高考数学第8讲指数与指数函数(苏教版)
第8讲 指数与指数函数
考试要求 1.有理指数幂的含义及运算，B 级要求；2.实数指数幂的意义，指数函数模型的实际背景，A 级要求；3.指数函数的概念、图象与性质，B 级要求．
知 识 梳 理
1．根式
(1)概念：式子n
a 叫做根式，其中n 叫做根指数，a 叫做被开方数．
(2)性质：(n a )n ＝a (a 使n a 有意义)；当n 为奇数时，n a n ＝a ，当n 为偶数时，n
a n ＝|a |＝???
a ，a ≥0，－a ，a <0.
2．分数指数幂
(1)规定：正数的正分数指数幂的意义是＝n
a m (a >0，m ，n ∈N *，且n >1)；正
数的负分数指数幂的意义是
＝
1n
a m
(a >0，m ，n ∈N *，且n >1)；0的正分数指
数幂等于0；0的负分数指数幂没有意义．
(2)有理指数幂的运算性质：a r a s ＝a r ＋s ；(a r )s ＝a rs ；(ab )r ＝a r b r ，其中a >0，b >0，r ，s ∈Q .
3．指数函数及其性质
(1)概念：函数y ＝a x (a >0且a ≠1)叫做指数函数，其中指数x 是变量，函数的定义域是R ，a 是底数． (2)指数函数的图象与性质
a >1
0 图象 定义域 R 值域 (0，＋∞) 性质 过定点(0,1)，即x ＝0时，y ＝1 当x >0时，y>1；当x<0时，0 在(－∞，＋∞)上是增函数在(－∞，＋∞)上是减函数 诊断自测 1．判断正误(在括号内打“√”或“×”) (1) 4 (－4)4＝－4.() (2)(－1)＝(－1)＝－1.() (3)函数y＝2x－1是指数函数．() (4)函数y＝a x2＋1(a>1)的值域是(0，＋∞)．() 2．(必修1P61例2改编)化简[(－2)6]－(－1)0的结果为________． 3．已知函数f(x)＝a x(0 ①若x>0，则0 ②若x<0，则f(x)>1； ③若f(x1)>f(x2)，则x1 其中正确命题的个数为________． 4．(2015·江苏卷)不等式2x2－x＜4的解集为________． 5．指数函数y＝(2－a)x在定义域内是减函数，则a的取值范围是________． 考点一指数幂的运算 【例1】化简：(1)(a>0，b>0)； (2)＋－10(5－2)－1＋(2－3)0. 规律方法(1)指数幂的运算首先将根式、分数指数幂统一为分数指数幂，以便 利用法则计算，但应注意：①必须同底数幂相乘，指数才能相加；②运算的先后顺序． (2)当底数是负数时，先确定符号，再把底数化为正数． (3)运算结果不能同时含有根号和分数指数，也不能既有分母又含有负指数．【训练1】化简求值： (1) 1 2 20.5 31 2+22(0.01) 54 - - ???? ?- ? ? ???? ； (2) 1 21 1 2 1 33 2 65 a b a b a b - - - ?? ??? ? ?? ? 考点二指数函数的图象及应用 【例2】(1)函数f(x)＝1－e|x|的图象大致是________(填序号)． (2)若曲线|y|＝2x＋1与直线y＝b没有公共点，则b的取值范围是________． 规律方法(1)画(判断)指数函数y＝a x(a>0，a≠1)的图象，三个关键点：(1，a)，(0,1)，? ? ? ? ? －1， 1 a. (2)①对于有关指数型函数的图象问题，一般是从最基本的指数函数的图象入手，通过平移、伸缩、对称变换而得到．特别地，当底数a与1的大小关系不确定时应注意分类讨论． ②有关指数方程、不等式问题的求解，往往利用相应的指数型函数图象，数形结 合求解． 【训练2】 (1)(2017·福建五校联考改编)定义运算a ⊕b ＝??? a ，a ≤ b ， b ，a >b ，则函数f (x ) ＝1⊕2x 的图象如图： 其中正确的是________(填序号)． (2)方程2x ＝2－x 的解的个数是________． 考点三 指数函数的性质及应用(易错警示) 【例3】 (1)下列各式： ①1.72.5>1.73；②0.6－1>0.62； ③0.8－0.1>1.250.2；④1.70.3<0.93.1. 其中比较大小正确的是________(填序号)． (2)已知函数f (x )＝? ???? 13ax 2－4x ＋3. ①若a ＝－1，求f (x )的单调区间； ②若f (x )有最大值3，求a 的值； ③若f (x )的值域是(0，＋∞)，求a 的值． 规律方法 (1)比较指数式的大小的方法是：①能化成同底数的先化成同底数幂，再利用单调性比较大小；②不能化成同底数的，一般引入“1”等中间量比较大小． (2)求解与指数函数有关的复合函数问题，首先要熟知指数函数的定义域、值域、单调性等相关性质，其次要明确复合函数的构成，涉及值域、单调区间、最值等问题时，都要借助“同增异减”这一性质分析判断． 易错警示在研究指数型函数的单调性时，当底数a与“1”的大小关系不确定时，要分类讨论． 【训练3】(1)(2015·天津卷改编)已知定义在R上的函数f(x)＝2|x－m|－1(m为实数)为偶函数，记a＝f(log0.53)，b＝f(log25)，c＝f(2m)，则a，b，c的大小关系为________． (2)设函数f(x)＝则使得f(x)≤3成立的x的取值范围是________． [思想方法] 1．根式与分数指数幂的实质是相同的，分数指数幂与根式可以互化，通常利用分数指数幂进行根式的化简运算． 2．判断指数函数图象上底数大小的问题，可以先通过令x＝1得到底数的值再进行比较． 3．指数函数的单调性取决于底数a的大小，当底数a与1的大小关系不确定时应分0 [易错防范] 1．对与复合函数有关的问题，要弄清楚复合函数由哪些基本初等函数复合而成，并且一定要注意函数的定义域． 2．对可化为a2x＋b·a x＋c＝0或a2x＋b·a x＋c≥0(≤0)形式的方程或不等式，常借助换元法解题，但应注意换元后“新元”的范围. 基础巩固题组 (建议用时：40分钟)一、填空题 1.12 01 33 4 4 372 82 263 - ?????? ?-+?--= ? ? ? ?????? . 2．已知正数a满足a2－2a－3＝0，函数f(x)＝a x，若实数m，n满足f(m)>f(n)，则m，n的大小关系为________． 3．(2017·衡水中学模拟改编)若2 2 3 2 ,,log 3 x a b x c x ?? === ? ?? ，则当x>1时，a，b，c 的大小关系是________(从小到大)． 4.函数f(x)＝a x－b的图象如图所示，其中a，b为常数，给出下列结论： ①a>1，b<0； ②a>1，b>0； ③0 ④0 其中判断正确的结论有________(填序号)． 5．(2017·南京、盐城一模)已知c＝则a，b，c的大小关系是________． 6．(2017·南京调研)已知函数f(x)＝a x(a>0，且a≠1)，如果以P(x1，f(x1))，Q(x2，f(x2))为端点的线段的中点在y轴上，那么f(x1)·f(x2)＝________. 7．(2017·南通调研)若函数f(x)＝a|2x－4|(a>0，且a≠1)，满足f(1)＝ 1 9，则f(x)的单调递减区间是________． 8．(2017·安徽江南十校联考)已知max(a，b)表示a，b两数中的最大值．若f(x)＝max{e|x|，e|x－2|}，则f(x)的最小值为________． 二、解答题 9．已知f (x )＝? ????1a x －1＋12x 3(a >0，且a ≠1)． (1)讨论f (x )的奇偶性； (2)求a 的取值范围，使f (x )>0在定义域上恒成立． 10．已知定义域为R 的函数f (x )＝－2x ＋b 2x ＋1＋a 是奇函数． (1)求a ，b 的值； (2)解关于t 的不等式f (t 2－2t )＋f (2t 2－1)<0. 能力提升题组 (建议用时：20分钟) 11．若存在正数x 使2x (x －a )<1成立，则a 的取值范围是________． 12．已知函数f (x )＝|2x －1|，a f (c )>f (b )，则下列结论： ①a <0，b <0，c <0；②a <0，b ≥0，c >0； ③2－a <2c ；④2a ＋2c <2. 其中一定成立的是________(填序号)． 13．(2017·北京丰台一模)已知奇函数y ＝??? f (x )，x >0， g (x )，x <0.如果f (x )＝a x (a >0，且a ≠1) 对应的图象如图所示，那么g (x )＝________. 14．(2017·常州市教育学会期末)已知函数f (x )＝e x －e －x (x ∈R ，且e 为自然对数的底数)． (1)判断函数f (x )的单调性与奇偶性； (2)是否存在实数t ，使不等式f (x －t )＋f (x 2－t 2)≥0对一切x ∈R 都成立？若存在，求出t ；若不存在，请说明理由． 高考数学-指数函数图像和性质及经典例题 【基础知识回顾】 一、指数公式部分 有理指数幂的运算性质 （1）r a ·s r r a a += ),,0(Q s r a ∈>； （2）rs s r a a =)( ),,0(Q s r a ∈>； （3）s r r a a a b =)( ),0,0(Q r b a ∈>>． 正数的分数指数幂的意义 )1,,,0(*>∈>=n N n m a a a n m n m )1,,,0(1 1*>∈>= = - n N n m a a a a n m n m n m 二、指数函数 1.指数函数的概念:一般地，函数)1a ,0a (a y x ≠>=且叫做指数函数，其中x 是自变量，函数的定义域为R ． 2.指数函数的图象和性质 1．在同一坐标系中画出下列函数的图象： （1）x )31(y = （2）x )2 1 (y = （3）x 2y = （4）x 3y = （5）x 5y = 【指数函数性质应用经典例题】 例1．设a 是实数， 2 ()()21 x f x a x R =- ∈+，试证明：对于任意,()a f x 在R 上为增函数． 证明：设1212,,x x R x x ∈<，则 12()()f x f x -12 22()()2121 x x a a =- --++ 21222121 x x = - ++ 121 22(22)(21)(21) x x x x -=++， 由于指数函数2x y =在R 上是增函数， 且12x x <， 所以1222x x < 即1 2220x x -<， 又由20x >， 得1 1 20x +>，2120x +>， ∴12()()0f x f x -< 即12()()f x f x <， 所以，对于任意,()a f x 在R 上为增函数． 例2.已知函数2 ()1 x x f x a x -=+ +(1)a >， 求证：（1）函数()f x 在(1,)-+∞上为增函数；（2）方程()0f x =没有负数根． 指数函数的定义及性质练习 1．下列以x 为自变量的函数中，是指数函数的是______． ①y ＝(－2)x ②y ＝5x ③y ＝－2x ④y ＝a x ＋2(a ＞0且a ≠1) 2．设a ＝40．9，b ＝80．48，-1.5 1=2c ?? ??? ，则a ，b ，c 的大小关系是__________． 3．若指数函数的图象经过点138??- ???，，则f (2)＝__________． 4 ．函数y __________． 5．若0＜a ＜1，记m ＝a －1，4 3=n a -，1 3=p a -，则m ，n ，p 的大小关系是__________． 6．已知集合M ＝{－1,1}，11=<24,2x N x x +?<∈??Z ，则M ∩N ＝__________． 7．如图是指数函数：①y ＝a x ；②y ＝b x ；③y ＝c x ；④y ＝d x 的图象，则a ，b ，c ，d 的 大小关系是__________． 8．已知实数a ，b 满足等式11=23a b ???? ? ?????，下列五个关系式：①0＜b ＜a ；②a ＜b ＜0；③0＜a ＜b ；④b ＜a ＜0；⑤a ＝b ＝0．其中不可能成立的关系式有__________． 9．若函数1,0,()=1,0,3x x x f x x ? 参考答案1．答案：② 2．解析：因为a＝40．9＝21．8，b＝80．48＝21．44， -1.5 1 = 2 c ?? ? ?? ＝21．5， 所以由指数函数y＝2x在(－∞，＋∞)上单调递增知a＞c＞b．答案：a＞c＞b 3．解析：设f(x)＝a x，则a－3＝1 8 ，a＝2， 所以f(x)＝2x，f(2)＝22＝4． 答案：4 4．解析：由条件得2x－1－8≥0，即x－1≥3，x≥4．所求定义域为［4，＋∞)． 答案：［4，＋∞) 5．解析：∵0＜a＜1， ∴y＝a x在R上为单调递减函数． ∵－4 3 ＜－1＜－ 1 3 ， ∴p＜m＜n．答案：p＜m＜n 6．解析：由1 2 ＜2x＋1＜4，得－1＜x＋1＜2，－2＜x＜1． 又x∈Z，∴x＝－1或0．所以N＝{－1,0}．从而M∩N＝{－1}． 答案：{－1} 7．解析：利用特殊值法判断． 答案：b＜a＜d＜c 8．解析：在同一坐标系中作出 1 1 = 2 x y ?? ? ?? 与 2 1 3 x y ?? = ? ?? 的图象，如下图所示，由图象可 知当a＜b＜0，或0＜b＜a，或a＝b＝0时才有可能成立，故不成立的关系式为③0＜a＜b 和④b＜a＜0． 答案：③④ １．根式 （１）n次方根的概念 １若x n＝a，则x叫做a的n次方根，其中n＞１且n∈N*.式子错误!叫做根式，这里n叫做根指数，a叫做被开方数． ２a的n次方根的表示 x n＝a? （２）根式的性质 １（错误!）n＝a（n∈N*，n＞１）． ２错误!＝错误! ２．有理数指数幂 （１）幂的有关概念 ３0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂无意义． （２）有理数指数幂的运算性质 １a r a s＝a r＋s（a＞0，r，s∈Q）； ２（a r）s＝a rs（a＞0，r，s∈Q）； ３（ab）r＝a r b r（a＞0，b＞0，r∈Q）． ３．指数函数的图象与性质 y＝a x a＞１0＜a＜１ 图象 定义域R 值域（0，＋∞） 性质 过定点（0,１） 当x＞0时，y＞１； 当x＜0时，0＜y＜１ 当x＞0时，0＜y＜１； 当x＜0时，y＞１在R上是增函数在R上是减函数 错误! １．指数函数图象的画法 画指数函数y＝a x（a＞0，且a≠１）的图象，应抓住三个关键点：（１，a），（0,１），错误!. ２．指数函数的图象与底数大小的比较 如图是指数函数（１）y＝a x，（２）y＝b x，（３）y＝c x，（４）y＝d x的图象，底数a，b，c，d与１之间的大小关系为c＞d＞１＞a＞b＞0．由此我们可得到以下规律：在第一象限内，指数函数y＝a x（a ＞0，a≠１）的图象越高，底数越大． ３．指数函数y＝a x（a＞0，a≠１）的图象和性质跟a的取值有关，要特别注意应分a＞１与0＜a ＜１来研究． [答案]（１）×（２）×（３）×（４）× 二、教材改编 １．函数f（x）＝２１—x的大致图象为（） A B C D A[f（x）＝２１—x＝错误!错误!，又f（0）＝２，f（１）＝１，故排除B，C，D，故选Ａ．]２．若函数f（x）＝a x（a＞0，且a≠１）的图象经过点P错误!，则f（—１）＝________. 错误![由题意知错误!＝a２，所以a＝错误!， 所以f（x）＝错误!错误!，所以f（—１）＝错误!错误!＝错误!.] ３．化简错误!（x＜0，y＜0）＝________. [答案] —２x２y ４．已知a＝错误!错误!，b＝错误!错误!，c＝错误!错误!，则a，b，c的大小关系是________．c＜b＜a[∵y＝错误!错误!是减函数， ∴错误!错误!＞错误!错误!＞错误!错误!， 则a＞b＞１， 又c＝错误!错误!＜错误!错误!＝１， ∴c＜b＜a.] 考点１指数幂的运算 指数幂运算的一般原则 （１）有括号的先算括号里的，无括号的先算指数运算． （２）先乘除后加减，负指数幂化成正指数幂的倒数． （３）底数是负数，先确定符号；底数是小数，先化成分数；底数是带分数的，先化成假分数．（４）若是根式，应化为分数指数幂，尽可能用幂的形式表示，运用指数幂的运算性质来解答． 2.9 指数 指数函数 ——指数函数、对数函数是高考考查的重点内容之一 一、明确复习目标 1.理解分数指数幂的概念，掌握有理指数幂的运算性质，能正确进行指数式运算； 2.掌握指数函数的概念、图象和性质，并能灵活运用图象和性质去解决有关问题。 二．建构知识网络 1.幂的有关概念 (1)正整数指数幂)(*∈????=N n a a a a a n n 48476Λ个 零指数幂)0(10 ≠=a a ； 负整数指数幂()1 0,n n a a n N a -*= ≠∈ (2)正分数指数幂()0,,,1m n m n a a a m n N n *=>∈>； (3)负分数指数幂()10,,,1m n m n m n a a m n N n a a -* == >∈> (4)0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义. 2.有理数指数幂的性质： ()()10,,r s r s a a a a r s Q +=>∈ ()()()20,,s r rs a a a r s Q =>∈ ()()()30,0,r r r ab a b a b r Q =>>∈ 3.根式 （1）根式的定义:如果a x n =()1,n n N >∈，那么x 叫做a 的n 次方根，用 n a 表 示, n a 叫做根式，n 叫根指数，a 叫被开方数。 (2)根式的性质: ①当n 是奇数，a a n n =； 当n 是偶数，?? ?<-≥==0 0a a a a a a n n ②负数没有偶次方根，③零的任何次方根都是零 4.指数函数： （1）定义：y=a x (a >0且a ≠1)，叫指数函数，x 是自变量，y 是x 的函数。 （2）图象： 3.1 指数函数【思维导图】 【微试题】 1. 下列函数中，满足“()()()f x y f x f y +=”的单调递增函数是（ ） A ．()12f x x = B ．()3f x x = C ．()12x f x ??= ??? D ．()3x f x = 【答案】D 2.若函数(1)(0,1)x y a b a a =-+>≠的图像经过第一、三、四象限，则一定有（ A ） A ．01>>b a 且 B ．010<<<>b a 且 【答案】A 3．若函数 1 ( ),0 3 () 1 ,0 x x f x x x ? ≤ ?? =? ?> ?? ，则不等式|f(x)|≥ 1 3的解集为（） A. [) 13， B. (],3 -∞ C. []31 -， D. [)31 -，【答案】C 4. 已知函数()f x x x -+=22. (Ⅰ) 用函数单调性定义及指数函数性质证明: ()f x 是区间 ),0(+∞上的增函数； (Ⅱ) 若325)(+?=-x x f ，求x 的值. 【答案】 【解析】解：(Ⅰ) 设120x x ∈+∞，（，），且12x x <，则 )22()22()()(221121x x x x x f x f --+-+=- 121211 (22)()22x x x x =-+- 21 121222(22)22x x x x x x -=-+? =2121212) 12)(22(x x x x x x ++-- ∵120x x ∈+∞，（，），且12x x <， ∴121222220x x x x <∴-<， 1212021x x x x ++>∴> 12210x x +∴->， 又0221>+x x ∴12()()0f x f x -< ２．9 指数 指数函数 ——指数函数、对数函数是高考考查的重点内容之一 一、明确复习目标 １.理解分数指数幂的概念,掌握有理指数幂的运算性质，能正确进行指数式运算; 2.掌握指数函数的概念、图象和性质，并能灵活运用图象和性质去解决有关问题。 二．建构知识网络 １.幂的有关概念 （1)正整数指数幂)(*∈????=N n a a a a a n n 个 零指数幂)0(10 ≠=a a ； 负整数指数幂()1 0,n n a a n N a -*= ≠∈ （2)正分数指数幂()0,,,1m n m n a a a m n N n *=>∈>； （3)负分数指数幂()10,,,1m n m n m n a a m n N n a a -* == >∈> （4)0的正分数指数幂等于0，０的负分数指数幂没有意义. 2.有理数指数幂的性质： ()()10,,r s r s a a a a r s Q +=>∈ ()()()20,,s r rs a a a r s Q =>∈ ()()()30,0,r r r ab a b a b r Q =>>∈ ３．根式 （1)根式的定义:如果a x n =()1,n n N >∈,那么x 叫做a 的n 次方根,用 n a 表示, n a 叫做根式，n 叫根指数，a 叫被开方数。 （2)根式的性质: ①当n 是奇数，a a n n =； 当n 是偶数，?? ?<-≥==0 0a a a a a a n n ②负数没有偶次方根，③零的任何次方根都是零 4．指数函数： （1)定义：y=a x (a >0且a ≠１),叫指数函数,ｘ是自变量，ｙ 是x 的函数。 （2）图象: 3.1.2指数函数(一) 一、基础过关 1．函数f(x)＝(a2－3a＋3)a x是指数函数，则a＝________. 2．函数y＝x 1 2的值域是__________________． 3．若函数y＝(a2－1)x在(－∞，＋∞)上为减函数，则实数a的取值范围是__________．4．如果某林区森林木材蓄积量每年平均比上一年增长11.3%，经过x年可以增长到原来的y 倍，则函数y＝f(x)的图象大致为________．(填序号) 5．函数y＝???? 1 2x2－2x＋2(0≤x≤3)的值域为______． 6．函数y＝8－23－x(x≥0)的值域是________． 7．判断下列函数在(－∞，＋∞)内是增函数，还是减函数？ (1)y＝4x；(2)y＝???? 1 8 x；(3)y＝3 2 x . 8．比较下列各组数中两个值的大小： (1)0.2－1.5和0.2－1.7； (2) 3 1 ) 4 1 (和3 2 ) 4 1 (； (3)2－1.5和30.2. 二、能力提升 9．设函数f(x)＝ ?? ? ??2x，x<0， g(x)，x>0. 若f(x)是奇函数，则g(2)＝________. 10．函数y＝a|x|(a>1)的图象是________．(填序号) 11．若f (x )＝????? a x (x >1)，????4－a 2x ＋2 (x ≤1).是R 上的单调递增函数，则实数a 的取值范围为________． 12．求下列函数的定义域与值域： (1)y ＝21x －4 ；(2)y ＝????23－|x |；(3)y ＝4x ＋2x ＋1＋1. 三、探究与拓展 13．当a >1时，证明函数f (x )＝a x ＋1a x －1是奇函数． 指数函数（一） 教学目标： 使学生理解指数函数的概念，并能正确作出其图象，掌握指数函数的性质；培养学生观察分析、抽象概括能力、归纳总结能力、逻辑推理能力、化归转化能力；培养学生发现问题和提出问题的意识、善于独立思考的习惯，体会事物之间普遍联系的辩证观点。 教学重点： 指数函数的概念、图象、性质 教学难点： 指数函数的图象、性质 教学过程： 教学目标 (一)教学知识点 1.指数函数. 2.指数函数的图象、性质. (二)能力训练要求 1.理解指数函数的概念. 2.掌握指数函数的图象、性质. 3.培养学生实际应用函数的能力. (三)德育渗透目标 1.认识事物之间的普遍联系与相互转化. 2.用联系的观点看问题. 3.了解数学知识在生产生活实际中的应用. ●教学重点 指数函数的图象、性质. ●教学难点 指数函数的图象性质与底数a的关系. ●教学方法 学导式 引导学生结合指数的有关概念来理解指数函数的概念，并向学生指出指数函数的形式特点，在研究指数函数的图象时，遵循由特殊到一般的研究规律，要求学生自己作出特殊的较为简单的指数函数的图象，然后推广到一般情况，类比地得到指数函数的图象，并通过观察图象，总结出指数函数的性质，而且是分a＞1与0＜a＜1两种情形. ●教具准备 幻灯片三张 第一张：指数函数的图象与性质(记作§2.6.1 A) 第二张：例1 (记作§2.6.1 B） 第三张：例2 (记作§2.6.1 C） ●教学过程 Ⅰ.复习回顾 ［师］前面几节课，我们一起学习了指数的有关概念和幂的运算性质.这些知 识都是为我们学习指数函数打基础. 现在大家来看下面的问题： 某种细胞分裂时，由1个分裂成2个，2个分裂成4个……1个这样的细胞分裂x次后， 专题九 指数函数 【高频考点解读】 1.了解指数函数模型的实际背景． 2.理解有理数指数幂的含义，了解实数指数幂的意义，掌握幂的运算． 3.理解指数幂的概念，理解指数函数的单调性，掌握指数函数图象通过的特殊点． 4.知道指数函数是一类重要的函数模型． 【热点题型】 题型一 指数函数性质的考查 例1、求下列函数的定义域和值域． (1)y ＝????23－|x ＋1|；(2)y ＝2 x 2x ＋1 ；(3)y ＝. 【提分秘籍】 解决与指数函数的性质问题时应注意 (1)大小比较时，注意构造函数利用单调性去比较，有时需要借助于中间量如0,1判断． (2)与指数函数单调性有关的综合应用问题，要注意分类讨论思想及数形结合思想的应用． 【举一反三】 已知函数f (x )＝ . (1)若a ＝－1，求f (x )的单调区间； (2)若f (x )有最大值3，求a 的值． 【热点题型】 题型二指数函数的图象及应用 例2、(1)已知函数f(x)＝(x－a)·(x－b)(其中a>b)，若f(x)的图象如图所示，则函数g(x)＝a x＋b的图象是() (2)若曲线|y|＝2x＋1与直线y＝b没有公共点，则b的取值范围是________． 【答案】(1)A(2)[－1,1] 【提分秘籍】 1．与指数函数有关的函数的图象的研究，往往利用相应指数函数的图象，通过平移、对称变换得到其图象． 2．y＝a x，y＝|a x|，y＝a|x|(a>0且a≠1)三者之间的关系： y＝a x与y＝|a x|是同一函数的不同表现形式． 函数y＝a|x|与y＝a x不同，前者是一个偶函数，其图象关于y轴对称，当x≥0时两函数图象相同． 【举一反三】 当a≠0时,函数y=ax+b和y=b ax的图象只可能是下图中的( ) 【热点题型】 题型三分类讨论思想在指数函数中的应用 例3、设a>0且a≠1，函数y＝a2x＋2a x－1在[－1,1]上的最大值是14，求a的值． 指数函数 一、选择题（共17小题；共85分） 1. 已知 a =(?12)?1 ，b =2?12 ，c =(12)?1 2 ，d =2?1，则此四数中最大的是 ( ) A. a B. b C. c D. d 2. 已知 a = √5?1 2 ，函数 f (x )=a x ，若实数 m ，n 满足 f (m )>f (n ) ，则 m ，n 的关系为 ( ) A. m +n <0 B. m +n >0 C. m >n D. m 3.1.2指数函数(二) 一、基础过关 1．函数 y＝ 16－4x的值域是 ________． 2．设 0< a<1，则关于 x 的不等式a2 x 23 x 2 >a2 x2 2x 3 的解集为 ________． 3．函数 y＝ a x在 [0,1] 上的最大值与最小值的和为3，则函数 y＝ 2ax－ 1 在 [0,1] 上的最大值是________． 4．已知函数 f(x)＝ (x－ a)(x－ b)(其中 a>b) 的图象如图所示，则函数g( x)＝ a x＋ b 的图象是________． (填图象编号 ) 5．春天来了，某池塘中的荷花枝繁叶茂，已知每一天新长出荷叶覆盖水面面积是前一天的 2 倍，若荷叶20 天可以完全长满池塘水面，当荷叶刚好覆盖水面面积一半时，荷叶已生 长了 ________天． 6．函数 y＝1－ 3x(x∈ [－ 1,2]) 的值域是 ________． 7．解不等式： (1)9x>3x－2； (2)3× 4x－ 2×6x>0. 8．函数 f(x)＝a x(a>0，且 a≠ 1)在区间 [1,2] 上的最大值比最小值大a ，求 a 的值．2 二、能力提升 9．已知定义在R 上的奇函数f(x)和偶函数g(x)满足 f(x)＋ g(x)＝ a x－a－x＋ 2(a>0，且 a≠1) ．若g(2) ＝a，则 f(2) ＝________. 10．某工厂的一种产品的年产量第二年比第一年增加21%，第三年比第二年增加44%，则这两年的平均增长率为________． 11．已知函数 f(x)是定义在 R 上的奇函数，当 x>0 时， f(x)＝ 1－ 2 － x ，则不等式 集是 ________． a x － x )(a>0 且 a ≠ 1)，讨论 f(x)的单调性． 12．已知 f(x)＝ 2 (a － a a － 1 三、探究与拓展 b － 2x 13．已知定义域为 R 的函数 f(x)＝ 2x ＋ a 是奇函数． (1)求 a ， b 的值． (2)用定义证明 f(x)在 (－∞，＋∞ )上为减函数． (3)若对于任意 t ∈R ，不等式 f(t 2－ 2t)＋ f(2t 2－ k)<0 恒成立，求 k 的范围． 1 f(x)<－ 的解 第二章 指数函数与对数函数及函数的应用 一、知识网络 二、课标要求和最新考纲要求 1、指数函数 （1）通过具体实例（如细胞的分裂，考古中所用的14 C 的衰减，药物在人体内残留量的变化等），了解指数函数模型的实际背景； （2）理解有理指数幂的含义，通过具体实例了解实数指数幂的意义，掌握幂的运算。 （3）理解指数函数的概念和意义，能借助计算器或计算机画出具体指数函数的图象，探索并理解指数函数的单调性与特殊点； （4）在解决简单实际问题的过程中，体会指数函数是一类重要的函数模型。 2、对数函数 （1）理解对数的概念及其运算性质，知道用换底公式能将一般对数转化成自然对数或常用对数；通过阅读材料，了解对数的发现历史以及对简化运算的作用； （2）通过具体实例，直观了解对数函数模型所刻画的数量关系，初步理解对数函数的概念，体会对数函数是一类重要的函数模型；能借助计算器或计算机画出具体对数函数的图象，探索并了解对数函数的单调性与特殊点； 3、知道指数函数x a y =与对数函数x y a log =互为反函数（a ＞0，a ≠1）。 4、函数与方程 （1）了解函数零点的概念，结合二次函数的图像，了解函数的零点与方程根的联系。 （2）理解并掌握连续函数在某个区间上存在零点的判定方法。能利用函数的图象和性质判别函数零点的个数. 5、函数模型及其应用 （1）了解指数函数、对数函数以及幂函数的增长特征。知道直线上升、指数增长、对数增长等不同函数类型增长的含义。 （2）了解函数模型（如指数函数、对数函数、幂函数、分段函数等在社会生活中普遍使用的函数模型）的广泛应用。 （3）能利用给定的函数模型解决简单的实际问题。 三、命题走向 函数是高考数学的重点内容之一，函数的观点和思想方法贯穿整个高中数学的全过程，包括解决几何问题.在近几年的高考试卷中，选择题、填空题、解答题三种题型中每年都有函数试题，而且常考常新.以基本函数为模型的应用题和综合题是高考命题的新趋势. 考试热点：①考查函数的表示法、定义域、值域、单调性、奇偶性和函数的图象.②函数与方程、不等式、数列是相互关联的概念，通过对实际问题的抽象分析，建立相应的函数模型并用来解决问题，是考试的热点.③考查运用函数的思想来观察问题、分析问题和解决问题，渗透数形结合和分类讨论的基本数学思想. 指数函数、对数函数、幂函数是三类常见的重要函数，在历年的高考题中都占据着重要的地位。从近几年的高考形势来看，对指数函数、对数函数、幂函数的考查，大多以基本函数的性质为依托，结合运算推理，能运用它们的性质解决具体问题。为此，我们要熟练掌握指数、对数运算法则，明确算理，能对常见的指数型函数、对数型函数进行变形处理。 预测2010年对本节的考查是：1．题型有两个选择题和一个解答题；2．题目形式多以指数函数、对数函数、幂函数为载体的复合函数来考查函数的性质。同时它们与其它知识点交汇命题，则难度会加大。 2.2.2 指数函数 名师导航 知识梳理 1.基础知识图表 2.指数函数的定义 函数_________(a>0且a≠1)叫做指数函数.定义中对a>0且a≠1的规定，是为了保证定义域为实数集，且具有单调性. (1)如果a=0，当x>0时，a x恒等于0；当x≤0时，a x无意义； (2)如果a<0，比如y=(-4)x，对x= 2 1 , 4 1 等都无意义； (3)如果a=1，则y=1x=1是一个常数，对它没有研究的必要.此时，y=a x的反函数不存在，且不具有单调性; (4)对于无理数指数幂，过去学过的有理数指数幂的性质和运算法则都适用; (5)像y=2·3x,y=x 1 2，y=3x+4等函数都不是指数函数，要注意区分. 3.指数函数的图象和性质 熟练地掌握指数函数的图象，是记忆和理解指数函数性质的关键. 指数函数的性质如下表： a>10 指数与指数函数 一?填空题 1. 已知f(x)=(a2-1)x是减函数,则a的取值范围是________. 2. (-1.8)0+(1.5)-2× 2 3 3 3 8 ?? ? ?? -(0.01)-0.5+ 3 2 9=________. 3. 指数函数y=? ? ?? ?b a x的图象如图所示,则二次函数y=ax2+bx的顶点横坐 标的取值范围是________. 4. 已知0≤x≤2,则y= 1 2 4325 x x - -?+的最大值为________. 5. 已知函数f(x)=(x-a)(x-b)(其中a>b),若f(x)的图象如图所示,则g(x)=a x+b的图象是________. 6. (2011·新沂一中模拟)已知f(x)= ()1 1,0 2 ,0 x a x a x a x ? -++< ? ? ?≥ ? 是(-∞,+∞)上的减函数,那么实数a的取值范围是________. 7. 若函数f(x)?g(x)分别是R上的奇函数?偶函数,且满足f(x)-g(x)=e x,则有________. ①f(2) 二?解答题 10. 计算 ÷ 3a －73a 13; (2)2 3338-??- ??? +120.002--10(5-2)-1+(2-3)0; (3)已知1 1224m m -+=,求33221122m m m m -- -+的值. 11. 函数f (x )= 2－x x －1 的定义域为集合A ,关于x 的不等式22ax <2a +x (a ∈R )的解集为B , 求使A ∩B =A 的实数a 的取值范围. 12. (2011·丹阳中学期中)设函数f (x )=ka x -a -x (a >0且a ≠1)是奇函数. (1)求k 的值; (2)若f (1)>0,试求不等式f (x 2+2x )+f (x -4)>0的解集; (3)若f (1)=32 ,且g (x )=a 2x +a -2x -2mf (x )在[1,+∞)上的最小值为-2,求m 的值 3．1.2指数函数 第1课时指数函数的概念、图象及性质 1.了解指数函数的实际背景． 2.理解指数函数的概念、意义、图象和性质．3．掌握与指数函数有关的函数定义域、值域、单调性问题． [学生用书P 41] 1．指数函数的定义 一般地，形如y＝a x(a>0且a≠1)的函数叫做指数函数，其中x 为自变量，定义域为 R． 2．指数函数的图象与性质 a>10 ★★答案★★：C 3．若f (x )＝(a 2－3)a x 是指数函数，则a ＝________． ★★答案★★：2 4．函数f (x )＝2x ，x ∈[0，2]的值域是________． ★★答案★★：[1，4] 指数函数的概念[学生用书P41] 下列函数中，哪些是指数函数． ①y ＝(－8)x ；②y ＝2x 2－1；③y ＝a x ； ④y ＝(2a －1)x ????a >1 2且a ≠1；⑤y ＝2×3x . 【解】 ①中底数－8<0，所以不是指数函数． ②中指数不是自变量x ，所以不是指数函数． ③中底数a ，只有规定a >0且a ≠1时，才是指数函数． ④因为a ＞1 2且a ≠1，所以2a －1＞0且2a －1≠1， 所以y ＝(2a －1)x ????a ＞1 2且a ≠1为指数函数． ⑤中3x 前的系数是2，而不是1， 所以不是指数函数．故只有④是指数函数． 只需判定其解析式是否符合y ＝a x (a >0，且a ≠1)这一结构形式，其具备的特点为： 1.指出下列函数中，哪些是指数函数． (1)y ＝πx ；(2)y ＝－4x ； (3)y ＝(1－3a )x ??? ?a <1 3且a ≠0； (4)y ＝(a 2＋2)－ x ；(5)y ＝2×3x ＋a (a ≠0)． 解：根据指数函数的定义，指数函数满足：①前面系数为1；②底数a ＞0且a ≠1；③指数是自变量． (1)y ＝πx ，底数为π，满足π＞0且π≠1，前面系数为1，且指数为自变量x ，故它是指数函数． 指数函数练习苏教版必 修 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】 指数函数 一、选择题 1.函数y ＝x x a a 2211-+(a>0，且a ≠1)( ) A.是奇函数 B.是偶函数 C.既是奇函数，又是偶函数 D.是非奇非偶函数 2.若函数y ＝a x +b+1(a>0)的图像经过第一、三、四象限，则一定有( ) A.a>1，且b<1 B.0 A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 6.函数y ＝a x-2+1(a>0且a ≠1)的图像必经过点( ) A.(0,1) B.(1,1) C.(2,0) D.(2,2) 7.已知0 学业分层测评 (建议用时：45分钟) 学业达标] 一、填空题 1．函数y ＝? ?? ?? 34x 的图象是________．(填序号) 【解析】 ∵a ＝34∈(0,1)，∴y ＝? ????34x 是单调递减的，过(0,1)点，选③. 【答案】 ③ 2．方程4x ＋2x －2＝0的解是________． 【解析】 设2x ＝t ，则原方程可化为t 2＋t －2＝0， 解得t ＝－2或t ＝1， 由t >0，得t ＝1. 故2x ＝1，即x ＝0. 【答案】 x ＝0 3．已知集合 M ＝{－1,1}，N ＝?????? ??? ?x ? ?? 12<2x ＋ 1<4，x ∈Z .则M ∩N ＝________. 【解析】 ∵1 2<2x ＋1<4， ∴2－1<2x ＋1<22， ∴－1 【答案】 {－1} 4．设y 1＝40.9 ，y 2＝8 0.48 ，y 3＝? ?? ??12－1.5 ，则y 1，y 2，y 3的大小关系为________． 【解析】 y 1＝40.9＝21.8，y 2＝80.48＝21.44，y 3＝? ???? 12－1.5＝21.5， ∵y ＝2x 在定义域内为增函数，且1.8>1.5>1.44， ∴y 1>y 3>y 2. 【答案】 y 1>y 3>y 2 5．为了得到函数y ＝3×? ????13x 的图象，可以把函数y ＝? ????13x 的图象向________ 平移________个单位长度． 【解析】 y ＝3×? ????13x ＝? ????13x －1，将y ＝? ????13x 的图象右移1个单位即得y ＝? ?? ?? 13x －1的图象． 【答案】 右 1 6．如图3-1-1是指数函数(1)y ＝a x ，(2)y ＝b x ，(3)y ＝c x ，(4)y ＝d x 的图象，则a ，b ，c ，d 与1的大小关系是________． 图3-1-1 【解析】 令x ＝1，如图所示， 由图知c 1>d 1>a 1>b 1， ∴b 指数运算和指数函数 1. 根式的性质 (1)正整数指数捋：a n = g ?a ? a ............. c i(n G N*) s --------- v -------- ' n ⑵零指数幕=1(GH 0) (3)负整数指数幕a'p =厶@北0.〃丘N*) a p m __ (4) 正分数指数幕 a n 二“> 0,加,” w N*,口〃 > 1) -- 1 (5) 负分数指数幕 a n =一丁(a >0,ww N*,月力>1) a" (6) 0的正分数指数幕等于0, 0的负分数指数幕无意义 3. 有理指数幕的运算性质 (3) (ab)r = a r a s ,(a > 0,& > 0, r G Q) 4.指数函数定义：函数y = a x (a>0^a^l)叫做指数函数。 5.指数函数的图象和性质 y = a x 0 < c? < 1 日> 1 图 象 V y 二 a% 1 (0,1) y y=i y=a x 丿 y-i (0,1) X x 性 质 定义域 R 值域 (0 , +8) 定点 过定点(0, 1),即* = 0时，y - 1 (1) 自〉1,当 x > 0 时，y > 1；当力 V 0 时，0 v y < L (2) 0 < < 1,当 x>0 吋，0 < y < 1；当 xvO 时，y>l 。 单调性 在斤上是减函数 在斤上是增函数 对称性 y = a x 和y = a~x 关于y 轴对称 ?指数函数定义 (1)当n 为奇数时，有”泗=a d,(d > 0) 一 (3)负数没有偶次方根 2.幕的有关概念 (4)零的任何止次方根都是零 (1) a r ? a s = a r+5,(a > 0,r,5G Q) ⑵(N )' = a rs , (a > 0,r,5G Q) (2)当n 为偶数时, 3.1 指数函数及其性质 新课标指出：学生是教学的主体，教师的教应本着从学生的认知规律出发，以学生活动为主线，在原有知识的基础上，建构新的知识体系。我将以此为基础对教学设计加以说明。 一、数学本质 探究指数函数的性质从“数”的角度用解析式不易解决，转而由“形”——图象突破，体会数形结合的思想。通过分类讨论，通过研究两个具体的指数函数引导学生通过观察图象发现指数函数的图象规律，从而归纳指数函数的一般性质，经历一个由特殊到一般的探究过程。引导学生探究出指数函数的一般性质，从而对指数函数进行较为系统的研究。 二、教材的地位和作用 本节课是全日制普通高中标准实验教课书《数学必修1》第二章2.1 .2节的内容，研究指数函数的定义，图像及性质。是在学生已经较系统地学习了函数的概念，将指数扩充到实数范围之后学习的一个重要的基本初等函数。它既是对函数的概念进一步深化，又是今后学习对数函数与幂函数的基础。因此，在教材中占有极其重要的地位，起着承上启下的作用。 此外，《指数函数》的知识与我们的日常生产、生活和科学研究有着紧密的联系，尤其体现在细胞分裂、贷款利率的计算和考古中的年代测算等方面，因此学习这部分知识还有着广泛的现实意义。 三、教学目标分析 根据本节课的内容特点以及学生对抽象的指数函数及其图象缺乏感性认识的实际情况，确定在理解指数函数定义的基础上掌握指数函数的图象和由图象得出的性质为本节教学重点。本节课的难点是指数函数图像和性质的发现过程。 为此，特制定以下的教学目标： 1）知识目标（直接性目标）：理解指数函数的定义，掌握指数函数的图像、性质及其简单应用、能根据单调性解决基本的比较大小的问题. 2）能力目标（发展性目标）：通过教学培养学生观察、分析、归纳等思维能力，体会数形结合和分类讨论思想，增强学生识图用图的能力。 3）情感目标（可持续性目标）：通过学习，使学生学会认识事物的特殊性与一般性之间的关系，用联系的观点看问题。体会研究函数由特殊到一般再到特殊的研究学习过程；体验研究函数的一般思维方法。引导学生发现数学中的对称美、简洁美。善于探索的思维品质。 四、教学问题诊断分析高考数学-指数函数图像和性质及经典例题
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