1、3.3.2 指数函数的图像和性质一、单选题(本大题共3小题,共15分。)1. 函数的值域为()A. B. C. D. 2. 函数且,的图象可能为()A. B. C. D. 3. 函数且的图象不可能是()A. B. C. D. 二、多选题(本大题共2小题,共10.0分。在每小题有多项符合题目要求)4. 下列结论中,正确的是()A. 函数是指数函数B. 函数的单调增区间是C. 若,则D. 函数的图像必过定点5. 函数且的图象可能是()A. B. C. D. 三、填空题(本大题共4小题,共20.0分)6. 若指数函数的图象经过点,则_;不等式的解集是_.7. 若函数且满足对任意的实数都有成立,则实数
2、a的取值范围是_,且函数恒过定点_.8. 已知恒过定点且A在直线上,其中,则的最小值为_.9. 已知,若同时满足条件:,或; ,则m的取值范围是_四、解答题(本大题共9小题,共108.0分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)10. 本小题分已知函数且的图象经过点比较与的大小;求函数的值域11. 本小题分洛阳一高高一期末已知函数,且,求a,b的值;若,求的值域12. 本小题分已知指数函数的图象经过点,求的解析式;当时,求的值域13. 本小题分已知指数函数满足:,定义域为R的函数是奇函数确定和的解析式;判断函数的单调性,并用定义证明;若对于任意,都有成立,求x的取值范围14. 本小题分已知函
3、数的图象经过点,其中且求a的值;求函数的值域.15. 本小题分定义在上的奇函数,已知当时,求在上的解析式;若时,不等式恒成立,求实数m的取值范围16. 本小题分求函数的定义域和值域.17. 本小题分已知函数且是定义在R上的奇函数求a的值;求函数的值域;存在,使得成立,求实数m的取值范围18. 本小题分已知函数是定义在R上的奇函数,其中为指数函数,且的图象过定点求函数的解析式;若关于x的方程有解,求实数b的取值范围;若对任意的,不等式恒成立,求实数k的取值范围答案和解析1.【答案】A【解析】【分析】本题主要考查了复合函数的值域,属于中档题.先分解函数,再配方求出二次函数的值域,最后根据指数函数的
4、单调性即可求出值域.【解答】解:设,则,因为为减函数,所以,即函数的值域为故选2.【答案】C【解析】【分析】本题考查指数函数的图象及其性质,解题的关键是掌握指数函数的单调性,属于中档题.利用函数性质对图象进行分析,选用排除法逐项排除即可.【解答】解:设因为,所以函数为偶函数,排除由函数,且,可排除B,当时,选项C符合,当时,函数图像在上单调递增,但图像应该是下凸,D不满足题意,故选3.【答案】D【解析】【分析】本题考查指数函数的图象和性质,涉及二次函数的性质.令,则,再分和得出的范围,结合图象可得.【解答】解:令,则,在A,B中,由指数函数的性质知,则,因此A,B可能;在C,D中,由指数函数的
5、性质知,则因此C可能,D不可能.故选4.【答案】BD【解析】【分析】本题主要考查指数函数及其性质,复合函数单调性,考查推理能力.利用指数的定义判断A选项;利用复合函数单调性,判断B选项;利用指数函数单调性,判断C选项;利用指数函数过定点,令,得,得到函数的定点,判断D选项.【解答】解:利用指数函数的定义知道,函数的系数不为1,所以不是指数函数,所以A错误;设,所以函数在单调递减,因为为减函数,利用复合函数单调性得函数的单调增区间是所以B正确.当时,为单调递减函数,所以时,则,所以C错误;令,所以,所以,所以图像必过定点,所以D正确.故选5.【答案】BC【解析】【分析】本题考查指数函数的图象及函
6、数的图象与变换,熟练掌握指数函数的图象与性质,以及函数图象的变换法则是解题的关键,考查学生的数形结合思想、逻辑推理能力.根据指数函数的图象与性质,分和两种情况,再结合函数图象的变换法则进行讨论即可【解答】解:若,则单调递减,保留y轴右侧的图象不变,将右侧的翻折至左侧,可得到的图象,再向左平移a的单位,可得到,符合选项C;若,则单调递增,保留y轴右侧的图象不变,将右侧的翻折至左侧,可得到的图象,再向左平移a的单位,可得到,符合选项故选6.【答案】 【解析】【分析】先求出函数的解析式,从而可得的值,然后利用指数函数的单调性转化原不等式为一次不等式即可求解.本题主要考查指数函数的解析式,考查指数函数
7、单调性的应用,属于基础题.【解答】解:设,因为的图象经过点,所以,所以,则,等价于,由函数是R上的增函数,可得,则原不等式的解集为故答案为:7.【答案】【解析】【分析】本题考查分段函数的单调性,是解答的关键,考查了指数函数图象过定点问题.若对任意的实数都有成立,则函数在R上单调递增,进而可得a的范围.由,得,进而得出定点.【解答】解:对任意的实数都有成立,函数在R上单调递增,解得:由题意,得,则,则恒过定点故答案为8.【答案】9【解析】【分析】本题考查了利用基本不等式求最值,由已知求出A的坐标,代入直线,可得,故求出的最小值.【解答】解:且的图象恒过定点,函数且的图象恒过定点,由点A在直线上,
8、得,当且仅当时等号成立,故答案为9.【答案】【解析】【分析】本题考查二次函数和指数函数的综合应用,由可推得在时恒成立,建立关于m的不等式组可得m的范围,然后由可得:,使成立,只要使比2m,中较小的一个大即可,分类讨论可得m的范围,综合可得【解答】解:,当时,又,或在时恒成立,所以二次函数图象开口只能向下,且与x轴交点都在的左侧,即,解得;又因为,而此时有,使成立,由于,所以,使成立,故只要使比2m,中较小的一个大即可,当时,只要,解得与的交集为空集;当时,两根为;,不符合;当时,只要,解得,综上可得m的取值范围是:故答案为10.【答案】解:由已知得:,且,解得:,在R上递减,;,又,故的值域是
9、【解析】本题考查了函数的单调性、值域问题,考查指数函数的性质求出a的值,根据函数的单调性比较函数值的大小即可;根据函数的单调性求出函数的值域即可11.【答案】解:因为,所以,由可知,令,因为,所以于是,根据函数的图象图略,可知当时,所以若,则的值域为【解析】本题考查函数解析式的求解,指数函数,二次函数的性质,属于基础题.代入解方程组即可;根据指数函数,二次函数的性质求函数的值域即可.12.【答案】解:设指数函数且,因为的图象经过点,所以,则或舍,所以的解析式为:;易知函数在上为减函数,所以,又,所以,即的值域为【解析】本题考查了指数函数的解析式,以及利用函数单调性求值域.先设出指数函数的解析式
10、,再代入点,即可求出结果;利用指数函数的单调性可知在上为减函数,即可得出结果.13.【答案】解:设,是R上的奇函数,即,解得经检验,当时,为奇函数,;是定义在R上的减函数,证明如下:任取,则,又,是定义在R上的减函数;,且为奇函数,解得,的取值范围是【解析】本题考查了函数的奇偶性和单调性,指数函数及其性质,属于中档题利用指数函数过定点和函数为奇函数,得到关于参数的方程,解方程得到本题结论;利用函数单调性的定义加以证明,得到本题结论;利用函数的奇偶性将原不等式化为,利用函数单调性及已知条件可得,解不等式组得到本题结论14.【答案】解:因为函数的图象经过点,所以即由得,函数在上是减函数,当时,函数
11、取最大值2,故所以函数故函数的值域为【解析】本题主要考查利用函数的单调性求函数的最值以及求函数解析式等,中档题由的图象过点,代入即可求解先判断函数在上是减函数,即可得解15.【答案】解:由题意,函数是定义在上的奇函数,所以,解得,又由当时,当时,则时,又是奇函数,所以,所以当时,;因为,恒成立,即在恒成立,所以在时恒成立,因为,所以在时恒成立,设函数,由,在R上均为减函数,可得函数在R上单调递减,因为时,所以函数的最大值为,所以,即实数m的取值范围是【解析】本题考查函数的奇偶性和单调性的判断和运用,以及不等式恒成立问题,考查转化思想和运算能力、推理能力,属于中档题由题意可得,求得a,再由奇函数
12、的定义,结合已知解析式,可得在上的解析式;由题意可得在恒成立,由参数分离得在时恒成立,构造函数,利用函数的单调性求得最大值,即可得m的取值范围.16.【答案】解:,则函数的定义域为R,设,则,则函数在上单调递增,函数的值域为【解析】本题主要考查函数的定义域和值域,属于中档题.将原函数变形为,则函数的定义域为R,换元,令,则,而,再利用二次函数的单调性可求得其值域.17.【答案】解:函数且是定义在R上的奇函数,可得,即,解得;经检验,满足题意.,由,可得,则,即的值域为;存在,使得成立,可得,存在成立,设,令,可得在递增,可得的最小值为,则,即m的范围是【解析】本题考查函数的奇偶性的性质和运用,
13、考查指数函数的值域,以及构造函数法,单调性的应用,考查化简运算能力,属于较难题由是定义在R上的奇函数,可得,解方程可得a的值;求得,运用指数函数的值域和不等式的性质,即可得到所求值域;由题意可得,存在成立,设,运用单调性求得不等式右边函数的最小值,即可得到所求范围18.【答案】解:设且,则,所以舍去或,所以,又为奇函数,且定义域为R,所以,即,所以,所以因为,又因为,故可得,故,又因为有解,故可得,设,则因为,所以,所以,所以,即,所以函数在R上单调递减要使对任意的,恒成立,即对任意的,恒成立因为为奇函数,所以恒成立又因为函数在R上单调递减,所以对任意的,恒成立,即对任意的,恒成立令,时,成立,时,所以,无解.综上,【解析】【试题解析】本题主要考查了奇函数的定义的灵活应用,指数函数单调性的应用,二次函数的性质的应用,较综合,属于较难题先求出,再利用奇函数的定义域为R,由可得m,求得的解析式;由结合指数函数性质可得的值域,故可得实数b的取值范围;先根据单调性的定义判断函数的单调性;再根据奇函数的定义将不等式转化恒成立,即是求,恒成立,结合二次函数性质可讨论得实数k的取值范围