内容正文:
2027年高考一轮复习讲义
第7讲 对数与对数函数
知识点预览
1.对数的概念
一般地,如果ax=N(a>0,且a≠1),那么数x叫做以a为底N的对数,记作x=logaN,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.
以10为底的对数叫做常用对数,记作 lg N.
以e为底的对数叫做自然对数,记作 ln N.
2.对数的性质与运算性质
(1)对数的性质:loga1=0,logaa=1,=N(a>0,且a≠1,N>0).
(2)对数的运算性质
如果a>0,且a≠1,M>0,N>0,那么:
①loga(MN)=logaM+logaN;
②loga=logaM-logaN;
③logaMn=nlogaM (n∈R).
(3)对数换底公式:logab=(a>0,且a≠1;b>0;c>0,且c≠1).
3.对数函数的图象与性质
a>1
0<a<1
图象
定义域
(0,+∞)
值域
R
性质
过定点(1,0),即x=1时,y=0
当x>1时,y>0;当0<x<1时,y<0
当x>1时,y<0;当0<x<1时,y>0
增函数
减函数
4.反函数
指数函数y=ax(a>0,且a≠1)与对数函数y=logax(a>0,且a≠1)互为反函数,它们的图象关于直线y=x对称.
探究核心题型
考点一 对数式的运算
例1-1 (2026·洛阳模拟)已知3a=5b=m,且+=1,则实数m的值为 .
例1-2 (多选)下列运算中正确的是( )
A.=log75 B.ln(ln e)=0
C.lo=-1 D.=
跟踪训练
1 计算:2log32-log3+log320-log3= .
2. 计算:log535+-log5-log514= .
3. 若a>0,=,则等于( )
A.2 B.3 C.4 D.5
4. )(2025·扬州检测)计算:lg 25+lg 8+lg 5·lg 20+(lg 2)2.
考点二 对数函数的图象及应用
例2-1. 已知函数f(x)=loga(2x+b-1)(a>0且a≠1)的图象如图所示,则a,b满足的关系是( )
A.0<a-1<b<1
B.0<b<a-1<1
C.0<b-1<a<1
D.0<a-1<b-1<1
例2-2. (2025·深圳模拟)已知a>0,且a≠1,则函数y=loga的图象一定经过( )
A.第一、二象限 B.第一、三象限
C.第二、四象限 D.第三、四象限
跟踪训练
1. 已知函数f(x)=|log3x|,若a<b,且f(a)=f(b),则a+4b的取值范围是( )
A.[2,+∞) B.(2,+∞)
C.[5,+∞) D.(5,+∞)
2. (2025·海口模拟)已知函数f(x)=|log3x|,0<a<b,且f(a)=f(b),下列结论正确的是( )
A.0<a<1 B.>b
C.+b>3 D.a+2b>2
3. 已知实数m>0且m≠1,函数y=logm(x+n)的大致图象如图所示,则( )
A.m>1,n>1
B.m>1,0<n<1
C.0<m<1,n>1
D.0<m<1,0<n<1
4. (2024·乌鲁木齐检测)我国著名数学家华罗庚先生曾说:“数缺形时少直观,形缺数时难入微,数形结合百般好,隔离分家万事休.”在数学的学习和研究中,常用函数的图象来研究函数性质,也常用函数解析式来琢磨函数的图象特征,函数f(x)=ax与g(x)=(a>0且a≠1)在同一坐标系中的大致图象是( )
考点3 对数函数的性质及应用
命题点1 比较对数式的大小
例3-1. (2026·西安模拟)若a=lg 0.2,b=log32,c=log64,则关于a,b,c的大小关系,下列说法正确的是( )
A.c>b>a B.b>c>a
C.c>a>b D.a>b>c
命题点2 解对数方程、不等式
例3-2. (2025·沈阳模拟)已知函数f(x)=log2x-(x-1)2,则不等式f(x)<0的解集为 .
命题点3 对数函数的性质及应用
例3-3. (多选)(2026·岳阳模拟)关于函数f(x)=log2x+log2(4-x),下列说法正确的是( )
A.f(x)的最大值为1
B.f(x)在区间(0,2)上单调递增
C.f(x)的图象关于直线x=2对称
D.f(x)的图象关于点(2,0)对称
跟踪训练
1. 设a=log32,b=log96,c=,则( )
A.a>b>c B.c>b>a
C.b>c>a D.b>a>c
2. (2023·中山模拟)设实数a>0,则“2a>2”是“loga>0”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. (2025·苏州期末)已知a=log103,b=log53,c=,则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.b<a<c
C.a<c<b D.c<b<a
课时对点精练
一、单项选择题
1.(2023·德州模拟)若函数f(x)=loga(x+b)(a>0且a≠1,b∈R)的大致图象如图,则函数g(x)=a-x-b的大致图象是( )
2.设函数f(x)=ln|2x+1|-ln|2x-1|,则f(x)( )
A.是偶函数,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.是奇函数,且在上单调递减
3.(2023·宜宾模拟)已知函数f(x)=log2(x2-2x)在(a,+∞)上单调递增,则a的取值范围是( )
A.[2,+∞) B.[1,+∞)
C.(-∞,1] D.(-∞,0]
4.函数y=的定义域为( )
A.[1,+∞) B.
C. D.
5.(2026·潮汕期末) 若函数y=log3x与y=f(x)的图象关于直线y=x对称,则f等于( )
A. B. C. D.3
6.若<0,则x1与x2的关系正确的是( )
A.0<x2<x1<1 B.0<x1<x2<1
C.1<x1<x2 D.1<x2<x1
7. (2025·成都模拟)已知f(x)=loga(x-1)+1(a>0且a≠1)恒过定点M,且点M在直线+=1(m>0,n>0)上,则m+n的最小值为( )
A.3+2 B.8
C.4 D.4
8.(2025·本溪模拟)若不等式(x-1)2<logax(a>0且a≠1)在x∈(1,2]内恒成立,则实数a的取值范围为( )
A.(1,2] B.(1,2)
C.(1,] D.(,2)
二、多项选择题
9.(2025·贵阳模拟)已知2x=3y=6,则实数x,y满足( )
A.(x-1)(y-1)=1 B.x+y>4
C.+>1 D.xy>4
10.(2024·永州模拟)若10a=5,10b=20,则( )
A.a+b=4 B.b-a=lg 4
C.ab<2(lg 5)2 D.b-a>lg 5
11. (2026·烟台模拟)已知函数f(x)=lg(x2+ax-a),下列说法中正确的是( )
A.若f(x)的定义域为R,则a的取值范围是(-4,0)
B.若f(x)的值域为R,则a的取值范围是(-∞,-4]∪[0,+∞)
C.若a=2,则f(x)的单调递减区间为(-∞,-1)
D.若f(x)在(-2,-1)上单调递减,则a的取值范围是
三、填空题
12.(人教B版必修第二册P18例4改编)已知log4a=log25b=,则lg(ab)= .
13.计算:lg 25+lg 8-log227×log32+= .
14.(2023·龙岩模拟)已知函数y=f(x),若在定义域内存在实数x,使得f(-x)=-f(x),则称函数y=f(x)为定义域上的局部奇函数.若函数f(x)=log3(x+m)是[-2,2]上的局部奇函数,则实数m的取值范围是 .
四、解答题
15.(2025·南昌模拟)已知函数f(x)=log3(9x+1)+kx是偶函数.
(1)求k的值;(6分)
(2)解不等式f(x)≥log3(7·3x-1).(7分)
16. 已知f(x)=.
(1)若a=2,求f(x)的值域;
(2)若f(x)在(1,+∞)上单调递减,求a的取值范围.
17. . (2026·南通模拟)已知函数f(x)=log2.
(1)判断并证明f(x)的奇偶性;(6分)
(2)若对任意x∈,t∈[-2,2],不等式f(x)≥t2+at-6恒成立,求实数a的取值范围.(8分)
18. (2025·全国Ⅰ卷)已知2+log2x=3+log3y=5+log5z,则x,y,z的大小关系不可能为( )
A.x>y>z B.x>z>y
C.y>x>z D.y>z>x
19. 已知正实数x,y,z满足log2x=log3y=log5z≠0,则( )
A.x>y>z
B.x<y<z
C.x,y,z可能构成等比数列
D.关于x,y,z的方程x+y=z有且只有一组解
20. (多选)(2025·沈阳模拟)科学记数法可以将一个正数x表示成x=a×10b,a∈[1,10),b∈Z的形式,显然lg x=b+lg a,其中b叫做lg x的首数,记为f(x),lg a叫做lg x的尾数,记为g(x),则( )
A.f(e4)=1
B.g(e4)>
C.f(xy)=f(x)+f(y)
D.g(xy)=g(x)+g(y)
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第7讲 对数与对数函数
知识点预览
1.对数的概念
一般地,如果ax=N(a>0,且a≠1),那么数x叫做以a为底N的对数,记作x=logaN,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.
以10为底的对数叫做常用对数,记作 lg N.
以e为底的对数叫做自然对数,记作 ln N.
2.对数的性质与运算性质
(1)对数的性质:loga1=0,logaa=1,=N(a>0,且a≠1,N>0).
(2)对数的运算性质
如果a>0,且a≠1,M>0,N>0,那么:
①loga(MN)=logaM+logaN;
②loga=logaM-logaN;
③logaMn=nlogaM (n∈R).
(3)对数换底公式:logab=(a>0,且a≠1;b>0;c>0,且c≠1).
3.对数函数的图象与性质
a>1
0<a<1
图象
定义域
(0,+∞)
值域
R
性质
过定点(1,0),即x=1时,y=0
当x>1时,y>0;当0<x<1时,y<0
当x>1时,y<0;当0<x<1时,y>0
增函数
减函数
4.反函数
指数函数y=ax(a>0,且a≠1)与对数函数y=logax(a>0,且a≠1)互为反函数,它们的图象关于直线y=x对称.
探究核心题型
考点一 对数式的运算
例1-1 (2026·洛阳模拟)已知3a=5b=m,且+=1,则实数m的值为 .
答案 45
解析 由3a=5b=m,可知m>0,显然m≠1.
则a=log3m=,b=log5m=,
所以=,=,
由+=1,
可得==logm45=1,
所以m=45.
例1-2 (多选)下列运算中正确的是( )
A.=log75 B.ln(ln e)=0
C.lo=-1 D.=
答案 BCD
解析 对于A,=log57,故A错误;
对于B,ln(ln e)=ln 1=0,故B正确;
对于C,lo=lo==-1,故C正确;
对于D,===,故D正确.
跟踪训练
1 计算:2log32-log3+log320-log3= .
答案
解析 由题意可得2log32-log3+log320-log3
=log34-log3+log320-log35
=log3=log33
=.
2. 计算:log535+-log5-log514= .
答案 2
解析 原式=log535-log5-log514+
=log5+
=log5125-1=log553-1=3-1
=2.
3. 若a>0,=,则等于( )
A.2 B.3 C.4 D.5
答案 B
解析 由=,得a2=6,
而a>0,解得a=3,
所以=3.
4. )(2025·扬州检测)计算:lg 25+lg 8+lg 5·lg 20+(lg 2)2.
解 原式=2lg 5+lg 23+lg 5·(1+lg 2)+(lg 2)2
=2(lg 5+lg 2)+lg 5+lg 5×lg 2+(lg 2)2
=2+lg 5+lg 2(lg 5+lg 2)
=2+lg 5+lg 2
=2+1
=3.
考点二 对数函数的图象及应用
例2-1. 已知函数f(x)=loga(2x+b-1)(a>0且a≠1)的图象如图所示,则a,b满足的关系是( )
A.0<a-1<b<1
B.0<b<a-1<1
C.0<b-1<a<1
D.0<a-1<b-1<1
答案 A
解析 由函数图象可知,f(x)为增函数,故a>1.
函数图象与y轴的交点坐标为(0,logab),
由函数图象可知-1<logab<0,
解得<b<1.
综上,0<a-1<b<1.
例2-2. (2025·深圳模拟)已知a>0,且a≠1,则函数y=loga的图象一定经过( )
A.第一、二象限 B.第一、三象限
C.第二、四象限 D.第三、四象限
答案 D
解析 当x=0时,
y=loga=-1,
当0<a<1时,函数图象经过第二、三、四象限;
当a>1时,函数图象经过第一、三、四象限,
所以函数y=loga的图象一定经过第三、四象限.
跟踪训练
1. 已知函数f(x)=|log3x|,若a<b,且f(a)=f(b),则a+4b的取值范围是( )
A.[2,+∞) B.(2,+∞)
C.[5,+∞) D.(5,+∞)
答案 D
解析 画出f(x)=|log3x|的图象如图所示,
因为a<b,且f(a)=f(b),
所以-log3a=log3b,
故=b,且0<a<1,
令y=a+4b,所以y=a+,
由对勾函数的性质可知y=a+在(0,1)上单调递减,
故y=a+>1+=5,
故a+4b的取值范围是(5,+∞).
2. (2025·海口模拟)已知函数f(x)=|log3x|,0<a<b,且f(a)=f(b),下列结论正确的是( )
A.0<a<1 B.>b
C.+b>3 D.a+2b>2
答案 ACD
解析 因为0<a<b,f(a)=f(b),所以由函数f(x)=|log3x|的图象知0<a<1<b,所以A正确;
由f(a)=f(b),可得|log3a|=,
即-log3a=log3b,所以ab=1,即b=,所以B不正确;
因为0<a<1<b,且b=,所以+b=3b>3,所以C正确;
因为0<a<1<b,且b=,所以a+2b=a+.
因为函数y=x+(0<x<1)单调递减,
所以函数y=x+(0<x<1)的值域是(3,+∞),
因此a+>3,即a+2b>3>2,所以D正确.
3. 已知实数m>0且m≠1,函数y=logm(x+n)的大致图象如图所示,则( )
A.m>1,n>1
B.m>1,0<n<1
C.0<m<1,n>1
D.0<m<1,0<n<1
答案 C
解析 由图象可知函数y=logm(x+n)是减函数,所以0<m<1;
当x=0时,logm(x+n)=logmn<0,所以n>1.
4. (2024·乌鲁木齐检测)我国著名数学家华罗庚先生曾说:“数缺形时少直观,形缺数时难入微,数形结合百般好,隔离分家万事休.”在数学的学习和研究中,常用函数的图象来研究函数性质,也常用函数解析式来琢磨函数的图象特征,函数f(x)=ax与g(x)=(a>0且a≠1)在同一坐标系中的大致图象是( )
答案 C
解析 对于A,由指数函数的图象,可得a>1,则0<<1,即函数g(x)在(0,+∞)上单调递减,故A错误;
对于B,由指数函数的图象,可得0<a<1,则>1,即函数g(x)在(0,+∞)上单调递增,故B错误;
对于C,由指数函数的图象,可得a>1,则0<<1,即函数g(x)在(0,+∞)上单调递减,故C正确;
对于D,由指数函数的图象,可得a>1,则0<<1,即函数g(x)在(0,+∞)上单调递减,故D错误.
考点3 对数函数的性质及应用
命题点1 比较对数式的大小
例3-1. (2026·西安模拟)若a=lg 0.2,b=log32,c=log64,则关于a,b,c的大小关系,下列说法正确的是( )
A.c>b>a B.b>c>a
C.c>a>b D.a>b>c
答案 A
解析 ∵a=lg 0.2<lg 1=0,
b=log32>0,c=log64>0,
===×=<1,
∴b<c,即c>b>a.
命题点2 解对数方程、不等式
例3-2. (2025·沈阳模拟)已知函数f(x)=log2x-(x-1)2,则不等式f(x)<0的解集为 .
答案 (0,1)∪(2,+∞)
解析 由题意,不等式f(x)<0,即log2x-(x-1)2<0,
等价于求log2x<(x-1)2在(0,+∞)上的解,
令g(x)=log2x,h(x)=(x-1)2,则不等式为g(x)<h(x),
在同一平面直角坐标系中作出两个函数的图象,如图所示,
又g(1)=h(1)=0,g(2)=h(2)=1,由图可得不等式f(x)<0的解集为(0,1)∪(2,+∞).
命题点3 对数函数的性质及应用
例3-3. (多选)(2026·岳阳模拟)关于函数f(x)=log2x+log2(4-x),下列说法正确的是( )
A.f(x)的最大值为1
B.f(x)在区间(0,2)上单调递增
C.f(x)的图象关于直线x=2对称
D.f(x)的图象关于点(2,0)对称
答案 BC
解析 函数f(x)=log2x+log2(4-x)=log2(4x-x2)=log2[-(x-2)2+4](0<x<4),
当x=2时,4x-x2取到最大值4,
故此时f(x)=log2x+log2(4-x)取到最大值log24=2,A错误;
f(x)=log2(4x-x2)(0<x<4)可以看作是由函数y=log2u,u=-x2+4x(0<x<4)复合而成,而y=log2u是定义域上的增函数,u=-x2+4x(0<x<4)在(0,2)上单调递增,在(2,4)上单调递减,故f(x)在区间(0,2)上单调递增,在(2,4)上单调递减,B正确;
因为函数f(4-x)=log2(4-x)+log2x=f(x),故f(x)的图象关于直线x=2对称,C正确;
因为f(4-x)+f(x)=2f(x)=0不恒成立,故f(x)的图象不关于点(2,0)对称,D错误.
跟踪训练
1. 设a=log32,b=log96,c=,则( )
A.a>b>c B.c>b>a
C.b>c>a D.b>a>c
答案 D
解析 因为b=log96=lo=log3,且c==log3,
又<2<,函数y=log3x在(0,+∞)上单调递增,
则log3<log32<log3,所以c<a<b.
2. (2023·中山模拟)设实数a>0,则“2a>2”是“loga>0”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
解析 由2a>2,可得a>1.
由loga>0,
可得loga>loga1,
∴或
解得a>1或0<a<.
因此“2a>2”是“loga>0”的充分不必要条件.
3. (2025·苏州期末)已知a=log103,b=log53,c=,则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.b<a<c
C.a<c<b D.c<b<a
答案 A
解析 a=log103<log10=,
b=log53>log5=,b=log53<log55=1,
c=>=1,故a<b<c.
课时对点精练
一、单项选择题
1.(2023·德州模拟)若函数f(x)=loga(x+b)(a>0且a≠1,b∈R)的大致图象如图,则函数g(x)=a-x-b的大致图象是( )
答案 C
解析 根据函数f(x)=loga(x+b)的图象,可得0<a<1,0<b<1,
根据指数函数y=a-x(0<a<1)的图象与性质,
结合图象变换向下移动b个单位长度,可得函数g(x)=a-x-b的图象大致为C选项.
2.设函数f(x)=ln|2x+1|-ln|2x-1|,则f(x)( )
A.是偶函数,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.是奇函数,且在上单调递减
答案 D
解析 由f(x)=ln|2x+1|-ln|2x-1|,
得f(x)的定义域为,关于坐标原点对称,
又f(-x)=ln|1-2x|-ln|-2x-1|=ln|2x-1|-ln|2x+1|=-f(x),
∴f(x)为定义域上的奇函数,故排除A,C;
当x∈时,f(x)=ln(2x+1)-ln(1-2x),
∵y=ln(2x+1)在上单调递增,y=ln(1-2x)在上单调递减,
∴f(x)在上单调递增,故排除B;
当x∈时,f(x)=ln(-2x-1)-ln(1-2x)=ln =ln,
∵u=1+在上单调递减,f(u)=ln u在(0,+∞)上单调递增,
根据复合函数单调性可知f(x)在上单调递减,故D正确.
3.(2023·宜宾模拟)已知函数f(x)=log2(x2-2x)在(a,+∞)上单调递增,则a的取值范围是( )
A.[2,+∞) B.[1,+∞)
C.(-∞,1] D.(-∞,0]
答案 A
解析 由题意得,x2-2x>0⇒x∈(-∞,0)∪(2,+∞),
而函数y=x2-2x的对称轴为x=1,
所以函数y=x2-2x在(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
根据复合函数单调性“同增异减”的原则,函数f(x)的单调递增区间为(2,+∞),
又因为函数f(x)在(a,+∞)上单调递增,
所以a∈[2,+∞).
4.函数y=的定义域为( )
A.[1,+∞) B.
C. D.
答案 C
解析 函数y=的定义域满足
即解得<x≤1,
故函数的定义域为.
5.(2026·潮汕期末) 若函数y=log3x与y=f(x)的图象关于直线y=x对称,则f等于( )
A. B. C. D.3
答案 B
解析 因为函数y=log3x与y=f(x)的图象关于直线y=x对称,
所以f(x)=3x,所以f==.
6.若<0,则x1与x2的关系正确的是( )
A.0<x2<x1<1 B.0<x1<x2<1
C.1<x1<x2 D.1<x2<x1
答案 C
解析 因为<0,
所以log0.8x2<log0.8x1<0=log0.81,
又因为y=log0.8x在(0,+∞)上单调递减,
所以1<x1<x2.
7. (2025·成都模拟)已知f(x)=loga(x-1)+1(a>0且a≠1)恒过定点M,且点M在直线+=1(m>0,n>0)上,则m+n的最小值为( )
A.3+2 B.8
C.4 D.4
答案 A
解析 对于函数f(x)=loga(x-1)+1(a>0且a≠1),f(2)=loga1+1=1,即点M(2,1),
由题意可得+=1(m>0,n>0),
所以m+n=(m+n)=3++
≥3+2=3+2,
当且仅当=,
即m=2+,n=+1时,等号成立,
故m+n的最小值为3+2.
8.(2025·本溪模拟)若不等式(x-1)2<logax(a>0且a≠1)在x∈(1,2]内恒成立,则实数a的取值范围为( )
A.(1,2] B.(1,2)
C.(1,] D.(,2)
答案 B
解析 若0<a<1,此时x∈(1,2],logax<0,而(x-1)2>0,
故(x-1)2<logax无解;
若a>1,此时x∈(1,2],logax>0,而(x-1)2>0,
令f(x)=logax,g(x)=(x-1)2,
画出函数f(x)与g(x)的图象,如图,
若不等式(x-1)2<logax在x∈(1,2]内恒成立,
则loga2>1,解得a∈(1,2).
二、多项选择题
9.(2025·贵阳模拟)已知2x=3y=6,则实数x,y满足( )
A.(x-1)(y-1)=1 B.x+y>4
C.+>1 D.xy>4
答案 ABD
解析 因为2x=3y=6,
所以x=log26=1+log23,y=log36=1+log32,
所以(x-1)(y-1)=log23×log32=1,A正确;
x+y=2+log23+log32>2+2=4,B正确;
+=log62+log63=1,C错误;
由+=1,可得xy=x+y>4,D正确.
10.(2024·永州模拟)若10a=5,10b=20,则( )
A.a+b=4 B.b-a=lg 4
C.ab<2(lg 5)2 D.b-a>lg 5
答案 BC
解析 由10a=5,10b=20,
得a=lg 5,b=lg 20,
则a+b=lg 5+lg 20=lg(5×20)=lg 100=2,故A错误;
b-a=lg 20-lg 5=lg =lg 4<lg 5,故B正确,D错误;
ab=lg 5×lg 20=lg 5×(lg 4+lg 5)
=lg 5×lg 4+(lg 5)2,
∵lg 4<lg 5,
∴lg 5×lg 4+(lg 5)2<lg 5×lg 5+(lg 5)2
=2(lg 5)2,
∴ab<2(lg 5)2,故C正确.
11. (2026·烟台模拟)已知函数f(x)=lg(x2+ax-a),下列说法中正确的是( )
A.若f(x)的定义域为R,则a的取值范围是(-4,0)
B.若f(x)的值域为R,则a的取值范围是(-∞,-4]∪[0,+∞)
C.若a=2,则f(x)的单调递减区间为(-∞,-1)
D.若f(x)在(-2,-1)上单调递减,则a的取值范围是
答案 ABD
解析 选项A,x2+ax-a>0对任意x∈R恒成立,即Δ=a2+4a<0,解得-4<a<0,A正确;
选项B,x2+ax-a≤0有解,因此Δ=a2+4a≥0,解得a≤-4或a≥0,B正确;
选项C,当a=2时,f(x)=lg(x2+2x-2),由x2+2x-2=(x+1)2-3>0得x<-1-或x>-1+,根据复合函数的单调性得其单调递减区间是(-∞,-1-),C错误;
选项D,f(x)在(-2,-1)上单调递减,
则解得a≤,D正确.
三、填空题
12.(人教B版必修第二册P18例4改编)已知log4a=log25b=,则lg(ab)= .
答案 2
解析 由log4a=log25b=可得a=,b=,所以ab=×=(4×25==(102=,
所以lg(ab)=2.
13.计算:lg 25+lg 8-log227×log32+= .
答案 2
解析 原式=2lg 5+2lg 2-3log23×log32+3=2(lg 5+lg 2)-3+3=2.
14.(2023·龙岩模拟)已知函数y=f(x),若在定义域内存在实数x,使得f(-x)=-f(x),则称函数y=f(x)为定义域上的局部奇函数.若函数f(x)=log3(x+m)是[-2,2]上的局部奇函数,则实数m的取值范围是 .
答案 (2,]
解析 因为f(x)=log3(x+m)是[-2,2]上的局部奇函数,
所以x+m>0在[-2,2]上恒成立,
所以m-2>0,即m>2,
由局部奇函数的定义,存在x∈[-2,2],
使得log3(-x+m)=-log3(x+m),
即log3(-x+m)+log3(x+m)=log3(m2-x2)=0,所以存在x∈[-2,2],
使得m2-x2=1,即m2=x2+1,
又因为x∈[-2,2],所以x2+1∈[1,5],
所以m2∈[1,5],
即m∈[-,-1]∪[1,],
综上,m∈(2,].
四、解答题
15.(2025·南昌模拟)已知函数f(x)=log3(9x+1)+kx是偶函数.
(1)求k的值;(6分)
(2)解不等式f(x)≥log3(7·3x-1).(7分)
解 (1)∵f(x)是偶函数,
∴f(-x)=f(x),
即log3(9-x+1)-kx=log3(9x+1)+kx对任意x∈R恒成立,
∴2kx=log3(9-x+1)-log3(9x+1)
=log3=log33-2x=-2x,
∴k=-1.
(2)由(1)得f(x)=log3(9x+1)-x=log3(9x+1)-log33x=log3=log3(3x+3-x),
则不等式f(x)≥log3(7·3x-1)等价于3x+3-x≥7·3x-1>0,
由7·3x-1>0,解得x>-log37;
由3x+3-x≥7·3x-1,
得6·(3x)2-3x-1≤0,
得0<3x≤,
即x≤-log32,
综上,不等式的解集为{x|-log37<x≤-log32}.
16. 已知f(x)=.
(1)若a=2,求f(x)的值域;
(2)若f(x)在(1,+∞)上单调递减,求a的取值范围.
解 (1)当a=2时,f(x)=,
令t=x2-2x+10=(x-1)2+9,
∴t≥9,f(x)≤=-2,
∴f(x)的值域为(-∞,-2].
(2)令u=x2-ax+5a,
∵y=为减函数,f(x)在(1,+∞)上单调递减,
∴u=x2-ax+5a在(1,+∞)上单调递增,
∴解得-≤a≤2,
∴a的取值范围是.
17. . (2026·南通模拟)已知函数f(x)=log2.
(1)判断并证明f(x)的奇偶性;(6分)
(2)若对任意x∈,t∈[-2,2],不等式f(x)≥t2+at-6恒成立,求实数a的取值范围.(8分)
解 (1)f(x)为奇函数,证明如下:
由解析式易知>0⇒(x-1)(x+1)<0⇒-1<x<1,即函数的定义域为(-1,1),
而f(-x)=log2=-log2=-f(x),故f(x)为奇函数.
(2)由m==-1在上单调递减,而y=log2m在定义域上为增函数,
所以f(x)在上单调递减,
故f(x)min=f=-1,
要使任意x∈,t∈[-2,2],不等式f(x)≥t2+at-6恒成立,
只需t2+at-6≤-1在t∈[-2,2]上恒成立,
即t2+at-5≤0在t∈[-2,2]上恒成立,
由y=t2+at-5的图象开口向上,
则⇒-≤a≤,
综上,实数a的取值范围为.
18. (2025·全国Ⅰ卷)已知2+log2x=3+log3y=5+log5z,则x,y,z的大小关系不可能为( )
A.x>y>z B.x>z>y
C.y>x>z D.y>z>x
答案 B
解析 方法一 设2+log2x=3+log3y=5+log5z=m,
令m=2,则x=1,y=3-1=,z=5-3=,此时x>y>z,A有可能;
令m=5,则x=8,y=9,z=1,此时y>x>z,C有可能;
令m=8,则x=26=64,y=35=243,z=53=125,此时y>z>x,D有可能.
方法二 设2+log2x=3+log3y=5+log5z=t,
则x=2t-2,y=3t-3,z=5t-5.
当x>y时,2t-2>3t-3,解得t<<5;
当z>y时,5t-5>3t-3,解得t>>5.
因此当x>z>y时,t无解,故选B.
19. 已知正实数x,y,z满足log2x=log3y=log5z≠0,则( )
A.x>y>z
B.x<y<z
C.x,y,z可能构成等比数列
D.关于x,y,z的方程x+y=z有且只有一组解
答案 D
解析 令log2x=log3y=log5z=t≠0,
则x=2t,y=3t,z=5t,
令g(k)=kt,
由幂函数图象的性质可知,
当t>0时,g(k)=kt在(0,+∞)上单调递增,故2t<3t<5t,即x<y<z,
当t<0时,g(k)=kt在(0,+∞)上单调递减,故2t>3t>5t,即x>y>z,
故A,B不一定正确;
假设x,y,z成等比数列,
则y2=xz⇒(3t)2=2t·5t⇒9t=10t,
则t=0,与已知矛盾,故C错误;
因为x+y=z,则2t+3t=5t,即t+t=1,
令f(t)=t+t-1,由指数函数的性质可知f(t)为减函数,
注意到f(1)=0,故f(t)只有一个零点,
即t+t=1只有一个解t=1,
所以x+y=z只有一组解x=2,y=3,z=5,故D正确.
20. (多选)(2025·沈阳模拟)科学记数法可以将一个正数x表示成x=a×10b,a∈[1,10),b∈Z的形式,显然lg x=b+lg a,其中b叫做lg x的首数,记为f(x),lg a叫做lg x的尾数,记为g(x),则( )
A.f(e4)=1
B.g(e4)>
C.f(xy)=f(x)+f(y)
D.g(xy)=g(x)+g(y)
答案 AB
解析 因为10<24<e4<34<100,
所以e4用科学记数法表示为e4=×10,
所以lg e4=1+lg,所以f(e4)=1,故A正确;
因为e3>10,所以e>1,即e4>1,
所以>1,则g(e4)=lg>,故B正确;
令x=2,y=5,则f(xy)=f(10)=1,
f(x)=f(2)=0,f(y)=f(5)=0,
所以f(xy)≠f(x)+f(y),故C错误;
令x=2,y=5,则g(xy)=g(10)=0,
g(x)=g(2)=lg 2,g(y)=g(5)=lg 5,
所以g(xy)≠g(x)+g(y),故D错误.
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