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第一部分 专题整合突破
专题一 函数与导数、不等式
第1讲 函数、基本初等函数的图象与性质
一、填空题
1.已知f(x)=ln(1+x)的定义域为集合M,g(x)=2x+1的值域为集合N,则M∩N=________.
解析 由对数与指数函数的学问,得M=(-1,+∞),N=(1,+∞),故M∩N=(1,+∞).
答案 (1,+∞)
2.(2022·南京、盐城模拟)函数f(x)=ln x+的定义域为________.
解析 要使函数f(x)=ln x+有意义,则解得0<x≤1,即函数定义域是(0,1].
答案 (0,1]
3.(2022·南通、扬州、泰州、宿迁调研)若loga<1,则a的取值范围是________.
解析 由对数函数的真数大于0得>0,解得a>1,所以loga<1等价于0<<a,解得a>4.
答案 (4,+∞)
4.(2021·镇江调研)已知函数y=log2(ax-1)在(1,2)上单调递增,则a的取值范围为________.
解析 依据复合函数的单调性及对数函数的定义域求解.由于y=log2(ax-1)在(1,2)上单调递增,所以u=ax-1在(1,2)单调递增,且恒大于0,即⇒a≥1.
答案 [1,+∞)
5.(2022·镇江模拟)若a=log3π,b=log76,c=log20.8,则a,b,c由小到大的挨次为________.
解析 由于a=log3π>1,0<b=log76<1,c=log20.8<0,故c<b<a.
答案 c<b<a
6.(2022·宿迁模拟)已知函数f(x)=loga(0<a<1)为奇函数,当x∈(-1,a]时,函数f(x)的值域是(-∞,1],则实数a+b的值为________.
解析 由函数f(x)=loga(0<a<1)为奇函数,得b=1.令=t,x∈(-1,a],所以t∈.又0<a<1,所以y=logat,t∈时单调递减,则值域=(-∞,1],所以loga=1,即=a,解得a=-1(舍负),所以a+b=.
答案
7.(2022·济南模拟)已知函数f(x)=x3+x,对任意的m∈[-2,2],f(mx-2)+f(x)<0恒成立,则x的取值范围是________.
解析 f′(x)=3x2+1>0,∴f(x)在R上为增函数.
又f(x)为奇函数,由f(mx-2)+f(x)<0知,f(mx-2)<f(-x).∴mx-2<-x,即mx+x-2<0,
令g(m)=mx+x-2,由m∈[-2,2]知g(m)<0恒成立,可得∴-2<x<.
答案
8.已知函数y=f(x)是R上的偶函数,对∀x∈R都有f(x+4)=f(x)+f(2)成立.当x1,x2∈[0,2],且x1≠x2时,都有<0,给出下列命题:
①f(2)=0;
②直线x=-4是函数y=f(x)图象的一条对称轴;
③函数y=f(x)在[-4,4]上有四个零点;
④f(2 014)=0.
其中全部正确命题的序号为________.
解析 令x=-2,得f(-2+4)=f(-2)+f(2),解得f(-2)=0,由于函数f(x)为偶函数,所以f(2)=0,①正确;由于f(-4+x)=f(-4+x+4)=f(x),f(-4-x)=f(-4-x+4)=f(-x)=f(x),所以f(-4+x)=f(-4-x),即x=-4是函数f(x)的一条对称轴,②正确;当x1,x2∈[0,2],且x1≠x2时,都有<0,说明函数f(x)在[0,2]上是单调递减函数,又f(2)=0,因此函数f(x)在[0,2]上只有一个零点,由偶函数知函数f(x)在[-2,0]上也只有一个零点,由f(x+4)=f(x),知函数的周期为4,所以函数f(x)在(2,4]与[-4,-2)上也单调,因此,函数在[-4,4]上只有2个零点,③错;对于④,由于函数的周期为4,即有f(2)=f(6)=f(10)=…=f(2 014)=0,④正确.
答案 ①②④
二、解答题
9.已知函数f(x)=loga(x+1)(a>1),若函数y=g(x)的图象上任意一点P关于原点对称的点Q的轨迹恰好是函数f(x)的图象.
(1)写出函数g(x)的解析式;
(2)当x∈[0,1)时总有f(x)+g(x)≥m成立,求m的取值范围.
解 (1)设P(x,y)为g(x)图象上任意一点,则Q(-x,-y)是点P关于原点的对称点,由于Q(-x,-y)在f(x)的图象上,所以-y=loga(-x+1),
即y=-loga(1-x)(x<1).
(2)f(x)+g(x)≥m,
即loga≥m.
设F(x)=loga,x∈[0,1).
由题意知,只要F(x)min≥m即可.
由于F(x)在[0,1)上是增函数,所以F(x)min=F(0)=0.
故m的取值范围是(-∞,0].
10.已知二次函数f(x)=ax2+bx+1(a>0),F(x)=若f(-1)=0,且对任意实数x均有f(x)≥0成立.
(1)求F(x)的表达式;
(2)当x∈[-2,2]时,g(x)=f(x)-kx是单调函数,求k的取值范围.
解 (1)∵f(-1)=0,∴a-b+1=0,
∴b=a+1,
∴f(x)=ax2+(a+1)x+1.
∵f(x)≥0恒成立,
∴
即
∴a=1,从而b=2,∴f(x)=x2+2x+1,
∴F(x)=
(2)由(1)知,g(x)=x2+2x+1-kx=x2+(2-k)x+1.
∵g(x)在[-2,2]上是单调函数,
∴≤-2或≥2,
解得k≤-2或k≥6.
所以k的取值范围是(-∞,-2]∪[6,+∞).
11.(2021·苏北四市调研)已知函数f(x)=ex-e-x(x∈R且e为自然对数的底数).
(1)推断函数f(x)的奇偶性与单调性;
(2)是否存在实数t,使不等式f(x-t)+f(x2-t2)≥0对一切x都成立?若存在,求出t;若不存在,请说明理由.
解 (1)∵f(x)=ex-x,且y=ex是增函数,y=-x是增函数,所以f(x)是增函数.由于f(x)的定义域为R,且f(-x)=e-x-ex=-f(x),所以f(x)是奇函数.
(2)由(1)知f(x)是增函数和奇函数,∴f(x-t)+f(x2-t2)≥0对一切x∈R恒成立
⇔f(x2-t2)≥f(t-x)对一切x∈R恒成立
⇔x2-t2≥t-x对一切x∈R恒成立
⇔t2+t≤x2+x对一切x∈R恒成立
⇔2≤对一切x∈R恒成立
⇔2≤0⇔t=-.
即存在实数t=-,使不等式f(x-t)+f(x2-t2)≥0对一切x都成立.
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