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习题课(一) 指数函数的性质与图像
一、选择题
1.已知f(x)=a-x(a>0且a≠1),且f(-2)>f(-3),则a的取值范围是( )
A.(0,+∞) B.(1,+∞)
C.(-∞,1) D.(0,1)
解析:选D ∵-2>-3,f(-2)>f(-3),
又f(x)=a-x=x,∴-2>-3,
∴>1,∴0<a<1.
2.函数f(x)=在(-∞,+∞)上( )
A.单调递减无最小值 B.单调递减有最小值
C.单调递增无最大值 D.单调递增有最大值
解析:选A u=2x+1为R上的增函数且u>0,∴y=在(0,+∞)上为减函数,即f(x)=在(-∞,+∞)上为减函数,无最小值.
3.已知函数f(x)=3x-x,则f(x)( )
A.是奇函数,且在R上是增函数
B.是偶函数,且在R上是增函数
C.是奇函数,且在R上是减函数
D.是偶函数,且在R上是减函数
解析:选A 因为f(x)=3x-x,且定义域为R,
所以f(-x)=3-x--x=x-3x=-
=-f(x),即函数f(x)是奇函数.
又y=3x在R上是增函数,y=x在R上是减函数,所以f(x)=3x-x在R上是增函数.
4.若函数f(x)=(1-2a)x在实数集R上是减函数,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析:选B 由已知,得0<1-2a<1,解得0<a<,即实数a的取值范围是.
5.函数y=ax在[0,1]上的最大值与最小值的和为3,则函数y=2ax-1在[0,1]上的最大值是( )
A.6 B.1
C.3 D.
解析:选C 函数y=ax在[0,1]上是单调的,最大值与最小值都在端点处取到,故有a0+a1=3,解得a=2,因此函数y=2ax-1=4x-1在[0,1]上是单调递增函数,当x=1时,ymax=3.
6.已知f(x)=3x-b(2≤x≤4,b为常数)的图像经过点(2,1),则f(x)的值域为( )
A.[9,81] B.[3,9]
C.[1,9] D.[1,+∞)
解析:选C 由f(x)过定点(2,1)可知b=2,因为f(x)=3x-2在[2,4]上是增函数,f(x)min=f(2)=1,f(x)max=f(4)=9,所以f(x)的值域为[1,9].
二、填空题
7.若不等式3ax2-2ax>对一切实数x恒成立,则实数a的取值范围是________.
解析:不等式即为3ax2-2ax>3-1,
则有ax2-2ax>-1,
即ax2-2ax+1>0对一切实数x恒成立.
当a=0时,满足题意;
当a≠0时,要满足题意,则需a>0且Δ=(-2a)2-4a<0,
即a2-a<0,解得0<a<1.
综上,实数a的取值范围是[0,1).
答案:[0,1)
8.若函数f(x)=在区间(-∞,1]内有意义,则实数a的取值范围是________.
解析:依题意得1+a·3x≥0在区间(-∞,1]上恒成立,即a≥-在区间(-∞,1]上恒成立,由-在区间(-∞,1]上的最大值为-,得a≥-.
答案:
9.函数f(x)=+2,若有f(a)+f(a-2)>4,则a的取值范围是________.
解析:设F(x)=f(x)-2,则F(x)=,易知F(x)是奇函数,F(x)===1-在R上是增函数,
由f(a)+f(a-2)>4得F(a)+F(a-2)>0,
于是可得F(a)>F(2-a),即a>2-a,解得a>1.
答案:(1,+∞)
三、解答题
10.已知函数y=22x-1-3·2x+5.
(1)如果y<13,求x的取值范围;
(2)如果0≤x≤2,求y的取值范围.
解:由题意知y=(2x)2-3·2x+5.
(1)由y<13,得(2x)2-6·2x-16<0,
所以(2x-8)(2x+2)<0,
因为2x+2>0,所以2x-8<0,解得x<3,
所以x的取值范围为(-∞,3).
(2)因为0≤x≤2,所以1≤2x≤4,
而y=(2x-3)2+,于是当2x=3时,y取得最小值,且最小值为;
当2x=1时,y取得最大值,且最大值为.
所以y的取值范围为.
11.设函数f(x)=10-ax,a是不为零的常数.
(1)若f(3)=,求使f(x)≥4的x的取值范围;
(2)当x∈[-1,2]时,f(x)的最大值是16,求a的值.
解:(1)由f(3)=得a=3,不等式f(x)≥4可化为23x-10≥22,∴x≥4,
故x的取值范围是[4,+∞).
(2)当a>0时,f(x)=2ax-10是增函数, 则22a-10=16,所以a=7;
当a<0时,f(x)=2ax-10是减函数,则2-a-10=16,所以a=-14.
综上,a=-14或a=7.
12.对于函数f(x)=a-(x∈R).
(1)判断并证明函数的单调性;
(2)是否存在实数a,使函数f(x)为奇函数?证明你的结论.
解:(1)函数f(x)为R上的增函数.
证明如下:函数f(x)的定义域为R.任取x1,x2∈R,且x1<x2,
有f(x1)-f(x2)=-=-=.
因为y=2x是R上的增函数,x1<x2,
所以2x1-2x2<0,又2x1+1>0,2x2+1>0,所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),所以函数f(x)为R上的增函数.
(2)因为x∈R,f(x)是奇函数,所以f(0)=0,即a=1.所以存在实数a=1,使函数f(x)为奇函数.
证明如下:当a=1时,f(x)=1-=.
对任意x∈R,f(-x)===-=-f(x),又f(x)的定义域为R,故f(x)为奇函数.
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