微专题 对数函数12大题型(专项训练)高一数学人教A版必修第一册
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内容正文:
微专题 对数函数
【题型1 对数函数的定义 】
规律与方法
1.对数函数的定义:一般地,函数y= (a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,定义域是(0,+
∞).
2.判断一个函数是对数函数的依据:
①形如y=;②底数a满足a>0,且a≠1;③真数是x;④定义域为(0,+).
例如:y=是对数函数,而y=(x+1),y=都不是对数函数.
1.(26-27高一上·全国·课后作业)下列函数是对数函数的是( )
A.y=loga(2x) B.y=lg 5
C.y=log2(x2+x) D.y=ln x
2.(2026高一上·全国·专题练习)若函数是对数函数,则a的值是( )
A.1或2 B.1 C.2 D.且
3.(26-27高一上·全国·课后作业)下列函数中,哪些是对数函数?
(1);(2);(3);(4)().
【题型2 对数函数的解析式 】
规律与方法
1.待定系数法:代入相关的点
2.反函数
定义
一般地,指数函数y=(a>0且a≠1)与对数函数y=(a>0且a≠1)互为反函数,它们的定义域与值域正好互换
性质
函数y=f(x)的定义域、值域分别为它的反函数y=的值域、定义域
互为反函数的两个函数图象关于直线y=x对称
1.(25-26高一上·全国·课后作业)已知对数函数的图象过点,则此对数函数的解析式为( )
A. B.
C. D.
2.(第八单元对数运算与对数函数A卷�名校好题基础达标卷)函数与指数函数(且)互为反函数,且的图象过点,则______.
3.(25-26高一·全国·课后作业)已知函数,若图象过点,则的值为( )
A. B.2 C. D.
【题型3 对数函数的图象 】
规律与方法
无论是a>1还是0<a<1,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.
①上下比较:在直线x=1的右侧,a>1时,a越大,图象越靠近x轴;0<a<1时,a越小,图象越靠近x轴;
②左右比较:比较图象与直线y=1的交点,交点的横坐标越大,对应的对数函数的底数越大.
1.(24-25高一上·四川泸州·期末)如图(1)(2)(3)(4)中,不属于函数,的一个是( )
A.(1) B.(2) C.(3) D.(4)
2.(25-26高三下·辽宁抚顺·阶段检测)已知函数(且)的部分图象如图所示,则( )
A., B.,
C., D.,
3.(25-26高一上·辽宁·练习)函数的大致图象是( )
A.B.C. D.
【题型4 对数函数图象的应用 】
规律与方法
1.图像的平移:
2.图像的翻折:
1.(多选 25-26高二下·河南·期末)已知,且,函数与的图象可能是( )
A.B.C. D.
2.若函数y=a|x|(a>0,且a≠1)的值域为{y|y≥1},则函数y=loga|x|的图象大致是( )
3.(2026·上海杨浦·模拟预测)设函数,若且,则的取值范围为__________.
【题型5 对数函数的定义域】
规律与方法
函数的定义域 (写成集合或区间的形式),对数函数定义域:x>0
(1)分式 ; (2)偶次根式:; (3)x0: (4)真数大于0
1.(25-26高二下·天津红桥·期末)函数的定义域为( )
A. B. C. D.R
2.函数y=的定义域是( )
A.[1,2] B.[1,2)
C. D.
3.(26-27高三上·云南保山·阶段检测)函数的定义域为__________.
【题型6 对数函数的定点问题 】
规律与方法
对数函数过定点1,0), 其他形式: 令x+m=0即可以求出定点
1.(2026·江苏苏州·模拟预测)函数(,)的图象经过定点( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一上·云南昆明·阶段检测)已知函数且的图像恒过定点,则______.
3.(2026·上海松江·模拟预测)已知函数且的图像过定点,正实数m、n满足n,则的最小值为__________.
【题型7 对数函数的奇偶性 】
规律与方法
1.定义法:其中包括两个必备条件:
(1)定义域关于原点对称,这是函数具有奇偶性的必要不充分条件,所以首先考虑定义域;
(2)判断f(x)与f(-x)是否具有等量关系,在判断奇偶性的运算中,可以转化为判断奇偶性的等价等量关系式(f(x)+f(-x)=0(奇函数)或f(x)-f(-x)=0(偶函数))是否成立.
2.图象法:①若一个函数的图象关于原点对称,则这个函数是奇函数;②若一个函数的图象关于y轴对称,则这个函数是偶函数.
3.性质法:(1)加减同:奇+奇=奇 偶+偶=偶 (2)乘除:偶*偶=奇*奇=偶,奇*偶=奇
4.常见对数函数的奇偶性:
(1)奇函数:
① 函数或函数
②函数或函数.
(2)偶函数:函数
1.(2026·北京海淀·一模)若函数是奇函数,则( )
A. B. C. D.
2.(2026·陕西榆林·模拟预测)若函数为奇函数,则实数的值为( )
A.1 B.2 C. D.
3(2026·山西忻州·模拟预测)已知函数是奇函数,则( )
A. B.1 C. D.2
【题型8 利用对数函数比较大小 】
规律与方法
1.同底利用单调性
2.不同底利用中间量
3.还可以利用作差法或者作商法
1.(2026·北京顺义·二模)已知,,,则( )
A. B.
C. D.
2.(26-27高三上·四川泸州·阶段检测)设是定义域为的偶函数,且在单调递减,则( )
A. B.
C. D.
3.(26-27高三上·北京西城·阶段检测)已知,,,,,则()
A. B. C. D.
4.(26-27高三上·江西·阶段检测)设,,,则( )
A. B. C. D.
【题型9 对数函数的单调性 】
规律与方法
1.指数函数:a>1时在定义域R上是增函数, 0<a<1时在定义域R上是减函数。
2.指数型函数的单调性:同增异减
1.(26-27高三上·湖南邵阳·阶段检测)函数的单调递减区间为_________
2.(26-27高三上·湖北·阶段检测)若函数(且)在区间内单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(2026·广东广州·模拟预测)已知函数,不等式在上恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
4.(26-27高一上·全国·课堂例题)已知 若 则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
5.(26-27高一上·北京东城·阶段检测)函数在上单调递减的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【题型10 对数函数的最值 】
规律与方法
1. 对数函数:利用单调性。
2. 对数型函数:换元变成对数函数,按照对数函数的求最值方法研究。
3. 二次型函数:换元变成二次函数,按照二次函数的求最值方法研究。
1.(26-27高一上·全国·课堂例题)函数的值域为( )
A.(0,3) B.[0,3]
C.(-∞,3] D.[0,+∞)
2.(25-26高一下·广东广州·期末)已知,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一下·贵州贵阳·阶段检测)已知函数,若的值域为,则( )
A.正实数 B.负实数 C.0 D.不确定
4.(25-26高二下·江西萍乡·期末)若函数的值域为,则实数的取值范围为________.
5.(26-27高三上·湖北省直辖县级单位·阶段检测)已知函数.
(1)若的定义域为,求实数的取值范围;
(2)若函数的值域为,求实数的取值范围.
6.(26-27高三上·山东济宁·阶段检测)已知函数,函数.
(1)求函数的值域;
(2)若不等式对任意恒成立,求实数的取值范围.
7.(26-27高三上·江苏连云港·阶段检测)已知函数的最小值为0,则___________.
【题型11 对数函数的综合问题 】
规律与方法
对数函数综合问题:一般先判断奇偶性、单调性,再求最值(恒成立问题)。
1.(26-27高三上·重庆·阶段检测)已知为偶函数,,若时,函数的图象恒在图象的上方,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(26-27高三上·安徽安庆·阶段检测)已知,函数.
(1)求函数的定义域;
(2)若函数的最大值为,求的值;
(3)若,存在,任意,有成立,求的取值范围.
3.(25-26高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)已知函数为奇函数.
(1)求实数a的值;
(2)设函数,若对任意的,总存在,使得成立,求实数的取值范围;
【题型12 同构问题】
规律与方法
通过指对互化,把函数化成同一类型
积型:,一般同构方式:
1.同左构造形式:,构造函数;
2.取对构造形式:,构造函数
和、差型:,一般有两种同构方式:
①同左构造形式:,构造函数;
②同右构造形式:,构造函数.
1.(26-27高一上·河南·期中)已知,若,则的最小值为( )
A. B. C.4 D.
2.(25-26高一下·江苏南京·阶段检测)已知实数,满足:,,则______.
3.(25-26高一下·湖南长沙·开学考试)已知实数满足,,则__________.
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微专题 对数函数
【题型1 对数函数的定义 】
规律与方法
1.对数函数的定义:一般地,函数y= (a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,定义域是(0,+
∞).
2.判断一个函数是对数函数的依据:
①形如y=;②底数a满足a>0,且a≠1;③真数是x;④定义域为(0,+).
例如:y=是对数函数,而y=(x+1),y=都不是对数函数.
1.(26-27高一上·全国·课后作业)下列函数是对数函数的是( )
A.y=loga(2x) B.y=lg 5
C.y=log2(x2+x) D.y=ln x
【答案】D
【难度】0.92
【知识点】对数函数的概念判断与求值
【分析】由对数函数定义结合选项可得答案.
【详解】形如的函数为对数函数.
据此可得仅有D选项满足题意.
2.(2026高一上·全国·专题练习)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
【难度】0.94
【知识点】求对数函数的解析式、对数函数的概念判断与求值
【分析】本题考查的是对数函数的定义,根据定义求出符合条件的参数.
【详解】函数是对数函数,
且,
解可得或,,故选:C.
3.(26-27高一上·全国·课后作业)下列函数中,哪些是对数函数?
(1);
(2);
(3);
(4)().
【答案】(1)不是(2)不是(3)不是(4)是
【难度】0.92
【知识点】对数函数的概念判断与求值
【分析】根据对数函数的定义判断.
【详解】(1)真数为,不是对数函数.
(2)对数式后加3,∴不是对数函数.
(3)真数为,且系数不为1,不是对数函数.
(4)底数是8,真数为x,系数为1,符合对数函数的定义,故是对数函数.
【题型2 对数函数的解析式 】
规律与方法
1.待定系数法:代入相关的点
2.反函数
定义
一般地,指数函数y=(a>0且a≠1)与对数函数y=(a>0且a≠1)互为反函数,它们的定义域与值域正好互换
性质
函数y=f(x)的定义域、值域分别为它的反函数y=的值域、定义域
互为反函数的两个函数图象关于直线y=x对称
1.(25-26高一上·全国·课后作业)已知对数函数的图象过点,则此对数函数的解析式为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】设对数函数解析式求参即可.
【解答过程】设对数函数为,
代入可得,
所以,
则对数函数的解析式为.
故选:C.
2.(第八单元对数运算与对数函数A卷�名校好题基础达标卷)函数与指数函数(且)互为反函数,且的图象过点,则______.
【答案】
【难度】0.65
【知识点】求对数函数的解析式、求反函数、求指数函数解析式
【分析】思路一:首先求得,进一步得即可得解;思路二:由题意函数的图象过点,求得即可得函数表达式,进一步即可得解.
【详解】方法一:的图象过点,即,解得,故.
其反函数为,所以.
方法二:因为指数函数(且)的反函数为(且),
的图象过点,故函数的图象过点,
所以,故,所以,所以.
故答案为:.
3.(25-26高一·全国·课后作业)已知函数,若图象过点,则的值为( )
A. B.2 C. D.
【解题思路】将代入求得,进而可得的值.
【解答过程】因为函数的 图象过点,
所以,
则,
所以,,
故选:B.
【题型3 对数函数的图象 】
规律与方法
无论是a>1还是0<a<1,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.
①上下比较:在直线x=1的右侧,a>1时,a越大,图象越靠近x轴;0<a<1时,a越小,图象越靠近x轴;
②左右比较:比较图象与直线y=1的交点,交点的横坐标越大,对应的对数函数的底数越大.
1.(24-25高一上·四川泸州·期末)如图(1)(2)(3)(4)中,不属于函数,的一个是( )
A.(1) B.(2) C.(3) D.(4)
【解题思路】根据对数函数的图象和性质判断即可.
【解答过程】因为,
即当时, ,
(3)是,(4)是,
又与关于轴对称,
(1)是.
故选:B.
2.(25-26高三下·辽宁抚顺·阶段检测)已知函数(且)的部分图象如图所示,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【难度】0.75
【知识点】根据对数型函数图象判断参数的范围、由对数(型)的单调性求参数
【详解】由函数图像知,在定义域内单调递减,所以,
根据图像可知函数的图像是把的图像向左平移小于1个单位得到的,
所以,解得.
3.(25-26高一上·辽宁·练习)函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】由对数函数的性质以及复合函数单调性逐项判断即可;
【解答过程】对于B、D,因为在其定义域上为单调增函数,
由复合函数的单调性可得在和上单调递减,故B、D错误;
对于C,由对数函数的性质,当时,,故C错误;
故选:A.
【题型4 对数函数图象的应用 】
规律与方法
1.图像的平移:
2.图像的翻折:
1.(多选 25-26高二下·河南·期末)已知,且,函数与的图象可能是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【难度】0.65
【知识点】函数图像的识别、判断指数型函数的图象形状、判断对数型函数的图象形状
【分析】根据指数函数以及对数函数的图像分析求解即可.
【详解】由且,可得.
所以,.
当时:函数在上单调递增,且过点.
函数在上单调递增,所以在上单调递减,且过点.
选项B中,一条曲线过且递增,另一条曲线过且递减,符合.
当,函数在上单调递减,且过点.
函数在上单调递减,所以在上单调递增,且过点.
选项D 中,一条曲线过且递减,另一条曲线过且递增,符合.
2.若函数y=a|x|(a>0,且a≠1)的值域为{y|y≥1},则函数y=loga|x|的图象大致是( )
【答案】B
由于y=a|x|的值域为{y|y≥1},所以a>1,则y=loga|x|在(0,+∞)上是增函数,又函数y=loga|x|的图象关于y轴对称.因此y=loga|x|的图象应大致为选项B.
3.(2026·上海杨浦·模拟预测)设函数,若且,则的取值范围为__________.
【答案】
【难度】0.65
【知识点】对数的运算性质的应用、对数函数单调性的应用、由对数函数的单调性解不等式、对数函数图象的应用
【详解】的图象如下图所示
由图象可知,当时,单调递减,所以,此时,
当时,,,
,即,化简可得,解得,
综上所述,因为,所以的取值范围为.
【题型5 对数函数的定义域】
规律与方法
函数的定义域 (写成集合或区间的形式),对数函数定义域:x>0
(1)分式 ; (2)偶次根式:; (3)x0: (4)真数大于0
1.(25-26高二下·天津红桥·期末)函数的定义域为( )
A. B. C. D.R
【答案】B
【难度】0.95
【知识点】求对数函数的定义域、具体函数的定义域
【分析】由对数函数的真数大于零,进而求解.
【详解】由题意得:,
所以的定义域为.
2.函数y=的定义域是( )
A.[1,2] B.[1,2)
C. D.
解析:选C.由即
解得x≥.故选C.
3.(26-27高三上·云南保山·阶段检测)函数的定义域为__________.
【答案】
【难度】0.85
【知识点】求对数函数的定义域、具体函数的定义域
【详解】由得.
【题型6 对数函数的定点问题 】
规律与方法
对数函数过定点1,0), 其他形式: 令x+m=0即可以求出定点
1.(2026·江苏苏州·模拟预测)函数(,)的图象经过定点( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.92
【知识点】对数型函数图象过定点问题
【分析】根据对数的运算性质进行求解即可.
【详解】因为,
所以该函数的图象经过定点.
2.(25-26高一上·云南昆明·阶段检测)已知函数且的图像恒过定点,则______.
【答案】5
【难度】0.85
【知识点】指数型函数图象过定点问题、对数型函数图象过定点问题
【分析】根据指数函数及对数函数的性质即可求得定点坐标.
【详解】根据指数函数及对数函数的性质可知,,
故函数(且)经过定点,即,
所以.
3.(2026·上海松江·模拟预测)已知函数且的图像过定点,正实数m、n满足n,则的最小值为__________.
【答案】
【难度】0.75
【知识点】对数型函数图象过定点问题、基本不等式“1”的妙用求最值
【分析】由对数函数性质确定,,进而得到,再结合基本不等式即可求解.
【详解】当时,,所以函数的图象过定点,
所以,,代入得.
所以,
当且仅当时等号成立,即,时等号成立
【题型7 对数函数的奇偶性 】
规律与方法
1.定义法:其中包括两个必备条件:
(1)定义域关于原点对称,这是函数具有奇偶性的必要不充分条件,所以首先考虑定义域;
(2)判断f(x)与f(-x)是否具有等量关系,在判断奇偶性的运算中,可以转化为判断奇偶性的等价等量关系式(f(x)+f(-x)=0(奇函数)或f(x)-f(-x)=0(偶函数))是否成立.
2.图象法:①若一个函数的图象关于原点对称,则这个函数是奇函数;②若一个函数的图象关于y轴对称,则这个函数是偶函数.
3.性质法:(1)加减同:奇+奇=奇 偶+偶=偶 (2)乘除:偶*偶=奇*奇=偶,奇*偶=奇
4.常见对数函数的奇偶性:
(1)奇函数:
① 函数或函数
②函数或函数.
(2)偶函数:函数
1.(2026·北京海淀·一模)若函数是奇函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.7
【知识点】对数函数的概念判断与求值、由奇偶性求参数
【分析】利用奇函数的定义可得出关于的等式,求出实数的值,再结合奇函数的定义域验证即可.
【详解】因为函数是奇函数,则,
即,所以,即,
所以,解得,
当时,,由可得,该函数的定义域为,
此时函数的定义域不关于原点对称,该函数不是奇函数,不符合题意;
当时,,由可得或,
即函数的定义域为或,定义域关于原点对称,符合题意.
综上所述,.
2.(2026·陕西榆林·模拟预测)若函数为奇函数,则实数的值为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】对数的运算、对数的运算性质的应用、由奇偶性求参数
【分析】根据奇函数性质建立关于方程求解.
【详解】由可得,
,
若为奇函数,则有,
即,整理得,
则,解得,
当时,,令,解得或,
此时定义域为关于原点对称,
符合为奇函数,故符合题意.
3(2026·山西忻州·模拟预测)已知函数是奇函数,则( )
A. B.1 C. D.2
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】求对数函数的定义域、由奇偶性求参数
【分析】根据奇函数定义域关于原点对称求解,再利用奇函数的性质求解,最终计算.
【详解】 函数有意义需满足且,即,
由于是奇函数,定义域关于原点对称,因此也不在定义域内,
代入分子得,解得,
求参数: 将代入得: ,
由于在定义域内,奇函数满足,代入得:
,解得,
此时函数,,
则
,
即,则是奇函数,满足题意,
故 .
【题型8 利用对数函数比较大小 】
规律与方法
1.同底利用单调性
2.不同底利用中间量
3.还可以利用作差法或者作商法
1.(2026·北京顺义·二模)已知,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【难度】0.75
【知识点】对数的运算、比较对数式的大小、对数的运算性质的应用
【分析】先通过对数的运算法则将化简,再根据对数函数的单调性,即可判断的大小.
【详解】由题意,,
根据对数函数的图象性质,在上单调递增,在上单调递增,
又,所以,
又,所以,
即,所以.
2.(26-27高三上·四川泸州·阶段检测)设是定义域为的偶函数,且在单调递减,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】比较指数幂的大小、比较函数值的大小关系、比较对数式的大小、对数的运算、函数奇偶性的应用
【分析】利用指对函数的单调性及函数的性质求解.
【详解】是定义域为的偶函数,,
在上单调递增,且,,
因为在单调递减,
所以.
3.(26-27高三上·北京西城·阶段检测)已知,,,,,则()
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】比较指数幂的大小、由不等式的性质比较数(式)大小、比较对数式的大小
【分析】利用对数性质化简;由知指数函数单调递减,比较指数得;再由判断且,最终得大小关系.
【详解】已知,且,则,
,
因为底数,所以指数函数在定义域上是单调递减的,
因为,所以,
所以,即,
因为且,所以
而,因此
综上可得:.
4.(26-27高三上·江西·阶段检测)设,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】比较指数幂的大小、比较对数式的大小、对数的运算、对数的运算性质的应用、运用换底公式化简计算
【分析】先利用对数运算性质统一对数底数比较与的大小,再结合对数、指数函数的单调性判断、与1的大小关系,最终得出三者排序.
【详解】由题设有.
又,对数函数在上单调递增,且,
因此,即.
由对数函数单调性得; 指数函数在上单调递增,
因此,即.
综上可得.
【题型9 对数函数的单调性 】
规律与方法
1.指数函数:a>1时在定义域R上是增函数, 0<a<1时在定义域R上是减函数。
2.指数型函数的单调性:同增异减
1.(26-27高三上·湖南邵阳·阶段检测)函数的单调递减区间为_________
【答案】
【难度】0.7
【知识点】解不含参数的一元二次不等式、求对数型复合函数的定义域、对数型复合函数的单调性、求函数的单调区间
【分析】根据给定函数,利用二次函数、对数函数的单调性及复合函数单调性求解.
【详解】函数中,,解得,
函数在上单调递增,在上单调递减,
而函数在上单调递减,因此函数在上单调递减,在上单调递增,
所以所求递减区间为.
2.(26-27高三上·湖北·阶段检测)若函数(且)在区间内单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】由对数(型)的单调性求参数
【分析】令,利用复合函数的单调性结合对数函数的定义域列出不等式,解出的取值范围.
【详解】令,∵,∴在上单调递减,
∵函数(且)在区间内单调递增,
∴函数是减函数,且在上恒成立,
∴,∴.
3.(2026·广东广州·模拟预测)已知函数,不等式在上恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】由对数函数的单调性解不等式、函数不等式恒成立问题、根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式、函数奇偶性的应用
【分析】判断函数奇偶性以及单调性,将不等式在上恒成立,转化为在上恒成立,只需要即可,并考虑函数定义域即可得到结果.
【详解】因为在上单调递增,
且在上单调递增,
所以在上单调递增,
又定义域为,
且,所以是偶函数,
因为,所以,
又,所以,所以化为,
即在上恒成立,
又函数在上单调递减,
所以时,最小,且为,
所以,,
又时,,不符合题意,
所以或,
即的取值范围是.
4.(26-27高一上·全国·课堂例题)已知 若 则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.7
【知识点】对数型复合函数的单调性、根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
【详解】由得,可知的定义域为,定义域关于原点对称,
且 ,
则是定义在上的偶函数,
,
在单调递减,函数为增函数, 在单调递减,
由函数为偶函数可得,等价于,
,解得.
5.(26-27高一上·北京东城·阶段检测)函数在上单调递减的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】判断命题的充分不必要条件、由对数(型)的单调性求参数、对数型复合函数的单调性
【分析】根据复合函数“同增异减”的单调性规则,先求出函数在单调递减的充要条件,再判断对应选项为该充要条件的真子集即可
【详解】函数是外层函数与内层函数的复合函数,
外层函数性质:底数,故在定义域上为单调递减函数
由复合函数“同增异减”的判定规则,要使在单调递减,需同时满足两个条件:
(1)内层函数在上单调递增;(2)在上恒成立.
因为为开口向上的二次函数,对称轴为,所以,解得;
因为在单调递增,所以,只需边界值,代入得,解得.
综上,在单调递减的充要条件为,其充分不必要条件对应集合是的真子集.
选项A:,满足充分不必要要求;
选项B:为充要条件,不符合要求;
选项C、D:集合内存在的取值,无法满足在恒成立,不是充分条件.
【题型10 对数函数的最值 】
规律与方法
1. 对数函数:利用单调性。
2. 对数型函数:换元变成对数函数,按照对数函数的求最值方法研究。
3. 二次型函数:换元变成二次函数,按照二次函数的求最值方法研究。
1.(26-27高一上·全国·课堂例题)函数的值域为( )
A.(0,3) B.[0,3]
C.(-∞,3] D.[0,+∞)
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】求对数函数在区间上的值域、求指数函数在区间内的值域、分段函数的值域或最值
【详解】当时,.
当时, .
所以函数的值域为.
2.(25-26高一下·广东广州·期末)已知,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.72
【知识点】求对数函数在区间上的值域、求对数函数的最值、基本不等式求和的最小值、运用换底公式化简计算
【详解】令,由,得,
,
则,当且仅当时取等号,
所以的最小值为.
3.(25-26高一下·贵州贵阳·阶段检测)已知函数,若的值域为,则( )
A.正实数 B.负实数 C.0 D.不确定
【答案】C
【难度】0.51
【知识点】根据值域求参数的值或者范围、求对数型复合函数的值域
【分析】对于由两函数的乘积构成的函数,利用其单调性及值域的特点,可判断它们的零点重合,推得,代入所求式,计算即得.
【详解】因函数的定义域为,
函数与均为上的增函数,且两函数的零点分别为与,
为使函数的值恒为非负数,则两零点必须重合,
否则在两零点之间,两函数值会出现一正一负,不符合题意.
故.
于是
.
4.(25-26高二下·江西萍乡·期末)若函数的值域为,则实数的取值范围为________.
【答案】
【难度】0.65
【知识点】求对数函数在区间上的值域、根据二次函数的最值或值域求参数、根据分段函数的值域(最值)求参数
【分析】分别求出和时值域,要使函数的值域为,则两部分值域的并集要覆盖所有实数,再列不等式求实数的取值范围即可.
【详解】当时,,因为对数函数在单调递增,所以在单调递减,
所以,因此当时,值域为;
当时,开口向上,对称轴为,所以;
因此当时,值域为;
要使函数的值域为,则,解得.
5.(26-27高三上·湖北省直辖县级单位·阶段检测)已知函数.
(1)若的定义域为,求实数的取值范围;
(2)若函数的值域为,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【难度】0.56
【知识点】一元二次不等式在实数集上恒成立问题、求对数型复合函数的定义域、根据二次函数的最值或值域求参数、根据对数函数的值域求参数值或范围
【分析】(1)由定义域为,得出,列出不等式求解即可;
(2)函数的值域为等价于能取到上的一切值,进而得出,列出不等式求解即可.
【详解】(1)由的定义域为,知的解集为,
则,解得:,
所以a的取值范围为.
(2)函数的值域为等价于能取到上的一切值,
所以只要即可,其中,
所以,解得:或,
所以实数a的取值范围是.
6.(26-27高三上·山东济宁·阶段检测)已知函数,函数.
(1)求函数的值域;
(2)若不等式对任意恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【难度】0.63
【知识点】函数不等式恒成立问题、利用函数单调性求最值或值域、对数型复合函数的单调性、求二次函数的值域或最值、求对数型复合函数的值域
【分析】(1)首先利用对数运算法则化简的解析式,将其转化为关于的二次函数,结合二次函数的性质即可求得值域.
(2)先将恒成立条件转化为,通过换元法将转化为关于的二次函数,求解在上的最小值,再代入不等式求解关于的一元二次不等式,即可得到实数的取值范围.
【详解】(1)由,化简可得
.
,
因为,所以,即的值域为.
(2)因为不等式对任意实数恒成立,所以.
令,因为,所以,
设,
结合二次函数性质可得,即,则.
所以,即,即,
所以,解得,所以实数的取值范围为.
7.(26-27高三上·江苏连云港·阶段检测)已知函数的最小值为0,则___________.
【答案】
【难度】0.65
【知识点】对数函数最值与不等式的综合问题、根据对数函数的值域求参数值或范围
【分析】根据最值的定义及不等式的性质,对进行分情况讨论求解即可.
【详解】由题意知,定义域为.
当时,,
因为,所以,则,
因为对,,故都有,所以.
同理时,,所以,则,故.
当时,,恒成立,
综上,.
【题型11 对数函数的综合问题 】
规律与方法
对数函数综合问题:一般先判断奇偶性、单调性,再求最值(恒成立问题)。
1.(26-27高三上·重庆·阶段检测)已知为偶函数,,若时,函数的图象恒在图象的上方,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】函数不等式恒成立问题、对数型复合函数的单调性、由奇偶性求参数
【分析】利用偶函数定义求出,根据给定条件,列出不等式并分离参数,构造函数并利用单调性求出最小值即可.
【详解】函数的定义域为,由为偶函数,得恒成立,
即恒成立,
而不恒为0,则,由时,函数的图象恒在图象的上方,
得,恒成立,即,
则对恒成立,
函数,,
又函数在R上单调递减,在上单调递增,
则函数在上单调递减,,于是,解得,
所以实数的取值范围是.
2.(26-27高三上·安徽安庆·阶段检测)已知,函数.
(1)求函数的定义域;
(2)若函数的最大值为,求的值;
(3)若,存在,任意,有成立,求的取值范围.
【答案】(1);
(2);
(3).
【难度】0.53
【知识点】求对数型复合函数的定义域、函数不等式恒成立问题、函数不等式能成立(有解)问题、利用函数单调性求最值或值域、对数型复合函数的单调性
【分析】(1)根据对数的真数大于求解;
(2)整理,设,利用二次函数的图象和性质,对数函数的图象和性质,结合复合函数的单调性求解法则求出的单调性,利用单调性得到的最大值,从而求出的值;
(3)整理,令,利用指数函数的图象和性质结合二次函数的图象和性质求出,利用二次函数的图象和性质结合对数函数的图象和性质求出,由存在,任意,都有成立,得到,通过计算得到的取值范围.
【详解】(1),
,解得,故.
(2),
设,对称轴为,开口向下,
因为的定义域为,
所以在上单调递增,在上单调递减,
因为,所以在上单调递增,
所以在上单调递增,在上单调递减,
故时,函数取得最大值,且最大值为,
解得.
(3),
令,
因为,,所以,则,
则转为,,
因为对称轴为,且,函数的图象开口向上,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,即,
又因为,,
在上单调递减,
因为,所以,
因为存在,任意,都有成立,所以,
即,
解得,所以实数的取值范围为.
3.(25-26高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)已知函数为奇函数.
(1)求实数a的值;
(2)设函数,若对任意的,总存在,使得成立,求实数的取值范围;
【答案】(1)
(2)
【难度】0.56
【知识点】求对数函数在区间上的值域、函数不等式能成立(有解)问题、利用函数单调性求最值或值域、由奇偶性求参数、对数的运算性质的应用
【分析】(1)利用特殊值求出,再根据奇函数定义验证即可;
(2)先分别求出的最小值,通过转化得到,求解即可.
【详解】(1)∵是奇函数,且定义域为,∴,即,
解得,将代入函数得,
,符合奇函数定义,∴.
(2)∵,单调递增,
∴在定义域上单调递增,又,
,∴,
∵,
∴令,则,
又,,函数对称轴为,
开口向上,∴,
∵对任意的,总存在,
使得成立,即,
即,∴.
所以实数的取值范围为.
【题型12 同构问题】
规律与方法
通过指对互化,把函数化成同一类型
积型:,一般同构方式:
1.同左构造形式:,构造函数;
2.取对构造形式:,构造函数
和、差型:,一般有两种同构方式:
①同左构造形式:,构造函数;
②同右构造形式:,构造函数.
1.(26-27高一上·河南·期中)已知,若,则的最小值为( )
A. B. C.4 D.
【答案】C
【难度】0.7
【知识点】基本不等式求和的最小值、由指数(型)的单调性求参数
【详解】由可得,
因为均为递增函数,所以也为递增函数,
所以,即,
因为,所以,
等号成立时,
故的最小值为
2.(25-26高一下·江苏南京·阶段检测)已知实数,满足:,,则______.
【答案】3
【难度】0.5
【知识点】由指数(型)的单调性求参数、指数式与对数式的互化
【分析】由同构思想和函数单调性得,结合已知即可得解.
【详解】∵,∴,
又,∴,即,
又函数在定义域上单调递增,所以,,
∴.
3.(25-26高一下·湖南长沙·开学考试)已知实数满足,,则__________.
【答案】
【难度】0.4
【知识点】指数式与对数式的互化、反函数的性质应用
【分析】由与的交点关于对称,结合,,从而有与关于对称得到且,即可求.
【详解】由关于对称,又与垂直,
所以与的交点关于对称,
结合题设有,,且,
所以是与的交点;是与的交点,
所以与关于对称,则且,
所以.
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