内容正文:
微练(三十) 基本初等函数、函数与方程
基础过关练
一、单项选择题
1.函数f(x)=5-2x-lg(2x+1)的零点所在的区间是(C)
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
解析 因为函数f(x)=5-2x-lg(2x+1)在上单调递减,所以函数f(x)最多只有一个零点.因为f(0)=5-lg 1=5>0,f(1)=3-lg 3>0,f(2)=1-lg 5>0,f(3)=-1-lg 7<0,所以函数f(x)=5-2x-lg(2x+1)的零点所在的区间是(2,3).故选C.
2.已知函数f(x)=log2x+x2+m在区间(2,4)上存在零点,则实数m的取值范围是(D)
A.(-∞,-18) B.(5,+∞)
C.(5,18) D.(-18,-5)
解析 由函数零点存在定理可知,若函数f(x)=log2x+x2+m在区间(2,4)上存在零点,显然函数为增函数,只需满足f(2)·f(4)<0,即(m+5)(m+18)<0,解得-18<m<-5,所以实数m的取值范围是(-18,-5).故选D.
3.(2025·南昌一模)已知f(x)=则方程f(x)=8所有的根之和为(A)
A.1 B.2 C.5 D.7
解析 若x<0,由x2-2x=8⇒(x+2)(x-4)=0,所以x=-2;若x>0,由2x=8⇒x=3.因为-2+3=1,所以方程f(x)=8的所有根的和为1.故选A.
4.(2025·桂林模拟)已知a=,3b=5,5c=8,则(C)
A.a<b<c B.a<c<b
C.c<b<a D.b<c<a
解析 由3b=5,5c=8,得b=log35,c=log58.因为2=33=27>25=52,所以3>5,所以=log33>log35,所以a>b.因为2=53=125>64=82,所以5>8,所以=log55>log58,所以a>c.因为===≥====2>1,所以b>c.综上所述,c<b<a,故选C.
5.(2025·福建模拟)已知函数y=log2(ax2-x)在区间(1,2)上单调递增,则a的取值范围为(D)
A. B.
C. D.[1,+∞)
解析 令t=ax2-x,因为函数y=log2(ax2-x)在区间(1,2)上单调递增,所以函数y=log2(ax2-x)在区间(1,2)上有意义,且t=ax2-x在(1,2)上单调递增,所以a≠0,则或解得a≥1,所以a的取值范围为[1,+∞).故选D.
6.(2024·北京高考)已知(x1,y1),(x2,y2)是函数y=2x的图象上两个不同的点,则(B)
A.log2<
B.log2>
C.log2<x1+x2
D.log2>x1+x2
解析 因为(x1,y1),(x2,y2)为函数y=2x的图象上两个不同的点,所以y1=2x1,y2=2x2,且x1≠x2,则2x1≠2x2,所以y1+y2=2x1+2x2>2=2,所以>>0,所以log2>log2=,故选B.
7.(2025·贵州一模)20世纪30年代,里克特制订了一种表明地震能量大小的尺度,就是使用测震仪衡量地震能量的等级,地震能量越大,测震仪记录的地震曲线的振幅就越大,这就是我们常说的里氏震级M,其计算公式为M=lg A-lg A0,其中A是被测地震的最大振幅,A0是“标准地震”的振幅(使用标准地震振幅是为了修正测震仪距实际震中的距离造成的偏差).假设在一次地震中,一个距离震中100千米的测震仪记录的地震最大振幅是50,此时标准地震的振幅是0.002,则这次地震的震级约为(精确到0.1,参考数据:lg 2≈0.3)(A)
A.4.4 B.4.7
C.5 D.5.4
解析 根据题意可知这次地震的震级为:M=lg 50-lg 0.002=lg=lg 25 000=lg=5-2lg 2≈5-0.6=4.4;因此可知这次地震的震级约为4.4级.故选A.
8.若f(x)为R上的偶函数,且f(x)=f(4-x),当x∈[0,2]时,f(x)=2x-1,则函数g(x)=3|sin πx|-f(x)在区间[-1,5]内的所有零点的和是(A)
A.20 B.18 C.16 D.14
解析 若f(x)为R上的偶函数,则f(-x)=f(x),且f(x)=f(4-x),则f(-x)=f(4-x),f(x)的周期T=4,当x∈[0,2]时,f(x)=2x-1,则当x∈[-2,0)时,f(x)=x-1,即可画出函数f(x)的图象,如图.函数y=3sin πx的周期是2,最大值为3,把函数y=3sin πx在x轴下方的图象翻折到x轴上方,即可得到y=3|sin πx|的图象.由图可知y=f(x)与y=3|sin πx|的图象在区间[-1,5]内一共有10个交点,且这10个交点的横坐标关于直线x=2对称,所以g(x)在区间[-1,5]内的所有零点的和是20.
二、多项选择题
9.已知函数f(x)=log2(x+6)+log2(4-x),则(AB)
A.f(x)的定义域是(-6,4)
B.f(x)有最大值
C.不等式f(x)<4的解集是(-∞,-4)∪(2,+∞)
D.f(x)在[0,4]上单调递增
解析 由题意可得解得-6<x<4,即f(x)的定义域是(-6,4),则A正确;f(x)=log2(-x2-2x+24),因为y=-x2-2x+24在(-6,-1)上单调递增,在(-1,4)上单调递减,又y=log2x在(0,+∞)上单调递增,所以f(x)在(-6,-1)上单调递增,在(-1,4)上单调递减,所以f(x)max=f(-1)=2log25,则B正确;因为f(x)在(-6,-1)上单调递增,在(-1,4)上单调递减,且f(-4)=f(2)=4,所以不等式f(x)<4的解集是(-6,-4)∪(2,4),则C错误;因为f(x)在(-1,4)上单调递减,所以D错误.故选AB.
10.已知函数f(x)=4x++2,则下列说法正确的是(BD)
A.f(x)在(-∞,0)上单调递增
B.f(x)的图象关于y轴对称
C.f(x)的图象关于点(0,1)对称
D.不等式f(x+1)<的解集是(-2,0)
解析 对于A,当x<0时,f′(x)=4xln 4-ln 4=(4x-4-x)ln 4<0,所以f(x)在(-∞,0)上单调递减,故A错误;对于B,f(x)的定义域为R,f(-x)=4-x++2=+4x+2=f(x),所以f(x)的图象关于y轴对称,故B正确;对于C,因为f(x)+f(-x)=2+4>2,故函数f(x)的图象不关于点(0,1)对称,故C错误;对于D,由f(x+1)=4x+1++2<,得(4x+1)2-×4x+1+1<0,则<4x+1<4,可得-1<x+1<1,解得-2<x<0,因此不等式f(x+1)<的解集是(-2,0),故D正确.故选BD.
11.已知函数f(x)=,则(AD)
A.不等式|f(x)|<的解集是(-1,1)
B.∀x∈R,有f(-x)=f(x)
C.f(x)在R上单调递减
D.f(x)的值域为(-1,1)
解析 对于A,|f(x)|<,即-<<,即-<1-<,即<<,即<2x+1<3,即<2x<2,所以-1<x<1,故A正确;对于B,f(-x)===-f(x),故B错误;对于C,f(x)=1-,因为u=2x+1在R上单调递增,且u>1,y=1-在u>1时单调递增,所以f(x)在R上单调递增,故C错误;对于D,记y=f(x)=1-,显然y≠1,则2x=,由2x>0得,>0,解得-1<y<1,所以函数f(x)的值域为(-1,1),故D正确.综上,选AD.
三、填空题
12.已知3x=,y·log33=1,则x+y=_2-log32_.
解析 因为3x=,y·log33=1,所以x=log3=1-log32,y=1,所以x+y=2-log32.
13.已知函数f(x)=ln x+b+1的零点在(1,e)内,则b的取值范围为_(-1,0)∪(0,1)_.
解析 当b=0时,f(x)=-ln x+1,令f(x)=0得x=e∉(1,e);当b≠0时,易知f(x)在(0,+∞)上单调,所以f(1)·f(e)=(b+1)·<0,即-1<b<1,且b≠0,所以b∈(-1,0)∪(0,1).
14.已知f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x)在[0,2]上单调递减,f(x+2)为偶函数,若f(x)=m在[0,12]上恰好有4个不同的实数根x1,x2,x3,x4,则x1+x2+x3+x4=_24_.
解析 由f(x+2)为偶函数,可知函数f(x)的图象关于直线x=2对称,又f(x)是奇函数,所以f(x)是周期函数,周期为8.作出函数f(x)在[0,12]上的大致图象趋势如图所示,作出直线y=m,由图可知,若f(x)的图象与直线y=m在[0,12]上有4个交点,则f(2)<m<0.不妨记x1<x2<x3<x4,则x1+x2+x3+x4=2×2+2×10=24.
能力提升练
15.(多选题)已知函数f(x)=ex+2x-2,g(x)=2ln x+x-2的零点分别为x1,x2,则(ACD)
A.2x1+x2=2 B.x1x2=ex1+ln x2
C.x1+x2> D.2x1x2<
解析 对于A,由题知ex1+2x1-2=0,2ln x2+x2-2=0,所以ex1+2x1=2ln x2+x2=2,即ex1+2ln ex1=2ln x2+x2=2,所以ex1=x2,故2x1+x2=2x1+ex1=2,故A正确;对于B,由f(x)=0,g(x)=0得ex=-2x+2,ln x=-x+1,故函数y=ex与y=-2x+2的图象交点的横坐标和y=ln x与y=-x+1的图象交点的横坐标即为函数f(x)和g(x)的零点x1,x2,如图,由图象性质可知0<x1<,1<x2<2,又由A得ex1=x2,故x1=ln x2,所以x1x2=x1ex1<ex1<ex1+x1=ex1+ln x2,故B错误;对于C,由2ln x2+x2=2,x1=ln x2以及1<x2<2得,x1+x2=ln x2+x2==1+x2>>,故C正确;对于D,由A,B得ex1=x2,0<x1<,2x1=2-ex1<1,所以2x1x2=2x1ex1=(2-ex1)ex1<ex1<,故D正确.
16.(2025·泉州一模)如图,假定两点P,Q以相同的初速度运动.点Q沿射线CD做匀速运动,CQ=x;点P沿线段AB(长度为107单位)运动,它在任何一点的速度值等于它尚未经过的距离(PB=y).令P与Q同时分别从A,C出发,则数学家纳皮尔定义x为y的对数中,x与y的对应关系就是y=107,其中e为自然对数的底.若点P从线段AB的中点运动到靠近B的四等分点,点Q同时从Q1运动到Q2,则= .
解析 令y=,则=107,整理得x=107ln 2,即CQ1=107ln 2,令y=,则=107,整理得x=107ln 4,即CQ2=107ln 4,所以==.
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