内容正文:
分级练(13) 指数函数
分级一 提能强化
1.函数y=ln (2x-1)的定义域是( )
A.[0,+∞) B.[1,+∞)
C.(0,+∞) D.(1,+∞)
C 解析:由2x-1>0,得x>0,所以函数y的定义域为(0,+∞).
2.函数y=ax-1+4(a>0,且a≠1)的图象过定点P,则点P的坐标是( )
A.(1,5) B.(1,4) C.(0,4) D.(4,0)
A 解析:当x=1时,y=a0+4=5,所以点P的坐标是(1,5).
3.函数y=的图象大致为( )
C 解析:∵y==∴根据指数函数图象即可判断选项C符合.
4.函数y=ax+b(a>0,且a≠1)的图象如图所示,其中a,b为常数.下列结论正确的是( )
A.a>1,-1<b<0
B.a>1,0<b<1
C.0<a<1,-1<b<0
D.0<a<1,0<b<1
A 解析:∵函数在定义域上单调递增,∴a>1.∵函数在y轴的截距在(0,1)间,∴0<a0+b<1,∴-1<b<0.
5.已知f(x)=3x-b(2≤x≤4,b为常数)的图象经过点(2,1),则f(x)的值域为( )
A.[9,81] B.[3,9] C.[1,9] D.[1,+∞)
C 解析:由f(x)过点(2,1)可知b=2.因为f(x)=3x-2在[2,4]上是增函数,所以f(x)min=f(2)=32-2=1,f(x)max=f(4)=34-2=9.
6.(多选)对函数f(x)=()x2+1判断正确的是( )
A.单调递增区间为(0,+∞)
B.单调递增区间为(-∞,0)
C.值域为[,+∞)
D.值域为(0,]
BD 解析:根据指数函数性质,y=()x在(-∞,+∞)上单调递减,而y=x2+1在(-∞,0)上单调递减,在[0,+∞)上单调递增,故f(x)=()x2+1的单调递增区间为(-∞,0);y=x2+1的值域为[1,+∞),而y=()x在[1,+∞)上单调递减,故f(x)=()x2+1的值域为(0,].
7.已知函数f(x)=ax+b(a>0,且a≠1)的定义域和值域都是[-1,0],则a+b=________.
答案:- 解析:当a>1时,函数f(x)=ax+b在[-1,0]上为增函数,由题意得无解,应舍去.当0<a<1时,函数f(x)=ax+b在[-1,0]上为减函数,由题意得解得满足题意,所以a+b=-.
8.函数y=(x∈R)的值域为________.
答案:(0,1) 解析:y===1-.
因为2x>0,所以2x+1>1,
所以0<<1,-1<-<0,
0<1-<1,即0<y<1,
所以函数y的值域为(0,1).
9.已知函数f(x)=为奇函数.
(1)求a的值;
(2)判断函数f(x)的单调性,并加以证明.
(1)解:因为函数f(x)是奇函数,且f(x)的定义域为R,
所以f(0)==0,
所以a=-1(经检验,a=-1时f(x)为奇函数,满足题意).
(2)证明:由(1)知f(x)==1-,函数f(x)在定义域R上单调递增.
证明如下:
设x1,x2∈R,且x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=.
因为x1<x2,所以3x1<3x2,所以3x1-3x2<0,所以f(x1)<f(x2),
所以函数f(x)在定义域R上单调递增.
分级二 知能探究
10.若a=20.4,b=30.3,c=40.2,则( )
A.a>b>c B.c>b>a
C.c=a>b D.b>a=c
D 解析:a=20.4=2,b=30.3=3,c=40.2=4.
又(2)10=24<33=(3)10,所以a<b,且(4)10=42=24=(2)10,则a=c,所以c=a<b.
11.若ea+πb≥e-b+π-a,则有( )
A.a+b≤0 B.a-b≥0
C.a-b≤0 D.a+b≥0
D 解析:令f(x)=ex-π-x,则f(x)在R上单调递增.因为ea+πb≥e-b+π-a,所以ea-π-a≥e-b-πb,则f(a)≥f(-b),所以a≥-b,即a+b≥0.
12.已知函数f(x)在R上是单调函数,且满足对任意x∈R,都有f(f(x)-2x)=3,则f(3)的值是( )
A.3 B.7
C.9 D.12
C 解析:因为函数f(x)在R上是单调函数,则存在唯一的t∈R,使得f(t)=3,对于方程f(f(x)-2x)=3,则t=f(x)-2x,可得f(x)=2x+t,所以函数f(x)在R上是增函数,由f(t)=2t+t=3,可得t=1,所以f(x)=2x+1,因此,f(3)=23+1=9.
13.对于函数f(x),若在定义域内存在实数x0,满足f(-x0)=-f(x0),则称f(x)为“局部奇函数”.已知f(x)=-aex-1在R上为“局部奇函数”,则a的取值范围是( )
A.[-1,+∞) B.(-∞,-1]
C.[-1,0) D.(-∞,1]
C 解析:因为f(x)=-aex-1在R上为“局部奇函数”,所以存在实数x0,使得-ae-x0-1=aex0+1,所以方程-ae-x-1=aex+1在R上有解,所以方程=a在R上有解.又ex+e-x=ex+≥2,当且仅当x=0时等号成立,所以-1≤a<0,所以a的取值范围是[-1,0).
14.已知函数f(x)=2x+a·2-x的图象关于原点对称,若f(2x-1)>,则x的取值范围为________.
答案:(1,+∞) 解析:定义在R上函数f(x)=2x+a·2-x的图象关于原点对称,则f(0)=20+a·20=0,解得a=-1,经检验符合题意,y=2x,y=-2-x均为R上增函数,则f(x)=2x-2-x为R上增函数.又f(1)=21-2-1=,则不等式f(2x-1)>等价于2x-1>1,解得x>1.
15.已知函数g(x)=ax2-2ax+1+b(a>0,b∈R)在区间[2,4]上有最小值1和最大值9,设f(x)=.
(1)求a,b的值;
(2)若不等式f(3x)-k·3x≥0在x∈[-1,1]上有解,求实数k的取值范围.
解:(1)函数g(x)=ax2-2ax+1+b(a>0,b∈R),
其图象对称轴为x=1,故函数g(x)在[2,4]上单调递增,所以当x=2时,g(x)min=1,当x=4时,g(x)max=9,
所以解得
故a的值为1,b的值为0.
(2)由(1)得g(x)=x2-2x+1,f(x)==x+-2.
因为不等式f(3x)-k·3x≥0在x∈[-1,1]上有解,所以3x+-2-k·3x≥0在x∈[-1,1]上有解.
设t=,t∈[,3],则t2-2t+1≥k在t∈[,3]上有解,即(t2-2t+1)max≥k.
设h(t)=t2-2t+1,t∈[,3],
对称轴t=1,则当t=3时,h(t)max=h(3)=9-6+1=4,
所以实数k的取值范围是(-∞,4].
分级三 素能创新
16.能说明“已知f(x)=2|x-1|,若f(x)≥g(x)对任意的x∈[0,2]恒成立,则在[0,2]上,f(x)min≥g(x)max”为假命题的一个函数g(x)=________.(填出一个函数即可)
答案:x-(答案不唯一) 解析:易知函数f(x)=2|x-1|在x∈[0,2]上的最小值是1,取g(x)=x-,作出f(x),g(x)在[0,2]上的图象如图所示,满足f(x)≥g(x)对任意的x∈[0,2]恒成立,但g(x)=x-在[0,2]上的最大值是,不满足f(x)min≥g(x)max,所以g(x)=x-能说明题中命题是假命题.
17.已知函数f(x)=ax+b(a>0,且a≠1).
(1)若f(x)的图象过点(0,2),求b的值;
(2)若函数f(x)在区间[2,3]上的最大值比最小值大,求a的值.
解:(1)函数f(x)=ax+b(a>0,且a≠1),f(x)的图象过点(0,2),
∴f(0)=a0+b=1+b=2,
解得b=1.
(2)当0<a<1时,f(x)在区间[2,3]上单调递减,
此时f(x)max=f(2)=a2+1,
f(x)min=f(3)=a3+1,
∴a2+1-(a3+1)=,解得a=或a=0(舍去);
当a>1时,f(x)在区间[2,3]上单调递增,
此时f(x)min=f(2)=a2+1,
f(x)max=f(3)=a3+1,
∴a3+1-(a2+1)=,解得a=或a=0(舍去).
综上,a的值为或.
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