格物学 第四章 指数函数与对数函数4.2 指数函数

指数(型)函数的单调性-4.2 指数函数知识点教师选题进阶自测题答案-陕西省等高一数学必修,平均正确率50.0%

2025-07-23
指数(型)函数的单调性-4.2 指数函数知识点教师选题进阶自测题答案-陕西省等高一数学必修,平均正确率50.0%
1、['正弦定理及其应用', '或、且、非的综合应用', '指数(型)函数的单调性', '充分、必要条件的判定', '命题的真假性判断', '函数单调性的判断']

正确率40.0%设命题$${{p}}$$:函数$$f ( x )=2^{x}+2^{-x}$$在$${{R}}$$上单调递增,命题$${{q}}$$:在$${{△}{A}{B}{C}}$$中$${,{A}{>}{B}}$$是$$\operatorname{s i n} A > \operatorname{s i n} B$$的充要条件,则下列命题为真命题的是(

C

A.$${{p}}$$∧$${{q}}$$

B.$${{p}{∨}{¬}{q}}$$​

C.$${{¬}{p}{∧}{q}}$$

D.$$\neg p \wedge\neg q$$

2、['在给定区间上恒成立问题', '分段函数与方程、不等式问题', '指数(型)函数的单调性', '函数单调性与奇偶性综合应用', '二次函数的图象分析与判断']

正确率40.0%若函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l} {\frac{3 ( 1-2^{x} )} {2^{x}+1}, \ (-1 \leqslant x \leqslant1 )} \\ {-\frac{1} {4} ( x^{3}+3 x ), \ ( x <-1 \iint x > 1 )} \\ \end{array} \right.$$对任意的$$m \in[-3, ~ 2 ]$$,总有$$f \left( \mathrel{m} x-1 \right) ~+f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) ~ > 0$$恒成立,则$${{x}}$$的取值范围是(

A

A.$$(-\frac{1} {2}, ~ \frac{1} {3} )$$

B.$$( \ -1, \ 2 )$$

C.$$(-\frac{4} {3}, ~-\frac{1} {2} )$$

D.$$( \mathbf{\alpha}-2, \mathbf{\alpha} 3 )$$

3、['指数(型)函数的单调性', '对数(型)函数的单调性', '幂指对综合比较大小']

正确率60.0%设$$a \!=\! \operatorname{l o g}_{0. 2} 0. 4, \, \, \, b \!=\! \operatorname{l o g}_{1. 1} 0. 4, \, \, \, c \!=\! 1. 2^{0. 4}, \, \, \, d \!=\! 1. 1^{0. 4}$$,则(

B

A.$$a \! > \! b \! > \! d \! > \! c$$

B.$$c \! > \! d \! > \! a \! > \! b$$

C.$$d \! > \! c \! > \! a \! > \! b$$

D.$$c \! > \! a \! > \! d \! > \! b$$

4、['利用函数单调性求参数的取值范围', '分段函数与方程、不等式问题', '指数(型)函数的单调性', '分段函数的单调性']

正确率60.0%svg异常

D

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

B.$$( 0, 2 )$$

C.$$[ 1, 2 )$$

D.$$( 0, 1 ]$$

5、['指数(型)函数的单调性', '指数式的大小的比较', '一般幂函数的图象和性质']

正确率40.0%已知$$a=2^{\frac{4} {3}} \,, \, \, b=3^{\frac{2} {3}} \,, \, \, c=2 5^{\frac{1} {3}}$$,则$${{(}{)}}$$

A

A.$$b < a < c$$

B.$$a < b < c$$

C.$$b < c < a$$

D.$$c < a < b$$

6、['指数(型)函数的单调性', '利用函数单调性比较大小']

正确率60.0%若$${\frac{1} {2}} < \ ( {\frac{1} {2}} )^{\ a} < \ ( {\frac{1} {2}} )^{\ b} < 1 \ ( a, \ b \in R ) \enspace,$$则(

B

A.$$a^{a} < a^{b} < b^{a}$$

B.$$b^{a} < a^{a} < a^{b}$$

C.$$a^{b} < a^{a} < b^{a}$$

D.$$b^{a} < a^{b} < a^{a}$$

7、['指数(型)函数的单调性', '对数(型)函数的单调性', '利用函数单调性比较大小']

正确率60.0%已知$$a=\operatorname{l o g}_{2} 5. 1, \ b=2^{0. 8}, \ c=2^{-\operatorname{l o g}_{2} \frac{1} {3}}$$,则$$a, b, c$$的大小关系为(

D

A.$$c < b < a$$

B.$$b < c < a$$

C.$$a < b < c$$

D.$$b < a < c$$

8、['指数(型)函数的单调性', '利用函数单调性比较大小']

正确率60.0%已知函数$$f \left( x \right)=x \left( \mathrm{e}^{x}-\mathrm{e}^{-x} \right)$$,若$$a=f \left( \frac{\operatorname{l n} 2} {2} \right), \; \, b=f \left(-\frac{\operatorname{l n} 3} {3} \right), \; \, c=f \left(-\frac{\operatorname{l n} 5} {5} \right)$$,则$$a, ~ b, ~ c$$的大小关系是(

C

A.$$c < b < a$$

B.$$a < c < b$$

C.$$c < a < b$$

D.$$b < c < a$$

9、['分段函数与方程、不等式问题', '指数(型)函数的单调性', '对数(型)函数的单调性', '分段函数求值']

正确率40.0%已知函数且$${{a}{≠}{1}{)}}$$的最大值为$${{1}}$$,则$${{a}}$$的取值范围是(

A

A.$$\frac1 2 \leqslant a < 1$$

B.$$( 0, 1 )$$

C.$$\left( 0, \frac{1} {2} \right]$$

D.$${{(}{1}{{,}{+}{∞}}{)}}$$

10、['指数(型)函数的单调性', '对数(型)函数的单调性', '利用函数单调性比较大小']

正确率40.0%若$$x \in\textsubscript{(} \frac{1} {e}, \textsuperscript{1} \AA$$,设$$a=l n x, \, \, b=2^{l n \frac{1} {x}}, \, \, \, c=e^{l n x}$$,则$$a, ~ b, ~ c$$的大小关系为(

D

A.$$c > b > a$$

B.$$b > a > c$$

C.$$a > b > c$$

D.$$b > c > a$$

1. 解析:

命题$$p$$:函数$$f(x) = 2^x + 2^{-x}$$在$$R$$上的单调性分析:

求导得$$f'(x) = \ln 2 \cdot 2^x - \ln 2 \cdot 2^{-x} = \ln 2 (2^x - 2^{-x})$$。

当$$x > 0$$时,$$2^x > 2^{-x}$$,故$$f'(x) > 0$$;当$$x < 0$$时,$$2^x < 2^{-x}$$,故$$f'(x) < 0$$。

因此,$$f(x)$$在$$(-\infty, 0)$$单调递减,在$$(0, +\infty)$$单调递增,命题$$p$$为假。

命题$$q$$:在$$△ABC$$中,$$A > B$$与$$\sin A > \sin B$$的关系:

由于正弦函数在$$(0, \pi)$$上单调递增,故$$A > B$$等价于$$\sin A > \sin B$$,命题$$q$$为真。

综上,选项$$C$$($$\neg p \wedge q$$)为真。

答案:$$C$$

2. 解析:

函数$$f(x)$$的定义域分为两部分:

对于$$-1 \leq x \leq 1$$,$$f(x) = \frac{3(1 - 2^x)}{2^x + 1}$$,可以化简为$$f(x) = 3 \cdot \frac{1 - 2^x}{1 + 2^x}$$。

令$$t = 2^x$$,则$$f(x) = 3 \cdot \frac{1 - t}{1 + t}$$,分析其单调性:

$$f(x)$$在$$[-1, 1]$$上单调递减,且为奇函数。

对于$$x < -1$$或$$x > 1$$,$$f(x) = -\frac{1}{4}(x^3 + 3x)$$,求导得$$f'(x) = -\frac{1}{4}(3x^2 + 3) < 0$$,故单调递减。

综上,$$f(x)$$在定义域上单调递减且为奇函数。

不等式$$f(mx - 1) + f(x) > 0$$可化为$$f(mx - 1) > -f(x) = f(-x)$$。

由于$$f(x)$$单调递减,故$$mx - 1 < -x$$,即$$mx + x < 1$$,$$x(m + 1) < 1$$。

对任意$$m \in [-3, 2]$$,需满足$$x(m + 1) < 1$$恒成立。

当$$m = -1$$时,不等式恒成立;

当$$m > -1$$时,$$x < \frac{1}{m + 1}$$,取$$m = 2$$得$$x < \frac{1}{3}$$;

当$$m < -1$$时,$$x > \frac{1}{m + 1}$$,取$$m = -3$$得$$x > -\frac{1}{2}$$。

综上,$$x \in \left(-\frac{1}{2}, \frac{1}{3}\right)$$。

答案:$$A$$

3. 解析:

计算各值:

$$a = \log_{0.2} 0.4$$,由于$$0.2 < 1$$,对数函数递减,且$$0.2 < 0.4 < 1$$,故$$a \in (0, 1)$$。

$$b = \log_{1.1} 0.4$$,由于$$1.1 > 1$$,对数函数递增,且$$0.4 < 1$$,故$$b < 0$$。

$$c = 1.2^{0.4}$$,$$1.2 > 1$$,指数函数递增,故$$c > 1$$。

$$d = 1.1^{0.4}$$,$$1.1 > 1$$,指数函数递增,故$$d \in (1, 1.1^{0.5}) \approx (1, 1.0488)$$。

比较大小:$$c > d > a > b$$。

答案:$$B$$

5. 解析:

比较$$a = 2^{\frac{4}{3}}$$,$$b = 3^{\frac{2}{3}}$$,$$c = 25^{\frac{1}{3}}$$:

将指数统一为$$\frac{2}{3}$$:

$$a = 2^{\frac{4}{3}} = (2^2)^{\frac{2}{3}} = 4^{\frac{2}{3}}$$;

$$b = 3^{\frac{2}{3}}$$;

$$c = 25^{\frac{1}{3}} = (5^2)^{\frac{1}{3}} = 5^{\frac{2}{3}}$$。

比较底数:$$5 > 4 > 3$$,故$$c > a > b$$。

答案:$$B$$

6. 解析:

不等式$$\frac{1}{2} < \left(\frac{1}{2}\right)^a < \left(\frac{1}{2}\right)^b < 1$$:

由于$$\frac{1}{2} < 1$$,指数函数递减,故$$0 < b < a < 1$$。

比较$$a^a$$,$$a^b$$,$$b^a$$:

由于$$0 < b < a < 1$$,$$a^a < a^b$$(因为指数减小,函数值增大);

$$a^b$$与$$b^a$$比较:取对数得$$b \ln a$$与$$a \ln b$$。

设$$f(x) = \frac{\ln x}{x}$$,求导得$$f'(x) = \frac{1 - \ln x}{x^2}$$,在$$(0, e)$$上递增,故$$f(a) > f(b)$$,即$$\frac{\ln a}{a} > \frac{\ln b}{b}$$,从而$$b \ln a > a \ln b$$,即$$a^b > b^a$$。

综上,$$b^a < a^a < a^b$$。

答案:$$C$$

7. 解析:

计算各值:

$$a = \log_2 5.1$$,$$2^2 = 4$$,$$2^3 = 8$$,故$$a \in (2, 3)$$;

$$b = 2^{0.8}$$,$$2^1 = 2$$,故$$b \in (1, 2)$$;

$$c = 2^{-\log_2 \frac{1}{3}} = 2^{\log_2 3} = 3$$。

比较得$$b < a < c$$。

答案:$$D$$

8. 解析:

函数$$f(x) = x(e^x - e^{-x})$$为奇函数,且在$$x > 0$$时单调递增。

计算各值:

$$a = f\left(\frac{\ln 2}{2}\right)$$;

$$b = f\left(-\frac{\ln 3}{3}\right) = -f\left(\frac{\ln 3}{3}\right)$$;

$$c = f\left(-\frac{\ln 5}{5}\right) = -f\left(\frac{\ln 5}{5}\right)$$。

比较$$\frac{\ln 2}{2}$$,$$\frac{\ln 3}{3}$$,$$\frac{\ln 5}{5}$$:

设$$g(x) = \frac{\ln x}{x}$$,求导得$$g'(x) = \frac{1 - \ln x}{x^2}$$,在$$(0, e)$$上递增,在$$(e, +\infty)$$上递减。

由于$$2, 3, 5 > e$$,故$$g(5) < g(3) < g(2)$$,即$$\frac{\ln 5}{5} < \frac{\ln 3}{3} < \frac{\ln 2}{2}$$。

由于$$f(x)$$在$$x > 0$$时递增,故$$f\left(\frac{\ln 5}{5}\right) < f\left(\frac{\ln 3}{3}\right) < f\left(\frac{\ln 2}{2}\right)$$,从而$$c < b < a$$。

答案:$$A$$

9. 解析:

函数$$f(x) = \log_a (x^2 - 2x + 2)$$的最大值为$$1$$:

设$$u = x^2 - 2x + 2 = (x - 1)^2 + 1 \geq 1$$。

若$$a > 1$$,$$f(x)$$在$$u$$取最小值时取得最小值,无最大值,矛盾;

若$$0 < a < 1$$,$$f(x)$$在$$u$$取最小值时取得最大值,即$$\log_a 1 = 0$$,不符合;

需$$u$$在某个点取到最大值,且$$\log_a u_{\text{max}} = 1$$,即$$u_{\text{max}} = a$$。

由于$$u$$无上界,故需限制定义域,使$$u$$有最大值。

若$$u$$在定义域内最大值为$$a$$,则$$a \geq 1$$,但$$a > 1$$时无最大值,故矛盾。

题目可能为$$f(x) = \log_a (x^2 - 2x + 2)$$在某个区间内最大值为$$1$$,此时需$$a \in \left[\frac{1}{2}, 1\right)$$。

答案:$$A$$

10. 解析:

设$$x \in \left(\frac{1}{e}, 1\right)$$,则$$a = \ln x \in (-1, 0)$$;

$$b = 2^{\ln \frac{1}{x}} = 2^{-\ln x}$$,由于$$-\ln x \in (0, 1)$$,故$$b \in (1, 2)$$;

$$c = e^{\ln x} = x \in \left(\frac{1}{e}, 1\right)$$。

比较得$$b > c > a$$。

答案:$$D$$

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