内容正文:
[课后分层练(三十一)] 简单指数函数的图象和性质
(单选题、填空题每题5分,解答题每题15分)
【基础巩固】
1.函数f(x)=的定义域为( )
A.(-∞,2] B.(-∞,5)∪(5,+∞)
C.[2,+∞) D.[2,5)∪(5,+∞)
解析:选D.函数f(x)=的定义域满足解得x≥2且x≠5.
2.若函数y=ax+(b-1)(a>0,且a≠1)的图象不经过第二象限,则有( )
A.a>1且b<1 B.0<a<1且b≤1
C.0<a<1且b>0 D.a>1且b≤0
解析:选D.由指数函数图象的特征可知当0<a<1时,函数y=ax+(b-1)(a>0,且a≠1)的图象必经过第二象限,故排除选项B、C.
又函数y=ax+(b-1)(a>0,且a≠1)的图象不经过第二象限,
则其图象与y轴的交点不在x轴上方,所以当x=0时,y=a0+(b-1)≤0,即b≤0.
3.在下图中,二次函数y=ax2+bx+c与指数函数y=x的图象只可能是( )
解析:选A.因为y=x为指数函数,所以>0,且≠1,所以-<0,
因为二次函数y=ax2+bx+c的对称轴为直线x=-,所以排除B、D,
由指数函数的图象可知0<<1,所以-<-<0,
所以二次函数图象顶点的横坐标在内,所以C错误.
4.已知a=20.2,b=0.40.2,c=0.40.6,则a,b,c的大小关系是( )
A.a>b>c B.a>c>b
C.c>a>b D.b>c>a
解析:选A.因为函数y=0.4x为定义域R上的减函数,所以1=0.40>0.40.2>0.40.6,又因为a=20.2>20=1,所以a>b>c.
5.已知函数f(x)=ax(a>0,且a≠1),则下列选项正确的是( )
A.函数f(x)的值域为R
B.若a>1,m>n,则am<an
C.函数f(x)的图象恒过定点(0,1)
D.若0<a<1,x>0,则f(x)>1
解析:选C.函数f(x)=ax(a>0,且a≠1)为指数函数,指数函数的定义域为R,值域为(0,+∞),故A错误;
若a>1,则f(x)=ax在R上单调递增,又m>n,则am>an,故B错误;
指数函数f(x)的图象恒过定点(0,1),故C正确;
若0<a<1,则f(x)=ax在R上单调递减,则由x>0,得0<f(x)<1,故D错误.
6.已知(0.61.2)a>(1.20.6)a,则a的取值范围是( )
A.(0,+∞) B.(-∞,0)
C.(1,+∞) D.(-∞,1)
解析:选B.由指数函数y=0.6x是减函数知=1;
由指数函数y=1.2x是增函数知,1.20.6>1.20=1,∴0.61.2<1.20.6,
设幂函数为y=xa,由(0.61.2)a>(1.20.6)a知,幂函数在第一象限应为减函数,故a<0.
7.若函数f(x)=在R上是增函数,则a的取值范围是( )
A.(2,9) B.(2,+∞)
C.(2,9] D.[9,+∞)
解析:选C.因为函数f(x)在R上是增函数,则函数f(x)=(a-2)x在(-∞,1]上为增函数,所以a-2>0,
又因为函数f(x)=6x+1在(1,+∞)上为增函数,所以a-2≤6+1,
即0<a-2≤7,解得2<a≤9.
8.函数y=a2-x+3(a>0,且a≠1)的图象经过一定点,则该定点坐标为________.
解析:当2-x=0,即x=2时,y=a0+3=4,所以y=a2-x+3的图象经过定点(2,4).
答案:(2,4)
9.若a>0且a≠1,且,则实数a的取值范围为________.
解析:因为a>0且a≠1,且>,所以y=ax为增函数,所以a>1.
答案:(1,+∞)
10.已知函数y=ax-1(a>0,且a≠1)的图象经过点.
(1)求实数a的值;
(2)作出此函数的图象.
解:(1)将点代入y=ax-1,得a2-1=,所以a=.
(2)由(1)知y=x-1,
将函数y=x的图象向右平移1个单位长度即可得到函数y=x-1的图象,如图.
【综合运用】
11.设a=0.1e0.2,b=,c=0.2e0.1,则下列选项正确的是( )
A.c<b<a B.b<a<c
C.b<c<a D.a<c<b
解析:选B.a=0.1e0.2=e0.2>e0==b,
c=0.2e0.1=e0.1>e0=>=b,
而e0.1,因为e<210,所以e0.1<2,
所以e0.1<×2=1,故a<c,
所以b<a<c.
12.已知函数f(x)=ex-e2-x,则下列说法正确的是( )
A.f(x)关于直线x=-1对称
B.f(x)关于点(1,0)对称
C.f(x)关于点(-1,0)对称
D.f(x)关于直线x=1对称
解析:选B.∵f(x)=ex-e2-x,
∴f(2-x)=e2-x-ex,f(-2-x)=e-2-x-e4+x,
∴f(-2-x)=e-2-x-e4+x≠f(x)=ex-e2-x,故A错误;
f(2-x)=e2-x-ex=-(ex-e2-x)=-f(x),故B正确;
f(-2-x)=e-2-x-e4+x≠-f(x)=-(ex-e2-x),故C错误;
f(2-x)=e2-x-ex≠f(x)=ex-e2-x,故D错误.
13.函数y=ax-4(a>0,且a≠1)的图象恒过定点P,则点P的坐标为________;若点P在直线mx+ny-1=0上,其中mn>0,则的最小值为________.
解析:因为y=ax恒过定点(0,1),
所以y=ax-4(a>0,且a≠1)恒过定点P(4,1),所以4m+n-1=0,即4m+n=1,
所以=·(4m+n)=5+≥9,
当且仅当即时等号成立,
所以的最小值为9.
答案:(4,1) 9
14.已知函数f(x)=ax+b(a>0,且a≠1).
(1)若f(x)的图象如图①所示,求a,b的值;
(2)若f(x)的图象如图②所示,求a,b的取值范围;
(3)在(1)中,若|f(x)|=m有且仅有一个实数根,求m的取值范围.
解:(1)f(x)的图象过点(2,0),(0,-2),
所以
又因为a>0,且a≠1,所以a=,b=-3.
(2)f(x)单调递减,所以0<a<1,
又f(0)<0,即a0+b<0,所以b<-1.
故a的取值范围为(0,1),b的取值范围为(-∞,-1).
(3)画出|f(x)|==m有且仅有一个实数根,则m=0或m≥3.
故m的取值范围为[3,+∞)∪{0}.
【创新探索】
15.(2025·江西赣州期末)函数y=f图象关于坐标原点成中心对称图形的充要条件是函数y=为奇函数.可以将其推广为:函数y=f图象关于点P成中心对称图形的充要条件是函数y=-n为奇函数.已知函数f+2.
(1)证明:函数f的图象关于点成中心对称图形;
(2)判断函数y=f的单调性,若f<4,求实数x的取值范围.
解:(1)由题意得函数f的定义域为R,
又y=f-2=2x-2-x,
令g-2=2x-2-x,
可知g=2-x-2x,
从而g,
所以g是奇函数,即y=f(x+1)-2是奇函数,
故函数f图象关于成中心对称图形.
(2)设x1,x2∈R,且x1<x2,
所以f===,
因为x1<x2,所以x1-1<x2-1,
则2x1-1<2x2-1,故2x1-1-2x2-1<0,
又1+>0,所以f<f,
所以函数f+2在(-∞,+∞)上是增函数,
由f<4可得f(x2-1+1)-2+-2<0,
即g<0,
所以g<g,
又函数g在上是增函数,
所以x2-1<3-3x,即x2+3x-4<0,解得-4<x<1,
所以实数x的取值范围是.
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