2025年高中数学人教(A)版必修一(第四章 指数函数与对数函数)同步训练(含答案)

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2025年高中数学人教(A)版必修一(第四章 指数函数与对数函数)同步训练(含答案)

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2025年高中数学人教(A)版必修一(第四章 指数函数与对数函数)同步训练
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项:
1. 答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2. 请将答案正确填写在答题卡上
一、选择题(共15题,共45.0分)
1.(3分)若函数f(x)=e3x-e2x-ex-a存在零点,则实数a的取值范围为(  )
A. [-2,+∞) B. [-e,+∞)
C. [-e2,+∞) D. [-1,+∞)
2.(3分)已知集合A={x|lgx<1},B={x|x=4k+1,k∈Z},则A∩B=(  )
A. {3,6,9} B. {1,5,9}
C. {5,9} D. {1,3,5,7,9}
3.(3分)函数f(x)=ln(x-1)(x>1)的反函数为(  )
A. f-1(x)=ex+1(x>0) B. f-1(x)=ex+1(x∈R)
C. f-1(x)=ex+1(x∈R) D. f-1(x)=ex+1(x>0)
4.(3分)比较a=2-3.1,b=0.53,c=log3.14,则a,b,c的大小关系是(  )
A. c<b<a B. b<c<a C. a<c<b D. a<b<c
5.(3分)设y=f(x)有反函数y=f-1(x),又y=f(x+2)与y=f-1(x-1)互为反函数,则f-1(2004)-f-1(1)的值为(  )
A. 4006 B. 4008 C. 2003 D. 2004
6.(3分)已知a=,,,则a,b,c的大小关系为(  )
A. a>b>c B. a>c>b C. b>a>c D. c>b>a
7.(3分)已知函数有且仅有两个零点,则实数a=(  )
A. B.
C. D.
8.(3分)已知函数f(x)=,若存在x1,x2,当0≤x1<x2<2时,f(x1)=f(x2),则x1f(x2)的取值范围是(  )
A. B.
C. D.
9.(3分)若函数f(x)=|loga(x-2)|-t+1(a>0,a≠1,t∈R)有两个零点m,n(m>n),则下列说法中正确的是(  )
A. t∈[1,+∞) B. n>3
C. (m-2)(n-2)=2 D. mn-2(m+n)=-3
10.(3分)已知定义域为(0,6)的函数y=f(x)关于x=3对称,当x∈(0,3]时,f(x)=|lnx|,若方程f(x)=t有四个不等实根x1,x2,x3,x4(x1<x2<x3<x4)时,都有k(x3x4-1)+x12+x22-9≥0成立,则实数k的最小值为(  )
A. B.
C. D.
11.(3分)已知函数,若函数f(x)在[0,+∞)内恰有5个零点,则a的取值范围是(  )
A. B.
C. D.
12.(3分)已知f(x)=ex-ax有两个零点x1,x2(x1<x2),,则(  )
A. a<e
B. g(x1)+g(x2)>0
C. g(x1) g(x2)>0
D. 2g(x1) g(x2)+g(x2)<0
13.(3分)已知函数,若方程f(x)=ax有三个不同的实数根x1,x2,x3,且x1<x2<x3,则x1-x2的取值范围是(  )
A. B.
C. D.
14.(3分)已知函数,在区间[0,π]上有且仅有2个解,对于下列4个结论:①在区间(0,π)上存在x1,x2,满足f(x1)-f(x2)=2;②f(x)在区间(0,π)有且仅有1个最大值点;③f(x)在区间上单调递增;④ω的取值范围是,其中所有正确结论的编号是(  )
A. ①③ B. ①③④ C. ②③ D. ①④
15.(3分)已知函数f(x)=和g(x)=a(a∈R且为常数).有以下结论:
①当a=4时,存在实数m,使得关于x的方程f(x)=g(x)有四个不同的实数根;
②存在m∈[3,4],使得关于x的方程f(x)=g(x)有三个不同的实数根;
③当x>0时,若函数h(x)=f2(x)+bf(x)+c恰有3个不同的零点x1,x2,x3,则x1x2x3=1;
④当m=-4时,关于x的方程f(x)=g(x)有四个不同的实数根x1,x2,x3,x4,且x1<x2<x3<x4,若f(x)在[x,x4]上的最大值为ln4,则sin(3x1+3x2+5x3+4x4)π=1.
其中正确结论的个数是(  )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
二、多选题(共5题,共15.0分)
16.(3分)如图为函数y=m+lognx的图像,其中m,n为常数,则下列结论正确的是(  )
A. m<0 B. m>0 C. n>1 D. 0<n<1
17.(3分)下列说法正确的是
A. 已知方程 的解在 内,则
B. 若函数 的零点为
C. 若连续函数 在 内有零点,则
D. 用二分法求方程 在 内的近似解的过程中得到 , , ,则方程的根落在区间 上
18.(3分)已知-1为函数f(x)=x3-3x+a的一个零点,则(  )
A. f(x)的图象关于(0,-2)对称
B. f(x)<0的解集为(-∞,2)
C. x∈(0,1)时,f(x2)<f(x)
D. x∈[m,n]时,f(x)∈[-4,0],则n-m的最大值为4
19.(3分)已知函数f(x)=2x-cosx的零点为x0,则(  )
A. x0< B. x0>
C. tanx0> D. x0-<sinx0
20.(3分)已知函数,则(  )
A. a,b∈R,使得f(x)是偶函数
B. 当a=0,b=1时,函数g(x)=f2(x)-5f(x)+6有5个零点
C. 当a=0时,函数f(x)在上最大值大于,则b>0
D. 当b=0时,设f(x)在上的最大值为h(a),则h(a)的最小值为
三、填空题(共5题,共15.0分)
21.(3分)已知f(x)=,其反函数为f-1(x),若f-1(x)-a=f(x+a)有实数根,则a的取值范围为_____.
22.(3分)当物体在常温下的温度变化可以用牛顿冷却定律来描述:设物体的初始温度是T0,经过一段时间t后的温度是T,则,其中Ta称为环境温度,h称为半衰期,现有一杯88℃的热水,放在24℃的房间中,如果水温降到40℃需要20分钟.那么在16℃环境下,水温从40℃降到22℃时,需要 _____分钟.
23.(3分)已知函数f(x)=(e为自然对数的底数,a∈R),若存在x∈[0,1],使f(f(x))=x成立,则实数a的取值范围是_____.
24.(3分)如图,某城市公园内有一矩形空地ABCD,AB=300m,AD=180m,现规划在边AB,CD,DA上分别取点E,F,G,且满足AE=EF,FG=GA,在△EAG内建造喷泉瀑布,在△EFG内种植花卉,其余区域铺设草坪,并修建栈道EG作为观光路线(不考虑宽度),则当sin∠AEG=_____时,栈道EG最短,此时EG=_____m.
25.(3分)下列几个命题,正确的有_____.(填序号)
①方程x2+(a-3)x+a=0有一个正实根,一个负实根,则a<0;
②若幂函数的图象与坐标轴没有交点,则m的取值范围为(-3,1)
③若f(x+1)为偶函数,则有f(x+1)=f(-x-1);
④函数y=f(2x)的定义域为[1,2],则函数y=f(x)的定义域为[0,1].
四、解答题(共5题,共75.0分)
26.(15分)已知指数函数f(x)=ax(a>0,且a≠1)的图象经过点(2,9).
(1)求实数a的值;
(2)如果f(2-x)≤1,求实数x的取值范围.
27.(15分)已知关于x的方程3mx2+3px+4q=0(其中m,p,q均为实数)有两个不等实根x1,x2(x1<x2).
(1)若p=q=1,求m的取值范围;
(2)若x1,x2满足+=x1x2+1,且m=1,求p的取值范围.
28.(15分)已知对数函数y=logax(a>0且a≠1)和指数函数y=ax(a>0且a≠1)互为反函数,记函数g(x)=log2x的反函数为y=f(x).
(1)若函数g(mx2+2x+1)的定义域为R,求实数m的取值范围;
(2)若不等式对任意x∈(log23,+∞)恒成立,求实数b的取值范围.
29.(15分)已知函数(其中a>0,e是自然对数的底数).
(1)若y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为x-y+1=0,求a,b;
(2)若b=1,函数y=f(x)恰好有两个零点,求实数a的取值范围.
30.(15分)已知函数f(x)=x2-1,g(x)=a|x-1|.
(1)若关于x的方程|f(x)|=g(x)只有一个实数解,求实数a的取值范围;
(2)若当x∈R时,不等式f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围;
(3)求函数h(x)=|f(x)|+g(x)在区间[-2,2]上的最大值(直接写出结果,不需给出演算步骤).
试卷答案
1.【答案】D
【解析】根据题意,求出函数的导数,分析f(x)单调性,可得f(x)min=f(0)=-a-1,由函数零点的定义可得-a-1≤0,解可得答案.
解:根据题意,函数f(x)=e3x-e2x-ex-a,
其导数f′(x)=3e3x-2e2x-ex=ex(3e2x-2ex-1)=ex(ex-1)(3ex+1),
若f′(x)=0,即ex-1=0,则有x=0,
在区间(-∞,0)上,f′(x)<0,f(x)为减函数,
在区间(0,+∞)上,f′(x)>0,f(x)为增函数,
则f(x)min=f(0)=-a-1,x→+∞时,f(x)→+∞,
若函数f(x)=e3x-e2x-ex-a存在零点,必有-a-1≤0,则a≥-1,
即a的取值范围为[-1,+∞),
故选:D.
2.【答案】B
3.【答案】C
4.【答案】D
5.【答案】A
6.【答案】A
7.【答案】C
【解析】令f(x)=0,可得x3-2x2=-,可得函数y=x3-2x2的图象与直线y=-有两个不同的交点.求出函数y=x3-2x2单调区间、极值,画出大致图象,即可得到所求a的值.
解:当a=0时,f(x)=无零点,不合题意,∴a≠0,
令f(x)=0,则a(x2-2x)+=0,∴x3-2x2=-,
即y=x3-2x2的图象与直线y=-有两个不同的交点,
y′=3x2-4x=x(3x-4),
当x<0或x>时,y′>0,函数单调递增,
当0<x<时,y′<0,函数单调递减,
∴当x=0时,函数有极大值为y=0,
当x=时,函数有极小值为y=-=-,
则函数y=x3-2x2的图象大致如下,
∵y=x3-2x2的图象与直线y=-有两个不同的交点,
∴-=-或-=0(舍去),∴a=.
故选:C.
8.【答案】D
9.【答案】D
【解析】利用函数与方程思想,将已知转化为函数y=|loga(x-2)|与y=t-1有两个交点,结合对数函数的性质,列方程逐一检验.
解:令f(x)=|loga(x-2)|-t+1=0,
函数f(x)有两个零点即方程|loga(x-2)|=t-1有两个根,
即函数y=|loga(x-2)|与y=t-1有两个交点,
由t-1>0,可得t>1,故A错误;
画出函数y=|loga(x-2)|的图象,
由m>n,可得n<3,故B错误;
∵|loga(m-2)|=|loga(n-2)|,
化简得loga(m-2)=-loga(n-2)=loga,
即(m-2)(n-2)=1,解得mn-2(m+n)=-3,
故C错误,D正确;
故选:D.
10.【答案】A
【解析】作出函数f(x)的图象,作直线y=t,由此可得x1,x2,x3,x4的关系及范围,而不等式可转化为,令x1+x2=t,求出t范围,并把变成t的函数,由导数求出它的范围,从而得k的范围.
解:作出函数f(x)的图象,如图,作直线y=t,
它与f(x)图象的四个交点的横坐标依次为x1,x2,x3,x4(x1<x2<x3<x4),
∵函数y=f(x)的图象关于x=3对称,∴x3=6-x2,x4=6-x1,
-lnx1=lnx2,即x1x2=1,且1<x2<3,
显然x3x4>1,不等式变形为,
x3x4=(6-x2)(6-x1)=36-6(x1+x2)+x1x2=37-6(x1+x2),

∴,
由勾形函数性质知在x2∈(1,3)时是增函数,
∴,
令t=x1+x2,则,=,,
当时,g'(t)<0,g(t)单调递减,∴,
∴,即k的最小值是.
故选:A.
11.【答案】D
【解析】分析可知a>0,对实数a的取值进行分类讨论,确定函数f(x)在[a,+∞)上的零点个数,然后再确定函数f(x)在[0,a)上的零点个数,可得出关于实数a的不等式(组),综合可得出实数a的取值范围.
解:当a≤0时,对任意的x≥0,f(x)=x2-(2a+1)x+a2+2在[0,+∞)上至多2个零点,不合乎题意,所以,a>0.
函数y=x2-(2a+1)x+a2+2的对称轴为直线.
所以,函数f(x)在上单调递减,在上单调递增,且f(a)=2-a.
①当Δ=4a-7<0时,即当时,则函数f(x)在[a,+∞)上无零点,
所以,函数在[0,a)上有5个零点,
当0≤x<a时,,则,
由题意可得-5π<(1-2a)π≤-4π,解得,此时a不存在;
②当Δ=0时,即当时,函数f(x)在上只有一个零点,
当时,f(x)=-2cos2πx,则,则函数f(x)在上只有3个零点,
此时,函数f(x)在[0,+∞)上的零点个数为4,不合题意;
③当时,即当时,函数f(x)在[a,+∞)上有2个零点,
则函数在[0,a)上有3个零点,
则-3π<(1-2a)π≤-2π,解得,此时;
④当时,即当a>2时,函数f(x)在[a,+∞)上有1个零点,
则函数在[0,a)上有4个零点,
则-4π<(1-2a)π≤-3π,解得,此时,.
综上所述,实数a的取值范围是.
故选:D.
12.【答案】B
【解析】对于选项A,通过令f(x)=0,构建新函数h(x)=,求导解出h(x)=的单调性,再结合有两个不同零点即可得出a与e的大小关系;
对于选项C,通过对g(x)求导得出单调性,再由对称定义得出g(x)关于(1,0)对称,得出g(x1)<0,且g(x2)>0,即可判断;
对于选项D,通过对f(x)零点的分析结合选项A中的证明,得出0<x1<1<x2,结合选项C中的证明利用单调性得出g(x1)>g(0)=-,即可判断;
对于选项B,结合选项C,D中的证明,构造新函数t(x)=h(x)-h(2-x),求导再构造得出t(x)的单调性,即可由0<x1<1<x2与t(x)的单调性得出x2+x1>2,即可证明x2比x1离x=1远,再结合对称性得出|g(x2)|>|g(x1)|,即可判断.
解:对于A,令f(x)=ex-ax=0,则ex=ax,即a=,
令h(x)=,
则h′(x)==,
则当x>1时,h′(x)>0,当x<1时,h′(x)<0,
则h(x)=在(1,+∞)上单调递增,在(-∞,1)上单调递减,
则h(x)min=h(1)=e,
则当f(x)=ex-ax有两个不同零点时,a>e,故选项A错误;
对于B,,
则g′(x)=2x-1ln2+21-xln2-1=ln2(2x-1+21-x)-1,
由基本不等式可得2x-1+21-x≥2,
则ln2(2x-1+21-x)≥2ln2>1,
则g′(x)>0,则g(x)再定义域上单调递增,
又因为g(x+1)+g(-x+1)=--x-1+-+x-1+1=0,
所以g(x)关于(1,0)对称,
令f(x)=ex-ax=0,则ex=ax,因为ex>0,且由选项A得知a>e,
所以当f(x)=ex-ax=0时,解得x>0,即x1,x2>0,
由选项A中可知h(x)=在(1,+∞)上单调递增,在(-∞,1)上单调递减,
当f(x)=ex-ax=0有两个零点x1,x2(x1<x2),
则0<x1<1<x2,
则g(x1)<0,且g(x2)>0,
令t(x)=h(x)-h(2-x),且0<x<1,
则t′(x)=(x-1)(-),
令s(x)=(0<x<1),
则s′(x)=<0,
即s(x)在(0,1)上单调递减,
因为0<x<1,所以x<2-x,
所以->0,
则t′(x)<0,
即t(x)在(0,1)上单调递减,
所以t(x)>t(1)=0,
即h(x)>h(2-x),
因为0<x1<1,
h(x1)>h(2-x1),
又因为h(x1)=h(x2),
所以h(x2)>h(2-x1),
因为x2>1,2-x1>1,h(x)=在(1,+∞)上单调递增,
所以x2>2-x1,即x2+x1>2,
则x2比x1离x=1远,
则|g(x2)|>|g(x1)|,
则g(x2)+g(x1)>0,故选项B正确;
对于C,由选项B中可知g(x1)<0,且g(x2)>0,
则g(x1) g(x2)<0,故选项C错误;
对于D,2g(x1) g(x2)+g(x2)=g(x2) [2g(x1)+1],
由选项B中可知g(x)再定义域上单调递增,且g(x2)>0,0<x1<1,
则g(x1)>g(0)=-,
则2g(x1)+1>0,
则2g(x1) g(x2)+g(x2)>0,故选项D错误.
故选:B.
13.【答案】B
【解析】利用y=ax与y=lnx相切时的切点坐标做.
解:当y=ax与y=lnx相切时,设切点为(x0,lnx0 ),

∴,,由,得,
再由图知方程f(x)=ax的三个不同的实数根 x1,x2,x3 满足,1<x2<e<x3
因此,
即x1-x2 的取值范围是()
故选:B.
14.【答案】B
【解析】①f(x1)-f(x2)=2则为最大值1减最小值-1,我们需要找到在(0,π)上是否存在最大值1和最小值-1;②我们需要先确定ω范围从而确定的范围,根据整体思想确定它的单调性.
解析:∵x∈[0,π],∴,
令,则
由题意,在上只能有两解和
∴,(*)因为在上必有,
故在(0,π)上存在x1,x2满足 f(x1)-f(x2)=2;①成立;
对应的x(显然在[0,π]上)一定是最大值点,因对应的x值有可能在[0,π]上,故②结论错误;
解(*)得,所以④成立;
当时,,由于,故,
此时y=sinz是增函数,从而f(x)在上单调递增.
综上,①③④成立,
故选:B.
15.【答案】C
【解析】①取m<-4时,满足条件;
②作出函数f(x)的图象,利用数形结合判断错误;
③设t=f(x)=|lnx|,根据h(x)有三个不同的零点,判断t的取值进行证明;
④当m=-4时,函数f(x)的图象确定,确定x1,x2,x3,x4,的取值关系进行判断即可.
解:①当x≤0时,f(x)=-x2+mx=-(x2-mx)=-(x-)2+,
当对称轴<0且>4,即m<0且m2>16,
即m<-4时,f(x)=g(x)=4有四个不同的实数根,故①正确,
②若m>0,则函数的对称轴>0,此时当x≤0时,函数f(x)为增函数,且f(x)≤0,
此时当m∈[3,4],使得关于x的方程f(x)=g(x)不可能有三个不同的实数根,故②错误
③当x>0时,设t=f(x)=|lnx|,若f2(x)+bf(x)+c=0有三个不同的根,
则t2+bt+c=0有两个不同的实根,其中t1=0,t2>0,
当t1=0时,对应一个根x1=1,
当t2>0时,对应两个根x2,x3,且0<x2<1<x3,
则|lnx2|=|lnx3|,即-lnx2=lnx3,
则lnx2+lnx3=0,即ln(x2x3)=0,
则x2x3=1,即x1x2x3=1,故③正确,
④当m=-4时,作出f(x)的图象如图,由对数的性质知x3x4=1,
x<<x3,即f(x)在[x,x4]上的最大值为f(x)=|lnx|=2|lnx3|=-2lnx3=ln4=2ln2,
得lnx3=-ln2,得x3=,则x4=2,
由对称性知,即x1+x2=-4,
则sin(3x1+3x2+5x3+4x4)π=sin(-12++8)π=sin(-4π+π)=sinπ=sin=1,故④正确,
故正确的是①③④,共3个,
故选:C.
16.【答案】AD
【解析】由已知图像,结合对数函数的图像与性质可求.
解:由图象可知对数函数在(0,+∞)上为减函数,
∴0<n<1,
由图像可得,当x=1时,y=m<0.
故选:AD.
17.【答案】AD
【解析】本题主要考查命题真假的判断,考查零点存在性定理的应用,考查反函数的性质,属于基础题.
将方程的根转化为函数的零点,由函数的零点存在性定理求出 的值,即可判断选项 ;函数的零点即为方程的根,从而判断选项 ;由反函数图象关于 对称,即可判断选项 ;由零点存在性定理即可判断选项
18.【答案】AD
19.【答案】ABD
【解析】对AB,求导分析可得f(x)为增函数,再根据零点存在性定理可判断;
对C,根据AB得出的结合正切函数的单调性可判断;
对D,构造函数,再根据零点存在性定理,放缩判断g(x)的正负判断即可
解:对AB,由题f′(x)=2+sinx>0,故f(x)为增函数.
又,故,故AB正确;
对C,因为,所以,但1,故C错误;
对D,构造函数,则g′(x)=1-cosx>0,
故g(x)为增函数,
故,
因为,故,故,
即g(x)<0,故,故,D正确;
故选:ABD.
20.【答案】ABD
21.【答案】[,+∞)
【解析】因为y=f-1(x)-a与y=f(x+a)互为反函数若y=f-1(x)-a与y=f(x+a)有实数根 y=f(x+a)与y=x有交点 方程,有根.进而得出答案.
解:因为y=f-1(x)-a与y=f(x+a)互为反函数,
若y=f-1(x)-a与y=f(x+a)有实数根,
则y=f(x+a)与y=x有交点,
所以,
即a=x2-x+1=(x-)2+≥,
故答案为:[,+∞).
22.【答案】20
【解析】根据指数函数模型,由数据Ta=24,T0=88,T=40,t=20求得h,令Ta=16,T0=40,T=22求得t.
解:由已知可得Ta=24,T0=88,T=40,t=20,
由题意知,即,
所以2=,解得h=10,
当Ta=16,T0=40,T=22时,
由,得.
所以=2,解得t=20.
故答案为:20.
23.【答案】[1,e-1]
【解析】利用反函数将问题进行转化,再将解方程问题转化为函数的图象交点问题.
解:∵存在x∈[0,1],使f(f(x))=x成立,
∴存在x∈[0,1],使f(x)=f-1(x),
即函数f(x)与其反函数f-1(x)在[0,1]上有交点.
∵f(x)=(在[0,1]上为增函数,
∴函数f(x)与其反函数f-1(x)在[0,1]的交点在直线y=x上,
即函数f(x)与其反函数f-1(x)的交点就是f(x)与y=x的交点.
令=x,则方程在[0,1]上一定有解.
∴a=ex-x2,
设g(x)=ex-x2,
则g′(x)=ex-2x,令h(x)=ex-2x,h′(x)=ex-2,
当x>ln2时,h′(x)>0,当x<ln2时,h′(x)<0,
即有x=ln2处取得最小值2-2ln2>0,
即g′(x)>0在[0,1]上恒成立,
∴g(x)=ex-x2在[0,1]上递增,
∴a=g(x)≥g(0)=1,
g(x)≤g(1)=e-1;
综上可知,1≤a≤e-1.
故答案为:[1,e-1].
24.【答案】(1);(2)135;
【解析】由题设有Rt△EAG Rt△EFG,设,根据图形中边角关系,结合三角函数可得,注意sinθ的范围,进而应用换元法并构造函数,利用导数求最值.
解:由题意,Rt△EAG Rt△EFG,
设,则,
在Rt△GDF中,得,
则,
由于,解得,
令,则,
令f(t)=t-t3,则f′(t)=1-3t2,
当f′(t)>0时 递增,
当f′(t)<0时 递减,
所以有最大值,则.
故答案为:.
25.【答案】①
【解析】根据韦达定理及一元二次方程根的个数与△的关系,可以判断①的真假;根据幂函数的图象和性质,可以判断②的真假;根据函数的对称性及轴对称函数解析式与对称轴的关系,可以判断③的真假;根据复数函数定义域的求法,根据已知求出函数y=f(x)的定义域,即可得到答案.
解:若方程x2+(a-3)x+a=0有一个正实根,一个负实根,则Δ>0,且x1 x2=a<0,解得a<0,故①正确;
若幂函数的图象与坐标轴没有交点,则m2+2m-3≤0,解得m的取值范围为[-3,1];
若f(x+1)为偶函数,则表示函数若f(x)的图象关于直线x=1对称,而f(x+1)=f(-x-1)表示f(x)的图象关于直线x=0(y轴)对称,故③错误;
若函数y=f(2x)的定义域为[1,2],则函数y=f(x)的定义域为[2,4],故④错误;
故答案为:①
26.【解析】(1)∵f(x)=ax(a>0,且a≠1)的图象经过点(2,9),代入可求a;
(2)由(1)可得,f(x)=3x,代入结合指数函数的单调性可求.
解:(1)∵f(x)=ax(a>0,且a≠1)的图象经过点(2,9),
∴9=a2
∵a>0
∴a=3;
(2)由(1)可得,f(x)=3x
∵f(2-x)≤1
32-x≤30
∴2-x≤0
∴{x|x≥2}.
27.【解析】(1)由题意,利用判别式大于零,求得m的取值范围.
(2)先利用判别式大于零,整理得,再利用由根与系数的关系,求得p的取值范围.
解:(1)当p=q=1,原方程为3mx2+3x+4=0,
由于该方程有两个不等实根,故有Δ=32-4×3m×4>0,解得,
故实数m的取值范围为{m|m<}.
(2)因为m=1,所以3x2+3px+4q=0.
又方程3x2+3px+4q=0有两个不等实根x1,x2,
所以Δ=(3p)2-4×3×4q>0,整理得.
由根与系数的关系得.
由足,
整理可得,整理得p2=4q+1,
所以4q+1q,解得q.
则p2<4×+1=4,
解得-2<p<2,
即p的取值范围为{p|-2<p<2}.
28.【解析】(1)对数函数定义域为x>0,由函数g(mx2+2x+1)的定义域为R得,mx2+2x+1>0在R上恒成立,从而m>0且Δ<0,解不等式组求实数m的取值范围.
(2)对不等式等解变形,分情况讨论实数b的取值范围.
解:(1)∵g(mx2+2x+1)的定义域为R,∴mx2+2x+1>0 在R上恒成立,所以 m>0 且22-4×m×1<0,解得 m>1,故实数m的取值范围为(1,+∞).
(2)由题意得:f(x)=2x,化简不等式
(2x)2-b×2x+(b+1)>0,
x∈(log23,+∞) 2x∈(3,+∞),
令u=2x,对任意x∈(log23,+∞)恒成立,
即h(u)=u2-bu+(b+1)>0对于任意u∈(3,+∞)恒成立,
分情况讨论:①当Δ=(-b)2-4( b+1)<0 时,即 2-2<b<2+2,h(u)=u2-bu+(b+1)>0,
②当Δ=(-b)2-4( b+1)≥0时,即 b≥2+2或b≤2-2 时,
,解得b≤5,于是b∈(-∞,2-2]∪[2+2,5],
由①②得:实数b的取值范围为(-∞,5].
29.【解析】(1)求出导函数,利用已知条件列出方程组,求解a,b即可.
(2)问题等价于的图象和直线y=a恰好有2个交点,求a的取值范围.构造函数,求出导函数.令h(x)=1-2x-ex,然后利用函数的导数,判断函数的单调性,求解函数的最大值,推出函数的极值,判断零点个数即可.
解:(1)函数(其中a>0,e是自然对数的底数).
,(2分)
y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为x-y+1=0,
所以,解得a=2,b=1.(4分)
(2),(6分)
问题等价于的图象和直线y=a恰好有2个交点,求a的取值范围.
令,则.令h(x)=1-2x-ex,
则h'(x)=-2-ex<0,∴h(x)在(-∞,+∞)上单调递减.又h(0)=0,
∴当x∈(-∞,0)时,h(x)>0,g'(x)>0,∴g(x)在(-∞,0)上单调递增.
当x∈(0,+∞)时,h(x)<0,g'(x)<0,∴g(x)在(0,+∞)上单调递减,
∴g(x)的极大值即最大值为g(0)=1(18分)
当x∈(-∞,0]时,g(x)∈(-∞,1]:当x∈(0,+∞)时,g(x)∈(0,1)(10分)
当a∈(0,1)时,的图象和直线y=a恰好有2个交点,
函数f(x)恰好有两个零点. (12分)
30.【解析】(1)关于x的方程|f(x)|=g(x)只有一个实数解,可转化为|x-1|(|x+1|-a)=0只有一个解,进而转化为|x+1|=a,有且仅有一个等于1的解或无解,进行判断得出参数范围即可.
(2)根据自变量的取值范围进行分类讨论求参数的范围即可,此分类讨论是根据自变量进行分类的,故求得的参数范围必须求交集参数能满足恒成立.
(3)将所给的函数写成分段函数的形式,在每一段上对函数的最值进行讨论,求出最大值,再比较两段上的最值得到函数的最大值,由于参数的影响,函数的单调性不确定,故可以根据需要分成三段进行讨论
解:(1)方程|f(x)|=g(x),即|x2-1|=a|x-1|,变形得|x-1|(|x+1|-a)=0,
显然,x=1已是该方程的根,从而欲原方程只有一解,即要求方程|x+1|=a,
有且仅有一个等于1的解或无解,
由此得a<0.
(2)不等式f(x)≥g(x)对x∈R恒成立,即(x2-1)≥a|x-1|(*)对x∈R恒成立,
①当x=1时,(*)显然成立,此时a∈R;
②当x≠1时,(*)可变形为,令
因为当x>1时,φ(x)>2,当x<1时,φ(x)>-2,
所以φ(x)>-2,故此时a≤-2.
综合①②,得所求实数a的取值范围是a≤-2.
(3)因为h(x)=|f(x)|+g(x)=|x2-1|+a|x-1|=
当时,结合图形可知h(x)在[-2,1]上递减,在[1,2]上递增,
且h(-2)=3a+3,h(2)=a+3,经比较,此时h(x)在[-2,2]上的最大值为3a+3.
当时,结合图形可知h(x)在[-2,-1],上递减,
在,[1,2]上递增,且h(-2)=3a+3,h(2)=a+3,,
经比较,知此时h(x)在[-2,2]上的最大值为3a+3.
当时,结合图形可知h(x)在[-2,-1],上递减,
在,[1,2]上递增,且h(-2)=3a+3,h(2)=a+3,,
经比较,知此时h(x)在[-2,2]上的最大值为a+3.
当时,结合图形可知h(x)在,上递减,
在,上递增,且h(-2)=3a+3<0,h(2)=a+3≥0,
经比较,知此时h(x)在[-2,2]上的最大值为a+3.
当时,结合图形可知h(x)在[,-1]上递增,在[1,-]上递减,
故此时h(x)在[-2,2]上的最大值为h(1)=0.
综上所述,当a≥0时,h(x)在[-2,2]上的最大值为3a+3;
当-3≤a<0时,h(x)在[-2,2]上的最大值为a+3;
当a<-3时,h(x)在[-2,2]上的最大值为0.

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