格物学 第四章 指数函数与对数函数4.4 对数函数

对数(型)函数的值域-4.4 对数函数知识点回顾进阶自测题答案-甘肃省等高一数学必修,平均正确率48.0%

2025-09-24
对数(型)函数的值域-4.4 对数函数知识点回顾进阶自测题答案-甘肃省等高一数学必修,平均正确率48.0%
1、['指数(型)函数的值域', '对数(型)函数的值域']

正确率40.0%若函数$$y=a^{x} ( a > 0$$且$${{a}{≠}{1}{)}}$$在区间$$[ 0, \ 3 ]$$上的最大值和最小值的和为$$\frac{9} {8},$$则函数$${{y}{=}{{l}{o}{g}_{a}}{x}}$$在区间$$\left[ \frac{1} {4}, \ 2 \right]$$上的最小值是(

B

A.$${{−}{2}}$$

B.$${{−}{1}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{2}}$$

2、['对数型复合函数的应用', '对数(型)函数的定义域', '对数(型)函数的值域']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\operatorname{l o g}_{2} ( 2^{x}+m ),$$则满足函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的定义域和值域都是$${{R}}$$的实数$${{m}}$$构成的集合为(

A

A.$$\{m | m=0 \}$$

B.$$\{m | m \leqslant0 \}$$

C.$$\{m | m \geqslant0 \}$$

D.$$\{m | m=1 \}$$

3、['对数(型)函数的值域', '指数(型)函数的值域', '函数求值域']

正确率60.0%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=l o g_{2} \ ( \ 1+2^{-x} )$$,函数的值域是(

B

A.$$[ 0, \ 2 )$$

B.$$( \mathrm{\bf~ 0}, \mathrm{\bf~ \Lambda}+\infty)$$

C.$$( {\bf0}, ~ {\bf2} )$$

D.$$[ 0, \ \ +\infty)$$

4、['指数(型)函数的值域', '对数(型)函数的值域', '五个常见幂函数的图象与性质', '余弦(型)函数的定义域和值域']

正确率60.0%下列函数中,值域为$$( \mathrm{\bf~ 0}, \mathrm{\bf~ \Lambda}+\infty)$$的是(

A

A.$${{y}{=}{{2}^{x}}}$$

B.$$y=x^{\frac{1} {2}}$$

C.$${{y}{=}{{l}{n}}{x}}$$

D.$${{y}{=}{{c}{o}{s}}{x}}$$

5、['空间向量的正交分解', '空间向量运算的坐标表示', '对数(型)函数的值域']

正确率40.0%已知空间向量$$\overrightarrow{O A}=( 1, \ 0, \ 0 ), \ \overrightarrow{O B}=( 1, \ 1, \ 0 ), \ \overrightarrow{O C}=( 0, \ 0, \ 1 ),$$向量$$\overrightarrow{O P}=x \overrightarrow{O A}+y \overrightarrow{O B}+z \overrightarrow{O C},$$且$$4 x+2 y+z=4$$,则$$| \overrightarrow{O P} |$$不可能是(

A

A.$$\frac{1} {2}$$

B.$${{1}}$$

C.$$\begin{array} {l l} {\frac{3} {2}} \\ \end{array}$$

D.$${{4}}$$

6、['对数(型)函数的值域', '利用基本不等式求最值']

正确率40.0%已知$$y=\operatorname{l o g}_{2} ( x^{2}-2 x+1 7 )$$的值域为$$[ m,+\infty)$$,当正数$${{a}{,}{b}}$$满足$$\frac2 {3 a+b}+\frac1 {a+2 b}=m$$时,则$$7 a+4 b$$的最小值为(

A

A.$$\frac{9} {4}$$

B.$${{5}}$$

C.$$\frac{5+2 \sqrt{2}} {4}$$

D.$${{9}}$$

7、['对数(型)函数的定义域', '对数(型)函数的值域', '充分、必要条件的判定']

正确率60.0%设集合$$M=\{y | y=l n x \}, \, \, \, N=\{x | y=l n x \}$$,那么$$^\omega a \in M^{n}$$是$$^\omega a \in N^{n}$$的(

B

A.充分而不必要条件

B.必要而不充分条件

C.充分必要条件

D.既不充分也不必要条件

8、['函数的最大(小)值', '指数(型)函数的值域', '对数(型)函数的值域']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l l} {} & {2^{x}-3, x \leqslant2} \\ {} & {2+\operatorname{l o g}_{a} x, x > 2} \\ \end{array} \right. ( a > 0$$且$${{a}{≠}{1}{)}}$$的最大值为$${{1}}$$,则$${{a}}$$的取值范围(

C

A.$$( 0, \frac{1} {2} ]$$

B.$$( 0, 1 )$$

C.$$\left[ \frac{1} {2}, 1 \right)$$

D.$$( 1,+\infty)$$

9、['对数(型)函数过定点', '指数(型)函数过定点', '指数(型)函数的单调性', '对数(型)函数的定义域', '指数(型)函数的值域', '对数(型)函数的值域', '指数(型)函数的定义域', '对数(型)函数的单调性', '指数方程与指数不等式的解法', '函数零点个数的判定']

正确率60.0%方程$$( \frac{1} {3} )^{x}=| l o g_{3} x |$$的解的个数是(

C

A.$${{0}}$$个

B.$${{1}}$$个

C.$${{2}}$$个

D.$${{3}}$$个

10、['对数型复合函数的应用', '对数(型)函数的值域']

正确率40.0%函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=l o g_{3} \ ( \begin{matrix} {m x^{2}-2 x+1} \\ \end{matrix} )$$的值域为$${{R}}$$,则$${{m}}$$的取值范围是(

B

A.$$( {\bf0}, \mathrm{\bf~ 1} )$$

B.$$[ 0, \ 1 ]$$

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

D.$$( \mathrm{~-\infty, \ 1 ~} )$$

1. 已知函数 $$y=a^x (a>0, a\neq1)$$ 在区间 $$[0,3]$$ 上的最大值和最小值的和为 $$\frac{9}{8}$$。

当 $$a>1$$ 时,函数单调递增,最大值 $$=a^3$$,最小值 $$=a^0=1$$,所以 $$a^3+1=\frac{9}{8}$$,解得 $$a^3=\frac{1}{8}$$,$$a=\frac{1}{2}$$(不符合 $$a>1$$,舍去)。

当 $$0

所以 $$a=\frac{1}{2}$$,则 $$y=\log_a x=\log_{\frac{1}{2}} x$$ 在区间 $$\left[\frac{1}{4},2\right]$$ 上单调递减。

最小值在 $$x=2$$ 处取得:$$y=\log_{\frac{1}{2}} 2=-1$$。

答案:B

2. 函数 $$f(x)=\log_2 (2^x+m)$$ 的定义域和值域都是 $$R$$。

定义域为 $$R$$ 要求 $$2^x+m>0$$ 对所有 $$x\in R$$ 成立,即 $$m>-2^x$$ 恒成立,所以 $$m>0$$。

值域为 $$R$$ 要求 $$2^x+m$$ 能取遍所有正实数,即 $$m\leq 0$$(因为若 $$m>0$$,则 $$2^x+m>m>0$$,无法取到 $$(0,m)$$ 的值)。

同时满足定义域和值域为 $$R$$,则 $$m$$ 必须满足 $$m>0$$ 且 $$m\leq 0$$,所以 $$m=0$$。

验证:当 $$m=0$$,$$f(x)=\log_2 (2^x)=x$$,定义域和值域均为 $$R$$。

答案:A

3. 函数 $$f(x)=\log_2 (1+2^{-x})$$。

因为 $$2^{-x}>0$$,所以 $$1+2^{-x}>1$$,则 $$f(x)=\log_2 (1+2^{-x})>0$$。

当 $$x\to +\infty$$,$$2^{-x}\to 0$$,$$f(x)\to \log_2 1=0$$。

当 $$x\to -\infty$$,$$2^{-x}\to +\infty$$,$$f(x)\to +\infty$$。

所以值域为 $$(0,+\infty)$$。

答案:B

4. 值域为 $$(0,+\infty)$$ 的函数:

A. $$y=2^x$$,值域 $$(0,+\infty)$$,符合。

B. $$y=x^{\frac{1}{2}}$$,定义域 $$[0,+\infty)$$,值域 $$[0,+\infty)$$,包含 0,不符合。

C. $$y=\ln x$$,值域 $$(-\infty,+\infty)$$,不符合。

D. $$y=\cos x$$,值域 $$[-1,1]$$,不符合。

答案:A

5. 已知 $$\overrightarrow{OA}=(1,0,0)$$,$$\overrightarrow{OB}=(1,1,0)$$,$$\overrightarrow{OC}=(0,0,1)$$,$$\overrightarrow{OP}=x\overrightarrow{OA}+y\overrightarrow{OB}+z\overrightarrow{OC}$$,且 $$4x+2y+z=4$$。

计算:$$\overrightarrow{OP}=(x+y, y, z)$$,模长 $$|\overrightarrow{OP}|=\sqrt{(x+y)^2+y^2+z^2}$$。

由 $$4x+2y+z=4$$ 得 $$z=4-4x-2y$$。

代入模长平方:$$|\overrightarrow{OP}|^2=(x+y)^2+y^2+(4-4x-2y)^2$$。

令 $$u=x+y$$,$$v=y$$,则 $$x=u-v$$,代入约束:$$4(u-v)+2v+z=4$$,即 $$4u-2v+z=4$$,所以 $$z=4-4u+2v$$。

模长平方:$$|\overrightarrow{OP}|^2=u^2+v^2+(4-4u+2v)^2$$。

展开:$$u^2+v^2+16-32u+16v+16u^2-16uv+4v^2=17u^2+5v^2-16uv-32u+16v+16$$。

这是一个二次函数,最小值在梯度为零时取得。计算偏导:

对 $$u$$:$$34u-16v-32=0$$

对 $$v$$:$$10v-16u+16=0$$

解得 $$u=\frac{8}{7}$$,$$v=\frac{12}{7}$$,代入得最小模长平方为 $$\frac{16}{7}$$,最小模长 $$\frac{4}{\sqrt{7}}\approx 1.51$$。

检查选项:A. $$\frac{1}{2}=0.5$$ 小于最小值,不可能。

答案:A

6. 已知 $$y=\log_2 (x^2-2x+17)$$ 的值域为 $$[m,+\infty)$$。

因为 $$x^2-2x+17=(x-1)^2+16\geq 16$$,所以 $$y\geq \log_2 16=4$$,即 $$m=4$$。

所以 $$\frac{2}{3a+b}+\frac{1}{a+2b}=4$$,求 $$7a+4b$$ 的最小值。

令 $$u=3a+b$$,$$v=a+2b$$,解得 $$a=\frac{2u-v}{5}$$,$$b=\frac{3v-u}{5}$$。

则 $$7a+4b=\frac{7(2u-v)+4(3v-u)}{5}=\frac{14u-7v+12v-4u}{5}=\frac{10u+5v}{5}=2u+v$$。

约束为 $$\frac{2}{u}+\frac{1}{v}=4$$,即 $$\frac{2}{u}+\frac{1}{v}=4$$。

由柯西不等式:$$(2u+v)\left(\frac{2}{u}+\frac{1}{v}\right)\geq (\sqrt{4}+\sqrt{1})^2=9$$。

所以 $$2u+v\geq \frac{9}{4}$$。

等号成立当 $$\frac{2u}{\frac{2}{u}}=\frac{v}{\frac{1}{v}}$$,即 $$u^2=v^2$$,结合 $$\frac{2}{u}+\frac{1}{v}=4$$,得 $$u=v=1$$。

所以最小值为 $$\frac{9}{4}$$。

答案:A

7. 集合 $$M=\{y|y=\ln x\}$$,即 $$M=(-\infty,+\infty)$$(值域)。

集合 $$N=\{x|y=\ln x\}$$,即 $$N=(0,+\infty)$$(定义域)。

“$$a\in M$$”是“$$a\in N$$”的什么条件?

$$a\in M$$ 表示 $$a$$ 是实数,$$a\in N$$ 表示 $$a>0$$。

所以 $$a\in M$$ 不能推出 $$a\in N$$(例如 $$a=-1$$),反之 $$a\in N$$ 能推出 $$a\in M$$。

所以是必要不充分条件。

答案:B

8. 函数 $$f(x)=\begin{cases} 2^x-3, & x\leq 2 \\ 2+\log_a x, & x>2 \end{cases}$$ 的最大值为 1。

当 $$x\leq 2$$,$$f(x)=2^x-3$$ 单调递增,最大值在 $$x=2$$ 处:$$f(2)=2^2-3=1$$。

当 $$x>2$$,$$f(x)=2+\log_a x$$。

若 $$a>1$$,则 $$\log_a x$$ 递增,$$f(x)>2+\log_a 2>2>1$$,最大值超过 1,不符合。

若 $$0

要求最大值不超过 1,即 $$2+\log_a 2\leq 1$$,所以 $$\log_a 2\leq -1$$。

因为 $$0

所以 $$a\in \left[\frac{1}{2},1\right)$$。

答案:C

9. 方程 $$\left(\frac{1}{3}\right)^x=|\log_3 x|$$。

令 $$f(x)=\left(\frac{1}{3}\right)^x$$,$$g(x)=|\log_3 x|$$。

$$f(x)$$ 单调递减,值域 $$(0,+\infty)$$;$$g(x)$$ 在 $$(0,1]$$ 上递减,在 $$[1,+\infty)$$ 上递增,最小值 $$g(1)=0$$。

画图可知,在 $$(0,1)$$ 上,$$f(x)>0$$,$$g(x)=-\log_3 x>0$$,且 $$f(x)$$ 从 1 递减,$$g(x)$$ 从 $$+\infty$$ 递减,有一个交点。

在 $$(1,+\infty)$$ 上,$$f(x)>0$$,$$g(x)=\log_3 x>0$$,且 $$f(x)$$ 递减,$$g(x)$$ 递增,可能有一个交点。

验证:当 $$x=1$$,$$f(1)=\frac{1}{3}$$,$$g(1)=0$$,不相等。

当 $$x=3$$,$$f(3)=\frac{1}{27}$$,$$g(3)=1$$,$$f(3)

当 $$x=9$$,$$f(9)=\frac{1}{19683}$$,$$g(9)=2$$,$$f(9)

所以在 $$(1,+\infty)$$ 上,由于 $$f(x)$$ 很快趋于 0,而 $$g(x)$$ 趋于无穷,所以有一个交点。

总共有 2 个解。

答案:C

10. 函数 $$f(x)=\log_3 (mx^2-2x+1)$$ 的值域为 $$R$$。

要求真数 $$mx^2-2x+1$$ 能取遍所有正实数。

若 $$m=0$$,则真数为 $$-2x+1$$,是一次函数,能取遍所有实数,但需要为正,所以能取遍所有正实数(因为直线可以取到任意正数),符合。

若 $$m>0$$,则二次函数开口向上,要取遍所有正数,必须最小值小于等于 0(否则最小值大于 0 时,无法取到 0 到最小值之间的正数)。

最小值在 $$x=\frac{1}{m}$$ 处,值为 $$m\cdot \frac{1}{m^2}-2\cdot \frac{1}{m}+1=\frac{1}{m}-\frac{2}{m}+1=1-\frac{1}{m}$$。

要求 $$1-\frac{1}{m}\leq 0$$,即 $$m\leq 1$$。结合 $$m>0$$,得 $$0

若 $$m<0$$,则二次函数开口向下,值域有上界,无法取遍所有正数,不符合。

综上,$$m\in [0,1]$$。

答案:B

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