2021-2022年高一数学人教版A 版(2019)必修第一册同步练习题4-1 指数与指数函数【含答案】一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.(2017·内蒙古集宁一中高一期中(文))()()3343112222--⎛⎫⎛⎫--+-+--- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的值( ) A .374B .8C .24-D .8-【答案】C【解析】原式111682488⎛⎫=-----=- ⎪⎝⎭.故选:C. 2.232a a⋅的结果为( )A .32aB .16aC .56a D .65a【答案】C【解析】7522226627132362a a aa a aa aa-====⋅⋅,故选:C3.(2020·全国高一专题练习)若103,104x y ==,则3210x y -=( )A .1-B .1C .2716D .910【答案】C【解析】依题意,()()333322221010327101041610x xx yy y -====.故选:C.4.若a >1,b >0,a b +a -b =22,则a b -a -b等于( ) A .4 B .2或-2 C .-2 D .2【答案】D【解析】设a b -a -b=t .∵a >1,b >0,∴a b >1,a -b <1.∴t =a b -a -b>0. 则t 2=(a b -a -b )2=(a b +a -b )2-4=(22)2-4=4.∴t =2. 5.设x ,y 是正数,且x y=y x,y =9x ,则x 的值为( ) A.91 B .43C .1D .39【答案】B【解析】∵x y=y x,y =9x ,∴x 9x=(9x )x ,∴(x 9)x =(9x )x ,∴x 9=9x .∴x 8=9.∴x =4839=.6.已知f (x )是奇函数,当x >0时,f (x )=x ·2x +a-1,若f (-1)=43,则a 等于( ) A .-3 B .-2 C .-1 D .0【答案】A 【解析】∵f (-1)=43,∴f (1)=-f (-1)=-43,即21+a-1=-43,即1+a =-2,得a =-3. 7.(多选)(2019·广东禅城佛山一中高一月考)下列运算结果中,一定正确的是( ) A .347a a a ⋅= B .()326a a -=C 88a a =D ()55ππ-=-【答案】AD【解析】34347a a a a +==,故A 正确;当1a =时,显然不成立,故B 不正确;88a a =,故C ()55ππ-=-,D 正确,故选AD.8.(多选下列各式中一定成立的有( )A .7177n n m m ⎛⎫= ⎪⎝⎭B .()431233-=C ()33344x y x y +=+ D 3393=【答案】BD【解析】777n n m m -⎛⎫= ⎪⎝⎭,A 错误;()143312333-=,B 正确;()1333344x y x y+=+,C 11112333329993⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭D 正确故选:BD二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.不需写出解答过程,请把答案直接填写在横线上)9.(2020·上海高一开学考试)当2x <3838(2)(2)x x --=_______________.【答案】22【解析】,nn n na a aa ==,因为2x <,所以原式=2222x x -+故答案为:2210.(2020·全国高一课时练习)设0a >,232a a⋅表示成分数指数幂的形式,其结果是________.【答案】76a【解析】∵0a >117222361231223a aa aa a b--⋅===.故答案为:76a.11.2a a=,则1a a +=______;当0a <3231a a a -=______.【答案】2;a -.【解析】12a a +=222a a ∴= 124a a ∴++=12a a∴+=,32311a a a a a a a--⨯⨯==0a <3231a a a a -∴=-故答案为:2;a -12化简:3216842111111111111222222⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++++⋅+= ⎪⎪⎪⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭________. 【答案】63122-【解析】原式43216821111111111111122222222⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++++⋅+-⨯ ⎪⎪⎪⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭321682421111111111112222222⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++++⋅-⨯ ⎪⎪⎪⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭32164481111111111222222⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++-⨯ ⎪⎪⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭3216881111111122222⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++-⨯ ⎪⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭3216161111112222⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++-⨯ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭32321111222⎛⎫⎛⎫=+-⨯ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭641122⎛⎫=-⨯ ⎪⎝⎭63122=-.三、解答题(本大题共4小题,共40分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)13.(2020·全国高一课时练习)将下列根式化成分数指数幂的形式.(1)13·a a(a >0);(2())25230x xx >;(3)23243b--⎝⎭(b >0). 【答案】(1)512a;(2)35x-;(3)19b .【解析】(1)原式=1132·a a56a 1526a ⎛⎫⎪⎝⎭=512a. (22325·()x x 435·x x935x=91531()x =351x=35x -.(3)原式=[2134()b -]23-=212()343b -⨯⨯-=19b .14.(2020·全国高一课时练习)若本例变为:已知a ,b 分别为x 2-12x +9=0的两根,且a <b ,求11221122a b a b-+的值.【答案】3【解析】11221122a b a b-+=1122211112222()()()a b a b a b -+-=12()2()a b ab a b +--.①∵a ,b 分别为x 2-12x +9=0的两根, ∴a +b =12,ab =9,②∴(a -b )2=(a +b )2-4ab =122-4×9=108. ∵a <b ,∴a -b =-3③将②③代入①,得11221122a ba b -+12963-=-33. 15.已知2a ·3b =2c·3d=6,求证:(a -1)(d -1)=(b -1)(c -1). 证明:∵2a·3b=6,∴2a -1·3b -1=1. ∴(2a -1·3b -1)d -1=1,即2(a -1)(d -1)·3(b -1)(d -1)=1.①又∵2c ·3d=6,∴2c -1·3d -1=1.∴(2c -1·3d -1)b -1=1,即2(c -1)(b -1)·3(d -1)(b -1)=1.②由①②知2(a -1)(d -1)=2(c -1)(b -1),∴(a -1)(d -1)=(b -1)(c -1).16.(2020·黑龙江萨尔图�大庆实验中学高一期末)已知()442xx f x =+.(1)求()()1f a f a +-(0a >且1a ≠)的值;(2)求12320182019201920192019f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭的值.【答案】(1)1;(2)1009.【解析】(1)()442xxf x =+,()()()1111444441424242442a a a a aa a a a a f a f a ----⨯∴+-=+=++++⨯+()444442142424424242224a a a a a a a a a =+=+=+=++⨯++++; (2)原式120182201710091010201920192019201920192019f f f f f f ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++++⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦⎣⎦1009=.专题4.1.2 指数函数姓名:__________________ 班级:______________ 得分:_________________注意事项:本试卷满分100分,考试时间45分钟,试题共16题.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.(2020·全国高一课时练习)若函数()21xy a =-(x 是自变量)是指数函数,则a 的取值范围是( ) A .0a >且1a ≠ B .0a ≥且1a ≠ C .12a >且1a ≠ D .12a ≥【答案】C【解析】由于函数()21xy a =-(x 是自变量)是指数函数,则210a ->且211a -≠,解得12a >且1a ≠.故选:C. 2.(2020·全国高一课时练习)已知函数1()4x f x a +=+的图象经过定点P ,则点P 的坐标是( ) A .(-1,5) B .(-1,4)C .(0,4)D .(4,0)【答案】A【解析】当10x +=,即1x =-时,011x a a +==,为常数,此时()415f x =+=,即点P 的坐标为(-1,5).故选:A. 3.(2020·全国高一课时练习)函数f (x )=a x -b的图象如图,其中a ,b 为常数,则下列结论正确的是( )A .a >1,b <0B .a >1,b >0C .0<a <1,b >0D .0<a <1,b <0 【答案】D 【解析】由f (x )=ax -b的图象可以观察出,函数f (x )=ax -b在定义域上单调递减,所以0<a <1.函数f (x )=a x -b的图象是在f (x )=a x的基础上向左平移得到的,所以b <0.故选:D.4.(2020·陆良县联办高级中学高一开学考试)函数112xy ⎛⎫=- ⎪⎝⎭)A .()0,+∞B .(),0-∞C .[)0,+∞D .(],0-∞【答案】C【解析】要是函数有意义须满足1102x ⎛⎫-≥ ⎪⎝⎭,即011122x ⎛⎫⎛⎫≤= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得0x ≥, 因此,函数112xy ⎛⎫=- ⎪⎝⎭[)0,+∞.故选:C. 5.(2020·内蒙古集宁一中高二月考(文))若a =12⎛⎫ ⎪⎝⎭23,b =15⎛⎫ ⎪⎝⎭23,c =12⎛⎫ ⎪⎝⎭13,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a <b <c B .c <a <b C .b <c <a D .b <a <c【答案】D【解析】∵y =x 23 (x >0)是增函数,∴a =12⎛⎫⎪⎝⎭23>b =15⎛⎫ ⎪⎝⎭23. ∵y =12⎛⎫⎪⎝⎭x 是减函数,∴a =12⎛⎫ ⎪⎝⎭23<c =12⎛⎫ ⎪⎝⎭13,∴b <a <c .故本题答案为D. 6.(2020·浙江高一单元测试)函数1()31x f x =+的值域是( ). A .(,1)-∞ B .(0,1)C .(1,)+∞D .(,1)(1,)-∞⋃+∞【答案】B【解析】∵30x >∴311x +>,∴10131x<<+,∴函数值域为(0,1).故选:B 7.(多选)(2020·全国高一课时练习)设函数||()x f x a -=(0a >,且1a ≠),若(2)4f =,则( )A .(2)(1)f f ->-B .(1)(2)f f ->-C .()1)(2f f > D.(4)(3)f f ->【答案】AD【解析】由2(2)4f a -==得12a =,即||||1()22x x f x -⎛⎫== ⎪⎝⎭,故(2)(1)f f ->-,(2)(1)f f >,(4)(4)(3)f f f -=>,所以AD 正确.故选:AD8.(多选)(2020·山东临沂�高一期末)如图,某池塘里浮萍的面积y (单位:2m )与时间t (单位:月)的关系为t y a =.关于下列说法正确的是( )A .浮萍每月的增长率为2B .浮萍每月增加的面积都相等C .第4个月时,浮萍面积不超过280mD .若浮萍蔓延到22m 、24m 、28m 所经过的时间分别是1t 、2t 、3t ,则2132t t t =+ 【答案】AD【解析】将点()1,3的坐标代入函数t y a =的解析式,得13a =,函数的解析式为3t y =.对于A 选项,由13323n nn+-=可得浮萍每月的增长率为2,A 选项正确; 对于B 选项,浮萍第1个月增加的面积为()102332m -=,第2个月增加的面积为()212336m -=,26≠,B 选项错误;对于C 选项,第4个月时,浮萍的面积为438180=>,C 选项错误;对于D 选项,由题意可得132t =,234t =,338t =,2428=⨯,()2122333t t t ∴=⨯,即132233t t t +=,所以,2132t t t =+,D 选项正确. 故选:AD.二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.不需写出解答过程,请把答案直接填写在横线上)9.(2019·定远县育才学校高一月考)若函数()xf x a =(0a >且1a ≠)在[]1,2上最大值是最小值的2倍,则a =______.【答案】2或12【解析】当01a <<时,函数()xf x a =为R 上的减函数,故()()122f f =,即22a a =,解得12a =. 当1a >时,函数()xf x a =为R 上的增函数,故()()221f f =,即22a a =,解得2a =.故a 的值为2或12.故填:2或12. 10.(2020·江苏秦淮�高三期中)不等式21124x x-⎛⎫>⎪⎝⎭的解集为_________.【答案】(1,2)-【解析】22111()242x x-⎛⎫>=⎪⎝⎭,化为220x x --<,解得12x -<<,所以不等式的解集是(1,2)-. 故答案为:(1,2)-.11.(2019·深州长江中学高一期中)函数28212x x y --⎛⎫=⎪⎝⎭的单调递增区间为_________.【答案】[)1,-+∞【解析】函数12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭在R 上递减,函数228y x x =--+的对称轴是1x =-,且在(],1-∞-上递增,在[)1,-+∞上递减.根据复合函数单调性同增异减可知:函数28212x x y --⎛⎫=⎪⎝⎭的单调递增区间为[)1,-+∞.故填:[)1,-+∞.12.(一题两空)(2020·上海高一课时练习)函数2x y =的图象与函数2x y -=的图象关于________对称,它们的交点坐标是_________. 【答案】y 轴 ()0,1【解析】函数2x y =的图象与函数2x y -=的图象如下:由指数函数的性质可知,函数2x y =的图象与函数2x y -=的图象关于y 轴对称,它们的交点坐标是()0,1.故答案为:y 轴;()0,1.三、解答题(本大题共4小题,共40分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)13.(2020·浙江高一课时练习)已知函数21,0()21,1x c cx x cf x c x -+<<⎧⎪=⎨⎪+≤<⎩,满足928c f ⎛⎫= ⎪⎝⎭. (1)求常数c 的值.(2)解关于x 的不等式2()1f x >+. 【答案】(1)12;(2)2548x ⎧⎫⎪⎪<<⎨⎬⎪⎪⎩⎭. 【解析】(1)由928c f ⎛⎫=⎪⎝⎭,得9128c c ⋅+=,解得12c =. (2)由(1)得4111,022()121,12x x x f x x -⎧+<<⎪⎪=⎨⎪+≤<⎪⎩.由2()18f x >+得,当102x <<时,121128x +>+, 212x <<; 当112x ≤<时,42211x -+>+,解得1528x ≤<.综上,不等式2()18f x >+的解集为2548x ⎧⎫⎪⎪<<⎨⎬⎪⎪⎩⎭.14.(2019·陕西临渭�高一期末)已知函数()2121x x f x -=+.(1)判断并证明函数()f x 的奇偶性; (2)判断并证明()f x 在其定义域上的单调性. 【答案】(1)详见解答;(2)详见解答. 【解析】(1)()f x 的定义域为实数集R ,2112()()2112x xx x f x f x -----===-++,所以()f x 是奇函数;(2)()21212121x x xf x -==-++,设12x x <, 12121212222(22)()()2121(21)(21)x x x x x x f x f x --=-+=+++⋅+, 12121212,022,220,()()x x x x x x f x f x <<<-<<,所以()f x 在实数集R 上增函数.15.(2019·黑龙江松北�哈九中高一期末)已知函数()1124x xf x a =--. (1)若1a =时,求满足()11f x =-的实数x 的值;(2)若存在[]0,1x ∈,使()0f x >成立,求实数a 的取值范围. 【答案】(1)12log 3x =(2)34a >【解析】(1)当1a =时,()1111124x x f x =--=-,令()102x t t =>,则2120t t +-=, 解得3t =或4t =-(舍),由132x=,得12log 3x =, 所以12log 3x =.(2)由已知,存在[]0,1x ∈,使()0f x >成立可转化为存在[]0,1x ∈,使得1124x xa >+, 只需求出函数11()24x xh x =+的最小值即可, 令12x t =,∴1,12t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦.则2y t t =+,易知2y t t =+在1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,所以 2min 113()224y =+=,∴min 3()4h x =,∴34a >.16.(2019·安徽合肥�高二开学考试)设函数()(2)x x f x a k a -=-+(0a >且1a ≠)是定义域为R 的奇函数. (1)求实数k 的值; (2)若3(1)2f =,22()2()x xg x a a mf x -=+-,且()g x 在[1,)+∞上的最小值为1,求实数m 的值.【答案】(1)1-;(2)1312. 【解析】(1)因为()f x 是定义域为R 的奇函数,所以(0)0f =,所以1(2)0k -+=,即1k =-,当1k =-时,()))((()x x x x x x f f x a a f x a a a x a ---⇒=---=-=-=-符合条件.(2)因为13(1)2f a a =-=,所以22320a a --=,解得2a =或12a =-(舍). 故()()()222()22222222222x x x x x xx x g x m m ----=+--=---+,令22x x t -=-,由1x ≥,故113222t -≥-=, 所以2322,2y t mt t =-+≥函数222y t mt =-+图象的对称轴为t m =,①32m ≥时,22min 221y m m =-+=,解得1m =±(舍去); ②32m <时,min 93214y m =-+=,解得133122m =<. 所以,1312m =.。