内容正文:
专题04 指数函数与对数函数
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题型/题组目录
· 题型一 根式
· 题型二 实数指数幂的运算
· 题型三 幂函数
· 题型四 指数函数的概念
· 题型五 指数函数的图像
· 题型六 指数函数的性质
· 题型七 对数的概念
· 题型八 对数的运算
· 题型九 对数函数的定义
· 题型十 对数函数的图像
· 题型十一 对数函数的性质
· 重难点题型一 幂、指、对比较大小
· 重难点题型二 对数公式的运用
· 重难点题型三 指数函数的运用
· 重难点题型四 对数函数的运用
题组/题型一 根式
【典例1】若有意义,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式1】已知函数,则( )
A. B. C.3 D.
题组/题型二 实数指数幂的运算
【典例1】设,则下列运算中正确的是( )
A. B.
C. D.
【典例2】若a>0,且,则等于( )
A.9+ B. C. D.6
【变式1】下列运算结果中,正确的是( )
A. B. C. D.
【变式2】将化成分数指数幂的形式是( )
A. B. C. D.
题组/题型三 幂函数
【典例1】已知幂函数的图象过点,则的值为( )
A.4 B.8 C.16 D.64
【变式1】函数是幂函数,则实数的值是( )
A. B. C.或 D.且
【变式2】已知幂函数在上为单调减函数,则实数m的值为( ).
A. B. C. D.2
题组/题型四 指数函数的概念
【典例1】若指数函数的图象过点,则的解析式为( )
A. B.
C. D.
【变式1】函数,(且)的图像必经过一个定点,则这个定点的坐标是( )
A. B. C. D.
【变式2】已知指数函数图象过点,则等于( )
A.3 B.6 C.9 D.27
题组/题型五 指数函数的图像
【典例1】函数的图象大致是( )
A. B. C. D.
【变式1】函数与的图象( )
A.关于轴对称 B.关于轴对称
C.关于原点对称 D.关于直线对称
题组/题型六 指数函数的性质
【典例1】若指数函数在是减函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典例2】已知函数,则函数的增区间是( )
A. B.
C. D.
【变式1】函数的定义域为.则其值域为( )
A. B. C. D.
【变式2】已知,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
题组/题型七 对数的概念
【典例1】若某对数函数的图象过点,则该对数函数的解析式为( )
A. B.
C.或 D.不确定
【变式1】对数式中,实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2】有以下四个结论:①;②;③ 若,则;④若,则,其中正确的是( )
A.①② B.②④ C.①③ D.③④
题组/题型八 对数的运算
【典例1】有以下四个结论,其中正确的是( )
A. B.
C.若,则 D.
【典例2】 =( )
A.2 B.0 C. D.
【变式1】下列算式正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式2】已知,,则( )
A. B. C. D.
题组/题型九 对数函数的定义
【典例1】下列函数是对数函数的是( )
A. B. C. D.
【变式1】若某对数函数的图象过点,则该对数函数的解析式为( )
A. B.
C.或 D.不确定
题组/题型十 对数函数的图像
【典例1】在同一个坐标系中,函数与且的图象可能是( )
A. B. C. D.
【变式1】在同一直角坐标系中,函数的图象可能是( )
A. B. C. D.
【变式2】函数 的图象是( )
A. B. C. D.
题组/题型十一 对数函数的性质
【典例1】已知关于的函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典例2】以下正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式1】函数在[1,3]上的值域为[1,3],则实数a的值是___________.
【变式2】已知函数(且)的图像过点.
(1)求a的值;
(2)求不等式的解集..
重难点题型一 幂、指、对比较大小
【典例1】已知,,,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【变式1】已知,,,则( )
A. B.
C. D.
【变式2】设,,,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
重难点题型二 对数公式的运用
【典例1】已知,则的值为( )
A.3 B. C.4 D.
【典例2】若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式1】若,则___________.
【变式2】已知,且,求m的值.
重难点题型三 指数函数的运用
【典例1】已知指数函数(其中)在闭区间上的最大值比最小值大,则实数 .
【典例2】设函数在区间单调递减,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式1】若函数是奇函数,则实数a的值是( )
A. B.0 C.2 D.4
【变式2】设函数在区间上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
重难点题型四 对数函数的运用
【典例1】若函数在上单调递减,则实数的取值范围为 .
【典例2】已知关于的函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式1】函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【变式2】函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
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· 题型一 根式
· 题型二 实数指数幂的运算
· 题型三 幂函数
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· 重难点题型三 指数函数的运用
· 重难点题型四 对数函数的运用
题组/题型一 根式
【典例1】若有意义,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由有意义,得,解得,
所以a的取值范围是.
故选:B
【变式1】已知函数,则( )
A. B. C.3 D.
【答案】C
【解析】,
所以,所以3,
故选:C.
题组/题型二 实数指数幂的运算
【典例1】设,则下列运算中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】对于A,,A错误;
对于B,,B错误;
对于C,,C错误;
对于D,,D正确,
故选:D.
【典例2】若a>0,且,则等于( )
A.9+ B. C. D.6
【答案】C
【解析】∵,
∴.
故选:C.
【变式1】下列运算结果中,正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】对于A, ,故A正确,
对于B,,故B错误,
对于C,当时,才有,故C错误,
对于D,,故D错误,
故选:A
【变式2】将化成分数指数幂的形式是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】.
故选:A
题组/题型三 幂函数
【典例1】已知幂函数的图象过点,则的值为( )
A.4 B.8 C.16 D.64
【答案】D
【解析】设,则,解得,
所以,所以,
故选:D.
【变式1】函数是幂函数,则实数的值是( )
A. B. C.或 D.且
【答案】C
【解析】由幂函数的定义知,
即,解得或.
故选:C
【变式2】已知幂函数在上为单调减函数,则实数m的值为( ).
A. B. C. D.2
【答案】D
【解析】是幂函数,所以,
当时,,在上递减,符合题意,
当时,,在上递增,不符合题意,
综上所述,的值为,D选项正确,
故选:D.
题组/题型四 指数函数的概念
【典例1】若指数函数的图象过点,则的解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设,(且),
因为函数的图象过点,则,解得,
所以.
故选:B.
【变式1】函数,(且)的图像必经过一个定点,则这个定点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由函数,令,则,
所以函数必过点,
故选:D.
【变式2】已知指数函数图象过点,则等于( )
A.3 B.6 C.9 D.27
【答案】C
【解析】设且,
将代入得,
解得,所以,
所以.
故选:C.
题组/题型五 指数函数的图像
【典例1】函数的图象大致是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】函数单调递增,且过点,B选项满足条件.
故选:B
【变式1】函数与的图象( )
A.关于轴对称 B.关于轴对称
C.关于原点对称 D.关于直线对称
【答案】C
【解析】因为,即,所以函数与的图象关于原点对称.
故选:C.
题组/题型六 指数函数的性质
【典例1】若指数函数在是减函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当,即时,该指数函数在是减函数,
故选:B.
【典例2】已知函数,则函数的增区间是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】令,可得,
可知在内单调递减,在内单调递增,
且在定义域内单调递增,
则在内单调递减,在内单调递增,
所以函数的单调递增区间是.
故选:A.
【变式1】函数的定义域为.则其值域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意,所以,.
故选:C.
【变式2】已知,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据指数函数性质知,即,
又因为,则.
故选:D.
题组/题型七 对数的概念
【典例1】若某对数函数的图象过点,则该对数函数的解析式为( )
A. B.
C.或 D.不确定
【答案】A
【解析】设函数为,依题可知,,解得,
所以该对数函数的解析式为.
故选:A.
【变式1】对数式中,实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意得,解得3<a<4或4<a<5,
即a的取值范围是:(3,4)∪(4,5),
故选:D.
【变式2】有以下四个结论:①;②;③ 若,则;④若,则,其中正确的是( )
A.①② B.②④ C.①③ D.③④
【答案】A
【解析】由对数定义可知,,①正确;
,②正确;
对③,,错误;
对④,,错误,
故选:A.
题组/题型八 对数的运算
【典例1】有以下四个结论,其中正确的是( )
A. B.
C.若,则 D.
【答案】B
【解析】因为,,所以A错误,B正确;
若,则,故C错误;
,而没有意义,故D错误,
故选:B.
【典例2】 =( )
A.2 B.0 C. D.
【答案】B
【解析】
,
故选:B.
【变式1】下列算式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】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.
【变式2】已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,所以.
则,
所以,
故选:B.
题组/题型九 对数函数的定义
【典例1】下列函数是对数函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】形如的函数叫作对数函数,它的定义域是,
对于A,满足,故A正确;
对于B,C,D,形式均不正确,均错误.
故选:A
【变式1】若某对数函数的图象过点,则该对数函数的解析式为( )
A. B.
C.或 D.不确定
【答案】A
【解析】设函数为,依题可知,,解得,
所以该对数函数的解析式为.
故选:A.
题组/题型十 对数函数的图像
【典例1】在同一个坐标系中,函数与且的图象可能是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由指数函数和对数函数性质可知:与图象关于对称,
由选项中图象对称关系可知A正确,
故选:A.
【变式1】在同一直角坐标系中,函数的图象可能是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】函数,由对数函数可知,且,
当时,为过原点的减函数,为减函数,则B错误,D正确;
当时,为过原点的增函数,为增函数,则A错误,C错误;
故选:D.
【变式2】函数 的图象是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】因为,故排除D;
当时,,故排除BC;
结合对数函数的性质可知A正确.
故选:A.
题组/题型十一 对数函数的性质
【典例1】已知关于的函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由于在上单调递增,
所以在上恒成立,即,
故选:A.
【典例2】以下正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】显然,,,所以排除C,D.
因为,所以.
故选:A.
【变式1】函数在[1,3]上的值域为[1,3],则实数a的值是___________.
【答案】
【解析】若,在上单调递减,则,不符合题意;
若,在上单调递增,则,
当值域为时,可知,解得.
故答案为:.
【变式2】已知函数(且)的图像过点.
(1)求a的值;
(2)求不等式的解集..
【答案】(1);(2)
【解析】解:(1)依题意有,∴.
(2)易知函数在上单调递增,
又,∴解得.
∴不等式的解集为.
重难点题型一 幂、指、对比较大小
【典例1】已知,,,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由于在单调递减,故,
又∵,∴.
故选:A.
【变式1】已知,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为在定义域内单调递增,
则,所以.
故选:D.
【变式2】设,,,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,即,
又,,
所以.
故选:D
重难点题型二 对数公式的运用
【典例1】已知,则的值为( )
A.3 B. C.4 D.
【答案】A
【解析】由得,故,
故选:A.
【典例2】若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】.A
【解析】∵,∴,又,
∴,
故选:A.
【变式1】若,则___________.
【答案】
【解析】因为,所以,即,
即,所以,
故答案为:.
【变式2】已知,且,求m的值.
【答案】
【解析】解:因为,所以,
由换底公式可得:,
因为,所以,则,
因为,所以.
重难点题型三 指数函数的运用
【典例1】已知指数函数(其中)在闭区间上的最大值比最小值大,则实数 .
【答案】
【解析】∵,∴指数函数(其中)在闭区间上单调递增,
所以,则,
解得(舍去),
故答案为:.
【典例2】设函数在区间单调递减,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】函数在上单调递减,函数在R上单调递增,
因此函数的单调递减区间是,而函数在区间单调递减,
则,即,解得,所以a的取值范围是.
故选:D
【变式1】若函数是奇函数,则实数a的值是( )
A. B.0 C.2 D.4
【答案】A
【解析】由函数是奇函数,得,
即,整理得,而不恒为0,
因此,解得,此时函数是定义在R上的奇函数,
所以实数a的值为.
故选:A
【变式2】设函数在区间上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为函数在上单调递增,而函数在区间上单调递减,
则有函数在区间上单调递减,
因此,解得,所以实数的取值范围是.
故选:D.
重难点题型四 对数函数的运用
【典例1】若函数在上单调递减,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】根据题意,设,则,
若函数在上单调递减,
利用复合函数的单调性,可得在上为减函数且恒成立,
即,解得,
即a的取值范围为.
【典例2】已知关于的函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由于在上单调递增,
所以在上恒成立,即,
故选:A.
【变式1】函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】函数,因为,解得.
所以函数的定义域为,且,.
因为函数在区间,上单调递增,
在区间,上单调递减,函数单调递增,
所以由复合函数的单调性知函数在区间,上单调递增,
在区间,上单调递减,
故选:A
【变式2】函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】,解得或,故定义域为,
因为在上单调递增,
又在上单调递增,在上单调递减,
由同增异减可知的单调递增区间为.
故选:C
$$