创新导学案(人教版·文科数学)新课标高考总复习练习:2-5指数与指数函数(含答案解析)
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2-5A 组 专项基础训练(时间:30分钟)1.函数f (x )=a x -2+1(a >0且a ≠1)的图象必经过点( ) A .(0,1) B .(1,1)C .(2,0)D .(2,2)【解析】 ∵a 0=1,∴f (2)=2,故f (x )的图象必过点(2,2).【答案】 D2.已知a =22.5,b =2.50,c =⎝⎛⎭⎫122.5,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a >c >bB .c >a >bC .b >a >cD .a >b >c【解析】 a >20=1,b =1,c <⎝⎛⎭⎫120=1,∴a >b >c . 【答案】 D3.函数y =4x +2x +1+1的值域为( ) A .(0,+∞) B .(1,+∞)C .[1,+∞)D .(-∞,+∞)【解析】 令2x =t ,则函数y =4x +2x +1+1可化为y =t 2+2t +1=(t +1)2(t >0).∵函数y =(t +1)2在(0,+∞)上递增,∴y >1.∴所求值域为(1,+∞).故选B.【答案】 B4.(2016·杭州质检)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(1-3a )x +10a , x ≤7,a x -7, x >7是定义域上的递减函数,则实数a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫13,12B.⎝⎛⎦⎤13,611 C.⎣⎡⎭⎫12,23 D.⎝⎛⎦⎤12,611 【解析】 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧1-3a <0,0<a <1,(1-3a )×7+10a ≥a 0,∴13<a ≤611. 【答案】 B5.已知实数a ,b 满足等式2 015a =2 016b ,下列五个关系式:①0<b <a ;②a <b <0;③0<a <b ;④b <a <0;⑤a =b .其中不可能成立的关系式有( )A .1个B .2个C .3个D .4个【解析】 设2 015a =2 016b =t ,如图所示,由函数图象,可得(1)若t >1,则有a >b >0;(2)若t =1,则有a =b =0;(3)若0<t <1,则有a <b <0.故①②⑤可能成立,而③④不可能成立.【答案】 B6.(2015·山东)已知函数f (x )=a x +b (a >0,a ≠1)的定义域和值域都是[-1,0],则a +b =________.【解析】 利用指数函数的单调性建立关于a ,b 的方程组求解.当a >1时,函数f (x )=a x +b 在[-1,0]上为增函数,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a -1+b =-1,a 0+b =0无解. 当0<a <1时,函数f (x )=a x +b 在[-1,0]上为减函数,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a -1+b =0,a 0+b =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =12,b =-2,所以a +b =-32. 【答案】 -327.已知正数a 满足a 2-2a -3=0,函数f (x )=a x ,若实数m 、n 满足f (m )>f (n ),则m 、n 的大小关系为________.【解析】 ∵a 2-2a -3=0,∴a =3或a =-1(舍).函数f (x )=3x 在R 上递增,由f (m )>f (n ),得m >n .【答案】 m >n8.(2016·江苏徐州一模)若函数f (x )=2x 2+2ax -a -1的定义域为R ,则a 的取值范围是________.【解析】 因为函数f (x )=2x 2+2ax -a -1的定义域为R ,则∀x ∈R ,2x 2+2ax -a -1≥0恒成立,即∀x ∈R ,x 2+2ax -a ≥0恒成立,利用一元二次不等式的判别式Δ≤0可知,a 的取值范围是[-1,0].【答案】 [-1,0]9.已知函数f (x )=a ·2x +b ·3x ,其中常数a ,b 满足ab ≠0.(1)若ab >0,判断函数f (x )的单调性;(2)若ab <0,求f (x +1)>f (x )时x 的取值范围.【解析】 (1)当a >0,b >0时,任意x 1,x 2∈R ,x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=a (2x 1-2x 2)+b (3x 1-3x 2).∵2x 1<2x 2,a >0⇒a (2x 1-2x 2)<0,3x 1<3x 2,b >0⇒b (3x 1-3x 2)<0,∴f (x 1)-f (x 2)<0,函数f (x )在R 上是增函数.当a <0,b <0时,同理,函数f (x )在R 上是减函数.(2)f (x +1)-f (x )=a ·2x +2b ·3x >0,当a <0,b >0时,⎝⎛⎭⎫32x >-a 2b,则x >log 1.5⎝⎛⎭⎫-a 2b ; 当a >0,b <0时,⎝⎛⎭⎫32x <-a 2b,则x <log 1.5⎝⎛⎭⎫-a 2b . 10.已知函数f (x )=b ·a x (其中a ,b 为常数且a >0,a ≠1)的图象经过点A (1,6),B (3,24).(1)试确定f (x );(2)若不等式⎝⎛⎭⎫1a x +⎝⎛⎭⎫1b x-m ≥0在x ∈(-∞,1]上恒成立,求实数m 的取值范围.【解析】 (1)∵f (x )=b ·a x 的图象过点A (1,6),B (3,24),∴⎩⎪⎨⎪⎧b ·a =6, ①b ·a 3=24, ② ②÷①得a 2=4,又a >0且a ≠1,∴a =2,b =3,∴f (x )=3·2x .(2)由(1)知⎝⎛⎭⎫1a x +⎝⎛⎭⎫1b x -m ≥0在(-∞,1]上恒成立可转化为m ≤⎝⎛⎭⎫12x +⎝⎛⎭⎫13x在(-∞,1]上恒成立.令g (x )=⎝⎛⎭⎫12x +⎝⎛⎭⎫13x,则g (x )在(-∞,1]上单调递减,∴m ≤g (x )min =g (1)=12+13=56, 故所求实数m 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,56. B 组 专项能力提升(时间:25分钟)11.(2016·惠州质检)设f (x )=|3x -1|,c <b <a ,且f (c )>f (a )>f (b ),则下列关系式中一定成立的是( )A .3c >3bB .3b >3aC .3c +3a >2D .3c +3a <2【解析】 画出函数f (x )的图象,易知c <0,a >0.又f (c )>f (a ),∴|3c -1|>|3a -1|,∴1-3c >3a -1,∴3c +3a <2.【答案】 D12.(2015·山东)若函数f (x )=2x +12x -a是奇函数,则使f (x )>3成立的x 的取值范围为( ) A .(-∞,-1) B .(-1,0)C .(0,1)D .(1,+∞)【解析】 先根据函数的奇偶性求出a ,再解含指数的不等式.因为函数y =f (x )为奇函数,所以f (-x )=-f (x ),即2-x +12-x -a =-2x +12x -a . 化简可得a =1,则2x +12x -1>3, 即2x +12x -1-3>0,即2x +1-3(2x -1)2x -1>0, 故不等式可化为2x -22x -1<0,即1<2x <2,解得0<x <1,故选C.【答案】 C13.函数y =e x +e -xe x -e -x 的图象大致为( )【解析】 y =e x +e -x e x -e -x =1+2e 2x -1, 当x >0时,e 2x -1>0,且随着x 的增大而增大,故y =1+2e 2x -1>1随着x 的增大而减小,即函数y 在(0,+∞)上恒大于1且单调递减.又函数y 是奇函数,故只有A 正确.【答案】 A14.关于x 的方程⎝⎛⎭⎫32x =2+3a 5-a 有负数根,则实数a 的取值范围为________.【解析】 由题意,得x <0,所以0<⎝⎛⎭⎫32x<1,从而0<2+3a 5-a<1,解得-23<a <34. 【答案】 ⎝⎛⎭⎫-23,34 15.(2016·陕西西安市高一期末)已知f (x )=10x -10-x10x +10-x . (1)判断函数f (x )的奇偶性;(2)证明f (x )是定义域内的递增函数;(3)求f (x )的值域.【解析】 (1)∵f (x )的定义域是R ,且f (-x )=10-x -10x10-x +10x =-f (x ), ∴f (x )是奇函数.(2)证明:方法一:f (x )=10x -10-x 10x +10-x =102x -1102x +1=1-2102x +1. 任取x 1<x 2,则f (x 2)-f (x 1)=⎝⎛⎭⎫1-2102x 2+1-⎝⎛⎭⎫1-2102x 1+1 =2·102x 2-102x 1(102x 1+1)·(102x 2+1). ∵g (x )=10x 为增函数,∴当x 2>x 1时,102x 2-102x 1>0.又∵102x 1+1>0,102x 2+1>0,∴f (x 2)-f (x 1)>0,即f (x 2)>f (x 1),∴f (x )是增函数.方法二:考虑复合函数的增减性.f (x )=10x -10-x 10x +10-x =1-2102x +1. ∵y =10x 为增函数,∴y =102x +1为增函数,∴y =2102x +1为减函数, ∴y =-2102x +1为增函数, ∴f (x )=1-2102x+1在定义域内为增函数. (3)令y =f (x ),由y =102x -1102x +1, 解得102x =1+y 1-y. ∵102x >0,∴-1<y <1,即f (x )的值域为(-1,1).。