内容正文:
2026-2027学年高一数学秋季班同步培优讲义
第4章幂函数、指数函数与对数函数单元复习(提高篇)
知识点一、幂函数
1.幂函数的概念:一般地,函数叫做幂函数,其中是自变量,是常数.
幂函数的特征:
①中前的系数为“1”;②中的底数是单个的自变量“”;③中是常数
2.常见幂函数的图象与性质
幂函数
图象
定义域
值域
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
非奇非偶函数
奇函数
单调性
在上递增
上递增,
上递减
在上递增
在上递增
上递增
上递减
定点
注意:幂函数在区间上,当时,是增函数;当时,是减函数.
知识点二、指数函数
1.指数函数的定义:一般地,函数(且)叫做指数函数,其中指数x是自变量,定义域是R,a是指数函数的底数.
2.指数函数的图象与性质
图象
定义域
值域
性质
过定点(0,1),即时,
当时,;当时,
当时,;当时,
在上是增函数
在上是减函数
温馨提示:(1)当时,指数函数的图象是“上升”的;当时,指数函数的图象是“下降”的.
(2)指数函数且)的图象恒过点,只要确定了这三个点的坐标,即可快速地画出指数函数且)的大致图象.
3.图象位置关系
底数的大小决定了图象相对位置的高低.
(1)在轴右侧,图象从上到下相应的底数由大变小,“底大图高”.作出直线,与图象的交点从上至下即为底数从大到小的排列顺序.
(2)在轴左侧,图象正好相反.如图所示的指数函数的底数的大小关系为
知识点三、对数函数
1.对数函数的概念
函数,且)叫做对数函数,其中是自变量,函数的定义域是.
温馨提示:(1)对数函数是由指数函数反解后将互换得到的.
(2)无论是指数函数还是对数函数,都有其底数,且
2.对数函数的图象及性质
图象
性质
定义域
值域
定点
过定点
单调性
是上的增函数
是上的减函数
3.当底数不同时对数函数图象的变化规律
作直线与所给图象相交,交点的横坐标即为对数的底数,依据在第一象限内,自左向右,图象对应的对数函数的底数逐渐变大,可得.
知识点一、幂函数
考点01 幂函数的概念、解析式及求值
1.己知幂函数的图象过点,则 .
2.函数是幂函数,则实数的值是_______
3.已知幂函数的图象过点,则 .
考点02 幂函数的定义域、值域问题
4.下列函数中定义域为的是( )
A. B.
C. D.
5.幂函数的定义域是( )
A.R B. C. D.
6.幂函数图象过点,则的定义域为( )
A. B. C. D.
7.已知幂函数的定义域是,则 .
8.下列四组函数中,同组两个函数的值域相同的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
考点03 幂函数的的图像
9.已知函数的大致图像如图所示,则_______.
10.如图所示是函数(、为互素的正整数)的图象,则( )
A. 是奇数且
B. 是偶数,且
C. 是偶数,是奇数,且
D. 偶数,是奇数,且
11.当时,幂函数的图象总在的图像上方,则a的取值范围为_______
12.幂函数y=xa,当a取不同的正数时,在区间[0,1]上它们的图象是一组美丽的曲线(如图),设点A(1,0),B(0,1),连接AB,线段AB恰好被其中的两个幂函数y=xa,y=xb的图象三等分,即有BM=MN=NA,那么ab=______.
考点04 幂函数的性质
13.已知幂函数在上单调递减,若,则a的取值范围为 .
14.已知幂函数在上是严格减函数,则不等式的解集是__________.
15.已知函数在区间上是严格减函数且函数值不恒为负,则由整数构成的集合为__________.
16.
函数的大致图像如图,若函数图像经过和两点,且和是其两条渐近线,则________
知识点二、指数函数
考点05 指数函数的概念、解析式及求值
17.函数是指数函数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
18.已知指数函数的图像经过点,则_____________
19.若指数函数的图像经过点,则其解析式为__________.
考点06 指数型函数的定义域、值域问题
20.
函数的定义域是 .
21.
函数的定义域为_____________
22.
函数的定义域是 .
23.
函数的值域为( )
A. B. C. D.
24.
若函数(且)在上的值域为,则( )
A.3或 B.或 C.或 D.或
考点07 指数型函数的图像
25.
函数 的图象恒过定点( )
A. B. C. D.
26.幂函数在上单调递增,则的图象过定点( )
A. B. C. D.
27.设,,以下四幅图像中,可能代表函数与的图像是( )
A. B. C. D.
28.已知函数的图象如图所示,则函数的图象大致是( )
A. B. C. D.
29.函数图象的大致形状是( )
A. B. C. D.
30.已知,函数与的图象如图所示,则( )
A. B. 且
C. 且 D.
31.已知函数,,且,则( )
A.,, B.,,
C. D.
考点08 指数型函数的性质
32. 已知,,,则三个数的大小关系是( )
A. B. C. D.
33.若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
34.若函数在上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
35.
若对任意的,都有恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
36.函数 的值域为( )
A. B. C. D.
37.函数(且)的值域是,则实数( )
A.3 B. C.3或 D.或
38.设且,函数在区间上的最小值为-8,则a的取值范围为( )
A.或 B.或
C.或 D.前面三个答案都不对
39.已知幂函数在区间单调递增.
(1)求k的值;
(2)若函数,则是否存在实数m,使得的最小值为4?若存在,求m的值;若不存在,说明理由.
知识点三、对数函数
考点09 对数函数的概念、解析式及求值
40.
若函数是对数函数,则a的值是( )
A.1或2 B.1 C.2 D.且
41.函数(,且)是对数函数,且过点,则 .
42.已知函数是对数函数,且,则 .
考点10 对数型函数的定义域、值域问题
43.函数的定义域为______.
44.函数的定义域是
45.
若函数的定义域为,则实数的取值范围为__________,
46.已知函数.
(1)若,求的取值范围;(2)若,求的值域.
考点11 对数型函数的图像
47.已知常数且,假设无论取什么值,函数图象恒经过一个定点,则的值为__________.
48.函数,且的图象必经过的点是
A. B. C. D.
49.函数(且)的图象恒过定点A,且点A在幂函数的图象上,则______.
50.函数的图象是( )
A. B.
C. D.
51.
,则的范围是( )
A. B.
C. D.
52.利用函数图像解不等式:的解集是 .
考点12 对数型函数的性质
53.已知,则下列不等式一定成立的是
A. B. C. D.
54.函数的单调增区间是( )
A.B.C. D.
55.函数在区间上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
56.已知函数在上为严格减函数,则实数的取值范围为 .
57.函数在区间上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
58.
已知函数.
(1)当时,求的取值范围;
(2)令,求在上的最小值.
59.已知函数,且.
(1)求函数的定义域;
(2)当时,求函数在[0,2]上的最大值.
60.已知函数,且.
(1)若,求函数的单调递增区间;
(2)若函数的最小值为,求的值.
知识点四、综合提升
61.已知幂函数的图象关于轴对称.
(1)求的解析式;
(2)若,且不等式在区间上恒成立,求实数的取值范围.
62.
已知函数.
(1)当时,求该函数的值域;
(2)求不等式的解集;
(3)若对于恒成立,求的取值范围.
63.已知幂函数在上是严格增函数.
(1)求的值;
(2)设,求在上的最小值;
(3)若存在,使得不等式成立,求的取值范围.
64.已知函数 .
(1)解不等式
(2)若关于 的方程 的解集中恰好有一个元素,求 的值;
(3)若对任意 ,函数 在区间 上总有意义,且最大值与最小值的差不小于2,求 的取值范围.
65.
已知函数.
(1)若,求的定义域;
(2)若在上单调递增,求的取值范围;
(3)设,若对任意,存在,使得不等式成立,求的取值范围.
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2026-2027学年高一数学秋季班同步培优讲义
第4章幂函数、指数函数与对数函数单元复习(提高篇)
知识点一、幂函数
1.幂函数的概念:一般地,函数叫做幂函数,其中是自变量,是常数.
幂函数的特征:
①中前的系数为“1”;②中的底数是单个的自变量“”;③中是常数
2.常见幂函数的图象与性质
幂函数
图象
定义域
值域
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
非奇非偶函数
奇函数
单调性
在上递增
上递增,
上递减
在上递增
在上递增
上递增
上递减
定点
注意:幂函数在区间上,当时,是增函数;当时,是减函数.
知识点二、指数函数
1.指数函数的定义:一般地,函数(且)叫做指数函数,其中指数x是自变量,定义域是R,a是指数函数的底数.
2.指数函数的图象与性质
图象
定义域
值域
性质
过定点(0,1),即时,
当时,;当时,
当时,;当时,
在上是增函数
在上是减函数
温馨提示:(1)当时,指数函数的图象是“上升”的;当时,指数函数的图象是“下降”的.
(2)指数函数且)的图象恒过点,只要确定了这三个点的坐标,即可快速地画出指数函数且)的大致图象.
3.图象位置关系
底数的大小决定了图象相对位置的高低.
(1)在轴右侧,图象从上到下相应的底数由大变小,“底大图高”.作出直线,与图象的交点从上至下即为底数从大到小的排列顺序.
(2)在轴左侧,图象正好相反.如图所示的指数函数的底数的大小关系为
知识点三、对数函数
1.对数函数的概念
函数,且)叫做对数函数,其中是自变量,函数的定义域是.
温馨提示:(1)对数函数是由指数函数反解后将互换得到的.
(2)无论是指数函数还是对数函数,都有其底数,且
2.对数函数的图象及性质
图象
性质
定义域
值域
定点
过定点
单调性
是上的增函数
是上的减函数
3.当底数不同时对数函数图象的变化规律
作直线与所给图象相交,交点的横坐标即为对数的底数,依据在第一象限内,自左向右,图象对应的对数函数的底数逐渐变大,可得.
知识点一、幂函数
考点01 幂函数的概念、解析式及求值
1.己知幂函数的图象过点,则 .
【答案】
【分析】先根据幂函数的定义及所过的点求出函数解析式,进而可得出答案.
【解析】因为函数是幂函数,
所以,解得,
又幂函数的图象过点,
所以,解得,
所以,
所以.
故答案为:.
2.函数是幂函数,则实数的值是_______
【答案】或
【分析】根据幂函数的定义求解.
【解析】由幂函数的定义知,
即,解得或.
3.已知幂函数的图象过点,则 .
【答案】8
【分析】设出解析式,代入点的坐标,求出,再代入求值即可.
【解析】令,由题意得,即,
解得,故,
则.
故答案为:8
考点02 幂函数的定义域、值域问题
4.下列函数中定义域为的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】将分数指数幂化为根式,再根据幂函数的图像与性质即可得到答案.
【解析】,定义域为,故A错误;
,定义域为,故B错误;
,定义域为,故C正确;
,定义域为,故D错误,
故选:C.
5.幂函数的定义域是( )
A.R B. C. D.
【答案】B
【分析】利用幂函数的定义直接求出定义域.
【解析】函数的定义域为.
故选:B.
6.幂函数图象过点,则的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设出幂函数,代入点坐标得到函数解析式,确定函数定义域,得到,解得答案.
【解析】设幂函数为,则,故,,
则的定义域为,
故满足,解得.
故选:A.
7.已知幂函数的定义域是,则 .
【答案】
【分析】根据幂函数的系数为,求出的值,再结合幂函数的定义域进行检验即可.
【解析】因为函数为幂函数,则,即,
解得或,
当时,函数的定义域为,合乎题意;
当时,函数的定义域为,舍去.
综上所述,.
故答案为:.
8.下列四组函数中,同组两个函数的值域相同的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【答案】C
【分析】根据幂函数的性质逐项分析即得.
【解析】对于A,的定义域为,∵,∴的值域为,
的定义域和值域均为,故A错误;
对于B,的定义域为,其值域为,
的定义域为,其值域为,故B错误;
对于C,的定义域为,其值域为,
的定义域为,其值域为,故C正确;
对于D,的定义域为,其值域为,
的定义域和值域均为,故D错误,
故选:C.
考点03 幂函数的的图像
9.已知函数的大致图像如图所示,则_______.
【答案】
【分析】根据图像的对称性,可得到函数的奇偶性;再由图像与坐标轴的关系,即可判断的取值.
【详解】因为图像关于轴对称,所以函数是偶函数;
又因为图像与坐标轴无交点,所以指数为负数.综上所述,.
故答案为:.
10.如图所示是函数(、为互素的正整数)的图象,则( )
A. 是奇数且
B. 是偶数,且
C. 是偶数,是奇数,且
D. 偶数,是奇数,且
【答案】D
【分析】根据给定的图象,结合幂函数的图象性质判断得解.
【详解】观察图象得,函数在上单调递增,则,
当时,,则,BC错误;
函数的图象关于轴对称,则是偶数,是奇数,A错误,D正确.
故选:D
11.当时,幂函数的图象总在的图像上方,则a的取值范围为_______
【答案】
【分析】问题转化为不等式恒成立问题,利用不等式的性质,结合幂函数的单调性进行求解即可.
【详解】因为当时,幂函数的图象总在的图像上方,
所以当时,恒成立,
,
因此要想时,恒成立,只需,
因此a的取值范围为,
故答案为:
12.幂函数y=xa,当a取不同的正数时,在区间[0,1]上它们的图象是一组美丽的曲线(如图),设点A(1,0),B(0,1),连接AB,线段AB恰好被其中的两个幂函数y=xa,y=xb的图象三等分,即有BM=MN=NA,那么ab=______.
【答案】
【分析】求得的坐标,进而求得,从而求得.
【详解】依题意,,所以是线段的三等分点,
而,所以,
所以,
.
故答案为:
考点04 幂函数的性质
13.已知幂函数在上单调递减,若,则a的取值范围为 .
【答案】
【解析】幂函数在上单调递减,则,解得,
不等式化为,显然函数在R上单调递增,
因此,解得,
所以a的取值范围为.
14.已知幂函数在上是严格减函数,则不等式的解集是__________.
【答案】
【分析】利用幂函数的定义确定的值,从而利用单调性解不等式即可求解.
【详解】因为是幂函数,则,得或,
又因为幂函数在上是严格减函数,所以,,
因为,则或或,
所以或.
所以解集为;
故答案为:.
15.已知函数在区间上是严格减函数且函数值不恒为负,则由整数构成的集合为__________.
【答案】
【分析】变形函数式,由减函数及在上的最大值不小于0求出的范围即可.
【详解】函数,
由函数在区间上是严格减函数,得,解得,
由函数值不恒为负,得,解得,因此,而,
所以整数构成的集合为.
故答案为:
16.
函数的大致图像如图,若函数图像经过和两点,且和是其两条渐近线,则________
【答案】
【分析】先由函数图像,得到函数关于对称,推出,化原函数为,再由函数图像所过定点,即可求出参数,得出结果.
【详解】由图像可得:函数关于对称,
所以有,即,因此,
又函数图像经过和两点,
所以,解得:,因此,
所以.
故答案为:
【点睛】本题主要考查由函数图像求参数,熟记函数的对称性,以及待定系数法求函数解析式即可,属于常考题型.
知识点二、指数函数
考点05 指数函数的概念、解析式及求值
17.函数是指数函数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由指数函数的定义得解得,且,故的取值范围是.
故选:C.
18.已知指数函数的图像经过点,则_____________
【答案】4
【分析】将点代入解析式,求出解析式即可求解.
【解析】由指数函数的图象经过点,
可得,解得,所以,
故答案为:4
19.若指数函数的图像经过点,则其解析式为__________.
【答案】
【分析】设指数函数的解析式为,(且),代入计算即可得解.
【详解】设指数函数的解析式为,(且),
因指数函数的图像经过点,
则,即,则其解析式为.
故答案为:.
考点06 指数型函数的定义域、值域问题
20.
函数的定义域是 .
【答案】且
【分析】根据题意得到求解即可.
【解析】由题知:且.
故答案为:且.
21.
函数的定义域为_____________
【答案】定义域
【分析】由得定义域;
【解析】要使函数式有意义,则,解得.
所以函数的定义域为.
故答案为:
22.
函数的定义域是 .
【答案】.
【解析】由题意得,解得且,
所以函数的定义域为,
23.
函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】令,求出的范围,根据指数函数的单调性即可求解.
【解析】依题意,
令,则,
因为单调递减,且
所以,
所以.
故选:A.
24.
若函数(且)在上的值域为,则( )
A.3或 B.或 C.或 D.或
【答案】C
【分析】根据指数函数的单调性即可求解.
【解析】当时,在上单调递减,
则,解得,
此时.
当时,在上单调递增,
则,解得或(舍去),
此时
综上可得:为或.
故选:C
考点07 指数型函数的图像
25.
函数 的图象恒过定点( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】通过令即可求出定点.
【解析】对于函数(),令,即.
当时,.
所以函数()的图象恒过定点.
故选:D.
26.幂函数在上单调递增,则的图象过定点( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为幂函数在上单调递增,
所以,解得,所以,
故令得,所以
所以的图象过定点.
故选:D.
27.设,,以下四幅图像中,可能代表函数与的图像是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】逐一分析各选项的指数型函数图象或对数型函数图象得到参数情况,进而得到另一个函数图象性质即可判断得解.
【详解】对A,函数单调递增,且图象与y轴相交于x轴下方,
所以且,
所以函数单调递增且图象为向右平移个单位得到,不可能过原点,故A错误;
对B,函数单调递增,且图象过原点,
所以且,
所以函数单调递增,且图象为向上平移个单位得到,故B正确;
对C,函数单调递减,且图象过原点,
所以且,
所以函数单调递减,且图象为向右平移个单位得到,不可能过原点,故C错误;
对D,函数单调递减,且图象过原点,
所以且,
所以函数单调递减,故D错误.
故选:B
28.已知函数的图象如图所示,则函数的图象大致是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由图可知的两个根其中一个根在,另一个根在,结合,可得的范围,结合指数的单调性即可判断.
【详解】的图象与x轴的交点的横坐标为方程的两个根,
由可得两根为,
又,所以,
由可知,为增函数,
又由,得,所以的图象与y轴的交点在x轴上方,
只有C选项满足题意,
故选:C
29.函数图象的大致形状是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】函数定义域为,且
当时,函数是一个指数函数,因为,
所以函数在上是减函数;故排除A,C;
当时,函数图象与指数函数的图象关于轴对称,
在上是增函数.故排除B.
故选:D.
30.已知,函数与的图象如图所示,则( )
A. B. 且
C. 且 D.
【答案】B
【分析】分别对进行讨论分析,得到相应的函数图象,与已知图象进行对比,可得正确答案.
详解】解:函数
因为已知图象连续,且不恒等于1,所以且
当时,,其图象大致为:
当时,,其图象大致为:
因为函数的图象在第一象限单调递增,所以.
当时,其图象大致为:
当时,其图象为:
当时,其图象大致为:
对照已知图象,可得:且
故选:B.
31.已知函数,,且,则( )
A.,, B.,,
C. D.
【答案】D
【分析】画出的图象,根据以及的大小关系确定正确答案.
【解析】令,解得,
画出的图象如下图所示,
由于,且,
由图可知:,,的值可正可负也可为,所以AB选项错误.
当时,,
满足,,所以C选项错误.
,
,所以,D选项正确.
故选:D
考点08 指数型函数的性质
32. 已知,,,则三个数的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据给定条件,利用指数函数性质比较大小即得.
【解析】依题意,,,,
所以.
故选:A.
33.若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用指数函数的单调性解不等式即可得出结果.
【解析】因,则,
即,解得,
所以的取值范围为.
故选:B.
34.若函数在上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】是由与复合而成,先分析外层函数单调性,再根据复合函数单调性确定内层函数单调性,进而求出的取值范围.
【解析】是由与复合而成,
在中,,,所以在上单调递减.
因为在上单调递减,且外层函数在上单调递减,
根据复合函数“同增异减”的原则,可知内层函数在上单调递增.
对于二次函数,其图象开口向上,对称轴为.
二次函数在对称轴右侧单调递增,要使在上单调递增,
则对称轴需满足,解得.
故选:A.
35.
若对任意的,都有恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将函数化为,分和两种情况讨论在区间上的最大值,进而求【解析】由得,
,所以的最小值为,
所以,.
故选:B.
36.函数 的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据指数函数的单调性来得到值域.
【详解】因为, 那么可知 ,
而函数在上是增函数,故有:,
所以: ,故C项正确
故选:C.
37.函数(且)的值域是,则实数( )
A.3 B. C.3或 D.或
【答案】C
【分析】由指数函数的性质分别对和的情况讨论单调性并求值域,从而列方程组即可得到答案.
【详解】函数(且)的值域为,
又由指数函数的单调性可知,
当时,函数在上单调递减,值域是
所以有,即 ,解得;
当时,函数在上单调递增,值域是
所以有,即 ,解得.
综上所述,或.
故选:C.
38.设且,函数在区间上的最小值为-8,则a的取值范围为( )
A.或 B.或
C.或 D.前面三个答案都不对
【答案】C
【分析】首先换元令,则函数等价于,根据题意能取到,分 和两种情况讨论即可.
【解析】设,则函数等价于,
因为函数函数在区间上的最小值为-8,
所以能取到,
当时,,
所以,可得,
当时,,
所以,可得,
故选:C
39.已知幂函数在区间单调递增.
(1)求k的值;
(2)若函数,则是否存在实数m,使得的最小值为4?若存在,求m的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)1
(2)存在m=3
【分析】(1)根据幂函数的定义,可求得k值,根据的单调性,分析判断,即可得答案.
(2)由(1)得,则,分别讨论对称轴、和三种情况,根据二次函数的性质,求解即可得答案.
【详解】(1)因为是幂函数,所以,
解得或,
当时,在区间单调递减,不符合题意,
当时,在区间单调递增,符合题意,
所以.
(2)由 (1) 函数的解析式为,
由函数,得,
函数为开口向上,对称轴为的抛物线,
①当即时,则,解得,满足题意;
②当时,即时,则,无解,舍去;
③当时,即时,则,解得,不满足,舍去;
综上所述,存在使得的最小值为4.
知识点三、对数函数
考点09 对数函数的概念、解析式及求值
40.
若函数是对数函数,则a的值是( )
A.1或2 B.1
C.2 D.且
【答案】C
【分析】根据对数函数的定义即可得到方程,解出即可.
【详解】∵函数是对数函数,
∴,且,
解得或,∴,
故选:C.
41.函数(,且)是对数函数,且过点,则 .
【答案】1
【解析】由题设,可得,故,
所以.
42.已知函数是对数函数,且,则 .
【答案】/
【分析】根据,求得对数函数解析式,再将代入计算即可.
【详解】设,且,
因为,
所以,解得,
所以,
所以.
故答案为:.
考点10 对数型函数的定义域、值域问题
43.函数的定义域为______.
【答案】
【分析】根据对数真数大于零以及二次根式有意义的条件列不等式求解即可.
【详解】要使函数有意义,
则,解得,
所以函数的定义域为,
故答案为:.
44.函数的定义域是
【答案】
【分析】对数的真数大于零,然后建立不等式求解即可.
【详解】由题可知,解得,
所以函数的定义域为.
故答案为:
45. 若函数的定义域为,则实数的取值范围为__________,
【答案】
【分析】由题意得到恒成立,结合判别式即可求解.
【详解】由函数的定义域为,可得恒成立,
即,
解得,
所以实数的取值范围为,
故答案为:
46.已知函数.
(1)若,求的取值范围;(2)若,求的值域.
【答案】(1)(2)
【分析】利用对数函数的单调性求出函数的值域
【详解】(1)由可知,即得:,
由得:,即,
因在定义域内是增函数,故得,即,
又因,故的取值范围.
(2)由可得,因在定义域内是增函数,则,
故得:,即函数的值域为.
考点11 对数型函数的图像
47.已知常数且,假设无论取什么值,函数图象恒经过一个定点,则的值为__________.
【答案】5
【分析】利用对数函数性质求解定点可得,进而求解即可.
【详解】令,得,此时,
则函数的图象恒过定点,即,
所以.
故答案为:5
48.函数,且的图象必经过的点是
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据对数和指数恒过定点即,求出定点的坐标即可.
【详解】由对数可得,由指数可得
故令,解得:,此时,代入得
,
故图象过,
故选.
【点睛】本题考查了函数恒过定点问题,根据,是解题的关键.
49.函数(且)的图象恒过定点A,且点A在幂函数的图象上,则______.
【答案】
【分析】根据对数的性质结合题意求出点的坐标,再点的坐标代入中求出,从而可求出的解析式.
【详解】因为函数(且)的图象恒过定点A,
所以点的坐标为,
设,则,得,
所以,
故答案为:
50.函数的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据对数函数的性质判断.
【详解】,当或时,,,排除AD,
当时,,,排除C,
故选:B.
51.
,则的范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】作出函数的图象,可得出,再利用对勾函数的单调性求解即可.
【详解】作出函数的图象如下图所示:
由图象可知,,且,
所以,即,
所以,
因为函数在上单调递减,且时,,
所以当时,,
即的范围是.
故选:C.
52.利用函数图像解不等式:的解集是 .
【答案】
【分析】画出函数,的图像,根据图像得到答案.
【详解】画出函数,的图像,如图所示:
当时,,根据图像知:当时,
故答案为:.
考点12 对数型函数的性质
53.已知,则下列不等式一定成立的是
A. B. C. D.
【答案】
【分析】由可得,然后对选项一一分析即可得出答案.
【解答】解:由可知,
所以,所以错误;
因为,但无法判定与1的大小,所以错误;
当时,,故错误;
因为,所以,故正确.
故选:.
54.函数的单调增区间是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由对数函数单调性、二次函数单调性以及复合函数单调性求解即可.
【详解】由题意中,,解得:,
又因为在上单调递增,在上单调递减,且为增函数,
根据复合函数同增异减的原则可知:函数的单调递增区间是.
故选:B.
55.函数在区间上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由复合函数的单调性判断方法可得,再由函数的定义域范围可得结果.
【详解】由复合函数的单调性可知,内层函数在上单调递增,故,
且在上恒成立,只需,即,解得.
综上,的取值范围是.
故选:C.
56.已知函数在上为严格减函数,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】利用对数函数的单调性以及复合函数的同增异减解决问题
【详解】令,函数在上单调递增,
而函数在上为严格减函数,
则,,且在上单调递减,
因此,解得,
所以实数的取值范围为.
故答案为:
57.函数在区间上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】借助复合函数单调性计算即可得.
【详解】由函数在上单调递减,
则函数在上单调递减,
且在上恒成立,
则有,解得,
故实数的取值范围为.
故选:D.
58.
已知函数.
(1)当时,求的取值范围;
(2)令,求在上的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意可得,令,求出的取值范围,从而求出的取值范围;
(2)依题意可得,再令,结合二次函数的性质计算可得.
【小问1详解】
因为,
令,即,则或,
解得或,
所以的取值范围为;
小问2详解】
因为
,
令,因为,则,
此时有,
令,,
当时,;
当时,;
当时,;
综上可得.
59.已知函数,且.
(1)求函数的定义域;
(2)当时,求函数在[0,2]上的最大值.
【答案】(1)
(2).
【难度】0.65
【知识点】利用函数单调性求最值或值域、求对数型复合函数的定义域
【分析】(1)根据对数函数定义域解不等式组即可求出函数的定义域;(2)根据对数函数的单调性与二次函数的性质即可求出时函数在[0,2]上的最大值.
【详解】(1)依题意有解得,
故函数的定义域为.
(2)当时,,其中,
令,
则函数在上单调递增,在上单调递减,
又是减函数,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
又,
故函数在[0,2]上的最大值为.
60.已知函数,且.
(1)若,求函数的单调递增区间;
(2)若函数的最小值为,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)确定函数的定义域,结合复合函数的单调性的判断,即可求得答案;
(2)令,分和两种情况讨论,根据函数单调性结合最值,即可求得答案.
【详解】(1)因为,所以,解得,
即函数的定义域为,
,
因为在上单调递增,在上单调递减,
又,所以在定义域上单调递增,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
即得的单调递增区间为;
(2)由(1)令,则,,
当时,函数在上单调递增,函数不存在最小值,故舍去;
当时,函数在上单调递减,,
所以,解得,符合题意,故.
知识点四、综合提升
61.已知幂函数的图象关于轴对称.
(1)求的解析式;
(2)若,且不等式在区间上恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据幂函数定义得到系数为,再结合奇偶性计算即可得解;
(2)由(1)可得在区间上恒成立,将不等式进行参变分离,得到在上恒成立,由二次函数求出最小值,从而得出结论.
【详解】(1)因为是幂函数,
所以,解得或,
当时,为偶函数,图象关于y轴对称,
当时,为奇函数,图象关于原点对称,不符,
所以,
(2)由(1)得,
由不等式在区间 上恒成立,
则在区间上恒成立,
即在区间上恒成立,
令,对称轴为,
则函数在单调递减,在单调递增,
则,
所以,解得,
所以实数的取值范围是.
62.
已知函数.
(1)当时,求该函数的值域;
(2)求不等式的解集;
(3)若对于恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)或.
(3)
【分析】(1)根据对数的运算性质,结合换元法,将转化为,,利用二次函数的性质即可求解,
(2)换元,解一元二次不等式,进而根据对数的单调性求解,
(3)换元,分离参数,将问题转化为在上恒成立,即可利用函数的单调性求解最值得解.
【解析】(1)因为
令,,则,
函数转化为,,
则二次函数,对称轴为,
故函数在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,取到最小值为,当时,取到最大值为5,
故当时,函数的值域为.
(2)由题得,令,
则,即,解得或,
当时,即,解得;
当时,即,解得,
故不等式的解集为或.
(3)由于对于上恒成立,
令,,则,即在上恒成立,
所以在上恒成立,
因为函数在上单调递增,也在上单调递增,
所以函数在上单调递增,它的最大值为,
故时,对于恒成立.
63.已知幂函数在上是严格增函数.
(1)求的值;
(2)设,求在上的最小值;
(3)若存在,使得不等式成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)最小值是
(3)
【分析】(1)由幂函数定义及其性质求解;
(2)判断单调性求值;
(3)令,将问题转化为求解.
【详解】(1)因为为幂函数,且在单调递增,
所以,解得.
(2)
令,而函数在单调递增,
所以在单调递减,所以函数在单调递减,
又是增函数,根据复合函数单调性可知在单调递减,
所以当时,取得最小值.
(3)令,因为,所以,
则不等式即,所以,,
所以,
又的对称轴为,
所以当时,取得最小值,
所以的取值范围是.
64.已知函数 .
(1)解不等式
(2)若关于 的方程 的解集中恰好有一个元素,求 的值;
(3)若对任意 ,函数 在区间 上总有意义,且最大值与最小值的差不小于2,求 的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【解析】
【分析】(1)利用对数函数的单调性,求不等式的解集即可;
(2)根据题意得出方程恰有一个实根,化简转化为判断方程的根的个数问题,通过讨论和即可求解;
(3)对任意,函数在区间上总有意义,得对恒成立,求得.根据题意得出,即对任意恒成立,利用二次函数在区间上恒成立求得的范围.
【小问1详解】
由有:,
所以,即,
所以;
【小问2详解】
由有:,
所以,即,
当时,,满足题意,
当时,由,
所以,满足题意,
当时,方程有两个不等的实根,不妨设为,
由有,因为,所以,
所以,所以都满足,不满足题意,
综上所述,或;
【小问3详解】
因为对任意 ,函数 在区间 上总有意义,
所以对恒成立,
因为在上为减函数,故只需对任意恒成立,
所以只要,故,解得,
对任意,函数在区间上单调递减,
所以函数在区间上最大值为,最小值为,
所以,
所以对任意恒成立,
令,
当时,对任意不恒成立,
当时,在单调递增,不满足题意,
当时,对任意恒成立,有三种情况:
第一种:当,所以,
第二种:,又,所以无解,
第三种:,无解,
所以实数a的取值范围是.
65.
已知函数.
(1)若,求的定义域;
(2)若在上单调递增,求的取值范围;
(3)设,若对任意,存在,使得不等式成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据基本初等函数定义域,列出一元二次不等式,求出解集即可;
(2)根据复合函数单调性,判断二次函数在区间上的单调性和值域,列出不等式,求出参数范围即可;
(3)根据双变量恒成立的问题,判断函数最值之间的关系,根据复合函数单调性求出函数最值,进而列出不等式,求出参数范围.
【小问1详解】
由题意得,因式分解得,解得或,
即函数定义域为.
【小问2详解】
因为在上单调递增,所以当
在上单调递增时,函数在单调递增且,
因为是对称轴为直线,开口向上的二次函数,
则,解得,
所以的取值范围为.
【小问3详解】
对任意,存在,使得不等式成立,即任意,恒成立,
由,
当时,,则,所以,
可得任意,恒成立,即恒成立,
等价于恒成立;
因为在上单调递增,即在恒成立即可,
即在恒成立,
由对勾函数可知在上单调递减,所以;
可得时在恒成立;
所以的取值范围为.
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