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第四章 指数函数与对数函数
一.选择题(共8小题)
1.(2025秋 广东月考)若,z=logyx,则(  )
A.y>z>x B.x>y>z C.z>x>y D.y>x>z
2.(2024秋 南昌月考)已知,若f(x)有三个零点,则a的取值范围为(  )
A.﹣3<a<1 B.﹣3≤a<1 C.﹣3<a≤1 D.﹣3≤a≤1
3.(2025秋 衡水校级月考)已知,则(  )
A.c<a<b B.a<c<b C.b<a<c D.b<c<a
4.(2024秋 四川期末)函数的定义域为(  )
A.(﹣∞,1)∪(2,4) B.(2,4)
C.(﹣∞,1)∪(2,+∞) D.(1,2)
5.(2024秋 四川期末)已知函数有两个零点,则实数a的取值范围为(  )
A.(﹣1,0] B.[﹣1,0) C.[﹣1,0]∪{1} D.(﹣1,0)∪{1}
6.(2024秋 房县校级期末)一种药在病人血液中会以每小时20%的比例衰减,这种药在病人血液中低于400mg时病人就有危险,现给某病人的静脉首次注射了这种药2000mg,那么再次向病人补充这种药的时间间隔不能超过(lg2≈0.3010,精确到0.1h)(  )
A.7.2h B.3.6h C.2.3h D.1.0h
7.(2025 浦东新区模拟)“a>b”是“lga>lgb”的(  )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
8.(2025 中山市校级一模)已知全集U=R,集合A={0,1,2,3},B={x|1<ln(x+1)<2},则A∩B=(  )
A.{3} B.{1,2} C.{2,3} D.{1,2,3}
二.多选题(共4小题)
9.(2025 惠州模拟)已知函数f(x)=ln|x|,则(  )
A.f(x)为偶函数
B.f(﹣4)<f(3)
C.f(x)无零点
D.f(x)在(﹣∞,0)上单调递减
10.(2024秋 武汉期末)已知,则下列等式一定正确的是(  )
A.(2a)2=2b B.a elna=b
C.b=a2 D.log2a=log8ab
11.(2025春 南湖区校级月考)下列不等式正确的是(  )
A. B.
C.log23<log45 D.log23>log45
12.(2024秋 白城校级期末)某市出租车收费标准如下:起步价为8元,起步里程为3km(不超过3km按起步价付费);超过3km但不超过8km时,超过部分按每千米2.15元收费;超过8km时,超过部分按每千米2.85元收费,另每次乘坐需付燃油附加费1元.下列结论正确的是(  )
A.出租车行驶4km,乘客需付费9.6元
B.出租车行驶10km,乘客需付费25.45元
C.某人乘出租车行驶5km两次的费用超过他乘出租车行驶10km一次的费用
D.某人乘坐一次出租车付费22.6元,则此次出租车行驶了9km
三.填空题(共3小题)
13.(2025春 会泽县期末)已知指数函数f(x)=ax(a>0且a≠1)经过点(2,4),则    
14.(2024秋 海南月考)函数的定义域为     .
15.(2025 慈溪市校级模拟)计算:     .
四.解答题(共5小题)
16.(2024秋 文山市校级期末)已知函数y=f(x)的图象与g(x)=logax(a>0,且a≠1)的图象关于直线y=x对称,且g(x)的图象过点.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若g(3x﹣1)>g(﹣x+5)成立,求x的取值范围.
17.(2024秋 吐鲁番市期末)已知函数f(x)=(a2﹣3a﹣3) (a﹣1)x是指数函数.
(1)求实数a的值;
(2)已知函数g(x)=f2(x)﹣4f(x)+6,x∈[﹣1,2],求g(x)的值域.
18.(2024秋 常州校级期末)已知函数f(x)=log3(2+x)﹣log3(2﹣x).
(1)求函数y=f(x)的定义域,并判断f(x)是否具有奇偶性;
(2)若f(m)﹣f(﹣m)<2,求实数m的取值范围.
19.(2025春 新洲区校级期末)已知集合A={x|log2(x﹣3)≤2},集合.
(1)当a=﹣2时,求B∩ RA;
(2)若A∪B=A,求实数a的取值范围.
20.(2024秋 四川期末)猴痘是由猴痘病毒所致的一种人畜共患病,既往猴痘疫情主要在非洲地区流行,2022年后逐渐扩散至全球大多数国家和地区,2022年1月至2024年7月31日,全球已经有121个国家报告了猴痘病例103048例,其中死亡229例.2024年8月,世卫组织宣布猴痘疫情构成“国际关注的突发公共卫生事件”.猴痘病毒经过变异之后传染性极强,假设猴痘病毒在特定环境下具有下表传染规律:每隔单位时间数进行一次记录,用x(x∈N*)表示经过的单位时间数,用y表示猴痘感染人数.
x 2 4 6 8 
y 8 64 511 4097 
(1)请从y=m xn(m≠0,n≠0)与y=k ax(k≠0,a>0且a≠1)两个函数模型中选择更适合猴痘病毒感染规律的函数模型,并求出该函数模型的解析式;
(2)求至少经过多少个单位时间数该病毒的感染人数会超过10万人.(参考数据:)
第四章 指数函数与对数函数
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2025秋 广东月考)若,z=logyx,则(  )
A.y>z>x B.x>y>z C.z>x>y D.y>x>z
【考点】对数值大小的比较.
【专题】计算题;整体思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】D
【分析】利用指数对数的转化先表示x,y,利用换底公式化简,进而比较x与y的大小,利用简单的放缩即可比较z与1的大小,进而求解.
【解答】解:由,z=logyx,
根据指数对数的转化可得,,
又,即有,
所以1,即y>x>1,
因此z=logyx<logyy=1,所以y>x>z.
故选:D.
【点评】本题考查了指数对数的转化和对数函数的性质,属于中档题.
2.(2024秋 南昌月考)已知,若f(x)有三个零点,则a的取值范围为(  )
A.﹣3<a<1 B.﹣3≤a<1 C.﹣3<a≤1 D.﹣3≤a≤1
【考点】函数的零点与方程根的关系.
【专题】函数思想;综合法;函数的性质及应用;逻辑思维;运算求解.
【答案】B
【分析】根据给定条件,把问题转化为方程x2+2x+a=0在(﹣∞,1]上有两个不等根求解.
【解答】解:当x>1时,由ln(x﹣1)=0,得x=2,
而函数y=ln(x﹣1)在(1,+∞)上单调递增,
所以函数在(1,+∞)上有唯一零点x=2,
又f(x)有三个零点,
因此方程x2+2x+a=0在(﹣∞,1]上有两个不等根,
又因为y=x2+2x+a的开口向上,对称轴为x=﹣1,
所以,解得﹣3≤a<1,
所以a的取值范围为﹣3≤a<1.
故选:B.
【点评】本题考查了函数的零点、对数函数及二次函数的性质,属于基础题.
3.(2025秋 衡水校级月考)已知,则(  )
A.c<a<b B.a<c<b C.b<a<c D.b<c<a
【考点】对数值大小的比较.
【专题】对应思想;转化法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】A
【分析】结合对数函数单调性得到3a=2,3b>2,3c<2,从而比较出大小.
【解答】解:由,
得3a=2,3b=3log115=log11125>2,3c=3log63=log627<2,
可得c<a<b.
故选:A.
【点评】本题考查对数值的大小比较,考查对数的运算性质及应用,是基础题.
4.(2024秋 四川期末)函数的定义域为(  )
A.(﹣∞,1)∪(2,4) B.(2,4)
C.(﹣∞,1)∪(2,+∞) D.(1,2)
【考点】求对数函数的定义域.
【专题】转化思想;转化法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】A
【分析】根据解析式有意义列不等式组求解可得.
【解答】解:函数,
则,解得x<1或2<x<4,
所以f(x)的定义域为(﹣∞,1)∪(2,4).
故选:A.
【点评】本题主要考查函数定义域的求解,属于基础题.
5.(2024秋 四川期末)已知函数有两个零点,则实数a的取值范围为(  )
A.(﹣1,0] B.[﹣1,0) C.[﹣1,0]∪{1} D.(﹣1,0)∪{1}
【考点】由函数的零点求解函数或参数.
【专题】转化思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】C
【分析】求出函数f(x)的单调区间及对应的函数值集合,再由零点个数列出不等式组求解即得答案.
【解答】解:①当x≤0时,在(﹣∞,0]上单调递减,则函数值的集合为[﹣1﹣a,+∞),
②当x>0时,f(x)=﹣(x﹣1)2﹣a+1在(0,1]上单调递增,函数值的集合为(﹣a,1﹣a],
在[1,+∞)上单调递减,函数值的集合为(﹣∞,1﹣a],而﹣1﹣a<﹣a<1﹣a,
根据题意,函数f(x)有两个零点,得或,解得﹣1≤a≤0或a=1,
故实数a的取值范围为[﹣1,0]∪{1}.
故选:C.
【点评】关键点睛:涉及用分段函数零点特性求参数范围问题,可以先独立分析各段上的零点,再综合考查所有零点是解决问题的关键.
6.(2024秋 房县校级期末)一种药在病人血液中会以每小时20%的比例衰减,这种药在病人血液中低于400mg时病人就有危险,现给某病人的静脉首次注射了这种药2000mg,那么再次向病人补充这种药的时间间隔不能超过(lg2≈0.3010,精确到0.1h)(  )
A.7.2h B.3.6h C.2.3h D.1.0h
【考点】指数函数的实际应用.
【专题】应用题;转化思想;数学模型法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】A
【分析】根据题意知,该种药在病人血液中含量y与x的函数解析式,由此列出不等式求解即可.
【解答】解:由题意知,该种药在病人血液中含量为y=2000×(1﹣0.2)x=2000×0.8x,
令y≥400,得0.8x≥0.2,解得x≤log0.80.27.2(h).
故选:A.
【点评】本题考查了指数函数模型应用问题,是基础题.
7.(2025 浦东新区模拟)“a>b”是“lga>lgb”的(  )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【考点】对数函数的单调性与最值;充分条件与必要条件.
【专题】计算题;转化思想;定义法;简易逻辑;逻辑思维.
【答案】B
【分析】根据充分条件和必要条件的定义进行判断即可.
【解答】解:由lga>lgb,得a>b>0,
取a=2,b=﹣3,此时满足a>b,但是不满足lga>lgb,
综上,“a>b”是“lga>lgb”的必要不充分条件.
故选:B.
【点评】本题主要考查了充分条件和必要条件的判断,根据充分条件和必要条件的定义是解决本题的关键,属于基础题.
8.(2025 中山市校级一模)已知全集U=R,集合A={0,1,2,3},B={x|1<ln(x+1)<2},则A∩B=(  )
A.{3} B.{1,2} C.{2,3} D.{1,2,3}
【考点】指、对数不等式的解法;求集合的交集.
【专题】整体思想;综合法;集合;运算求解.
【答案】C
【分析】由对数函数的性质求出集合B,再集合交集的概念求解可得答案.
【解答】解:由题意得B={x|e﹣1<x<e2﹣1},又因为e≈2.7,所以4<e2<9,
所以A∩B={2,3}.
故选:C.
【点评】本题主要考查了集合交集运算,属于基础题.
二.多选题(共4小题)
9.(2025 惠州模拟)已知函数f(x)=ln|x|,则(  )
A.f(x)为偶函数
B.f(﹣4)<f(3)
C.f(x)无零点
D.f(x)在(﹣∞,0)上单调递减
【考点】判定函数零点的存在性;函数的单调性;函数的奇偶性.
【专题】计算题;方程思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】AD
【分析】根据题意,利用函数的奇偶性定义可判定A,利用分段函数及对数函数的单调性可判定BD,直接解方程可判定C,综合可得答案.
【解答】解:根据题意,依次分析选项:
函数f(x)=ln|x|,其定义域为(﹣∞,0)∪(0,+∞).
因为f(﹣x)=ln|﹣x|=ln|x|=f(x),所以f(x)为偶函数,故A正确.
当x>0时,f(x)=lnx,f(x)在(0,+∞)上单调递增,
所以f(x)在(﹣∞,0)上单调递减,则f(﹣4)=f(4)>f(3),故B错误,D正确.
令f(x)=0,得x=±1,则f(x)有2个零点,故C错误.
故选:AD.
【点评】本题考查函数奇偶性的性质和应用,涉及分段函数的性质,属于基础题.
10.(2024秋 武汉期末)已知,则下列等式一定正确的是(  )
A.(2a)2=2b B.a elna=b
C.b=a2 D.log2a=log8ab
【考点】对数的运算性质.
【专题】函数思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】BCD
【分析】根据已知得b=a2判断C,根据指数运算判断A,根据对数运算性质判断BD.
【解答】解:依题意,﹣2log3a+log3b=0,即,
则b=a2且a,b>0,故C正确;
对于A,(2a)2=2a 2a=22a≠2b,故A错误;
对于B,a elna=a2=b,故B正确;
对于D,,故D正确.
故选:BCD.
【点评】本题主要考查了对数的运算性质,考查了有理数指数幂的运算性质,属于基础题.
11.(2025春 南湖区校级月考)下列不等式正确的是(  )
A. B.
C.log23<log45 D.log23>log45
【考点】对数值大小的比较.
【专题】函数思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】BD
【分析】利用指数函数、对数函数单调性比较大小即得.
【解答】解:对于AB,,A错误,B正确;
对于CD,,且,C错误,D正确.
故选:BD.
【点评】本题考查了指数函数和对数函数的单调性,对数的运算性质,是基础题.
12.(2024秋 白城校级期末)某市出租车收费标准如下:起步价为8元,起步里程为3km(不超过3km按起步价付费);超过3km但不超过8km时,超过部分按每千米2.15元收费;超过8km时,超过部分按每千米2.85元收费,另每次乘坐需付燃油附加费1元.下列结论正确的是(  )
A.出租车行驶4km,乘客需付费9.6元
B.出租车行驶10km,乘客需付费25.45元
C.某人乘出租车行驶5km两次的费用超过他乘出租车行驶10km一次的费用
D.某人乘坐一次出租车付费22.6元,则此次出租车行驶了9km
【考点】根据实际问题选择函数类型.
【专题】转化思想;转化法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】BCD
【分析】根据已知条件,依次求出分段函数,再结合分段函数,即可求解.
【解答】解:当0<x≤3时,f(x)=8+1=9,
当3<x≤8时,f(x)=8+1+(x﹣3)×2.15=2.15x+2.55,
当x>8时,f(x)=8+1+5×2.15+(x﹣8)×2.85=2.85x﹣3.05,
对于A,当x=4时,f(4)=11.15,故A错误,
对于B,当x=10时,f(10)=25.45,故B正确,
对于C,当x=5时,f(5)=13.3,2f(5)>f(10),故C正确,
对于D,当x=8时,f(8)=19.75,
所以当某人乘坐一次出租车付费22.6元,
则2.85x﹣3.05=22.6,解得x=9,故D正确.
故选:BCD.
【点评】本题主要考查函数的实际应用,考查分类讨论的思想,属于中档题.
三.填空题(共3小题)
13.(2025春 会泽县期末)已知指数函数f(x)=ax(a>0且a≠1)经过点(2,4),则  ﹣1 
【考点】对数的运算性质.
【专题】函数思想;定义法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】﹣1.
【分析】由指数函数过点求参数值,再应用对数运算求值即可.
【解答】解:∵指数函数f(x)=ax(a>0且a≠1)经过点(2,4),
∴由题设f(2)=a2=4且a>0,a≠1,可得a=2,
∴.
故答案为:﹣1.
【点评】本题考查指数函数的性质等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
14.(2024秋 海南月考)函数的定义域为  (1,+∞)  .
【考点】求对数型复合函数的定义域.
【专题】函数思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】(1,+∞).
【分析】根据对数函数可得,再结合根式以及分析的意义分析求解.
【解答】解:由,得,解得x>1,
则函数的定义域为(1,+∞).
故答案为:(1,+∞).
【点评】本题考查函数的定义域及其求法,是基础题.
15.(2025 慈溪市校级模拟)计算:    .
【考点】对数运算求值.
【专题】转化思想;转化法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】.
【分析】结合对数、指数的运算法则,即可求解.
【解答】解:原式3.
故答案为:.
【点评】本题主要考查对数运算性质,属于基础题.
四.解答题(共5小题)
16.(2024秋 文山市校级期末)已知函数y=f(x)的图象与g(x)=logax(a>0,且a≠1)的图象关于直线y=x对称,且g(x)的图象过点.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若g(3x﹣1)>g(﹣x+5)成立,求x的取值范围.
【考点】求对数函数及对数型复合函数的单调性;求对数函数及对数型复合函数的最值;反函数.
【专题】函数思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根据函数图象经过的点,即可代入求解,根据反函数的性质即可求解;
(2)根据函数的单调性即可求解.
【解答】解:(1)因为g(x)=logax(a>0,且a≠1)的图象过点,
所以,解得,
所以,
又因为函数y=f(x)的图象与的图象关于y=x对称,
所以;
(2)因为为(0,+∞)内的单调递减函数,
所以g(3x﹣1)>g(﹣x+5),即,
则解得,
所以x的取值范围为.
【点评】本题主要考查了指数函数和对数函数的性质,属于中档题.
17.(2024秋 吐鲁番市期末)已知函数f(x)=(a2﹣3a﹣3) (a﹣1)x是指数函数.
(1)求实数a的值;
(2)已知函数g(x)=f2(x)﹣4f(x)+6,x∈[﹣1,2],求g(x)的值域.
【考点】指数函数的值域;指数函数的概念.
【专题】函数思想;换元法;定义法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】(1)4;
(2)[2,51].
【分析】(1)根据f(x)是指数函数,由求解;
(2)由(1)得到g(x)=(3x)2﹣4 3x+6,令,由h(t)=t2﹣4t+6=(t﹣2)2+2求解.
【解答】解:(1)因为函数f(x)=(a2﹣3a﹣3) (a﹣1)x是指数函数,
所以,解得a=4;
(2)因为f(x)=3x,所以g(x)=(3x)2﹣4 3x+6,
设t=3x,则x∈[﹣1,2]时,t∈[,9],
所以h(t)=t2﹣4t+6=(t﹣2)2+2,
因为h(t)在[,2]上单调递减,在[2,9]上单调递增,
所以当t=2时,h(t)取得最小值2,当t=9时,h(t)取得最大值51,
所以g(x)的值域为[2,51].
【点评】本题考查了指数函数的定义与应用问题,是基础题.
18.(2024秋 常州校级期末)已知函数f(x)=log3(2+x)﹣log3(2﹣x).
(1)求函数y=f(x)的定义域,并判断f(x)是否具有奇偶性;
(2)若f(m)﹣f(﹣m)<2,求实数m的取值范围.
【考点】对数函数的定义域;由对数函数的单调性求解参数;函数的奇偶性.
【专题】整体思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】(1)(﹣2,2),f(x)为奇函数;
(2)(﹣2,1).
【分析】(1)利用对数函数的性质求解定义域,再判断其与原点对称,最后结合奇偶性的定义判断奇偶性即可.
(2)利用函数的奇偶性和对数函数的单调性解不等式,求解参数范围即可.
【解答】解:f(x)=log3(2+x)﹣log3(2﹣x),
(1)由题意得,解得﹣2<x<2,
所以f(x)的定义域为(﹣2,2),关于原点对称,f(x)为奇函数,证明如下:
 x∈(﹣2,2),都有﹣x∈(﹣2,2),对于f(x)=log3(2+x)﹣log3(2﹣x),
又f(﹣x)=log3(2﹣x)﹣log3(2+x)=﹣f(x),
所以f(x)为奇函数;
(2)因为f(x)为奇函数,f(m)﹣f(﹣m)=2f(m)<2,即f(m)<1,
即,故,
解,得到m<1或m>2,解,得﹣2<m<2,
综上,﹣2<m<1,即m的取值范围是(﹣2,1).
【点评】本题主要考查了函数定义域的求解,函数单调性的判断,还考查了对数函数性质在不等式的求解,属于基础题.
19.(2025春 新洲区校级期末)已知集合A={x|log2(x﹣3)≤2},集合.
(1)当a=﹣2时,求B∩ RA;
(2)若A∪B=A,求实数a的取值范围.
【考点】指、对数不等式的解法;集合的包含关系的应用;集合的交并补混合运算;分式不等式.
【专题】函数思想;综合法;函数的性质及应用;集合;运算求解.
【答案】(1)B∩ RA={x|﹣4<x≤3};
(2){a|或a=1}.
【分析】(1)a=﹣2时,根据题意可解集合A,B,然后根据集合的交并补运算即可;
(2)由A∪B=A,可得B A,讨论参数a=1和a≠1的情况,根据B A列出不等式,再解不等式即可.
【解答】解:(1)由log2(x﹣3)≤2可得,0<x﹣3≤4,
解得3<x≤7,
所以A={x|3<x≤7},
所以 RA={x|x≤3或x>7},
当a=﹣2时,集合B={x|0}={x|﹣4<x≤5},
所以B∩ RA={x|﹣4<x≤3};
(2)由A∪B=A,则B A,
当a=1时,,满足要求;
当a≠1时,因为a2+1>2a,
所以B={x|2a<x≤a2+1},
由B A,则,
解得,
综上,a的取值范围是{a|或a=1}.
【点评】本题主要考查了对数不等式和分式不等式的解法,考查了集合间的包含关系,属于中档题.
20.(2024秋 四川期末)猴痘是由猴痘病毒所致的一种人畜共患病,既往猴痘疫情主要在非洲地区流行,2022年后逐渐扩散至全球大多数国家和地区,2022年1月至2024年7月31日,全球已经有121个国家报告了猴痘病例103048例,其中死亡229例.2024年8月,世卫组织宣布猴痘疫情构成“国际关注的突发公共卫生事件”.猴痘病毒经过变异之后传染性极强,假设猴痘病毒在特定环境下具有下表传染规律:每隔单位时间数进行一次记录,用x(x∈N*)表示经过的单位时间数,用y表示猴痘感染人数.
x 2 4 6 8 
y 8 64 511 4097 
(1)请从y=m xn(m≠0,n≠0)与y=k ax(k≠0,a>0且a≠1)两个函数模型中选择更适合猴痘病毒感染规律的函数模型,并求出该函数模型的解析式;
(2)求至少经过多少个单位时间数该病毒的感染人数会超过10万人.(参考数据:)
【考点】根据实际问题选择函数类型.
【专题】应用题;函数思想;数学模型法;函数的性质及应用;运算求解.
【答案】(1)y=k ax(k>0,a>1),;
(2)12个单位时间.
【分析】(1)利用已知的四对数据代入函数模型进行验证得出结果;
(2)根据指对互化以及对数运算求得结果.
【解答】解:(1)若选y=mxn,
将x=2,y=8和x=4,y=64代入得,解得,
得y=x3,代入x=6得y=216,这与题干x=6时y=511差异很大,
所以该函数模型不适合;
若选y=k ax(k>0,a>1),
将x=2,y=8和x=4,y=64代入得,
解得,得y,
代入x=6得y=512,x=8得y=4096,与表中数据接近,
所以y适合作为拟合猴痘病毒感染规律的函数模型;
(2)设至少需要x个单位时间数,由题意知,100000,
两边取对数,得xlg5,
即x lg5,
所以x lg2>5,
因为lg2≈0.301,
所以x11.074,
因为x∈N*,所以x的最小值为12,
即至少经过12个单位时间数该病毒的感染人数会超过10万人.
【点评】本题考查了函数模型应用问题,也考查了运算求解能力,是中档题.
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