内容正文:
课时作业(十三) 指数与指数函数
基础过关练
一、单项选择题
1.根式 的分数指数幂的形式为( )
A.a- B.a
C.a D.a-
答案 D
解析 = =
= =a-.故选D.
2.(2025·南宁模拟)若函数f(x)=2-|x-1|-m 的图象与x 轴有交点,则实数m 的取值范围是( )
A.0<m≤1 B.0≤m≤1
C.m≥1 或m<0 D.m>1 或m<0
答案 A
解析 ∵函数f(x)=2-|x-1|-m 的图象与x 轴有交点,
∴m=2-|x-1| 有解,
∵-|x-1|≤0,
∴0<2-|x-1|≤1,
∴0<m≤1,则实数m 的取值范围是0<m≤1.故选A.
3.(2025·宜昌模拟)设a=30.8,b=90.5,c=,则( )
A.a>b>c B.c>b>a
C.b>a>c D.b>c>a
答案 C
解析 因为a=30.8,b=90.5=(32)0.5=31,c==(3-1)-=3=30.5,
又函数y=3x是增函数,且1>0.8>0.5,
所以31>30.8>30.5,
所以b>a>c.
4.(2023·新高考Ⅰ卷)设函数f(x)=2x(x-a)在区间(0,1)上单调递减,则a的取值范围是( )
A.(-∞,-2] B.[-2,0)
C.(0,2] D.[2,+∞)
答案 D
解析 函数y=2x在R上是增函数,而函数f(x)=2x(x-a)在区间(0,1)上单调递减,
则函数y=x(x-a)=-在区间(0,1)上单调递减,
因此≥1,解得a≥2,
所以a的取值范围是[2,+∞).
5.(2025·贵阳模拟)若关于x 的方程9x+3x+1-m+1=0 有解,则实数m 的取值范围是( )
A.(1,+∞) B.
C.(-∞,3] D.(1,3]
答案 A
解析 方程9x+3x+1-m+1=0 有解,
∴(3x)2+3×3x-m+1=0 有解,
令3x=t>0,
则可化为t2+3t-m+1=0有正根,
则t2+3t=m-1 在(0,+∞)有解,又当t∈(0,+∞)时,t2+3t>0,
所以m-1>0⇒m>1,故选A.
6.(2025·南京三模)函数y=4x+2x-1+3(x∈R)的值域为( )
A.[2,+∞) B.(3,+∞)
C. D.[9,+∞)
答案 B
解析 令2x=t,t>0,可得y=t2+t+3(t>0),
可得函数的对称轴为:t=-,故函数在t∈(0,+∞)上单调递增,
当t=0 时,ymin=3,故函数的值域为(3,+∞),故选B.
二、多项选择题
7.(2025·重庆模拟)已知函数y=+4x+3,则下列说法正确的是( )
A.定义域为R
B.值域为(0,2]
C.在[-2,+∞)上单调递增
D.在[-2,+∞)上单调递减
答案 ABD
解析 由函数y=+4x+3,可得函数的定义域为R,故A正确;
设t=x2+4x+3=(x+2)2-1∈[-1,+∞),
则y=,t∈[-1,+∞),
由指数函数的单调性,可得函数的值域为(0,2],故B正确;
t=x2+4x+3在[-2,+∞)上单调递增,
而y=在[-1,+∞)上单调递减,
根据复合函数单调性法则,可得函数在[-2,+∞)上单调递减,故C错误,D正确.
8.设函数f(x)=a-|x| (a>0,且a≠1 ),若f(2)=4,则( )
A.f(-2)>f(-1) B.f(1)>f(2)
C.f(-2)>f(2) D.f(-4)>f(3)
答案 AD
解析 由f(2)=a-2=4 得a=,即f(x)==2|x|,
故f(-2)>f(-1),f(2)>f(1),f(-2)=f(2),f(-4)=f(4)>f(3),
所以AD正确.故选AD.
三、填空题
9.0.125--+[(-2)2] +=________.
答案 81
解析 原式=-1+22×+(2×3)6 =2-1+8+(23×32)=81.
10.(2025·临沂月考)函数f(x)=9x-4×3x+9 的值域为________.
答案 [5,+∞).
解析 设t=3x>0,则f(x)=(3x)2-4·3x+9,
换元得g(t)=t2-4t+9=(t-2)2+5,t>0,
显然当t=2 时,函数g(t)取到最小值g(t)=5,
所以函数f(x)=9x-4×3x+9 的值域为[5,+∞).
四、解答题
11.(2025·甘肃张掖质检)已知f(x)=a- 是定义域为R的奇函数.
(1)求a的值,判断f(x)的单调性并证明;
(2)若f(-2x2+x)+f(-2x2-k)<0 恒成立,求实数k的取值范围.
解 (1)由题意得f(0)=a-1=0,所以a=1,
当a=1 时,f(x)=1-=,f(-x)===-f(x), 故f(x)为奇函数.
f(x)=1- 在R上是单调递增函数,
证明如下:
对于∀x1,x2∈R,设x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=-=-=,
因为x1<x2,所以2x2>2x1,2x1+1>0,2x2+1>0,
所以<0,即f(x1)-f(x2)<0,
所以f(x1)<f(x2),即函数 在R上是单调递增函数.
(2)f(-2x2+x)+f(-2x2-k)<0 等价于f(-2x2+x)<-f(-2x2-k)=f(2x2+k),
因为f(x)是R上的单调增函数,所以-2x2+x<2x2+k,即4x2-x+k>0 恒成立,
所以Δ=1-16k<0,解得k>,
所以k的取值范围为.
12.(2025·长沙模拟)已知定义域为R函数f(x)=ax-(k-1)·a-x (a>0 且a≠1 )是奇函数.
(1)求实数k 的值;
(2)若f(1)<0,判断函数f(x)的单调性,若f(m2-2)+f(m)>0,求实数m的取值范围.
解 (1)由函数f(x)=ax-(k-1)·a-x 的定义域为R 的奇函数,
可得f(0)=a0-(k-1)a0=1-(k-1)=0,解得k=2,
经验证:当k=2 时,f(x)=ax-a-x,可得f(-x)=a-x-ax=-(ax-a-x)=-f(x),
则f(x)为奇函数,符合题意,
所以k=2.
(2)由(1)知,f(x)=ax-a-x (a>0 且a≠1 ),
因为f(1)<0,即a-<0,
又因为a>0,且a≠1,所以0<a<1,
而y=ax 在R上单调递减,y=-a-x 在R上单调递减,
故由单调性的性质可判断f(x)=ax-a-x 在R上单调递减,
不等式f(m2-2)+f(m)>0 可化为f(m2-2)>f(-m),
可得m2-2<-m,即m2+m-2<0,解得-2<m<1,
所以实数m的取值范围是(-2,1).
考能提升练
13.若函数f(x)= 是R上的增函数,则实数a 的取值范围为__________.
答案 [4,8)
解析 要使函数f(x)为R上的增函数,
应有解得4≤a<8.
14.(2025·徐州模拟)若正实数m,n满足e1-2m+2-2m=en-1+n,则+的最小值为________.
答案
解析 由e1-2m+2-2m=en-1+n,得e1-2m+(1-2m)=en-1+(n-1),
令f(x)=ex+x,则原等式为f(1-2m)=f(n-1),显然函数f(x)为增函数,
于是1-2m=n-1,即2m+n=2,
而m>0,n>0,
因此+=+=++≥2+=,
当且仅当=,即m=n=时取等号,
所以当m=n=时,+取得最小值.
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