格物学 第四章 指数函数与对数函数4.4 对数函数

对数型复合函数的应用-4.4 对数函数知识点教师选题进阶自测题答案-江西省等高一数学必修,平均正确率48.0%

2025-09-09
对数型复合函数的应用-4.4 对数函数知识点教师选题进阶自测题答案-江西省等高一数学必修,平均正确率48.0%
1、['对数型复合函数的应用']

正确率40.0%若函数$$f ( x )=\operatorname{l o g}_{2 a} ( 3 x-a x^{2} )$$在$$( 0, \ 1 )$$上有意义且不单调,则$${{a}}$$的取值范围是(

D

A.$$\left( \frac{3} {2}, ~+\infty\right)$$

B.$$\left( \frac{1} {2}, \ \frac{3} {2} \right)$$

C.$$\left( \frac{3} {2}, \ 3 \right)$$

D.$$\left( \frac{3} {2}, \ 3 \right]$$

2、['对数型复合函数的应用', '对数(型)函数的单调性', '指数式的大小的比较', '利用函数单调性比较大小']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\operatorname{l n} \frac{x-1} {x+1},$$设$$a=f ( 4^{0. 4} ), \, \, b=f [ ( \sqrt{5} )^{3} ], \, \, \, c=f ( 2 5^{0. 2} ),$$则(

C

A.$$a > b > c$$

B.$$a > c > b$$

C.$$b > c > a$$

D.$$c > a > b$$

3、['对数型复合函数的应用', '对数(型)函数的单调性']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=\operatorname{l n} (-x^{2}-2 x+3 ),$$则$${{f}{(}{x}{)}}$$的单调递增区间为(

B

A.$$(-\infty,-1 )$$

B.$$(-3,-1 )$$

C.$$[-1,+\infty)$$

D.$$[-1, 1 ]$$

4、['对数型复合函数的应用', '对数(型)函数的单调性']

正确率60.0%下列关于函数$$y=\operatorname{l o g}_{\frac1 2} \left( 2 x-\frac1 3 \right)$$的单调性的说法正确的是(

D

A.在$${{R}}$$上单调递增

B.在$${{R}}$$上单调递减

C.在$$\left( \frac{1} {6},+\infty\right)$$上单调递增

D.在$$\left( \frac{1} {6},+\infty\right)$$上单调递减

5、['对数型复合函数的应用', '复合函数的单调性判定', '对数(型)函数的定义域']

正确率60.0%函数$$f ( x )=\operatorname{l o g}_{2} \frac{1-x} {x-4}$$在定义域上(

B

A.为减函数

B.为增函数

C.先增后减

D.先减后增

7、['对数型复合函数的应用', '二次函数的图象分析与判断']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=( \operatorname{l o g}_{2} x )^{2}+\operatorname{l o g}_{4} ( 4 x )+1$$,则函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的最小值是(

B

A.$${{2}}$$

B.$$\frac{3 1} {1 6}$$

C.$$\frac{1 5} {8}$$

D.$${{1}}$$

8、['对数型复合函数的应用', '对数(型)函数的值域', '对数(型)函数的单调性']

正确率19.999999999999996%若函数$$f ( x )=l o g_{\frac1 3} ( x^{2}+2 a-1 )$$的值域为$${{R}}$$,则$${{a}}$$的取值范围为(

B

A.$$(-\infty, ~ \frac{1} {2} )$$

B.$$(-\infty, ~ \frac{1} {2} ]$$

C.$$[ \frac{1} {2}, ~+\infty)$$

D.$$( \frac{1} {2}, ~+\infty)$$

10、['对数型复合函数的应用', '底数对对数函数图象的影响', '对数(型)函数的单调性']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\operatorname{l o g}_{a} | x+1 |$$在$$(-1, 0 )$$上有$$f ( x ) > 0$$,那么(

C

A.$${{f}{(}{x}{)}}$$在$${{(}{−}{∞}}$$,$${{0}{)}}$$上是增函数

B.$${{f}{(}{x}{)}}$$在$${{(}{−}{∞}}$$,$${{0}{)}}$$上是减函数

C.$${{f}{(}{x}{)}}$$在$${{(}{−}{∞}}$$,$${{−}{1}{)}}$$上是增函数

D.$${{f}{(}{x}{)}}$$在$${{(}{−}{∞}}$$,$${{−}{1}{)}}$$上是减函数

1. 函数 $$f(x) = \log_{2a}(3x - a x^2)$$ 在 $$(0, 1)$$ 上有意义且不单调。

首先,真数部分需满足 $$3x - a x^2 > 0$$,即 $$x(3 - a x) > 0$$。由于 $$x \in (0, 1)$$,则 $$3 - a x > 0$$,即 $$a < \frac{3}{x}$$。因 $$x \in (0, 1)$$,故 $$a < 3$$。

其次,底数需满足 $$2a > 0$$ 且 $$2a \neq 1$$,即 $$a > 0$$ 且 $$a \neq \frac{1}{2}$$。

函数不单调,需内函数 $$g(x) = 3x - a x^2$$ 在 $$(0, 1)$$ 上不单调。$$g'(x) = 3 - 2a x$$,令 $$g'(x) = 0$$ 得 $$x = \frac{3}{2a}$$。要求该极值点在 $$(0, 1)$$ 内,即 $$0 < \frac{3}{2a} < 1$$,解得 $$a > \frac{3}{2}$$。

综上,$$a \in \left( \frac{3}{2}, 3 \right)$$,对应选项 C。

2. 函数 $$f(x) = \ln \frac{x-1}{x+1}$$,比较 $$a = f(4^{0.4})$$,$$b = f[(\sqrt{5})^3]$$,$$c = f(25^{0.2})$$。

计算各值:$$4^{0.4} = 2^{0.8} \approx 1.741$$,$$(\sqrt{5})^3 = 5^{1.5} \approx 11.180$$,$$25^{0.2} = 5^{0.4} \approx 1.904$$。

分析 $$f(x)$$ 性质:定义域 $$x > 1$$ 或 $$x < -1$$,此处 $$x > 1$$。$$f(x)$$ 在 $$(1, +\infty)$$ 上单调递减,因为 $$\frac{x-1}{x+1}$$ 随 $$x$$ 增大而趋近 1,对数函数递减。

比较自变量大小:$$4^{0.4} \approx 1.741$$,$$25^{0.2} \approx 1.904$$,$$(\sqrt{5})^3 \approx 11.180$$,故 $$4^{0.4} < 25^{0.2} < (\sqrt{5})^3$$。

因 $$f(x)$$ 递减,故 $$a > c > b$$,对应选项 B。

3. 函数 $$f(x) = \ln(-x^2 - 2x + 3)$$,求单调递增区间。

先求定义域:$$-x^2 - 2x + 3 > 0$$,即 $$x^2 + 2x - 3 < 0$$,解得 $$x \in (-3, 1)$$。

令 $$g(x) = -x^2 - 2x + 3$$,为开口向下的抛物线,顶点在 $$x = -1$$。$$g(x)$$ 在 $$(-\infty, -1)$$ 上递增,在 $$(-1, +\infty)$$ 上递减。

因外层对数函数递增,故 $$f(x)$$ 的单调性与 $$g(x)$$ 相同。在定义域 $$(-3, 1)$$ 内,$$g(x)$$ 在 $$(-3, -1)$$ 上递增,在 $$(-1, 1)$$ 上递减。

因此 $$f(x)$$ 的单调递增区间为 $$(-3, -1)$$,对应选项 B。

4. 函数 $$y = \log_{\frac{1}{2}} \left(2x - \frac{1}{3}\right)$$ 的单调性。

定义域:$$2x - \frac{1}{3} > 0$$,即 $$x > \frac{1}{6}$$。

底数 $$\frac{1}{2} \in (0, 1)$$,故对数函数本身单调递减。

内函数 $$u = 2x - \frac{1}{3}$$ 在 $$(\frac{1}{6}, +\infty)$$ 上单调递增。

因此复合函数 $$y = \log_{\frac{1}{2}} u$$ 在定义域上单调递减,对应选项 D。

5. 函数 $$f(x) = \log_2 \frac{1-x}{x-4}$$ 在定义域上的单调性。

定义域:$$\frac{1-x}{x-4} > 0$$,解得 $$x \in (1, 4)$$。

令 $$u = \frac{1-x}{x-4}$$,可化简为 $$u = -\frac{x-1}{x-4}$$。

分析 $$u$$ 的单调性:在 $$(1, 4)$$ 上,$$u$$ 随 $$x$$ 增大而减小(分子减小,分母增大),故 $$u$$ 单调递减。

外层对数函数 $$\log_2 u$$ 底数 2 > 1,故单调递增。

因此复合函数 $$f(x)$$ 在定义域上单调递减,对应选项 A。

7. 函数 $$f(x) = (\log_2 x)^2 + \log_4 (4x) + 1$$,求最小值。

化简:$$\log_4 (4x) = \frac{\log_2 (4x)}{\log_2 4} = \frac{2 + \log_2 x}{2} = 1 + \frac{1}{2} \log_2 x$$。

故 $$f(x) = (\log_2 x)^2 + \frac{1}{2} \log_2 x + 2$$。

令 $$t = \log_2 x$$,则 $$f(t) = t^2 + \frac{1}{2} t + 2$$,为开口向上的二次函数。

最小值在 $$t = -\frac{b}{2a} = -\frac{1/2}{2} = -\frac{1}{4}$$ 处取得。

代入得 $$f_{\min} = \left(-\frac{1}{4}\right)^2 + \frac{1}{2} \cdot \left(-\frac{1}{4}\right) + 2 = \frac{1}{16} - \frac{1}{8} + 2 = \frac{1}{16} - \frac{2}{16} + \frac{32}{16} = \frac{31}{16}$$。

对应选项 B。

8. 函数 $$f(x) = \log_{\frac{1}{3}} (x^2 + 2a - 1)$$ 值域为 $$\mathbb{R}$$。

值域为 $$\mathbb{R}$$ 要求真数 $$x^2 + 2a - 1$$ 能取遍所有正数。

由于 $$x^2 \geq 0$$,故需 $$2a - 1 \leq 0$$,即 $$a \leq \frac{1}{2}$$。

若 $$2a - 1 > 0$$,则真数最小值为正,无法取遍所有正数。

因此 $$a \in (-\infty, \frac{1}{2}]$$,对应选项 B。

10. 函数 $$f(x) = \log_a |x+1|$$ 在 $$(-1, 0)$$ 上有 $$f(x) > 0$$。

在 $$(-1, 0)$$ 上,$$|x+1| \in (0, 1)$$。

$$f(x) > 0$$ 即 $$\log_a |x+1| > 0$$。

由于 $$|x+1| < 1$$,故需底数 $$a \in (0, 1)$$ 才能使对数值为正。

分析 $$f(x)$$ 的单调性:令 $$u = |x+1|$$,在 $$(-\infty, -1)$$ 上,$$u = -x-1$$ 随 $$x$$ 减小而增大;在 $$(-1, +\infty)$$ 上,$$u = x+1$$ 随 $$x$$ 增大而增大。

因 $$a \in (0, 1)$$,$$\log_a u$$ 单调递减。

故在 $$(-\infty, -1)$$ 上,$$u$$ 随 $$x$$ 减小而增大,$$\log_a u$$ 随 $$x$$ 减小而减小,即 $$f(x)$$ 在 $$(-\infty, -1)$$ 上单调递减。

对应选项 D。

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