内容正文:
专题05 指数函数与对数函数
11大高频考点概览
考点01 指对数运算
考点02 指对幂比较大小
考点03 指对数函数图象
考点04 指对数函数解不等式问题
考点05 指对数函数单调性求参数范围
考点06 指对数函数模型应用
考点07 指对数函数的定义域、值域、最值
考点08 指对数函数过定点问题
考点09指对数函数的单调性判断与证明
考点10 指对数函数综合问题
考点11 指对数函数恒、能成立问题
地 城
考点01
指对数运算
1.(23-24高一上·河南洛阳·期末) .
【答案】
【分析】利用指数幂的运算性质和对数的运算性质求解即可.
【详解】 .
故答案为:
2.(23-24高一上·河南新乡·期末) ; .
【答案】 1
【分析】利用指数运算性质,对数运算性质,对数的概念进行运算即可.
【详解】,
.
故答案为:;1.
3.(24-25高一上·河南驻马店环际大联考“逐梦计划”·)已知,且,则的值是 .
【答案】1
【分析】由指对互化可得,再利用对数的换底公式和对数的运算性质计算可得的值.
【详解】因为,则,
所以.
故答案为:1.
4.(23-24高一上·河南南阳·)已知实数m,n满足,则 .
【答案】
【分析】构造函数,根据函数的单调性可得,进而根据对数的运算性质即可求解.
【详解】由可得,
记,由于函数单调递减,所以单调递增,
由可得,
又,因此,
由可得,
所以,可得,
故答案为:
5.(23-24高一上·河南部分学校·期末)已知且,则 .
【答案】9
【分析】结合对数运算性质计算即可得.
【详解】由,则,
即有,故,则或,
又,故.
故答案为:9.
6.(24-25高一上·河南焦作·期末)对下列两个式子进行求值.
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)8
【分析】(1)利用指数的运算性质计算即可;
(2)利用对数的运算性质计算即可.
【详解】(1)原式.
(2)因为,
,
所以原式
7.(24-25高一上·河南驻马店·期末)计算求值.
(1)计算;
(2)已知,求的值.
【答案】(1)16
(2)
【分析】(1)分数指数幂的运算性质和对数的运算性质求解即可;
(2)利用对数运算性质化简变形可求得答案.
【详解】(1)由于,,,
,
因此原式 .
(2)由条件,.
由,得,
所以,化简得,
所以
得或(舍去)
从而可得.
8.(24-25高一上·河南开封·期末)求满足下列条件的各式的值:
(1)若,,求的值;
(2)若,求的值.
【答案】(1)2
(2)
【分析】(1)根据给定条件,利用指数运算计算得解.
(2)利用对数换底公式及指数式与对数式的互化关系计算得解.
【详解】(1)由,,得,
所以.
(2)由,得,
所以.
9.(23-24高一上·河南郑州·期末)(1)计算;
(2)已知,求的值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)根据指数幂与对数的运算公式,准确运算,即可求解;
(2)根据题意,结合指数幂的运算,即可求解.
【详解】解:(1)由指数幂和对数运算法则,可得:
.
(2)因为,可得.
10.(23-24高一上·河南济源·期末)已知,函数,.
(1)若,,求;
(2)若,,求m;
(3)若,,求证:.
【答案】(1);
(2);
(3)证明见解析;
【分析】(1)根据指数与对数的运算法则计算即可;
(2)利用函数解析式及指数与对数的运算法则消元转化计算即可;
(3)利用函数解析式得出,作商得,根据换元法设,则,结合函数单调性计算即可证明.
【详解】(1)若,,则依题意,
所以;
(2)若,,则,,
所以;
(3)若,,则,,
所以,
设,则,
易知,设,显然在R上单调递增,
又,即恰有一个根,
故,得证.
【点睛】思路点睛:第一二问,均借助函数解析式结合指数对数的运算法则计算即可;第三问利用函数解析式得出,要证,显然作商可得结构,利用换元法设,得,借助函数的单调性计算即可证明.
地 城
考点02
指对幂比较大小
11.(24-25高一上·河南商丘·期末)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由对数函数,指数函数单调性和中间值比较大小.
【详解】由于在R上单调递减,,
由于,故,
由于在上单调递增,故,
故.
故选:D
12.(24-25高一上·河南许昌·期末)设,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用对数函数单调性求对数值的范围,利用分数指数幂的运算法则计算即可比较.
【详解】因,而,,
故.
故选:C.
13.(23-24高一上·河南驻马店·)已知,,,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据对数函数的性质判断即可.
【详解】因为,又,即,
,
,且,即,
所以.
故选:B
14.(23-24高一上·河南济源·期末)设,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用幂函数,指数函数以及对数函数的单调性以及中间值法即可比较大小.
【详解】因为,,,
所以.
故选:A
15.(24-25高一上·河南驻马店·期末)记,,,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用作差法依次判断的大小关系.
【详解】因为 ,所以.
因为 ,所以.
因为 ,所以.
综上可知:.
故选:A.
16.(24-25高一上·河南洛阳·期末)已知,若,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据对数运算可得,,,再利用对数函数的单调性判断大小即可.
【详解】对于函数,,
,,
又在定义域上单调递增,且,
所以,所以,即.
故选:B.
17.(23-24高一上·河南洛阳·期末)已知函数在区间内的零点分别是a,b,c,则a,b,c的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据给定条件,利用函数的单调性结合零点存在性定理判断a,b,c所在区间作答.
【详解】函数在上单调递减,函数在上都单调递增,
因此函数在上都单调递减,
在上最多一个零点,,即有,
,则,而,即,
所以.
故选:A
18.(23-24高一上·河南南阳·)已知,,,则下列结论一定成立的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】ABD
【分析】利用数形结合的方法,即分别作出以及的图象,即可判断A,C;利用中间变量,结合函数单调性,比较大小,可判断B,D.
【详解】对于A,函数均为R上的增函数,
且时,两函数值相等,均为1,时,两函数值相等,均为9,
作出函数的图象如图:
由图可知当时,,即,A正确;
对于B,时,,
由于,故,故,B正确;
对于C,作出函数的图象如图,
由图象可知当时,,即,C错误;
对于D,,则,,,
由于,故,即,D正确,
故选:ABD
【点睛】方法点睛:(1)比较一次函数值与指数函数、对数函数值的大小关系,可采用数形结合的方法,即作出函数图象,可比较函数值大小关系;
(2)比较指数幂以及对数值的大小关系,可寻找中间量,结合函数单调性,进行大小比较.
地 城
考点03
指对数函数图象
19.(24-25高一上·河南驻马店·期末)函数的图像大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用排除法,先判断函数的奇偶性,再判断当时,的取值情况,从而可得答案.
【详解】的定义域为,
因为,
所以为奇函数,所以的图象关于原点对称,
所以排除AC,
因为当时,,
所以排除D,
故选:B.
20.(24-25高一上·河南驻马店环际大联考“逐梦计划”·)下列可能是函数的图象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据图象特征先根据定义域排除A,B,再根据特殊值排除D即可得出选项.
【详解】函数定义域为R,排除选项A,B,
当时,,排除选项D.
故选:C.
21.(23-24高一上·河南中州联盟·期末)函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】首先求出函数的定义域,即可判断B、D,再根据函数在上的单调性排除C.
【详解】函数,令,解得,
所以函数的定义域为,故排除B、D;
当时,
所以在上单调递增,在上单调递减,故排除C.
故选:A
22.(22-23高二下·河南焦作博爱县第一中学·期末)函数的大致图象为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】通过分析函数的奇偶性和函数的取值范围即可得出结论.
【详解】因为,定义域为,关于原点对称,所以,
,
∴函数为偶函数,其图象关于y轴对称,故D错误,
∵恒成立,且当时,,所以B、C错误.
故选:A.
23.(24-25高一上·河南开封·期末)如图,已知直线,与函数,的图象分别交于,,,四点,且为平行四边形,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】首先确定点 点的坐标,利用平行四边形对边平行且相等的性质 ,建立关于 的等式,利用平方差公式化简得到 ,再通过均值不等式可得 ,最后分析选项得出结论.
【详解】依题意,当 时, 在 图象下方,
所以在 图象上, 在 图象上,
所以 , , ,
又因为四边形为平行四边形,
所以 ,即 ,即
,
又因为 ,所以 ,
. 故A正确, B错误.
由均值不等式 ,化简可得
,当 时等号成立,
由于 ,故 , D正确, C错误.
故选:AD.
24.(24-25高一上·河南开封·期末)已知函数的图象过原点,且无限接近直线但又不与该直线相交,则 .
【答案】1
【分析】根据指数函数的性质确定的值,即可求解.
【详解】因为函数无限接近直线但又不与该直线相交,所以,
又函数图象过原点,所以 .
所以.
所以.
故答案为:1
地 城
考点04
指对数函数解不等式问题
25.(24-25高一上·河南豫东名校·期末)已知函数则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分, 和讨论求解.
【详解】解:当时,,
则在时无解;
当时,在R上单调递增;
当时,,则的解集为;
当时,,
则在时恒成立,
综上,不等式的解集为.
故选:B
26.(24-25高一上·河南郑州·期末)已知,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据对数函数的性质,讨论、分别解不等式求参数范围.
【详解】当,则,可得,即,
当,则,可得,即,
综上,.
故选:C
27.(24-25高一上·河南三门峡·期末)已知函数,则关于的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造函数,由的单调性与奇偶性,把不等式转化为求解.
【详解】令,定义域为,
在上单调递增;
在单调递增且,在上单调递增,
则在上单调递增,
所以在上单调递增.
,
故为奇函数,在上单调递增,
关于的不等式可化为,
即,
则,解得,
∴关于的不等式的解集为.
故选:B.
28.(24-25高一上·河南驻马店环际大联考“逐梦计划”·)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】C
【分析】根据对数函数的单调性化简,即可根据充要条件的定义求解.
【详解】因为,等价于即,解得,
所以是的充要条件.
故选:C.
29.(24-25高一上·河南周口·期末)已知函数 且.
(1)若的图象经过点,求不等式的解集;
(2)若存在x,使得,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将代入解析式,得到,根据对数函数定义域和单调性得到不等式,求出不等式解集;
(2)先求出,变形得到在上有解,求出,从而得到,求出a的取值范围.
【详解】(1)将代入得,,解得,
故,其在上单调递增,
,故,解得,
故不等式的解集为;
(2),
,解得,
且,故在上有解,
即在上有解,
其中在上单调递增,且,
当时,,故,
所以,
又且,解得.
30.(24-25高一上·河南洛阳·期末)已知,函数,当且仅当时,.
(1)求实数a的值;
(2)设,当时,求函数的值域.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据对数函数的单调性可得,即可根据的两根为0,1求解,
(2)根据,利用换元法,结合对勾函数单调性即可求解.
【详解】(1)由得
即
∴,即
依题意知,该不等式组的解集为.
∴方程的两根为0,1.
,解得.
经检验,当时,符合题意,故;
(2)
令,因,则且,
故,
因函数在上递减,在上递增,
又,,则,
故,
故
∴函数的值域为.
地 城
考点05
指对数函数单调性求参数范围
31.(24-25高一上·河南新乡·期末)已知,且,则“”是“函数在上单调递增”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】先由在R上单调递增求得的取值范围,再利用充分条件,必要条件的定义即得.
【详解】由在上单调递增,得,解得,
故“”是“函数在上单调递增”的充分不必要条件.
故选:A.
32.(23-24高一上·河南信阳普通高中·期末)已知,若对于任意,都有,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】对给定不等式作等价变形,构造函数并确定其单调性,再借助函数单调性并结合复合函数单调性求解即得.
【详解】不等式,
令,则,
依题意,,,因此函数在上单调递增,
令,而在上单调递增,则函数在上单调递增,且恒有
令,显然函数在上单调递增,因此在上单调递增,且,,
当时,在上单调递增,当时,在上单调递增,
且恒成立,因此;
当时,由在上单调递增,得,解得,
由,,得,解得,因此,
所以实数a的取值范围是.
故选:B
33.(24-25高一上·河南南阳·期末)已知(,且)在上单调递增,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据复合函数单调性列式计算即可.
【详解】因为,所以在单调递减,
而(,且)在上单调递增,
所以,解得,
所以实数a的取值范围为.
故选:B.
34.(23-24高一上·河南部分学校·期末)已知函数在区间上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据对数函数的性质求解.
【详解】由题意,解得.
故选:C.
35.(24-25高一上·河南焦作·期末)已知函数,其中,则下列说法正确的是( )
A.若的定义域是,则
B.若的最大值为1,则
C.若在上单调递增,则
D.若在上单调递减,则
【答案】ACD
【分析】根据对数函数和二次函数的图象和性质求解即可.
【详解】对于A,若的定义域是,则的解集为,所以,故A正确;
对于B,令,由二次函数的性质可知当时取最大值,
因为单调递增,且最大值为1,得的最大值为4,
所以当时,,解得,故B错误;
对于C,易知在上单调递增,所以,解得,故C正确;
对于D,易知在上单调递减,所以解得,故D正确;
故选:ACD
36.(23-24高一上·河南信阳普通高中·期末)函数在上单调递减,则的范围为 .
【答案】
【分析】函数是由指数变换得到的,根据函数图像变换知识和指数函数单调性可得的单调性,从而解出答案.
【详解】因为,所以根据函数图像的平移变换和指数函数的性质可得在单调递增,在单调递减. 因为函数在上单调递减所以.
故答案为:.
37.(24-25高一上·河南驻马店·期末)已知函数,且的解集为.
(1)求的解析式;
(2)若在区间上单调,求实数的取值范围;
(3)求在区间上的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由题意可得1,3为方程的两根,再利用根与系数的关系可求出的值,从而可求得的解析式;
(2)求出的图象的对称轴,然后由题意可得或,从而可求出实数的取值范围;
(3)分,和三种情况结合二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)根据条件的解集为,则1,3为方程的两根,
所以,得,
所以;
(2)由于的对称轴为,
因此若在区间上单调,则或,
解得,或,
即;
(3)因为在区间上单调递减,在上单调递增,
所以当时,在区间上递增,
此时;
当,即时,;
当,即时,在区间上递减,
此时;
综上所述:即为所求.
地 城
考点06
指对数函数模型应用
38.(24-25高一上·河南洛阳·期末)在计算机的算法分析中,常用时间复杂度来衡量一个算法的优劣,算法的时间复杂度是指算法完成一次运行所需要的运算次数,若用(单位∶次)表示算法的时间复杂度,它是算法求解问题数据规模n的函数.已知某算法的时间复杂度(),一台计算机每秒可以进行1.3亿次运算,则要保证该算法能在此计算机上1秒内完成一次运行,则n的最大值为( )
A.40 B.50 C.60 D.70
【答案】B
【分析】将各项数值代入时间复杂度算法公式中求近似值,要求小于等于情况下最接近于的n值,即为n的最大值.
【详解】由题意知:
∴当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
∴满足1秒内完成一次运行,n的最大值为50.
故选:B.
39.(24-25高一上·河南南阳·期末)我们已经学习和研究了对数函数(,且)的图象和性质.如果将解析式中的a,x互换位置,底数变为自变量,即可得到形如(,且)的函数.设(,且),则关于函数的图象或性质表述正确的是( )
A.的图象只能出现在第一象限 B.的图象可以出现在第一、第二象限
C.的值域为 D.在区间和上单调递减
【答案】D
【分析】利用换底公式得到,再根据对数函数的图象与性质判断即可.
【详解】,由得或,
所以函数的定义域为,
当时,,所以,图象位于第四象限;
当时,,所以,图象位于第一象限,
所以的图象出现在第一和第四象限,值域为,故ABC错误;
当时,单调递增,所以单调递减;
当时,单调递增,所以单调递减,
所以函数在区间和上单调递减,故D正确.
故选:D.
40.(24-25高一上·河南新乡·期末)酒驾是严重危害交通安全的违法行为.为了保障交通安全,根据国家有关规定:血液中酒精含量(单位:mg)在内的驾驶员即为酒后驾车,及以上认定为醉酒驾车.假设某驾驶员喝了一定量的酒后,其血液中的酒精含量为,如果停止喝酒后,他血液中的酒精含量会以每小时20%的速度减少,经过小时后,该驾驶员可以驾驶车辆,那么整数的最小值是(参考数据:)( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】C
【分析】利用题意列出不等式,再利用指对数转化,解不等式,然后用对数运算求值即可.
【详解】由题意可得,则,
即,所以.
因为,所以,
则整数的最小值是8.
故选:C.
41.(24-25高一上·河南郑州·期末)某工厂产生的废气经过滤后排放,过滤过程中废气的污染物含量P(单位:)与时间t(单位:h)间的关系为,其中,k是正的常数,如果在前5h消除了的污染物,那么污染物减少到需要花( )h(精确到1h,参考数据:)
A.5 B.6 C.15 D.18
【答案】C
【分析】根据题设条件可得,据此可求污染物减少到需要的时间.
【详解】由题设有,故,故,
令,故,故,
所以,
故选:C.
42.(24-25高一上·河南驻马店环际大联考“逐梦计划”·)著名数学家、物理学家牛顿曾提出:物体在空气中冷却,如果物体的初始温度为,空气温度为,则分钟后物体的温度(单位:)满足:.若常数,空气温度为,某物体的温度从下降到,大约需要的时间为( )(参考数据:)
A.16分钟 B.18分钟 C.20分钟 D.22分钟
【答案】D
【分析】根据题意代值计算即可.
【详解】由题知,
所以,可得,
所以,即.
故选:D.
43.(23-24高一上·河南许昌·期末)双碳,即碳达峰与碳中和的简称,2020年9月中国明确提出2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”.为了实现这一目标,中国加大了电动汽车的研究与推广,到2060年,纯电动汽车在整体汽车中的渗透率有望超过70%,新型动力电池随之也迎来了蓬勃发展的机遇.Peukert于1898年提出蓄电池的容量C(单位:A·h),放电时间t(单位:h)与放电电流I(单位:A)之间关系的经验公式,其中为Peukert常数.在电池容量不变的条件下,当放电电流时,放电时间,则当放电电流,放电时间为( )
A.28h B.28.5h C.29h D.29.5h
【答案】B
【分析】根据题意求出蓄电池的容量C,再把代入,结合指数与对数的运算性质即可得解.
【详解】解:根据题意可得,
则当时,
,
所以,
即当放电电流,放电时间为28.5h.
故选:B.
44.(23-24高一上·河南部分学校·期末)声音的强弱通常用声强级和声强来描述,二者的数量关系为(为常数).一般人能感觉到的最低声强为,此时声强级为;能忍受的最高声强为,此时声强级为.若某人说话声音的声强级为,则他说话声音的声强为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意可计算出、,而后代入计算即可得.
【详解】由题意可得,故,
则当时,有,
解得.
故选:B.
45.(23-24高一上·河南信阳普通高中·期末)我国某科技公司为突破“芯片卡脖子问题”实现芯片国产化,加大了对相关产业的研发投入.若该公司计划2020年全年投入芯片制造研发资金120亿元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长9%,则该公司全年投入的研发资金开始超过200亿元的年份是( )参考数据:
A.2024年 B.2023年 C.2026年 D.2025年
【答案】C
【分析】根据指数函数模型列不等式求解.
【详解】依题意,第n时投入资金为亿元,
设2020年后第n年该公司全年投入芯片制造方面的研发资金开始超过200亿元,
则,得,
两边同取常用对数,得,所以,
所以从2026年开始,该公司全年投入芯片制造方面的研发资金开始超过200亿元.
故选:C.
地 城
考点07
指对数函数的定义域、值域、最值
46.(23-24高一上·河南南阳·)已知函数,若存在最小值,则实数a的可能取值为( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】CD
【分析】运用指数函数的单调性,求得的的值域,再由对数函数的单调性,讨论对称轴和区间的关系,可得的值域,由题意列出不等式,求解即可得到所求范围.
【详解】函数函数,
当时,的范围是;
时,,,
由题意存在最小值,,
故选:CD.
47.(23-24高一上·河南郑州·期末)已知函数,则( )
A.函数的定义域为 B.函数的值域为
C.函数是偶函数 D.函数是增函数
【答案】BC
【分析】根据对数函数真数大于0求解定义域判断A,根据偶函数定义判断C,根据函数图象判断BD.
【详解】要使函数有意义,则,解得,
所以函数的定义域为,关于原点对称,
又,所以函数是定义域为的偶函数,
故选项A错误,C正确;
作出函数的图象,如图:
由图象可知,函数的值域为,
也可根据偶函数性质易得函数的值域为,故选项B正确;
函数在上单调递增,在上单调递减,故选项D错误.
故选:BC
48.(23-24高一上·河南许昌·期末)若函数在上的最大值比最小值大,则 .
【答案】
【分析】借助指数函数的单调性计算即可得.
【详解】由,故函数在上单调递增,故有,
计算可得或(舍),故.
故答案为:.
49.(23-24高一上·河南信阳普通高中·期末)已知的零点为,若,则整数的最大值是 .
【答案】
【分析】根据题意分析的零点,,得到,通过判断的范围即可得到答案.
【详解】函数的定义域为,
当时,恒成立,不存在零点;
当时,单调递增,且,,
所以的零点,,
即,两边同时取对数,即,即,
所以,所以,
记,
显然,单调递减,所以,
所以,所以整数的最大值是0.
故答案为:0
【点睛】关键点点睛:本题关键点在于判断的零点的范围,并通过和代入原式进行化简,再构造函数结合单调性判断范围进而求解答案.本题考查了转化与化归能力,属于中档题.
50.(23-24高一上·河南洛阳·期末)若关于的方程有解,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】参变分离,把方程化为,令,结合基本不等式,求出范围,建立不等式,解出即可.
【详解】由题意可得,
即有解.
令,则.
因为,当且仅当时,等号成立,
所以,解得.
故答案为:.
51.(24-25高一上·河南驻马店·期末)若函数的定义域为,值域为,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据函数在定义域上递减,且值域为,可得,根据二次函数的性质可得答案.
【详解】因为函数在定义域上递减,且值域为,
所以 ,即
,即 ,
所以 ,
所以,设,则,
由可得,
在上递增,所以,
所以实数的取值范围是,
故答案为:.
52.(24-25高一上·河南豫东名校·期末)设,,且,则的最大值为 .
【答案】
【分析】根据,得到,从而 ,再分,, ,,,求解.
【详解】解:因为,所以,
所以 .
当,时,,,
所以,
当且仅当,即,时等号成立;
当,时,此时.不成立;
当时,,此时;
当,时,,,不成立;
当,时,,,不成立;
综上,的最大值为,
故答案为:
53.(23-24高一上·河南部分学校·期末)已知函数且的图象过坐标原点.
(1)求的值;
(2)设在区间上的最大值为,最小值为,若,求的值.
【答案】(1)
(2)或3
【分析】(1)利用的图象过坐标原点得到关于的方程,解之即可得解;
(2)利用指数函数的单调性,分类讨论的取值范围,从而得到关于的方程,解之即可得解.
【详解】(1)因为的图象过坐标原点,
所以,解得.
(2)若,则在上单调递减,
所以,所以,即,
解得或(舍去);
若,则在上单调递增,
所以,所以,即,
解得或(舍去);
综上,的值为或3.
54.(24-25高一上·河南漯河·期末)已知函数为奇函数.
(1)求实数的值;
(2)设函数,若对任意的,总存在,使得成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据奇函数定义计算可得;
(2)利用换元法以及二次函数单调性将问题转化成值域的包含关系,解不等式可得结果.
【详解】(1)函数中,,
由是奇函数,得,即,
整理得,
解得.此时,
所以满足,即函数为奇函数,符合题意;
所以.
(2)由(1),显然在上单调递减.
可得在的值域,
又
设,则,
当时,有,当时,有,
因此函数在上的值域,
由对任意的,总存在,使得成立,可知,
于是.解得.
所以实数的取值范围是.
55.(23-24高一上·河南新乡·期末)已知函数且.
(1)若,函数,求的定义域;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据对数函数性质求解析式有意义的x的范围即可;
(2)分和两种情况,分别研究和恒成立问题,即可得到答案.
【详解】(1),代入可得:
,
有意义可得,所以,
的定义域为.
(2).
因为且,所以恒成立.
若,则函数是增函数.
因为,所以,即.
设,要使时,恒成立,
只需或
解得.
故符合题意.
若,则函数是减函数.
因为,所以,即.
结合二次函数的性质可得,当时,不等式不可能恒成立.
故不符合题意.
综上,的取值范围为.
56.(24-25高一上·河南驻马店环际大联考“逐梦计划”·)已知函数且.
(1)求函数的定义域;
(2)当时,关于的不等式恒成立,求实数的最小值.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)利用对数函数真数部分大于零分和解不等式;
(2)含参恒成立问题可以转化为求的最大值,将其化简并利用换元法,进一步应用基本不等式得出最大值,即可得出参数的最小值.
【详解】(1)令关于的不等式,有.
①当时,解不等式,可得,
此时函数的定义域为:
②当时,解不等式,可得,
此时函数的定义域为;
(2)当时,函数的定义域为,
令,
有
令,可得,
因为,所以,
有,
由,当且仅当时取等号,
有,有,
所以,故的最小值为.
57.(24-25高一上·河南新乡·期末)已知函数.
(1)求的解析式;
(2)判断在上的单调性并根据定义加以证明;
(3)若函数在上的最小值是,求的值.
【答案】(1)
(2)在上单调递减,证明见解析
(3)或.
【分析】(1)利用换元法可求函数的解析式;
(2)利用单调性的定义可证在上单调递减;
(3)分,两种情况求得的最小值,再结合已知求得的值.
【详解】(1)设,得,
则,
故.
(2)在上单调递减.
证明如下:
任取,且,
则
,
因为,且,所以,,,
所以,所以,
则在上单调递减.
(3)当时,是上的减函数,
由(2)可知函数是上的减函数,
所以是上的增函数,
所以,解得.
当时,是上的增函数,
由(2)可知函数是上的减函数,
则是上的减函数,
所以,解得.
综上,或.
58.(24-25高一上·河南南阳·期末)设,且.
(1)求的最小值;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)9
(2)
【分析】(1)根据对数值的正负去掉绝对值得出进而根据基本不等式得出最小值;
(2)方法1:换元法结合二次函数的单调性得出值域;方法2:左右平方得出结合二次函数得出范围.
【详解】(1)由题可得,又
方法1:
(当且仅当即时等号成立)
故的最小值为9.
方法2:
(当且仅当即时等号成立)
故的最小值为9.
(2)方法1:设,
则,
,
令,则,
易知在上单调递增
所以.即的取值范围为.
方法2:由(1)知,可得,从而,
又有得,易知函数在上单调递增,
故,即的取值范围为.
(或若由(1)知,平方得:方法同上)
59.(23-24高一上·河南新乡·期末)已知函数满足,且的图象经过点.
(1)求的解析式;
(2)求函数在上的值域.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用指数和对数的互化公式,代入点的坐标即可求解;
(2)利用换元法直接求解函数值域即可.
【详解】(1)因为,所以.
又因为的图象经过点,所以,
解得,
故的解析式为.
(2)当时,,令,
则,
函数在上单调递减,在上单调递增,
则当时,取得最小值,
又,
所以的值域为.
60.(24-25高一上·河南信阳普通高中·期末)已知函数(且).
(1)求函数的定义域;
(2)若函数图象过点,求的值;
(3)若时,函数的最大值为6,求值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据对数的真数大于0,可求函数的定义域.
(2)根据已知条件列方程可求的值.
(3)利用函数的单调性分类讨论求解.
【详解】(1)由 ,
所以函数的定义域为:.
(2)由 .
(3)若,则函数在上单调递增,
所以 ;
若,则函数在上单调递减,
所以 .但,故舍去.
综上:
61.(23-24高一上·河南洛阳·期末)已知函数的定义域为.
(1)求的取值范围;
(2)若,,当时,函数在上的值域为,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由的定义域为,可得恒成立,再利用参变分离结合函数的性质求出的取值范围即可;
(2)根据条件,可得在区间上单调递增,从而在上有两个不等实根,据二次函数的性质列不等式组求出的取值范围即可.
【详解】(1)因为的定义域为,所以恒成立,
即恒成立,
因为,所以,当时等号成立,
所以,即的取值范围为.
(2)因为函数在其定义域上为增函数,令,则为增函数,
因为,,所以在上为增函数,
因为在区间上单调递增,且值域为,
所以,即,
所以在上有两个不等实根,
则,解得,所以的取值范围为.
【点睛】关键点点睛:本题考查对数复合函数单调性的应用,解题关键是根据对数复合函数单调性转为,从而构造二次方程,转化为在上有两个不等实根,然后利用二次方程根的分布列不等式求解.
地 城
考点08
指对数函数过定点问题
62.(24-25高一上·河南漯河·期末)在平面直角坐标系中,函数且的图象恒过定点,若角的终边过点,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先求出点,利用倍角公式可求答案.
【详解】因为函数且的图象恒过定点,所以;
因为角的终边过点,所以,
所以.
故选:C
63.(24-25高一上·河南驻马店·期末)已知曲线(且)过定点,且的坐标满足方程 ,则( )
A.的最大值为 B.的最小值为
C.的最小值为 D.的最小值为
【答案】ACD
【分析】A选项,先由指数函数特征求出,故,由基本不等式求出积的最大值;B选项,,解得,变形得到,求出最小值;C选项,变形得到,由基本不等式“1”的妙用求出最小值;D选项,变形得到,由基本不等式“1”的妙用求出最小值;
【详解】A选项,令,即,此时,故,
由题意得,
由基本不等式得,即,解得,
当且仅当,即时,等号成立,A正确;
B选项,,故,解得,
则,
故当时,取得最小值,最小值为,B错误;
C选项,,
因为,,
所以,
当且仅当,即时,等号成立,
故的最小值为,C正确;
D选项,因为,,
所以,
故
,
当且仅当,即时,等号成立,D正确.
故选:ACD.
64.(23-24高一上·河南信阳普通高中·期末)下列说法正确的是( )
A.函数与的图象关于原点对称
B.函数,且恒过定点
C.已知命题,则的否定为:
D.是的充分不必要条件
【答案】AC
【分析】A:根据图象上任意一点的对称点所满足的关系式判断;B:令,由此确定出所过定点坐标;C:通过修改量词否定结论可得结果;D:根据与的互相推出情况进行判断.
【详解】对于A:设上任意一点,其关于原点的对称点为,
所以,所以,所以,即为图象上任意一点,故A正确;
对于B:令,所以,此时,所以过定点,故B错误;
对于C:修改量词否定结论可得,故C正确;
对于D:不能推出,但一定能推出,所以是的必要不充分条件,故D错误;
故选:AC.
地 城
考点09
指对数函数的单调性判断与证明
65.(24-25高一上·河南豫东名校·期末)设函数,则函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先求得函数的定义域,再利用复合函数的单调性求解.
【详解】解:依题意,,则,解得,
即函数的定义域为,
显然函数在上单调递增,在上单调递减,
在上单调递减,
因此函数在上单调递减,在上单调递增,
所以函数的单调递减区间为.
故选:D
66.(24-25高一上·河南周口·期末)已知(且)是偶函数.
(1)求a的值;
(2)用单调性的定义证明在上单调递增;
(3)解关于x的不等式.
【答案】(1)4
(2)证明过程见解析
(3)答案见解析
【分析】(1)变形得到,由得到方程,求出;
(2)定义法判断函数单调性步骤,取点,作差,变形判号,下结论;
(3)不等式变形为,分,,,和,五种情况,求出不等式解集.
【详解】(1),
故,
由题意得,即,
若且,无解,
若且,解得,负值舍去,
故;
(2)由(1)知,,
任取,,
则
,
因为,,在R上单调递增,
所以,,
故,即,
所以在上单调递增;
(3),故,
变形为,
当时,,解得,解集为
当时,有两个根,分别为
当时,,不等式的解集为或;
当时,,不等式解集为;
当时,不等式为,解集为;
当时,,不等式解集为
综上,当时,解集为;
当时,解集为或;
当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为.
67.(24-25高一上·河南开封·期末)已知函数的定义域为,且,.
(1)借助,证明:函数总能表示成一个奇函数与一个偶函数之和;
(2)设函数.
(i)判断在区间上的单调性,并根据定义进行证明;
(ii)求不等式的解集.
【答案】(1)证明见解析
(2)(i)在区间上单调递增,证明见解析;(ii).
【分析】(1)根据给定条件,利用函数奇偶性定义推理得证.
(2)(i)利用函数单调性定义,结合指数函数单调性推理得证;(ii)利用函数单调性求解不等式.
【详解】(1)函数的定义域为,则函数,的定义域也为,
由,,得,函数为偶函数,
由,,得,函数为奇函数,
又,
所以函数总能表示成一个奇函数与一个偶函数之和.
(2)(i)函数在区间上单调递增,
,且,
,
由,知,则,,,
因此,,所以在区间上单调递增.
(ii)因为为偶函数图象关于轴对称,在区间上单调递增,
不等式等价于,即,解之得,
所以不等式的解集为.
68.(24-25高一上·河南豫东名校·期末)已知函数(且)在上的最大值和最小值之和为20,函数是奇函数.
(1)求a和b的值;
(2)用函数单调性的定义证明:函数在R上单调递增;
(3)若函数恰有两个不同的零点,求m的取值范围.
【答案】(1),
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)先根据指数函数的单调性求得最值,利用最值列式求出,根据奇函数的定义求得,然后利用奇函数的定义进行检验.
(2)根据单调性定义按照步骤证明即可.
(3)根据指数运算化简及零点的概念,将问题转化为有两个不同的实数解,令,则在上有两个不同的实数解,然后利用二次方程根的分布列不等式求解即可.
【详解】(1)当时,函数在上单调递增;
当时,函数在上单调递减,
所以函数在上的最大值与最小值之和为,解得.
所以,的定义域为R,又函数是奇函数,
所以,解得,
当时,,
所以,
所以函数是奇函数,满足题意.
(2)证明:任取,且,
所以
,
又,所以,,,所以,
即,
所以函数在R上单调递增.
(3)因为 ,
所以有两个不同的实数解,
即有两个不同的实数解,
令,则在上有两个不同的实数解,
令,又,所以
解得,即m的取值范围是.
【点睛】方法点睛:已知函数的零点或方程的根的情况,求解参数的取值范围问题的本质都是研究函数的零点问题,求解此类问题的一般步骤:
(1)转化,即通过构造函数,把问题转化成所构造函数的零点问题;
(2)列式,即根据函数的零点存在定理或结合函数的图象列出关系式;
(3)得解,即由列出的式子求出参数的取值范围.
69.(24-25高一上·河南信阳普通高中·期末)已知函数为奇函数.
(1)求的值;
(2)判断并证明的单调性;
(3)若不等式对任意都成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)1;
(2)在R上单调递减,证明见解析;
(3).
【分析】(1)由求解的值,再检验即可;
(2)根据单调性的定义判断和证明即可;
(3)将问题转化为,利用换元法及基本不等式求解即可.
【详解】(1)由函数为奇函数,其定义域为,
所以,
即,解得,此时,
满足,
即为奇函数,
故的值为.
(2)解:在R上单调递减,证明如下:
由(1)知,
,且,
则,
因为,所以,,,
所以,,
即函数在上单调递减;
(3)由题知:当恒成立;
则;
令,
所以;
又,当且仅当时等号成立,
而,所以,则.
所以实数的取值范围为
70.(23-24高一上·河南郑州·期末)对于函数.
(1)判断函数的单调性,并给出证明;
(2)是否存在实数a使函数为奇函数?
【答案】(1)在区间上单调递增,证明见解析
(2)存在
【分析】(1)利用单调性的定义证明函数的单调性;
(2)假设存在实数a,使函数为奇函数,由奇函数定义得到等式恒成立,则可求出.
【详解】(1)在区间上的单调递增.
证明如下:对任意,且,
,
因为在单调递增,且,所以,即,
又,则,
即,所以,
所以在区间上单调递增.
(2)假设存在实数a,使函数为奇函数,
则对任意,
都有
,解得,
故存在实数,使函数是奇函数.
71.(23-24高一上·河南郑州河南实验中学·月考)已知定义域为的函数是奇函数.
(1)求实数的值.
(2)试判断的单调性,并用定义证明.
(3)解关于的不等式.
【答案】(1)
(2)单调递减,证明见解析
(3)
【分析】(1)根据计算,再验证即可.
(2)函数单调递减,设,计算得到证明.
(3)根据函数的奇偶性和单调性得到,解得答案.
【详解】(1)定义域为的函数是奇函数,则,,
,,,函数为奇函数;
(2)函数在上单调递减.
设,则,
,,故,故,
即,故函数在上单调递减.
(3)是定义在上的减函数和奇函数,
,即,即,
,即,解得.
地 城
考点10
指对数函数综合问题
72.(24-25高一上·河南驻马店环际大联考“逐梦计划”·)已知定义在上的函数在区间上满足,当时,;当时,.若直线与函数的图象有6个不同的交点,各交点的横坐标为,且,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】作出函数的图象,即可根据对数的运算性质求解AB,根据二次函数的性质即可求解C,根据对称即可求解D.
【详解】当时,,所以.
由题意作出函数的图象如图,
对于A,由题意结合图像可知,
因为,所以,即,
所以A选项正确:
又结合图象得,所以,
即所以B选项错误;
因为当时,,
所以当时,的图象关于直线对称,
所以,
又,此时在上单调递增,所以,C选项正确:
因为与与关于直线对称,所以.
又与关于直线对称,所以,
所以,所以.
结合图象可知,所以,D选项正确,
故选:ACD.
73.(24-25高一上·河南南阳·期末)已知函数是奇函数,且,若使得,则实数t的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据为奇函数求出的值,再将零点问题转化为函数值域问题求解即可.
【详解】若,则函数的定义域为,不关于原点对称,不具有奇偶性,
,由函数解析式有意义可得,且,
且,定义域必须关于原点对称,,解得,
由得,,,经验证,符合为奇函数.
若使得,
则由,得,即,
易知在上单调递增且恒大于0,
且当时,,所以.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:本题的关键点在于根据奇函数的定义域关于原点对称,求出的值,将存在零点问题转化为函数的值域问题.
74.(24-25高一上·河南洛阳·期末)已知函数是定义在R上的偶函数.
(1)求k的值;
(2)设,且,若,求面积的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由偶函数的性质即可求出;
(2)由题设得,表示出,令,由,求得的值域,进而得到的取值范围.
【详解】(1)由得:,
∴,
∴,
∴,
从而.∴
(2)由(1)知
∴,
又,
∴
其中令,
则
由于,故,
对于函数,
,
所以函数是单调增函数.
∴,∴.
故面积的取值范围为.
75.(24-25高一上·河南新乡·期末)若函数满足对任意的,,都有,,且,则称为“超加性倾向函数”.
(1)若函数,试判断是否是“超加性倾向函数”,并说明理由.
(2)证明:函数是“超加性倾向函数”.
(3)若函数是“超加性倾向函数”,求的值.
【答案】(1)不是“超加性倾向函数”,理由见解析
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)根据新定义直接求解判断即可;
(2)根据“超加性倾向函数”的定义直接证明即可;
(3)根据“超加性倾向函数”的定义,对恒成立,等价于对恒成立,又对任意的,恒成立,等价于对任意的,恒成立,进而利用不等式恒成立问题,求解参数即可.
【详解】(1)当时,,
.
因为是上的增函数,所以,
则,则不是“超加性倾向函数”.
(2)因为,所以是上的增函数.
因为是上的增函数,所以是上的增函数,
因为,所以.
取任意的,,
则.
因为,,所以,,所以,,
所以,
所以,则,
故是“超加性倾向函数”.
(3)因为是“超加性倾向函数”,所以对恒成立,
即对恒成立.
因为,所以,所以.
因为是“超加性倾向函数”,
所以对任意的,恒成立,
所以,即,
即对任意的,恒成立.
因为,,所以,,所以,,
所以,所以,解得.
故.
76.(24-25高一上·河南漯河·期末)定义:若函数在其定义域内存在实数,使,则称是的一个不动点.已知函数.
(1)当,时,求函数的不动点;
(2)若对任意的实数,函数恒有两个不动点,求的取值范围;
(3)在(2)的条件下,若图象上两个点、的横坐标是函数的不动点,且、的中点在函数的图象上,求的最小值.
【答案】(1)或
(2)
(3)
【分析】(1)根据题意解方程即可,
(2)由题意可得方程有两个不相等的实根,得,再由可求得结果,
(3)设,,,则,,再由题意可得,结合根与系数的关系得,表示出结合二次函数的性质可求得结果.
【详解】(1),由,解得或,
所以所求的不动点为或.
(2)令,则①,
由题意,方程①恒有两个不等实根,所以,
即恒成立,则,故.
(3)设,,,
又是的不动点,∴,,
∴、的中点为.
又的中点在上
∴,
∴,
而是方程的两个根,
∴
即
∴,
∴当,即时,.
【点睛】关键点点睛:此题考查函数与方程的综合问题,考查函数的新定义,解题的关键是对函数新定义的正确理解,考查计算能力,属于较难题.
77.(24-25高一上·河南商丘·期末)给定区间D,若在D上有最大值M及最小值m,且,则称为D上的“单位距函数”.
(1)若是上的“单位距函数”,求a的值.
(2)若函数在区间上的最小值为.
(i)求的表达式;
(ii)若,为整数,且为区间上的“单位距函数”,求m,a的值.
【答案】(1)1
(2)(i);
(ii),
【分析】(1)先得到为奇函数,并分和两种情况,变形后,结合对勾函数单调性和奇偶性得到,从而得到方程,求出答案;
(2)(i)化简换元,变形得到,,分类讨论,结合函数单调性,得到答案;
(ii)在(i)基础上,得到为整数,从而得到,为区间上的“单位距函数”,结合(i)可得单调性,从而得到方程,解得.
【详解】(1)定义域为R,
且,故为奇函数,
当时,,
当时,,,
当时,,
在上单调递减,在上单调递增,
理由如下:任取且,
则
,
因为且,
所以,,,
故,即,
所以在单调递减,同理可证在上单调递增,
则,
所以,故,
由对称性可知,当时,,
所以,故,解得;
(2)(i),
令,变形为,
由于,则,
当,即时,
在上单调递减,
故,
当,即时,
在上单调递增,
故,
当,即时,
,
综上,;
(ii),,由(i)可得,
故
为整数,
因为,所以,
需为整数,则,即时,为整数,满足要求,
为区间上的“单位距函数”,结合(i)可得在上单调递增,
故,其中,
,故,解得.
【点睛】新定义问题的方法和技巧:
(1)可通过举例子的方式,将抽象的定义转化为具体的简单的应用,从而加深对信息的理解;
(2)可用自己的语言转述新信息所表达的内容,如果能清晰描述,那么说明对此信息理解的较为透彻;
(3)发现新信息与所学知识的联系,并从描述中体会信息的本质特征与规律;
(4)如果新信息是课本知识的推广,则要关注此信息与课本中概念的不同之处,以及什么情况下可以使用书上的概念.
地 城
考点11
指对函数恒、能成立问题
78.(23-24高一上·河南漯河·期末)已知是定义在上的奇函数.
(1)求的值;
(2)若对任意的,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由奇函数的性质列方程组求解即可,并注意检验.
(2)由分离常数,结合指数函数、复合函数单调性得单调性,是奇函数的性质并通过换元,将原问题等价转换为恒成立,由此即可求解.
【详解】(1)是上的奇函数,,即.
又
检验:当时,定义域为,且满足,
即是上的奇函数.
故满足题意.
(2)由(1)知,易知在上为减函数,
令,因为,故,
又是奇函数,等价于,
又因为减函数,由上式推得,
即对一切有恒成立,
,令,
因为开口向上,对称轴为,
所以在上单调递增,则,
即,所以实数的取值范围为.
79.(23-24高一上·河南南阳·)已知(a,),且为奇函数,
(1)求a,b的值;
(2)若恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)利用奇函数的性质求得,再进行检验即可得解;
(2)将问题转化为恒成立,再利用两次换元法,结合基本不等式求得的最小值,从而得解.
【详解】(1)由题意,,即,
又为奇函数,所以函数的定义域关于原点对称,
则必有,得,
故的定义域为,
因为为奇函数,所以,即,,
验证:当,时,,定义域为,
而,
所以是奇函数,
综上:,.
(2)由(1)知,,,
由有意义,得,故,
因为,所以恒成立,
设,
令,则,即,
再令,则,,
得,
因为,当且仅当时“=”成立,
所以,
故,可得,
所以实数m的取值范围为.
【点睛】结论点睛:本题考查不等式的恒成立与有解问题,可按如下规则转化:
一般地,已知函数,
(1)若,,总有成立,故;
(2)若,,有成立,故;
(3)若,,有成立,故;
(4)若,,有,则的值域是值域的子集.
80.(23-24高一上·河南商丘·期末)已知函数.
(1)求不等式的解集;
(2)若对于恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据对数函数的单调性转化为指数不等式,换元后由一元二次不等式求解;
(2)分离参数后,求的最小值,对数的真数换元后求出取值范围,即可由对数函数单调性求对数函数值域,即可得解.
【详解】(1)由题意可知,即.
令,则有,解得,所以,即.
所以不等式的解集为.
(2)由题意可知,即,
即.
又
令,
易知在上单调递减,
所以,所以,
因为,所以.
故实数的取值范围为.
81.(23-24高一上·河南许昌·期末)已知函数为奇函数.
(1)求的值;
(2)若在上恒成立,求实数的取值范围;
(3)设,若,使得成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据奇函数的性质列式求解即可;
(2)分离参数得在上恒成立,令,则,构造函数,利用函数单调性求解最值即可;
(3)把问题转化为函数的值域为函数值域的子集,利用函数单调性求解其值域,结合余弦函数性质,分类讨论求解函数的值域,列不等式组求解即可.
【详解】(1)因为函数为奇函数,
所以,
即,所以,所以,解得.
(2)由(1)知,则,所以,
故在上恒成立,
令,则,且,所以,
令,则函数在上为减函数,
所以,所以.
(3)若,使得成立,
则函数的值域为函数值域的子集,
,则函数在上为减函数,所以.
因为,所以,所以,
当时,,则,
所以,所以;
当时,,则,
所以,所以;
当时,,显然成立.
综上可知.
【点睛】结论点睛:一般地,已知函数,,
(1)若,,总有成立,故;
(2)若,,有成立,故;
(3)若,,有成立,故;
(4)若,,有,则的值域是值域的子集.
82.(23-24高一上·河南漯河·期末)已知函数满足.
(1)求的解析式;
(2)若对任意的,不等式恒成立,求的取值范围,
(3)已知实数,,满足,当时,恒成立,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)2
【分析】(1)换元法求函数解析式即可得解;
(2)分离参数后利用均值不等式求最值可得参数取值范围;
(3)由题意转化为,利用均值不等式分析最小取值,解出的取值范围即可.
【详解】(1)令,得,则,
故的解析式为.
(2)对任意的,不等式恒成立,
即,
因为,所以.
设,
因为,所以,,所以,
则,
故,即的取值范围为.
(3)由,得,
由,得,
即,,当且仅当时,等号成立.
因为,所以,
所以,即,,解得,
因为,所以的最大值为2.
83.(24-25高一上·河南许昌·期末)已知函数.
(1)若,求的值域;
(2)若为偶函数,求实数t的值;
(3)在(2)的条件下,若对使得恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由题意得,结合二次函数及指数函数的性质求值域;
(2)根据偶函数的性质得到,即可求出实数t的值;
(3)结合基本不等式求出,依题意可得对使得恒成立,令,参数分离可得在恒成立,即可求出实数的取值范围.
【详解】(1)时,,
因为,因此,,即的值域是.
(2)因为为偶函数,且的定义域为,
所以由得:,
整理得,
由可知,得.
(3)由题意可知:只需,
由(2)得:,
当且仅当时等号成立,因此,即,
因此在恒成立,
即在恒成立,
令,则,
因此在恒成立,
即在恒成立,
所以在恒成立,
只需,
显然函数在内单调递减,
因此,,
所以,即实数m的取值范围是.
84.(23-24高一上·河南驻马店·)已知定义在上的函数,且是偶函数.
(1)求的解析式;
(2)当时,记的最大值为.,若存在,使,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)令,结合偶函数的定义计算即可;
(2)借助函数的单调性求出的最大值为,再对进行参变分离求出最值即可.
【详解】(1)记,
为偶函数,恒成立,
即恒成立,
恒成立,
恒成立,即恒成立,,
.
(2)和都是单调递增函数,
在是单调递增的,
,
在上有解,
在上有解,
在上有解,
在上单调递增,
,
.
试卷第62页,共62页
试卷第61页,共62页
学科网(北京)股份有限公司
$null