内容正文:
专题04 指数函数与对数函数 (5大题型)
5大高频考点概览
考点01 指数与对数的基本运算
考点02 比较大小问题
考点03 指数函数及其性质
考点04 对数函数及其性质
考点05 指对函数的实际应用
指数与对数的基本运算
地 城
考点01
1.(24-25高一上·山西·期末)某同学在查阅资料时发现一个不等式“,当且仅当时等号成立”.借助该不等式,解答问题:对恒成立,则正数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(21-22高一上·山西长治·期末)计算:( )
A.0 B.1 C.2 D.3
3.(20-21高一上·山西晋中·期末)5G技术的数学原理之一便是著名的香农公式:.它表示:在受高斯白噪声扰的信道中,最大信息传递速率取决于信道带宽、信道内所传信号的平均功率、信道内部的高斯噪声功率的大小,其中叫做信噪比按照香农公式,在不改变的情况下,将信噪比从1999提升至原来的10倍,则大约变为原来的几倍( )(参考数据:,)
A.2.5 B.1.3 C.10 D.5
4.(19-20高一上·山西大同·期末)已知,且,则m的值为( )
A.2 B. C. D.
5.(19-20高一上·全国·课后作业)已知,则的值是
A. B.
C. D.
6.(20-21高一上·山西太原·月考)计算:( )
A.2 B.4 C.5 D.6
7.(22-23高一上·山西·阶段练习)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
8.(22-23高一上·山西太原·阶段练习)有以下四个结论:① ;② ;③若 ,则 ;④若 ,则 .其中正确的是( )
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
9.(22-23高一上·山西晋城·阶段练习)已知定义在上的奇函数满足,当时,,则( )
A. B. C. D.
10.(24-25高一上·山西吕梁·期末)下列运算正确的有( )
A. B.
C. D.
11.(24-25高一上·山西·期末)已知实数,满足,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.的最小值为 D.的最大值为
12.(23-24高一上·山西朔州·期末)已知,则下列等式正确的是( )
A. B.
C. D.
13.(22-23高一上·山西大同·期末)下列运算中正确的是( )
A. B.
C. D.
14.(24-25高一上·山西吕梁·期末)已知,且,则( )
A. B.
C. D.
15.(22-23高一上·山西朔州·期末)已知函数,则 .
16.(24-25高一上·山西·期末)化简求值: .
17.(24-25高一上·山西·期末) .
18.(24-25高一上·山西晋中·期末)已知(),则 .
19.(23-24高一上·山西太原·期末)已知实数x,y满足,,则 .
20.(24-25高一上·山西太原·期末)(1)求的值;
(2)已知,,请用,表示.
21.(23-24高一上·山西太原·期末)(1)求的值;
(2)已知,试用表示.
22.(22-23高一上·山西太原·期末)计算下列各式的值:
(1);
(2).
地 城
考点02
指数与对数的基本运算
23.(24-25高一上·山西吕梁·期末)已知,则的大小关系是( )
A. B.
C. D.
24.(24-25高一上·山西·期末)已知,,,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
25.(24-25高一上·山西晋城·期末)已知,则a,b,c的大小关系是( )
A.
B.
C.
D.
26.(23-24高一上·山西吕梁·期末)设,,,则( )
A. B.
C. D.
27.(23-24高一上·山西运城·期末)已知,且,则a,b,c的大小关系为( )
A. B.
C. D.
28.(23-24高一上·山西晋中·期末)已知,,,则( )
A. B. C. D.
29.(23-24高一上·山西忻州·期末)设,,,则( )
A. B. C. D.
30.(22-23高一上·山西运城·期末)已知,,,则( )
A. B. C. D.
31.(22-23高一上·山西吕梁·期末)已知,,,则( )
A. B. C. D.
32.(20-21高一上·山西·阶段练习)已知函数是定义在R上的偶函数,且在上是单调递减的,设,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
33.(20-21高一上·山西晋中·期末)设,,,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
34.(20-21高一上·山西·期末),,,则( )
A. B. C. D.
指数函数及其性质
地 城
考点03
35.(24-25高一上·山西·期末)已知,则“”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
36.(24-25高一上·山西吕梁·期末)已知且,则在同一直角坐标系中,函数和的图象可能是( )
A. B.
C. D.
37.(24-25高一上·山西·期末)已知函数,若,则( )
A.-3 B. C. D.2
38.(24-25高一上·山西晋城·期末)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
39.(23-24高一上·山西·期末)已知函数在R上是奇函数,当时,,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
40.(22-23高一上·山西大同·期末)一个口罩厂今年12月份的产量是去年12月份产量的倍,则该口罩厂这一年中产量的月平均增长率是( )
A. B. C. D.
41.(21-22高一上·山西吕梁·期末)已知(a,b是常数)是定义在R上的奇函数,且对,都有,则( )
A.仅有最小值,为 B.仅有最大值,为
C.既有最大值,为,又有最小值,为 D.既无最大值,也无最小值
42.(20-21高一上·山西运城·期末)已知(为常数)的图象经过点,则的值为( )
A.3 B.6 C.9 D.8
43.(19-20高一上·山西·期末)若,则
A. B. C. D.
44.(24-25高一上·山西·月考)已知函数,,若对任意,总存在,使得成立,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
45.(24-25高一上·山西·月考)已知函数在上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
46.(24-25高一上·山西吕梁·期末)已知函数是定义在上的奇函数,且当时,,则 .
47.(23-24高一上·山西长治·期末)已知函数,则不等式的解集为 .
48.(21-22高一上·山西吕梁·期末)已知函数在区间(-1,2)上单调递增,则实数a的取值范围是 .
49.(21-22高一上·山西吕梁·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 .
50.(24-25高一上·山西·期末)双曲函数是一种重要的函数,在物理学,工程学以及数学的其他领域中都有广泛应用.例如,在描述悬链线的形状,解决某些类型的微分方程时,都会用到双曲函数.最基本的双曲函数有双曲正弦函数:和双曲余弦函数:.
(1)求证:;
(2)若恒成立,求实数的取值范围;
(3)若对,关于的方程有解,求实数的取值范围.
51.(24-25高一上·山西·期末)已知函数是上的奇函数,函数.
(1)求实数的值;
(2)若函数在上的最小值为11,求实数的值;
(3)设函数,若对任意的,总存在,使得,求实数的取值范围.
52.(23-24高一上·山西·期末)已知函数.
(1)若,且为奇函数,求的值;
(2)若,且的最小值为,求的最小值.
53.(23-24高一上·山西长治·期末)已知函数满足.
(1)求实数的值;
(2)求函数的值域.
54.(23-24高一上·山西朔州·期末)已知函数.
(1)证明:函数是奇函数;
(2)解不等式.
55.(23-24高一上·山西晋中·期末)已知函数的定义域为,且,,都有成立.
(1)求,的值,并判断的奇偶性.
(2)已知函数,当时,.
(i)判断在上的单调性;
(ii)若均有,求满足条件的最小的正整数.
56.(21-22高一上·山西吕梁·期末)已知函数.
(1)若是偶函数,求的值;
(2)若对任意,不等式恒成立,求的取值范围.
57.(22-23高一上·山西朔州·期末)已知函数.
(1)若,求的值域;
(2)若,存在实数,,当的定义域为时,的值域为,求实数的取值范围.
58.(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
59.(24-25高一上·山西运城·期末)已知函数,,若,则的最大值为( )
A. B. C.2 D.
60.(24-25高一上·山西·期末)某企业在2024年12月对产品的生产线进行了技术改造,采用新技术后力争每个月的产量比上个月增长,要使月产量提高到原来的2倍,至少需要个月,那么( )
(结果精确到整数,参考数据:)
A.6 B.7 C.8 D.9
61.(24-25高一上·山西·期末)函数的部分图象大致为( )
A. B.
C. D.
62.(24-25高一上·山西·期末)已知函数,设,,,则、、的大小关系是( )
A. B.
C. D.
63.(24-25高一上·山西太原·期末)已知,,,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
64.(24-25高一上·山西太原·期末)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
65.(23-24高一上·山西吕梁·期末)下面四组函数中,表示相同函数的一组是( )
A., B.,
C., D.,
66.(23-24高一上·山西朔州·期末)已知且,则“”是“函数是增函数”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
67.(23-24高一上·山西晋中·期末)已知函数的图象如图所示,则的解析式可以是( )
A. B.
C. D.
68.(22-23高一上·山西大同·期末)若函数在区间上的最大值与最小值的差不小于3,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
69.(22-23高一上·山西朔州·期末)已知函数,则函数的值域为( )
A. B. C. D.
70.(22-23高一上·山西太原·期末)已知,,,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
71.(24-25高一上·山西运城·期末)已知函数,则下列判断正确的是( )
A.函数是奇函数
B.函数的最大值是
C.函数的图象关于直线对称
D.函数的图象与直线有三个交点
72.(24-25高一上·山西晋中·期末)已知,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
73.(24-25高一上·山西太原·期末)已知函数,,,则下列结论正确的是( )
A.的图象过定点 B.
C. D.
74.(23-24高一上·山西阳泉·期末)下列命题中,正确的有( )
A.若,则
B.若,则使得成立的x的取值范围为
C.若不等式对于恒成立,则
D.若,且,则的最小值为
75.(24-25高一上·山西运城·期末)函数的单调递减区间是 .
76.(24-25高一上·山西吕梁·期末)已知函数,若,且,则 .
77.(21-22高一上·山西长治·期末)函数且的图象恒过定点 .
78.(23-24高一上·山西长治·期末)已知函数的最大值为2,则 .
79.(23-24高一上·山西长治·期末)函数的定义域为 .
80.(23-24高一上·山西吕梁·期末)设是定义在R上的函数,满足,且,当时;,则 .
81.(24-25高一上·山西大同·期末)已知.
(1)求函数的定义域;
(2)判断函数的奇偶性,并加以证明;
(3)求的值.
82.(24-25高一上·山西·期末)已知函数.
(1)当时,解方程;
(2)若对,函数在区间上总有意义,且最大值与最小值的差不小于2,求实数的取值范围.
83.(24-25高一上·山西运城·期末)设集合,.
(1)当时,求,;
(2)当时,求实数的取值范围.
84.(24-25高一上·山西·期末)已知函数是偶函数,其中k为实数,函数.
(1)求k的值;
(2)若,使得,求实数a的取值范围.
85.(24-25高一上·山西·期末)已知函数在上的最大值与最小值之差为2.
(1)求实数的值;
(2)若对任意,都有,求实数的取值范围.
86.(24-25高一上·山西太原·期末)已知函数是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)判断在上的单调性,并用定义证明;
(3)若对任意,不等式恒成立,求实数的取值范围.
87.(24-25高一上·山西晋城·期末)已知函数,且
(1)求a的值;
(2)判断在上的单调性并根据定义证明;
(3)已知,且,求m的取值范围.
88.(21-22高一上·山西吕梁·期末)已知,函数的最大值为4,最小值为0.
(1)求的值
(2)若不等式在上有解,求实数的取值范围.
89.(23-24高一上·山西吕梁·期末)已知幂函数的图象关于原点对称.
(1)求实数m的值;
(2)设,(且),若不等式对任意恒成立,求t的取值范围.
90.(23-24高一上·山西吕梁·期末)已知函数
(1)求;
(2)若,求实数m的取值范围.
地 城
考点05
指对函数的实际应用
91.(23-24高一上·山西阳泉·期末)为了预防流感,某学校对教室进行药熏消毒.室内每立方米空气中的含药量(单位:毫克)随时间(单位:)的变化情况如图所示.在药物释放过程中,与成正比;药物释放完毕后,与的函数关系式为,(为常数).据测定,当空气中每立方米的含药量降低到毫克以下时,学生方可进入教室,那么从药物释放开始,至少需要经过____________小时后,学生才能回到教室?
A.0.1 B.0.4 C.0.6 D.0.8
92.(21-22高一上·山西运城·期末)农业农村部于2021年2月3日发布信息:全国按照主动预防、内外结合、分类施策、有效处置的总体要求,全面排查蝗灾隐患.为了做好蝗虫防控工作,完善应急预案演练,专家假设蝗虫的日增长率为6%,最初有只,则大约经过( )天能达到最初的1200倍.
(参考数据:,,,)
A.122 B.124 C.130 D.136
93.(23-24高一上·山西忻州·期末)某企业制定了一个关于销售人员的提成方案,如下表:
销售人员个人每月销售额/万元
销售额的提成比例
不超过100万元的部分
5%
超过100万元的部分
记销售人员每月的提成为(单位:万元),每月的销售总额为(单位:万元).
注:表格中的()表示销售额超过100万元的部分.另附参考公式:销售额×销售额的提成比例=提成金额.
(1)试写出提成关于销售总额的关系式;
(2)若某销售人员某月的提成不低于7万元,试问该销售人员当月的销售总额至少为多少万元?
94.(22-23高一上·山西大同·期末)某科研小组对面积为8000平方米的某池塘里的一种生物的生长规律进行研究,一开始在此池塘投放了一定面积的该生物,观察实验得到该生物覆盖面积(单位:平方米)与所经过月数的下列数据:
0
2
3
4
4
25
62.5
156.3
为描述该生物覆盖面积(单位:平方米)与经过的月数的关系,现有以下三种函数模型供选择:;;.
(1)试判断哪个函数模型更适合,并求出该模型的函数解析式;
(2)约经过几个月,此生物能覆盖整个池塘?
(参考数据:,)
95.(20-21高一上·山西·期中)定义在上的函数,如果满足:对任意存在常数都有成立,则称是上的有界函数,其中称为函数的上界.已知.
(1)当时,求函数在上的值域,并判断函数在上是否为有界函数﹐请说明理由﹔
(2)若函数在上是以为上界的有界函数,求实数的取值范围.
96.(23-24高一上·山西吕梁·阶段练习)深度学习是人工智能的一种具有代表性的实现方法,它是以神经网络为出发点的,在神经网络优化中,指数衰减的学习率模型为,其中L表示每一轮优化时使用的学习率,表示初始学习率,D表示衰减系数,n表示训练迭代轮数,表示衰减速度.已知某个指数衰减的学习率模型,,且当训练迭代轮数为18时,学习率衰减为.
(1)求该学习率模型的表达式;
(2)要使学习率衰减到以下(不含),至少需训练迭代多少轮?(参考数据)
97.(21-22高一上·山西·阶段练习)某公司设计了某款新产品,为生产该产品需要引进新型设备.已知购买该新型设备需要3万元,之后每生产x万件产品,还需另外投入原料费及其他费用万元,产量不同其费用也不同,且已知每件产品的售价为8元且生产的该产品可以全部卖出.
(1)写出年利润(万元)关于年产量x(万件)的函数解析式;
(2)该产品年产量为多少万件时,公司所获年利润最大?其最大利润为多少万元?
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专题04 指数函数与对数函数 (5大题型)
5大高频考点概览
考点01 指数与对数的基本运算
考点02 比较大小问题
考点03 指数函数及其性质
考点04 对数函数及其性质
考点05 指对函数的实际应用
指数与对数的基本运算
地 城
考点01
1.(24-25高一上·山西·期末)某同学在查阅资料时发现一个不等式“,当且仅当时等号成立”.借助该不等式,解答问题:对恒成立,则正数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将所求不等式两边同时取对数后变为恒成立问题,再结合已知不等式和对数的取值范围求出即可;
【详解】因为对恒成立,所以对,恒成立,
所以,又,当且仅当时,等号成立,
所以,所以,所以,所以.
即正数的取值范围为.
故选:C.
2.(21-22高一上·山西长治·期末)计算:( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【分析】根据指数对数恒等式及对数的运算法则计算可得;
【详解】解:
;
故选:B
3.(20-21高一上·山西晋中·期末)5G技术的数学原理之一便是著名的香农公式:.它表示:在受高斯白噪声扰的信道中,最大信息传递速率取决于信道带宽、信道内所传信号的平均功率、信道内部的高斯噪声功率的大小,其中叫做信噪比按照香农公式,在不改变的情况下,将信噪比从1999提升至原来的10倍,则大约变为原来的几倍( )(参考数据:,)
A.2.5 B.1.3 C.10 D.5
【答案】B
【分析】根据题意先表示出,所对应的,然后求解的值即可
【详解】解:由题意得,
,
所以
故选:B
4.(19-20高一上·山西大同·期末)已知,且,则m的值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【解析】化指数式为对数式,把用含有的代数式表示,代入,然后利用对数的运算性质求解 的值.
【详解】由,得,,
由,得,即,
,∵ .
故选:B.
【点睛】本题考查了指数式和对数式的互化,考查了对数的运算性质,属于基础题.
5.(19-20高一上·全国·课后作业)已知,则的值是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由题意结合根式的运算法则整理计算即可求得最终结果.
【详解】由题意知,
,
由于,故,则原式.
故选B.
【点睛】本题主要考查根式的运算法则及其应用,属于中等题.
6.(20-21高一上·山西太原·月考)计算:( )
A.2 B.4 C.5 D.6
【答案】D
【分析】由对数的运算公式及换底公式,计算即可.
【详解】.
故选:D.
7.(22-23高一上·山西·阶段练习)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】解出一元二次不等式的解,以及根据指数函数的单调性求出的范围,进而验证充分性和必要性.
【详解】由得,
由得,,
又,
故充分性成立,必要性不成立;
故选:A
8.(22-23高一上·山西太原·阶段练习)有以下四个结论:① ;② ;③若 ,则 ;④若 ,则 .其中正确的是( )
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
【答案】C
【分析】根据对数的性质以及和指数式的互化,一一判断各选项,可得答案.
【详解】对于①,,正确;
对于②,,正确;
对于③,若 ,则,故错误;
对于④,若 ,则,故错误,
故选:C.
9.(22-23高一上·山西晋城·阶段练习)已知定义在上的奇函数满足,当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】推导出函数是周期函数,且周期为,利用对数的运算性质结合函数的周期性可求得的值.
【详解】因为,所以,,且,
由题意可得,所以,,
故函数为周期函数,且周期为,
所以,
.
故选:B.
10.(24-25高一上·山西吕梁·期末)下列运算正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】根据对数运算及运算律判断A,D,应用指数运算判断B,C.
【详解】,故A正确;
,故B错误;
,故C正确;
,故D错误.
故选:AC.
11.(24-25高一上·山西·期末)已知实数,满足,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.的最小值为 D.的最大值为
【答案】ABD
【分析】根据对数运算、基本不等式对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】由,得.
因为,,所以,即,
解得(当时取等号),A正确;
由,得,
所以
(当,时取等号),B正确;
(当时取等号),C错误;
因为,又,
所以,所以(当时取等号),D正确.
故选:ABD
12.(23-24高一上·山西朔州·期末)已知,则下列等式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】运用对数运算公式可判断A项、B项、C项,运用指数幂运算公式可判断D项.
【详解】对于A项,因为,所以,即,故A项正确;
对于B项,由A项知,(),所以,故B项错误;
对于C项,由A项知,(),所以,故C项正确;
对于D项,由A项知,,又,所以不一定成立,故D项错误.
故选:AC.
13.(22-23高一上·山西大同·期末)下列运算中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】根据题意,由对数的运算,对选项逐一判断,即可得到结果.
【详解】对于选项A,,所以选项A正确;
对于选项B,,所以选项B错误;
对于选项C,,所以选项C错误;
对于选项D,,所以选项D正确.
故选:AD
14.(24-25高一上·山西吕梁·期末)已知,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】利用基本不等式可判断A;利用基本不等式,结合指数幂的运算法则可以判定C;取中一个较小,一个较大时可得出反例从而否定B;利用乘1法,结合基本不等式可以判定D.
【详解】因为.所以
即,得(当且仅当时,等号成立),故A正确;
当时,满足,此时,故B错误;
(当且仅当时,等号成立),故C错误;
由得,所以
(当且仅当时,等号成立),故D正确.
故选:AD
15.(22-23高一上·山西朔州·期末)已知函数,则 .
【答案】/
【分析】根据指数幂的运算性质直接化简计算即可求解.
【详解】
.
故答案为:.
16.(24-25高一上·山西·期末)化简求值: .
【答案】
【分析】根据指数及对数运算性质计算可得结果.
【详解】.
故答案为:.
17.(24-25高一上·山西·期末) .
【答案】/
【分析】根据对数、指数运算来求得正确答案.
【详解】
.
故答案为:
18.(24-25高一上·山西晋中·期末)已知(),则 .
【答案】16
【分析】换元令,可得,运算求解即可.
【详解】因为,且,
令,则,
可得,整理可得,解得或(舍去),
即,所以.
故答案为:16.
19.(23-24高一上·山西太原·期末)已知实数x,y满足,,则 .
【答案】/
【分析】利用指数与对数运算,结合函数的单调性即可求解.
【详解】因为,所以,
又,所以,
即,
即有,
因为函数在上为增函数,
所以,所以.
故答案为:.
20.(24-25高一上·山西太原·期末)(1)求的值;
(2)已知,,请用,表示.
【答案】(1)1;(2)
【分析】(1)利用对数的运算性质求解;
(2)易得,,再利用换底公式求解.
【详解】解:(1)
;
(2)∵,,∴,,
∴
.
21.(23-24高一上·山西太原·期末)(1)求的值;
(2)已知,试用表示.
【答案】(1);(2)
【分析】借助对数的运算性质计算即可得.
【详解】(1)原式
;
(2)
22.(22-23高一上·山西太原·期末)计算下列各式的值:
(1);
(2).
【答案】(1)3.
(2).
【分析】(1)运用对数运算公式及,,,计算可得结果;
(2)运用指数幂、对数运算公式及换底公式计算可得结果.
【详解】(1).
(2).
地 城
考点02
指数与对数的基本运算
23.(24-25高一上·山西吕梁·期末)已知,则的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由,根据指数函数和对数函数的单调性可得的范围,进而可得.
【详解】因为,所以,
即,
故,
故选:C
24.(24-25高一上·山西·期末)已知,,,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用“”分段法来求得正确答案.
【详解】由题知,,,所以.
故选:B
25.(24-25高一上·山西晋城·期末)已知,则a,b,c的大小关系是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】根据指、对数函数单调性,结合中间值1,2分析判断即可.
【详解】因为,
且,,
所以.
故选:D
26.(23-24高一上·山西吕梁·期末)设,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】分别次方后比较出,再结合对数函数单调性得到,从而得到答案.
【详解】因为a,c都是正数,,,所以,
因为,所以.
故选:A.
27.(23-24高一上·山西运城·期末)已知,且,则a,b,c的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先判断函数的奇偶性和单调性,再比较自变量的大小关系,最后利用函数单调性得到函数值的大小关系.
【详解】因函数的定义域为R,
且
,
所以函数为偶函数;
当时,因单调递增,而在定义域内也为增,
故由同增异减原则,也为增,
也为增,又因在上为增函数,故在上为增函数.
又因 ,
由,
因,故,
由在上为增函数可得:,即.
故选:D.
28.(23-24高一上·山西晋中·期末)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据指数函数单调性可判断的大小,根据对数函数单调性可判断的正负,由此可判断的大小关系.
【详解】由指数函数单调性可知:,
由对数函数单调性可知:,
由上可知:,
故选:C.
29.(23-24高一上·山西忻州·期末)设,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由指对数函数性质判断大小关系.
【详解】因为 ,所以.
故选:C
30.(22-23高一上·山西运城·期末)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据指数函数、对数函数的性质比较大小可得答案.
【详解】,,所以,
由,得,得,
综上所述:.
故选:D
31.(22-23高一上·山西吕梁·期末)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据指数函数,对数函数的性质即得.
【详解】因为,,,
所以.
故选:D.
32.(20-21高一上·山西·阶段练习)已知函数是定义在R上的偶函数,且在上是单调递减的,设,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先判断出在上单调递增,由,即可得到答案.
【详解】因为函数是定义在R上的偶函数,所以的图像关于y轴对称,且.
又在上是单调递减的,所以在上单调递增.
因为,,所以: ,所以 ,即.
故选:A
33.(20-21高一上·山西晋中·期末)设,,,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用指数函数和对数函数的性质分别比较,,与中间量0,1的大小,从而可比较出,,的大小关系
【详解】解:因为在上单调递增,且,
所以,即,
因为在上单调递增,且,
所以,即,
因为在上单调递减,且,
所以,即,
所以,
故选:A
34.(20-21高一上·山西·期末),,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据指数对数函数的性质,判定与的大小关系后,即可得到大小关系.
【详解】,,,
所以
故选:C.
指数函数及其性质
地 城
考点03
35.(24-25高一上·山西·期末)已知,则“”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】D
【分析】根据既不充分又不必要条件的定义判断可得答案.
【详解】因为在上单调递增,所以由可知,
若,显然不能得到,
反之的情况下,若,,显然不能得到,
故“”是“”的既不充分又不必要条件.
故选:D.
36.(24-25高一上·山西吕梁·期末)已知且,则在同一直角坐标系中,函数和的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】易得两个函数的图象都经过定点,即可排除B;再分和两种情况讨论即可得解.
【详解】题目所给的两个函数的图象都经过定点,故B错误;
因为且,所以为增函数,
当时,为增函数,此时的零点,故A错误;
当时,为减函数,此时的零点,故C正确,D错误.
故选:C.
37.(24-25高一上·山西·期末)已知函数,若,则( )
A.-3 B. C. D.2
【答案】B
【分析】利用函数的奇偶性求解即可.
【详解】设,则,所以为奇函数,
因为,所以,解得,
所以, ,
故选:B
38.(24-25高一上·山西晋城·期末)已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】化简集合和集合,利用集合的并集运算即可求解.
【详解】因为,
所以集合,
而,则 .
故选:B.
39.(23-24高一上·山西·期末)已知函数在R上是奇函数,当时,,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据函数的奇偶性得到,画出函数图象,数形结合得到不等式,求出解集.
【详解】在R上是奇函数,故,
故,
当时,单调递增,
令,解得,故,
结合函数为奇函数,作出的图象,如图所示.
由得或观察图象得或
所以或,
即不等式的解集是
故选:B
40.(22-23高一上·山西大同·期末)一个口罩厂今年12月份的产量是去年12月份产量的倍,则该口罩厂这一年中产量的月平均增长率是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设月平均增长率为,去年12月份的产量为1.建立方程关系,进行求解即可.
【详解】设这一年该口罩厂的月平均增长率为,去年12月份的产量为1.
因为今年12月份的产量是去年12月份产量的倍,
所以,即,即.
故选:B.
41.(21-22高一上·山西吕梁·期末)已知(a,b是常数)是定义在R上的奇函数,且对,都有,则( )
A.仅有最小值,为 B.仅有最大值,为
C.既有最大值,为,又有最小值,为 D.既无最大值,也无最小值
【答案】B
【分析】利用函数是奇函数探求a与b的关系,再由条件可得在R上递增,然后借助均值不等式判断作答.
【详解】因(a,b是常数)是定义在R上的奇函数,则,
即,即,
因对,都有,则有函数在R上单调递增,
而在R上单调递增,即在R上单调递减,因此,,,
于是得,当且仅当时取“=”,
而,
所以,仅有最大值,为.
故选:B
42.(20-21高一上·山西运城·期末)已知(为常数)的图象经过点,则的值为( )
A.3 B.6 C.9 D.8
【答案】C
【解析】将点代入解析式,求出,进而得出的值.
【详解】,即
故选:C
43.(19-20高一上·山西·期末)若,则
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据对数函数单调性,先比较的大小,确定大致范围;再根据指数函数的性质,确定,即可得出结果.
【详解】因为函数是单调递减函数,,,,
所以;
又根据指数函数的性质可得:,
所以.
故选:A.
【点睛】本题主要考查比较对数与指数幂的大小,熟记指数函数与对数函数的性质即可,属于常考题型.
44.(24-25高一上·山西·月考)已知函数,,若对任意,总存在,使得成立,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】若对任意,总存在,使得成立,等价于,利用函数的单调性求得在固定区间的最值,即可求得参数范围.
【详解】若对任意,总存在,
使得成立,即,
又在上单调递减,
所以.
且在上单调递减,在上单调递增,
又,,
所以,所以,解得,
即的取值范围是.
故选:C
45.(24-25高一上·山西·月考)已知函数在上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据分段函数的单调性,结合指数函数与一次函数的单调性,建立不等式,可得答案.
【详解】由函数在上单调递减,则,
由函数在上单调递减,则,解得,
由题意可得,解得.
综上所述可得.
故选:A.
46.(24-25高一上·山西吕梁·期末)已知函数是定义在上的奇函数,且当时,,则 .
【答案】/0.5
【分析】利用奇函数的性质求函数值即可.
【详解】当时,,所以,
因为为奇函数,所以.
故答案为:
47.(23-24高一上·山西长治·期末)已知函数,则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】根据函数的单调性化简不等式,由此求得不等式的解集.
【详解】在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
则由得,解得,即不等式的解集为.
故答案为:
48.(21-22高一上·山西吕梁·期末)已知函数在区间(-1,2)上单调递增,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【分析】由复合函数单调性得出在区间上单调递减,对分类讨论,结合单调性得到不等关系,求出实数a的取值范围.
【详解】由函数在区间上单调递增,
得函数在区间上单调递减,
当时,在区间上单调递减,符合题意.
当时,由在区间上单调递减,
得,解得:.
当时,由在区间上单调递减,
得,解得:.
综上所述,的取值范围是.
49.(21-22高一上·山西吕梁·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】/0.75
【分析】根据条件求出,,再代入即可求解.
【详解】因为的图象过原点,所以,即.又因为的图象无限接近直线,但又不与该直线相交,所以,,
所以,
所以.
故答案为:
50.(24-25高一上·山西·期末)双曲函数是一种重要的函数,在物理学,工程学以及数学的其他领域中都有广泛应用.例如,在描述悬链线的形状,解决某些类型的微分方程时,都会用到双曲函数.最基本的双曲函数有双曲正弦函数:和双曲余弦函数:.
(1)求证:;
(2)若恒成立,求实数的取值范围;
(3)若对,关于的方程有解,求实数的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【分析】(1)根据双曲正弦函数、双曲余弦函数的定义,结合指数的运算性质证明即可;
(2)根据双曲正弦函数的奇偶性和单调性,可转化为恒成立,求的最小值即可;
(3)关于的方程,即有解,利用基本不等式可得,所以恒成立,再结合的单调性求实数的取值范围即可.
【详解】(1)由题意可得
.
(2)函数的定义域为,且,
所以为奇函数,
又,
所以,
因为函数在上均为单调递增函数,所以在上单调递增,
所以,即,
故原问题转化为恒成立,
所以,
因为,所以当时,,
所以,即实数的取值范围为.
(3)因为,当且仅当时等号成立,
由于,所以,
因为关于的方程,即有解,
所以,即恒成立,
由(2)知在上单调递增,所以当,
所以,即的取值范围为.
51.(24-25高一上·山西·期末)已知函数是上的奇函数,函数.
(1)求实数的值;
(2)若函数在上的最小值为11,求实数的值;
(3)设函数,若对任意的,总存在,使得,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2).
(3)
【分析】(1)根据函数的奇偶性列方程来求得的值.
(2)利用换元法,结合函数的单调性、二次函数的性质来求得的值.
(3)根据复合函数的单调性、恒成立、存在性等知识来求得的取值范围.
【详解】(1)因为是上的奇函数,所以,
即,整理得,
所以,,
所以,检验可知符合题意,
所以.
(2)由(1)知,,所以.
令,因为函数在区间上单调递增,所以,
则(的最小值11就是的最小值),抛物线开口向上,对称轴为直线,
当,即时,,
解得.
当,即时,,
解得,无解.
综上所述,实数的值为.
(3)由题知,
若对任意的,总存在,使得,可得,
由复合函数单调性可得函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,
所以当时,有最小值.
由(2)知当时,,,
所以在上恒成立,
即在上恒成立,
因为函数,在时均单调递减,
所以函数在时单调递减,所以,
所以,解得,
所以实数的取值范围为.
【点睛】方法点睛:
判断函数奇偶性时,依据奇函数或偶函数的定义,通过等式变形求出参数值,注意要进行检验.
解决函数恒成立和存在性问题时,常将其转化为函数最值问题,对于复合函数单调性的判断,根据内外层函数 “同增异减” 的原则进行分析.
52.(23-24高一上·山西·期末)已知函数.
(1)若,且为奇函数,求的值;
(2)若,且的最小值为,求的最小值.
【答案】(1)
(2)4
【分析】(1)由奇函数可得,代入求解即可
(2)利用换元法得,然后利用基本不等式求最值即可
【详解】(1)当时,,
因为是奇函数,所以,
即,得,可得.
(2)令,则,
所以,即,
当且仅当,即时等号成立,所以,
由题意,,所以.所以,
当且仅当时等号成立,由,解得,
所以的最小值为4
53.(23-24高一上·山西长治·期末)已知函数满足.
(1)求实数的值;
(2)求函数的值域.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出后代入方程即可求解;
(2)先求出,令,利用二次函数性质即可求解值域.
【详解】(1),由题意有,
化简得,解得(舍去)或,故;
(2)由(1)可知,所以,
令(当且仅当时取等号),
所以所求函数为,
由函数在上单调递增,所以,
即函数的值域为.
54.(23-24高一上·山西朔州·期末)已知函数.
(1)证明:函数是奇函数;
(2)解不等式.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)根据题意,得到,结合函数奇偶性的定义和判定方法,即可得证;
(2)根据题意,得到函数是奇函数且是减函数,把不等式转化为,结合一元二次不等式的解法,即可求解.
【详解】(1)证明:由函数,
可得,且的定义域为,
因为,
所以函数是定义域上的奇函数.
(2)解:根据指数函数的性质,可得为减函数,则也为减函数,
所以函数是奇函数且是减函数,
由不等式,可得,
所以,即,解得或,
解得不等式的解集为.
55.(23-24高一上·山西晋中·期末)已知函数的定义域为,且,,都有成立.
(1)求,的值,并判断的奇偶性.
(2)已知函数,当时,.
(i)判断在上的单调性;
(ii)若均有,求满足条件的最小的正整数.
【答案】(1),,是奇函数
(2)(i)单调递减;(ii)
【分析】(1)利用赋值法,根据函数的奇偶性的定义证明即可;
(2)(i)根据函数的单调性的定义证明即可;(ii)根据函数单调性和奇偶性的性质得到关于的不等式,解出即可.
【详解】(1)令,得,解得,
令,得,故.
令,得,即,
又的定义域为,关于原点对称,所以是奇函数.
(2)(i)由,可得,
即.
,且,
有,
因为,所以,
从而,得,
因此在上单调递减.
(ii)因为,,所以是偶函数.
,而在上单调递减,
则有或,由题可知,只需考虑成立,
从而有.
因为,所以,则的最大值在处取到,
故只需.
综上,满足条件的最小的正整数.
【点睛】本题难点在证明单调性时,构造,结合已知进行证明,属于难题.
56.(21-22高一上·山西吕梁·期末)已知函数.
(1)若是偶函数,求的值;
(2)若对任意,不等式恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)借助偶函数的性质,计算即可得;
(2)参变分离后换元求解即可的.
【详解】(1)因为是偶函数,所以,
即,故.
(2)由题意知在上恒成立,
则,
又因为,所以,则,
令,则,
可得,
又因为,当且仅当时,等号成立,
所以,即a的取值范围是.
57.(22-23高一上·山西朔州·期末)已知函数.
(1)若,求的值域;
(2)若,存在实数,,当的定义域为时,的值域为,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)首先得到解析式,令结合二次函数的性质求出函数的值域;
(2)首先可得在上单调递增,则问题转化为在上有两个不同的实数解,令,则问题转化为在上有两个不同的实数解,根据一元二次方程根的分布得到不等式组,解得即可.
【详解】(1)若则,令,
令,二次函数开口向上,对称轴为,
所以当时,
所以的值域为;
(2)因为,所以在上单调递增,
所以当的定义域为时,的值域为,
即,
即在上有两个不同的实数解,
即在上有两个不同的实数解,
令,所以在上有两个不同的实数解,
所以,解得,
所以实数的取值范围为.
地 城
考点04
对数函数及其性质
58.(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
59.(24-25高一上·山西运城·期末)已知函数,,若,则的最大值为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【分析】先由得,进而由二次函数的性质可得其最大值.
【详解】由得,得,故,
由得,
因单调递增,故,即,
故,
由二次函数的性质可知,当时,得的值最大为,
故选:B
60.(24-25高一上·山西·期末)某企业在2024年12月对产品的生产线进行了技术改造,采用新技术后力争每个月的产量比上个月增长,要使月产量提高到原来的2倍,至少需要个月,那么( )
(结果精确到整数,参考数据:)
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】C
【分析】由题意列出不等式,通过取对数求解不等式再取整即得.
【详解】可得由题意:由题意可得:.即,
两边取对数,,即,
因为,故得,
因,故.
即至少要经过8个月,才能使月产量提高到原来的2倍.
故选:C.
61.(24-25高一上·山西·期末)函数的部分图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用函数奇偶性、函数值的正负,并结合排除法即可.
【详解】函数的定义域为,
因为,
所以函数为奇函数,图象关于原点对称,故排除BD.
又当时,,故排除A.
故选:C.
62.(24-25高一上·山西·期末)已知函数,设,,,则、、的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】分析函数的对称性及其在区间上的单调性,即可得出、、的大小关系.
【详解】对任意的,,所以,函数的定义域为,
,
所以,函数的图象关于直线对称,
当时,,
函数在上为增函数,
因为内层函数在上为增函数,外层函数为减函数,
所以,函数在上为减函数,
所以,函数在上为增函数,
因为,,
,且,
因为,,则,
所以,,同理可得,
故,
所以,,即,
故选:A.
63.(24-25高一上·山西太原·期末)已知,,,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据对数函数单调性计算限定出的取值范围,可得结论.
【详解】易知,即;
,即,
而,即;
所以可得.
故选:A
64.(24-25高一上·山西太原·期末)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】要使在上单调递增,需要在上也单调递增且在上恒成立.我们将分情况讨论的取值范围.
【详解】当时,此时,这是一个一次函数,其斜率,函数在上单调递减,不满足在上单调递增的条件,所以.
当时,对于二次函数,其对称轴为.
要使在上单调递增,则对称轴,即.
同时,要使在上恒成立,即当时,,
解不等式,得到,即.综合起来,.
当时,二次函数的图象开口向下,在上不可能单调递增,所以这种情况不符合要求.
综上,实数的取值范围是.
故选;C.
65.(23-24高一上·山西吕梁·期末)下面四组函数中,表示相同函数的一组是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【分析】根据函数的定义域以及对应关系是否相同,即可结合选项逐一求解.
【详解】对于A,因为的定义域为,的定义域为R,定义域不相同,故A错误;
对于B,因为和的对应关系不一致,故B错误;
对于C,因为和的定义域都为R,且,,对应关系一致,故C正确;
对于D,因为的定义域为R,的定义域为,定义域不相同,故D错误;
故选:C.
66.(23-24高一上·山西朔州·期末)已知且,则“”是“函数是增函数”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】根据条件,利用充分条件和必要条件的判断方法,即可得出结果.
【详解】当时,,又因为是增函数,所以是增函数;
当是增函数时,或,
所以“”是“函数是增函数”的充分不必要条件,
故选:A.
67.(23-24高一上·山西晋中·期末)已知函数的图象如图所示,则的解析式可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】首先根据定义域排除C、D选项,再由趋于正无穷时的符号,结合排除法即可得到答案.
【详解】对于B,,当趋于正无穷时,是一个负数,即为负数,排除B选项;
因为和的定义域都为不满足所给图象,排除C、D选项;
故选: A
68.(22-23高一上·山西大同·期末)若函数在区间上的最大值与最小值的差不小于3,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据指数函数与对数函数的单调性可得函数的单调性,从而可求出函数在上的最值,再列出不等式,即可得解,注意对数的真数大于零.
【详解】令,则函数为减函数,
又函数为增函数,
所以函数是减函数,
故在区间上的最大值是,最小值是,
由题设得,则,
所以,解得,
故实数的取值范围是.
故选:A.
69.(22-23高一上·山西朔州·期末)已知函数,则函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据对数的运算性质化简,从而得出值域.
【详解】.故的值域为.
故选:B.
70.(22-23高一上·山西太原·期末)已知,,,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据对数函数的单调性结合中间量法即可得解.
【详解】因为,
,
,
所以.
故选:B.
71.(24-25高一上·山西运城·期末)已知函数,则下列判断正确的是( )
A.函数是奇函数
B.函数的最大值是
C.函数的图象关于直线对称
D.函数的图象与直线有三个交点
【答案】AD
【分析】选项A,根据奇函数的定义可判断;选项B,根据由函数是奇函数,考虑时,由的正负分为和分别求函数的值域即可;选项C由函数的定义域可判断;选项D结合函数的奇偶性和单调性画出图象即可判断.
【详解】选项A:由,得函数的定义域为,
,故函数是奇函数,A正确;
选项B:由于函数是奇函数,先考虑,
当时,,
此时函数在区间上单调递增,
因,故,,
当时,,
此时函数在区间上单调递减,
因时,,,
故时,,
由奇函数的性质,当时,,故B错误;
选项C:由函数的定义域为,可知函数的图象不关于直线对称,故C错误;
选项D:
如图所示,结合选项B可知,
当时,,当时,,
所以函数的图象与直线有三个交点,故D正确,
故选:AD
72.(24-25高一上·山西晋中·期末)已知,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】利用不等式的基本性质可判断A选项;利用作差法可判断B选项;利用对数函数的单调性可判断C选项;利用特殊值法可判断D选项.
【详解】对于A选项,因为,在不等式的两边同时除以可得,A对;
对于B选项,,则,B错;
对于C选项,因为,则,则,
因为对数函数为上的增函数,则,C对;
对于D选项,取,,,则,D错.
故选:AC.
73.(24-25高一上·山西太原·期末)已知函数,,,则下列结论正确的是( )
A.的图象过定点 B.
C. D.
【答案】AC
【分析】利用对数函数的性质判断A,C,举反例判断B,D即可.
【详解】对于A,当时,,
所以的图象过定点,故A正确,
对于B,令,,,此时,
而,
,
,
不满足,故B错误,
对于C,,
而,
因为,所以,故C正确,
对于D,令,,,此时,
此时,,
故,而,故,
得到,即,故,
而,
,
此时不满足,故D错误.
故选:AC
74.(23-24高一上·山西阳泉·期末)下列命题中,正确的有( )
A.若,则
B.若,则使得成立的x的取值范围为
C.若不等式对于恒成立,则
D.若,且,则的最小值为
【答案】CD
【分析】根据不等式的性质、函数的单调性、一元二次不等式、基本不等式等知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】A选项,若,,则,所以A选项错误.
B选项,的定义域为,,所以是偶函数,
当时,根据复合函数单调性同增异减可知单调递增,
所以当时,单调递减,
由,得,
两边平方得,
解得或,所以B选项错误.
C选项,若不等式对于恒成立,
则,
解得,所以C选项正确.
D选项,
,当且仅当,
所以D选项正确.
故选:CD
75.(24-25高一上·山西运城·期末)函数的单调递减区间是 .
【答案】
【分析】先求出函数的定义域,令,则,再根据复合函数的单调性,求出单调区间,即得结果.
【详解】由,得,则函数的定义域为,
令,,则,
函数的对称轴为,
在区间上单调递增,在区间上单调递减,
因为为增函数,根据复合函数同增异减,
要使函数单调递减,则需函数单调递减,
所以原函数的单调递减区间为.
故答案为:.
76.(24-25高一上·山西吕梁·期末)已知函数,若,且,则 .
【答案】/
【分析】不妨设,去绝对值符号,再根据对数的运算性质即可得解.
【详解】令,则,
函数在上单调递增,
不妨设,
由可得,
去绝对值化简得,
故,所以.
故答案为:.
77.(21-22高一上·山西长治·期末)函数且的图象恒过定点 .
【答案】
【分析】令对数的真数为,即可求出定点的横坐标,再代入求值即可.
【详解】因为函数且,令,解得,
所以,即函数恒过点.
故答案为:.
78.(23-24高一上·山西长治·期末)已知函数的最大值为2,则 .
【答案】6
【分析】根据二次函数与对数函数的性质计算可得.
【详解】因为函数由与复合而成,
而在定义域上单调递增,所以当取最大值时,函数取得最大值,
由二次函数的性质易知当时,,此时,所以,解得.
故答案为:
79.(23-24高一上·山西长治·期末)函数的定义域为 .
【答案】
【分析】根据根号下部分大于等于0建立不等式求解即可.
【详解】令,则或,解得或,
所以函数的定义域为.
故答案为:
80.(23-24高一上·山西吕梁·期末)设是定义在R上的函数,满足,且,当时;,则 .
【答案】/0.5
【分析】根据函数的奇偶性以及可得函数的周期为2,进而利用周期性即可求解.
【详解】是定义在R上的函数满足,所以,
又因为,所以,所以,
则函数的周期为2,所以
故答案为:
81.(24-25高一上·山西大同·期末)已知.
(1)求函数的定义域;
(2)判断函数的奇偶性,并加以证明;
(3)求的值.
【答案】(1)
(2)偶函数,证明见解析
(3)0
【分析】(1)根据对数的真数大于零列不等式组求解即可;
(2)根据偶函数的定义证明即可;
(3)根据对数的运算法则求解即可.
【详解】(1)由得,
所以函数的定义域为.
(2)为偶函数,证明如下:
因为函数的定义域为,关于原点对称,
又 ,
所以函数为偶函数.
(3) .
82.(24-25高一上·山西·期末)已知函数.
(1)当时,解方程;
(2)若对,函数在区间上总有意义,且最大值与最小值的差不小于2,求实数的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)根据对数的运算性质求解即可;
(2)根据复合型对数函数的定义域和单调性,列不等式组求解即可.
【详解】(1)当时,,
所以,
所以可化为,
即,所以,或,
所以,或,
即方程的解为或.
(2)因为对在上总有意义,
所以对在上恒成立.
令,则,
因为,所以在上单调递减,所以,
所以恒成立,即,所以,
因为在上单调递减,所以在上单调递减,
所以,
由题意知,
即,
所以,即,
因为,
当且仅当,即时等号成立,
故实数的取值范围为.
【点睛】关键点点睛:对于恒(能)成立问题,常常结合最值分析处理,而最值又结合函数的单调性,所以对于函数的单调性要灵活熟练应用.
83.(24-25高一上·山西运城·期末)设集合,.
(1)当时,求,;
(2)当时,求实数的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)先确定集合,再进行集合的运算.
(2)先明确集合的包含关系,结合集合的包含关系求参数的取值范围.
【详解】(1)由,,
所以或,
则,.
(2)由 ,
若,则,可得,此时;
若,则且可得,
综上,实数的取值范围是.
84.(24-25高一上·山西·期末)已知函数是偶函数,其中k为实数,函数.
(1)求k的值;
(2)若,使得,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据偶函数定义求出参数值;
(2)含有量词的问题转化为最值问题即可.
【详解】(1)因为函数是偶函数,所以,
即,
所以,
所以.
(2)由(1)知,
设函数,设任意,
则 ,
因为,所以,
那么恒成立,所以在上单调递增,
那么在上是单调递增函数,
又因为是偶函数,在上是单调递减函数,
所以时,,
所以,若,使得等价于在上有解,
即在上有解,即有解,
而在上的值域为,
则,即a的取值范围是.
85.(24-25高一上·山西·期末)已知函数在上的最大值与最小值之差为2.
(1)求实数的值;
(2)若对任意,都有,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)利用函数单调性确定最大值与最小值,列式求解即可;
(2)令,将问题转化成对任意的恒成立,通过参变分离,结合基本不等式求解即可.
【详解】(1)时,函数在区间上单调递减,
所以,
解得.
(2)由(1)知.
由,得.
令,当时,,
所以对任意的恒成立,
所以,
因为(当且仅当,即时取等号),
所以,
所以,即的取值范围为.
86.(24-25高一上·山西太原·期末)已知函数是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)判断在上的单调性,并用定义证明;
(3)若对任意,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)单调递增,证明见解析
(3)
【分析】(1)根据奇函数定义以及函数解析式可得结果;
(2)由函数单调性定义证明即可得出结论;
(3)分离参数可得在上恒成立,再由单调性求得最值可得.
【详解】(1)设的定义域为,
由题意得对于任意,都有恒成立,
即恒成立,
∴,∴,
当时,无意义;
当时,是定义域为的奇函数.
(2)在上单调递增.
证明:设,则
,
∵,
∴,
∴,∴,
∴在上单调递增.
(3)原不等式等价于,
令,,
由在上单调递增,
∴,
∴实数的取值范围为.
87.(24-25高一上·山西晋城·期末)已知函数,且
(1)求a的值;
(2)判断在上的单调性并根据定义证明;
(3)已知,且,求m的取值范围.
【答案】(1)
(2)在上单调递增,证明见解析
(3)
【分析】(1)根据列方程,利用对数运算求解即可;
(2)利用定义法,按照设元、作差、变形、判断符号、下结论的步骤完成即可;
(3)不等式化为,根据对函数的单调性将不等式化为,令,则,解得,即,即可求解.
【详解】(1)因为函数,且,所以,
所以,解得;
(2)由(1)知,
设任意的,
则
因为,所以,所以,
所以
,
即,所以,
所以,即在上单调递增.
(3),因为为定义域上单调递增函数,
所以,即,
令,则,解得或,
因为,所以,则,所以,
所以,即m的取值范围为.
88.(21-22高一上·山西吕梁·期末)已知,函数的最大值为4,最小值为0.
(1)求的值
(2)若不等式在上有解,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)化简f(x)解析式,将看作整体即可求f(x)最值,即可求出a、b的值;
(2)化简,化简不等式,参变分离k和t,得,问题等价于.
【详解】(1) ,
由得,,
又a>0,因此的最大值为,
最小值为,解得.
(2),
又,,
而在上单调递减,在上单调递增.
因为,,所以.
由不等式在上有解,
得: .
因此,的取值范围是.
【点睛】方法点睛:
对于对数函数与二次函数复合的函数最值问题,通常采用换元法将对数函数转化为新变量,转化为二次函数在给定区间上的最值问题求解.
对于不等式有解求参数范围问题,常通过参变分离将参数与变量分离,转化为求函数最值问题,再结合函数单调性等性质求解.
89.(23-24高一上·山西吕梁·期末)已知幂函数的图象关于原点对称.
(1)求实数m的值;
(2)设,(且),若不等式对任意恒成立,求t的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据幂函数定义得到方程,求出或2,由奇偶性舍去不合要求的解;
(2)方法一:换元后得到,分和两种情况,变形后,结合对勾函数的单调性,求出答案;方法二:换元后得到,分和两种情况,结合二次函数的对称轴和最值,得到不等式,求出答案.
【详解】(1)由幂函数的定义可知,所以或2,
当时,为偶函数,不关于原点对称,舍去,
当时,关于原点对称,
所以;
(2)方法一:由(1)得,,
令,,,记,
若函数在上恒成立,
①若时,则函数,即恒成立,
令,,
由对勾函数性质得在上单调递增,故,
则,所以,故.
②若时,则需在恒成立,
所以,,由对勾函数性质可得,故.
综上所述:函数在上恒成立时.
方法二:由(1)得,,
令,,,记,
若函数在上恒成立,
①若时,则函数,
由于对称轴,函数在区间上为增函数,
恒成立,所以,故符合题意.
②若时,则需在恒成立,
则:或,
或,解得,
综上所述:函数在上恒成立.则.
【点睛】方法点睛:对于求不等式成立时的参数范围问题,一般有三个方法:
一是分离参数法, 使不等式一端是含有参数的式子,另一端是一个区间上具体的函数,通过对具体函数的研究确定含参式子满足的条件;
二是讨论分析法,根据参数取值情况分类讨论;
三是数形结合法,将不等式转化为两个函数,通过两个函数图像确定条件.
90.(23-24高一上·山西吕梁·期末)已知函数
(1)求;
(2)若,求实数m的取值范围.
【答案】(1)4
(2)
【分析】(1)先求,再求即可;
(2)按照和分类讨论求解即可.
【详解】(1)因为,
所以;
(2)由题意可得:①当时,,得;
②当时,,得.
综上所述:实数m的取值范围为:.
地 城
考点05
指对函数的实际应用
91.(23-24高一上·山西阳泉·期末)为了预防流感,某学校对教室进行药熏消毒.室内每立方米空气中的含药量(单位:毫克)随时间(单位:)的变化情况如图所示.在药物释放过程中,与成正比;药物释放完毕后,与的函数关系式为,(为常数).据测定,当空气中每立方米的含药量降低到毫克以下时,学生方可进入教室,那么从药物释放开始,至少需要经过____________小时后,学生才能回到教室?
A.0.1 B.0.4 C.0.6 D.0.8
【答案】C
【分析】利用点求得,由此列不等式来求得正确答案.
【详解】由图可知过点,
即,
由得,
所以,解得,所以至少需要经过小时.
故选:C
92.(21-22高一上·山西运城·期末)农业农村部于2021年2月3日发布信息:全国按照主动预防、内外结合、分类施策、有效处置的总体要求,全面排查蝗灾隐患.为了做好蝗虫防控工作,完善应急预案演练,专家假设蝗虫的日增长率为6%,最初有只,则大约经过( )天能达到最初的1200倍.
(参考数据:,,,)
A.122 B.124 C.130 D.136
【答案】A
【分析】设经过天后蝗虫数量达到原来的倍,列出方程,结合对数的运算性质即可求解
【详解】由题意可知,蝗虫最初有只且日增长率为6%;
设经过n天后蝗虫数量达到原来的1200倍,则
,∴,
∴,
∵,∴大约经过122天能达到最初的1200倍.
故选:A.
93.(23-24高一上·山西忻州·期末)某企业制定了一个关于销售人员的提成方案,如下表:
销售人员个人每月销售额/万元
销售额的提成比例
不超过100万元的部分
5%
超过100万元的部分
记销售人员每月的提成为(单位:万元),每月的销售总额为(单位:万元).
注:表格中的()表示销售额超过100万元的部分.另附参考公式:销售额×销售额的提成比例=提成金额.
(1)试写出提成关于销售总额的关系式;
(2)若某销售人员某月的提成不低于7万元,试问该销售人员当月的销售总额至少为多少万元?
【答案】(1)
(2)135万元
【分析】(1)根据题意写出提成与销售额的关系式即可;
(2)根据关系式,通过求解对数不等式可得答案.
【详解】(1)根据题意可知,当时,;
当时,.
故提成关于销售总额的函数关系式为
(2)当时,,
则该销售人员当月的销售总额必定超过100万元,
令,得,解得,
即该销售人员当月的销售总额至少为135万元.
94.(22-23高一上·山西大同·期末)某科研小组对面积为8000平方米的某池塘里的一种生物的生长规律进行研究,一开始在此池塘投放了一定面积的该生物,观察实验得到该生物覆盖面积(单位:平方米)与所经过月数的下列数据:
0
2
3
4
4
25
62.5
156.3
为描述该生物覆盖面积(单位:平方米)与经过的月数的关系,现有以下三种函数模型供选择:;;.
(1)试判断哪个函数模型更适合,并求出该模型的函数解析式;
(2)约经过几个月,此生物能覆盖整个池塘?
(参考数据:,)
【答案】(1);
(2)9
【分析】(1)根据增长的速度越来越快可选择函数模型,再根据,即可求解;
(2)令,求解即可.
【详解】(1)因为函数刻画的是增长速度越来越快的变化规律,
函数刻画的是增长速度越来越慢的变化规律,
函数刻画的是增长速度不变的规律,
根据表中的数据可知该生物增长的速度越来越快,
所以函数模型更适合.
根据题意有,解得,
所以,.
(2)设约经过个月,此生物能覆盖整个池塘,
则,解得 .
故约经过9个月此生物能覆盖整个池塘.
95.(20-21高一上·山西·期中)定义在上的函数,如果满足:对任意存在常数都有成立,则称是上的有界函数,其中称为函数的上界.已知.
(1)当时,求函数在上的值域,并判断函数在上是否为有界函数﹐请说明理由﹔
(2)若函数在上是以为上界的有界函数,求实数的取值范围.
【答案】(1),不是,理由见解析;(2).
【分析】(1)用换元法,结合二次函数性质求得值域,可得结论;
(2)设,则可得,然后由二次函数性质求得函数的值域,再结合新定义可得参数范围.
【详解】(1)当时,,
令由,
可得,
令,
有,
可得函数的值域为
故函数在上不是有界函数;
(2)由题意有,当时,
可化为
必有且,
令,由,可得,
由恒成立,可得,
令,
可知函数为减函数,有,
由恒成立,
可得
故若函数在上是以为上界的有界函数,
则实数的取值范围为.
96.(23-24高一上·山西吕梁·阶段练习)深度学习是人工智能的一种具有代表性的实现方法,它是以神经网络为出发点的,在神经网络优化中,指数衰减的学习率模型为,其中L表示每一轮优化时使用的学习率,表示初始学习率,D表示衰减系数,n表示训练迭代轮数,表示衰减速度.已知某个指数衰减的学习率模型,,且当训练迭代轮数为18时,学习率衰减为.
(1)求该学习率模型的表达式;
(2)要使学习率衰减到以下(不含),至少需训练迭代多少轮?(参考数据)
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,将时,代入计算,即可得到结果.
(2)根据题意,由条件列出不等式,结合指数,对数的运算,代入计算,即可得到结果.
【详解】(1)由条件可得,指数衰减的模型为,
当时,,代入可得,解得,
所以该学习率模型的表达式
(2)由学习率衰减到以下(不含),可得,
即,所以,即
,
所以,则,即至少需训练迭代74轮.
97.(21-22高一上·山西·阶段练习)某公司设计了某款新产品,为生产该产品需要引进新型设备.已知购买该新型设备需要3万元,之后每生产x万件产品,还需另外投入原料费及其他费用万元,产量不同其费用也不同,且已知每件产品的售价为8元且生产的该产品可以全部卖出.
(1)写出年利润(万元)关于年产量x(万件)的函数解析式;
(2)该产品年产量为多少万件时,公司所获年利润最大?其最大利润为多少万元?
【答案】(1)
(2)当该产品年产量为8万件时,年利润最大,最大利润为29万元
【分析】(1)根据题意,建立函数关系式;
(2)利用函数单调性求出最大值,即可得到答案.
【详解】(1)当时,.
当时,.
故
(2)当时,,
所以当时,取得最大值,且最大值为29;
当时,,此时单调递减,
所以当时,取得最大值,且最大值为27.
综上,当该产品年产量为8万件时,年利润最大,最大利润为29万元.
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