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 指数函数知识点回顾进阶选择题自测题解析-吉林省等高一数学必修,平均正确率46.0%

2025-09-24
指数(型)函数的单调性-4.2 指数函数知识点回顾进阶选择题自测题解析-吉林省等高一数学必修,平均正确率46.0%
1、['指数(型)函数的单调性', '函数奇、偶性的定义', '对数(型)函数的单调性', '函数单调性的判断']

正确率60.0%下列函数中,在其定义域上既是奇函数又是增函数的是(

B

A.$$y=\operatorname{l o g}_{2} | x |$$

B.$$y=x^{3}+x$$

C.$${{y}{=}{{3}^{x}}}$$

D.$$y=-\frac{1} {x}$$

2、['指数(型)函数的单调性', '指数(型)函数的值域', '常见函数的零点', '函数零点的概念']

正确率40.0%对于方程$$[ ( \frac{1} {2} )^{| x |}-\frac{1} {2} ]^{2}-| ( \frac{1} {2} )^{| x |}-\frac{1} {2} |-k=0$$的解,下列判断不正确的是$${{(}{)}}$$

C

A.$$k <-\frac{1} {4}$$时,无解

B.$${{k}{=}{0}}$$时,$${{2}}$$个解

C.$$- \frac1 4 \leqslant k < 0 \S$$时,$${{4}}$$个解

D.$${{k}{>}{0}}$$时,无解

3、['复合函数的单调性判定', '指数(型)函数的单调性', '二次函数的图象分析与判断']

正确率60.0%函数$$y=\textsub( \frac1 {1 0} ) \rq{}^{2 x-x^{2}}$$的单调递增区间为(

D

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

B.$$(-\infty, \ 2 ]$$

C.$$[ 2, ~+\infty)$$

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

4、['在给定区间上恒成立问题', '函数的最大(小)值', '指数(型)函数的单调性', '函数中的恒成立问题', '函数单调性的应用']

正确率40.0%函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ {x} \\ \end{matrix} \right)=x-\frac{1} {x}$$,若不等式$$t \cdot f \left( \begin{matrix} {2^{x}} \\ \end{matrix} \right) \geq2^{x}-1$$对$$x \in\langle\ 0, \ 1 ]$$恒成立,则$${{t}}$$的取值范围是(

A

A.$$[ \frac{2} {3}, ~ ~+\infty)$$

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

C.$$( ~-\infty, ~ \frac{2} {3} ]$$

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

5、['指数(型)函数的单调性', '对数(型)函数的单调性', '不等式比较大小']

正确率60.0%已知$$a=2^{1. 5}, b=3^{1. 6}, c=\operatorname{l o g}_{\frac{1} {2}} 3$$,则$$a, b, c$$的大小为(

A

A.$$b > a > c$$

B.$$a > c > b$$

C.$$b > c > a$$

D.$$a > b > c$$

6、['函数奇、偶性的证明', '复合函数的单调性判定', '指数(型)函数的单调性', '函数单调性的判断']

正确率40.0%下列函数是偶函数且在区间$$( \mathrm{\bf~ 0}, \mathrm{\bf~ \Lambda}+\infty)$$上是增函数的是(

D

A.$$y=\frac{5} {\sqrt{x^{2}+4}}$$

B.$$y=1 0^{| x-1} |$$

C.$${{y}{=}{{x}^{3}}}$$

D.$$y=( \frac{1} {2} )^{-x^{2}+1}$$

7、['函数的综合问题', '函数的最大(小)值', '指数(型)函数的单调性', '对数(型)函数的单调性']

正确率40.0%已知$${{a}{>}{0}}$$,函数$$f ( x )=e^{x-a}-\operatorname{l n} ( x+a )-1 ( x > 0 )$$的最小值为$${{0}}$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

C

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

B.$$[ \frac{1} {2}, 1 )$$

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

8、['指数(型)函数的单调性', '对数(型)函数的单调性', '函数的对称性', '幂指对综合比较大小', '函数单调性的应用']

正确率40.0%设函数$${{f}{(}{x}{)}}$$$$= \operatorname{l o g}_{2} ~ ( \ y^{2}-2 x+2 ) ~-~ ( \ y^{\vphantom{0}} )^{\ p-1},$$$$a=f \, ( \operatorname{l o g}_{0. 5} 3 ) \, \, \,,$$$$b=f ~ ( 0. 7^{1. 4} ) ~,$$$$c=f \ ( \ 3^{0. 7 5} \mathbf{\alpha} )$$,则$$a, ~ b, ~ c$$的大小关系是(

B

A.$$a < b < c$$

B.$$b < c < a$$

C.$$b < a < c$$

D.$$c < b < a$$

9、['指数型复合函数的应用', '指数(型)函数的单调性', '指数(型)函数的值域', '底数对指数函数图象的影响', '函数的对称性']

正确率40.0%某数学课外兴趣小组对函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=2^{\left| x-1 \right|}$$的图象与性质进行了探究,得到下列四条结论:
$${①}$$该函数的值域为$$( \mathrm{\bf~ 0}, \mathrm{\bf~ \Lambda}+\infty)$$;
$${②}$$该函数在区间$$[ 0, \ \ +\infty)$$上单调递增;
$${③}$$该函数的图象关于直线$${{x}{=}{1}}$$对称;
$${④}$$该函数的图象与直线$$y=-a^{2} \ ( \ a \in{\bf R} )$$不可能有交点.
则其中正确结论的个数为(

B

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

10、['指数(型)函数的单调性', '对数(型)函数的单调性', '函数单调性与奇偶性综合应用', '利用函数单调性比较大小']

正确率40.0%已知奇函数$${{f}{(}{x}{)}}$$在$${{R}}$$上是增函数.若$$a=-f ( \operatorname{l o g}_{2} \frac1 5 ), b=f ( \operatorname{l o g}_{2} 4. 2 ), c=f ( 2^{0. 9} )$$,则$$a, ~ b, ~ c$$的大小关系为$${{(}{)}}$$

C

A.$$f ( x )_{\mathrm{m i n}}=f ( \frac{3} {2} )=2 a^{2}-3 a+\frac{1 7} {4}$$

B.$$f ( x )=2 a^{2}$$

C.$$c < b < a$$

D.$$c < a < b$$

1、分析:奇函数需满足 $$f(-x)=-f(x)$$,增函数需导数大于0或单调递增。

A:$$y=\log_2 |x|$$,定义域为 $$x \neq 0$$,$$f(-x)=\log_2 |-x|=\log_2 |x|=f(x)$$ 为偶函数,排除。

B:$$y=x^3+x$$,$$f(-x)=(-x)^3+(-x)=-x^3-x=-(x^3+x)=-f(x)$$ 为奇函数。导数 $$y'=3x^2+1>0$$ 恒成立,为增函数,正确。

C:$$y=3^x$$ 为指数函数,非奇非偶,排除。

D:$$y=-\frac{1}{x}$$ 为奇函数,但在定义域 $$(-\infty,0) \cup (0,+\infty)$$ 上不连续,且在各区间内单调递增但整体不满足增函数定义,排除。

答案:B

2、令 $$t=(\frac{1}{2})^{|x|}-\frac{1}{2}$$,则方程化为 $$t^2-|t|-k=0$$。

分析 $$t$$ 的范围:$$(\frac{1}{2})^{|x|} \in (0,1]$$,故 $$t \in (-\frac{1}{2},\frac{1}{2}]$$。

当 $$t \geq 0$$ 时,方程化为 $$t^2-t-k=0$$,判别式 $$\Delta_1=1+4k$$;当 $$t<0$$ 时,方程化为 $$t^2+t-k=0$$,判别式 $$\Delta_2=1+4k$$。

A:若 $$k<-\frac{1}{4}$$,则 $$\Delta_1=\Delta_2<0$$,无实数 $$t$$,故无解,正确。

B:$$k=0$$ 时,方程化为 $$t^2-|t|=0$$,解得 $$t=0$$ 或 $$t=\pm 1$$。但 $$t \in (-\frac{1}{2},\frac{1}{2}]$$,故只有 $$t=0$$。代入 $$t=(\frac{1}{2})^{|x|}-\frac{1}{2}=0$$ 得 $$(\frac{1}{2})^{|x|}=\frac{1}{2}$$,即 $$|x|=1$$,有2个解,正确。

C:$$-\frac{1}{4} \leq k < 0$$ 时,$$\Delta_1=\Delta_2 \geq 0$$。分析 $$t$$ 的取值:需在 $$t \in (-\frac{1}{2},\frac{1}{2}]$$ 内且满足方程。当 $$k \in (-\frac{1}{4},0)$$ 时,$$t^2-t-k=0$$ 有一正根 $$t_1=\frac{1+\sqrt{1+4k}}{2} \in (0,\frac{1}{2})$$ 和负根(舍);$$t^2+t-k=0$$ 有一负根 $$t_2=\frac{-1+\sqrt{1+4k}}{2} \in (-\frac{1}{2},0)$$ 和正根(舍)。故 $$t$$ 有2个值,每个 $$t$$ 对应2个 $$x$$(因 $$|x|$$ 决定),共4个解,正确。

D:$$k>0$$ 时,$$t^2-t-k=0$$ 有一正一负根,正根 $$t_1=\frac{1+\sqrt{1+4k}}{2} > \frac{1}{2}$$ 超出范围,负根舍;$$t^2+t-k=0$$ 有一正一负根,负根 $$t_2=\frac{-1-\sqrt{1+4k}}{2} < -\frac{1}{2}$$ 超出范围,正根舍。故无解,正确。

问题问“不正确”,但选项均正确,需检查条件。C中“$$- \frac1 4 \leqslant k < 0 \S$$”的“$$\S$$”可能为笔误,应为“$$- \frac1 4 \leqslant k < 0$$”。当 $$k=-\frac{1}{4}$$ 时,$$\Delta=0$$,$$t=\frac{1}{2}$$(来自 $$t^2-t-k=0$$)和 $$t=-\frac{1}{2}$$(来自 $$t^2+t-k=0$$,但 $$t=-\frac{1}{2}$$ 不在定义域内,因 $$t \in (-\frac{1}{2},\frac{1}{2}]$$),故只有 $$t=\frac{1}{2}$$,对应 $$|x|=0$$,即1个解。因此C在 $$k=-\frac{1}{4}$$ 时不为4个解,错误。

答案:C

3、函数为 $$y=(\frac{1}{10})^{2x-x^2}$$,即 $$y=10^{-(2x-x^2)}=10^{x^2-2x}$$。底数10>1,故单调性由指数 $$u=x^2-2x$$ 决定。$$u$$ 为二次函数,开口向上,对称轴 $$x=1$$,在 $$(-\infty,1]$$ 上递减,在 $$[1,+\infty)$$ 上递增。但 $$y=10^u$$ 为增函数,故 $$y$$ 的单调区间与 $$u$$ 相同:递减区间为 $$(-\infty,1]$$,递增区间为 $$[1,+\infty)$$。

问题问“单调递增区间”,故为 $$[1,+\infty)$$。

答案:D

4、函数 $$f(x)=x-\frac{1}{x}$$,不等式为 $$t \cdot f(2^x) \geq 2^x-1$$ 对 $$x \in (0,1]$$ 恒成立。

代入 $$f(2^x)=2^x-\frac{1}{2^x}$$,不等式化为 $$t(2^x-\frac{1}{2^x}) \geq 2^x-1$$。

令 $$u=2^x$$,由 $$x \in (0,1]$$ 得 $$u \in (1,2]$$。不等式化为 $$t(u-\frac{1}{u}) \geq u-1$$。

当 $$u>1$$ 时,$$u-\frac{1}{u}>0$$,故 $$t \geq \frac{u-1}{u-\frac{1}{u}} = \frac{u-1}{\frac{u^2-1}{u}} = \frac{u(u-1)}{(u-1)(u+1)} = \frac{u}{u+1}$$。

需 $$t \geq \max_{u \in (1,2]} \frac{u}{u+1}$$。函数 $$g(u)=\frac{u}{u+1}$$ 在 $$(1,2]$$ 上递增,最大值为 $$g(2)=\frac{2}{3}$$。

故 $$t \geq \frac{2}{3}$$。

答案:A

5、比较 $$a=2^{1.5}=2^{3/2}=\sqrt{8} \approx 2.828$$,$$b=3^{1.6}=3^{8/5}=\sqrt[5]{3^8}=\sqrt[5]{6561} \approx 3.482$$(因 $$3^5=243$$,$$3.5^5\approx525>243$$,故更大),$$c=\log_{\frac{1}{2}} 3 = -\log_2 3 \approx -1.585$$。

故 $$b > a > c$$。

答案:A

6、A:$$y=\frac{5}{\sqrt{x^2+4}}$$,为偶函数,但在 $$(0,+\infty)$$ 上分母 $$\sqrt{x^2+4}$$ 随 $$x$$ 增大而增大,故 $$y$$ 递减,排除。

B:$$y=10^{|x-1|}$$,非偶函数(如 $$x=0$$ 和 $$x=2$$ 时值不同),排除。

C:$$y=x^3$$ 为奇函数,排除。

D:$$y=(\frac{1}{2})^{-x^2+1}=2^{x^2-1}$$,为偶函数,且底数2>1,指数 $$x^2-1$$ 在 $$(0,+\infty)$$ 上递增,故函数递增,正确。

答案:D

7、函数 $$f(x)=e^{x-a}-\ln(x+a)-1$$,$$x>0$$,$$a>0$$,最小值为0。

求导:$$f'(x)=e^{x-a}-\frac{1}{x+a}$$。令 $$f'(x)=0$$,得 $$e^{x-a}=\frac{1}{x+a}$$,即 $$(x+a)e^{x-a}=1$$。

令 $$t=x-a$$,则 $$x=t+a$$,方程化为 $$(t+2a)e^t=1$$。观察 $$t=0$$ 时,$$(0+2a)e^0=2a$$,需 $$2a=1$$ 即 $$a=\frac{1}{2}$$ 满足。

若 $$a=\frac{1}{2}$$,则 $$f'(x)=e^{x-\frac{1}{2}}-\frac{1}{x+\frac{1}{2}}$$,在 $$x=\frac{1}{2}$$ 时导数为0。$$f(\frac{1}{2})=e^{0}-\ln(1)-1=0$$,恰为最小值。

若 $$a>\frac{1}{2}$$,则 $$f'(0)=e^{-a}-\frac{1}{a}<0$$(因 $$a>\frac{1}{2}$$ 时 $$e^{-a}<\frac{1}{a}$$? 需验证:$$a=1$$ 时 $$e^{-1}\approx0.367<1$$,成立),且 $$f(x) \to +\infty$$ 当 $$x \to +\infty$$,故有最小值小于0?但题设最小值为0,故需 $$f(x) \geq 0$$。实际上,当 $$a>\frac{1}{2}$$ 时,最小值点可能小于0,不满足。

若 $$0

答案:C

8、函数 $$f(x)=\log_2(y^2-2x+2) - (y)^{p-1}$$ 表达式有误,疑似笔误。原题可能为 $$f(x)=\log_2(x^2-2x+2) - x^{p-1}$$?但参数 $$y,p$$ 未定义。假设为 $$f(x)=\log_2(x^2-2x+2)$$,则 $$f(x)=\log_2[(x-1)^2+1]$$,在 $$(-\infty,1]$$ 递减,在 $$[1,+\infty)$$ 递增。

比较 $$a=f(\log_{0.5} 3)=f(-\log_2 3) \approx f(-1.585)$$,$$b=f(0.7^{1.4}) \approx f(0.7^{1.4})$$($$0.7^{1.4}<1$$),$$c=f(3^{0.75}) \approx f(3^{0.75}>1$$)。

因 $$f(x)$$ 关于 $$x=1$$ 对称?实际上 $$(x-1)^2+1$$ 为偶函数式,故 $$f(x)$$ 在 $$|x-1|$$ 上单调:$$|x-1|$$ 越大,$$f(x)$$ 越大。

计算 $$|a-1|=|-\log_2 3 -1|=|\log_2 \frac{1}{3} -1|?$$ 更直接:$$|\log_{0.5} 3 -1|=|-\log_2 3 -1|=|\log_2 \frac{1}{3} -1|$$ 较大;$$|0.7^{1.4}-1| \approx 0.3$$ 较小;$$|3^{0.75}-1| \approx |2.28-1|=1.28$$ 中等。故 $$b$$ 最接近1,值最小;$$a$$ 最远,值最大;$$c$$ 中间。即 $$b < c < a$$。

答案:B

9、函数 $$f(x)=2^{|x-1|}$$。

① 值域:$$|x-1| \geq 0$$,故 $$2^{|x-1|} \geq 1$$,值域为 $$[1,+\infty)$$,不是 $$(0,+\infty)$$,错误。

② 在 $$[0,+\infty)$$ 上:当 $$x \in [0,1]$$ 时,$$|x-1|=1-x$$ 递减,故 $$f(x)$$ 递减;当 $$x \in [1,+\infty)$$ 时,$$|x-1|=x-1$$ 递增,故 $$f(x)$$ 递增。整体不单调,错误。

③ 对称性:$$f(1+t)=2^{|t|}=f(1-t)$$,故关于 $$x=1$$ 对称,正确。

④ 与直线 $$y=-a^2 \leq 0$$ 无交点,因 $$f(x) \geq 1 > 0$$,正确。

正确结论有③和④,共2个。

答案:B

10、奇函数 $$f(x)$$ 在 $$R$$ 上增函数。比较 $$a=-f(\log_2 \frac{1}{5})=-f(-\log_2 5)=f(\log_2 5)$$(因奇函数 $$-f(-t)=f(t)$$),$$b=f(\log_2 4.2)$$,$$c=f(2^{0.9})$$。

比较自变量:$$\log_2 5 \approx 2.322$$,$$\log_2 4.2 \approx 2.070$$,$$2^{0.9} \approx 1.866$$。因 $$f$$ 递增,故 $$c < b < a$$。

答案:C

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