突破4.3 对数函数重难点突破(原卷版+解析版)-突破满分数学之2020年高一数学(重难点突破+课时训练)(人教A版2019必修1)

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名称 突破4.3 对数函数重难点突破(原卷版+解析版)-突破满分数学之2020年高一数学(重难点突破+课时训练)(人教A版2019必修1)
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文件大小 2.8MB
资源类型 试卷
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2020-10-27 10:25:47

文档简介

中小学教育资源及组卷应用平台
突破4.4
对数函数重难点突破
一、考情分析
二、经验分享
考点一
对数函数及其性质
(1)概念:函数y=logax(a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,函数的定义域是(0,+∞).
(2)对数函数的图象与性质
a>1
0图象
性质
定义域:(0,+∞)
值域:R
当x=1时,y=0,即过定点(1,0)
当x>1时,y>0;当0当x>1时,y<0;当00
在(0,+∞)上是增函数
在(0,+∞)上是减函数
三、题型分析
(一)
对数函数的概念与图像
例1、给出下列函数:
①y=x2;②y=log3(x﹣1);③y=logx+1x;④y=logπx.其中是对数函数的有(  )
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
【变式训练1-1】.函数f(x)=loga|x|+1(0<a<1)的图象大致为(  )
【变式训练1-2】.(2018秋?船营区校级月考)函数f(x)=的图象可能是(  )
A.
B.
C.
D.
【变式训练1-3】.(2019秋?洛南县期末)函数y=|lg(x+1)|的图象是(  )
A.
B.
C.
D.
【变式训练1-4】.计算:+log2(log216)=________.
例2.函数y=的图象大致是(  )
【变式训练2-1】.(2020·浙江高一单元测试)已知,且,,若,则下列不等式可能正确的是(
).
A.
B.
C.
D.
【变式训练2-2】.已知函数,则_______.
【变式训练2-3】.图中曲线是对数函数的图象,已知取,,,四个值,则相应于,,,的值依次为  
A.,,,
B.,,,
C.,,,
D.,,,
(二)
比较大小
例3.(2019·浙江湖州高一期中)下列各式中错误的是(

A.
B.
C.
D.
【变式训练3-1】.(2020·全国高一课时练习)设则(

A.a>b>c
B.a>c>b
C.b>a>c
D.b>c>a
【变式训练3-2】.(2019秋?沙坪坝区校级月考)已知a=log30.3,b=30.3,c=0.30.2,则(  )
A.a<b<c
B.a<c<b
C.c<a<b
D.b<c<a
【变式训练3-3】.(2019?西湖区校级模拟)下列关系式中,成立的是(  )
A.
B.
C.
D.
对数函数过定点问题
例4.(2019秋?水富县校级月考)已知函数y=3+loga(2x+3)(a>0,a≠1)的图象必经过定点P,则P点
坐标是(  )
A.(1,3)
B.(﹣,4)
C.(﹣1,3)
D.(﹣1,4)
【变式训练4-1】.(2018秋?烟台期中)函数y=loga(x+2)+ax+1+2(a>0,且a≠1)的图象必经过的点是(  )
A.(0,2)
B.(2,2)
C.(﹣1,2)
D.(﹣1,3)
【变式训练4-2】.(2019秋?赣州期末)已知a>0,a≠1,则f(x)=loga的图象恒过点(  )
A.(1,0)
B.(﹣2,0)
C.(﹣1,0)
D.(1,4)
(四)
有关对数函数奇偶性问题
例5.(多选题)下列函数中,是奇函数且存在零点的是(  )
A.y=x3+x
B.y=log2x
C.y=2x2-3
D.y=x|x|
【变式训练5-1】.(2020·全国高三课时练习(理))“”是“函数为奇函数”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
【变式训练5-2】.(2019·黄梅国际育才高级中学高一月考)已知奇函数在上是增函数,若,,,则的大小关系为(
)
A.
B.
C.
D.
【变式训练5-3】.(2019秋?新宁县校级期中)对于函数,下列说法正确的是(  )
A.f(x)是奇函数
B.f(x)是偶函数
C.f(x)是非奇非偶函数
D.f(x)既是奇函数又是偶函数
(五)
有关对数函数定义域问题
例6.函数y=的定义域为(  )
A.(-∞,2)       
B.(2,+∞)
C.(2,3)∪(3,+∞)
D.(2,4)∪(4,+∞)
【变式训练6-1】.(2018秋?宜宾期末)函数y=的定义域是(  )
A.(,+∞)
B.(,1]
C.(﹣∞,1]
D.[1,+∞)
【变式训练6-2】.(2018春?连城县校级月考)函数y=的定义域是(  )
A.[1,+∞)
B.(,+∞)
C.(1,+∞)
D.(,1]
【变式训练6-3】.(2019·六盘水市第二中学高一期中(理))函数的定义域是__________.
【变式训练6-4】.函数的定义域为______,最小值为______.
(六)
有关对数函数值域问题及最值问题
例7.函数f(x)=的值域是(  )[]
A.(-∞,1)       
B.(0,1)
C.(1,+∞)
D.(-∞,1)∪(1,+∞)
【变式训练7-1】.(2019秋?南昌校级期中)函数y=log4(2x+3﹣x2)值域为 
 .
【变式训练7-2】.已知函数,若它的定义域为,则a_________,若它的值域为,则a__________.
【变式训练7-3】.(2020·全国高一课时练习)已知f(x)=log2(1-x)+log2(x+3),求f(x)的定义域、值城.
【变式训练7-4】.(2020·开鲁县第一中学高二期末(文))设,且.
(1)求的值及的定义域;
(2)求在区间上的最大值.
(七)
对数函数的概念与图像
例8.(2020·全国高一课时练习)画出下列函数的图象:
(1)y=lg|x-1|.(2).
(八)
对数型复合函数的单调性问题
例9.(2019·浙江高一期中)函数的单调递增区间是(
)
A.
B.
C.
D.
【变式训练9-1】.(2020·全国高一课时练习)函数在上为减函数,则的取值范围是(

A.
B.
C.
D.
【变式训练9-2】.(2020·怀仁市第一中学校云东校区高一期末(理))已知函数.
(1)当时,求;
(2)求解关于的不等式;
(3)若恒成立,求实数的取值范围.
(九)
对数型复合函数的最值问题
例10.(2019·内蒙古集宁一中高三月考)已知
(1)求的定义域;
(2)判断的奇偶性并予以证明;
(3)求使的的取值范围.
【变式训练10-1】..(2019·浙江高一期中)已知函数.
(Ⅰ)若,求函数的定义域和值域;
(Ⅱ)若函数的定义域为,值域为,求实数的值.
【变式训练10-2】.(2019秋?荔湾区校级期末)已知函数f(x)=log3(1+x)﹣log3(1﹣x).
(1)求函数f(x)定义域,并判断f(x)的奇偶性.
(2)判断函数f(x)在定义域内的单调性,并用单调性定义证明你的结论.
(3)解关于x的不等式f(1﹣x)+f(1﹣x2)>0.
四、迁移应用
1.(2020·湖南天心?长郡中学高三其他(文))设函数则满足的的取值范围是_______________.
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突破4.4
对数函数重难点突破
一、考情分析
二、经验分享
考点一
对数函数及其性质
(1)概念:函数y=logax(a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,函数的定义域是(0,+∞).
(2)对数函数的图象与性质
a>1
0图象
性质
定义域:(0,+∞)
值域:R
当x=1时,y=0,即过定点(1,0)
当x>1时,y>0;当0当x>1时,y<0;当00
在(0,+∞)上是增函数
在(0,+∞)上是减函数
三、题型分析
(一)
对数函数的概念与图像
例1、给出下列函数:
①y=x2;②y=log3(x﹣1);③y=logx+1x;④y=logπx.其中是对数函数的有(  )
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
【分析】由对数函数的定义依次判断即可.
【答案】解:①y=x2的真数为x2,故不是对数函数;
②y=log3(x﹣1)的真数为x﹣1,故不是对数函数;③y=logx+1x的底数为x+1,故不是对数函数;
④y=logπx是对数函数;故选:A.
【变式训练1-1】.函数f(x)=loga|x|+1(0<a<1)的图象大致为(  )
【答案】A
【解析】选A 由函数f(x)的解析式可确定该函数为偶函数,图象关于y轴对称.设g(x)=loga|x|,先画出x>0时,g(x)的图象,然后根据g(x)的图象关于y轴对称画出x<0时g(x)的图象,最后由函数g(x)的图象向上整体平移一个单位即得f(x)的图象,结合图象知选A.
【变式训练1-2】.(2018秋?船营区校级月考)函数f(x)=的图象可能是(  )
A.
B.
C.
D.
【分析】先求出函数的定义域,再判断函数为奇函数,即图象关于原点对称,故可以排除BC,再根据函数值域,可排除D.
【答案】解:∵f(x)=,∴函数定义域为(﹣∞,0)∪(0,+∞),
∵,∴函数f(x)为奇函数,图象关于原点对称,
故排除B、C,∵当0<x<1时,lnx<0,∴f(x)=<0,x∈(0,1)故排除D.故选:A.
【变式训练1-3】.(2019秋?洛南县期末)函数y=|lg(x+1)|的图象是(  )
A.
B.
C.
D.
【分析】本题研究一个对数型函数的图象特征,函数y=|lg(x+1)|的图象可由函数y=lg(x+1)的图象将X轴下方的部分翻折到X轴上部而得到,故首先要研究清楚函数y=lg(x+1)的图象,由图象特征选出正确选项
【答案】解:由于函数y=lg(x+1)的图象可由函数y=lgx的图象左移一个单位而得到,函数y=lgx的图象与X轴的交点是(1,0),
故函数y=lg(x+1)的图象与X轴的交点是(0,0),即函数y=|lg(x+1)|的图象与X轴的公共点是(0,0),考察四个选项中的图象只有A选项符合题意故选:A.
【变式训练1-4】.计算:+log2(log216)=________.
【答案】:
【解析】:原式=+log24=+2=.
例2.函数y=的图象大致是(  )
【答案】B
【解析】当x<0时,函数的图象是抛物线;当x≥0时,只需把y=2x的图象在y轴右侧的部分向下平移1个单位即可,故大致图象为B.
【变式训练2-1】.(2020·浙江高一单元测试)已知,且,,若,则下列不等式可能正确的是(
).
A.
B.
C.
D.
【答案】AD
【解析】∵,∴若,则,即.
∴,故A正确.,故D正确.
若,则,∴,,故BC错误,
故选:AD
【变式训练2-2】.已知函数,则_______.
【答案】
【解析】
.故答案为:-1
【变式训练2-3】.图中曲线是对数函数的图象,已知取,,,四个值,则相应于,,,的值依次为  
A.,,,
B.,,,
C.,,,
D.,,,
【答案】A
【解析】由已知中曲线是对数函数的图象,
由对数函数的图象和性质,可得,,,的值从小到大依次为:,,,,
由取,,,四个值,
故,,,的值依次为,,,,故选:.
(二)
比较大小
例3.(2019·浙江湖州高一期中)下列各式中错误的是(

A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A、∵y=3x,在R上为增函数,∵0.8>0.7,∴30.8>30.7,故A正确;
B、∵y=log0.5x,在上为减函数,∵0.4<0.6,∴log0..50.4>log0..50.6,故B正确;
C、∵y=0.75x,在R上为减函数,∵﹣0.1<0.1,∴0.75﹣0.1>0.750.1,故C错误;
D、∵,在上为增函数,∵,∴,故D正确.故选:C.
【变式训练3-1】.(2020·全国高一课时练习)设则(

A.a>b>c
B.a>c>b
C.b>a>c
D.b>c>a
【答案】A
【解析】
,.故选:A.
【变式训练3-2】.(2019秋?沙坪坝区校级月考)已知a=log30.3,b=30.3,c=0.30.2,则(  )
A.a<b<c
B.a<c<b
C.c<a<b
D.b<c<a
【分析】容易得出,从而可得出a,b,c的大小关系.
【答案】解:∵log30.3<log31=0,30.3>30=1,0<0.30.2<0.30=1
∴a<c<b.故选:B.
【点睛】考查对数函数、指数函数的单调性,以及增函数、减函数的定义.
【变式训练3-3】.(2019?西湖区校级模拟)下列关系式中,成立的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】解:∵log34>log33=1,0<0.31.7<0.30=1,log0.310<log0.31=0,
∴.故选:A.
对数函数过定点问题
例4.(2019秋?水富县校级月考)已知函数y=3+loga(2x+3)(a>0,a≠1)的图象必经过定点P,则P点
坐标是(  )
A.(1,3)
B.(﹣,4)
C.(﹣1,3)
D.(﹣1,4)
【分析】令2x+3=1,求得x的值,从而求得P点的坐标.
【答案】解:令2x+3=1,可得
x=﹣1,此时y=3.
即函数y=3+loga(2x+3)(a>0,a≠1))的图象必经过定点P的坐标为(﹣1,3).故选:C.
【点睛】本题主要考查对数函数的单调性和特殊点,属于基础题.
【变式训练4-1】.(2018秋?烟台期中)函数y=loga(x+2)+ax+1+2(a>0,且a≠1)的图象必经过的点是(  )
A.(0,2)
B.(2,2)
C.(﹣1,2)
D.(﹣1,3)
【分析】根据loga1=0,a0=1,求出定点的坐标即可.
【答案】解:令x+2=1,解得:x=﹣1,故y=0+1+2=3,故图象过(﹣1,3),故选:D.
【点睛】本题考查了对数函数,指数函数的性质,根据loga1=0,a0=1是解题的关键.
【变式训练4-2】.(2019秋?赣州期末)已知a>0,a≠1,则f(x)=loga的图象恒过点(  )
A.(1,0)
B.(﹣2,0)
C.(﹣1,0)
D.(1,4)
【分析】令=1,解得x=﹣2,y=0,进而得到f(x)=loga的图象恒过点的坐标.
【答案】解:令=1,解得:x=﹣2,故f(﹣2)=loga1=0恒成立,
即f(x)=loga的图象恒过点(﹣2,0),故选:B.
(四)
有关对数函数奇偶性问题
例5.(多选题)下列函数中,是奇函数且存在零点的是(  )
A.y=x3+x
B.y=log2x
C.y=2x2-3
D.y=x|x|
【答案】AD
【解析】A中,y=x3+x为奇函数,且存在零点x=0,与题意相符;B中,y=log2x为非奇非偶函数,与题意不符;C
【变式训练5-1】.(2020·全国高三课时练习(理))“”是“函数为奇函数”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
【答案】B
【解析】
时,
,当
时,
,函数为奇函数;当
时,,函数不是奇函数时,
不一定奇函数,当是奇函数时,由可得,所以“”是“函数为奇函数”的必要不充分条件
,故选B.
【变式训练5-2】.(2019·黄梅国际育才高级中学高一月考)已知奇函数在上是增函数,若,,,则的大小关系为(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】由题意:,且:,
据此:,结合函数的单调性有:,
即.本题选择C选项.
【变式训练5-3】.(2019秋?新宁县校级期中)对于函数,下列说法正确的是(  )
A.f(x)是奇函数
B.f(x)是偶函数
C.f(x)是非奇非偶函数
D.f(x)既是奇函数又是偶函数
【分析】根据函数奇偶性的定义判断函数的奇偶性即可.
【答案】解:由>0,解得:﹣1<x<1,
故函数f(x)的定义域是(﹣1,1),关于原点对称,而f(﹣x)=log2=﹣log2=﹣f(x),
故f(x)是奇函数,故选:A.
(五)
有关对数函数定义域问题
例6.函数y=的定义域为(  )
A.(-∞,2)       
B.(2,+∞)
C.(2,3)∪(3,+∞)
D.(2,4)∪(4,+∞)
【答案】C
【解析】:选C 根据题意得
解得x>2且x≠3,故选C.
【变式训练6-1】.(2018秋?宜宾期末)函数y=的定义域是(  )
A.(,+∞)
B.(,1]
C.(﹣∞,1]
D.[1,+∞)
【分析】首先由根式有意义得到log0.5(4x﹣3)≥0,然后求解对数不等式得到原函数的定义域.
【答案】解:要使原函数有意义,则log0.5(4x﹣3)≥0,即0<4x﹣3≤1,解得.
所以原函数的定义域为(].故选:B.
【变式训练6-2】.(2018春?连城县校级月考)函数y=的定义域是(  )
A.[1,+∞)
B.(,+∞)
C.(1,+∞)
D.(,1]
【分析】利用对数的性质求解.
【答案】解:函数y=的定义域满足:,解得.
故选:D.
【变式训练6-3】.(2019·六盘水市第二中学高一期中(理))函数的定义域是__________.
【答案】
【解析】由题意可得,即,解得且.
因此,函数的定义域是.故答案为:.
【变式训练6-4】.函数的定义域为______,最小值为______.
【答案】
【解析】
由题意得,解得,所以函数的定义域为,
令,所以在递减,且.
因此函数的值域为,最小值为.
故答案为:;
(六)
有关对数函数值域问题及最值问题
例7.函数f(x)=的值域是(  )[]
A.(-∞,1)       
B.(0,1)
C.(1,+∞)
D.(-∞,1)∪(1,+∞)
【答案】B
【解析】∵3x+1>1,∴0<<1,∴函数的值域为(0,1).
【变式训练7-1】.(2019秋?南昌校级期中)函数y=log4(2x+3﹣x2)值域为 
 .
【分析】运用复合函数的单调性分析函数最值,再通过配方求得值域.
【答案】解:设u(x)=2x+3﹣x2=﹣(x﹣1)2+4,
当x=1时,u(x)取得最大值4,∵函数y=log4x为(0,+∞)上的增函数,
∴当u(x)取得最大值时,原函数取得最大值,即ymax=log4u(x)max=log44=1,
因此,函数y=log4(2x+3﹣x2)的值域为(﹣∞,1],故填:(﹣∞,1].
【变式训练7-2】.已知函数,若它的定义域为,则a_________,若它的值域为,则a__________.
【答案】
【解析】函数的定义域为,则恒成立,故,
即;函数为,则是函数值域的子集,
则,即.故答案为:;.
【变式训练7-3】.(2020·全国高一课时练习)已知f(x)=log2(1-x)+log2(x+3),求f(x)的定义域、值城.
【答案】定义域为,值域为.
【解析】由函数有意义得,解得,
所以函数的定义域为.
因为
,,
又因为在上递增,在上递减,所以,
所以.所以函数的值域为.
【变式训练7-4】.(2020·开鲁县第一中学高二期末(文))设,且.
(1)求的值及的定义域;
(2)求在区间上的最大值.
【答案】(1),定义域为;(2)2
【解析】
(1),解得.
故,
则,解得,
故的定义域为.
(2)函数,定义域为,,
由函数在上单调递增,函数在上单调递增,在上单调递减,可得函数在上单调递增,在上单调递减.
故在区间上的最大值为.
(七)
对数函数的概念与图像
例8.(2020·全国高一课时练习)画出下列函数的图象:
(1)y=lg|x-1|.(2).
【答案】图象见解析
【解析】
(1)设,
所以是偶函数,图象关于轴对称,
图象是由向右平移个单位得到,
所以图象关于对称,
当时,,
图象是图象向右平移个单位得到,
再画出其关于对称部分,
即可得出图象,如下图所示:
(2)由函数,则满足,解得,即函数的定义为,
先画得对数函数的图象,将函数的图象向右平移1个单位,
得到函数,再将函数下方的图象关于轴对称,
即可得到函数的图象,如图所示:
(八)
对数型复合函数的单调性问题
例9.(2019·浙江高一期中)函数的单调递增区间是(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】由,得到,令,则在上递减,而在上递减,由复合函数单调性同增异减法则,得到在上递增,故选:A
【变式训练9-1】.(2020·全国高一课时练习)函数在上为减函数,则的取值范围是(

A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】若函数在上为减函数,则,计算得出,所以B选项是正确的.
【变式训练9-2】.(2020·怀仁市第一中学校云东校区高一期末(理))已知函数.
(1)当时,求;
(2)求解关于的不等式;
(3)若恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2)见解析;(3)
【解析】
(1)当时,
(2)由得:

当时,解不等式可得:或
当时,解不等式可得:或
综上所述:当时,的解集为;当时,的解集为
(3)由得:

①当时,,
或,解得:
②当时,,
或,解得:
综上所述:的取值范围为
(九)
对数型复合函数的最值问题
例10.(2019·内蒙古集宁一中高三月考)已知
(1)求的定义域;
(2)判断的奇偶性并予以证明;
(3)求使的的取值范围.
【答案】(1);(2)见解析;(3)见解析.
【解析】(1)由>0
,解得x∈(-1,1).
(2)f(-x)=loga=-f(x),且x∈(-1,1),∴函数y=f(x)是奇函数.
(3)若a>1,f(x)>0,则>1,解得0若00,则0<<1,解得-1判断函数的奇偶性首先要看函数的定义域是否关于原点对称,如果不对称,既不是奇函数又不是偶函数,如果对称常见方法有:(1)直接法,
(正为偶函数,负为减函数);(2)和差法,
(和为零奇函数,差为零偶函数);(3)作商法,

为偶函数,
为奇函数)
.
【变式训练10-1】..(2019·浙江高一期中)已知函数.
(Ⅰ)若,求函数的定义域和值域;
(Ⅱ)若函数的定义域为,值域为,求实数的值.
【答案】(Ⅰ)定义域为,值域为;(Ⅱ).
【解析】
(Ⅰ)若,则,由,得到
,得到,故定义域为.
令,则
当时,符合.
当时,上述方程要有解,则,得到或,
又,所以,
所以,则值域为.
(Ⅱ)由于函数的定义域为,则恒成立,则,即,令,由于的值域为,则,而
,则由解得
,故和是方程即的两个根,则,得到,符合题意.所以.
【变式训练10-2】.(2019秋?荔湾区校级期末)已知函数f(x)=log3(1+x)﹣log3(1﹣x).
(1)求函数f(x)定义域,并判断f(x)的奇偶性.
(2)判断函数f(x)在定义域内的单调性,并用单调性定义证明你的结论.
(3)解关于x的不等式f(1﹣x)+f(1﹣x2)>0.
【分析】(1)根据对数函数的性质以及函数的定义域,根据函数的奇偶性的定义判断函数的奇偶性即可;
(2)根据函数单调性的定义判断函数的单调性即可;
(3)根据函数的单调性以及函数的奇偶性判断即可.
【答案】解:(1)要使函数f(x)=log3(1+x)﹣log3(1﹣x)有意义,
必须满足,解得:﹣1<x<1,
∴函数f(x)的定义域是(﹣1,1),
综上所述,结论是:函数f(x)的定义域是(﹣1,1).
f(x)=log3(1+x)﹣log3(1﹣x)
=log3().
f(﹣x)=log3=﹣log3.
∴f(x)为奇函数.
(2)函数f(x)=log3(),
在区间(﹣1,1)上任取两个不同的自变量x1,x2,
且设x1<x2,则f(x1)﹣f(x2)=log3,
又(1+x1)(1﹣x2)﹣(1﹣x1)(1+x2)=2(x1﹣x2)<0,
即(1+x1)(1﹣x2)<(1﹣x1)(1+x2),
∵﹣1<x1<x2<1,∴1+x1>0,1﹣x2>0,
∵(1+x1)(1﹣x2)>0,∴<1,
∴log3<0,即f(x1)>f(x2),
∴函数f(x)是定义域内的单调递增函数.
(3)∵f(x)为奇函数,
∴f(1﹣x)+f(1﹣x2)>0
∴f(1﹣x)>f(x2﹣1),
又∵f(x)在定义域上单调递增,
∴1﹣x>x2﹣1,
x2+x﹣2<0,即(x+2)(x﹣1)<0,
∴﹣2<x<1,
而,解得:0<x<,
综上:0<x<1.
【点睛】本题考查了函数的单调性、奇偶性问题,考查导数的应用以及转化思想,是一道中档题.
四、迁移应用
17.(2020·湖南天心?长郡中学高三其他(文))设函数则满足的的取值范围是_______________.
【答案】
【解析】
时,,,,∴,
时,,,,所以,
综上,原不等式的解集为.
故答案为:.
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精品试卷·第
2

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