内容正文:
课时冲关12 对数与对数函数
[基础巩固练]
一、单选题
1.函数f(x)=的定义域是( )
A.(-3,0)
B.(-3,0]
C.(-∞,-3)∪(0,+∞)
D.(-∞,-3)∪(-3,0)
解析:A [因为f(x)=,所以要使函数f(x)有意义,需使即-3<x<0.]
2.已知a=log3,b=30.7,c=sin 3,则( )
A.a>b>c B.b>a>c
C.a>c>b D.b>c>a
解析:D [因为log3<log31=0,所以a<0,
因为30.7>30=1,所以b>1,
因为<3<π,所以0<sin 3<1,即0<c<1,
所以b>c>a.]
3.已知函数y=loga(x+c)(a,c为常数,其中a>0,a≠1)的图象如图所示,则下列结论成立的是( )
A.a>1,c>1 B.a>1,0<c<1
C.0<a<1,c>1 D.0<a<1,0<c<1
解析:D [由对数函数的性质得0<a<1,因为函数y=loga(x+c)的图象在c>0时是由函数y=logax的图象向左平移c个单位得到的,所以根据题中图象可知0<c<1.]
4.若f(x)=(x+a)ln为偶函数,则a=( )
A.-1 B.0
C. D.1
解析:B [由题意知g(x)=ln是奇函数,而f(x)=(x+a)g(x)为偶函数,有f(-x)=(-x+a)g(-x)=-(-x+a)g(x)=(x+a)g(x)=f(x),故x-a=x+a,则a=0.故选B.]
5.已知函数f(x)=,若f(lg(log310))=a,则f(lg(lg 3))=( )
A.ea-1 B.3a-1
C.e1-3a D.1-a
解析:D [f(x)=定义域为R,且f(-x)+f(x)=+=1,又lg(log310)=-lg(lg 3),所以f(lg(lg 3))+f(lg(log310))=1,所以f(lg(lg 3))=1-a.]
6.函数f(x)=log2(2x)与g(x)=2-x在同一直角坐标系下的图象大致是( )
解析:B [∵f(x)=log2(2x)=1+log2x为定义域上的增函数,g(x)=2-x为定义域上的增函数,∴A,C错误;∴g(0)=2-0=1,故D错误;只有B相符.]
7.已知函数f(x)=loga(3-x)+loga(x+1)(0<a<1),若f(x)的最小值为-2,则a=( )
A. B.
C. D.
解析:C [由,得-1<x<3,
所以函数f(x)=loga(3-x)+loga(x+1)(0<a<1)定义域为(-1,3),
因为y=loga(3-x)+loga(x+1)=loga[(3-x)(x+1)],由外层函数y=logat(0<a<1)和内层函数t=(3-x)(x+1)复合而成,
当-1<x<1时,内层函数单调递增,外层函数单调递减,所以f(x)单调递减,
当1<x<3时,内层函数单调递减,外层函数单调递减,所以f(x)单调递增,
所以f(x)min=f(1)=loga4=-2,所以a=±,又因为0<a<1,所以a=.]
二、多选题
8.已知函数y=logax(a>0且a≠1)与y=logb(-x)(b>0且b≠1)的图象关于坐标原点对称,则函数y=ax与y=logbx的大致图象可能是( )
解析:AC [在函数y=logax的图象上任取点(x,y),则点(-x,-y)在y=logb(-x)的图象上,
即,于是logbx=-logax=对任意x>0成立,则b=,
当0<a<1时,函数y=ax是R上的减函数,b>1,则y=logbx是(0,+∞)上的增函数,C符合,D不符合;
当a>1时,函数y=ax是R上的增函数,0<b<1,则y=logbx是(0,+∞)上的减函数,A符合,B不符合.]
9.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
解析:BC [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,故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)=log2(4-x)+log2x+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.]
三、填空题
10.若实数x、y满足lg x=m,
y=101-m,则xy=______________.
解析:由lg x=m,得x=10m,
所以xy=10m·101-m=10m+1-m=10.
答案:10
11.一种药在病人血液中的量保持1 000 mg以上才有疗效,而低于500 mg病人就有危险.现给某病人静脉注射了这种药2 000 mg,如果药在血液中以每小时10%的比例衰减,为了充分发挥药物的利用价值,那么从现在起经过__________小时内向病人的血液补充这种药,才能保持疗效.(附:lg 2≈0.301 0,lg 3≈0.477 1,精确到0.1 h)
解析:设x h后血液中的药物量为y mg,
则有y=2 000x,
令y≥1 000得:
x≤≈≈6.6,
故从现在起经过6.6 h内向病人的血液补充这种药,才能保持疗效.
答案:6.6
四、解答题
12.设f(x)=log2(ax-bx),且f(1)=1,f(2)=log212.
(1)求a,b的值;
(2)当x∈[1,2]时,求f(x)的最大值.
解:(1)因为f(x)=log2(ax-bx),且f(1)=1,
f(2)=log212,所以
即解得a=4,b=2.
(2)由(1)得f(x)=log2(4x-2x),令t=4x-2x,则t=4x-2x=2-,因为1≤x≤2,所以2≤2x≤4,所以≤2≤,即2≤t≤12,因为y=log2t在[2,12]上单调递增,所以ymax=log212=2+log23,即函数f(x)的最大值为2+log23.
13.已知函数f(x)=loga(x+1)-loga(1-x),a>0且a≠1.
(1)判断f(x)的奇偶性并予以证明;
(2)当a>1时,求使f(x)>0的x的解集.
解:(1)f(x)是奇函数,证明如下:因为f(x)
=loga(x+1)-loga(1-x),所以
解得-1<x<1,f(x)的定义域为(-1,1).
f(-x)=loga(-x+1)-loga(1+x)
=-[loga(1+x)-loga(-x+1)]=-f(x),
故f(x)是奇函数.
(2)因为当a>1时,y=loga(x+1)是增函数,y=loga(1-x)是减函数,所以当a>1时,
f(x)在定义域(-1,1)内是增函数,f(x)>0即loga(x+1)-loga(1-x)>0,loga>0,>1,>0,2x(1-x)>0,解得0<x<1,故使f(x)>0的x的解集为(0,1).
[能力提升练]
14.函数f(x)=x1-ln x,x∈(1,e)的最大值为( )
A.e2 B.e
C. D.
解析:D [由f(x)=x1-ln x,x∈(1,e),设y=f(x)=x1-ln x,x∈(1,e),
故ln y=(1-ln x)ln x,x∈(1,e),
令t=ln x,x∈(1,e),∴t∈(0,1),
则ln y=-t2+t=-2+,t∈(0,1),
当t=时,ln y=-2+取到最大值,故y的最大值为,即函数f(x)=x1-ln x,x∈(1,e)的最大值为.]
15.[多选]将正数x用科学记数法表示为x=a×10m,a∈[1,10),m∈Z,则lg x=m+lg a,我们把m,lg a分别叫做lg x的首数和尾数,若将lg x的首数记为S(x),尾数记为W(x),则下列说法正确的是( )
A.W(x)∈[0,1)
B.W(x)(x>0)是周期函数
C.若x,y>0,则S(xy)≥S(x)+S(y)
D.若x>y>0,则W=W(x)-W(y)
解析:AC [对于A,因为a∈[1,10),
所以W(x)=lg a∈[0,1),故A正确;
对于B,若W(y)=W(x),必有y=x·10k(k∈Z),不可能存在非零常数T,使得x+T=x·10k恒成立,不符合周期函数的定义,故B错误;
对于C,设x=a×10m,y=b×10n(a,b∈[1,10),m,n∈Z),则S(x)=m,S(y)=n,xy=ab×10m+n,若1≤ab<10,则S(xy)=m+n,若10≤ab<100,则xy=×10m+n+1,S(xy)=m+n+1,所以S(xy)≥S(x)+S(y),故C正确;
对于D,设x,y同选项C,W(x)=lg a,W(y)=lg b,=×10m-n,若1≤<10,则W=lg=lg a-lg b,若<<1,则=×10m-n-1,W=lg=lg a-lg b+1,所以W≥W(x)-W(y),故D错误.]
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