内容正文:
4.4.2 对数函数的图象与性质
一、单选题
1.函数的定义域为( )
A. B. C. D.
2.函数与的图象只可能是下图中的( )
A. B.
C. D.
3.图中曲线是对数函数的图象,已知取,,,四个值,则相应于,,,的值依次为
A.,,, B.,,,
C.,,, D.,,,
4.设函数 的定义域,函数y=ln(1-x)的定义域为,则( )
A.(1,2) B.(1,2] C.(-2,1) D.[-2,1)
5.设,,,则( )
A. B.
C. D.
6.函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
7.若函数在单调递增,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.已知,则的减区间为( )
A. B. C. D.
9.设函数,则f(x)( )
A.是偶函数,且在单调递增 B.是奇函数,且在单调递减
C.是偶函数,且在单调递增 D.是奇函数,且在单调递减
二、多选题
10.在同一直角坐标系中,函数与的图象可能是( )
A. B.
C. D.
11.已知函数,,则下列说法正确的是( )
A.若函数的定义域为,则实数的取值范围是
B.若函数的值域为,则实数
C.若函数在区间上为增函数,则实数的取值范围是
D.若,则不等式的解集为
三、填空题
12.已知函数与函数的图象关于直线对称,则不等式的解集为 .
13.若(,且),则a的取值范围为 .
14.已知函数的定义域为,则函数的值域是 .
15.已知,若,则 ;若,则实数的取值范围是 .
四、解答题
16.已知函数(且),且函数的图象过点.
(1)求函数的解析式;
(2)若成立,求实数m的取值范围.
17.(1)函数的图象是由的图象如何变化得到的?
(2)在坐标系中作出的图象(不要求写作法);
(3)设函数与函数的图象的两个交点的横坐标分别为,设,请判断的符号.
18.设为奇函数,为常数.
(1)求的值;
(2)证明在区间内单调递增;
(3)若对于区间上的每一个的值,不等式恒成立,求实数的取值范围.
19.已知定义在R上的函数满足且,.
(1)求的解析式;
(2)若不等式恒成立,求实数a取值范围;
(3)设,若对任意的,存在,使得,求实数m取值范围.
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
A
D
D
D
D
C
D
BD
题号
11
答案
AC
1.C
由对数函数的性质结合复合函数的定义域可得.
要使有意义,必须解得:.
故选:C.
2.C
由一次函数图象得出的取值范围,利用对数函数的图象和性质逐项判断可得.
A中,由的图象知,则为增函数,A错;
B中,由的图象知,则为减函数,B错;
C中,由的图象知,则为减函数,所以C对;
D中,由的图象知,此时无意义,D错.
故选:C.
3.A
在第一象限,对数函数图象越接近轴底数越大,进而可得答案.
解:由已知中曲线是对数函数的图象,
由对数函数的图象和性质,可得,,,的值从小到大依次为:,,,,
由取,,,四个值,
故,,,的值依次为,,,,
故选:.
4.D
由得,由得,
故,选D.
5.D
根据对数函数单调性得到,再利用换底公式和作差法得到,比较出大小关系.
,
其中,,所以,
故,所以.
故选:D.
6.D
求出函数的定义域,利用复合函数法可求得函数的增区间.
对于函数,有,解得或,
故函数的定义域为,
内层函数在上单调递减,在上单调递增,
外层函数为减函数,
由复合函数的单调性可知,函数的单调递增区间为.
故选:D.
7.D
根据给定条件利用对数型复合函数单调性列式求解作答.
函数中,令,函数在上单调递增,
而函数在上单调递增,则函数在上单调递增,且,
因此,,解得,
所以实数a的取值范围为.
故选:D
8.C
根据方程,求得,得到,结合复合函数单调性的判定方法,即可求求解.
因为,可得,
当时,,方程不成立;
当时,方程显然不成立;
当时,,方程不成立;
所以,即,可函数为单调递减函数,
由函数,则,解得或,
当时,单调递减,所以单调递增;
当时,单调递增,所以单调递减,
所以函数的递减区间为.
故选:C.
9.D
根据奇偶性的定义可判断出为奇函数,排除AC;当时,利用函数单调性的性质可判断出单调递增,排除B;当时,利用复合函数单调性可判断出单调递减,从而得到结果.
由得定义域为,关于坐标原点对称,
又,
为定义域上的奇函数,可排除AC;
当时,,
在上单调递增,在上单调递减,
在上单调递增,排除B;
当时,,
在上单调递减,在定义域内单调递增,
根据复合函数单调性可知:在上单调递减,D正确.
10.BD
分和两种情况讨论两个函数的单调性进行判断.
当时,在单调递增且其图象恒过点,
在单调递增且其图象恒过点,
则选项B符合要求;
当时,在单调递减且其图象恒过点,
在单调递减且其图象恒过点,
则选项D符合要求;
综上所述,选项B、D符合要求.
故选:BD.
11.AC
函数的定义域为等价于恒成立,由此即可列出不等式组,即可求出实数的取值范围;
若函数的值域为等价于的最小值为,由此可列出方程,即可求出实数的值;
若函数在区间上为增函数等价于函数在区间上为增函数且恒成立,由此即可列出不等式组,即可求出实数的取值范围;
若,,即可解出不等式;即可选出答案.
对于A,因为的定义域为,所以恒成立,则,解得,故A正确;
对于B,因为的值域为,所以的最小值为,所以,解得,故B错误;
对于C,因为函数在区间上为增函数,
所以当m=0时,,符合题意;
当时,,解得;所以,故C正确;
对于D,当m=0时,,由,可得,解得,故D错误.
故选:AC.
12.
根据反函数的性质可知,再利用对数函数的单调性解不等式.
解:函数与函数的图象关于直线对称,
,
.
又在上单调递增
.
∴不等式的解集为.
故答案为:.
13.
分类讨论求解对数不等式即可.
当时,,则;
当时,,则.
综上所述,实数a的取值范围是.
故答案为:
14.
根据题意,求得,化简,结合二次函数的性质,即可求解.
因为函数的定义域为,
则函数中,必须满足,解得,所以,
又由,
当时,函数取得最小值,最小值为;
当时,函数取得最大值,最大值为,
所以函数的值域是.
故答案为:.
15.
先判断函数的奇偶性,由求解;再根据函数的单调性,由求解.
因为的定义域为R,且,
,所以是奇函数,
又,则-2;
因为在上是增函数,
所以在上是增函数,又是R上的奇函数,
所以在R上递增,且,
所以由,得,
即,所以,
解得或,
所以实数的取值范围是,
故答案为:,
16.(1);(2).
(1)将点代入函数解析式,求出,可得的解析式;
(2)解对数不等式,结合函数的定义域,可求出实数的取值范围.
(1),解得,故函数的解析式
(2) 即,解得或
故实数m的取值范围是
17.(1)向右平移个单位得到的;(2)见解析;(3)
(1)由“左加右减”直接得到答案;
(2)由翻折变换作图即可;
(3)作图观察可知,1<x1<2,2<x2<3,进而得到结论.
(1)函数的图象是由的图象向右平移个单位得到的.
(2)在下边的坐标系中作出的图象,如图所示:
(3)设函数与函数的图象的两个变点的横坐标分别为,,不妨设,
则,(不要求说明理由)
∴
18.(1);(2)见解析;(3)
(1)由奇函数的定义,结合对数的运算性质,可得的值;
(2)运用单调性的定义,结合对数函数的单调性即可得证;
(3)由题意可得即恒成立.令.只需,由的单调性即可得到最小值.
(1)∵,
∴.
∴,即,
解得,检验(舍),
∴;
(2)由(1)可知,
证明:任取,即有,
即,即,
即有,
即,
∴在上为增函数;
(3)设,
由(2)得在上为增函数,在上单调递减,
则在上为增函数,
,
又对恒成立,
,
.
19.(1)
(2)
(3)
(1)根据,代入计算可得;
(2)根据单调性得,分离参数求最值即可.
(3)因为对任意的,存在,使得,等价于,先求的最小值,再分类讨论对称轴与区间的位置关系,使的最小值满足小于等于1的条件,求解即可.
(1)由题意知,,
即,所以,
故.
(2)由(1)知,,
所以在R上单调递增,
所以不等式恒成立等价于,
即恒成立.
设,则,,当且仅当,即时取等号,
所以,
故实数a的取值范围是.
(3)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,
所以当时,,
又的对称轴为,,
当时,在上单调递增,,解得,
所以;
当时,在上单调递减,在上单调递增,
,解得,所以;
当时,在上单调递减,,解得,
所以,
综上可知,实数m的取值范围是.
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