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  • 2021-05-13 发布

2020-2021学年高考数学(理)考点:指数与指数函数

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2020-2021 学年高考数学(理)考点:指数与指数函数 1.分数指数幂 (1) =n am(a>0,m,n∈N*,且 n>1); = (a>0,m,n∈N*,且 n>1);0 的正分数指数幂 等于 0;0 的负分数指数幂没有意义. (2)有理数指数幂的运算性质:aras=ar+s,(ar)s=ars,(ab)r=arbr,其中 a>0,b>0,r,s∈Q. 2.指数函数的图象与性质 y=ax a>1 00 时,y>1; 当 x<0 时,00 时,01 性质 (6)在(-∞,+∞)上是增函数 (7)在(-∞,+∞)上是减函数 概念方法微思考 1.如图所示是指数函数(1)y=ax,(2)y=bx,(3)y=cx,(4)y=dx 的图象,则 a,b,c,d 与 1 之间的大 小关系为 c>d>1>a>b>0. 2.结合指数函数 y=a x(a>0,a≠1)的图象和性质说明 a x>1(a>0,a≠1)的解集是否与 a 的取值有 关. 提示 当 a>1 时,ax>1 的解集为{x|x>0};当 01 的解集为{x|x<0}. 1.(2015•四川)某食品保鲜时间 (单位:小时)与储藏温度 (单位: 满足函数关系 为自然对数的底数, , 为常数).若该食品在 的保鲜时间是 192 小时, m na -m na 1 m na y x C)° ( 2.718kx by e e+= = … k b 0 C° 在 的保鲜时间是 48 小时,则该食品在 的保鲜时间是    A.16 小时 B.20 小时 C.24 小时 D.28 小时 【答案】C 【解析】 为自然对数的底数, , 为常数). 当 时, , 当 时 , 当 时, 故选 . 2.(2016•全国)若函数 , 且 的最大值与最小值之和为 3,则    A.9 B.7 C.6 D.5 【答案】B 【解析】 函数 且 在 , 上单调, 当 时, ;当 时, .则 , 两边同时平方得: , . 故选 . 1.(2020•雨花区校级模拟)设 ,则与 最接近的整数 为    A.18 B.20 C.24 D.25 【答案】D 【解析】 22 C° 33 C° ( ) kx by e += ( 2.718e = … k b 0x = 192be = 22x = 22 48k be + = 22 48 1 192 4 ke∴ = = 11 1 2 ke = 192be = 33x = 33 11 3 31( ) ( ) ( ) 192 242 k b k be e e+ = = × = C ( [ 1xy a x= ∈ − 1])( 0a > 1)a ≠ 2 2 (a a−+ = )  ( 0xy a a= > 1)a ≠ [ 1− 1] ∴ 1x = − 1y a−= 1x = y a= 1 3a a− + = 2 22 9a a− + + = 2 2 7a a−∴ + = B 2 2 2 2 1 1 1 148( )3 4 4 4 5 4 100 4M = + + +…+− − − − M ( ) 2 2 2 2 1 1 1 148( )3 4 4 4 5 4 100 4M = + + +…+− − − − 1 1 148[ ](3 2)(3 2) (4 2)(4 2) (100 2)(100 2) = + +…+− + − + − + . 因为 . 故与 最接近的整数为 25. 故选 . 2.(2020•九江二模)已知 ,则下列结论正确的是    A. B. C. D. 【答案】B 【解析】对于选项 :由指数函数 为减函数,且 ,所以 ,故选项 错误; 对于选项 :由幂函数 在 上为增函数,且 ,所以 ,故选项 正确; 对于选项 :由指数函数 为减函数,且 ,所以 ,故选项 错误; 对于选项 :由幂函数 在 上为增函数,且 ,所以 ,故选项 错误; 故选 . 3.(2020•泉州一模)已知函数 , , , ,则 , , 的大小关系为    A. B. C. D. 【答案】B 【解析】函数 , 所以 是定义域 上的单调增函数, 又 , 1 1 1 148( )1 5 2 6 3 7 98 102 = + + +…+× × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 1 112[( ) ( ) ( ) ( ) ( )]1 5 2 6 3 7 97 101 98 102 = − + − + − +…+ − + − 1 1 1 1 1 1 112(1 )2 3 4 99 100 101 102 = + + + − − − − 1 1 1 125 12( )99 100 101 102 = − + + + 1 1 1 1 4 10 12( ) 1299 100 101 102 99 2 < + + + < × < M D 0 1a b< < < ( ) a bb b< b ba b< a ba a< a ab a< A (0 1)xy b b= < < a b< a bb b> A B (0 1)by x b= < < (0, )+∞ a b< b ba b< B C (0 1)xy a a= < < a b< a ba a> C D (0 1)ay x a= < < (0, )+∞ a b< a aa b< D B 1( ) 1 x x ef x e −= + 0.3(2 )a f= 0.3(0.2 )b f= 0.3(log 2)c f= a b c ( ) b a c< < c b a< < b c a< < c a b< < 1 2( ) 11 1 x x x ef x e e −= = −+ + ( )f x R 0.3 0.3 0.32 1 0.2 0 log 2> > > > 所以 , 所以 ,即 . 故选 . 4.(2020•永州三模)已知 , , ,则    A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 ,即 ,而 ,即 , , 故选 . 5.(2020•临汾模拟)若 , , , ,则    A. B. C. D. 【答案】A 【解析】当 时, , 且 是定义域 上的单调增函数, 所以 ,即 ; 又 , 所以 , 即 ; 所以 . 故选 . 6.(2020•涪城区校级模拟)若 , , ,则下列结论正确的是    A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 , , 又 , , 0.3 0.3 0.3(2 ) (0.2 ) (log 2)f f f> > a b c> > c b a< < B 0.30.4a = 0.30.3b = 0.40.3c = ( ) a c b> > a b c> > c a b> > b c a> > 0.3 0.40.3 0.3> 0b c> > 0.3 0.30.4 4( ) ( ) 10.3 3 a b = = > a b> a b c∴ > > B 0m n> > 2 m n a e + = 1 ( )2 m nb e e= + mnc e= ( ) b a c> > a c b> > c b a> > b c a> > 0m n> > 2 m nm n mn ++ > > xy e= R 2 m n mne e + > a c> 22 2 2 m n m n m n m ne e e e e e + ++ > = = 21 ( )2 m n m ne e e + + > b a> b a c> > A 0.60.5a = 0.50.6b = 0.52c = ( ) b c a> > c a b> > a b c> > c b a> > 0.6 0.5 0.5 00 0.5 0.5 0.6 0.6 1< < < < = 0 1a b∴ < < < 0.5 02 2 1> = 1c∴ > , 故选 . 7.(2020•市中区校级模拟)已知实数 , 满足 ,则    A. B. C. D. 【答案】B 【解析】由指数函数的单调性可得: ,则: , 与 的大小无法确定. 故选 . 8 .( 2020 • 平 谷 区 二 模 ) 如 图 , 点 为 坐 标 原 点 , 点 , 若 函 数 及 的图象与线段 分别交于点 , ,且 , 恰好是线段 的两个三等分 点,则 , 满足    A. B. C. D. 【答案】A 【解析】由图象可知,函数均为减函数,所以 , , 因为点 为坐标原点,点 , 所以直线 为 , 因为 经过点 ,则它的反函数 也经过点 , 又因为 的图象经过点 , 根据对数函数的图象和性质, , 故选 . c b a∴ > > D a b 1 1( ) ( ) 12 2 a b< < ( ) 1 1 a b > 2 2log loga b> a b< sin sina b> 0a b> > 2 2 1 1 ,log log ,a b a ba b < > > sin a sinb B O (1,1)A ( 0, 1)xy a a a= > ≠ log ( 0, 1)b x b b> ≠ OA M N M N OA a b ( ) 1a b< < 1b a< < 1b a> > 1a b> > 0 1a< < 0 1b< < O (1,1)A OA y x= xy a= M logay x= M log ( 0, 1)b x b b> ≠ N a b∴ < 1a b∴ < < A 9.(2020•东城区模拟)春天来了,某池塘中的荷花枝繁叶茂,已知每一天新长出荷叶覆盖水面面积 是前一天的 2 倍,若荷叶 20 天可以完全长满池塘水面,则当荷叶刚好覆盖水面面积一半时,荷 叶已生长了    A.10 天 B.15 天 C.19 天 D.2 天 【答案】C 【解析】设荷叶覆盖水面的初始面积为 ,则 天后荷叶覆盖水面的面积 , 根据题意,令 ,解得 , 故选 . 10.(2020•广西二模)函数 的图象为    A. B. C. D. 【答案】A 【解析】由于函数 是偶函数,图象关于 轴对称,故排除 、 . 再由 时,函数值 ,可得图象过点 ,故排除 , 从而得到应选 , 故选 . 11.(2020•山东模拟)已知集合 , , ,则    A. , B. C. D. , 【答案】B 【解析】 , , ( ) a x 2 ( )xy a x N+= ∈ 202( 2 ) 2xa a=  19x = C | | 22 ( )xy x x R= − ∈ ( ) | | 22 ( )xy x x R= − ∈ y B D 0x = 1y = (0,1) C A A { | 2 xA y y −= = 0}x < 1 2{ | }B x y x= = (A B = ) [1 )+∞ (1, )+∞ (0, )+∞ [0 )+∞ { | 2 xA y y −= = 0} { | 1}x y y< = > 1 2{ | } { | 0}B x y x x x= = =  (1, )A B∴ = +∞ 故选 . 12.(2019•镇海区校级模拟)若 ,则    A. B. C. D. 【答案】B 【解析】若 , , ,故 正确; 而当 , 时,检验可得, 、 、 都不正确, 故选 . 13.(2019•西湖区校级模拟)函数 的图象过定点    A. B. C. D. 【答案】C 【解析】对于函数 ,令 ,求得 , , 故函数的图象经过定点 , 故选 . 14.(2019•西湖区校级模拟)化简 得    A. B. C. D. 【答案】B 【解析】因为 有意义,所以 , 所以 , 所以 , 故选 . 15.(2019•西湖区校级模拟)函数 且 的图象恒过定点    A. B. C. D. 【答案】A 【解析】依题意,由 得, , B 2 2 1m n> > ( ) 1 1 m n > 1m nπ − > ( ) 0ln m n− > 1 1 2 2 log logm n> 02 2 1 2m n> > = 0m n∴ > > 0 1m nπ π−∴ > = B 1 2m = 1 4n = A C D B 1 2( 1)xy a a−= − > ( ) ( 1, 1)− − ( 1,1)− (1, 1)− (1,1) 1 2( 1)xy a a−= − > 1 0x − = 1x = 1y = − (1, 1)− C 1a a − ( ) a− a− − a− a 1 a − 0a < 2a a= − 2 21 1 1( )a a a aa a a − = − × − = − × − = − − B 1( ) 3 ( 0xf x a a+= − > 1)a ≠ ( ) ( 1,2)− (1,2) ( 1,1)− (0,2) 1 0x + = 1x = − 将 代入 得, , 所以函数 且 的图象恒过定点 , 故选 . 16.(2019•呼伦贝尔模拟)已知 ,则 , 不可能满足的关系是    A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 , , , , , , (6) , , 则有 , , , , , ,故 错误 故选 . 17.(2019•天津一模)已知函数 ,若 , (2), ,则 , , 的大小关系为    A. B. C. D. 【答案】B 【解析】根据题意,函数 ,则 在 上为减函数, 又由 , 1x = − 1( ) 3 xf x a += − 0( ) 3 2f x a= − = 1( ) 3 ( 0xf x a a+= − > 1)a ≠ ( 1.2)− A 2 3 6a b= = a b ( ) a b ab+ = 4a b+ > 2 2( 1) ( 1) 2a b− + − < 2 2 8a b+ > 2 3 6a b= = (2 ) 6a b b∴ = (3 ) 6b a a= 2 6ab b∴ = 3 6ba a= 2 3 6 6ab ba b a∴ =  ∴ 6ab a b+= ab a b∴ = + 2ab a b ab= +  a b≠ 2ab ab∴ > 4a b ab∴ + = > 2 2 2 2( 1) ( 1) 2( ) 2 2 2( ) 2 2a b a b a b ab a b∴ − + − = + − + + > − + + > 2 2 2 8a b ab+ > > C C 1( ) ( )2 xf x = 0.3(2 )a f= b f= 2(log 5)c f= a b c ( ) c b a> > a b c> > c a b> > b c a> > 1( ) ( )2 xf x = ( )f x R 0.3 1 22 2 2 log 5< < < 则 ; 故选 . 18.(2019•宜宾模拟)若函数 的图象恒过点 ,则    A.3 B.1 C. D. 【答案】C 【解析】 函数 的图象恒过点 , ,且 , 解得 , , , 故选 . 19.(2019•山东模拟)若 ,则有    A. B. C. D. 【答案】D 【解析】解法一:取特殊值排除; 当 , 时, ,成立,排除 , .当 , , 成立,排除 . 法二:构造函数利用单调性:令 ,则 是增函数, , (a) , 即 . 故选 . 20.(2019•西湖区校级模拟)函数 的图象恒过定点    A. B. C. D. 【答案】C 【解析】令 ,求得 , ,可得函数 的图象恒过定点 , 故选 . 21 .( 2019 • 西 湖 区 校 级 模 拟 ) 已 知 函 数 恒 过 定 点 , 则 函 数 a b c> > B ( ) 2 ( 0, 1)x mf x a n a a+= × − > ≠ ( 1,4)− (m n+ = ) 1− 2−  ( ) 2 ( 0, 1)x mf x a n a a+= × − > ≠ ( 1,4)− 1 0m∴ − = 12 4ma n− − = 1m = 2n = − 1m n∴ + = − C a b b ae eπ π− −+ + ( ) 0a b+  0a b−  0a b−  0a b+  0a = 1b = 11 1e π+ + A B 1a = 0b = 11 1e π+ + C ( ) x xf x e π −= − ( )f x a a b be eπ π− −− −  f∴ ( )f b− 0a b+  D 2( ) 3( 0, 1)xf x a a a−= − > ≠ ( ) (2, 3)− (3, 3)− (2, 2)− (3, 2)− 2 0x − = 2x = 2y = − 2( ) 3( 0, 1)xf x a a a−= − > ≠ (2, 2)− C 2( ) 1( 0, 1)xf x a a a−= + > ≠ ( , )M m n 不经过    A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 【答案】C 【解析】 恒过定点 , , , 为减函数,且过点 , 的函数图象不经过第三象限. 故选 . 22.(2019•西湖区校级模拟)函数 且 的图象恒过的定点是    A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 , 当 时, , 此时 , 即函数过定点 . 故选 . 23.(2019•道里区校级一模)函数 的图象恒过点 ,则下列函数中图象不经 过点 的是    A. B. C. D. 【答案】A 【解析】函数 的图象恒过点 , 即 ,可得 , 那么: . ( ) xg x n m= − ( ) 2( ) 1( 0, 1)xf x a a a−= + > ≠ (2,2) 2m n∴ = = ( ) 2 2xg x∴ = − ( )g x∴ (0,1) ( )g x∴ C 2 1( 0xy a a+= + > 1)a ≠ ( ) ( 2,0)− ( 1,0)− (0,1) ( 2,2)− 2 1xy a += + ∴ 2 0x + = 2x = − 1 1 2y = + = ( 2,2)− D 1( ) ( 0, 1)xf x a a a−= > ≠ A A ( ) 1y x= − | 2 |y x= − 2 1xy = − 2log (2 )y x= 1( ) ( 0, 1)xf x y a a a−= = > ≠ A 1 0x − = 1x = 1y = 恒过点 . 把 , 带入各选项, 经考查各选项,只有 没有经过 点. 故选 . 24.(2019•西湖区校级模拟)已知 ,则 值为    A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 , , . 故选 . 25.(2019•西湖区校级模拟)函数 在 , 上最大值与最小值的和为 3,则    A.2 B. C.4 D. 【答案】A 【解析】根据题意,由 的单调性, 可知其在 , 上是单调函数,即当 和 1 时,取得最值, 即 ,可得 , 则 , 即 , 故选 . 26.(2019•西湖区校级模拟)用分数指数幂的形式表示 为    A. B. C. D. ∴ (1,1)A 1x = 1y = A A A 1 3x x−+ = 3 3 2 2x x −+ ( ) 3 3 2 5 4 5 4 5− 1 3x x−+ = ∴ 1 1 1 1 22 2 2 2 1( ) 2 5x x x x x x − −+ = + = + + = ∴ 3 3 1 1 12 2 2 2( )( 1)x x x x x x − − −+ = + + − 5 (3 1)= × − 2 5= B xy a= [0 1] (a = ) 1 2 1 4 xy a= [0 1] 0x = 0 1 3a a+ = 0 1a = 1 2a = 2a = A a a−  ( ) 3 2a− 3 2( )a− − 2 3( )a− − 3 2a− 【答案】B 【解析】 有意义,可得 ,解得 . . 故选 . 27.(2019•西湖区校级模拟)当 且 时,函数 的图象一定经过点    A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 且 , 当 ,即 时, , 函数 且 的图象过定点 . 故选 . 28.(2019•西湖区校级模拟)函数 的图象必经过点    A. B. C. D. 【答案】D 【解析】由指数函数 的图象恒过 点 而要得到函数 , 的图象, 可将指数函数 的图象向右平移两个单位,再向上平移两个单位. 则 点平移后得到 点 故选 . 29.(2019•西湖区校级模拟)函数 的值域为    A. B. C. , D. , 【答案】A 【解析】令 单调递减  a− 0a−  0a ∴ 3 2( )a a a− = − − B 0a > 1a ≠ 1 3xy a −= + ( ) (4,1) (1,4) (1,3) ( 1,3)− 1 3( 0xy a a−= + > 1)a ≠ ∴ 1 0x − = 1x = 4y = ∴ 1 3( 0xy a a−= + > 1)a ≠ (1,4) B 2 2( 0, 1)xy a a a−= + > ≠ ( ) (0,1) (1,1) (2,2) (2,3) ( 0, 1)xy a a a= > ≠ (0,1) 2 2xy a −= + ( 0, 1)a a> ≠ ( 0, 1)xy a a a= > ≠ (0,1) (2,3) D 221( )2 x xy −= ( ) 1[ , )2 +∞ 1( , ]2 −∞ (0 1]2 (0 2] 2 2( ) 2 ( 1) 1 1t x x x x= − = − − +   1( )2 ty = 即 故选 . 30.(2019•西湖区校级模拟)设 且 ,则    A. B. C. (2) D. (2) 【答案】C 【解析】当 时, , , 当 时, , , 综上所述: (2) 故选 . 31.(2020•泸州模拟)设函数 的图象与 的图象关于直线 对称,且 , 则 __________. 【答案】3 【解析】因为函数 的图象与 的图象关于直线 对称,且 ; 故 在 的图象上, 故有: ; 故答案为:3. 32 .( 2020 • 江 苏 模 拟 ) 若 函 数 且 在 定 义 域 , 上 的 值 域 是 , ,则 的取值范围是__________. 【答案】 【解析】若函数 , 且 的定义域 , , 值域 , , 即有 , , 方程 有两个不等实根,即有 , ∴ 21 21 1( ) ( )2 2 x x−  1 2y A | |( ) ( 0xf x a a= > 1)a ≠ ( ) ( 1) (0)f a f− > ( 1) (0)f a f− < ( 1)f a f+ > ( 1)f a f+ < 1a > | 1| 2a + > | 1| 2aa a+∴ > 0 1a< < | 1| 2a + < | 1| 2aa a+∴ > ( 1)f a f+ > C ( )y f x= 2x ay += y x= − ( 4) 1f − = a = ( )y f x= 2x ay += y x= − ( 4) 1f − = ( 1,4)− 2x ay += 14 2 3a a− += ⇒ = ( ) ( 0xf x a a= > 1)a ≠ [m ]n 2[m 2 ](1 )n m n< < a 2 (1, )ee ( ) xf x a= ( 0a > 1)a ≠ [m ]n 2[m 2 ](1 )n m n< < 2ma m= 2na n= ∴ 2xa x= 2xlna lnx= ,有两个不等实根. 令 ,则 的导数 , 令 ,解得 , 当 时, , 单调递增, 当 时, , 单调递减, 即有 时取得最大值 , 可得 ,解得 , 即实数 的取值范围 . 33.(2020•黄冈模拟)已知 , ,则 的值是__________. 【答案】 【解析】 , , , , . 故答案为: . 34.(2020•龙凤区校级一模)函数 , 的图象恒过定点 ,则 点坐标为 __________. 【答案】 【解析】由于函数 经过定点 ,令 ,可得 ,求得 , 故函数 ,则它的图象恒过定点的坐标为 , 故答案为 35.(2020•陇南模拟)函数 的值域是__________. 【答案】 【解析】令 ,因为 单调递增, 2lnxlna x ∴ = 2( ) lnxg x x = ( )g x 2 2 2( ) lnxg x x −′ = ( ) 0g x′ = x e= ∴ 0 x e< < ( ) 0g x′ > ( )g x x e> ( ) 0g x′ < ( )g x x e= 2 e 20 lna e < < 2 1 ea e< < a 2 (1, )ee 2 3a = 9 8b = ab 3 2 2 3a = 9 8b = 2log 3a∴ = 9log 8b = 2 9 3 8 3log 3 log 8 2 9 2 lg lgab lg lg ∴ = = × = 3 2 1( ) 1xf x a += + ( 0, 1)a a> ≠ P P xy a= (0,1) 1 0x + = 1x = − ( 1) 2f − = 1( ) 1( 0, 1)xf x a a a+= + > ≠ ( 1,2)− ( 1,2)− ( ) 3 5xf x = + (5, )+∞ 3xt = 3xy = 所以则 , 函数 的值域是 故答案为: . 0t > ( ) 3 5xf x = + (5, )+∞ (5, )+∞