2022年初等函数典型例题 .pdf
例 1.已知 a=91,b=9. 求:(1);315383327aaaa(2)111)(abba. 解: (1)原式 =3127a.3123aa21)38(21315a= 2167a)2534(=a21.a=91,原式 =3.(2)方法一化去负指数后解.1111)(111baababbaabbaabbaa=,9,91ba+b=.982方法二利用运算性质解.11)(11111111111ababbabbaaabbaa=, 9,91ba+b=.982变式训练1:化简下列各式(其中各字母均为正数): (1);)(65312121132bababa(2).)4()3(6521332121231bababa解: (1)原式 =. 100653121612131656131212131bababababa(2)原式 =-.4514545)(45)2(2523232123313612331361abababbababababa例 2. 函数 f(x)=x2-bx+c 满足 f(1+x)=f(1-x)且 f(0)=3,则 f(bx) 与 f(cx)的大小关系是()A.f(bx) f(cx) B.f(bx) f(cx) C.f(bx) f(cx) D.大小关系随x 的不同而不同解: A 变式训练2:已知实数a、b 满足等式ba)31()21(,下列五个关系式:0ba; ab0; 0ab; ba0; a=b.其中不可能成立的关系式有()A.1 个 B.2个C.3 个D.4 个解: B例 3.求下列函数的定义域、值域及其单调区间:(1)f(x)=3452xx;(2)g(x)=-(5)21( 4)41xx. 解: (1)依题意x2-5x+4 0,解得 x4 或 x1,f (x)的定义域是(- , 1 4,+) .令 u=,49)25(4522xxxx( -, 1 4,+) ,u0,即452xx0,而 f(x)=3452xx30=1,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 13 页 - - - - - - - - - 函数 f(x)的值域是 1,+) .u=49)25(2x, 当 x( - ,1时, u 是减函数,当 x 4,+)时, u 是增函数 . 而 31, 由复合函数的单调性可知,f (x)=3452xx在( - ,1上是减函数,在4,+)上是增函数.故 f (x)的增区间是4,+) ,减区间是( - ,1.(2)由 g(x)=-(,5)21(4)21(5)21(4)412xxxx函数的定义域为R,令 t=()21x (t0), g(t)=-t2+4t+5=-(t-2)2+9,t 0, g(t)=-(t-2)2+99, 等号成立的条件是t=2,即 g(x) 9, 等号成立的条件是(x)21=2,即 x=-1 , g(x)的值域是(- , 9.由 g(t)=-(t-2)2+9 (t0), 而 t=(x)21是减函数,要求g(x) 的增区间实际上是求g(t) 的减区间,求 g(x) 的减区间实际上是求g(t) 的增区间 .g(t )在( 0,2上递增,在2,+)上递减,由 0t=(x)212, 可得 x-1,由 t=(x)212, 可得 x-1.g(x)在 -1,+)上递减,在(- , -1 上递增,故 g(x) 的单调递增区间是(- , -1 ,单调递减区间是-1 ,+) .变式训练3:求下列函数的单调递增区间:(1)y=(226)21xx;(2)y=262xx.解: (1)函数的定义域为R.令 u=6+x-2x2, 则 y=(u)21.二次函数u=6+x-2x2的对称轴为x=41,在区间41,+)上, u=6+x-2x2是减函数,又函数 y=()21u是减函数,函数 y=(226)21xx在41,+)上是增函数.故 y=(226)21xx单调递增区间为41,+) .(2)令 u=x2-x-6, 则 y=2u,二次函数u=x2-x-6的对称轴是x=21, 在区间21,+)上 u=x2-x-6 是增函数 .又函数 y=2u为增函数,函数 y=262xx在区间21,+)上是增函数.故函数 y=262xx的单调递增区间是21,+). 例 4设 a0,f(x)=xxaaee是 R上的偶函数 .(1)求 a 的值;(2)求证: f(x) 在( 0,+)上是增函数.(1)解: f(x)是 R上的偶函数,f (-x )=f (x) ,,eeeexxxxaaaa( a-)e1e)(1xxa=0对一切 x 均成立,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 13 页 - - - - - - - - - a-a1=0,而 a0, a=1. (2)证明在( 0,+)上任取 x1、x2,且 x1x2, 则 f(x1)-f(x2)=1ex +1e1x-2ex-2e1x=)ee(12xx ().1e121xxx1x2,ee21xx有.0ee12xxx10,x20, x1+x20, 21exx1, 21e1xx-1 0. f(x1)-f(x2) 0, 即 f(x1) f(x2), 故 f(x) 在( 0,+)上是增函数. 变式训练4:已知定义在R上的奇函数f(x) 有最小正周期2,且当 x(0,1)时,f(x)=142xx. (1)求 f (x) 在 -1 ,1上的解析式;(2)证明: f(x) 在( 0,1)上是减函数 .(1)解:当 x(-1,0)时, -x (0,1).f (x)是奇函数,f (x)=-f (-x )=-.142142xxxx由 f(0)=f(-0)=-f(0),且 f(1)=-f(-1)=-f(-1+2)=-f(1),得 f(0)=f(1)=f(-1)=0.在区间 -1 ,1上,有f (x)=1 , 0, 10)0, 1(142)1 , 0(142xxxxxxx(2) 证明当 x(0,1)时,f(x)=.142xx设 0 x1x21,则 f(x1)-f(x2)=,) 14)(14()12)(22(1421422121122211xxxxxxxxxx0 x1x21, 1222xx0,221xx-1 0, f(x1)-f(x2) 0, 即 f(x1) f(x2),故 f(x) 在( 0,1)上单调递减 . 例 1 计算:(1))32(log32(2)2(lg2)2+lg2lg5+12lg)2(lg2;(3)21lg4932-34lg8+lg245.解: (1)方法一利用对数定义求值设)32(log32=x,则(2+3)x=2-3=321=(2+3)-1, x=-1.方法二利用对数的运算性质求解)32(log32=32log321=32log(2+3)-1=-1.(2)原式 =lg2(2lg2+lg5 )+12lg2)2(lg2=lg2(lg2+lg5)+|lg2-1|=lg2+(1-lg2)=1.名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 13 页 - - - - - - - - - (3)原式 =21(lg32-lg49)-34lg821+21lg245=21 (5lg2-2lg7)-342lg23+21 (2lg7+lg5)=25lg2-lg7-2lg2+lg7+21lg5=21lg2+21lg5=21lg(2 5)= 21lg10=21.变式训练1:化简求值 .(1)log2487+log212-21log242-1;(2)(lg2)2+lg2 lg50+lg25;(3)(log32+log92)(log43+log83).解: (1) 原式 =log2487+log212-log242-log22=log2.232log221log242481272322(2)原式 =lg2(lg2+lg50)+lg25=2lg2+lg25=lg100=2.(3)原式 =(.452lg63lg53lg22lg3)2lg33lg2lg23lg( )3lg22lg3lg2lg例 2 比较下列各组数的大小.(1)log332与 log556;(2)log1.10.7 与 log1.20.7;(3)已知 log21blog21alog21c, 比较 2b,2a,2c的大小关系 .解: (1) log332log31=0,而 log556log51=0, log332log556.(2) 方法一00.7 1,1.1 1.2,02 .1log1 .1log7 .00.7,2 .1log11.1log17.07 .0,即由换底公式可得log1.10.7 log1.20.7.方法二作出 y=log1.1x 与 y=log1.2x 的图象 .如图所示两图象与x=0.7 相交可知 log1.10.7 log1.20.7.(3) y=x21log为减函数,且cab212121logloglog,bac, 而 y=2x是增函数, 2b2a2c.变式训练2:已知 0a1,b 1,ab 1,则 logabbbba1log,log,1的大小关系是()A.logabbbba1loglog1B.bbbbaa1log1loglogC.bbbaba1log1loglog D.bbbaablog1log1log解: C 例 3 已知函数f(x)=logax(a 0,a 1),如果对于任意x 3,+)都有 |f(x)|1 成立,试求 a 的取值范围 .解: 当 a1 时,对于任意x3,+) ,都有 f(x) 0.所以, |f(x)|=f(x),而 f(x)=logax 在 3,+)上为增函数,对于任意x 3,+) ,有 f(x)loga3. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 13 页 - - - - - - - - - 因此,要使 |f(x)|1 对于任意 x 3,+)都成立 .只要 loga31=logaa 即可, 1a3. 当 0a1 时,对于x 3,+) ,有 f(x) 0,|f(x)|=-f(x). f (x)=logax 在 3,+)上为减函数,-f (x)在 3,+)上为增函数.对于任意x 3,+)都有|f(x)|=-f(x)-loga3. 因此,要使 |f(x)|1 对于任意 x 3,+)都成立,只要 -loga31 成立即可,loga3-1=logaa1, 即a13, 31a1.综上,使 |f(x)|1 对任意 x 3,+)都成立的a 的取值范围是:(1,331,1). 变式训练3:已知函数f (x)=log2(x2-ax-a) 在区间( - ,1-3上是单调递减函数. 求实数 a的取值范围 .解: 令 g(x)=x2-ax-a, 则 g(x)= (x-2a)2-a-42a,由以上知 g(x )的图象关于直线x=2a对称且此抛物线开口向上.因为函数f(x)=log2g(x) 的底数 21,在区间( - ,1-3上是减函数,所以 g(x)=x2-ax-a 在区间( - ,1-3上也是单调减函数,且g(x) 0.0)31()31 (3220)31 (2312aaaga,即解得 2-23a2.故 a 的取值范围是 a|2-23a2 . 例 4 已知过原点O的一条直线与函数y=log8x 的图象交于A、B两点,分别过A、B作 y 轴的平行与函数 y=log2x 的图象交于C、D两点.(1)证明 : 点 C 、D和原点 O在同一直线上;(2)当 BC平行于 x 轴时,求点A的坐标 .(1)证明设点 A、B的横坐标分别为x1、x2,由题设知x11,x21, 则点 A、B的纵坐标分别为log8x1、log8x2.因为 A、B在过点 O的直线上,所以228118loglogxxxx点 C、D的坐标分别为 (x1,log2x1) 、(x2,log2x2),由于 log2x1=2loglog818x=3log8x1,log2x2=3log8x2,OC的斜率为k1=118112log3logxxxx,OD的斜率为,log3log2282222xxxxk由此可知 k1=k2, 即 O 、C、D在同一直线上.名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 13 页 - - - - - - - - - (2)解:由于 BC平行于 x 轴,知 log2x1=log8x2,即得 log2x1=31log2x2,x2=x31,代入 x2log8x1=x1log8x2,得 x31log8x1=3x1log8x1, 由于 x11, 知 log8x10, 故 x31=3x1,又因 x11, 解得 x1=3, 于是点 A的坐标为(3,log83). 变式训练4:已知函数f(x)=log211xx+log2(x-1)+log2(p-x).(1)求 f(x)的定义域;(2)求 f(x)的值域 .解: (1)f(x)有意义时,有,0,01,011xpxxx由、得x1, 由得 xp, 因为函数的定义域为非空数集,故p1,f(x)的定义域是 (1,p). (2)f(x)=log2(x+1)(p-x)=log2- (x-21p)2+4) 1(2p (1 xp),当 121pp,即 p3 时,0-(x-4) 1(4) 1()21222ppp,log24) 1()21(22ppx2log2(p+1)-2.当21p1,即 1p3 时,0-(x-),1(24) 1()2122ppplog24) 1()21(22ppx1+log2(p-1).综合可知:当 p3 时, f(x) 的值域是( - ,2log2(p+1)-2 ;当 1p3 时,函数f(x)的值域是 (- ,1+log2(p-1). 例 1作出下列函数的图象.(1)y=21(lgx+|lgx|);(2)y=112xx;(3)y=)21(|x|.解: (1)y=).1(lg).10(0 xxx(2)由 y=112xx, 得 y=11x+2.作出 y=x1的图象,将y=x1的图象向右平移一个单位,再向上平移 2 个单位得 y=11x+2 的图象 .(3)作出 y=(21)x的图象,保留y=(21)x图象中 x0 的部分,加上y=(21)x的图象中x0 的部分关于y 轴的对称部分,即得y=(21)|x|的图象 . 其图象依次如下:名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 13 页 - - - - - - - - - 变式训练1:作出下列各个函数的图象:(1)y=2-2x; (2)y=|log21(1-x )| ;(3)y=112xx.解: ( 1)由函数 y=2x的图象关于x 轴对称可得到y=-2x的图象,再将图象向上平移2 个单位,可得 y=2-2x的图象 . 如图甲 .(2)由 y=log21x 的图象关于y 轴对称,可得y=log21(-x )的图象,再将图象向右平移1 个单位,即得到 y=log21(1-x).然后把 x 轴下方的部分翻折到x 轴上方, 可得到 y=|log21(1-x )| 的图象 . 如图乙 .(3)y=132112xxx.先作出 y=-x3的图象,如图丙中的虚线部分,然后将图象向左平移1 个单位,向上平移2 个单位,即得到所求图象. 如图丙所示的实线部分. 例 2 函数 y=f(x)与函数 y=g(x) 的图象如图 , 则函数 y=f(x)g(x) 的图象可能是()解:A变式训练2: 设 a1, 实数 x,y 满足|x|-logay1=0, 则 y 关于 x 的函数的图象形状大致是 ( ) 解:B例 3 设函数 f(x)=x2-2|x|-1 (-3x3).名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 13 页 - - - - - - - - - (1)证明: f(x) 是偶函数;(2)画出函数的图象;(3)指出函数f(x)的单调区间,并说明在各个单调区间上f(x) 是增函数还是减函数;(4)求函数的值域.(1)证明 f(-x)=(-x)2-2|-x|-1=x2-2|x|-1=f(x),即 f(-x)=f(x),f(x)是偶函数 .(2)解:当 x0 时, f(x)=x2-2x-1=(x-1)2-2,当 x0 时, f(x)=x2+2x-1=(x+1)2-2,即 f(x)=,)03(2)1()30(2) 1(22xxxx根据二次函数的作图方法,可得函数图象如图所示.(3)解:函数 f(x)的单调区间为-3 ,-1 ) , -1,0) , 0,1) , 1,3. f(x)在区间 -3 ,-1)和 0,1)上为减函数,在-1 ,0) , 1,3上为增函数 . (4)解:当 x0 时,函数f(x)=(x-1)2-2 的最小值为 -2, 最大值为 f(3)=2;当 x0 时,函数f(x)=(x+1)2-2 的最小值为 -2, 最大值为 f(-3)=2;故函数 f(x)的值域为 -2,2. 变式训练3:当 x(1,2) 时, 不等式 (x-1)2logax 恒成立 , 则 a 的取值范围为 .解: (1,2 例 1. 写出下列函数的定义域,并指出它们的奇偶性:(1)3yx(2)12yx(3)2yx(4)22yxx(5)1122yxx(6)1124( )3()f xxx解: (1)此函数的定义域为R,33()()( )fxxxf xQ此函数为奇函数(2)12yxx此函数的定义域为0,)Q此函数的定义域不关于原点对称此函数为非奇非偶函数(3)221yxx此函数的定义域为(,0)(0,)2211()( )()fxf xxxQ此函数为偶函数(4)22221yxxxx此函数的定义域为(,0)(0,)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 13 页 - - - - - - - - - 222211()()( )()fxxxf xxxQ此函数为偶函数(5)11221yxxxx此函数的定义域为0,)Q此函数的定义域不关于原点对称此函数为非奇非偶函数(6)11424( )3()3f xxxxx00 xx0 x此函数的定义域为0此函数既是奇函数又是偶函数变式训练1:讨论下列函数的定义域、值域,奇偶性与单调性:(1)5yx(2)43yx(3)54yx(4)35yx(5)12yx分析:要求幂函数的定义域和值域,可先将分数指数式化为根式解: (1)定义域R,值域 R,奇函数,在R上单调递增(2)定义域(,0)(0,),值域(0,),偶函数,在(,0)上单调递增,在(0,)上单调递减(3)定义域0,),值域0,),偶函数,非奇非偶函数,在0,)上单调递增(4)定义域(,0)(0,),值域(,0)(0,),奇函数,在(,0)上单调递减,在(0,)上单调递减(5)定义域(0,),值域(0,),非奇非偶函数,在(0,)上单调递减例 2 比较大小:(1)11221.5 ,1.7(2)33( 1.2) ,(1.25)(3)1125.25,5.26,5.26(4)30.530.5 ,3,log0.5解: (1)12yx在0,)上是增函数,1.51.7,11221.51.7(2)3yx在R上是增函数,1.21.25,33( 1.2)( 1.25)(3)1yx在(0,)上是减函数,5.255.26,115.255.26;5.26xy是增函数,12,125.265.26;综上,1125.255.265.26名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 13 页 - - - - - - - - - (4)300.51,0.531,3log 0.50,30.53log 0.50.53变式训练2:将下列各组数用小于号从小到大排列:(1)2223332.5 ,(1.4) ,(3)(2)3338420.16,0.5,6.25(3)11121333322253( ),() ,(),3 ,()3532解: (1)222333( 1.4)2.5( 3)(2)3338246.250.50.16,(3)11211333322523( )( )( )()35332例 3 已知幂函数223mmyx(mZ)的图象与x轴、y轴都无交点,且关于原点对称,求m的值分析:幂函数图象与x轴、y轴都无交点,则指数小于或等于零;图象关于原点对称,则函数为奇函数结合mZ,便可逐步确定m的值解: 幂函数223mmyx(mZ)的图象与x轴、y轴都无交点,2230mm,13m;mZ,2(23)mmZ,又函数图象关于原点对称,223mm是奇数,0m或2m变式训练3:证明幂函数12( )f xx在0,)上是增函数分析:直接根据函数单调性的定义来证明证明: 设120 xx,则11221212()()f xf xxx121212xxxxxx12xxQ120 xx120 xx12()()0f xf x即12()()fxf x此函数在0,)上是增函数例 1. (1)若xxxf1)(,则方程xxf)4(的根是 ( ) A21B21C2 D 2 解: A名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 13 页 - - - - - - - - - (2) 设函数( )f x对xR都满足(3)(3)fxfx, 且方程( )0f x恰有 6个不同的实数根,则这 6 个实根的和为()A0 B9 C12 D18 解: 由(3)(3)fxfx知( )f x的图象有对称轴3x,方程( )0f x的 6 个根在x轴上对应的点关于直线3x对称,依次设为1231233, 3,3,3,3,3tttttt,故6 个根的和为 18,答案为D(3)已知155acb, (a、b、cR) ,则有()Aacb42 Bacb42 Cacb42 Dacb42解法一:依题设有550abc5是实系数一元二次方程02cbxax的一个实根;acb420 acb42,答案为 B解法 二:去分母,移项,两边平方得:22252510baacc10ac2 5a c20acacb42,答案为B(4)关于x的方程22(28)160 xmxm的两个实根1x、2x满足1232xx,则实数m的取值范围解: 设22( )(28)16f xxmxm,则239( )3(4)160216fmm,即:241270mm,解得:1722m(5)若对于任意 1, 1a,函数2( )(4)42f xxaxa的值恒大于零, 则x的取值范围是解: 设2( )(2)44g axaxx,显然,2x则22( 1)2440(1)2440gxxxgxxx,即3221xxxx或或,解得:x3或x 1变式训练1: 当01x时,函数1yaxa的值有正值也有负值,则实数a的取值范围是()A12a B1a C112aa或 D112a解: D 例 2. 设123,xxx依次是方程12log2xx,2log (2)xx,22xx的实数根,试比较123,xxx的大小解: 在同一坐标内作出函数2yx,12logyx,2xy的图象从图中可以看出,310 xx又20 x,故231xxx变 式 训 练2: 已 知函 数( ) ()yf xxR满 足(3)(1)f xf x, 且x 1,1 时,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 13 页 - - - - - - - - - ( )|f xx,则( )yf x与5logyx的图象交点的个数是( ) A3 B4 C5 D6 解: 由(3)(1)f xf x知(2)( )f xf x故( )f x是周期为 2的函数,在同一坐标系中作出( )yfx与5logyx的图象,可以看出,交点个数为4例3.已知二次函数2( )( ,f xaxbxab为常数,且0)a满足条件:(1)(3)f xfx,且方程( )2f xx有等根 . (1)求( )f x的解析式;(2)是否存在实数m、n ()mn,使( )f x定义域和值域分别为m,n和 4m,4n ,如果存在,求出m 、n的值;如果不存在,说明理由. 解: (1)方程22axbxx有等根,2(2)0b,得 b=2 由(1)(3)f xfx知此函数图象的对称轴方程为12bxa,得1a,故2( )2f xxx(2)2( )(1)11f xx, 4n1,即14n而抛物线22yxx的对称轴为1x14n时,( )f x在 m ,n上为增函数. 若满足题设条件的m ,n 存在,则nnfmmf4)(4)(,2020424222nnmmnnnmmm或或即又14mn,2,0mn,这时定义域为2,0 ,值域为 8,0. 由以上知满足条件的m、n存在,2,0mn变式训练3:已知函数11( )f xax (0,0)ax. (1)求证:( )f x在(0,+ ) 上是增函数;(2)若( )2f xx在(0,+ ) 上恒成立,求a的取值范围;(3)若( )f x在 m ,n上的值域是m ,n(mn),求a的取值范围 . 解: (1)证明任取120 xx1212122112111111()()()()xxf xf xaxaxxxx x120 xx,120 xx,120 xx,12()()0f xf x,即12()()f xf x,故( )f x在(0,+ ) 上是增函数 . (2)解:112xax在(0,+ ) 上恒成立,且a0, 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页,共 13 页 - - - - - - - - - 112axx在( 0,+)上恒成立,令421221121)(xxxxxg,当且仅当12(0)xxx即 x=22时取等号要使112axx在(0,+ )上恒成立,则24a故a的取值范围是42,+ ) (3)解:由( 1)( )f x在定义域上是增函数. (),( )mf mnf n,即2110mma,2110nna故方程2110 xxa有两个不相等的正根m,n,注意到1m n,10mna故只需要 (21( )40a, 由于0a,则102a例 4若函数|1 |( )2xf xm的图象与x轴有交点,则实数m的取值范围是()A01m B01m C 10mm或 D 10mm或解: 令( )0f x,得:|1 |1()2xm,|1|0 x,|1 |10( )12x,即01m变式训练4:对于函数( )fx,若存在0 xR,使00()f xx成立,则称0 x为( )f x的不动点 . 已知函数2( )(1)1 (0)f xaxbxba(1)当1,2ab时,求( )f x的不动点;(2)若对任意实数b,函数( )f x恒有两个相异的不动点,求a的取值范围;解: (1)当1,2ab时,2( )3f xxx由题意可知23xxx,得121,3xx故当当1,2ab时,( )f x的不动点1, 3(2)2( )(1)1 (0)f xaxbxba恒有两个不动点,2(1)1xaxbxb,即210axbxb恒有两相异实根2440 ()bababR恒成立 . 于是2(4 )160aa解得故当 bR,( )f x恒有两个相异的不动点时,01a. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页,共 13 页 - - - - - - - - -