内容正文:
专题04 指数函数与对数函数
目录
考情回顾 1
考情解读 1
知识梳理 2
考点精讲 5
考点一:指数幂的运算 5
考点二:指数函数的图象及应用 6
考点三:比较指数式的大小 8
考点四:解指数方程或不等式 9
考点五:指数函数性质的综合应用 10
考点六:对数的运算 11
考点七:对数函数的图象及应用 12
考点八:比较对数值的大小 14
考点九:解对数不等式 15
考点十:对数函数性质的综合应用 16
考点十一:零点问题 17
实战训练 18
考情回顾
考点
考频
考查内容
指数及指数函数
5年4考
指数函数的图象和性质
对数及对数函数
5年3考
对数函数的图象和性质
零点问题
5年2考
求函数的零点及判断零点所在的区间
考情解读
1.指数函数
(1)了解指数函数模型的实际背景.
(2)理解有理指数幂的含义,了解实数指数幂的意义,掌握幂的运算.
(3)理解指数函数的概念,理解指数函数的单调性,掌握指数函数图象通过的特殊点.
2.对数函数
(1)理解对数的概念及其运算性质,知道用换底公式能将一般对数转化成自然对数或常用对数;了解对数在简化运算中的作用.
(2)理解对数函数的概念;理解对数函数的单调性,掌握对数函数图象通过的特殊点.
(3)了解指数函数与对数函数互为反函数(a>0,a≠1).
知识梳理
1、根式的概念及性质
(1)概念:式子叫做根式,其中叫做根指数,叫做被开方数.
(2)性质:
①(且);
②当为奇数时,;当为偶数时,
2、分数指数幂
①正数的正分数指数幂的意义是(,,且);
②正数的负分数指数幂的意义是(,,且);
③0的正分数指数幂等于0;0的负分数指数幂没有意义.
3、指数幂的运算性质
①;
②;
③.
4、指数函数及其性质
(1)指数函数的概念
函数(,且)叫做指数函数,其中指数是自变量,函数的定义域是.
(2)指数函数的图象和性质
底数
图象
性质
定义域为,值域为
图象过定点
当时,恒有;
当时,恒有
当时,恒有;
当时,恒有
在定义域上为增函数
在定义域上为减函数
注意
指数函数(,且)的图象和性质与的取值有关,应分与来研究
5、对数的概念
(1)对数:一般地,如果,那么数 叫做以为底的对数,记作,其中叫做对数的底数,叫做真数.
(2)牢记两个重要对数:常用对数,以10为底的对数;自然对数,以无理数e=2.71828…为底数的对数.
(3)对数式与指数式的互化:.
6、对数的性质、运算性质与换底公式
(1)对数的性质
根据对数的概念,知对数具有以下性质:
①负数和零没有对数,即;
②1的对数等于0,即;
③底数的对数等于1,即;
④对数恒等式.
(2)对数的运算性质
如果,那么:
①;
②;
③.
(3)对数的换底公式
对数的换底公式:.
换底公式将底数不同的对数转化为底数相同的对数,进而进行化简、计算或证明.换底公式应用时究竟换成什么为底,由已知条件来确定,一般换成以10为底的常用对数或以为底的自然对数.
换底公式的变形及推广:
①;
②;
7、对数函数及其性质
(1)对数函数的定义
形如(,且)的函数叫做对数函数,其中是自变量,函数的定义域是.
(2)对数函数的图象与性质
图象
性质
定义域:
值域:
过点,即当时,
在上是单调增函数
在上是单调减函数
8、函数的零点
对于一般函数,我们把使成立的实数叫做函数的零点.注
意函数的零点不是点,是一个数.
9、函数的零点与方程的根之间的联系
函数的零点就是方程的实数根,也就是函数的图象与轴的交点的横坐标
即方程有实数根函数的图象与轴有交点函数有零点.
10、零点存在性定理
如果函数在区间上的图象是连续不断的一条曲线,并且有,那么,函数在区间内有零点,即存在,使得,这个也就是方程的根.
注:上述定理只能判断出零点存在,不能确定零点个数.
11、常见函数模型
(1)指数函数模型(且,)
(2)对数函数模型(且,)
12、指数、对数、幂函数模型性质比较
函数
性质
在(0,+∞)上的增减性
单调递增
单调递增
单调递增
增长速度
先慢后快,指数爆炸
先快后慢,增长平缓
介于指数函数与对数函数之间,相对平稳
图象的变化
随x的增大,图象与轴接近平行
随x的增大,图象与轴接近平行
随n值变化而各有不同
值的比较
存在一个,当时,有
考点精讲
考点一:指数幂的运算
【典型例题】
解题策略
(1)指数幂的运算首先将根式、分式统一为分数指数幂,以便利用法则计算,但应注意:①必须同底数幂相乘,指数才能相加;②运算的先后顺序.
(2)当底数是负数时,先确定符号,再把底数化为正数.
(3)运算结果不能同时含有根号和分数指数,也不能既有分母又含有负指数.
例1.(2023高三·广东·学业考试)下列运算错误的是( )
A.a3+a3=2a6 B.a6÷a-3=a9
C.a3·a3=a6 D.(-2a2)3=-8a6
例2.(2019高三·广东·学业考试)已知,则( )
A. B. C. D.
例3.已知,,则的值为( )
A. B.2 C.8 D.15
【即时演练】
1. ( )
A. B. C. D.
2.已知,下列运算正确的是( )
A. B. C. D.
考点二:指数函数的图象及应用
【典型例题】
解题策略
与指数函数有关的图象问题的求解方法
(1)已知函数解析式判断其图象一般是取特殊点,判断选项中的图象是否过这些点,若不满足则排除.
(2)对于有关指数型函数的图象问题,一般是从最基本的指数函数的图象入手,通过平移、伸缩、对称变换而得到.特别地,当底数a与1的大小关系不确定时应注意分类讨论.
(3)有关指数方程、不等式问题的求解,往往利用相应的指数型函数图象,数形结合求解.
例1.(2023高三·广东·学业考试)已知函数,则的值为
例2.(2024高二上·广东·学业考试)函数 的值域为( )
A. B. C. D.
例3.(2023高三·广东·学业考试)下列函数中,在其定义域上是增函数的是( )
A. B.
C. D.
例4.(2023高三·广东·学业考试)函数(a>0,且a≠1)的图象恒过定点( )
A.(0,-3) B.(0,-2)
C.(1,-3) D.(1,-2)
例5.(2022高二上·广东·学业考试)函数是上的偶函数,当时,,则 .
例6.函数的图象是( )
A. B.
C. D.
【即时演练】
1.若函数是指数函数,则有( )
A. B.
C.或 D.,且
2.已知,那么等于( )
A.0 B.1 C.2 D.4
3.已知指数函数的图象经过点,则( )
A.4 B.1 C.2 D.
4.的图象如图所示,a,b为常数,则( )
A. B. C. D.
5.设,,,都是不等于1的正数,函数在同一直角坐标系中的图象如图所示,则,,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
6.函数(,且)图象过的定点是( )
A. B. C. D.
7.函数的定义域为( )
A. B. C. D.
考点三:比较指数式的大小
【典型例题】
解题策略
比较指数式的大小的方法
(1)能化成同底数的先化成同底数幂,再利用单调性比较大小.
(2)不能化成同底数的,一般引入“0”或“1”等中间量比较大小.
例1.已知,则下列不等式中成立的是( )
A. B. C. D.
例2.(2021高二上·广东梅州·学业考试)已知a=0.23,b=0.32,c=0.33,则a,b,c的大小关系是( )
A.a<c<b B.b<a<c C.c<a<b D.a<b<c
例3.已知,则的大小关系是( )
A. B. C. D.
【即时演练】
1.已知,,,则( )
A. B.
C. D.
2.已知,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
考点四:解指数方程或不等式
【典型例题】
解题策略
指数方程(不等式)的求解主要利用指数函数的单调性进行转化.
例1.已知函数,且,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
例2.不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【即时演练】
1.已知函数,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
2.(2022高三下·广东·学业考试)已知集合,,.
(1)求;
(2)若,求的取值范围.
考点五:指数函数性质的综合应用
【典例讲解】
解题策略
涉及指数函数的综合问题,首先要掌握指数函数相关性质,其次要明确复合函数的构成,涉及值域、单调区间、最值等问题时,都要借助“同增异减”这一性质分析判断.
例1.函数,.
(1)求函数的定义域;
(2)若为奇函数,求m的值;
(3)当时,不等在恒成立,求k的取值范围.
例2.已知函数的图象经过点.
(1)求的解析式;
(2)求函数在区间上的值域.
【即时演练】
1.已知函数是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)判断函数的单调性,并用函数单调性的定义证明;
(3)若对于任意都有恒成立,求实数的取值范围
2.已知定义在上的函数.
(1)写出的单调区间;
(2)已知,对所有,恒成立,求的取值范围.
考点六:对数的运算
【典例讲解】
解题策略
(1)在对数运算中,先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后用对数运算法则化简合并.
(2)先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算,然后利用对数的运算法则,转化为同底对数真数的积、商、幂再运算.
(3)ab=N⇔b=logaN(a>0,且a≠1)是解决有关指数、对数问题的有效方法,在运算中应注意互化.
例1.(2024高三上·广东·学业考试)已知函数,则( )
A.1 B. C.2 D.4
例2.(2022高三下·广东·学业考试)下列算式正确的是( )
A. B.
C. D.
例3.(2023高三·广东·学业考试)已知函数,若,则的值是( )
A. B. C. D.
例4.(2021高二上·广东梅州·学业考试)下列计算正确的是( )
A.52×5-2=0 B.= 1
C.+= D.
例5.(2022高三下·广东·学业考试)计算:
【即时演练】
1.已知,则a的值可以为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
2.已知.若,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
3.若,,则等于( )
A. B. C. D.
4.( )
A. B.3 C. D.
5.计算: .
考点七:对数函数的图象及应用
【典例讲解】
解题策略
(1)在识别函数图象时,要善于利用已知函数的性质、函数图象上的特殊点(与坐标轴的交点、最高点、最低点等)排除不符合要求的选项.
(2)一些对数型方程、不等式问题常转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解.
例1.(2021高二上·广东·学业考试)函数的定义域是( )
A. B. C. D.
例2.(2023高三·广东·学业考试)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
例3.(2021高二上·广东·学业考试)下列函数中,在其定义域内是减函数的是( )
A. B.
C. D.
例4.(2023高三·广东·学业考试)下列函数中,在区间上是减函数的是( )
A. B.
C. D.
例5.(2023高三·广东·学业考试)下列函数可能是对数函数的是( )
A. B.
C. D.
例6.(2023高三·广东·学业考试)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【即时演练】
1.函数的定义域是( )
A. B. C. D.
2.已知,则函数的值域是( )
A. B. C. D.
3.函数(,)的图象过定点,则的坐标为( )
A. B. C. D.
4.下列函数中,在其定义域内为增函数的是( )
A. B.
C. D.
5.函数(a>1)在区间[1,3]上的最大值是1,则a的值是( )
A.5 B.4 C.3 D.2
6.已知函数,若存在,使得成立,则实数的取值范围为 .
考点八:比较对数值的大小
【典例讲解】
解题策略
对数函数值大小比较的方法
(1)单调性法:在同底的情况下直接得到大小关系,若不同底,先化为同底.
(2)中间量过渡法:寻找中间数联系要比较的两个数,一般用“0”或“1”或其他特殊值进行“比较传递”.
(3)图象法:根据图象观察得出大小关系.
8-1.(2023高三·广东·学业考试)已知, ,则( )
A. B. C. D.
8-2.(2020高三上·广东·学业考试),则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
8-3.(2023高三·广东·学业考试)下列结论正确的是( )
A.若则 B.若 ,则
C.若则 D.若,则
8-4.(2022高二上·广东·学业考试)已知,,,则、、的大小关系是( )
A. B. C. D.
【即时演练】
1.已知,则.( )
A. B.
C. D.
2.已知,,,则( )
A. B. C. D.
3.已知,,,则( )
A. B.
C. D.
4.三个数,,之间的大小关系为( ).
A. B.
C. D.
5.已知,,,则( )
A. B. C. D.
考点九:解对数不等式
【典例讲解】
解题策略
(1)在解决与对数函数相关的不等式问题时,要优先考虑利用对数函数的单调性来求解.
(2)对数函数的单调性和底数a的值有关,在研究对数函数的单调性时,要按0<a<1和a>1进行分类讨论.
例1.设集合,集合,则( )
A. B. C. D.
例2.已知,,,则实数a的取值范围是 .
【即时演练】
1.设集合,,则( )
A. B. C. D.
2.设函数,则 ,若,则实数的取值范围是 .
考点十:对数函数性质的综合应用
【典例讲解】
解题策略
涉及对数函数的综合问题,首先要掌握对数函数相关性质,其次要明确复合函数的构成,涉及值域、单调区间、最值等问题时,都要借助“同增异减”这一性质分析判断.
例1.已知为定义在R上的奇函数,且当时,.求:
(1)时,的解析式;
(2)不等式的解集.
例2.已知函数.
(1)求函数的定义域;
(2)若函数的图象过,求的单调区间.
例3.已知函数.
(1)求函数的定义域,并判断其奇偶性;
(2)若关于的方程有解,求实数的取值范围.
【即时演练】
1.已知函数.
(1)当时,求该函数的值域;
(2)若不等式在上有解,求的取值范围.
2.已知函数为偶函数.
(1)求的值;
(2)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
考点十一:零点问题
【典例讲解】
解题策略
求函数y=f(x)的零点的方法
(1)代数法:根据零点的定义,解方程f(x)=0,它的实数根就是函数y=f(x)的零点.
(2)几何法或性质法:若方程f(x)=0的解不易求出,可以根据函数y=f(x)的性质及图象求出零点.例如,已知f(x)是定义在R上的减函数,且f(x)为奇函数,求f(x)的零点:因为f(x)是奇函数,那么由奇函数的性质可知f(0)=0,因为f(x)是定义在R上的减函数,所以不存在其他的x使f(x)=0,从而y=f(x)的零点是0.
例1.(2020高三上·广东·学业考试)函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
例2.(2021高二上·广东·学业考试)已知的图象与轴没有公共点,则的取值范围是 (用区间表示).
例3.已知函数,若,且,则( )
A. B. C. D.或
例4.函数的零点个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【即时演练】
1.函数的零点为( )
A. B.0 C.1 D.2
2.已知是函数的零点,则m为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.函数的零点是( )
A.0 B.1 C.2 D.
实战训练
一、单选题
1.函数在区间上的最大值为( )
A. B. C.2 D.4
2.已知函数为偶函数,则实数( )
A.1 B. C.2 D.
3.复利是一种计算利息的方法,即把前一期的利息与本金加在一起算作本金,再计算下一期的利息.按复利计算利息的一种储蓄,本金为10000元,每期利率为,本利和为(单位:元),存期数为,则关于的函数解析式为( )
A. B.
C. D.
4.如图,是函数的图象,是由经轴对称变换得到的函数图象,则对应的函数解析式分别是( )
A.
B.
C.
D.
二、填空题
5. .
6.若函数的一个零点为,则另一个零点是 .
7.已知函数,若,则 .
三、解答题
8.已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的值;
(2)求函数的零点.
9.已知函数,且.
(1)当时,判断函数的单调性,并加以证明;
(2)对给定的非零常数,是否存在实数,使得为奇函数?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
10.已知函数.
(1)若,求a的取值范围;
(2)若在上存在零点,求实数m的取值范围.
11.已知函数,,且为偶函数.
(1)若,求的值;
(2)求实数的值;
(3)若对任意的,存在,使得恒成立,求实数的取值范围.
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专题04 指数函数与对数函数
目录
考情回顾 1
考情解读 1
知识梳理 2
考点精讲 5
考点一:指数幂的运算 5
考点二:指数函数的图象及应用 7
考点三:比较指数式的大小 12
考点四:解指数方程或不等式 14
考点五:指数函数性质的综合应用 16
考点六:对数的运算 20
考点七:对数函数的图象及应用 23
考点八:比较对数值的大小 29
考点九:解对数不等式 32
考点十:对数函数性质的综合应用 35
考点十一:零点问题 39
实战训练 41
考情回顾
考点
考频
考查内容
指数及指数函数
5年4考
指数函数的图象和性质
对数及对数函数
5年3考
对数函数的图象和性质
零点问题
5年2考
求函数的零点及判断零点所在的区间
考情解读
1.指数函数
(1)了解指数函数模型的实际背景.
(2)理解有理指数幂的含义,了解实数指数幂的意义,掌握幂的运算.
(3)理解指数函数的概念,理解指数函数的单调性,掌握指数函数图象通过的特殊点.
2.对数函数
(1)理解对数的概念及其运算性质,知道用换底公式能将一般对数转化成自然对数或常用对数;了解对数在简化运算中的作用.
(2)理解对数函数的概念;理解对数函数的单调性,掌握对数函数图象通过的特殊点.
(3)了解指数函数与对数函数互为反函数(a>0,a≠1).
知识梳理
1、根式的概念及性质
(1)概念:式子叫做根式,其中叫做根指数,叫做被开方数.
(2)性质:
①(且);
②当为奇数时,;当为偶数时,
2、分数指数幂
①正数的正分数指数幂的意义是(,,且);
②正数的负分数指数幂的意义是(,,且);
③0的正分数指数幂等于0;0的负分数指数幂没有意义.
3、指数幂的运算性质
①;
②;
③.
4、指数函数及其性质
(1)指数函数的概念
函数(,且)叫做指数函数,其中指数是自变量,函数的定义域是.
(2)指数函数的图象和性质
底数
图象
性质
定义域为,值域为
图象过定点
当时,恒有;
当时,恒有
当时,恒有;
当时,恒有
在定义域上为增函数
在定义域上为减函数
注意
指数函数(,且)的图象和性质与的取值有关,应分与来研究
5、对数的概念
(1)对数:一般地,如果,那么数 叫做以为底的对数,记作,其中叫做对数的底数,叫做真数.
(2)牢记两个重要对数:常用对数,以10为底的对数;自然对数,以无理数e=2.71828…为底数的对数.
(3)对数式与指数式的互化:.
6、对数的性质、运算性质与换底公式
(1)对数的性质
根据对数的概念,知对数具有以下性质:
①负数和零没有对数,即;
②1的对数等于0,即;
③底数的对数等于1,即;
④对数恒等式.
(2)对数的运算性质
如果,那么:
①;
②;
③.
(3)对数的换底公式
对数的换底公式:.
换底公式将底数不同的对数转化为底数相同的对数,进而进行化简、计算或证明.换底公式应用时究竟换成什么为底,由已知条件来确定,一般换成以10为底的常用对数或以为底的自然对数.
换底公式的变形及推广:
①;
②;
7、对数函数及其性质
(1)对数函数的定义
形如(,且)的函数叫做对数函数,其中是自变量,函数的定义域是.
(2)对数函数的图象与性质
图象
性质
定义域:
值域:
过点,即当时,
在上是单调增函数
在上是单调减函数
8、函数的零点
对于一般函数,我们把使成立的实数叫做函数的零点.注
意函数的零点不是点,是一个数.
9、函数的零点与方程的根之间的联系
函数的零点就是方程的实数根,也就是函数的图象与轴的交点的横坐标
即方程有实数根函数的图象与轴有交点函数有零点.
10、零点存在性定理
如果函数在区间上的图象是连续不断的一条曲线,并且有,那么,函数在区间内有零点,即存在,使得,这个也就是方程的根.
注:上述定理只能判断出零点存在,不能确定零点个数.
11、常见函数模型
(1)指数函数模型(且,)
(2)对数函数模型(且,)
12、指数、对数、幂函数模型性质比较
函数
性质
在(0,+∞)上的增减性
单调递增
单调递增
单调递增
增长速度
先慢后快,指数爆炸
先快后慢,增长平缓
介于指数函数与对数函数之间,相对平稳
图象的变化
随x的增大,图象与轴接近平行
随x的增大,图象与轴接近平行
随n值变化而各有不同
值的比较
存在一个,当时,有
考点精讲
考点一:指数幂的运算
【典型例题】
解题策略
(1)指数幂的运算首先将根式、分式统一为分数指数幂,以便利用法则计算,但应注意:①必须同底数幂相乘,指数才能相加;②运算的先后顺序.
(2)当底数是负数时,先确定符号,再把底数化为正数.
(3)运算结果不能同时含有根号和分数指数,也不能既有分母又含有负指数.
例1.(2023高三·广东·学业考试)下列运算错误的是( )
A.a3+a3=2a6 B.a6÷a-3=a9
C.a3·a3=a6 D.(-2a2)3=-8a6
【答案】A
【分析】根据指数幂的运算规则,逐个验证选项.
【详解】,选项A的运算错误;
,选项B的运算正确;
,选项C的运算正确;
,选项D的运算正确;
运算错误的是A,
故选:A
例2.(2019高三·广东·学业考试)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】将根式化为指数形式,利用指数运算即可得结果.
【详解】,则.
故选:D
【点睛】本题考查了根式化指数,指数的运算,属于基础题.
例3.已知,,则的值为( )
A. B.2 C.8 D.15
【答案】D
【分析】根据指数的运算求解即可.
【详解】.
故选:D
【即时演练】
1. ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据根式运算求解.
【详解】由题意可得:.
故选:C.
2.已知,下列运算正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据指数幂的运算法则依次计算得到答案.
【详解】对选项A:,故A错误;
对选项B:,故B错误;
对选项C:,故C错误;
对选项D:,故D正确.
故选:D
考点二:指数函数的图象及应用
【典型例题】
解题策略
与指数函数有关的图象问题的求解方法
(1)已知函数解析式判断其图象一般是取特殊点,判断选项中的图象是否过这些点,若不满足则排除.
(2)对于有关指数型函数的图象问题,一般是从最基本的指数函数的图象入手,通过平移、伸缩、对称变换而得到.特别地,当底数a与1的大小关系不确定时应注意分类讨论.
(3)有关指数方程、不等式问题的求解,往往利用相应的指数型函数图象,数形结合求解.
例1.(2023高三·广东·学业考试)已知函数,则的值为
【答案】-3
【分析】由分段函数的定义计算,注意自变量的取值范围.
【详解】,,
∴.
故答案为:.
例2.(2024高二上·广东·学业考试)函数 的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据指数函数的单调性来得到值域.
【详解】因为, 那么可知 ,
而函数在上是增函数,故有:,
所以: ,故C项正确
故选:C.
例3.(2023高三·广东·学业考试)下列函数中,在其定义域上是增函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用基本初等函数的单调性逐项判断,可得出合适的选项.
【详解】对于A选项,函数在定义域上为减函数,A不满足条件;
对于B选项,函数在定义域上不单调,B不满足条件;
对于C选项,函数在定义域上为增函数,C满足条件;
对于D选项,函数在定义域上不单调,D不满足条件.
故选:C.
例4.(2023高三·广东·学业考试)函数(a>0,且a≠1)的图象恒过定点( )
A.(0,-3) B.(0,-2)
C.(1,-3) D.(1,-2)
【答案】D
【分析】根据指数函数的图象所过定点的性质求解.
【详解】令x-1=0,则x=1,此时,y=a0-3=-2,∴图象过定点(1,-2).
故选:D.
例5.(2022高二上·广东·学业考试)函数是上的偶函数,当时,,则 .
【答案】9
【分析】根据函数的奇偶性求得正确答案.
【详解】是偶函数,所以.
故答案为:
例6.函数的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据图象变换可得函数的图象是由函数的图象向左平移1个单位长度得到的,由此可得出结论
【详解】因为函数的图象是由函数的图象向左平移1个单位长度得到的,
而的图象过点,且在上是增函数,
所以的图象过点,且在上是增函数,
故选:A
【即时演练】
1.若函数是指数函数,则有( )
A. B.
C.或 D.,且
【答案】A
【分析】根据指数函数定义求参.
【详解】因为是指数函数,
所以,且
所以.
故选:A.
2.已知,那么等于( )
A.0 B.1 C.2 D.4
【答案】B
【分析】根据函数解析式求得正确答案.
【详解】.
故选:B
3.已知指数函数的图象经过点,则( )
A.4 B.1 C.2 D.
【答案】A
【分析】根据指数函数的特征,结合经过的点即可求解.
【详解】由指数函数的图象经过点可得
,解得,
所以,
故选:A
4.的图象如图所示,a,b为常数,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先由函数图象的单调性与函数解析式特点推得,排除A,B两项,再由曲线与轴的交点在点之下,建立幂的不等式,利用函数单调性即可推得.
【详解】由,可得,由图知,函数单调递减,
故,排除A,B项;由图知,当时,,
因时,函数为减函数,故得.
故选:D.
5.设,,,都是不等于1的正数,函数在同一直角坐标系中的图象如图所示,则,,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先根据指数函数的单调性,确定,,,与的关系,再由时,函数值的大小判断.
【详解】因为当底数大于时,指数函数是定义域上的增函数,
当底数大于且小于时,指数函数是定义域上的减函数,
所以,大于,,大于且小于,
由图知: ,即, ,即,
所以.
故选:B
6.函数(,且)图象过的定点是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用指数函数图象性质直接判断即可.
【详解】由于指数函数(,且)图象过定点,
所以函数(,且)图象过定点.
故选:D
7.函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据函数的解析式有意义,列出不等式,即可求解.
【详解】由函数有意义,则满足,即,解得,
所以函数的定义域为.
故选:C.
考点三:比较指数式的大小
【典型例题】
解题策略
比较指数式的大小的方法
(1)能化成同底数的先化成同底数幂,再利用单调性比较大小.
(2)不能化成同底数的,一般引入“0”或“1”等中间量比较大小.
例1.已知,则下列不等式中成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】A选项可根据指数函数性质判断,BCD选项可以举反例得出.
【详解】A选项,根据指数函数单调递增可知,,A选项正确;
BCD选项,取,B选项变成,C选项变成,D选项变成,BCD均错误.
故选:A
例2.(2021高二上·广东梅州·学业考试)已知a=0.23,b=0.32,c=0.33,则a,b,c的大小关系是( )
A.a<c<b B.b<a<c C.c<a<b D.a<b<c
【答案】A
【分析】根据指数函数、幂函数的性质判断可得;
【详解】解:因为在定义域上单调递减,所以,又在定义域上单调递增,所以,所以,即
故选:A
例3.已知,则的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】判断出即可求解.
【详解】,
所以
故选:A.
【即时演练】
1.已知,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用指数函数的性质比较大小.
【详解】,,,
因为指数函数单调递减,所以,
所以,所以.
故选:D.
2.已知,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据指数函数的单调性判断指数式的大小关系.
【详解】由题设,,,,又在定义域上递增,
∴.
故选:C.
考点四:解指数方程或不等式
【典型例题】
解题策略
指数方程(不等式)的求解主要利用指数函数的单调性进行转化.
例1.已知函数,且,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据指数函数单调性即可得到不等式,解出即可.
【详解】根据指数函数单调性知为单调减函数,
因为,则,解得,
则的取值范围是.
故选:D.
例2.不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据指数函数的单调性求解.
【详解】因为,又函数是R上的增函数,
所以,
所以不等式的解集为.
故选:C.
【即时演练】
1.已知函数,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意可将不等式转化为,利用指数函数的单调性得出,
结合绝对值不等式即可得出结果.
【详解】由得,,则,根据在上单调递增,所以,
解得,即的解集为,
故选:C
2.(2022高三下·广东·学业考试)已知集合,,.
(1)求;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)解指数不等式,确定集合B,即可得出答案;
(2)由得出,列式求解即可.
【详解】(1),
所以,又,
所以.
(2)∵,∴,
由(1)得,又,
∴,解得,
∴的取值范围为.
考点五:指数函数性质的综合应用
【典例讲解】
解题策略
涉及指数函数的综合问题,首先要掌握指数函数相关性质,其次要明确复合函数的构成,涉及值域、单调区间、最值等问题时,都要借助“同增异减”这一性质分析判断.
例1.函数,.
(1)求函数的定义域;
(2)若为奇函数,求m的值;
(3)当时,不等在恒成立,求k的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由具体函数的定义域可得,求解即可;
(2)由化简即可得出答案;
(3)由题意可得在恒成立,令,由基本不等式求出即可得出答案.
【详解】(1)依题意可得,解得,
所以的定义域为.
(2)若为奇函数,所以,
,所以,
所以,所以.
(3)当时,,
所以不等式在恒成立,即,
即,令,
,
因为,所以,
所以,
当且仅当取等,
所以.
故k的取值范围为.
例2.已知函数的图象经过点.
(1)求的解析式;
(2)求函数在区间上的值域.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将点的坐标代入函数中可求出的值,从而可求出函数解析式;
(2)由在上是增函数,求出函数的最大值和最小值,从而可求出函数的值域.
【详解】(1)因为函数图象过点(2,5),
所以,
所以,解得,
因为,所以,
所以,
(2)因为在上为增函数,
所以在上是增函数,
所以,
,
所以函数的值域为.
【即时演练】
1.已知函数是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)判断函数的单调性,并用函数单调性的定义证明;
(3)若对于任意都有恒成立,求实数的取值范围
【答案】(1)1;
(2)在上单调递增,证明见解析;
(3).
【分析】(1)求出函数的定义域,由求出a,再验证作答.
(2)函数单调递增,再利用单调增函数的定义推理论证作答.
(3)利用(2)的结论,结合已知脱去法则“f”,转化为恒成立的不等式作答.
【详解】(1)的定义域为,又是奇函数,则,解得,
此时,显然,因此为奇函数,符合题意,
所以.
(2)在上单调递增,
,任取且,
,
因为,则,有,,,于是,即,
所以在上单调递增.
(3)依题意,,
因为在上单调递增,因此,而,有,
当时,,当且仅当时取等号,
因为任意,恒成立,即任意,恒成立,则,解得,
所以的取值范围是.
2.已知定义在上的函数.
(1)写出的单调区间;
(2)已知,对所有,恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)函数在上单调递增,在上单调递减.(2)
【分析】(1)利用函数的单调性的定义,即可证得函数的单调性,得出单调区间;
(2)由(1)知,函数的最小值为,把不等式转化为恒成立,结合二次函数的图象与性质,即可求解.
【详解】(1)函数在上单调递增,在上单调递减.
①当时,
则,
因为,可得,所以,
即,即函数在上单调递增;
②当时,
则,
因为,可得,所以,
即,即函数在上单调递减.
综上可得,函数在上单调递增,在上单调递减.
(2)由(1)知,当,函数取得最小值,最小值为,
因为不等式,对所有,恒成立,
即恒成立,即恒成立,
当时,恒成立,符合题意;
当时,则满足,解得,
综上可得,实数取值范围是.
考点六:对数的运算
【典例讲解】
解题策略
(1)在对数运算中,先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后用对数运算法则化简合并.
(2)先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算,然后利用对数的运算法则,转化为同底对数真数的积、商、幂再运算.
(3)ab=N⇔b=logaN(a>0,且a≠1)是解决有关指数、对数问题的有效方法,在运算中应注意互化.
例1.(2024高三上·广东·学业考试)已知函数,则( )
A.1 B. C.2 D.4
【答案】C
【分析】结合对数的运算,直接代入求值即可.
【详解】∵,∴,
故选:C.
例2.(2022高三下·广东·学业考试)下列算式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据对数的运算性质逐一判断即可.
【详解】对于A,,故A错误;
对于B,,故B错误;
对于C,,故C错误;
对于D,,故D正确.
故选:D.
例3.(2023高三·广东·学业考试)已知函数,若,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据分段函数的定义求值.
【详解】,.
故选:D.
例4.(2021高二上·广东梅州·学业考试)下列计算正确的是( )
A.52×5-2=0 B.= 1
C.+= D.
【答案】D
【分析】根据指数幂及对数的运算法则计算可得;
【详解】解:,故A错误;,故B错误;,故C错误;
,故D正确;
故选:D
例5.(2022高三下·广东·学业考试)计算:
【答案】2
【分析】根据对数运算性质即可求解.
【详解】.
故答案为:2
【即时演练】
1.已知,则a的值可以为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【答案】B
【分析】利用对数换底公式,对数方程,利用代数变换求解未知数,然后利用对数的基本性质求解即可.
【详解】,
,
设,则,解得或,
即或,解得或4,
故选:B.
2.已知.若,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】A
【分析】利用对数运算法则进行计算.
【详解】.
故选:A
3.若,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】将对数式化为指数式,再根据指数幂的运算法则计算可得.
【详解】因为,,
所以,,所以.
故选:D
4.( )
A. B.3 C. D.
【答案】C
【分析】根据对数的运算可求得答案.
【详解】原式
.
故选:C.
5.计算: .
【答案】4
【分析】利用根式运算、对数运算性质计算得解.
【详解】.
故答案为:
考点七:对数函数的图象及应用
【典例讲解】
解题策略
(1)在识别函数图象时,要善于利用已知函数的性质、函数图象上的特殊点(与坐标轴的交点、最高点、最低点等)排除不符合要求的选项.
(2)一些对数型方程、不等式问题常转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解.
例1.(2021高二上·广东·学业考试)函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用具体函数定义域的求法求解即可.
【详解】因为,
所以,解得且,
则的定义域为.
故选:C.
例2.(2023高三·广东·学业考试)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据对数的真数大于零列不等式求解即可.
【详解】根据对数函数的性质得,解得,所以函数的定义域为.
故选:C.
例3.(2021高二上·广东·学业考试)下列函数中,在其定义域内是减函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据函数的定义域和单调性求得正确答案.
【详解】A选项,是开口向下的二次函数,
在区间上单调递增,所以A选项错误.
B选项,的定义域是,
减区间是,在定义域上没有单调性,B选项错误.
C选项,因为,所以在定义域上单调递减,C选项正确.
D选项,因为,所以在定义域上单调递增,D选项错误.
故选:C
例4.(2023高三·广东·学业考试)下列函数中,在区间上是减函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】逐项判断函数的单调性即可得出答案.
【详解】对于A,在区间上是增函数,故A错误;
对于B,在区间上是减函数,故B正确;
对于C,在上单调递增,故C错误;
对于D,在区间上是增函数,故D错误;
故选:B.
例5.(2023高三·广东·学业考试)下列函数可能是对数函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用对数函数的图象可得合适的选项.
【详解】对数函数的定义域为,ABCD四个选项中最有可能是对数函数的是A选项.
故选:A.
例6.(2023高三·广东·学业考试)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据对数函数的图象和性质即得.
【详解】由对数函数性质知为增函数,故排除BD;
当时,,即函数过点,排除C.
故选:A.
【即时演练】
1.函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】函数定义域满足,解得答案.
【详解】函数的定义域满足:,解得或,
故选:D.
2.已知,则函数的值域是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数在上单调递增可得答案.
【详解】函数在上单调递增
所以,即
所以函数的值域为
故选:B
3.函数(,)的图象过定点,则的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由对数函数的性质求函数所过的定点坐标.
【详解】令,则,此时,故定点的坐标为.
故选:C
4.下列函数中,在其定义域内为增函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据基本初等函数的单调性判断即可.
【详解】对于A:函数在定义域上单调递减,故A错误;
对于B:函数在定义域上单调递增,故B正确;
对于C:函数在,上单调递减,故C错误;
对于D:函数在上单调递减,在上单调递增,故D错误.
故选:B
5.函数(a>1)在区间[1,3]上的最大值是1,则a的值是( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】C
【分析】由题意可得,从而可求出a的值,
【详解】解:因为,所以函数在区间[1,3]上为增函数,
因为函数(a>1)在区间[1,3]上的最大值是1,
所以,解得,
故选:C
6.已知函数,若存在,使得成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】法一:将问题转化为与的值域有交集,并考虑其反面即可得解.
法二:利用的单调性得到,从而得解.
【详解】法一:
因为存在,使得成立,
所以与的值域有交集,
因为,
当时,,则,即的值域为,
当时,为使有意义,
则能成立,即能成立,即,
因为,所以,
此时,故的值域为,
当与的值域没有交集时,有或,
则或,即或.
所以当与的值域有交集时,.
法二:
因为在上是单调递增函数,
所以若存在,使得成立,则有,故,
因为,则,所以,故,
同时,在上能成立,即能成立,即,
因为,所以,
综上:.
故答案为:.
考点八:比较对数值的大小
【典例讲解】
解题策略
对数函数值大小比较的方法
(1)单调性法:在同底的情况下直接得到大小关系,若不同底,先化为同底.
(2)中间量过渡法:寻找中间数联系要比较的两个数,一般用“0”或“1”或其他特殊值进行“比较传递”.
(3)图象法:根据图象观察得出大小关系.
8-1.(2023高三·广东·学业考试)已知, ,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
先求出,,再根据对数函数的单调性结合中间量法即可得解.
【详解】,,,
.
故选:D.
8-2.(2020高三上·广东·学业考试),则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先利用指数、对数的性质求出、、的范围,即可比较大小.
【详解】因为,,,
所以.
故选:D.
8-3.(2023高三·广东·学业考试)下列结论正确的是( )
A.若则 B.若 ,则
C.若则 D.若,则
【答案】A
【分析】利用函数的单调性判断每个不等式是否正确.
【详解】由可得,因此A正确;
由可得 ,因此B不正确;
,与大小关系不确定,因此C不正确;
因不知的正负,由无法得出,因此D不正确.
故选:A.
8-4.(2022高二上·广东·学业考试)已知,,,则、、的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用指数函数、对数函数的单调性结合中间值法可得出、、的大小关系.
【详解】因为,,,
因此,.
故选:A.
【即时演练】
1.已知,则.( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据指数函数、对数函数的单调性分别判断的取值范围即可求解.
【详解】,即;
,即;
,即,
所以.
故选:A
2.已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用对数的运算法则及对数函数的性质计算即可.
【详解】易知,
而,所以,
即.
故选:A
3.已知,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题意结合对数函数单调性分析判断.
【详解】因为在定义域内单调递增,
则,所以.
故选:D.
4.三个数,,之间的大小关系为( ).
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据指数和对数的性质,确定范围即可.
【详解】因为,所以,
,
,
则,
故选:C.
5.已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用指数函数和对数函数的单调性确定幂值和对数值的范围即得.
【详解】因,即,
又,即,
而,即,
故.
故选:A.
考点九:解对数不等式
【典例讲解】
解题策略
(1)在解决与对数函数相关的不等式问题时,要优先考虑利用对数函数的单调性来求解.
(2)对数函数的单调性和底数a的值有关,在研究对数函数的单调性时,要按0<a<1和a>1进行分类讨论.
例1.设集合,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先解出集合A,B,再求交集即可.
【详解】解:因为,
由合,解得,
所以,
又因为,
由,解得,
所以,
所以.
故选:D.
例2.已知,,,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【分析】先根据求出,分,,三种情况,结合求出实数a的取值范围,利用来验证,最终求出答案.
【详解】,而单调递减,
故,
若,由可得,故,
此时,满足要求,
若,此时,不合要求,
若,由可得,故,此时,不合要求.
故答案为:
【即时演练】
1.设集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】分别化简集合A,B,再取交集即可.
【详解】,
由,又函数在定义域上单调递减,
得,解得:,即,
故选:C.
2.设函数,则 ,若,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据分段函数解析式求得正确答案.
【详解】.
由解得或;
由解得;
所以或或,
当时,,无解
当时,,解得或;
当时,或,
解得或,
所以的取值范围是.
故答案为:;
考点十:对数函数性质的综合应用
【典例讲解】
解题策略
涉及对数函数的综合问题,首先要掌握对数函数相关性质,其次要明确复合函数的构成,涉及值域、单调区间、最值等问题时,都要借助“同增异减”这一性质分析判断.
例1.已知为定义在R上的奇函数,且当时,.求:
(1)时,的解析式;
(2)不等式的解集.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据奇函数的性质,即可求解;
(2)根据函数解析式结合对数函数的单调性可解.
【详解】(1)令,则,
即.
又为定义在上的奇函数,
所以.
(2)因为在上是奇函数,所以,
所以等价于不等式组,或,或,
解得或或,
故不等式的解集为.
例2.已知函数.
(1)求函数的定义域;
(2)若函数的图象过,求的单调区间.
【答案】(1)
(2)增区间为,减区间为.
【分析】(1)根据解析式有意义解不等式可得;
(2)根据图象过点求a,然后由复合函数单调性求解即可.
【详解】(1)由题可知,即,
解得,所以函数的定义域.
(2)由函数的图像过,有,解得,
令,则,
因为为增函数,在上单调递增,在上单调递减,
所以,由复合函数单调性可知,函数在的增区间为,减区间为.
例3.已知函数.
(1)求函数的定义域,并判断其奇偶性;
(2)若关于的方程有解,求实数的取值范围.
【答案】(1)函数的定义域为,函数为奇函数
(2)
【分析】(1)由对数函数性质求定义域,根据奇偶性定义判断奇偶性;
(2)利用奇偶性、单调性化简方程,然后方程有解转化为求函数值域,从而得参数范围.
【详解】(1)
为奇函数.
(2)由(1)可知:有解
有解
又,
且在上单调递减
有解
设,则
有解
当时,
.
【即时演练】
1.已知函数.
(1)当时,求该函数的值域;
(2)若不等式在上有解,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)换元令,结合二次函数的性质求值域;
(2)换元令,整理可得在上有解,根据存在性问题分析求解.
【详解】(1)因为,
由对数函数单调性可知,当时,,
令,,即可得,,
可知的开口向上,对称轴为,
由二次函数性质可知当时,,当时,,
所以可得当时,函数的值域为.
(2)当时,可得,令,,
可得,即在上有解,
整理可得在上有解,
因为函数在上单调递增,当时,
所以的取值范围是.
2.已知函数为偶函数.
(1)求的值;
(2)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用函数奇偶性的定义化简可得实数的值;
(2)由基本不等式结合对数函数的单调性可求得函数在上的单调性,由此可得出实数的取值范围.
【详解】(1)解:因为函数为偶函数,则,
即,
所以,
,
.
(2)解:,
因为,由基本不等式可得,
当且仅当时,即当时,等号成立,故.
考点十一:零点问题
【典例讲解】
解题策略
求函数y=f(x)的零点的方法
(1)代数法:根据零点的定义,解方程f(x)=0,它的实数根就是函数y=f(x)的零点.
(2)几何法或性质法:若方程f(x)=0的解不易求出,可以根据函数y=f(x)的性质及图象求出零点.例如,已知f(x)是定义在R上的减函数,且f(x)为奇函数,求f(x)的零点:因为f(x)是奇函数,那么由奇函数的性质可知f(0)=0,因为f(x)是定义在R上的减函数,所以不存在其他的x使f(x)=0,从而y=f(x)的零点是0.
例1.(2020高三上·广东·学业考试)函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】利用零点存在定理判断后可得正确的选项.
【详解】因为均为上的增函数,
故为上的增函数,故至多有一个零点,.
而,,因为的图象不间断,
由零点存在定理可知在区间有且只有一个零点,
故选:D.
【点睛】本题考查函数的零点的位置,注意根据零点存在定理和函数的单调性来判断,在应用零点存在定理判断零点的位置时,需函数的图象是连续不间断,本题属于基础题.
例2.(2021高二上·广东·学业考试)已知的图象与轴没有公共点,则的取值范围是 (用区间表示).
【答案】
【分析】根据判别式以及一元二次不等式的解法求得正确答案.
【详解】依题意,
故的取值范围用区间表示为.
故答案为:
例3.已知函数,若,且,则( )
A. B. C. D.或
【答案】B
【分析】判断函数的单调性,继而结合零点存在定理列出相应不等式组,即可求得答案.
【详解】由于在R上均单调递增,故函数在R上单调递增,
又,且,则,解得.
故选:B
例4.函数的零点个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【分析】由函数的单调性结合即可判断零点个数.
【详解】函数是R上的单调递增函数,且,
所以函数只有一个零点,
故选:A.
【即时演练】
1.函数的零点为( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】B
【分析】解方程求得方程的根,即可得相应函数的零点.
【详解】令,则,
即函数的零点为0,
故选:B
2.已知是函数的零点,则m为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用零点的定义代入计算即得.
【详解】依题意,,即,所以.
故选:C
3.函数的零点是( )
A.0 B.1 C.2 D.
【答案】C
【分析】令,求解方程即得.
【详解】由,设,则得,
解得,从而,所以.
故选:C.
实战训练
一、单选题
1.函数在区间上的最大值为( )
A. B. C.2 D.4
【答案】A
【分析】利用指数函数单调性计算即可得出结果.
【详解】易知函数在区间上单调递减,
所以其最大值为.
故选:A
2.已知函数为偶函数,则实数( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】B
【分析】根据偶函数的性质计算可得.
【详解】因为函数为偶函数,又函数的定义域为,
所以,即,
所以对任意的恒成立,
又,所以,解得.
故选:B
3.复利是一种计算利息的方法,即把前一期的利息与本金加在一起算作本金,再计算下一期的利息.按复利计算利息的一种储蓄,本金为10000元,每期利率为,本利和为(单位:元),存期数为,则关于的函数解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用复利计算方式可直接计算得出结果.
【详解】根据复利计算利息的方式可知存期数为1时,本利和为,
存期数为2时可得本利和为,
所以存期数为时,本利和为.
故选:D
4.如图,是函数的图象,是由经轴对称变换得到的函数图象,则对应的函数解析式分别是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】结合指数函数和对数函数的图象,根据函数图象的对称变化逐一求解可得.
【详解】由图可知,与关于直线对称,所以的解析是为;
与关于轴对称,所以的解析是为;
与关于轴对称,所以的解析是为.
故选:B
二、填空题
5. .
【答案】2
【分析】由同底数的对数计算公式化简,即可得出结果.
【详解】.
故答案为:2.
6.若函数的一个零点为,则另一个零点是 .
【答案】
【分析】根据为其中一个零点求出参数的值,即可得到的解析式,再令,即可求出函数的零点.
【详解】因为函数的一个零点为,
所以,解得,所以,令,即,解得或,
所以的零点为和,故另一个零点是.
故答案为:
7.已知函数,若,则 .
【答案】
【分析】分和两种情况,将代入对应解析式,即可求得值.
【详解】当时,则,此时无解;
当时,则,解得:,满足条件;
故答案为:
三、解答题
8.已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的值;
(2)求函数的零点.
【答案】(1)
(2),3
【分析】(1)根据图象可知,即可求解函数解析式,再代入求值;
(2)根据零点的定义,解方程,即可求解.
【详解】(1)因为,
所以.
所以.
所以.
(2)因为,
所以.
令,
得.
所以的零点为,3.
9.已知函数,且.
(1)当时,判断函数的单调性,并加以证明;
(2)对给定的非零常数,是否存在实数,使得为奇函数?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)存在,,
【分析】(1)结合函数的定义域,分区间和,证明函数的单调性;
(2)根据函数的定义域,确定,并根据确定,并代入验证函数是奇函数.
【详解】(1)当时,,
设,
,
因为,所以,则,
所以,即,
所以在上单调递减;
设,
,
因为,所以,则,
所以,即,
所以在上单调递增;
(2),
因为,若函数是奇函数,则,即,则,
所以,
,即,
所以,,
,
所以只要满足,,即,时,函数是奇函数.
【点睛】关键点点睛:不管是函数的单调性,和函数的奇偶性,首先考虑函数的定义域,然后考虑奇函数的性质,在原点处有定义时,.
10.已知函数.
(1)若,求a的取值范围;
(2)若在上存在零点,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将问题转化为方程在上有解,令,进而利用二次函数的性质求解即可;
(2)分析易得,将问题转化为在上有解,令,进而利用对勾函数性质求解即可.
【详解】(1)由,,,
得,则,即,
则问题转化为方程在上有解,
令,则,
因为函数在上单调递增,且,
所以要使方程在上有解,
则,解得且,
所以a的取值范围为.
(2),
令,即,
当时,方程为,解得,不符合题意,
则,若,则,此时方程显然不成立,
则,整理方程为,
又,
设,
令,则,
因为函数在上单调递增,在上单调递减,
且,,,
所以,则,又,
解得.
11.已知函数,,且为偶函数.
(1)若,求的值;
(2)求实数的值;
(3)若对任意的,存在,使得恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)将指数式化为对数式即可;
(2)利用偶函数的定义求解即可;
(3)把问题转化成最值问题,根据的正,零,负三种情况进行分类讨论,利用函数的单调性求出各自的最值,建立不等式求解即可.
【详解】(1),
,
解得:;
(2)为偶函数,
,
恒成立,
所以;
(3)由(2)知:,
对任意的,存在,使得恒成立,
将问题转化为:,
当时,即或,
开口向上,对称轴为,
在上单调递增,
,
在上单调递增,
,
,
即,
解得:,
;
当时,即或,
为常函数,
,
在上单调递增,
,
,
即,
解得:,
所以;
当时,即,
开口向下,对称轴为,
在上单调递减,
,
在上单调递增,
,
,
即,
解得:,
;
综上所述:实数的取值范围为:.
【点睛】本题考查了指数式化为对数式,偶函数、利用单调性研究函数的最值,解题的关键是将不等式恒成立问题转化为最值问题,同时需要注意分类讨论思想的使用.
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