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其次章 第五节
一、选择题
1.(文)在同一坐标系中,函数y=2x与y=()x的图像之间的关系是( )
A.关于y轴对称 B.关于x轴对称
C.关于原点对称 D.关于直线y=x对称
[答案] A
[解析] ∵y=()x=2-x,
∴它与函数y=2x的图像关于y轴对称.
(理)(2021·东营质检)函数y=3x与y=-3-x的图像的对称图形为( )
A.x轴 B.y轴
C.直线y=x D.原点
[答案] D
[解析] 由y=-3-x得-y=3-x,(x,y)→(-x,-y),即关于原点中心对称.
2.函数y=(a2-3a+3)ax是指数函数,则有( )
A.a=1或a=2 B.a=1
C.a=2 D.a>0且a≠1
[答案] C
[解析] 由已知,得
即∴a=2.
3.(文)设y1=40.9,y2=80.48,y3=-1.5,则( )
A.y3>y1>y2 B.y2>y1>y3
C.y1>y2>y3 D.y1>y3>y2
[答案] D
[解析] y1=21.8,y2=21.44,y3=21.5,
∵y=2x在R上是单调递增函数,∴y1>y3>y2.
(理)设函数f(x)=a-|x|(a>0,且a≠1),f(2)=4,则( )
A.f(-2)>f(-1) B.f(-1)>f(-2)
C.f(1)>f(2) D.f(-2)>f(2)
[答案] A
[解析] ∵f(x)=a-|x|(a>0,且a≠1),f(2)=4,
∴a-2=4,∴a=,∴f(x)=()-|x|=2|x|,
∴f(-2)>f(-1),故选A.
4.若函数f(x)=a|2x-4|(a>0,a≠1),满足f(1)=,则f(x)的单调递减区间是( )
A.(-∞,2] B.[2,+∞)
C.[-2,+∞) D.(-∞,-2]
[答案] B
[解析] ∵f(1)=,∴a2=,
∵a>0且a≠1,∴a=,
∴f(x)=()|2x-4|,
∵t=|2x-4|在(-∞,2]上单调递减,在[2,+∞)上单调递增,y=()t为减函数,
∴f(x)在[2,+∞)上单调递减.
5.已知f(x)=2x+2-x,若f(a)=3,则f(2a)=( )
A.5 B.7
C.9 D.11
[答案] B
[解析] ∵f(x)=2x+2-x,f(a)=3,∴2a+2-a=3,f(2a)=22a+2-2a=(2a)2+(2-a)2=(2a+2-a)2-2=9-2=7.
6.(文)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
[答案] B
[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.
(理)已知实数a、b满足等式a=b,下列五个关系式:①0<b<a;②a<b<0;③0<a<b;④b<a<0;⑤a=B.其中不行能成立的关系式有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
[答案] B
[解析] 作y=x,y=x的图像,如图
当x<0时,a=b,则有a<b<0;
当x>0时,a=b,则有0<b<a;
当x=0时,a=b,则有a=b=0.
故不行能成立的是③④.
二、填空题
7.(0.002)--10(-2)-1+(-)0=________.
[答案] -19
[解析] 原式=()--+1
=500-10(+2)+1
=10-10-20+1=-19.
8.(2021·襄樊调研)已知集合P={(x,y)|y=m},Q={(x,y)|y=ax+1,a>0,a≠1},假如P∩Q有且只有一个元素,那么实数m的取值范围是________.
[答案] (1,+∞)
[解析] 假如P∩Q有且只有一个元素,即函数y=m与y=ax+1(a>0,且a≠1)图像只有一个公共点.
∵y=ax+1>1,∴m>1.
∴m的取值范围是(1,+∞).
9.若函数f(x)=ax-1(a>0且a≠1)的定义域和值域都是[0,2],则a=________.
[答案]
[解析] 当a>1时,f(x)为增函数,
则即∴a=.
当0<a<1时,f(x)为减函数,
∴∴无解.综上,a=.
三、解答题
10.(文)设a是实数,f(x)=a-(x∈R).
(1)证明:对于任意实数a,f(x)在R上为增函数;
(2)试确定a的值,使f(x)为奇函数.
[解析] (1)证明:设x1,x2∈R,x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=(a-)-(a-)
=-=.
又由指数函数y=2x在R上是增函数,且x1<x2,
所以2x1<2x2,即2x1-2x2<0,
又由2x>0,得2x1+1>0,2x2+1>0,
所以,f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2).
由于此结论与a取值无关,所以对于a取任意实数,f(x)在R上为增函数.
(2)若f(x)为奇函数,则f(-x)=-f(x),
即a-=-(a-),
变形得2a=+=,
解得a=1.所以当a=1时,f(x)为奇函数.
(理)设a>0,f(x)=+是R上的偶函数.
(1)求a的值;
(2)证明f(x)在(0,+∞)上是增函数;
(3)解方程f(x)=2.
[解析] (1)∵f(x)为偶函数,
∴f(-x)=f(x)恒成立,即+=+恒成立.
整理,得(a2-1)(e2x-1)=0对任意实数x恒成立,
故a2-1=0.又∵a>0,∴a=1.
(2)证明:在(0,+∞)任意取x1,x2,设0<x1<x2,
f(x1)-f(x2)=ex2-ex1+-
=(ex2-ex1)=ex1(ex2-x1-1)·,
由x1>0,x2>0,x2-x1>0,
得x1+x2>0,ex2-x1-1>0,1-ex2+x1<0,
∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x)在(0,+∞)上是增函数.
(3)由f(x)=2,得ex+=2,即e2x-2ex+1=0.
∴ex=1=e0.∴x=0.故方程f(x)=2的根为x=0.
一、选择题
1.已知一元二次不等式f(x)<0的解集为{x|x<-1或x>},则f(10x)>0的解集为( )
A.{x|x<-1或x>-lg2} B.{x|-1<x<-lg2}
C.{x|x>-lg2} D.{x|x<-lg2}
[答案] D
[解析] 由条件知f(x)>0的解集为{x|-1<x<},
又已知f(10x)>0,∴-1<10x<,∴x<-lg2.
2.(2021·忻州联考)已知a>0且a≠1,f(x)=x2-ax,当x∈(-1,1)时均有f(x)<,则实数a的取值范围是( )
A.(0,)∪[2,+∞) B.[,1)∪(1,4]
C.[,1)∪(1,2] D.(0,)∪[4,+∞)
[答案] C
[解析] 由x2-ax<得ax>x2-,设函数y1=ax,y2=x2-,分别作出它们的图像,如图,由图易知,当0<a<1时,若x∈(-1,1)时均有ax>x2-,则x=1时,a1≥12-=,反之亦成立,同理,a>1时,可得1<a≤2.
二、填空题
3.(文)已知a=,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________.
[答案] m<n
[解析] a=∈(0,1),函数f(x)=ax在R上递减,由f(m)>f(n)得m<n.
(理)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________.
[答案] m>n
[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.
4.(文)若函数f(x)=ax-x-a(a>0,且a≠1)有两个零点,则实数a的取值范围是________.
[答案] (1,+∞)
[解析] 令ax-x-a=0即ax=x+a,若0<a<1,明显y=ax与y=x+a的图像只有一个公共点;若a>1,y=ax与y=x+a的图像如图所示.
(理)若直线y=2a与函数y=|ax-1|(a>0且a≠1)的图像有两个公共点,则a的取值范围是________.
[答案]
[解析] 数形结合.
由图可知0<2a<1,∴0<a<.
三、解答题
5.已知定义域为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.
[分析] (1)→→.
(2)→→→
[解析] (1)∵f(x)是奇函数,
∴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.经检验a=2适合题意,
∴所求a,b的值分别为2,1.
(2)解法1: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<-.
解法2:由(1)知f(x)=,又由题设条件得
+<0,
即(22t2-k+1+2)(-2t2-2t+1)+(2t2-2t+1+2)·(-22t2-k+1)<0.
整理得23t2-2t-k>1,因底数2>1,故3t2-2t-k>0.
上式对一切t∈R均成立,从而判别式Δ=4+12k<0,解得k<-.
6.已知f(x)=3x,并且f(a+2)=18,g(x)=3ax-4x的定义域为[-1,1].
(1)求函数g(x)的解析式;
(2)推断g(x)的单调性;
(3)若方程g(x)=m有解,求m的取值范围.
[解析] (1)由于f(a+2)=18,f(x)=3x,
所以3a+2=18⇒3a=2,
所以g(x)=(3a)x-4x=2x-4x,x∈[-1,1].
(2)g(x)=-(2x)2+2x=-2+.
当x∈[-1,1]时,2x∈,
令t=2x,所以y=-t2+t=-2+.
故当t∈时,y=-t2+t=-2+是削减的,
又t=2x在[-1,1]上是增加的,
所以g(x)在[-1,1]上是削减的.
(3)由于方程g(x)=m有解,即m=2x-4x在[-1,1]内有解.由(2)知g(x)=2x-4x在[-1,1]上是削减的,
所以-2≤m≤,
故m的取值范围是.
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