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课时作业8 指数与指数函数
一、选择题(每小题5分,共40分)
1.下列函数中值域为正实数集的是( )
A.y=-5x B.y=1-x
C.y= D.y=
解析:∵1-x∈R,y=x的值域是正实数集,
∴y=1-x的值域是正实数集.
答案:B
2.当x>0时,函数f(x)=(a2-1)x的值总大于1,则实数a的取值范围是( )
A.1<|a|<2 B.|a|<1
C.|a|> D.|a|<
解析:∵x>0时,f(x)=(a2-1)x的值总大于1,∴a2-1>1,∴a2>2,∴|a|>.
答案:C
3.给出下列结论:
①当a<0时,(a2) =a3;
②=|a|(n>1,n∈N+,n为偶数);
③函数f(x)=(x-2) -(3x-7)0的定义域是{x|x≥2且x≠};
④若2x=16,3y=,则x+y=7.
其中正确的是( )
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
解析:∵a<0时,(a2) >0,a3<0,∴①错;
②明显正确;解,得x≥2且x≠,∴③正确,
∵2x=16,∴x=4,
∵3y==3-3,∴y=-3,
∴x+y=4+(-3)=1,∴④错.
答案:B
4.(2022·新余模拟)不论a为何值时,函数y=(a-1)2x-恒过定点,则这个定点的坐标是( )
A. B.
C. D.
解析:y=(a-1)2x-=a-2x,令2x-=0,得x=-1,则函数y=(a-1)2x-恒过定点.
答案:C
5.定义运算:a*b=如1]( )
A.R B.(0,+∞)
C.(0,1] D.[1,+∞)
解析:f(x)=2x*2-x=∴f(x)在(-∞,0]上是增函数,在(0,+∞)上是减函数,∴0<f(x)≤1.
答案:C
6.(2022·长春高三调研)若x∈(1,4),设a=x,b=x,c=ln,则a,b,c的大小关系为( )
A.c>a>b B.b>a>c
C.a>b>c D.b>c>a
解析:由于x>1,依据指数函数的性质得x>x>1,即b>a>1.
又1<x<4,所以1<<2,
所以0<ln<1,即c<1,
所以b>a>c,故选B.
答案:B
7.(2022·福州一模)函数y=2x2-2x+3的值域是( )
A.[4,+∞) B.(4,+∞)
C.(-∞,4) D.(-∞,4]
解析:令x2-2x+3=t,则y=2t.
∵t=(x-1)2+2≥2,∴y=2t≥22=4.
∴函数的值域为[4,+∞).
答案:A
8.(2022·丽水一模)当x∈[-2,2]时,ax<2(a>0且a≠1),则实数a的取值范围是( )
A.(1,) B.
C.∪(1,) D.(0,1)∪(1,)
解析:x∈[-2,2]时,ax<2(a>0且a≠1),当a>1时,y=ax是一个增函数,则有a2<2,可得a<,故有1<a<;
当0<a<1时,y=ax是一个减函数,则有a-2<2,可得a>,故有<a<1,
综上得a∈∪(1,).
答案:C
二、填空题(每小题5分,共15分)
9.已知正数a满足a2-2a-3=0,函数f(x)=ax,若实数m、n满足f(m)>f(n),则m、n的大小关系为________.
解析:∵a2-2a-3=0,∴a=3或a=-1(舍).
函数f(x)=ax在R上递增,由f(m)>f(n)得m>n.
答案:m>n
10.若函数f(x)=则函数y=f(f(x))的值域是________.
解析:当x>0时,有f(x)<0;当x<0时,有f(x)>0.
故f(f(x))==
而当x>0时,-1<-2-x<0,则<2-2-x<1.
而当x<0时,-1<-2x<0,则-1<-2-2x<-.
则函数y=f(f(x))的值域是∪.
答案:∪
11.已知函数f(x)=满足对任意x1≠x2,都有<0成立,则a的取值范围是________.
解析:对任意x1≠x2,都有<0成立,说明函数y=f(x)在R上是减函数,则0<a<1,且(a-3)×0+4a≤a0,解得0<a≤.
答案:
三、解答题(共3小题,每小题15分,共45分.解答写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤)
12.(1)设f(x)=求f(1+log23)的值;
(2)已知g(x)=ln[(m2-1)x2-(1-m)x+1]的定义域为R,求实数m的取值范围.
解:
(2)由题设得(m2-1)x2-(1-m)x+1>0(*)在x∈R时恒成立,若m2-1=0⇒m=±1,当m=1时,(*)为1>0恒成立;当m=-1时,(*)为-2x+1>0不恒成立.
∴m=1;
若m2-1≠0,
则
⇒⇒m<-或m>1.
综上,实数m的取值范围是m<-或m≥1.
13.已知函数f(x)=3x,f(a+2)=18,g(x)=λ·3ax-4x的定义域为[0,1].
(1)求a的值;
(2)若函数g(x)在区间[0,1]上是单调递减函数,求实数λ的取值范围.
解:方法一:(1)由已知得3a+2=18⇒3a=2⇒a=log32.
(2)此时g(x)=λ·2x-4x,设0≤x1<x2≤1,
由于g(x)在区间[0,1]上是单调递减函数,
所以g(x1)-g(x2)=(2x1-2x2)(λ-2x2-2x1)>0恒成立,
即λ<2x2+2x1恒成立.由于2x2+2x1>20+20=2,所以,实数λ的取值范围是λ≤2.
方法二:(1)由已知得
3a+2=18⇒3a=2⇒a=log32.
(2)此时g(x)=λ·2x-4x,由于g(x)在区间[0,1]上是单调减函数,
所以有g′(x)=λln2·2x-ln4·4x=2xln2·(-2·2x+λ)≤0成立,所以只需要λ≤2·2x恒成立.
所以实数λ的取值范围是λ≤2.
14.定义域为R的函数f(x)=是奇函数.
(1)求a,b的值;
(2)若对任意的t∈R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0恒成立,求k的取值范围.
解:(1)由于f(x)是奇函数,所以f(0)=0,即=0,解得b=1.从而有f(x)=.
又由f(1)=-f(-1)知=-,解得a=2.所以a=2,b=1.
(2)由(1)知f(x)==-+,由上式易知f(x)在(-∞,+∞)上为减函数.
又因f(x)是奇函数,从而不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0等价于f(t2-2t)<-f(2t2-k)=f(-2t2+k).
因f(x)是减函数,由上式推得t2-2t>-2t2+k,
即对一切t∈R有3t2-2t-k>0,
从而判别式Δ=4+12k<0,解得k<-.
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