内容正文:
课时训练(16) 指数函数
一、单选题
1.(2025·青岛模拟)函数f(x)=ax-a(a>0,且a≠1)的零点为( )
A.0 B.1
C.(1,0) D.a
B 解析:因为f(x)=ax-a(a>0,且a≠1),令f(x)=ax-a=0,解得x=1,即函数的零点为1.
2.已知指数函数f(x)=(2a2-5a+3)ax在(0,+∞)上单调递增,则实数a=( )
A. B.1
C. D.2
D 解析:由题意得2a2-5a+3=1,∴2a2-5a+2=0,∴a=2或a=.当a=2时,f(x)=2x在(0,+∞)上单调递增,符合题意;当a=时,f(x)=()x在(0,+∞)上单调递减,不符合题意.∴a=2.
3.已知a=31.2,b=1.20,c=()-0.9,则a,b,c的大小关系是( )
A.a<c<b B.c<b<a
C.c<a<b D.b<c<a
D 解析:因为b=1.20=1,c=()-0.9=30.9,且y=3x为增函数,1.2>0.9>0,所以31.2>30.9>30=1,即a>c>b.
4.函数y=图象的大致形状是( )
C 解析:∵y==∴根据指数函数图象即可判断选项C符合.
5.已知函数f(x)=3x-()x,则f(x)( )
A.是奇函数,且在R上是增函数
B.是偶函数,且在R上是增函数
C.是奇函数,且在R上是减函数
D.是偶函数,且在R上是减函数
A 解析:因为f(x)的定义域为R,且f(-x)=3-x-()-x=()x-3x=-[3x-()x]=-f(x),所以f(x)为奇函数.又函数y1=3x在R上为增函数,y2=()x在R上为减函数,所以y=3x-()x在R上为增函数.
6.(2025·连云港模拟)若函数f(x)=x(1+)是偶函数,则m=( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
A 解析:函数f(x)=x(1+)的定义域为{x|x≠0},由f(x)是偶函数,得f(-x)=f(x),即-x(1+)=x(1+),整理得=-2,所以m=-2.故选A.
二、多选题
7.函数f(x)=ax-b(a>0,且a≠1)的图象如图所示,其中a,b为常数,则下列结论正确的是( )
A.a>1 B.0<a<1
C.b>0 D.b<0
BD 解析:由函数f(x)=ax-b的图象可知,函数f(x)=ax-b在定义域上单调递减,∴0<a<1,故B正确;分析可知,函数f(x)=ax-b的图象由y=ax的图象向左平移所得,如图,
∴-b>0,∴b<0,故D正确.
8.已知f(x)=,则( )
A.f(x)为奇函数 B.f(x)为偶函数
C.f(x)为增函数 D.f(x)为减函数
AD 解析:f(x)的定义域为R,关于原点对称,因为f(-x)===-=-f(x),所以f(x)为奇函数,A正确,B错误;因为f(x)==-1,且y=2x为增函数,所以y=1+2x为增函数,所以y=-1为减函数,即f(x)为减函数,C错误,D正确.故选AD.
三、填空题
9.已知函数f(x)=ax(a>0,且a≠1)在[1,2]上的最大值比最小值大,则a=________.
答案:或 解析:当0<a<1时,a-a2=,∴a=或a=0(舍去).当a>1时,a2-a=,∴a=或a=0(舍去).综上所述,a=或a=.
10.写出一个值域为(-∞,1),在区间(-∞,+∞)上是增函数的函数f(x)=________.
答案:1-()x(答案不唯一) 解析:f(x)=1-()x,理由如下:∵y=()x为R上的减函数,且()x>0,∴f(x)=1-()x为R上的增函数,且f(x)=1-()x<1,∴f(x)=1-()x符合题意.
四、解答题
11.已知函数f(x)=2x的定义域是[0,3],设g(x)=f(2x)-f(x+2).
(1)求g(x)的解析式及定义域;
(2)求函数g(x)的最大值和最小值.
解:(1)因为f(x)=2x,所以g(x)=f(2x)-f(x+2)=22x-2x+2.
因为f(x)的定义域是[0,3],
所以解得0≤x≤1,
即g(x)的定义域为[0,1].
(2)g(x)=(2x)2-4×2x=(2x-2)2-4.
因为x∈[0,1],所以2x∈[1,2],
所以当2x=2,即x=1时,g(x)取得最小值-4;
当2x=1,即x=0时,g(x)取得最大值-3.
12.已知a>0,且a≠1,若函数y=xa-1在(0,+∞)内单调递减,则在不等式a3x+1>a-2x中,x的取值范围是( )
A.(-∞,-)
B.(-,+∞)
C.(-∞,-)∪(-,+∞)
D.R
A 解析:∵函数y=xa-1在(0,+∞)内单调递减,∴a-1<0,即a<1,∵a>0且a≠1,∴0<a<1,∴y=ax是减函数,又a3x+1>a-2x,∴3x+1<-2x,∴x<-,即x的取值范围是(-∞,-).
13.(多选)(2025·岳阳模拟)若4x-4y<5-x-5-y,则 ( )
A.x<y B.y-3>x-3
C.lg (y-x)>0 D.()y<3-x
AD 解析:不等式4x-4y<5-x-5-y,即4x-5-x<4y-5-y,令f(x)=4x-5-x=4x-,由指数函数的单调性可得,f(x)是R上的增函数,由4x-5-x<4y-5-y得f(x)<f(y),所以x<y,则3-x>3-y=()y,所以A,D正确,不妨令x=1,y=2,则x-3>y-3,故B不正确;不妨令x=0,y=1,则x<y,但lg (y-x)=0,故C不正确.
14.(多选)(2025·淄博模拟)关于函数f(x)=的性质,下列说法中正确的是 ( )
A.函数f(x)的定义域为R
B.函数f(x)的值域为(0,+∞)
C.方程f(x)=x有且只有一个实根
D.函数f(x)的图象是中心对称图形
ACD 解析:函数f(x)=的定义域为R,所以A正确;因为y=4x在定义域内单调递增,所以函数f(x)=在定义域内单调递减,所以函数的值域为(0,),所以方程f(x)=x只有一个实根,所以B不正确,C正确;因为f(x+1)+f(-x)=+=+=,所以f(x)关于点(,)对称,所以D正确.
15.已知函数f(x)=a|x+1|(a>0,且a≠1)的值域为[1,+∞),则a的取值范围为__________,f(-4)与f(1)的大小关系是__________.
答案:(1,+∞) f(-4)>f(1) 解析:因为|x+1|≥0,函数f(x)=a|x+1|(a>0,且a≠1)的值域为[1,+∞),所以a>1.由于函数f(x)=a|x+1|在(-1,+∞)上是增函数,且它的图象关于直线x=-1对称,则函数f(x)在(-∞,-1)上是减函数,故f(1)=f(-3),f(-4)>f(1).
16.已知定义域为R的函数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)∵f(x)是定义域为R的奇函数,
∴f(0)=a0-(k-1)a0=1-(k-1)=0,∴k=2,
经检验k=2符合题意,∴k=2.
(2)由(1)得f(x)=ax-a-x(a>0且a≠1),
∵f(1)<0,∴a-<0,
又a>0,且a≠1,∴0<a<1,
∴y=ax在R上为减函数,y=a-x在R上为增函数,
故由单调性的性质可判断f(x)=ax-a-x在R上为减函数,
不等式f(m2-2)+f(m)>0可化为f(m2-2)>f(-m),
∴m2-2<-m,即m2+m-2<0,解得-2<m<1,
∴实数m的取值范围是(-2,1).
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