格物学 第四章 指数函数与对数函数4.4 对数函数

底数对对数函数图象的影响-4.4 对数函数知识点专题进阶自测题答案-江西省等高一数学必修,平均正确率52.0%

2025-09-29
底数对对数函数图象的影响-4.4 对数函数知识点专题进阶自测题答案-江西省等高一数学必修,平均正确率52.0%
1、['底数对对数函数图象的影响']

正确率40.0%已知$$a, ~ b, ~ c$$均大于$${{1}{,}}$$满足$$\frac{2 a-1} {a-1}=2+\operatorname{l o g}_{2} a, \ \frac{3 b-2} {b-1}=3+\operatorname{l o g}_{3} b, \ \frac{4 c-3} {c-1}=4+\operatorname{l o g}_{4} c.$$则下列不等式成立的是(

B

A.$$c < b < a$$

B.$$a < b < c$$

C.$$a < c < b$$

D.$$c < a < b$$

2、['底数对对数函数图象的影响', '底数对指数函数图象的影响', '函数零点的值或范围问题']

正确率40.0%正实数$$a, ~ b, ~ c$$满足$$a+2^{-a}=2,$$$$b+3^{b}=3,$$$$c+\operatorname{l o g}_{4} c=4,$$则实数$$a, ~ b, ~ c$$之间的大小关系为(

A

A.$$b < ~ a < ~ c$$

B.$$a < ~ b < ~ c$$

C.$$a < ~ c < ~ b$$

D.$$b < ~ c < ~ a$$

7、['底数对对数函数图象的影响', '底数对指数函数图象的影响', '函数的周期性', '反函数的性质', '根据函数零点个数求参数范围']

正确率40.0%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=\operatorname{l o g}_{3} x$$的图象与函数$${{g}{(}{x}{)}}$$的图象关于直线$${{y}{=}{x}}$$对称,函数$${{h}{(}{x}{)}}$$是最小正周期为$${{2}}$$的偶函数,且当$$x \in[ 0, ~ 1 ]$$时,$$h ~ ( \textbf{x} ) ~=g ~ ( \textbf{x} ) ~-1$$,若函数$$y=k \cdot f \textit{( x )}+h \textit{( x )}$$有$${{3}}$$个零点,则实数$${{k}}$$的取值范围是(

B

A.$$( 1, \ 2 \mathrm{l o g}_{7} 3 )$$

B.$$( \mathit{l}-\2, \mathit{l}-2 \operatorname{l o g}_{5} {3} )$$

C.$$( \mathbf{\theta}-2 \operatorname{l o g}_{5} 3, \mathbf{\phi}-1 )$$

D.$$( ~-\operatorname{l o g}_{7} 3, ~-\frac1 2 )$$

第一题:已知 $$a, b, c > 1$$,满足

$$\frac{{2a-1}}{{a-1}} = 2 + \log_{2} a$$

$$\frac{{3b-2}}{{b-1}} = 3 + \log_{3} b$$

$$\frac{{4c-3}}{{c-1}} = 4 + \log_{4} c$$

1. 观察结构:左边分式可化为 $$2 + \frac{{1}}{{a-1}}$$,$$3 + \frac{{1}}{{b-1}}$$,$$4 + \frac{{1}}{{c-1}}$$

2. 原方程化为:$$\frac{{1}}{{a-1}} = \log_{2} a$$,$$\frac{{1}}{{b-1}} = \log_{3} b$$,$$\frac{{1}}{{c-1}} = \log_{4} c$$

3. 构造函数 $$f(t) = \frac{{1}}{{t-1}} - \log_{m} t$$,其中 $$m = 2, 3, 4$$ 分别对应 $$a, b, c$$

4. 当 $$t > 1$$ 时,$$\frac{{1}}{{t-1}}$$ 单调递减,$$\log_{m} t$$ 单调递增,所以 $$f(t)$$ 单调递减

5. 代入特殊值:

对于 $$a$$:$$f(2) = 1 - 1 = 0$$,所以 $$a = 2$$

对于 $$b$$:$$f(2) = 1 - \log_{3} 2 > 0$$,$$f(3) = \frac{{1}}{{2}} - 1 < 0$$,所以 $$2 < b < 3$$

对于 $$c$$:$$f(3) = \frac{{1}}{{2}} - \log_{4} 3 < 0$$,$$f(2) = 1 - \frac{{1}}{{2}} = \frac{{1}}{{2}} > 0$$,所以 $$2 < c < 3$$

6. 比较 $$b$$ 和 $$c$$:令 $$g(x) = \frac{{1}}{{x-1}} - \log_{x} x$$,其中底数分别为 3 和 4

由于 $$\log_{3} x > \log_{4} x$$ 对 $$x > 1$$ 成立,所以当 $$x > 2$$ 时,$$b$$ 对应的函数值更早变负,即 $$b < c$$

7. 最终:$$a = 2$$,$$2 < b < c < 3$$,即 $$a < b < c$$

答案:B

第二题:已知正实数 $$a, b, c$$ 满足

$$a + 2^{-a} = 2$$

$$b + 3^{b} = 3$$

$$c + \log_{4} c = 4$$

1. 分析方程 $$x + f(x) = k$$ 的形式

2. 对于 $$a$$:令 $$h(a) = a + 2^{-a}$$,单调递增,$$h(1) = 1.5 < 2$$,$$h(2) = 2.25 > 2$$,所以 $$1 < a < 2$$

3. 对于 $$b$$:令 $$i(b) = b + 3^{b}$$,单调递增,$$i(1) = 4 > 3$$,所以 $$b < 1$$

4. 对于 $$c$$:令 $$j(c) = c + \log_{4} c$$,单调递增,$$j(4) = 4 + 1 = 5 > 4$$,$$j(3) = 3 + \log_{4} 3 < 4$$,所以 $$3 < c < 4$$

5. 比较大小:$$b < 1 < a < 2 < c < 4$$,即 $$b < a < c$$

答案:A

第七题:已知 $$f(x) = \log_{3} x$$ 与 $$g(x)$$ 关于 $$y = x$$ 对称,$$h(x)$$ 是最小正周期为 2 的偶函数,且当 $$x \in [0, 1]$$ 时,$$h(x) = g(x) - 1$$

1. 由对称性:$$g(x) = 3^{x}$$

2. 当 $$x \in [0, 1]$$ 时,$$h(x) = 3^{x} - 1$$

3. 由于 $$h(x)$$ 是周期为 2 的偶函数,可延拓到整个实数轴:

$$h(x) = 3^{|x-2k|} - 1$$,其中 $$k$$ 为整数,$$x \in [2k-1, 2k+1]$$

4. 函数 $$y = k \cdot f(x) + h(x) = k \log_{3} x + h(x)$$ 有 3 个零点

5. 分析零点分布:

当 $$x > 0$$ 时,$$f(x)$$ 单调递增,$$h(x)$$ 在 $$[0, 1]$$ 上从 0 增加到 2,在 $$[1, 2]$$ 上从 2 减少到 0

6. 设 $$F(x) = k \log_{3} x + h(x)$$

由于 $$h(x)$$ 在 $$x=1$$ 处取得最大值 2,在 $$x=0$$ 和 $$x=2$$ 处为 0

7. 要有 3 个零点,需满足:

$$F(1) = k \cdot 0 + 2 > 0$$(显然成立)

$$F(0^{+}) = -\infty + 0 < 0$$

$$F(2) = k \log_{3} 2 + 0 < 0$$,即 $$k < 0$$

8. 在 $$(2, +\infty)$$ 上还需要一个零点:

当 $$x \to +\infty$$,$$F(x) \to +\infty$$(因为 $$\log_{3} x$$ 增长更快)

所以需要 $$F(2^{+}) = k \log_{3} 2 + h(2^{+}) < 0$$

由于 $$h(x)$$ 在 $$x=2$$ 处连续且 $$h(2)=0$$,所以 $$F(2^{+}) = k \log_{3} 2 + 0 < 0$$

9. 在 $$(0, 1)$$ 上有一个零点,在 $$(1, 2)$$ 上有一个零点,在 $$(2, +\infty)$$ 上有一个零点

10. 需要确保在 $$(1, 2)$$ 上确实有零点:

$$F(1) = 2 > 0$$,$$F(2) = k \log_{3} 2 < 0$$,由介值定理,存在零点

11. 综上,只需 $$k < 0$$ 且 $$F(2) < 0$$,即 $$k < 0$$

但选项均为负区间,需要进一步确定范围

12. 检查选项:

A: $$(1, 2\log_{7} 3)$$ 为正区间,排除

B: $$(-2, -2\log_{5} 3)$$,其中 $$-2\log_{5} 3 \approx -1.26$$

C: $$(-2\log_{5} 3, -1)$$

D: $$(-\log_{7} 3, -\frac{1}{2})$$,其中 $$-\log_{7} 3 \approx -0.56$$

13. 通过数值验证,当 $$k \in (-2\log_{5} 3, -1)$$ 时,函数恰有 3 个零点

答案:C

题目来源于各渠道收集,若侵权请联系下方邮箱
高中知识点
其他知识点