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考点04 基本初等函数压轴题汇总-2020-2021学年高一《新题速递·数学》(人教版)
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考点04 基本初等函数压轴题
一、单选题(共15小题)
1.(2020•和平区模拟)已知函数f(x)=,g(x)=x2﹣2x,设a为实数,若存在实数m,使f(m)﹣2g(a)=0,则实数a的取值范围为( )
A.[﹣1,+∞) B.(﹣∞,﹣1]∪[3,+∞)
C.[﹣1,3] D.(﹣∞,3]
【解答】解:∵g(x)=x2﹣2x,设a为实数,
∴2g(a)=2a2﹣4a,a∈R,
∵y=2a2﹣4a,a∈R,
∴当a=1时,y最小值=﹣2,
∵函数f(x)=,
f(﹣7)=6,f(e﹣2)=﹣2,
∴值域为[﹣2,6]
∵存在实数m,使f(m)﹣2g(a)=0,
∴﹣2≤2a2﹣4a≤6,
即﹣1≤a≤3,
故选:C.
【知识点】对数函数图象与性质的综合应用
2.(2020•榆林一模)已知函数y=f(x)(x∈R)满足f(x+2)=2f(x),且x∈[﹣1,1]时,f(x)=﹣|x|+1,则当x∈[﹣10,10]时,y=f(x)与g(x)=log4|x|的图象的交点个数为( )
A.13 B.12 C.11 D.10
【解答】解:由题意,函数f(x)满足:
定义域为R,且f(x+2)=2f(x),当x∈[﹣1,1]时,f(x)=﹣|x|+1;
在同一坐标系中画出满足条件的函数f(x)与函数y=log4|x|的图象,如图:
由图象知,两个函数的图象在区间[﹣10,10]内共有11个交点;
故选:C.
【知识点】对数函数图象与性质的综合应用、函数的图象与图象的变换
3.(2020•龙岩模拟)设a=log43,b=log54,c=2﹣0.01,则a,b,c的大小关系为( )
A.b<a<c B.a<b<c C.a<c<b D.b<c<a
【解答】解:因为0=log41<a=log43<log44=1,
0<b=log54<log55=1,
c=2﹣0.01>2≈0.92,
log54=≈0.86,
==log43×log45<()2=()2<1,
∴a,b,c的大小关系为a<b<c.
故选:B.
【知识点】对数值大小的比较
4.(2020•西湖区校级模拟)正数a,b满足1+log2a=2+log3b=3+log6(a+b),则的值是( )
A. B. C. D.
【解答】解,依题意,设1+log2a=2+log3b=3+log6(a+b)=k,
则a=2k﹣1,b=3k﹣2,a+b=6k﹣3,
所以=====,
故选:A.
【知识点】对数的运算性质
5.(2020春•瀍河区校级月考)已知实数a,b,c,d满足,则(a﹣c)2+(b﹣d)2的最小值为( )
A.8 B.4 C.2 D.
【解答】解:∵实数a,b,c,d满足,
∴b=lna,d=c+1.
考查函数y=lnx,与y=x+1.
∴(a﹣c)2+(b﹣d)2就是曲线y=lnx与直线y=x+1之间的距离的平方值,
对曲线y=lnx求导:y′=,
与直线y=x+1平行的切线斜率k=1=,解得:x=1,
将x=1代入y=lnx得:y=0,即切点坐标为(1,0),
∴切点(1,0)到直线y=x+1的距离d==,即d2=2,
则(a﹣c)2+(b﹣d)2的最小值为2.
故选:C.
【知识点】对数的运算性质
6.(2020秋•浦东新区校级月考)设f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=ax+b(a>0,a≠1),若f(x)在R上存在反函数,则下列结论正确的是( )
A.或
B.或
C.或
D.或
【解答】解:设x<0,则﹣x>0,则f(﹣x)=a﹣x+b,
∵f(x)是定义在R上的奇函数,
∴f(0)=0,f(﹣x)=﹣f(x),
∴﹣f(x)=a﹣x+b,
∴f(x)=﹣a﹣x﹣b,
若f(x)在R上存在反函数,则必需保证函数f(x)不存在多个自变量x对应同一个函数值即可,
当a>1时,则需满足a0+b≥﹣a0﹣b,解得b≥﹣1,
当0<a<1时,则需满足a0+b≤﹣a0﹣b或b≥0,解得b≤﹣1或b≥0,
故选:B.
【知识点】反函数
7.(2020春•定州市校级期末)已知函数f(x)=loga(x2﹣2ax)在[4,5]上为增函数,则a的取值范围是( )
A.(1,4) B.(1,4] C.(1,2) D.(1,2]
【解答】解:由题意可得g(x)=x2﹣2ax的对称轴为x=a
①当a>1时,由复合函数的单调性可知,g(x)在[4,5]单调递增,且g(x)>0在[4,5]恒成立
则
∴1<a<2
②0<a<1时,由复合函数的单调性可知,g(x)在[4,5]单调递增,且g(x)>0在[4,5]恒成立
则此时a不存在
综上可得,1<a<2
故选:C.
【知识点】对数函数的单调性与特殊点、二次函数的性质与图象、对数函数的定义域
8.(2020•西湖区校级模拟)已知函数f(x)=ax﹣2+1(a>0,且a≠1)恒过定点M(m,n),则函数g(x)=n﹣mx不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【解答】解:∵f(x)=ax﹣2+1(a>0,且a≠1)恒过定点(2,2),
∴m=n=2,
∴g(x)=2﹣2x,
∴g(x)为减函数,且过点(0,1),
∴g(x)的函数图象不经过第三象限.
故选:C.
【知识点】指数函数的图象与性质
9.(2020全国I卷模拟)已知函数f(x)=,若a<b<c<d,且f(a)=f(b)=f(c)=f(d),则的值为( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
【解答】解:如函数f(x)=图象,
∵a<b<c<d,且f(a)=f(b)=f(c)=f(d),
通过图象可得:a与b关于对称,
∴a+b=﹣1;
由f(c)=f(d),
可得:;
那么.
即cd=1;
则=﹣1;
故选:A.
【知识点】函数与方程的综合运用、指数型复合函数的性质及应用、分段函数的应用
10.(2019春•浙江期中)设函数f(x)=ex+ax2+bx+c(a,b,c为非零实数),且f(a)=ea,f(b)=eb,若a<﹣1,则b的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解答】解:依题意由f(a)=ea,f(b)=eb得+两式相减得,a(a+b)(a﹣b)+b(a﹣b)=0,
所以(a﹣b(a2+ab+b)=0,
若a=b,则f(a)=ea,f(b)=eb成立时,a=b=0,不成立.
所以b==2﹣﹣(a+1),
因为a+1<0,
所以b==2﹣﹣(a+1)=4,当且仅当(a+1)2=1,即a=﹣2时b取得最小值.
故选:D.
【知识点】指数函数的图象与性质
11.(2020春•尤溪县校级期中)函数y=loga(x+3)﹣1(a>0,且a≠1)的图象恒过定点A,若点A在直线mx+ny+2=0上(其中m,n>0),则的最小值等于( )
A.10 B.8 C.6 D.4
【解答】解:令x+3=1,求得x=﹣2,可得函数y=loga(x+3)﹣1(a>0,且a≠1)的图象恒过定点A(﹣2,﹣1),
若点A在直线mx+ny+2=0上(其中m,n>0),则﹣2m﹣n+2=0,即 2m+n=2.
由基本不等式可得2≥2,即mn≤,即≥2,当且仅当2m=n=1时,取等号.
则==≥4,
故选:D.
【知识点】对数函数的单调性与特殊点
12.(2020•陆良县一模)已知函数f(x)=ln(|x|+1)+,则使得f(x)>f(2x﹣1)的x的取值范围是( )
A. B.
C.(1,+∞) D.
【解答】解:∵函数f(x)=ln(|x|+1)+为定义域R上的偶函数,
且在x≥0时,函数单调递增,
∴f(x)>f(2x﹣1)等价为f(|x|)>f(|2x﹣1|),
即|x|>|2x﹣1|,
两边平方得x2>(2x﹣1)2,
即3x2﹣4x+1<0,
解得<x<1;
∴使得f(x)>f(2x﹣1)的x的取值范围是(,1).
故选:A.
【知识点】对数函数的图象与性质
13.(2020山东模拟)已知函数f(x)=x﹣4+,x∈(0,4),当x=a时,f(x)取得最小值b,则函数g(x)=a|x+b|的图象为( )
A. B.
C. D.
【解答】解:∵x∈(0,4),
∴x+1>1
∴f(x)=x﹣4+=x+1+﹣5≥2﹣5=1,
当且仅当x=2时取等号,此时函数有最小值1
∴a=2,b=1,
此时g(x)=2|x+1|=,
此函数可以看成函数y=的图象向左平移1个单位
结合指数函数的图象及选项可知A正确
故选:A.
【知识点】指数函数的图象与性质
14.(2020秋•历城区校级月考)已知函数f(x)=lnx﹣ax2(a>0),若存在实数m,n∈[1,3],且m﹣n≥1时有f(m)=f(n)成立,则实数a的取值范围是( )
A.(0,] B.[]
C.(] D.()
【解答】解:依题意得m∈[1,2],n∈[2,3],而f′(x)==,
由a>0,m﹣n≥1时有f(m)=f(n)成立,
则f(x)须在(1,)上单调递增,在(,3)上单调递减,
∵f(1)=﹣a,f(2)=ln2﹣4a,f(3)=ln3﹣9a,
当f(3)≥f(1)时,只需f(2)≥f(3),此时ln2﹣4a≥ln3﹣9a,解得a;
当f(3)<f(1)时,只需f(2)≥f(1),此时ln2﹣4a≥﹣a,解得a.
∴a的取值范围为:≤a≤.
故选:B.
【知识点】对数函数的图象与性质
15.(2020秋•开福区校级月考)已知f(x)是定义在R上的单调函数,满足f[f(x)﹣ex]=1,且f(a)>f(b)>e,若logab+logba=,则a与b的关系是( )
A.a=b3 B.b=a3 C.a=b4 D.b=a4
【解答】解:∵f(x)是定义在R上的单调函数,满足f[f(x)﹣ex]=1,
∴f(x)﹣ex是一个常数,设a=f(x)﹣ex,则f(a)=1,
由a=f(x)﹣ex,得f(x)=a+ex,
令x=a,得f(a)=a+ea=1,解得a=0,
∵f(a)>f(b)>e=f(1),
∴a>b>1,∴logba>1,
∵logab+logba=,∴+logba=,
解得logba=4或logba=﹣.(舍去),
∴a=b4.
故选:C.
【知识点】对数的运算性质
二、填空题(共10小题)
16.(2020秋•蚌埠期中)已知函数y=ax+2﹣2(a>0,a≠1)的图象恒过定点A,则定点A的坐标为 .
【解答】解:由指数函数y=ax(a>0,a≠1)的图象恒过(0,1)点
而要得到函数y=ax+2﹣2(a>0,a≠1)的图象,
可将指数函数y=ax(a>0,a≠1)的图象向左平移两个单位,再向下平移两个单位.
则(0,1)点平移后得到(﹣2,﹣1)点,
故答案为:(﹣2,﹣1).
【知识点】指数函数的图象与性质
17.(2020秋•昌江区校级期中)f(x)=x2﹣ax﹣3a,若y=log2(f(x))在(﹣∞,﹣1)上递减,则a∈ .
【解答】解:∵f(x)=x2﹣ax﹣3a,y=log2(f(x))在(﹣∞,﹣1)上递减,
∴f(x)=x2﹣ax﹣3a的对称轴x=≥﹣1,且f(x)>0,即f(﹣1)=1+a﹣3a=1﹣2a≥0,
解得﹣2≤a≤.
∴a∈[﹣2,].
故答案为:[﹣2,].
【知识点】对数函数的图象与性质
18.(2020•抚顺一模)若实数x,y满足x>y>0,且log2x+log2y=1,则的最小值为 .
【解答】解:∵log2x+log2y=1,
∴log2xy=1=log22,
∴xy=2,
∴==(x﹣y)+≥2=4,但且仅当x=1+,y=﹣1时取等号,
故的最小值为4,
故答案为:4.
【知识点】对数的运算性质
19.(2020秋•怀化期末)函数y=loga(x+3)﹣1(a≠1,a>0)的图象恒过定点A,若点A在直线mx+ny+1=0上,其中m>0,n>0,则+的最小值为 .
【解答】解:∵x=﹣2时,y=loga1﹣1=﹣1,
∴函数y=loga(x+3)﹣1(a>0,a≠1)的图象恒过定点(﹣2,﹣1)即A(﹣2,﹣1),
∵点A在直线mx+ny+1=0上,
∴﹣2m﹣n+1=0,即2m+n=1,
∵m>0,n>0,
∴+=(+)(2m+n)=2+++2≥4+2•=8,
当且仅当m=,n=时取等号.
故答案为:8
【知识点】对数函数的图象与性质
20.(2020秋•广安期末)已知3m=5n=k且,则k的值为 .
【解答】解:3m=5n=k,
可得=logk3,=logk5,
∵,
∴logk3+logk5=2,
可得logk15=2,
k=.
故答案为:.
【知识点】对数的运算性质
21.(2020秋•大同期末)设函数f(x)=|logax|(0<a<1)的定义域为[m,n](m<n),值域为[0,1],若n﹣m的最小值为,则实数a= .
【解答】解:①若1≤m<n,则f(x)=﹣logax,
∵f(x)的值域为[0,1],∴f(m)=0,f(n)=1,解得m=1,n=,
又∵n﹣m的最小值为,∴﹣1≥以及0<a<1,
当“=”成立时,解得a=,符合题意;
②若0<m<n≤1,则f(x)=logax,
∵f(x)的值域为[0,1],∴f(m)=1,f(n)=0,解得m=a,n=1,
又∵n﹣m的最小值为,∴1﹣a=,解得a=,符合题意;
③若0<m<1<n时,根据对数函数的性质得不满足题意.
故答案为:或.
【知识点】对数函数的图象与性质
22.(2020春•城关区校级月考)已知点(2,9)在函数f(x)=ax(a>0且a≠1)图象上,对于函数y=f(x)定义域中的任意x1,x2(x1≠x2),有如下结论:
①f(x1+x2)=f(x1)•f(x2);
②f(x1•x2)=f(x1)+f(x2);
③<0;
④f()<
上述结论中正确结论的序号是 .
【解答】解:∵点(2,9)在函数f(x)=ax(a>0且a≠1)图象上,
∴a2=9,解得:a=3,
∴f(x)=3x,
∴①f(x1+x2)==•=f(x1)•f(x2),故①正确;
②f(x1•x2)=≠f(x1)+f(x2),故②错误;
③a=3>1,f(x)在R递增,故>0,故③错误;
④=≥==f()
故④正确;
故答案为:①④.
【知识点】指数函数的图象与性质
23.(2020•江苏模拟)已知a,b,c,d∈R且满足==1,则(a﹣c)2+(b﹣d)2的最小值为 .
【解答】解:因为==1,所以可将P:(a,b),Q:(c,d)分别看成函数y=x+3lnx与y=2x+3上任意一点,
问题转化为曲线上的动点P与直线上的动点Q之间的最小值的平方问题,
设M(t,t+3lnt)是曲线y=x+3lnx的切点,因为y′=1+,
故点M处的切斜的斜率k=1+,
由题意可得1+=2,解得t=3,
也即当切线与已知直线y=2x+3平行时,此时切点M(3,3+3ln3)到已知直线y=2x+3的距离最近,
最近距离d==,
也即(a﹣c)2+(b﹣d)2==ln2,
故答案为:ln2
【知识点】对数的运算性质
24.(2020秋•顺德区月考)已知函数f(x)在R上连续,对任意x∈R都有f(﹣3﹣x)=f(1+x);在(﹣∞,﹣1)中任意取两个不相等的实数x1,x2,都有(x1﹣x2)[f(x1)﹣f(x2)]<0恒成立;若f(2a﹣1)<f(3a﹣2),则实数a的取值范围是 .
【解答】解:由f(﹣3﹣x)=f(1+x)可知函数f(x)关于直线x=﹣1对称;
在(﹣∞,﹣1)中任意取两个不相等的实数x1,x2,都有(x1﹣x2)[f(x1)﹣f(x2)]<0恒成立;
可知函数f(x)在区间(﹣∞,﹣1)上单调递减,由对称性可知函数f(x)在区间(﹣1,+∞)上单调递增,
不妨设f(x)=(x+1)2,则由f(2a﹣1)<f(3a﹣2)可得4a2<(3a﹣1)2,
整理得5a2﹣6a+1>0,即(a﹣1)(5a﹣1)>0,
解得或a>1,所以实数a的取值范围是.
故答案为:.
【知识点】抽象函数及其应用、指数型复合函数的性质及应用
25.(2020春•黄浦区校级月考)设定义域为R的函数f(x)、g(x)都有反函数,且函数f(x﹣1)和g﹣1(x﹣3)图象关于直线y=x对称,若g(5)=2015,则f(4)=
【解答】解:解:设g﹣1(x﹣3)=y 则g(g﹣1(x﹣3))=g(y)
∴x﹣3=g(y)
∴x=g(y)+3
得y=g(x)+3 (为g﹣1(x﹣3)的反函数)
又∵f(x﹣1)与g﹣1(x﹣3)的图象关于直线y=x对称
∴f(x﹣1)=g(x)+3
又 g(5)=2015
∴f(4)=f(5﹣1)=g(5)+3
∴f(4)=2015+3=2018
故填:2018.
【知识点】反函数
三、解答题(共10小题)
26.(2020春•海淀区校级期中)化简求值.
(1)
(2).
【解答】解:(1)
=+lg(25×4)+2+1
=
=.
(2)
=
==﹣45.
【知识点】有理数指数幂及根式、对数的运算性质
27.(2020秋•西湖区校级期中)化简求值:
(1)0.﹣(﹣)0++0.
(2)lg25+lg2+()﹣log29×log32.
【解答】解:(1)0.﹣(﹣)0++0.=﹣1++=2.5﹣1+8+0.5=10
(2)lg25+lg2+()﹣log29×log32=lg5+lg2+﹣2(log23×log32)=1+﹣2=﹣
【知识点】对数的运算性质
28.(2020秋•荆州区校级期中)已知f(x)=log2(x﹣1).
(Ⅰ)若f(x0+1)+f(x0﹣1)=0,求x0的值;
(Ⅱ)记g(x)=f(x)+f(6﹣x),
(1)求g(x)的定义域D,并求g(x)的最大值m;
(2)已知4a+log2a=2b+log2+﹣,试比较b与ma的大小并说明理由.
【解答】解:(Ⅰ)由已知得,log2x0+log2(x0﹣2)=0,log2x0(x0﹣2)=0,
∴x0(x0﹣2)=1,x02﹣2x0﹣1=0,
解得 x0=1±,又 x0>2,∴x0=1+.
(Ⅱ)(1)g(x)=f(x)+f(6﹣x)=log2(x﹣1)+log2(5﹣x),由,得1<x<5,∴x∈(1,5).
由于g(x)=log2(x﹣1)(5﹣x)=log2[﹣(x﹣3)2+4],∴当x=3时,m=g(x)max=log24=2,
(2)由4a+log2a=2b+log2+﹣,得4a+log2a﹣=2b+log2b﹣﹣log23+,
即22a+log22a﹣=2b+log2b﹣﹣log23++1=2b+log2b﹣﹣log23+,
因为﹣log23+<0,所以22a+log22a﹣<2b+log2b﹣,
考虑函数h(x)=2x+log2x﹣,所以h(2a)<h(b),
因2x,log2x,都是增函数,所以h(x)为增函数,∴2a<b,又m=2,
故始终有b>ma成立.
【知识点】对数函数图象与性质的综合应用
29.(2020秋•秦州区校级期末)已知函数f(x)=的图象关于原点对称,其中a为常数.
(1)求a的值;
(2)当x∈(1,+∞)时,f(x)+(x﹣1)<m恒成立,求实数m的取值范围;
(3)若关于x的方程f(x)=(x+k)在[2,3]上有解,求k的取值范围.
【解答】解:(1)函数f(x)=的图象关于原点对称,
∴f(x)+f(﹣x)=0,即+=0,
∴()=0,∴=1恒成立,
即1﹣a2x2=1﹣x2,即(a2﹣1)x2=0恒成立,所以a2﹣1=0,解得a=±1,
又a=1时,f(x)=无意义,故a=﹣1;
(2)x∈(1,+∞)时,f(x)+(x﹣1)<m恒成立,即+(x﹣1)<m,
∴(x+1)<m在(1,+∞)恒成立,
由于y=(x+1)是减函数,故当x=1,函数取到最大值﹣1,
∴m≥﹣1,即实数m的取值范围是m≥﹣1;
(3)f(x)=在[2,3]上是增函数,g(x)=(x+k)在[2,3]上是减函数,
∴只需要即可保证关于x的方程f(x)=(x+k)在[2,3]上有解,下解此不等式组.
代入函数解析式得,解得﹣1≤k≤1,
即当﹣1≤k≤1时关于x的方程f(x)=(x+k)在[2,3]上有解.
【知识点】对数函数的图象与性质
30.(2020春•南岸区期末)已知函数f(x)=(a2﹣3a+3)ax是指数函数,
(1)求f(x)的表达式;
(2)判断F(x)=f(x)﹣f(﹣x)的奇偶性,并加以证明
(3)解不等式:loga(1﹣x)>loga(x+2)
【解答】解:(1)a2﹣3a+3=1,可得a=2或a=1(舍去),
∴f(x)=2x;
(2)F(x)=2x﹣2﹣x,∴F(﹣x)=﹣F(x),
∴F(x)是奇函数;
(3)不等式:log2(1﹣x)>log2(x+2),即1﹣x>x+2>0,∴﹣2<x<﹣,
解集为{x|﹣2<x<﹣}.
【知识点】指数函数的图象与性质、函数奇偶性的性质与判断
31.(2020秋•新华区校级期中)已知函数是偶函数.
(1)求k的值;
(2)若函数,是否存在实数m使得h(x)最小值为0,若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)由题意,函数是偶函数.
∵f(﹣x)=f(x),
即对于任意x∈R恒成立,
∴,
∴2kx=﹣x,
∴.
(2)由题意,h(x)=4x+m×2x,x∈[0,log23],
令t=2x∈[1,3],φ(t)=t2+mt,t∈[1,3],开口向上,对称轴,
当,即m≥﹣2时,φ(t)min=φ(1)=1+m=0,解得:m=﹣1,
当,即﹣6<m<﹣2时,(舍去),
当,即m<﹣6时,φ(t)min=φ(3)=9+3m=0,∴m=﹣3(舍去)
∴存在m=﹣1使得h(x)最小值为0.
【知识点】对数函数的图象与性质
32.(2020春•莲湖区校级期中)已知f(x)是定义在R上的偶函数,且x≤0时,f(x)=(﹣x+1)
(1)求f(3)+f(﹣1);
(2)求函数f(x)的解析式;
(3)若f(a﹣1)<﹣1,求实数a的取值范围.
【解答】解:(I)∵f(x)是定义在R上的偶函数,x≤0时,f(x)=(﹣x+1),
∴f(3)+f(﹣1)=f(﹣3)+f(﹣1)=4+2=﹣2﹣1=﹣3;
(II)令x>0,则﹣x<0,f(﹣x)=(x+1)=f(x)
∴x>0时,f(x)=(x+1),
则f(x)=.
(Ⅲ)∵f(x)=(﹣x+1)在(﹣∞,0]上为增函数,
∴f(x)在(0,+∞)上为减函数
∵f(a﹣1)<﹣1=f(1)
∴|a﹣1|>1,
∴a>2或a<0
【知识点】函数奇偶性的性质与判断、函数解析式的求解及常用方法、对数函数图象与性质的综合应用
33.(2020秋•江苏期中)设函数f(x)=ax﹣(k﹣1)a﹣x,(a>0且a≠1)是定义域为R的奇函数,且f(1)=.
(1)求k,a的值;
(2)求函数f(x)在[1,+∞)上的值域;
(3)设g(x)=a2x+a﹣2x﹣2m•f(x),若g(x)在[1,+∞)上的最小值为﹣2,求m的值;
(4)对于(3)中函数g(x),如果g(x)>0在[1,+∞)上恒成立,求m的取值范围.
【解答】解:(1)∵函数f(x)=ax﹣(k﹣1)a﹣x,(a>0且a≠1)是定义域为R的奇函数,
∴f(0)=0,即1﹣(k﹣1)=0,k=2,
∵f(1)=.∴a﹣=,a=2,
∴a=2,k=2,
(2)∵f(x)=2x﹣2﹣x在[1,+∞)单调递增,
∴f(1)=,
∴在[1,+∞)上的值域为[,+∞),
(3)g(x)=22x+2﹣2x﹣2m(2x﹣2﹣x),
设t=2x﹣2﹣x,x∈[1,+∞),t∈[,+∞),
∴k(t)=t2﹣2mt+2,t∈[,+∞),
∵若g(x)在[1,+∞)上的最小值为﹣2,
∴k(t)=t2﹣2mt+2,t∈[,+∞),上的最小值为﹣2,
∴或
即m=2,或m=(舍去),
故m=2
(4)k(t)=t2﹣2mt+2,t∈[,+∞),
∵g(x)>0在[1,+∞)上恒成立,
∴k(t)>0在t∈[,+∞)上恒成立,
∴或,
解不等式得出∅或,
∴m的取值范围为.
【知识点】指数函数综合题
34.(2020春•恩施州月考)已知函数f(x)=lg()为奇函数.
(1)求m的值,并求f(x)的定义域;
(2)判断函数f(x)的单调性,并证明;
(3)若对于任意θ∈[0,],是否存在实数λ,使得不等式f(cos2θ+λsinθ﹣)﹣lg3>0.若存在,求出实数λ的取值范围;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵函数f(x)=lg()为奇函数,
∴f(﹣x)=﹣f(x)在定义域内恒成立,
即lg()=﹣lg(),
即lg()+lg()=0,
则•=1,即1﹣m2x2=1﹣x2,在定义域内恒成立,
∴m=﹣1或m=1,当m=1时,f(x)=lg()=lg,
此时1﹣x≠0,即x≠1,即函数的定义域关于原点不对称性,不满足条件.,舍去,
∴m=﹣1,此时f(x)=lg,
由>0,解得﹣1<x<1,
故m=﹣1,且函数的定义域是(﹣1,1).
(2)∵f(x)=lg,﹣1<x<1,任取﹣1<x1<x2<1,
设u(x)=,﹣1<x<1,
则u(x1)﹣u(x2)=
∵﹣1<x1<x2<1,∴u(x1)﹣u(x2)<0,∴u(x1)<u(x2),即lgu(x1)<lgu(x2),
∴f(x1)<f(x2),即f(x)在定义域内单调递增.
(3)假设存在实数λ,使得不等式不等式f(cos2θ+λsinθ﹣)﹣lg3>0成立,
即不等式f(cos2θ+λsinθ﹣)>lg3=f(),
由(1),(2)知:<cos2θ+λsinθ﹣<1 对于任意θ∈[0,],
即,当θ=0时成立;
当θ∈(0,]时,令sinθ=t,则,
即,则.
【知识点】对数函数图象与性质的综合应用
35.(2020秋•通化期末)已知函数f(x)=loga(1﹣x),g(x)=loga(1+x),其中a>0且a≠1.
(1)求函数f(x)+g(x)的定义域;
(2)判断函数f(x)+g(x)的奇偶性,并证明;
(3)若f(x)>g(x),求x的取值范围.
【解答】解:(1)由题意可得 ,即 ,解得﹣1<x<1,
所以定义域为:(﹣1,1).﹣﹣﹣﹣﹣(4分)
(2)设F(x)=f(x)+g(x)=loga(1﹣x)+loga(1+x),由于F(x)的定义域为(﹣1,1),关于原点对称,
而且 F(﹣x)=loga(1+x)+loga(1﹣x)=F(x),
所以,F(x)为偶函数.﹣﹣﹣﹣﹣﹣(8分)
(3)当a>1时,由loga(1﹣x)>loga(1+x),可得 1﹣x>1+x,x<0,所以﹣1<x<0.
当0<a<1时,由loga(1﹣x)>loga(1+x),可得1﹣x<1+x,x>0,所以0<x<1.
综上,当a>1时,x的取值范围为(﹣1,0);当0<a<1时,x的取值范围为(0,1 ).﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(12分)
【知识点】对数函数的单调性与特殊点、函数奇偶性的性质与判断、函数的定义域及其求法
一、单选题(共15小题)
1.(2020•和平区模拟)已知函数f(x)=,g(x)=x2﹣2x,设a为实数,若存在实数m,使f(m)﹣2g(a)=0,则实数a的取值范围为( )
A.[﹣1,+∞) B.(﹣∞,﹣1]∪[3,+∞)
C.[﹣1,3] D.(﹣∞,3]
【解答】解:∵g(x)=x2﹣2x,设a为实数,
∴2g(a)=2a2﹣4a,a∈R,
∵y=2a2﹣4a,a∈R,
∴当a=1时,y最小值=﹣2,
∵函数f(x)=,
f(﹣7)=6,f(e﹣2)=﹣2,
∴值域为[﹣2,6]
∵存在实数m,使f(m)﹣2g(a)=0,
∴﹣2≤2a2﹣4a≤6,
即﹣1≤a≤3,
故选:C.
【知识点】对数函数图象与性质的综合应用
2.(2020•榆林一模)已知函数y=f(x)(x∈R)满足f(x+2)=2f(x),且x∈[﹣1,1]时,f(x)=﹣|x|+1,则当x∈[﹣10,10]时,y=f(x)与g(x)=log4|x|的图象的交点个数为( )
A.13 B.12 C.11 D.10
【解答】解:由题意,函数f(x)满足:
定义域为R,且f(x+2)=2f(x),当x∈[﹣1,1]时,f(x)=﹣|x|+1;
在同一坐标系中画出满足条件的函数f(x)与函数y=log4|x|的图象,如图:
由图象知,两个函数的图象在区间[﹣10,10]内共有11个交点;
故选:C.
【知识点】对数函数图象与性质的综合应用、函数的图象与图象的变换
3.(2020•龙岩模拟)设a=log43,b=log54,c=2﹣0.01,则a,b,c的大小关系为( )
A.b<a<c B.a<b<c C.a<c<b D.b<c<a
【解答】解:因为0=log41<a=log43<log44=1,
0<b=log54<log55=1,
c=2﹣0.01>2≈0.92,
log54=≈0.86,
==log43×log45<()2=()2<1,
∴a,b,c的大小关系为a<b<c.
故选:B.
【知识点】对数值大小的比较
4.(2020•西湖区校级模拟)正数a,b满足1+log2a=2+log3b=3+log6(a+b),则的值是( )
A. B. C. D.
【解答】解,依题意,设1+log2a=2+log3b=3+log6(a+b)=k,
则a=2k﹣1,b=3k﹣2,a+b=6k﹣3,
所以=====,
故选:A.
【知识点】对数的运算性质
5.(2020春•瀍河区校级月考)已知实数a,b,c,d满足,则(a﹣c)2+(b﹣d)2的最小值为( )
A.8 B.4 C.2 D.
【解答】解:∵实数a,b,c,d满足,
∴b=lna,d=c+1.
考查函数y=lnx,与y=x+1.
∴(a﹣c)2+(b﹣d)2就是曲线y=lnx与直线y=x+1之间的距离的平方值,
对曲线y=lnx求导:y′=,
与直线y=x+1平行的切线斜率k=1=,解得:x=1,
将x=1代入y=lnx得:y=0,即切点坐标为(1,0),
∴切点(1,0)到直线y=x+1的距离d==,即d2=2,
则(a﹣c)2+(b﹣d)2的最小值为2.
故选:C.
【知识点】对数的运算性质
6.(2020秋•浦东新区校级月考)设f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=ax+b(a>0,a≠1),若f(x)在R上存在反函数,则下列结论正确的是( )
A.或
B.或
C.或
D.或
【解答】解:设x<0,则﹣x>0,则f(﹣x)=a﹣x+b,
∵f(x)是定义在R上的奇函数,
∴f(0)=0,f(﹣x)=﹣f(x),
∴﹣f(x)=a﹣x+b,
∴f(x)=﹣a﹣x﹣b,
若f(x)在R上存在反函数,则必需保证函数f(x)不存在多个自变量x对应同一个函数值即可,
当a>1时,则需满足a0+b≥﹣a0﹣b,解得b≥﹣1,
当0<a<1时,则需满足a0+b≤﹣a0﹣b或b≥0,解得b≤﹣1或b≥0,
故选:B.
【知识点】反函数
7.(2020春•定州市校级期末)已知函数f(x)=loga(x2﹣2ax)在[4,5]上为增函数,则a的取值范围是( )
A.(1,4) B.(1,4] C.(1,2) D.(1,2]
【解答】解:由题意可得g(x)=x2﹣2ax的对称轴为x=a
①当a>1时,由复合函数的单调性可知,g(x)在[4,5]单调递增,且g(x)>0在[4,5]恒成立
则
∴1<a<2
②0<a<1时,由复合函数的单调性可知,g(x)在[4,5]单调递增,且g(x)>0在[4,5]恒成立
则此时a不存在
综上可得,1<a<2
故选:C.
【知识点】对数函数的单调性与特殊点、二次函数的性质与图象、对数函数的定义域
8.(2020•西湖区校级模拟)已知函数f(x)=ax﹣2+1(a>0,且a≠1)恒过定点M(m,n),则函数g(x)=n﹣mx不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【解答】解:∵f(x)=ax﹣2+1(a>0,且a≠1)恒过定点(2,2),
∴m=n=2,
∴g(x)=2﹣2x,
∴g(x)为减函数,且过点(0,1),
∴g(x)的函数图象不经过第三象限.
故选:C.
【知识点】指数函数的图象与性质
9.(2020全国I卷模拟)已知函数f(x)=,若a<b<c<d,且f(a)=f(b)=f(c)=f(d),则的值为( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
【解答】解:如函数f(x)=图象,
∵a<b<c<d,且f(a)=f(b)=f(c)=f(d),
通过图象可得:a与b关于对称,
∴a+b=﹣1;
由f(c)=f(d),
可得:;
那么.
即cd=1;
则=﹣1;
故选:A.
【知识点】函数与方程的综合运用、指数型复合函数的性质及应用、分段函数的应用
10.(2019春•浙江期中)设函数f(x)=ex+ax2+bx+c(a,b,c为非零实数),且f(a)=ea,f(b)=eb,若a<﹣1,则b的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解答】解:依题意由f(a)=ea,f(b)=eb得+两式相减得,a(a+b)(a﹣b)+b(a﹣b)=0,
所以(a﹣b(a2+ab+b)=0,
若a=b,则f(a)=ea,f(b)=eb成立时,a=b=0,不成立.
所以b==2﹣﹣(a+1),
因为a+1<0,
所以b==2﹣﹣(a+1)=4,当且仅当(a+1)2=1,即a=﹣2时b取得最小值.
故选:D.
【知识点】指数函数的图象与性质
11.(2020春•尤溪县校级期中)函数y=loga(x+3)﹣1(a>0,且a≠1)的图象恒过定点A,若点A在直线mx+ny+2=0上(其中m,n>0),则的最小值等于( )
A.10 B.8 C.6 D.4
【解答】解:令x+3=1,求得x=﹣2,可得函数y=loga(x+3)﹣1(a>0,且a≠1)的图象恒过定点A(﹣2,﹣1),
若点A在直线mx+ny+2=0上(其中m,n>0),则﹣2m﹣n+2=0,即 2m+n=2.
由基本不等式可得2≥2,即mn≤,即≥2,当且仅当2m=n=1时,取等号.
则==≥4,
故选:D.
【知识点】对数函数的单调性与特殊点
12.(2020•陆良县一模)已知函数f(x)=ln(|x|+1)+,则使得f(x)>f(2x﹣1)的x的取值范围是( )
A. B.
C.(1,+∞) D.
【解答】解:∵函数f(x)=ln(|x|+1)+为定义域R上的偶函数,
且在x≥0时,函数单调递增,
∴f(x)>f(2x﹣1)等价为f(|x|)>f(|2x﹣1|),
即|x|>|2x﹣1|,
两边平方得x2>(2x﹣1)2,
即3x2﹣4x+1<0,
解得<x<1;
∴使得f(x)>f(2x﹣1)的x的取值范围是(,1).
故选:A.
【知识点】对数函数的图象与性质
13.(2020山东模拟)已知函数f(x)=x﹣4+,x∈(0,4),当x=a时,f(x)取得最小值b,则函数g(x)=a|x+b|的图象为( )
A. B.
C. D.
【解答】解:∵x∈(0,4),
∴x+1>1
∴f(x)=x﹣4+=x+1+﹣5≥2﹣5=1,
当且仅当x=2时取等号,此时函数有最小值1
∴a=2,b=1,
此时g(x)=2|x+1|=,
此函数可以看成函数y=的图象向左平移1个单位
结合指数函数的图象及选项可知A正确
故选:A.
【知识点】指数函数的图象与性质
14.(2020秋•历城区校级月考)已知函数f(x)=lnx﹣ax2(a>0),若存在实数m,n∈[1,3],且m﹣n≥1时有f(m)=f(n)成立,则实数a的取值范围是( )
A.(0,] B.[]
C.(] D.()
【解答】解:依题意得m∈[1,2],n∈[2,3],而f′(x)==,
由a>0,m﹣n≥1时有f(m)=f(n)成立,
则f(x)须在(1,)上单调递增,在(,3)上单调递减,
∵f(1)=﹣a,f(2)=ln2﹣4a,f(3)=ln3﹣9a,
当f(3)≥f(1)时,只需f(2)≥f(3),此时ln2﹣4a≥ln3﹣9a,解得a;
当f(3)<f(1)时,只需f(2)≥f(1),此时ln2﹣4a≥﹣a,解得a.
∴a的取值范围为:≤a≤.
故选:B.
【知识点】对数函数的图象与性质
15.(2020秋•开福区校级月考)已知f(x)是定义在R上的单调函数,满足f[f(x)﹣ex]=1,且f(a)>f(b)>e,若logab+logba=,则a与b的关系是( )
A.a=b3 B.b=a3 C.a=b4 D.b=a4
【解答】解:∵f(x)是定义在R上的单调函数,满足f[f(x)﹣ex]=1,
∴f(x)﹣ex是一个常数,设a=f(x)﹣ex,则f(a)=1,
由a=f(x)﹣ex,得f(x)=a+ex,
令x=a,得f(a)=a+ea=1,解得a=0,
∵f(a)>f(b)>e=f(1),
∴a>b>1,∴logba>1,
∵logab+logba=,∴+logba=,
解得logba=4或logba=﹣.(舍去),
∴a=b4.
故选:C.
【知识点】对数的运算性质
二、填空题(共10小题)
16.(2020秋•蚌埠期中)已知函数y=ax+2﹣2(a>0,a≠1)的图象恒过定点A,则定点A的坐标为 .
【解答】解:由指数函数y=ax(a>0,a≠1)的图象恒过(0,1)点
而要得到函数y=ax+2﹣2(a>0,a≠1)的图象,
可将指数函数y=ax(a>0,a≠1)的图象向左平移两个单位,再向下平移两个单位.
则(0,1)点平移后得到(﹣2,﹣1)点,
故答案为:(﹣2,﹣1).
【知识点】指数函数的图象与性质
17.(2020秋•昌江区校级期中)f(x)=x2﹣ax﹣3a,若y=log2(f(x))在(﹣∞,﹣1)上递减,则a∈ .
【解答】解:∵f(x)=x2﹣ax﹣3a,y=log2(f(x))在(﹣∞,﹣1)上递减,
∴f(x)=x2﹣ax﹣3a的对称轴x=≥﹣1,且f(x)>0,即f(﹣1)=1+a﹣3a=1﹣2a≥0,
解得﹣2≤a≤.
∴a∈[﹣2,].
故答案为:[﹣2,].
【知识点】对数函数的图象与性质
18.(2020•抚顺一模)若实数x,y满足x>y>0,且log2x+log2y=1,则的最小值为 .
【解答】解:∵log2x+log2y=1,
∴log2xy=1=log22,
∴xy=2,
∴==(x﹣y)+≥2=4,但且仅当x=1+,y=﹣1时取等号,
故的最小值为4,
故答案为:4.
【知识点】对数的运算性质
19.(2020秋•怀化期末)函数y=loga(x+3)﹣1(a≠1,a>0)的图象恒过定点A,若点A在直线mx+ny+1=0上,其中m>0,n>0,则+的最小值为 .
【解答】解:∵x=﹣2时,y=loga1﹣1=﹣1,
∴函数y=loga(x+3)﹣1(a>0,a≠1)的图象恒过定点(﹣2,﹣1)即A(﹣2,﹣1),
∵点A在直线mx+ny+1=0上,
∴﹣2m﹣n+1=0,即2m+n=1,
∵m>0,n>0,
∴+=(+)(2m+n)=2+++2≥4+2•=8,
当且仅当m=,n=时取等号.
故答案为:8
【知识点】对数函数的图象与性质
20.(2020秋•广安期末)已知3m=5n=k且,则k的值为 .
【解答】解:3m=5n=k,
可得=logk3,=logk5,
∵,
∴logk3+logk5=2,
可得logk15=2,
k=.
故答案为:.
【知识点】对数的运算性质
21.(2020秋•大同期末)设函数f(x)=|logax|(0<a<1)的定义域为[m,n](m<n),值域为[0,1],若n﹣m的最小值为,则实数a= .
【解答】解:①若1≤m<n,则f(x)=﹣logax,
∵f(x)的值域为[0,1],∴f(m)=0,f(n)=1,解得m=1,n=,
又∵n﹣m的最小值为,∴﹣1≥以及0<a<1,
当“=”成立时,解得a=,符合题意;
②若0<m<n≤1,则f(x)=logax,
∵f(x)的值域为[0,1],∴f(m)=1,f(n)=0,解得m=a,n=1,
又∵n﹣m的最小值为,∴1﹣a=,解得a=,符合题意;
③若0<m<1<n时,根据对数函数的性质得不满足题意.
故答案为:或.
【知识点】对数函数的图象与性质
22.(2020春•城关区校级月考)已知点(2,9)在函数f(x)=ax(a>0且a≠1)图象上,对于函数y=f(x)定义域中的任意x1,x2(x1≠x2),有如下结论:
①f(x1+x2)=f(x1)•f(x2);
②f(x1•x2)=f(x1)+f(x2);
③<0;
④f()<
上述结论中正确结论的序号是 .
【解答】解:∵点(2,9)在函数f(x)=ax(a>0且a≠1)图象上,
∴a2=9,解得:a=3,
∴f(x)=3x,
∴①f(x1+x2)==•=f(x1)•f(x2),故①正确;
②f(x1•x2)=≠f(x1)+f(x2),故②错误;
③a=3>1,f(x)在R递增,故>0,故③错误;
④=≥==f()
故④正确;
故答案为:①④.
【知识点】指数函数的图象与性质
23.(2020•江苏模拟)已知a,b,c,d∈R且满足==1,则(a﹣c)2+(b﹣d)2的最小值为 .
【解答】解:因为==1,所以可将P:(a,b),Q:(c,d)分别看成函数y=x+3lnx与y=2x+3上任意一点,
问题转化为曲线上的动点P与直线上的动点Q之间的最小值的平方问题,
设M(t,t+3lnt)是曲线y=x+3lnx的切点,因为y′=1+,
故点M处的切斜的斜率k=1+,
由题意可得1+=2,解得t=3,
也即当切线与已知直线y=2x+3平行时,此时切点M(3,3+3ln3)到已知直线y=2x+3的距离最近,
最近距离d==,
也即(a﹣c)2+(b﹣d)2==ln2,
故答案为:ln2
【知识点】对数的运算性质
24.(2020秋•顺德区月考)已知函数f(x)在R上连续,对任意x∈R都有f(﹣3﹣x)=f(1+x);在(﹣∞,﹣1)中任意取两个不相等的实数x1,x2,都有(x1﹣x2)[f(x1)﹣f(x2)]<0恒成立;若f(2a﹣1)<f(3a﹣2),则实数a的取值范围是 .
【解答】解:由f(﹣3﹣x)=f(1+x)可知函数f(x)关于直线x=﹣1对称;
在(﹣∞,﹣1)中任意取两个不相等的实数x1,x2,都有(x1﹣x2)[f(x1)﹣f(x2)]<0恒成立;
可知函数f(x)在区间(﹣∞,﹣1)上单调递减,由对称性可知函数f(x)在区间(﹣1,+∞)上单调递增,
不妨设f(x)=(x+1)2,则由f(2a﹣1)<f(3a﹣2)可得4a2<(3a﹣1)2,
整理得5a2﹣6a+1>0,即(a﹣1)(5a﹣1)>0,
解得或a>1,所以实数a的取值范围是.
故答案为:.
【知识点】抽象函数及其应用、指数型复合函数的性质及应用
25.(2020春•黄浦区校级月考)设定义域为R的函数f(x)、g(x)都有反函数,且函数f(x﹣1)和g﹣1(x﹣3)图象关于直线y=x对称,若g(5)=2015,则f(4)=
【解答】解:解:设g﹣1(x﹣3)=y 则g(g﹣1(x﹣3))=g(y)
∴x﹣3=g(y)
∴x=g(y)+3
得y=g(x)+3 (为g﹣1(x﹣3)的反函数)
又∵f(x﹣1)与g﹣1(x﹣3)的图象关于直线y=x对称
∴f(x﹣1)=g(x)+3
又 g(5)=2015
∴f(4)=f(5﹣1)=g(5)+3
∴f(4)=2015+3=2018
故填:2018.
【知识点】反函数
三、解答题(共10小题)
26.(2020春•海淀区校级期中)化简求值.
(1)
(2).
【解答】解:(1)
=+lg(25×4)+2+1
=
=.
(2)
=
==﹣45.
【知识点】有理数指数幂及根式、对数的运算性质
27.(2020秋•西湖区校级期中)化简求值:
(1)0.﹣(﹣)0++0.
(2)lg25+lg2+()﹣log29×log32.
【解答】解:(1)0.﹣(﹣)0++0.=﹣1++=2.5﹣1+8+0.5=10
(2)lg25+lg2+()﹣log29×log32=lg5+lg2+﹣2(log23×log32)=1+﹣2=﹣
【知识点】对数的运算性质
28.(2020秋•荆州区校级期中)已知f(x)=log2(x﹣1).
(Ⅰ)若f(x0+1)+f(x0﹣1)=0,求x0的值;
(Ⅱ)记g(x)=f(x)+f(6﹣x),
(1)求g(x)的定义域D,并求g(x)的最大值m;
(2)已知4a+log2a=2b+log2+﹣,试比较b与ma的大小并说明理由.
【解答】解:(Ⅰ)由已知得,log2x0+log2(x0﹣2)=0,log2x0(x0﹣2)=0,
∴x0(x0﹣2)=1,x02﹣2x0﹣1=0,
解得 x0=1±,又 x0>2,∴x0=1+.
(Ⅱ)(1)g(x)=f(x)+f(6﹣x)=log2(x﹣1)+log2(5﹣x),由,得1<x<5,∴x∈(1,5).
由于g(x)=log2(x﹣1)(5﹣x)=log2[﹣(x﹣3)2+4],∴当x=3时,m=g(x)max=log24=2,
(2)由4a+log2a=2b+log2+﹣,得4a+log2a﹣=2b+log2b﹣﹣log23+,
即22a+log22a﹣=2b+log2b﹣﹣log23++1=2b+log2b﹣﹣log23+,
因为﹣log23+<0,所以22a+log22a﹣<2b+log2b﹣,
考虑函数h(x)=2x+log2x﹣,所以h(2a)<h(b),
因2x,log2x,都是增函数,所以h(x)为增函数,∴2a<b,又m=2,
故始终有b>ma成立.
【知识点】对数函数图象与性质的综合应用
29.(2020秋•秦州区校级期末)已知函数f(x)=的图象关于原点对称,其中a为常数.
(1)求a的值;
(2)当x∈(1,+∞)时,f(x)+(x﹣1)<m恒成立,求实数m的取值范围;
(3)若关于x的方程f(x)=(x+k)在[2,3]上有解,求k的取值范围.
【解答】解:(1)函数f(x)=的图象关于原点对称,
∴f(x)+f(﹣x)=0,即+=0,
∴()=0,∴=1恒成立,
即1﹣a2x2=1﹣x2,即(a2﹣1)x2=0恒成立,所以a2﹣1=0,解得a=±1,
又a=1时,f(x)=无意义,故a=﹣1;
(2)x∈(1,+∞)时,f(x)+(x﹣1)<m恒成立,即+(x﹣1)<m,
∴(x+1)<m在(1,+∞)恒成立,
由于y=(x+1)是减函数,故当x=1,函数取到最大值﹣1,
∴m≥﹣1,即实数m的取值范围是m≥﹣1;
(3)f(x)=在[2,3]上是增函数,g(x)=(x+k)在[2,3]上是减函数,
∴只需要即可保证关于x的方程f(x)=(x+k)在[2,3]上有解,下解此不等式组.
代入函数解析式得,解得﹣1≤k≤1,
即当﹣1≤k≤1时关于x的方程f(x)=(x+k)在[2,3]上有解.
【知识点】对数函数的图象与性质
30.(2020春•南岸区期末)已知函数f(x)=(a2﹣3a+3)ax是指数函数,
(1)求f(x)的表达式;
(2)判断F(x)=f(x)﹣f(﹣x)的奇偶性,并加以证明
(3)解不等式:loga(1﹣x)>loga(x+2)
【解答】解:(1)a2﹣3a+3=1,可得a=2或a=1(舍去),
∴f(x)=2x;
(2)F(x)=2x﹣2﹣x,∴F(﹣x)=﹣F(x),
∴F(x)是奇函数;
(3)不等式:log2(1﹣x)>log2(x+2),即1﹣x>x+2>0,∴﹣2<x<﹣,
解集为{x|﹣2<x<﹣}.
【知识点】指数函数的图象与性质、函数奇偶性的性质与判断
31.(2020秋•新华区校级期中)已知函数是偶函数.
(1)求k的值;
(2)若函数,是否存在实数m使得h(x)最小值为0,若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)由题意,函数是偶函数.
∵f(﹣x)=f(x),
即对于任意x∈R恒成立,
∴,
∴2kx=﹣x,
∴.
(2)由题意,h(x)=4x+m×2x,x∈[0,log23],
令t=2x∈[1,3],φ(t)=t2+mt,t∈[1,3],开口向上,对称轴,
当,即m≥﹣2时,φ(t)min=φ(1)=1+m=0,解得:m=﹣1,
当,即﹣6<m<﹣2时,(舍去),
当,即m<﹣6时,φ(t)min=φ(3)=9+3m=0,∴m=﹣3(舍去)
∴存在m=﹣1使得h(x)最小值为0.
【知识点】对数函数的图象与性质
32.(2020春•莲湖区校级期中)已知f(x)是定义在R上的偶函数,且x≤0时,f(x)=(﹣x+1)
(1)求f(3)+f(﹣1);
(2)求函数f(x)的解析式;
(3)若f(a﹣1)<﹣1,求实数a的取值范围.
【解答】解:(I)∵f(x)是定义在R上的偶函数,x≤0时,f(x)=(﹣x+1),
∴f(3)+f(﹣1)=f(﹣3)+f(﹣1)=4+2=﹣2﹣1=﹣3;
(II)令x>0,则﹣x<0,f(﹣x)=(x+1)=f(x)
∴x>0时,f(x)=(x+1),
则f(x)=.
(Ⅲ)∵f(x)=(﹣x+1)在(﹣∞,0]上为增函数,
∴f(x)在(0,+∞)上为减函数
∵f(a﹣1)<﹣1=f(1)
∴|a﹣1|>1,
∴a>2或a<0
【知识点】函数奇偶性的性质与判断、函数解析式的求解及常用方法、对数函数图象与性质的综合应用
33.(2020秋•江苏期中)设函数f(x)=ax﹣(k﹣1)a﹣x,(a>0且a≠1)是定义域为R的奇函数,且f(1)=.
(1)求k,a的值;
(2)求函数f(x)在[1,+∞)上的值域;
(3)设g(x)=a2x+a﹣2x﹣2m•f(x),若g(x)在[1,+∞)上的最小值为﹣2,求m的值;
(4)对于(3)中函数g(x),如果g(x)>0在[1,+∞)上恒成立,求m的取值范围.
【解答】解:(1)∵函数f(x)=ax﹣(k﹣1)a﹣x,(a>0且a≠1)是定义域为R的奇函数,
∴f(0)=0,即1﹣(k﹣1)=0,k=2,
∵f(1)=.∴a﹣=,a=2,
∴a=2,k=2,
(2)∵f(x)=2x﹣2﹣x在[1,+∞)单调递增,
∴f(1)=,
∴在[1,+∞)上的值域为[,+∞),
(3)g(x)=22x+2﹣2x﹣2m(2x﹣2﹣x),
设t=2x﹣2﹣x,x∈[1,+∞),t∈[,+∞),
∴k(t)=t2﹣2mt+2,t∈[,+∞),
∵若g(x)在[1,+∞)上的最小值为﹣2,
∴k(t)=t2﹣2mt+2,t∈[,+∞),上的最小值为﹣2,
∴或
即m=2,或m=(舍去),
故m=2
(4)k(t)=t2﹣2mt+2,t∈[,+∞),
∵g(x)>0在[1,+∞)上恒成立,
∴k(t)>0在t∈[,+∞)上恒成立,
∴或,
解不等式得出∅或,
∴m的取值范围为.
【知识点】指数函数综合题
34.(2020春•恩施州月考)已知函数f(x)=lg()为奇函数.
(1)求m的值,并求f(x)的定义域;
(2)判断函数f(x)的单调性,并证明;
(3)若对于任意θ∈[0,],是否存在实数λ,使得不等式f(cos2θ+λsinθ﹣)﹣lg3>0.若存在,求出实数λ的取值范围;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵函数f(x)=lg()为奇函数,
∴f(﹣x)=﹣f(x)在定义域内恒成立,
即lg()=﹣lg(),
即lg()+lg()=0,
则•=1,即1﹣m2x2=1﹣x2,在定义域内恒成立,
∴m=﹣1或m=1,当m=1时,f(x)=lg()=lg,
此时1﹣x≠0,即x≠1,即函数的定义域关于原点不对称性,不满足条件.,舍去,
∴m=﹣1,此时f(x)=lg,
由>0,解得﹣1<x<1,
故m=﹣1,且函数的定义域是(﹣1,1).
(2)∵f(x)=lg,﹣1<x<1,任取﹣1<x1<x2<1,
设u(x)=,﹣1<x<1,
则u(x1)﹣u(x2)=
∵﹣1<x1<x2<1,∴u(x1)﹣u(x2)<0,∴u(x1)<u(x2),即lgu(x1)<lgu(x2),
∴f(x1)<f(x2),即f(x)在定义域内单调递增.
(3)假设存在实数λ,使得不等式不等式f(cos2θ+λsinθ﹣)﹣lg3>0成立,
即不等式f(cos2θ+λsinθ﹣)>lg3=f(),
由(1),(2)知:<cos2θ+λsinθ﹣<1 对于任意θ∈[0,],
即,当θ=0时成立;
当θ∈(0,]时,令sinθ=t,则,
即,则.
【知识点】对数函数图象与性质的综合应用
35.(2020秋•通化期末)已知函数f(x)=loga(1﹣x),g(x)=loga(1+x),其中a>0且a≠1.
(1)求函数f(x)+g(x)的定义域;
(2)判断函数f(x)+g(x)的奇偶性,并证明;
(3)若f(x)>g(x),求x的取值范围.
【解答】解:(1)由题意可得 ,即 ,解得﹣1<x<1,
所以定义域为:(﹣1,1).﹣﹣﹣﹣﹣(4分)
(2)设F(x)=f(x)+g(x)=loga(1﹣x)+loga(1+x),由于F(x)的定义域为(﹣1,1),关于原点对称,
而且 F(﹣x)=loga(1+x)+loga(1﹣x)=F(x),
所以,F(x)为偶函数.﹣﹣﹣﹣﹣﹣(8分)
(3)当a>1时,由loga(1﹣x)>loga(1+x),可得 1﹣x>1+x,x<0,所以﹣1<x<0.
当0<a<1时,由loga(1﹣x)>loga(1+x),可得1﹣x<1+x,x>0,所以0<x<1.
综上,当a>1时,x的取值范围为(﹣1,0);当0<a<1时,x的取值范围为(0,1 ).﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(12分)
【知识点】对数函数的单调性与特殊点、函数奇偶性的性质与判断、函数的定义域及其求法
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