内容正文:
[对应学生用书P289]
A级 基础过关
1.若函数y=f(x)是函数y=ax(a>0,且a≠1)的反函数且f(2)=1,则f(x)等于( )
A.log2x B.
C.logx D.2x-2
解析 函数y=ax(a>0,且a≠1)的反函数是f(x)=logax,又f(2)=1,即loga2=1,所以a=2.故f(x)=log2x.
答案 A
2.已知函数f(x)=|lg x|,若a=f,b=f,c=f(3),则a,b,c的大小关系为( )
A.a>b>c B.b>c>a
C.a>c>b D.c>a>b
解析 ∵a==|-lg 4|=lg 4,b==|-lg 2|=lg 2,c=|lg 3|=lg 3,且f(x)=lg x在(0,+∞)上是增函数,∴lg 4>lg 3>lg 2,即a>c>b.故选C.
答案 C
3.函数f(x)=log2·log4(4x2)的最小值为( )
A.- B.-2
C.- D.0
解析 由题意知f(x)的定义域为(0,+∞),所以f(x)=(-2+log2x)(1+log2x)=(log2x)2-log2x-2=2-≥-.当x=时,函数取得最小值.故选A.
答案 A
4.(多选)函数y=loga(x+c)(a,c为常数,其中a>0,且a≠1)的图象如图所示,则下列结论成立的是( )
A.a>1 B.0<c<1
C.0<a<1 D.c>1
解析 由图象可知0<a<1,令y=0得loga(x+c)=0,x+c=1,x=1-c,由图象知0<1-c<1,
∴0<c<1.
答案 BC
5.(多选)已知函数f(x)=log2(1-|x|),则下列关于函数f(x)的说法正确的是( )
A.f(x)的图象关于原点对称
B.f(x)的图象关于y轴对称
C.f(x)的最大值为0
D.f(x)在区间(-1,1)上单调递增
解析 函数f(x)的定义域为(-1,1),关于原点对称,由f(-x)=log2(1-|-x|)=log2(1-|x|)=f(x),得f(x)=log2(1-|x|)为偶函数,所以f(x)的图象关于y轴对称,所以A错误,B正确;根据f(x)的图象(图略)可知D错误;因为1-|x|≤1,所以f(x)≤log21=0,故C正确.
答案 BC
6.计算:________.
答案 10
7.设函数f(x)是定义在R上的偶函数,当x≥0时,f(x)=lg (3x+1)-1,则不等式f(x)>0的解集为________.
解析 当x≥0时,由f(x)=lg (3x+1)-1>0,得x>3.又因为函数f(x)为偶函数,所以不等式f(x)>0的解集为(-∞,-3)∪(3,+∞).
答案 (-∞,-3)∪(3,+∞)
8.已知函数f(x)满足:①定义域为(-∞,0)∪(0,+∞);②值域为R;③f(-x)=f(x),则一个满足上述条件的函数f(x)=________.
解析 f(x)=ln |x|的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),值域为R,且f(-x)=ln |-x|=ln |x|=f(x),因此f(x)=ln |x|符合题意.
答案 ln |x|(答案不唯一)
9.已知f(x)=logax+loga(4-x)(a>0,且a≠1),且f(2)=2.
(1)求a的值及f(x)的定义域;
(2)求f(x)在上的值域.
解析 (1)由f(2)=2得,loga2+loga(4-2)=2,解得a=2,所以f(x)=log2x+log2(4-x).
由解得0<x<4,
故f(x)的定义域为(0,4).
(2)由(1)及条件知f(x)=log2x+log2(4-x)=log2[x(4-x)]=log2[-(x-2)2+4],
设t(x)=-(x-2)2+4,x∈,
则当x=2时,t(x)max=4;
当x=1时,t(x)=3;当x=时,t(x)=,
所以当x∈时,t(x)∈,
所以f(x)max=log24=2,
f(x)min=log2=log27-2,
所以f(x)在上的值域为[log27-2,2].
B级 能力提升
10.若函数f(x)=loga(a>0,且a≠1)在区间内恒有f(x)>0,则f(x)的单调递增区间为( )
A.(0,+∞) B.(2,+∞)
C.(1,+∞) D.
解析 令M=x2+x,当x∈时,M∈(1,+∞),恒有f(x)>0,所以a>1,所以函数y=logaM为增函数,又M=-,因为M的单调递增区间为.又x2+x>0,所以x>0或x<-,所以函数f(x)的单调递增区间为(0,+∞).
答案 A
11.已知正实数x,y,z满足log2x=log3y=log5z≠0,则( )
A.x>y>z
B.x<y<z
C.x,y,z可能构成等比数列
D.关于x,y,z的方程x+y=z有且只有一组解
解析 令log2x=log3y=log5z=t≠0,则x=2t,y=3t,z=5t,
令g(k)=kt,由幂函数图象的性质可知,
当t>0时,g(k)=kt在(0,+∞)上单调递增,故2t<3t<5t,即x<y<z;
当t<0时,g(k)=kt在(0,+∞)上单调递减,故2t>3t>5t,即x>y>z,故A,B不一定正确;
假设x,y,z成等比数列,则y2=xz⇒(3t)2=2t·5t⇒9t=10t,
则t=0,与已知矛盾,故C错误;
因为x+y=z,则2t+3t=5t,即+=1,
令f(t)=+-1,由指数函数的性质可知f(t)为减函数,
注意到f(1)=0,故f(t)只有一个零点,即+=1只有一个解t=1,
所以x+y=z只有一组解x=2,y=3,z=5,故D正确.
答案 D
12.已知函数f(x)=log(x2-2ax+3).
(1)若函数f(x)的定义域为R,值域为(-∞,-1],求实数a的值;
(2)若函数f(x)在(-∞,-1]上为增函数,求实数a的取值范围.
解析 (1)∵函数f(x)的值域为(-∞,-1],
∴f(x)max=-1,又f(x)=log(x2-2ax+3),
而函数f(x)的定义域为R,∴u=x2-2ax+3的最小值umin=2.
而u=x2-2ax+3=(x-a)2+3-a2,
∴3-a2=2,解得a2=1,即a=±1,
∴实数a的值为1或-1.
(2)∵f(x)=log(x2-2ax+3)在(-∞,-1]上为增函数,函数y=logu在u∈(0,+∞)上是减函数,∴函数u=x2-2ax+3在(-∞,-1]上为减函数且u>0,
∴解得即a≥-1,
故实数a的取值范围为[-1,+∞).
C级 拓广探索
13.(多选)(2025·广东佛山模拟)对于任意两个正数u,v(u<v),记曲线y=与直线x=u,x=v,x轴围成的曲边梯形的面积为L(u,v),并约定L(u,u)=0和L(u,v)=-L(v,u),德国数学家莱布尼茨(Leibniz)最早发现L(1,x)=ln x.关于L(u,v),下列说法正确的是( )
A.L=L(4,8)
B.L(450,3100)=100L(2,3)
C.2L(u,v)<-
D.L(uu,vu)>v-u
解析 由题意得L(1,x)=-L(x,1)=ln x,
所以L(x,1)=-ln x.
当u>1时,L(u,v)=L(1,v)-L(1,u)=ln v-ln u;
当v<1时,L(u,v)=L(u,1)-L(v,1)=L(1,v)-L(1,u)=ln v-ln u;
当u<1<v时,L(u,v)=L(u,1)+L(1,v)=L(1,v)-L(1,u)=ln v-ln u;
当v=1或u=1时,L(u,v)=ln v-ln u也成立.
综上所述,L(u,v)=ln v-ln u.
L=ln -ln =ln 2,
L(4,8)=ln 8-ln 4=ln 2,所以L=L(4,8),A正确;
L(450,3100)=ln 3100-ln 450=ln 3100-ln 2100=100(ln 3-ln 2),
且L(2,3)=ln 3-ln 2,所以L(450,3100)=100L(2,3),B正确;
如图,因为S阴影<S梯形,所以L(u,v)=ln v-ln u<(v-u)=·=,
即2L(u,v)<-,C正确;
取u=1,v=2,则L(uu,vu)=L(1,2)=ln 2<2-1=1,D错误.
答案 ABC
14.(2025·南昌二中阶段练习)已知函数f(x)=,函数g(x)的图象与f(x)的图象关于直线y=x对称.
(1)若函数y=g(x2-2tx+1)在(1,+∞)上单调递减,求实数t的取值范围;
(2)不等式g(a2x)<2g(x+2a-6)在x∈[4,9]上恒成立,求实数a的取值范围.
解析 (1)依题意g(x)=logx,
y=g(x2-2tx+1)=log(x2-2tx+1)在(1,+∞)上单调递减,
令h(x)=x2-2tx+1,则h(x)在(1,+∞)上单调递增,且h(x)>0对x∈(1,+∞)恒成立.
∴t≤1且h(1)=1-2t+1≥0,∴t≤1.故t的取值范围为(-∞,1].
(2)依题意有4a2>0,且4+2a-6>0,∴a>1.
不等式log(a2x)<2log(x+2a-6)在[4,9]上恒成立,
即a2x>(x+2a-6)2在[4,9]上恒成立,
∴a>x+2a-6,即(-2)a>x-6在[4,9]上恒成立,当x=4时不等式成立,当x∈(4,9]时,-2>0,∴a>在(4,9]上恒成立,
∴a>,
令-2=m,m∈(0,1],
则==m-+4,
而y=m-+4在(0,1]上单调递增,
∴=3,∴a>3.
综上,a的取值范围为(3,+∞).
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