内容正文:
第04讲 指数与指数函数
目 录
模拟·基础演练 2
题型01 根式与指数幂的运算 2
题型02 指数函数的概念、定义域及解析式 2
题型03 指数函数的定点问题 2
题型04 指数函数的图象问题 3
题型05 指数函数的单调性 3
题型06 指数函数的值域(最值) 4
题型07 根据指数函数的最值求参数 4
题型08 比较指数幂的大小 5
题型09 解指数不等式 5
题型10 指数应用题 6
重难·创新演练 7
真题·实战演练 10
模拟·基础演练
考查重点:考查指数幂的化简与运算、指数函数的概念、定义域与解析式求解;重点考查指数函数定点、图象识别、单调性、值域与最值问题,同时涵盖指数幂大小比较、指数不等式求解、指数模型实际应用等核心考点。侧重考查基本公式运用、函数图象性质理解以及分类讨论、数形结合的数学思想,题目难度以基础、中档为主,全面夯实指数函数基础知识与常规解题方法。
题型01 根式与指数幂的运算
1.(2026·四川泸州·模拟预测)若正数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.计算:__________.
3.已知,则的最小值为__________.
4.(2026·陕西安康·三模)若,则___________.(用m,n表示)
题型02 指数函数的概念、定义域及解析式
5.(25-26高三上·广东湛江·阶段检测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
6.函数的定义域为 ( )
A. B. C. D.
7.下列函数中,定义域为的是( )
A. B. C. D.
8.若指数函数满足,则___________.
9.(2026·湖南长沙·三模)若为指数函数,且,则______
题型03 指数函数的定点问题
10.(25-26高三·全国·一轮复习)函数(且)的图象必经过点( )
A. B. C. D.
11.(2026·山西太原·模拟)已知函数恒过定点,且点在函数的图象上,则的最小值为( )
A. B.8 C. D.
12.(2026·上海·三模)已知函数是指数函数,则函数的图象过定点___________.
题型04 指数函数的图象问题
13.已知函数f(x)=ax-a(a>1),则函数f(x)的图象不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
14.函数f(x)=的部分图象大致为( )
15.(多选)(25-26高三上·山西·阶段检测)若函数的图象经过第二、三、四象限,则( )
A. B. C. D.
16.(2026高三·全国·专题练习)已知,且,若函数与的图像有两个交点,则实数的取值范围是___________.
17.若函数的图象与x轴有公共点,则实数m的取值范围是___________.
题型05 指数函数的单调性
18.“”是函数在R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
19.(25-26高三上·贵州安顺·期末)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.是奇函数,且在上单调递增 B.是奇函数,且在上单调递减
C.是偶函数,且在上单调递增 D.是偶函数,且在上单调递减
20.(25-26高三下·江西赣州·开学)若函数在上单调递减,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
21.(2026·甘肃金昌·三模)已知,,若函数在上单调递减,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型06 指数函数的值域(最值)
22.函数的定义域为,则函数的值域为( )
A. B. C. D.
23.(25-26高三下·辽宁铁岭·阶段检测)已知函数则的值域是( )
A. B. C. D.
24.函数的值域为___________.
25.(2026·河南开封·模拟预测)高斯是德国著名的数学家,用其名字命名的“高斯函数”为:设,用表示不超过x的最大整数,则称为高斯函数,例如:,.已知函数,则函数的值域为( )
A. B. C. D.
题型07 根据指数函数的最值求参数
26.(2026高三·全国·专题练习)若函数在区间上的最大值是14,则实数的值是( )
A.3 B. C.3或 D.5或
27.已知函数, 的值域为,则的取值范围是___________.
28.(25-26高三上·湖南长沙·开学)已知函数,其中且.
(1)若,求的最小值;
(2)当时,恒成立,求实数的取值范围.
题型08 比较指数幂大小
29.设,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
30.当时,下列不等式中正确的是( )
1.
B.
C. D.
31.(2026·北京大兴·三模)若,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
32.(2026·云南昆明·模拟预测)已知函数,,则( )
A. B.
C. D.
题型09 解指数不等式
33.设,则关于x的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
34.(2026·四川内江·二模)已知,则关于的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
35.(2026·江西萍乡·一模)设和分别为上的偶函数和奇函数,若,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
36.(2026高三·全国·专题练习)不等式的解集为___________.
37.已知函数,则不等式成立的实数m的取值范围为___________.
38.(2026·福建福州·模拟检测)已知函数(其中,为常数,且,)的图象经过点,.
(1)求的解析式;
(2)若不等式在上恒成立,求实数的取值范围.
题型10 指数应用题
39.(2026·广西南宁·三模)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:血液中酒精含量达到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上升到了.如果在停止喝酒以后,他血液中酒精含量会以每小时的速度减少,那么他至少经过( )个小时才能驾驶.(参考数据:,)
A.6 B.7 C.8 D.9
40.(25-26高三下·贵州遵义·阶段检测)某放射性物质在衰变过程中,剩余质量与时间的关系式为,其中为初始质量,T为半衰期(放射性物质的剩余质量衰减到原来一半所需的时间).已知该物质的半衰期为8天,则大约经过( )天后,剩余质量变为初始质量的.
参考数据:
A.25 B.27 C.29 D.31
41.(25-26高三上·黑龙江·阶段检测)碳14是一种著名的放射性物质,当生物死亡后,体内碳14含量按确定的比率衰减,称为衰减率.考古学上常用碳14推断死亡生物所处的年代,一般用放射性物质质量衰减一半所用的时间称为一个半衰期,碳14的半衰期是5730年.假设某生物死亡时其体内碳14的含量为,则此生物的死亡时间t(,单位:年)和死亡后体内碳14的剩余含量M的函数关系可以是___________.
重难·创新演练
设题创新: 本板块在常规考点基础上进行题型创新、情境创新与设问创新。结合新定义、新考法、新载体、新情境命题,融合函数奇偶性、对称性、恒成立、存在性等综合问题;设置多选、分段函数、复合函数综合题型,深度考查指数函数与其他知识的交汇应用。侧重考查逻辑推理、转化与化归能力,区分度较高,贴合新高考命题趋势,强化知识综合运用与数学思维拓展。
1.【新考法】(2026·山东日照·模拟预测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2.(2026·广东广州·阶段检测)已知函数的图象如图所示,则( )
A., B.,
C., D.,
3. 【新考法】(2026·安徽合肥·模拟)已知指数函数的图象过点,函数,则的最小值为( )
A. B.0 C.2 D.
4.【新考法】若不等式在上恒成立,且,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
5.比较大小,,,则( )
A. B. C. D.
6.【新考法】(2026·广东深圳·二模)已知函数,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
7. 【新载体】(2026·河北保定·二模)已知函数 若关于z的不等式 在上有解,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
8. 【新题型】(多选)已知函数,其中为常数,若函数的图象如图所示,则( )
A.的图象与坐标轴有三个交点 B.的图象的对称轴在轴左侧
C.关于的方程有两个不等实根 D.在区间上单调递增
9.(2026·江苏南通·模拟)(多选)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.的定义域为 B.在上单调递增
C.若,则实数的最大值为 D.若,则实数的最大值为1
10.【新考法】(多选)(2026·广东肇庆·二模)若存在,使得函数在区间和上单调递减,则下列说法正确的是( )
A. B.
C.在上单调递增 D.在上单调递减
11.【新情境】(多选)(2026·河南·三模)一款运动APP测得某运动员百米赛跑后半小时内心率y(单位:次/分钟)与停止运动后的时间t(单位:分钟)之间的关系满足,其中为正整数,表示不超过的最大整数.当时,心率为120次/分钟,当心率不低于90次/分钟时,身体处于“运动后活跃期”.该运动员的静息心率(休息时的心率)为60次/分钟,则下列结论正确的是( )
A. B.的最大值为124
C.该运动员第9分钟时恢复到静息心率 D.该运动员的“运动后活跃期”持续时间为5分钟
12. 【新定义】若函数对于任意,总存在使得,则称是上的“a阶依赖函数”.若函数是上的“a阶依赖函数”,则实数的取值范围是___________.
13.已知a>0且a≠1,函数f(x)=若函数f(x)在区间[0,2]上的最大值比最小值大,则a的值为___________.
14. 【新考法】(2026高三上·四川成都·专题练习)已知函数,
(1)判断并用定义证明函数的单调性;
(2)当时,恒成立,求的取值范围;
(3)若存在,使得不等式对任意恒成立,求的取值范围.
15. 【新定义】(2026·河北廊坊·阶段检测)对于函数,若存在实数对,使得等式对定义域中的任意都成立,则称函数是“型函数”.
(1)判断函数,是否是“型函数”;
(2)若对任意,恒成立,求实数的取值范围;
(3)若函数(其中,为常数,且)是“型函数”,且存在满足条件的实数对,求实数,满足的关系式.
真题·实战演练
高频考点:汇总近年高考真题高频考查方向:指数式大小比较、指数型函数零点判断、指数函数单调性综合应用、函数性质综合辨析。命题常结合幂函数、二次函数、不等式等知识交汇考查,以选择题为主,难度中等,重点考查学生对指数函数核心性质的灵活运用,是高考高频命题模块。
1.(2025·天津·高考真题)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
2.(2023·天津·高考真题)设,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
3.(2024·天津·高考真题)设,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
4.(2024·北京·高考真题)已知,是函数的图象上两个不同的点,则( )
A. B.
C. D.
5.(2023·全国甲卷·高考真题)已知函数.记,则( )
A. B. C. D.
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第04讲 指数与指数函数
目 录
模拟·基础演练 2
题型01 根式与指数幂的运算 2
题型02 指数函数的概念、定义域及解析式 3
题型03 指数函数的定点问题 4
题型04 指数函数的图象问题 5
题型05 指数函数的单调性 7
题型06 指数函数的值域(最值) 8
题型07 根据指数函数的最值求参数 10
题型08 比较指数幂的大小 11
题型09 解指数不等式 13
题型10 指数应用题 15
重难·创新演练 17
真题·实战演练 27
模拟·基础演练
考查重点:考查指数幂的化简与运算、指数函数的概念、定义域与解析式求解;重点考查指数函数定点、图象识别、单调性、值域与最值问题,同时涵盖指数幂大小比较、指数不等式求解、指数模型实际应用等核心考点。侧重考查基本公式运用、函数图象性质理解以及分类讨论、数形结合的数学思想,题目难度以基础、中档为主,全面夯实指数函数基础知识与常规解题方法。
题型01 根式与指数幂的运算
1.(2026·四川泸州·模拟预测)若正数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,所以,又是正数,
则,
当且仅当,即时取等号,所以的最小值为.
故选:D
2.计算:__________.
【答案】
【详解】原式
.
故答案为:38
3.已知,则的最小值为__________.
【答案】18
【详解】易知,由可得;
当且仅当时,即时,等号成立;
因此的最小值为18.
故答案为:18
4.(2026·陕西安康·三模)若,则___________.(用m,n表示)
【答案】
【详解】因为,所以,所以.
故答案为:
题型02 指数函数的概念、定义域及解析式
5.(25-26高三上·广东湛江·阶段检测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】集合,,故,∴.
故选:B.
6.函数的定义域为 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据题意,函数,则函数,即,所以.
故选:C
7.下列函数中,定义域为的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】对于A选项,函数的定义域为;
对于B选项,由,得,故函数的定义域为;
对于C选项,函数的定义域为;
对于D选项,函数的定义域为.
故选:B.
8.若指数函数满足,则___________.
【答案】27
【详解】令且,因为,
则,即,解得或(舍),
所以,则,
故答案为:.
9.(2026·湖南长沙·三模)若为指数函数,且,则______
【答案】
【详解】为指数函数,可设且,
,解得:,,
则.
故答案为:.
题型03 指数函数的定点问题
10.(25-26高三·全国·一轮复习)函数(且)的图象必经过点( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由函数,令,解得,此时,
所以函数且的图象必经过点.
故选:D
11.(2026·山西太原·模拟)已知函数恒过定点,且点在函数的图象上,则的最小值为( )
A. B.8 C. D.
【答案】D
【详解】令,即,,所以恒过定点,
因为点在函数的图象上,则有,
,
当且仅当,即时等号成立.则的最小值为.
故选:D
12.(2026·上海·三模)已知函数是指数函数,则函数的图象过定点___________.
【答案】
【详解】由题意得,,得,则函数的图象过定点.
故答案为:
题型04 指数函数的图象问题
13.已知函数f(x)=ax-a(a>1),则函数f(x)的图象不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【解析】选B.y=ax(a>1)是增函数,经过点(0,1),因为a>1,
所以函数f(x)的图象需由函数y=ax(a>1)的图象向下平移超过1个单位长度得到,
所以函数f(x)=ax-a的图象如图所示.故函数f(x)的图象不经过第二象限.
故选:B.
14.函数f(x)=的部分图象大致为( )
【解析】选B.
由题意得,f(x)的定义域为R,排除C,D;当x≥-2时,f(x)=,因为0<<1,所以f(x)在[-2,+∞)上单调递减,排除A.
故选B.
15.(多选)(25-26高三上·山西·阶段检测)若函数的图象经过第二、三、四象限,则( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【详解】若函数的图象经过第二、三、四象限,则的图象如下图所示:
函数单调递减,所以,所以,
由题意可知,解得,所以,,
故选:AC.
16.(2026高三·全国·专题练习)已知,且,若函数与的图像有两个交点,则实数的取值范围是___________.
【答案】
【详解】①当时,作出函数的图像如图(1).
若直线与函数的图像有两个交点,
则由图像可知,所以.
②当时,作出函数的图像如图(2),
若直线与函数的图像有两个交点,
则由图像可知,此时无解.所以实数的取值范围是.
故答案为:
17.若函数的图象与x轴有公共点,则实数m的取值范围是___________.
【答案】
【详解】函数的图象与x轴有公共点,即有实数解.由于,故,解得.
故答案为:
题型05 指数函数的单调性
18.“”是函数在R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】B
【详解】由函数在R上单调递增,
可得,解得,
则“”是函数在R上单调递增的必要不充分条件.
故选:B
19.(25-26高三上·贵州安顺·期末)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.是奇函数,且在上单调递增 B.是奇函数,且在上单调递减
C.是偶函数,且在上单调递增 D.是偶函数,且在上单调递减
【答案】A
【详解】函数的定义域为,又,
所以为奇函数,又、、均在上单调递增,
所以在上单调递增.
故选:A
20.(25-26高三下·江西赣州·开学)若函数在上单调递减,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为函数在上单调递减,令,
又因为单调递减,则在上单调递增,则,所以实数的取值范围是.
故选:A
21.(2026·甘肃金昌·三模)已知,,若函数在上单调递减,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由在上单调递减知;由在上单调递减知:
当,即满足题意;当,,所以,
由在上单调递减,得,所以,
综上,a的取值范围是.
故选:C
题型06 指数函数的值域(最值)
22.函数的定义域为,则函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为,所以.即,则,所以函数的值域为.
故选:B
23.(25-26高三下·辽宁铁岭·阶段检测)已知函数则的值域是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】当时,单调递增,,当时,.综上所述,的值域是.
故选:A
24.函数的值域为___________.
【答案】
【详解】,当且仅当,即时等号成立,
又在上单调递增,所以,所以函数的值域为.
故答案为:
25.(2026·河南开封·模拟预测)高斯是德国著名的数学家,用其名字命名的“高斯函数”为:设,用表示不超过x的最大整数,则称为高斯函数,例如:,.已知函数,则函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】,设,因为,则,
所以,
因为,则,即,
所以当时,,当时,,当时,,
所以的值域是.
故选:A
题型07 根据指数函数的最值求参数
26.(2026高三·全国·专题练习)若函数在区间上的最大值是14,则实数的值是( )
A.3 B. C.3或 D.5或
【答案】C
【分析】按分类,借助单调性求出最大值列式求解.
【详解】当时,函数都是R上的减函数,则函数是R上的减函数,
当时,,,则;
当时,函数都是R上的增函数,则函数是R上的增函数,
当时,,,则,所以实数的值是或.
故选:C
27.已知函数, 的值域为,则的取值范围是___________.
【答案】
【详解】当时,,
当时,取得最小值,最小值为,此时的值域为,
当时,,
①当时,函数在上为单调递增,可得的值域为,
要使得函数的值域为,则,解得;
②当时,函数在为单调递减,可得的值域为,
此时函数的值域不可能为,舍去,
综上可得,实数的取值范围为.
故答案为:.
28.(25-26高三上·湖南长沙·开学)已知函数,其中且.
(1)若,求的最小值;
(2)当时,恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1).
(2).
【详解】(1)当时,,
则,
∴当即时,.
(2)当时,则在上为增函数,
故的值域为,不符合条件;∴,此时在上为减函数,
故,由题意得,得,又,
解得,即实数的取值范围为.
题型08 比较指数幂大小
29.设,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为,则.
故选:B.
30.当时,下列不等式中正确的是( )
1.
B.
C. D.
【答案】D
【详解】对于A,由,则,,
易知函数在上单调递减,所以,故A错误;
对于B,由,则,易知,故B错误;
对于C,由,则,,
易知函数在上单调递减,所以,故C错误;
对于D,由,则,
易知函数在上单调递减,函数在上单调递增,
所以,故D正确;
故选:D.
31.(2026·北京大兴·三模)若,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】,因为在上递增,
且,所以,即,,
1,因为在上递增,且,
所以,即,所以
故选:D
32.(2026·云南昆明·模拟预测)已知函数,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】因为,单调递增,单调递减, 单调递增,则单调递增,
故,且,,所以.
故选:D
题型09 解指数不等式
33.设,则关于x的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为,所以,解得.
故选:B
34.(2026·四川内江·二模)已知,则关于的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为在上单调递增,所以在上单调递增,
因为,所以是奇函数,
则等价于,
则,得,故关于的不等式的解集为.
故选:B
35.(2026·江西萍乡·一模)设和分别为上的偶函数和奇函数,若,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为是偶函数,是奇函数,且对任意,有:,
所以,即,
解得:,
代入不等式:.化简可得,即,即,
解得:.所以不等式的解集为.
故选:D
36.(2026高三·全国·专题练习)不等式的解集为___________.
【答案】
【详解】,,即,
即,故不等式的解集为.
故答案为:
37.已知函数,则不等式成立的实数m的取值范围为___________.
【答案】
【详解】,定义域为关于原点对称,所以为偶函数,
又当时,为增函数;当时,为减函数,
所以即,
两边平方整理可得,解得,
所以不等式成立的实数m的取值范围为.
故答案为:.
38.(2026·福建福州·模拟检测)已知函数(其中,为常数,且,)的图象经过点,.
(1)求的解析式;
(2)若不等式在上恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2).
【详解】(1)解:因为函数的图象过点和,可得,所以,
又因为,所以,则,所以.
(2)解:由(1)知:,,
因为不等式在上恒成立,即当时,恒成立,
即在上恒成立,又因为与在上均单调递减,
所以在上也单调递减,所以当时,有最小值,所以,
所以实数的取值范围是.
题型10 指数应用题
39.(2026·广西南宁·三模)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:血液中酒精含量达到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上升到了.如果在停止喝酒以后,他血液中酒精含量会以每小时的速度减少,那么他至少经过( )个小时才能驾驶.(参考数据:,)
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】C
【详解】设他经过个小时后血液中酒精含量为,
则,
当时,,即,
解得,
因为时间必须大于小时才能使酒精含量低于,结合选项为整数,故至少需要经过小时才能驾驶.故选项C正确.
故选:C
40.(25-26高三下·贵州遵义·阶段检测)某放射性物质在衰变过程中,剩余质量与时间的关系式为,其中为初始质量,T为半衰期(放射性物质的剩余质量衰减到原来一半所需的时间).已知该物质的半衰期为8天,则大约经过( )天后,剩余质量变为初始质量的.
参考数据:
A.25 B.27 C.29 D.31
【答案】B
【详解】由题意,,设大约经过天后,剩余质量变为初始质量的,
则有,所以,(天),
故大约经过27天后,剩余质量变为初始质量的.
故选:B
41.(25-26高三上·黑龙江·阶段检测)碳14是一种著名的放射性物质,当生物死亡后,体内碳14含量按确定的比率衰减,称为衰减率.考古学上常用碳14推断死亡生物所处的年代,一般用放射性物质质量衰减一半所用的时间称为一个半衰期,碳14的半衰期是5730年.假设某生物死亡时其体内碳14的含量为,则此生物的死亡时间t(,单位:年)和死亡后体内碳14的剩余含量M的函数关系可以是___________.
【答案】
【详解】设死亡生物体内碳14含量的年衰减率为,
那么死亡1年后生物体内碳14含量为,死亡2年后生物体内碳14含量为,
死亡5730年后生物体内碳14含量为,
所以,,所以.
故答案为:.
重难·创新演练
设题创新: 本板块在常规考点基础上进行题型创新、情境创新与设问创新。结合新定义、新考法、新载体、新情境命题,融合函数奇偶性、对称性、恒成立、存在性等综合问题;设置多选、分段函数、复合函数综合题型,深度考查指数函数与其他知识的交汇应用。侧重考查逻辑推理、转化与化归能力,区分度较高,贴合新高考命题趋势,强化知识综合运用与数学思维拓展。
1.【新考法】(2026·山东日照·模拟预测)已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为
,又因为,
所以.
故选:D
2.(2026·广东广州·阶段检测)已知函数的图象如图所示,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【详解】由于关于直线对称,由图可知对称轴在之间,即,
且在处函数值在之间,即.
故选:A.
3. 【新考法】(2026·安徽合肥·模拟)已知指数函数的图象过点,函数,则的最小值为( )
A. B.0 C.2 D.
【答案】C
【详解】设(且),则的图象过点,所以,
所以,所以,则,
令,则,
当且仅当时,即时取等号,所以在上单调递增,
又由,所以当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
所以.
故选:C.
4.【新考法】若不等式在上恒成立,且,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由,得或,
由为增函数,解得或,
当时,则有或,
则存在,使得不等式,不符合;
当时,则有或,
则存在,使得不等式,不符合;
当时,则不等式解为R,即不等式在上恒成立,
因此,即.因为,,
所以,
当且仅当,即时取等号.
故选:D.
5.比较大小,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】令,则,
当时,,在上单调递增.
,
因,则,两边取对数得,则,即;
设,则,
在上单调递增.
又,即对恒成立.
令得,,又,∴,,又
综上可得,.
故选:D
6.【新考法】(2026·广东深圳·二模)已知函数,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】函数,定义域为.
易知函数只含项,
因此关于直线对称.当增大时,增大,函数值增大,
所以在上单调递减,在上单调递增.
等价于离的距离小于离的距离大小问题,
即.两边平方得;整理得,解得.
故的取值范围为.
故选:B
7. 【新载体】(2026·河北保定·二模)已知函数 若关于z的不等式 在上有解,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】函数,令函数,即,
,故是奇函数,
因为是上的增函数,
所以是上的减函数,是上的减函数,
因此是上的减函数,也是上的减函数,
将代入不等式,
即,化简可得,
因为是奇函数,所以,
代入可得,
因为是减函数,,所以,
令,,故,,
是对勾函数,在上单调递增,
因此当时,,当时,,
即,则,
在上有解,即大于在上的下确界,
因此实数的取值范围是.
故选:C
8. 【新题型】(多选)已知函数,其中为常数,若函数的图象如图所示,则( )
A.的图象与坐标轴有三个交点 B.的图象的对称轴在轴左侧
C.关于的方程有两个不等实根 D.在区间上单调递增
【答案】D
【详解】因,函数的图象在上为减函数,则,即得,又图象经过点,即,故得,解得,
于是,,易得该抛物线开口向上,顶点坐标为,
对于A,因函数在上单调递增,
则,即的图象与轴没有交点,
又的图象与轴有唯一交点,即的图象与坐标轴只有一个交点,故A错误;
对于C,关于的方程的实根个数,等于直线与曲线的交点个数,
由A项,因,则直线与曲线的交点个数为0,故C错误;
对于B,的图象的对称轴是直线,在轴右侧,故B错误;
对于D,因的图象对称轴:,在区间上单调递增,故D正确.
故选:D.
9.(2026·江苏南通·模拟)(多选)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.的定义域为 B.在上单调递增
C.若,则实数的最大值为 D.若,则实数的最大值为1
【答案】BC
【详解】因为恒成立,所以恒成立,所以的定义域为,
故A错误;因为函数在上单调递增,则也单调递增,因此单调递减,
则单调递增,所以在上单调递增,故B正确;
因为,则,所以,
所以,所以,即.
若恒成立,则要小于等于的下确界,即,
所以实数的最大值为,故C正确;
若,则要小于的上确界,即,
所以实数没有最大值,故D错误.
故选:BC
10.【新考法】(多选)(2026·广东肇庆·二模)若存在,使得函数在区间和上单调递减,则下列说法正确的是( )
A. B.
C.在上单调递增 D.在上单调递减
【答案】BC
【详解】因为函数在上单调递增,所以原命题等价于“存在,使得函数在区间和上单调递减”.
又因为,所以,故A错误、B正确;
此时在上单调递增,在和上单调递减,
所以在上单调递增,在和上单调递减,故C正确、D错误.
故选:BC
11.【新情境】(多选)(2026·河南·三模)一款运动APP测得某运动员百米赛跑后半小时内心率y(单位:次/分钟)与停止运动后的时间t(单位:分钟)之间的关系满足,其中为正整数,表示不超过的最大整数.当时,心率为120次/分钟,当心率不低于90次/分钟时,身体处于“运动后活跃期”.该运动员的静息心率(休息时的心率)为60次/分钟,则下列结论正确的是( )
A. B.的最大值为124
C.该运动员第9分钟时恢复到静息心率 D.该运动员的“运动后活跃期”持续时间为5分钟
【答案】ABD
【详解】对于A,当时,,则,其中,为正整数,
当时,,此时,符合题意,
当时,,此时,不符合题意,
因为单调递减,且为正整数,所以,故A正确;
对于B,当且时,,
所以当时,取得最大值:,
当且时,,,
因为在上单调递减,所以,
所以当时,取得最大值:,
综上,的最大值为124,故B正确;
对于C,当时,,
所以该运动员第9分钟时没有恢复到静息心率,故C错误;
对于D,当且时,,
当时,取得最小值,,所以此阶段该运动员身体一直处于“运动后活跃期”,
当且时,,
,即,
所以,即,解得,所以有,,
综上,当且时,,
因此该运动员的“运动后活跃期”持续时间为5分钟,故D正确.
故选:ABD
12. 【新定义】若函数对于任意,总存在使得,则称是上的“a阶依赖函数”.若函数是上的“a阶依赖函数”,则实数的取值范围是___________.
【答案】
【详解】由题意可得,对于任意,总存在使得,
即有,则,即.
故答案为:
13.已知a>0且a≠1,函数f(x)=若函数f(x)在区间[0,2]上的最大值比最小值大,则a的值为___________.
【答案】或
【解析】①当0<a<1时,函数f(x)在[0,1]上单调递减,在(1,2]上也单调递减.∵f(0)=a0=1>-1+a,∴函数f(x)在[0,2]上的最大值为f(0)=1,∵f(2)=-2+a<a=f(1),∴函数f(x)在[0,2]上的最小值为f(2)=-2+a,
∴-2+a+=1,解得a=∈(0,1),符合题意.
②当a>1时,函数f(x)在[0,1]上单调递增,在(1,2]上单调递减.
∵f(1)=a>-1+a,∴函数f(x)在[0,2]上的最大值为f(1)=a.f(2)=-2+a,f(0)=a0=1,
当a∈(1,3)时,-2+a<1,此时函数f(x)在[0,2]上的最小值为f(2)=-2+a,
因此有-2+a+=a,无解;当a∈[3,+∞)时,-2+a≥1,此时函数f(x)在[0,2]上的最小值为f(0)=1,
因此有1+=a,解得a=∈(3,+∞),符合题意.综上所述,实数a的值为.
故答案为:或
14. 【新考法】(2026高三上·四川成都·专题练习)已知函数,
(1)判断并用定义证明函数的单调性;
(2)当时,恒成立,求的取值范围;
(3)若存在,使得不等式对任意恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)在R上单调递增,证明见解析;
(2);
(3)
【详解】(1),函数定义域为在R上单调递增,证明如下,
令,则,
因为,所以,即,
因为,所以,即,所以在R上单调递增;
(2)令,因为,所以,
依题意可得在上恒成立,因为,所以在上恒成立,
令,所以,又函数在[1,7]上单调递增,
所以当时,[(,所以;
(3)由(1)知,在上的最大值为,所以对任意恒成立,
即,令,
①,即时,在[1,2]上单调递增,所以,
所以,所以;
②,即时,在上单调递减,在上单调递增,
所以,所以,所以;
③,即时,在上单调递减,在上单调递增,
所以,所以,所以;
④,即时,在[1,2]上单调递减,
所以,所以,所以
综上可得,的取值范围为.
15. 【新定义】(2026·河北廊坊·阶段检测)对于函数,若存在实数对,使得等式对定义域中的任意都成立,则称函数是“型函数”.
(1)判断函数,是否是“型函数”;
(2)若对任意,恒成立,求实数的取值范围;
(3)若函数(其中,为常数,且)是“型函数”,且存在满足条件的实数对,求实数,满足的关系式.
【答案】(1)不是型函数,是型函数
(2)
(3)
【详解】(1)因为不可能恒成立,所以不是型函数;
因为,令,所以是型函数.
(2)因为任意,恒成立,所以恒成立,
令,因为,所以,则,
由于,的最小值为,所以,即.
(3)因为是“型函数”,且存在满足条件的实数对,
所以,
所以,,即.
真题·实战演练
高频考点:汇总近年高考真题高频考查方向:指数式大小比较、指数型函数零点判断、指数函数单调性综合应用、函数性质综合辨析。命题常结合幂函数、二次函数、不等式等知识交汇考查,以选择题为主,难度中等,重点考查学生对指数函数核心性质的灵活运用,是高考高频命题模块。
1.(2025·天津·高考真题)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由指数函数、幂函数的单调性可知:在上单调递减,在单调递增,
所以在定义域上单调递减,
显然,
所以根据零点存在性定理可知的零点位于.
故选:B
2.(2023·天津·高考真题)设,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由在R上递增,则,由在上递增,则.
所以.
故选:D
3.(2024·天津·高考真题)设,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为在上递增,且,所以,
所以,即,因为在上递增,且,
所以,即,所以,
故选:D
4.(2024·北京·高考真题)已知,是函数的图象上两个不同的点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由题意不妨设,因为函数是增函数,所以,即,
对于选项AB:可得,即,
根据函数是增函数,所以,故B正确,A错误;
对于选项D:例如,则,
可得,即,故D错误;
对于选项C:例如,则,
可得,即,故C错误,
故选:B.
5.(2023·全国甲卷·高考真题)已知函数.记,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】令,则开口向下,对称轴为,
因为,而,
所以,即
由二次函数性质知,
因为,而,
即,所以,
综上,,又为增函数,故,即.
故选:A.
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