:因为f(x)是奇函数,所以f(0)=a=0.
【答案】 0
必刷题四
1.AC 【解析】 本题考查幂函数的性质.
设幂函数f(x)=xα,将点(4,2)的坐标代入函数f(x)
=xα得2=4α,则α=12
,所以f(x)=x
1
2.显然f(x)在
定义域[0,+∞)上为增函数,所以A正确.
f(x)的定义域为[0,+∞),所以f(x)不具有奇偶性,
所以B不正确.
当x≥9时,x≥3,即f(x)≥3,所以C正确.
对任意的x∈(0,+∞),都有f(x)>0,当0<x1<
x2时,
f(x1)+f(x2)
2
2
- f
x1+x2
2
2
= x1+ x2
2
2
- x1+x2
2
2
=
x1+x2+2 x1x2
4 -
x1+x2
2
=
2 x1x2-x1-x2
4
=-
( x1- x2)2
4 <0
即f
(x1)+f(x2)
2 <f
x1+x2
2 成立,所以D不正确.
2.【解析】 不等式(a+1)-
1
3<(3-2a)-
1
3 等价于a+1
>3-2a>0或3-2a<a+1<0或a+1<0<3-2a,
解得a<-1或23<a<
3
2.
【答案】 (-∞,-1)∪ 23
,3
2
3.【解析】 原式=2
·4
3
2a
3
2b-
3
2
10a
3
2b-
3
2
=85.
【答案】 85
4.【解析】 由根与系数的关系得α+β=-2,αβ=
1
5.
则2α·2β=2α+β=2-2=14
,(2α)β=2αβ=2
1
5.
【答案】 14 2
1
5
·85·
5.A 【解析】 由2x-2y<3-x-3-y,得2x-3-x<2y
-3-y,即2x- 13
x
<2y- 13
y
.设f(x)=2x-
1
3
x
,则f(x)<f(y).因为函数y=2x在 R上为增
函数,y=- 13
x
在 R上为增函数,所以f(x)=2x
- 13
x
在R上为增函数,则由f(x)<f(y),得x<
y,所以y-x>0,所以y-x+1>1,所以ln(y-x+1)
>0,故选A.
6.AD 【解析】 f(x)的定义域为 R,关于原点对称,因
为f(-x)=1-2
-x
1+2-x
=2
x-1
2x+1
=-1-2
x
1+2x
=-f(x),所
以f(x)为奇函数,排除B;因为f(x)=1-2
x
1+2x
= 2
1+2x
-1,且y=2x在R上单调递增,所以y=1+2x在R上
单调递增,所以y= 21+2x-1
在 R 上 单 调 递 减,即
f(x)在R上单调递减,排除C.故选AD.
7.C 【解析】 ∵2a=5b=10,∴a=log210,b=log510,
∴1a+
1
b=
1
log210
+ 1log510
=lg2+lg5=1,故选C.
8.【解析】 原式=2lg5+lg(5×10)+lg2·lg(5×102)
+(lg2)2=2lg5+lg5+1+lg2·(lg5+2)+(lg2)2
=3lg5+1+lg2·lg5+2lg2+(lg2)2=3lg5+
2lg2+1+lg2(lg5+lg2)=3lg5+2lg2+1+lg2=
3(lg5+lg2)+1=4.
【答案】 4
9.A 【解析】 由函数图象可知,f(x)为增函数,故a>
1.函数图象与y轴的交点坐标为(0,logab),由函数图
象可知-1<logab<0,解得
1
a<b<1.
综上有0<1a
<b<1.
10.D 【解析】 因为a=log0.20.3<log0.20.2=1,b=
log23=log49,又c=log46,log49>log46>log44=
1,所以b>c>a,故选D.
11.D 【解析】 由
2x+1≠0,
2x-1≠0, 得函数f(x)的定义域为
-∞,-12 ∪ -12,12 ∪ 12,+∞ ,其关于原
点对称,因为f(-x)=ln|2(-x)+1|-ln|2(-x)
-1|=ln|2x-1|-ln|2x+1|=-f(x),所以函数
f(x)为 奇 函 数,排 除 A、C;当 x∈ -12
,1
2 时,
f(x)=ln(2x+1)-ln(1-2x),易知函数f(x)单调
递增,排 除 B;当 x∈ -∞,-12 时,f(x)=
ln(-2x-1)- ln (1 - 2x)= ln2x+12x-1 =
ln1+ 22x-1 ,易知函数f(x)单调递减,故选D.
12.B 【解析】 ∵f(1)=-13<0
,f(2)=log82-
1
6=
1
6>0
,∴f(1)f(2)<0,又f(x)在(0,+∞)上单调
递增,∴函数f(x)在(0,+∞)上只有一个零点,且零
点在(1,2)内.
13.BCD 【解析】 对于 A:2x0+x0=x0无解,所以 A
不满足;对于B:x20-x0-3=x0,解得x0=3或x0=
-1,所以B满足题意;对于C:x
1
2
0+1=x0,解得x0=
3± 5
2 >0
,所以C满足题意;对于D:|log2x0|-1=
x0,在同一直角坐标系下画出函数f(x)以及y=x
的图象,可确定两个函数的图象有交点,即方程有
解,所以D满足题意;故选BCD.
14.【解】 (1)证明:在(-∞,+∞)上任取两个值x1,x2
且x1<x2,
f(x1)-f(x2)=
a
2-
2x1
2x1+1 - a2- 2
x2
2x2+1
= 2
x2
2x2+1
- 2
x1
2x1+1
= 2
x2-2x1
(2x1+1)(2x2+1)
∵2>1且x1<x2,∴2x2-2x1>0.
又(2x1+1)(2x2+1)>0,
∴f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2).
∴函数f(x)在(-∞,+∞)上是减函数.
(2)∵f(x)为奇函数且在x=0处有意义,
∴f(0)=0,即a2-
20
20+1
=0.∴a=1.
15.【解】 (1)因为当x≤0时,f(x)=log1
2
(-x+1),所
以f(0)=0.
又函数f(x)是定义在 R上的偶函数,所以f(1)=
f(-1)=log1
2
[-(-1)+1]=log1
2
2=-1,即f(1)=-1.
(2)令x>0,则-x<0,
从而f(-x)=log1
2
(x+1)=f(x),
∴x>0时,f(x)=log1
2
(x+1).
∴函数f(x)的解析式为
f(x)=
log12(x+1),x>0,
log12(-x+1),x≤0.
(3)设x1,x2是任意两个值,且x1<x2≤0,则-x1>
-x2≥0,
∴1-x1>1-x2>0.
∵f(x2)-f(x1)=log12(-x2+1)-log
1
2
(-x1+1)
=log1
2
1-x2
1-x1
>log1
2
1=0,
∴f(x2)>f(x1),
∴f(x)=log1
2
(-x+1)在(-∞,0]上为增函数.
又f(x)是定义在R上的偶函数,
∴f(x)在(0,+∞)上为减函数.
∵f(a-1)<-1=f(1),∴|a-1|>1,
解得a>2或a<0.
故实数a的取值范围为(-∞,0)∪(2,+∞).
·95·
16.B 【解析】 逻辑分析法+数形结合法.因为函数
f(x)在R上单调递增,且当x<0时,f(x)=-x2-
2ax-a,所以f(x)=-x2-2ax-a在(-∞,0)上单
调递增,所以-a≥0,即a≤0;当x≥0时,f(x)=ex
+ln(x+1),所以函数f(x)在[0,+∞)上单调递增.
若函数f(x)在R上单调递增,则-a≤f(0)=1,即a
≥-1.综上,实数a的取值范围是[-1,0].故选B.
17.C 【解析】 等价转化法 由f(x)≥0及y=x+a,
y=ln(x+b)单调递增,可得x+a与ln(x+b)同正、
同负或同为零,所以当ln(x+b)=0时,x+a=0,即
x+b=1
x+a=0 ,所以b=a+1,则a2+b2=a2+(a+1)2=
2 a+12
2
+12≥
1
2
,故选C.
必刷题五
1.D 【解析】 依题意可知Q(3,4)在角α-π6
的终边
上,所以sinα-π6 = 432+42=
4
5
,故选D.
2.AC 【解析】 假设α,β为0°~180°内的角,如图所
示,由α和β的终边关于y 轴对称,所以α+β=180°,
又根据终边相同的角的概念,可得α+β=k·360°+
180°=(2k+1)180°,k∈Z,所以满足条件的为A、C.故
选AC.
3.B 【解析】 由角α的终边在第三象限,得sinα<0,
cosα<0,故 原 式 = cosα|cosα|+
2sinα
|sinα|=
cosα
-cosα+
2sinα
-sinα=-1-2=-3
,故选B.
4.AB 【解析】 A选项:tan(π+1)=tan1,故正确;
B选 项: sin
(-α)
tan(360°-α)=
-sinα
-tanα=
sinα
sinα
cosα
=cosα,故
正确;
C选项:sin
(π-α)
cos(π+α)=
sinα
-cosα=-tanα
,故不正确;
D选项:cos
(π-α)tan(-π-α)
sin(2π-α) =
-cosα·(-tanα)
-sinα
=
cosα·sinαcosα
-sinα =-1
,故不正确.故选AB.
5.D 【解析】 ∵sinα+π4 = 26= 22(sinα+cosα),
即sinα+cosα=13
,平方可得1+2sinαcosα=19
,
∴sin2α=-89
,故 tanα
tan2α+1=
1
2×
2sinαcosα
sin2α+cos2α
=
1
2sin2α=-
4
9
,故选D.
6.ABD 【解析】 ∵cos2α=2cos2α-1,
∴cos2α=1+cos2α2
,故A正确;
1-sinα=sin2 α2 +cos
2 α
2 -2sin
α
2cos
α
2 =
sinα2-cos
α
2
2
,故 B正 确;12sinα+
3
2cosα=
sinα+π3 ,故C错误;
1-tan15°
1+tan15°=
tan45°-tan15°
1+tan45°·tan15°=tan
(45°-15°)=
tan30°= 33
,故D正确.故选ABD.
7.D 【解析】 因为sin45°<sin46°<sin60°,所以有
sin245°<sin246°<sin260°,即 2
2
2
<sin246°<
3
2
2
,所以1
2<a<
3
4
;因为cos235°-sin235°=1-
2sin235°,而sin30°<sin35°<sin45°,所以有14<
sin235°<12
,所以0<1-2sin235°<12
,即0<b<
1
2
;因为 tan32°
1-tan232°
=12×
2tan32°
1-tan232°
=12tan64°
,
而tan64°>tan60°= 3,所以c> 32
;显然b<a,而c2
> 3
2
2
=34>
3
4
2
,所以c>34
,即c>a,所以b<
a<c.故选D.
8.【解析】 cos20°- 3sin20°sin10° =-
3sin20°-cos20°
sin10° =
-2sin
(20°-30°)
sin10° =-
-2sin10°
sin10° =2.
【答案】 2
9.B 【解析】 因为f(x)=sin2x+cosx=-cos2x+cosx
+1=- cosx-12
2
+54
,由x∈ 0,π2 ,得cosx∈
[0,1],所以当cosx=12
时,f(x)max=
5
4.
故选B.
10.【解析】 ∵f(x)=sin2x+3π2 -3cosx=-cos2x
-3cosx=-2cos2x-3cosx+1,令t=cosx,则
t∈[-1,1],∴g(t)=-2t2-3t+1=-2t+34
2
+178.
又函数g(t)的图象的对称轴为直线t=-34∈
[-1,1],且开口向下,∴当t=1时,g(t)有最小值
-4.即f(x)有最小值-4.
【答案】 -4
11.【解析】 因为函数f(x)=sinωx+π4 的最小正周
期为π,即2πω=π
,解得ω=2,即f(x)=sin2x+π4
,令2kπ+π2≤2x+
π
4≤2kπ+
3π
2
,k∈Z,解得kπ+
π
8≤x≤kπ+
5π
8
,k∈Z,即 函 数f(x)的 减 区 间 为
·06·