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专题01 高一上期末真题精选(常考129题23类考点专练)
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· 集合的概念
· 集合间的基本关系
· 集合的基本运算
· 充分性与必要性
· 等式与不等式性质
· 不等式求解
· 基本不等式
· 幂、指数与对数
· 幂函数
· 指数函数与对数函数解析式
· 指数函数与对数函数图象
· 指数函数与对数函数过定点问题
· 指数(型)函数值域(最值问题)
· 指数(型)函数单调性应用
· 对数(型)函数定义域问题
· 对数(型)函数单调区间
· 对数(型)函数值域(最值问题)
· 对数(型)函数单调性应用
· 函数的表示方法
· 函数奇偶性及其应用
· 函数单调性及其应用
· 函数最值及其恒(能)成立问题
· 函数零点问题
一、集合的概念(共4小题)
1.(22-23高一上·上海金山·期末)已知集合,且,则实数a的值为 .
2.(22-23高一上·上海浦东新·期末)已知集合,且,则实数a的值为 .
3.(22-23高一上·上海徐汇·期末)用列举法表示 .
4.(20-21高一上·上海浦东新·期末)集合且,用列举法表示集合
二、集合间的基本关系(共4小题)
1.(24-25高一上·上海·期末)集合的非空真子集有 个.
2.(22-23高二下·上海杨浦·期末)已知集合,若,则实数的取值范围是 .
3.(21-22高一上·上海金山·期末)满足条件:的集合M的个数为 .
4.(21-22高一上·上海徐汇·期末)已知集合,,则满足条件的集合的个数为 个
三、集合的基本运算(共8小题)
1.(23-24高二下·上海·期末)已知集合,则 .
2.(24-25高一上·上海·期末)已知集合,,则 .
3.(23-24高二下·上海·期末)已知集合,,则 .
4.(23-24高一上·上海长宁·期末)设集合,.
(1)若,试用区间表示集合、;
(2)若,求实数的取值范围.
5.(22-23高二下·上海松江·期末)已知全集,集合,.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的取值范围.
6.(23-24高一上·上海浦东新·期末)已知全集,集合,.
(1)求A;
(2)求.
7.(23-24高一上·上海·期末)已知关于x的不等式的解集为A,不等式的解集为B.
(1)若,求集合A;
(2)若,求正数a的取值范围.
8.(23-24高一上·上海杨浦·期末)设全集为,集合,集合
(1)若,求集合;
(2)若,求实数的取值范围.
四、充分性与必要性(共5小题)
1.(23-24高一上·上海长宁·期末)已知函数的定义域为.
是上的严格增函数;
任意,都有,且当时,恒有;
:当时,都有;
下列关于的充分条件的判断中,正确的是( )
A.都是 B.是,不是
C.不是,是 D.都不是
2.(23-24高二下·上海·期末)已知,则“”是“”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分也非必要条件
3.(23-24高一下·上海宝山·期末)设函数是定义在上的奇函数,则“在上为严格增函数”是“在上的最小值为”的( )条件
A.充分非必要 B.必要非充分 C.充要 D.既非充分又非必要
4.(23-24高一下·上海黄浦·期末)设,“”是“”的一个 条件(充分非必要、必要非充分、充要、既非充分又非必要)
5.(23-24高一上·上海·期末)已知全集,集合,.
(1)若,求实数a的取值范围;
(2)命题p:,命题q:,若q是p的必要条件,求实数a的取值范围.
五、等式与不等式性质(共5小题)
1.(23-24高一上·上海杨浦·期末)设,则下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
2.(22-23高一下·上海宝山·期末)如果,那么下列式子中一定成立的是( )
A. B. C. D.
3.(22-23高一上·上海松江·期末)已知,,则下列不等式中正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(22-23高一上·上海徐汇·期末)下列命题是真命题的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
5.(23-24高一上·上海浦东新·期末)已知对于实数x,y,满足,,则的最大值为 .
六、不等式求解(共6小题)
1.(23-24高一上·上海·期末)设,若关于的不等式的解集是区间的真子集,则的取值范围是 .
2.(23-24高一上·上海·期末)对任意,都成立,则实数的取值范围为 .
3.(23-24高一上·上海宝山·期末)不等式的解集为 .
4.(23-24高一上·上海杨浦·期末)已知关于x的不等式的解集为R,则实数a的取值范围 .
5.(23-24高一上·上海虹口·期末)若一元二次不等式的解集为,则实数 .
6.(23-24高二下·上海·期末)已知,解关于的不等式.
七、基本不等式(共9小题)
1.(23-24高二上·上海闵行·期末)已知,则的最小值为 .
2.(23-24高一上·上海浦东新·期末)已知,关于x的不等式的解集为M,设,当a变化时,集合N中的元素个数最少时的集合N为 .
3.(23-24高一上·上海·期末)已知,,且,若的最小值为4,则实数a的值为 .
4.(23-24高一上·上海·期末)已知函数,若函数的图像恒在函数图像的上方,则m的取值范围为 .
5.(23-24高一上·上海虹口·期末)若存在实数使得不等式成立,则实数的取值范围是 .
6.(23-24高一上·上海闵行·期末)已知关于的不等式有解,则实数的取值范围为 .
7.(21-22高一上·上海黄浦·期末)如果关于的不等式的解集为,其中常数,则的最小值是 .
8.(22-23高二下·上海·期末)不等式对一切实数恒成立,实数的取值范围 .
9.(23-24高一上·上海·期末)(1)解不等式;
(2)证明:对所有实数x恒成立,并指出等号成立时x的取值范围.
八、幂、指数与对数(共5小题)
1.(23-24高一上·上海·期末)已知,用表示 .
2.(23-24高一上·上海·期末)已知,.则 .(用及表示)
3.(23-24高一上·上海浦东新·期末)记,那么 .
4.(23-24高一上·上海松江·期末)已知,用、的代数式表示 .
5.(24-25高一上·上海·期末)解方程:.
九、幂函数(共5小题)
1.(22-23高一上·上海·期末)已知幂函数的图像过点,则 .
2.(23-24高一上·上海浦东新·期末)若一个幂函数的图像经过点,则它的单调减区间是 .
3.(23-24高一上·上海·期末)若幂函数在上是严格增函数,则实数
4.(23-24高一上·上海·期末)若幂函数在上是严格减函数,则实数的取值范围为 .
5.(23-24高一上·上海·期末)已知幂函数为偶函数,且在上严格单调递减,则实数m的值为 .
十、指数函数与对数函数解析式(共3小题)
1.(23-24高二上·上海·期末)若函数是奇函数,则 .
2.(22-23高一上·上海浦东新·期末)已知对数函数(且)的图象经过点,且该函数图象经过点,则实数的值是 .
3.(22-23高一上·上海徐汇·期末)若指数函数的图像经过点,则其解析式为 .
十一、指数函数与对数函数图象(共3小题)
1.(21-22高一上·上海长宁·期末)在同一平面直角坐标系中,一次函数与对数函数(且)的图象关系可能是( )
A. B.
C. D.
2.(20-21高一上·上海浦东新·期末)函数的大致图象为( )
A. B.
C. D.
3.(21-22高一上·上海松江·期末)设平行于轴的直线分别与函数和的图像相交于点、,若在函数的图像上存在点,使得是以为斜边的等腰直角三角形,则点的横坐标为 .
十二、指数函数与对数函数过定点问题(共5小题)
1.(23-24高一上·上海徐汇·期末)函数(且的图像过定点 .
2.(22-23高一下·上海宝山·期末)无论为何值,函数的图象恒经过一个定点,该定点坐标为 .
3.(23-24高三上·上海普陀·期末)已知(且,函数的图象恒过定点,则点的坐标为 .
4.(22-23高一上·上海金山·期末)已知常数且,无论a取何值,函数的图像恒过一个定点,则此定点为 .
5.(22-23高一上·上海金山·期末)已知且,若函数与的图象经过同一个定点,则 .
十三、指数(型)函数值域(最值问题)(共5小题)
1.(23-24高一上·上海奉贤·期末)如果函数在区间上存在满足,则称为函数在区间上的一个均值点.已知函数在上存在均值点,则实数的取值范围是 .
2.(22-23高一上·上海普陀·期末)已知函数是定义在上的奇函数,且当时,,则函数的值域为 .
3.(22-23高一上·上海金山·期末)高斯是著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的美誉,用其名字命名的“高斯函数”:设,用表示不超过的最大整数,则称为高斯函数,也称取整函数,例如:,.已知,则函数的值域为 .
4.(23-24高一上·上海·期末)已知,设.
(1)若,求函数的值域;
(2)已知,若函数的最大值为,求的值;
(3)已知,若存在两个不同的正实数、,使得当函数的定义域为时,其值域为,求的取值范围.
5.(20-21高一上·上海徐汇·期末)已知函数,.
(1)判断函数的单调性,并给予证明;
(2)求函数的值域.
十四、指数(型)函数单调性应用(共9小题)
1.(23-24高一上·上海徐汇·期末)用函数的观点解不等式,该不等式的解集为 .
2.(22-23高一下·上海黄浦·期末)已知函数,则不等式的解集为 .
3.(22-23高一上·上海徐汇·期末)若在上是严格增函数,则实数的取值范围是 .
4.(21-22高一上·上海浦东新·期末)函数的单调减区间是 .
5.(23-24高一上·上海·期末)设,其中.
(1)若函数的图像关于原点成中心对称图形,求实数的值;
(2)若函数在上是严格增函数,求实数的取值范围.
6.(23-24高一上·上海青浦·期末)已知函数,其中.
(1)当时,证明:函数在区间上是严格减函数.
(2)讨论函数 的奇偶性,并说明理由.
7.(22-23高一上·上海松江·期末)设,函数.
(1)若,求证:函数是奇函数;
(2)若,请判断函数的单调性,并用定义证明.
8.(22-23高一下·上海黄浦·期末)设,.
(1)当时,求满足的的取值范围;
(2)求证:函数在区间上是严格增函数.
9.(22-23高一上·上海崇明·期末)设常数,函数.
(1)若,判断函数在区间上的单调性,并说明理由;
(2)根据a的不同取值,讨论函数的奇偶性,并说明理由.
十五、对数(型)函数定义域问题(共5小题)
1.(23-24高一上·上海·期末)函数的定义域为 .
2.(23-24高一上·上海·期末)函数的定义域是 .
3.(23-24高一上·上海宝山·期末)已知函数的定义域为,则实数的取值范围是 .
4.(23-24高一上·上海虹口·期末)函数的定义域为 .
5.(23-24高一上·上海·期末)设函数的定义域为集合A,函数的定义域为集合B.
(1)若全集为R,求;
(2)若,求实数a的取值范围.
十六、对数(型)函数单调区间(共4小题)
1.(22-23高一上·上海松江·期末)函数的单调减区间为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一下·上海静安·期末)若函数在内是严格减函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(21-22高一上·上海杨浦·期末)已知函数在上是严格减函数,则实数的取值范围是 .
4.(22-23高一上·上海浦东新·期末)已知函数在上是严格减函数,则实数a的取值范围为 ;
十七、对数(型)函数值域(最值问题)(共7小题)
1.(22-23高一上·上海宝山·期末)已知函数,定义域为,值域为.则以下选项正确的是( )
A.存在实数使得
B.存在实数使得
C.对任意实数
D.对任意实数
2.(22-23高一上·上海徐汇·期末)已知函数,若对于任意,存在,使得,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.(22-23高一上·上海奉贤·期末)已知对数函数在区间上的最大值比最小值大1,则 .
4.(21-22高一上·上海徐汇·期末)函数的最大值是
5.(22-23高一上·上海徐汇·期末)若不等式在上恒成立,则实数的取值范围为 .
6.(22-23高一上·上海杨浦·期末)求函数的最大值与最小值.
7.(22-23高一上·上海浦东新·期末)设.
(1)求在上的最小值;
(2)当时,若不等式在上有解,求x的取值范围.
十八、对数(型)函数单调性应用(共6小题)
1.(23-24高一上·上海虹口·期末)若表示不大于的最大整数,比如,则不等式的解集为 .
2.(22-23高一上·上海奉贤·期末)不等式的解集为 .
3.(23-24高一上·上海徐汇·期末)已知函数.
(1)求方程的解;
(2)若关于x的方程在上有实数解,求实数的取值范围.
4.(23-24高一上·上海闵行·期末)已知.
(1)解不等式;
(2)判断函数在其定义域上的单调性,并严格证明.
5.(21-22高一上·上海宝山·期末)已知函数为常数,为偶函数.
(1)求的值;并用定义证明在上是严格增函数;
(2)解不等式:.
6.(22-23高一上·上海松江·期末)已知函数.
(1)判断并证明的奇偶性;
(2)判断并证明的单调性:
(3)求解不等式.
十九、函数的概念及其表示方法(共4小题)
1.(23-24高一上·上海徐汇·期末)下列四组函数中,同组的两个函数是相同函数的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
2.(23-24高一上·上海长宁·期末)已知,若,则 .
3.(22-23高一上·上海奉贤·期末)函数的定义域为 .(用区间表示)
4.(23-24高三上·上海松江·期末)为了鼓励居民节约用气,某市对燃气收费实行阶梯计价,普通居民燃气收费标准如下:
第一档:年用气量在(含)立方米,价格为元/立方米;
第二档:年用气量在(含)立方米,价格为元/立方米;
第三档:年用气量在立方米以上,价格为元/立方米.
(1)请写出普通居民的年度燃气费用(单位:元)关于年度的燃气用量(单位:立方米)的函数解析式(用含的式子表示);
(2)已知某户居民年部分月份用气量与缴费情况如下表,求的值.
月份
1
2
3
4
5
9
10
12
当月燃气用量(立方米)
56
80
66
58
60
53
55
63
当月燃气费(元)
168
240
198
174
183
174.9
186
264.6
二十、函数奇偶性及其应用(共8小题)
1.(23-24高二下·上海宝山·期末)设函数是偶函数,则下列直线中,一定是函数图象的对称轴的是( ).
A. B. C. D.
2.(23-24高一上·上海·期末)偶函数在的解析式为,则的值为 .
3.(23-24高一上·上海·期末)已知,是定义在上的偶函数,且当时,.若,则 .
4.(23-24高一上·上海·期末)已知函数,且,则 .
5.(23-24高一上·上海·期末)已知函数,是偶函数,则 .
6.(23-24高一上·上海青浦·期末)函数在区间上的最大值为,最小值为,则 .
7.(21-22高一上·上海嘉定·期末)函数为偶函数,则实数 .
8.(23-24高一上·上海·期末)是否存在正数,使是偶函数,若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
二十一、函数单调性及其应用(共5小题)
1.(23-24高二下·上海金山·期末)已知函数,则不等式的解集为 .
2.(23-24高一上·上海·期末)已知函数,且,则实数m的取值范围是 .
3.(23-24高一上·上海·期末)若函数在区间上是严格增函数,则实数a的取值范围为 .
4.(23-24高一上·上海·期末)已知函数在上的严格减函数,则实数的取值范围是 .
5.(23-24高一上·上海·期末)已知,若对任意的,都有,则实数b的取值范围是 .
二十二、函数最值及其恒(能)成立问题(共5小题)
1.(23-24高一上·上海松江·期末)已知关于的不等式有实数解,则实数的取值范围是 .
2.(22-23高一上·上海松江·期末)已知函数,对于任意的,都存在,使得成立,则实数的取值范围为 .
3.(23-24高一上·上海·期末)已知函数,且.
(1)求实数,判断函数在上的单调性,并用定义证明;
(2)利用函数的单调性和奇偶性,解不等式.
4.(23-24高一上·上海·期末)设,已知,.
(1)求证:函数不是偶函数;
(2)若对任意的、,总存在,使得成立,求实数的取值范围;
(3)若对任意的,,总有成立,求实数的取值范围.
5.(23-24高一上·上海虹口·期末)已知,其中是常数,.
(1)判断函数的奇偶性,请说明理由;
(2)若对任意,均有,求所有满足条件的实数的值.
二十三、函数零点问题(共9小题)
1.(23-24高一上·上海·期末)已知函数满足,且当时,.若在区间上关于的方程有且仅有一解,则实数的取值范围是( ).
A. B. C. D.
2.(23-24高一上·上海·期末)设,若定义域为的函数的图象关于直线、直线、直线都成轴对称,且在区间上恰有5个零点,则在区间上的零点个数的最小值是 .
3.(23-24高一上·上海·期末)已知函数,若存在满足,则的取值范围为 .
4.(23-24高一上·上海虹口·期末)设,若实数满足:,则的取值范围是 .
5.(23-24高一上·上海·期末)已知函数,,若函数和的图象有且仅有1个公共点,则实数的取值范围是
6.(23-24高一上·上海·期末)关于函数,给出下列结论:
①函数的图象关于轴对称;
②如果方程(为常数)有解,则解的个数一定是偶数.
③方程一定有实数解;
以上结论正确的是
7.(23-24高一上·上海·期末)已知函数,若函数存在零点,则实数的取值范围是 .
8.(23-24高一上·上海·期末)方程的根,,则 .
9.(23-24高一上·上海闵行·期末)已知,其中.
(1)判断函数的奇偶性,并说明理由;
(2)当时,若函数与的图像有且只有三个公共点,求的取值范围;
(3)记,若函数在区间上有两个不同的零点,求的取值范围.
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· 对数(型)函数值域(最值问题)
· 对数(型)函数单调性应用
· 函数的表示方法
· 函数奇偶性及其应用
· 函数单调性及其应用
· 函数最值及其恒(能)成立问题
· 函数零点问题
一、集合的概念(共4小题)
1.(22-23高一上·上海金山·期末)已知集合,且,则实数a的值为 .
【答案】1
【知识点】根据元素与集合的关系求参数
【分析】根据元素与集合的关系列式计算即得.
【详解】由题意可得:,解得.
故答案为:1.
2.(22-23高一上·上海浦东新·期末)已知集合,且,则实数a的值为 .
【答案】或
【知识点】根据元素与集合的关系求参数
【分析】根据元素与集合的关系求解.
【详解】因为,,
所以,解得或,
故答案为:或
3.(22-23高一上·上海徐汇·期末)用列举法表示 .
【答案】
【知识点】列举法表示集合
【分析】根据元素的特征用列举法表示即可.
【详解】解:.
故答案为:
4.(20-21高一上·上海浦东新·期末)集合且,用列举法表示集合
【答案】
【知识点】列举法表示集合
【解析】由已知可得,则,解得且,结合题意,逐个验证,即可求解.
【详解】由题意,集合且,可得,则,
解得且,
当时,,满足题意;
当时,,不满足题意;
当时,,不满足题意;
当时,,满足题意;
当时,,满足题意;
当时,,满足题意;
当时,,此时分母为零,不满足题意;
当时,,满足题意;
当时,,满足题意;
当时,,满足题意;
当时,,不满足题意;
当时,,不满足题意;
当时,,满足题意;
综上可得,集合.
故答案为:.
二、集合间的基本关系(共4小题)
1.(24-25高一上·上海·期末)集合的非空真子集有 个.
【答案】30
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数
【分析】若集合有个元素,则非空真子集的个数为.
【详解】根据元素互异性集合A中有5个元素,
所以非空真子集有.
故答案为:30.
2.(22-23高二下·上海杨浦·期末)已知集合,若,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】根据集合的包含关系求参数
【分析】根据集合间的包含关系即可求解.
【详解】由于,所以,
故答案为:
3.(21-22高一上·上海金山·期末)满足条件:的集合M的个数为 .
【答案】7
【知识点】判断集合的子集(真子集)的个数、求集合的子集(真子集)
【分析】根据可知,M中的元素应该是多于一个不多于中的元素个数,由此可求得答案.
【详解】由可知,
M中的元素个数多于中的元素个数,不多于中的元素个数
因此M中的元素来自于b,c,d中,
即在b,c,d中取1元素时,M有3个;取2个元素时,有3个;取3个元素时,有1个,
故足条件:的集合M的个数有7个,
故答案为:7.
4.(21-22高一上·上海徐汇·期末)已知集合,,则满足条件的集合的个数为 个
【答案】7
【知识点】列举法表示集合、判断集合的子集(真子集)的个数、判断两个集合的包含关系
【分析】化简集合A,B,根据条件确定集合C的个数即可.
【详解】因为,
,
因为,所以1,2都是集合C的元素,
集合C中的元素还可以有3,4,5,且至少有一个,
所以集合C为:,,,,,, ,共7个.
故答案为:7
三、集合的基本运算(共8小题)
1.(23-24高二下·上海·期末)已知集合,则 .
【答案】
【知识点】区间的关系与运算、交集的概念及运算
【分析】根据集合交集运算即可.
【详解】由于,则.
故答案为:.
2.(24-25高一上·上海·期末)已知集合,,则 .
【答案】
【知识点】交集的概念及运算
【分析】解出即可得出交集.
【详解】解方程组,得,故.
故答案为:.
3.(23-24高二下·上海·期末)已知集合,,则 .
【答案】
【知识点】交集的概念及运算、分式不等式
【分析】首先解分式不等式求出集合,再根据交集的定义计算可得.
【详解】由,等价于,解得,
所以,又,
所以.
故答案为:
4.(23-24高一上·上海长宁·期末)设集合,.
(1)若,试用区间表示集合、;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2)
【知识点】分式不等式、根据并集结果求集合或参数
【分析】(1)当时,分别解出不等式,得集合、;
(2)求出集合,根据,可得出关于实数的不等式组,即可解得实数的取值范围.
【详解】(1)当时,由,得,
解得,所以,
由,得,则有,
解得,所以;
(2)由,得,
解得,所以,
由(1)得,由于,
所以,解得.
所以实数的取值范围是.
5.(22-23高二下·上海松江·期末)已知全集,集合,.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】分式不等式、根据并集结果求集合或参数、并集的概念及运算、根据交集结果求集合或参数
【分析】(1)求出,根据对是否为空集分情况讨论即可;
(2)求出,利用补集思想求解即可.
【详解】(1)由,得,,故,
因为,所以,
①当时,,解得;
②当时,有,无解;
所以实数的取值范围为;
(2)由题意,,,
若,则,
因为,所以实数的取值范围为.
6.(23-24高一上·上海浦东新·期末)已知全集,集合,.
(1)求A;
(2)求.
【答案】(1)或;
(2)
【知识点】分式不等式、交并补混合运算
【分析】(1)首先求解分式不等式,即可求解集合;
(2)分别求解和,再求交集.
【详解】(1),即,解得:或,
所以或;
(2),
,解得:,
即,
所以.
7.(23-24高一上·上海·期末)已知关于x的不等式的解集为A,不等式的解集为B.
(1)若,求集合A;
(2)若,求正数a的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【知识点】公式法解绝对值不等式、解含有参数的一元二次不等式、解不含参数的一元二次不等式、根据并集结果求集合或参数
【分析】(1)把代入,求解一元二次不等式即得.
(2)求出集合,再利用并集的结果,借助集合的包含关系求解即得.
【详解】(1)当时,不等式,解得,
所以.
(2)由,解不等式,得,即,
解不等式,得,即,则,
由,得,因此,
所以正数a的取值范围是.
8.(23-24高一上·上海杨浦·期末)设全集为,集合,集合
(1)若,求集合;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】公式法解绝对值不等式、分式不等式、交集的概念及运算、根据集合的包含关系求参数
【分析】(1)解分式不等式求出集合,根据,解出集合,进行交集运算即可;
(2)先解出,根据,先考虑是否可以为空集,再考虑非空时,进而解出的取值范围.
【详解】(1)因为,所以,解得,所以,
又因为,所以,解得,所以,
所以;
(2)因为,所以,所以,
又因为,且,所以,
所以,所以,
所以实数a的取值范围是.
四、充分性与必要性(共5小题)
1.(23-24高一上·上海长宁·期末)已知函数的定义域为.
是上的严格增函数;
任意,都有,且当时,恒有;
:当时,都有;
下列关于的充分条件的判断中,正确的是( )
A.都是 B.是,不是
C.不是,是 D.都不是
【答案】B
【知识点】判断命题的充分不必要条件、定义法判断或证明函数的单调性
【分析】根据题意,对于:先分析函数的奇偶性,结合奇偶性、单调性的定义分析可得是的充分条件;对于,利用单调性的定义,据反例可得不是的充分条件;综合可得答案.
【详解】根据题意,对于:任意,,都有,
令,则有,
再令,有,变形可得,
则函数为奇函数;
设,有,
则有,
必有,
故函数是上的严格增函数,
则是的充分条件;
对于,例如,当,满足时,都有;但不是单调递增函数,故不是的充分条件;
故选:B.
2.(23-24高二下·上海·期末)已知,则“”是“”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分也非必要条件
【答案】A
【知识点】判断命题的充分不必要条件
【分析】直接根据充分性和必要性的定义判断即可.
【详解】若“”则“”成立,是充分条件;
当时,“”,,是不必要条件;
“”是“”的充分非必要条件,
故选:A.
3.(23-24高一下·上海宝山·期末)设函数是定义在上的奇函数,则“在上为严格增函数”是“在上的最小值为”的( )条件
A.充分非必要 B.必要非充分 C.充要 D.既非充分又非必要
【答案】A
【知识点】函数奇偶性的应用、判断命题的充分不必要条件
【分析】结合严格增函数与奇函数定义,假设在上为严格增函数去推导能否得到在上的最小值为,及假设在上的最小值为去推导能否得到在上为严格增函数,即可得解.
【详解】若在上为严格增函数,
由奇函数性质可得在上为严格增函数,
则在上的最小值为,
若在上的最小值为,
不能得到在上为严格增函数,
即不能得到在上为严格增函数,
故“在上为严格增函数”是“在上的最小值为”的充分非必要条件.
故选:A.
4.(23-24高一下·上海黄浦·期末)设,“”是“”的一个 条件(充分非必要、必要非充分、充要、既非充分又非必要)
【答案】充分非必要
【知识点】分式不等式、由不等式的性质比较数(式)大小、充要条件的证明、判断命题的充分不必要条件
【分析】根据不等式的性质证明充分性成立,根据分式不等式的解法证明必要性不成立.
【详解】当时,,
所以“”是“”的充分条件;
当时,,即,解得或,
所以“”是“”的不必要条件,
故“”是“”的充分非必要条件.
故答案为:充分非必要
5.(23-24高一上·上海·期末)已知全集,集合,.
(1)若,求实数a的取值范围;
(2)命题p:,命题q:,若q是p的必要条件,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】解不含参数的一元二次不等式、必要条件的判定及性质、根据交集结果求集合或参数、根据集合的包含关系求参数
【分析】(1)根据一元二次不等式解法化简两个集合,结合交集概念求解答案;
(2)将必要条件转化为集合包含关系,进而直接列式求解.
【详解】(1)由,得,则,
即,
比较的大小,由,则,
所以,
因为,
所以或,
所以或,即实数a的取值范围为
(2)因为命题p:,命题q:,若q是p的必要条件,
所以,
所以,解得或,
即实数a的取值范围为
五、等式与不等式性质(共5小题)
1.(23-24高一上·上海杨浦·期末)设,则下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】根据不等式性质逐个选项判断即可.
【详解】对A,,则,即,故A错误;
对B,,则,则,故B错误;
对C,,则,故C错误;
对D,,则,故D正确.
故选:D
2.(22-23高一下·上海宝山·期末)如果,那么下列式子中一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】由不等式的性质比较数(式)大小、由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】根据不等式的性质判断即可.
【详解】因为,所以,故A错误;
因为,所以,所以,故B错误;
因为,所以,故C错误;
因为,所以,故D正确.
故选:D
3.(22-23高一上·上海松江·期末)已知,,则下列不等式中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确
【分析】利用不等式的性质求解.
【详解】因为,所以所以,
所以,又因为,所以,
故选:C.
4.(22-23高一上·上海徐汇·期末)下列命题是真命题的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】C
【知识点】由不等式的性质比较数(式)大小
【分析】根据不等式的性质判断A、C,利用特殊值判断B、D.
【详解】解:对于A:因为,当时,当时,故A错误;
对于B:因为,则,无法得到,如,,显然满足,但是,故B错误;
对于C:因为,所以,故C正确;
对于D:因为,则,无法得到,
如,,,,满足,但是,,故D错误;
故选:C
5.(23-24高一上·上海浦东新·期末)已知对于实数x,y,满足,,则的最大值为 .
【答案】7
【知识点】利用不等式求值或取值范围
【分析】先得到,根据得到答案.
【详解】因为,,所以,
设,
故,所以,
,
由于,
故,
即.
故答案为:7
六、不等式求解(共6小题)
1.(23-24高一上·上海·期末)设,若关于的不等式的解集是区间的真子集,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】根据集合的包含关系求参数、解含有参数的一元二次不等式
【分析】讨论参数求不等式解集,由不等式的解集是区间的真子集,列不等式求解即可.
【详解】不等式可化为,
当时,不等式的解集为,
由不等式的解集是区间的真子集,可得;
当时,不等式的解集为,不符合题意;
当时,不等式的解集为,符合题意,
综上可得,的取值范围是.
故答案为:
2.(23-24高一上·上海·期末)对任意,都成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【知识点】一元二次不等式在实数集上恒成立问题
【分析】分、两种情况讨论,在第一种情况下,直接验证即可;在第二种情况下,根据二次不等式恒成立可得出关于实数的不等式组,综合可得出实数的取值范围.
【详解】对任意,都成立,
当时,则有,合乎题意;
当时,则有,解得.
综上所述,实数的取值范围是.
故答案为:.
3.(23-24高一上·上海宝山·期末)不等式的解集为 .
【答案】或.
【知识点】解不含参数的一元二次不等式、分式不等式
【分析】将其等价转化为一元二次不等式,再解得即可.
【详解】不等式等价于,解得或,
所以不等式的解集为或.
故答案为:或
4.(23-24高一上·上海杨浦·期末)已知关于x的不等式的解集为R,则实数a的取值范围 .
【答案】
【知识点】一元二次不等式在实数集上恒成立问题
【分析】根据题意对a进行分类讨论,结合的开口与判别式即可.
【详解】当时,,满足题意;
当时,易得且,即,解得.
综上,实数的取值范围为.
故答案为:
5.(23-24高一上·上海虹口·期末)若一元二次不等式的解集为,则实数 .
【答案】
【知识点】由一元二次不等式的解确定参数
【分析】根据一元二次不等式解集与一元二次方程根的关系解出即可.
【详解】根据题意可知方程的两根分别为,
根据韦达定理可知,,
故答案为:.
6.(23-24高二下·上海·期末)已知,解关于的不等式.
【答案】答案见解析
【知识点】解含有参数的一元二次不等式
【分析】分三种情况讨论不等式解集即可.
【详解】对,由关于的不等式,即,可得.
当时,不等式即,解得,解集为.
当时,不等式即,解得,或,解集为或.
当时,不等式即,解得,解集为.
综上,当时解集为;
当时解集为;
当时解集为.
七、基本不等式(共9小题)
1.(23-24高二上·上海闵行·期末)已知,则的最小值为 .
【答案】
【知识点】基本不等式求和的最小值
【分析】利用基本不等式求得正确答案.
【详解】依题意,,则,且,
,
当且仅当时等号成立.
故答案为:
2.(23-24高一上·上海浦东新·期末)已知,关于x的不等式的解集为M,设,当a变化时,集合N中的元素个数最少时的集合N为 .
【答案】/
【知识点】解含有参数的一元二次不等式、基本不等式求和的最小值、根据集合中元素的个数求参数
【分析】由基本不等式得到,得到不等式解集,要想集合N中的元素个数最少,则取最小值,得到答案.
【详解】,令得,
其中,当且仅当,即时,等号成立,
其中,
则的解集为,
要想集合N中的元素个数最少,则取最小值,
此时解集为,此时.
故答案为:
3.(23-24高一上·上海·期末)已知,,且,若的最小值为4,则实数a的值为 .
【答案】2
【知识点】基本不等式“1”的妙用求最值
【分析】利用配凑法,结合基本不等式“1”的妙用求解即可.
【详解】由,且,知,
因此
,当且仅当,即时取等号,
依题意,,解得,由,解得,
所以当时,有最小值为4,实数a的值为2.
故答案为:2
4.(23-24高一上·上海·期末)已知函数,若函数的图像恒在函数图像的上方,则m的取值范围为 .
【答案】
【知识点】绝对值三角不等式、求绝对值不等式中参数值或范围
【分析】首先将题目等价转换为恒成立,利用三角不等式求不等号左边最小值,由此即可得解.
【详解】由题意函数,若函数的图像恒在函数图像的上方,
所以恒成立,即恒成立,即恒成立,
故只需即可,
而由三角不等式可得,等号成立当且仅当,
即,所以m的取值范围为.
故答案为:.
5.(23-24高一上·上海虹口·期末)若存在实数使得不等式成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】绝对值三角不等式
【分析】根据绝对值的三角不等式结合存在性问题分析求解.
【详解】因为,当且仅当时,等号成立,
由题意可得,解得,
所以实数的取值范围是.
故答案为:.
6.(23-24高一上·上海闵行·期末)已知关于的不等式有解,则实数的取值范围为 .
【答案】
【知识点】绝对值三角不等式
【分析】利用绝对值不等式求得的最小值,从而利用能成立问题得到,解之即可得解.
【详解】因为,
当且仅当时,等号成立,
因为有解,所以,解得,
即实数的取值范围为.
故答案为:.
7.(21-22高一上·上海黄浦·期末)如果关于的不等式的解集为,其中常数,则的最小值是 .
【答案】
【知识点】由一元二次不等式的解确定参数、基本不等式求和的最小值、一元二次方程的解集及其根与系数的关系
【分析】根据不等式与对应方程的关系,利用根与系数的关系和基本不等式即可求解.
【详解】不等式的解集为,其中常数,
所以是方程的实数根,
时,,所以,
所以,
当且仅当,即时取等号,
故的最小值是
故答案为:
8.(22-23高二下·上海·期末)不等式对一切实数恒成立,实数的取值范围 .
【答案】
【知识点】绝对值三角不等式、求绝对值不等式中参数值或范围
【分析】利用绝对值三角不等式求出的最小值,从而可求出实数的取值范围.
【详解】因为,当且仅当取等号,
所以的最小值为1,
因为对一切实数恒成立,
所以,
所以实数a的取值范围是.
故答案为:.
9.(23-24高一上·上海·期末)(1)解不等式;
(2)证明:对所有实数x恒成立,并指出等号成立时x的取值范围.
【答案】(1);(2),证明见解析.
【知识点】绝对值三角不等式、分类讨论解绝对值不等式
【分析】(1)分,,三种情况去绝对值符号,求解即可;
(2)利用绝对值三角不等式即可得出结果.
【详解】(1)当时,原不等式等价于,解得,
此时;
当时,原不等式等价于,解得,
此时;
当时,原不等式等价于,解得,此时无解.
综上,不等式的解集为;
(2)证明:,
当且仅当,即时等号成立,此时,
对所有实数x恒成立,且等号成立时的x的取值范围为.
八、幂、指数与对数(共5小题)
1.(23-24高一上·上海·期末)已知,用表示 .
【答案】
【知识点】对数的运算性质的应用、运用换底公式化简计算
【分析】利用换底公式及对数的运算性质计算可得.
【详解】因为,所以.
故答案为:
2.(23-24高一上·上海·期末)已知,.则 .(用及表示)
【答案】/
【知识点】指数式与对数式的互化、对数的运算
【分析】利用对数的运算法则计算即可.
【详解】由可知,所以.
故答案为:
3.(23-24高一上·上海浦东新·期末)记,那么 .
【答案】
【知识点】对数的运算性质的应用、运用换底公式化简计算
【分析】利用对数的换底公式计算可得答案.
【详解】因为,
所以.
故答案为:1.
4.(23-24高一上·上海松江·期末)已知,用、的代数式表示 .
【答案】
【知识点】指数式与对数式的互化、对数的运算、运用换底公式化简计算
【分析】根据指对数互化,即可利用对数的性质求解.
【详解】由可得,
所以,
故答案为:
5.(24-25高一上·上海·期末)解方程:.
【答案】或
【知识点】简单的对数方程
【分析】先根据二次方程解,再根据对数方程解得结果.
【详解】即,
所以,所以或,
所以或.
九、幂函数(共5小题)
1.(22-23高一上·上海·期末)已知幂函数的图像过点,则 .
【答案】3
【知识点】根据函数是幂函数求参数值
【分析】由幂函数知,再代入点求出即可.
【详解】因为幂函数,所以,又幂函数图象过点,
,解得,所以.
故答案为:3.
2.(23-24高一上·上海浦东新·期末)若一个幂函数的图像经过点,则它的单调减区间是 .
【答案】
【知识点】求幂函数的解析式、判断一般幂函数的单调性
【分析】首先求函数的解析式,再根据幂函数的性质,即可判断函数的单调递减区间.
【详解】设幂函数为,由题意可知,,则,
即,由幂函数性质可知,函数在单调递减,
因为函数为偶函数,所以在单调递增,
所以函数的单调递减区间是.
故答案为:
3.(23-24高一上·上海·期末)若幂函数在上是严格增函数,则实数
【答案】
【知识点】根据函数是幂函数求参数值、由幂函数的单调性求参数
【分析】根据幂函数的定义和性质分析求解.
【详解】由题意可得:,解得或,
若,则在上是严格减函数,不合题意;
若,则在上是严格增函数,符合题意;
综上所述:.
故答案为:.
4.(23-24高一上·上海·期末)若幂函数在上是严格减函数,则实数的取值范围为 .
【答案】
【知识点】解不含参数的一元二次不等式、由幂函数的单调性求参数
【分析】利用幂函数的单调性即可得解.
【详解】因为幂函数在上是严格减函数,
所以,解得,即实数的取值范围为.
故答案为:.
5.(23-24高一上·上海·期末)已知幂函数为偶函数,且在上严格单调递减,则实数m的值为 .
【答案】
【知识点】根据函数是幂函数求参数值、由幂函数的单调性求参数
【分析】利用幂函数的定义和性质即可求解.
【详解】因为是幂函数,所以,解得或.
又因为在上严格单调递减,所以,解得,故而.
而且当时,是偶函数,符合题意,从而实数m的值为.
故答案为:.
十、指数函数与对数函数解析式(共3小题)
1.(23-24高二上·上海·期末)若函数是奇函数,则 .
【答案】
【知识点】求指数函数解析式、由奇偶性求参数
【分析】令,利用奇函数的性质得出,可求出的值,可得出函数的解析式,再验证函数为奇函数,即可得解.
【详解】令,则该函数的定义域为,
因为函数为奇函数,则,解得,则,
,即函数为奇函数,合乎题意,
故.
故答案为:.
2.(22-23高一上·上海浦东新·期末)已知对数函数(且)的图象经过点,且该函数图象经过点,则实数的值是 .
【答案】9
【知识点】求对数函数的解析式
【分析】根据点在图象上可求出,进而可求解.
【详解】因为对数函数(且)的图象经过点,
所以解得,
所以,
因为该函数图象经过点,所以解得,
故答案为:9.
3.(22-23高一上·上海徐汇·期末)若指数函数的图像经过点,则其解析式为 .
【答案】
【知识点】求指数函数解析式
【分析】设指数函数的解析式为,(且),代入计算即可得解.
【详解】设指数函数的解析式为,(且),
因指数函数fx的图像经过点,
则,即,则其解析式为.
故答案为:.
十一、指数函数与对数函数图象(共3小题)
1.(21-22高一上·上海长宁·期末)在同一平面直角坐标系中,一次函数与对数函数(且)的图象关系可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】函数图像的识别、根据对数型函数图象判断参数的范围
【分析】根据对数函数的图象以及直线方程与图象关系分别进行讨论即可.
【详解】.由对数图象知,此时直线的纵截距,矛盾,
.由对数图象知,此时直线的纵截距,矛盾,
.由对数图象知,此时直线的纵截距,保持一致,
.由对数图象知,此时直线的纵截距,矛盾,
故选:.
2.(20-21高一上·上海浦东新·期末)函数的大致图象为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】函数图像的识别、判断对数型函数的图象形状
【分析】利用奇偶性排除AB,利用函数值正负排除C
【详解】的定义域为关于原点对称,且,故函数为偶函数,排除AB;当,故C错误
故选:D
3.(21-22高一上·上海松江·期末)设平行于轴的直线分别与函数和的图像相交于点、,若在函数的图像上存在点,使得是以为斜边的等腰直角三角形,则点的横坐标为 .
【答案】
【知识点】对数函数图象的应用
【分析】设,求得点坐标并代入,求得,进而求得的横坐标.
【详解】设,线段的中点坐标为,,
因为是以为斜边的等腰直角三角形,
所以,因为点在函数的图像上,
所以,,
所以,所以,
解得,所以点的横坐标为.
故答案为:
十二、指数函数与对数函数过定点问题(共5小题)
1.(23-24高一上·上海徐汇·期末)函数(且的图像过定点 .
【答案】
【知识点】指数型函数图象过定点问题
【分析】由指数函数的性质可得.
【详解】当时,,
故图像过定点,
故答案为:.
2.(22-23高一下·上海宝山·期末)无论为何值,函数的图象恒经过一个定点,该定点坐标为 .
【答案】
【知识点】指数型函数图象过定点问题
【分析】由已知可知,求解代入,即可得出答案.
【详解】当,即时,无论为何值,恒有,此时,
所以定点坐标为.
故答案为:.
3.(23-24高三上·上海普陀·期末)已知(且,函数的图象恒过定点,则点的坐标为 .
【答案】
【知识点】对数型函数图象过定点问题
【分析】令即可求出定点.
【详解】令得,
此时,
所以函数的图象恒过定点,即点.
故答案为:.
4.(22-23高一上·上海金山·期末)已知常数且,无论a取何值,函数的图像恒过一个定点,则此定点为 .
【答案】
【知识点】对数型函数图象过定点问题
【分析】利用对数函数性质可知,只需令即可求出的图像恒过的定点的坐标.
【详解】因为的图像必过,即,
当,即时,,
从而图像必过定点.
故答案为:.
5.(22-23高一上·上海金山·期末)已知且,若函数与的图象经过同一个定点,则 .
【答案】3
【知识点】指数型函数图象过定点问题、对数型函数图象过定点问题
【分析】由可得出函数所过定点,再由结合条件可得的值.
【详解】因为,
由,可得,,
即函数的图象经过定点;
因为,
由,可得,
即的图象经过定点,
所以,即.
故答案为:3.
十三、指数(型)函数值域(最值问题)(共5小题)
1.(23-24高一上·上海奉贤·期末)如果函数在区间上存在满足,则称为函数在区间上的一个均值点.已知函数在上存在均值点,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】函数新定义、函数与方程的综合应用、求指数函数在区间内的值域、根据二次函数零点的分布求参数的范围
【分析】先求出,由此列方程,再利用换元法以及函数与方程的思想求得实数的取值范围.
【详解】根据题意由可得;
函数在上存在均值点,即方程在上有解,
设,则有在上有解;
即,因此函数与图象有交点,
而二次函数对称轴为,其在上的值域为,
所以可得实数的取值范围是.
故答案为:
2.(22-23高一上·上海普陀·期末)已知函数是定义在上的奇函数,且当时,,则函数的值域为 .
【答案】
【知识点】求指数型复合函数的值域、由奇偶性求函数解析式
【分析】根据函数的奇偶性得到函数解析式,画出函数图像,根据图像得到值域.
【详解】当时,,则,
故,画出函数图像,如图所示:
根据图像知,函数值域为.
故答案为:
3.(22-23高一上·上海金山·期末)高斯是著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的美誉,用其名字命名的“高斯函数”:设,用表示不超过的最大整数,则称为高斯函数,也称取整函数,例如:,.已知,则函数的值域为 .
【答案】
【知识点】求指数型复合函数的值域
【分析】先把函数分离常数,然后求分离常数后的取值范围,最后根据取值范围求解.
【详解】
又,
当时,所以的值域里有
当时,所以的值域里有
当时,所以的值域里有
所以的值域为
故答案为:
4.(23-24高一上·上海·期末)已知,设.
(1)若,求函数的值域;
(2)已知,若函数的最大值为,求的值;
(3)已知,若存在两个不同的正实数、,使得当函数的定义域为时,其值域为,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】根据二次函数的最值或值域求参数、求指数型复合函数的值域、根据二次函数零点的分布求参数的范围、根据指数函数的值域或最值求参数(定义域)
【分析】(1)根据题意结合指数函数性质分析求解;
(2)令,可得的最大值为,结合二次函数性质分析求解;
(3)令,由题意可知在内有两个零点,结合二次函数零点分布求解.
【详解】(1)若,则,
因为,则,
所以函数的值域为.
(2)令,则,
因为,可知开口向下,对称轴为,
当,二次函数取到最大值,
整理得,解得或,
且,所以.
(3)令,则
因为,开口向上,对称轴,
可知在内单调递增,
且在内单调递增,
可知在内单调递增,
由题意可知:至少有2个不同的正根,
即,整理得,
可得在内有两个零点,
且,则,解得,
所以的取值范围.
5.(20-21高一上·上海徐汇·期末)已知函数,.
(1)判断函数的单调性,并给予证明;
(2)求函数的值域.
【答案】(1)在上单调递减,证明见解析;(2).
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、判断指数型复合函数的单调性、求指数型复合函数的值域
【解析】(1)对化简可得,利用单调性的定义,取值、作差、化简、定号即可证明;
(2),利用先求出,再计算即可求解.
【详解】(1),
设任意的,,且,
,
因为,所以,
因为,,所以,
所以在上单调递减,
(2),
因为,所以,,,
所以,
函数的值域为
【点睛】方法点睛:定义法判定函数在区间上的单调性的一般步骤:
1.取值:任取,,规定,
2.作差:计算;
3.定号:确定的正负;
4.得出结论:根据同增异减得出结论.
十四、指数(型)函数单调性应用(共9小题)
1.(23-24高一上·上海徐汇·期末)用函数的观点解不等式,该不等式的解集为 .
【答案】
【知识点】由指数函数的单调性解不等式、对数函数单调性的应用
【分析】由不等式可得,令函数再根据函数单调性即可求解.
【详解】由不等式,得,
令函数,定义域为,
因为,均为定义域内的增函数,
所以在定义域内单调递增,且,
对应不等式即为,从而得,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
2.(22-23高一下·上海黄浦·期末)已知函数,则不等式的解集为 .
【答案】
【知识点】由指数函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
【分析】令,分析函数的定义域、奇偶性与单调性,将所求不等式变形为,结合函数的单调性可得出关于的不等式,解之即可.
【详解】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:.
3.(22-23高一上·上海徐汇·期末)若在上是严格增函数,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】由指数(型)的单调性求参数、根据分段函数的单调性求参数
【分析】根据题意,由函数在上是严格增函数,列出不等式,即可得到结果.
【详解】因为函数在上是严格增函数,
则,解得
所以实数的取值范围是
故答案为:
4.(21-22高一上·上海浦东新·期末)函数的单调减区间是 .
【答案】/
【知识点】判断指数型复合函数的单调性
【分析】根据复合函数的单调性“同增异减”,即可求解.
【详解】令,
根据复合函数单调性可知,内层函数在上单调递减,在上单调递增,
外层函数在定义域上单调递增,所以函数#在上单调递减,在上单调递增.
故答案为:.
5.(23-24高一上·上海·期末)设,其中.
(1)若函数的图像关于原点成中心对称图形,求实数的值;
(2)若函数在上是严格增函数,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】判断指数函数的单调性、定义法判断或证明函数的单调性、由奇偶性求参数、根据函数的单调性求参数值
【分析】(1)由奇函数定义可知,由此可构造方程求得结果;
(2)根据单调性定义可知对任意,恒成立,由此可整理得到,根据可求得的取值范围.
【详解】(1)由题意得为奇函数,,
又,,解得:.
(2)设,在上为严格增函数,恒成立,
即,
,,即,
,,,即的取值范围为.
6.(23-24高一上·上海青浦·期末)已知函数,其中.
(1)当时,证明:函数在区间上是严格减函数.
(2)讨论函数 的奇偶性,并说明理由.
【答案】(1)证明见解析;
(2)时,为偶函数,且时,为非奇非偶函数.
【知识点】判断指数型复合函数的单调性、函数奇偶性的定义与判断、定义法判断或证明函数的单调性
【分析】(1)由函数单调性的定义证明即可.
(2)由函数奇偶性定义进行判断即可.
【详解】(1)由题,
设任意,
则
,
因为,
所以,且,
则,
所以,即,
所以函数在区间上是严格减函数.
(2)因为,定义域为R,
则,
若为偶函数,则,
若为奇函数,则,无解,
所以时,为偶函数,且时,为非奇非偶函数.
7.(22-23高一上·上海松江·期末)设,函数.
(1)若,求证:函数是奇函数;
(2)若,请判断函数的单调性,并用定义证明.
【答案】(1)证明见解析;
(2)上的增函数,证明见解析.
【知识点】判断指数函数的单调性、函数奇偶性的定义与判断、定义法判断或证明函数的单调性
【分析】(1)利用奇函数的定义可证得结论成立;
(2)任取,且,作差,因式分解并判断差值的符号,由此可证得函数为上的增函数.
【详解】(1)当时,函数的定义域为,
由于,
所以函数是奇函数.
(2)当时,函数为上的增函数.
当时,,
任取,且,则
,
由,得,则,即,
所以函数为上的增函数.
8.(22-23高一下·上海黄浦·期末)设,.
(1)当时,求满足的的取值范围;
(2)求证:函数在区间上是严格增函数.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、比较指数幂的大小、指数不等式
【分析】(1)即,亦即,可得,进而可得答案;
(2)设是区间上任意给定的两个实数,且,证明即可得结论.
【详解】(1)即,
亦即,因为,
所以上述不等式即为,解得,
故满足的x的取值范围是;
(2)设是区间上任意给定的两个实数,且,
0,
由,可得,即,
又,,从而0,
故,
因此,函数在区间上是严格增函数增函数.
9.(22-23高一上·上海崇明·期末)设常数,函数.
(1)若,判断函数在区间上的单调性,并说明理由;
(2)根据a的不同取值,讨论函数的奇偶性,并说明理由.
【答案】(1)函数在区间上是严格减函数,理由见解析
(2)具体见解析
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、指数式与对数式的互化、定义法判断或证明函数的单调性、比较指数幂的大小
【分析】(1)由定义结合指数函数的单调性得出单调性;
(2)分类讨论的值,结合奇偶性的定义判断即可.
【详解】(1)当,,
任取,有,所以
所以,
所以函数在区间上是严格减函数
(2)①当时,,定义域为,故函数是偶函数;
②当时,,定义域为,
,故函数为奇函数;
③当且时,定义域为关于原点不对称,
故函数既不是奇函数,也不是偶函数,
所以当时,函数是偶函数,当时,函数是奇函数,当且时,函数是非奇非偶函数.
十五、对数(型)函数定义域问题(共5小题)
1.(23-24高一上·上海·期末)函数的定义域为 .
【答案】
【知识点】求对数型复合函数的定义域
【分析】根据对数型函数真数大于0即可得到不等式,解出即可.
【详解】由题意得,即,解得或,
则其定义域为,
故答案为:.
2.(23-24高一上·上海·期末)函数的定义域是 .
【答案】
【知识点】求对数型复合函数的定义域
【分析】利用对数的真数大于零可求得原函数的定义域.
【详解】对于函数,有,解得,
故函数的定义域为.
故答案为:.
3.(23-24高一上·上海宝山·期末)已知函数的定义域为,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】求对数型复合函数的定义域、一元二次不等式在实数集上恒成立问题
【分析】根据题意,将问题转化为恒成立求参数,再结合二次函数性质即求解.
【详解】因为函数的定义域为,
所以在上恒成立,
则当时,满足题意;
当时,,解得.
综上所述,,即.
故答案为:.
4.(23-24高一上·上海虹口·期末)函数的定义域为 .
【答案】
【知识点】求对数型复合函数的定义域、具体函数的定义域
【分析】由二次根式有意义的条件以及复合对数函数的定义域即可得解.
【详解】由题意函数有意义,当且仅当,解得,即函数的定义域为.
故答案为:.
5.(23-24高一上·上海·期末)设函数的定义域为集合A,函数的定义域为集合B.
(1)若全集为R,求;
(2)若,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求对数型复合函数的定义域、具体函数的定义域、补集的概念及运算、根据并集结果求集合或参数
【分析】(1)根据对数函数定义域和补集相关知识求解即可;
(2)根据题意得到,结合列出不等式组求解即可.
【详解】(1)因为函数的定义域为集合A,
所以令,
即,解得或,
即或,
所以
(2)因为函数的定义域为集合B,
所以令,解得,所以,
因为,所以,解得,
所以实数a的取值范围为
十六、对数(型)函数单调区间(共4小题)
1.(22-23高一上·上海松江·期末)函数的单调减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】对数型复合函数的单调性
【分析】令,求出原函数定义域后,分别讨论函数与,的单调性,再通过复合函数同增异减得出答案.
【详解】函数定义域为,
令,,则,
函数在定义域上为单调减函数,
函数,,在上单调递增,在上单调递减,
则函数在上单调递减,在上单调递增,
故选:C.
2.(23-24高一下·上海静安·期末)若函数在内是严格减函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】根据函数的单调性求参数值、由对数(型)的单调性求参数
【分析】根据题意以及对数函数的单调性性质即可直接求解.
【详解】函数在内是严格减函数,
所以,,故.
故选:D.
3.(21-22高一上·上海杨浦·期末)已知函数在上是严格减函数,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】由对数(型)的单调性求参数、对数型复合函数的单调性
【分析】由题知在上恒成立,进而得,再解不等式即可得答案.
【详解】解:因为函数在上是严格减函数,
所以,在上恒成立,
故且在上单调递减,
即有,解得.
所以,实数的取值范围是.
故答案为:.
4.(22-23高一上·上海浦东新·期末)已知函数在上是严格减函数,则实数a的取值范围为 ;
【答案】
【知识点】由对数(型)的单调性求参数、求对数型复合函数的定义域
【分析】由题意,利用复合函数的单调性,对数函数、二次函数的性质,求得的范围.
【详解】函数在上严格单调递减,
函数 在上单调递增,且,
,解得,
故答案为:.
十七、对数(型)函数值域(最值问题)(共7小题)
1.(22-23高一上·上海宝山·期末)已知函数,定义域为,值域为.则以下选项正确的是( )
A.存在实数使得
B.存在实数使得
C.对任意实数
D.对任意实数
【答案】D
【知识点】求对数型复合函数的定义域、求对数型复合函数的值域
【分析】设,考虑,,,,,几种情况,分别计算集合和,再对比选项得到答案..
【详解】设,当,即时,
设对应方程的两根为,,不妨取,
当时,,,且;
当时,,;
当时,,,;
当时,,;
当时,,,,故;
当时,函数无意义.
对选项A:根据以上情况知不存在的情况,错误;
对选项B:根据以上情况知不存在的情况,错误;
对选项C:假设任意实数,,
取,解得,则,
对于,有,
此时应满足,解得,
易得不在此范围内,假设不成立,此时,错误;
对选项D:根据以上情况知对任意实数,正确;
故选:D
【点睛】关键点睛:本题考查了对数型复合函数的定义域和值域,意在考查学生的计算能力,转化能力和综合应用能力,其中,根据二次函数的开口方向和的正负讨论的范围,进而计算集合和是解题的关键,分类讨论的方法是常考方法,需要熟练掌握.
2.(22-23高一上·上海徐汇·期末)已知函数,若对于任意,存在,使得,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】求对数型复合函数的值域、函数不等式能成立(有解)问题、求指数型复合函数的值域
【分析】根据对数函数、指数函数的性质求出、的值域,依题意可得,即可得到不等式,解得即可.
【详解】解:因为,所以,所以,即,
由,则,即,
因为对于任意,存在,使得,
所以,则,解得,即.
故选:A
3.(22-23高一上·上海奉贤·期末)已知对数函数在区间上的最大值比最小值大1,则 .
【答案】2
【知识点】根据对数函数的最值求参数或范围
【分析】根据对数函数的单调性,结合已知列出方程,求解即可得出答案.
【详解】由已知可得,函数在区间上单调递增.
又对数函数在区间上的最大值比最小值大1,
所以,,解得.
故答案为:2.
4.(21-22高一上·上海徐汇·期末)函数的最大值是
【答案】
【知识点】求对数函数的最值
【分析】由对数函数的单调性和二次函数的知识可得答案.
【详解】由对数函数的单调性可得当取得最小值时,函数取得最大值,
所以当时,.
故答案为:
5.(22-23高一上·上海徐汇·期末)若不等式在上恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【知识点】根据对数函数的最值求参数或范围、函数不等式恒成立问题
【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】解:因为不等式在上恒成立,
所以在上恒成立,
令,,,
则问题转化为在上恒成立,
若,此时在上单调递减,,而当时,,显然不合题意;
当时,画出两个函数的图象,
要想满足在上恒成立,只需,即,解得.
综上:实数的取值范围是.
故答案为:
6.(22-23高一上·上海杨浦·期末)求函数的最大值与最小值.
【答案】
【知识点】利用函数单调性求最值或值域、求对数型复合函数的值域、对数型复合函数的单调性
【分析】判断函数的单调性,由此可求得答案.
【详解】由于在上单调递减,且在上单调递增,
故函数在上单调递减,
则其最大值为,最小值为.
7.(22-23高一上·上海浦东新·期末)设.
(1)求在上的最小值;
(2)当时,若不等式在上有解,求x的取值范围.
【答案】(1)当时,;当时;
(2)
【知识点】求二次函数的值域或最值、函数不等式能成立(有解)问题、对数的运算性质的应用、求对数函数在区间上的值域
【分析】(1)根据二次函数的性质,分类讨论可得最小值;
(2)把问题转化为在上的最大值大于,结合对数的运算和二次函数的性质求出的最大值,再解不等式即可.
【详解】(1),
当,即时,在上的最小值;
当,即时,在上的最小值.
(2)当时,,
令,,
,
当时,,则当,即时,取最大值1,
由题意得,即,解得,
所以x的取值范围是.
十八、对数(型)函数单调性应用(共6小题)
1.(23-24高一上·上海虹口·期末)若表示不大于的最大整数,比如,则不等式的解集为 .
【答案】
【知识点】由对数函数的单调性解不等式、对数的运算性质的应用
【分析】先将看成一个整体,把对数不等式解出来得,再根据的定义计算出结果.
【详解】因为,所以,且,
又因为表示不大于的最大整数,所以,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
2.(22-23高一上·上海奉贤·期末)不等式的解集为 .
【答案】
【知识点】求对数型复合函数的定义域、由指数函数的单调性解不等式、由对数函数的单调性解不等式、根据解析式直接判断函数的单调性
【分析】设函数,先求出函数的定义域,进而根据,将不等式转化为.判断函数的单调性,即可列出不等式,求解即可得出答案.
【详解】设函数,
则应有,解得,所以,定义域为.
又,
所以,由,可得.
因为以及均在上单调递增,
所以,在上单调递增,
所以,.
综上所述,.
所以,不等式的解集为.
故答案为:.
3.(23-24高一上·上海徐汇·期末)已知函数.
(1)求方程的解;
(2)若关于x的方程在上有实数解,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】对数函数单调性的应用、简单的指数方程
【分析】(1)解方程即可求解.
(2)将问题转化为在上有实数解,求函数在上的值域即可.
【详解】(1)由题得即
故方程的解为.
(2)由,得
易知在上是严格增函数,
且当时,当时,
故
4.(23-24高一上·上海闵行·期末)已知.
(1)解不等式;
(2)判断函数在其定义域上的单调性,并严格证明.
【答案】(1)
(2)严格增函数,证明见解析
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、对数型复合函数的单调性、根据函数的单调性解不等式
【分析】(1)由不等式等价于,利用在上是严格增函数求解;
(2)法一:利用复合函数的单调性证明;法二:利用函数的单调性定义证明.
【详解】(1)不等式等价于,
因为在上是严格增函数,
所以,解得,
因此不等式的解集为.
(2)法一:在定义域上是严格增函数.
证明:设是定义域上任意给定的两个实数,且,
则,
因为在上是严格增函数,
所以,
即,
即证函数在其定义域上是严格增函数.
法二:在定义域上是严格增函数.
证明:令,
设是定义域上任意给定的两个实数,且,
,
因为,所以,则,
所以,
即证函数在其定义域上是严格增函数.
5.(21-22高一上·上海宝山·期末)已知函数为常数,为偶函数.
(1)求的值;并用定义证明在上是严格增函数;
(2)解不等式:.
【答案】(1),证明见解析
(2)
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、根据函数的单调性解不等式、由奇偶性求参数、由对数函数的单调性解不等式
【分析】(1)根据为偶函数,由,求得,再利用单调性的定义证明其单调性;
(2)根据为偶函数,得到,再根据在上严格增,得到所求解.
【详解】(1)解:因为为偶函数,所以,即,解得,
故,则且定义域为R,满足题设;
任取,且,
则,
因为,所以,
因为,所以,所以,
所以,所以在上是严格增函数.
(2)因为为偶函数,,
所以不等式,即为,
因为在上严格增,
所以,
两边平方,得,
解得或,
所以或,
故解集为.
6.(22-23高一上·上海松江·期末)已知函数.
(1)判断并证明的奇偶性;
(2)判断并证明的单调性:
(3)求解不等式.
【答案】(1)奇函数
(2)单调递增
(3)
【知识点】由对数函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式、函数奇偶性的定义与判断、定义法判断或证明函数的单调性
【分析】(1)根据奇偶性的定义判断证明;
(2)根据单调性的定义结合复合函数的单调性证明;
(3)根据函数的单调性和奇偶性解不等式.
【详解】(1)判断为奇函数,证明如下,
令得解得,
所以的定义域为,
又因为,
所以为奇函数.
(2)判断为增函数,证明如下,
因为,
设,
,
,
因为,所以,
所以,即,
所以在单调递增,
又因为函数单调递增,
所以函数在单调递增.
(3)由可得,
由(1)知为奇函数,所以,
则有,
又因为为增函数,
所以,即,也即,
解得,所以原不等式的解集为.
十九、函数的概念及其表示方法(共4小题)
1.(23-24高一上·上海徐汇·期末)下列四组函数中,同组的两个函数是相同函数的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【答案】C
【知识点】判断两个函数是否相等、求对数函数的定义域
【分析】根据相同函数的知识确定正确答案.
【详解】A选项,的定义域为,的定义域为,所以不是相同函数.
B选项,的定义域为,的定义域为,所以不是相同函数.
C选项,,两个函数定义域、值域、对应关系相同,是相同函数.
D选项,的定义域为,的定义域为,所以不是相同函数.
故选:C
2.(23-24高一上·上海长宁·期末)已知,若,则 .
【答案】或
【知识点】已知分段函数的值求参数或自变量
【分析】分别令分段函数中的每一段解析式的函数值为列方程,由此解得的值.
【详解】由,得;
由, 得;
由,得(舍);
综上或.
故答案为:或.
3.(22-23高一上·上海奉贤·期末)函数的定义域为 .(用区间表示)
【答案】
【知识点】具体函数的定义域、由指数函数的单调性解不等式
【分析】根据已知列出不等式,根据指数函数的单调性求解,即可得出答案.
【详解】要使函数有意义,则应有,所以.
故答案为:.
4.(23-24高三上·上海松江·期末)为了鼓励居民节约用气,某市对燃气收费实行阶梯计价,普通居民燃气收费标准如下:
第一档:年用气量在(含)立方米,价格为元/立方米;
第二档:年用气量在(含)立方米,价格为元/立方米;
第三档:年用气量在立方米以上,价格为元/立方米.
(1)请写出普通居民的年度燃气费用(单位:元)关于年度的燃气用量(单位:立方米)的函数解析式(用含的式子表示);
(2)已知某户居民年部分月份用气量与缴费情况如下表,求的值.
月份
1
2
3
4
5
9
10
12
当月燃气用量(立方米)
56
80
66
58
60
53
55
63
当月燃气费(元)
168
240
198
174
183
174.9
186
264.6
【答案】(1)
(2),,
【知识点】求解析式中的参数值、利用给定函数模型解决实际问题、分段函数模型的应用
【分析】
(1)根据燃气收费标准求得解析式.
(2)根据表格提供数据以及函数解析式求得.
【详解】(1)依题意,函数解析式为:
(2)解法一:
由一月份数据可得:,
通过计算前5个月用量:,
前5个月燃气总费用:,
由(1)中函数解析式,计算可得:,
所以,
又9月份,10月份,12月份的燃气费均价分别为:均不同,
所以12月份为第三档,.
解法二:
1月份,5月份,9月份,10月份,12月份的燃气费均价分别为:均不同.
所以1月份为第一档,5月份为第一档和第二档,10月份与12月份不同,
则12月份为第三档,10月份与9月份不同,10月份为第二档与第三档,9月份为第二档.
从而得到,.
二十、函数奇偶性及其应用(共8小题)
1.(23-24高二下·上海宝山·期末)设函数是偶函数,则下列直线中,一定是函数图象的对称轴的是( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】函数奇偶性的应用、函数对称性的应用、函数图象的变换
【分析】先由题意得到关于轴对称,再根据函数图象的平移变换,即可得出结果.
【详解】由是偶函数,得的图象关于轴对称,
而函数的图象可由的图象向右平移个单位得到,
所以函数的图象的对称轴是.
故选:B
2.(23-24高一上·上海·期末)偶函数在的解析式为,则的值为 .
【答案】
【知识点】求函数值、函数奇偶性的应用
【分析】根据偶函数得,代入求解即可.
【详解】为偶函数,,
.
故答案为:.
3.(23-24高一上·上海·期末)已知,是定义在上的偶函数,且当时,.若,则 .
【答案】
【知识点】由奇偶性求函数解析式、对数的运算
【分析】先根据函数的奇偶性得到时的解析式,再根据,得到,求出.
【详解】当时,,则,
又是定义在上的偶函数,故,
则,
其中,故,
故,解得.
故答案为:
4.(23-24高一上·上海·期末)已知函数,且,则 .
【答案】8
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、函数奇偶性的应用
【分析】根据题意构造奇函数,结合奇函数性质求解答案即可.
【详解】令,定义域,
且,
所以是奇函数,
所以,
代入,得.
故答案为:8
5.(23-24高一上·上海·期末)已知函数,是偶函数,则 .
【答案】
【知识点】函数奇偶性的应用
【分析】根据偶函数的定义求出即可.
【详解】因为函数是偶函数,
所以,即,可得,
又因为,可得,
即在上是偶函数,
则.
故答案为:.
6.(23-24高一上·上海青浦·期末)函数在区间上的最大值为,最小值为,则 .
【答案】2
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、函数奇偶性的应用、求指数型复合函数的定义域
【分析】变形给定函数,构造函数并探讨其奇偶性,再借助函数性质求解即得.
【详解】函数,令,
当时,,则函数是奇函数,
显然,,而,
所以.
故答案为:2
7.(21-22高一上·上海嘉定·期末)函数为偶函数,则实数 .
【答案】
【知识点】由奇偶性求参数
【分析】根据偶函数的概念可知恒成立,即可得解.
【详解】由已知定义域为,
又函数为偶函数,
则恒成立,
即,
化简可得恒成立,
又时,不恒成立,
所以,即,
故答案为:.
8.(23-24高一上·上海·期末)是否存在正数,使是偶函数,若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【答案】存在,,理由见解析
【知识点】指数幂的运算、由奇偶性求参数
【分析】利用偶函数的定义求解即可.
【详解】函数的定义域为,要使是偶函数,则,
即,则,所以,解得:,
所以当时,是偶函数.
二十一、函数单调性及其应用(共5小题)
1.(23-24高二下·上海金山·期末)已知函数,则不等式的解集为 .
【答案】
【知识点】根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
【分析】得到原函数的单调性与奇偶性后得,计算即可得.
【详解】定义域为,且,故为奇函数,
又函数与函数在上单调递增,故在上单调递增,
由,故,
故有,即,解得,
故其解集为.
故答案为:.
2.(23-24高一上·上海·期末)已知函数,且,则实数m的取值范围是 .
【答案】
【知识点】由函数奇偶性解不等式、根据函数的单调性解不等式
【分析】易得函数为偶函数,判断函数的单调性,再根据函数的奇偶性和单调性解不等式即可.
【详解】因为,且函数定义域为R,
所以函数为偶函数,
当时,令,
由双勾函数的性质可得在上是增函数,
而函数在上为增函数,
所以函数在上是增函数,
因为,
所以,解得或,
所以实数m的取值范围是.
故答案为:.
3.(23-24高一上·上海·期末)若函数在区间上是严格增函数,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【知识点】分段函数的单调性、根据分段函数的单调性求参数、根据函数的单调性求参数值
【分析】根据分段函数的性质及区间单调性列不等式求范围即可.
【详解】由题设,显然在上递增,
要使函数在区间上是严格增函数,则,即.
故答案为:
4.(23-24高一上·上海·期末)已知函数在上的严格减函数,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】根据分段函数的单调性求参数
【分析】结合二次函数与反比例函数的性质即可得.
【详解】由题意可得时,函数为严格减函数,即,即;
时,函数为严格减函数,即;
且当时,有,即;
综上,,即.
故答案为:.
5.(23-24高一上·上海·期末)已知,若对任意的,都有,则实数b的取值范围是 .
【答案】
【知识点】函数不等式恒成立问题、根据函数的单调性求参数值
【分析】由题意首项得到,即对任意的,恒成立,结合已知由此即可得解.
【详解】由题意对任意的,都有,且,
所以,,
即对任意的,恒成立,
而,不妨设,令,则,
所以对任意的,恒成立,当且仅当,
即实数b的取值范围是.
故答案为:.
二十二、函数最值及其恒(能)成立问题(共5小题)
1.(23-24高一上·上海松江·期末)已知关于的不等式有实数解,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】解不含参数的一元二次不等式、分类讨论解绝对值不等式、函数不等式能成立(有解)问题
【分析】根据不等式有解转化为最值问题进而分类讨论求解答案.
【详解】因为关于的不等式有实数解,
所以,
当时,,
当时,,
当时,,
所以,即,
解得或,
所以实数的取值范围是.
故答案为:
2.(22-23高一上·上海松江·期末)已知函数,对于任意的,都存在,使得成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【知识点】函数不等式能成立(有解)问题、函数不等式恒成立问题、对数的运算性质的应用、根据指数函数的最值求参数
【分析】根据求出,进而得到,即,由函数单调性得到,由题干条件得到,列出不等式组,求出答案.
【详解】,故,
故,解得:,
即,
因为,所以,
要想保证对于任意的,都存在,使得成立,
需要满足,
所以,解得:,
故.
故答案为:
3.(23-24高一上·上海·期末)已知函数,且.
(1)求实数,判断函数在上的单调性,并用定义证明;
(2)利用函数的单调性和奇偶性,解不等式.
【答案】(1),在上的单调递增,证明见详解
(2)
【知识点】由函数奇偶性解不等式、根据函数的单调性解不等式、定义法判断或证明函数的单调性
【分析】(1)先由求出实数,再用定义法判断和证明函数的单调性;
(2)利用函数的单调性和奇偶性得出关于的不等式,求出取值范围.
【详解】(1)由题知,则,所以.
在上的单调递增.
证明:对,且,
则
,
因为,
所以,,
所以,即,
所以在上的单调递增.
(2)由(1)知,
定义域为关于原点对称,
又,
所以为奇函数.
由,
得,
即,
又,,
由(1)知在上的单调递增,
所以,
所以.
4.(23-24高一上·上海·期末)设,已知,.
(1)求证:函数不是偶函数;
(2)若对任意的、,总存在,使得成立,求实数的取值范围;
(3)若对任意的,,总有成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【知识点】函数不等式恒成立问题、函数奇偶性的定义与判断
【分析】(1)利用偶函数的定义即可证明;
(2)分别得到和在的单调性,将问题转化为即可求解;
(3)将问题转化为或,结合单调性即可求解.
【详解】(1)由题可得,
因为,
所以函数为奇函数,不是偶函数;
(2)对任意的、,不妨设,
所以,
因为,所以,,,
所以,,
所以在上单调递增,
则,,
所以,
由于在上单调递增,
所以,
要使对任意的、,总存在,使得成立,
则,即,
所以实数的取值范围是;
(3)对任意的,,总有成立,
所以或,
则或,
由(2)可得当,,,
,,
所以或,解得或,
故实数的取值范围是.
5.(23-24高一上·上海虹口·期末)已知,其中是常数,.
(1)判断函数的奇偶性,请说明理由;
(2)若对任意,均有,求所有满足条件的实数的值.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【知识点】函数不等式恒成立问题、函数奇偶性的定义与判断、根据函数的单调性求参数值
【分析】(1)利用以及求得的值,从而得到函数为奇函数或偶函数时的取值;
(2)先求出,把原不等式转化,然后对的值进行分类讨论,再分离参数,从而可确定实数的值.
【详解】(1)依题意,函数的定义域为,关于原点对称,
因为,,
,
由,得,即,
所以,解得;
由,得,即,
所以,解得;
所以当时,函数为奇函数;当时,函数为偶函数;当且时,函数为非奇非偶函数.
(2)因为,
所以可转化为,即,
又因为,所以,则:
当时,,则由可得,
又因为当时,,所以,即;
当时,则由可得,故;
当时,,则由可得,
又因为当时,,所以,即;
综上所述,若对任意,均有,则满足条件的实数的值为.
二十三、函数零点问题(共9小题)
1.(23-24高一上·上海·期末)已知函数满足,且当时,.若在区间上关于的方程有且仅有一解,则实数的取值范围是( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】函数图象的应用、函数与方程的综合应用、根据函数零点的个数求参数范围
【分析】求出函数在上的解析式,作出函数与的图象,数形结合即可求解.
【详解】依题得:,
当时,,
则,
则函数在区间的解析式为,
在区间上关于的方程有且仅有一解,
即函数与函数在区间内有一个公共点,
在同一平面直角坐标系作出与的图象,
当直线经过点时,代入有,,
由图可知.
故选:D
2.(23-24高一上·上海·期末)设,若定义域为的函数的图象关于直线、直线、直线都成轴对称,且在区间上恰有5个零点,则在区间上的零点个数的最小值是 .
【答案】13
【知识点】求函数零点或方程根的个数、函数对称性的应用
【分析】根据函数的多对称性得出周期,尽可能减少零点个数并作出图象说明其存在性即可.
【详解】因为函数关于直线对称,又直线为对称轴,
所以也是函数的对称轴,又是的对称轴,
则直线也是函数的对称轴,进而也是函数的对称轴.
又由关于直线对称,则;
由关于直线对称,则,
则,故是以为周期的函数.
所以由在有5个零点,则在有5个零点,
且在至少有5个零点,
当在有5个零点时,则在无零点,
由函数关于直线对称可知,
必有,即为其中一个零点,且在无零点,
故在各有2个零点.
由函数以为周期可知,也是函数的零点,
且函数在,,无零点,故在, 各有2个零点,
由上分析,在有5个零点,在无零点,
此时在区间上的零点个数为个.
如图,可作出满足题意的函数的图象,其在上有13个零点,
所以在上的零点个数的最小值是13.
故答案为:13.
3.(23-24高一上·上海·期末)已知函数,若存在满足,则的取值范围为 .
【答案】
【知识点】函数图象的应用、根据函数零点的个数求参数范围
【分析】画出函数的图象, 根据可得,,进而将问题转为,利用对勾函数的性质即可求解.
【详解】作出函数的图象如图,
故,
,,则,.
所以,
由于函数在上单调递减,
所以,故,
故答案为:.
4.(23-24高一上·上海虹口·期末)设,若实数满足:,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】函数图象的应用、根据函数零点的个数求参数范围
【分析】令,根据图象可得,整理可得,结合二次函数分析求解.
【详解】作出的图象,如图所示,
令,由图可知:,
且,解得,
则,
因为,则,可得,
所以的取值范围是.
故答案为:.
【点睛】易错点睛:利用数形结合求方程解应注意两点
1.讨论方程的解(或函数的零点)可构造两个函数,使问题转化为讨论两曲线的交点问题,但用此法讨论方程的解一定要注意图象的准确性、全面性、否则会得到错解.
2.正确作出两个函数的图象是解决此类问题的关键,数形结合应以快和准为原则而采用,不要刻意去数形结合.
5.(23-24高一上·上海·期末)已知函数,,若函数和的图象有且仅有1个公共点,则实数的取值范围是
【答案】
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围
【分析】依题意有且仅有一根,即,分别考虑该不等式为一次与二次方程的情况,结合二次方程两根关系与对数的定义域列式求解即可.
【详解】依题意有且仅有一根,即,得,即.
当时,,满足题意;
当时,,满足题意;
当且时,,,,
若是原方程的根,当且仅当,即,
若是原方程的根,当且仅当,即,
故当是原方程的根,不是原方程的根,则,无解,
当是原方程的根,不是原方程的根,则,解得.
综上有实数的取值范围是.
故答案为:
6.(23-24高一上·上海·期末)关于函数,给出下列结论:
①函数的图象关于轴对称;
②如果方程(为常数)有解,则解的个数一定是偶数.
③方程一定有实数解;
以上结论正确的是
【答案】①③
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、函数与方程的综合应用、求函数零点或方程根的个数
【分析】由函数解析式可推出是偶函数,在上单调递增,在上单调递减,结合图形判断各项的正误.
【详解】对①,令,解得,可知的定义域为,
定义域关于原点对称,且,则为偶函数,即其图象关于轴对称,故①正确;
对③,当时,则,
因为在上单调递增,且恒成立,所以在上单调递减,
当时,则,
因为在上单调递减,且恒成立,所以在上单调递增,
可得的函数图象如下:
方程根的个数即为函数与的交点个数,
由图象可得:当时,函数与函数的图象一定有交点,
由对称性可知,当时,函数与函数的图象也一定有交点,故③正确;
对于②:当时,方程只有1个解,故②错误;
故答案为:①③.
【点睛】关键点睛:根据函数解析式确定单调区间,奇偶性,进而结合图象判断各项的正误,注意一次函数的性质和函数对称性的应用.
7.(23-24高一上·上海·期末)已知函数,若函数存在零点,则实数的取值范围是 .
【答案】.
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围
【分析】根据题意,利用指数函数和一次函数的图象与性质,结合函数零点的概念,列出关系式,即可求解.
【详解】由题意,当时,,根据指数函数的性质,可得,
所以函数在上没有零点;
要使得函数存在零点,即上函数存在零点,
当时,为单调递减函数,
要使得函数存在零点,则满足,
即实数的取值范围为.
故答案为:.
8.(23-24高一上·上海·期末)方程的根,,则 .
【答案】2020
【知识点】对数的运算、零点存在性定理的应用、比较对数式的大小、判断零点所在的区间
【分析】将方程的根问题转化函数的零点所在区间求解,由,利用零点存在性定理可得.
【详解】设,.
因为,
且,
所以,又在单调递减,
由零点存在性定理可得,在有唯一零点.
即方程的根,即.
故答案为:.
9.(23-24高一上·上海闵行·期末)已知,其中.
(1)判断函数的奇偶性,并说明理由;
(2)当时,若函数与的图像有且只有三个公共点,求的取值范围;
(3)记,若函数在区间上有两个不同的零点,求的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
(3)
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、画出具体函数图象、根据函数零点的个数求参数范围、根据二次函数零点的分布求参数的范围
【分析】(1)由函数奇偶性的定义判断;
(2)作出函数与的图像,数形结合并利用联立方程组的方法,由交点个数求的取值范围;
(3)函数的零点转化为对应方程的根,利用韦达定理求的取值范围.
【详解】(1)定义域为,关于原点对称,
记
当,故函数是偶函数;
当,故函数既不是奇函数也不是偶函数.
(2)结合函数图像,只需考虑与有且只有一个公共点时,
得到有且只有一个解,
即只有一个解,由解得,
结合图像,有,所以.
[另解]若与的图像只有三个公共点,即有三个根.
即有三个根;
即方程有一根,方程有两个根;
将函数分别与函数和函数相交得.
所以的取值范围为.
(3)由在区间上有两个不同的零点,
得方程在上有两个不同的实根,.
由韦达定理得,
于是,
因为,所以.
即的取值范围为.
$$