一、选择题
111.设a,b,c均为正数,且2log1a,log1b,log2c.则( ) 2222abcA.abc B.cba C.cab D.bac
12xcosx的图象大致为nn 2.函数fxx12A.
B.
C.
D.
ax,x13.若函数f(x)是R上的单调递增函数,则实数a的取值范围是a42x2,x1( ) A.1,
B.(1,8)
C.(4,8)
D.4,8)
log1(x1),xN*24.若函数f(x),则f(f(0))( ) x*3,xNA.0
B.-1
C.
1 3D.1
5.已知函数f(x)2xlog2x,g(x)2xlog2x,h(x)2xlog2x1的零点分别为a,
b,c,则a,b,c的大小关系为( ). A.bac B.cba C.cab
D.abc
6.把函数fxlog2x1的图象向右平移一个单位,所得图象与函数gx的图象关于直线yx对称;已知偶函数hx满足hx1hx1,当x0,1时,
hxgx1;若函数ykfxhx有五个零点,则正数k的取值范围是
( ) A.log32,1
B.log32,1
C.log62,1 2D.log62,
217.某工厂产生的废气必须经过过滤后排放,规定排放时污染物的残留含量不得超过原污染物总量的0.5%.已知在过滤过程中的污染物的残留数量P(单位:毫克/升)与过滤时间tkt(单位:小时)之间的函数关系为PP0e(k为常数,P0为原污染物总量).若前4个小时废气中的污染物被过滤掉了80%,那么要能够按规定排放废气,还需要过滤n小时,则正整数n的最小值为( )(参考数据:取log520.43)
A.8 B.9 C.10 D.14
8.已知函数yf(x)是偶函数,yf(x2)在[0,2]是单调减函数,则( ) A.f(1)f(2)f(0) C.f(0)f(1)f(2)
B.f(1)f(0)f(2) D.f(2)f(1)f(0)
9.已知fx是定义在R上的偶函数,且在区间,0上单调递增。若实数a满足
f2a1f2,则a的取值范围是 ( )
1 2B.,UD.A.,
13,
22C.3,213, 2210.若a30.3,bA.abc
log3,clog0.3e,则( )
B.bac
C.cab
D.bca
11.已知alog32,b20.1,csin789o,则a,b,c的大小关系是 A.abc
B.acb
C.cab
D.bca
12.函数f(x)是定义在R上的偶函数,在(-∞,0]上是减函数且f(2)=0,则使f(x)<0的x的取值范围( ) A.(-∞,2)
C.(-∞,-2)∪(2,+∞)
B.(2,+∞) D.(-2,2)
二、填空题
13.若函数fxmxx1有两个不同的零点,则实数m的取值范围是______. 14.已知函数f(x)xaxa2,g(x)22x1,若关于x的不等式f(x)g(x)恰
有两个非负整数解,则实数a的取值范围是__________. ....
(a2)x,x2x15.已知函数f(x)1,满足对任意的实数x1x2,都有
1,x22f(x1)f(x2)0成立,则实数a的取值范围为__________.
x1x2a16.已知a1,,1,2,3,若幂函数fxx为奇函数,且在0,上递减,则a12的取值集合为______.
x1,x0f(x)17.已知函数,若方程f(x)m(mR)恰有三个不同的实数解lnx1,x0a、b、c(abc),则(ab)c的取值范围为______;
218.已知函数fxlog1mxm2xm2,若fx有最大值或最小值,则m
2的取值范围为______. 19.若函数fxeexxx2x2a有且只有一个零点,则实数a______.
20.若函数f(x)22b有两个零点,则实数b的取值范围是_____.
三、解答题
21.已知二次函数fx满足:f2xf2x,fx的最小值为1,且在y轴上的截距为4.
(1)求此二次函数fx的解析式;
(2)若存在区间a,ba0,使得函数fx的定义域和值域都是区间a,b,则称区间
a,b为函数fx的“不变区间”.试求函数fx的不变区间;
(3)若对于任意的x10,3,总存在x210,100,使得fx12lgx2的取值范围. 22.计算或化简:
(1)31270log16; 21213m1,求mlgx21664(2)log327log32log236log62lg2lg5.
a2x23.已知函数f(x)x(aR)是奇函数.
21(1)求实数a的值;
(2)用定义法证明函数f(x)在R上是减函数;
(3)若对于任意实数t,不等式ftktf(1t)0恒成立,求实数k的取值范围. 24.对于函数fxax1bxb1a0,总存在实数x0,使fx0mx0成
22立,则称x0为f(x)关于参数m的不动点.
(1)当a1,b3时,求fx关于参数1的不动点;
(2)若对任意实数b,函数fx恒有关于参数1两个不动点,求a的取值范围; (3)当a1,b5时,函数fx在x0,4上存在两个关于参数m的不动点,试求参数m的取值范围.
25.攀枝花是一座资源富集的城市,矿产资源储量巨大,已发现矿种76种,探明储量39种,其中钒、钛资源储量分别占全国的63%和93%,占全球的11%和35%,因此其素有“钒钛之都”的美称.攀枝花市某科研单位在研发钛合金产品的过程中发现了一种新合金材料,由大数据测得该产品的性能指标值y(y值越大产品的性能越好)与这种新合金材料的含量x(单位:克)的关系为:当0≤x<7时,y是x的二次函数;当x≥7时,
1y()xm.测得部分数据如表:
3
(1)求y关于x的函数关系式y=f(x);
(2)求该新合金材料的含量x为何值时产品的性能达到最佳. 26.已知f(x)2,g(x)f(x)1. x1210(1)判断函数g(x)的奇偶性; (2)求
f(i)f(i)的值.
i1i110
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一、选择题 1.A 解析:A 【解析】
x1ylog1x的图
试题分析:在同一坐标系中分别画出y2,y,ylog2x,
22x象,
1ylog1x的图象的交点的横坐标
y2与ylog1x的交点的横坐标为a,y与222xx1为b,y与ylog2x的图象的交点的横坐标为c,从图象可以看出2考点:指数函数、对数函数图象和性质的应用.
x.
【方法点睛】一般一个方程中含有两个以上的函数类型,就要考虑用数形结合求解,在同一坐标系中画出两函数图象的交点,函数图象的交点的横坐标即为方程的解.
2.C
解析:C 【解析】
12xcosxx=函数f(x)=(),当时,是函数的一个零点,属于排除A,B,当x∈x212(0,1)时,cosx>0,
12x12x<0,函数f(x)=()cosx<0,函数的图象在x轴下方. 12x12x排除D. 故答案为C。
3.D
解析:D 【解析】 【分析】
根据分段函数单调性列不等式,解得结果. 【详解】
ax,x1因为函数f(x)是R上的单调递增函数, a4x2,x12a1a所以404a8
2a42a2故选:D 【点睛】
本题考查根据分段函数单调性求参数,考查基本分析判断能力,属中档题.
4.B
解析:B 【解析】 【分析】
根据分段函数的解析式代入自变量即可求出函数值.
【详解】
0因为0N,所以f(0)3=1,f(f(0))f(1),
因为1N,所以f(1)=1,故f(f(0))1,故选B. 【点睛】
本题主要考查了分段函数,属于中档题.
5.D
解析:D 【解析】 【分析】
函数f(x)2xlog2x,g(x)2xlog2x,h(x)2xlog2x1的零点可以转化为求函数ylog2x与函数y2x,y2x,y2x的交点,再通过数形结合得到a,b,c的大小
关系. 【详解】
令f(x)2xlog2x0,则log2x2x.
x令g(x)2log1x0,则log2x2x.
2x令h(x)2xlog2x10,则2xlog2x1,log212x. x2所以函数f(x)2xlog2x,g(x)2xlog2x,h(x)2xlog2x1的零点可以转化为求函数
ylog2x与函数ylog2x与函数y2x,y2x,y2x的交点,
如图所示,可知0ab1,c1, ∴abc.
故选:D. 【点睛】
本题主要考查函数的零点问题,考查对数函数和指数函数的图像和性质,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.
6.C
解析:C 【解析】
分析:由题意分别确定函数f(x)的图象性质和函数h(x)图象的性质,然后数形结合得到关于k的不等式组,求解不等式组即可求得最终结果.
详解:曲线fxlog2x1右移一个单位,得yfx1log2x, 所以g(x)=2x,h(x-1)=h(-x-1)=h(x+1),则函数h(x)的周期为2. 当x∈[0,1]时,hx21,
xy=kf(x)-h(x)有五个零点,等价于函数y=kf(x)与函数y=h(x)的图象有五个公共点. 绘制函数图像如图所示,由图像知kf(3)<1且kf(5)>1,即:
klog2411,求解不等式组可得:log62k. 2klog2611log2,即k的取值范围是6. 2本题选择C选项.
点睛:本题主要考查函数图象的平移变换,函数的周期性,函数的奇偶性,数形结合解题等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
7.C
解析:C 【解析】 【分析】
1ln51kt,可得出k,然后解不等式e,解出t的取值范54200围,即可得出正整数n的最小值. 【详解】
根据已知条件得出e4kkt由题意,前4个小时消除了80%的污染物,因为PP0e,所以
4k,所以0.2e4k,即4kln0.2ln5,所以k180%P0Pe0ln5, 4kt则由0.5%P0P0e,得ln0.005ln5t, 44ln2004log52004log55223812log5213.16, ln5故正整数n的最小值为14410.
所以t故选:C. 【点睛】
本题考查指数函数模型的应用,涉及指数不等式的求解,考查运算求解能力,属于中等题.
8.C
解析:C 【解析】 【分析】
2上的单调性,结合函数图像即可求得答案 函数关于y轴对称得0,【详解】
先根据yfx2在0,2是单调减函数,转化出yfx的一个单调区间,再结合偶
Qyfx2在0,2是单调减函数,
0,即ft在2,0上是减函数 令tx2,则t2,yfx在2,0上是减函数
Q函数yfx是偶函数,
yfx在0,2上是增函数 Qf1f1,
则f0f1f2 故选C 【点睛】
本题是函数奇偶性和单调性的综合应用,先求出函数的单调区间,然后结合奇偶性进行判定大小,较为基础.
9.D
解析:D 【解析】
f2a1f2f(2a1)f(2)2a122a122 11113a1a,选D. 222221a110.A
解析:A 【解析】
因为00.31,e1,所以clog0.3e0,由于
0.30a30.31,130blog31,所以abc,应选答案A .
11.B
解析:B 【解析】 【分析】 【详解】
由对数函数的性质可知alog32log33由指数函数的性质b20.11,
由三角函数的性质csin7890sin(23600690)sin690sin600,所以
3433, 42c(3,1), 2 所以acb,故选B.
12.D
解析:D 【解析】 【分析】
根据偶函数的性质,求出函数fx0在(-∞,0]上的解集,再根据对称性即可得出答案. 【详解】
由函数fx为偶函数,所以f2f20,又因为函数fx在(-∞,0]是减函数,所以函数fx0在(-∞,0]上的解集为2,0,由偶函数的性质图像关于y轴对称,可得
fx0的解集为(-2,2). 在(0,+ ∞)上fx0的解集为(0,2),综上可得, 故选:D. 【点睛】
本题考查了偶函数的性质的应用,借助于偶函数的性质解不等式,属于基础题.
二、填空题
13.【解析】【分析】令可得从而将问题转化为和的图象有两个不同交点作出图形可求出答案【详解】由题意令则则和的图象有两个不同交点作出的图象如下图是过点的直线当直线斜率时和的图象有两个交点故答案为:【点睛】本 解析:(0,1)
【解析】 【分析】
令fx=0,可得mxx1,从而将问题转化为ymx和yx1的图象有两个不同
()交点,作出图形,可求出答案. 【详解】
由题意,令fxmxx10,则mxx1, 则ymx和yx1的图象有两个不同交点, 作出yx1的图象,如下图,
ymx是过点O0,0的直线,当直线斜率m0,1时,ymx和yx1的图象有两
个交点. 故答案为:0,1.
()
【点睛】
本题考查函数零点问题,考查函数图象的应用,考查学生的计算求解能力,属于中档题.
14.【解析】【分析】由题意可得f(x)g(x)的图象均过(﹣11)分别讨论a>0a<0时f(x)>g(x)的整数解情况解不等式即可得到所求范围【详解】由函数可得的图象均过且的对称轴为当时对称轴大于0由题
310解析:,
23【解析】 【分析】
由题意可得f(x),g(x)的图象均过(﹣1,1),分别讨论a>0,a<0时,f(x)>g(x)的整数解情况,解不等式即可得到所求范围. 【详解】
由函数f(x)xaxa2,g(x)2f(x)的对称轴为x2x1可得f(x),g(x)的图象均过(1,1),且
a,当a0时,对称轴大于0.由题意可得f(x)g(x)恰有0,1两2个整数解,可得f(1)g(1)310a;当a0时,对称轴小于0.因为
3f(2)g(2)2f1g1,
由题意不等式恰有-3,-2两个整数解,不合题意,综上可得a的范围是故答案为:【点睛】
310,. 23310,. 23本题考查了二次函数的性质与图象,指数函数的图像的应用,属于中档题.
15.【解析】若对任意的实数都有成立则函数在上为减函数∵函数故计算得出:点睛:已知函数的单调性确定参数的值或范围要注意以下两点:(1)若函数在区间上单调则该函数在此区间的任意子区间上也是单调的;(2)分段
13,解析: 8【解析】
若对任意的实数x1x2都有
f(x1)f(x2)0成立,
x1x2则函数f(x)在R上为减函数,
(a2)x,x2x∵函数f(x)1,
1,x22a202故, 12(a2)12计算得出:a,13. 8点睛:已知函数的单调性确定参数的值或范围要注意以下两点:(1)若函数在区间[a,b]上单调,则该函数在此区间的任意子区间上也是单调的;(2)分段函数的单调性,除注意各段的单调性外,还要注意衔接点的取值;(3)复合函数的单调性,不仅要注意内外函数单调性对应关系,而且要注意内外函数对应自变量取值范围.
16.【解析】【分析】由幂函数为奇函数且在上递减得到是奇数且由此能求出的值【详解】因为幂函数为奇函数且在上递减是奇数且故答案为:【点睛】本题主要考查幂函数的性质等基础知识考查运算求解能力考查函数与方程思想 解析:1
【解析】 【分析】
由幂函数fxx为奇函数,且在(0,)上递减,得到a是奇数,且a0,由此能求
a出a的值. 【详解】
a因为a1,,1,2,3,幂函数为奇fxx函数,且在(0,)上递减,
12a是奇数,且a0, a1.
故答案为:1. 【点睛】
本题主要考查幂函数的性质等基础知识,考查运算求解能力,考查函数与方程思想,是基础题.
17.【解析】【分析】画出的图像根据图像求出以及的取值范围由此求得的取值范围【详解】函数的图像如下图所示由图可知令令所以所以故答案为:【点睛】本小题主要考查分段函数的图像与性质考查数形结合的数学思想方法属
2解析:2e,2e
【解析】 【分析】
画出fx的图像,根据图像求出ab以及c的取值范围,由此求得(ab)c的取值范围. 【详解】
函数fx的图像如下图所示,由图可知
ab1,ab2.令lnx11,xe2,令22lnx10,xe,所以ece2,所以(ab)c2c2e,2e. 故答案为:2e,2e
2
【点睛】
本小题主要考查分段函数的图像与性质,考查数形结合的数学思想方法,属于基础题.
18.或【解析】【分析】分类讨论的范围利用对数函数二次函数的性质进一步求出的范围【详解】解:∵函数若有最大值或最小值则函数有最大值或最小值且取最值时当时由于没有最值故也没有最值不满足题意当时函数有最小值没
解析:{m|m2或m} 【解析】 【分析】
分类讨论m的范围,利用对数函数、二次函数的性质,进一步求出m的范围. 【详解】
2解:∵函数fxlog1mxm2xm2,若fx有最大值或最小值,
22则函数ymx(m2)xm2有最大值或最小值,且y取最值时,y0.
23当m0时,y2x2,由于y没有最值,故fx也没有最值,不满足题意. 当m0时,函数y有最小值,没有最大值,fx有最大值,没有最小值.
224m(m2)(m2)4m(m2)(m2)故y的最小值为,且 0,
4m4m求得 m2;
当m0时,函数y有最大值,没有最小值,fx有最小值,没有最大值.
224m(m2)(m2)4m(m2)(m2)故y的最大值为,且 0,
4m4m求得m2. 3综上,m的取值范围为{m|m2或m}. 故答案为:{m|m2或m}. 【点睛】
本题主要考查复合函数的单调性,二次函数、对数函数的性质,二次函数的最值,属于中档题.
232319.2【解析】【分析】利用复合函数单调性得的单调性得最小值由最小值为0可求出【详解】由题意是偶函数由勾形函数的性质知时单调递增∴时递减∴因为只有一个零点所以故答案为:2【点睛】本题考查函数的零点考查复合
解析:2 【解析】 【分析】
利用复合函数单调性得f(x)的单调性,得最小值,由最小值为0可求出a. 【详解】
由题意fxeexx2x2aex12x2a是偶函数, xe由勾形函数的性质知x0时,f(x)单调递增,∴x0时,f(x)递减.
∴f(x)minf(0),
因为f(x)只有一个零点,所以f(0)2a0,a2. 故答案为:2. 【点睛】
本题考查函数的零点,考查复合函数的单调性与最值.掌握复合函数单调性的性质是解题关键.
20.【解析】【分析】【详解】函数有两个零点和的图象有两个交点画出和的图象如图要有两个交点那么 解析:0b2
【解析】 【分析】 【详解】
函数f(x)22b有两个零点,
和
画出
和
的图象有两个交点,
的图象,如图,要有两个交点,那么
x
三、解答题
21.(1)f(x)【解析】 【分析】
(1)由f2xf2x,得对称轴是x2,结合最小值可用顶点法设出函数式,再由截距求出解析式;
(2)根据二次函数的单调性确定函数的最大值和最小值,然后求解. (3)求出f(x)在[0,3]的最大值4,对函数g(x)2lgx3(x2)21;(2)[1,4];(3)[2,). 4m1 lgx换元tlgx,得g(x)y2t【详解】
mm1,t[1,2],由42t1用分离参数法转化. tt(1)∵f2xf2x,∴对称轴是x2,又函数最小值是1,可设
f(x)a(x2)21(a0),
∴f(0)4a14,a∴f(x)3. 43(x2)21. 472,∴b3且4(2)若a2b,则f(x)min1a,f(1)3f(b)(b2)21b,解得b4.∴a1,b4,不变区间是[1,4];
432f(a)(a2)1b44f(x)ab[a,b]若0ab2,则在上是减函数,∴3f(b)3(b2)21a4或4,因为0ab2,所以舍去;
3f(a)(a2)21a4若2ab,则f(x)在[a,b]上是增函数,∴,
3f(b)(b2)21b4∴a,b是方程f(x)x的两根,
34(x2)21x,x1,x24,不合题意. 43综上a1,b4;
由f(x)x得(3)f(x)3(x2)21,x[0,3]时,f(x)maxf(0)4, 4设y2lgxm1,令tlgx,当x[10,100]时,t[1,2]. lgxy2tm1, tm1成立,即m2t25t, t由题意存在t[1,2],使42t525t[1,2]时,2t25t2(t)2的最小值是222522,
48所以m[2,).
【点睛】
本题考查求二次函数解析式,考查二次函数的创新问题,考查不等式恒成立和能成立问
题.二次函数的解析式有三种形式:
f(x)a(xm)2h,f(x)a(xx1)(xx2),f(x)ax2bxc,解题时要根据具体
的条件设相应的解析式.二次函数的值域问题要讨论对称轴与区间的关系,以确定函数的单调性,得最值.难点是不等式问题,对于任意的x1[0,3],说明不等式恒成立,而存在
x[10,100],说明不等式“能”成立.一定要注意是转化为求函数的最大值还是最小
值. 22.(1)【解析】 【分析】
(1)根据幂的运算法则计算;
(2)根据对数运算法则和换底公式计算. 【详解】
解:(1)原式49314 12131(2)3 231647314 441.
23(2)原式log3312lg10
3121 3. 【点睛】
本题考查幂和对数的运算法则,掌握幂和对数运算法则是解题关键. 23.(1) a1;(2)证明见解析;(3) k1或k3 【解析】 【分析】
(1)根据函数是奇函数,由f(0)0,可得a的值; (2)用定义法进行证明,可得函数f(x)在R上是减函数;
(3)根据函数的单调性与奇偶性的性质,将不等式ftktf(1t)0进行化简求值,可得k的范围. 【详解】
2a2x解:(1)由函数f(x)x(aR)是奇函数,可得:f(0)0,
21即:f(0)a10,a1; 212x(2)由(1)得:f(x)x,任取x1x2R,且x1<x2,
2112112x22(2x22x1)则f(x1)f(x2)=x, 2112x21(2x11)(2x21)x2x12(22)Qx1<x2,2x22x1>0,即:f(x1)f(x2)=x>0, x21(21)(21)xf(x1)>f(x2),即f(x)在R上是减函数;
2(3)Qf(x)是奇函数,不等式ftktf(1t)0恒成立等价为
ft2ktf(1t)f(t1)恒成立,
Qf(x)在R上是减函数,t2ktt1,t2(k1)t10恒成立,
设g(t)t(k1)t1,可得当0时,g(t)0恒成立, 可得(k1)40,解得k1或k3, 故k的取值范围为:k1或k3. 【点睛】
本题主要考查函数单调性的判断与证明及函数恒成立问题,体现了等价转化的数学思想,属于中档题.
24.(1)4或1;(2)0,1;(3)10,11. 【解析】 【分析】
(1)当a1,b3时,结合已知可得f(x)x22x4x,解方程可求; (2)由题意可得,ax2(1b)xb1x恒有2个不同的实数根(a0),结合二次方程的根的存在条件可求;
(3)当a1,b5时,转化为问题f(x)x26x4mx在(0,4]上有两个不同实数解,进行分离m,结合对勾函数的性质可求. 【详解】
2解:(1)当a1,b3时,f(x)x2x4,
22由题意可得,x22x4x即x23x40, 解可得x4或x1,
故f(x)关于参数1的不动点为4或1;
(2)由题意可得,ax2(1b)xb1x恒有2个不同的实数根(a0), 则ax2bxb10恒有2个不同的实数根(a0), 所以△b24a(b1)0恒成立, 即b24ab4a0恒成立, ∴16a216a0,则0a1,
∴a的取值范围是0,1;
(3)a1,b5时,f(x)x26x4mx在(0,4]上有两个不同实数解, 4即m6x在(0,4]上有两个不同实数解,
x令h(x)x4,0x4, x结合对勾函数的性质可知,4m65, 解可得,10m11. 故m的范围为10,11. 【点睛】
本题以新定义为载体,主要考查了函数性质的灵活应用,属于中档题.
x28x4,0x<725.(1)y1x8;(2)当x4时产品的性能达到最佳
(),x73【解析】 【分析】
2(1)二次函数可设解析式为yaxbxc,代入已知数据可求得函数解析式;
(2)分段函数分段求出最大值后比较可得. 【详解】
(1)当0≤x<7时,y是x的二次函数,可设y=ax2+bx+c(a≠0), 由x=0,y=﹣4可得c=﹣4,由x=2,y=8,得4a+2b=12①, 由x=6,y=8,可得36a+6b=12②,联立①②解得a=﹣1,b=8, 即有y=﹣x2+8x﹣4; 当x≥7时,y()13xm,由x=10,y1x81,可得m=8,即有y();
39x28x4,0x<7综上可得y1x8.
(),x73(2)当0≤x<7时,y=﹣x2+8x﹣4=﹣(x﹣4)2+12, 即有x=4时,取得最大值12; 当x≥7时,y()13x8递减,可得y≤3,当x=7时,取得最大值3.
综上可得当x=4时产品的性能达到最佳. 【点睛】
本题考查函数模型的应用,考查分段函数模型的实际应用.解题时要注意根据分段函数定义分段求解.
26.(1)g(x)为奇函数;(2)20 【解析】
【分析】
(1)先求得函数gx的定义域,然后由gxgx证得gx为奇函数.
(2)根据gx为奇函数,求得g(i)g(i)0,从而得到f(i)f(i)2,由此求得所求表达式的值. 【详解】
12x(1)g(x),定义域为xR,当xR时,xR. x121x122x12x1g(x),所以g(x)为奇函数. 因为g(x)12x1122x(2)由(1)得g(i)g(i)0,于是f(i)f(i)2.
x1所以
f(i)f(i)[f(i)f(i)]210220
i1i1i1i110101010【点睛】
本小题主要考查函数奇偶性的判断,考查利用函数的奇偶性进行计算,属于基础题.
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