内容正文:
专题03 函数及其性质
考点分类
五年考情(2022-2026)
命题规律
考点01 函数的概念及其表示(求值、定义域、值域、图像与解析式)
2026上海卷、2025北京卷
2024年新高考卷Ⅰ、2024上海卷
2023北京卷、2023上海卷
2022北京卷、2022浙江卷
以基本初等函数为载体,考查函数的定义域与值域等内容
考点02 幂指对函数的运算与应用
2026北京卷、2026天津卷、2026上海卷
2025年全国一卷、2025北京卷、
2025上海卷
2024年全国甲卷(理)、2024北京卷、2024天津卷、2024上海卷、
2023年新高考卷Ⅰ、2023年全国甲卷、2023北京卷、2023天津卷、
2023上海卷
2022年全国甲卷、2022北京卷、
2022天津卷、2022上海卷、2022浙江卷
考查指数和对数函数的单调性(比较大小等)、根据分段函数的单调性求参数、指对数的运算性质等
考点03 函数的性质及其应用(单调性、奇偶性、周期性、对称性)
2026新课标全国Ⅰ卷、2026新课标全国Ⅱ卷2026北京卷、2026天津卷、2026上海卷
2025年全国一卷、2025北京卷
2025天津卷、2025上海卷
2024年新高考卷Ⅰ、2024年全国甲卷2024天津卷、2024上海卷、
2023年新高考卷Ⅰ、2023年新高考卷Ⅱ、2023年全国甲卷、2023年全国乙卷、2023北京卷、2023天津卷、2023上海卷
2022年新高考卷Ⅰ、2022年新高考卷Ⅱ、2022年全国甲卷、2022年全国乙卷2022北京卷、2022天津卷、
2022上海卷、2022浙江卷
以抽象函数作为载体,考查函数的单调性、奇偶性、周期性及对称性
考点04 函数的零点与方程的根
2026新课标全国Ⅱ卷
2025天津卷、2025上海卷、
2024年新高考卷Ⅱ、2024年全国甲卷(理)、2024天津卷、2024上海卷
2023年新高考卷Ⅰ、2023天津卷、2023上海卷
2022北京卷、2022天津卷、2022上海卷
一般会结合其他知识点考查,需要掌握函数零点的定义和数形结合思路
考点01 函数的概念及其表示(求值、定义域、值域、图像与解析式)
1.(2026·上海·高考真题)平移对称法在几何学中具有重要的应用.设平面直角坐标系中有一图形,过内任意一点作垂直于轴的直线,满足为一线段.现沿方向平移这些线段,使得它们的中点均在轴上,这样叫做平移对称法.对于,,直线和直线围成的封闭图形,对它进行一次平移对称,得到的图像大致为( )
A. B.
C. D.
2.(2025·北京·高考真题)已知函数的定义域为D,则“的值域为”是“对任意,存在,使得”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
3.(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知函数的定义域为R,,且当时,则下列结论中一定正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(2025·北京·高考真题)关于定义域为的函数,给出下列四个结论:
①存在在上单调递增的函数使得恒成立;
②存在在上单调递减的函数使得恒成立;
③使得恒成立的函数存在且有无穷多个;
④使得恒成立的函数存在且有无穷多个.
其中正确结论的序号是________.
5.(2024·上海·高考真题)已知,求的的取值范围_______.
6.(2024·上海·高考真题)函数的定义域为_______.
7.(2024·上海·高考真题)已知则______.
8.(2023·北京·高考真题)已知函数,则____________.
9.(2023·上海·高考真题)已知,则的值域是______;
10.(2022·浙江·高考真题)已知函数则________;若当时,,则的最大值是_________.
11.(2022·北京·高考真题)函数的定义域是_________.
考点02 幂指对函数的运算与应用
1.(2026·上海·高考真题)为不为1的任意实数,则( ).
A. B. C. D.
2.(2026·天津·高考真题)已知函数,若,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
3.(2025·北京·高考真题)一定条件下,某人工智能大语言模型训练N个单位的数据量所需要的时间(单位:h),其中k为常数.在此条件下,已知训练数据量N从个单位增加到个单位时,训练时间增加20h;当训练数据量N从个单位增加到个单位时,训练时间增加( )
A.2h B.4h C.20h D.40h
4.(2025·上海·高考真题)设.下列各项中,能推出的一项是( )
A.,且 B.,且
C.,且 D.,且
5.(2025·全国一卷·高考真题)已知,则x,y,z的大小关系不可能是( )
A. B.
C. D.
6.(2025·上海·高考真题)幂函数在上是严格减函数,且经过,则的值可能是( ).
A. B. C. D.3
7.(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.
8.(2024·北京·高考真题)生物丰富度指数 是河流水质的一个评价指标,其中分别表示河流中的生物种类数与生物个体总数.生物丰富度指数d越大,水质越好.如果某河流治理前后的生物种类数没有变化,生物个体总数由变为,生物丰富度指数由提高到,则( )
A. B.
C. D.
9.(2024·天津·高考真题)设,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
10.(2023·北京·高考真题)下列函数中,在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
11.(2023·全国甲卷·高考真题)已知函数.记,则( )
A. B. C. D.
12.(2023·天津·高考真题)设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
13.(2022·上海·高考真题)下列函数定义域为的是( )
A. B. C. D.
14.(2022·天津·高考真题)化简( )
A.1 B. C.2 D.
15.(2022·天津·高考真题)设,,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
16.(2022·浙江·高考真题)已知,则( )
A.25 B.5 C. D.
17.(2022·全国甲卷·高考真题)已知,则( )
A. B. C. D.
18.(2022·北京·高考真题)在北京冬奥会上,国家速滑馆“冰丝带”使用高效环保的二氧化碳跨临界直冷制冰技术,为实现绿色冬奥作出了贡献.如图描述了一定条件下二氧化碳所处的状态与T和的关系,其中T表示温度,单位是K;P表示压强,单位是.下列结论中正确的是( )
A.当,时,二氧化碳处于液态
B.当,时,二氧化碳处于气态
C.当,时,二氧化碳处于超临界状态
D.当,时,二氧化碳处于超临界状态
19.(2022·北京·高考真题)已知函数,则对任意实数x,有( )
A. B.
C. D.
20.(多选题)(2023·新课标Ⅰ卷·高考真题)噪声污染问题越来越受到重视.用声压级来度量声音的强弱,定义声压级,其中常数是听觉下限阈值,是实际声压.下表为不同声源的声压级:
声源
与声源的距离
声压级
燃油汽车
10
混合动力汽车
10
电动汽车
10
40
已知在距离燃油汽车、混合动力汽车、电动汽车处测得实际声压分别为,则( ).
A. B.
C. D.
21.(2026·北京·高考真题)音高y(单位:)与频率f(单位:)满足,若,则f的取值范围为________.
22.(2024·上海·高考真题)函数的定义域为_______.
23.(2024·全国甲卷·高考真题)已知且,则______.
24.(2023·北京·高考真题)已知函数,则____________.
25.(2023·上海·高考真题)已知函数,且,则方程的解为______________.
26.(2022·上海·高考真题)已知函数的反函数为,则________
27.(2024·上海·高考真题)已知函数.
(1)若函数的图象经过点,求解不等式;
(2)若存在,使得、、依次成等差数列,求的取值范围.
28.(2022·上海·高考真题)
(1)若将函数图像向下移后,图像经过,求实数a,m的值.
(2)若且,求解不等式.
考点03 函数的性质及其应用(单调性、奇偶性、周期性、对称性)
1.(2026·北京·高考真题)下列函数是奇函数且在定义域上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
2.(2026·全国二卷·高考真题)已知是定义域为R的偶函数,,且当时,,则( )
A., B.,
C., D.,
3.(2026·天津·高考真题)函数的部分图象如图所示,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
4.(2026·上海·高考真题)对于函数,,设.对于点集,若存在,使得任取,总有,则称为“最低点”.对于函数和,以下说法中正确的是( )
A.若和都有最小值,则有最低点;
B.若有最低点,则和都有最小值;
C.若或有最小值,则有最低点;
D.若有最低点,则或有最小值.
5.(2025·北京·高考真题)为了得到函数的图象,只需把函数的图象上所有点的( )
A.横坐标变为原来的倍(纵坐标不变) B.横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变)
C.纵坐标变为原来的倍(横坐标不变) D.纵坐标变为原来的3倍(横坐标不变)
6.(2025·天津·高考真题)已知函数的图象如下,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
7.(2025·上海·高考真题)已知,C在上,则的面积( )
A.有最大值,但没有最小值 B.没有最大值,但有最小值
C.既有最大值,也有最小值 D.既没有最大值,也没有最小值
8.(2025·全国一卷·高考真题)已知是定义在上且周期为2的偶函数,当时,,则( )
A. B. C. D.
9.(2024·上海·高考真题)已知函数的定义域为,定义集合,在使得的所有中,下列成立的是( )
A.存在是偶函数 B.存在在处取最大值
C.存在是增函数 D.存在在处取到极小值
10.(2024·全国甲卷·高考真题)函数在区间的图象大致为( )
A. B.
C. D.
11.(2024·天津·高考真题)下列函数是偶函数的为( )
A. B. C. D.
12.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)设函数,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
13.(2023·北京·高考真题)下列函数中,在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
14.(2023·上海·高考真题)下列函数是偶函数的是( ).
A. B. C. D.
15.(2023·全国乙卷·高考真题)已知是偶函数,则( )
A. B. C.1 D.2
16.(2023·天津·高考真题)已知函数的部分图象如下图所示,则的解析式可能为( )
A. B.
C. D.
17.(2023·新课标Ⅰ卷·高考真题)设函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
18.(2023·新课标Ⅱ卷·高考真题)若为偶函数,则( ).
A. B.0 C. D.1
19.(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知函数在R上单调递增,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
20.(2022·天津·高考真题)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
21.(2022·新高考全国Ⅱ卷·高考真题)已知函数的定义域为R,且,则( )
A. B. C.0 D.1
22.(2022·全国乙卷·高考真题)如图是下列四个函数中的某个函数在区间的大致图像,则该函数是( )
A. B. C. D.
23.(2022·全国甲卷·高考真题)函数在区间的图象大致为( )
A. B.
C. D.
24.(2022·全国乙卷·高考真题)已知函数的定义域均为R,且.若的图像关于直线对称,,则( )
A. B. C. D.
25.(多选题)(2022·新高考全国Ⅰ卷·高考真题)已知函数及其导函数的定义域均为,记,若,均为偶函数,则( )
A. B. C. D.
26.(2026·上海·高考真题)已知函数是偶函数,当时,,若,则__________.
27.(2025·天津·高考真题)若,对,均有恒成立,则的最小值为_______
28.(2024·上海·高考真题)若函数是奇函数,则实数______.
29.(2023·北京·高考真题)设,函数,给出下列四个结论:
①在区间上单调递减;
②当时,存在最大值;
③设,则;
④设.若存在最小值,则a的取值范围是.
其中所有正确结论的序号是____________.
30.(2023·全国甲卷·高考真题)若为偶函数,则________.
31.(2022·北京·高考真题)设函数若存在最小值,则a的一个取值为________;a的最大值为___________.
32.(2022·上海·高考真题)若函数,为奇函数,则参数a的值为___________.
33.(2022·全国乙卷·高考真题)若是奇函数,则_____,______.
34.(2026·上海·高考真题)设是定义在上的函数.定义性质:若对任意,当时,,则称函数具有“性质”.
(1)判断函数是否具有“性质”;
(2)若分段函数具有“性质”,求所有满足条件的实数和的解;
(3)已知的值域为,且在上是严格增函数,证明:是偶函数的充要条件是:具有“性质”.
35.(2026·上海·高考真题)已知是,,的一个排列,若函数,,,对任意,都有且,则称是关于,,的一个排列,则关于,,的排列总数记为.
(1)已知,,,,判断是否为排列;
(2)对,,,满足条件的,求的取值范围;
(3)对,且对任意,,令,,,,证明:若严格减,则存在,使;若严格增,则存在,.
36.(2026·全国一卷·高考真题)已知函数的定义域为,且当时,.对任意,定义集合.
(1)若当时,,求;
(2)若是奇函数,,且,证明:;
(3)设满足:①若,则;②当时,.
(i)证明:;
(ii)证明:在区间单调递增.
37.(2025·上海·高考真题)已知函数的定义域是.对于,定义集合.
(1),求;
(2)对于集合,若对任意都有,则称是对称集.若是对称集,证明:“函数是偶函数”的充要条件是“对任意,是对称集”;
(3)若,.求的取值范围,使得对于任意,都有.
38.(2023·全国甲卷·高考真题)设,函数.
(1)求不等式的解集;
(2)若曲线与轴所围成的图形的面积为2,求.
考点04 函数的零点与方程的根
1.(2025·天津·高考真题)函数的零点所在区间是( )
A. B. C. D.
2.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)设函数,,当时,曲线与恰有一个交点,则( )
A. B. C.1 D.2
3.(2026·全国二卷·高考真题)若函数有两个零点,则的取值范围是__________.
4.(2025·上海·高考真题)关于x的方程的解集为__________.
5.(2024·全国甲卷·高考真题)曲线与在上有两个不同的交点,则的取值范围为______.
6.(2024·天津·高考真题)设,函数.若恰有一个零点,则的取值范围为______.
7.(2023·天津·高考真题)设,函数,若恰有两个零点,则的取值范围为_________.
8.(2023·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知函数在区间有且仅有3个零点,则的取值范围是________.
9.(2022·天津·高考真题)设,对任意实数x,用表示中的较小者.若函数至少有3个零点,则的取值范围为______.
10.(2022·北京·高考真题)若函数的一个零点为,则________;________.
11.(2022·上海·高考真题)已知为奇函数,当时,,且关于直线对称,设的正数解依次为、、、、、,则________
12.(2024·上海·高考真题)已知,
(1)设,求解:的值域;
(2)的最小正周期为,若在上恰有3个零点,求的取值范围.
13.(2023·上海·高考真题)函数
(1)当时,是否存在实数c,使得为奇函数;
(2)若函数过点,且函数图像与轴负半轴有两个不同交点,求实数a的取值范围.
试卷第1页,共3页
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专题03 函数及其性质
考点分类
五年考情(2022-2026)
命题规律
考点01 函数的概念及其表示(求值、定义域、值域、图像与解析式)
2026上海卷、2025北京卷
2024年新高考卷Ⅰ、2024上海卷
2023北京卷、2023上海卷
2022北京卷、2022浙江卷
以基本初等函数为载体,考查函数的定义域与值域等内容
考点02 幂指对函数的运算与应用
2026北京卷、2026天津卷、2026上海卷
2025年全国一卷、2025北京卷、
2025上海卷
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2023上海卷
2022年全国甲卷、2022北京卷、
2022天津卷、2022上海卷、2022浙江卷
考查指数和对数函数的单调性(比较大小等)、根据分段函数的单调性求参数、指对数的运算性质等
考点03 函数的性质及其应用(单调性、奇偶性、周期性、对称性)
2026新课标全国Ⅰ卷、2026新课标全国Ⅱ卷2026北京卷、2026天津卷、2026上海卷
2025年全国一卷、2025北京卷
2025天津卷、2025上海卷
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2022年新高考卷Ⅰ、2022年新高考卷Ⅱ、2022年全国甲卷、2022年全国乙卷2022北京卷、2022天津卷、
2022上海卷、2022浙江卷
以抽象函数作为载体,考查函数的单调性、奇偶性、周期性及对称性
考点04 函数的零点与方程的根
2026新课标全国Ⅱ卷
2025天津卷、2025上海卷、
2024年新高考卷Ⅱ、2024年全国甲卷(理)、2024天津卷、2024上海卷
2023年新高考卷Ⅰ、2023天津卷、2023上海卷
2022北京卷、2022天津卷、2022上海卷
一般会结合其他知识点考查,需要掌握函数零点的定义和数形结合思路
考点01 函数的概念及其表示(求值、定义域、值域、图像与解析式)
1.(2026·上海·高考真题)平移对称法在几何学中具有重要的应用.设平面直角坐标系中有一图形,过内任意一点作垂直于轴的直线,满足为一线段.现沿方向平移这些线段,使得它们的中点均在轴上,这样叫做平移对称法.对于,,直线和直线围成的封闭图形,对它进行一次平移对称,得到的图像大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先作出两函数在区间上的图象,根据平移对称法,分别算出和时,两函数的函数值,求得对应线段的中点的纵坐标,从而得出需要将两函数图象上下平移的长度,根据平移后对应点的坐标结合各选项逐一判断即得;也可以通过计算两函数的函数值差值等分量,根据该函数的类型结合选项确定答案.
【详解】方法一:依题意,作出函数与在上的图象.
按照平移对称法,当时,,线段中点纵坐标为,
则应将此时的线段沿方向向下平移,的图象上的对应点纵坐标应分别为和,故排除B项;
当时,,线段中点纵坐标为,则应将此时的线段沿方向向下平移,
的图象上的对应点纵坐标应分别为和,故可排除C,D两项,A项符合题意.
方法二:根据平移对称法的基本概念,将函数和函数在上的函数值差值等分在轴上下两侧,
等分量为,故在上线性变化,结合选项知,只有选项A符合题意.
故选:A.
2.(2025·北京·高考真题)已知函数的定义域为D,则“的值域为”是“对任意,存在,使得”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】由函数值域的概念结合特例,再根据充分条件、必要条件的概念即可求解.
【详解】若函数的值域为,则对任意,一定存在,使得,
取,则,充分性成立;
取,,则对任意,一定存在,使得,
取,则,但此时函数的值域为,必要性不成立;
所以“的值域为”是“对任意,存在,使得”的充分不必要条件.
故选:A.
3.(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知函数的定义域为R,,且当时,则下列结论中一定正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】代入得到,再利用函数性质和不等式的性质,逐渐递推即可判断.
【详解】因为当时,所以,
又因为,
则,
,
,
,
,则依次下去可知,则B正确;
且无证据表明ACD一定正确.
故选:B.
【点睛】关键点点睛:本题的关键是利用,再利用题目所给的函数性质,代入函数值再结合不等式同向可加性,不断递推即可.
4.(2025·北京·高考真题)关于定义域为的函数,给出下列四个结论:
①存在在上单调递增的函数使得恒成立;
②存在在上单调递减的函数使得恒成立;
③使得恒成立的函数存在且有无穷多个;
④使得恒成立的函数存在且有无穷多个.
其中正确结论的序号是________.
【答案】②③
【分析】利用反证法可判断①④的正误,构造函数并验证后可判断②③的正误.
【详解】对于①,若存在在上的增函数,满足,
则,即,
故时,,故,
故即,矛盾,故①错误;
对于②,取,该函数为上的减函数且,
故该函数符合,故②正确;
对于③,取,
此时,由可得有无穷多个,
故③正确;
对于④,若存在,使得,
令,则,但,矛盾,
故满足的函数不存在,故④错误.
故答案为:②③
5.(2024·上海·高考真题)已知,求的的取值范围_______.
【答案】
【分析】分与两段求解二次不等式可得.
【详解】根据题意知.
当时,,即,解得,则有;
当时,,即,,即时,不等式都成立.
综上所述,的的取值范围为.
故答案为:.
6.(2024·上海·高考真题)函数的定义域为_______.
【答案】
【分析】由对数函数性质即可得.
【详解】由题意可得,即的定义域为.
故答案为:.
7.(2024·上海·高考真题)已知则______.
【答案】
【分析】利用分段函数的形式可求.
【详解】因为故,
故答案为:.
8.(2023·北京·高考真题)已知函数,则____________.
【答案】1
【分析】根据给定条件,把代入,利用指数、对数运算计算作答.
【详解】函数,所以.
故答案为:1
9.(2023·上海·高考真题)已知,则的值域是______;
【答案】
【分析】分段讨论的范围即可.
【详解】当 时, 根据指数函数的图象与性质知,
当 时, .
综上: 的值域为 .
故答案为:.
10.(2022·浙江·高考真题)已知函数则________;若当时,,则的最大值是_________.
【答案】 /
【分析】结合分段函数的解析式求函数值,由条件求出的最小值,的最大值即可.
【详解】由已知,,
所以,
当时,由可得,所以,
当时,由可得,所以,
等价于,所以,
所以的最大值为.
故答案为:,.
11.(2022·北京·高考真题)函数的定义域是_________.
【答案】
【分析】根据偶次方根的被开方数非负、分母不为零得到方程组,解得即可;
【详解】解:因为,所以,解得且,
故函数的定义域为;
故答案为:
考点02 幂指对函数的运算与应用
1.(2026·上海·高考真题)为不为1的任意实数,则( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由,则.
2.(2026·天津·高考真题)已知函数,若,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据对数函数与绝对值的性质化简,再由指数函数、对数函数和幂函数的单调性比较大小即可.
【详解】由题意可得,
因为函数在上单调递增,所以,
又因函数在上单调递增,则,
所以,
因,且在上单调递增,
所以,即.
故.
3.(2025·北京·高考真题)一定条件下,某人工智能大语言模型训练N个单位的数据量所需要的时间(单位:h),其中k为常数.在此条件下,已知训练数据量N从个单位增加到个单位时,训练时间增加20h;当训练数据量N从个单位增加到个单位时,训练时间增加( )
A.2h B.4h C.20h D.40h
【答案】B
【分析】由题给条件列出不同训练数据量时所需的时间,结合对数的运算性质即可求解.
【详解】设当N取个单位、个单位、个单位时所需时间分别为,
由题意,,
,
,
因为,所以,
所以,
所以当训练数据量N从个单位增加到个单位时,训练时间增加4小时.
故选:B.
4.(2025·上海·高考真题)设.下列各项中,能推出的一项是( )
A.,且 B.,且
C.,且 D.,且
【答案】D
【分析】利用指数函数的性质分类讨论与1的关系即可判定选项.
【详解】∵,∴,
当时,定义域上严格单调递减,
此时若,则一定有成立,故D正确,C错误;
当时,定义域上严格单调递增,要满足,需,即A、B错误.
故选:D
5.(2025·全国一卷·高考真题)已知,则x,y,z的大小关系不可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】法一:设,对讨论赋值求出,即可得出大小关系,利用排除法求出;
法二:根据数形结合解出.
【详解】法一:设,所以
令,则,此时,A有可能;
令,则,此时,C有可能;
令,则,此时,D有可能;
故选:B.
法二:设,所以,
根据指数函数的单调性,易知各方程只有唯一的根,
作出函数的图象,以上方程的根分别是函数的图象与直线的交点纵坐标,如图所示:
易知,随着的变化可能出现:,,,,
故选:B.
6.(2025·上海·高考真题)幂函数在上是严格减函数,且经过,则的值可能是( ).
A. B. C. D.3
【答案】B
【分析】根据幂函数的单调性可排除C和D;根据幂函数过点,可排除A.
【详解】因为幂函数在上是严格减函数,所以,故C错误,D错误;
对于A,若,则,当时,,
所以幂函数过点,故A错误;
对于B,若,则,当时,,
所以幂函数过点,故B正确.
故选:B.
7.(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
【分析】根据指数函数和对数函数的单调性结合基本不等式分析判断AB;举例判断CD即可.
【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.
8.(2024·北京·高考真题)生物丰富度指数 是河流水质的一个评价指标,其中分别表示河流中的生物种类数与生物个体总数.生物丰富度指数d越大,水质越好.如果某河流治理前后的生物种类数没有变化,生物个体总数由变为,生物丰富度指数由提高到,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题意分析可得,消去即可求解.
【详解】由题意得,则,即,所以.
故选:D.
9.(2024·天津·高考真题)设,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用指数函数和对数函数的单调性分析判断即可.
【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
10.(2023·北京·高考真题)下列函数中,在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用基本初等函数的单调性,结合复合函数的单调性判断ABC,举反例排除D即可.
【详解】对于A,因为在上单调递增,所以在上单调递减,故A错误;
对于B,因为在上单调递增,在上单调递减,
所以在上单调递减,故B错误;
对于C,因为在上单调递减,在上单调递减,
所以在上单调递增,故C正确;
对于D,因为,,
显然在上不单调,D错误.
故选:C.
11.(2023·全国甲卷·高考真题)已知函数.记,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用作差法比较自变量的大小,再根据指数函数的单调性及二次函数的性质判断即可.
【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.
12.(2023·天津·高考真题)设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据对应幂、指数函数的单调性判断大小关系即可.
【详解】由在R上递增,则,
由在上递增,则.
所以.
故选:D
13.(2022·上海·高考真题)下列函数定义域为的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】化分数指数幂为根式,分别求出四个选项中函数的定义域得答案.
【解答】,定义域为,
,定义域为,
,定义域为,
,定义域为.
故选:C.
14.(2022·天津·高考真题)化简( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】C
【分析】根据对数的性质可求代数式的值.
【详解】原式
,
故选:C
15.(2022·天津·高考真题)设,,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用幂函数、对数函数的单调性结合中间值法可得出、、的大小关系.
【详解】因为,故.
故选:D.
16.(2022·浙江·高考真题)已知,则( )
A.25 B.5 C. D.
【答案】C
【分析】根据指数式与对数式的互化,幂的运算性质以及对数的运算性质即可解出.
【详解】因为,,即,所以.
故选:C.
17.(2022·全国甲卷·高考真题)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】法一:根据指对互化以及对数函数的单调性即可知,再利用基本不等式,换底公式可得,,然后由指数函数的单调性即可解出.
【详解】[方法一]:(指对数函数性质)
由可得,而,所以,即,所以.
又,所以,即,
所以.综上,.
[方法二]:【最优解】(构造函数)
由,可得.
根据的形式构造函数 ,则,
令,解得 ,由 知 .
在 上单调递增,所以 ,即 ,
又因为 ,所以 .
故选:A.
【点评】法一:通过基本不等式和换底公式以及对数函数的单调性比较,方法直接常用,属于通性通法;
法二:利用的形式构造函数,根据函数的单调性得出大小关系,简单明了,是该题的最优解.
18.(2022·北京·高考真题)在北京冬奥会上,国家速滑馆“冰丝带”使用高效环保的二氧化碳跨临界直冷制冰技术,为实现绿色冬奥作出了贡献.如图描述了一定条件下二氧化碳所处的状态与T和的关系,其中T表示温度,单位是K;P表示压强,单位是.下列结论中正确的是( )
A.当,时,二氧化碳处于液态
B.当,时,二氧化碳处于气态
C.当,时,二氧化碳处于超临界状态
D.当,时,二氧化碳处于超临界状态
【答案】D
【分析】根据与的关系图可得正确的选项.
【详解】当,时,,此时二氧化碳处于固态,故A错误.
当,时,,此时二氧化碳处于液态,故B错误.
当,时,与4非常接近,故此时二氧化碳处于固态,对应的是非超临界状态,故C错误.
当,时,因, 故此时二氧化碳处于超临界状态,故D正确.
故选:D
19.(2022·北京·高考真题)已知函数,则对任意实数x,有( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】直接代入计算,注意通分不要计算错误.
【详解】,故A错误,C正确;
,不是常数,故BD错误;
故选:C.
20.(多选题)(2023·新课标Ⅰ卷·高考真题)噪声污染问题越来越受到重视.用声压级来度量声音的强弱,定义声压级,其中常数是听觉下限阈值,是实际声压.下表为不同声源的声压级:
声源
与声源的距离
声压级
燃油汽车
10
混合动力汽车
10
电动汽车
10
40
已知在距离燃油汽车、混合动力汽车、电动汽车处测得实际声压分别为,则( ).
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】根据题意可知,结合对数运算逐项分析判断.
【详解】由题意可知:,
对于选项A:可得,
因为,则,即,
所以且,可得,故A正确;
对于选项B:可得,
因为,则,即,
所以且,可得,
当且仅当时,等号成立,故B错误;
对于选项C:因为,即,
可得,即,故C正确;
对于选项D:由选项A可知:,
且,则,
即,可得,且,所以,故D正确;
故选:ACD.
21.(2026·北京·高考真题)音高y(单位:)与频率f(单位:)满足,若,则f的取值范围为________.
【答案】
【详解】由题意,则,解得,
所以f的取值范围为.
22.(2024·上海·高考真题)函数的定义域为_______.
【答案】
【分析】由对数函数性质即可得.
【详解】由题意可得,即的定义域为.
故答案为:.
23.(2024·全国甲卷·高考真题)已知且,则______.
【答案】64
【分析】将利用换底公式转化成来表示即可求解.
【详解】由题,整理得,
或,又,
所以,故
故答案为:64.
24.(2023·北京·高考真题)已知函数,则____________.
【答案】1
【分析】根据给定条件,把代入,利用指数、对数运算计算作答.
【详解】函数,所以.
故答案为:1
25.(2023·上海·高考真题)已知函数,且,则方程的解为______________.
【答案】
【分析】分类讨论和,解方程的解,即可得出答案.
【详解】当时,,解得:,
当时,,解得:(舍去),
所以方程的解为.
故答案为:.
26.(2022·上海·高考真题)已知函数的反函数为,则________
【答案】
【分析】求出函数的反函数的解析式,进而可求得结果.
【详解】由可得,故,因此,.
故答案为:.
27.(2024·上海·高考真题)已知函数.
(1)若函数的图象经过点,求解不等式;
(2)若存在,使得、、依次成等差数列,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)代入点坐标计算求出,根据定义域和单调性即可求出的解集;
(2)根据的定义域将问题转化为时,得出有解,再结合分离常数法和换元,最后借助一元二次函数的性质进行求解即可.
【详解】(1),则,
,,,
,定义域为,
要解不等式,则,.
又在定义域内是严格增函数,
由,则,解得.
综上所述,不等式的解集为.
(2)的定义域为,存在,使得、、依次成等差数列,
则在方程中,应满足,
由,解得,问题转化为时,方程有实数解.
又,则,
即.
为严格单调函数,
,
,两边同除以得,.
令,由,则,
在有解.
又在上是严格增函数,
,即,
又,则.
28.(2022·上海·高考真题)
(1)若将函数图像向下移后,图像经过,求实数a,m的值.
(2)若且,求解不等式.
【答案】(1)
(2)答案见解析.
【分析】(1)由题知,再根据题意得,解方程即可得答案;
(2)根据题意,结合对数函数的单调性将不等式转化为的解集,再分类讨论求解即可.
【详解】(1)解:函数的定义域满足,即,
所以,要使函数的定义域非空,则,即.
若将函数图像向下移后得到的解析式为:
,.
所以在函数的图像上,即,
解得:,
所以,
(2)解:由题知,
,
,
因为函数在上单调递增,
所以等价于,展开整理得:,
所以,不等式的解集为的解,
所以,当时,不等式的解为;
当时,不等式的解为.
综上,当时,不等式的解为;当时,不等式的解为.
考点03 函数的性质及其应用(单调性、奇偶性、周期性、对称性)
1.(2026·北京·高考真题)下列函数是奇函数且在定义域上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A,在中,,则,函数为偶函数,故错误;
B,在中,,函数为奇函数,但在定义域上不单调递增,故错误;
方法一:
C,在中,,则,
,函数单调递减,故错误;
D,在中,,解得,
,则为奇函数,
,即函数在定义域上单调递增,故正确.
法二:
C,在中,,则,为奇函数,
∵和是减函数,
∴函数单调递减,故错误;
D,在中,,解得,
,为奇函数,
∵和是增函数,则为增函数,
∴函数单调递增,故正确.
2.(2026·全国二卷·高考真题)已知是定义域为R的偶函数,,且当时,,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【分析】根据推出周期性,分析可得,得到,再由可得.
【详解】,则,
,即的周期为,
结合奇偶性,周期性,故,
在上满足,说明的对称轴为,
则,解得,
又根据知,而,
则,于是,
即,解得
3.(2026·天津·高考真题)函数的部分图象如图所示,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】A、B、D项,结合特殊点即可排除;C项,求出奇偶性和单调性,即可判断.
【详解】由题意,
由题意及图得,函数为奇函数,且当时,,
对A选项,当时,,与图象不符,故A错误;
对B选项,当时,,与图象不符,故B错误;
对D选项,当时,,与图象不符,故D错误;
对C选项,在中,
,即该函数为奇函数,
,与图象相符,故C正确.
4.(2026·上海·高考真题)对于函数,,设.对于点集,若存在,使得任取,总有,则称为“最低点”.对于函数和,以下说法中正确的是( )
A.若和都有最小值,则有最低点;
B.若有最低点,则和都有最小值;
C.若或有最小值,则有最低点;
D.若有最低点,则或有最小值.
【答案】D
【分析】可以举反例证明选项A、B、C的命题均为假命题,对D,根据“最低点”的定义分析得或,再分类讨论即可.
【详解】对于A项,取,,取,,
则,;而无最低点,故A错误;
对于B项,取,,取,,
则无最小值,;而有最低点,故B错误;
对于C项,取,,取,,
则无最小值,;
因为的函数值可趋向于负无穷大,所以无最低点,则亦无最低点,故C错误;
对于D项,因为有最低点,不妨设为的最低点,且,且,
所以或,
若,则且对任意的,总有,即;
若,同理可知;
所以若有最低点,则或有最小值,故D正确.
故选:D.
5.(2025·北京·高考真题)为了得到函数的图象,只需把函数的图象上所有点的( )
A.横坐标变为原来的倍(纵坐标不变) B.横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变)
C.纵坐标变为原来的倍(横坐标不变) D.纵坐标变为原来的3倍(横坐标不变)
【答案】A
【分析】由,根据平移法则即可解出.
【详解】因为,所以将函数的图象上所有点的横坐标变成原来的倍,纵坐标不变,即可得到函数的图象,
故选:A.
6.(2025·天津·高考真题)已知函数的图象如下,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先由函数奇偶性排除AB,再由时函数值正负情况可得解.
【详解】由图可知函数为偶函数,而函数和函数为奇函数,故排除选项AB;
又当时,此时,
由图可知当时,,故C不符合,D符合.
故选:D
7.(2025·上海·高考真题)已知,C在上,则的面积( )
A.有最大值,但没有最小值 B.没有最大值,但有最小值
C.既有最大值,也有最小值 D.既没有最大值,也没有最小值
【答案】A
【分析】设出曲线上一点为,得出,将三角形的高转化成关于的函数,分析其单调性,从而求解.
【详解】设曲线上一点为,则,则,
,方程为:,即,
根据点到直线的距离公式,到的距离为:,
设,
由于,显然关于单调递减,,无最小值,
即中,边上的高有最大值,无最小值,
又一定,故面积有最大值,无最小值.
故选:A
8.(2025·全国一卷·高考真题)已知是定义在上且周期为2的偶函数,当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据周期性和奇偶性把待求自变量转化为的范围中求解.
【详解】由题知对一切成立,
于是.
故选:A
9.(2024·上海·高考真题)已知函数的定义域为,定义集合,在使得的所有中,下列成立的是( )
A.存在是偶函数 B.存在在处取最大值
C.存在是增函数 D.存在在处取到极小值
【答案】B
【分析】A选项利用偶函数的性质找到矛盾即可;B选项找到合适函数即可;C选项由定义得到集合与已知条件矛盾;D选项由集合的定义找到矛盾.
【详解】对于A选项:时,,
当时,, 任意的,恒成立,
若时偶函数,此时矛盾,故A选项错误;
对于B选项:若函数图像如下:
当时,,时,,当,,
∴存在在处取最大值,故B选项正确;
对于C选项:在时,若函数严格递增,则集合的取值不会是,
而是全体定义域,故C选项错误;
对于D选项:若存在在处取到极小值,则在在左侧存在,,与集合定义矛盾,故D选项错误.
故选:B
10.(2024·全国甲卷·高考真题)函数在区间的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用函数的奇偶性可排除A、C,代入可得,可排除D.
【详解】,
又函数定义域为,故该函数为偶函数,可排除A、C,
又,
故可排除D.
故选:B.
11.(2024·天津·高考真题)下列函数是偶函数的为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据偶函数的判定方法一一判断即可.
【详解】对A,设,函数定义域为,但,,则,故A错误;
对B,设,函数定义域为,
且,则为偶函数,故B正确;
对C,设,,
,则不是偶函数,故C错误;
对D,设,函数定义域为,
因为,且不恒为0,
则不是偶函数,故D错误.
故选:B.
12.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)设函数,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【分析】解法一:由题意可知:的定义域为,分类讨论与的大小关系,结合符号分析判断,即可得,代入可得最值;解法二:根据对数函数的性质分析的符号,进而可得的符号,即可得,代入可得最值.
【详解】解法一:由题意可知:的定义域为,
令解得;令解得;
若,当时,可知,
此时,不合题意;
若,当时,可知,
此时,不合题意;
若,当时,可知,此时;
当时,可知,此时;
可知若,符合题意;
若,当时,可知,
此时,不合题意;
综上所述:,即,
则,当且仅当时,等号成立,
所以的最小值为;
解法二:由题意可知:的定义域为,
令解得;令解得;
则当时,,故,所以;
时,,故,所以;
故, 则,
当且仅当时,等号成立,
所以的最小值为.
故选:C.
【点睛】关键点点睛:分别求、的根,以根和函数定义域为临界,比较大小分类讨论,结合符号性分析判断.
13.(2023·北京·高考真题)下列函数中,在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用基本初等函数的单调性,结合复合函数的单调性判断ABC,举反例排除D即可.
【详解】对于A,因为在上单调递增,所以在上单调递减,故A错误;
对于B,因为在上单调递增,在上单调递减,
所以在上单调递减,故B错误;
对于C,因为在上单调递减,在上单调递减,
所以在上单调递增,故C正确;
对于D,因为,,
显然在上不单调,D错误.
故选:C.
14.(2023·上海·高考真题)下列函数是偶函数的是( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】直接运用常见函数的奇偶性判断即可.
【详解】根据所学知识,知道为奇函数,为偶函数,为非奇非偶函数.
故选:B.
15.(2023·全国乙卷·高考真题)已知是偶函数,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【分析】根据偶函数的定义运算求解.
【详解】因为为偶函数,则,
又因为不恒为0,可得,即,
则,即,解得.
故选:D.
16.(2023·天津·高考真题)已知函数的部分图象如下图所示,则的解析式可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由图知函数为偶函数,应用排除,先判断B中函数的奇偶性,再判断A、C中函数在上的函数符号排除选项,即得答案.
【详解】由图知:函数图象关于y轴对称,其为偶函数,且,
由且定义域为R,即B中函数为奇函数,排除;
当时、,即A、C中上函数值为正,排除;
故选:D
17.(2023·新课标Ⅰ卷·高考真题)设函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用指数型复合函数单调性,判断列式计算作答.
【详解】函数在R上单调递增,而函数在区间上单调递减,
则有函数在区间上单调递减,因此,解得,
所以的取值范围是.
故选:D
18.(2023·新课标Ⅱ卷·高考真题)若为偶函数,则( ).
A. B.0 C. D.1
【答案】B
【分析】根据偶函数性质,利用特殊值法求出值,再检验即可.
【详解】因为 为偶函数,则 ,解得,
当时,,,解得或,
则其定义域为或,关于原点对称.
,
故此时为偶函数.
故选:B.
19.(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知函数在R上单调递增,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据二次函数的性质和分界点的大小关系即可得到不等式组,解出即可.
【详解】因为在上单调递增,且时,单调递增,
则需满足,解得,
即a的范围是.
故选:B.
20.(2022·天津·高考真题)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】分析函数的定义域、奇偶性、单调性及其在上的函数值符号,结合排除法可得出合适的选项.
【详解】函数的定义域为,
且,
函数为奇函数,CD选项错误;
又当时,,B选项错误.
故选:A.
21.(2022·新高考全国Ⅱ卷·高考真题)已知函数的定义域为R,且,则( )
A. B. C.0 D.1
【答案】A
【分析】法一:根据题意赋值即可知函数的一个周期为,求出函数一个周期中的的值,即可解出.
【详解】[方法一]:赋值加性质
因为,令可得,,所以,令可得,,即,所以函数为偶函数,令得,,即有,从而可知,,故,即,所以函数的一个周期为.因为,,,,,所以
一个周期内的.由于22除以6余4,
所以.故选:A.
[方法二]:【最优解】构造特殊函数
由,联想到余弦函数和差化积公式
,可设,则由方法一中知,解得,取,
所以,则
,所以符合条件,因此的周期,,且,所以,
由于22除以6余4,
所以.故选:A.
【整体点评】法一:利用赋值法求出函数的周期,即可解出,是该题的通性通法;
法二:作为选择题,利用熟悉的函数使抽象问题具体化,简化推理过程,直接使用具体函数的性质解题,简单明了,是该题的最优解.
22.(2022·全国乙卷·高考真题)如图是下列四个函数中的某个函数在区间的大致图像,则该函数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由函数图像的特征结合函数的性质逐项排除即可得解.
【详解】设,则,故排除B;
设,当时,,
所以,故排除C;
设,则,故排除D.
故选:A.
23.(2022·全国甲卷·高考真题)函数在区间的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由函数的奇偶性结合指数函数、三角函数的性质逐项排除即可得解.
【详解】令,
则,
所以为奇函数,排除BD;
又当时,,所以,排除C.
故选:A.
24.(2022·全国乙卷·高考真题)已知函数的定义域均为R,且.若的图像关于直线对称,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据对称性和已知条件得到,从而得到,,然后根据条件得到的值,再由题意得到从而得到的值即可求解.
【详解】因为的图像关于直线对称,
所以,
因为,所以,即,
因为,所以,
代入得,即,
所以,
.
因为,所以,即,所以.
因为,所以,又因为,
联立得,,
所以的图像关于点中心对称,因为函数的定义域为R,
所以
因为,所以.
所以.
故选:D
【点睛】含有对称轴或对称中心的问题往往条件比较隐蔽,考生需要根据已知条件进行恰当的转化,然后得到所需的一些数值或关系式从而解题.
25.(多选题)(2022·新高考全国Ⅰ卷·高考真题)已知函数及其导函数的定义域均为,记,若,均为偶函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】方法一:转化题设条件为函数的对称性,结合原函数与导函数图象的关系,根据函数的性质逐项判断即可得解.
【详解】[方法一]:对称性和周期性的关系研究
对于,因为为偶函数,所以即①,所以,所以关于对称,则,故C正确;
对于,因为为偶函数,,,所以关于对称,由①求导,和,得,所以,所以关于对称,因为其定义域为R,所以,结合关于对称,从而周期,所以,,故B正确,D错误;
若函数满足题设条件,则函数(C为常数)也满足题设条件,所以无法确定的函数值,故A错误.
故选:BC.
[方法二]:【最优解】特殊值,构造函数法.
由方法一知周期为2,关于对称,故可设,则,显然A,D错误,选BC.
故选:BC.
[方法三]:
因为,均为偶函数,
所以即,,
所以,,则,故C正确;
函数,的图象分别关于直线对称,
又,且函数可导,
所以,
所以,所以,
所以,,故B正确,D错误;
若函数满足题设条件,则函数(C为常数)也满足题设条件,所以无法确定的函数值,故A错误.
故选:BC.
【点评】方法一:根据题意赋值变换得到函数的性质,即可判断各选项的真假,转化难度较高,是该题的通性通法;
方法二:根据题意得出的性质构造特殊函数,再验证选项,简单明了,是该题的最优解.
26.(2026·上海·高考真题)已知函数是偶函数,当时,,若,则__________.
【答案】
【分析】根据偶函数的性质求解.
【详解】因为函数是偶函数,当时,,
所以,解得.
27.(2025·天津·高考真题)若,对,均有恒成立,则的最小值为_______
【答案】
【分析】先设,根据不等式的形式,为了消可以取,得到,验证时,是否可以取到,进而判断该最小值是否可取即可得到答案.
【详解】设,原题转化为求的最小值,
原不等式可化为对任意的,,
不妨代入,得,得,
当时,原不等式可化为,
即,
观察可知,当时,对一定成立,当且仅当取等号,
此时,,说明时,均可取到,满足题意,
故的最小值为.
故答案为:
28.(2024·上海·高考真题)若函数是奇函数,则实数______.
【答案】0
【分析】根据奇函数的定义求解.
【详解】是奇函数,则恒成立,
所以,解得
故答案为:0.
29.(2023·北京·高考真题)设,函数,给出下列四个结论:
①在区间上单调递减;
②当时,存在最大值;
③设,则;
④设.若存在最小值,则a的取值范围是.
其中所有正确结论的序号是____________.
【答案】②③
【分析】先分析的图像,再逐一分析各结论;对于①,取,结合图像即可判断;对于②,分段讨论的取值范围,从而得以判断;对于③,结合图像可知的范围;对于④,取,结合图像可知此时存在最小值,从而得以判断.
【详解】依题意,,
当时,,易知其图像为一条端点取不到值的单调递增的射线;
当时,,易知其图像是,圆心为,半径为的圆在轴上方的图像(即半圆);
当时,,易知其图像是一条端点取不到值的单调递减的曲线;
对于①,取,则的图像如下,
显然,当,即时,在上单调递增,故①错误;
对于②,当时,
当时,;
当时,显然取得最大值;
当时,,
综上:取得最大值,故②正确;
对于③,易知当时,在,且接近于处,的距离最小,
当时,,当且接近于处,,
此时,,
当时,且接近于处,的距离最小,
此时;故③正确;
对于④,取,则的图像如下,
因为,
结合图像可知,要使取得最小值,则点在上,点在,
同时的最小值为点到的距离减去半圆的半径,
此时,因为的斜率为,则,故直线的方程为,
联立,解得,则,
显然在上,满足取得最小值,
即也满足存在最小值,故的取值范围不仅仅是,故④错误.
故答案为:②③.
30.(2023·全国甲卷·高考真题)若为偶函数,则________.
【答案】2
【分析】利用偶函数的性质得到,从而求得,再检验即可得解.
【详解】因为为偶函数,定义域为,
所以,即,
则,故,
此时,
所以,
又定义域为,故为偶函数,
所以.
故答案为:2.
31.(2022·北京·高考真题)设函数若存在最小值,则a的一个取值为________;a的最大值为___________.
【答案】 0(答案不唯一) 1
【分析】根据分段函数中的函数的单调性进行分类讨论,可知,符合条件,不符合条件,时函数没有最小值,故的最小值只能取的最小值,根据定义域讨论可知或, 解得 .
【详解】解:若时,,∴;
若时,当时,单调递增,当时,,故没有最小值,不符合题目要求;
若时,
当时,单调递减,,
当时,
∴或,
解得,
综上可得;
故答案为:0(答案不唯一),1
32.(2022·上海·高考真题)若函数,为奇函数,则参数a的值为___________.
【答案】1
【分析】根据奇函数的定义可求参数的值.
【详解】当时,,
当时,,故,
而,故即,
故答案为:1.
33.(2022·全国乙卷·高考真题)若是奇函数,则_____,______.
【答案】 ; .
【分析】根据奇函数的定义即可求出.
【详解】[方法一]:奇函数定义域的对称性
若,则的定义域为,不关于原点对称
若奇函数的有意义,则且
且,
函数为奇函数,定义域关于原点对称,
,解得,
由得,,
,
故答案为:;.
[方法二]:函数的奇偶性求参
函数为奇函数
[方法三]:
因为函数为奇函数,所以其定义域关于原点对称.
由可得,,所以,解得:,即函数的定义域为,再由可得,.即,在定义域内满足,符合题意.
故答案为:;.
34.(2026·上海·高考真题)设是定义在上的函数.定义性质:若对任意,当时,,则称函数具有“性质”.
(1)判断函数是否具有“性质”;
(2)若分段函数具有“性质”,求所有满足条件的实数和的解;
(3)已知的值域为,且在上是严格增函数,证明:是偶函数的充要条件是:具有“性质”.
【答案】(1)没有,理由见解析
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)运用特例法,结合指数函数的单调性进行判断即可;
(2)根据一次函数的单调性,结合“性质”的特性进行求解即可;
(3)根据充要条件的定义,结合偶函数的性质、“性质”的特性进行运算证明即可.
【详解】(1)函数不具有“性质”,理由如下:
例如当时,显然成立,
,根据指数函数的单调性可知,
所以有,这与“性质”矛盾,故函数不具有“性质”;
(2)因为函数具有“性质”,所以取,有,
于是有,
当时,由,
当时,由,
若,若,则有,
取,
此时,但是,不符合“性质”,所以不符合题意,
故,此时,
若时,则,
由,
若时,则,
由,
因此,
综上所述:当且仅当时,满足条件;
(3)充分性:若具有“性质”,则是偶函数.
若存在,,不妨设,
记,即,
因为函数的值域为,
所以,
若,则有,
若,则有,
故对任意,,这与的值域为矛盾,
所以不成立,则有,因此函数是偶函数;
必要性:若是偶函数,则具有“性质”.
当时,因为在上是严格增函数,
所以,
又因为函数是偶函数,
所以由,因此具有“性质”.
所以是偶函数的充要条件是:具有“性质”.
35.(2026·上海·高考真题)已知是,,的一个排列,若函数,,,对任意,都有且,则称是关于,,的一个排列,则关于,,的排列总数记为.
(1)已知,,,,判断是否为排列;
(2)对,,,满足条件的,求的取值范围;
(3)对,且对任意,,令,,,,证明:若严格减,则存在,使;若严格增,则存在,.
【答案】(1)是排列;
(2);
(3)首先证明第1个结论,
观察(2)问的6个情况,若和在上同时成立,
那么排列都将是排列,此时至少为4.
当时,即,
因为是定义在上的函数,且严格单调递减,实数,
则恒成立,
又因为函数在上单调递增,
则在区间上,,.
若恒成立,则,
则只需,即,因为对任意的,,
则,则,则解得,
当时,即,
因为严格递减,所以且,
,
只要,就有,
则可取即可满足题意.
即存在,使得.
再证明第2个结论.
假设对于任意的,都有,
因为(2)中①排列始终满足条件,
则在剩下的5种排列中,只有唯一的一个是排列.
首先,我们证明不可能恒成立:
假设对于某个,在上恒有.
即,
即,
取.由于严格递增,
令,
则,
于是对任意正整数:
,
当时,,这与矛盾!
因此,不可能恒成立.则排列③排列和④排列永远不可能是排列.
接下来只剩②排列,其需满足,
⑤排列,其需满足,
⑥排列,其需满足,
下面证明:对于任意在上恒成立"与"在上恒成立"这两个命题,必须有且只有一个为真.
(i)若对任意,都有,即都有,
对于任意和,
则,
当且仅当时等号成立,又因为,故等号无法取到,
所以恒成立,
则对所有的恒成立.
则此时②排列,⑤排列,⑥排列均成立,
则,与假设矛盾!
(ii)并非对于所有都有,即,
则必定存在,使得,
设,
因为是严格单调递增的连续函数,
则对于已知的,总可以找到,使得,
即,即,
同时,因为严格递增且,必有.
即,
即,即,
则可取充分小的使得,即存在,使得,
所以"恒成立"这个命题是假的.
既然为假,那么"恒成立"必须为真.
即除①排列外剩余的5个排列中,只有②排列成立,此时满足,
则对于,在时都有:
,
即,
取,则对于任意:
,
因为严格递增,则.
则
又因为,
则
即,对任意都成立.
取,因为,则,
则对于内的任意,都满足,
因为,故有,
但是,之前我们得到,
即,则,
则有:, 这与我们的假设相矛盾.
综上,原命题成立,必然存在,使得.
【分析】(1)根据排列的定义判断即可;
(2)分析得,,的全排列均符合题意,则得到不等式组,解出即可;
(3)第一个结论分和讨论即可证明,第二个结论利用反证法即可证明.
【详解】(1)由题意得,
则当,,
则恒成立,
,
则恒成立,
故是为排列.
(2)若,则1,2,3的全排列均满足题意,
①,则有:,此时两个不等式显然成立.
②,则有:,即.
③,则有:,即.
④,则有:,即.
⑤,则有:.
⑥,则有:,即.
则上述不等式均要成立,取它们的交集有,
即,即对恒成立,
分离参数得,因为当时,,
所以.
(3)略.
36.(2026·全国一卷·高考真题)已知函数的定义域为,且当时,.对任意,定义集合.
(1)若当时,,求;
(2)若是奇函数,,且,证明:;
(3)设满足:①若,则;②当时,.
(i)证明:;
(ii)证明:在区间单调递增.
【答案】(1)
(2)由题意证明如下:
在中,是奇函数,当时,.
∴,当时,,
∴
在集合中,
当时,,
当时,,
当时,,
∴,
∵,
∴且,即,,
∵,
∴①当时,解得,
,,
此时,
②当时,解得,
,,
此时,
③当时,解得,
,,
此时,
综上,.
(3)(i)由题意证明如下,
法一:
若,则存在,使得,
条件①:若,则,
∴,则,
取,则,此时,
∵,则,即,
但,相矛盾,
∴
法二:
假设,则存在,使得,
从而,这导致,
但,
∵根据条件又有,矛盾,
∴假设不成立,.
(ii)由题意,(2)及(3)(i)证明如下,
在集合中,
要证在上单调递增,
即需证,,都有,
即需证,,都有,
①先证明:当时,,
假设,使得,
∵当时,,
∴,使得,
∴,
而当时,,
否则,使得,,与矛盾,
∴,
∴,
∴,
由(3)(i)得,,
则,
由条件②:当时,,
则,
否则时,与矛盾,
∴若,使得,则,,(*)
∴,使得,
则,
令,,
此时,则,则,
∴,
∵,
∴易取,满足,使得,
根据(*)可得,此时,与矛盾,
∴当时,,
②证明:对,,都有,
∵,,都有,
∴,
对任意给定的,取,则,
∴对,,都有,
∴在上单调递增.
【分析】(1)求出,写出表达式,即可求出;
(2)求出表达式,化简集合并得出表达式,利用得出与,对的三种情况进行分类讨论,即可证明结论;
(3)(i)法一:假设,则存在,使得,取,求出,与矛盾,进而证明结论;
法二:假设,则存在,使得,取,求出,与时矛盾,进而证明结论;
(ii)将证明转化为证,,都有,先证明:当时,,再证明对,,都有,进而证明出在上单调递增.
【详解】(1)由题意,
在中,,,
在中,
,
∴,
当时,,,解得,
当时,,解得,
∴,
∴.
(2)略
(3)(i)略
(ii)略
37.(2025·上海·高考真题)已知函数的定义域是.对于,定义集合.
(1),求;
(2)对于集合,若对任意都有,则称是对称集.若是对称集,证明:“函数是偶函数”的充要条件是“对任意,是对称集”;
(3)若,.求的取值范围,使得对于任意,都有.
【答案】(1)
(2)证明见详解
(3)
【分析】(1)根据对数函数的单调性即可求解;
(2)根据偶函数的定义和对称集的定义即可证明必要性和充分性;
(3)根据定义判断出函数单调不减,得到导函数大于等于0恒成立即可求解.
【详解】(1)由定义得,.
(2)证明:
必要性:因为函数是偶函数,所以对任意,,
对任意,若,即,则,
所以,所以对任意,是对称集.
充分性:若对任意,是对称集,
因为对任意,,所以,即①,
又,所以,即②.
由①②得,对任意,,
所以函数是偶函数.
综上,“函数是偶函数”的充要条件是“对任意,是对称集”,得证.
(3)因为对于任意,都有,
所以若,则,即若,则,
所以,所以在上单调不减,
所以对任意,恒成立.
当时,显然成立,;
当时,恒成立,令,,
所以在单调递减,单调递增,所以;
当时,恒成立,此时
因为在上单调递减,当时,,
时,,
所以;
综上,.
【点睛】关键点点睛:函数在区间上单调不减等价于导函数在区间上大于等于0恒成立.
38.(2023·全国甲卷·高考真题)设,函数.
(1)求不等式的解集;
(2)若曲线与轴所围成的图形的面积为2,求.
【答案】(1)
(2)2
【分析】(1)分和讨论即可;
(2)写出分段函数,画出草图,表达面积解方程即可.
【详解】(1)若,则,
即,解得,即,
若,则,
解得,即,
综上,不等式的解集为.
(2).
画出的草图,则与轴围成,
的高为,所以,
所以,解得.
考点04 函数的零点与方程的根
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
【分析】利用指数函数与幂函数的单调性结合零点存在性定理计算即可.
【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.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)设函数,,当时,曲线与恰有一个交点,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【分析】解法一:令,分析可知曲线与恰有一个交点,结合偶函数的对称性可知该交点只能在y轴上,即可得,并代入检验即可;解法二:令,可知为偶函数,根据偶函数的对称性可知的零点只能为0,即可得,并代入检验即可.
【详解】解法一:令,即,可得,
令,
原题意等价于当时,曲线与恰有一个交点,
注意到均为偶函数,可知该交点只能在y轴上,
可得,即,解得,
若,令,可得
因为,则,当且仅当时,等号成立,
可得,当且仅当时,等号成立,
则方程有且仅有一个实根0,即曲线与恰有一个交点,
所以符合题意;
综上所述:.
解法二:令,
原题意等价于有且仅有一个零点,
因为,
则为偶函数,
根据偶函数的对称性可知的零点只能为0,
即,解得,
若,则,
又因为当且仅当时,等号成立,
可得,当且仅当时,等号成立,
即有且仅有一个零点0,所以符合题意;
故选:D.
3.(2026·全国二卷·高考真题)若函数有两个零点,则的取值范围是__________.
【答案】
【分析】方法一:令,则即,,转化为一元二次方程有两个正根的问题.
方法二:把函数 有两个零点转化为方程有两个实数根的问题,再转化为,即函数与函数交点问题.
【详解】令,得,即,
方法一:
令,则,即,,
则一元二次方程有两个正根,
那么,
所以,的取值范围是.
方法二:
设,那么设,则,
由于在上单调递减,在上单调递增,
故在上单调递减,在上单调递增,且,
根据函数图象可知,函数有两个零点,则的取值范围是.
4.(2025·上海·高考真题)关于x的方程的解集为__________.
【答案】
【分析】根据的取值范围去绝对值,分类讨论解方程即可.
【详解】.
当时,令得;
当时,恒成立;
当时,令得.
综上所述,方程的解集为.
故答案为:.
5.(2024·全国甲卷·高考真题)曲线与在上有两个不同的交点,则的取值范围为______.
【答案】
【分析】将函数转化为方程,令,分离参数,构造新函数结合导数求得单调区间,画出大致图形数形结合即可求解.
【详解】令,即,令
则,令得,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,,
因为曲线与在上有两个不同的交点,
所以等价于与有两个交点,所以.
故答案为:
6.(2024·天津·高考真题)设,函数.若恰有一个零点,则的取值范围为______.
【答案】
【分析】结合函数零点与两函数的交点的关系,构造函数与,则两函数图象有唯一交点,分、与进行讨论,当时,计算函数定义域可得或,计算可得时,两函数在轴左侧有一交点,则只需找到当时,在轴右侧无交点的情况即可得;当时,按同一方式讨论即可得.
【详解】令,即,
由题可得,
当时,,有,则,不符合要求,舍去;
当时,则,
即函数与函数有唯一交点,
由,可得或,
当时,则,则,
即,整理得,
当时,即,即,
当,或(正值舍去),
当时,或,有两解,舍去,
即当时,在时有唯一解,
则当时,在时需无解,
当,且时,
由函数关于对称,令,可得或,
且函数在上单调递减,在上单调递增,
令,即,
故时,图象为双曲线右支的轴上方部分向右平移所得,
由的渐近线方程为,
即部分的渐近线方程为,其斜率为,
又,即在时的斜率,
令,可得或(舍去),
且函数在上单调递增,
故有,解得,故符合要求;
当时,则,
即函数与函数有唯一交点,
由,可得或,
当时,则,则,
即,整理得,
当时,即,即,
当,(负值舍去)或,
当时,或,有两解,舍去,
即当时,在时有唯一解,
则当时,在时需无解,
当,且时,
由函数关于对称,令,可得或,
且函数在上单调递减,在上单调递增,
同理可得:时,图象为双曲线左支的轴上方部分向左平移所得,
部分的渐近线方程为,其斜率为,
又,即在时的斜率,
令,可得或(舍去),
且函数在上单调递减,
故有,解得,故符合要求;
综上所述,.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:本题关键点在于将函数的零点问题转化为函数与函数的交点问题,从而可将其分成两个函数研究.
7.(2023·天津·高考真题)设,函数,若恰有两个零点,则的取值范围为_________.
【答案】
【分析】根据绝对值的意义,去掉绝对值,求出零点,再根据根存在的条件即可判断的取值范围.
【详解】(1)当时,,
即,
若时,,此时成立;
若时,或,
若方程有一根为,则,即且;
若方程有一根为,则,解得:且;
若时,,此时成立.
(2)当时,,
即,
若时,,显然不成立;
若时,或,
若方程有一根为,则,即;
若方程有一根为,则,解得:;
若时,,显然不成立;
综上,
当时,零点为,;
当时,零点为,;
当时,只有一个零点;
当时,零点为,;
当时,只有一个零点;
当时,零点为,;
当时,零点为.
所以,当函数有两个零点时,且.
故答案为:.
【点睛】本题的解题关键是根据定义去掉绝对值,求出方程的根,再根据根存在的条件求出对应的范围,然后根据范围讨论根(或零点)的个数,从而解出.
8.(2023·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知函数在区间有且仅有3个零点,则的取值范围是________.
【答案】
【分析】令,得有3个根,从而结合余弦函数的图像性质即可得解.
【详解】因为,所以,
令,则有3个根,
令,则有3个根,其中,
结合余弦函数的图像性质可得,故,
故答案为:.
9.(2022·天津·高考真题)设,对任意实数x,用表示中的较小者.若函数至少有3个零点,则的取值范围为______.
【答案】
【分析】设,,分析可知函数至少有一个零点,可得出,求出的取值范围,然后对实数的取值范围进行分类讨论,根据题意可得出关于实数的不等式,综合可求得实数的取值范围.
【详解】设,,由可得.
要使得函数至少有个零点,则函数至少有一个零点,则,
解得或.
①当时,,作出函数、的图象如下图所示:
此时函数只有两个零点,不合乎题意;
②当时,设函数的两个零点分别为、,
要使得函数至少有个零点,则,
所以,,解得;
③当时,,作出函数、的图象如下图所示:
由图可知,函数的零点个数为,合乎题意;
④当时,设函数的两个零点分别为、,
要使得函数至少有个零点,则,
可得,解得,此时.
综上所述,实数的取值范围是.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解.
10.(2022·北京·高考真题)若函数的一个零点为,则________;________.
【答案】 1
【分析】先代入零点,求得A的值,再将函数化简为,代入自变量,计算即可.
【详解】∵,∴
∴
故答案为:1,
11.(2022·上海·高考真题)已知为奇函数,当时,,且关于直线对称,设的正数解依次为、、、、、,则________
【答案】2
【分析】根据题意可得函数是以4为周期的周期函数,作出函数的图像,结合图像可知的几何意义为函数两条渐近线之间的距离,从而可得出答案.
【详解】解:因为为奇函数,所以,且,
又关于直线对称,所以,
所以,
则,
所以函数是以4为周期的周期函数,
作出函数和的图像如图所示:
由的正数解依次为、、、、、,
则的几何意义为函数两条渐近线之间的距离为2,
所以.
故答案为:2.
12.(2024·上海·高考真题)已知,
(1)设,求解:的值域;
(2)的最小正周期为,若在上恰有3个零点,求的取值范围.
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)利用三角函数的性质结合换元法求出单调性,再求解值域即可.
(2)利用三角函数的性质求解参数即可.
【详解】(1)因为,所以,
因为,所以令,
由正弦函数性质得在上单调递增,在上单调递减,
所以,故,
(2)由题意得,所以,可得,
当时,,,即,,
当时,,不符合题意,
当时,,符合题意,
当时,,符合题意,
当时,,符合题意,
所以,
即,故.
13.(2023·上海·高考真题)函数
(1)当时,是否存在实数c,使得为奇函数;
(2)若函数过点,且函数图像与轴负半轴有两个不同交点,求实数a的取值范围.
【答案】(1)不存在
(2)且
【分析】(1)将代入得,先考虑其定义域,再假设为奇函数,得到方程无解,从而得以判断;
(2)先半点代入求得,从而得到,再利用二次函数的根的分布得到关于的不等式组,解之可得,最后再考虑的情况,从而得到的取值范围.
【详解】(1)当时,,定义域为,
假设为奇函数,则,
而,则,此时无实数满足条件,
所以不存在实数,使得函数为奇函数;
(2)图像经过点,则代入得,解得,
所以,定义域为,
令,则的图像与轴负半轴有两个交点,
所以,即,解得,
若,即是方程的解,
则代入可得,解得或.
由题意得,所以实数的取值范围是且.
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