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§2.6 对数与对数函数
一、选择题
1.若点(a,b)在y=lgx图象上,a≠1,则下列点也在此图象上的是( )
A.(,b) B.(10a,1-b)
C.(,b+1) D.(a2,2b)
解析:当x=a2时,y=lga2=2lga=2b,所以点(a2,2b)在函数y=lgx的图象上.
答案:D
2.下列函数中既不是奇函数,又不是偶函数的是( ).
A.y=2|x| B.y=lg(x+)
C.y=2x+2-x D.y=lg
解析 依次依据函数奇偶性定义推断知,A,C选项对应函数为偶函数,B选项对应函数为奇函数,只有D选项对应函数定义域不关于原点对称,故为非奇非偶函数.
答案 D
3.设a=log,b=log,c=log3,则a、b、c的大小关系是( )
A.a<b<c B.c<b<a
C.b<a<c D.b<c<a
解析 ∵a=log,b=log,
∵logx单调递减而<
∴a>b且a>0,b>0,又c<0.故c<b<a.
答案 B
4.若,则的定义域为( )
A. B. C. D.
解析
答案:C
5.已知a=log23.6,b=log43.2,c=log43.6,则( )
A.a>b>c B.a>c>b
C.b>a>c D.c>a>b
解析:a=log23.6=log43.62=log412.96,y=log4x(x>0)是单调增函数,
而3.2<3.6<12.96,∴a>c>b.
答案:B
6.函数y=log0.5(x>1)的值域是( ).
A.(-∞,-2] B.[-2,+∞)
C.(-∞,2] D.[2,+∞)
解析 ∵x++1=x-1++2≥2+2=4.∴y≤-2.
答案 A
7.已知函数f(x)=|lgx|.若0<a<b,且f(a)=f(b),则a+2b的取值范围是( ).
A.(2,+∞) B.[2,+∞)
C.(3,+∞) D.[3,+∞)
解析 由已知条件0<a<1<b和f(a)=f(b)得,-lg a=lg b,则lg a+lg b=0,ab=1,因此a+2b=a+,由对勾函数知y=x+在(0,1)单调递减,得a+2b>3,即a+2b的取值范围是(3,+∞).
答案 C
二、填空题
8.函数f(x)=ln的定义域是________.
解析 要使f(x)有意义,应有1+>0,
∴>0,∴x<0或x>1.
答案 (-∞,0)∪(1,+∞)
9.已知函数,若,则____________。
答案 2
10.函数f(x)=|log3x|在区间[a,b]上的值域为[0,1],则b-a的最小值为________.
解析:如图所示为f(x)=|log3x|的图象,当f(x)=0时,x=1,当f(x)=1时,x=3或,故要使值域为[0,1],则定义域为[,3]或[,1]或[1,3],所以b-a的最小值为.
答案:
11.已知函数f(x)=则f(log23)=________.
解析 ∵1<log23<2,
∴log23+2>2
∴f(log23)=f(log23+2)=f(log212)
=2log212=12.
答案 12
12.函数y=log3(x2-2x)的单调减区间是________.
解析 (等价转化法)令u=x2-2x,则y=log3u.
∵y=log3u是增函数,u=x2-2x>0的减区间是(-∞,0),
∴y=log3(x2-2x)的减区间是(-∞,0).
答案 (-∞,0)
【点评】 本题接受了等价转化法(换元法),把问题转化为关于x的二次函数的单调区间问题,但应留意定义域的限制.
三、解答题
13.已知函数f(x)=log4(ax2+2x+3).
(1)若f(1)=1,求f(x)的单调区间;
(2)是否存在实数a,使f(x)的最小值为0?若存在,求出a的值;若不存在,说明理由.
解:(1)∵f(1)=1,
∴log4(a+5)=1,因此a+5=4,a=-1,
这时f(x)=log4(-x2+2x+3).
由-x2+2x+3>0得-1<x<3,函数定义域为(-1,3).
令g(x)=-x2+2x+3.
则g(x)在(-∞,1)上递增,在(1,+∞)上递减,
又y=log4x在(0,+∞)上递增,
所以f(x)的单调递增区间是(-1,1),递减区间是(1,3).
(2)假设存在实数a使f(x)的最小值为0,则h(x)=ax2+2x+3应有最小值1,因此应有
解得a=.
故存在实数a=使f(x)的最小值等于0
14.若函数y=lg(3-4x+x2)的定义域为M.当x∈M时,求f(x)=2x+2-3×4x的最值及相应的x的值.
解 y=lg(3-4x+x2),∴3-4x+x2>0,
解得x<1或x>3,∴M={x|x<1,或x>3},
f(x)=2x+2-3×4x=4×2x-3×(2x)2.
令2x=t,∵x<1或x>3,∴t>8或0<t<2.
∴f(t)=4t-3t2=-32+(t>8或0<t<2).
由二次函数性质可知:
当0<t<2时,f(t)∈,
当t>8时,f(t)∈(-∞,-160),
当2x=t=,即x=log2 时,f(x)max=.
综上可知:当x=log2 时,f(x)取到最大值为,无最小值.
15.已知函数f(x)=loga(a>0,b>0,a≠1).
(1)求f(x)的定义域;
(2)争辩f(x)的奇偶性;
(3)争辩f(x)的单调性;
解 (1)令>0,
解得f(x)的定义域为(-∞,-b)∪(b,+∞).
(2)因f(-x)=loga=loga-1
=-loga=-f(x),
故f(x)是奇函数.
(3)令u(x)=,则函数u(x)=1+在(-∞,-b)和(b,+∞)上是减函数,所以当0<a<1时,f(x)在(-∞,-b)和(b,+∞)上是增函数;当a>1时,f(x)在(-∞,-b)和(b,+∞)上是减函数.
16.已知函数f(x)=loga(3-ax).
(1)当x∈[0,2]时,函数f(x)恒有意义,求实数a的取值范围.
(2)是否存在这样的实数a,使得函数f(x)在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1?假如存在,试求出a的值;假如不存在,请说明理由.
解析 (1)由题意,3-ax>0对一切x∈[0,2]恒成立,∵a>0且a≠1,
∴g(x)=3-ax在[0,2]上是减函数,从而g(2)=3-2a>0得a<.∴a的取值范围为(0,1)∪.
(2)假设存在这样的实数a,使得函数f(x)在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1.
由题设f(1)=1,即loga(3-a)=1,
∴a=,此时f(x)=log,当x=2时,函数f(x)没有意义,故这样的实数a不存在.
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