高中数学练习:指数与指数函数
高中数学《指数函数》针对练习及答案

第二章函数2.4.2 指数函数(针对练习)针对练习针对练习一指数与指数幂的运算1.用分数指数幂的形式表示下列各式(a>0,b>0).(1)a222.计算或化简下列各式:(1)(a-2)·(-4a-1)÷(12a-4)(a>0);(2)213-233+0.0028-⎛⎫- ⎪⎝⎭-2)-1+0. 3.计算:(1)1111242 114310.7562)164300---⎫⎛⎫⎛⎫⨯⨯+-++⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭111133420,0)a ba b a b->>⎛⎫⎪⎝⎭4.计算:(1)10132114(2)924---⎛⎫⎛⎫-⨯-+-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;(2)2932)-⨯5.(1)()2163278()[2]8---;(2)()())1213321()0040.1a b a b --->,>.针对练习二 指数函数的概念6.在①4x y =;①4y x =;①4x y =-;①()4xy =-;①()121,12xy a a a ⎛⎫=->≠ ⎪⎝⎭中,y 是关于x 的指数函数的个数是( ) A .1 B .2 C .3 D .47.下列函数是指数函数的是( )A .y =()2x πB .y =(-9)xC .y =2x -1D .y =2×5x8.下列函数中为指数函数的是( ) A .23x y =⋅ B .3x y =-C .3x y -=D .1x y =9.函数()244xy a a a =-+是指数函数,则有( )A .a =1或a =3B .a =1C .a =3D .a >0且a ≠110.若函数()x f x a =(a >0,且a ≠1)的图象经过(12,)3,则(1)f -=( ) A.1 B .2C D .3针对练习三 指数函数的图像11.函数2x y -=的图象大致是( )A .B .C .D .12.函数①x y a =;①x y b =;①x y c =;①x y d =的图象如图所示,a ,b ,c ,d 分别是下列四个数:5413,12中的一个,则a ,b ,c ,d 的值分别是( )A .5413,12 B 54,12,13C .12,1354D .13,12,5413.若0a >且1a ≠,则函数()11x f x a -=+的图象一定过点( )A .()0,2B .()0,1-C .()1,2D .()1,1-14.已知函数f (x )= ax +1的图象恒过定点P ,则P 点的坐标为( ) A .(0,1) B .(0,2) C .(1,2)D .()1,1a +15.对任意实数01a <<,函数()11x f x a -=+的图象必过定点( )A .()0,2B .()1,2C .()0,1D .()1,1针对练习四 指数函数的定义域16.函数y ) A .(,3]-∞ B .[3,)+∞ C .(,2]-∞ D .[2,)+∞17.函数()22f x x -的定义域为( ) A .[0,2) B .(2,)+∞C .()(),22,-∞+∞D .[0,2)(2,)⋃+∞18.设函数f (x ),则函数f (x 4)的定义域为( ) A .(],4∞- B .1,4∞⎛⎤- ⎥⎝⎦C .(]0,4D .10,4⎛⎤⎥⎝⎦19.已知函数()y f x =的定义域为()0,1,则函数()()21xF x f =-的定义域为( )A .(),1-∞B .()(),00,1-∞⋃C .()0,∞+D .[)0,120.函数y (-∞,0],则a 的取值范围为( ) A .a >0 B .a <1 C .0<a <1 D .a ≠1针对练习五 指数函数的值域21.函数2212x xy -⎛⎫= ⎪⎝⎭的值域为( ) A .1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭B .1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦C .10,2⎛⎤⎥⎝⎦D .(]0,222.若23x ,则函数1()421x x f x +=-+的最小值为( ) A .4 B .0 C .5 D .923.函数2121x x y -=+的值域是( )A .()(),11,-∞--+∞B .(),1-∞-C .()1,1-D .()(),11,-∞+∞24.已知函数()()1123,12,1x a x a x f x x -⎧-+<=⎨≥⎩的值域为R ,则实数a 的取值范围是( )A .10,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭C .(),0-∞D .[)0,225.函数2x y a =-(0a >且1a ≠,11x -≤≤)的值域是5,13⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,则实数=a ( )A .3B .13C .3或13D .23或32针对练习六 指数函数的单调性26.函数2435x x y -+-=的单调递减区间是( ) A .[2,)+∞ B .(,2]-∞ C .(,1]-∞ D .[1,)+∞27.函数223112x x y -+⎛⎫= ⎪⎝⎭的单调递减区间为( ) A .(1,)+∞ B .3,4⎛⎤-∞ ⎥⎝C .(),1-∞D .3,4⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭28.若函数()215x axf x +⎛⎫= ⎪⎝⎭在[]1,2单调递减,则a 的取值范围( )A .4a ≤-B .2a ≤-C .2a ≥-D .4a ≥-29.若函数()(),1,513,13x a x f x a x x ⎧≥⎪=⎨-+<⎪⎩在R 上单调递减,则实数a 的取值范围是( ) A .12,33⎛⎤⎥⎝⎦B .1,2C .11,32⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .20,3⎛⎫⎪⎝⎭30.已知函数()()4211xa x x f x a x ⎧-≤=⎨>⎩,,是R 上的单调函数,那么实数a 的取值范围为( )A .()01,B .()13,C .423⎡⎫⎪⎢⎣⎭,D .312⎛⎤ ⎥⎝⎦,针对练习七 比较大小与解不等式31.已知412a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,124b =,122c =,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a b c << B .c b a << C .a c b << D .b a c <<32.已知1313422,3,4a b c ===,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .a <b <c B .c <a <b C .a <c <b D .c <b <a33.若2141122a a+-⎛⎫⎛⎫> ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,则实数a 的取值范围是( ) A .(,1)-∞ B .(1,)+∞C .(3,)+∞D .(3),-∞34.若x 满足不等式221139x x -+⎛⎫ ⎪⎝⎭,则函数2x y =的值域是( )A .1,28⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .1,28⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .1,8⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦D .[2,)+∞35.若1133ab⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则下列正确的是( )A .33a b <B .ac bc >C .11a b<D .b c a c -<-针对练习八 指数函数的应用36.专家对某地区新型流感爆发趋势进行研究发现,从确诊第一名患者开始累计时间t (单位:天)与病情爆发系数()f t 之间,满足函数模型:0.22(340)1()1t f t e --=+,当()0.1f t =时,标志着疫情将要局部爆发,则此时t 约为(参考数据: 1.13e ≈)( )A .10B .20C .30D .4037.基本再生数0R 与世代间隔T 是流行病学基本参数,基本再生数是指一个感染者传染的平均人数,世代间隔指两代间传染所需的平均时间,在α型病毒疫情初始阶段,可以用指数函数模型(e )rt I t =描述累计感染病例数()I t 随时间t (单位:天)的变化规律,指数增长率r 与0R 、T 近似满足01R rT =+,有学者基于已有数据估计出0 3.22R =,10T =.据此,在α型病毒疫情初始阶段,累计感染病例数增加至(0)I 的4倍,至少需要( )(参考数据:ln 20.69≈) A .6天 B .7天 C .8天 D .9天38.某灭活疫苗的有效保存时间T (单位:小时h )与储藏的温度t (单位:①)满足的函数关系为e ht b T +=(k ,b 为常数,其中e 2.71828=⋅⋅⋅,是一个和π类似的无理数,叫自然对数的底数),超过有效保存时间,疫苗将不能使用.若在0①时的有效保存时间是1080h ,在10①时的有效保存时间是120h ,则该疫苗在15①时的有效保存时间为( ) A .15h B .30h C .40h D .60h39.某食品的保鲜时间y (单位:小时)与储藏温度x (单位:C ︒)满足函数关系e kx b y +=(e 2.718=为自然对数的底数,,k b 为常数).若该食品在0C ︒的保鲜时间是192小时,在33C ︒的保鲜时间是24小时,则该食品在22C ︒的保鲜时间是( ) A .20 小时 B .24小时 C .36小时 D .48小时40.牛顿曾经提出了常温环境下的温度冷却模型:()100e ktθθθθ-=-+,其中为时间(单位:min ),0θ为环境温度,1θ为物体初始温度,θ为冷却后温度),假设在室内温度为20C 的情况下,一桶咖啡由100C 降低到60C 需要20min .则k 的值为( ) A .ln 220B .ln 320C .ln 210-D .ln 310-第二章 函数2.4.2 指数函数(针对练习)针对练习针对练习一 指数与指数幂的运算1.用分数指数幂的形式表示下列各式(a >0,b >0).(1)a2 2.【答案】(1)52a ; (2)136a ; (3)7362a b ; (4)76a . 【解析】 【分析】由根式与有理数指数幂的关系,结合指数幂的运算性质化简求值即可. (1)原式=11522222a a a a +⋅==. (2)原式=22313333262a a a a +⋅==. (3)原式=1221711333233332622222()()a ab a a b a b a b +⋅===.(4)原式=55722666a a a a --⋅==. 2.计算或化简下列各式: (1)(a -2)·(-4a -1)÷(12a -4)(a >0);(2)213-233+0.0028-⎛⎫- ⎪⎝⎭-2)-1+0.【答案】(1)-13a ;(2)-1679.【解析】 【分析】直接根据指数幂的运算性质计算即可. 【详解】(1)原式21434114(12)33a a a a ----+=-÷=-=-(2)原式213227118500--⎛⎫⎛⎫=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭213323()5002)12-⎡⎤=-+-+⎢⎥⎣⎦=49+20+1=- 1679. 3.计算:(1)1111242114310.7562)164300---⎫⎛⎫⎛⎫⨯⨯+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭111133420,0)a b a b a b ->>⎛⎫ ⎪⎝⎭【答案】(1)-16 (2)(0,0)a a b b>> 【解析】 【分析】(1)根据分数指数幂的运算规则化简计算即可; (2)根据分数指数幂的运算规则化简得出结果. (1)原式=111222411010233-⎫⎫⎛⎫⨯⨯++⨯+ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭(12410223⎫=⨯-⨯+⎝⎭220216=-+=-(2)原式543311233(0,0)a baa b bab a b-==>> 4.计算:(1)1132114(2)924---⎛⎫⎛⎫-⨯-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;(2)2932)-⨯【答案】(1)196(2)【解析】 【分析】(1)利用指数幂的运算性质即可求解.(2)利用根式与分数指数幂的互化以及指数幂的运算性质即可求解. (1)原式1111924()1218236=-⨯-+=++-=. (2)原式24119555636333222221[(8)](10)10(2)1010102---=⨯÷=⨯÷=⨯721102=⨯=== 5.(1)()21603278()[2]8---;(2)()())1213321()0040.1a b a b --->,>.【答案】(1)8π+;(2)85. 【解析】 【分析】(1)(2)均根据指数幂的运算性质即可计算; 【详解】(1)原式233(2)=-1+|3﹣π|162(2)+=4﹣1+π﹣3+23=π+8.(2)原式3332223322248510a b a b--⋅==.针对练习二 指数函数的概念6.在①4x y =;①4y x =;①4x y =-;①()4xy =-;①()121,12xy a a a ⎛⎫=->≠ ⎪⎝⎭中,y 是关于x 的指数函数的个数是( ) A .1 B .2 C .3 D .4【答案】B 【解析】 【分析】直接根据指数函数的定义依次判断即可. 【详解】根据指数函数的定义,知①①中的函数是指数函数, ①中底数不是常数,指数不是自变量,所以不是指数函数; ①中4x 的系数是1-,所以不是指数函数; ①中底数40-<,所以不是指数函数. 故选:B .7.下列函数是指数函数的是( )A .y =()2x πB .y =(-9)xC .y =2x -1D .y =2×5x【答案】A 【解析】 【分析】根据指数函数定义判断. 【详解】B 中底数90-<,C 中指数是1x -,不是x ,D 中5x 前面系数不是1,根据指数函数定义,只有A 中函数是指数函数, 故选:A.8.下列函数中为指数函数的是( )A .23x y =⋅B .3x y =-C .3x y -=D .1x y =【答案】C 【解析】 【分析】根据指数函数的定义,逐项判定,即可求解. 【详解】根据指数函数的定义知,()0,1xy a a a =>≠,可得函数23x y =⋅不是指数函数;函数3x y =-不是指数函数;函数3x y -=是指数函数;函数1x y =不是指数函数. 故选:C.9.函数()244xy a a a =-+是指数函数,则有( )A .a =1或a =3B .a =1C .a =3D .a >0且a ≠1【答案】C 【解析】 【分析】根据已知条件列不等式,由此求得正确选项. 【详解】由已知得244101a a a a ⎧-+=⎪>⎨⎪≠⎩,即2301a a a a ⎧+=⎪⎨⎪≠⎩,解得3a =.故选:C10.若函数()x f x a =(a >0,且a ≠1)的图象经过(12,)3,则(1)f -=( ) A .1 B .2 CD .3【答案】C 【解析】 【分析】由指数函数所过的点求解析式,进而求(1)f -的值. 【详解】由题意,21(2)3f a ==,又a >0,则a =①()x f x =,故1(1)f --== 故选:C针对练习三 指数函数的图像11.函数2x y -=的图象大致是( )A .B .C .D .【答案】D 【解析】 【分析】根据函数的解析式可得函数2x y -=是以12为底数的指数函数,再根据指数函数的图像即可得出答案. 【详解】解:由122xxy -⎛⎫== ⎪⎝⎭,得函数2x y -=是以12为底数的指数函数,且函数为减函数,故D 选项符合题意. 故选:D.12.函数①x y a =;①x y b =;①x y c =;①x y d =的图象如图所示,a ,b ,c ,d 分别是下列四个数:5413,12中的一个,则a ,b ,c ,d 的值分别是( )A .5413,12 B 54,12,13C .12,1354D .13,12,54【答案】C 【解析】 【分析】由直线1x =与函数图象的交点的纵坐标从上到下依次为c ,d ,a ,b 即可求解. 【详解】解:直线1x =与函数图象的交点的纵坐标从上到下依次为c ,d ,a ,b ,511423>>, 所以a ,b ,c ,d 的值分别是12,1354, 故选:C.13.若0a >且1a ≠,则函数()11x f x a -=+的图象一定过点( )A .()0,2B .()0,1-C .()1,2D .()1,1-【答案】C 【解析】 【分析】令10x -=求出定点的横坐标,即得解. 【详解】解:令10,1-=∴=x x .当1x =时,()1111=2f a -=+,所以函数()f x 的图象过点()1,2. 故选:C.14.已知函数f (x )= ax +1的图象恒过定点P ,则P 点的坐标为( ) A .(0,1) B .(0,2) C .(1,2)D .()1,1a +【答案】B 【解析】 【分析】由指数函数过定点的性质进行求解. 【详解】()x f x a =的图象恒过定点()0,1,所以()1x f x a =+的图象恒过定点()0,2故选:B15.对任意实数01a <<,函数()11x f x a -=+的图象必过定点( )A .()0,2B .()1,2C .()0,1D .()1,1【答案】B 【解析】 【分析】根据指数函数的知识确定正确选项. 【详解】当10x -=,即1x =时,()12f =, 所以()f x 过定点()1,2. 故选:B针对练习四 指数函数的定义域16.函数y ) A .(,3]-∞ B .[3,)+∞C .(,2]-∞D .[2,)+∞【答案】D 【解析】 【分析】根据函数的定义域定义求解即可. 【详解】要使得函数y 则390x -≥,39x ≥,233x ≥,解得2x ≥.故函数y [2,)+∞. 故选:D.17.函数()22f x x -的定义域为( ) A .[0,2) B .(2,)+∞C .()(),22,-∞+∞D .[0,2)(2,)⋃+∞【答案】D 【解析】求出使函数式有意义的自变量的范围即得、 【详解】由21020x x ⎧-≥⎨-≠⎩得02x x ≥⎧⎨≠⎩,即[0,2)(2,)x ∈⋃+∞.故选:D.18.设函数f (x ),则函数f (x 4)的定义域为( ) A .(],4∞- B .1,4∞⎛⎤- ⎥⎝⎦C .(]0,4D .10,4⎛⎤⎥⎝⎦【答案】A 【解析】 【分析】求得4x f ⎛⎫= ⎪⎝⎭0,结合指数函数的性质求解即可. 【详解】因为()f x =所以4x f ⎛⎫= ⎪⎝⎭因为44440,44,1,44x x x x -≥≤≤≤,所以4xf ⎛⎫⎪⎝⎭的定义域为(],4-∞,故选A .【点睛】本题主要考查函数的定义域以及指数函数的单调性的应用,是基础题.定义域的三种类型及求法:(1)已知函数的解析式,则构造使解析式有意义的不等式(组)求解;(2) 对实际问题:由实际意义及使解析式有意义构成的不等式(组)求解;(3) 若已知函数()f x 的定义域为[],a b ,则函数()()f g x 的定义域由不等式()a g x b ≤≤求出.19.已知函数()y f x =的定义域为()0,1,则函数()()21xF x f =-的定义域为( )A .(),1-∞B .()(),00,1-∞⋃C .()0,∞+D .[)0,1【答案】B 【解析】 【分析】抽象函数的定义域求解,要注意两点,一是定义域是x 的取值范围;二是同一对应法则下,取值范围一致. 【详解】()y f x =的定义域为()0,1,1021x-∴<<,即121121x x ⎧-<-<⎨≠⎩,10x x <⎧∴⎨≠⎩,解得:1x <且0x ≠, ()()21x F x f ∴=-的定义域为()(),00,1-∞⋃.故选:B .20.函数y (-∞,0],则a 的取值范围为( ) A .a >0 B .a <1 C .0<a <1 D .a ≠1【答案】C 【解析】 【分析】由题意可得10x a -≥,对a 讨论,分1,01a a ><<,运用指数函数的单调性,列不等式即可得到a 的范围. 【详解】要使函数0y a >且1)a ≠有意义, 则10x a -≥, 即01x a a ≥=, 当1a >时,0x ≥;当01a <<时,0x ≤,因为y =的定义域为(],0-∞ 所以可得01a <<符合题意,a ∴的取值范围为01a <<,故选C.【点睛】本题考查函数的定义域以及指数函数的单调性,注意运用偶次根式被开方式非负,意在考查分类讨论思想与运算能力,属于中档题.针对练习五 指数函数的值域21.函数2212x xy -⎛⎫= ⎪⎝⎭的值域为( ) A .1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭B .1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦C .10,2⎛⎤⎥⎝⎦D .(]0,2【答案】D 【解析】 【分析】令22t x x =-,则12ty ⎛⎫= ⎪⎝⎭,转求二次函数与指数函数的值域即可.【详解】令22t x x =-,则12ty ⎛⎫= ⎪⎝⎭,①()222111t x x x =-=--≥-,①(],2120ty ⎛⎫⎪⎭∈= ⎝,①函数2212x xy -⎛⎫= ⎪⎝⎭的值域为(]0,2,故选:D22.若23x ,则函数1()421x x f x +=-+的最小值为( ) A .4 B .0C .5D .9【答案】A 【解析】 【分析】设23x t =,则2()21=-+f t t t 利用函数()f t 单调性可得答案. 【详解】设23x t =,则()22()211=-+=-f t t t t (3t ), 对称轴为1t =,所以()f t 在[)3,+∞上单调递增,所以2min ()(3)32314f t f ==-⨯+=.故选:A.23.函数2121x x y -=+的值域是( )A .()(),11,-∞--+∞B .(),1-∞-C .()1,1-D .()(),11,-∞+∞【答案】C 【解析】 【分析】将函数化为121xyy+=-,利用20x >列出关于y 的不等式,解出不等式即可. 【详解】设2121x x y -=+,由原式得121xy y +=-,20x >, 101yy+∴>-, ①11y -<<,即函数()f x 的值域为(1,1)-. 故选:C24.已知函数()()1123,12,1x a x a x f x x -⎧-+<=⎨≥⎩的值域为R ,则实数a 的取值范围是( ) A .10,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭C .(),0-∞D .[)0,2【答案】A 【解析】 【分析】先求出12x y -=在[)1,+∞上的取值范围,再利用分段函数的值域进行求解.【详解】因为12x y -=在[)1,+∞上单调递增, 所以当1≥x 时,1022=1x y -=≥, 若函数()f x 的值域为R ,则1201231a a a ->⎧⎨-+≥⎩, 解得102a ≤<. 故选:A.25.函数2x y a =-(0a >且1a ≠,11x -≤≤)的值域是5,13⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,则实数=a ( )A .3B .13C .3或13D .23或32【答案】C 【解析】当0a >且1a ≠时,函数为指数型函数,需要分情况进行讨论解决.当1a >时,函数2x y a =-是增函数;当01a <<时,函数2x y a =-是减函数,由此结合条件建立关于a的方程组,解之即可求得答案. 【详解】当1a >时,2xy a =-在[]1,1-上为增函数, 211523a a-=⎧⎪∴⎨-=-⎪⎩,解得3a =;当01a <<时,2xy a =-在[]1,1-上为减函数,523121a a⎧-=-⎪⎪∴⎨⎪-=⎪⎩,解得13a =.综上可知:3a =或13. 故选:C 【点睛】关键点点睛:本题主要考查了指数函数的单调性和值域,解题的关键是利用函数的单调性求解函数值域,但含有参数时往往需要讨论.针对练习六 指数函数的单调性26.函数2435x x y -+-=的单调递减区间是( ) A .[2,)+∞ B .(,2]-∞ C .(,1]-∞ D .[1,)+∞【答案】A 【解析】 【分析】利用复合函数的单调性“同增异减”来解题. 【详解】设243x x μ=-+-,在(,2]-∞单调递增,在[2,)+∞单调递减,5y μ=在(,)-∞+∞单调递增,根据“同增异减”可得,函数2435x x y -+-=的单调递减区间是[2,)+∞. 故选:A.27.函数223112x x y -+⎛⎫= ⎪⎝⎭的单调递减区间为( ) A .(1,)+∞ B .3,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦C .(),1-∞D .3,4⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【答案】D 【解析】 【分析】根据复合函数单调性法则“同增异减”求解即可. 【详解】解:因为函数2231y x x =-+在区间3,4⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭上单调递减,在3,4⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭上单调递增,函数12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭在定义域内是单调递减函数,所以,根据复合函数单调性法则“同增异减”得223112x x y -+⎛⎫= ⎪⎝⎭的单调递减区间为3,4⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭. 故选:D28.若函数()215x axf x +⎛⎫= ⎪⎝⎭在[]1,2单调递减,则a 的取值范围( )A .4a ≤-B .2a ≤-C .2a ≥-D .4a ≥-【答案】C 【解析】 【分析】根据复合函数单调性来求得a 的取值范围. 【详解】依题意函数()215x axf x +⎛⎫= ⎪⎝⎭在[]1,2单调递减,15xy =在R 上递减, 2y x ax =+的开口向上,对称轴为2ax =-,根据复合函数单调性同增异减可知,122a a -≤⇒≥-. 故选:C29.若函数()(),1,513,13x a x f x a x x ⎧≥⎪=⎨-+<⎪⎩在R 上单调递减,则实数a 的取值范围是( ) A .12,33⎛⎤⎥⎝⎦B .1,2C .11,32⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .20,3⎛⎫⎪⎝⎭【答案】A 【解析】 【分析】根据分段函数的性质,以及函数()f x 在R 上单调递减,结合指数函数的性质,可知011305133a a a a⎧⎪<<⎪-<⎨⎪⎪-+≥⎩,求解不等式,即可得到结果. 【详解】①函数()f x 在R 上单调递减,①011305133a a a a⎧⎪<<⎪-<⎨⎪⎪-+≥⎩,解得1233a <≤,实数a 的取值范围是12,33⎛⎤⎥⎝⎦. 故选:A.30.已知函数()()4211xa x x f x a x ⎧-≤=⎨>⎩,,是R 上的单调函数,那么实数a 的取值范围为( )A .()01,B .()13,C .423⎡⎫⎪⎢⎣⎭,D .312⎛⎤ ⎥⎝⎦,【答案】C 【解析】 【分析】根据()f x 的单调性列不等式组,由此求得a 的取值范围. 【详解】 函数()()4211xa x x f x a x ⎧-≤=⎨>⎩,,,若()f x 在R 上为单调递增函数,则()14201421a a a a ⎧->⎪>⎨⎪-⨯≤⎩,解得423a ≤<;若()f x 在R 上为单调递减函数,则()142001421a a a a ⎧-<⎪<<⎨⎪-⨯≥⎩,无解. 综上所述,实数a 的取值范围为423⎡⎫⎪⎢⎣⎭,. 故选:C针对练习七 比较大小与解不等式31.已知412a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,124b =,122c =,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a b c << B .c b a << C .a c b << D .b a c <<【答案】C 【解析】 【分析】根据指数函数的单调性判断指数式的大小关系. 【详解】由题设,42a -=,2b =,122c =,又2x y =在定义域上递增, ①a c b <<. 故选:C.32.已知1313422,3,4a b c ===,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .a <b <c B .c <a <b C .a <c <b D .c <b <a【答案】B 【解析】 【分析】结合指数函数、幂函数的单调性确定正确选项. 【详解】4x y =在R 上递增,14y x =在()0,∞+上递增.123111334442422893c a b ==<==<==.故选:B33.若2141122a a+-⎛⎫⎛⎫> ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,则实数a 的取值范围是( ) A .(,1)-∞ B .(1,)+∞C .(3,)+∞D .(3),-∞【答案】A 【解析】 【分析】根据指数函数的单调性,将函数不等式转化为自变量的不等式,解得即可; 【详解】解:因为12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭在定义域上单调递减,所以2141122a a+-⎛⎫⎛⎫> ⎪⎪⎝⎭⎝⎭等价于214a a +<-,解得1a <,即原不等式的解集为(,1)-∞ 故选:A34.若x 满足不等式221139x x -+⎛⎫ ⎪⎝⎭,则函数2x y =的值域是( )A .1,28⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .1,28⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .1,8⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦D .[2,)+∞【答案】B 【解析】【分析】利用指数函数的单调性得到自变量的范围,进而得到指数函数的值域. 【详解】 由221139x x -+⎛⎫ ⎪⎝⎭可得2212(2)1339x x x -+--⎛⎫= ⎪⎝⎭,因为3x y =在R 上单调递增, 所以2124x x +-+即x 2+2x -3≤0, 解得:31x -≤≤ , 所以31222x y -=,即函数2x y =的值域是1,28⎡⎤⎢⎥⎣⎦,故选:B .35.若1133ab⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则下列正确的是( )A .33a b <B .ac bc >C .11a b<D .b c a c -<-【答案】D 【解析】 【分析】先根据题干条件和函数13xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭的单调性得到a b >,A 选项可以利用函数的单调性进行判断,BC 选项可以举出反例,D 选项用不等式的基本性质进行判断. 【详解】因为13xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭在R 上单调递减,若1133a b⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则a b >,对于选项A :若a b >,因为()3f x x =单调递增,所以33a b >,故A 错误;对于选项B :当a b >时,若0c ,则ac bc =,故B 错误;对于选项C :由a b >,不妨令1a =,2b =-,则此时11ab>,故C 错误; 对于选项D :由不等式性质,可知D 正确. 故选:D.针对练习八 指数函数的应用36.专家对某地区新型流感爆发趋势进行研究发现,从确诊第一名患者开始累计时间t (单位:天)与病情爆发系数()f t 之间,满足函数模型:0.22(340)1()1t f t e--=+,当()0.1f t =时,标志着疫情将要局部爆发,则此时t 约为(参考数据: 1.13e ≈)( )A .10B .20C .30D .40【答案】A 【解析】 【分析】根据()0.1f t =列式,并根据给出参考数据,结合指数函数的性质解相应的指数方程,即可得答案. 【详解】解:因为()0.1f t =,0.22(340)1()1t f t e--=+,所以0.22(340)10.11t e--=+,即0.22(340)011t e --=+,所以0.22(340)9t e --=,由于 1.13e ≈,故()21.12.29e e =≈, 所以0.22(23).240t e e --≈,所以()0.22340 2.2t --≈,解得10t ≈. 故选:A.37.基本再生数0R 与世代间隔T 是流行病学基本参数,基本再生数是指一个感染者传染的平均人数,世代间隔指两代间传染所需的平均时间,在α型病毒疫情初始阶段,可以用指数函数模型(e )rt I t =描述累计感染病例数()I t 随时间t (单位:天)的变化规律,指数增长率r 与0R 、T 近似满足01R rT =+,有学者基于已有数据估计出0 3.22R =,10T =.据此,在α型病毒疫情初始阶段,累计感染病例数增加至(0)I 的4倍,至少需要( )(参考数据:ln 20.69≈) A .6天 B .7天 C .8天 D .9天【答案】B 【解析】 【分析】根据题意将给出的数据代入公式即可计算出结果 【详解】因为0 3.22R =,10T =,01R rT =+,所以可以得到01 3.2210.22210R r T --===0.2220(0)1I e ⨯==,由题意可知0.2224t e >,ln 42ln 220.696.20.2220.2220.222t ⨯>=≈≈ 所以至少需要7天,累计感染病例数增加至(0)I 的4倍 故选:B38.某灭活疫苗的有效保存时间T (单位:小时h )与储藏的温度t (单位:①)满足的函数关系为e ht b T +=(k ,b 为常数,其中e 2.71828=⋅⋅⋅,是一个和π类似的无理数,叫自然对数的底数),超过有效保存时间,疫苗将不能使用.若在0①时的有效保存时间是1080h ,在10①时的有效保存时间是120h ,则该疫苗在15①时的有效保存时间为( ) A .15h B .30h C .40h D .60h【答案】C 【解析】 【分析】根据已知的函数模型以及已知数据,待定系数即可求得结果. 【详解】由题意知1080e b =,1010120e e e k b k b +==⋅,所以()21051201ee 10809kk===, 所以51e 3k =,所以151e 27k =,所以15151ee e 10804027k bk b +=⋅=⨯=. 故选:C .39.某食品的保鲜时间y (单位:小时)与储藏温度x (单位:C ︒)满足函数关系e kx b y +=(e 2.718=为自然对数的底数,,k b 为常数).若该食品在0C ︒的保鲜时间是192小时,在33C ︒的保鲜时间是24小时,则该食品在22C ︒的保鲜时间是( ) A .20 小时 B .24小时 C .36小时 D .48小时【答案】D 【解析】 【分析】根据题意建立方程组,进而解出11e ,e b k ,然后将22代入即可求得答案. 【详解】由题意,331133e 1922411e e 19282e24b k k k b+⎧=⇒==⇒=⎨=⎩,所以该食品在22C ︒的保鲜时间是2222e e e 1192484k b k b +=⋅=⨯=.故选:D.40.牛顿曾经提出了常温环境下的温度冷却模型:()100e ktθθθθ-=-+,其中为时间(单位:min ),0θ为环境温度,1θ为物体初始温度,θ为冷却后温度),假设在室内温度为20C 的情况下,一桶咖啡由100C 降低到60C 需要20min .则k 的值为( ) A .ln 220B .ln 320C .ln 210-D .ln 310-【答案】A 【解析】 【分析】把020θ=,1100θ=,60θ=,20t =代入()100e ktθθθθ-=-+可求得实数k 的值.【详解】由题意,把020θ=,1100θ=,60θ=,20t =代入()100e ktθθθθ-=-+中得2080e 2060k -+=,可得201e2k-=, 所以,20ln 2k -=-,因此,ln 220k =. 故选:A.。
4.2 指数函数(精练)(解析版) -人教版高中数学精讲精练(必修一)

x
2
1 ,故值域为 y
|
0
y
1
.
8.(2021·黑龙江·绥化市第一中学高一期中)已知函数 f x 4x a 2x 3 , a R .
(1)当 a 4 ,且 x 0, 2 时,求函数 f x 的值域;
(2)若函数 f x 在0, 2 的最小值为1,求实数 a 的值;
【答案】(1)1,3 (2) a 2 2
③
y
2
x
是指数函数;
④ y xx 的底数是 x 不是常数,不是指数函数;
⑤
y
3
1 x
的指数不是自变量
x
,不是指数函数;
1
⑥ y x3 是幂函数.
故答案为:③
9.(2021·全国·高一专题练习)函数 y a2 5a 5 ax 是指数函数,则 a 的值为________.
【答案】 4
f
x
ax2 2x ,
a
1 x
x 1
3a,
x
1 的最小值为
2,则实数
a 的取值范围是______.
【答案】1,
【解析】由题意,函数
f
x
ax2 2x ,
a 1 x
x 1
3a, x
1 的最小值为
2
,
因为函数 f x 在[1, ) 上为增函数,可得 x 1时,函数 f x 有最小值为 2 ,
则当 x (,1) 时,函数 f x 2 , min
)
A. c a b
B. c b a
【答案】A
1
2
【解析】
b
1 4
3
1 2
3
,
C. b c a
新教材高中数学第四章指数函数与对数函数 指数函数的概念课时作业新人教A版必修第一册

4.2.1 指数函数的概念必备知识基础练1.(多选)下列函数是指数函数的有( ) A .y =x 4B .y =(12)xC .y =22xD .y =-3x2.已知某种细胞分裂时,由1个分裂成2个,2个分裂成4个……依此类推,那么1个这样的细胞分裂3次后,得到的细胞个数为( )A .4个B .8个C .16个D .32个3.如果指数函数f (x )=a x(a >0,且a ≠1)的图象经过点(2,4),那么a 的值是( ) A . 2 B .2 C .3 D .44.若函数f (x )是指数函数,且f (2)=2,则f (x )=( ) A .(2)x B .2xC .(12)xD .(22)x5.已知f (x )=3x -b(b 为常数)的图象经过点(2,1),则f (4)的值为( )A .3B .6C .9D .86.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x,x <0,3x ,x >0,则f (f (-1))=( )A .2B . 3C .0D .127.已知函数y =a ·2x和y =2x +b都是指数函数,则a +b =________.8.已知函数f (x )是指数函数,且f (-32)=525,则f (3)=________.关键能力综合练1.若函数y =(m 2-m -1)·m x是指数函数,则m 等于( ) A .-1或2 B .-1 C .2 D .122.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x >0,x +3,x ≤0,则f (f (-2))的值为( )A .14B .12C .2D .43.若函数f (x )=(12a -1)·a x是指数函数,则f (12)的值为( )A .-2B .2C .-2 2D .2 24.若函数y =(2a -1)x(x 是自变量)是指数函数,则a 的取值范围是( ) A .a >0且a ≠1 B .a ≥0且a ≠1 C .a >12且a ≠1 D .a ≥125.某产品计划每年成本降低p %,若三年后成本为a 元,则现在成本为( ) A .a (1+p %)元 B .a (1-p %)元 C .a (1-p %)3元 D .a1+p %元 6.(多选)设指数函数f (x )=a x(a >0,且a ≠1),则下列等式中正确的是( ) A .f (x +y )=f (x )f (y ) B .f (x -y )=f (x )f (y )C .f (xy)=f (x )-f (y ) D .f (nx )=[f (x )]n(n ∈Q )7.某厂2018年的产值为a 万元,预计产值每年以7%的速度增加,则该厂到2022年的产值为________万元.8.若函数y =(k +2)a x+2-b (a >0,且a ≠1)是指数函数,则k =________,b =________. 9.已知指数函数f (x )=a x(a >0,且a ≠1), (1)求f (0)的值;(2)如果f (2)=9,求实数a 的值.10.已知函数f (x )=(a 2+a -5)a x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.核心素养升级练1.某乡镇现在人均一年占有粮食360千克,如果该乡镇人口平均每年增长1.2%,粮食总产量平均每年增长4%,那么x 年后若人均一年占有y 千克粮食,则y 关于x 的解析式为( )A .y =360(1.041.012)x -1B .y =360×1.04xC .y =360×1.04x1.012D .y =360(1.041.012)x2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x(x >0)2x -3(x ≤0),若f (a )-f (2)=0,则实数a 的值等于________.3.截止到2018年底,我国某市人口约为130万.若今后能将人口年平均递增率控制在3‰,经过x 年后,此市人口数为y (万).(1)求y 与x 的函数关系y =f (x ),并写出定义域;(2)若按此增长率,2029年年底的人口数是多少?(3)哪一年年底的人口数将达到135万?4.2.1 指数函数的概念必备知识基础练1.答案:BC解析:对于A,函数y =x 4不是指数函数, 对于B,函数y =(12)x是指数函数;对于C,函数y =22x=4x是指数函数; 对于D,函数y =-3x不是指数函数. 2.答案:B解析:由题意知1个细胞分裂3次的个数为23=8. 3.答案:B解析:由题意可知f (2)=a 2=4,解得a =2或a =-2(舍). 4.答案:A解析:由题意,设f (x )=a x(a >0且a ≠1), 因为f (2)=2,所以a 2=2,解得a = 2. 所以f (x )=(2)x. 5.答案:C 解析:f (2)=32-b=1=30,即b =2,f (4)=34-2=9.6.答案:B解析:f (-1)=2-1=12,f (f (-1))=f (12)=312= 3.7.答案:1解析:因为函数y =a ·2x是指数函数,所以a =1, 由y =2x +b是指数函数,所以b =0,所以a +b =1. 8.答案:125解析:设f (x )=a x(a >0且a ≠1),则f (-32)=a -32=525=5-32,得a =5,故f (x )=5x,因此,f (3)=53=125.关键能力综合练1.答案:C解析:由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧m 2-m -1=1m >0m ≠1,解得m =2.2.答案:C解析:由题意f (-2)=-2+3=1,∴f (f (-2))=f (1)=2. 3.答案:B解析:因为函数f (x )=(12a -1)·a x 是指数函数,所以12a -1=1,即a =4,所以f (x )=4x,那么f (12)=412=2.4.答案:C解析:由于函数y =(2a -1)x(x 是自变量)是指数函数,则2a -1>0且2a -1≠1,解得a >12且a ≠1.5.答案:C解析:设现在成本为x 元,因为某产品计划每年成本降低p %,且三年后成本为a 元, 所以(1-p %)3x =a , 所以x =a(1-p %)3.6.答案:ABD解析:因指数函数f (x )=a x(a >0,且a ≠1),则有: 对于A,f (x +y )=ax +y=a x ·a y=f (x )f (y ),A 中的等式正确;对于B,f (x -y )=a x -y=a x·a -y=a x a y =f (x )f (y ),B 中的等式正确;对于C,f (x y )=a x y ,f (x )-f (y )=a x -a y ,显然,a xy≠a x -a y,C 中的等式错误;对于D,n ∈Q ,f (nx )=a nx =(a x )n =[f (x )]n,D 中的等式正确. 7.答案:a (1+7%)4解析:2018年产值为a ,增长率为7%. 2019年产值为a +a ×7%=a (1+7%)(万元).2020年产值为a (1+7%)+a (1+7%)×7%=a (1+7%)2(万元). ……2022年的产值为a (1+7%)4万元. 8.答案:-1 2解析:根据指数函数的定义,得⎩⎪⎨⎪⎧k +2=1,2-b =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧k =-1,b =2.9.解析:(1)f (0)=a 0=1. (2)f (2)=a 2=9,∴a =3.10.解析:(1)由a 2+a -5=1,可得a =2或a =-3(舍去), ∴f (x )=2x.(2)F (x )=2x -2-x,定义域为R , ∴F (-x )=2-x-2x=-F (x ), ∴F (x )是奇函数.核心素养升级练1.答案:D解析:不妨设现在乡镇人口总数为a ,则现在乡镇粮食总量为360a ,故经过x 年后,乡镇人口总数为a (1+0.012)x ,乡镇粮食总量为360a (1+0.04)x, 故经过x 年后,人均占有粮食y =360a (1+0.04)xa (1+0.012)x =360(1.041.012)x. 2.答案:2解析:由已知,得f (2)=9; 又当x >0时,f (x )=3x, 所以当a >0时,f (a )=3a, 所以3a-9=0,所以a =2. 当x <0时,f (x )=2x -3, 所以当a <0时,f (a )=2a -3, 所以2a -3-9=0,所以a =6, 又因为a <0,所以a ≠6. 综上可知a =2.3.解析:(1)2018年年底的人口数为130万;经过1年,2019年年底的人口数为130+130×3‰=130(1+3‰)(万);经过2年,2020年年底的人口数为130(1+3‰)+130(1+3‰)×3‰=130(1+3‰)2(万);经过3年,2021年年底的人口数为130(1+3‰)2+130(1+3‰)2×3‰=130(1+3‰)3(万).……所以经过的年数与(1+3‰)的指数相同,所以经过x年后的人口数为130(1+3‰)x(万).即y=f(x)=130(1+3‰)x(x∈N*).(2)2029年年底,经过了11年,过2029年底的人口数为130(1+3‰)11≈134(万).(3)由(2)可知,2029年年底的人口数为130(1+3‰)11≈134<135.2030年年底的人口数为130(1+3‰)12≈134.8(万),2031年年底的人口数为130(1+3‰)13≈135.2(万).所以2031年年底的人口数将达到135万.。
01-4.1 指数与指数函数-4.1.1 实数指数幂及其运算高中数学必修第二册人教B版

例5 求下列各式的值:
(1) 3 + 2
2+ 3−2
【解析】
=
2;
原式
( 2)2 + 2
2−1=2
2 + 1 + ( 2)2 − 2
2+1=
( 2 + 1)2 + ( 2 − 1)2 = 2 + 1 +
2.(【技巧】将被开方数化为完全平方式)
令 =
3+2
2+ 3−2
2,两边平方得 2 = 6 + 2 9 − 8 = 8.
1
2
例11 (2024·湖北省荆、荆、襄、宜四地七校期中)已知 +
1
−2
= 3,求下列各式的值:
(1) + −1 ;
1
2
【解析】将 +
1
2
−
= 3两边平方,得 + −1 + 2 = 9,所以 + −1 = 7.
(2)2 + −2 ;
【解析】将 + −1 = 7两边平方,得2 + −2 + 2 = 49,所以2 + −2 = 47.
(3)
3
3
−
2 − 2
1
1
−
2 − 2
3
3
−
2 − 2
1
1
−
2 − 2
【解析】
.
=
1
1
1
1
−
−
−1
(2 − 2 )(+ +2 2 )
1
1
−
2 − 2
= + −1 + 1 = 8.(化简后整体代入求解)
高中数学:指数函数的图像和性质练习及答案

高中数学:指数函数的图像和性质练习及答案指数函数的图象与性质1.指数函数y=a x,y=b x,y=c x,y=d x在同一坐标系内的图象如图所示,则a、b、c、d的大小顺序是( )A.b<a<d<cB.a<b<d<cC.b<a<c<dD.b<c<a<d2.已知1>n>m>0,则指数函数①y=m x,②y=n x的图象为( )A.B.C.D.3.函数y=a x-(a>0,且a≠1)的图象可能是( )A.B.C.D.4.把函数y=f(x)的图象向左,向下分别平移2个单位,得到y=2x的图象,则f(x)的解析式是( ) A.f(x)=2x+2+2B.f(x)=2x+2-2C.f(x)=2x-2+2D.f(x)=2x-2-25.若关于x的方程|a x-1|=2a(a>0且a≠1)有两个不等实根,则a的取值范围是( )A.(0,1)∪(1,+∞)B.(0,1)C.(1,+∞)D.(0,)6.已知函数f(x)=|2x-1-1|.(1)作出函数y=f(x)的图象;(2)若a<c,且f(a)>f(c),求证:2a+2c<4.指数函数的定义域7.已知函数f(x)的定义域是(1,2),则函数f(2x)的定义域是( ) A.(0,1)B.(2,4)C.(,1)D.(1,2)8.函数y=的定义域是________.指数函数的值域9.函数y=的值域为________.10.当x∈[0,1]时,函数f(x)=3x+2的值域为________.指数函数的性质11.若函数f(x)=3x+3-x与g(x)=3x-3-x的定义域均为R,则( ) A.f(x)与g(x)均为偶函数B.f(x)为偶函数,g(x)为奇函数C.f(x)与g(x)均为奇函数D.f(x)为奇函数,g(x)为偶函数12.关于指数函数,有下列几个命题:①指数函数的定义域为(0,+∞);②指数函数的值域是不包括1的;③指数函数f(x)=2x和f(x)=()x关于y轴对称;④指数函数都是单调函数.其中正确的命题有________(填写正确命题的序号).13.指数函数f(x)=a x(a>0,a≠1)对于任意的x1、x2∈R,都有f(x1)f(x2)________f(x1+x2).(填“>”,“<”或“=”)指数幂的大小比较14.a=与b=()5的大小关系是( )A.a>bB.a<bC.a=bD.大小关系不定15.设<()b<()a<1,那么( )A.a a<a b<b aB.a a<b a<a bC.a b<a a<b aD.a b<b a<a a16.设函数f(x)定义在实数集上,且y=f(x+1)是偶函数,且当x≥1时,f(x)=3x-1,则有( ) A.f()<f()<f()B.f()<f()<f()C.f()<f()<f()D.f()<f()<f()指数方程的解法17.集合M={3,2a},N={a,b},若M∩N={2},则M∪N等于( )A.{0,1,2}B.{0,1,3}C.{0,2,3}D.{1,2,3}18.方程2m·3n-3n+1+2m=13的非负整数解(m,n)=________.19.若方程()x+()x-1+a=0有正数解,则实数a的取值范围是________.指数不等式的解法20.已知不等式为≤3x<27,则x的取值范围( )A.-≤x<3B.≤x<3C.RD.≤x<21.已知f(x)=a-x(a>0,且a≠1),且f(-2)>f(-3),则a的取值范围是( ) A.a>0B.a>1C.a<1D.0<a<122.不等式<2-2x的解集是________.指数函数的单调性23.函数y=的递减区间为( )A.(-∞,-3]B.[-3,+∞)C.(-∞,3]D.[3,+∞)24.若函数y=(1-2a)x是实数集R上的增函数,则实数a的取值范围为( ) A.(,+∞)B.(-∞,0)C.(-∞,)D.(-,)25.已知函数f(n)=是增函数,则实数a的取值范围是( )A.(0,1)B.(7,8)C.[7,8)D.(4,8)26.函数y=的递增区间是________.27.已知函数f(x)=.(1)若a=1,求f(x)的单调区间;(2)若f(x)有最大值3,求a的值.指数函数的最值28.已知函数y=ax(a>1)在区间[1,2]上的最大值与最小值之差为2,则实数a的值为( ) A.B.2C.3D.429.已知函数y=9x-2·3x-1,求该函数在区间x∈[-1,1]上的最大值和最小值.30.已知f(x)=9x-2·3x+4,x∈[-1,2].(1)设t=3x,x∈[-1,2],求t的最大值与最小值;(2)求f(x)的最大值与最小值.与指数函数相关的函数的奇偶性31.函数y=的图象( )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32.已知定义在R上的奇函数f(x)和偶函数g(x)满足f(x)+g(x)=a x-a-x+2(a>0,且a≠1).若g(2)=a,则f(2)等于( )A.2B.C.D.a233.函数f(x)=k·a-x(k,a为常数,a>0且a≠1)的图象过点A(0,1),B(3,8),(1)求函数f(x)的解析式;(2)若函数g(x)=,试判断函数g(x)的奇偶性,并给出证明.答案1.指数函数y=a x,y=b x,y=c x,y=d x在同一坐标系内的图象如图所示,则a、b、c、d的大小顺序是( )A.b<a<d<cB.a<b<d<cC.b<a<c<dD.b<c<a<d【答案】A【解析】作直线x=1与各图象相交,交点的纵坐标即为底数,故从下到上依次增大.所以b<a<d<c.故选A.2.已知1>n>m>0,则指数函数①y=m x,②y=n x的图象为( )A.B.C.D.【答案】C【解析】由1>n>m>0可知①②应为两条递减指数函数曲线,故只可能是选项C或D,进而再判断①②与n和m的对应关系,不妨选择特殊点,令x=1,则①②对应的函数值分别为m和n,由m<n知选C.故选C.3.函数y=a x-(a>0,且a≠1)的图象可能是( )A.B.C.D.【答案】D【解析】当a>1时,y=a x-为增函数,且在y轴上的截距为0<1-<1,排除A,B.当0<a<1时,y=a x-为减函数,且在y轴上的截距为1-<0,故选D.4.把函数y=f(x)的图象向左,向下分别平移2个单位,得到y=2x的图象,则f(x)的解析式是( ) A.f(x)=2x+2+2B.f(x)=2x+2-2C.f(x)=2x-2+2D.f(x)=2x-2-2【答案】C【解析】y=2x向上,向右分别平移2个单位得f(x)的图象,所以f(x)=2x-2+2.5.若关于x的方程|a x-1|=2a(a>0且a≠1)有两个不等实根,则a的取值范围是( )A.(0,1)∪(1,+∞)B.(0,1)C.(1,+∞)D.(0,)【答案】D【解析】方程|a x-1|=2a(a>0且a≠1)有两个不相等的实数根转化为函数y=|a x-1|与y=2a有两个交点.①当0<a<1时,如图(1),∴0<2a<1,即0<a<.②当a>1时,如图(2),而y=2a>1不符合要求.综上,0<a<.6.已知函数f(x)=|2x-1-1|.(1)作出函数y=f(x)的图象;(2)若a<c,且f(a)>f(c),求证:2a+2c<4.【答案】(1)f(x)=其图象如图所示.(2)证明由图知,f(x)在(-∞,1]上是减函数,在[1,+∞)上是增函数,故结合条件知必有a<1.若c≤1,则2a<2,2c≤2,所以2a+2c<4;若c>1,则由f(a)>f(c),得1-2a-1>2c-1-1,即2c-1+2a-1<2,所以2a+2c<4.综上知,总有2a+2c<4.7.已知函数f(x)的定义域是(1,2),则函数f(2x)的定义域是( )A.(0,1)B.(2,4)C.(,1)D.(1,2)【答案】A【解析】根据题意可知1<2x<2,则0<x<1,所以函数f(2x)的定义域是(0,1).8.函数y=的定义域是________.【答案】(-∞,]【解析】要使函数y=有意义,则必须()3x-1-≥0,即()3x-1≥()3,∴3x-1≤3,解得x≤.∴函数y=的定义域是(-∞,].故答案为(-∞,].9.函数y=的值域为________.【答案】[0,4)【解析】∵2x>0,∴0≤16-2x<16,则0≤<4,故函数y=的值域为[0,4).10.当x∈[0,1]时,函数f(x)=3x+2的值域为________.【答案】[3,5]【解析】因为指数函数y=3x在区间[0,1]上是增函数,所以30≤3x≤31,即1≤3x≤3,于是1+2≤3x+2≤3+2,即3≤f(x)≤5.11.若函数f(x)=3x+3-x与g(x)=3x-3-x的定义域均为R,则( )A.f(x)与g(x)均为偶函数B.f(x)为偶函数,g(x)为奇函数C.f(x)与g(x)均为奇函数D.f(x)为奇函数,g(x)为偶函数【答案】B【解析】因为f(x),g(x)的定义域均为R,且f(-x)=3-x+3x=f(x),g(-x)=3-x-3x=-g(x),所以f(x)为偶函数,g(x)为奇函数,故选B.12.关于指数函数,有下列几个命题:①指数函数的定义域为(0,+∞);②指数函数的值域是不包括1的;③指数函数f(x)=2x和f(x)=()x关于y轴对称;④指数函数都是单调函数.其中正确的命题有________(填写正确命题的序号).【答案】③④【解析】①指数函数的定义域为R,故①错误;②指数函数的值域是(0,+∞),故②错误;③∵f(x)=()x=2-x,∴指数函数f(x)=2x和f(x)=()x关于y轴对称,故③正确;④当a>1时,y=ax是增函数;当0<a<1时,y=ax是减函数,所以指数函数都是单调函数,故④正确.故答案为③④.13.指数函数f(x)=a x(a>0,a≠1)对于任意的x1、x2∈R,都有f(x1)f(x2)________f(x1+x2).(填“>”,“<”或“=”)【答案】=【解析】∵对于指数函数f(x)=a x(a>0,a≠1),任意取x 1、x2∈R,有f(x1)f(x2)===f(x1+x2).故答案为=.14.a=与b=()5的大小关系是( )A.a>bB.a<bC.a=bD.大小关系不定【答案】A【解析】考察函数y=()x与y=()x知,前者是一个增函数,后者是一个减函数,∴>()0=1,()5<()0=1,∴>()5,即a>b,故选A.15.设<()b<()a<1,那么( )A.a a<a b<b aB.a a<b a<a bC.a b<a a<b aD.a b<b a<a a【答案】C【解析】∵<()b<()a<1,且y=()x在R上是减函数.∴0<a<b<1,∴指数函数y=a x在R上是减函数,∴a b<a a,∴幂函数y=x a在R上是增函数,∴a a<b a,∴a b<a a<b a,故选C.16.设函数f(x)定义在实数集上,且y=f(x+1)是偶函数,且当x≥1时,f(x)=3x-1,则有( ) A.f()<f()<f()B.f()<f()<f()C.f()<f()<f()D.f()<f()<f()【答案】B【解析】∵y=f(x+1)是偶函数,故函数的图象关于直线x=1对称,则f()=f(),f()=f(),又∵当x≥1时,f(x)=3x-1为增函数,且<<,故f()<f()<f(),即f()<f()<f(),故选B.17.集合M={3,2a},N={a,b},若M∩N={2},则M∪N等于( )A.{0,1,2}B.{0,1,3}C.{0,2,3}D.{1,2,3}【答案】D【解析】因为2是它们的公共元素,所以2a=2,a=1,b=2,因此M∪N={1,2,3},选D.18.方程2m·3n-3n+1+2m=13的非负整数解(m,n)=________.【答案】(3,0),(2,2)【解析】方程2m·3n-3n+1+2m=13变形为3n(2m-3)+2m=13.(*)∵m,n为非负整数,∴当m=0,1时,经验证无解,应舍去.当m=2时,(*)化为3n+22=13,解得n=2.此时方程的非负整数解为(2,2).当m=3时,(*)化为5·3n+23=13,即3n=1,解得n=0.当m≥4时,2m-3≥13,左边>右边,(*)无非负整数解.综上可知:方程2m·3n-3n+1+2m=13的非负整数解(m,n)=(3,0),(2,2).故答案为(3,0),(2,2).19.若方程()x+()x-1+a=0有正数解,则实数a的取值范围是________.【答案】(-3,0)【解析】令()x=t,∵方程有正根,∴t∈(0,1).方程转化为t2+2t+a=0,∴a=1-(t+1)2.∵t∈(0,1),∴a∈(-3,0).20.已知不等式为≤3x<27,则x的取值范围( )A.-≤x<3B.≤x<3C.RD.≤x<【答案】A【解析】由题意可得≤3x≤33,再根据函数y=3x在R上是增函数,可得-≤x<3,故选A.21.已知f(x)=a-x(a>0,且a≠1),且f(-2)>f(-3),则a的取值范围是( )A.a>0B.a>1C.a<1D.0<a<1【答案】D【解析】∵f(-2)=a2,f(-3)=a3.f(-2)>f(-3),即a2>a3,故0<a<1.选D.22.不等式<2-2x的解集是________.【答案】{x|x>3,或x<-1}【解析】原不等式化为<()2x,又y=()x为减函数,故x2-3>2x,解得{x|x>3,或x<-1}.23.函数y=的递减区间为( )A.(-∞,-3]B.[-3,+∞)C.(-∞,3]D.[3,+∞)【答案】B【解析】设u=(x+3)2,y=()u,∵u=(x+3)2在(-∞,-3]上递减,在[-3,+∞)上递增,而y=()u在R上递减,∴y=在[-3,+∞)上递减.24.若函数y=(1-2a)x是实数集R上的增函数,则实数a的取值范围为( )A.(,+∞)B.(-∞,0)C.(-∞,)D.(-,)【答案】B【解析】由题意知函数为指数函数,且为实数集R上的增函数,所以底数1-2a>1,解得a<0.25.已知函数f(n)=是增函数,则实数a的取值范围是( )A.(0,1)B.(7,8)C.[7,8)D.(4,8)【答案】D【解析】因为函数f(n)=是增函数,所以解得4<a<8.26.函数y=的递增区间是________.【答案】[2,+∞)【解析】函数y=的单调递增区间即为y=x2-4x+3的单调递增区间,∵y=x2-4x+3的单调递增区间为[2,+∞),故答案为[2,+∞).27.已知函数f(x)=.(1)若a=1,求f(x)的单调区间;(2)若f(x)有最大值3,求a的值.【答案】(1)a=1,得f(x)=,∵∈(0,1),∴f(x)的外层函数是一个递减的指数函数;令t=x2-4x+3,则其减区间为(-∞,2),增区间为(2,+∞).∴f(x)的增区间为(-∞,2),减区间为(2,+∞)(2)∵f(x)有最大值为3,∈(0,1),函数t=ax2-4x+3有最小值-1,∴函数t=ax2-4x+3在区间(-∞,)上是减函数,在区间(,+∞)上是增函数由此可得,a>0且f()==3,得-+3=-1,解之得a=1.综上所述,当f(x)有最大值3时,a的值为1.28.已知函数y=ax(a>1)在区间[1,2]上的最大值与最小值之差为2,则实数a的值为( ) A.B.2C.3D.4【答案】B【解析】y=a x(a>1)在[1,2]上是增函数,最大值为a2,最小值为a1,所以a2-a1=2,解得a=2或a=-1(舍).29.已知函数y=9x-2·3x-1,求该函数在区间x∈[-1,1]上的最大值和最小值.【答案】令3x=t,∵-1≤x≤1,∴≤t≤3,∴y=t2-2t-1=(t-1)2-2(其中≤t≤3).∴当t=1时(即x=0时),y取得最小值-2,当t=3时(即x=1时),y取得最大值2. 30.已知f(x)=9x-2·3x+4,x∈[-1,2].(1)设t=3x,x∈[-1,2],求t的最大值与最小值;(2)求f(x)的最大值与最小值.【答案】(1)∵t=3x在[-1,2]是单调增函数,∴t max=32=9,t min=3-1=.(2)令t=3x,∵x∈[-1,2],∴t∈[,9],原方程变为:f(x)=t2-2t+4,∴f(x)=(t-1)2+3,t∈[,9],∴当t=1时,此时x=0,f(x)min=3,当t=9时,此时x=2,f(x)max=67.题组10 与指数函数相关的函数的奇偶性31.函数y=的图象( )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【答案】A【解析】设函数y=f(x)=,则此函数的定义域为R.f(-x)===-f(x),故函数是奇函数,故它的图象关于原点O对称,故选A.32.已知定义在R上的奇函数f(x)和偶函数g(x)满足f(x)+g(x)=a x-a-x+2(a>0,且a≠1).若g(2)=a,则f(2)等于( )A.2B.C.D.a2【答案】B【解析】∵f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,∴由f(x)+g(x)=ax-a-x+2,①得f(-x)+g(-x)=-f(x)+g(x)=a-x-ax+2,②①+②,得g(x)=2,①-②,得f(x)=ax-a-x.又g(2)=a,∴a=2,∴f(x)=2x-2-x,∴f(2)=22-2-2=.33.函数f(x)=k·a-x(k,a为常数,a>0且a≠1)的图象过点A(0,1),B(3,8),(1)求函数f(x)的解析式;(2)若函数g(x)=,试判断函数g(x)的奇偶性,并给出证明.【答案】(1)由已知得∴k=1,a=,∴f(x)=2x.(2)函数g(x)为奇函数.证明:g(x)=,其定义域为R,又g(-x)===-=-g(x),∴函数g(x)为奇函数.。
高中数学必修一练习题(4)函数(含详细答案)

• 高中数学必修一复习练习(四)函数班 号 姓名 指数函数及其性质1.下列函数中指数函数的个数为( )①y =(12)x -1; ②y =2·3x ; ③y =a x (a >0且a ≠1,x ≥0); ④y =1x ; ⑤y =(12)2x -1.A .1个B .2个C .4个D .5个2.函数y =3x 与y =3-x 的图象关于下列哪条直线对称( )A .x 轴B .y 轴C .直线y =xD .直线y =-x3.若集合M ={y |y =2x ,x ∈R },N ={y |y =x 2,x ∈R },则集合M ,N 的关系为( ) A .M NB . M ⊆NC .N MD .M =N4.已知1>n >m >0,则指数函数①y =m x ,②y =n x 的图象为( )5.若函数y =(2a -1)x 为指数函数,则实数a 的取值范围是________. 6.函数y =a x +1(a >0且a ≠1)的图象必经过点________(填点的坐标). 7.已知函数f (x )=a x -1(x ≥0)的图象经过点(2,12),其中a >0且a ≠1.(1)求a 的值; (2)求函数y =f (x )(x ≥0)的值域.8.已知指数函数f (x )=a x 在区间[1,2]上的最大值比最小值大a2,求a 的值.1.若2x +1<1,则x 的取值范围是( )A .(-1,1)B .(-1,+∞)C .(0,1)∪(1,+∞)D .(-∞,-1)2.函数y =⎝⎛⎭⎫121-x的单调递增区间为( )A .(-∞,+∞)B .(0,+∞)C .(1,+∞)D .(0,1)3.下列不等关系中,正确的是( ) A .(12)23<1<(12)13B .(12)13<(12)23<1C .1<(12)13<(12)23D .(12)23<(12)13<14.函数f (x )=2|x |,则f (x )( )A .在R 上是减函数B .在(-∞,0]上是减函数C .在[0,+∞)上是减函数D .在(-∞,+∞)上是增函数 5.方程3x -1=19的解是________.6.已知函数y =(13)x 在[-2,-1]上的最小值是m ,最大值是n ,则m +n 的值为________.7.已知2x ≤(14)x -3,求函数y =(12)x 的值域.8.已知函数f (x )=a 2-3x(a >0,且a ≠1).(1)求该函数的图象恒过的定点坐标; (2)指出该函数的单调性.1.使式子log (x -1)(x 2-1)有意义的x 的值是( ) A .x <-1或x >1 B .x >1且x ≠2 C .x >1D .x ≠22.方程2log 3x =14的解是( )A.33B.3C.19D .93.化简:2lg (lg a 100)2+lg (lg a )的结果是( )A.12B .1C .2D .44.已知2x =3,log 483=y ,则x +2y 的值为( )A .3B .8C .4D .log 485.若log a x =2,log b x =3,log c x =6,则log abc x 的值为________.6.已知x ,y ∈(0,1),若lg x +lg y =lg(x +y ),则lg(1-x )+lg(1-y )=________. 7.计算下列各式的值:(1)lg12.5-lg 58+lg 12; (2)12lg25+lg2+lg 10+lg(0.01)-1; (3)log 2(log 264).8.方程lg 2x +(lg2+lg3)lg x +lg2lg3=0的两根之积为x 1x 2,求x 1x 2的值.1.下列函数中,定义域相同的一组是( ) A .y =a x 与y =log a x (a >0,a ≠1) B .y =x 与y =x C .y =lg x 与y =lg xD .y =x 2与y =lg x 22.函数y =2+log 2x (x ≥1)的值域为( )A .(2,+∞)B .(-∞,2)C .[2,+∞)D .[3,+∞) 3.函数y =log 12(3x -2)的定义域是( )A .[1,∞)B .(23,+∞)C .[23,1]D .(23,1]4.函数y =lg(x +1)的图象大致是( )5.函数y =log x (2-x )的定义域是________.6.若a >0且a ≠1,则函数y =log a (x -1)+1的图象恒过定点________. 7.求下列函数的定义域:(1)y =log 2(4x -3); (2)y =log 5-x (2x -2).8.已知f (x )=log 3x .(1)作出这个函数的图象;(2)当0<a <2时,有f (a )>f (2),利用图象求a 的取值范围.参考答案指数函数及其性质1.选A 由指数函数的定义可判定,只有③正确. 2.B3.选A x ∈R ,y =2x >0,y =x 2≥0,即M ={y |y >0},N ={y |y ≥0},所以M N. 4.选C 由0<m <n <1可知①②应为两条递减曲线,故只可能是选项C 或D , 进而再判断①②与n 和m 的对应关系,判断方法很多,不妨选择特殊点,令x =1, 则①②对应的函数值分别为m 和n ,由m <n 知选C.5.解析:函数y =(2a -1)x 为指数函数,则2a -1>0且2a -1≠1,∴a >12且a ≠1. 答案:a >12且a ≠16.∵指数函数y =a x 恒过定点(0,1).∴y =a x +1的图象必过点(0,2).答案:(0,2) 7.解:(1)函数图象过点(2,12),所以a 2-1=12,则a =12.(2)f (x )=(12)x -1(x ≥0),由x ≥0得,x -1≥-1,于是0<(12)x -1≤(12)-1=2.所以函数的值域为(0,2]. 8.解:由指数函数的概念知a >0,a ≠1.当a >1时,函数f (x )=a x 在区间[1,2]上是增函数,所以当x =2时,f (x )取最大值a 2,当x =1时,f (x )取最小值a , 由题意得a 2=a +a 2,即a 2=32a ,因为a >1,所以a =32;当0<a <1时,函数f (x )=a x 在区间[1,2]上是减函数,同理可以求得a =12.综上可知,a 的值为32或12✠✠指数函数及其性质的应用1.选D 不等式2x +1<1=20,∵y =2x 是增函数,∴x +1<0,即x <-1.2.选A 定义域为R.设u =1-x ,y =⎝⎛⎭⎫12u,∵u =1-x 在R 上为减函数,又∵y =⎝⎛⎭⎫12u在(-∞,+∞)上为减函数,∴y =⎝⎛⎭⎫121-x在(-∞,+∞)上是增函数.3.选D ∵函数y =(12)x 在R 上是减函数,而0<13<23,∴(12)23<(12)13<(12)0,即(12)23<(12)13<1.4.选B ∵y =2x 在R 上递增,而|x |在(-∞,0]上递减,在[0,+∞)是递增,∴f (x )=2|x |在(-∞,0]上递减,在[0,+∞)上递增.5.解析:∵3x -1=19,∴3x -1=3-2,∴x -1=-2,∴x =-1. 答案:-16.解析:函数y =(13)x 在定义域内单调递减,∴m =(13)-1=3,n =(13)-2=9, ∴m +n =12. 答案:127.解:∵2x ≤(14)x -3,即2x ≤26-2x ,∴x ≤6-2x ,∴x ≤2,∴y = (12)x ≥ (12)2=14,∴函数值域是[14,+∞).8.解:(1)当2-3x =0,即x =23时,a 2-3x =a 0=1. 所以,该函数的图象恒过定点(23,1)(2)∵u =2-3x 是减函数,∴当0<a <1时,f (x )在R 上是增函数;当a >1时,f (x )在R 上是减函数.❑❑对数与对数运算1.选B 由⎩⎪⎨⎪⎧x -1>0,x 2-1>0,x -1≠1,解得x >1且x ≠2.2.选C 由已知得log 3x =-2 ,∴ x =3-2=19.3.选C 由对数运算可知:lg(lg a 100)=lg(100lg a )=2+lg(lg a ),∴原式=2. 4.选A 由2x =3得:x =log 23.∴x +2y =log 23+2log 483=log 23+2log 283log 24=log 23+(3log 22-log 23)=3.5.解析:log a x =1log x a =2,∴log x a =12. 同理log x b =13,log x c =16.log abc x =1log x abc =1log x a +log x b +log x c =1. 答案:16.解析:lg(x +y )=lg x +lg y =lg(xy )⇒x +y =xy ,lg(1-x )+lg(1-y )=lg[(1-x )(1-y )]=lg(1-x -y +xy )=lg1=0. 答案:0 7.解:(1)原式=lg(252×85×12)=lg10=1.(2)原式=lg[2512×2×1012×(10-2)-1]=lg(5×2×1012×102)=lg1072=72.(3)原式=log 2(log 226)=log 26=1+log 23.8.解:因为lg2x +(lg2+lg3)lg x +lg2lg3=(lg x +lg2)(lg x +lg3),所以lg x =-lg2=lg2-1或lg x =-lg3=lg3-1,即x 1=12,x 2=13,所以x 1x 2=16.对数函数及其性质1.C2.选C 当x ≥1时,log 2x ≥0,所以y =2+log 2x ≥2.3.选D 由函数的解析式得log 12(3x -2)≥0=log 121.∴0<3x -2≤1,解得:23<x ≤1.4.选C 当x =0时y =0,而且函数为增函数,可见只有C 符合.5.解析:由对数函数的意义可得⎩⎪⎨⎪⎧2-x >0x >0x ≠1⇒⎩⎪⎨⎪⎧x <2x >0且x ≠1⇒0<x <2且x≠1. 答案:(0,1)∪(1,2)6.解析:当x =2时y =1. 答案:(2,1)7.解:(1)要使函数有意义,须满足:log 2(4x -3)≥0=log 21,⇒1≤ 4x -3⇒x ≥1,∴函数的定义域为[1,+∞).(2)要使函数有意义,须满足⎩⎪⎨⎪⎧2x -2>05-x >05-x ≠1⇒1<x <5且x ≠4. ∴函数的定义域为(1,4)∪(4,5).8.解:(1)作出函数y =log 3x 的图象如图所示.(2)令f (x )=f (2),即log 3x =log 32,解得x =2. 由如图所示的图象知:当0<a <2时,恒有f (a )<f (2). 故当0<a <2时,不存在满足f (a )>f (2)的a 的值.。
2023年新高考数学一轮复习3-5 指数与指数函数(真题测试)含详解

专题3.5 指数与指数函数(真题测试)一、单选题1.(2007·山东·高考真题(理))已知集合{}1,1M =-,11|24,Z 2x N x x +⎧⎫=<<∈⎨⎬⎩⎭,则MN =A .{}1,1-B .{}1-C .{}0D .{}1,0-2.(2022·北京·高考真题)己知函数1()12xf x =+,则对任意实数x ,有( ) A .()()0f x f x B .()()0f x f x --= C .()()1f x f x -+=D .1()()3f x f x --=3.(2012·四川·高考真题(文))函数(0,1)x y a a a a =->≠的图象可能是 ( )A .B .C .D .4.(2014·江西·高考真题(文))已知函数f (x )=2,0,2,0x xa x x -⎧⋅≥⎨<⎩(a ∈R ),若((1))1f f -=,则a =( ) A .14B .12C .1D .25.(2018·全国·高考真题(文))函数()2e e x xf x x --=的图像大致为 ( )A .B .C .D .6.(2013·全国·高考真题(文))若存在正数x 使2x (x -a )<1成立,则a 的取值范围是 A .(-∞,+∞)B .(-2, +∞)C .(0, +∞)D .(-1,+∞)7.(2015·山东·高考真题(文))设0.6 1.50.60.60.6 1.5a b c ===,,,则a b c ,,的大小关系是 A .a b c <<B .a cb << C .b ac <<D .b c a <<8.(2014·陕西·高考真题(文))下了函数中,满足“()()()f x y f x f y +=”的单调递增函数是A .()3f x x =B .()3xf x =C .()23f x x = D .()12xf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭二、多选题9.(2021·江苏·南京市中华中学高三期中)已知a b >,0ab ≠,则( ) A .a b >B .1133a b -->C .33a b >D .11a b< 10.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()()()f x x a x b =--的图象如图所示,则()x g x a b =-的图象可能是( )A .B .C .D .11.(2022·山东潍坊·高三期末)已知函数x x x xe ef xe e,则下列结论中正确的是( )A .()f x 的定义域为RB .()f x 是奇函数C .()f x 在定义域上是减函数D .()f x 无最小值,无最大值12.(2022·全国·高三专题练习)已知函数2,0(),2,0x xa x f x a R a x -⎧-+<=∈⎨->⎩,下列结论正确的是( ) A .()f x 为奇函数B .若()f x 在定义域上是增函数,则1a ≤C .若()f x 的值域为R ,则1a <D .当1a ≤时,若()(34)0f x f x ++>,则(1,0)(0,)x ∈-+∞ 三、填空题13.(2022·全国·高三专题练习)函数()f x =的定义域为______.14.(2012·山东·高考真题(文))若函数()(0,1)x f x a a a =>≠在[-1,2]上的最大值为4,最小值为m ,且函数()(14g x m =-[0,)+∞上是增函数,则a =______.15.(2015·山东·高考真题(理))已知函数()(0,1)x f x a b a a =+>≠ 的定义域和值域都是[]1,0- ,则a b +=_____________.16.(2022·浙江·乐清市知临中学模拟预测)设函数()2,111,12x a x f x x x --⎧≤⎪=⎨-+>⎪⎩,若()1f 是函数()f x 的最大值,则实数a 的取值范围为_______.四、解答题17.(2021·新疆·伊宁市第一中学高三期中(理))若(1)()42(1)2x a x f x a x x ⎧>⎪=⎨⎛⎫-+≤ ⎪⎪⎝⎭⎩是R 上的单调递增函数,求实数a 的取值范围.18.(2021·福建龙岩·高三期中)已知()2221x m f x -=++是奇函数. (1)求m 的值;(2)求()f x 的值域.19.(2021·福建·永安市第三中学高中校高三期中)已知指数函数()(0xf x a a =>且1)a ≠的图象过点129⎛⎫ ⎪⎝⎭,.(1)求函数()xf x a =的解析式;(2)已知()()1f x f >,求x 的取值范围;20.(2021·安徽省六安中学高三阶段练习(文))已知函数()()33xf x k a b ⋅=++-(0a >,且1a ≠)是指数函数.(1)求k ,b 的值;(2)求解不等式()()2743f x f x ->-.21.(2021·重庆市涪陵高级中学校高三阶段练习)设()e e x x f x -=-()R x ∈.(1)判断并证明函数()y f x =的奇偶性;(2)解不等式()()22f x f x -≤.22.(2022·北京·高三专题练习)已知函数()33x xf x -=-.(1)利用函数单调性的定义证明()f x 是单调递增函数;(2)若对任意[]1,1x ∈-,()()24f x mf x ⎡⎤+≥-⎣⎦恒成立,求实数m 的取值范围.专题3.5 指数与指数函数(真题测试)一、单选题1.(2007·山东·高考真题(理))已知集合{}1,1M =-,11|24,Z 2x N x x +⎧⎫=<<∈⎨⎬⎩⎭,则MN =A .{}1,1-B .{}1-C .{}0D .{}1,0-【答案】B 【解析】 【分析】利用指数函数的单调性化简集合N ,然后利用交集的定义运算即得. 【详解】函数2x y =是增函数,则不等式11242x +<<,即112222x -+<< ∴112,x -<+<即21x -<<,所以{}{}|21,Z 1,0N x x x =-<<∈=-,又{}1,1M =-, ∴{}1.M N ⋂=- 故选:B.2.(2022·北京·高考真题)己知函数1()12xf x =+,则对任意实数x ,有( ) A .()()0f x f x B .()()0f x f x --= C .()()1f x f x -+= D .1()()3f x f x --=【答案】C 【解析】 【分析】直接代入计算,注意通分不要计算错误. 【详解】()()1121112121212x x x x xf x f x --+=+=+=++++,故A 错误,C 正确;()()11212121121212122121x x x x x x x xf x f x ----=-=-==-++++++,不是常数,故BD 错误; 故选:C .3.(2012·四川·高考真题(文))函数(0,1)x y a a a a =->≠的图象可能是 ( )A . B .C .D .【答案】C 【解析】 【分析】对a 进行分类讨论,结合指数函数的单调性以及函数图像平移变换,即可得出答案. 【详解】①当1a >时,函数(0,1)x y a a a a =->≠可以看做函数x y a =的图象向下平移a 个单位,由于1a >,则A 错误; 又1x =时,0y a a =-=,则函数(0,1)x y a a a a =->≠过点(1,0),故B 错误;②当01a <<时,函数(0,1)x y a a a a =->≠可以看做函数x y a =的图象向下平移a 个单位,由于01a <<,则D 错误;又1x =时,0y a a =-=,则函数(0,1)x y a a a a =->≠过点(1,0),故C 正确; 故选:C4.(2014·江西·高考真题(文))已知函数f (x )=2,0,2,0x xa x x -⎧⋅≥⎨<⎩(a ∈R ),若((1))1f f -=,则a =( ) A .14B .12C .1D .2【答案】A 【解析】 【分析】先求出(1)f -的值,再求((1))f f -的值,然后列方程可求得答案【详解】解:由题意得(1)(1)22f ---==,所以2((1))(2)241f f f a a -==⋅==,解得a =14.故选:A5.(2018·全国·高考真题(文))函数()2e e x xf x x--=的图像大致为 ( ) A . B .C .D .【答案】B 【解析】 【详解】分析:通过研究函数奇偶性以及单调性,确定函数图像.详解:20,()()()x xe e xf x f x f x x --≠-==-∴为奇函数,舍去A,1(1)0f e e -=->∴舍去D;243()()2(2)(2)()2,()0x x x x x xe e x e e x x e x ef x x f x x x ---+---++=='∴>'>, 所以舍去C ;因此选B.点睛:有关函数图象识别问题的常见题型及解题思路(1)由函数的定义域,判断图象左右的位置,由函数的值域,判断图象的上下位置;②由函数的单调性,判断图象的变化趋势;③由函数的奇偶性,判断图象的对称性;④由函数的周期性,判断图象的循环往复.6.(2013·全国·高考真题(文))若存在正数x 使2x (x -a )<1成立,则a 的取值范围是 A .(-∞,+∞) B .(-2, +∞)C .(0, +∞)D .(-1,+∞)【答案】D 【解析】由题意知,存在正数x ,使12xa x >-,所以,而函数12xy x =-在(0,)+∞上是增函数,所以(0)1y y >=-,所以1a >-,故选D.7.(2015·山东·高考真题(文))设0.6 1.50.60.60.6 1.5a b c ===,,,则a b c ,,的大小关系是 A .a b c << B . a c b << C .b a c << D .b c a <<【答案】C 【解析】 【详解】由0.6x y =在区间(0,)+∞是单调减函数可知, 1.50.600.60.61<<<,又0.61.51>,故选C . 8.(2014·陕西·高考真题(文))下了函数中,满足“()()()f x y f x f y +=”的单调递增函数是A .()3f x x =B .()3xf x =C .()23f x x = D .()12xf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭【答案】B 【解析】 【详解】试题分析:A 选项:由()()3f x y x y +=+,()()333()f x f y x y xy =⋅=,得()()()f x y f x f y +≠,所以A 错误;B 选项:由()3x y f x y ++=,()()333x y x y f x f y +=⋅=,得()()()f x y f x f y +=;又函数()3xf x =是定义在R 上增函数,所以B 正确;C 选项:由()()23f x y x y +=+,()()f x f y 2233x y =⋅23()xy =,得()()()f x y f x f y +≠,所以C 错误;D 选项:函数()12xf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭是定义在R 上减函数,所以D 错误;故选B.二、多选题9.(2021·江苏·南京市中华中学高三期中)已知a b >,0ab ≠,则( ) A .a b >B .1133a b -->C .33a b >D .11a b< 【答案】BC 【解析】对A ,D 可取反例;对B ,C 可利用函数的单调性判断; 【详解】对A ,取1,2a b ==-,则||||a b >不成立,故A 错误; 对B ,11a b a b >⇒->-,∴1133a b -->,故B 成立;对C ,33a b a b >⇒>,故C 成立; 对D ,取1,1a b ==-,11a b<不成立; 故选:BC10.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()()()f x x a x b =--的图象如图所示,则()x g x a b =-的图象可能是( )A .B .C .D .【答案】AC 【解析】【分析】依题意可得a 、b 两个数一个大于1,一个大于0且小于1,再分类讨论,结合指数函数的性质判断即可; 【详解】解:令()()()0f x x a x b =--=,解得1x a =、2x b =,根据二次函数图形可知,a 、b 两个数一个大于1,一个大于0且小于1,①当1a >,01b <<时,则()x g x a b =-在定义域上单调递增,且()001g a b b =-=-,即()001g <<,所以满足条件的函数图形为C ;②当1b >,01a <<时,则()x g x a b =-在定义域上单调递减,且()0010g a b b =-=-<,所以满足条件的函数图形为A ; 故选:AC11.(2022·山东潍坊·高三期末)已知函数x x x xe ef x e e,则下列结论中正确的是( )A .()f x 的定义域为RB .()f x 是奇函数C .()f x 在定义域上是减函数D .()f x 无最小值,无最大值 【答案】BD 【解析】 【分析】求解0x x e e --≠,可判断A ;利用函数奇偶性的定义可判断B ;比较(1),(1)f f -可判断C ;分离常数得到2211x f x e ,分析单调性及函数值域可判断D【详解】选项A ,0x x e e --≠,解得0x ≠,故()f x 的定义域为{|0}x x ≠,选项A 错误;选项B ,函数定义域关于原点对称,且()()x x x x e ef x f x e e --+-==--,故()f x 是奇函数,选项B 正确;选项C ,()121212121110,(1)011e e e e e ef f e e e e e e ----++++-==<==>----,故(1)(1)f f -<,即()f x 在定义域上不是减函数,选项C 不正确;选项D ,()22212111x x x x x x x e e e f x e e e e --++===+---,令20x t e =>,211y t =+-,由于2x t e =在R 上单调递增,211y t =+-在(0,1),(1,)+∞分别单调递减,故函数()f x 在(,0),(0,)-∞+∞分别单调递减,且x →-∞时,()1f x →-,0x -→时,()f x →-∞,0x +→时,()f x →+∞,x →+∞时,()1f x →,故函数()f x 的值域为(,1)(1,-∞-⋃+∞),无最小值,无最大值,选项D 正确故选:BD12.(2022·全国·高三专题练习)已知函数2,0(),2,0x xa x f x a R a x -⎧-+<=∈⎨->⎩,下列结论正确的是( )A .()f x 为奇函数B .若()f x 在定义域上是增函数,则1a ≤C .若()f x 的值域为R ,则1a <D .当1a ≤时,若()(34)0f x f x ++>,则(1,0)(0,)x ∈-+∞ 【答案】ABD 【解析】 【分析】分段函数奇偶性判断需要分段判断,分段函数的单调性需要列两段分别单调,衔接处单调即可. 【详解】当0x <时,0x ->,()2,()2(2)()x x x f x a f x a a f x ---=-+-=-=--+=-;当0x >时,0x -<,()2,()2()x x f x a f x a f x =--=-+=-.则函数()f x 为奇函数,故A 正确;若()f x 在定义域上是增函数,则0022a a --+≤-,即1a ≤,故B 正确;当0x <时,()2xf x a -=-+在区间(,0)-∞上单调递增,此时值域为(,1)a -∞-;当0x >时,()2x f x a =-在区间()0,∞+上单调递增,此时值域为(1,)a -+∞.要使得()f x 的值域为R ,则11a a ->-,即1a >,故C 错误;当1a ≤时,由于0022a a --+≤-,则函数()f x 在定义域上是增函数,由()(34)0f x f x ++>,得()(34)f x f x >--,则034034x x x x ≠⎧⎪--≠⎨⎪>--⎩解得(1,0)(0,)x ∈-+∞,故D 正确.故选:ABD. 三、填空题13.(2022·全国·高三专题练习)函数()f x =的定义域为______.【答案】[)()0,11,+∞【解析】【分析】结合分式型,二次根号型函数的定义即可求解. 【详解】由题知,021********x xx x x x x ⎧⎧≥-≥≥⎧⎪⎪⇒⇒⎨⎨⎨≠-≠-≠≠⎪⎪⎩⎩⎩且,所以()f x 的定义域为[)()0,11,+∞,故答案为:[)()0,11,+∞.14.(2012·山东·高考真题(文))若函数()(0,1)x f x a a a =>≠在[-1,2]上的最大值为4,最小值为m ,且函数()(14g x m =-[0,)+∞上是增函数,则a =______.【答案】14【解析】 【详解】当1a >时,有214,a a m -==,此时12,2a m ==,此时()g x = 不合题意.若01a <<,则124,a a m -==,故11,416a m ==,检验知符合题意15.(2015·山东·高考真题(理))已知函数()(0,1)x f x a b a a =+>≠ 的定义域和值域都是[]1,0- ,则a b +=_____________. 【答案】32-【解析】 【详解】若1a > ,则()f x 在[]1,0-上为增函数,所以11{10a b b -+=-+= ,此方程组无解; 若01a << ,则()f x 在[]1,0-上为减函数,所以10{11a b b -+=+=- ,解得1{22a b ==- ,所以32a b +=-. 16.(2022·浙江·乐清市知临中学模拟预测)设函数()2,111,12x a x f x x x --⎧≤⎪=⎨-+>⎪⎩,若()1f 是函数()f x 的最大值,则实数a 的取值范围为_______. 【答案】[1,2]【解析】 【分析】由1x >,求得()f x 的范围,再求得||()2x a f x -=的单调性,讨论1a <,1a 时函数()f x 在1x 的最大值,即可得到所求范围. 【详解】解:因为()2,111,12x a x f x x x --⎧≤⎪=⎨-+>⎪⎩,当1x >时()112f x x =-+函数单调递减且()12f x <,当1x ≤时()122x ax af x ---⎛⎫== ⎪⎝⎭,可得在x a >时函数单调递减,在x a <单调递增,若1a <,1x ,则()f x 在x a =处取得最大值,不符题意; 若1a ,1x ,则()f x 在1x =处取得最大值,且11122a -⎛⎫≥⎪⎝⎭,解得12a , 综上可得a 的范围是[]1,2. 故答案为:[]1,2 四、解答题17.(2021·新疆·伊宁市第一中学高三期中(理))若(1)()42(1)2x a x f x a x x ⎧>⎪=⎨⎛⎫-+≤ ⎪⎪⎝⎭⎩是R 上的单调递增函数,求实数a 的取值范围. 【答案】[4,8). 【解析】 【分析】根据分段函数的单调性的判定方法,列出不等式组,即可求解. 【详解】由题意,函数(1)()42(1)2xa x f x a x x ⎧>⎪=⎨⎛⎫-+≤ ⎪⎪⎝⎭⎩是R 上的单调递增函数,则满足114024122a a a a⎧⎪>⎪⎪->⎨⎪⎪⎛⎫-⨯+≤ ⎪⎪⎝⎭⎩,解得48a ≤<, 所以实数a 的取值范围[4,8).18.(2021·福建龙岩·高三期中)已知()2221x m f x -=++是奇函数. (1)求m 的值; (2)求()f x 的值域. 【答案】(1)-2 (2)11-(,) 【解析】【分析】(1)因为()f x 为奇函数,且在0x =处有意义,所以()00f =,便可求出m 的值;(2)在(1)的前提下,对于复合函数分解成若干基本初等函数,然后逐个求其值域,从而求出()f x 的值域. (1)因为()f x 为奇函数,所以()00f =,即2022m +=,解得2m =-. 经检验:当2m =-时,()f x 为奇函数; (2)由(1)知()2121xf x -=-+,因为211x -+∈+∞(,), 所以20221x -∈+(,),于是()11f x ∈-(,),因此()f x 的值域为11-(,). 19.(2021·福建·永安市第三中学高中校高三期中)已知指数函数()(0xf x a a =>且1)a ≠的图象过点129⎛⎫ ⎪⎝⎭,.(1)求函数()xf x a =的解析式;(2)已知()()1f x f >,求x 的取值范围;【答案】(1)()13xf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭(2)()1,1- 【解析】 【分析】(1)将点129⎛⎫ ⎪⎝⎭,代入()(0xf x a a =>且1)a ≠,解之即可得出答案;(2)根据指数函数的单调性即可得出答案. (1)解:将点129⎛⎫ ⎪⎝⎭,代入()(0xf x a a =>且1)a ≠,得:219a =,解得13a =,所以()13xf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭;(2)因为1013<<,所以函数()13xf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭为减函数,由()()1f x f >,得1x <,解得11x -<<, 所以()()1f x f >的解为()1,1-.20.(2021·安徽省六安中学高三阶段练习(文))已知函数()()33xf x k a b ⋅=++-(0a >,且1a ≠)是指数函数.(1)求k ,b 的值;(2)求解不等式()()2743f x f x ->-. 【答案】(1)2k =-,3b = (2)答案见解析 【解析】 【分析】(1)根据指数函数的定义列出方程,即可得解;(2)分1a >和01a <<两种情况讨论,结合指数函数的单调性即可得解. (1)解:因为()()33x f x k a b =++-(0a >,且1a ≠)是指数函数, 所以31k +=,30b -=, 所以2k =-,3b =; (2)解:由(1)得()xf x a =(0a >,且1a ≠),①当1a >时,()xf x a =在R 上单调递增,则由()()2743f x f x ->-, 可得2743x x ->-,解得2x <-;②当01a <<时,()xf x a =在R 上单调递减,则由()()2743f x f x ->-, 可得2743x x -<-,解得2x >-,综上可知,当1a >时,原不等式的解集为(),2-∞-; 当01a <<时,原不等式的解集为()2,-+∞.21.(2021·重庆市涪陵高级中学校高三阶段练习)设()e e x xf x -=-()R x ∈.(1)判断并证明函数()y f x =的奇偶性;(2)解不等式()()22f x f x -≤.【答案】(1)奇函数,证明见解析; (2)[]1,2- 【解析】 【分析】(1)利用函数奇偶性的定义判断证明即可;(2)根据指数函数单调性以及函数单调性的性质判断()y f x =的单调性,再由单调性去掉f 转化为解一元二次不等式即可求解. (1)()e e x x f x -=-是R 上的奇函数,证明如下:()e e x x f x -=-的定义域为R 关于原点对称,()()()e e e e x x x x f x f x ---=-=--=-,所以()e e x xf x -=-是R 上的奇函数.(2)因为e x y =为R 上的增函数,1ee xxy -==为R 上的减函数, 所以()e e x xf x -=-为R 上的增函数,若()()22f x f x -≤,则22x x -≤即220x x --≤,可得()()210x x -+≤,解得:12x -≤≤,所以不等式()()22f x f x -≤的解集为:[]1,2-.22.(2022·北京·高三专题练习)已知函数()33x xf x -=-.(1)利用函数单调性的定义证明()f x 是单调递增函数;(2)若对任意[]1,1x ∈-,()()24f x mf x ⎡⎤+≥-⎣⎦恒成立,求实数m 的取值范围. 【答案】(1)证明见解析(2)[]4,4- 【解析】 【分析】(1)利用单调性的定义,取值、作差、整理、定号、得结论,即可得证.(2)令33x x t -=-,根据x 的范围,可得t 的范围,原式等价为()2h t t mt =+,88,33t ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,只需()min 4h t ≥-即可,分别讨论823m -≤-、88323m -<-<和823m -≥三种情况,根据二次函数的性质,计算求值,分析即可得答案. (1)由已知可得()f x 的定义域为R , 任取12,x x ∈R ,且12x x <,则()()12f x f x -()()1122121121333331313x x x x x x x x x ---+⎛⎫=---=-+ ⎪⎝⎭,因为130x >,121103x x ++>,21130x x --<,所以()()120f x f x -<,即()()12f x f x <,所以()f x 在R 上是单调递增函数. (2)()()()()223333x x x xf x mf x m --⎡⎤+=-+-⎣⎦,令33x x t -=-,则当[]1,1x ∈-时,88,33t ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,所以()()22f x mf x t mt ⎡⎤+=+⎣⎦.令()2h t t mt =+,88,33t ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,则只需()min 4h t ≥-. 当823m -≤-,即163m ≥时,()h t 在88,33⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增, 所以()min 86484393h t h m ⎛⎫=-=-≥- ⎪⎝⎭,解得256m ≤,与163m ≥矛盾,舍去;当88323m -<-<,即161633m -<<时,()h t 在8,32m ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦上单调递减,在8,23m ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增,所以()2min424m m h t h ⎛⎫=-=-≥- ⎪⎝⎭,解得44m -≤≤;当823m -≥即163m ≤-时,()h t 在88,33⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递减, 所以()min 86484393h t h m ⎛⎫==+≥- ⎪⎝⎭,解得256m ≥-,与163m ≤-矛盾,舍去. 综上,实数m 的取值范围是[]4,4-.。
高中数学第三章指数运算与指数函数3指数函数第1课时指数函数的图象和性质素养作业北师大版必修第一册

第三章 §3 第1课时A 组·素养自测一、选择题1.下列各函数中,是指数函数的是( D ) A .y =x 3B .y =1xC .y =5x +1D .y =52x[解析] 根据指数函数的定义:形如y =a x(a >0,且a ≠1)的函数叫作指数函数,结合选项从而可知y =52x=25x为指数函数,故选D .2.函数y =(3-1)x在R 上是( D ) A .增函数 B .奇函数 C .偶函数D .减函数[解析] ∵0<3-1<1,∴函数y =(3-1)x在R 上是减函数. 3.函数y =1-2x,x ∈[0,1]的值域是( B ) A .[0,1]B .[-1,0]C .⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12 D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,0 [解析] ∵0≤x ≤1,∴1≤2x≤2, ∴-1≤1-2x≤0,选B .4.函数f (x )=πx与g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫1πx的图象关于( C ) A .原点对称 B .x 轴对称 C .y 轴对称D .直线y =-x 对称[解析] 设点(x ,y )为函数f (x )=πx的图象上任意一点,则点(-x ,y )为g (x )=π-x=⎝ ⎛⎭⎪⎫1πx的图象上的点.因为点(x ,y )与点(-x ,y )关于y 轴对称,所以函数f (x )=πx 与g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫1πx的图象关于y 轴对称,选C . 5.已知1>n >m >0,则指数函数①y =m x,②y =n x的图象为( C )[解析] 由于0<m <n <1,所以y =m x 与y =n x都是减函数,故排除A 、B 项,作直线x =1与两个曲线相交,交点在下面的是函数y =m x的图象,故选C .6.若12<⎝ ⎛⎭⎪⎫12b <⎝ ⎛⎭⎪⎫12a<1,则( D )A .a <b <0B .b >a >1C .0<b <a <1D .0<a <b <1[解析] ∵y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 在R 上是减函数,12<⎝ ⎛⎭⎪⎫12b <⎝ ⎛⎭⎪⎫12a <1=⎝ ⎛⎭⎪⎫120,∴0<a <b <1.二、填空题7.若函数y =(k +2)a x+2-b (a >0,且a ≠1)是指数函数,则k =__-1__,b =__2__.[解析] 根据指数函数的定义,得⎩⎪⎨⎪⎧k +2=12-b =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧k =-1b =2. 8.函数y =2(a -1)x是刻画指数衰减变化规律的模型,则a 的取值范围是__(1,2)__. [解析] 由题意得0<a -1<1,∴1<a <2. 三、解答题 9.已知函数f (x )=a x -1(x ≥0)的图象经过点⎝ ⎛⎭⎪⎫2,12,其中a >0且a ≠1.(1)求a 的值;(2)求函数y =f (x )(x ≥0)的值域.[解析] (1)因为函数图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫2,12, 所以a2-1=12,则a =12. (2)由(1)得f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1(x ≥0).由x ≥0,得x -1≥-1,于是0<⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1≤⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=2.所以所求函数的值域为(0,2].10.求下列函数的定义域和值域. (1)y =35x -1;(2)y =2x +1.[解析] (1)由5x -1≥0,得x ≥15.故所求函数定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x ≥15.由5x -1≥0,得y ≥1.故所求函数值域为{y |y ≥1}. (2)所求函数定义域为R , 由2x>0,可得2x+1>1. 故所求函数值域为{y |y >1}.B 组·素养提升一、选择题1.函数y =a |x |(a >1)的图象是( B )[解析] ∵y =a |x |为偶函数,∴其图象关于y 轴对称,当x >0时,y >1,与y =a x(a >1)的图象一致,故选B .2.定义运算a *b =⎩⎪⎨⎪⎧a (a ≤b ),b (b <a ),如1*2=1,则函数f (x )=2x *2-x的值域是( D )A .(0,1)B .(0,+∞)C .[1,+∞)D .(0,1][解析] 由题意知函数f (x )的图象如图,∴函数的值域为(0,1],故选D .3.(多选题)函数y =a x-1a(a >0,a ≠1)的图象可能是( CD )[解析] 当a >1时,1a ∈(0,1),因此x =0时,0<y =1-1a <1,且y =a x-1a在R 上单调递增,故C 符合;当0<a <1时,1a >1,因此x =0时,y <0,且y =a x-1a在R 上单调递减,故D 符合.故选CD .4.(多选题)设指数函数f (x )=a x(a >0且a ≠1),则下列等式中不正确的有( CD ) A .f (x +y )=f (x )f (y )B .f (x -y )=f (x )f (y )C .f (nx )=nf (x )(n ∈Q )D .[f (xy )]n =[f (x )]n [f (y )]n (n ∈N *)[解析] f (x +y )=ax +y=a x a y=f (x )f (y ),A 正确;f (x -y )=a x -y=a x a -y=a x a y =f (x )f (y ),B 正确;f (nx )=a nx =(a x )n ,nf (x )=na x ≠(a x )n ,C 不正确;[f (xy )]n=(a xy )n,[f (x )]n[f (y )]n=(a x )n(a y )n=(a x +y )n≠(a xy )n,D 不正确.二、填空题5.已知y =f (x )是R 上的奇函数,当x >0时,f (x )=4x,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=__-2__.[解析] 因为当x >0时,f (x )=4x,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=412=2. 又因为f (x )是R 上的奇函数,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=-2.6.已知a >0,且a ≠1,若函数f (x )=2a x-4在区间[-1,2]上的最大值为10,则a =或17__. [解析] 若a >1,则函数y =a x在区间[-1,2]上是递增的,当x =2时,f (x )取得最大值f (2)=2a 2-4=10,即a 2=7,又a >1,所以a =7. 若0<a <1,则函数y =a x在区间[-1,2]上是递减的,当x =-1时,f (x )取得最大值f (-1)=2a -1-4=10,所以a =17.综上所述,a 的值为7或17.7.若函数f (x )=a x-1(a >0且a ≠1)的定义域、值域都是[0,2],则实数a 的值为__.[解析] 当a >1时,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧f (0)=0f (2)=a 2-1=2,解得a =3. 当0<a <1时,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧f (0)=2f (2)=a 2-1=0,无解. 综上可知a =3. 三、解答题8.函数f (x )=k ·a -x(k ,a 为常数,a >0且a ≠1)的图象过点A (0,1),B (3,8). (1)求函数f (x )的解析式;(2)若函数g (x )=f (x )-1f (x )+1,试判断函数g (x )的奇偶性,并给出证明.[解析] (1)由已知得⎩⎪⎨⎪⎧k =1,k ·a -3=8, ∴k =1,a =12,∴f (x )=2x.(2)函数g (x )为奇函数.证明:g (x )=2x-12x +1,其定义域为R ,又g (-x )=2-x-12-x +1=1-2x 1+2x =-2x-12x+1=-g (x ), ∴函数g (x )为奇函数.9.已知函数f (x )=a x(a >0且a ≠1)在区间[-2,2]上的函数值总小于2,求a 的取值范围.[解析] 当a >1时,f (x )=a x在[-2,2]上是增函数, 则f (x )max =f (2)=a 2<2,所以1<a <2; 当0<a <1时,f (x )=a x在[-2,2]上是减函数, 则f (x )max =f (-2)=a -2<2,所以22<a <1. 综上所述,a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫22,1∪(1,2).。
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高中数学练习:指数与指数函数
基础巩固(时间:30分钟)
1.函数y=a x-(a>0,且a≠1)的图象可能是( D )
解析:若a>1时,y=a x-是增函数;
当x=0时,y=1-∈(0,1),A,B不满足;
若0<a<1时,y=a x-在R上是减函数;
当x=0时,y=1-<0,C错,D项满足.故选D.
2.(湖南永州第三次模拟)下列函数中,与函数y=2x-2-x的定义域、单调性与奇偶性均一致的是( B )
(A)y=sin x (B)y=x3
(C)y=()x (D)y=log
x
2
解析:y=2x-2-x在(-∞,+∞)上是增函数且是奇函数,
y=sin x不单调,y=log
x定义域为(0,+∞),y=()x是减函数,三者不满足,只有y=x3的定
2
义域、单调性、奇偶性与之一致.
3.函数f(x)=a x-1(a>0,a≠1)的图象恒过点A,下列函数中图象不经过点A的是( A )
(A)y= (B)y=|x-2|
(2x)
(C)y=2x-1 (D)y=log
2
解析:由题意,得点A(1,1),将点A(1,1)代入四个选项,y=的图象不过点A(1,1).
4.设x>0,且1<b x<a x,则( C )
(A)0<b<a<1 (B)0<a<b<1
(C)1<b<a (D)1<a<b
解析:因为x>0时,1<b x,所以b>1.
因为x>0时,b x<a x,所以x>0时,()x>1.
所以>1,所以a>b.所以1<b<a.
5.函数f(x)=a x-b的图象如图所示,其中a,b为常数,则下列结论正确的是( D )
(A)a>1,b<0
(B)a>1,b>0
(C)0<a<1,b>0
(D)0<a<1,b<0
解析:由f(x)=a x-b的图象可以观察出,函数f(x)=a x-b在定义域上单调递减,所以0<a<1.
函数f(x)=a x-b的图象是在f(x)=a x的基础上向左平移得到的,所以b<0.
6.已知f(x)=2x+2-x,f(m)=3,且m>0,若a=f(2m),b=2f(m),c=f(m+2),则a,b,c的大小关系为( D )
(A)c<b<a (B)a<c<b
(C)a<b<c (D)b<a<c
解析:因为f(m)=2m+2-m=3,m>0,
所以2m=3-2-m>2,b=2f(m)=2×3=6,
a=f(2m)=22m+2-2m=(2m+2-m)2-2=7,
c=f(m+2)=2m+2+2-m-2=4·2m+·2-m>8,
所以b<a<c.故选D.
7.下列说法正确的序号是.
①函数y=的值域是[0,4);
②(a>0,b>0)化简结果是-24;
③+的值是2π-9;
④若x<0,则=-x.
解析:由于y=≥0(当x=2时取等号),
又因为4x>0,所以16-4x<16得y<,即y<4,所以①正确;
②中原式====-24,正确;由于
+=|π-4|+π-5=4-π+π-5=-1,所以③不正确.
由于x<0,所以④正确.
答案:①②④
8.不等式<4的解集为.
解析:因为<4,所以<22,
所以x2-x<2,即x2-x-2<0,解得-1<x<2.
答案:{x|-1<x<2}
9.(鸡西模拟)已知函数f(x)=a x+b(a>0,a≠1)的定义域和值域都是[-1,0],则a+b= . 解析:若a>1,则f(x)=a x+b在[-1,0]上是增函数,
所以则a-1=0,无解.
当0<a<1时,则f(x)=a x+b在[-1,0]上是减函数,
所以解得
因此a+b=-.
答案:-
能力提升(时间:15分钟)
10.若函数f(x)=a|2x-4|(a>0,且a≠1),满足f(1)=,则f(x)的单调递减区间是( B )
(A)(-∞,2] (B)[2,+∞)
(C)[-2,+∞) (D)(-∞,-2]
解析:由f(1)=,得a2=,解得a=或a=-(舍去),即f(x)=()|2x-4|.由于y=|2x-4|在(-∞,
2]上递减,在[2,+∞)上递增,所以f(x)在(-∞,2]上递增,在[2,+∞)上递减.
11.(湖南郴州第二次教学质量检测)已知函数f(x)=e x-,其中e是自然对数的底数,则关于x的不等式f(2x-1)+f(-x-1)>0的解集为( B )
(A)(-∞,-)∪(2,+∞) (B)(2,+∞)
(C)(-∞,)∪(2,+∞) (D)(-∞,2)
解析:易知f(x)=e x-在R上是增函数,
且f(-x)=e-x-=-(e x-)=-f(x),
所以f(x)是奇函数.
由f(2x-1)+f(-x-1)>0,得f(2x-1)>f(x+1),
因此2x-1>x+1,
所以x>2.
12.(衡阳三中模拟)当x∈(-∞,-1]时,不等式(m2-m)·4x-2x<0恒成立,则实数m的取值范围是( D )
(A)(-2,1) (B)(-4,3)
(C)(-3,4) (D)(-1,2)
解析:因为(m2-m)·4x-2x<0在x∈(-∞,-1]上恒成立,
所以(m2-m)<在x∈(-∞,-1]上恒成立,
由于f(x)=在x∈(-∞,-1]上单调递减,
所以f(x)≥2,
所以m2-m<2,
所以-1<m<2.故选D.
13.设偶函数g(x)=a|x+b|在(0,+∞)上单调递增,则g(a)与g(b-1)的大小关系是. 解析:由于g(x)=a|x+b|是偶函数,知b=0,
又g(x)=a|x|在(0,+∞)上单调递增,得a>1.
则g(b-1)=g(-1)=g(1),
故g(a)>g(1)=g(b-1).
答案:g(a)>g(b-1)
14.已知函数f(x)=a x(a>0,a≠1)在区间[-1,2]上的最大值为8,最小值为m.若函数g(x)=(3-10m)是单调增函数,则a= .
解析:根据题意,得3-10m>0,解得m<;
当a>1时,函数f(x)=a x在区间[-1,2]上单调递增,
最大值为a2=8,解得a=2,最小值为m=a-1==>,不合题意,舍去;
当0<a<1时,函数f(x)=a x在区间[-1,2]上单调递减,最大值为a-1=8,解得a=,最小值为
m=a2=<,满足题意.综上,a=.
答案:
15.函数f(x)=x2-bx+c满足f(x+1)=f(1-x),且f(0)=3,则f(b x)与f(c x)的大小关系是.
解析:由f(x+1)=f(1-x)知y=f(x)的图象关于x=1对称,所以b=2.
又f(0)=3,得c=3.则f(b x)=f(2x),f(c x)=f(3x).
当x≥0时,3x≥2x≥1,且f(x)在[1,+∞)上是增函数,
所以f(3x)≥f(2x).
当x<0时,0<3x<2x<1,且f(x)在(-∞,1]上是减函数,
所以f(3x)>f(2x),从而有f(c x)≥f(b x).
答案:f(c x)≥f(b x)。