专题二 函数概念与基本初等函数 第四讲指数函数对数函数幂函数(含答案)

专题二 函数概念与基本初等函数Ⅰ 第四讲 指数函数、对数函数、幂函数2019年1.（2019北京文7）在天文学中，天体的明暗程度可以用星等或亮度来描述．两颗星的星等 与亮度满足212152–lg E m m E =，其中星等为k m 的星的亮度为k E （k =1,2）．已知太阳的星等是–26.7，天狼星的星等是–1.45，则太阳与天狼星的亮度的比值为 （A ）1010.1（B ）10.1（C ）lg10.1（D ）10.110-2．（2019全国Ⅰ文5）函数f (x )=2sin cos x xx x ++在[—π，π]的图像大致为A ．B ．C ．D ．3.（2019浙江6）在同一直角坐标系中，函数y =1xa ，y =log a (x +12)，(a >0且a ≠1)的图像可能是A. B.C. D.2010-2018年一、选择题1．(2018天津)已知13313711log ,(),log 245a b c ===，则,,a b c 的大小关系为A ．a b c >>B ．b a c >>C ．c b a >>D ．c a b >>2．(2018全国卷Ⅱ)函数2()--=x xe ef x x 的图像大致为3．(2018全国卷Ⅲ)下列函数中，其图象与函数ln y x =的图象关于直线1x =对称的是A ．ln(1)y x =-B ．ln(2)y x =-C ．ln(1)y x =+D ．ln(2)y x =+4．（2017新课标Ⅰ）已知函数()ln ln(2)f x x x =+-，则A ．()f x 在(0,2)单调递增B ．()f x 在(0,2)单调递减C ．()y f x =的图像关于直线1x =对称D ．()y f x =的图像关于点(1,0)对称 5．（2017新课标Ⅱ）函数2()ln(28)f x x x =--的单调递增区间是A ．(,2)-∞-B ．(,1)-∞C ．(1,)+∞D ．(4,)+∞6．（2017天津）已知奇函数()f x 在R 上是增函数．若21(log )5a f =-，2(log 4.1)b f =，0.8(2)c f =，则,,a b c 的大小关系为A ．a b c <<B ．b a c <<C ．c b a <<D ．c a b <<7．（2017北京）已知函数1()3()3x xf x =-，则()f xA ．是偶函数，且在R 上是增函数B ．是奇函数，且在R 上是增函数C ．是偶函数，且在R 上是减函数D ．是奇函数，且在R 上是增函数 8．（2017山东）若函数e ()xf x (e=2．71828L ，是自然对数的底数)在()f x 的定义域上单调递增，则称函数()f x 具有M 性质，下列函数中具有M 性质的是 A ．()2xf x -=B ．2()f x x=C ．()3xf x -=D ．()cos f x x =9．（2017北京）根据有关资料，围棋状态空间复杂度的上限M 约为3613，而可观测宇宙中普通物质的原子总数N 约为8010．则下列各数中与M N最接近的是（参考数据：lg 3≈0．48）A ．3310B ．5310C ．7310D ．931010．（2017浙江）若函数2()f x x ax b =++在区间[0，1]上的最大值是M ，最小值是m ，则M m -A ． 与a 有关，且与b 有关B ． 与a 有关，但与b 无关C ． 与a 无关，且与b 无关D ． 与a 无关，但与b 有关 11．（2016年全国I 卷）若0a b >>，01c <<，则A ．log log a b c c <B ．log log c c a b <C ．c c a b <D ．a bc c >12．（2016年全国I 卷）函数2||2x y x e =-在[–2,2]的图像大致为A ．B ．C ．D ．13．（2016年全国II 卷）下列函数中，其定义域和值域分别与函数lg 10xy =的定义域和值域相同的是A ．y =xB ．y =lg xC ．y =2xD ．y=14．（2016全国III 卷）已知4213332,3,25a b c ===，则A ．b a c <<B ．a b c <<C ．b c a <<D ．c a b <<15．（2015山东）设0.61.50.60.6,0.6, 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 << 16．（2015天津）已知定义在R 上的函数||()21x m f x -=-(m 为实数)为偶函数，记0.5(log 3)a f =，2(log 5)b f =，(2)c f m =，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 << 17．（2015陕西）设()ln f x x =，0a b <<，若()p f ab =，()2a bq +=， 1(()())2r f a f b =+，则下列关系式中正确的是A ．q r p =<B ．q r p =>C ．p r q =<D ．p r q =>18．（2015新课标1）设函数()y f x =的图像与2x ay +=的图像关于直线y x =-对称，且(2)(4)1f f -+-=，则a =A ．1-B ．1C ．2D ．419．（2014山东）已知函数log ()a y x c =+（,a c 为常数，其中0,1a a >≠）的图象如图，则下列结论成立的是A ．0,1a c >>B ．1,01a c ><<C ．01,1a c <<>D ．01,01a c <<<<20．（2014安徽）设3log 7a =， 1.12b =， 3.10.8c =，则A ．c a b <<B ．b a c <<C ．a b c <<D ．b c a <<21．（2014浙江）在同一直角坐标系中，函数x x g x x x f a a log )(),0()(=≥=的图像可能是A．B．C．D．22．（2014天津）函数212()log(4)f x x=-的单调递增区间是A．()0,+¥B．(),0-¥C．()2,+¥D．(),2-?23．（2013新课标）设357log6,log10,log14a b c===，则A．c b a>>B．b c a>>C．a c b>>D．a b c>>24．（2013陕西）设a, b, c均为不等于1的正实数, 则下列等式中恒成立的是A．·loglog loga c cb ab=B．·log lolog gaa ab a b=C．()log ogg lloa a ab cbc=g D．()logg ogo lla a ab b cc+=+25．（2013浙江）已知yx,为正实数，则A．yxyx lglglglg222+=+B．lg()lg lg222x y x y+=gC．yxyx lglglglg222+=•D．lg()lg lg222xy x y=g26．（2013天津）已知函数()f x是定义在R上的偶函数，且在区间[0,)+∞单调递增．若实数a满足212(log)(log)2(1)f a f fa≤+，则a的取值范围是A．[1,2]B．10,2⎛⎤⎥⎝⎦C．1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦D．(0,2]27．（2012安徽）23(log9)(log4)⋅=A．14B．12C．2 D．428．（2012新课标）当12x<≤时，4logxax<，则a的取值范围是A．(0，2) B．(2，1) C．(1) D．，2)29．（2012天津）已知122a =，0.212b -⎛⎫= ⎪⎝⎭，52log 2c =，则,,a b c 的大小关系为A ．c <b <aB ．c <a <bC ．b <a <cD ．b <c <a 30．（2011北京）如果,0log log 2121<<y x 那么A ．1y x <<B ．1x y <<C ．1x y <<D ．1y x <<31．（2011安徽）若点(,)a b 在lg y x = 图像上，a ≠1,则下列点也在此图像上的是A ．（a 1，b ） B ．（10a ，1-b ） C ．（a10，b +1） D ．（a 2，2b ）32．（2011辽宁）设函数122,1()1log ,1x x f x x x -⎧≤=⎨->⎩，则满足2)(≤x f 的x 的取值范围是A ．1[-，2]B ．[0，2]C ．[1，+∞）D ．[0，+∞）33．（2010山东）函数22xy x =-的图像大致是34．（2010天津）设5554log 4log 3log a b c ===2，（），，则 A ．a <c <b B ．b <c <a C ．a <b <c D ．b <a <c 35．（2010浙江）已知函数1()log (1),f x x =+若()1,f α= α=A ．0B ．1C ．2D ．336．（2010辽宁）设25abm ==，且112a b+=，则m = A 10 B ．10 C ．20 D ．10037．（2010陕西）下列四类函数中，个有性质“对任意的0x >，0y >，函数()f x 满足()()()f x y f x f y +=+”的是A ．幂函数B ．对数函数C ．指数函数D ．余弦函数38．（2010新课标）已知函数212log ,0()log (),0x x f x x x >⎧⎪=⎨-<⎪⎩，若a ，b ，c 均不相等，且()f a =()f b =()f c ，则abc 的取值范围是A ．（1，10）B ．(5，6)C ．(10，12)D ．(20，24)39．（2010天津）若函数212log ,0()log (),0x x f x x x >⎧⎪=⎨-<⎪⎩,若()()f a f a >-,则实数a 的取值范围是A ．（1-，0）∪（0，1）B ．（-∞，1-）∪（1,+∞）C ．（1-，0）∪（1,+∞）D ．（-∞，1-）∪（0,1） 二、填空题40．(2018全国卷Ⅰ)已知函数22()log ()=+f x x a ，若(3)1=f ，则a =________．41．(2018全国卷Ⅲ)已知函数())1f x x =+，()4f a =，则()f a -=___． 42．(2018上海)已知11{2,1,,,1,2,3}22α∈---，若幂函数()α=f x x 为奇函数，且在0+∞（，）上递减，则α=_____ 43．(2018上海)已知常数0a >，函数2()(2)x x f x ax =+的图像经过点6()5P p ，、1()5Q q -，，若236p qpq +=，则a =__________．44．（2017江苏）已知函数31()2xx f x x x e e=-+-，其中e 是自然数对数的底数， 若2(1)(2)0f a f a -+≤，则实数a 的取值范围是 ． 45．（2015江苏）不等式224x x-<的解集为________．46．（2015浙江）计算：2log 2= ，24log 3log 32+= ． 47．（2015北京）32-，123，2log 5三个数中最大数的是 ． 48．（2015安徽）151lg2lg 2()22-+-= ． 49．（2015天津）已知0a >，0b >，8ab =，则当a 的值为 时，()22log log 2a b ⋅取得最大值．50．（2015福建）若函数()2()x af x a R -=∈满足(1)(1)f x f x +=-，且()f x 在[,)m +∞上单调递增，则实数m 的最小值等于_______．51．（2014新课标）设函数()113,1,,1,x e x f x x x -⎧<⎪=⎨⎪≥⎩则使得()2f x ≤成立的x 的取值范围是__．52．（2014天津）函数2()lg f x x =的单调递减区间是________． 53．（2014重庆）函数2()log )f x x =的最小值为_________．54．（2013四川）的值是____________．55．（2012北京）已知函数()lg f x x =，若()1f ab =，则22()()f a f b += . 56．（2012山东）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 ＝＿＿＿＿． 57．（2011天津）已知22log log 1a b +≥，则39ab+的最小值为__________． 58．（2011江苏）函数)12(log )(5+=x x f 的单调增区间是__________．专题二 函数概念与基本初等函数Ⅰ 第四讲 指数函数、对数函数、幂函数答案部分 2019年1. 解析 由题意知，lg 2E m m E 5-=太阳太阳天狼星天狼星，将数据代入，可得lg 10.1E E =太阳天狼星，所以10.110E E =太阳天狼星.故选A.2.解析 因为()2sin cos x xf x x x+=+，π[]πx ∈-，， 所以()()()22sin sin cos cos x x x xf x f x x x x x --+-===--++，所以()f x 为[ππ]-，上的奇函数，因此排除A ； 又()22sin ππππ0cos ππ1πf +==>+-+，因此排除B ，C ； 故选D ．3.解析：由函数1xy a =，1log 2a y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，单调性相反，且函数1log 2a y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭图像恒过1,02⎛⎫ ⎪⎝⎭可各满足要求的图象为D .故选D ．2010-2018年1．D 【解析】1331log log 55c ==，因为3log y x =为增函数， 所以3337log 5log log 312>>=． 因为函数1()4xy =为减函数，所以10311()()144<=，故c a b >>，故选D ．2．B 【解析】当0<x 时，因为0--<xxe e ，所以此时2()0--=<x xe ef x x ，故排除A ．D ；又1(1)2=->f e e，故排除C ，选B ． 3．B 【解析】解法一 设所求函数图象上任一点的坐标为(,)x y ，则其关于直线1x =的对称点的坐标为(2,)x y -，由对称性知点(2,)x y -在函数()ln f x x =的图象上，所以ln(2)y x =-，故选B ．解法二 由题意知，对称轴上的点(1,0)即在函数ln y x =的图象上也在所求函数的图象上，代入选项中的函数表达式逐一检验，排除A ，C ，D ，选B ．4．C 【解析】由2(1)()(2)x f x x x -'=-，02x <<知，()f x 在(0,1)上单调递增，在(1,2)上单调递减，排除A 、B ；又(2)ln(2)ln ()f x x x f x -=-+=， 所以()f x 的图象关于1x =对称，C 正确．5．D 【解析】由2280x x -->，得2x <-或4x >，设228u x x =--，则(,2)x ∈-∞-，u 关于x 单调递减，(4,)x ∈+∞，u 关于x 单调递增，由对数函数的性质，可知ln y u =单调递增，所以根据同增异减，可知单调递增区间为(4,)+∞．选D ． 6．C 【解析】函数()f x 为奇函数，所以221(log )(log 5)5a f f =-=，又222log 5log 4.1log 42>>=，0.8122<<，由题意，a b c >>，选C ． 7．B 【解析】由11()3()(3())()33xx x x f x f x ---=-=--=-，得()f x 为奇函数， ()(33)3ln 33ln 30x x x x f x --''=-=+>，所以()f x 在R 上是增函数．选B ．8．A 【解析】对于A,令()e 2xxg x -=⋅,11()e (22ln )e 2(1ln )022x x x x x g x ---'=+=+>，则()g x 在R 上单调递增，故()f x 具有M 性质,故选A ．9．D 【解析】设36180310M x N ==，两边取对数得，36136180803lg lg lg3lg10361lg38093.2810x ==-=⨯-≈，所以93.2810x =，即M N最接近9310，选D ．10．B 【解析】函数()f x 的对称轴为2a x =-， ①当02a-≤，此时(1)1M f a b ==++，(0)m f b ==，1M m a -=+； ②当12a-≥，此时(0)M f b ==，(1)1m f a b ==++，1M m a -=--；③当012a<-<，此时2()24a a m f b =-=-，(0)M f b ==或(1)1M f a b ==++，24a M m -=或214a M m a -=++．综上，M m -的值与a 有关，与b 无关．选B ．11．B 【解析】因为01c <<，所以log c y x =在(0,)+∞上单调递减，又0b a <<，所以log log c c a b <，故选B ．12．D 【解析】∵2||2x y x e =-是偶函数,设2||2x y x e =-,则222(2)228f e e =⨯-=-,所以0(2)1f <<，所以排除A ，B ；当02x剟时，22x y x e =-，所以4x y x e '=-，又()4xy e ''=-，当0ln4x <<时，()0y ''>，当ln42x <<时，()0y ''<，所以4x y x e '=-在(0,ln 4)单调递增，在(ln 4,2)单调递减，所以4x y x e '=-在[0,2]有14(ln 41)y '--剟，所以4x y x e '=-在[0,2]存在零点ε，所以函数22xy x e =-在[0,)ε单调递减，在(,2]ε单调递增，排除C ，故选D ．13．D 【解析】函数lg 10xy =的定义域为(0,)+∞，又lg 10xy x ==，所以函数的值域为(0,)+∞，故选D ．14．A 【解析】因为422333243a b ==>=，1223332554c a ==>=，所以b a c <<，故选A ．15．C 【解析】由0.6xy =在区间(0,)+∞是单调减函数可知， 1.50.600.60.61<<<，又0.61.51>，故选C ．16．B 【解析】由于()f x 为偶函数，所以0m =，即||()21x f x =-，其图象过原点，且关于y 轴对称，在(,0)-∞上单调递减，在(0,)+∞上单调递增．又0.522(log 3)(log 3)(log 3)a f f f ==-=，2(log 5)b f =，(0)c f =．且220log 3log 5<<，所以c a b <<．17．C 【解析】1ln 2p f ab ===，()ln 22a b a b q f ++==；11(()())ln 22r f a f b ab =+=．因为2a b +>，由()ln f x x =是个递增函数，()2a b f f +>，所以q p r >=．18．C 【解析】设(,)x y 是函数()y f x =的图像上任意一点，它关于直线y x =-对称为（,y x --），由已知知（,y x --）在函数2x ay +=的图像上，∴2y ax -+-=，解得2log ()y x a =--+，即2()log ()f x x a =--+，∴22(2)(4)log 2log 41f f a a -+-=-+-+=，解得2a =，故选C ．19．D 【解析】由图象可知01a <<，当0x =时，log ()log 0a a x c c +=>，得01c <<． 20．B 【解析】∵32log 71a >=>， 1.122b =>， 3.10.81c =<，所以b a c <<．21．D 【解析】当1a >时，函数()(0)af x x x =>单调递增，函数()log a g x x =单调递增，且过点(1，0)，由幂函数的图象性质可知C 错；当01a <<时，函数()(0)af x x x =>单调递增，函数()log a g x x =单调递减，且过点(1，0)，排除A ，又由幂函数的图象性质可知C 错，因此选D ．22．D 【解析】240x ->，解得2x <-或2x >．由复合函数的单调性知()f x 的单调递增区间为(),2-?.23．D 【解析】33log 61log 2,a ==+5577log 101log 2,log 141log 2b c ==+==+，由下图可知D 正确．解法二 3321log 61log 21log 3a ==+=+， 5521log 101log 21log 5b ==+=+，7721log 141log 21log 7c ==+=+由222log 3log 5log 7<<，可得答案D 正确．24．B 【解析】a ,b ,c ≠1. 考察对数2个公式：abb y x xyc c a a a a log log log ,log log log =+= 对选项A ：bab a b bc c a c c a log log log log log log =⇒=⋅，显然与第二个公式不符，所以为假．对选项B ：abb b a bc c a c c a log log log log log log =⇒=⋅，显然与第二个公式一致，所以为真．对选项C ：c b bc a a a log log log ⋅=）（，显然与第一个公式不符，所以为假．对选项D ：c b c b a a alog log )log +=+（，同样与第一个公式不符，所以为假．所以选B ．25．D 【解析】取特殊值即可，如取lg lg lg lg 10,1,22,223,x yx y x y +===+=()lg lg11lg lg 22,21x y x y +⋅==．26．C 【解析】因为函数()f x 是定义在R 上的偶函数，且122log log a a =-，所以222122(log )(log )(log )(log )2(log )2(1)f a f a f a f a f a f +=+-=≤，即2(log )(1)f a f ≤，因为函数在区间[0,)+∞单调递增，所以2(log )(1)f a f ≤， 即2log 1a ≤，所以21log 1a -≤≤，解得122a ≤≤，即a 的取值范围是1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦，选C ． 27．D 【解析】23lg 9lg 42lg 32lg 2log 9log 44lg 2lg 3lg 2lg 3⨯=⨯=⨯=． 28．B 【解析】由指数函数与对数函数的图像知12011log 42a a <<⎧⎪⎨>⎪⎩，解得12a <<，故选B. 29．A 【解析】因为122.02.022)21(<==-b ，所以a b <<1，14log 2log 2log 25255<===c ，所以a b c <<，选A.30．D 【解析】根据对数函数的性质得1x y >>．31．D 【解析】当2x a =时，2lg 2lg 2y a a b ===，所以点2(,2)a b 在函数lg y x =图象上．32．D 【解析】当1x ≤时122x-≤，解得0x ≥，所以01x ≤≤；当1x >时，21log 2x -≤，解得12x ≥，所以1x >，综上可知0x ≥． 33．A 【解析】因为当x =2或4时，2x -2x =0，所以排除B 、C ；当x =-2时，2x -2x =14<04-，故排除D ，所以选A ． 34．D 【解析】因为50log 41<<，所以b <a <c ． 35．B 【解析】α+1=2，故α=1，选B ． 36．A 【解析】211log 2log 5log 102,10,m m m m a b+=+==∴=又0,m m >∴Q 37．C 【解析】)()()(y x f a a a y f x f yx yx+===+38．C 【解析】画出函数的图象，如图所示，不妨设a b c <<，因为()()()f a f b f c ==，所以1ab =，c 的取值范围是(10,12)，所以abc 的取值范围是(10,12)．39．C 【解析】由分段函数的表达式知，需要对a 的正负进行分类讨论．2112220<0()()log log log ()log ()a a f a f a a a a a >⎧⎧⎪⎪>-⇒⎨⎨>->-⎪⎪⎩⎩或01-10112a a a a a a a <>⎧⎧⎪⎪⇒⇒><<⎨⎨<>⎪⎪⎩⎩或或． 40．7-【解析】由(3)1f =得，22log (3)1a +=，所以92a +=，即7a =-．41．2-【解析】由())14f a a =+=，得)3a =，所以())11)1f a a a -=+=-=-+312=-+=-．42．1-【解析】由题意()f x 为奇函数，所以α只能取1,1,3-，又()f x 在(0,)+∞上递减，所以1α=-．43．6a =【解析】由题意2625=+p pap ，2125=-+q q aq ，上面两式相加， 得22122+=++p qpq ap aq，所以22+=p q a pq ，所以236=a ， 因为0>a ，所以6=a ．44．1[1,]2-【解析】因为31()2e ()exx f x x f x x -=-++-=-，所以函数()f x 是奇函数，因为22()32e e 320x x f 'x x x -=-++≥-+，所以数()f x 在R 上单调递增，又21)02()(f f a a +-≤，即2())2(1a a f f ≤-，所以221a a ≤-，即2120a a +-≤，解得112a -≤≤，故实数a 的取值范围为1[1,]2-． 45．(1,2)-【解析】由题意得：2212x x x -<⇒-<<，解集为(1,2)-．46．12-12221log log 222-==-；2424log 3log 3log 3log 32223+=⨯==．47．2log 5【解析】∵3128-=，123 1.732=≈，而22log 4log 5<，即2log 52>，所以三个数中最大数是2log 5．48．1-【解析】原式＝12122lg 5lg 2lg 22lg 5lg -=-=-+=-+-．49．4 【解析】()()()()22222222log log 211log log 2log 2log 164,244a b a b ab ≤+⎛⎫⋅=== ⎪⎝⎭当2a b =时取等号，结合0a >，0b >，8ab =，可得4, 2.a b == 50．1【解析】由(1)(1)f x f x +=-得函数()f x 关于1x =对称，故1a =，则1()2x f x -=，由复合函数单调性得()f x 在[1,)+∞递增，故1m ≥，所以实数m 的最小值等于1． 51．(,8]-∞【解析】当1x <时，由12x e-≤得1ln 2x +≤，∴1x <；当1x ≥时，由132x ≤得8x ≤，∴18x ≤≤，综上8x ≤． 52．(,0)-?【解析】22lg ,0()lg 2lg ||2lg(),0x x f x x x x x >⎧===⎨-<⎩，易知单调递减区间是(,0)-?． 53．14-【解析】()222221()log (22log )log log 2f x x x x x =⋅+=+22111(log )244x =+--≥．当且仅当21log 2x =-，即2x =时等号成立．54．1【解析】lg101==．55．2【解析】由()1f ab =，得10ab =，于是2222()()lg lg f a f b a b +=+2(lg lg )2lg()2lg102a b ab =+===56．14【解析】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.57．18【解析】222log log log a b ab +=，∵2ab ≥且0,0a b >>，则39ab+=23318a b +==≥．当且仅当2a b =，即2,1a b ==时等号成立，所以39a b +的最小值为18．58．1(,)2-+∞【解析】由题意知，函数)12(log )(5+=x x f 的定义域为1{|}2x x >-，所以该函数的单调增区间是1(,)2-+∞．。