指數函式習題

2022-01-24 12:20:53 字數 2813 閱讀 8815

【2019屆高三理科數學第三輪模擬訓練題】已知函式\(f(x)=\cfrac(a>0且a\neq 1)\),

(1).求函式的定義域和值域;

分析:容易知道定義域為\(r\);求值域的方法有兩個:

其一利用有界性法;如由\(y=\cfrac\)反解得到\(a^x=-\cfrac\),

由\(a^x>0\)得到\(-\cfrac>0\),解得\(-1;

其二利用函式的單調性法,見下(3)

(2).討論函式\(f(x)\)的奇偶性;

分析:函式\(f(-x)=f(x)\),奇函式;

(3).討論函式\(f(x)\)的單調性。

分析:化為部分方式得到,\(f(x)=1-\cfrac\),

容易知道當\(a>1\)時,函式\(f(x)\)單調遞增;當\(0時,函式\(f(x)\)單調遞減;

補充求值域的單調性法;化為部分方式得到,\(f(x)=1-\cfrac\),

當\(a>1\)時,函式\(f(x)\)單調遞增,當\(\lim\limits_ f(x)=1\),

\(\lim\limits_ f(x)=-1\),故\(-1;

當\(0時,同樣能得到\(-1;

【2019屆高三理科數學第三輪模擬訓練題】若函式\(f(x)=a^x(a>0,a\neq 1)\)在區間\([2,4]\)上的最大值與最小值的差為\(2\),則實數\(a\)=【\(\quad\)】

$a.\cfrac}$ $b.\sqrt$ $c.\cfrac$ $d.2$

分析:分類討論如下,

當\(a>1\)時,滿足\(a^4-a^2=2\),逐項驗證,\(a=\sqrt\)滿足;

當\(0時,滿足\(a^2-a^4=2\),逐項驗證,無解,

綜上所述,選\(b\)。

已知關於 \(x\) 不等式 \(x^-2 m x+m+2<0\)

\((m \in r)\)

(1).若該不等式的解集為空集,求函式 \(f(m)=\cfrac}+1}\) 的最大值;

分析:由題目關於 \(x\) 不等式 \(x^-2 m x+m+2<0(m \in r)\) 的解集為空集,

則\(\delta=(2m)^-4 \times(m+2) \leq 0\),解得 \(-1 \leq m \leq 2\),則 \(2^ \in\left[\cfrac, 4\right]\)

設 $t=2^ \in\left[\cfrac, 4\right] $, 則 \(g(t)=\cfrac+1}\),\(t\in\left[\cfrac, 4\right]\)

\(g(t)=\cfrac}\leq \cfrac}}=\cfrac\),

當且僅當 \(t=\cfrac\), 即 \(t=1\), 即 \(m=0\) 時取等號;

即函式 \(g(t)\) 的最大值為 \(\cfrac\),

故函式 \(f(m)=\cfrac}+1}\) 的最大值為 \(\cfrac\);

(2).若 \(x\in(0, \cfrac)\),該不等式能成立,求實數 \(m\) 的取值範圍.

法1: 由\(x\in(0, \cfrac)\), 該不等式能成立,即 \(x^-2 m x+m+2<0\) 在 \((0, \cfrac)\)有解,

設 \(h(x)=x^-2 m x+m+2,\) 二次函式 \(h(x)\) 的圖象開口向上, 對稱軸為 直線 \(x=m\)

①當\(0時,則有\(h(x)_=h(m)=-m^2+m+2<0\),

即\(m^2-m-2>0\),解得 \(m<-1\) 或 \(m>2\) ,故\(m\in \varnothing\),捨去;

②當\(m \leq 0\) 時,二次函式 \(h(x)\) 在區間 \((0, \cfrac)\) 上單調遞增,則 \(h(0)=m+2<0\),解得 \(m<-2\), 故有\(m<-2\);

③當\(m\geq \cfrac\) 時,二次函式 \(h(x)\) 在區間 \((0, \cfrac)\) 上單調遞減,由於\(h(\cfrac)=\cfrac>0\),

此時 \(h(x)>h(\cfrac)=\cfrac>0\),不合乎題意.

綜上所述,實數 \(m\) 的取值範圍為 \((-\infty,-2)\)

法2:還可以考慮分離引數法,

由於\(x \in(0, \cfrac)\)時,不等式\(x^-2mx+m+2<0\)

能成立,請參閱不等式能成立

即\(x^-2mx+m+2<0\) 在 \((0, \cfrac)\)能成立,即\(m(1-2x)<-x^2-2\)在 \((0, \cfrac)\)能成立,

又由於\(x \in(0, \cfrac)\),則\(0<1-2x<1\),分離引數得到

\(m<\cfrac=\cfrac\)在 \((0, \cfrac)\)能成立,

令\(g(x)=\cfrac\),[備註:相關變形]關於此類分式函式的相關變形的方向,可以參閱分式之殤

\(\quad\)需要\(m或者最大值的極限;函式在開區間上不一定有最值,但必然會有最值的極限;

由於\(g(x)=\cfrac\),令\(2x-1=t\),則\(x=\cfrac\)且\(t\in(-1,0)\),

故\(g(x)=h(t)=\cfrac)^2+2}=\cfrac=4t+\cfrac+\cfrac\)

即\(g(x)=h(t)=4(t+\cfrac)+\cfrac\),\(t\in(-1,0)\),[對勾函式相關]對勾函式的相關問題,大家最好能學習清楚,請參閱對勾函式

則\(h(t)\)在區間\((-1,0)\)上單調遞減,故\(h(t)>h(-1)=-2\),即\(g(x)\)的最大值極限為\(-2\),

故\(m<-2\);

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