内容正文:
第三章 函数与基本
初等函数
第六节 对数函数
课标解读 考向预测
1.了解对数函数的概念,会画对数函数的图象,探索并理解对数函数的单调性与其图象上的特殊点.
2.知道对数函数y=logax与指数函数y=ax互为反函数(a>0,且a≠1). 对数函数中利用性质比较对数值大小,求对数函数的定义域、值域、最值等是近几年高考考查的热点,题型多以选择题、填空题为主,难度中档.预计2026年高考可能会考查对数函数的图象以及单调性等性质,题型为选择题或填空题,难度中档.
必备知识—强基础
考点探究—提素养
课时作业
目录
必备知识—强基础
a>1 0<a<1
图象
1.对数函数及其性质
(1)概念:函数_____________________叫做对数函数,其中x是自变量,定义域是___________.
(2)对数函数的图象与性质
y=logax(a>0,且a≠1)
(0,+∞)
必备知识—强基础
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定义域 ____________
值域 ____
性质 当x=1时,y=0,即图象过定点________
当x>1时,y>0;当0<x<1时,y<0 当x>1时,y<0;当0<x<1时,y>0
在(0,+∞)上是______ 在(0,+∞)上是_______
(0,+∞)
R
(1,0)
增函数
减函数
必备知识—强基础
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2.反函数
指数函数y=ax(a>0,且a≠1)与对数函数________(a>0,且a≠1)互为反函数,它们的图象关于直线_______对称.它们的定义域和值域正好互换.
y=logax
y=x
必备知识—强基础
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必备知识—强基础
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×
√
√
√
必备知识—强基础
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解析:设f(x)=logax,因为函数f(x)的图象过点(4,2),所以f(4)=loga4=2,则a=2,f(x)=log2x,它的反函数g(x)的解析式为g(x)=2x.故选A.
必备知识—强基础
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必备知识—强基础
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(4,-1)
必备知识—强基础
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考点探究—提素养
对数函数的图象及其应用
考点探究—提素养
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考点探究—提素养
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(2)设x1,x2,x3均为实数,且e-x1=ln x1,e-x2=ln (x2+1),e-x3=lg x3,则( )
A.x1<x2<x3 B.x1<x3<x2
C.x2<x3<x1 D.x2<x1<x3
解析:画出函数y=e-x,y=ln x,y=ln (x+1),y=lg x的图象,如图所示,数形结合,知x2<x1<x3.
考点探究—提素养
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(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.对一些可通过平移、对称变换作出其图象的对数型函数,在求解其单调性(单调区间)、值域(最值)、零点时,常利用数形结合思想.
(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.
考点探究—提素养
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1.若函数f(x)=(k-1)ax-a-x(a>0,且a≠1)在R上既是奇函数,又是减函数,则g(x)=loga|x+k|的大致图象是( )
考点探究—提素养
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解析:因为函数f(x)=(k-1)ax-a-x(a>0,且a≠1)在R上是奇函数,所以f(0)=0,所以k=2,经检验,k=2满足题意.又因为f(x)为减函数,所以0<a<1,则g(x)=loga|x+2|(0<a<1),由g(-4-x)=loga|-4-x+2|=loga|x+2|=g(x),可知g(x)的图象关于直线x=-2对称,排除C,D;又g(0)=loga|0+2|=loga2<0,可知A错误.故选B.
考点探究—提素养
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考点探究—提素养
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对数函数的性质及其应用(多考向探究)
解析:a=2log20.4=0.4,b=log0.42<log0.41=0,0=log0.31<log0.30.4<log0.30.3=1,则c>1,故c>a>b.故选C.
考点探究—提素养
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考点探究—提素养
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对数值比较大小的四种常见类型
(1)底数为同一常数,可由对数函数的单调性直接进行判断.
(2)底数为同一字母,需对底数进行分类讨论.
(3)底数不同,真数相同,可以先用换底公式化为同底后,再进行比较.
(4)底数与真数都不同,常借助1,0等中间量进行比较.
考点探究—提素养
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3.(多选)已知a=log827,b=log916,c=log48,则( )
A.a<b B.a>c
C.b<c D.b<a
考点探究—提素养
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考向2 解简单的对数不等式
(1)已知函数f(x)=log2x-x+1,则不等式f(x)<0的解集是( )
A.(1,2) B.(-∞,1)∪(2,+∞)
C.(0,2) D.(0,1)∪(2,+∞)
解析:依题意,f(x)<0等价于log2x<x-1,在同一直角坐标系中作出y=log2x,y=x-1的图象,如图所示,可得log2x<x-1的解集为(0,1)∪(2,+∞).故选D.
考点探究—提素养
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(2)(2025·陕西名校联盟质检)不等式log2x+log4x<3的解集为________.
(0,4)
考点探究—提素养
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(3)不等式loga(2x+3)>loga(5x-6)(a>1)的解集为________.
考点探究—提素养
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与对数函数有关的不等式的求解策略
考点探究—提素养
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考点探究—提素养
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考点探究—提素养
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考点探究—提素养
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解决对数函数综合问题的策略
(1)始终牢记“对数的真数大于0”这一基本要求,这是解决对数问题的出发点.
(2)善于运用对数的运算性质将对数式进行合理地化简与变形,这是研究性质的重要途径.
(3)注意等价转化思想方法的合理运用,这是解决对数综合问题的关键.
考点探究—提素养
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5.已知函数f(x)=lg (x2-4x-5)在(a,+∞)上单调递增,则a的取值范围是( )
A.(-∞,-1] B.(-∞,2]
C.[2,+∞) D.[5,+∞)
解析:由x2-4x-5>0,解得x>5或x<-1,所以函数f(x)的定义域为(-∞,-1)∪(5,+∞).又函数y=x2-4x-5在(5,+∞)上单调递增,在(-∞,-1)上单调递减,所以函数f(x)=lg (x2-4x-5)在(5,+∞)上单调递增,所以a≥5.
故选D.
考点探究—提素养
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6.已知f(x)=1+log3x(x∈[1,9]),设函数g(x)=[f(x)]2+f(x2),则g(x)max-g(x)min=_____.
5
考点探究—提素养
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课时作业
基础题(占比50%) 中档题(占比40%) 拔高题(占比10%)
题号 1 2 3 4 5 6 7
难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★
考向 对数函数的定义域及应用 对数函数的图象及应用 对数函数的性质及应用 对数函数的性质及应用 对数函数的性质及应用 对数函数的性质及应用 对数函数的性质及应用
考点 求与对数函数相关的函数的定义域 与对数函数有关的复合函数的奇偶性问题 与对数函数有关的复合函数的单调性问题 比较大小问题 与对数函数有关的复合函数的单调性问题 与对数函数有关的复合函数问题
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题号 8 9 10 11 12 13 14
难度 ★★ ★ ★ ★★ ★ ★★ ★★
考向 对数函数的图象及
应用 对数函数的图象及应用 对数函数的性质及应用 对数函数的性质及应用 对数函数的性质及应用 对数函数的性质及应用 对数函数的性质及
应用
考点 利用对数函数的图象求参数的取值范围 对数型函数图象的识别 与对数函数有关的复合函数问题 与对数函数有关的复合函数问题 由函数的性质写解析式 与对数函数有关的复合函数的单调性问题 与对数函数有关的复合函数的值域问题
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题号 15 16 17 18 19 20
难度 ★ ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★★
考向 对数函数的性质及应用 对数函数的性质及应用 对数函数的性质及应用 对数函数的性质及应用 对数函数的性质及应用 对数函数的性质及应用
考点 解对数方程与不等式 与对数函数有关的复合函数问题 比较大小问题 由对数函数的单调性求参数的取值范围 与对数函数有关的复合函数问题 与对数函数有关的复合函数问题
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4.若f(x)=lg (x2-2ax+1+a)在区间(-∞,1]上单调递减,则a的取值范围为( )
A.[1,2) B.[1,2]
C.[1,+∞) D.[2,+∞)
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5.已知a=log32,b=log53,c=log85,则下列结论正确的是( )
A.a<b<c B.b<a<c
C.a<c<b D.b<c<a
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解析:设f1(x)=(x-1)2,f2(x)=logax,要使当x∈(1,2)时,不等式(x-1)2<logax恒成立,只需在区间(1,2)上,f1(x)=(x-1)2的图象在f2(x)=logax的图象的下方即可.当0<a<1时,显然不成立.当a>1时,如图所示,要使在区间(1,2)上,f1(x)=(x-1)2的图象在f2(x)=logax的图象的下方,只需f1(2)≤f2(2),即(2-1)2≤loga2,所以loga2≥1,解得1<a≤2.
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二、多项选择题
9.在同一直角坐标系中,函数y=ax与y=loga(x-2)的图象可能是( )
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解析:当a>1时,y=ax在R上单调递增且其图象恒过点(0,1),y=loga(x-2)在(2,+∞)上单调递增且其图象恒过点(3,0),则B符合要求;当0<a<1时,y=ax在R上单调递减且其图象恒过点(0,1),y=loga(x-2)在(2,+∞)上单调递减且其图象恒过点(3,0),则D符合要求.故选BD.
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三、填空题
12.(2025·江苏名校模拟)写出一个同时满足下列性质①②的函数为f(x)=______________________.
①f(xy)=f(x)+f(y);②f(x)在定义域上单调递增.
解析: loga(MN)=logaM+logaN,且f(x)=logax(a>1)单调递增.故答案为log2x(满足logax(a>1)均可).
log2x(满足logax(a>1)均可)
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13.若函数y=f(x)与y=5x互为反函数,则y=f(x2-2x)的单调递减区间是________.
解析:因为y=f(x)与y=5x互为反函数,所以y=f(x)=log5x在定义域(0,+∞)上为增函数,由x2-2x>0,得x>2或x<0,又y=x2-2x=(x-1)2-1在
(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,所以y=f(x2-2x)的单调递减区间是(-∞,0).
(-∞,0)
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14.已知f(x)=ln (x2+2x+m),若f(x)的值域为R,则实数m的取值范围是________.
解析:因为f(x)的值域为R,所以x2+2x+m≤0有解,则4-4m≥0,解得m≤1,所以实数m的取值范围是(-∞,1].
(-∞,1]
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16.已知函数f(x)=loga(2-ax).
(1)当x∈[0,1]时,函数f(x)恒有意义,求实数a的取值范围;
(2)是否存在这样的实数a,使得函数f(x)在区间[1,2]上为增函数,并且最大值为1?如果存在,试求出a的值;如果不存在,请说明理由.
解:(1)因为a>0且a≠1,设t(x)=2-ax,
则t(x)=2-ax为减函数,当x∈[0,1]时,t(x)的最小值为2-a,
当x∈[0,1]时,f(x)恒有意义,
即当x∈[0,1]时,2-ax>0恒成立,
所以2-a>0,所以a<2.
又a>0且a≠1,所以实数a的取值范围为(0,1)∪(1,2).
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20.(2025·广东部分名校高三联考)已知函数f(x)=lg (ax-3)的图象经过定点(2,0),若k为正整数,那么使得不等式2f(x)>lg (kx2)在区间[3,4]上有解的k的最大值是________.
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R
1.对数函数的图象与底数大小的比较
如图,作直线y=1,则该直线与四个函数图象交点的横坐标为相应的底数.故0<c<d<1<a<b.
由此我们可得到以下规律:在第一象限内从左到右底数逐渐增大.
2.对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的图象过定点(1,0),且过点(a,1),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,a),-1)),函数图象只在第一、四象限.
3.对于函数f(x)=|logax|(a>0,且a≠1),若f(m)=f(n)(m≠n),则必有mn=1.
题组一 走出误区——判一判
(1)由y=logax(a>0,且a≠1),得x=ay,所以x>0.( )
(2)y=log2x2与y=logx3不是对数函数.( )
(3)函数y=loga(x-1)的定义域为(0,+∞).( )
(4)函数y=log2x与y=logeq \s\do15(\f(1,2))eq \f(1,x)的图象重合.( )
题组二 回归教材——练一练
(1)(人教B必修第二册习题4-3B T1改编)若对数函数f(x)的图象经过点(4,2),则它的反函数g(x)的解析式为( )
A.g(x)=2x
B.g(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)
C.g(x)=4x
D.g(x)=x2
(2)(人教A必修第一册4.4.1练习T2改编)下列函数中,其定义域和值域分别与函数y=10lg x的定义域和值域相同的是( )
A.y=x
B.y=lg x
C.y=2x
D.y=eq \f(1,\r(x))
(3)(人教B必修第二册4.2.3例1改编)已知实数a=log32,b=log2π,c=log2eq \r(10),则( )
A.a<b<c
B.a<c<b
C.c<a<b
D.c<b<a
(4)(人教B必修第二册4.2.3尝试与发现改编)已知函数y=loga(x-3)-1(a>0,且a≠1)的图象恒过定点P,则点P的坐标是________.
eq \a\vs4\al() (1)(2025·广东深圳名校联考)已知a>0,且a≠1,则函数y=logaeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(1,a)))的图象一定经过( )
A.第一、二象限
B.第一、三象限
C.第二、四象限
D.第三、四象限
解析:当x=0时,y=logaeq \f(1,a)=-1,则当0<a<1时,函数图象经过第二、三、四象限,如图1;当a>1时,函数图象经过第一、三、四象限,如图2.所以函数y=logaeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(1,a)))的图象一定经过第三、四象限.故选D.
2.已知函数f(x)=|log2x|,实数a,b满足0<a<b,且f(a)=f(b),若f(x)在[a2,b]上的最大值为2,则eq \f(1,a)+b=____.
解析:∵f(x)=|log2x|,∴f(x)的图象如图所示,又f(a)=f(b)且0<a<b,∴0<a<1,b>1且ab=1,∴a2<a,当a2≤x≤b时,由图可知,f(x)max=f(a2)=|log2a2|=-2log2a=2,∴a=eq \f(1,2),∴b=2,∴eq \f(1,a)+b=4.
考向1 比较大小问题
(1)(2025·天津滨海新区模拟)已知a=2log20.4,b=log0.42,c=eq \f(1,log0.30.4),则( )
A.a>b>c
B.b>a>c
C.c>a>b
D.a>c>b
(2)(2025·辽宁沈阳模拟)已知a=log721,b=log510,c=log33eq \r(3),则( )
A.a>b>c
B.a>c>b
C.b>a>c
D.c>a>b
解析:由已知条件,得c=log33eq \r(3)=log33eq \s\up7(\f(3,2))=eq \f(3,2),a=log721=log7(3×7)=1+log73>1+log7eq \r(7)=1+eq \f(1,2)=eq \f(3,2),b=log510=log5(2×5)=1+log52<1+log5eq \r(5)=1+eq \f(1,2)=eq \f(3,2),所以a>c>b.故选B.
解析:因为a=log827=log2333=log23,b=log916=log34,c=log48=eq \f(3,2),所以eq \f(a,b)=eq \f(log23,log34)=eq \f(ln 3,ln 2)×eq \f(ln 3,ln 4)=eq \f(6ln 3×ln 3,6ln 2×ln 4)=eq \f(2ln 3,3ln 2)×eq \f(3ln 3,2ln 4)=eq \f(ln 9,ln 8)×eq \f(ln 27,ln 16)>1,又a,b均大于0,所以a>b,故A错误,D正确;因为a=log23>log22eq \r(2)=eq \f(3,2)=c,所以a>c,故B正确;因为16<33,即4<3eq \s\up6(\f(3,2)),所以b=log916=log34<log33eq \s\up6(\f(3,2))=eq \f(3,2)=c,即b<c,故C正确.故选BCD.
解析:因为log4x=eq \f(log2x,log24)=eq \f(1,2)log2x,所以原不等式化为eq \f(3,2)log2x<3,即log2x<2=log24,解得0<x<4,所以原不等式的解集为(0,4).
解析:因为a>1,所以对数函数y=logax为增函数,则原不等式等价于eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2x+3>0,,5x-6>0,,2x+3>5x-6,))解得eq \f(6,5)<x<3,即原不等式的解集为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6,5),3)).
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6,5),3))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,2),\f(41,16)))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(13,2),+∞))
4.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,当x∈(-∞,0]时,f(x)单调递减,则不等式f(logeq \s\do15(\f(1,3))(2x-5))>f(log38)的解集为________________.
解析:因为函数f(x)是定义在R上的偶函数,且在(-∞,0]上单调递减,所以可将f(logeq \s\do15(\f(1,3))(2x-5))>f(log38)化为|logeq \s\do15(\f(1,3))(2x-5)|>|log38|,即log3(2x-5)>log38或log3(2x-5)<-log38=log3eq \f(1,8),即2x-5>8或0<2x-5<eq \f(1,8),解得x>eq \f(13,2)或eq \f(5,2)<x<eq \f(41,16).
考向3 与对数函数有关的复合函数问题
(多选)已知函数f(x)=ln (x2+x+m)(m∈R),则( )
A.当m>eq \f(1,4)时,f(x)的定义域为R
B.f(x)一定存在最小值
C.f(x)的图象关于直线x=-eq \f(1,2)对称
D.当m≥1时,f(x)的值域为R
解析:对于A,若m>eq \f(1,4),则Δ=1-4m<0,则二次函数y=x2+x+m的图象恒在x轴的上方,即x2+x+m>0恒成立,所以f(x)的定义域为R,故A正确;对于B,若m=0,则f(x)=ln (x2+x)的定义域为(-∞,-1)∪(0,+∞),值域为R,没有最小值,故B错误;对于C,由于函数y=ln eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x2+m-\f(1,4)))为偶函数,其图象关于y轴对称,将该函数的图象向左平移eq \f(1,2)个单位长度即可得到函数f(x)=ln eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(1,2)))\s\up12(2)+m-\f(1,4)))=ln (x2+x+m)的图象,所以f(x)图象的对称轴为直线x=-eq \f(1,2),故C正确;对于D,若m≥1,则y=x2+x+m=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(1,2)))eq \s\up12(2)+m-eq \f(1,4)≥eq \f(3,4),故f(x)的值域不是R,故D错误.故选AC.
解析:由题意,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1≤x≤9,,1≤x2≤9,))∴1≤x≤3,∴g(x)的定义域为[1,3],g(x)=[f(x)]2+f(x2)=(1+log3x)2+1+log3x2=(log3x)2+4log3x+2,设t=log3x,则0≤t≤1,则y=t2+4t+2=(t+2)2-2在[0,1]上单调递增,∴当t=0,即x=1时,g(x)min=2,当t=1,即x=3时,g(x)max=7,∴g(x)max-g(x)min=5.
一、单项选择题
1.(2025·江苏泰州模拟)函数f(x)=eq \r(ln (1-x))的定义域为( )
A.(-∞,0]
B.(-∞,1)
C.[0,1)
D.[0,+∞)
解析:函数f(x)=eq \r(ln (1-x))有意义,等价于eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1-x>0,,ln (1-x)≥0,))解得x≤0,故函数f(x)的定义域为(-∞,0].故选A.
2.函数f(x)=eq \f(xlog2|x|,2x+2-x)的部分图象大致是( )
解析:易知f(x)=eq \f(xlog2|x|,2x+2-x)的定义域为{x|x≠0},因为f(-x)=eq \f(-xlog2|-x|,2-x+2x)=-eq \f(xlog2|x|,2x+2-x)=-f(x),所以f(x)为奇函数,排除B,D;又f(2)=eq \f(2,22+2-2)>0,排除C.故选A.
3.(2025·广东揭阳模拟)若函数f(x)=x3·ln (eq \r(x2+2a)-x)为偶函数,则a=( )
A.eq \f(1,4)
B.eq \f(1,2) C.1
D.2
解析:易得,函数f(x)的定义域为R,因为函数f(x)=x3ln (eq \r(x2+2a)-x)为偶函数,且y=x3为奇函数,故g(x)=ln (eq \r(x2+2a)-x)为奇函数,故g(-x)+g(x)=0,即ln [eq \r((-x)2+2a)+x]+ln (eq \r(x2+2a)-x)=0,即ln (x2+2a-x2)=0,即2a=1,解得a=eq \f(1,2).故选B.
解析:令函数g(x)=x2-2ax+1+a=(x-a)2+1+a-a2,该函数图象的对称轴为直线x=a,要使函数f(x)在(-∞,1]上单调递减,则有eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(g(1)>0,,a≥1,))即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2-a>0,,a≥1,))解得1≤a<2,所以a的取值范围为[1,2).故选A.
解析:因为log32=log3eq \r(3,8)<log3eq \r(3,9)=log33eq \s\up7(\f(2,3))=eq \f(2,3)=log55eq \s\up7(\f(2,3))=log5eq \r(3,25)<log5eq \r(3,27)=log53,所以a<b.因为ln 3×ln 8<eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(ln 3+ln 8,2)))eq \s\up12(2)=(lneq \r(24))2<(ln 5)2,所以eq \f(ln 3,ln 5)<eq \f(ln 5,ln 8),所以log53<log85,所以b<c,所以a<b<c.故选A.
6.若函数f(x)=logaeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x2+\f(3,2)x))(a>0,且a≠1)在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),+∞))上恒有f(x)>0,则f(x)的单调递增区间为( )
A.(0,+∞)
B.(2,+∞)
C.(1,+∞)
D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),+∞))
解析:令M=x2+eq \f(3,2)x,当x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),+∞))时,M∈(1,+∞),因为f(x)>0恒成立,所以a>1,所以函数y=logaM为增函数,又M=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(3,4)))eq \s\up12(2)-eq \f(9,16),所以M的单调递增区间为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,4),+∞)).又x2+eq \f(3,2)x>0,所以x>0或x<-eq \f(3,2),所以函数f(x)的单调递增区间为(0,+∞).故选A.
7.已知函数f(x)的定义域为D,若满足如下两个条件:①f(x)在D内是单调函数;②存在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(m,2),\f(n,2)))⊆D,使得f(x)在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(m,2),\f(n,2)))上的值域为[m,n],那么就称函数f(x)为“希望函数”.若函数f(x)=loga(ax+t)(a>0,且a≠1)是“希望函数”,则t的取值范围是( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,4),0))
B.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(1,4),0))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),0))
D.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),0))
解析:∵函数f(x)=loga(ax+t)(a>0,且a≠1)是“希望函数”,∴f(x)在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(m,2),\f(n,2)))上的值域为[m,n].易知函数f(x)单调递增,∴m,2))eq \b\lc\{\rc(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al\co1(loga(a+t)=m,,loga(aeq \s\up7(\f(n,2))+t)=n,)))
即m,2))eq \b\lc\{\rc(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al\co1(a+t=am,, aeq \s\up7(\f(n,2))+t=an,)))
∴m,n为方程ax-aeq \s\up7(\f(x,2))-t=0的两个不相等的实数根,令p=aeq \s\up7(\f(x,2))(p>0),则p2-p-t=0,∴Δ=1+4t>0,-t>0,得-eq \f(1,4)<t<0.故选A.
8.当x∈(1,2)时,不等式(x-1)2<logax恒成立,则a的取值范围是( )
A.(0,1)
B.(1,2)
C.(1,2]
D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(1,2)))
10.(2025·山东烟台模拟)已知函数f(x)=logm(x+m)(m>1)的定义域为(-4,+∞),则( )
A.m=4
B.f(-2)=eq \f(1,2)
C.3是f(x)的零点
D.feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,x)+x))>f(2)
解析:对于A,由x+m>0,得x>-m,故f(x)=logm(x+m)(m>1)的定义域为(-m,+∞),故-m=-4,解得m=4,A正确;对于B,因为f(x)=log4(x+4),所以f(-2)=log4(-2+4)=eq \f(1,2),B正确;对于C,令f(x)=0,即log4(x+4)=0,解得x=-3,故-3是f(x)的零点,C错误;对于D,当x=1时,feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,1)+1))=f(2),故D错误.故选AB.
11.已知函数f(x)=ln (e2x+1)-x,则( )
A.f(ln 2)=ln eq \f(5,2)
B.f(x)是奇函数
C.f(x)在(0,+∞)上单调递增
D.f(x)的最小值为ln 2
解析:因为f(ln 2)=ln (e2ln 2+1)-ln 2=ln eq \f(5,2),故A正确;因为f(x)=ln (e2x+1)-x=ln (e2x+1)-ln ex=ln eq \f(e2x+1,ex)=ln (ex+e-x),所以f(-x)=ln (ex+e-x),所以f(-x)=f(x),所以f(x)为偶函数,故B错误;因为y=ex+e-x在(0,+∞)上单调递增,所以f(x)=ln (ex+e-x)在(0,+∞)上单调递增,故C正确;由于f(x)在(0,+∞)上单调递增,又f(x)为偶函数,所以f(x)在(-∞,0]上单调递减,所以f(x)的最小值为f(0)=ln 2,故D正确.故选ACD.
四、解答题
15.定义在(-1,1)上的函数f(x)和g(x),满足f(x)+g(-x)=0,且g(x)=logaeq \f(1+x,2),其中a>1.
(1)若feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))=2,求f(x)的解析式;
(2)若不等式f(x)>1的解集为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,3),m)),求m-a的值.
解:(1)由题意知,f(x)=-g(-x)=logaeq \f(2,1-x),
又feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))=2,所以loga4=2,即a=2.
所以f(x)的解析式为f(x)=log2eq \f(2,1-x)(-1<x<1).
(2)由f(x)>1,得eq \f(2,1-x)>a,
由题意知,1-x>0,所以1-eq \f(2,a)<x<1,
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1-\f(2,a)=-\f(1,3),,m=1,))即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=\f(3,2),,m=1,))所以m-a=-eq \f(1,2).
(2)由(1)知,t(x)=2-ax,且当a>0时,函数t(x)为减函数.
因为f(x)在区间[1,2]上为增函数,
所以y=logat(x)为减函数,所以0<a<1.
当x∈[1,2]时,f(x)的最大值为f(2)=loga(2-2a)=1,
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(0<a<1,,loga(2-2a)=1,))
即a=eq \f(2,3).
故存在a=eq \f(2,3),使得函数f(x)在区间[1,2]上为增函数,并且最大值为1.
17.(2024·北京高考)已知(x1,y1),(x2,y2)是函数y=2x的图象上两个不同的点,则( )
A.log2eq \f(y1+y2,2)<eq \f(x1+x2,2)
B.log2eq \f(y1+y2,2)>eq \f(x1+x2,2)
C.log2eq \f(y1+y2,2)<x1+x2
D.log2eq \f(y1+y2,2)>x1+x2
解析:对于A,B,由题意不妨设x1<x2,因为函数y=2x是增函数,所以0<2x1<
2 x2,即0<y1<y2,因为eq \f(2x1+2x2,2)>eq \r(2 x1·2 x2)=2eq \s\up7(\f(x1+ x2,2)),即eq \f(y1+y2,2)>2eq \s\up7(\f(x1+ x2,2))>0,又函数y=log2x是增函数,所以log2eq \f(y1+y2,2)>log22eq \s\up7(\f(x1+ x2,2))=eq \f(x1+x2,2),故A错误,B正确;对于C,例如x1=-1,x2=-2,则y1=eq \f(1,2),y2=eq \f(1,4),可得log2eq \f(y1+y2,2)=log2eq \f(3,8)=log23-3∈(-2,-1),即log2eq \f(y1+y2,2)>-3=x1+x2,故C错误;对于D,例如x1=0,x2=1,则y1=1,y2=2,可得log2eq \f(y1+y2,2)=log2eq \f(3,2)∈(0,1),即log2eq \f(y1+y2,2)<1=x1+x2,故D错误.故选B.
18.(2025·广东佛山模拟)已知0<a<1且a≠eq \f(1,2),若函数f(x)=2logax-log(2a)x在(0,+∞)上单调递减,则实数a的取值范围为( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4),\f(1,2)))
B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(1,4)))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4),\f(1,2)))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))
D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(1,4)))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))
解析:依题意,f(x)=eq \f(2ln x,ln a)-eq \f(ln x,ln (2a))=eq \f(2ln (2a)-ln a,ln a·ln (2a))·ln x=eq \f(ln (4a),ln a·ln (2a))·ln x,显然函数y=ln x在(0,+∞)上单调递增,而函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,因此eq \f(ln (4a),ln a·ln (2a))<0,而0<a<2a<4a,则ln (4a)<0或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(ln a<0,,ln (2a)>0,))解得0<a<eq \f(1,4)或eq \f(1,2)<a<1,所以实数a的取值范围为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(1,4)))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1)).故选D.
19.(2024·新课标Ⅱ卷)设函数f(x)=(x+a)·ln (x+b),若f(x)≥0,则a2+b2的最小值为( )
A.eq \f(1,8)
B.eq \f(1,4)
C.eq \f(1,2)
D.1
解析:解法一:由题意可知,f(x)的定义域为(-b,+∞),令x+a=0,得x=-a;令ln (x+b)=0,得x=1-b.若-a≤-b,当x∈(-b,1-b)时,可知x+a>0,ln (x+b)<0,此时f(x)<0,不符合题意;若-b<-a<1-b,当x∈(-a,1-b)时,可知x+a>0,ln (x+b)<0,此时f(x)<0,不符合题意;若-a=1-b,当x∈(-b,1-b)时,可知x+a<0,
ln (x+b)<0,此时f(x)>0,当x∈[1-b,+∞)时,可知x+a≥0,ln (x+b)≥0,此时f(x)≥0,可知-a=1-b符合题意;若-a>1-b,当x∈(1-b,-a)时,可知x+a<0,ln (x+b)>0,此时f(x)<0,不符合题意.综上所述,-a=1-b,即b=a+1,则a2+b2=a2+(a+1)2=2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a+\f(1,2)))eq \s\up12(2)+eq \f(1,2)≥eq \f(1,2),当且仅当a=-eq \f(1,2),b=eq \f(1,2)时,等号成立,所以a2+b2的最小值为eq \f(1,2).故选C.
解法二:由题意可知,f(x)的定义域为(-b,+∞),令x+a=0,得x=-a;令ln (x+b)=0,得x=1-b,则当x∈(-b,1-b)时,ln (x+b)<0,故x+a≤0,所以1-b+a≤0;当x∈(1-b,+∞)时,ln (x+b)>0,故x+a≥0,所以1-b+a≥0,故1-b+a=0,则a2+b2=a2+(a+1)2=2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a+\f(1,2)))eq \s\up12(2)+eq \f(1,2)≥eq \f(1,2),当且仅当a=-eq \f(1,2),b=eq \f(1,2)时,等号成立,所以a2+b2的最小值为eq \f(1,2).故选C.
解析:由已知可得f(2)=lg (2a-3)=0,则2a-3=1,解得a=2,故f(x)=lg (2x-3),由2f(x)>lg (kx2),得lg (2x-3)2>lg (kx2),因为x∈[3,4],则kx2<4x2-12x+9,可得k<eq \f(9,x2)-eq \f(12,x)+4,令t=eq \f(1,x)∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,4),\f(1,3))),g(t)=9t2-12t+4,则函数g(t)在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,4),\f(1,3)))上单调递减,所以g(t)max=geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))=eq \f(25,16),所以k<eq \f(25,16).因此正整数k的最大值是1.
$$