内容正文:
第6章
幂函数、指数函数和对数函数
第1讲 描述运动的基本概念
基础过关练
6.2 指数函数
第1讲 描述运动的基本概念
题组一 指数函数的概念及其应用
1.若函数f(x)=2a·3x和g(x)=2x-(b+3)都是指数函数,则ab= ( )
A. B.1 C.9 D.8
D
解析 由题意得2a=1,-(b+3)=0,解得a= ,b=-3,所以ab= =8.
解题模板 判定一个函数是指数函数的依据:①形如y=ax的函数,ax的系数必须是1;②底数a满足a>0,且a
≠1;③自变量是x,而不是a,且自变量的取值范围为R.
第1讲 描述运动的基本概念
2.指数函数y=f(x)的图象过点(2,4),则f(3)的值为_____.
8
解析 设f(x)=ax(a>0,且a≠1),
由函数y=f(x)的图象过点(2,4),得a2=4,所以a=2或a=-2(舍去),即f(x)=2x,所以f(3)=23=8.
第1讲 描述运动的基本概念
3.[2025浙江9+1高中联盟期中]已知y=f(x),x∈R,且f(0)=3, =2,n∈N*,请写出f(x)的一个解析式:
___________________.
f(x)=3· (答案不唯一)
解析 根据 =2可考虑指数型函数,所以设f(x)=a·bx(a≠0,b>0,b≠1).
所以 =2,所以 =2,所以b= .又f(0)=3,所以a· =3,所以a=3,所以f(x)=3· (答案不唯一).
第1讲 描述运动的基本概念
题组二 指数(型)函数的图象
4.已知函数y=ax,y=bx,y=cx,y=dx(a,b,c,d均大于0且不为1)的大致图象如图所示,则下列不等式一定成立的
是( )
A.b+d>a+c B.b+d<a+c
C.a+d>b+c D.a+d<b+c
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 如图,作出直线x=1,其与各函数图象的交点的纵坐标从上到下依次为c,d,a,b,
故c>d>a>b,所以b+d<a+c.
第1讲 描述运动的基本概念
5.[2026广东潮州检测]已知函数f(x)=ax-2+1(a>0,且a≠1)的图象恒过定点M(m,n),则函数g(x)=n-mx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
C
解析 易知f(x)=ax-2+1(a>0,且a≠1)的图象恒过定点M(2,2),∴m=n=2,
∴g(x)=2-2x,∴g(x)为减函数,且其图象过点(0,1),(1,0),如图所示:
∴函数g(x)的图象不经过第三象限.
第1讲 描述运动的基本概念
6.[教材习题改编]已知a,b∈R,函数y=a-|x|与y=xb的图象如图所示,则( )
A.0<a<1<b B.a>1且b>1
C.0<a<1且0<b<1 D.0<b<1<a
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由题图知,幂函数y=xb在[0,+∞)上单调递增,且图象是下凸的,所以b>1.
y=a-|x|=
由题图知,y=a-|x|的图象连续,且函数值不恒等于1,所以a>0且a≠1.
当a>1时,0< <1,y=a-|x|的图象如图1所示,符合题意.
当0<a<1时, >1,y=a-|x|的图象如图2所示,与题意不符.
第1讲 描述运动的基本概念
综上,a>1且b>1.
第1讲 描述运动的基本概念
7.[2025辽宁重点中学协作校期末]当x>0时,函数f(x)=(3α-1)-x的值恒小于1的一个充分不必要条件是
( )
A.α>1 B.α> C.α< D.α<
A
解析 f(x)=(3α-1)-x= .
当x>0时,函数f(x)=(3α-1)-x的值恒小于1,则0< <1,即3α-1>1,解得α> .结合选项,可知一个充分不必要
条件是α>1.
第1讲 描述运动的基本概念
8.[2026湖南长沙部分高中期末]若直线y=3a与函数y=|2x-1|的图象有两个公共点,则实数a的取值范围是
_____.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 易得y=|2x-1|=
在同一平面直角坐标系中作出直线y=3a与函数y=|2x-1|的图象,如图所示.
由图可知,当直线y=3a与函数y=|2x-1|的图象有两个公共点时,0<3a<1,解得0<a< .故实数a的取值范围是
.
第1讲 描述运动的基本概念
题组三 指数(型)函数的性质
9.[2025江苏南通调研]已知a,b∈R,则“a3=(b+1)3”是“3a>3b”的 ( )
A.充要条件
B.必要不充分条件
C.充分不必要条件
D.既不充分也不必要条件
C
解析 易知y=x3在R上单调递增,所以由a3=(b+1)3得a=b+1,所以a>b.
又y=3x在R上单调递增,所以3a>3b,故充分性成立.
因为y=3x在R上单调递增,所以由3a>3b得a>b,但a=b+1不一定成立,故必要性不成立.
所以“a3=(b+1)3”是“3a>3b”的充分不必要条件.
第1讲 描述运动的基本概念
10.[2026江苏南菁高级中学期中]已知函数f(x)= 是R上的单调递减函数,则实数a的取值
范围是 ( )
A.(0,1) B.
C. D.(2,+∞)
B
解析 由题意得
所以实数a的取值范围为 .
第1讲 描述运动的基本概念
11.[2026江苏宿迁宿豫中学调研]已知a= ,b= ,c= ,则 ( )
A.a<b<c B.b<c<a
C.c<b<a D.b<a<c
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 a= = .
因为函数y= 在R上单调递增,所以 < ,即a<c.
b= = = .
因为函数y= 在R上单调递增,
所以 < ,即b<a.
综上,b<a<c.
第1讲 描述运动的基本概念
12.[易错题][2026江苏无锡锡东高级中学期中]已知函数f(x)=ax+1(a>0且a≠1)在[0,1]上的最大值为M,最
小值为N,且M-N= ,则实数a的值为 ( )
A. B.2或
C. D. 或
D
解析 当a>1时, f(x)在[0,1]上单调递增,所以M=a2,N=a,所以M-N=a2-a= ,解得a= 或a=0(舍去).
当0<a<1时, f(x)在[0,1]上单调递减,所以M=a,N=a2,所以M-N=a-a2= ,解得a= 或a=0(舍去).
综上,实数a的值为 或 .
易错警示 解决与指数函数单调性、最大(小)值有关的问题时,要注意底数对单调性的影响,当底数含
有参数时,要对参数进行分类讨论.
第1讲 描述运动的基本概念
13.[2026江苏镇江期中]已知函数f(x)=2x,定义域为[1,4],则y=3f(x)-f(2x)的值域为 ( )
A.[-4,2] B.[-208,2]
C. D.
A
解析 因为函数f(x)的定义域为[1,4],所以 解得1≤x≤2,所以y=3f(x)-f(2x)的定义域为[1,2].
y=3f(x)-f(2x)=3×2x-(2x)2=- + .
由x∈[1,2]得2x∈[2,4],
所以当2x=2,即x=1时,ymax=- + =2;当2x=4,即x=2时,ymin=- + =-4.
所以y=3f(x)-f(2x)的值域为[-4,2].
第1讲 描述运动的基本概念
14.[2026江苏启东中学期中]已知函数f(x)= 在(0,1)上单调递增,则实数a的取值范围是___________.
(-∞,-2]
解析 设μ=x2+ax.
易知y= 在定义域内单调递减,又函数f(x)在(0,1)上单调递增,
所以μ=x2+ax在(0,1)上单调递减.
易知μ=x2+ax的图象开口向上,对称轴方程为x=- ,所以- ≥1,解得a≤-2.故实数a的取值范围是(-∞,-2].
第1讲 描述运动的基本概念
15.[2025江苏盐城期末]已知函数f(x)=a·3x+b·3-x(a,b∈R)为偶函数.
(1)证明:f(a-b)=a+b;
(2)当f(0)>0时,判断f(x)的单调性;
(3)在(2)的条件下,解关于x的不等式f(2x)>f .
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)证明:因为函数f(x)为偶函数,所以f(-x)=f(x),即a·3-x+b·3x=a·3x+b·3-x,即(a-b)(3x-3-x)=0,所以a=b,所
以f(a-b)=f(0)=a·30+b·3-0=a+b.
(2)由f(0)>0得a+b>0.
又由(1)知a=b,
所以f(x)=a(3x+3-x)(a>0).
设x1,x2为区间(0,+∞)上的任意两个值,且x1<x2,则f(x1)-f(x2)=a( + )-a( + )=a( - )+a( - )=a
( - )-a· =a( - ) .
因为x2>x1>0,所以x1+x2>0, - <0,
所以 >1,所以1- >0,
又a>0,所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),
第1讲 描述运动的基本概念
所以函数f(x)在(0,+∞)上单调递增.
又因为函数f(x)为偶函数,
所以f(x)在(-∞,0)上单调递减.
(3)因为偶函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,且f(2x)>f ,
所以|2x|> .
又2x>0,所以 <2x,即-2x< -2x<2x,解得x>- ,故原不等式的解集为 .
第1讲 描述运动的基本概念
题组四 指数(型)函数的实际应用
16.[2025江苏南京、镇江、徐州等十校联盟检测]物体在常温下的温度变化可以用牛顿冷却规律来描
述:设物体的初始温度是T0 ℃,经过一段时间t min后的温度是T ℃,则T-Tα=(T0-Tα)· ,其中Tα(单位:℃)
表示环境温度,h称为半衰期.现有一杯用88 ℃热水冲的速溶咖啡,放在24 ℃的房间中,如果咖啡降温到4
0 ℃需要20 min,那么降温到32 ℃需要的时长为 ( )
A.25 min B.30 min
C.35 min D.40 min
B
解析 由题意得40-24=(88-24)× ,解得h=10,令32-24=64× ,解得t=30.
第1讲 描述运动的基本概念
17.[2026四川部分学校联考]一种质量为1 kg的物质,在化学分解中,经过时间t(单位:min)后,所剩的质量
m(单位:kg)与时间t的函数关系为m=akt(a,k均为参数,a>0且a≠1).已知1 kg的该物质,在化学分解中,经过t
1 min后,所剩的质量为0.5 kg,再经过t2 min后,所剩的质量为0.25 kg,则 ( )
A.t1=t2 B.t1=2t2
C.t1=4t2 D.t1= t2
A
解析 由题意可得
则 = =0.5,
所以 = ,解得t1=t2.
第1讲 描述运动的基本概念
18.[2026广东中山期末]德国科学家Wilhelm Peukert于19世纪末提出蓄电池的容量C(单位:Ah),放电时
间t(单位:h)与放电电流I(单位:A)之间关系的经验公式:C=Ip·t,其中p为Peukert常数,不同材料的Peukert常
数不一样.有两块不同材料的蓄电池,第一块蓄电池的容量为C1,Peukert常数为p1;第二块蓄电池的容量
为C2,Peukert常数为p2.测试第一块电池:当放电电流I=20 A时,放电时间t=20 h,当放电电流I=30 A时,放电
时间t=10 h;测试第二块电池:当放电电流I=20 A时,放电时间t=20 h,当放电电流I=30 A时,放电时间t=
h,则 ( )
A.p1>p2,C1>C2 B.p1<p2,C1>C2
C.p1>p2,C1<C2 D.p1<p2,C1<C2
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由题意得C1= ×20= ×10,所以 = ,C2= ×20= × ,所以 = .
因为指数函数y= 在R上单调递减,且 > ,所以p1<p2.
因为指数函数y=20x在R上单调递增,所以 < ,所以 ×20< ×20,即C1<C2.
第1讲 描述运动的基本概念
19.某驾驶员喝酒后血液中的酒精含量f(x)(毫克/毫升)随时间x(小时)变化的规律近似满足f(x)=
《酒后驾车与醉酒驾车的标准及相应处罚》规定:驾驶员血液中酒精含量不得超过0.02
毫克/毫升,则该驾驶员至少要过_____小时才能开车.(精确到1小时)
4
解析 当0≤x≤1时, ≤5x-2≤ ,与题意不符.
当x>1时,令f(x)≤0.02,得 × ≤0.02,即31-x≤0.1,当x=3时,3-2= >0.1,当x=4时,3-3= <0.1,所以该驾驶员
至少要过4小时才能开车.
第1讲 描述运动的基本概念
能力提升练
6.2 指数函数
第1讲 描述运动的基本概念
题组一 指数(型)函数的图象及应用
1.[2026江苏江阴六校联考]函数y= 的图象大致为 ( )
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 设f(x)= .
易知f(x)的定义域为R,关于原点对称,且f(-x)= = =-f(x),所以f(x)为奇函数,其图象关于原点对
称,故排除B.
当x≥0时, f(x)= =1-e-2x=1- .
因为x≥0,所以e2x≥e0=1,所以0< ≤1,所以0≤1- <1,故排除C,D.
第1讲 描述运动的基本概念
2.[多选题][2025四川内江第六中学月考]已知e=2.718 28…,函数f(x)=a +b的图象经过原点,且无限接
近直线y=e又不与该直线相交,则( )
A.a=e
B.f(x)的值域为[0,e)
C.f(x)在区间(0,+∞)上单调递减
D.f(ln 3)=f
BD
第1讲 描述运动的基本概念
解析 因为函数f(x)的图象经过原点,
所以f(x)=a+b=0,即b=-a,
所以f(x)=a -a.
又函数f(x)的图象无限接近直线y=e但又不与该直线相交,所以-a=e,所以a=-e,故A错误.
易得f(x)=-e +e,其定义域为R,关于原点对称, f(-x)=-e +e=-e +e=f(x),所以f(x)为偶函数.
当x≥0时, f(x)=-e +e∈[0,e),所以函数f(x)的值域为[0,e),故B正确.
因为函数y= 为减函数,所以函数f(x)=-e +e在(0,+∞)上单调递增,故C错误.
因为ln =-ln 3, f(x)为偶函数,所以f(ln 3)=f ,故D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
3.[2025河北保定部分地区统考]设函数f(x)=x2-2x+a,g(x)=2x-2a,若当x∈(-1,1)时,曲线y=f(x)与y=g(x)恰有
一个交点,则实数a的取值范围是 ( )
A.(-1,0) B.
C.(1,2) D.(2,3)
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 解法一:易知函数f(x)在(-1,1)上单调递减,函数g(x)在(-1,1)上单调递增,所以需满足
即 解得- <a<1.
故实数a的取值范围是 .
解法二:因为当x∈(-1,1)时,曲线y=f(x)与y=g(x)恰有一个交点,所以关于x的方程x2-2x+a=2x-2a在(-1,1)上
有一个根,即3a=2x-(x2-2x)在x∈(-1,1)上有一个根,即直线y=3a与函数y=2x-(x2-2x)的图象在x∈(-1,1)上有
一个交点.
易知函数y=2x在(-1,1)上单调递增,y=x2-2x在(-1,1)上单调递减,所以y=2x-(x2-2x)在(-1,1)上单调递增,所以
当x∈(-1,1)时,y=2x-(x2-2x)∈ ,所以a∈ .
第1讲 描述运动的基本概念
4.[2025江苏盐城检测]若实数x1,x2,x3满足x1· =x1· =5,则下列不等关系中不可能成立的是( )
A.x1<x2<x3 B.x2<x3<x1
C.x1<x3<x2 D.x3<x1<x2
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由题意得x1>0,所以 = = .
在同一平面直角坐标系中作出函数y=2x,y=3x,y= (x>0)的图象,如图所示.
由图可得x1,x2,x3的大小关系可能为x2<x3<x1,x2=x3<x1,x3<x2<x1,x3<x2=x1,x3<x1<x2,x3=x1<x2,x1<x3<x2,故不可能
成立的是x1<x2<x3.
第1讲 描述运动的基本概念
5.[多选题][2025江苏百校大联考]已知函数f(x)= 若a<b<c<d且f(a)=f(b)=f(d)<f(c),则下列说
法正确的是 ( )
A.a<0 B.c≥1
C.2a·d<5 D.2a+2b+2d∈(18,34)
ACD
第1讲 描述运动的基本概念
解析 作出函数f(x)的图象,如图所示.
(作y=|2x-1|的图象时,先作y=2x-1的图象,再将图象位于x轴下方的部分沿x轴翻折到x轴的上方,其余不变,
即可得到y=|2x-1|的图象)
因为a<b<c<d且f(a)=f(b)=f(d)<f(c),所以a<0,0<b<1,4<d<5,b<c,但得不出c≥1,故A正确,B错误.
因为f(a)=f(d),所以|2a-1|=5-d,所以1-2a=5-d,所以2a=d-4,所以2a·d=d(d-4)=d2-4d,又4<d<5,y=d2-4d在(4,5)上
单调递增,所以d2-4d<5,即2a·d<5,故C正确.
第1讲 描述运动的基本概念
因为f(b)=f(d),所以|2b-1|=5-d,所以2b-1=5-d,所以2b=6-d,所以2a+2b+2d=d-4+6-d+2d=2+2d.
易知y=2+2d在(4,5)上单调递增,所以2+2d∈(18,34),即2a+2b+2d∈(18,34),故D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
题组二 指数(型)函数的性质及应用
6.[2026湖北部分学校联考]若2m+3-n≥2n+3-m,其中m,n均为实数,则 ( )
A.m+n≤0 B.m-n≤0
C.m-n≥0 D.m+n≥0
C
解析 由2m+3-n≥2n+3-m得2m-3-m≥2n-3-n.(将参数m,n分开,以便构造函数)
设函数f(x)=2x-3-x=2x- ,
则f(m)≥f(n).
因为函数y=2x在R上单调递增,y= 在R上单调递减,所以f(x)在R上单调递增,
所以由f(m)≥f(n)得m≥n,即m-n≥0.
第1讲 描述运动的基本概念
7.[2026江苏苏州星海实验高级中学调研]已知f(x)= 的最小值为2,则实数m的取值范围
为 ( )
A.(-∞,3] B.(-∞,5)
C.[3,+∞) D.[5,+∞)
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 当x>0时, f(x)=x+ ≥2× =2,当且仅当x= ,即x=1时,等号成立,所以f(x)的最小值为2.
当x≤0时, f(x)=4x-2x+2+m=(2x)2-4×2x+m,
令t=2x,t∈(0,1],h(t)=t2-4t+m=(t-2)2+m-4,
易知h(t)在(0,1]上单调递减,
所以当t=1时,h(t)取得最小值m-3,
由题意得m-3≥2,解得m≥5,
所以m的取值范围为[5,+∞).
第1讲 描述运动的基本概念
8.[2025江苏苏州部分校期末]已知e=2.718 28…,若f(x)=a- 为奇函数,且当x>0时,不等式(ax-x2)(ex-b)
≤0恒成立,则实数b的所有取值构成的集合是 ( )
A.{b|b>1} B.{b|b≥1}
C.{0} D.{e}
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 易知函数f(x)的定义域为R,又函数f(x)为奇函数,所以f(0)=0,所以a=1,经检验,满足题意,所以
当x>0时,不等式即(x-x2)(ex-b)≤0,即(x-1)(ex-b)≥0恒成立.
令g(x)=x-1,x>0,h(x)=ex-b,x>0,
因为(x-1)(ex-b)≥0,且g(x)与h(x)在定义域上均单调递增,
所以g(x)和h(x)在相同区间内的函数值同正、同负或同为零,如图,
则g(x)与h(x)有相同的零点,
令g(x)=0,得x=1,所以h(1)=e-b=0,
故b=e.
第1讲 描述运动的基本概念
名师点津 函数f(x),g(x)在公共定义域上的单调性相同时,由f(x)g(x)≥0,可得到两函数零点相同,在解答
小题时利用此结论可快速得解.
第1讲 描述运动的基本概念
9.[2026江苏无锡天一中学月考]已知函数f(x)=ex-3-e3-x+x,则满足f(2m-2)+f(m-1)>6的实数m的取值范围是
__________.
(3,+∞)
第1讲 描述运动的基本概念
解析 令g(x)=f(x+3)-3=ex-e-x+x,
g(x)的定义域为R,∀x∈R,-x∈R,
g(-x)=e-x-ex-x=-g(x),
所以g(x)为奇函数,
因为函数y=ex,y=-e-x,y=x在R上均为增函数,所以函数g(x)在R上为增函数,
因为f(2m-2)=g(2m-5)+3, f(m-1)=g(m-4)+3,
所以原不等式可转化为g(2m-5)+g(m-4)>0,
即g(2m-5)>-g(m-4)=g(4-m),
所以2m-5>4-m,解得m>3,
所以实数m的取值范围是(3,+∞).
第1讲 描述运动的基本概念
10.[2026江苏南京第二十九中学阶段检测]已知函数f(x)= ,若对任意的实数a,b,c,都有f(a)+f(b)>f(c),
则实数m的取值范围为________.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 f(x)= =1+ .
易知ex>0,所以ex+1∈(1,+∞),所以 ∈(0,1).
当m=1时, f(x)=1,所以f(a)+f(b)=2, f(c)=1,满足f(a)+f(b)>f(c).
当m>1时,m-1>0,所以 ∈(0,m-1),所以f(x)的值域为(1,m),所以f(a)+f(b)的最小值趋近于1+1=2, f(c)的
最大值趋近于m,所以要满足f(a)+f(b)>f(c)对任意的a,b,c成立,需满足2≥m,所以1<m≤2.
当m<1时,m-1<0,所以 ∈(m-1,0),所以f(x)的值域为(m,1),所以f(a)+f(b)的最小值趋近于m+m=2m, f(c)
的最大值趋近于1,所以要满足f(a)+f(b)>f(c)对任意的a,b,c成立,需满足2m≥1,所以 ≤m<1.
综上,实数m的取值范围为 .
第1讲 描述运动的基本概念
11.[2025江苏淮阴中学期中]已知函数f(x),g(x)分别为R上的偶函数和奇函数,且f(x)+g(x)=2x,若对任意的x
1∈[0,1],x2∈[0,1], f(x1)≥ag(x2),则实数a的取值范围为_________.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由f(x)+g(x)=2x①,得f(-x)+g(-x)=2-x,
又函数f(x),g(x)分别为R上的偶函数和奇函数,所以f(x)-g(x)=2-x②.
①+②,得2f(x)=2x+2-x,
所以f(x)= (2x+2-x).
①-②,得2g(x)=2x-2-x,
所以g(x)= (2x-2-x).
当x∈[0,1]时, f(x)= (2x+2-x)≥ ×2 =1,当且仅当2x=2-x,即x=0时,等号成立.
易知y=2x在[0,1]上单调递增,y=-2-x在[0,1]上单调递增,所以g(x)= (2x-2-x)在[0,1]上单调递增,
所以当x∈[0,1]时,g(x)max=g(1)= × = ,g(x)min=g(0)=0,所以g(x)∈ .
第1讲 描述运动的基本概念
当a≤0时,ag(x)≤0,满足题意.
当a>0时,需满足f(x)min≥ag(x)max,
即1≥ a,解得a≤ ,所以0<a≤ .
综上,实数a的取值范围为 .
第1讲 描述运动的基本概念
12.[2026江苏常熟中学调研]已知函数f(x)=2x+k·2-x,k∈R.
(1)讨论f(x)的奇偶性;
(2)当k>0时,关于x的不等式 -1≤ 2-x+2x在(2,+∞)上有解,求实数k的取值范围;
(3)若f(x)是奇函数,对任意的x1,x2∈ ,不等式|f(2x1)|-|f(x2)|≤ 恒成立,求实数m的取值范围.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)易知函数f(x)的定义域为R,关于原点对称, f(-x)=2-x+k·2x.
若f(x)为偶函数,则f(-x)=f(x),即2-x+k·2x=2x+k·2-x,所以(k-1)·(2x-2-x)=0,所以k-1=0,解得k=1.
若f(x)为奇函数,则f(-x)=-f(x),即2-x+k·2x=-(2x+k·2-x),所以(k+1)·(2x+2-x)=0,所以k+1=0,解得k=-1.
所以当k=1时, f(x)为偶函数;当k=-1时, f(x)为奇函数;当k∈R且k≠±1时, f(x)既不是奇函数也不是偶函数.
(2)由 -1≤ 2-x+2x得k≥ ,所以当x>2时,k≥ 能成立.
令g(x)= (x>2),则k≥g(x)min.
令t=2x,t∈(4,+∞),y= =1- ,
易知y=1- 在t∈(4,+∞)上单调递增,所以当t∈(4,+∞)时,y∈ ,所以g(x)在(2,+∞)上的值域是 ,所
第1讲 描述运动的基本概念
以实数k的取值范围为 .
(3)由题意得, ≥(|f(2x1)|-|f(x2)|)max,x1,x2∈ .
由f(x)是奇函数及(1)可知, f(x)=2x-2-x.
易知y=2x在R上单调递增,y=-2-x在R上单调递增,所以f(x)在R上单调递增.
当x∈ 时,2x∈[-2,1],
所以f(2x)∈ ,
所以|f(2x)|∈ .
当x∈ 时, f(x)∈ - , ,
第1讲 描述运动的基本概念
所以|f(x)|∈ .
所以(|f(2x1)|-|f(x2)|)max= ,
所以 ≥ 恒成立.
当m>0时, + ≥ 恒成立,化简得m2-15m+36≥0,所以m≥12或0<m≤3.
当m<0时,- ≥ 恒成立,化简得m2+15m+36≥0,所以m≤-12或-3≤m<0.
综上,实数m的取值范围是(-∞,-12]∪[-3,0)∪(0,3]∪[12,+∞).
第1讲 描述运动的基本概念
13.[2026江苏宿迁一高检测]已知定义在R上的偶函数f(x)和奇函数g(x),若f(x)=2x+2-ax,g(x)=2x-b·2-x,a,b
∈R.
(1)求a,b的值;
(2)若函数h(x)=[f(x)]2-2mg(x)(m∈R).
(i)当x∈[-1,1]时,求函数h(x)的最小值;
(ii)是否存在实数m,n,使得关于x的不等式0≤h(x)≤n的解集为[-1,2]?若存在,求出m,n的值;若不存在,请
说明理由.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)因为f(x)=2x+2-ax为偶函数,所以f(-x)=f(x)恒成立,即2-x+2ax=2x+2-ax,即 +2ax-2x- =2ax-2x+ =
(2ax-2x) =0.
易知1+ >0,所以2ax-2x=0,即2ax=2x,所以ax=x.
因为对所有的x都成立,所以a=1.
因为函数g(x)=2x-b·2-x为奇函数,且g(x)的定义域为R,所以g(0)=0,即1-b=0,所以b=1.
经检验,b=1符合题意.
(2)由(1)得f(x)=2x+2-x,g(x)=2x-2-x,所以h(x)=[f(x)]2-2mg(x)= -2m(2x-2-x)= -2m(2x-2-x)+4.
令t=2x-2-x,φ(t)=t2-2mt+4.
(i)易知t=2x-2-x在R上单调递增,所以当x∈[-1,1]时,t∈ .
第1讲 描述运动的基本概念
函数φ(t)=t2-2mt+4图象的对称轴为直线t=m.
当m≤- 时,φ(t)=t2-2mt+4在t∈ 上单调递增,所以φ(t)min=φ =3m+ .
当- <m< 时,φ(t)=t2-2mt+4在 上单调递减,在 上单调递增,所以φ(t)min=φ(m)=4-m2.
当m≥ 时,φ(t)=t2-2mt+4在t∈ 上单调递减,所以φ(t)min=φ =-3m+ .
综上,当m≤- 时,h(x)的最小值为3m+ ;当- <m< 时,h(x)的最小值为4-m2;当m≥ 时,h(x)的最小值为-3
m+ .
(ii)结合(i)可知,当x∈[-1,2]时,t=2x-2-x∈ ,
所以若0≤h(x)≤n的解集为[-1,2],则关于t的不等式0≤t2-2mt+4≤n的解集为 ,
第1讲 描述运动的基本概念
所以- , 是关于t的方程t2-2mt+4-n=0的两根,且(-2m)2-4×4≤0,
所以 且-2≤m≤2,解得m= ,n= .
第1讲 描述运动的基本概念
创新题型
创新点 创设新情境考查指数函数的性质
14.[多选题][2025江苏常州北郊高级中学月考]对于函数f(x)和f(-x),若两函数在区间[m,n]上的单调性相
同,则把区间[m,n]叫作f(x)的“稳定区间”.已知区间[1,2 020]为函数f(x)= 的“稳定区间”,则实
数a的取值可能是 ( )
A.- B.- C.0 D.
AB
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由f(x)= 得f(-x)=|2x+a|.
由已知得f(x)与f(-x)在区间[1,2 020]上同时单调递增或同时单调递减.
若同时单调递增,则 在x∈[1,2 020]上恒成立,可得 所以-2≤a≤- .
若同时单调递减,则 在x∈[1,2 020]上恒成立,可得 该不等式组无解.
综上,-2≤a≤- .
结合选项,实数a的取值可能是- ,- .
第1讲 描述运动的基本概念
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