内容正文:
4.3 指数函数与对数函数的关系
题型一 反函数判断与确定
1.(24-25高二上·广东广州·期中)函数的反函数是( )
A. B.
C. D.()
2.(23-24高一上·上海·阶段练习)下列命题组真命题的个数为( )
①存在反函数的函数一定是单调函数
②偶函数存在反函数
③奇函数必存在反函数
A.0 B.1 C.2 D.3
3.(23-24高一下·广东江门·阶段练习)若函数是函数(,且)的反函数,且满足,则( )
A. B. C. D.
4.(23-24高一上·广东茂名·期末)若指数函数经过点,则它的反函数的解析式为( )
A. B. C. D.
题型二 根据反函数关系求函数值
1.(24-25高一上·山西大同·期末)已知函数,若函数是的反函数,则等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(24-25高一上·广东潮州·期中)函数与互为反函数,且的图像过点,则( )
A. B. C. D.
3.(19-20高一上·湖南长沙·期中)函数与指数函数(且)互为反函数,且过点,则( )
A. B.0 C.1 D.
5.(24-25高一上·全国·课堂例题)若函数是函数的反函数,则的值为( )
A.16 B.0 C.1 D.2
题型三 根据图象对称性求函数值
1.(24-25高一上·北京·阶段练习)若函数与的图像关于直线对称,则( )
A. B. C. D.3
2.(24-25高一上·广东佛山·阶段练习)已知函数的图象与的图象关于直线对称,则( )
A. B.10 C.12 D.
题型四 互为反函数图象的对称性
1.(24-25高一上·辽宁大连·期末)函数的图象与函数的图象( )
A.关于直线对称 B.关于y轴对称
C.关于x轴对称 D.关于原点对称
2.(20-21高一上·北京昌平·期中)函数的反函数的图象是( )
A. B.
C. D.
3.(22-23高一上·福建龙岩·阶段练习)已知函数是的反函数,则函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
题型五 反函数的定义域
1.(24-25高一上·全国·课前预习)函数的反函数的定义域为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·上海·随堂练习)函数,的反函数的定义域是( ).
A. B.
C. D.
题型六 根据反函数关系求参数
1.(22-23高一上·广西钦州·期末)若点在函数的图像上,点在的反函数图像上,则 .
2.(2025高三·全国·专题练习)设函数的反函数是它自身,则常数 .
3.(2018·上海·高考真题)设常数R,函数,若的反函数的图像经过点,则
4.(24-25高一上·上海·课后作业)已知函数的图象与函数的图象关于直线对称,则当时, .
题型七 反函数图象过定点问题
1.(24-25高一上·甘肃天水·期末)已知是函数(且)的反函数,则的图象经过的定点坐标为 .
2.(24-25高一上·四川成都·期末)已知是函数(,且)的反函数,则的图象经过的定点坐标为 .
题型八 简单的指数方程、对数方程
1.(23-24高一上·四川宜宾·阶段练习)已知函数,若,则( )
A.16 B.
C.16或 D.2或
2.(多选)(22-23高二下·湖北恩施·阶段练习)已知函数,若,则实数a的值可以是( )
A.1 B. C.5 D.
3.(24-25高一上·上海·单元测试)解方程:
(1);
(2).
4.(23-24高一上·重庆长寿·期末)已知函数.
(1)求函数定义域;
(2)若函数,求实数的值.
5.(23-24高一上·山东威海·期末)已知函数是定义在上的奇函数,当时,.
(1)求在上的解析式;
(2)解方程.
题型一 反函数的单调性问题
1.(24-25高一上·云南昆明·期末)若函数,函数与函数图象关于对称,则的单调减区间是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一上·辽宁丹东·期末)已知函数与的图象关于直线对称,且,则函数的单调递减区间是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高一上·重庆·阶段练习)函数的图象与函数的图象关于直线对称,则的单调递增区间为 .
题型二 函数、反函数综合问题
1.(23-24高一上·山东淄博·期中)给出下列命题,
①函数图象恒在轴的下方;
②将的图像经过先关于轴对称,再向右平移1个单位的变化后为的图像;
③若函数的值域为,则实数的取值范围是;
④函数的图像关于对称的函数解析式为.其中正确的命题是
2.(23-24高一上·云南昆明·期末)若的反函数为,且,则的最小值为 .
3.(2025高一上·全国·专题练习)函数与互为反函数,若.求函数的解析式,定义域,值域.
4.(24-25高一上·江西抚州·阶段练习)已知函数,函数与函数的图象关于直线对称.
(1)求的解析式;
(2)求函数在区间内的值域.
5.(24-25高一上·河南郑州·阶段练习)如图,对数函数的图象与一次函数的图象有A,B两个公共点,且B点的纵坐标为lg2.
(1)求一次函数的解析式.
(2)求对数函数的解析式
(3)写出(2)中函数的反函数,并写出其定义域
6.(24-25高一上·辽宁盘锦·阶段练习)已知函数是函数的反函数.
(1)写出函数的解析式;(无需证明)
(2)设,
①写出函数的单调区间,并指明单调性;(无需证明)
②求在区间(其中)上的最小值和最大值.
7.(24-25高一上·黑龙江黑河·阶段练习)已知函数的图象与(且)的图象关于直线对称,且的图象过点.
(1)求函数的解析式;
(2)若成立,求x的取值范围.
8.(24-25高一上·宁夏石嘴山·阶段练习)已知是上的奇函数
(1)求的值;
(2)求的反函数,并用表示;
(3)对任意的解不等式.
1.(24-25高一上·安徽亳州·期末)已知实数x,y满足,,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一下·浙江·期中)已知,则下列不正确的是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一下·山西太原·开学考试)已知,,,,则 .
4.(23-24高一上·重庆·期末)已知指数函数的反函数为.
(1)求函数的解析式;
(2)已知函数,求不等式的解集.
5.(23-24高一上·辽宁大连·期末)已知函数.
(1)若方程的两根为与,求的值;
(2)设函数,若的最小值为1,求实数的值;
(3)设函数,记为的反函数,设函数,当时,,求实数的取值范围.
6.(24-25高一上·海南·阶段练习)已知函数,.
(1)解关于的不等式;
(2),,求实数的取值范围.
7.(22-23高一上·北京·期末)已知函数其中且.
(1)求的单调区间;
(2)判断并证明的奇偶性;
(3)求函数的反函数;
(4)求使的取值范围.
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4.3 指数函数与对数函数的关系
题型一 反函数判断与确定
1.(24-25高二上·广东广州·期中)函数的反函数是( )
A. B.
C. D.()
【答案】A
【分析】把y看作常数,解方程求出,x,y互换,得到即可得解.
【详解】因为,所以,所以,即
x,y互换,得:,.
故选:A
2.(23-24高一上·上海·阶段练习)下列命题组真命题的个数为( )
①存在反函数的函数一定是单调函数
②偶函数存在反函数
③奇函数必存在反函数
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】A
【分析】取特例结合反函数定义和性质判断即可.
【详解】对①,取函数,显然存在反函数,但不单调,①错误;
对②,取偶函数函数,则,显然函数不存在反函数,②错误;
对③,取奇函数函数,当时有和与之对应,
即从到的映射不满足函数定义,故奇函数没有反函数,③错误.
故选:A
3.(23-24高一下·广东江门·阶段练习)若函数是函数(,且)的反函数,且满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据指数函数与对数函数的关系可得,再由代入求出,即可得解.
【详解】函数(且)的反函数为,
即,又,所以,所以,
则.
故选:A
4.(23-24高一上·广东茂名·期末)若指数函数经过点,则它的反函数的解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由指数函数的定义,结合反函数的概念即可求解.
【详解】设指数函数且,点在的图象上,
所以,解得.
所以,故反函数.
故选:A
题型二 根据反函数关系求函数值
1.(24-25高一上·山西大同·期末)已知函数,若函数是的反函数,则等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】先根据对数的反函数为指数函数可求,然后代入求值即可.
【详解】是的反函数,,.
故选:D
2.(24-25高一上·广东潮州·期中)函数与互为反函数,且的图像过点,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据反函数的性质与经过的点,求出表达式,再求
【详解】设,于是,即反函数表达式为:,
由,解得,
于是.
故选:B
3.(19-20高一上·湖南长沙·期中)函数与指数函数(且)互为反函数,且过点,则( )
A. B.0 C.1 D.
【答案】A
【分析】根据指数函数的反函数为对数函数知,函数的图象过,代入可得,然后代入求值即可得解.
【详解】因为指数函数(且)的反函数为(且),
因为的图象过点,故函数的图象过,
所以,故,所以,所以.
故选:A
5.(24-25高一上·全国·课堂例题)若函数是函数的反函数,则的值为( )
A.16 B.0 C.1 D.2
【答案】B
【分析】运用反函数概念求反函数解析式,结合对数函数性质计算即可.
【详解】函数是函数的反函数,则.
故.
故选:B.
题型三 根据图象对称性求函数值
1.(24-25高一上·北京·阶段练习)若函数与的图像关于直线对称,则( )
A. B. C. D.3
【答案】B
【分析】根据同底的指数函数和对数函数互为反函数可解.
【详解】因为函数与的图像关于直线对称,
所以,所以.
故选:B.
2.(24-25高一上·广东佛山·阶段练习)已知函数的图象与的图象关于直线对称,则( )
A. B.10 C.12 D.
【答案】C
【分析】由已知可得函数与互为反函数,所以,根据对数的运算性质求解即可.
【详解】因为函数的图象与的图象关于直线对称,
所以函数与互为反函数,
所以,
所以.
故选:.
题型四 互为反函数图象的对称性
1.(24-25高一上·辽宁大连·期末)函数的图象与函数的图象( )
A.关于直线对称 B.关于y轴对称
C.关于x轴对称 D.关于原点对称
【答案】A
【分析】证得与互为反函数,由反函数的图象关于直线对称可直接得答案.
【详解】的反函数满足,化简可得,
所以,因为反函数的图象关于直线对称,
即与关于直线对称,
故选:A.
2.(20-21高一上·北京昌平·期中)函数的反函数的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】求得函数的反函数,根据对数函数的图象,结合选项,即可求解.
【详解】由题意,函数,可得,即,
即函数的反函数,
结合对数函数的图象,结合选项,可得D项符合.
故选:D.
3.(22-23高一上·福建龙岩·阶段练习)已知函数是的反函数,则函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先求出函数的解析式,再根据函数的定义域和单调性利用排除法求解即可.
【详解】因为函数是的反函数,
所以,
则,
则,解得,
所以函数的定义域为,故排除AB;
令,在上是减函数,
而函数是减函数,
所以函数在上是增函数,故排除C.
故选:D.
题型五 反函数的定义域
1.(24-25高一上·全国·课前预习)函数的反函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】计算函数的值域,可求出原函数的反函数的定义域.
【详解】由对数函数的性质可得:函数的值域为,
则反函数的定义域为.
故选:D.
2.(24-25高一上·上海·随堂练习)函数,的反函数的定义域是( ).
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据反函数的定义域就是原函数的值域求解即可.
【详解】因为函数在单调递增,
所以,
即,
因为反函数的定义域是原函数的值域,
所以反函数的定义域为,
故选:C.
题型六 根据反函数关系求参数
1.(22-23高一上·广西钦州·期末)若点在函数的图像上,点在的反函数图像上,则 .
【答案】
【分析】根据对数运算,结合反函数的概念,建立方程,可得答案.
【详解】由点在函数的图象上,则,即,解得,
由的反函数为,则,解得.
故答案为:.
2.(2025高三·全国·专题练习)设函数的反函数是它自身,则常数 .
【答案】
【分析】求出反函数,与原解析式比较列式求解即可.
【详解】因为,所以,则函数的反函数是,
所以恒成立,即恒成立,所以.
当时,,其定义域为,值域为,
定义域和值域相同,故满足题意,所以.
故答案为:
3.(2018·上海·高考真题)设常数R,函数,若的反函数的图像经过点,则
【答案】
【分析】根据反函数的概念,代值计算即可.
【详解】根据题意,,即,∴.
故答案为:7
4.(24-25高一上·上海·课后作业)已知函数的图象与函数的图象关于直线对称,则当时, .
【答案】
【分析】先根据已知得出,再代入运算即可得解.
【详解】因为函数的图象与函数的图象关于直线对称,、
所以,即,
当时,.
故答案为:.
题型七 反函数图象过定点问题
1.(24-25高一上·甘肃天水·期末)已知是函数(且)的反函数,则的图象经过的定点坐标为 .
【答案】
【分析】由对数的性质确定图象所过的定点,再由反函数的性质得图象所过的定点.
【详解】由恒过点,又是函数(且)的反函数,
所以的图象经过的定点坐标为.
故答案为:
2.(24-25高一上·四川成都·期末)已知是函数(,且)的反函数,则的图象经过的定点坐标为 .
【答案】
【分析】由条件先确定函数的解析式,结合指数函数性质求结论.
【详解】是函数的反函数,
所以,
所以的图象经过的定点.
故答案为:.
题型八 简单的指数方程、对数方程
1.(23-24高一上·四川宜宾·阶段练习)已知函数,若,则( )
A.16 B.
C.16或 D.2或
【答案】C
【分析】利用分段函数性质,对参数进行分类讨论解方程,即可求得或.
【详解】根据题意可知,当时,,解得;
当时,,解得.
综上,或.
故选:C
2.(多选)(22-23高二下·湖北恩施·阶段练习)已知函数,若,则实数a的值可以是( )
A.1 B. C.5 D.
【答案】BC
【分析】根据分段函数解析式进行分类讨论,通过解方程求得的值.
【详解】当时,,解得;
当时,,解得,又,所以舍去.
综上所述,或.
故选:BC
3.(24-25高一上·上海·单元测试)解方程:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)利用对数的运算性质,真数大于求出的范围,将,从而建立等式求解;
(2)利用换元的思想将等式转化成一元二次方程求解,注意参数的取值范围,得到即可求解.
【详解】(1)解:由题意,根据对数的运算性质,可得,
可得
解得.
∴原方程的解为.
(2)解:令,则方程变为:,
即,
∴,
解得,(舍去).
∴,.
∴原方程的解为.
4.(23-24高一上·重庆长寿·期末)已知函数.
(1)求函数定义域;
(2)若函数,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由对数函数的概念可得,解之即可求解;
(2)根据对数的运算性质可得,结合指、对数互化即可求解.
【详解】(1)由,解得,∴,
∴函数的定义域
(2)
则,由解得.
5.(23-24高一上·山东威海·期末)已知函数是定义在上的奇函数,当时,.
(1)求在上的解析式;
(2)解方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)由奇函数的性质即可求解.
(2)由题意首先有,进一步通过换元法以及指对互换解方程即可.
【详解】(1)因为是奇函数,
①当时,,
②当时,,,
所以,
所以.
(2)由题意知,,
得,
令,则,即,
解得或,
即或,
解得或.
题型一 反函数的单调性问题
1.(24-25高一上·云南昆明·期末)若函数,函数与函数图象关于对称,则的单调减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先由题中条件,求出,得到,再求出其定义,利用复合函数单调性的判断方法,即可得出结果.
【详解】∵函数与的图象关于直线对称,则,
∴,由,解得,令,,
在上单调递增,在上单调递减,又在上单调递减,
∴的单调减区间为.
故选:D.
2.(23-24高一上·辽宁丹东·期末)已知函数与的图象关于直线对称,且,则函数的单调递减区间是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用反函数知识求出,结合复合函数的单调性可判断出的单调递减区间.
【详解】因为函数与的图象关于直线对称,
所以,
因为,所以,解得:.
所以,
由,可得的定义域为,
令,则在单调递减,
而在定义域单调递增,
由复合函数的单调性可知:在单调递减.
故选:C.
3.(24-25高一上·重庆·阶段练习)函数的图象与函数的图象关于直线对称,则的单调递增区间为 .
【答案】
【分析】由题意可知函数与函数互为反函数,可得,根据复合函数的单调性即可求解.
【详解】因为函数的图象与函数的图象关于直线对称,
所以函数与函数互为反函数,
所以,所以,
令,,则或,
所以在单调递减,在上单调递增,
又函数是增函数,
所以的单调递增区间为.
故答案为:.
题型二 函数、反函数综合问题
1.(23-24高一上·山东淄博·期中)给出下列命题,
①函数图象恒在轴的下方;
②将的图像经过先关于轴对称,再向右平移1个单位的变化后为的图像;
③若函数的值域为,则实数的取值范围是;
④函数的图像关于对称的函数解析式为.其中正确的命题是
【答案】①②④
【分析】对于①:根据对数函数单调性与最值分析判断即可;对于②:根据函数图像的翻折、平移变化即可判断;对于③:满足能取到所有的正数,可得,即可求得的取值范围;对于④:根据关于对称的函数互为反函数,求得反函数即可判断.
【详解】对于①:因为,当且仅当时,等号成立,
可得,
所以函数图像恒在轴的下方,故①正确;
对于②:的图像经过先关于轴对称,可得;
再向右平移1个单位可得,故②正确;
对于③:若函数的值域为,
则满足能取到所有的正数,
即满足,解得或,故③错误;
对于④:函数的图像关于对称的函数为的反函数,
根据指数函数与对数函数互为反函数可知,其反函数为,故④正确.
综上可知:正确的有①②④.
故答案为:①②④.
2.(23-24高一上·云南昆明·期末)若的反函数为,且,则的最小值为 .
【答案】
【分析】先利用指、对数式的互化得到函数的反函数,再利用对数的运算性质化简,最后由基本不等式求得最值即可.
【详解】因为和(,)互为反函数,
若,则,
又因为,所以,所以,且,,
又,当且仅当时等号成立,所以的最小值为.
故答案为:.
3.(2025高一上·全国·专题练习)函数与互为反函数,若.求函数的解析式,定义域,值域.
【答案】,定义域为,值域为.
【分析】结合反函数的定义,先求的定义域和值域,再求.
【详解】易知是增函数,
且,则,所以,
所以,所以,
故的定义域为,值域为,
所以,其定义域为,值域为.
4.(24-25高一上·江西抚州·阶段练习)已知函数,函数与函数的图象关于直线对称.
(1)求的解析式;
(2)求函数在区间内的值域.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由指数函数与对数函数的关系结合题设即可得解;
(2)由(1)结合得,再结合一元二次函数的性质即可求解.
【详解】(1)因为函数与函数的图象关于直线对称,
所以函数与函数互为反函数,
又函数,所以.
(2)由(1),
令,若,则,
所以
又在上单调递减,在上单调递增,
且,
所以当时,
所以函数在区间内的值域为.
5.(24-25高一上·河南郑州·阶段练习)如图,对数函数的图象与一次函数的图象有A,B两个公共点,且B点的纵坐标为lg2.
(1)求一次函数的解析式.
(2)求对数函数的解析式
(3)写出(2)中函数的反函数,并写出其定义域
【答案】(1)
(2)
(3),
【分析】(1)由图象可得,,利用待定系数法求解;
(2)将点坐标代入解析式求得,得解;
(3)根据同底的指对数函数互为反函数求解.
【详解】(1)由图象可得,,
设,则,解得,
.
(2)将点坐标代入,可得,
,解得,
所以对数函数的解析式为.
(3)由(2),,其反函数为,定义域为.
6.(24-25高一上·辽宁盘锦·阶段练习)已知函数是函数的反函数.
(1)写出函数的解析式;(无需证明)
(2)设,
①写出函数的单调区间,并指明单调性;(无需证明)
②求在区间(其中)上的最小值和最大值.
【答案】(1)
(2)①在区间上是减函数,在区间上是增函数;
②,
【分析】(1)根据函数与互为反函数求解;
(2)①根据分段函数的解析式,结合指数函数的性质求解;
②根据的范围分类讨论,结合的单调性求解.
【详解】(1)由题意知:.
(2)①函数,
在区间上,是增函数,则是增函数;
在区间上,是减函数,则是减函数,
∴在区间上是减函数,在区间上是增函数.
②(i)当时,即时,
,.
(ii)当时,.
(iii)当时,即时,,
因为.
当时,;
当时,;
综上:,.
7.(24-25高一上·黑龙江黑河·阶段练习)已知函数的图象与(且)的图象关于直线对称,且的图象过点.
(1)求函数的解析式;
(2)若成立,求x的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)已知点坐标代入求得,然后由求得,再把互换位置即得;
(2)由的单调性解不等式.
【详解】(1)的图象过点,则,即,∴(负值舍去),
∴,
由得,所以;
(2)在定义域内是减函数,
因此由得,解得.
8.(24-25高一上·宁夏石嘴山·阶段练习)已知是上的奇函数
(1)求的值;
(2)求的反函数,并用表示;
(3)对任意的解不等式.
【答案】(1)
(2)
(3)当时,原不等式的解集为:,
当时,原不等式的解集为:.
【分析】(1)由是上的奇函数可知,求解参数即可;
(2)由(1)可知的解析式且为奇函数,利用反函数的定义求解其反函数即可;
(3)由(2)可知,由此两边底数一致,利用对数函数的单调性求解即可.
【详解】(1)是上的奇函数,
所以,所以,解得.经检验此时函数为奇函数,
所以.
(2)由(1)可知,且为奇函数,
,
得,
所以的反函数为.
(3)由(2)可知,,
,所以,
即,
所以当时,原不等式的解集为:,
当时,原不等式的解集为:.
1.(24-25高一上·安徽亳州·期末)已知实数x,y满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用指对函数互为反函数的性质,将原式子变为结构相似的形式,再利用对称性即可解题.
【详解】将题中式子变形得,,
令,则,
故,分别为和与的交点,
由函数的对称性可知,,关于对称,
故,即,
故选:B.
2.(24-25高一下·浙江·期中)已知,则下列不正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由方程与函数的关系,可得点的对称关系,从而可得等量关系,可得答案.
【详解】因为,所以,,
所以a,b分别是,与图象交点的横坐标,
因为,的图象关于直线对称,也关于直线对称,
所以两交点,关于直线对称,
所以,,所以,故A正确;
因为,,所以,故B正确;
因为,所以,故C正确;
若成立,再结合,可得,与矛盾,故D错误.
故选:D.
3.(24-25高一下·山西太原·开学考试)已知,,,,则 .
【答案】1
【分析】根据给定条件,构造函数,结合对称性求得答案.
【详解】依题意,分别可视为函数与和图象交点的横坐标,
函数的图象关于直线对称,的图象也关于直线对称,
因此两个交点也关于直线对称,则,
由,得,所以.
故答案为:1
4.(23-24高一上·重庆·期末)已知指数函数的反函数为.
(1)求函数的解析式;
(2)已知函数,求不等式的解集.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据指数函数的定义可得,再根据指数函数的反函数是对数函数分析可解;
(2)根据奇偶性的定义以及复合函数单调性判断的奇偶性和单调性,进而解不等式.
【详解】(1)若为指数函数,
则,且,解得,即,
所以指数函数的反函数为.
(2)因为,可知的定义域为,
且,
可知为定义在上的偶函数,
又因为在上单调递增,且在定义域内单调递增,
所以在上单调递增,且在内单调递减,
对于不等式,可得,
整理得,解得,
所以等式的解集为.
5.(23-24高一上·辽宁大连·期末)已知函数.
(1)若方程的两根为与,求的值;
(2)设函数,若的最小值为1,求实数的值;
(3)设函数,记为的反函数,设函数,当时,,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用换元法令,然后结合,利用根与系数的关系从而求解.
(2)利用换元法可得,然后分类讨论,从而求解.
(3)求出的反函数,然后得到的解析式,然后利用换元法,再根据函数的单调性从而求解.
【详解】(1)因为,所以,
令,则为的两根,
所以,
所以.
(2),
令,所以,
当且仅当,即时等号成立,
又因为,
所以的最小值为1,对称轴为,
当时,,解得,不符合题意,
当时,,解得或(舍),
综上所述.
(3)因为,所以,
所以,
令,所以,
因为在上是增函数,且当时,,
所以,即,
所以在上恒成立,
所以,得,
故的取值范围为.
【点睛】方法点睛:对于函数,利用换元法并结合二次函数等式及根与系数关系可求解;对于最值问题通过换元后利用二次函数的性质可求解最值的情况;对于恒成立问题换元后多借助函数单调性求解.
6.(24-25高一上·海南·阶段练习)已知函数,.
(1)解关于的不等式;
(2),,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据题意列出不等式,分类讨论的取值范围,求出不等式的解集.
(2)先将参数分离,要对不含参数部分构造二次函数,最后根据二次函数单调性求的取值范围.
【详解】(1)由,得,即.
当,即时,恒成立,解集为;
当,即时,由,得,两边同取以为底的对数,得.
综上,当时,的解集为,当时,的解集为.
(2)由,得,
即,
两边同除以,得.
设,
令,,则.
当时,是增函数,
所以的值域为,
因为,,所以,
故实数的取值范围为.
7.(22-23高一上·北京·期末)已知函数其中且.
(1)求的单调区间;
(2)判断并证明的奇偶性;
(3)求函数的反函数;
(4)求使的取值范围.
【答案】(1)见解析
(2)为奇函数,证明见解析;
(3);
(4)见解析
【分析】(1)令,则,利用复合函数单调性的判断方法,分和两种情况讨论即可;
(2)利用奇偶性定义证明即可;
(3)根据反函数定义即可求;
(4)根据函数单调性解不等式即可.
【详解】(1)由解得或,
令,则,
所以函数的减区间为和,
而当时,函数在上单调递减,
则函数的增区间为和;
当时,函数在上单调递增,
则函数的减区间为和;
综上,所以当时,函数的增区间为和,无减区间;当时,函数的减区间为和,无增区间.
(2)为奇函数,证明如下:
由(1)知,函数的定义域为,关于原点对称,
,
所以为奇函数.
(3)令,则,所以,
所以函数的反函数为.
(4)当时,由可得,,解得,
当时,由可得,,解得,
所以,当时,不等式解集为;当时,不等式解集为.
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