专题04 幂、指、对函数及性质(复习讲义)(江苏专用)2027年春季高考数学
2026-10-20
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内容正文:
专题04 幂、指、对函数及性质
内容导航
01 命题精研与考情透视 1
02 知识网络梳理 2
03 核心考点精讲 7
考点一:根式与指数幂的运算 7
考点二:对数的概念与运算【高频考点】 7
考点三:幂函数与指、对函数的图象与性质【核心重点】 8
考点四:指数、对数、幂的大小比较【重难点】 8
考点五:指、对函数的解答题 9
考点六:函数的应用(零点与模型) 10
04 实战演练 10
考情解读
考试要求
理解根式与分数指数幂的意义,掌握指数幂与对数的运算性质;了解幂函数的概念,理解指数函数、对数函数的图象与性质,会比较指数、对数、幂的大小;理解函数的零点与方程解的关系,会用零点存在定理判断零点所在区间,了解二分法。
命题分析
本专题每年 2~4 道,是 11 个专题中题量第三的板块。大小比较三年年年考,对数的运算与幂函数的性质各占两年;教材第 8 章“函数的应用”并入本讲,零点所在区间与函数模型各考过一次。
核心考点
考频
考查内容
命题趋势
指数幂与对数的运算
3年3考
指数方程、对数运算与换底
预测2027年在选择题中考查指数幂与对数的运算
幂函数与指对函数的性质
3年2考
幂函数奇偶性、求解析式
预测2027年在选择题中考查幂函数概念与指对函数图象
指对幂的大小比较
3年3考
混合比较、底数与真数同变
预测2027年在选择题中考查指数、对数、幂的大小比较
函数的应用(零点与模型)
3年2考
零点所在区间、函数模型
预测2027年在选择题中考查零点所在区间与函数模型
知识梳理
知识点1、根式与分数指数幂
n 次方根:若 (,),则 叫做 的 次方根。 为奇数时记作 ; 为偶数时, 有两个互为相反数的 次方根,记作 , 时没有 次方根, 时 次方根为 。
根式的性质:; 为奇数时 , 为偶数时 。
分数指数幂:,(,、,)。规定 的正分数指数幂为 , 的负分数指数幂没有意义。
指数幂的运算性质(,,、):;;;。
必记结论
(1)化简根式的通用做法是先把根式写成分数指数幂,再用运算性质合并同类项。
(2) 的结果取决于 的奇偶:奇次方根直接去根号,偶次方根必须加绝对值。
(3)负指数幂表示倒数,不是负数,。
✅注意:偶次方根 这一步最容易漏掉绝对值,是根式化简的第一大失分点。
⚠️概念辨析
· 与 在 时相等; 时分数指数幂一般没有意义。
· 的负分数指数幂没有意义,不能写成 。
⚠️避坑指南
❌ 把 直接写成 ,漏掉偶次方时的绝对值。
❌ 把 当成 ,正确结果是 ()。
自主检测(2025高三上·江苏·学业考试)若,则( )
A. B. C.2 D.4
知识点2、对数的概念与运算
定义:若 (,,),则 叫做以 为底 的对数,记作 。
两个恒等式:;。基本值:,。
运算性质(,,,):
;;。
换底公式:(,),常用推论 。
常用对数 ,自然对数 。
必记结论
(1)“积的对数等于对数的和”只对正数成立, 不能拆成 。
(2)化简对数式常用三种手段:把真数拆成底数的幂、用换底公式统一底数、用 。
(3)真数必须为正,求含对数的定义域时先列真数大于零。
✅注意: 要求 、 都为正,反向使用同样要注意范围。
⚠️概念辨析
· 与 一般不相等。
· 在 时成立; 时左边可能没有意义。
⚠️避坑指南
❌ 把 拆成 。
❌ 忽略真数为正,直接对含负数的式子做变形。
自主检测( )
A.0 B. C.1 D.2
知识点3、幂函数的图象与性质
定义:形如 ( 为常数)的函数叫做幂函数。系数必须是 、指数是常数、底数是自变量,三条缺一不可。
五种常见幂函数:,,,,。
共性:图象都过点 。
时在 上单调递增,图象过原点; 时在 上单调递减,图象不过原点。
奇偶性: 为整数时按 判断; 为分数时先看定义域是否关于原点对称。
必记结论
(1)判断一个函数是不是幂函数,只看形式 :系数为 、指数为常数、底数为 。
(2)已知幂函数图象过某点求解析式,把点代入解出 即可。
(3)幂函数“系数为 1”这一条,是含参题的必设陷阱。
✅注意:、 都不是幂函数,判断时先看系数与底数。
⚠️概念辨析
· 幂函数 与指数函数 的自变量位置相反,不要混淆。
· 幂函数的定义域随 变化,写单调性、奇偶性之前必须先确定定义域。
⚠️避坑指南
❌ 把 当成幂函数。
❌ 求含参幂函数时漏掉“系数为 ”这个条件。
自主检测已知幂函数的图象经过点,,则( )
A. B.3 C.6 D.9
知识点4、指数函数与对数函数的图象与性质
指数函数 (,):定义域 ,值域 ,图象恒过定点 ; 时在 上单调递增, 时单调递减;图象都在 轴上方。
对数函数 (,):定义域 ,值域 ,图象恒过定点 ; 时在 上单调递增, 时单调递减。
与 的图象关于直线 对称。
图象变换: 由 左右平移得到(左加右减); 由 平移得到,定点随之平移。
必记结论
(1)底数 与 的单调性相反,比较大小时必须先看底数的范围。
(2)指数函数的值域为正、对数函数的定义域为正,这两条是所有变形的底线。
(3)求 的定点:令指数为 ,得 ,。
✅注意:底数含参数时必须分 与 两类讨论,只取一类会漏解。
⚠️概念辨析
· 与 互为反函数,图象关于 对称,单调性方向一致。
· 平移是“左加右减”作用在 上, 是向左平移 个单位。
⚠️避坑指南
❌ 讨论含参底数的单调性时只取 。
❌ 求平移后的定点时把平移方向搞反。
自主检测下列函数在区间上单调递增的是( )
A. B. C. D.
知识点5、指数、对数、幂的大小比较
同底数比较:用对应函数的单调性。底数大于 时,指数(或真数)大的函数值大; 底数 时相反。
同指数比较:用幂函数 的单调性,或先化成同底数再比较。
底数与指数都不同:插入中间量 、 分段。 且 时 ; 且 时 。
对数式与 、 的关系:; 可按 与 的大小关系判断。
常用技巧:化同底、取对数、与 和 比较、借助函数的单调性。
必记结论
(1)比较大小分三步走:先看能否化同底;不能就找中间量 、;最后用单调性收口。
(2)指数式与对数式混合比较时,常以 为界:先把各数分成大于 、等于 、小于 三类,再在同类内比较。
(3)同底比较要先看底数:底数大于 时真数大的函数值大,底数在 内时相反;不同底的对数比大小,先换底或插中间量。
✅注意:不同底的指数式、对数式不能直接比,必须先化成同底,或者插入中间量。
⚠️概念辨析
· 比较 与 用的是幂函数 的单调性;比较 与 用的是指数函数的单调性。
· 对数比大小中底数与真数同时变化时,通常先与 、 比较再定序。
⚠️避坑指南
❌ 底数在 时忘记单调性反向,把大小关系写反。
❌ 直接比较不同底的幂,不插入中间量。
自主检测已知,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
知识点6、函数的应用(零点与函数模型)
函数的零点:使 的实数 叫做函数 的零点。零点是一个实数,不是一个点。
零点存在定理:若函数 在闭区间 上的图象是一条连续不断的曲线,且 ,则 在 内至少有一个零点。
二分法:对在 上连续且 的函数,不断取区间的中点,逐步缩小零点所在的区间,直到满足精度要求。
二分法的前提:图象连续不断、区间端点函数值异号。 在 上虽有零点,但端点同号,不能用二分法。
常见函数模型:一次函数、二次函数、指数函数、对数函数、幂函数(含反比例型);选模型时看数据的增长速度与图象的形状。
必记结论
(1)零点存在定理只保证“至少有一个”,不保证“只有一个”;判断个数还要结合单调性。
(2)二分法要求区间端点函数值异号, 时不能用。
(3)方程 有几个解,就是 与 的图象有几个交点。
✅注意:零点存在定理的三个条件——连续、闭区间、端点异号——缺一不可,题目常用“不连续”或“端点同号”设陷阱。
⚠️概念辨析
· 零点是一个实数 ,不是点 。
· 是“有零点”的充分条件而不是必要条件: 在 上有零点,但端点同号。
⚠️避坑指南
❌ 把零点写成点的坐标。
❌ 认为 就一定没有零点。
自主检测一种产品原来的年产量是件,今后10年内,计划使产量平均每年比上一年增加,则年产量(单位:件)关于经过的年数的函数解析式为( )
A. B.
C. D.
考点精讲
考点一 根式与指数幂的运算
例1式子的值为( )
A. B. C. D.1
例2已知,则( )
A. B. C. D.
解题策略 根式与指数幂的化简求值
(1)先把根式统一写成分数指数幂,再用同底数幂的运算性质合并;
(2)偶次方根开出来要加绝对值,;
(3)判断幂的运算是否正确,逐条核对 、、 的指数变化。
【变式1】计算的值为( )
A. B. C. D.
【变式2】设,下列选项中正确的是( )
A. B. C. D.
考点二 对数的概念与运算【高频考点】
例1( )
A. B. C. D.2
例2(2025高三上·江苏·学业考试)设,则( )
A. B. C. D.
解题策略 对数的运算与求值
(1)同底对数相加减:用 、 合并成真数的积或商;
(2)真数是幂的形式:先用 把指数提到前面;
(3)不同底的对数相乘:用换底公式化成同底,常见配对是 ;
(4)含 与 的式子,优先用 消元。
【变式1】( )
A.9 B.2 C.3 D.1
【变式2】( )
A.70 B. C.3 D.2
考点三 幂函数与指、对函数的图象与性质【核心重点】
例1已知幂函数的图象过点,则( )
A. B. C.3 D.6
例2已知函数(且)的图象恒过定点,则定点的坐标是( )
A. B. C. D.
解题策略 幂函数与指、对函数的图象性质
(1)幂函数求解析式:设 ,代入已知点解出 ;
(2)含参幂函数:先由“系数为 ”列方程,再回代检验定义域与单调性;
(3)指数型函数恒过定点:令指数为零,求出定点坐标;
(4)图象平移:左加右减作用在自变量上,上下平移作用在整体上。
【变式1】已知幂函数的定义域为R,则的值为( ).
A. B.3 C.或3 D.2
【变式2】为了得到函数的图象,只需将函数的图象( )
A.向左平移1个单位长度 B.向右平移1个单位长度
C.向上平移1个单位长度 D.向下平移1个单位长度
考点四 指数、对数、幂的大小比较【重难点】
例1已知,则( )
A. B.
C. D.
例2已知,,,则( )
A. B. C. D.
解题策略 比较指数、对数、幂的大小
(1)同底:直接用指数函数或对数函数的单调性比较;
(2)同指数(同幂):用幂函数的单调性,或先化同底;
(3)底数与指数都不同:先与 、 比较,把三个数分成三档再定序;
(4)对数与 的关系用 的符号判断,可以快速定位正负。
【变式1】(2025高三上·江苏·学业考试)已知,则( )
A. B. C. D.
【变式2】已知,,,则( )
A. B.
C. D.
考点五 指、对函数的解答题
例1已知函数.
(1)判断函数的奇偶性;
(2)判断函数的单调性,并证明你的结论;
(3)求证:.
例2已知函数的图象经过点.
(1)求的解析式;
(2)求函数在区间上的值域.
解题策略 指、对函数解答题的处理
(1)求解析式:把已知点代入,解方程求出底数或参数;
(2)判断奇偶性:先看定义域是否关于原点对称,再验证 与 的关系;
(3)含 的二次型:用换元 化成二次函数,注意新元的取值范围;
(4)恒成立问题:转化为最值问题,按对称轴与区间的位置关系分类讨论。
【变式1】已知函数.
(1)当时,求不等式的解集;
(2)当时,恒成立,求实数的取值范围.
考点六 函数的应用(零点与模型)
例1函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
例2函数的零点为( )
A. B. C. D.
解题策略 零点与函数模型
(1)判断零点所在区间:算出区间端点的函数值,看是否异号,异号则区间内有零点;
(2)求零点或零点个数:令 解方程,或画图看 与 的交点个数;
(3)判断能否用二分法:先看图象是否连续,再看端点是否异号,两条缺一不可;
(4)选函数模型:看数据的增长速度——匀速增长选一次函数,越来越快选指数型,越来越慢选对数型。
【变式1】函数的零点个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.无数
【变式2】下列函数不宜用二分法求零点的是( )
A. B.
C. D.
实战训练
1.( )
A.1 B. C.2 D.
2.已知,,则的值为( )
A. B.ab C. D.
3.已知,,则( )
A. B. C. D.
4.设,,则,,1的大小关系为( )
A. B. C. D.
5.下列不等式中正确的是( )
A. B.
C. D.
6.下列函数是偶函数的是( )
A. B. C. D.
7.下列函数是偶函数,且在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
8.下列函数中,是偶函数的为( )
A. B. C. D.
9.已知函数,在下列区间中,一定存在零点的区间是( )
A. B. C. D.
10.设函数,则( )
A. B. C.1 D.2
11.设函数是定义在上的周期为2的奇函数,当时,,则( )
A. B.2 C.4 D.5
12.“”是“函数值域为”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
13.函数的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
14.已知两个正实数满足,并且恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
15.已知是定义在上的奇函数,当时,,则( )
A. B. C. D.3
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专题04 幂、指、对函数及性质
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01 命题精研与考情透视 1
02 知识网络梳理 2
03 核心考点精讲 8
考点一:根式与指数幂的运算 8
考点二:对数的概念与运算【高频考点】 9
考点三:幂函数与指、对函数的图象与性质【核心重点】 10
考点四:指数、对数、幂的大小比较【重难点】 11
考点五:指、对函数的解答题 13
考点六:函数的应用(零点与模型) 15
04 实战演练 17
考情解读
考试要求
理解根式与分数指数幂的意义,掌握指数幂与对数的运算性质;了解幂函数的概念,理解指数函数、对数函数的图象与性质,会比较指数、对数、幂的大小;理解函数的零点与方程解的关系,会用零点存在定理判断零点所在区间,了解二分法。
命题分析
本专题每年 2~4 道,是 11 个专题中题量第三的板块。大小比较三年年年考,对数的运算与幂函数的性质各占两年;教材第 8 章“函数的应用”并入本讲,零点所在区间与函数模型各考过一次。
核心考点
考频
考查内容
命题趋势
指数幂与对数的运算
3年3考
指数方程、对数运算与换底
预测2027年在选择题中考查指数幂与对数的运算
幂函数与指对函数的性质
3年2考
幂函数奇偶性、求解析式
预测2027年在选择题中考查幂函数概念与指对函数图象
指对幂的大小比较
3年3考
混合比较、底数与真数同变
预测2027年在选择题中考查指数、对数、幂的大小比较
函数的应用(零点与模型)
3年2考
零点所在区间、函数模型
预测2027年在选择题中考查零点所在区间与函数模型
知识梳理
知识点1、根式与分数指数幂
n 次方根:若 (,),则 叫做 的 次方根。 为奇数时记作 ; 为偶数时, 有两个互为相反数的 次方根,记作 , 时没有 次方根, 时 次方根为 。
根式的性质:; 为奇数时 , 为偶数时 。
分数指数幂:,(,、,)。规定 的正分数指数幂为 , 的负分数指数幂没有意义。
指数幂的运算性质(,,、):;;;。
必记结论
(1)化简根式的通用做法是先把根式写成分数指数幂,再用运算性质合并同类项。
(2) 的结果取决于 的奇偶:奇次方根直接去根号,偶次方根必须加绝对值。
(3)负指数幂表示倒数,不是负数,。
✅注意:偶次方根 这一步最容易漏掉绝对值,是根式化简的第一大失分点。
⚠️概念辨析
· 与 在 时相等; 时分数指数幂一般没有意义。
· 的负分数指数幂没有意义,不能写成 。
⚠️避坑指南
❌ 把 直接写成 ,漏掉偶次方时的绝对值。
❌ 把 当成 ,正确结果是 ()。
自主检测(2025高三上·江苏·学业考试)若,则( )
A. B. C.2 D.4
【答案】D
【分析】根据指数幂的运算解方程即可.
【详解】,则.
故选:D.
知识点2、对数的概念与运算
定义:若 (,,),则 叫做以 为底 的对数,记作 。
两个恒等式:;。基本值:,。
运算性质(,,,):
;;。
换底公式:(,),常用推论 。
常用对数 ,自然对数 。
必记结论
(1)“积的对数等于对数的和”只对正数成立, 不能拆成 。
(2)化简对数式常用三种手段:把真数拆成底数的幂、用换底公式统一底数、用 。
(3)真数必须为正,求含对数的定义域时先列真数大于零。
✅注意: 要求 、 都为正,反向使用同样要注意范围。
⚠️概念辨析
· 与 一般不相等。
· 在 时成立; 时左边可能没有意义。
⚠️避坑指南
❌ 把 拆成 。
❌ 忽略真数为正,直接对含负数的式子做变形。
自主检测( )
A.0 B. C.1 D.2
【答案】B
【详解】.
知识点3、幂函数的图象与性质
定义:形如 ( 为常数)的函数叫做幂函数。系数必须是 、指数是常数、底数是自变量,三条缺一不可。
五种常见幂函数:,,,,。
共性:图象都过点 。
时在 上单调递增,图象过原点; 时在 上单调递减,图象不过原点。
奇偶性: 为整数时按 判断; 为分数时先看定义域是否关于原点对称。
必记结论
(1)判断一个函数是不是幂函数,只看形式 :系数为 、指数为常数、底数为 。
(2)已知幂函数图象过某点求解析式,把点代入解出 即可。
(3)幂函数“系数为 1”这一条,是含参题的必设陷阱。
✅注意:、 都不是幂函数,判断时先看系数与底数。
⚠️概念辨析
· 幂函数 与指数函数 的自变量位置相反,不要混淆。
· 幂函数的定义域随 变化,写单调性、奇偶性之前必须先确定定义域。
⚠️避坑指南
❌ 把 当成幂函数。
❌ 求含参幂函数时漏掉“系数为 ”这个条件。
自主检测已知幂函数的图象经过点,,则( )
A. B.3 C.6 D.9
【答案】D
【分析】根据幂函数的定义设函数解析式,通过列方程求解.
【详解】设幂函数,则,解得.
故,解得.
故选:
知识点4、指数函数与对数函数的图象与性质
指数函数 (,):定义域 ,值域 ,图象恒过定点 ; 时在 上单调递增, 时单调递减;图象都在 轴上方。
对数函数 (,):定义域 ,值域 ,图象恒过定点 ; 时在 上单调递增, 时单调递减。
与 的图象关于直线 对称。
图象变换: 由 左右平移得到(左加右减); 由 平移得到,定点随之平移。
必记结论
(1)底数 与 的单调性相反,比较大小时必须先看底数的范围。
(2)指数函数的值域为正、对数函数的定义域为正,这两条是所有变形的底线。
(3)求 的定点:令指数为 ,得 ,。
✅注意:底数含参数时必须分 与 两类讨论,只取一类会漏解。
⚠️概念辨析
· 与 互为反函数,图象关于 对称,单调性方向一致。
· 平移是“左加右减”作用在 上, 是向左平移 个单位。
⚠️避坑指南
❌ 讨论含参底数的单调性时只取 。
❌ 求平移后的定点时把平移方向搞反。
自主检测下列函数在区间上单调递增的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据函数单调性逐项判断即可.
【详解】对于A,一次函数是增函数,在区间上单调递增,符合题意;
对于B,是减函数,在区间上单调递减,不符合题意;
对于C,是反比例函数,在区间上单调递减,不符合题意;
对于D,是指数函数,且,故是减函数,
在区间上单调递减,不符合题意.
故选:A.
知识点5、指数、对数、幂的大小比较
同底数比较:用对应函数的单调性。底数大于 时,指数(或真数)大的函数值大; 底数 时相反。
同指数比较:用幂函数 的单调性,或先化成同底数再比较。
底数与指数都不同:插入中间量 、 分段。 且 时 ; 且 时 。
对数式与 、 的关系:; 可按 与 的大小关系判断。
常用技巧:化同底、取对数、与 和 比较、借助函数的单调性。
必记结论
(1)比较大小分三步走:先看能否化同底;不能就找中间量 、;最后用单调性收口。
(2)指数式与对数式混合比较时,常以 为界:先把各数分成大于 、等于 、小于 三类,再在同类内比较。
(3)同底比较要先看底数:底数大于 时真数大的函数值大,底数在 内时相反;不同底的对数比大小,先换底或插中间量。
✅注意:不同底的指数式、对数式不能直接比,必须先化成同底,或者插入中间量。
⚠️概念辨析
· 比较 与 用的是幂函数 的单调性;比较 与 用的是指数函数的单调性。
· 对数比大小中底数与真数同时变化时,通常先与 、 比较再定序。
⚠️避坑指南
❌ 底数在 时忘记单调性反向,把大小关系写反。
❌ 直接比较不同底的幂,不插入中间量。
自主检测已知,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据对数函数单调性比较大小.
【详解】因为在上单调递增,
又因为,所以,
则.
故选:A.
知识点6、函数的应用(零点与函数模型)
函数的零点:使 的实数 叫做函数 的零点。零点是一个实数,不是一个点。
零点存在定理:若函数 在闭区间 上的图象是一条连续不断的曲线,且 ,则 在 内至少有一个零点。
二分法:对在 上连续且 的函数,不断取区间的中点,逐步缩小零点所在的区间,直到满足精度要求。
二分法的前提:图象连续不断、区间端点函数值异号。 在 上虽有零点,但端点同号,不能用二分法。
常见函数模型:一次函数、二次函数、指数函数、对数函数、幂函数(含反比例型);选模型时看数据的增长速度与图象的形状。
必记结论
(1)零点存在定理只保证“至少有一个”,不保证“只有一个”;判断个数还要结合单调性。
(2)二分法要求区间端点函数值异号, 时不能用。
(3)方程 有几个解,就是 与 的图象有几个交点。
✅注意:零点存在定理的三个条件——连续、闭区间、端点异号——缺一不可,题目常用“不连续”或“端点同号”设陷阱。
⚠️概念辨析
· 零点是一个实数 ,不是点 。
· 是“有零点”的充分条件而不是必要条件: 在 上有零点,但端点同号。
⚠️避坑指南
❌ 把零点写成点的坐标。
❌ 认为 就一定没有零点。
自主检测一种产品原来的年产量是件,今后10年内,计划使产量平均每年比上一年增加,则年产量(单位:件)关于经过的年数的函数解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意结合指数函数模型直接写出解析式即可.
【详解】由题意可得年产量关于经过的年数的函数解析式为.
故选:A
考点精讲
考点一 根式与指数幂的运算
例1式子的值为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【分析】根据根式的性质运算即可得解.
【详解】,
故选:A
例2已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由幂的运算性质可得答案.
【详解】.
故选:D
解题策略 根式与指数幂的化简求值
(1)先把根式统一写成分数指数幂,再用同底数幂的运算性质合并;
(2)偶次方根开出来要加绝对值,;
(3)判断幂的运算是否正确,逐条核对 、、 的指数变化。
【变式1】计算的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用根式、指数幂的运算性质化简可得所求代数式的值.
【详解】.
故选:B.
【变式2】设,下列选项中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用分数指数幂以及指数的运算性质求解.
【详解】对于A,,故A正确;
对于B,,故B错误;
对于C,,故C错误;
对于D,,故D错误.
故选:A.
考点二 对数的概念与运算【高频考点】
例1( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【分析】根据对数的运算性质即可求解.
【详解】根据对数运算性质可知,,所以.
故选:C.
例2(2025高三上·江苏·学业考试)设,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】运用对数的运算性质即可得解.
【详解】.
故选:D.
解题策略 对数的运算与求值
(1)同底对数相加减:用 、 合并成真数的积或商;
(2)真数是幂的形式:先用 把指数提到前面;
(3)不同底的对数相乘:用换底公式化成同底,常见配对是 ;
(4)含 与 的式子,优先用 消元。
【变式1】( )
A.9 B.2 C.3 D.1
【答案】B
【分析】根据对数的运算性质,进行计算即可.
【详解】由题意,得,
故选:B.
【变式2】( )
A.70 B. C.3 D.2
【答案】C
【分析】根据对数的运算性质直接计算即可.
【详解】.
故选:C.
考点三 幂函数与指、对函数的图象与性质【核心重点】
例1已知幂函数的图象过点,则( )
A. B. C.3 D.6
【答案】C
【详解】设幂函数,依题意,,解得,则,所以.
例2已知函数(且)的图象恒过定点,则定点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据指数函数的特征,令,进而求出定点坐标.
【详解】因为,所以令,则,此时,
所以定点坐标为.
故选:D.
解题策略 幂函数与指、对函数的图象性质
(1)幂函数求解析式:设 ,代入已知点解出 ;
(2)含参幂函数:先由“系数为 ”列方程,再回代检验定义域与单调性;
(3)指数型函数恒过定点:令指数为零,求出定点坐标;
(4)图象平移:左加右减作用在自变量上,上下平移作用在整体上。
【变式1】已知幂函数的定义域为R,则的值为( ).
A. B.3 C.或3 D.2
【答案】B
【分析】根据幂函数的定义进行求解即可.
【详解】因为函数为幂函数,所以,
计算可得或,
当时,,定义域为,所以舍去,所以.
故选:B.
【变式2】为了得到函数的图象,只需将函数的图象( )
A.向左平移1个单位长度 B.向右平移1个单位长度
C.向上平移1个单位长度 D.向下平移1个单位长度
【答案】A
【详解】根据图形平移变换 “左加右减”的规则,可得:向左平移一个单位得到的图像.
考点四 指数、对数、幂的大小比较【重难点】
例1已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】对于,底数,函数为增函数,
因为,故,即;
对于,底数,函数为减函数,
因为,故,即,
对于,底数,函数为减函数,
因为,故,即,
故
例2已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据指数函数和对数函数的单调性判断,,的范围,再比较大小即可求解.
【详解】因为在单调递减,,
所以,
因为在上单调递增,,
所以,
因为在上单调递减,,
所以,
即,,,
所以.
解题策略 比较指数、对数、幂的大小
(1)同底:直接用指数函数或对数函数的单调性比较;
(2)同指数(同幂):用幂函数的单调性,或先化同底;
(3)底数与指数都不同:先与 、 比较,把三个数分成三档再定序;
(4)对数与 的关系用 的符号判断,可以快速定位正负。
【变式1】(2025高三上·江苏·学业考试)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据指数函数的单调性判断大小即可.
【详解】根据指数函数的单调性得,,,
所以.
故选:D.
【变式2】已知,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用指数函数和幂函数单调性比较即可得到答案.
【详解】比较a和b:由,则是减函数,又,故,即;
比较a和c:由,则是增函数,又,故,即.
综上,.
考点五 指、对函数的解答题
例1已知函数.
(1)判断函数的奇偶性;
(2)判断函数的单调性,并证明你的结论;
(3)求证:.
【答案】(1)奇函数
(2)在内是减函数,
设,
则
.
,,则.
,.
,.
,即.
故在内是减函数.
(3),
.
,
.
【分析】(1)根据条件,直接利用奇偶函数的判定方法,即可求解;
(2)利用函数单调性的定义,设,再判断与的大小,即可证明;
(3)利用对数的运算,直接代入,即可证明
【详解】(1)的定义域为,关于原点对称,
又,所以是奇函数.
(2)在内是减函数,略.
(3)略
例2已知函数的图象经过点.
(1)求的解析式;
(2)求函数在区间上的值域.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将点的坐标代入函数中可求出的值,从而可求出函数解析式;
(2)由在上是增函数,求出函数的最大值和最小值,从而可求出函数的值域.
【详解】(1)因为函数图象过点(2,5),
所以,
所以,解得,
因为,所以,
所以,
(2)因为在上为增函数,
所以在上是增函数,
所以,
,
所以函数的值域为.
解题策略 指、对函数解答题的处理
(1)求解析式:把已知点代入,解方程求出底数或参数;
(2)判断奇偶性:先看定义域是否关于原点对称,再验证 与 的关系;
(3)含 的二次型:用换元 化成二次函数,注意新元的取值范围;
(4)恒成立问题:转化为最值问题,按对称轴与区间的位置关系分类讨论。
【变式1】已知函数.
(1)当时,求不等式的解集;
(2)当时,恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据对数函数的单调性,结合因式分解法进行求解即可;
(2)利用换元法,结合常变量分离法、基本不等式进行求解即可.
【详解】(1)当时,,
由
,所以不等式的解集为;
(2)令,因为,所以,
,因为,
所以由,
因为,所以,当且仅当时取等号,即时,取等号,
因此当时,恒成立,
只需,所以实数的取值范围为.
考点六 函数的应用(零点与模型)
例1函数的零点所在区间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用函数的单调性与零点存在定理可得结果.
【详解】函数在上为增函数,且,,
所以,由零点存在定理可知,函数的零点所在区间为.
故选:A.
例2函数的零点为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先研究函数的单调性,再判断零点的个数,最后分析的解即可求出.
【详解】因为在R上单调递增,在R上单调递增,所以在R上单调递增,最多只有一个零点,又因为,所以函数的零点为.
故选:B.
解题策略 零点与函数模型
(1)判断零点所在区间:算出区间端点的函数值,看是否异号,异号则区间内有零点;
(2)求零点或零点个数:令 解方程,或画图看 与 的交点个数;
(3)判断能否用二分法:先看图象是否连续,再看端点是否异号,两条缺一不可;
(4)选函数模型:看数据的增长速度——匀速增长选一次函数,越来越快选指数型,越来越慢选对数型。
【变式1】函数的零点个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.无数
【答案】C
【详解】函数的零点个数是方程的解的个数,
由,解得.
所以函数的零点有2个.
【变式2】下列函数不宜用二分法求零点的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用二分法的概念,在零点两侧函数值异号进行逐一判定.
【详解】对于A,函数单调递增且与轴有唯一交点,可以用二分法求零点;
对于B,函数单调递增且与轴有唯一交点,可以用二分法求零点;
对于C,因为,不存在小于0的函数值,所以不能用二分法求零点.
对于D,函数为开口向下的抛物线与轴有两个交点,可以用二分法求零点.
实战训练
1.( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】C
【分析】根据对数的运算即可求解.
【详解】.
2.已知,,则的值为( )
A. B.ab C. D.
【答案】D
【分析】根据对数的运算规则计算.
【详解】显然;
故选:D.
3.已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题可知,构造函数,
在上是增函数,,
,
即.
4.设,,则,,1的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,,
所以.
5.下列不等式中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据指数函数、幂函数及对数函数的单调性一一判断即可.
【详解】对于A:因为在定义域上单调递减,所以,故A错误;
对于B:因为在上单调递增,所以,故B错误;
对于C:因为在定义域上单调递减,所以,故C错误;
对于D:因为在定义域上单调递减,所以,
所以,
又,,
所以,故D正确.
故选:D
6.下列函数是偶函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】对于A,函数的定义域为,是奇函数,A不是;
对于B,函数的定义域为,是奇函数,B不是;
对于C,函数的定义域为,是偶函数,C是;
对于D,函数的定义域为,是非奇非偶函数,D不是.
7.下列函数是偶函数,且在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A是指数函数,不是偶函数;
B是对数函数,不是偶函数;
对于C,是偶函数,在单调递增;
对于D,在单调递减.
8.下列函数中,是偶函数的为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据偶函数的定义或性质,逐一判断各选项,即可得答案.
【详解】函数的定义域为,函数为非奇非偶函数,A错误;
的定义域为R,,则,故该函数为偶函数,B正确;
的定义域为R,令,则,函数不是偶函数,C错误;
的定义域为R,其图象为直线,不关于y轴对称,故函数不是偶函数,D错误,
故选:B
9.已知函数,在下列区间中,一定存在零点的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】判断区间端点值的符号,结合零点存在定理可得答案.
【详解】计算;;;,
由零点存在定理可得一定存在零点.
故选:B.
10.设函数,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【详解】.
11.设函数是定义在上的周期为2的奇函数,当时,,则( )
A. B.2 C.4 D.5
【答案】A
【分析】由函数的奇偶性和周期性即可求解.
【详解】因为的周期为2,所以,,.
又为奇函数,所以,.
所以,故.
12.“”是“函数值域为”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】若函数的值域为,则函数与轴有交点,列出不等式求解出的范围,结合充分条件与必要条件的性质即可得解.
【详解】若函数的值域为,则函数的图象与轴有交点,
所以,则或,
“”是“或”的充分不必要条件.
13.函数的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据零点存在定理即可判断.
【详解】,且,
,.
在区间内存在零点.故选B.
14.已知两个正实数满足,并且恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由基本不等式“1”的妙用求得,进而可得,计算即可求解.
【详解】因为恒成立,所以
,
当且仅当,即时,等号成立,
所以,
因为函数在定义域内单调递增,
所以,解得,
故实数的取值范围是.
故选:D.
15.已知是定义在上的奇函数,当时,,则( )
A. B. C. D.3
【答案】B
【分析】根据函数的奇偶性,计算函数值即可.
【详解】由题意可知.
故选:B
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