数学高一必修1 第三章 指数函数和对数函数 单元测试

数学高一必修1 第三章 指数函数和对数函数 单元测试
数学高一必修1 第三章 指数函数和对数函数 单元测试

(时间:100分钟,满分:120分)

一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)

1.下列函数是幂函数的是( ) A .y =2x 2 B .y =x 3+x

C .y =3x

D .y =x 12

答案:D

2.若函数y =f (x )是函数y =3x 的反函数,则f (1

2

)的值为( )

A .-log 23

B .-log 32 C.19

D. 3 解析:选B.因为y =f (x )与y =3x 互为反函数,所以f (x )=log 3x ,所以f (12)=log 31

2

=-log 32.

3.下列各函数中,值域为(0,+∞)的是( )

A .y =2-x

2 B .y =1-2x

C .y =x 2+x +1

D .y =3

1x +1

解析:选A.由A 、B 、C 、D 选项中函数的值域分别为(0,+∞)、[0,1)、[3

4,+∞)和

(0,1)∪(1,+∞),可知应选A.

4.已知a >0且a ≠1,下列四组函数中表示相等函数的是( )

A .y =log a x 与y =(log x a )-

1 B .y =2x 与y =log a a 2x C .y =a log a x 与y =x D .y =log a x 2与y =2log a x

解析:选B.对于A :y =log a x 、y =(log x a )-1的定义域分别为(0,+∞)、(0,1)∪(1,+∞),排除A ;对于C :y =a log ax 、y =x 的定义域分别为(0,+∞)、R ,排除C ;对于D :y =log a x 2、y =2log a x 定义域分别为(-∞,0)∪(0,+∞)、(0,+∞),排除D ,故选B.

5.三个数e -

2,log 0.23,ln π的大小关系为( )

A .log 0.23

B .e -

2

C .e -2

D .log 0.23

2 解析:选A.由y =e x 、y =log 0.2x 和y =ln x 可知0

2<1,log 0.2

3<0,ln π>1,故选A.

6.已知0

解析:选D.因为0

,y =log a x 在各自定义域内均是递减的,又因为y

=log a x 和y =log a (-x )关于y 轴对称,故选D.

7.已知f (x )=?????12x ,x ≥4,

f (x +1),x <4,

则f (log 23)=( )

A.124 B .-238 C.111 D.119

解析:选A.因为1

f (lo

g 23)=f (log 23+1)=f (log 23+2)=f (log 23+3)=12log23+3=12log 23·23=1

24

.

8.函数f (x )=log 22-x

2+x 的图像( )

A .关于原点对称

B .关于直线y =-x 对称

C .关于y 轴对称

D .关于直线y =x 对称

解析:选A.由2-x 2+x >0,解得x ∈(-2,2),f (-x )=log 22+x 2-x =-log 22-x

2+x =-f (x ),故f (x )

为奇函数,因此f (x )的图像关于原点对称.

9.已知函数f (x )=?????(2a -1)x +a ,x <1,

log a x ,x ≥1是R 上的减函数,则实数a 的取值范围是

( )

A .[13,1

2)

B .(0,1

2)

C .(0,1

4

)

D .(14,13

)

解析:选A.由题意可得:????

?2a -1<0,0

1+a ≥log a

1,

解得a ∈[13,1

2

).

10.若函数f (x )=???2x

,-2≤x <0,

g (x )-log 5(x +5+x 2),0

是奇函数,当0

的最大值为( )

A.14 B .-34

C.3

4 D .-14

解析:选C.当x ∈(0,2]时,-x ∈[-2,0),f (-x )=2-x ,又因为f (x )为奇函数,f (-x )=-f (x ),所以当x ∈(0,2]时,f (x )=-2-x .

故g (x )=log 5(x +5+x 2)-(12)x ,易知在(0,2]上,g (x )是递增的,g (x )max =g (2)=1-1

4

34

. 二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分.把答案填在题中的横线上)

11.函数y =2a x -

1+1(a >0且a ≠1)的图像恒过定点________.

解析:当x -1=0,即x =1时,y =2a 0+1=3,故该函数图像恒过定点(1,3). 答案:(1,3)

12.若f (lg x )=x ,则f (3)=________. 解析:lg x =3,解得x =103=1 000.

答案:1 000

13.已知函数f (x )的图像如图,试写出一个可能的解析式为________.

解析:由函数图像随着x 增加,函数值增加越来越慢,当x 趋近0时,y 趋近于-∞,故该函数可为对数函数,设f (x )=log a x ,log a 10=3,a =3

10,故f (x )=log

3

10x

.

答案:f (x )=log

310x

14.若2a =5b =10,则1a +1

b

=________.

解析:由已知可得:a =log 210,b =log 510,故1a +1

b

=log 102+log 105=log 1010=1.

答案:1

15.已知f (x )=log 12

(x 2-ax +3a )在区间[2,+∞)上为减函数,则实数a 的取值范围是

________.

解析:令g (x )=x 2-ax +3a ,由题意可得,要使f (x )在区间[2,+∞)上为减函数,g (x )

必为增函数,且g (x )>0,?????a 2≤2,

g (2)=22-2a +3a =4+a >0,即a ∈(-4,4].

答案:(-4,4]

三、解答题(本大题共5小题,共55分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)

16.(本小题满分10分)计算下列各式:(要求写出必要的运算步骤)

(1)0.027-13-(-16)-2+2560.75-3-

1+(12

)0;

(2)(log 33)2+[log 3(1+2+3)+log 3(1+2-3)]·log 43.

解:(1)原式=[(310)3]-13-36+26-1

3

+1

=103+28-13+1 =32.

(2)原式=(log 3312)2

+log 3232

·log 43 =14+3

4log 32·log 23 =14+34

=1. 17.(本小题满分10分)已知函数y =a x 2

-3x +3

在x ∈[1,3]时有最小值1

8

,求a 的值.

解:令t =x 2-3x +3=(x -32)2+3

4,

当x ∈[1,3]时,t ∈[3

4

,3].

①若a >1时,则y min =a 3

4=18,解得a =1

16,与a >1矛盾.

②若0

8

解得a =12,满足题意.综合①,②知,a =1

2

.

18.(本小题满分10分)设函数f (x )=lg 1+2x +4x a

3

,其中a ∈R ,如果当x ∈(-∞,1]时,

f (x )有意义,求a 的取值范围.

解:由题意知,当x ∈(-∞,1]时,1+2x +4x a

3

>0成立,

即a >-(14)x -(1

2)x 成立,

令t =(12)x ,因为x ≤1,所以t ≥12.有a >-t 2-t ,(t ≥1

2

)成立,只需a >(-t 2-t )max ,

而y =-t 2-t (t ≥12)是减函数,当t =12时,(-t 2-t )max =-3

4.

因此取a >-34,a 的取值范围是(-3

4

,+∞).

19.(本小题满分12分)设a ,b 同号,且a 2+2ab -3b 2=0,求log 3(a 2+ab +b 2)-log 3(a 2

-ab +b 2)的值.

解:因为a ,b 同号,所以b ≠0. 把方程a 2+2ab -3b 2=0两边同除以b 2, 得(a b )2+2·a

b -3=0, 所以(a b +3)(a

b -1)=0,

解得a b =1或a

b =-3(舍去),

所以a =b .

所以log 3(a 2+ab +b 2)-log 3(a 2-ab +b 2)=log 3(3a 2)-log 3a 2=log 33=1.

20.(本小题满分13分)已知函数f (x )=log 31-x

1-mx (m ≠1)是奇函数.

(1)求函数y =f (x )的解析式;

(2)设g (x )=1-x

1-mx ,用函数单调性的定义证明:函数y =g (x )在区间(-1,1)上是递减的;

(3)解不等式f (t +3)<0.

解:(1)由题意得f (-x )+f (x )=0对定义域中的x 都成立, 所以log 31+x 1+mx +log 31-x 1-mx =0,即1+x 1+mx ·1-x

1-mx =1,

所以1-x 2=1-m 2x 2对定义域中的x 都成立, 所以m 2=1,又m ≠1,所以m =-1. 所以f (x )=log 31-x

1+x .

(2)证明:由(1)得g (x )=1-x

1+x

.

设x 1、x 2∈(-1,1),且x 10,x 2+1>0,x 2-x 1>0. 因为g (x 1)-g (x 2)=2(x 2-x 1)

(1+x 1)(1+x 2)>0,所以g (x 1)>g (x 2),

所以函数y =g (x )在区间(-1,1)上是递减的. (3)函数y =f (x )的定义域为(-1,1).

设x 1、x 2∈( -1,1),且x 1g (x 2), 所以log 3g (x 1)>log 3g (x 2),即f (x 1)>f (x 2), 所以y =f (x )在区间(-1,1)上是递减的.

因为f (t +3)<0=f (0),所以?

????-1

t +3>0,

解得-3

故不等式的解集为{t |-3

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