内容正文:
专题2.8 对数函数
基础巩固
一、单选题
1.(2025·福建厦门·三模)已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上�内蒙古赤峰�阶段练习)设,则的大小顺序为( )
A. B. C. D.
3.(2025·海南省直辖县级单位·模拟预测)已知,,,则( )
A. B. C. D.
4.华罗庚是享誉世界的数学大师,其斐然成绩早为世人所推崇.他曾说:“数缺形时少直观,形缺数时难入微”.告知我们把“数”与“形”,“式”与“图”结合起来是解决数学问题的有效途径.若函数(且)的大致图象如图,则函数的大致图象是( )
A.B.C.D.
5. “”是“函数在区间上单调递增”的( )
A.充分不必要条件 B.充要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
6.已知函数,若,则的值可以为( )
A. B. C. D.
7.若函数且在上的值域为,则的值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
8.函数的最大值为( )
A. B. C. D.
9.已知函数,若的最小值为,则( )
A. B. C. D.
10.(2025·浙江杭州·模拟预测)定义新运算:,设,命题,则( )
A.,且为假 B.,且为假
C.,且为真 D.,且为真
二、多选题
11.已知函数,则下列结论正确的是( )
A.函数的定义域是
B.函数的值域是
C.函数的单调递增区间是
D.不等式的解集是
12.(2025·湖北孝感·三模)已知函数在区间上单调递增,则( )
A. B.
C. D.
13.(2025高三�全国�专题练习)已知函数(且)与(且)的图象关于坐标原点对称,则函数与的大致图象可能是( )
A. B. C. D.
14.(2025·贵州安顺·模拟预测)已知函数,则( )
A.是奇函数 B.
C.在上单调递减 D.在上单调递增
三、填空题
15.(2025·上海宝山·二模)已知函数且)的图像经过定点,则点的坐标为 .
16.(2025·甘肃白银·二模)已知是R上的单调递增函数,则实数a的取值范围为 .
17.(2025·湖北恩施·模拟预测)若函数定义域为,则a的取值范围是 .
18.(2025·北京·模拟预测)已知函数,
①当,时,恰有1个零点;
②若,则对于任意的,都有零点;
③当时,若函数恰有1个零点,则满足条件的取值唯一;
④当时,存在的取值,使得有3个零点.
其中所有正确结论的序号是: .
四、解答题
19.设函数.
(1)当时,求的值;
(2)判断在区间上的单调性,并用函数单调性的定义证明你的结论;
(3)当时,的最小值为3,求m的值.
20.已知函数且,且函数的图像过点.
(1)求函数的解析式;
(2)若成立,求实数m的取值范围.
21.已知函数
(1)求不等式 的解集;
(2)当 时,求该函数的值域;
(3)若 对于任意 恒成立,求的取值范围.
能力提升
22.(多选题)已知函数,则( )
A.的最小值为2 B.,
C. D.
23.已知函数,,,,则( )
A. B.
C. D.
24.已知函数,若,且 ,则的最小值为( )
A. B. C. D.
25.(2025·四川·模拟预测)已知函数若关于的方程(为实常数)有四个不同的解,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
26.(多选题)(24-25高三上�山西大同�开学考试)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.的图象恒过某个定点
B.在上单调递减,在上单调递增
C.图象上存在两个不同的点关于轴对称
D.若对任意,恒成立,则实数的取值范围是
27.设函数的定义域为D,若满足:①在D内是单调增函数;②存在(),使得在上的值域为,那么就称是定义域为D的“成功函数”.若函数(,是定义域为R的“成功函数”,则t的取值范围是( )
A. B. C. D.
28.(2024�广东�一模)已知集合,若且互不相等,则使得指数函数,对数函数,幂函数中至少有两个函数在上单调递增的有序数对的个数是( )
A.16 B.24 C.32 D.48
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专题2.8 对数函数
基础巩固
一、单选题
1.(2025·福建厦门·三模)已知集合,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】交集的概念及运算、求指数函数在区间内的值域、由对数函数的单调性解不等式
【分析】首先化简求解集合、,再求即可.
【详解】,
,
因为,函数单调递增,
所以,所以,即 .
所以.
故选:C
2.(24-25高三上�内蒙古赤峰�阶段练习)设,则的大小顺序为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】比较对数式的大小、比较指数幂的大小
【分析】利用指数函数,对数函数单调性可得答案.
【详解】由函数在上单调递增,可得, .
因函数在R上单调递增,则.故,
即.
故选:A
3.(2025·海南省直辖县级单位·模拟预测)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】对数的运算性质的应用、比较对数式的大小
【分析】将三个数化为的形式,即可根据对数函数的单调性与图像进行判断.
【详解】因为,,,
所以.
故选:A
4.华罗庚是享誉世界的数学大师,其斐然成绩早为世人所推崇.他曾说:“数缺形时少直观,形缺数时难入微”.告知我们把“数”与“形”,“式”与“图”结合起来是解决数学问题的有效途径.若函数(且)的大致图象如图,则函数的大致图象是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【知识点】根据对数型函数图象判断参数的范围、判断指数型函数的图象形状
【分析】根据题意,求得,结合指数函数的图象与性质以及图象变换,即可求解.
【详解】由题意,根据函数的图象,可得,
根据指数函数的图象与性质,
结合图象变换向下移动个单位,可得函数的图象只有选项C符合.
故选:C.
5. “”是“函数在区间上单调递增”的( )
A.充分不必要条件 B.充要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【知识点】对数型复合函数的单调性、判断命题的必要不充分条件
【分析】结合对数复合函数的单调性及充分条件、必要条件的定义,即可得答案.
【详解】令,,
若在上单调递增,
因为是上的增函数,
则需使是上的增函数且,
则且,解得.
因为⫋,故是的必要不充分条件,
故选:C.
6.已知函数,若,则的值可以为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】由对数函数的单调性解不等式
【分析】讨论,结合对数函数的单调性解不等式即可.
【详解】,
当时,,
当时,,因为,
所以,
故选:A
7.若函数且在上的值域为,则的值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
【答案】A
【知识点】对数函数单调性的应用、根据函数的最值求参数
【分析】分、两种情况讨论,分析函数在上的单调性,根据题意可得出关于实数、的方程组,解之即可.
【详解】因为且,
当时,,此时,函数在上单调递减,
根据题意可得,解得;
当时,,此时,函数在上单调递增,
根据题意可得,解得.
综上所述,或.
故选:A.
8.函数的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】求对数函数在区间上的值域、求已知指数型函数的最值、求二次函数的值域或最值
【分析】对两边取对数,得到,继而换元,令,再结合求解二次函数的最值问题,即可求得答案.
【详解】由,设,
故,
令,则,
当时,取到最大值,
故y的最大值为,即函数的最大值为,
故选:D
【点睛】关键点睛:解答本题的关键是结合函数解析式的结构特点,采用两边取对数再结合换元的方法,将原问题转化为求二次函数的最值问题.
9.已知函数,若的最小值为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】根据对数函数的最值求参数或范围、对数型复合函数的单调性
【分析】根据复合函数单调性以及对数函数相关知识进行求解即可.
【详解】由,得,
所以函数定义域为,
因为由外层函数和内层函数复合而成,
当时,内层函数单调递增,外层函数单调递减,所以单调递减,
当时,内层函数单调递减,外层函数单调递减,所以单调递增,
所以,所以,
又因为,所以.
故选:C
10.(2025·浙江杭州·模拟预测)定义新运算:,设,命题,则( )
A.,且为假 B.,且为假
C.,且为真 D.,且为真
【答案】D
【知识点】求已知指数型函数的最值、求对数函数的最值、全称命题的否定及其真假判断、函数新定义
【分析】根据题意结合指对数函数性质分析可知,再根据命题的否定分析判断.
【详解】因为,且,
则,,
可得,即命题为假命题,
所以,且为真命题.
故选:D.
二、多选题
11.已知函数,则下列结论正确的是( )
A.函数的定义域是
B.函数的值域是
C.函数的单调递增区间是
D.不等式的解集是
【答案】BC
【知识点】求对数型复合函数的定义域、对数型复合函数的单调性、求对数型复合函数的值域、由对数函数的单调性解不等式
【分析】根据对数函数相关的复合函数的定义域,值域,单调性及解对数不等式,依次判断即可得出结果.
【详解】选项A;令,解得或,所以函数的定义域为,故A错误;
选项B:由定义域可知,所以函数的值域是,故B正确;
选项C:由(1)可知,函数在上为增函数,
在上为减函数,在定义域内为增函数,
所以函数的单调递增区间是,单调递减区间是,故C正确;
选项D:由,且在定义域内为增函数,
所以,解得或,
所以不等式的解集是,故D错误;
故选:BC.
12.(2025·湖北孝感·三模)已知函数在区间上单调递增,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【知识点】由对数函数的单调性解不等式、对数型复合函数的单调性
【分析】设,可得函数在上单调递减,根据复合函数的单调性即可得的范围即可判断AB,利用单调性即可判断CD.
【详解】的定义域为.
设,可得函数在上单调递减,
在上单调递增,
根据复合函数的单调性可得,故A正确,B错误;
由,可得,
又在上单调递减,
则,故C正确,D错误.
故选:AC.
13.(2025高三�全国�专题练习)已知函数(且)与(且)的图象关于坐标原点对称,则函数与的大致图象可能是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【知识点】函数图像的识别
【分析】根据给定条件,推导得,再按,分类讨论,结合函数单调性判断即得.
【详解】在函数的图象上任取点,
则点在的图象上,
即,于是对任意成立,则,
当时,函数是上的减函数,,则是上的增函数,故C符合,D不符合;
当时,函数是上的增函数,,则是上的减函数,故A符合,B不符合.
故选:AC.
14.(2025·贵州安顺·模拟预测)已知函数,则( )
A.是奇函数 B.
C.在上单调递减 D.在上单调递增
【答案】ACD
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、对数型复合函数的单调性、求对数型复合函数的定义域
【分析】A选项,利用函数奇偶性的定义判断,B选项,特值代入说明不成立,C和D选项,利用复合函数的单调性判断.
【详解】要使得函数有意义,则,解得且,所以的定义域关于原点对称,
且,从而是奇函数,A正确;
,B错误;
当时,,
在上单调递减,在上单调递增,
所以在上单调递减,C正确;
当时,,
在上单调递增,在上单调递增,
所以在上单调递增,D正确.
故选:ACD
三、填空题
15.(2025·上海宝山·二模)已知函数且)的图像经过定点,则点的坐标为
【答案】
【知识点】对数型函数图象过定点问题、指数型函数图象过定点问题
【分析】根据指数函数和对数函数的图象与性质求解即可.
【详解】令,可得.
所以定点的坐标为.
故答案为:.
16.(2025·甘肃白银·二模)已知是R上的单调递增函数,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【知识点】根据分段函数的单调性求参数、研究对数函数的单调性
【分析】由分段函数的单调性得到求解即可.
【详解】由是R上的单调递增函数,
可得:,
解得:,
所以实数a的取值范围为,
故答案为:
17.(2025·湖北恩施·模拟预测)若函数定义域为,则a的取值范围是 .
【答案】
【知识点】求对数函数的定义域、求对数型复合函数的定义域
【分析】应用一元二次不等式恒为正分两种情况计算求解.
【详解】对一切实数均成立,
所以当时,显然成立;
当时,,
解得;
故的取值范围为.
故答案为:
18.(2025·北京·模拟预测)已知函数,
①当,时,恰有1个零点;
②若,则对于任意的,都有零点;
③当时,若函数恰有1个零点,则满足条件的取值唯一;
④当时,存在的取值,使得有3个零点.
其中所有正确结论的序号是: .
【答案】①②
【知识点】指数函数图像应用、函数与方程的综合应用、求函数零点或方程根的个数、对数函数图象的应用
【分析】利用函数零点问题转化为方程,然后再构造两个函数图象的交点个数问题,从而可利用数形结合来解决问题.
【详解】对于①,当,时,由,
分别作出函数与的图象,
由图像可得两函数必有一个交点,则有唯一零点,故①正确;
对于②,若,由,
分别作出函数与的图象,当时作图可得:
此时由图像可得两函数必有一个交点,但当时又作图可得:
此时由图像可得两函数也必有一个交点,则都有零点,故②正确;
对于③,若时,由,
分别作出函数与的图象,当时作图可得:
此时由图像可得两函数必有一个交点,说明对任意的,都满足有一个零点,即满足条件的的取值并不唯一,故③错误;
对于④,若时,由,
分别作出函数与的图象,当时作图可得:
此时由图像可得两函数必有一个交点,说明对任意的,不满足有三个零点,
所以当时,又分别作出函数与的图象,
此时由图像可得两函数可能没有交点,或只有一个交点,或有两个交点,但一定没有三个交点,所以不满足有三个零点,故④错误,
故答案为:①②.
四、解答题
19.设函数.
(1)当时,求的值;
(2)判断在区间上的单调性,并用函数单调性的定义证明你的结论;
(3)当时,的最小值为3,求m的值.
【答案】(1)2
(2)在区间上的单调递增,证明见解析
(3)7
【知识点】对数的运算、利用函数单调性求最值或值域、定义法判断或证明函数的单调性、求函数值
【分析】(1)求出函数的解析式,进而求出的值;
(2)利用函数单调性的定义证明单调性;
(3)由(2)的单调性,可得,求出的值.
【详解】(1)当时,,
所以.
(2)在区间上的单调递增,证明如下:
在上任取,且,
则,
因为,,所以,
所以,即,
所以,即,所以,
即在区间上的单调递增.
(3)时,由(2)可得在上单调递增,
所以,
所以.
20.已知函数且,且函数的图像过点.
(1)求函数的解析式;
(2)若成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
【知识点】求对数函数的解析式、由对数函数的单调性解不等式、 对数函数y=log2x的图像和性质
【分析】(1)把点代入函数,求出即可.
(2)利用对数函数的单调性,列出不等式,求解即可.
【详解】(1)函数的图像过点,
且
(2),
当时,在上为增函数,
或.
实数的取值范围为或.
21.已知函数
(1)求不等式 的解集;
(2)当 时,求该函数的值域;
(3)若 对于任意 恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】一元二次不等式在某区间上的恒成立问题、由对数函数的单调性解不等式、求二次函数的值域或最值、解不含参数的一元二次不等式
【分析】(1)把看成整体,先由不等式求得的范围,再利用对数函数的单调性即可求得不等式的解集;
(2)设,由条件求出,将函数化成关于的二次函数,利用其单调性即可求得原函数的值域;
(3)设,由条件求出,原不等式恒成立问题转化成在上恒成立,利用函数的单调性求得函数的最大值,即得参数的范围.
【详解】(1)由可得:,即,
则得或,解得或,
即不等式 的解集为;
(2)设,因,则,于是,,
该函数在上单调递减,在上单调递增,而,
故,即该函数的值域为;
(3)设,因,则,于是即,
依题意,可得在上恒成立,
因函数在上单调递增,故,故得,
即的取值范围为.
【点睛】关键点点睛:本题主要考查对数型函数不等式的求解及值域、恒成立问题,属于难题.
解题的关键是,通过对数换元将其化成关于新元的一元二次不等式或函数式,以及不等式恒成立问题,通过参数分离即可求得参数范围.
能力提升
22.(多选题)已知函数,则( )
A.的最小值为2 B.,
C. D.
【答案】AC
【知识点】比较对数式的大小、求对数函数的最值、对数型复合函数的单调性
【分析】确定在上单调递减,在上单调递增,函数关于对称,计算最值得到A正确,,B错误,,C正确,,D错误,得到答案.
【详解】,在上单调递减,在上单调递增,
故在上单调递减,在上单调递增,
,函数关于对称,
对选项A:的最小值为,正确;
对选项B:,错误;
对选项C:,故,,正确;
对选项D:,故,错误;
故选:AC.
23.已知函数,,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】对数型复合函数的单调性、对数的运算、比较函数值的大小关系、比较对数式的大小
【分析】由对数运算性质,借助中间量得,进而在结合函数的单调性比较大小即可.
【详解】解:由得,解得,
所以,函数的定义域为,
因为,
由于函数在上单调递减,函数在定义域上单调递增,
所以,根据复合函数的单调性得在上单调递减,
因为,,,
所以,
因为,所以,
因为,所以,
所以,,
所以,由函数单调递减的性质得.
故选:A
24.已知函数,若,且 ,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】对数的运算、根据对数型函数图象判断参数的范围
【分析】根据题意得,作出图像分析时,有,化简,从而得到答案.
【详解】由题可得:,作出的图像如下:
由,且,则,,即,解得:,
所以
由,则,
所以,故当,即时,取最小值为.
故选:B
25.(2025·四川·模拟预测)已知函数若关于的方程(为实常数)有四个不同的解,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】根据指对幂函数零点的分布求参数范围、复杂(根式型、分式型等)函数的值域、指数式与对数式的互化、对数函数图象的应用
【分析】根据函数解析式画出函数大致图象,数形结合有且,结合解析式有、、,最后由指数函数、对勾函数性质求目标式的范围.
【详解】根据函数解析式,可得函数大致图象如下,
由图知,且,
由,得,即,故,
由,则,由,则,
所以,且在上单调递增,
所以.
故选:A
26.(多选题)(24-25高三上�山西大同�开学考试)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.的图象恒过某个定点
B.在上单调递减,在上单调递增
C.图象上存在两个不同的点关于轴对称
D.若对任意,恒成立,则实数的取值范围是
【答案】ABD
【知识点】对数型复合函数的单调性、函数不等式恒成立问题、判断或证明函数的对称性、对数型函数图象过定点问题
【分析】根据可判断A的正误,就的不同取值分类讨论后可判断函数的单调性,故可判断B的正误,考虑是否有解后可判断C的正误,而任意,恒成立等价任意,恒成立,故可求参数的取值范围,从而判断D的正误.
【详解】对于A,因为,故的图象恒过原点,故A正确;
对于B,若,则,
故在上单调递减,在上单调递增;
若,则,
故在上单调递减,在上单调递增,故B正确.
对于C,考虑是否有解,
而等价于,
也即等价于,
也即等价于或,
两个方程均无解,
故图象上不存在两个不同的点关于轴对称,故C错误.
对于D,若对任意,恒成立,
则对任意,恒成立即恒成立,
故,故或,
所以或,故D成立,
故选:ABD.
27.设函数的定义域为D,若满足:①在D内是单调增函数;②存在(),使得在上的值域为,那么就称是定义域为D的“成功函数”.若函数(,是定义域为R的“成功函数”,则t的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】复合函数的单调性、函数与方程的综合应用、函数新定义、根据二次函数零点的分布求参数的范围
【分析】根据给定定义,利用复合函数的单调性确定的单调性,再利用对数函数的性质及一元二次方程实根分布求解作答.
【详解】依题意,函数定义域为R,令,显然,
函数在上单调性与在R上单调性相同,则函数在R上单调递增,
显然,而当时,函数不满足条件②,因此,
由于函数在上的值域为,则,即,
于是是方程的两个不等实根,
令,当时,则方程有两个不等的正实根,
因此,解得;
当时,则方程在上有两个不等的正实根,
则,无解;
所以t的取值范围是.
故选:A
【点睛】思路点睛:涉及一元二次方程的实根分布问题,可借助二次函数及其图象,利用数形结合的方法解决一元二次方程的实根问题.
28.(2024�广东�一模)已知集合,若且互不相等,则使得指数函数,对数函数,幂函数中至少有两个函数在上单调递增的有序数对的个数是( )
A.16 B.24 C.32 D.48
【答案】B
【知识点】排列组合综合、判断指数函数的单调性、研究对数函数的单调性、判断一般幂函数的单调性
【分析】分类讨论单调性,结合排列数、组合数运算求解.
【详解】若和在上单调递增,在上单调递减,
则有个;
若和在上单调递增,在上单调递减,
则有个;
若和在上单调递增,在上单调递减,
则有个;
若、和在上单调递增,则有个;
综上所述:共有个.
故选:B.
【点睛】方法点睛:两个计数原理的应用技巧
(1)在应用分类加法计数原理和分步乘法计数原理时,一般先分类再分步,每一步当中又可能用到分类加法计数原理.
(2)对于复杂的两个计数原理综合应用的问题,可恰当列出示意图或表格,使问题形象化、直观化.
2
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$$
专题2.8 对数函数
题型1 对数型函数图像的应用 4
考点1 对数型函数图像的判断 4
考点2 对数函数图像的应用-数形结合 5
题型2 对数型函数图像过定点问题 5
题型3 对数值的比较大小 5
题型4 由对数函数单调性解不等式 6
题型5 由对数型函数单调性求参数范围 7
题型6 对数函数有关的函数值域及最值问题 8
题型7 对数函数的综合应用 9
高考真题演练 12
知识点一 对数函数的概念
1.对数函数的概念
一般地,函数叫做对数函数,其中是自变量,定义域是
注:以10为底的对数函数叫做常用对数函数,
以为底的对数函数叫做自然对数函数.
2.判断一个函数是对数函数的依据
(1)形如;
(2)底数满足;
(3)真数是,而不是的函数;
(4)定义域为
知识点二 对数函数的图像与性质
1.对数函数的图像与性质
底数
图象
性质
定义域
值域
定点
函数图象恒过点,即时,.
函数值的正负
当 时,;
当时,
当时,;
当时,
单调性
在上为增函数
在上为减函数
对称性
函数与的图象关于轴对称.
2.底数对对数函数函数图象的影响
(1)底数与1的大小关系决定了对数函数图象的“升降”
当时,对数函数的图象“上升”;
当时,对数函数的图象“下降”.
(2)底数的大小决定了图象相对位置的高低
无论是还是,在第一象限内,自左向右,图象对应的对数函数的底数逐渐变大.
①上下比较:在直线的右侧,时,越大,图象越靠近轴;时,越小,图象越靠近轴;
②左右比较:比较图象与直线的交点,交点的横坐标越大,对应的对数函数的底数越大.
拓展1 与对数函数有关的函数定义域
(1)对数函数的定义域为
(2)形如的函数,定义域由 来确定.
(3)形如的复合函数在求定义域时,必须保证每一部分都要有意义.
拓展2 与对数函数有关的函数值域
(1)对数函数的值域利用函数的单调性求解.
(2)求形如的复合函数的值域,先求的值域,然后结合函数的性质确定函数的值域.
(3)求形如的复合函数的值域,其中复合函数一般是关于的二次函数,可采用换元法求解,注意新元的取值范围.
拓展3 与对数函数有关的函数单调性
对数型复合函数一般分为两类:型和型.
(1)对于型复合函数的单调性,一般用复合法判定,即令,则只需研究及的单调性即可.
(2)对于 型复合函数的单调性,首先由确定函数的定义域,然后判断在定义域上的单调性,然后结合底数或再来确定的单调性,其核心是同增异减.
拓展4 与对数函数有关的函数奇偶性
由于对数函数的定义域为,因而其本身是非奇非偶函数.但与对数函数有关且具有奇偶性的函数却屡见不鲜.例如:
(1)函数和函数均为奇函数.
(2)函数是奇函数.
(3)函数是偶函数.
题型1 对数型函数图像的应用
考点1 对数型函数图像的判断
1.(多选题)(2025·安徽合肥·三模)已知且,则函数的图象一定经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.(多选题)(2023·河南信阳·模拟预测)函数的大致图象不可能为( )
A. B. C. D.
3.若函数在上既是奇函数,又是减函数,则的图象是( )
A. B. C. D.
4.函数的部分图象可能是( )
A. B.
C. D.
考点2 对数函数图像的应用-数形结合
5.(2025·陕西西安·一模)已知函数,,若有一个零点,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(2025·湖南·二模)若函数与直线恰有三个交点,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.(2025·海南·模拟预测)已知函数,若存在不相等的实数,满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
题型2 对数型函数图像过定点问题
8.(2025·安徽滁州·一模)已知函数恒过定点,则 .
9.函数(,且)的图象恒过定点,若点在函数(,且)的图象上,则的最小值为 .
题型3 对数值的比较大小
10.(2025·天津河西·二模)设,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
11.(2025·海南儋州·模拟预测)已知函数,设,,,则( )
A. B. C. D.
12.(2025·天津·二模)若,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
13.(2025·天津·二模)设,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
14.(24-25高三上�广西�阶段练习)函数的定义域为,满足:①,②任意,都有.设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
15.(2024·湖北荆州·模拟预测)已知,则正数的大小关系为( )
A. B. C. D.
题型4 由对数函数单调性解不等式
16.(2025·上海·模拟预测),则 的解集为 .
17.(2025·福建宁德·三模)设函数,则满足的的取值范围是 .
18.(24-25高三下·甘肃白银·阶段练习)若函数,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
19.(2025·山西临汾·三模)已知,则满足的实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
20.(2025·福建三明·三模)若实数满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
21.(2025·辽宁鞍山·二模)已知、是函数的图象上两个不同的点,则( )
A. B.
C. D.
题型5 由对数型函数单调性求参数范围
22.(2025·广东·模拟预测)已知函数在区间上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
23.(2025·江苏南通·二模)已知函数,则“”是“函数在上单调递减”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
24.(2025·山东泰安·模拟预测)已知函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
25.(2025·福建·模拟预测)若且,已知是R上的单调函数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
题型6 对数函数有关的函数值域及最值问题
26.(2025·河南·三模)函数的定义域为 ,值域为 .
27.(2025·江苏泰州·二模)已知函数的值域为R,则实数a的取值范围为 .
28.(2025·河北秦皇岛·模拟预测)已知函数的值域为,则实数的值为 .
29.(2024·甘肃庆阳·一模)函数的值域为( )
A. B. C. D.
30.(2025·江西新余·模拟预测)已知函数的值域为R,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
31.(2024·全国·模拟预测)已知函数在区间上有最大值或最小值,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
32.(2024·内蒙古赤峰·三模)已知函数 (且), 若有最小值, 则实数a的取值范围是 .
33.(2024·上海·模拟预测)函数的最小值为 .
34.已知,设,则函数的最大值为 .
题型7 对数函数的综合应用
35.(24-25高三上·江西抚州·阶段练习)已知函数的定义域为R.
(1)求的取值范围;
(2)当时,判断的奇偶性,并解关于的不等式.
36.已知函数是偶函数.
(1)求的值;
(2)设 ,,若对任意的 ,存在,使得,求的取值范围.
37.(24-25高三上�辽宁大连�期中)已知函数为奇函数.
(1)求实数的值;
(2)设函数,若对任意的,总存在,使得成立,求实数的取值范围.
38.(2024·江苏南通·一模)已知函数.
(1)判断并证明的奇偶性;
(2)若对任意,,不等式恒成立,求实数a的取值范围.
一、单选题
1.(2020·山东·高考真题)函数的定义域是( )
A. B. C. D.
2.(2020·全国III卷·高考真题)设,,,则( )
A. B. C. D.
3.(2021·新高考全国Ⅱ卷·高考真题)已知,,,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
4.(2021·全国乙卷·高考真题)设,,.则( )
A. B. C. D.
5.(2018·全国III卷·高考真题)下列函数中,其图像与函数的图像关于直线对称的是
A. B. C. D.
6.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)设函数,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
7.(2020·海南·高考真题)已知函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、填空题
8.(2020·北京·高考真题)函数的定义域是 .
9.(2023·全国乙卷·高考真题)设,若函数在上单调递增,则a的取值范围是 .
10.(2022·上海·高考真题)
(1)若将函数图像向下移后,图像经过,求实数a,m的值.
(2)若且,求解不等式.
2
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专题2.8 对数函数
题型1 对数型函数图像的应用 4
考点1 对数型函数图像的判断 4
考点2 对数函数图像的应用-数形结合 6
题型2 对数型函数图像过定点问题 8
题型3 对数值的比较大小 9
题型4 由对数函数单调性解不等式 12
题型5 由对数型函数单调性求参数范围 16
题型6 对数函数有关的函数值域及最值问题 18
题型7 对数函数的综合应用 22
高考真题演练 27
知识点一 对数函数的概念
1.对数函数的概念
一般地,函数叫做对数函数,其中是自变量,定义域是
注:以10为底的对数函数叫做常用对数函数,
以为底的对数函数叫做自然对数函数.
2.判断一个函数是对数函数的依据
(1)形如;
(2)底数满足;
(3)真数是,而不是的函数;
(4)定义域为
知识点二 对数函数的图像与性质
1.对数函数的图像与性质
底数
图象
性质
定义域
值域
定点
函数图象恒过点,即时,.
函数值的正负
当 时,;
当时,
当时,;
当时,
单调性
在上为增函数
在上为减函数
对称性
函数与的图象关于轴对称.
2.底数对对数函数函数图象的影响
(1)底数与1的大小关系决定了对数函数图象的“升降”
当时,对数函数的图象“上升”;
当时,对数函数的图象“下降”.
(2)底数的大小决定了图象相对位置的高低
无论是还是,在第一象限内,自左向右,图象对应的对数函数的底数逐渐变大.
①上下比较:在直线的右侧,时,越大,图象越靠近轴;时,越小,图象越靠近轴;
②左右比较:比较图象与直线的交点,交点的横坐标越大,对应的对数函数的底数越大.
拓展1 与对数函数有关的函数定义域
(1)对数函数的定义域为
(2)形如的函数,定义域由 来确定.
(3)形如的复合函数在求定义域时,必须保证每一部分都要有意义.
拓展2 与对数函数有关的函数值域
(1)对数函数的值域利用函数的单调性求解.
(2)求形如的复合函数的值域,先求的值域,然后结合函数的性质确定函数的值域.
(3)求形如的复合函数的值域,其中复合函数一般是关于的二次函数,可采用换元法求解,注意新元的取值范围.
拓展3 与对数函数有关的函数单调性
对数型复合函数一般分为两类:型和型.
(1)对于型复合函数的单调性,一般用复合法判定,即令,则只需研究及的单调性即可.
(2)对于 型复合函数的单调性,首先由确定函数的定义域,然后判断在定义域上的单调性,然后结合底数或再来确定的单调性,其核心是同增异减.
拓展4 与对数函数有关的函数奇偶性
由于对数函数的定义域为,因而其本身是非奇非偶函数.但与对数函数有关且具有奇偶性的函数却屡见不鲜.例如:
(1)函数和函数均为奇函数.
(2)函数是奇函数.
(3)函数是偶函数.
题型1 对数型函数图像的应用
考点1 对数型函数图像的判断
1.(多选题)(2025·安徽合肥·三模)已知且,则函数的图象一定经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】AB
【知识点】对数型函数图象过定点问题、对数函数图象的应用
【分析】根据对数函数图象性质判断即可.
【详解】由,且,
则,
即函数过点,
当时,函数单调递增,过第一、二、三象限;
当时,函数单调递减,过第一、二、四象限.
故选:AB.
2.(多选题)(2023·河南信阳·模拟预测)函数的大致图象不可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【知识点】判断对数型函数的图象形状
【分析】易得函数为偶函数,再结合对数函数的性质即可得解.
【详解】函数的定义域为,
因为,所以函数为偶函数,
当时,为减函数,且过定点,
故函数的大致图象不可能为BCD选项.
故选:BCD.
3.若函数在上既是奇函数,又是减函数,则的图象是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【知识点】判断对数型函数的图象形状、由奇偶性求参数、由指数(型)的单调性求参数
【分析】根据的奇偶性和单调性求得,从而确定的图象.
【详解】由于是上的奇函数,所以,
所以为减函数,所以,
所以,为上的减函数,,
所以BCD选项错误,A选项正确.
故选:A
4.函数的部分图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】函数图像的识别、判断对数型函数的图象形状
【分析】先求的定义域,再判断奇偶性,最后取特殊值判断即可.
【详解】的定义域为,定义域关于原点对称,
因为,
所以是奇函数,排除C选项;
取,则;
取,则,排除B、D选项;
故选:A.
考点2 对数函数图像的应用-数形结合
5.(2025·陕西西安·一模)已知函数,,若有一个零点,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围、对数函数图象的应用、指数函数图像应用
【分析】根据给定条件,利用零点的意义将问题转化为函数的图象与直线交点,再利用数形结合求出范围.
【详解】由,得,因此有一个零点,
当且仅当函数的图象与直线有且仅有一个公共点,
函数在上单调递增,函数值集合为,在上单调递增,函数值集合为R,
在同一坐标系内作出函数的图象与直线的图象,
观察图象知,当时,函数的图象与直线有两个交点,
当时,函数的图象与直线有1个交点,
所以m的取值范围是.
故选:C
6.(2025·湖南·二模)若函数与直线恰有三个交点,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】对数函数图象的应用、根据函数零点的个数求参数范围
【分析】画出函数的图象,结合图像求解即可.
【详解】画出的图象,
由图象可知a的范围是.
故选:D
7.(2025·海南·模拟预测)已知函数,若存在不相等的实数,满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围、对数函数图象的应用、基本不等式求和的最小值
【分析】根据给定条件,结合二次函数的对称性可得,利用对数运算可得,再利用函数图象及性质求出的取值范围即可.
【详解】函数的图象对称轴,,
函数在上单调递增,函数值集合为,在上单调递减,函数值集合为,
在单调递减,函数值集合为,在上单调递增,函数值集合为,
令,则函数的图象与直线有4个交点,
在同一坐标系内作出函数的图象与直线,
观察图象,得,,由,得,
由,得,则,
函数在上单调递减,,因此,
所以的取值范围为.
故选:C
题型2 对数型函数图像过定点问题
8.(2025·安徽滁州·一模)已知函数恒过定点,则 .
【答案】
【知识点】对数型函数图象过定点问题
【分析】令求解即可.
【详解】令,则,又,所以过定点,
即,,所以
故答案为:
9.函数(,且)的图象恒过定点,若点在函数(,且)的图象上,则的最小值为 .
【答案】/
【知识点】对数型函数图象过定点问题、基本不等式“1”的妙用求最值
【分析】根据对数函数的性质求出点坐标,从而得到,再利用乘“1”法及基本不等式计算可得.
【详解】对于函数(,且),令,即,
此时,
即函数(,且)的图象恒过定点,
则(,且),
所以,
当且仅当,即,时取等号.
故答案为:.
题型3 对数值的比较大小
10.(2025·天津河西·二模)设,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】对数函数单调性的应用、比较对数式的大小
【分析】利用对数函数单调性限定出的取值范围即可.
【详解】易知,即;
而,即;
又,因此,
所以.
故选:D
11.(2025·海南儋州·模拟预测)已知函数,设,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】比较对数式的大小
【分析】根据对数函数的性质及单调性即可求解.
【详解】因为当时,为上的增函数,
又,
所以,即,
故选:A
12.(2025·天津·二模)若,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】比较指数幂的大小、运用换底公式化简计算、对数函数单调性的应用、比较对数式的大小
【分析】利用指数函数单调性判定,利用对数函数单调性得到,进而得到,然后作出判定.
【详解】∵函数为单调递增函数,∴
∵函数单调递增,∴
∴,
∴大小关系为,
故选:C.
13.(2025·天津·二模)设,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】比较对数式的大小、对数的运算性质的应用
【分析】由对数的运算性质结合对数函数的单调性可得.
【详解】因为,,
所以,即;
又,所以,
故选:D.
14.(24-25高三上�广西�阶段练习)函数的定义域为,满足:①,②任意,都有.设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】函数奇偶性的应用、比较函数值的大小关系、对数的运算性质的应用、比较对数式的大小
【分析】由题意可知:为奇函数且在上的增函数,结合函数性质分析判断.
【详解】由①可知:为奇函数;由②可知:是上的增函数;
且,
因为,则,所以.
故选:B.
15.(2024·湖北荆州·模拟预测)已知,则正数的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】对数函数图象的应用、比较零点的大小关系、比较对数式的大小
【分析】通过将已知等式变形得到关于、、的方程,然后将方程的解转化为函数图像交点的横坐标,最后通过比较函数图像交点的位置来确定、、的大小关系.
【详解】设,由此,
分别为方程的解,在同一坐标系作函数的图像,
分别与函数的图像分别交于,其横坐标分别为,
由图可知.
故选:A.
题型4 由对数函数单调性解不等式
16.(2025·上海·模拟预测),则 的解集为 .
【答案】
【知识点】对数型复合函数的单调性、由对数函数的单调性解不等式
【分析】由复合函数的单调性解抽象不等式可得.
【详解】由题意可得函数定义域为,
由复合函数的定义域易得函数在定义域上为减函数,且,
所以,即,
所以解集为.
故答案为:.
17.(2025·福建宁德·三模)设函数,则满足的的取值范围是 .
【答案】
【知识点】由对数函数的单调性解不等式
【分析】先求得函数定义域,然后分与讨论,结合对数函数的单调性代入计算,即可得到结果.
【详解】由可得,
则,解得,所以定义域为,
当时,,
由可得,即,无解;
当时,,
由可得,即,
即,解得,
又,所以,
即不等式的解集为.
故答案为:
18.(24-25高三下·甘肃白银·阶段练习)若函数,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、根据函数的单调性解不等式、解不含参数的一元二次不等式、由对数函数的单调性解不等式
【分析】利用函数的奇偶性和单调性来求解不等式即可.
【详解】因为,
所以,又因为定义域为关于原点对称,
所以是奇函数,
由于,
可知函数在定义域上单调递减,
所以
即,即,
则,该不等式组无解,所以解集为.
故选:D.
19.(2025·山西临汾·三模)已知,则满足的实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】由函数奇偶性解不等式、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】由函数解析式明确定义域,判其奇偶性,整理函数解析式,根据指数函数、对勾函数以及复合函数的单调性,可得函数的单调性,简化不等式,可得答案.
【详解】由,易知其定义域为,
由
,则函数为偶函数,
,
由在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
则在上单调递减,在上单调递增,
即函数在上单调递增,在上单调递减,
由,则,即,
整理可得,分解因式可得,
解得.
故选:A
20.(2025·福建三明·三模)若实数满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】由对数函数的单调性解不等式
【分析】将题干中的不等式变形为,令,其中,分析该函数的单调性,将不等式变形为,结合函数的单调性即可得解.
【详解】因为实数满足,即,可得,
令,其中,
因为函数、在上均为增函数,故函数在上为增函数,
因为,由,可得,故.
因此,实数的取值范围是.
故选:B.
21.(2025·辽宁鞍山·二模)已知、是函数的图象上两个不同的点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】由基本不等式证明不等关系、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】根据基本不等式求出,再利用对数函数的单调性及对数的运算即可求解.
【详解】根据已知条件有,,所以,
因为、是函数的图象上两个不同的点,
所以,所以,即,
因为为上的增函数,
所以,
所以
故选:B
题型5 由对数型函数单调性求参数范围
22.(2025·广东·模拟预测)已知函数在区间上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】对数型复合函数的单调性、与二次函数相关的复合函数问题、已知二次函数单调区间求参数值或范围
【分析】由复合函数的单调性得到在上单调递增,列出不等式组,解之即得参数范围.
【详解】因为在上单调递增,由函数在上单调递增,
可得在上单调递增且恒成立,
,解得,
即实数的取值范围是.
故选:C.
23.(2025·江苏南通·二模)已知函数,则“”是“函数在上单调递减”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【知识点】判断命题的必要不充分条件、对数型复合函数的单调性、由对数(型)的单调性求参数
【分析】根据给定条件,结合对数复合函数单调性求出的范围,再利用充分条件、必要条件的定义判断得解.
【详解】令,函数在上单调递增,
由函数在上单调递减,得函数在上单调递减,且当时,,
因此,解得,
所以“”是“函数在上单调递减”的必要不充分条件.
故选:C
24.(2025·山东泰安·模拟预测)已知函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】对数型复合函数的单调性、由对数(型)的单调性求参数
【分析】根据复合函数单调性确定内层函数与外层函数的单调性,结合函数的定义域列不等式组即可得的取值范围.
【详解】由函数在上单调递增,
可得在上单调递增,
且在上恒成立,故需满足,解得.
故选:B.
25.(2025·福建·模拟预测)若且,已知是R上的单调函数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】根据分段函数的单调性求参数、由对数(型)的单调性求参数、分段函数的性质及应用
【分析】先根据一次函数单调递增得出函数是增函数,再根据对数复合函数的单调性及分段函数列不等式求解即可.
【详解】因为在R上单调,且当时,单调递增,
∴在R上单调递增,则需满足,
解得,
即a的取值范围是,
故选:B.
题型6 对数函数有关的函数值域及最值问题
26.(2025·河南·三模)函数的定义域为 ,值域为 .
【答案】
【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】先求证恒成立,即可由得出定义域,再化简即可求出值域.
【详解】因为,所以恒成立,
由,得,则的定义域为,
,故的值域为.
故答案为:;
27.(2025·江苏泰州·二模)已知函数的值域为R,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【知识点】根据对数函数的值域求参数值或范围
【分析】根据给定条件,利用对数函数值域确定真数取值集合,再利用二次函数求出范围.
【详解】由函数的值域为R,得函数的值域包含,
因此,解得或,
所以实数a的取值范围为.
故答案为:
28.(2025·河北秦皇岛·模拟预测)已知函数的值域为,则实数的值为 .
【答案】1
【知识点】根据对数函数的值域求参数值或范围
【分析】利用复合函数的单调性可得的最大值为4,结合二次函数的性质确定参数的值并验证即得.
【详解】因的值域为,
即,又在定义域内为增函数,故的最大值为4,
则,由,可得时,,解得,
此时的定义域为,
在上单调递增,在上单调递减,
则得,符合题意.
故答案为:1.
29.(2024·甘肃庆阳·一模)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】常见(一次函数、二次函数、反比例函数等)的函数值域、求对数型复合函数的值域
【分析】利用二次函数与对数函数的性质即可得解.
【详解】对于,有,解得,
对于,其图象开口向下,对称轴为,
当时,,当时,,
所以当时,,即,
又在其定义域内单调递增,
所以,则,
则的值域为.
故选:D.
30.(2025·江西新余·模拟预测)已知函数的值域为R,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】根据对数函数的值域求参数值或范围、根据分段函数的值域(最值)求参数
【分析】求出在区间上的值域,要使的值域为R,只需在区间上的值需取遍区间内所有值,列出关于的不等式组可得答案.
【详解】由题知,在区间上单调递增,
∴在区间上的值域为,
时,,
其对称轴为,要使的值域为R,
则在区间上的值需取遍区间内所有值,
,解得.
故选:C.
31.(2024·全国·模拟预测)已知函数在区间上有最大值或最小值,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】根据对数函数的最值求参数或范围、根据二次函数的最值或值域求参数、二次函数的图象分析与判断、对数型复合函数的单调性
【分析】根据开口向上,故需在区间上有最小值,且,从而得到不等式,求出答案.
【详解】要使函数在区间上有最大值或最小值,
由于开口向上,
故需函数在区间上有最小值,且.
该函数图像的对称轴为直线,所以,
解得,
所以,且,即实数的取值范围为.
故选:B.
32.(2024·内蒙古赤峰·三模)已知函数 (且), 若有最小值, 则实数a的取值范围是 .
【答案】
【知识点】根据对数函数的最值求参数或范围、根据分段函数的值域(最值)求参数
【分析】利用单调性确定最小值后可得.
【详解】是减函数,在时最小值是,
若,则是减函数,时,,没有最小值,不合题意,
时,是增函数,因此要使得取得最小值,则,解得,
故答案为:.
33.(2024·上海·模拟预测)函数的最小值为 .
【答案】
【知识点】求对数型复合函数的值域、求对数函数的最值
【分析】根据对数的运算性质将函数化简为,再结合二次函数的性质计算可得.
【详解】因为
,
当,即时,取到最小值,且.
故答案为:
34.已知,设,则函数的最大值为 .
【答案】8
【知识点】与二次函数相关的复合函数问题、求对数函数的最值
【分析】由求出的定义域为,然后换元,令,,得,根据二次函数的单调性可求出最大值.
【详解】,
由得,即的定义域为,
令,因为,所以,
所以在上为增函数,
所以时,.
故答案为:.
题型7 对数函数的综合应用
35.(24-25高三上·江西抚州·阶段练习)已知函数的定义域为R.
(1)求的取值范围;
(2)当时,判断的奇偶性,并解关于的不等式.
【答案】(1)
(2)偶函数,.
【知识点】对数型复合函数的单调性、利用导数研究不等式恒成立问题、函数奇偶性的定义与判断、根据函数的单调性解不等式
【分析】(1)由题意知恒成立,利用换元法将不等式转化为一元二次函数恒成立问题,再利用分离参数求最值即可求解;
(2)求出函数的定义域,根据即可判断函数的奇偶性,换元法求出函数在上的单调性,再根据函数的奇偶性可得函数在定义域上的单调性,从而根据单调性判断与的关系.
【详解】(1)因为函数的定义域为,
所以恒成立,所以恒成立,
令,则,所以在上恒成立,
即时, 恒成立,令,,
由,时,,时,,
因此在上单调递增,在上单调递减,所以,
故,即的取值范围为;
(2)当时,,
因为的定义域为,定义域关于原点对称,
又因为,
所以为偶函数.
当时,,令,
令,,,
又时,,所以在上单调递增,
即在上单调递增,又在定义域上为增函数,
所以函数在上单调递增,又函数在定义域上为偶函数,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
因为,所以,
即,解得,
故原不等式解集为.
36.已知函数是偶函数.
(1)求的值;
(2)设 ,,若对任意的 ,存在,使得,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】对数函数单调性的应用、由奇偶性求参数
【分析】(1)由偶函数的性质即可求解的值;
(2)由题意可得在上的最小值不小于在上的最小值,分别求出和的最小值,即可求解.
【详解】(1)因为是偶函数,
所以,
即,
,
,
,
,
,
,
,
所以,即.
(2),
因为对任意的 ,存在,使得,
所以在上的最小值不小于在上的最小值,
因为在上单调递增,
所以,
因为,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,
所以,解得,
所以的取值范围为.
37.(24-25高三上�辽宁大连�期中)已知函数为奇函数.
(1)求实数的值;
(2)设函数,若对任意的,总存在,使得成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求二次函数的值域或最值、由奇偶性求参数、根据集合的包含关系求参数
【分析】(1)根据奇函数的定义求参数的值.
(2)把问题转化成函数在上的值域是函数在上值域的子集,根据集合的包含关系求实数的取值范围.
【详解】(1)由题意得,的定义域为,且为奇函数,
所以
所以恒成立,所以.
(2)由(1)得,,
因为,所以,
所以当时,的值域.
又,
设,则,
当时,取最小值为,当时,取最大值为,
即在上的值域.
因为对任意的,总存在,使得成立,
所以,所以,
解得,即实数的取值范围是.
38.(2024·江苏南通·一模)已知函数.
(1)判断并证明的奇偶性;
(2)若对任意,,不等式恒成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1)奇函数,证明见解析;
(2).
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、函数不等式恒成立问题、求对数函数的最值、一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【分析】(1)利用奇偶性定义证明判断即可;
(2)根据对数复合函数单调性确定在上最小值,把问题化为在上恒成立,即可求结果.
【详解】(1)为奇函数,证明如下:
由解析式易知,函数定义域为,
而,故为奇函数.
(2)由在上为减函数,而在定义域上为增函数,
所以在上为减函数,故,
要使任意,,不等式恒成立,
只需在上恒成立,即在上恒成立,
由开口向上,则,
综上,.
一、单选题
1.(2020·山东·高考真题)函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】具体函数的定义域、由对数函数的单调性解不等式、求对数函数的定义域
【分析】根据题意得到,再解不等式组即可.
【详解】由题知:,解得且.
所以函数定义域为.
故选:B
2.(2020·全国III卷·高考真题)设,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】比较对数式的大小
【分析】分别将,改写为,,再利用单调性比较即可.
【详解】因为,,
所以.
故选:A.
【点晴】本题考查对数式大小的比较,考查学生转化与化归的思想,是一道中档题.
3.(2021·新高考全国Ⅱ卷·高考真题)已知,,,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】比较对数式的大小
【分析】对数函数的单调性可比较、与的大小关系,由此可得出结论.
【详解】,即.
故选:C.
4.(2021·全国乙卷·高考真题)设,,.则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】利用导数证明不等式、比较对数式的大小
【分析】利用对数的运算和对数函数的单调性不难对a,b的大小作出判定,对于a与c,b与c的大小关系,将0.01换成x,分别构造函数,,利用导数分析其在0的右侧包括0.01的较小范围内的单调性,结合f(0)=0,g(0)=0即可得出a与c,b与c的大小关系.
【详解】[方法一]:
,
所以;
下面比较与的大小关系.
记,则,,
由于
所以当0<x<2时,,即,,
所以在上单调递增,
所以,即,即;
令,则,,
由于,在x>0时,,
所以,即函数在[0,+∞)上单调递减,所以,即,即b<c;
综上,,
故选:B.
[方法二]:
令
,即函数在(1,+∞)上单调递减
令
,即函数在(1,3)上单调递增
综上,,
故选:B.
【点睛】本题考查比较大小问题,难度较大,关键难点是将各个值中的共同的量用变量替换,构造函数,利用导数研究相应函数的单调性,进而比较大小,这样的问题,凭借近似估计计算往往是无法解决的.
5.(2018·全国III卷·高考真题)下列函数中,其图像与函数的图像关于直线对称的是
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】函数对称性的应用、对数型函数图象过定点问题
【详解】分析:确定函数过定点(1,0)关于x=1对称点,代入选项验证即可.
详解:函数过定点(1,0),(1,0)关于x=1对称的点还是(1,0),只有过此点.
故选项B正确
点睛:本题主要考查函数的对称性和函数的图像,属于中档题.
6.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)设函数,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【知识点】由对数函数的单调性解不等式、函数不等式恒成立问题
【分析】解法一:由题意可知:的定义域为,分类讨论与的大小关系,结合符号分析判断,即可得,代入可得最值;解法二:根据对数函数的性质分析的符号,进而可得的符号,即可得,代入可得最值.
【详解】解法一:由题意可知:的定义域为,
令解得;令解得;
若,当时,可知,
此时,不合题意;
若,当时,可知,
此时,不合题意;
若,当时,可知,此时;
当时,可知,此时;
可知若,符合题意;
若,当时,可知,
此时,不合题意;
综上所述:,即,
则,当且仅当时,等号成立,
所以的最小值为;
解法二:由题意可知:的定义域为,
令解得;令解得;
则当时,,故,所以;
时,,故,所以;
故, 则,
当且仅当时,等号成立,
所以的最小值为.
故选:C.
【点睛】关键点点睛:分别求、的根,以根和函数定义域为临界,比较大小分类讨论,结合符号性分析判断.
7.(2020·海南·高考真题)已知函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】对数型复合函数的单调性
【分析】首先求出的定义域,然后求出的单调递增区间即可.
【详解】由得或
所以的定义域为
因为在上单调递增
所以在上单调递增
所以
故选:D
【点睛】在求函数的单调区间时一定要先求函数的定义域.
二、填空题
8.(2020·北京·高考真题)函数的定义域是 .
【答案】
【知识点】求对数函数的定义域
【分析】根据分母不为零、真数大于零列不等式组,解得结果.
【详解】由题意得,
故答案为:
【点睛】本题考查函数定义域,考查基本分析求解能力,属基础题.
9.(2023·全国乙卷·高考真题)设,若函数在上单调递增,则a的取值范围是 .
【答案】
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数、解不含参数的一元二次不等式、由对数函数的单调性解不等式
【分析】原问题等价于恒成立,据此将所得的不等式进行恒等变形,可得,由右侧函数的单调性可得实数的二次不等式,求解二次不等式后可确定实数的取值范围.
【详解】由函数的解析式可得在区间上恒成立,
则,即在区间上恒成立,
故,而,故,
故即,故,
结合题意可得实数的取值范围是.
故答案为:.
10.(2022·上海·高考真题)
(1)若将函数图像向下移后,图像经过,求实数a,m的值.
(2)若且,求解不等式.
【答案】(1)
(2)答案见解析.
【知识点】求对数型复合函数的定义域、由对数函数的单调性解不等式、对数的运算
【分析】(1)由题知,再根据题意得,解方程即可得答案;
(2)根据题意,结合对数函数的单调性将不等式转化为的解集,再分类讨论求解即可.
【详解】(1)解:函数的定义域满足,即,
所以,要使函数的定义域非空,则,即.
若将函数图像向下移后得到的解析式为:
,.
所以在函数的图像上,即,
解得:,
所以,
(2)解:由题知,
,
,
因为函数在上单调递增,
所以等价于,展开整理得:,
所以,不等式的解集为的解,
所以,当时,不等式的解为;
当时,不等式的解为.
综上,当时,不等式的解为;当时,不等式的解为.
2
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