内容正文:
专题03指数函数、对数函数(四种技巧精讲精练+过关检测)
题型01指数与对数的运算
【典例分析】
【例1-1】(24-25高一上·江苏宿迁·阶段练习)化简的结果是( )
A. B. C. D.
【例1-2】(21-22高一上·四川攀枝花·期末)计算或化简:
(1);
(2).
【例1-3】(23-24高一上·江苏扬州·阶段练习)化简或计算下列各式:
(1);
(2).
【变式演练】
【变式1-1】(23-24高一上·天津·期末)化简的值为( )
A.1 B.3 C.4 D.8
【变式1-2】(23-24高一上·江苏南京·期中)化简求值:
(1)计算:
(2)已知,求的值.
【变式1-3】(23-24高一上·重庆永川·期中)分别计算下面两题
(1)化简:
(2)化简求值.
题型02利用指数函数、对数函数的性质比较大小
【典例分析】
【例2-1】(24-25高一上·广东·期中)已知实数,,,则a、b、c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【例2-2】(24-25高一上·上海·随堂练习)比较大小: ().
【例2-3】(24-25高一上·全国·课堂例题)比较下列各组数的大小:
(1),;
(2),;
(3),;
(4),;
(5),.
【变式演练】
【变式2-1】(24-25高一上·北京·期中)设,则( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(23-24高一上·江苏徐州·阶段练习)设则的大小关系为
【变式2-3】(23-24高一上·上海·假期作业)利用对数函数的性质,比较下列各题中两个值的大小.
(1)和;
(2)和;
(3)和,其中且;
(4)和.
题型03指数函数与对数函数的图象
【典例分析】
【例3-1】(24-25高一上·江苏无锡·期中)函数的部分图象大致为( )
A. B.
C. D.
【例3-2】(24-25高一上·江苏无锡·期中)指数函数的图象如图所示,则二次函数图象顶点的横坐标的取值范围为 .
【例3-3】(22-23高一上·河北保定·阶段练习)已知函数.
(1)在给定的坐标系中作出在上的图象;
(2)若函数(,且),且当时,的图象始终在的图象上方,求的取值范围.
【变式演练】
【变式3-1】(23-24高一上·四川攀枝花·阶段练习)已知且,则函数与在同一直角坐标系中的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】(22-23高一·全国·随堂练习)如图,A,B,C,D是,,,四个函数的图象,则
(1)函数的图象是 ;
(2)函数的图象是 ;
(3)函数的图象是 ;
(4)函数的图象是 .
【变式3-3】(23-24高一上·重庆璧山·阶段练习)已知指数函数的图像经过点.
(1)求函数的单调递减区间;
(2)求函数,的值域.
题型04应用指数函数、对数函数的性质确定参数的值或范围
【典例分析】
【例4-1】(23-24高一上·河南新乡·期末)若函数且在上的值域为,则的值为( )
A.或 B.0或 C.或 D.或
【例4-2】(24-25高一上·吉林·期中)已知函数是R上的增函数,则a的取值范围是 .
【例4-3】(23-24高一上·北京通州·期末)函数,.
(1)若为偶函数,求的值及函数的最小值;
(2)当时,函数的图象恒在轴上方,求实数的取值范围.
【变式演练】
【变式4-1】(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)设函数满足,且在上的值域为 ,则实数的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【变式4-2】(23-24高一上·山西长治·期末)已知函数的最大值为2,则 .
【变式4-3】(23-24高一上·湖北武汉·期末)已知函数为偶函数,
(1)求实数k的值;
(2)若,,使得恒成立,求实数m的取值范围.
一、单选题
1.(24-25高一上·广东广州·期中)下列是指数函数的是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·浙江绍兴·期中)若,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高一上·黑龙江·期中)若,,则的值是( )
A.3 B. C.2 D.
4.(24-25高一上·上海·课堂例题)若函数(且)的图像不经过第二象限,则有( )
A.且 B.且
C.且 D.且
5.(23-24高一上·安徽·期末)已知函数,则( )
A.4047 B.4048 C.4049 D.4050
6.(21-22高一上·江苏镇江·期末)若不等式在上恒成立,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
7.(22-23高一上·江苏淮安·期末)已知函数,若不等式对恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
8.(24-25高一上·上海·期中)函数与函数在同一平面直角坐标系中的图像可能为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(24-25高一上·湖南长沙·期中)已知,且,函数与的图象可能是( )
A. B.
C. D.
10.(24-25高一上·山东青岛·期中)下列函数中,满足对任意,都有的是( )
A. B. C. D.
11.(24-25高一上·吉林·期中)已知函数,则( )
A.是奇函数
B.的定义域是
C.的值域是
D.在上单调递增
三、填空题
12.(23-24高一上·福建厦门·期中)求值: .
13.(25-26高一上·全国·课后作业)(1)若的定义域为,则实数的取值范围为 ;
(2)若函数的值域为,则实数的取值范围为 .
14.(24-25高一上·浙江绍兴·期中)已知函数在上单调递增,则的值为 .
四、解答题
15.(24-25高一上·广东深圳·期中)(1)计算:;
(2)已知,求值:.
16.(24-25高一上·江西南昌·期中)已知函数是定义在R上的奇函数.
(1)求a,b的值;
(2)解不等式.
17.(24-25高一上·浙江宁波·期中)已知双曲函数,.
(1)证明:
(2)判断函数的单调性(不用证明),并解关于x的不等式.
(3)若,不等式成立,求实数的取值范围.
18.(24-25高一上·浙江·期中)已知函数为奇函数.
(1)求实数的值;
(2)解不等式;
(3)设函数,若对任意的,总存在,使得成立,求实数的取值范围.
19.(24-25高一上·湖南·期中)已知函数.
(1)当时,求在区间上的最小值;
(2)若,总存在,使得,求实数的取值范围.
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专题03指数函数、对数函数(四种技巧精讲精练+过关检测)
题型01指数与对数的运算
【典例分析】
【例1-1】(24-25高一上·江苏宿迁·阶段练习)化简的结果是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据指数幂运算求解即可.
【详解】由题意可得:.
故选:C.
【例1-2】(21-22高一上·四川攀枝花·期末)计算或化简:
(1);
(2).
【答案】(1)2
(2)0
【分析】(1)由指数幂的运算性质求解
(2)由对数的运算性质求解
【详解】(1)原式
(2)原式
【例1-3】(23-24高一上·江苏扬州·阶段练习)化简或计算下列各式:
(1);
(2).
【答案】(1)-45
(2)1
【分析】(1)根据幂指运算,可得答案;
(2)根据对数运算,可得答案.
【详解】(1)原式.
(2)原式=
【变式演练】
【变式1-1】(23-24高一上·天津·期末)化简的值为( )
A.1 B.3 C.4 D.8
【答案】B
【分析】根据换底公式结合运算性质运算求解.
【详解】由题意可得:.
故选:B.
【变式1-2】(23-24高一上·江苏南京·期中)化简求值:
(1)计算:
(2)已知,求的值.
【答案】(1)2;
(2)7.
【分析】(1)应用对数的运算性质化简求值;
(2)由指数幂的运算性质求得,结合因式分解求目标式的值.
【详解】(1)
.
(2),则
,故.
【变式1-3】(23-24高一上·重庆永川·期中)分别计算下面两题
(1)化简:
(2)化简求值.
【答案】(1)
(2)
【分析】利用根式转化为分数指数幂,以及分数指数幂的运算方法,即可化简;
【详解】(1)原式;
(2)原式
.
题型02利用指数函数、对数函数的性质比较大小
【典例分析】
【例2-1】(24-25高一上·广东·期中)已知实数,,,则a、b、c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据指数函数的性质判断即可.
【详解】因为,,
所以.
故选:D
【例2-2】(24-25高一上·上海·随堂练习)比较大小: ().
【答案】
【分析】利用指数函数的性质比较即可
【详解】因为在上递增,且,
所以.
故答案为:
【例2-3】(24-25高一上·全国·课堂例题)比较下列各组数的大小:
(1),;
(2),;
(3),;
(4),;
(5),.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
【分析】(1)(2)利用指数函数单调性质比较大小.
(3)利用幂函数单调性比较大小即得.
(4)利用指数函数单调性,结合媒介数比较大小.
(5)利用指数函数、幂函数单调性比较大小.
【详解】(1)因为是增函数,,所以.
(2)因为是减函数,,所以.
(3)因为在上递增,,所以.
(4)因为,,所以.
(5)函数是减函数,则;
函数在上递增,则,
所以.
【变式演练】
【变式2-1】(24-25高一上·北京·期中)设,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据对数函数、指数函数的单调性,判断大致范围即可得解.
【详解】因为,所以,
因为,,
所以.
故选:C
【变式2-2】(23-24高一上·江苏徐州·阶段练习)设则的大小关系为
【答案】
【分析】根据给定条件,利用指数函数、对数函数单调性比较大小即得.
【详解】依题意,,,则,
所以的大小关系为.
故答案为:
【变式2-3】(23-24高一上·上海·假期作业)利用对数函数的性质,比较下列各题中两个值的大小.
(1)和;
(2)和;
(3)和,其中且;
(4)和.
【答案】(1)
(2)
(3)答案见解析
(4)
【分析】(1)(2)(3)利用对数函数的单调性判断两个对数的大小关系即可;
(4)将和分别与比较即可判断两个对数的大小关系.
【详解】(1)因为函数在上单调递增,且,
所以.
(2)因为函数在上单调递减,且,
所以.
(3)令,
当时,在上单调递减,当时,在上单调递增,
又,所以当时,,当时,.
(4)因为,,所以.
题型03指数函数与对数函数的图象
【典例分析】
【例3-1】(24-25高一上·江苏无锡·期中)函数的部分图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据函数的奇偶性,结合特殊值排除即可.
【详解】定义域为,且,则原函数为奇函数.排除B.
再取特殊值,且为正数.排除D.
当时,,越大函数值越接近1,排除C.
故选:A.
【例3-2】(24-25高一上·江苏无锡·期中)指数函数的图象如图所示,则二次函数图象顶点的横坐标的取值范围为 .
【答案】
【分析】由指数函数的图象可知,结合二次函数性质分析求解即可.
【详解】由指数函数的图象可知,
所以二次函数图象顶点的横坐标.
故答案为:.
【例3-3】(22-23高一上·河北保定·阶段练习)已知函数.
(1)在给定的坐标系中作出在上的图象;
(2)若函数(,且),且当时,的图象始终在的图象上方,求的取值范围.
【答案】(1)图象见解析
(2)
【分析】(1)运用零点分段法去掉绝对值符号后可画图;(2)函数必定是单调函数,故我们只需讨论函数递增还是递减,然后结合图像可得.
【详解】(1)当时,,当时,,
在上的图象如图所示.
(2)由题意得的图象过定点.
当时,在上单调递增,所以,得.
当时,在上单调递减,所以,
得,即.
综上,的取值范围为.
【变式演练】
【变式3-1】(23-24高一上·四川攀枝花·阶段练习)已知且,则函数与在同一直角坐标系中的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由已知结合两函数的单调性及恒过的定点检验各选项即可判断.
【详解】结合与可知,两函数单调性一定相反,排除选项A;
因为恒过定点,恒过定点,排除选项B,D.
故选:C.
【变式3-2】(22-23高一·全国·随堂练习)如图,A,B,C,D是,,,四个函数的图象,则
(1)函数的图象是 ;
(2)函数的图象是 ;
(3)函数的图象是 ;
(4)函数的图象是 .
【答案】 D B A C
【分析】根据对数函数性质分析判断.
【详解】对于对数函数(且)可知:
当时,函数在定义域内单调递增;当时,函数在定义域内单调递减;
所以函数的图象是C;
且当时,底数越大,图象越靠近x轴,
所以函数的图象是D,函数的图象是B,函数的图象是A.
故答案为:D;B;A;C.
【变式3-3】(23-24高一上·重庆璧山·阶段练习)已知指数函数的图像经过点.
(1)求函数的单调递减区间;
(2)求函数,的值域.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将点代入指数函数中求出的值,然后根据复合函数单调性同增异减求得答案;
(2)换元法令,将函数化为二次函数,利用二次函数性质求出函数的值域.
【详解】(1)∵函数的图像经过点,
∴,得,(舍),
,,
在上单调递减,在区间上单调递减,在区间上单调递增,
根据复合函数单调性同增异减可知,函数的单调递减区间是.
(2)
令,,则,
则,
所以在上单调递减,
故当时,,
当时,,
故当时,的值域为.
题型04应用指数函数、对数函数的性质确定参数的值或范围
【典例分析】
【例4-1】(23-24高一上·河南新乡·期末)若函数且在上的值域为,则的值为( )
A.或 B.0或 C.或 D.或
【答案】A
【分析】先根据对数函数的单调性求出函数的值域,再分和两种情况讨论,结合指数函数的单调性即可得解.
【详解】因为函数在上单调递增,
所以函数在上的值域为,
当时,在上单调递减,则,解得,
则,得,
当时,在上单调递增,则,解得或(舍去),
则,得,
综上,或.
故选:A.
【例4-2】(24-25高一上·吉林·期中)已知函数是R上的增函数,则a的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据分段函数的两段都是增函数且分界处左小右大(可相等)得不等式组,解之即得.
【详解】由题意可得,解得.
故答案为:.
【例4-3】(23-24高一上·北京通州·期末)函数,.
(1)若为偶函数,求的值及函数的最小值;
(2)当时,函数的图象恒在轴上方,求实数的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)利用偶函数定义,带入函数计算,利用换元法,结合基本不等式进行最小值的求解即可.
(2)由于函数图像恒在轴上方,所以函数,进行参数分离,得到恒成立,结合换元法进行讨论即可.
【详解】(1)因为函数为偶函数.
所以恒成立,即恒成立.
即恒成立,解得,
所以,令,
,当且仅当,即时,等号成立.
所以函数的最小值为.
(2)当时,函数的图象恒在轴上方,
故当时恒成立.
即恒成立.
令,令,.
因为,对称轴为,
故当即时,取最大值4,故.
【变式演练】
【变式4-1】(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)设函数满足,且在上的值域为 ,则实数的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】根据条件将问题转化为在上的值域为,然后结合的图象分析出所满足的不等关系,由此求解出结果.
【详解】因为在上的值域为,
将问题转化为在上的值域为,
且开口向上对称轴为,,如下图所示:
由图象可知:,解得,
故选:B.
【变式4-2】(23-24高一上·山西长治·期末)已知函数的最大值为2,则 .
【答案】6
【分析】根据二次函数与对数函数的性质计算可得.
【详解】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.
故答案为:
【变式4-3】(23-24高一上·湖北武汉·期末)已知函数为偶函数,
(1)求实数k的值;
(2)若,,使得恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据偶函数定义表达式,化简可得的值;
(2)先求解出的单调性从而可确定出,然后将问题转化为“对恒成立”,最后通过参变分离求解出的取值范围.
【详解】(1)的定义域为,因为为偶函数,所以,
所以,所以,
所以,所以,
所以,所以,
又因为不恒为,
所以,即.
(2)因为,
令,当时,,且在上单调递增,
由对勾函数性质可知在上单调递增,
所以在上单调递增,所以在上单调递增,
又因为为偶函数,所以在上单调递减,
所以;
又因为,,使得恒成立,
且,
所以对恒成立,
令,
所以对恒成立,所以,
又因为在上单调递减,
所以,即.
【点睛】结论点睛:本题考查对数型函数性质的综合应用,涉及利用奇偶性求参数、根据不等式恒成立求解参数范围,对学生的计算能力要求较高,难度较大.不等式的恒成立和存在性问题可按如下规则转化:
一般地,已知函数,
(1)若,,总有成立,故;
(2)若,,有成立,故;
(3)若,,有成立,故;
(4)若,,有,则的值域是值域的子集
一、单选题
1.(24-25高一上·广东广州·期中)下列是指数函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】运用指数函数的概念判断即可.
【详解】根据指数函数的特征:系数为1,底数满足,自变量在指数位置可知,A,B,C不满足,D满足.故选D.
答案:D.
2.(24-25高一上·浙江绍兴·期中)若,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据指数、对数函数的单调性可得,即可求解.
【详解】,即,
,即,
,即,
又,所以,即,
所以.
故选:D
3.(24-25高一上·黑龙江·期中)若,,则的值是( )
A.3 B. C.2 D.
【答案】C
【分析】根据指数与对数运算法则计算可得结果.
【详解】由,得,又,
所以.
故选:C
4.(24-25高一上·上海·课堂例题)若函数(且)的图像不经过第二象限,则有( )
A.且 B.且
C.且 D.且
【答案】D
【分析】根据指数函数的图象判断求解.
【详解】由指数函数图像的特征可知当时,函数(且)的图像必经过第二象限,故排除选项B、C.
又函数(且)的图像不经过第二象限,
则其图像与轴的交点不在轴上方,所以当时,,即,
故选:D.
5.(23-24高一上·安徽·期末)已知函数,则( )
A.4047 B.4048 C.4049 D.4050
【答案】C
【分析】由已知,得,则,即可求得结果.
【详解】因为函数,所以,
所以,
所以.
故选:C.
6.(21-22高一上·江苏镇江·期末)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
【分析】把不等式变形为,分和情况讨论,数形结合求出答案.
【详解】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.
故选:C
7.(22-23高一上·江苏淮安·期末)已知函数,若不等式对恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先求出函数的奇偶性和单调性,再根据得到的函数性质化简不等式,,最后结合基本不等式计算求解即可
【详解】,
,
所以为奇函数,
为单调增函数,
,
,恒成立,
,
.
故选:D.
8.(24-25高一上·上海·期中)函数与函数在同一平面直角坐标系中的图像可能为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】通过二次函数的大致图像确定对应参数的取值范围,再由指数型函数图像得到对应参数的取值范围,对吧对应参数的取值范围是否相同.
【详解】A选项,由二次函数图像可知:,由指数型函数图像可知:,A选项错误;
B选项,由二次函数图像可知:,由指数型函数图像可知:,B选项错误;
C选项,由二次函数图像可知:,由指数型函数图像可知:,C选项正确;
D选项,由二次函数图像可知:,由指数型函数图像可知:,D选项错误;
故选:C.
二、多选题
9.(24-25高一上·湖南长沙·期中)已知,且,函数与的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】讨论底数a,根据函数的单调性进行判断
【详解】由,且,则,所以,
若时,则,所以曲线函数图象上升,即为增函数,
且单调递减,又函数与关于y轴对称,
所以曲线为增函数,选项B符合条件;
若,则,曲线函数图象下降,即为减函数,
且单调递增,又函数与关于y轴对称,
所以函数的图象下降,即为减函数,选项C符合条件,
故选:BC
10.(24-25高一上·山东青岛·期中)下列函数中,满足对任意,都有的是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】根据得在上单调递增,结合常见函数的单调性即可求解
【详解】由可得在上单调递增,
对于A,,当时,为单调递增,符合要求,故A正确,
对于B,在单调递减,不符合要求,故B错误,
对于C,在单调递增,符合要求,故C正确,
对于D,在单调递增,符合要求,故D正确,
故选:ACD
11.(24-25高一上·吉林·期中)已知函数,则( )
A.是奇函数
B.的定义域是
C.的值域是
D.在上单调递增
【答案】BCD
【分析】利用函数的奇偶性定义可判定A,利用对勾函数与指数函数的定义、性质结合复合函数的性质计算即可判定B,C,D.
【详解】因为,所以,
所以不是奇函数,则A错误.
由题意可得的定义域是,则B正确.
因为在R上单调递增,而函数在和上单调递增,
在上单调递减,
所以在和上单调递增,在上单调递减,
又当时,,所以;
当时,,所以.
则的值域是,则C、D正确.
故选:BCD
三、填空题
12.(23-24高一上·福建厦门·期中)求值: .
【答案】8
【分析】根据指对幂运算法则进行计算即可.
【详解】由题意得,,,
,,
所以原式.
故答案为:8
13.(25-26高一上·全国·课后作业)(1)若的定义域为,则实数的取值范围为 ;
(2)若函数的值域为,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】(1)定义域为,说明真数恒大于0,列式求解;
(2)值域为,说明真数能取遍,列式求解.
【详解】定义域为即真数恒大于0,则或,得
所以的取值范围是.
(2)值域为即真数能取遍
当时,成立,
当,解得,
所以的取值范围是
故答案为:;
14.(24-25高一上·浙江绍兴·期中)已知函数在上单调递增,则的值为 .
【答案】或
【分析】根据题意分析可知:在内单调递增,且,分和两种情况,结合单调性分析求解即可.
【详解】因为在上单调递增,且,
由题意可知:在内单调递增,
且,解得,
若,则,
结合单调性可得,解得,可得;
若,注意到,结合单调性可知,
此时,其图像如图所示
可得在内单调递增,符合题意;
综上所述:或.
故答案为:或.
四、解答题
15.(24-25高一上·广东深圳·期中)(1)计算:;
(2)已知,求值:.
【答案】(1)1;(2)6
【分析】结合指数幂的运算法则和运算性质,逐个计算,即可求解.
【详解】(1)
,
(2)因为,所以,所以,
则,所以,
所以
16.(24-25高一上·江西南昌·期中)已知函数是定义在R上的奇函数.
(1)求a,b的值;
(2)解不等式.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据奇函数的性质求解即可;
(2)结合指数函数的性质及一元二次不等式的解法求解即可.
【详解】(1)由,
则,
因为函数是定义在R上的奇函数,
所以,则,
则,解得.
(2)由(1)知,,
由,
即,
即,即,
即,即,
所以不等式的解集为.
17.(24-25高一上·浙江宁波·期中)已知双曲函数,.
(1)证明:
(2)判断函数的单调性(不用证明),并解关于x的不等式.
(3)若,不等式成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)证明见解析;
(2)单调递增,;
(3).
【分析】(1)根据给定条件,利用指数运算计算即得.
(2)利用指数函数单调性,结合复合函数的单调性判断单调性,再利用单调性解不等式.
(3)根据给定条件,分离参数,换元并借助对勾函数的单调性求出最大值即可.
【详解】(1)双曲函数,,
则.
(2)函数在上单调递减,在上单调递增,而函数在上单调递增,
所以函数在上单调递增,
不等式,
则,即,解得,
所以原不等式的解集为.
(3)不等式,
当时,,则,
依题意,,恒成立,令,,
,函数在上单调递增,
则当时,,因此,即当时,取得最大值,则,
所以实数的取值范围是.
【点睛】结论点睛:函数的定义区间为,
①若,总有成立,则;
②若,总有成立,则;
③若,使得成立,则;
④若,使得成立,则.
18.(24-25高一上·浙江·期中)已知函数为奇函数.
(1)求实数的值;
(2)解不等式;
(3)设函数,若对任意的,总存在,使得成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由奇函数定义得,代入计算即可求;
(2)由(1)得出解析式,结合指数函数性质解不等式即可;
(3)借助(2)中解析式求出值域,利用换元法求出的值域,由题意得出,进而得出的取值范围.
【详解】(1)函数中,,
因为为奇函数,
所以,即,
整理得,
所以.
(2)由(1)可知,其定义域为,
由得,即,
整理得,解得,
所以不等式的解集为.
(3)由(2)知,,
当时,,故,
所以在上值域为,
又,,
令,
则,
所以当时,,当时,,
所以函数在上值域为,
因为对任意的,总存在,使得成立,
所以,所以,
解得,
所以实数的取值范围为.
19.(24-25高一上·湖南·期中)已知函数.
(1)当时,求在区间上的最小值;
(2)若,总存在,使得,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)令,求出的单调性,求出在区间上的最小值;
(2)由题意得在的值域包含于在的值域,分、和三种情况并结合单调性求解.
【详解】(1),令,,
所以,在单调递增,
所以,
所以在区间上的最小值为;
(2)由题意得在的值域包含于在的值域,
由二次函数的性质得的值域为,
当时,符合题意,
当时,,可知函数单调递增,
所以,
所以,所以,
当时,为对勾函数,,
所以,,此时,
所以,又,可知无解;
综上,.
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