内容正文:
第四章
对数运算与对数函数
第1讲 描述运动的基本概念
高考模拟练
第1讲 描述运动的基本概念
应用实践
1.[2026浙江台州联考]已知 + =2,记z=2x=5y,则z= ( )
A. B. C. D.10
C
解析 由z=2x得x=log2z,由z=5y得y=log5z,则 =logz2, =logz5,
因此 + =logz2+logz5=logz10=2,因此z2=10,又z=2x>0,故z= .
第1讲 描述运动的基本概念
2.[2025江西景德镇质检]已知f(x)的定义域为R,f(2x+1)是奇函数,当x>1时,f(x)=log2(2x-1-1),则f(x)≥0的解
集是 ( )
A.[0,1)∪[2,+∞) B.[0,1]∪[2,+∞)
C.(-∞,0)∪[2,+∞) D.(-∞,0]∪[2,+∞)
B
解析 ∵f(2x+1)是奇函数,∴f(2x+1)+f(-2x+1)=0,则f(x)的图象关于点(1,0)对称.
又f(x)的定义域为R,故f(1)=0.
当x>1时,令f(x)≥0,即log2(2x-1-1)≥0,解得x≥2,符合x>1.
根据对称性可知当x<1时,0≤x<1.
综上所述,f(x)≥0的解集是[0,1]∪[2,+∞).
第1讲 描述运动的基本概念
3.[2026江西赣州南康中学测试]已知函数f(x)=ln|x-2|-ln|x|,则( )
A.f(x)的定义域为R
B.f(x)在区间(-∞,0)上单调递减
C.f(x)的图象关于点(1,0)对称
D.f >f
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于A,若函数f(x)有意义,则 解得x≠2且x≠0,
因此f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,2)∪(2,+∞),故A错误;
对于B,当x∈(-∞,0)时,f(x)=ln(2-x)-ln(-x)=ln =ln ,
y=1- 在(-∞,0)上单调递增,且y=1- >0,
又y=ln x在(0,+∞)上单调递增,所以f(x)在(-∞,0)上单调递增,故B错误;
对于C,f(2-x)+f(x)=ln|2-x-2|-ln|2-x|+ln|x-2|-ln|x|=0,
因此f(x)的图象关于点(1,0)对称,故C正确;
对于D, =log2 =log2 <log2 =log23,则-log23<- <0,
即log2 =-log23<- ,因此f <f ,故D错误.
第1讲 描述运动的基本概念
4.[多选题][2026陕西西安交大附中航天高级中学诊断]在同一坐标系下,下列选项中的两个函数的图象
与其对应的解析式正确的是 ( )
ACD
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于A,指数函数y=ax与对数函数y=logax互为反函数,则其图象关于直线y=x对称,故A正确;
对于B,对于y=logax,由题图及对数函数的性质得a>1,
对于y=a|x|,当x≥0时,函数为y=ax,当x<0时,函数为y=a-x= ,
由题图得y=a|x|在(-∞,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减,
则 解得0<a<1,矛盾,故B错误;
对于C,令f(x)=logax,g(x)= x,
由换底公式得g(x)= x= =-logax=-f(x),
设点(x,y)在f(x)的图象上,则点(x,-y)在g(x)的图象上,可得f(x)与g(x)的图象关于x轴对称,故C正确;
第1讲 描述运动的基本概念
对于D,对于y=logax,由题图及对数函数的性质得0<a<1,从而作出y=ax的图象,如图,
由反函数的性质得y=ax与y=logax的图象关于直线y=x对称,
而y= =a-x,设点(x,y)在y=ax的图象上,则点(-x,y)在y= 的图象上,
得到y=ax与y= 的图象关于y轴对称,故D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
5.[2026江西宜春第一中学月考]若实数x,y满足log2x+logy3=log2y+logx2,则下列结论不可能成立的是
( )
A.1<x<y2 B.1<y<x2
C.0<y2<x<1 D.0<y<x2<1
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由log2x+logy3=log2y+logx2得log2x-logx2=log2y-logy3,
由选项知只需要讨论x,y∈(1,+∞)及x,y∈(0,1)两种情况.
当x,y∈(1,+∞)时,logy3>logy2,则log2x-logx2=log2y-logy3<log2y-logy2,
因为f(t)=t- 在(0,+∞)上单调递增,所以log2x<log2y,即1<x<y,
得1<x<y2成立,故A中结论可能成立;
因为log2y>log3y,所以log2x-logx2=log2y-logy3>log3y-logy3,
即log2x>log3y= >log2 ,得x> >1,所以x2>y>1,故B中结论可能成立;
当x,y∈(0,1)时,logy3<logy2<0,所以log2x-logx2=log2y-logy3>log2y-logy2,
因为f(t)=t- 在(-∞,0)上单调递增,所以log2x>log2y,即0<y<x<1,得0<y2<x<1成立,故C中结论可能成立;
因为log2y<log3y<0,所以log2x-logx2=log2y-logy3<log3y-logy3,
所以log2x<log3y=log <log2 ,得0<x< <1,即0<x2<y<1,故D中结论不可能成立.
第1讲 描述运动的基本概念
6.[多选题][2025安徽阜阳阜南一中月考]已知函数f(x)=lg( -x+1),则下列说法正确的是
( )
A. f(x)的值域为R
B. f(x+1)的图象关于原点对称
C. f(x)在(1,+∞)上单调递增
D.若f(x)在x∈[1-m,1+m]上的最大值、最小值分别为M,N,则M+N=0
ABD
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于A,因为x2-2x+2-(x-1)2=1>0,所以 -x+1>0恒成立,所以f(x)的定义域为R,
当x趋于无穷大时,y= -x+1接近于0,
当x趋于无穷小时,y= -x+1= 趋于无穷大,所以f(x)的值域为R,故A正确;
对于B, f(x+1)=lg[ -(x+1)+1]=lg( -x),
令k(x)=lg( -x),则f(x+1)=k(x),
易知k(x)的定义域为R,
又k(-x)+k(x)=lg( +x)+lg( -x)=lg 1=0,所以k(x)为奇函数,其图象关于原点对称,
即f(x+1)的图象关于原点对称,故B正确;
对于C,易知k(x)=lg( -x)=lg 在(0,+∞)上单调递减,
且将k(x)的图象向右平移一个单位长度
第1讲 描述运动的基本概念
可得f(x)的图象,所以f(x)在(1,+∞)上单调递减,故C错误;
对于D,因为k(x)在(0,+∞)上单调递减,且k(x)为奇函数,所以k(0)=0,k(x)在(-∞,+∞)上为减函数,
所以f(x)在(-∞,+∞)上为减函数,即f(x)在[1-m,1+m]上单调递减,
则M+N=f(1-m)+f(1+m)=k(-m)+k(m)=0,故D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
7.[2025陕西西安联考]若对任意的x∈[2,5],关于x的不等式logax-x2+6x-9≥0(a>0,且a≠1)恒成立,则a的取
值范围为_____________.
(1, ]
解析 对任意的x∈[2,5],logax-x2+6x-9≥0恒成立,
即logax≥x2-6x+9对任意的x∈[2,5]恒成立,
即x∈[2,5]时,函数y=logax的图象恒在函数y=x2-6x+9的图象上或其上方.
当0<a<1时,显然不符合题意;
当a>1时,在同一坐标系内画出函数y=logax,y=x2-6x+9的大致图象,如图,
第1讲 描述运动的基本概念
则
解得1<a≤ .
综上所述,a的取值范围为(1, ].
第1讲 描述运动的基本概念
8.[2026河南部分重点中学联考]对于正数x,y,若ln ex+ln(xy)+ = ,则xy=_________.
1
解析 由题意得ex+ln(xy)+ = ,得ex+ln x+ln y+y- = ,
整理得ex+ln x- = +ln - ,
令f(x)=ex+ln x- ,x>0,则f(x)=f .
易得f(x)=ex+ln x- 在(0,+∞)上单调递增,
又f(x)=f ,所以x= (f(x)为单调函数,故函数值相等时,自变量取值必相等),
故xy=1.
第1讲 描述运动的基本概念
解后反思 本题把ln ex+ln(xy)+ = 变形为ex+ln x- = +ln - ,通过构造函数f(x)=ex+ln x-
,利用函数的单调性得x= 是解题的关键.
第1讲 描述运动的基本概念
9.[2026山东聊城联考]已知函数f(x)=log4(22x+a)- x,a∈R.
(1)若函数f(x)的图象经过点P .
①求实数a的值;
②设g(x)=log4(2x+x+m)(m∈R),若关于x的方程f(x)=g(x)在[-2,2]上有解,求实数m的取值范围;
(2)是否存在实数a,使得f(x)存在最小值,且最小值小于-1?若存在,求实数a的取值范围;若不存在,请说明
理由.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)①因为f(x)的图象经过点P ,
所以log23- =log4(23+a)- × =log4(8+a)- ,
即log23=log4(8+a)= =log2 ,
则3= ,解得a=1.
②f(x)=log4(4x+1)- x=log4(4x+1)-log42x=log4 ,
因为f(x)=g(x),所以log4(2x+x+m)=log4 ,
即2x+x+m= >0,整理得m= -x.
因为当x∈[-2,2]时,函数y= -x单调递减,
第1讲 描述运动的基本概念
所以- ≤ -x≤6,
所以使方程f(x)=g(x)在[-2,2]上有解的实数m的取值范围是 .
(2)由题意得f(x)=log4(4x+a)- x=log4 .
当a<0时,令4x+a>0,解得x>log4(-a),故f(x)的定义域为(log4(-a),+∞),
令u=2x+ ,易知u=2x+ 单调递增,y=log4u单调递增,
所以f(x)在(log4(-a),+∞)上单调递增,无最小值;
当a=0时,f(x)=log44x- x=x- x= x,在R上单调递增,无最小值;
当a>0时,u=2x+ ≥2 ,当且仅当2x= ,即x=log2 时等号成立,
第1讲 描述运动的基本概念
即u=2x+ 的最小值为2 ,
又y=log4u是增函数,所以f(x)min=log4umin=log4(2 )= + log4a<-1,
解得0<a< .
综上,存在实数a使得f(x)存在最小值,且最小值小于-1,此时实数a的取值范围为 .
第1讲 描述运动的基本概念
10.[2026广东八校联盟质量检测]对于函数f1(x),f2(x),h(x),如果存在实数a,b使得h(x)=a·f1(x)+b·f2(x),那么称
h(x)为f1(x),f2(x)的生成函数.
(1)设f1(x)=log4x,f2(x)= x,a=2,b=1生成函数h(x),若不等式2[h(x)]2+3h(x)+t<0在x∈[4,16]上有解,求实数t
的取值范围;
(2)设函数g1(x)=log3(9x-1+1),g2(x)=x-1,它们是否能够生成一个函数h(x),且同时满足:①h(x+1)是偶函数;②
h(x)在区间[2,+∞)上的最小值为2log310-2?若能,求函数h(x)的解析式;若不能,请说明理由.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)由题意可得h(x)=2f1(x)+f2(x)=2log4x+ x=log4x,
不等式2[h(x)]2+3h(x)+t<0在x∈[4,16]上有解,
等价于t<-2[h(x)]2-3h(x)=-2(log4x)2-3log4x在x∈[4,16]上有解,
令s=log4x,则s∈[1,2],
易知y=-2(log4x)2-3log4x=-2s2-3s在[1,2]上单调递减,
所以当s=1时,y=-2s2-3s取得最大值,为-5,故t<-5.
(2)能.不妨设h(x)=mlog3(9x-1+1)+n(x-1),
则h(x+1)=mlog3(9x+1)+nx.
由h(x+1)是偶函数,得h(-x+1)=h(x+1),得mlog3(9-x+1)-nx=mlog3(9x+1)+nx,
整理得mlog3 =2nx,即mlog39-x=2nx,即-2mx=2nx对任意x∈R恒成立,
第1讲 描述运动的基本概念
所以m=-n.
所以h(x)=mlog3(9x-1+1)-m(x-1)=m[log3(9x-1+1)-(x-1)]=m[log3(9x-1+1)-log33x-1]=mlog3 .
设y= ,x≥2,令3x-1=u(u≥3),则y= =u+ ,
由对勾函数的性质可知y= 在u∈[3,+∞)上单调递增,所以y= ≥ ,当且仅当u=3时取“=”,
所以log3 ≥log3 ,
又h(x)在区间[2,+∞)上的最小值为2(log310-1),
所以m>0,且mlog3 =2(log310-1),解得m=2,此时n=-2.
所以h(x)=2log3(9x-1+1)-2x+2.
第1讲 描述运动的基本概念
素养评析 本题第(1)问主要考查逻辑推理的核心素养,达到了水平二;第(2)问也主要考查逻辑推理的
核心素养,通过换元,将陌生的问题类型转化为熟悉的类型,达到了水平二.同时这两问也考查了数学运
算的核心素养,要求学生能够在熟悉的情境中,通过计算得到相应的结果,达到了水平一.
第1讲 描述运动的基本概念
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