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- 2021-05-13 发布
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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, )+∞