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
高考模拟练
第1讲 描述运动的基本概念
应用实践
1.[2026江苏苏州调研]设函数f(x)=ln|x+1|-ln|x-1|,则f(x) ( )
A.是偶函数,且在(1,+∞)上单调递增
B.是奇函数,且在(-1,1)上单调递减
C.是偶函数,且在(-∞,-1)上单调递增
D.是奇函数,且在(-∞,-1)上单调递减
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 要使函数有意义,需满足 解得x≠-1且x≠1,
所以函数f(x)的定义域为(-∞,-1)∪(-1,1)∪(1,+∞),关于原点对称.
又f(-x)=ln|-x+1|-ln|-x-1|=ln|x-1|-ln|x+1|=-f(x),所以函数f(x)是奇函数,故A,C错误.
当x∈(-1,1)时, f(x)=ln(x+1)-ln(1-x)=ln =ln ,此时f(x)单调递增,故B错误.
当x∈(-∞,-1)时, f(x)=ln(-x-1)-ln(1-x)=ln =ln ,此时f(x)单调递减,故D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
2.[多选题][2026江苏无锡第一中学质量检测]已知函数f(x)=x+log2 ,则下列选项正确的有( )
A.f(x)=f(-x)+x
B.f(2 025)>f(2 026)
C.方程f(x)=0有唯一解
D.不等式f(x)<-3的解集为(-∞,-log27)
AD
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于A,易得f(-x)=-x+log2 =-x+log2 =-x+log22x+log2 =log2 ,所以f(-x)+x=log2
+x=f(x),故A正确.
对于B, f(2 025)-f(2 026)=2 025+log2 -2 026-log2 =-1+log2 =-1+log2 =-1+log
2 <0,所以f(2 025)<f(2 026),故B错误.
对于C,令f(x)=x+log2 =0,得x+log21-log2(2x+1)=0,所以x=log2(2x+1),即log22x=log2(2x+1),所以2x=2x+1,方
程无解,故C错误.
对于D,由f(x)<-3,得x+log2 <-3,即x-log2(2x+1)<-3,即x+3<log2(2x+1),所以log22x+3<log2(2x+1),所以2x+3<2x
+1,所以8×2x<2x+1,即7×2x<1,所以2x< ,所以x<log2 ,即x<-log27,故D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
3.[2026湖南师范大学附属中学期中]已知函数f(x)的部分图象如图所示,则f(x)的解析式可能为( )
A.f(x)= B.f(x)=
C.f(x)= D.f(x)=
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于B, f(x)的定义域为 , f = = - <0,与题图不符,故B不满足题意.
对于C, f(x)的定义域为{x|x≠±2}, f(0)= =- ≠0,与题图不符,故C不满足题意.
对于D, f(x)的定义域为{x|x≠±1}, f = =-1<0,与题图不符,故D不满足题意.
第1讲 描述运动的基本概念
4.[2026江苏南京第二十九中学阶段检测]已知f(x)=|logax|,a>1,记集合A={x∈R|f(x)≤1},B={x∈R|f(f(x)
+b)≤1},若A=B,则实数a的取值范围为 ( )
A. B.
C. D.
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 作出函数f(x)=|logax|,a>1的图象及直线y=1,如图所示.
结合图可知,当f(x)≤1时, ≤x≤a,即A= ;当f(f(x)+b)≤1时, ≤f(x)+b≤a,即 -b≤f(x)≤a-b.
因为A=B,所以 整理得 -(a-1)≤0,则a≥ ,
所以实数a的取值范围为 .
第1讲 描述运动的基本概念
5.[2025江苏盐城五校联考]已知函数f(x)= 的值域为M,若(1,+∞)⊆M,则实数a的取值范围是( )
A.
B.
C. ∪
D.
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由题意得, f(x)= ≤1有解,且f(x)无最大值,即ax2-x+1≤0有解,且y=ax2-x+1无最大值.
当a=0时,-x+1≤0有解, f(x)=2-x+1无最大值,符合题意;
当a<0时,Δ=1-4a>0,则ax2-x+1≤0有解,
当x= 时,y=ax2-x+1有最大值,
则f(x)有最大值,不符合题意;
当a>0时,ax2-x+1≤0有解需满足Δ=1-4a≥0,解得0<a≤ ,此时y=ax2-x+1无最大值, f(x)无最大值,满足题
意.
综上,实数a的取值范围是 .
第1讲 描述运动的基本概念
6.[2026江苏无锡第一中学质量检测]已知函数f(x)=x3+ ,若实数a,b满足f(a2)+f(2b2-4)=2,则a 的
最大值为 ( )
A. B. C. D.
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 f(x)的定义域为R.f(x)=x3+ =x3+ =x3- +2,
f(-x)=(-x)3- +2=-x3- +2,
则f(x)+f(-x)=x3- +2-x3- +2=- +4=2,
由于y=x3,y=- 在R上均单调递增,故f(x)在R上单调递增,
由f(a2)+f(2b2-4)=2,
可得a2=-(2b2-4)=4-2b2,
故(a )2=a2(1+b2)=(4-2b2)(1+b2)=-2 + ≤ ,
则- ≤a ≤ ,故a 的最大值为 .
第1讲 描述运动的基本概念
7.[2026安徽A10联盟检测]若a>1,b∈R,且 -2ln a= -b,则下列不等式一定正确的是( )
A.a2>eb B.b2>ea
C.a>2b D.b<2a
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 -2ln a= -ln a2, -b= -ln eb.
令f(x)= -ln x,x>0.
易知函数y= 和y=-ln x在(0,+∞)上均单调递减,所以f(x)在(0,+∞)上单调递减,所以a=eb.
易知 -2ln a= -ln a2= -ln a2+ = -ln a2+ .
因为a>1,所以 >0,所以 -2ln a> -ln a2,又 -2ln a= -b,所以 -ln a2< -ln eb,即f(a2)<f(eb).
因为f(x)在(0,+∞)上单调递减,
所以a2>eb.
第1讲 描述运动的基本概念
8.[2025河南郑州中学月考]设函数f(x)=xln x-(a+b)ln x,若f(x)≥0恒成立,则5a+5b的最小值为 ( )
A.1 B.2 C. D.2
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 f(x)=xln x-(a+b)ln x=(x-a-b)·ln x.
若a+b≤0,则对任意的x>0,x-a-b>0,则当0<x<1时, f(x)=(x-a-b)ln x<0,与题意不符.
若0<a+b<1,则当a+b<x<1时,x-a-b>0,ln x<0,此时f(x)=(x-a-b)ln x<0,与题意不符.
若a+b>1,则当1<x<a+b时,x-a-b<0,ln x>0,此时f(x)=(x-a-b)ln x<0,与题意不符.
所以a+b=1,此时f(x)=(x-1)ln x,所以f(1)=0.
当0<x<1时,x-1<0,ln x<0,所以f(x)=(x-1)ln x>0;
当x>1时,x-1>0,ln x>0,所以f(x)=(x-1)ln x>0.
所以对任意的x>0, f(x)=(x-1)ln x≥0,符合题意.
由基本不等式得5a+5b≥2 =2 =2 ,当且仅当 即a=b= 时,等号成立,所以5a+5b的最小
值为2 .
第1讲 描述运动的基本概念
9.[2025江苏扬中第二高级中学期中]已知函数f(x)= ,g(x)=x2-tx+ ,若∀x1∈[2,3],总存在x2∈[2,
3],使得g(x1)>f(x2)成立,则实数t的取值范围为___________.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 因为∀x1∈[2,3],总存在x2∈[2,3],使得g(x1)>f(x2)成立,所以当x∈[2,3]时,g(x)min>f(x)min.
由已知得f(x)= =x2+ -2,
令s=x2,x∈[2,3],则s∈[4,9],
令h(s)=s+ -2,则由对勾函数的性质可知,h(s)=s+ -2在[4,9]上单调递增,
所以当s∈[4,9]时,h(s)min=h(4)= ,
故当x∈[2,3]时,g(x)min> ,即g(x)=x2-tx+ > 对任意的x∈[2,3]恒成立,即t<x+ 对任意的x∈[2,3]恒成
立.
令p(x)=x+ ,x∈[2,3],则t<p(x)min.
由对勾函数的性质可知,p(x)=x+ 在[2,3]上单调递增,所以p(x)min=p(2)= ,所以t< .
故实数t的取值范围为 .
第1讲 描述运动的基本概念
10.[2026江苏靖江高级中学检测]已知函数f(x)=log2x,g(x)=4x.
(1)解不等式f ·f ≥8;
(2)证明 + 为定值,并求 + + +…+ 的值;
(3)若x1满足x+f(x)=8,x2满足4x+g(x)=18,求x1+2x2的值.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)易得f =log2 =log2x-log22=log2x-1, f =log2 =log2x-log28=log2x-3,所以由f ·f ≥8得
(log2x-1)·(log2x-3)≥8.
令t=log2x,则(t-1)(t-3)≥8,即t2-4t-5≥0,解得t≥5或t≤-1.
当log2x≥5时,x≥25=32,当log2x≤-1时,0<x≤ ,
所以原不等式的解集为 ∪[32,+∞).
(2)易得g(1-x)= ,所以 + = + = = .
令S= + + +…+ ,
第1讲 描述运动的基本概念
则S= + + +…+ ,
两式相加,得2S=2 025× ,
所以S= ,即 + + +…+ = .
(3)由题意得x1+log2x1=8,4x2+ =18.
令y=log2x1,z=2x2,则2y+y=8,2z+2z=18,即2z-1+(z-1)=8.
设F(m)=2m+m=8,则F(m)=F(z-1)=8,易知F(m)在定义域上单调递增,所以y=z-1,即z=y+1=log2x1+1,
所以x1+2x2=x1+z=x1+(log2x1+1)=(x1+log2x1)+1=8+1=9.
第1讲 描述运动的基本概念
11.[2026江苏常州西夏墅高级中学调研]已知函数f(x)=loga(2x-1)+loga(8-2x)(a>0,a≠1),函数g(x)= 是
R上的偶函数.
(1)求函数f(x)的定义域;
(2)求实数b的值,并求函数g(x)的最小值;
(3)若∀x1∈[1,2],∀x2∈R, f(x1)≤g(x2)恒成立,求实数a的取值范围.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)要使函数f(x)有意义,则 所以1<2x<8,所以0<x<3,
所以函数f(x)的定义域为(0,3).
(2)因为函数g(x)= 是R上的偶函数,所以g(-x)=g(x),
所以 = = ,所以9x+b=1+b·9x,所以(9x-1)(b-1)=0,由(9x-1)(b-1)=0对任意x∈R恒成立,得b-1=
0,所以b=1.
g(x)= =3x+ ≥2 =2,当且仅当3x= ,即x=0时等号成立,
所以函数g(x)的最小值为2.
(3)f(x)=loga(2x-1)+loga(8-2x)=loga(2x-1)(8-2x)
=loga[-(2x)2+9×2x-8],
第1讲 描述运动的基本概念
记f(x)在[1,2]上的最大值为f(x)max,g(x)在R上的最小值为g(x)min,
因为∀x1∈[1,2],∀x2∈R, f(x1)≤g(x2)恒成立,所以f(x)max≤g(x)min.
由(2)可知函数g(x)在R上的最小值为2,所以f(x)max≤2,
记h(x)=-(2x)2+9×2x-8=- + ,因为x∈[1,2],所以2x∈[2,4],所以h(x)∈[6,12],
当a>1,x∈[1,2]时, f(x)=loga[-(2x)2+9×2x-8]∈[loga6,loga12],则loga12≤2,所以a2≥12,解得a≥2
或a≤-2 ,又a>1,所以a≥2 ;
当0<a<1,x∈[1,2]时, f(x)=loga[-(2x)2+9×2x-8]∈[loga12,loga6],则loga6≤2,所以a2≤6,解得- ≤a≤ ,
又0<a<1,所以0<a<1.
综上,实数a的取值范围为(0,1)∪[2 ,+∞).
第1讲 描述运动的基本概念
12.[2026江苏南通海门中学月考]定义:若函数y=f(x)对定义域内的每一个值x1,在其定义域内都有唯一的
x2使f(x1)f(x2)=1成立,则称函数f(x)为“伴随函数”.
(1)判断g(x)=ln x是不是“伴随函数”,并说明理由;
(2)若函数f(x)=2 024x-t在定义域[m,n]上为“伴随函数”,证明:m+n=2t;
(3)已知函数h(x)=(x-a)2(a≤2)在 上为“伴随函数”,若∃x∈ ,∀t∈(1,+∞),恒有k·h(x)≤logt16+
log2t-x,求实数k的取值范围.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)g(x)=ln x不是“伴随函数”.理由如下:
易知函数g(x)的定义域为(0,+∞).
令x1=1,则g(x1)=ln x1=ln 1=0,此时不存在x2∈(0,+∞),使得g(x1)g(x2)=1,所以函数g(x)=ln x不是“伴随函
数”.
(2)证明:易知函数f(x)在定义域[m,n]上单调递增,存在x1∈[m,n],使得f(x1)f(m)=1.
若x1∈[m,n),则f(m)f(x1)=1<f(m)f(n),
由题意得,存在x2∈(m,n],使得f(n)f(x2)=1>f(n)f(m),矛盾,
所以x1=n,
所以f(m)f(n)=2 024m-t·2 024n-t=2 024m+n-2t=1,
所以m+n-2t=0,即m+n=2t.
第1讲 描述运动的基本概念
(3)若 ≤a≤2,则当x∈ 时,h(x)min=h(a)=0,此时不存在x0∈ ,使得h(a)h(x0)=1,则函数h(x)不是“伴
随函数”,所以a< ,所以函数h(x)=(x-a)2在 上单调递增,所以h(x)min=h = ,h(x)max=h(3)=(3-a)
2.
由“伴随函数”的定义可得h h(3)= ·(3-a)2=1,又因为a< ,所以a=0,所以h(x)=x2,
当t>1时,ln t>0,则logt16+log2t= + = + ≥2 =4,
当且仅当 = (t>1),即t=4时,等号成立.
因为∃x∈ ,∀t∈(1,+∞),恒有k·h(x)≤logt16+log2t-x,
所以∃x∈ ,kx2≤4-x,
第1讲 描述运动的基本概念
所以∃x∈ ,k≤ - .
令q= ,x∈ ,则q∈ ,
所以k≤(4q2-q)max.
令s(q)=4q2-q,q∈ ,
易知函数s(q)在 上单调递增,
所以s(q)max=s(3)=36-3=33,
所以k≤33,即实数k的取值范围是(-∞,33].
第1讲 描述运动的基本概念
素养评析 本题第(1)问,需要学生能够用g(x)=ln x这个例子来理解“伴随函数”的数学概念和规则,考
查数学抽象的素养;本题第(2)(3)问,需要学生能够根据“伴随函数”这个概念进行证明和解决问题,考
查逻辑推理的素养.
第1讲 描述运动的基本概念
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