内容正文:
课时作业(十) 对数与对数函数
[基础保分练]
1.(2024·衡水三模)已知集合A={1,2,3,4,5},B=,则A∩B=( )
A. B.{2,3,4}
C.{2,3} D.
B 解析:B=={x|≤x≤+1},又A={1,2,3,4,5},故A∩B={2,3,4}.故选B.
2.已知lg a+lg b=0,则函数f(x)=a-x与函数g(x)=logbx的图象可能是( )
C 解析:由lg a+lg b=0,得ab=1.
∴f(x)=a-x==bx,
因此f(x)=bx与g(x)=logbx单调性相同.
A,B,D中的函数单调性相反,只有C的函数单调性相同.
3.(2024·湖北模拟预测)已知函数f(x)=则f(log212)=( )
A. B.
C. D.
A 解析:f(log212)=f(log212-1)=f(log26)=f(log26-1)=f(log23)=2log23+=3+=.故选A.
4.(2024·天津卷)若a=4.2-0.3,b=4.20.3,c=log4.20.2,则a,b,c的大小关系为( )
A.a>b>c B.b>a>c
C.c>a>b D.b>c>a
B 解析:由函数y=4.2x单调递增可知,0<a<1<b,又c=log4.20.2<0,故b>a>c.故选B.
5.(2024·北京卷)生物丰富度指数d=是河流水质的一个评价指标,其中S,N分别表示河流中的生物种类数与生物个体总数.生物丰富度指数d越大,水质越好.如果某河流治理前后的生物种类数S没有变化,生物个体总数由N1变为N2,生物丰富度指数由2.1提高到3.15,则( )
A.3N2=2N1 B.2N2=3N1
C.N=N D.N=N
D 解析:由题意,得=2.1,=3.15.若S不变,
则2.1ln N1=3.15ln N2,即2ln N1=3ln N2,所以N=N.
6.(多选)(2024·河南三模)已知函数f(x)=lg (1-x),则( )
A.f(x)的定义域为(-∞,1)
B.f(x)的值域为R
C.f(-1)+f(-4)=1
D.y=f(x2)的单调递增区间为(0,1)
ABC 解析:对A,B,由1-x>0,得x<1,则f(x)的定义域为(-∞,1),值域为R,A,B正确;
对C,f(-1)+f(-4)=lg 2+lg 5=lg 10=1,C正确;
对D,因为f(x2)=lg (1-x2),所以y=lg u,外层函数为增函数,u=1-x2,令1-x2>0,所以函数定义域为(-1,1),内层函数u=1-x2,在(-1,0)上单调递增,(0,1)上单调递减,所以y=f(x2)的单调递增区间为(-1,0),D错误.故选ABC.
7.lg 2-lg +eln 2+()--的值为______.
答案:3 解析:原式=lg 2+lg 5+2+2-2=lg 10+2=3.
8.十六、十七世纪之交,随着天文、航海、工程、贸易及军事的发展,改进数字计算方法成了当务之急,约翰·纳皮尔正是在研究天文学的过程中,为了简化其中的计算而发明了对数,后来天才数学家欧拉发现了对数与指数的关系,即ab=N⇔b=logaN.现已知2a=6,3b=36,则=__________,+=__________.
答案: 1 解析:因为2a=6,3b=36,所以4a=36,9b=362,
即=,a=log26,b=log336,
故+=+=log62+log63=1.
9.设实数a,b是关于x的方程|lg x|=c的两个不同实数根,且a<b<10,则abc的取值范围是________.
答案:(0,1) 解析:由题意知,在(0,10)上,函数y=|lg x|的图象和直线y=c有两个不同交点(如图),
∴ab=1,0<c<lg 10=1,∴abc的取值范围是(0,1).
10.已知f(x)=log3(2+x)-log3(2-x),
(1)判断函数f(x)的奇偶性并证明;
(2)解不等式f(x)>1.
解:(1)由题意,因为f(x)=log3(2+x)-log3(2-x),
所以解得-2<x<2,
所以函数f(x)的定义域为(-2,2),关于原点对称,
因为f(-x)=log3(2-x)-log3(2+x)=
-[log3(2+x)-log3(2-x)]=-f(x),
所以函数f(x)为(-2,2)上的奇函数.
(2)因为f(x)=log3(2+x)-log3(2-x)=log3>1,
所以解得1<x<2,
所以不等式f(x)>1的解集为(1,2).
11.是否存在实数a,使得f(x)=loga(ax2-x)在区间[2,4]上单调递增?若存在,求出a的范围;若不存在,说明理由.
解:设t=ax2-x=a(x-)2-.
若f(x)在[2,4]上单调递增,
则或解得a>1.
∴存在实数a满足题意,
即当a∈(1,+∞)时,f(x)在[2,4]上单调递增.
[技能提分练]
12.设a=log0.20.3,b=log20.3,则( )
A.a+b<ab<0 B.ab<a+b<0
C.a+b<0<ab D.ab<0<a+b
B 解析:∵a=log0.20.3>log0.21=0,
b=log20.3<log21=0,∴ab<0.
∵=+=log0.30.2+log0.32=log0.30.4,
∴1=log0.30.3>log0.30.4>log0.31=0,
∴0<<1,∴ab<a+b<0.
13.饮酒驾车、醉酒驾车是严重违反《道路交通安全法》的行为,将受到法律处罚.检测标准:“饮酒驾车:车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于20 mg/100 ml,小于80 mg/100 ml的驾驶行为;醉酒驾车:车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于80 mg/100 ml的驾驶行为.”据统计,停止饮酒后,血液中的酒精含量平均每小时比上一小时降低20%.某人饮酒后测得血液中的酒精含量为100 mg/100 ml,若经过n(n∈N*)小时,该人血液中的酒精含量小于20 mg/100 ml,则n的最小值为(参考数据:lg 2≈0.301 0)( )
A.7 B.8
C.9 D.10
B 解析:经过n(n∈N*)小时,该人血液中的酒精含量为100×0.8n mg/100 ml,由题意得,100×0.8n<20,即0.8n<0.2,解得n>log0.80.2===≈≈7.2,所以n的最小值为8.
14.(多选)(2024·扬州模拟预测)已知a=log23,b=log32,则( )
A.ab=1 B.+>
C.+>2 D.a+ln b>1
ABCD 解析:对于A,ab=log23×log32=×=1,故A正确;
对于B,+=≥=2>,在这里a≠b,所以严格来说有+>2>,故B正确;
对于C,+=ab=b+3a≥2=2,在这里b≠3a,所以严格来说有+>2,故C正确;
对于D,a+ln b=a+ln =a-ln a,而a=log23>1,定义f(x)=x-ln x(x>1),则f′(x)=1-=>0,从而f(x)=x-ln x(x>1)单调递增,所以f(x)>f(1)=1,所以f(a)=a-ln a=a+ln b>1,故D正确.故选ABCD.
15.(多选)若实数a,b,c满足2a=log2b=log3c=k,其中k∈(1,2),则下列结论正确的是( )
A.ab<bc B.logab<logbc
C.a<logbc D.cb<ba
ABC 解析:由条件可知,a∈(0,1),b∈(2,4),c∈(3,9),且b=2k,c=3k,
所以ab∈(0,1),bc>1,即ab<bc,故A正确;
logab<0,logbc>0,
即logab<logbc,故B正确;
a=log2k,logbc=log2k3k=log23,
因为k∈(1,2),所以log2k<log23,即a<logbc,故C正确;
cb>32=9,ba<41=4,即cb>ba,故D不正确.
16.(2024·惠州模拟)若函数f(x)=loga有最小值,则实数a的取值范围是________.
答案:(1,) 解析:令u=x2-ax+=
+-,
则u有最小值-,
函数f(x)=loga有最小值,
则解得1<a<,即实数a的取值范围为(1,).
17.在①f(x)+f(-x)=0;②f(x)-f(-x)=0;③f(-2)=-f(2)这三个条件中选择一个,补充在下面问题中,并给出解答.
已知函数f(x)=log2(+x)(a∈R)满足________.
(1)求a的值;
(2)若函数g(x)=2f(-x)+1-,证明:g(x2-x)≤.
若选择①f(x)+f(-x)=0,
(1)解:因为f(x)+f(-x)=0,
所以log2(+x)+log2(-x)=0,
所以log2[(+x)(-x)]=0,
所以x2+a-x2=1,解得a=1.
(2)证明:由(1)知,f(x)=log2(+x),f(-x)=log2(-x),
所以g(x)=2log2(-x)+1-=-x+1-=-x+1,
所以g(x2-x)=-(x2-x)+1=-x2+x+1=
-(x-)2+≤.
若选择②f(x)-f(-x)=0,
因为f(x)-f(-x)=0,
所以log2(+x)-log2(-x)=0,
所以+x=-x,
所以x=0,a≥0,此时求不出a的具体值,所以不能选②.
若选择③f(-2)=-f(2),
(1)解:因为f(-2)=-f(2),
所以log2(-2)=-log2(+2),
所以(-2)(+2)=1,
所以4+a-4=1,所以a=1.
(2)证明:由(1)知,f(x)=log2(+x),f(-x)=log2(-x),
所以g(x)=+1-=-x+1-=-x+1,
所以g(x2-x)=-(x2-x)+1=-x2+x+1=
-(x-)2+≤.
[素养拉分练]
18.(2024·上海卷)已知函数f(x)=logax(a>0,a≠1).
(1)若函数f(x)的图象过点(4,2),求不等式f(2x-2)<f(x)的解集;
(2)若存在x使得f(x+1),f(ax),f(x+2)依次成等差数列,求实数a的取值范围.
解:(1)∵f(x)的图象过点(4,2),∴loga4=2,解得a=2.
∴f(x)=log2x,显然其在定义域(0,+∞)上单调递增,
由f(2x-2)<f(x)有,解得1<x<2.
∴原不等式的解集为{x|1<x<2}.
(2)∵f(x+1),f(ax),f(x+2)依次成等差数列,
∴2f(ax)=f(x+1)+f(x+2),
即2loga(ax)=loga(x+1)+loga(x+2),x>0,a>0,且a≠1,
即loga(ax)2=loga[(x+1)(x+2)],由f(x)=logax是单调函数得(ax)2=(x+1)(x+2),得a2==2×()2+3×+1,x>0,
设t=,则t>0,a2=2t2+3t+1在t>0时有解,设g(t)=2t2+3t+1,则g(t)在(0,+∞)上单调递增,故g(t)>1,即a2>1,得a>1.
∴a的取值范围是(1,+∞).
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