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第08讲-指数与指数函数(解析版)

第08讲-指数与指数函数一、考情分析1.通过对有理数指数幂a mn (a >0，且a ≠1；m ，n 为整数，且n >0)、实数指数幂a x (a >0，且a ≠1；x ∈R )含义的认识，了解指数幂的拓展过程，掌握指数幂的运算性质； 2.通过具体实例，了解指数函数的实际意义，理解指数函数的概念；3.能用描点法或借助计算工具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.二、知识梳理1.根式(1)概念：式子na 叫做根式，其中n 叫做根指数，a 叫做被开方数.(2)性质：(na )n＝a (a 使na 有意义)；当n 为奇数时，na n＝a ，当n 为偶数时，na 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a mn ＝na m (a >0，m ，n ∈N +，且n >1)；正数的负分数指数幂的意义是a －mn ＝1na 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 是自变量，函数的定义域是R ，a 是底数.(2)指数函数的图象与性质a >10<a <1图象定义域R[微点提醒]1.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)，⎝ ⎛⎭⎪⎫－1，1a . 2.在第一象限内，指数函数y ＝a x (a >0且a ≠1)的图象越高，底数越大.三、经典例题考点一指数幂的运算【例1-1】化简下列各式：(1)⎝⎛⎭⎫2350＋2－2·⎝⎛⎭⎫214－12－(0.01)0.5； (2)a 3b 23ab 2（a 14b 12）4a －13b13(a >0，b >0). 【解析】 (1)原式＝1＋14×⎝⎛⎭⎫4912－⎝⎛⎭⎫110012＝1＋14×23－110＝1＋16－110＝1615.(2)原式＝（a 3b 2a 13b 23）12ab 2a －13b 13＝a 32＋16－1＋13b 1＋13－2－13＝a b . 【例1-2】化简下列各式：(1)[(0.06415)－2.5]23－3338－π0； (2)56a 13·b －2·(－3a －12b －1) ÷(4a 23·b －3)12. 解 (1)原式＝⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎫641 00015－5223－⎝⎛⎭⎫27813－1 ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎫410315×⎝ ⎛⎭⎪⎫－52×23－⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎫32313－1 ＝52－32－1＝0. (2)原式＝－52a －16b －3÷(4a 23·b －3)12＝－54a －16b －3÷(a 13b －23)＝－54a －12·b －23＝－54·1ab 3＝－5ab 4ab 2.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. 考点二指数函数的图象及应用【例2-1】若函数f (x )＝|2x －2|－b 有两个零点，则实数b 的取值范围是________. 解析 (1)y ＝(a －1)2x －a 2＝a ⎝⎛⎭⎫2x －12－2x ，令2x －12＝0，得x ＝－1，故函数y ＝(a －1)2x －a2恒过定点⎝⎛⎭⎫－1，－12. (2)在同一平面直角坐标系中画出y ＝|2x －2|与y ＝b 的图象，如图所示.∴当01，b <0B.a >1，b >0C.0<a <1，b >0D.0<a <1，b <0【例2-3】若曲线|y |＝2x ＋1与直线y ＝b 没有公共点，则b 的取值范围是________. 解析 (1)由f (x )＝a x －b的图象可以观察出，函数f (x )＝a x－b在定义域上单调递减，所以0<a <1.函数f (x )＝a x－b的图象是在f (x )＝a x 的基础上向左平移得到的，所以b <0.(2)画出曲线|y |＝2x ＋1与直线y ＝b 的图象如图所示.由图象得|y |＝2x ＋1与直线y ＝b 没有公共点，则b 应满足的条件是b ∈[－1，1].考点三指数函数的性质及应用【例3－1】 (1)下列各式比较大小正确的是( ) A.1.72.5>1.73 B.0.6－1>0.62 C.0.8－0.1>1.250.2D.1.70.3<0.93.1(2)设函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x－7，x <0，x ，x ≥0，若f (a )<1，则实数a 的取值范围是________.【解析】(1)A 中，∵函数y ＝1.7x 在R 上是增函数，2.5<3， ∴1.72.5<1.73，错误；B 中，∵y ＝0.6x 在R 上是减函数，－1<2， ∴0.6－1>0.62，正确； C 中，∵(0.8)－1＝1.25，∴问题转化为比较1.250.1与1.250.2的大小. ∵y ＝1.25x 在R 上是增函数，0.1<0.2， ∴1.250.1<1.250.2，即0.8－0.1<1.250.2，错误；D 中，∵1.70.3>1, 0<0.93.1<1， ∴1.70.3>0.93.1，错误.(2)当a <0时，原不等式化为⎝⎛⎭⎫12a－7<1，则2－a <8，解之得a >－3，所以－3<a <0. 当a ≥0时，则a <1，0≤a <1. 综上知，实数a 的取值范围是(－3，1). 答案 (1)B (2)(－3，1) 【例3－2】 (1)已知函数f (x )＝2|2x－m |(m 为常数)，若f (x )在区间[2，＋∞)上是增加的，则m 的取值范围是______.(2)若函数f (x )＝⎝⎛⎭⎫13ax 2＋2x ＋3的值域是⎝⎛⎦⎤0，19，则f (x )的单调递增区间是________. 【解析】 (1)令t ＝|2x －m |，则t ＝|2x －m |在区间⎣⎡⎭⎫m 2，＋∞上是增加的，在区间⎝⎛⎦⎤－∞，m2上是减少的.而y ＝2t 在R 上是增加的，所以要使函数f (x )＝2|2x －m |在[2，＋∞)上是增加的，则有m2≤2，即m ≤4，所以m 的取值范围是(－∞，4]. (2)令g (x )＝ax 2＋2x ＋3，由于f (x )的值域是⎝⎛⎦⎤0，19，所以g (x )的值域是[2，＋∞). 因此有⎩⎪⎨⎪⎧a >0，12a －44a ＝2，解得a ＝1，这时g (x )＝x 2＋2x ＋3，f (x )＝⎝⎛⎭⎫13x 2＋2x ＋3.由于g (x )的单调递减区间是(－∞，－1]，所以f (x )的单调递增区间是(－∞，－1].【例3－3】如果函数y ＝a 2x ＋2a x －1(a >0，且a ≠1)在区间[－1，1]上的最大值是14，则a 的值为________. 【解析】令a x ＝t ，则y ＝a 2x ＋2a x －1＝t 2＋2t －1＝(t ＋1)2－2.当a >1时，因为x ∈[－1，1]，所以t ∈⎣⎡⎦⎤1a ，a ，又函数y ＝(t ＋1)2－2在⎣⎡⎦⎤1a ，a 上单调递增，所以y max ＝(a ＋1)2－2＝14，解得a ＝3(负值舍去).当0<a <1时，因为x ∈[－1，1]，所以t ∈⎣⎡⎦⎤a ，1a ，又函数y ＝(t ＋1)2－2在⎣⎡⎦⎤a ，1a 上单调递增，则y max ＝⎝⎛⎭⎫1a ＋12－2＝14，解得a ＝13(负值舍去).综上，a ＝3或a ＝13. 答案 3或13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.[方法技巧]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<a <1和a >1两种情况分类讨论.4.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.5.对可化为a 2x ＋b ·a x ＋c ＝0或a 2x ＋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.四、课时作业1．（2020·榆林市第二中学高三零模（文））设0.30.6a =，0.60.3b =，0.30.3c =，则,,a b c 的大小关系为（） A ．b a c ＜＜ B ．a c b ＜＜ C ．b c a << D ．c b a ＜＜【答案】C【解析】因为0.60.30.30.3<，0.30.30.30.6<，所以b c a <<，故选C.2．（2020·四川省成都七中高一月考）设0a >且1,a ≠则函数x y a b =+与y b ax =-在同一坐标系中的图象可能是（）A ．B ．C ．D ．【答案】C【解析】对A ，y b ax =-中的10,01b a -<<<<，xy a b =+中的1a >，不能统一，错误；对B ，y b ax =-中的0,1a b ><-，xy a b =+中的0,10a b >-<<，不能统一，错误；对C ，y b ax =-中的10,01b a -<<<<，xy a b =+中的10,01b a -<<<<，正确；对D ，y b ax =-中的1b <-，xy a b =+中的10b -<<，不能统一，错误；故选：C.3．（2020·九台市第四中学高一期末）若a =b =+a b 的值为（）A ．1B ．5C ．1-D ．25π-【答案】A【解析】由根式的性质得3a π==-，22b ππ==-=-，因此，()()321a b ππ+=-+-=，故选：A.4．（2020·天水市第一中学高二月考（文））已知函数()f x 是定义在R 的周期为2的函数，当01x <<时，()4x f x =，则52f ⎛⎫= ⎪⎝⎭（）A ．1B ．4C ．2D ．32【答案】C【解析】由已知可得12551242222f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭.5．（2020·广西壮族自治区平桂高中高一期末）函数()23x f x a -=+恒过定点P （）A ．()0,1B ．()2,1C ．()2,3D ．()2,4【答案】D【解析】令20x -=，得2x =，()0234f a =+=，因此，定点P 的坐标为()2,4.6．（2020·陕西省西安一中高二期中（文））若指数函数()xf x a =在区间[]0,2上的最大值和最小值之和为10，则a 的值为（） A ．13B ．3C ．3±D ．13±【答案】B【解析】因为指数函数()xf x a =在区间[]0,2上单调，且()01f =，()22f a =即2110a += 解得3a =±，又0,1a a >≠ 所以3a =7．（2020·甘肃省甘谷第一中学高二开学考试（理））下列函数中，值域为R 且在区间(0,)+∞上单调递增的是 ( ) A ．22y x x =+ B ．12x y += C ．31y x =+ D ．(1)||y x x =-【答案】C【解析】（A ）22y x x =+的值域不是R ，是［－1，＋∞），所以，排除；（B ）12x y +=的值域是（0，＋∞），排除；（D ）()1y x x =-＝22,0,0x x x x x x ⎧-≥⎨-+<⎩，在（0，12）上递减，在（12，＋∞）上递增，不符；8．（2020·湖南省高三一模（理））已知函数()y f x =在区间(),0-∞内单调递增，且()()f x f x -=，若12log 3a f ⎛⎫= ⎪⎝⎭，()1.22b f -=，12c f ⎛⎫= ⎪⎝⎭，则a 、b 、c 的大小关系为（）A ．a c b >>B ．b c a >>C ．b a c >>D ．a b c >>【答案】B 【解析】()()f x f x -=，则函数()y f x =为偶函数，函数()y f x =在区间(),0-∞内单调递增，在该函数在区间()0,∞+上为减函数，1122log 3log 10<=，由换底公式得122log 3log 3=-，由函数的性质可得()2log 3a f =，对数函数2log y x =在()0,∞+上为增函数，则22log 3log 21>=，指数函数2xy =为增函数，则 1.2100222--<<<，即 1.210212-<<<， 1.22102log 32-∴<<<，因此，b c a >>. 9．（2019·河南省高一月考）设函数()21,25,2x x f x x x ⎧-⎪=⎨-+>⎪⎩，若互不相等的实数,,a b c 满足()()()f a f b f c ==，则222a b c ++的取值范围是（）A ．()16,32B ．()18,34C ．()17,35D ．()6,7【答案】B【解析】画出函数()f x 的图象如图所示．不妨令a b c <<，则1221a b -=-，则222a b +=．结合图象可得45c <<，故16232c <<． ∴1822234a b c <++<．选B ．10．（2020·江西省上高二中高一期末）设函数()1xx a f x a =+，(0a >且1a ≠)，[]m 表示不超过实数m 的最大正数，则函数11()()22f x f x ⎡⎤⎡⎤-+-+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦的值域是（）A ．{}0,1,2B ．{}10-，C ．{}1,0,1-D ．{}0,1【答案】D【解析】因为()1x x a f x a =+，所以1111()21221x x xa f x a a -=-=-++， 1111()21212x x x a f x a a ---+=+=+++.因为11x a +>,所以1011xa <<+，当11012xa <<+时，1110212x a <-<+，1111221x a <+<+，此时11021x a ⎡⎤-=⎢⎥+⎣⎦，11021x a ⎡⎤+=⎢⎥+⎣⎦，11()()022f x f x ⎡⎤⎡⎤-+-+=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦；当1112x a =+时，11()()122f x f x ⎡⎤⎡⎤-+-+=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦；当11121x a <<+时，1110221x a -<-<+，1131212x a <+<+，此时11121x a ⎡⎤-=-⎢⎥+⎣⎦，11121x a ⎡⎤+=⎢⎥+⎣⎦，11()()022f x f x ⎡⎤⎡⎤-+-+=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦； 11．（2020·四川省高三二模（理））函数()112122xx f x +-=++，若() 1.2f t -=，则()f t =__________.【答案】45【解析】由题意，函数()1121121122221x xx x f x +--=+=⋅+++，所以()1111211212111 1.21221222112tt t t t t f t ------=⋅+=⋅+=⋅+=+++，即212215t t -=+，解得723t =，又由()711121431172212513t tf t --=⋅+=⋅+=++. 12．（2020·全国高三月考（理））定义在D 上的函数()f x ，如果满足对x D ∀∈,∃常数0M >，都有()f x M≤成立，则称()f x 是D 上的有界函数，其中M 成为函数()f x 的上界.若已知函数()22t tS t e me =++在(],0-∞上是以4M =为上界的有界函数，则实数m 的取值范围为_________.【答案】71m -≤≤【解析】令(],0,1te x x =∈，则(]2()2,0,1f x x mx x =++∈，对称轴为2m x =-. ①当02m -≤或12m-≥，即2m ≤-或0m ≥时，()()41471404f m f ⎧-≤≤⎪⇒-≤≤⎨-≤≤⎪⎩，故01m ≤≤或7m -≤≤-2； ②当20m -<<时，4(1)420442f m m f -≤≤⎧⎪⇒-<<⎨⎛⎫-≤-≤ ⎪⎪⎝⎭⎩. 综上71m -≤≤.13．（2020·福建省高一期末）已知函数()1515xxf x -=+．（1）写出()f x 的定义域；（2）判断()f x 的奇偶性；（3）已知()f x 在定义域内为单调减函数，若对任意的t R ∈，不等式()()22220f t t f t k -+-<恒成立，求实数k 的取值范围．【解析】（1）∵50x >，510x +>恒成立，∴x ∈R ，即()f x 的定义域为{}x x R ∈．（2）∵由（1）得()f x 的定义域为{}x x R ∈关于原点对称， ∴()()511551511551x x x x x x f x f x ------===-=-+++， ∴()f x 为奇函数．（3）∵对任意的t R ∈，不等式()()22220f t t f t k -+-<恒成立，∴()()2222f t t f t k -<--，又∵()f x 是奇函数，∴()()2222f t t f k t -<-又∵()f x 在定义域内为单调减函数．∴2222t t k t ->-，即2320t t k -->对任意t R ∈恒成立，∴4120k ∆=+<得13k <-即为所求． 14．（2020·内蒙古自治区集宁一中高二月考（文））已知()221g x x ax =-+在区间[]13，上的值域为[]0,4。

幂函数、指数函数与对数函数(解析版))

幂函数、指数函数与对数函数知识方法扫描一、指数函数及其性质形如y =a x (a >0,a ≠1)的函数叫作指数函数，其定义域为R ，值域为(0,+∞)．当0<a <1时，y =a x 是减函数，当a >1时，y =a x 为增函数，它的图像恒过定点(0,1)．二、分数指数幂a 1n=na ,a m n=n a m ,a -n=1an ,a -mn =1na m三、对数函数及其性质对数函数y =log a x (a >0,a ≠1)的定义域为(0,+∞)，值域为R ，图像过定点(1,0)．它是指数函数y =a x (a >0,a ≠1)的反函数，所有性质均可由指数函数的性质导出．当0<a <1时，y =log a x 为减函数，当a >1时，y =log a x 为增函数．四、对数的运算性质(M >0,N >0)(1)a log M a =M (这是定义)；(2)log a (MN )=log M a +log a N ；(3)log a MN=log a M -log a N ；(4)log a M n =n log a M ；(5)log a b =log c blog c a (a ,b ,c >0,a ,c ≠1)(换底公式)．由以上性质(4)、(5)容易得到以下两条推论：1)log a mb n =n m log a b ；2)log a b =1log b a．典型例题剖析1已知x 1是方程x +lg x =10的根，x 2是方程x +10x =10的根，求x 1+x 2的值．【解法1】由题意得lg x 1=10-x 110x 2=10-x 2，表明x 1是函数y =lg x 与y =10-x 的交点的横坐标，x 2是函数y =10x 与y =10-x 的交点的横坐标．因为y =lg x 与y =10x 互为反函数，其图像关于y =x 对称，由y =10-x y =x 得，x =5y =5 ，所以x 1+x 22=5，所以x 1+x 2=10．【解法2】构造函数f (x )=x +lg x ，由x 1+lg x 1=10知f x 1 =10，x 2+10x 2=10即10x 2+lg10x 2=10，则f 10x 2 =10，于是f x 1 =f 10x 2 ，又f (x )为(0,+∞)上的增函数，故x 1=10x 2，x 1+x 2=10x 2+x 2=10．【解法3】由题意得x 1=1010-x 110-x 2=10x 2，两式相减有x 1+x 2-10=1010-x 1-10x 2．若x 1+x 2-10>0，则1010-x 1-10x 2>0，得10-x 1>x 2，矛盾；若x 1+x 2-10<0，则1010-x 1-10x 2<0，得10-x 1<x 2，矛盾；而当x 1+x 2=10时，满足题意．【评注】解法1巧妙地利用了数形结合的方法，解法2巧妙地利用了函数的单调性，解法3巧妙地利用了反证法的技巧．2已知a >0，b >0，log9a =log 12b =log 16(a +b )，求ba的值．【解法1】设log 9a =log 12b =log 16(a +b )=k ，则a =9k ，b =12k ，a +b =16k ．由于9k ×16k =12k 2故(a +b )a =b 2，解得：b a =1+52(负根舍去)．【解法2】设log 9a =log 12b =log 16(a +b )=k ，则a =9k ，b =12k ，a +b =16k ．b a =12k 9k =43 k ，而9k +12k =16k，故1+12k 9k =16k 9k ，即43 k 2-43 k -1=0，故b a =43 k =1+52(负根舍去)．【评注】对数运算和指数运算互为逆运算，有关对数的运算和处理，往往可以转化为指数的运算和处理．3已知函数f (x )=1x +1+log 13x 2-x，试解不等式f x x -12 >12．【分析】本题为分式不等式与对数不等式混合．初看不易解决，但可以发现该函数在其定义域内单调递减，这是本题的解题关键．【解】易证函数y =f (x )在其定义域(0,2)内是单调减函数．并且f (1)=12，所以原不等式即为f x x -12 >f (1)等价于x x -12 <10<x x -12 <2⇒ x 12<x <1+174或1-174<x <0 ．【评注】利用函数单调性解决不易入手的不等式是一种常用方法．4设方程lg (kx )=2lg (x +1)仅有一个实根，求k 的取值范围．【分析】本题要注意函数的定义域．【解法1】当且仅当kx >0①x +1>0②x 2+(2-k )x +1=0③时原方程仅有一个实根，对方程③使用求根公式，得x 1,x 2=12k -2±k 2-4k ④Δ=k 2-4k ≥0⇒k <0或k ≥4．当k <0时，由方程③，得x 1+x 2=k -2<0,x 1x 2=1>0,所以x 1，x 2同为负根．又由方程程④知x 1+1>0,x 2+1<0,所以原方程有一个解x 1．当k =4时，原方程有一个解x =k2-1=1．当k >4时，由方程③，得x 1+x 2=k -2>0,x 1x 2=1>0. 所以x 1，x 2同为正根，且x 1≠x 2，不合题意，舍去．综上所述可得k <0或k =4为所求．【解法2】由题意，方程kx =(x +1)2，也即方程k =x +1x+2在满足关于x 的不等式kx >0x +1>0 的范围内有唯一实数根，以下分两种情况讨论：(1)当k >0时，k =x +1x +2在x >0范围内有唯一实数根，则有k =4；(2)当k <0时，k =x +1x+2在-1<x <0范围内有唯一实数根，则有k <0．综上可得k <0或k =4为所求．【评注】本题实质上是一道一元二次方程问题．5解不等式：log 12(x +3x )>log 64x ．【分析】若考虑到去根号，可设x =y 6(y >0)，原不等式变为log 12y 3+ y 2 >log 6446=log 2y ，即2log 12y +log 2(y +1)>log 2y ，陷入困境．原不等式即6log 12(x +3x )>log 2x ⇒2log 12x +log 121+x166>log 2x ，设t =log 2x ，则log 12x =1log x12=12log x 2+log x 3，同样陷入困境．下面用整体代换y =log 64x ．【解】设y =log 64x ，则x =64y，代人原不等式，有log 128y +4y >y ，8y +4y >12y，23 y +13 y >1，由指数函数的单调性知y =log 64x <1，则0<x <64．故原不等式的解集为(0,64)．6已知1<a ≤b ≤c 证明：log a b +log b c +log c a ≤log b a +log c b +log a c ．【证法1】注意到log a b +log b c +log c a -log b a +log c b +log a c=ln b ln a +ln c ln b +ln a ln c -ln a ln b+ln b ln c +ln c ln a =ln 2b ln c +ln 2c ln a +ln 2a ln b -ln 2b ln a +ln 2c ln b +ln 2a ln c ln a lnb ln c=-(ln a -ln b )(ln b -ln c )(ln c -ln a )ln a ln b ln c．【证法2】设log b a =x ，log c b =y ，则log a c =1xy ，于是原不等式等价于x +y +1xy ≤1x +1y+xy ，即x 2y +xy 2+1≤y +x +x 2y 2，即xy (x +y )-(x +y )+1-x 2y 2 ≤0，也即(x +y -1-xy )(xy -1)≤0也即(x -1)(y -1)(xy -1)≥0，由1<a ≤b ≤c 知x ≥1,y ≥1，所以(x -1)(y -1)(xy -1)≥0，得证．因为1<a ≤b ≤c ，所以ln a ln b ln c >0，(ln a -ln b )(ln b -ln c )(ln c -ln a )≥0所以log a b +log b c +log c a -log b a +log c b +log a c ≤0即log a b +log b c +log c a ≤log b a +log c b +log a c °【评注】若令x =ln a ，y =ln b ，z =ln c 则原不等式等价于：设0<x ≤y ≤z ，求证：x 2y +y 2z +z 2x ≤xy 2+yz 2+zx 2．7设函数f (x )=|lg (x +1)|，实数a ，b (a <b )满足f (a )=f -b +1b +2，f (10a +6b +21)=4lg2，求a 、b 的值．【分析】利用已知条件构建关于a 、b 的二元方程组进行求解．【解】因为f (a )=f -b +1b +2 ，所以|lg (a +1)|=lg -b +1b +2+1 =lg 1b +2=|lg (b +2)|所以，a +1=b +2或(a +1)(b +2)=1，又因为a 1，从而f (10a +6b +21)=lg 6(b +2)+10b +2=lg 6(b +2)+10b +2，又f (10a +6b +21)=4lg2，所以lg 6(b +2)+10b +2 =4lg2，故6(b +2)+10b +2=16．解得b =-13或b =-1(舍去)．把b =-13代故(a +1)(b +2)=1，解得a =-25．所以，a =-25,b =-13．同步训练一、选择题1已知a 、b 是方程log 3x 3+log 27(3x )=-43的两个根，则a +b =()．A.1027B.481C.1081D.2881【答案】C ．【解析】原方程变形为log 33log 3(3x )+log 3(3x )log 327=-43，即11+log 3x +1+log 3x 3=-43．令1+log 3x =t ，则1t +t 3=-43，解得t 1=-1,t 2=-3．所以1+log 3x =-1或1+log 3x =-3，方程的两根分别为19和181，所以a +b =1081．故选C ．2已知函数f (x )=1a x -1+12x 2+bx +6(a ,b 为常数，a >1)，且f lglog 81000 =8，则f (lglg2)的值是()．A.8 B.4 C.-4 D.-8【答案】B ．【解析】由已知可得f lglog 81000 =f lg33lg2=f (-lglg2)=8，又1a -x -1+12=a x 1-a x +12=-1+11-a x +12=-1a x -1-12，令F (x )=f (x )-6，则有F (-x )=-F (x )．从而有f (-lglg2)=F (-lglg2)+6=-F (lglg2)+6=8，即知F (lglg2)=-2，f (lglg2)=F (lglg2)+6=4．3如果f (x )=1-log x 2+log x 29-log x 364，则使f (x )<0的x 的取值范围为()．A.0<x <1 B.1<x <83C.x >1D.x >83【答案】B ．【解析】显然x >0，且x ≠1．f (x )=1-log x 2+log x 29-log x 364=1-log x 2+log x 3-log x 4=log x 38x ．要使f (x )<0．当x >1时，38x <1，即1<x <83；当0<x <1时，38x >1，此时无解．由此可得，使得f (x )<0的x 的取值范围为1<x <83．应选B ．4若f (x )=lg x 2-2ax +a 的值域为R ，则a 的取值范围是()．A.0<a <1 B.0≤a ≤1 C.a <0或a >1 D.a ≤0或a ≥1【答案】D ．【解析】由题目条件可知，(0,+∞)⊆y |y =x 2-2ax +a ，故Δ=(-2a )2-4a ≥0，解得a ≤0或a ≥1．选D ．二、填空题5设f (x )=log 3x -4-x ，则满足f (x )≥0的x 的取值范围是．【答案】[3,4]．【解析】定义域(0,4]．在定义域内f (x )单调递增，且f (3)=0．故f (x )≥0的x 的取值范围为[3,4]．6设0<a <1，0<θ<π4，x =(sin θ)log asin θ，y =(cos θ)log atan θ，则x 与y 的大小关系为．【答案】x <y ．【解析】根据条件知，0<sin θ<cos θ<1，0<sin θ<tan θ<1，因为0<a <1，所以f (x )=log a x 为减函数，所以log a sin θ>log a tan θ>0，于是x =(sin θ)log a sin θ<(sin θ)log a tan θ<(cos θ)log a tan θ=y .7设f (x )=12x +5+lg 1-x 1+x ，则不等式f x x -12<15的解集为．【答案】1-174,0 ∪12,1+174．【解析】原不等式即为f x x -12<f (0)．因为f (x )的定义域为(-1,1)，且f (x )为减函数．所以-1<x x -12 <1x x -12 >0.解得x ∈1-174,0∪12,1+174．8设f (x )=11+2lg x +11+4lg x +11+8lg x ，则f (x )+f 1x =．【答案】3．【解析】f (x )+f 1x =11+2lg x +11+4lg x +11+8lg x +11+2-lg x +11+4-lg x +11+8-lg x =3．三、解答题9已知函数f (x )=a x +3a (a >0,a ≠1)的反函数是y =f -1(x )，而且函数y =g (x )的图像与函数y =f -1(x )的图像关于点(a ,0)对称．(1)求函数y =g (x )的解析式；(2)若函数F (x )=f -1(x )-g (-x )在x ∈[a +2,a +3]上有意义，求a 的取值范围．【解析】(1)由f (x )=a x +3a (a >0,a ≠1)，得f -1(x )=log a (x -3a )．又函数y =g (x )的图像与函数y =f -1(x )的图像关于点(a ,0)对称，则g (a +x )=-f -1(a -x )，于是，g (x )=-f -1(2a -x )=-log a (-x -a )，(x <-a )．(2)由(1)的结论，有F (x )=f -1(x )-g (-x )=log a (x -3a )+log a (x -a )．要使F (x )有意义，必须满足x -3a >0,x -a >0. 又a >0，故x >3a ．由题设F (x )在x ∈[a +2,a +3]上有意义，所以a +2>3a ，即a <1．于是，0<a <1．10设f (x )=log a (x -2a )+log a (x -3a )，其中a >0且a ≠1．若在区间[a +3,a +4]上f (x )≤1恒成立，求a 的取值范围．【解析】f (x )=log a x 2-5ax +6a 2=log a x -5a 2 2-a 24．由x -2a >0x -3a >0, 得x >3a ，由题意知a +3>3a ，故a <32，从而(a +3)-5a 2=-32(2-a )>0，故函数g (x )=x -5a 2 2-a 24在区间[a +3,a +4]上单调递增．若0<a <1，则f (x )在区间[a +3,a +4]上单调递减，所以f (x )在区间[a +3，a +4]上的最大值为f (a +3)=log a 2a 2-9a +9 ．在区间[a +3,a +4]上不等式f (x )≤1恒成立，等价于不等式loglog a 2a 2-9a +9 ≤1恒成立，从而2a 2-9a +9≥a ，解得a ≥5+72或a ≤5-72．结合0<a <1，得0<a <1．若1<a <32，则f (x )在区间[a +3,a +4]上单调递增，所以f (x )在区间[a +3,a +4]，上的最大值为f (a +4)=log a 2a 2-12a +16 ．在区间[a +3,a +4]上不等式f (x )≤1恒成立，等价于不等式log a 2a 2-12a +16 ≤1恒成立，从而2a 2-12a +16≤a ，即2a 2-13a +16≤0，解得13-414≤a ≤13+414．易知13-414>32，所以不符合．综上所述，a 的取值范围为(0,1)．11解方程组x x +y=y 12y x +y =x 3，(其中x ,y ∈R * ．【解析】两边取对数，则原方程组可化为(x +y )lg x =12lg y ①(x +y )lg y =3lg x ②把式①代入式②，得(x +y )2lg x =36lg x ，所以(x +y )2-36 lg x =0．由lg x =0，得x =1；代入式①，得y =1．由(x +y )2-36=0x ,y ∈R * 得x +y =6．代入式①得lg x =2lg y ，即x =y 2，所以y 2+y -6=0．又y >0，所以y =2,x =4．所以方程组的解为x 1=1y 1=1 ，x 2=4y 2=2 ．12已知f (x )=lg (x +1)-12log 3x ．(1)解方程f (x )=0；(2)求集合M =n f n 2-214n -1998 ≥0,n ∈Z 的子集个数．【解析】(1)任取0<x 1<x 2，则f x 1 -f x 2 =lg x 1+1 -lg x 2+1 -12log 3x 1-log 3x 2=lgx 1+1x 2+1-12log 3x 1x 2=lg x 1+1x 2+1-log 9x 1x 2，因为x 1+1x 2+1>x 1x 2，所以lg x 1+1x 2+1>lg x 1x 2．故f x 1 -f x 2 =lg x 1+1x 2+1-log 9x 1x 2>lg x 1x 2-lg x1x 2lg9，因为0<lg9<1，lg x 1x 2<0，所以f x 1 -f x 2 >lg x 1x 2-lg x1x 2=0，f (x )为(0,+∞)上的减函数，注意到f (9)=0，当x >9时，f (x )<f (9)=0；当<x <9时，f (x )>f (9)=0，所以f (x )=0有且仅有一个根x =9．(2)由f n 2-214n -1998 ≥0⇒f n 2-214n -1998 ≥f (9)所以n 2-214n -1998≤9n 2-214n -1998>0 ⇔n 2-214n -2007≤0n 2-214n -1998>0⇔(n -223)(n +9)≤0(n -107)2>1998+1072=13447>1152⇔-9≤n ≤223n >222或n <-8 ⇔⇔-9≤n ≤223n ≥223或n ≤-9 ，所以n =223或n =-9,M ={-9,223},M 的子集的个数是4．13已知a >0，a ≠1，试求使得方程log a (x -ak )=log a x 2-a 2 有解的k 的取值范围．【解析】由对数性质知，原方程的解x 应满足(x -ak )2=x 2-a 2x -ak >0x 2-a 2>0(1)(2)(3)若式(1)、式(2)同时成立，则式(3)必成立，故只需要解(x -ak )2=x 2-a 2x -ak >0.由式(1)可得2kx =a 1+k 2(4)当k =0时，式(4)无解；当k ≠0时，式(4)的解是x =a 1+k 2 2k ，代人式(2)，得1+k 22k>k ．若k <0，则k 2>1，所以k <-1；若k >0，则k 2<1，所以0<k <1．综上所述，当k ∈(-∞,-1)∪(0,1)时，原方程有解．14已知0.301029<lg2<0.301030，0.477120<lg3<0.477121，求20001979的首位数字．【解析】lg20001979=1979lg2000=1979(3+lg2)．所以6532.736391<lg20001979<6532.73837．故20001979为6533位数，由lg5=1-lg2,lg6=lg2+lg3，得0.698970<lg5<0.6989710.778149<lg6<0.778151⇒lg5<0.736391<0.73837<lg6,说明20001979的首位数字是5．15已知3a +13b =17a ，5a +7b =11b ，试判断实数a 与b 的大小关系，并证明之．【解析】令a =1，则13b =14,5+7b =11b ，可见b >1．猜想a <b ．下面用反证法证明：若a ≥b ，则13a ≥13b ,5a ≥5b ，所以17a =3a +13b ≤3a +13a ,11b =5a +7b ≥5b +7b ，即317 a +1317 a ≥1,511 b +711 b ≤1，而函数f (x )=317 x +1317 x和g (x )=511 x +711 x在R 上均为减函数，且f (1)=317+1317=1617<1≤f (a ),g (1)=511+711=1211>1≥g (b )．所以a <1,b >1．这与a ≥b 矛盾，故a x 6+3x 4+3x 2+1+2x 4+2=x 2+1 3+2x 2+1 构造函数g (t )=t 3+2t ，则上述不等式转化为g1x2>g x 2+1 .显然g (t )=t 3+2t 在R 上为增函数．于是以上不等式等价于1x2>x 2+1，即x 2 2+x 2-1<0，解得x 2<5-12．故原不等式的解集为-5-12,5-12．。

指数函数 Word版含解析

课时规范练A 组基础对点练1．(2016·高考全国卷Ⅲ)已知a ＝，b ＝，c ＝，则( )A ．b <a <c B.a <b <c C ．b <c <aD.c <a <b2．设a ＝log 37，b ＝21.1，c ＝0.83.1，则( ) A ．b ＜a ＜c B.c ＜a ＜b C ．c ＜b ＜a D.a ＜c ＜b3．设a ＝，则a ，b ，c 的大小顺序是( )A ．b ＜a ＜c B.c ＜b ＜a C ．c ＜a ＜bD.b ＜c ＜a4．(2018·金华模拟)函数f (x )＝xa x |x |(0<a <1)的图象的大致形状是( )5．已知一元二次不等式f (x )＜0的解集为⎩⎪⎨⎪⎧x ⎪⎪ x ＜－1或x ＞⎭⎬⎫12，则f (10x )＞0的解集为( )A ．{x |x ＜－1或x ＞－lg 2}B ．{x |－1＜x ＜－lg 2}C ．{x |x ＞－lg 2}D ．{x |x ＜－lg 2}6．(2018·衡水中学模拟)已知a >1，f (x )＝，则使f (x )<1成立的一个充分不必要条件是( ) A ．－1<x <0 B.－2<x <1 C ．－2<x <0D.0<x <17．已知实数x ，y 满足a x ＜a y (0＜a ＜1)，则下列关系式恒成立的是( )A.1x 2＋1＞1y 2＋1B.ln(x 2＋1)＞ln(y 2＋1) C ．sin x ＞sin yD.x 3＞y 38．已知函数f (x )＝⎩⎨⎧a ·2x ，x ≥0，2－x ，x ＜0(a ∈R )，若f (f (－1))＝1，则a ＝( )A.14B.12 C ．1D.29．已知函数f (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13x ＋a 的图象经过第二、三、四象限，g (a )＝f (a )－f (a ＋1)，则g (a )的取值范围为( ) A ．(2，＋∞) B.(－∞，－1) C ．(－1,2)D.(－∞，2)10．函数f (x )＝e 2x ＋1e x 的图象( ) A ．关于原点对称 B.关于直线y ＝x 对称 C ．关于x 轴对称 D.关于y 轴对称 11．不等式的解集为____．12．已知函数f (x )＝a x ＋b (a >0，a ≠1)的定义域和值域都是[－1,0]，则a ＋b ＝ 14．已知函数f (x )＝2x －12x ＋1.(1)判断函数f (x )的奇偶性； (2)求证f (x )在R 上为增函数．B 组能力提升练1．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 )＝( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫12－x B.－⎝ ⎛⎭⎪⎫12xC ．2－x D.－2x2．已知函数f (x )＝a x ，其中a ＞0，且a ≠1，如果以P (x 1，f (x 1))，Q (x 2，f (x 2))为端点的线段的中点在y 轴上，那么f (x 1)·f (x 2)等于( ) A ．1 B.a C ．2D.a 23．函数y ＝a x －a －1(a >0，且a ≠1)的图象可能是( )4．若x ∈(2,4)，，则a ，b ，c 的大小关系是( )A ．a >b >c B.a >c >b C ．c >a >bD.b >a >c5．已知函数f (x )＝x －4＋9x ＋1，x ∈(0,4)，当x ＝a 时，f (x )取得最小值b ，则函数g (x )＝a |x ＋b |的图象为( )6．(2018·龙岩模拟)已知函数f (x )＝⎩⎨⎧a x ，x <0，(a －3)x ＋4a ，x ≥0满足对任意x 1≠x 2，都有f (x 1)－f (x 2)x 1－x 2<0成立，则实数a 的取值范围是( )A ．(0,1] B.⎝ ⎛⎦⎥⎤0，14 C ．(0,3]D.⎝ ⎛⎭⎪⎫0，14 7．(2017·高考北京卷)已知函数f (x )＝3x －⎝ ⎛⎭⎪⎫13x ，则f (x )( )A ．是偶函数，且在R 上是增函数B ．是奇函数，且在R 上是增函数C ．是偶函数，且在R 上是减函数D ．是奇函数，且在R 上是减函数8．已知实数a ，b 满足12＞⎝ ⎛⎭⎪⎫12a ＞⎝ ⎛⎭⎪⎫22b ＞14，则( )A ．b ＜2b －a B.b ＞2b －a C ．a ＜b －aD.a ＞b －a9．已知定义在R 上的函数g (x )＝2x ＋2－x ＋|x |，则满足g (2x －1)＜g (3)的x 的取值范围是____．10．已知y ＝f (x )是定义在R 上的奇函数，且当x ≥0时，f (x )＝－14x ＋12x ，则此函数的值域为11．若不等式(m 2－m )2x －⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ＜1对一切x ∈(－∞，－1]恒成立，则实数m 的取值范围是____．12．已知函数f (x )＝4x ＋m2x 是R 上的奇函数． (1)求m 的值；(2)设g (x )＝2x ＋1－a .若函数f (x )与g (x )的图象至少有一个公共点．求实数a 的取值范围．13．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．。

指数与指数函数A

指数与指数函数学完本节你可以：1、了解指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、理解指数函数的概念，理解指数函数的单调性，并运用指数函数的性质解题．知识点总结：根与幂的运算 1．根式(1)n 次方根的定义：若x n＝a ，则x 叫做a 的n 次方根，其中n ＞1，且n ∈N ＋，式子na 叫做根式，这里n 叫做根指数，a 叫做被开方数． (2)n 次方根的性质：①一个数a 的奇次方根只有一个，即na (n 为奇数，a ∈R)．②一个正数a 的偶次方根有两个，即±na (n 为非零偶数)，0的偶次方根为0，负数没有偶次方根． (3)两个重要公式①n a n ＝ (n 为偶数)；②(na )n＝ a (n ＞1，且n ∈N ＋)(注意a 必须使na 有意义)． (4)有理指数幂的运算性质①a r a s＝ (a ＞0，r ，s ∈Q)； ②(a r )s ＝ (a ＞0，r ，s ∈Q)； ③(ab )r ＝ (a ＞0，b ＞0，r ∈Q)． ④pa-= （0a ≠）= （0,0m n >>） ⑥nma = （0,0m n >>） (5)无理指数幂一般地，无理指数幂a α(a ＞0，α是无理数)是一个确定的实数，有理指数幂的运算法则同(),0,,0a a a n a a a ⎧⎪⎪≥⎧⎨⎪=⎨⎪-<⎪⎪⎩⎩为奇数样适用于无理指数幂．指数函数的图象和性质注：1．指数函数图象的三个关键点画指数函数图象时应抓住图象上的三个关键点：(1，a )，(0,1)，(－1，1a)．2．不同底指数函数的比较．在第一象限图象从下至上底数依次变大．考点分析：考点一指数式的化简与求值例1. 计算下列各式（式中字母都是正数）211511336622(1)(2)(6)(3);a b a b a b -÷- 31884(2)().m n解析：2115211115110336632623622(1)(2)(6)(3)[2(6)(3)]44a b a b a b a bab a ++++-÷-=⨯-÷-==331128833388443(2)()()()m m n m n m n n--==•=【答案】（1）4a （2）23m n变式训练1（1）计算下列各式：⑴⑵111344213243(,0)6a a b a b a b ---⎛⎫- ⎪⎝⎭>-．解析：⑴ 5=；⑵ 111344111121442333213243226a a b a b ab a b -⎛⎫⎛⎫+----- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭--⎛⎫- ⎪⎝⎭==-．（2）写出使下列等式成立的x 的取值范围5)5()25)(5(2+-=--x x x x解析： ∵22(5)(25)(5)(5)55x x x x x x --=-+=-+∴55(5)5x x x x -+=-+成立的充要条件是 50x +=或5055x x x +>⎧⎨-=-⎩，即5x =-或550x x >-⎧⎨-≤⎩ ∴x 的取值范围是[]55-，【答案】 []55-，考点二指数函数的图像性质例2. 如图的曲线C 1、C 2、C 3、C 4是指数函数xy a =的图象，而12,,3,2a π⎧⎫⎪⎪∈⎨⎬⎪⎪⎩⎭，则图象C 1、C 2、C 3、C 4对应的函数的底数依次是________、________、________、________．【答案】22 12π 3 【解析】由底数变化引起指数函数图象的变化规律可知，C 2的底数＜C 1的底数＜C 4的底数＜C 3的底数．变式训练2（1）设()|31|xf x =-，c ＜b ＜a 且()()()f c f a f b >>，则下列关系式中一定成立的是（）A ．33c b C ．332c a +>D ．332c a+< 【答案】D（2）为了得到函数935xy =⨯+的图象，可以把函数3xy =的图象( )A ．向左平移9个单位长度，再向上平移5个单位长度B ．向右平移9个单位长度，再向下平移5个单位长度C ．向左平移2个单位长度，再向上平移5个单位长度D ．向右平移2个单位长度，再向下平移5个单位长度【答案】C【解析】注意先将函数935xy =⨯+转化为235x y +=+，再利用图象的平移规律进行判断．∵293535xx y +=⨯+=+，∴把函数3x y =的图象向左平移2个单位长度，再向上平移5个单位长度，可得到函数935xy =⨯+的图象，故选C ．考点三利用指数函数解不等式及比较大小例3（1）判断下列各数的大小关系：(1)1.8a与1.8a+1； (2)24-231(),3,()331(3)22.5，(2.5)0， 2.51()2(4)23(0,1)a a a a >≠与【思路点拨】利用指数函数的性质去比较大小。

2019年名师伴学之数学热点真题讲解与分析(二)专题01 指数函数 Word版含解析

一重难点：1、指数幂的运算性质：特别注意式中0,0>>b a 这一重要条件，显然，对R x ∈，下面的运算就是错误的：x xx ==⨯212212)(，这是因为，x x x ==222只有当0≥x 时才能使用，当0<x 时，.2x x -=2.指数函数的图像：指数函数图像都在x 轴上方，印证值域是0)+∞（，，需要记住图像方便解题。

当1>a 时，a 的值越大，图像越靠近y 轴，递增的速度越快；当10<<a 时，a 的值越小，图像越靠近y 轴，递减的速度越快。

多个指数函数在同一直角坐标系中的图像的相对位置与底数大小的关系：在y 轴的右侧，图像从下到上相应的底数由小变大；在y 轴的左侧，图像从上到下相应的底数由小变大；即在y 轴的左侧或右侧，底数按逆时针方向变大。

3.指数函数的性质：（1）定义域为全体实数),(+∞-∞；（2）值域为正实数),0(+∞，从而指数函数没有最大值与最小值，但0>y ；（3）单调性：当1>a 时为增函数；当10<<a 时为减函数；（4）无奇偶性，是非奇非偶函数。

（5）对称性xa y =与x a y -=的图像关于y 轴对称；xa y =与x a y -=的图像关于x 轴对称；x a y =与x a y --=的图像关于坐标原点对称；（6）有两个特殊点：零点（0，1），不变点（1，a ）.二．方法策略注意点1. 判断一个函数是否为指数函数只需判定其解析式是否符合xy a =（01a a >≠且）这一结构。

2、分数指数幂与根式的运算：在进行根式运算时，常常转化为分式指数幂的运算，求值时一般要遵循先化简再计算的原则，运算中要注意运算顺序和灵活运用公式及运算法则，结果要化为根式。

解既含有分数指数幂、又含有根式的问题时，应该把根式统一化为分数指数幂的形式，这样便于运算，对于计算的结果，不强求统一用什么形式来表示。

在进行指数运算时，还应注意平方差公式及立方和、立方差公式的应用，对于带有附加条件的求值问题，应注意运用整体代入的思想。

高考数学一轮复习第二章函数、导数及其应用第五节指数与指数函数学案文(含解析)新人教A版-新

第五节指数与指数函数2019考纲考题考情1．根式(1)根式的概念①na n＝⎩⎨⎧a(n为奇数)，|a|＝⎩⎪⎨⎪⎧a(a≥0)，－a(a＜0)(n为偶数)。

②(na)n＝a(注意a必须使na有意义)。

2．有理数的指数幂(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，0的零次幂无意义。

(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)，⎝⎛⎭⎪⎫－1，1a 。

2．指数函数的图象与底数大小的比较如图是指数函数①y ＝a x ，②y ＝b x ，③y ＝c x ，④y ＝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。

一、走进教材1．(必修1P 59A 组T 4改编)化简416x 8y 4(x <0，y <0)＝________。

解析因为x <0，y <0，所以416x 8y 4＝|2x 2y |＝－2x 2y 。

答案－2x 2y2．(必修1P 56例6改编)若函数f (x )＝a x(a >0，且a ≠1)的图象经过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫2，12，则f (－1)＝________。

解析由题意知12＝a 2，所以a ＝22，所以f (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫22x ，所以f (－1)＝⎝ ⎛⎭⎪⎫22－1＝2。

2019版数学(理)一轮讲义：第8讲指数与指数函数含答案

第8讲指数与指数函数考纲要求考情分析命题趋势1．根式（1)根式的概念（2)两个重要公式①错误!＝错误!②（错误!）n＝__a__(注意：a必须使错误!有意义)．2．有理数的指数幂(1)幂的有关概念①正分数指数幂：a错误!＝！！！错误!##＃（a>0，m，n∈N＊，且n>1）；②负分数指数幂：a－错误!＝!！！错误!＃＃#＝！！！错误!#＃#(a〉0，m，n∈N*,且n>1)．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1．思维辨析（在括号内打“√"或“×”)．(1)错误!与（错误!)n都等于a（n∈N*)．(×）（2）2a·2b＝2a b．(×）（3)函数y＝3·2x与y＝2x＋1都不是指数函数．(√)（4)若a m〈a n（a>0且a≠1），则m<n。

（×）(5）函数y＝2－x在R上为单调减函数．（√)解析（1)错误．当n为偶数,a〈0时，错误!不成立．(2）错误。

2a·2b＝2a＋b≠2ab。

(3)正确．两个函数均不符合指数函数的定义．(4)错误．当a>1时，m<n；而当0〈a<1时，m>n.(5)正确．y＝2－x＝错误!x，根据指数函数的性质可知函数在R上为减函数．2．函数f（x）＝1－2x的定义域是（A）A．（－∞，0］B．[0，＋∞）C．(－∞，0）D．(－∞,＋∞）解析∵1－2x≥0,∴2x≤1，∴x≤0。

3．已知函数f（x）＝4＋a x－1的图象恒过定点P，则点P的坐标是(A)A．(1,5）B．(1，4)C．(0,4)D．(4，0）解析当x＝1时，f(x）＝5.4．不等式2x2－x<4的解集为__｛x|－1〈x〈2｝__。

高中指数与指数函数知识点+例题+练习含答案

教学过程④负分数指数幂：a n m-＝a n m1＝1na m(a＞0，m，n∈N，且n＞1)；⑤0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；x＜0时，0＜y＜1当x＞0时，0＜y＜1；x＜0时，y＞1在(－∞，＋∞)上是增函数在(－∞，＋∞)上是减函数辨析感悟1．指数幂的应用辨析(1)(4－2)4＝－2.( )(2)(教材探究改编)(na n)＝a.( )2．对指数函数的理解(3)函数y＝3·2x是指数函数．( )(4)y＝⎝⎛⎭⎪⎫1ax是R上的减函数．( )教学效果分析教学过程(5)指数函数在同一直角坐标系中的图象的相对位置与底数的大小关系如图，无论在y轴的左侧还是右侧图象从上到下相应的底数由大变小．( )(6)(2013·金华调研)已知函数f(x)＝4＋a x－1(a＞0且a≠1)的图象恒过定点P，则点P的坐标是(1,5)．( )[感悟·提升]1．“na n”与“⎝⎛⎭⎫na n”的区别当n为奇数时，或当n为偶数且a≥0时，na n＝a，当n为偶数，且a＜0时，na n＝－a，而(na)n＝a恒成立．如(1)中4－2不成立，(2)中6－22＝32≠3－2. 2．两点注意一是指数函数的单调性是底数a的大小决定的，因此解题时通常对底数a按0＜a＜1和a＞1进行分类讨论，如(4)；二是指数函数在同一直角坐标系中的图象与底数的大小关系，在y轴右侧，图象从上到下相应的底数由大变小，在y轴左侧，图象从上到下相应的底数由小变大．如(5)．考点一指数幂的运算【例1】(1)计算：＋(－2)2；(2)若＝3，求的值．规律方法进行指数幂运算时，一般化负指数为正指数，化根式为分数指数幂，化小数为分数，同时兼顾运算的顺序．需注意下列问题：(1)对于含有字母的化简求值的结果，一般用分数指数幂的形式表示；(2)应用平方差、完全平方公式及a p a－p＝1(a≠0)简化运算．(2)教学效果分析教学过程考点二指数函数的图象及其应用【例2】(1)(2014·泰安一模)函数f(x)＝a x－b的图象如图，其中a，b为常数，则下列结论正确的是________．①a＞1，b＜0；②a＞1，b＞0；③0＜a＜1，b＞0；④0＜a＜1，b＜0.(2)比较下列各式大小．①1.72.5______1.73；②0.6－1______0.62；③0.8－0.1______1.250.2；④1.70.3______0.93.1.规律方法(1)对指数型函数的图象与性质(单调性、最值、大小比较、零点等)的求解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，然后数形结合使问题得解．(2)一些指数方程、不等式问题的求解，往往利用相应指数型函数图象数形结合求解．【训练2】已知实数a，b满足等式2 011a＝2 012b，下列五个关系式：①0＜b＜a；②a＜b＜0；③0＜a＜b；④b＜a＜0；⑤a＝b.其中不可能成立的关系式有________．教学效果分析教学过程1．判断指数函数图象的底数大小的问题，可以先通过令x＝1得到底数的值再进行比较．2．对和复合函数有关的问题，要弄清复合函数由哪些基本初等函数复合而成．3．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)，⎝⎛⎭⎪⎫－1，1a.4．熟记指数函数y＝10x，y＝2x，y＝⎝⎛⎭⎪⎫110x，y＝⎝⎛⎭⎪⎫12x在同一坐标系中图象的相对位置，由此掌握指数函数图象的位置与底数大小的关系．易错辨析2——忽略讨论及验证致误【典例】(2012·山东卷)若函数f(x)＝a x(a＞0，a≠1)在[－1,2]上的最大值为4，最小值为m，且函数g(x)＝(1－4m)x在[0，＋∞)上是增函数，则a＝________.[防范错施] (1)指数函数的底数不确定时，单调性不明确，从而无法确定其最值，故应分a＞1和0＜a＜1两种情况讨论．(2)根据函数的单调性求最值是求函数最值的常用方法之一，熟练掌握基本初等函数的单调性及复合函数的单调性是求解的基础．【自主体验】当x∈[－2,2]时，a x<2(a>0，且a≠1)，则实数a的范围是________．教学效果分析课堂巩固一、填空题1．(2014·郑州模拟)在函数①f (x )＝1x ；②f (x )＝x 2－4x ＋4；③f (x )＝2x ；④f (x )＝中，满足“对任意的x 1，x 2∈(0，＋∞)，当x 1＜x 2时，都有f (x 1)＜f (x 2)”的是________．2．函数y ＝a x －1a (a ＞0，a ≠1)的图象可能是________．3.a 3a ·5a 4(a ＞0)的值是________．4．设2a ＝5b ＝m ，且1a ＋1b ＝2，则m 等于________．5．函数y ＝a x －b (a ＞0且a ≠1)的图象经过第二、三、四象限，则a b 的取值范围为________．6．(2014·济南一模)若a ＝30.6，b ＝log 30.2，c ＝0.63，则a 、b 、c 的大小关系为________．7．(2014·盐城模拟)已知函数f (x )＝a －x (a ＞0，且a ≠1)，且f (－2)＞f (－3)，则a 的取值范围是________．8．函数f (x )＝a x (a ＞0，a ≠1)在[1,2]中的最大值比最小值大a2，则a 的值为________．9．函数f (x )＝a x －3＋m (a ＞1)恒过点(3,10)，则m ＝________. 10．(2014·杭州质检)已知函数f (x )＝⎩⎨⎧(1－3a )x ＋10a ，x ≤7，a x －7，x >7是定义域上的递减函数，则实数a 的取值范围是________． 11．(2014·惠州质检)设f (x )＝|3x －1|，c ＜b ＜a 且f (c )＞f (a )＞f (b )，则关系式3c ＋3a ________2(比较大小)．二、解答题12．设a ＞0且a ≠1，函数y ＝a 2x ＋2a x －1在[－1,1]上的最大值是14，求a 的值．。

a指数与指数函数(含解析汇报)

第七节指数与指数函数 [知识能否忆起] 一、根式 1．根式的概念根式的概念符号表示备注如果x n ＝a ，那么x 叫做a 的n 次方根n ＞1且n ∈N *当n 是奇数时，正数的n 次方根是一个正数，负数的n 次方根是一个负数n a零的n 次方根是零当n 是偶数时，正数的n 次方根有两个，这两个数互为相反数±n a(a>0)负数没有偶次方根2(1)na n＝⎩⎪⎨⎪⎧a ， n 为奇数，|a|＝⎩⎪⎨⎪⎧a a ≥0，－a a ＜0， n 为偶数；(2)(na)n ＝a(注意a 必须使na 有意义)．二、有理数指数幂 1．幂的有关概念(1)正分数指数幂：a m n ＝na m (a>0，m ，n ∈N *，且n>1)；(2)负分数指数幂：a －m n ＝1amn ＝1n a m (a>0，m ，n ∈N *，且n>1)；(3)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(1)a 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)．三、指数函数的图象和性质函数y ＝a x (a>0，且a ≠1)图象0<a<1a>1图象特征在x 轴上方，过定点(0,1)性质定义域 R 值域(0，＋∞)单调性减函数增函数函数值变化规律当x>0时，y>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 ＝11．化简[(－2)6]12－(－1)0的结果为( ) A ．－9 B ．7 C ．－10 D ．92．函数f(x)＝1－2x 的定义域是( )A ．(－∞，0]B ．[0，＋∞)C ．(－∞，0)D ．(－∞，＋∞)3．已知函数f(x)＝4＋a x －1的图象恒过定点P ，则点P 的坐标是( ) A ．(1,5)B ．(1,4)C ．(0,4)D ．(4,0)4．若函数y ＝(a 2－3a ＋3)·a x 是指数函数，则实数a 的值为________．5．若函数y ＝(a 2－1)x 在(－∞，＋∞)上为减函数，则实数a 的取值范围是________．1.分数指数幂与根式的关系：分数指数幂与根式可以相互转化，通常利用分数指数幂的意义把根式的运算转化为幂的运算，从而简化计算过程． 2．指数函数的单调性是由底数a 的大小决定的，因此解题时通常对底数a 按0<a<1和a>1进行分类讨论．指数式的化简与求值典题导入[例1] 化简下列各式(其中各字母均为正数)．(1)a23·b－1－12·a－12·b136a·b5；(2)⎝⎛⎭⎪⎫2790.5＋0.1－2＋⎝⎛⎭⎪⎫21027－23－3π0＋3748.由题悟法指数式的化简求值问题，要注意与其他代数式的化简规则相结合，遇到同底数幂相乘或相除，可依据同底数幂的运算规则进行，一般情况下，宜化负指数为正指数，化根式为分数指数幂．对于化简结果，形式力求统一．以题试法1．计算：(1)(0.027)－13－⎝⎛⎭⎪⎫－17－2＋⎝⎛⎭⎪⎫27912－(2－1)0；(2)⎝⎛⎭⎪⎫14－12·4ab－130.1－2a3b－312.指数函数的图象及应用典题导入[例2] 函数y＝a x－a(a>0，且a≠1)的图象可能是( )由题悟法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． 2．一些指数方程、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．以题试法2．(1)在同一坐标系中，函数y ＝2x 与y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 的图象之间的关系是( )A ．关于y 轴对称B ．关于x 轴对称C ．关于原点对称D ．关于直线y ＝x 对称 (2)方程2x ＝2－x 的解的个数是________．指数函数的性质及应用典题导入[例3] 已知函数f(x)＝⎝ ⎛⎭⎪⎫23|x|－a .则函数f(x)的单调递增区间为________，单调递减区间为________．在本例条件下，若f(x)的最大值等于94，则a ＝______.由题悟法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，最终将问题归纳为内层函数相关的问题加以解决．以题试法3．(1)已知a ＝20.2，b ＝0.40.2，c ＝0.40.6，则( )A ．a>b>cB ．a>c>bC ．c>a>bD ．b>c>a(2)已知函数f(x)＝e |x －a|(a 为常数)．若f(x)在区间[1，＋∞)上是增函数，则a 的取值范围是________．[典例] 函数y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫14x －⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ＋1在x ∈[－3,2]上的值域是________．——————[高手支招]——————————————————————————1．解答本题可利用换元法，即令t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ，把函数化为y ＝t 2－t ＋1，其中t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤14，8，然后求在这个闭区间上的二次函数的最大值和最小值即可确定函数的值域．2．对于含a x 、a 2x 的表达式，通常可以令t ＝a x 进行换元，但换元过程中一定要注意新元的范围，换元后转化为我们熟悉的一元二次关系．针对训练若0<a<1，函数y ＝a 2x ＋2a x －1在[－1,1]上的最大值是14，则a 的值为________．1．下列函数中值域为正实数集的是( ) A ．y ＝－5xB ．y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫131－x C ．y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x －1 D ．y ＝1－2x 2．已知f(x)＝2x ＋2－x ，若f(a)＝3，则f(2a)等于( ) A ．5 B ．7 C ．9 D ．11 3．函数f(x)＝2|x －1|的图象是( )4．已知f(x)＝3x －b (2≤x ≤4，b 为常数)的图象经过点(2,1)，则f(x)的值域( ) A ．[9,81] B ．[3,9] C ．[1,9] D ．[1，＋∞) 5．设函数f(x)＝a －|x|(a>0，且a ≠1)，f(2)＝4，则( )A ．f(－2)>f(－1)B ．f(－1)>f(－2)C ．f(1)>f(2)D ．f(－2)>f(2) 6．若(2m ＋1)12>(m 2＋m －1)12，则实数m 的取值范围是( ) A.⎝ ⎛⎦⎥⎥⎤－∞，5－12 B.⎣⎢⎢⎡⎭⎪⎪⎫5－12，＋∞ C ．(－1,2) D.⎣⎢⎢⎡⎭⎪⎪⎫5－12，27.⎝ ⎛⎭⎪⎫32－13×⎝⎛⎭⎪⎫－760＋814×42－ ⎝ ⎛⎭⎪⎫－2323＝________. 8．已知正数a 满足a 2－2a －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________．9．若函数f(x)＝a |2x －4|(a>0，a ≠1)且f(1)＝9.则f(x)的单调递减区间是________．10．求下列函数的定义域和值域．(1)y ＝22)21(x x -；(2)y ＝32x －1－19.11．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a2，求a 的值．12．函数y ＝lg(3－4x ＋x 2)的定义域为M ，当x ∈M 时，求f(x)＝2x ＋2－3×4x 的最值．1．函数f(x)＝a |x ＋1|(a>0，a ≠1)的值域为[1，＋∞)，则f(－4)与f(1)的关系是( ) A ．f(－4)>f(1) B ．f(－4)＝f(1) C ．f(－4)<f(1)D ．不能确定2．已知函数f(x)＝|2x －1|，a<b<c ，且f(a)>f(c)>f(b)，则下列结论中，一定成立的是________． ①a<0，b<0，c<0；②a<0，b ≥0，c>0；③2－a <2c ；④2a ＋2c <2. 3．已知函数f(x)＝342)31(+-x ax .(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．1．已知实数a ，b 满足等式⎝ ⎛⎭⎪⎫12a ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13b ，下列五个关系式：①0<b<a ；②a<b<0；③0<a0，a ≠1)的单调区间和值域．第七节指数与指数函数 [小题能否全取] 1选B 2．选A 3．选A 4．案：2 5．(－2，－1)∪(1，2)指数式的化简与求值典题导入[例1](1)原式＝1a. (2)原式＝100.以题试法1．计算： (1)原式＝－45. (2)原式＝425.指数函数的图象及应用典题导入 [例2] 选C.以题试法2．答案：(1)A (2)1指数函数的性质及应用典题导入[例3] [答案] (－∞，0] [0，＋∞)答案：2以题试法 3．答案：(1)A (2)(－∞，1][常规解法] y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫14x －⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ＋1＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2－⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ＋1＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫12x －122＋34，因为x ∈[－3,2]，所以14≤⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ≤8.当⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ＝12时，y min ＝34；当⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ＝8时，y max ＝57.所以函数y 的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤34，57.[答案] ⎣⎢⎡⎦⎥⎤34，57[巧思妙解] 因为x ∈[－3,2]，若令t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ，则t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤14，8.则y ＝t 2－t ＋1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫t －122＋34. 当t ＝12时y min ＝34；当t ＝8时，y max ＝57.答案为⎣⎢⎡⎦⎥⎤34，57. 针对训练答案：131．选B 2．选B 3．选B 4．选C 5．选A 6．选D 7.案：2 8．答案：m>n9．答案：(－∞，2] 10． (1) 值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12，＋∞. (2) 值域为[0，＋∞)．11．综上可知，a ＝12或a ＝32.12．最大值为2512，f(x)没有最小值．1．选A 2．答案：④ 3．即函数f(x)的递增区间是[－2，＋∞)，递减区间是(－∞，－2)． (2)即当f(x)有最大值3时，a 的值等于1.1．选B 2．∵a x >0，∴函数值域是[－2，＋∞)．第七节指数与指数函数[知识能否忆起]一、根式1．根式的概念根式的概念符号表示备注如果x n＝a，那么x叫做a的n次方根n＞1且n∈N*当n是奇数时，正数的n次方根是一个正数，负数的n次方根是一个负数na 零的n次方根是零当n是偶数时，正数的n次方根有两个，这两个数互为相反数±na(a>0) 负数没有偶次方根2．两个重要公式(1)na n＝⎩⎪⎨⎪⎧a，n为奇数，|a|＝⎩⎪⎨⎪⎧a a≥0，－a a＜0，n为偶数；(2)(na)n＝a(注意a必须使na有意义)．二、有理数指数幂1．幂的有关概念(1)正分数指数幂：a m n＝na m (a >0，m ，n ∈N *，且n >1)；(2)负分数指数幂：a －m n＝1am n＝1na m(a >0，m ，n ∈N *，且n >1)；(3)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 (1)a 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)．三、指数函数的图象和性质函数y ＝a x (a >0，且a ≠1)图象0<a <1a >1图象特征在x 轴上方，过定点(0,1)性质定义域 R 值域(0，＋∞)单调性减函数增函数函数值变化规律当x >0时，y >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[小题能否全取]1．(教材习题改编)化简[(－2)6]12－(－1)0的结果为( )A ．－9B ．7C ．－10D ．9解析：选B原式＝(26)12－1＝7. 2．(教材习题改编)函数f (x )＝1－2x 的定义域是( ) A ．(－∞，0] B ．[0，＋∞) C ．(－∞，0)D ．(－∞，＋∞)解析：选A ∵1－2x ≥0，∴2x ≤1，∴x ≤0.3．已知函数f (x )＝4＋a x －1的图象恒过定点P ，则点P 的坐标是( ) A ．(1,5) B ．(1,4) C ．(0,4)D ．(4,0)解析：选A 当x ＝1时，f (x )＝5.4．若函数y ＝(a 2－3a ＋3)·a x 是指数函数，则实数a 的值为________．解析：∵a 2－3a ＋3＝1，∴a ＝2或a ＝1(舍)．答案：25．若函数y ＝(a 2－1)x 在(－∞，＋∞)上为减函数，则实数a 的取值范围是________．解析：由题意知0<a 2－1<1，即1<a 2<2，得－2<a <－1或1<a <2. 答案：(－2，－1)∪(1，2)1.分数指数幂与根式的关系：分数指数幂与根式可以相互转化，通常利用分数指数幂的意义把根式的运算转化为幂的运算，从而简化计算过程．2．指数函数的单调性是由底数a 的大小决定的，因此解题时通常对底数a 按0<a <1和a >1进行分类讨论．指数式的化简与求值典题导入[例1] 化简下列各式(其中各字母均为正数)．(1)a 23·b －1－12·a －12·b 136a ·b 5；(2)⎝ ⎛⎭⎪⎫2790.5＋0.1－2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫21027－23－3π0＋3748.[自主解答] (1)原式＝a －13b 12·a －12b13a 16b56＝a －13－12－16·b 12＋13－56＝1a.(2)原式＝⎝ ⎛⎭⎪⎫25912＋10.12＋⎝ ⎛⎭⎪⎫6427－23－3＋3748＝53＋100＋916－3＋3748＝100.由题悟法指数式的化简求值问题，要注意与其他代数式的化简规则相结合，遇到同底数幂相乘或相除，可依据同底数幂的运算规则进行，一般情况下，宜化负指数为正指数，化根式为分数指数幂．对于化简结果，形式力求统一．以题试法1．计算：(1)(0.027)－13－⎝ ⎛⎭⎪⎫－17－2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫27912－(2－1)0；(2)⎝ ⎛⎭⎪⎫14－12·4ab －130.1－2a 3b －312.解：(1)原式＝⎝⎛⎭⎪⎫271 000－13－(－1)－2⎝ ⎛⎭⎪⎫17－2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫25912－1 ＝103－49＋53－1＝－45. (2)原式＝412·432100·a 32·a －32·b 32·b －32＝425a 0·b 0＝425.指数函数的图象及应用典题导入[例2] (2012·四川高考)函数y ＝a x －a (a >0，且a ≠1)的图象可能是( )[自主解答] 法一：令y ＝a x －a ＝0，得x ＝1，即函数图象必过定点(1,0)，符合条件的只有选项C. 法二：当a >1时，y ＝a x －a 是由y ＝a x 向下平移a 个单位，且过(1,0)，排除选项A 、B ；当0<a <1时，y ＝a x －a 是由y ＝a x 向下平移a 个单位，因为0<a <1，故排除选项D. [答案] C由题悟法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． 2．一些指数方程、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．以题试法2．(1)(2012·北京模拟)在同一坐标系中，函数y ＝2x 与y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 的图象之间的关系是( )A ．关于y 轴对称B ．关于x 轴对称C ．关于原点对称D ．关于直线y ＝x 对称(2)方程2x ＝2－x 的解的个数是________．解析：(1)∵y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ＝2－x ，∴它与函数y ＝2x 的图象关于y 轴对称．(2)方程的解可看作函数y ＝2x 和y ＝2－x 的图象交点的横坐标，分别作出这两个函数图象(如图)．由图象得只有一个交点，因此该方程只有一个解．答案：(1)A (2)1指数函数的性质及应用典题导入[例3] 已知函数f (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫23|x |－a .则函数f (x )的单调递增区间为________，单调递减区间为________．[自主解答] 令t ＝|x |－a ，则f (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫23t ，不论a 取何值，t 在(－∞，0]上单调递减，在[0，＋∞)上单调递增，又y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫23t 是单调递减的，因此f (x )的单调递增区间是(－∞，0]，单调递减区间是[0，＋∞)． [答案] (－∞，0] [0，＋∞)在本例条件下，若f (x )的最大值等于94，则a ＝______.解析：由于f (x )的最大值是94，且94＝⎝ ⎛⎭⎪⎫23－2，所以g (x )＝|x |－a 应该有最小值－2，从而a ＝2. 答案：2由题悟法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，最终将问题归纳为内层函数相关的问题加以解决．以题试法3．(1)(2012·福州质检)已知a ＝20.2，b ＝0.40.2，c ＝0.40.6，则( ) A ．a >b >c B ．a >c >b C ．c >a >bD ．b >c >a(2)(2012·上海高考)已知函数f (x )＝e |x －a |(a 为常数)．若f (x )在区间[1，＋∞)上是增函数，则a 的取值范围是________．解析：(1)由0.2<0.6,0.4<1，并结合指数函数的图象可知0.40.2>0.40.6，即b >c ；因为a ＝20.2>1，b ＝0.40.2<1，所以a >b .综上，a >b >c .(2)结合函数图象求解．因为y ＝e u 是R 上的增函数，所以f (x )在[1，＋∞)上单调递增，只需u ＝|x －a |在[1，＋∞)上单调递增，由函数图象可知a ≤1.答案：(1)A (2)(－∞，1][典例] 函数y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫14x －⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ＋1在x ∈[－3,2]上的值域是________．[常规解法] y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫14x －⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ＋1＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2－⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ＋1＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫12x －122＋34，因为x ∈[－3,2]，所以14≤⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ≤8.当⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ＝12时，y min ＝34；当⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ＝8时，y max ＝57.所以函数y 的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤34，57.[答案] ⎣⎢⎡⎦⎥⎤34，57——————[高手支招]——————————————————————————1．解答本题可利用换元法，即令t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ，把函数化为y ＝t 2－t ＋1，其中t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤14，8，然后求在这个闭区间上的二次函数的最大值和最小值即可确定函数的值域．2．对于含a x 、a 2x 的表达式，通常可以令t ＝a x 进行换元，但换元过程中一定要注意新元的范围，换元后转化为我们熟悉的一元二次关系．——————————————————————————————————————[巧思妙解] 因为x ∈[－3,2]，若令t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ，则t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤14，8.则y ＝t 2－t ＋1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫t －122＋34. 当t ＝12时y min ＝34；当t ＝8时，y max ＝57.答案为⎣⎢⎡⎦⎥⎤34，57.针对训练若0<a <1，函数y ＝a 2x ＋2a x －1在[－1,1]上的最大值是14，则a 的值为________．解析：令t ＝a x (0<a <1)，则原函数化为y ＝(t ＋1)2－2(t >0)．因为0<a <1，x ∈[－1,1]，所以t ＝a x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤a ，1a ，此时f (t )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤a ，1a 上为增函数．所以f (t )max ＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋12－2＝14.所以⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋12＝16，所以a ＝－15或a ＝13.又因为a >0，所以a ＝13.答案：131．下列函数中值域为正实数集的是( ) A ．y ＝－5xB ．y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫131－xC ．y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x －1D ．y ＝1－2x解析：选B ∵1－x ∈R ，y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 的值域是正实数集，∴y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫131－x 的值域是正实数集．2．已知f (x )＝2x ＋2－x ，若f (a )＝3，则f (2a )等于( ) A ．5 B ．7 C ．9D ．11解析：选B 由f (a )＝3得2a ＋2－a ＝3，两边平方得22a ＋2－2a ＋2＝9，即22a ＋2－2a ＝7，故f (2a )＝7. 3．函数f (x )＝2|x －1|的图象是( )解析：选B∵f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x －1，x ≥1，⎝ ⎛⎭⎪⎫12x －1，x <1，∴根据分段函数即可画出函数图象．4．已知f (x )＝3x －b (2≤x ≤4，b 为常数)的图象经过点(2,1)，则f (x )的值域( ) A ．[9,81] B ．[3,9] C ．[1,9]D ．[1，＋∞)解析：选C 由f (x )过定点(2,1)可知b ＝2，因f (x )＝3x －2在[2,4]上是增函数，可知C 正确． 5．(2012·深圳诊断)设函数f (x )＝a －|x |(a >0，且a ≠1)，f (2)＝4，则( ) A ．f (－2)>f (－1) B ．f (－1)>f (－2) C ．f (1)>f (2)D ．f (－2)>f (2)解析：选A∵f (2)＝4，∴a －|2|＝4，∴a ＝12， ∴f (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12－|x |＝2|x |，∴f (x )是偶函数，当x ≥0时，f (x )＝2x 是增函数，∴x <0时，f (x )是减函数，∴f (－2)>f (－1)．6．若(2m ＋1)12>(m 2＋m －1)12，则实数m 的取值范围是( )⎝⎦⎣⎭C ．(－1,2)D.⎣⎢⎢⎡⎭⎪⎪⎫5－12，2 解析：选D 因为函数y ＝x 12的定义域为[0，＋∞)，且在定义域内为增函数，所以不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧2m ＋1≥0，m 2＋m －1≥0，2m ＋1>m 2＋m －1，解2m ＋1≥0，得m ≥－12；解m 2＋m －1≥0，得m ≤－5－12或m ≥5－12；解2m ＋1>m 2＋m －1，即m 2－m －2<0，得－1<m <2. 综上所述，m 的取值范围是5－12≤m <2.7.⎝ ⎛⎭⎪⎫32－13×⎝ ⎛⎭⎪⎫－760＋814×42－⎝ ⎛⎭⎪⎫－2323＝________. 解析：原式＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2313×1＋234×214－⎝ ⎛⎭⎪⎫2313＝2.答案：28．已知正数a 满足a 2－2a －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________．解析：∵a 2－2a －3＝0，∴a ＝3或a ＝－1(舍)．函数f (x )＝a x 在R 上递增，由f (m )>f (n )，得m >n . 答案：m >n9．若函数f (x )＝a |2x －4|(a >0，a ≠1)且f (1)＝9.则f (x )的单调递减区间是________．解析：由f (1)＝9得a 2＝9，∴a ＝3.因此f (x )＝3|2x －4|，又∵g (x )＝|2x －4|的递减区间为(－∞，2]，∴f (x )的单调递减区间是(－∞，2]．答案：(－∞，2]10．求下列函数的定义域和值域．(1)y ＝22)21(x x -；(2)y ＝32x －1－19. 解：(1)显然定义域为R.∵2x －x 2＝－(x －1)2＋1≤1，且y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 为减函数．∴⎝ ⎛⎭⎪⎫122x －x 2≥⎝ ⎛⎭⎪⎫121＝12.故函数y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫122x －x 2的值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12，＋∞.(2)由32x －1－19≥0，得32x －1≥19＝3－2，∵y ＝3x 为增函数，∴2x －1≥－2，即x ≥－12，此函数的定义域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫－12，＋∞，由上可知32x －1－19≥0，∴y ≥0. 即函数的值域为[0，＋∞)．11．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a2，求a 的值．解：当a >1时，f (x )＝a x 为增函数，在x ∈[1,2]上，f (x )最大＝f (2)＝a 2，f (x )最小＝f (1)＝a . ∴a 2－a ＝a2.即a (2a －3)＝0.∴a ＝0(舍)或a ＝32>1.∴a ＝32.当0<a <1时，f (x )＝a x 为减函数，在x ∈[1,2]上，f (x )最大＝f (1)＝a ，f (x )最小＝f (2)＝a 2. ∴a －a 2＝a2.∴a (2a －1)＝0，∴a ＝0(舍)或a ＝12.∴a ＝12.综上可知，a ＝12或a ＝32.12．函数y ＝lg(3－4x ＋x 2)的定义域为M ，当x ∈M 时，求f (x )＝2x ＋2－3×4x 的最值．解：由3－4x ＋x 2＞0，得x ＞3或x ＜1， ∴M ＝{x |x ＞3，或x ＜1}，f (x )＝－3×(2x )2＋2x ＋2＝－3⎝⎛⎭⎪⎫2x －162＋2512. ∵x ＞3或x ＜1，∴2x ＞8或0＜2x ＜2， ∴当2x ＝16，即x ＝log 216时，f (x )最大，最大值为2512，f (x )没有最小值．1．(2013·绍兴一中模拟)函数f (x )＝a |x ＋1|(a >0，a ≠1)的值域为[1，＋∞)，则f (－4)与f (1)的关系是( ) A ．f (－4)>f (1) B ．f (－4)＝f (1) C ．f (－4)<f (1)D ．不能确定解析：选A 由题意知a >1，又f (－4)＝a 3，f (1)＝a 2，由单调性知a 3>a 2，∴f (－4)>f (1)．2．(2012·衡水模拟)已知函数f (x )＝|2x －1|，a f (c )>f (b )，则下列结论中，一定成立的是________．①a <0，b <0，c <0；②a <0，b ≥0，c >0； ③2－a <2c ；④2a ＋2c <2.解析：画出函数f (x )＝|2x －1|的图象(如图)，由图象可知，a <0，b 的符号不确定，c >0. 故①②错；∵f (a )＝|2a －1|，f (c )＝|2c －1|， ∴|2a －1|>|2c －1|，即1－2a >2c －1，故2a ＋2c <2，④成立；又2a ＋2c >22a ＋c ，∴2a ＋c <1，∴a ＋c <0，∴－a >c ，∴2－a >2c ，③不成立．答案：④3．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．解：(1)当a ＝－1时，f (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13－x 2－4x ＋3，令t ＝－x 2－4x ＋3，由于t (x )在(－∞，－2)上单调递增，在[－2，＋∞)上单调递减，而y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13t 在R 上单调递减，所以f (x )在(－∞，－2)上单调递减，在[－2，＋∞)上单调递增，即函数f (x )的递增区间是[－2，＋∞)，递减区间是(－∞，－2)． (2)令h (x )＝ax 2－4x ＋3，f (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13h (x )，由于f (x )有最大值3，所以h (x )应有最小值－1，因此必有 ⎩⎪⎨⎪⎧a >0，12a －164a＝－1，解得a ＝1.即当f (x )有最大值3时，a 的值等于1.1．已知实数a ，b 满足等式⎝ ⎛⎭⎪⎫12a ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13b ，下列五个关系式：①00，a ≠1)的单调区间和值域．解：y ＝(a x －1)2－2(a >0，a ≠1)，设u ＝a x .∵y ＝(u －1)2－2在u ∈[1，＋∞)时是关于u 的增函数，在u ∈(－∞，1)时是关于u 的减函数，∴当a x ≥1时，原函数的单调性与u ＝a x 的单调性相同；当a x <1时，原函数的单调性与u ＝a x 的单调性相反．若a >1，a x ≥1⇔x ≥0；a x <1⇔x <0，∴在[0，＋∞)上，函数y ＝a 2x －2a x －1是增函数；在(－∞，0)上，函数y ＝a 2x －2a x －1是减函数．若0<a <1，a x ≥1⇔x ≤0；a x <1⇔x >0，∴在(0，＋∞)上，函数y ＝a 2x －2a x －1是增函数；在(－∞，0]上，函数y ＝a 2x －2a x －1是减函数． ∵a x >0，∴函数值域是[－2，＋∞)．第八节对数与对数函数[知识能否忆起]1．对数的概念 (1)对数的定义：如果a x ＝N (a >0且a ≠1)，那么数x 叫做以a 为底N 的对数，记作x ＝log a N ，其中a 叫做对数的底数，N 叫做真数．当a ＝10时叫常用对数．记作x ＝lg_N ，当a ＝e 时叫自然对数，记作x ＝ln_N .(2)对数的常用关系式(a ，b ，c ，d 均大于0且不等于1)： ①log a 1＝0. ②log a a ＝1.③对数恒等式：a log a N ＝N . ④换底公式：log a b ＝log c blog c a.推广log a b ＝1log b a ，log a b ·log b c ·log c d ＝log a d .(3)对数的运算法则：如果a >0，且a ≠1，M >0，N >0，那么： ①log a (M ·N )＝log a M ＋log a N ； ②log a M N＝log a M －log a N ；③log a M n ＝n log a M (n ∈R)； ④log am M n ＝nmlog a M .2．对数函数的概念(1)把y ＝log a x (a >0，a ≠1)叫做对数函数，其中x 是自变量，函数的定义域是(0，＋∞)．(2)函数y ＝log a x (a >0，a ≠1)是指数函数y ＝a x 的反函数，函数y ＝a x 与y ＝log a x (a >0，a ≠1)的图象关于y ＝x 对称．3．对数函数的图象与性质y ＝log a x a >1 0<a <1图象性质定义域：(0，＋∞)值域：R过点(1,0)，即x ＝1时，y ＝0当x >1时，y >0当0<x <1时，y <0当x >1时，y <0当0<x <1时，y >0 在(0，＋∞)上是增函数在(0，＋∞)上是减函数[小题能否全取]1．(教材习题改编)设A ＝{y |y ＝log 2x ，x >1}，B ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫y |y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ，0<x <1，则A ∩B 为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0，12B.⎝ ⎛⎭⎪⎫12，＋∞ C.⎝ ⎛⎭⎪⎫12，1D ．(0,2)解析：选C ∵A ＝{y |y >0}，B ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫y |12<y <1，∴A ∩B ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫y |12<y <1.2．函数y ＝log a (3x －2)(a >0，a ≠1)的图象经过定点A ，则A 点坐标是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0，23 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫23，0 C ．(1,0)D ．(0,1)解析：选C 当x ＝1时y ＝0. 3．函数y ＝lg |x |( )A ．是偶函数，在区间(－∞，0)上单调递增B ．是偶函数，在区间(－∞，0)上单调递减C ．是奇函数，在区间(0，＋∞)上单调递减D ．是奇函数，在区间(0，＋∞)上单调递增解析：选B y ＝lg |x |是偶函数，由图象知在(－∞，0)上单调递减，在(0，＋∞)上单调递增． 4．(2012·江苏高考)函数f (x )＝1－2log 6x 的定义域为________．解析：由1－2log 6x ≥0，解得log 6x ≤12⇒0＜x ≤6，故所求定义域为(0，6 ]．答案：(0，6 ]5．(2012·北京高考)已知函数f (x )＝lg x ，若f (ab )＝1，则f (a 2)＋f (b 2)＝________.解析：由f (ab )＝1得ab ＝10，于是f (a 2)＋f (b 2)＝lg a 2＋lg b 2＝2(lg a ＋lg b )＝2lg(ab )＝2lg 10＝2. 答案：21.在运用性质log a M n ＝n log a M 时，要特别注意条件，在无M >0的条件下应为log a M n ＝n log a |M |(n ∈N *，且n 为偶数)．2．对数值取正、负值的规律：当a >1且b >1，或0<a <1且00；当a >1且01时，log a b <0. 3．对数函数的定义域及单调性：在对数式中，真数必须大于0，所以对数函数y ＝log a x 的定义域应为{x |x >0}．对数函数的单调性和a 的值有关，因而，在研究对数函数的单调性时，要按0<a <1和a >1进行分类讨论．对数式的化简与求值典题导入[例1] 求解下列各题． (1)12lg 3249－43lg 8＋lg245＝________；(2)若2a ＝5b ＝m ，且1a ＋1b＝2，则m ＝________.[自主解答] (1)12lg 3249－43lg8＋lg 245＝12×(5lg 2－2lg 7)－43×32lg 2＋12(lg 5＋2lg 7) ＝52lg 2－lg 7－2lg 2＋12lg 5＋lg 7 ＝12lg 2＋12lg 5＝12lg(2×5)＝12. (2)由2a ＝5b ＝m 得a ＝log 2m ，b ＝log 5m ， ∴1a ＋1b＝log m 2＋log m 5＝log m 10.∵1a ＋1b＝2，∴log m 10＝2，即m 2＝10. 解得m ＝10(∵m >0)．[答案] (1)12 (2)10由题悟法对数式的化简与求值的常用思路(1)先利用幂的运算把底数或真数进行变形，化成分数指数幂的形式，使幂的底数最简，然后正用对数运算法则化简合并．(2)先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算，然后逆用对数的运算法则，转化为同底对数真数的积、商、幂再运算．以题试法1．化简：(1)lg 37＋lg 70－lg 3－lg 23－lg 9＋1；(2)⎝⎛⎭⎪⎫lg 4－lg 60lg 3＋lg 53－45×2－11. 解：(1)原式＝lg 37×703－lg 23－2lg 3＋1＝lg 10－lg 3－12＝1－|lg 3－1|＝lg 3.(2)原式＝⎝⎛⎭⎪⎫lg 4－lg 4＋lg 15lg 153－210×2－11 ＝⎝⎛⎭⎪⎫－lg 15lg 153－2－1 ＝－32.对数函数的图象及应用典题导入[例2] (1)(2012·烟台调研)函数y ＝ln(1－x )的图象大致为( )(2)(2012·新课标全国卷)当0<x ≤12时，4x <log a x ，则a 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫0，2B.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫2，1 C ．(1，2)D ．(2，2)[自主解答] (1)由1－x >0，知x <1，排除选项A 、B ；设t ＝1－x (x <1)，因为t ＝1－x 为减函数，而y ＝lnt 为增函数，所以y ＝ln(1－x )为减函数，可排除D 选C.(2)法一：构造函数f (x )＝4x 和g (x )＝log a x ，当a >1时不满足条件，当0<a <1时，画a >22，所以a 的取出两个函数在⎝ ⎛⎦⎥⎤0，12上的图象，可知，f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12<g ⎝ ⎛⎭⎪⎫12，即2<log a 12，则值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫22，1.法二：∵0<x ≤12，∴1<4x ≤2，∴log a x >4x >1，∴0<a <1，排除选项C ，D ；取a ＝12 ，x ＝12，则有412＝2，log 1212＝1，显然4x <log a x 不成立，排除选项A.[答案] (1)C (2)B若本例(2)变为：若不等式(x －1)2<log a x 在x ∈(1,2)内恒成立，实数a 的取值范围为________．解析：设f 1(x )＝(x －1)2，f 2(x )＝log a x ，要使当x ∈(1,2)时，不等式(x －1)2<log a x 恒成立，只需f 1(x )＝(x －1)2在(1,2)上的图象在f 2(x )＝log a x 图象的下方即可．当0<a <1时，显然不成立；当a >1时，如图，要使x ∈(1,2)时f 1(x )＝(x －1)2的图象在f 2(x )＝log a x 的图象下方，只需f 1(2)≤f 2(2)，即(2－1)2≤log a 2，又即log a 2≥1.所以1<a ≤2，即实数a 的取值范围是(1,2]．答案：(1,2]由题悟法1．对一些可通过平移、对称变换能作出其图象的对数型函数，在求解其单调性(单调区间)、值域(最值)、零点时，常利用数形结合求解．2．一些对数型方程、不等式问题的求解，常转化为相应函数图象问题，利用数形结合法求解．以题试法2．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧3x ，x ≤1，log 13x ，x >1，则y ＝f (1－x )的大致图象是( )解析：选C由题意可得f (1－x )＝⎩⎪⎨⎪⎧31－x ，x ≥0，log 131－x ，x <0，因此当x ≥0时，y ＝f (1－x )为减函数，且y >0；当x <0时，y ＝f (1－x )为增函数，且y <0.对数函数的性质及应用典题导入[例3] 已知函数f (x )＝log 4(ax 2＋2x ＋3)． (1)若f (x )定义域为R ，求a 的取值范围； (2)若f (1)＝1，求f (x )的单调区间；(3)是否存在实数a ，使f (x )的最小值为0？若存在，求出a 的值；若不存在，说明理由． [自主解答] (1)因为f (x )的定义域为R ，所以ax 2＋2x ＋3>0对任意x ∈R 恒成立．显然a ＝0时不合题意，从而必有⎩⎪⎨⎪⎧ a >0，Δ<0，即⎩⎪⎨⎪⎧a >0，4－12a <0，解得a >13.即a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫13，＋∞. (2)因为f (1)＝1，所以log 4(a ＋5)＝1，因此a ＋5＝4，a ＝－1，这时f (x )＝log 4(－x 2＋2x ＋3)．由－x 2＋2x ＋3>0得－1<x <3，即函数定义域为(－1,3)．令g (x )＝－x 2＋2x ＋3.则g (x )在(－1,1)上单调递增，在(1,3)上单调递减．又y ＝log 4x 在(0，＋∞)上单调递增，所以f (x )的单调递增区间是(－1,1)，单调递减区间是(1,3)． (3)假设存在实数a 使f (x )的最小值为0，则h (x )＝ax 2＋2x ＋3应有最小值1，因此应有⎩⎪⎨⎪⎧a >0，3a －1a ＝1，解得a ＝12.故存在实数a ＝12使f (x )的最小值为0.由题悟法研究复合函数y ＝log a f (x )的单调性(最值)时，应先研究其定义域，分析复合的特点，结合函数u ＝f (x )及y ＝log a u 的单调性(最值)情况确定函数y ＝log a f (x )的单调性(最值)(其中a >0，且a ≠1)．以题试法3．已知f (x )＝log a (a x －1)(a >0且a ≠1)． (1)求f (x )的定义域； (2)判断函数f (x )的单调性．解：(1)由a x －1>0得a x >1，当a >1时，x >0；当0<a <1时，x <0.∴当a >1时，f (x )的定义域为(0，＋∞)；当0<a <1时，f (x )的定义域为(－∞，0)． (2)当a >1时，设0<x 1<x 2，则1<ax 1<ax 2，故0<ax 1－1<ax 2－1， ∴log a (ax 1－1)<log a (ax 2－1)． ∴f (x 1)<f (x 2)．故当a >1时，f (x )在(0，＋∞)上是增函数．类似地，当0<a <1时，f (x )在(－∞，0)上为增函数．1．函数y ＝1－lg x ＋2的定义域为( )A ．(0,8]B ．(2,8]C ．(－2,8]D ．[8，＋∞)解析：选C 由题意可知，1－lg(x ＋2)≥0，整理得lg(x ＋2)≤lg 10，则⎩⎪⎨⎪⎧x ＋2≤10，x ＋2>0，解得－2<x ≤8，故函数y ＝1－lg x ＋2的定义域为(－2,8]．2．(2012·安徽高考)(log 29)·(log 34)＝( ) A.14B.12 C ．2D ．4解析：选D (log 29)·(log 34)＝lg 9lg 2×lg 4lg 3＝2lg 3lg 2×2lg 2lg 3＝4.3．若函数y ＝f (x )是函数y ＝a x (a ＞0，且a ≠1)的反函数，且f (2)＝1，则f (x )＝( )A ．log 2xB.12x C ．log 12xD ．2x －2解析：选A f (x )＝log a x ，∵f (2)＝1，∴log a 2＝1.∴a ＝2. ∴f (x )＝log 2x .4．(2011·天津高考)已知a ＝log 23.6，b ＝log 43.2，c ＝log 43.6，则( ) A ．a ＞b ＞c B ．a ＞c ＞b C ．b ＞a ＞cD ．c ＞a ＞b解析：选B a ＝log 23.6＝log 43.62＝log 412.96，y ＝log 4x (x ＞0)是单调增函数，而3.2＜3.6＜12.96，∴a ＞c ＞b .5．(2013·安徽名校模拟)函数y ＝log 2|x |x的大致图象是( )解析：选C 由于log 2|－x |－x ＝－log 2|x |x ，所以函数y ＝log 2|x |x 是奇函数，其图象关于原点对称．当x >0时，对函数求导可知函数图象先增后减，结合选项可知选C.6．已知函数f (x )＝log 12|x －1|，则下列结论正确的是( )A ．f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－12<f (0)<f (3)B ．f (0)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－12<f (3)C ．f (3)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－12<f (0)D ．f (3)<f (0)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－12解析：选C 依题意得f (3)＝log 122＝－1<0，log 122<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＝log 1232<log 121，即－1<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－12<0，又f (0)＝log 121＝0，因此有f (3)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－12<f (0)．7．(2012·长安一中质检)对任意的非零实数a ，b ，若a ⊗b ＝⎩⎪⎨⎪⎧b －1a ，a <b ，a ＋1b ，a ≥b ，则lg 10 000⊗⎝ ⎛⎭⎪⎫12－2＝________.解析：∵lg 10 000＝lg 104＝4，⎝ ⎛⎭⎪⎫12－2＝4， ∴lg 10 000⊗⎝ ⎛⎭⎪⎫12－2＝4＋14＝54. 答案：548．函数y ＝log 12(x 2－6x ＋17)的值域是________．解析：令t ＝x 2－6x ＋17＝(x －3)2＋8≥8，y ＝log 12t 为减函数，所以有log 12t ≤log 128＝－3.答案：(－∞，－3]9．函数f (x )＝log a x (a >1)在区间[a,2a ]上的最大值与最小值之差为12，则a 等于________．解析：∵a ＞1，∴f (x )＝log a x 在[a,2a ]上为增函数． ∴log a 2a －log a a ＝12，解得a ＝4.答案：410．计算下列各式．(1)lg 25＋lg 2·lg 50＋(lg 2)2；(2)lg 32－lg 9＋1·lg 27＋lg 8－lg 1 000lg 0.3·lg 1.2.解：(1)原式＝(lg 2)2＋(1＋lg 5)lg 2＋lg 52＝(lg 2＋lg 5＋1)lg 2＋2lg 5＝(1＋1)lg 2＋2lg 5＝2(lg 2＋lg 5)＝2.(2)原式＝lg 32－2lg 3＋1·⎝ ⎛⎭⎪⎫32lg 3＋3lg 2－32lg 3－1·lg 3＋2lg 2－1＝1－lg 3·32lg 3＋2lg 2－1lg 3－1·lg 3＋2lg 2－1＝－32.11．说明函数y ＝log 2|x ＋1|的图象，可由函数y ＝log 2x 的图象经过怎样的变换而得到．并由图象指出函数的单调区间．解：作出函数y ＝log 2x 的图象，再作其关于y 轴对称的图形得到函数y ＝log 2|x |的图象，再将图象向左平移1个单位长度就得到函数y ＝log 2|x ＋1|的图象(如图所示)．由图知，函数y ＝log 2|x ＋1|的递减区间为(－∞，－1)，递增区间为(－1，＋∞)．12．若f (x )＝x 2－x ＋b ，且f (log 2a )＝b ，log 2f (a )＝2(a ≠1)． (1)求f (log 2x )的最小值及对应的x 值；(2)x 取何值时，f (log 2x )>f (1)，且log 2f (x )＜f (1)．解：(1)∵f (x )＝x 2－x ＋b ， ∴f (log 2a )＝(log 2a )2－log 2a ＋b .由已知得(log 2a )2－log 2a ＋b ＝b ，∴log 2a (log 2a －1)＝0. ∵a ≠1，∴log 2a ＝1，即a ＝2. 又log 2f (a )＝2，∴f (a )＝4.∴a 2－a ＋b ＝4.∴b ＝4－a 2＋a ＝2.故f (x )＝x 2－x ＋2. 从而f (log 2x )＝(log 2x )2－log 2x ＋2＝⎝⎛⎭⎪⎫log 2x －122＋74.∴当log 2x ＝12，即x ＝2时，f (log 2x )有最小值74.(2)由题意⎩⎪⎨⎪⎧log 2x 2－log 2x ＋2＞2，log 2x 2－x ＋2＜2⇒⎩⎪⎨⎪⎧x ＞2或0＜x ＜1，－1＜x ＜2⇒0＜x ＜1.1．(2012·山西四校联考)定义在R 上的函数f (x )满足f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧log 28－x ，x ≤0，f x －1－f x －2，x >0，则f (3)的值为( )A ．1B ．2C ．－2D ．－3解析：选D 依题意得f (3)＝f (2)－f (1)＝[f (1)－f (0)]－f (1)＝－f (0)＝－log 28＝－3.2．已知f (x )是周期为2的奇函数，当0<x <1时，f (x )＝lg x ．设a ＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫65，b ＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32，c ＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52，则( )A ．a 0，b ＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＝－f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12＝－lg 12>0，c ＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12＝lg 12<0.又因为lg 45>lg 12，所以0<－lg 45<－lg 12.所以c <a 0且a ≠1)，满足对任意的x 1，x 2，当x 1<x 2≤a2时，f (x 1)－f (x 2)>0，求实数a 的取值范围．解：因为对任意的x 1，x 2，当x 1<x 2≤a2时，f (x 1)－f (x 2)>0，所以函数f (x )在⎝⎛⎦⎥⎤－∞，a 2上单调递减．令t ＝x 2－ax ＋3，则二次函数t ＝x 2－ax ＋3的对称轴为x ＝a2，其在⎝⎛⎦⎥⎤－∞，a 2上单调递减．由复合函数的单调性，可知y ＝log a x 为单调增函数，故a >1.由对数函数的定义域，可知在区间⎝ ⎛⎦⎥⎤－∞，a 2上，t >0恒成立，即x 2－ax ＋3>0在区间⎝ ⎛⎦⎥⎤－∞，a 2上恒成立．而函数t ＝x 2－ax ＋3在区间⎝ ⎛⎦⎥⎤－∞，a 2上的最小值为⎝ ⎛⎭⎪⎫a 22－a ×a 2＋3＝3－a 24.故3－a 24>0，解得|a |<2 3.综上可得a 的取值范围是(1,23)．1．设函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧log 12x ，x >0，log 2－x ，x <0，若f (m )<f (－m )，则实数m 的取值范围是( )A ．(－1,0)∪(0,1)B ．(－∞，－1)∪(1，＋∞)C ．(－1,0)∪(1，＋∞)D ．(－∞，－1)∪(0,1)解析：选C 当m >0时，f (m )<f (－m )⇒log 12m <log 2m ⇒m >1；当m <0时，f (m )<f (－m )⇒log 2(－m )<log 12(－m )⇒－1<m <0.所以，m 的取值范围是(－1,0)∪(1，＋∞)．2．已知函数f (x )＝|lg x |，若0<a 1，故f (a )＝|lg a |＝－lg a ，f (b )＝|lg b |＝lg b ．由f (a )＝f (b )，得－lg a ＝log b ，即lg(ab )＝0，故ab ＝1.则2a ＋b ≥22ab ＝22，当且仅当2a ＝b ，即a ＝22，b ＝2时取等号．3．化简：log 34273·log 5[412log 210－(33)23－7log 72]．解：原式＝log 33343·log 5[2log 210－(332)23－7log 72]＝⎝ ⎛⎭⎪⎫34log 33－log 33·log 5(10－3－2) ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫34－1·log 55＝－14. 4．(2012·上海徐汇二模)已知函数f (x )＝3－2log 2x ，g (x )＝log 2x . (1)当x ∈[1,4]时，求函数h (x )＝[f (x )＋1]·g (x )的值域； (2)如果对任意的x ∈[1,4]，不等式f (x 2)·f (x )>k ·g (x )恒成立，求实数k 的取值范围．解：(1)h (x )＝(4－2log 2x )·log 2x ＝－2(log 2x －1)2＋2，因为x ∈[1,4]，所以log 2x ∈[0,2]．故函数h (x )的值域为[0,2]． (2)由f (x 2)·f (x )>k ·g (x )得(3－4log 2x )(3－log 2x )>k ·log 2x ，令t ＝log 2x ，因为x ∈[1,4]，所以t ＝log 2x ∈[0,2]，所以(3－4t )(3－t )>k ·t 对一切t ∈[0,2]恒成立， ①当t ＝0时，k ∈R ；②当t ∈(0,2]时，k <3－4t 3－tt恒成立，即k <4t ＋9t－15恒成立，因为4t ＋9t ≥12，当且仅当4t ＝9t ，即t ＝32时取等号，所以4t ＋9t－15的最小值为－3，即k ∈(－∞，－3)．。

指数与指数函数-试卷(含解析)

指数与指数函数一、选择题1．函数y ＝a |x |(a >1)的图像是( )解析 y ＝a |x |＝⎩⎨⎧a x x ≥0，a －xx ＜0.当x ≥0时，与指数函数y ＝a x (a >1)的图像相同；当x <0时，y ＝a －x 与y ＝a x 的图像关于y 轴对称，由此判断B 正确．答案 B2．已知函数f (x )＝⎩⎨⎧log 3x ，x >02xx ≤0，则f (9)＋f (0)＝( )A ．0B ．1C ．2D ．3 解析 f (9)＝log 39＝2，f (0)＝20＝1， ∴f (9)＋f (0)＝3. 答案 D3．不论a 为何值时，函数y ＝(a －1)2x －a2恒过定点，则这个定点的坐标是( )．A.⎝ ⎛⎭⎪⎫1，－12B.⎝ ⎛⎭⎪⎫1，12 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫－1，－12 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫－1，12 解析 y ＝(a －1)2x －a 2＝a ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －12－2x ，令2x －12＝0，得x ＝－1，则函数y ＝(a－1)2x－a 2恒过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫－1，－12.答案 C4．定义运算：a *b ＝⎩⎨⎧a ，a ≤b ，b ，a >b ，如1*2=1,则函数f (x )=2x *2-x 的值域为 ( )．A ．RB ．(0，＋∞)C ．(0,1]D ．[1，＋∞)解析 f (x )＝2x *2－x ＝⎩⎪⎨⎪⎧2x ，x ≤0，2－x ，x >0，∴f (x )在(－∞，0]上是增函数，在(0，＋∞)上是减函数，∴0<f (x )≤1. 答案 C5．若a >1，b >0，且a b ＋a －b ＝22，则a b －a －b 的值为( ) A. 6 B ．2或－2 C ．－2D ．2解析 (a b ＋a －b )2＝8⇒a 2b ＋a －2b ＝6， ∴(a b －a －b )2＝a 2b ＋a －2b －2＝4. 又a b >a －b (a >1，b >0)，∴a b －a －b ＝2. 答案 D6．若函数f (x )＝(k －1)a x －a －x (a >0且a ≠1)在R 上既是奇函数，又是减函数，则g (x )＝log a (x ＋k )的图象是下图中的( )．解析函数f (x )＝(k －1)a x －a －x 为奇函数，则f (0)＝0，即(k －1)a 0－a 0＝0，解得k ＝2，所以f (x )＝a x －a －x ，又f (x )＝a x －a －x 为减函数，故0<a <1，所以g (x )＝log a (x ＋2)为减函数且过点(－1,0)．答案 A 二、填空题7．已知函数f (x )＝⎩⎨⎧a x，x <0，(a －3)x ＋4a ，x ≥0，满足对任意x 1≠x 2，都有f (x 1)－f (x 2)x 1－x 2<0成立，则a 的取值范围是________．解析对任意x 1≠x 2，都有f (x 1)－f (x 2)x 1－x 2<0成立，说明函数y ＝f (x )在R 上是减函数，则0<a <1，且(a －3)×0＋4a ≤a 0，解得0<a ≤14. 答案 ⎝ ⎛⎦⎥⎤0，148．若函数y ＝2－x ＋1＋m 的图象不经过第一象限，则m 的取值范围是________．解析函数y ＝2－x ＋1＋m ＝(12)x －1＋m ，∵函数的图象不经过第一象限， ∴(12)0－1＋m ≤0，即m ≤－2. 答案 (－∞，－2]9．若函数f (x )＝a x －x －a (a >0，且a ≠1)有两个零点，则实数a 的取值范围是________．解析令a x －x －a ＝0即a x ＝x ＋a ，若0<a <1，显然y ＝a x 与y ＝x ＋a 的图象只有一个公共点；若a >1，y ＝a x 与y ＝x ＋a 的图象如图所示．答案 (1，＋∞)10．已知f (x )＝x 2，g (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x －m ，若对∀x 1∈[－1,3]，∃x 2∈[0,2]，f (x 1)≥g (x 2)，则实数m 的取值范围是________．解析 x 1∈[－1,3]时，f (x 1)∈[0,9]，x 2∈[0,2]时，g (x 2)∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫122－m ，⎝ ⎛⎭⎪⎫120－m ，即g (x 2)∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤14－m ，1－m ，要使∀x 1∈[－1,3]，∃x 2∈[0,2]，f (x 1)≥g (x 2)，只需f (x )min ≥g (x )min ，即0≥14－m ，故m ≥14. 答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫14，＋∞三、解答题11．已知函数f (x )＝2x －12x ＋1.(1)判断函数f (x )的奇偶性； (2)求证f (x )在R 上为增函数．(1)解因为函数f (x )的定义域为R ，且f (x )＝2x －12x ＋1＝1－22x ＋1，所以f (－x )＋f (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1－22－x ＋1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1－22x ＋1＝2－⎝ ⎛⎭⎪⎫22x ＋1＋22－x ＋1＝2－⎝ ⎛⎭⎪⎫22x ＋1＋2·2x 2x ＋1＝2－2(2x ＋1)2x ＋1＝2－2＝0，即f (－x )＝－f (x )，所以f (x )是奇函数．(2)证明设x 1，x 2∈R ，且x 1<x 2，有 f (x 1)－f (x 2)＝2x 1－12x 1＋1－2x 2－12x 2＋1＝2(2x 1－2x 2)(2x 1＋1)(2x 2＋1)， ∵x 1<x 2,2x 1－2x 2<0,2x 1＋1>0,2x 2＋1>0， ∴f (x 1)<f (x 2)，∴函数f (x )在R 上是增函数．12．已知函数f (x )＝b ·a x (其中a ，b 为常量，且a >0，a ≠1)的图象经过点A (1,6)，B (3,24)． (1)求f (x )；(2)若不等式(1a )x ＋(1b)x －m ≥0在x ∈(－∞，1]时恒成立，求实数m 的取值范围．解析 (1)把A (1,6)，B (3,24)代入f (x )＝b ·a x ，得 ⎩⎨⎧6＝ab ，24＝b ·a 3.结合a >0且a ≠1，解得⎩⎨⎧a ＝2，b ＝3.∴f (x )＝3·2x .(2)要使(12)x ＋(13)x ≥m 在(－∞，1]上恒成立，只需保证函数y ＝(12)x ＋(13)x 在(－∞，1]上的最小值不小于m 即可．∵函数y ＝(12)x ＋(13)x在(－∞，1]上为减函数，∴当x ＝1时，y ＝(12)x ＋(13)x 有最小值56.∴只需m ≤56即可．∴m 的取值范围(－∞，56]13．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．解析 (1)当a ＝－1时，f (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13－x 2－4x ＋3，令t ＝－x 2－4x ＋3，由于t (x )在(－∞，－2)上单调递增，在[－2，＋∞)上单调递减，而y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13t在R 上单调递减，所以f (x )在(－∞，－2)上单调递减，在[－2，＋∞)上单调递增，即函数f (x )的递增区间是[－2，＋∞)，递减区间是(－∞，－2)． (2)令h (x )＝ax 2－4x ＋3，f (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13h (x )，由于f (x )有最大值3，所以h (x )应有最小值－1，因此必有⎩⎨⎧a >0，12a －164a ＝－1，解得a ＝1.即当f (x )有最大值3时，a 的值等于1.14．已知定义在R 上的函数f (x )＝2x －12|x |. (1)若f (x )＝32，求x 的值；(2)若2t f (2t )＋mf (t )≥0对于t ∈[1,2]恒成立，求实数m 的取值范围．解 (1)当x <0时， f (x )＝0，无解；当x ≥0时，f (x )＝2x －12x ，由2x －12x ＝32，得2·22x －3·2x －2＝0，看成关于2x 的一元二次方程，解得2x ＝2或－12， ∵2x >0，∴x ＝1.(2)当t ∈[1,2]时，2t ⎝ ⎛⎭⎪⎫22t －122t ＋m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2t －12t ≥0，即m (22t －1)≥－(24t －1)， ∵22t －1>0，∴m ≥－(22t ＋1)，∵t ∈[1,2]，∴－(22t ＋1)∈[－17，－5]，故m 的取值范围是[－5，＋∞)．季节中的花开花落，都有自己的命运与节奏，岁月如歌的谱曲与纳词，一定是你。

专题4.2 指数函数(解析版)

专题4.2指数函数1、指数函数的概念：一般地，函数xy a 叫做指数函数，其中x是自变量，函数的定义域为R．注意：指数函数的底数的取值范围，底数不能是负数、零和1．即a>0且a≠12、指数函数的图象和性质0<a<1a>1定义域R,值域（0，+∞）(2)在R上是增函数注意：指数增长模型：y=N(1+p)x指数型函数：y=ka x3考点：（1）a b=N,当b>0时，a,N在1的同侧；当b<0时，a,N在1的异侧。

（2）指数函数的单调性由底数决定的，底数不明确的时候要进行讨论。

掌握利用单调性比较幂的大小，同底找对应的指数函数，底数不同指数也不同插进1(=a0)进行传递或者利用（1）的知识。

（3）求指数型函数的定义域可将底数去掉只看指数的式子，值域求法用单调性。

（4）分辨不同底的指数函数图象利用a 1=a ，用x=1去截图象得到对应的底数。

一、单选题1．若函数()21xy m m m =--⋅是指数函数，则m 等于（）A ．1-或2B ．1-C ．2D ．12【答案】C【解析】由题意可得21101m m m m ⎧--=⎪>⎨⎪≠⎩，解得2m =.故选：C.2．函数11x y a -=+，（0a >且1a ≠）的图象必经过一个定点，则这个定点的坐标是（）A ．()0,1B ．()1,2C ．()2,3D ．()3,4【答案】B【解析】解：令10x -=，解得1x =，所以当1x =时，10112x y a a -=+=+=，所以函数11x y a -=+过定点()1,2.故选：B3．若函数()22x xf x a x -=+⋅-为R 上的奇函数，则实数a 的值为（）A ．1-B ．2-C ．1D ．2【答案】A【解析】函数()22x xf x a x -=+⋅-为R 上的奇函数,故()010f a =+=，得1a =-，当1a =-时，()22x xf x x --=-满足()()f x f x -=-，即此时()22x xf x x --=-为奇函数，故1a =-，故选：A4．已知()f x 是定义在R 上的奇函数，且(4)()f x f x +=，当(0,2)x ∈时，()2x f x =，则()2021f -=（）A ．2B ．－2C ．0D【答案】B【解析】由题意，()f x 的周期为4，又()f x 是定义在R 上的奇函数，所以(2021)(2021)(45051)(1)2f f f f -=-=-⨯+=-=-．故选：B ．5．已知f (x )=22,5(3),5x x x f x x ⎧-≥⎨+<⎩，则f (4)+f (-4)=（）A ．63B ．83C ．86D ．91【答案】C【解析】依题意，当x <5时，f (x )=f (x +3)，于是得f (-4)=f (-1)=f (2)=f (5)，f (4)=f (7)，当x ≥5时，f (x )=2x -x 2，则f (5)=25-52=7，f (7)=27-72=79，所以f (4)+f (-4)=86.故选：C6．函数()()32sin 1x xe x xf x e -=+的图象大致为（）A ．BC．D【答案】A【解析】由题意，得()()332sin sin 1x x x xe x x x xf x e e e---==++，所以()()3sin x x f x x e e x f x --+==-+-，所以()f x 是奇函数，其图象关于原点对称，所以排除B ，D ．又因为33ππππ6666ππ1πsin π662606f e ee e--⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎝⎭==> ⎪⎝⎭++，()()32π2πsin 2π2π2π0f e e--=<+，所以排除C ．故选：A7．若221333111,,252a b c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，则a ､b ､c 的大小关系是（）A ．b a c <，所以22331125⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，即a b >，因为12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭在R 上单调递减，且2133>，所以21331122⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，即c a >，所以c a b >>，即b a c <<故选：A 8．设函数()f x 对任意的x ∈R ，都有()()f x f x -=，()()2f x f x -=-，且当[]1,0x ∈-时，()2x f x =，则()2022f =（）A ．1-B ．1C ．12D ．12-【答案】A【解析】由()()2f x f x -=-得()()()222+-=-+=f x f x f x ，所以()()()42-+=+=-f x f x f x ，即()()4f x f x +=，所以()f x 的周期为4，()()()2022505422=⨯+=f f f ，由()()2f x f x -=-得()()022221-=-==f f ，所以()21f =-.故选：A.9．()f x 是定义域为R 的函数，且2()f x x -为奇函数，()2x f x +为偶函数，则(2)f 的值是（）A ．178B ．174C ．478D ．474【答案】A【解析】由题意，222()((()))f x x x f x f x x =--=----，即2()()2f x f x x -+=，(22))(x x f x f x -=++-，即()22()x x f x f x --=--，所以22(2)22x x f x x -=+-，可得2112)2(x x f x x ----=+，故2212122217(2)8f ----==+.故选：A.10．若2||()2x f x x =+，则下列关系式一定成立的是（）A ．()(3)()f f f e π>->B ．(3)()()f f f e π->>C ．()(3)()f e f f π>->D ．()()(3)f e f f π>>-【答案】A【解析】由2||()2x f x x =+可知：()()f x f x -=，()f x ∴为偶函数，又2222,0()22,0x xxx x f x x x x -⎧+≥=+=⎨+<⎩,知()f x 在(,0]-∞上单调递减，在[0,)+∞上单调递增，故()(3)(3)(e)f f f f π>=->，故选：A.11．已知函数()f x 是定义在R 上的偶函数，当0x ≥时，()21xf x x =+-，则不等式()12f x -<的解集为（）A ．()0,2B ．(),2-∞C ．()2,+∞D ．()(),02,-∞+∞【答案】A【解析】当0x ≥时，()21xf x x =+-，则()f x 在[)0,∞+上单调递增，又函数()f x 是R 上的偶函数，且(1)2f =，因此，()()()121111f x f x f x -⇔-⇔-<，解得02x <<，所以不等式()12f x -<的解集为()0,2.故选：A12．已知函数()22,12,1xx ax a x f x x ⎧-+-≤=⎨>⎩在R 上单调递增，则实数a 的取值范围是（）A ．(],1-∞B ．[]1,3C ．[)3,+∞D ．(][),13,-∞⋃+∞【答案】B【解析】∵()22,12,1x x ax a x f x x ⎧-+-≤=⎨>⎩在R 上单调递增，∴21122a a a ≥⎧⎨-+-≤⎩，解得13a ≤≤.故选：B.13．函数1()(2f x =）A ．1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B ．12⎤⎥⎝⎦C ．12⎡⎢⎣⎦D ．1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【答案】C【解析】依题意，210x x -++≥，解得：1122x ≤≤，即()f x 定义域为11[,]22，令u =，则函数u =在11[]22上单调递增，在11[,]22上单调递减，而函数1()2u y =在R 上单调递减，因此，()f x 在151[]22上单调递减，在11[,]22上单调递增，所以函数1()(2f x =1[2.故选：C14．已知函数()1424x x f x +=-+，[]1,1x ∈-，则函数()y f x =的值域为（）．A ．[)3,+∞B ．[]3,4C ．133,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦D ．13,44⎡⎤⎢⎥⎣⎦【答案】B 依题意，函数()2)(2224x xf x =-⨯+，[]1,1x ∈-，令2x t =，则2x t =在[]1,1x ∈-上单调递增，即122t ≤≤，于是有2224(1)3y t t t =-+=-+，当1t =时，min 3y =，此时0x =，min ()3f x =，当2t =时，max 4y =，此时1x =，max ()4f x =，所以函数()y f x =的值域为[]3,4.故选：B15．函数2()f x x x =-，+1()42x x g x m =-+，若对1[1,2]x ∀∈，都存在2[1,1]x ∈-，使()()12f x g x >成立，则m 的取值范围是（）A ．0m 成立，则需()()min min >f x g x ，又2()f x x x =-，[1,2]x ∈，所以()()2min 1110f x f =-==，令2x t =，因为[1,1]x ∈-，所以1[,2]2t ∈，所以()2()211g x t t m g m =-+≥=-，所以0>1m -，解得1m <，则m 的取值范围是1m <，故选：B.【点睛】结论点睛：本题考查不等式的恒成立与有解问题，可按如下规则转化：一般地，已知函数()[],,y f x x a b =∈，()[],,y g x x c d =∈（1）若[]1,x a b ∀∈，[]2,x c d ∀∈，总有()()12f x g x <成立，故()()2max min f x g x <；（2）若[]1,x a b ∀∈，[]2,x c d ∃∈，有()()12f x g x <成立，故()()2max max f x g x <；（3）若[]1,x a b ∃∈，[]2,x c d ∃∈，有()()12f x g x <成立，故()()2min min f x g x <；（4）若[]1,x a b ∀∈，[]2,x c d ∃∈，有()()12f x g x =，则()f x 的值域是()g x 值域的子集．二、多选题16．已知函数()33x xf x -=-，则（）A ．()f x 的值域为RB ．()f x 是R 上的增函数C ．()f x 是R 上的奇函数D ．()f x 有最大值【答案】ABC【解析】()()30,x g x ∞=∈+，而()()3,0xh x ∞-=-∈-，所以()33x x f x -=-值域为R ，A 正确，D 错误；因为()3x g x =是递增函数，而()3x h x -=-是递增函数，所以()33x xf x -=-是递增函数，B正确；因为定义域为R ，且()()33x xf x f x --=-=-，所以()f x 是R 上的奇函数，C 正确；故选：ABC17．已知函数13()13xxf x -=+，则下列结论正确的有（）A ．()f x 的图象关于坐标原点对称B ．()f x 的图象关于y 轴对称C ．()f x 的最大值为1D ．()f x 在定义域上单调递减【答案】AD【解析】因为1331()()1331x x x x f x f x -----===-++，所以()f x 为奇函数，图象关于坐标原点对称，故A 正确；因为131(1)132f -==-+，1113(1)1213f --==+，(1)(1)f f ≠-，所以()f x 不是偶函数，图象不关于y 轴对称，故不B 正确；因为3122()13131x x xf x +-=-=-+++，又30x >，所以311x +>，所以20231x <<+，所以()(1,1)f x ∈-，故C 不正确；因为3122()13131x x xf x +-=-=-+++，且3x y =为增函数，所以()f x 在定义域(,)-∞+∞上单调递减，故D 正确.故选：AD18．下列结论中，正确的是（）A ．函数12x y -=是指数函数B ．函数2213x xy -+⎛⎫= ⎪⎝⎭的单调增区间是()1,+∞C ．若(0,1)m n a a a a >>≠则m n>D ．函数2()3(0,1)x f x a a a -=->≠的图像必过定点(2,2)-【答案】BD【解析】由指数函数定义得函数12x y -=不是指数函数，A 错；函数2213x xy -+⎛⎫= ⎪⎝⎭中，222(1)1u x x x =-+=--+，在(,1)-∞上递增，在(1,)+∞上递减，因此函数2213x xy -+⎛⎫= ⎪⎝⎭的单调增区间是()1,+∞，B 正确；01a <<时，由m n a a >得m n <，C 错；函数2()3(0,1)x f x a a a -=->≠中，由20x -=得2x =，(2)2f =-，即函数()f x 图象过点(2,2)-，D 正确．故选：BD ．19．已知函数21()21x xf x -=+，则下列结论正确的是（）A ．函数()f x 的定义域为RB ．函数()f x 的值域为(1,1)-C ．函数()f x 的图象关于y 轴对称D ．函数()f x 在R 上为增函数【答案】ABD【解析】A ：因为20x >，所以函数()f x 的定义域为R ，因此本选项结论正确；B ：212()12121x x xf x -==-++，由12220211012011212121x xx x x >⇒+>⇒<<⇒-<-<⇒-<-<+++，所以函数()f x 的值域为(1,1)-，因此本选项结论正确；C ：因为2112()()2112x xxxf x f x -----===-++，所以函数()f x 是奇函数，其图象关于原点对称，不关于y 轴对称，因此本选项说法不正确；D ：因为函数21x y =+是增函数，因为211x y =+>，所以函数221x y =+是减函数，因此函数2()121x f x =-+是增函数，所以本选项结论正确，故选：ABD20．已知()f x ，()g x 都是定义在R 上的函数，其中()f x 是奇函数，()g x 为偶函数，且()()2x f x g x +=，则下列说法正确的是（）A ．()()f g x 为偶函数B ．()00g =C ．()()22f xg x -为定值D ．()()2,02,0x xx f x g x x -⎧≥+=⎨<⎩【答案】ACD【解析】()()2xf xg x +=令x 为x -得()()2x f x g x --+-=即()()2xf xg x --+=解得()222x x g x -+=，()222x xf x --=对于A.()()()()f g g x x f -=，故()()f g x 为偶函数对于B.()01g =，故B 错C.()()22222222122x x x x f x g x --⎛⎫⎛⎫+--= ⎪ ⎪⎝⎝⎭-=⎭，故C 对D.当0x ≥时，()222x x f x --=，()()2222222x x x xxf xg x ---++=+当0x <时，()222x x f x --=，()()2222222x x x xxf xg x ----++=()()2,02,0x xx f x g x x -⎧≥+=⎨<⎩故D 对故选：ACD三、填空题21．已知函数()312xf x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，若()()211f a f a +>-，则实数a 的取值范围是___.【答案】(),2-∞-【解析】：12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭和3y x =-在R 上都是单调递减，()312xf x x ⎛⎫∴=- ⎪⎝⎭在R 上单调递减，∴由()()211f a f a +>-，可得211a a +<-，解得2a <-，即(),2a ∈-∞-．故答案为：(),2-∞-22．已知函数()()12xf xg x =+-为定义在R 上的奇函数，则()()()012g g g ++=____.【答案】72或3.5【解析】因为()f x 是定义在R 上的奇函数，所以()()f x f x =--，特别地，当0x =时，得到()00f =．由()()12xf xg x =+-取0x =，所以()()011f g =-，所以()11g =．再分别令1x =-和1x =，得()()1102f g --=-，()()122f g =-，两式相加得()()()()1110222f f g g --+=-+-，且()()110f f -+=，则()()02g g +52=，所以()()()012g g g ++=57122+=．故答案为：72.23．已知()f x 是定义在R 上的奇函数，且()()4f x f x +=，当()0,2x ∈时，()2xf x =，则()9f -=___________.【答案】2-【解析】：因为()()4f x f x +=，所以函数()f x 是以4为周期的周期函数，又因()f x 是定义在R 上的奇函数，所以()()()9912f f f -=-=-=-.故答案为：2-.24．设不等式()44210x x xm -++≥对于任意的[]0,1x ∈恒成立，则实数m 的取值范围是_______．【答案】1,3⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦【解析】：由()44210x x x m -++≥，得()4214x x xm ++≤，即4111421124x x x x xm ≤=++++，[]0,1x ∈，11,122x ⎡⎤∴∈⎢⎥⎣⎦，则221111371,3222244x x x ⎛⎫⎛⎫⎡⎤++=++∈ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦，114,1137124x x ⎡⎤∴∈⎢⎥⎣⎦++，则13m ≤，即1,3m ⎛⎤∈-∞ ⎥⎝⎦．故答案为：1,3⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦四、解答题25．已知定义在()1,1-上的奇函数()f x ．在()1,0x ∈-时，()22x xf x -=+．(1)试求()f x 的表达式；(2)若对于()0,1x ∈上的每一个值，不等式()241x xt f x <⋅⋅-恒成立，求实数t 的取值范围．【答案】(1)()()()221,000220,1x x x x x f x x x --⎧+∈-⎪==⎨⎪--∈⎩(2)0t ≥【解析】(1)：()f x 是定义在()1,1-上的奇函数，()00f ∴=，因为在()1,0x ∈-时，()22x xf x -=+，设()0,1x ∈，则()1,0x -∈-，则()()()22x xf x f x -=--=-+，故()()()221,000220,1x x x x x f x x x --⎧+∈-⎪==⎨⎪--∈⎩.(2)：由题意，()241x x t f x <⋅⋅-可化为()22241x x x xt --<⋅⋅--化简可得4141x x t -+>+，令()41214141x x xg x -+==-+++，()0,1x ∈，因为41x y =+在定义域()0,1上单调递增，2y x=在()2,5上单调递减，所以()g x 在()0,1上单调递减，()()0201041g x g ∴<=-+=+，故0t ≥．26．已知函数()()()313x xf x m m R -=--∈是定义域为R 的奇函数.(1)若集合(){}|0A x f x =≥，|0x m B x x m -⎧⎫=<⎨⎬+⎩⎭，求A B ；(2)设()()22332x xg x af x -=+-，且()g x 在[)1,+∞上的最小值为-7，求实数a 的值.【答案】(1){}|02A B x x =≤<(2)3a =【解析】(1)解：因为()f x 是定义域为R 的奇函数，所以()00f =，可得2m =，当2m =时，()33x x f x -=-，所以()33x xf x --=-，()()f x f x -=-，所以()33x x f x -=-为奇函数，所以2m =；由()0f x ≥，得1303xx -≥，即23103x x -≥，因为30x >，所以2310x -≥，所以0x ≥，即{}|0A x x =≥；由0x mx m-<+，且2m =，得()()220x x -+<，即22x -<<，所以{}|22B x x =-<<，所以{}|02A B x x =≤<；(2)因为()()2233233x x x xg x a --=+--，()()2332332x x x x a --=---+，令33x x t -=-，因为1≥x ，所以83t ≥，所以()()()22282223g x t t at t a a t ϕ⎛⎫==-+=-+-≥ ⎪⎝⎭，当83a >时，()t ϕ在8,3a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上为减函数，在[),a +∞上为增函数，所以()()2min 2t a a ϕϕ==-，即()2min 2g x a =-，所以227a -=-，解得3a =，或3a =-（舍去）；当83a ≤时，()t ϕ在8,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭上为增函数，所以()min 88216393at ϕϕ⎛⎫==- ⎪⎝⎭，即()min 821693a g x =-，所以8216793a -=-，解得1458483a =>（舍去），所以3a =.27．已知定义在[]2,2-上的奇函数()f x ，当[]2,0x ∈-时，函数解析式为()()193x x f x a a -=+⋅∈R ．(1)求a 的值，并求出()f x 在[]2,2-上的解析式；(2)若对任意的(]0,2x ∈，总有()22f x t t ≥-，求实数t 的取值范围．【答案】(1)-3，()93,2039,02x x x xx f x x --⎧--≤≤=⎨-<≤⎩；(2)[]0,2.【解析】(1)根据题意，()f x 是定义在[]2,2-上的奇函数，则有()00=f ，当[]2,0x ∈-时()193x x f x a -=+⋅，则()10103f a =+=，解得：3a =-，当[]2,0x ∈-时，()93x xf x =-，设(]0,2x ∈，则[)2,0x -∈-，则()93x xf x ---=-，又()f x 为奇函数，所以()()39x xf x f x --=--=-，综上，()93,2039,02x x x xx f x x --⎧--≤≤=⎨-<≤⎩，(2)由（1），(]0,2x ∈时，()2113933xxx x f x --⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭，设13x m =，则119m ≤<，则原函数可化为：()221124m m m m ϕ⎛⎫=-=--+ ⎪⎝⎭，由18981ϕ⎛⎫= ⎪⎝⎭，()10ϕ=知：()0f x >在(]0,2上恒成立，要使()22f x t t ≥-在(]0,2x ∈上恒成立，只需220t t -≤，解得：02t ≤≤，所以t 的取值范围为[]0,2．28．已知函数()1221xx f x -=+.(1)求()()22f f -+的值；(2)求函数()f x 的值域；(3)若()()24221x a g x f x a ⎡⎤=-+⎣⎦+，且对任意的1x 、2x ∈R ，都有()()123g x g x -<，求实数a 的取值范围.【答案】(1)0；(2)()1,1-；(3)11a ≤.【解析】(1)：()()22221112121433422012121415514f f -------+==+=-=++++.(2)解：()()212212121x x x f x -++==-++.20x >，则211x +>，则20221x<<+，所以，211121x-<-<+，∴函数()f x 的值域为()1,1-.(3)解：()()()()()2224222122121x x a g x f x a f x a f x af x ⎛⎫⎡⎤⎡⎤⎡⎤=-+=--=- ⎪⎣⎦⎣⎦⎣⎦++⎝⎭，令()t f x =，则()()22g x h t t at ==-，()1,1t ∈-，函数()h t 的对称轴为直线t a =.①当1a ≥时，函数()h t 在()1,1-上单调递减，()()()()12113g x g x h h ∴-<--≤，()()12123a a ∴+--≤，解得34a ≤，此时a 的取值不存在；②当1a ≤-时，函数()h t 在()1,1-上单调递增，()()()()12113g x g x h h ∴-<--≤，()()12123a a ∴--+≤，解得34a ≥-，此时a 的取值不存在；③当11a -<<时，函数()h t 在()1,a -上单调递减，在(),1a 上单调递增，()()()()121g x g x h h a ∴-<--，且()()()()121g x g x h h a -<-，所以，()()()()2211231123h h a a a h h a a a ⎧--=++≤⎪⎨-=-+≤⎪⎩，解得11a ≤≤，此时11a -≤.综上，实数a 的取值范围为11a ≤≤.29．设函数()()2x xf x a k a -=-+（0a >且1a ≠）是定义域为R 的奇函数．(1)求实数k 的值；(2)若()312f =，()()222x xg x a a mf x -=+-，且当[)1,x ∞∈+时，()0g x ≥恒成立，求实数m的取值范围．【答案】(1)1-(2)1712m ≤【解析】(1)函数()()2x xf x a k a -=-+（0a >且1a ≠）是定义域为R 的奇函数,则()()()0002120f a k a k =-+=-+=，所以1k =-，又1k =-时，()x xf x a a -=-，对任意的R x ∈，都有()()()x x x x f x a a a a f x ---=-=--=-成立，满足题意，所以1k =-；(2)由（1）知，()x xf x a a -=-，且()312f =，所以，()1312f a a =-=，所以，2a =或12a =-（舍），()()()()22222222222222x x x x x xx x g x m m ----=+--=---+令()221x xt x -=-≥，则32t ≥，由当[)1,x ∞∈+时，()0g x ≥恒成立，得2220t mt -+≥在32t ≥时恒成立，则22m t t ≤+在时32t ≥恒成立，又2y t t =+在3,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭上单调递增，所以，1726m ≤，所以，1712m ≤.。

高考冲刺：指数与指数函数(附答案含解析)

2.5 指数与指数函数1．根式的性质：(1)(n a )n ＝___; (2)当n 为奇数时n a n ＝___；当n 为偶数时na n ＝____ 2．有理数指数幂(1)幂的有关概念： ①正分数指数幂：m na ＝_____(a >0，m ，n ∈N *，且n >1)． ②负分数指数幂：m na-＝1m na＝______(a >0，m ，n ∈N *，且n >1)．③0的正分数指数幂等于_____,0的负分数指数幂______． (2)有理数指数幂的性质：①a r a s ＝_____ ②(a r )s ＝_____ ③(ab )r ＝____(a >0，b >0，r ，s ∈Q )． 3．指数函数的图像与性质y＝a xa >1 0<a <1图像定义域 R 值域性质过定点_________当x >0时，____；x <0时，____ 当x >0时，____；x <0时,_____ 在(－∞，＋∞)上是______在(－∞，＋∞)上是______1．在进行指数幂的运算时，一般用分数指数幂的形式表示，并且结果不能同时含有根号和分数指数幂，也不能既有分母又含有负指数．2．指数函数y ＝a x (a >0，a ≠1)的图像和性质跟a 的取值有关，要特别注意区分a >1或0<a <1. [试一试] 1．化简()162-2⎡⎤⎣⎦－(－1)0的结果为________．2．若函数y ＝(a 2－1)x 在(－∞，＋∞)上为减函数，则实数a 的取值范围是________．3.设集合A ＝{x ||x －1|<2}，B ＝{y |y ＝2x ，x ∈[0,2]}，则A ∩B ＝________.4.y ＝3|x |的单调递减区间是________．5.函数y ＝11()2x -的定义域为________．6.若函数f (x )＝a x －1(a >0，a ≠1)的定义域和值域都是[0,2]，则实数a ＝________. 考点一指数幂的化简与求值例1、求值与化简：(1)()1020.523122.20.0154--⎛⎫⎛⎫+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭；(2）112122133325.346a b a b a b ----⎛⎫⎛⎫-÷ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭；变式1、(1)12112133265a b a bab ---⎛⎫ ⎪⎝⎭（2）84416x y （x<0,y<0)考点二指数函数的图像及应用例2(1)(2013·苏锡常镇一调)已知过点O 的直线与函数y ＝3x 的图像交于A ，B 两点，点A 在线段OB 上，过点A 作y 轴的平行线交函数y ＝9x 的图像于点C ，当BC ∥x 轴时，点A 的横坐标是________．(2)已知f (x )＝|2x －1|，①求f (x )的单调区间；②函数g (x )＝f (x )－x 零点的个数为_______．（3）比较0.30.2,30.3，()350.3-，0.20.3,20.5，()570.3-的大小．变式2、(1)若直线y ＝k 与函数y ＝|3x －1|的图象有两个公共点，求实数k 的取值范围________．(2)比较()12432255533122,,,,2233--⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫---- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭的大小．考点三指数函数的性质与应用例3已知f(x)＝aa2－1(a x－a－x)(a>0，且a≠1)．(1)判断f(x)的奇偶性；(2)讨论f(x)的单调性．变式3 在例3的条件下，当x∈[－1,1]时，f(x)≥b恒成立，求b的取值范围考点四和指数函数相关的复合函数单调性例4 已知函数2431()3ax xf 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．(3)若f(x)的值域是(0，＋∞)，求a的值．变式4求下列函数的单调区间．(1)y＝23213x x-+⎛⎫⎪⎝⎭；(2)y＝22x－2·2x.2.5指数指数函数（作业）1．函数f (x )＝a x －2＋1(a >0且a ≠1)的图象必经过点________．2．已知(0.71.3)m <(1.30.7)m ，则实数m 的取值范围是________．3．若函数f (x )＝a |2x －4|(a >0，a ≠1)，满足f (1)＝19，则f (x )的单调递减区间是________．4．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧(1－3a )x ＋10a ， x ≤7，a x －7， x >7是定义域上的递减函数，则实数a 的取值范围是________．5．已知实数a ，b 满足等式2 015a ＝2 016b ，下列五个关系式：①0f (n )，则m 、n 的大小关系为________．8．若函数f (x )＝a x －x －a (a >0，且a ≠1)有两个零点，则实数a 的取值范围是________．9．设f (x )＝|3x －1|，c f (a )>f (b )，则下列关系式中一定成立的是________． ①3c >3b; ②3b >3a ； ③3c ＋3a >2; ④3c ＋3a <2.10．设函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧1x (x >0)，e x (x ≤0)，若F (x )＝f (x )＋x ，x ∈R ，则F (x )的值域为________．11．函数y ＝e x ＋e －xe x －e－x 的图象大致为________．12．关于x 的方程⎝⎛⎭⎫32x ＝2＋3a5－a 有负数根，则实数a 的取值范围为__________． 13．已知函数f (x )＝a ·2x ＋b ·3x ，其中常数a ，b 满足ab ≠0.(1)若ab >0，判断函数f (x )的单调性； (2)若ab <0，求f (x ＋1)>f (x )时x 的取值范围．14．已知函数f (x )＝b ·a x (其中a ，b 为常数且a >0，a ≠1)的图象经过点A (1,6)，B (3,24)． (1)试确定f (x )；（2)不等式(1a )x ＋(1b )x －m ≥0在x ∈(－∞，1]上恒成立，求实数m 的取值范围．15．已知定义域为R 的函数f (x )＝－2x ＋b2x ＋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)<0.2.5指数与指数函数1．根式的性质 (1)(na )n ＝a .(2)当n 为奇数时na n ＝a ；当n 为偶数时na n＝⎩⎪⎨⎪⎧a (a ≥0)，－a (a <0).2．有理数指数幂 (1)幂的有关概念：①正分数指数幂：a m n ＝na m (a >0，m ，n ∈N *，且n >1)．②负分数指数幂：a －m n ＝1a m n ＝1na m (a >0，m ，n ∈N *，且n >1)．③0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： 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．指数函数的图像与性质 y＝a xa >10<a <1图像定义域 R 值域(0，＋∞) 性质过定点(0,1)当x >0时，y >1；x <0时，0<y <1 当x >0时，0<y <1；x <0时，y >1 在(－∞，＋∞)上是增函数在(－∞，＋∞)上是减函数1．在进行指数幂的运算时，一般用分数指数幂的形式表示，并且结果不能同时含有根号和分数指数幂，也不能既有分母又含有负指数．2．指数函数y ＝a x (a >0，a ≠1)的图像和性质跟a 的取值有关，要特别注意区分a >1或0<a <1.[试一试]1．化简[(－2)6]12－(－1)0的结果为________．答案：72．若函数y ＝(a 2－1)x 在(－∞，＋∞)上为减函数，则实数a 的取值范围是________．解析：由题意知0<a 2－1<1，即1<a 2<2，得－2<a <－1或1<a < 2. 答案：(－2，－1)∪(1，2)3．(2014·山东高考)设集合A ＝{x ||x －1|<2}，B ＝{y |y ＝2x ，x ∈[0,2]}，则A ∩B ＝________.[解析] A ＝{x |－1<x <3}，B ＝{y |1≤y ≤4} 4．y ＝3|x |的单调递减区间是________．[解析]y ＝⎩⎪⎨⎪⎧3x x ≥0，⎝ ⎛⎭⎪⎫13x x <0，∴单调递减区间为(－∞，0)．[答案] (－∞，0)5．函数y ＝1－⎝⎛⎭⎫12x 的定义域为________．答案：[0，＋∞)6．若函数f (x )＝a x －1(a >0，a ≠1)的定义域和值域都是[0,2]，则实数a ＝________.解析：当a >1时，f (x )＝a x －1在[0,2]上为增函数，则a 2－1＝2，∴a ＝±3.又∵a >1，∴a ＝ 3. 当0<a <1时，f (x )＝a x －1在[0,2]上为减函数又∵f (0)＝0≠2，∴0<a <1不成立．综上可知，a ＝ 3. 答案：3对应学生用书P20考点一指数幂的化简与求值例一、求值与化简：(1)⎝⎛⎭⎫2350＋2－2·⎝⎛⎭⎫214－12－(0.01)0.5； (2)56a 13·b －2·(－3a －12b －1)÷(4a 23·b －3)12；变式(1)(a 23·b －1)－12·a －12·b 136a ·b 5（2）84416x y （x<0,y<0)解：(1)原式＝1＋14×1249⎛⎫ ⎪⎝⎭－121100⎛⎫⎪⎝⎭＝1＋14×23－110＝1＋16－110＝1615. (2)原式＝－52a 16－b －3÷(4a 23·b －3)12＝－54a 16－b －3÷(a 13b 32－)＝－54a －12－·b 23－.＝－54·1ab 3＝－5ab 4ab 2.(3)原式＝111133221566·a b a ba b--＝a －111326---·b115236-＋.[备课札记] [类题通法]指数幂运算的一般原则(1)有括号的先算括号里的，无括号的先做指数运算． (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.考点二指数函数的图像及应用例2(1)(2013·苏锡常镇一调)已知过点O 的直线与函数y ＝3x 的图像交于A ，B 两点，点A 在线段OB 上，过点A 作y 轴的平行线交函数y ＝9x 的图像于点C ，当BC ∥x 轴时，点A 的横坐标是________．(2)已知f (x )＝|2x －1|， ①求f (x )的单调区间；②试确定函数g (x )＝f (x )－x 2零点的个数．(3)比较0.30.2,30.3，(－0.3)35，0.20.3,20.5，(－0.3)57的大小．[解] (1)①由f (x )＝|2x －1|＝⎩⎨⎧ 2x －1，x ≥0，1－2x ，x ＜0.可作出函数的图象如图．因此函数f (x )在(－∞，0)上递减；函数f (x )在(0，＋∞)上递增．②将g (x )＝f (x )－x2的零点转化为函数f (x )与y＝x 2图象的交点问题，在同一坐标系中分别作出函数f (x )＝|2x －1|和y ＝x 2的图象如图所示，有四个交点，故g (x )有四个零点．(2)①首先与0比较，找出负数为(－0.3)35，(－0.3)57.因为0.335>0.357，所以－0.335<－0.357，即(－0.3)35<(－0.3)57.②再与1相比较，找出大于1的数为30.3,20.5.因为30.3÷20.5＝3310÷2510＝27110÷32110＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2732110<1，所以30.3<20.5. ③再比较大于0小于1的数0.30.2,0.20.3.找出一个中间数0.30.3.因为y ＝0.3x 在(－∞，＋∞)上是减函数，所以0.30.2>0.30.3，又因为y ＝a x 的图象在y 轴右侧底大图象高，所以0.30.3>0.20.3. 由以上可知，0.30.2>0.20.3.由①，②，③得(－0.3)35<(－0.3)57<0.20.3<0.30.2<30.3<20.5.【规律方法】1．指数型函数的图象与性质(单调性、最值、大小比较、零点等)的求解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，然后数形结合使问题得解．2．一些指数方程、不等式问题的求解，往往利用相应指数函数图象数形结合求解．3．比较指数幂的大小，可以按如下步骤进行．(1)与0比较区分正负数．(2)与1比较区分比1大的数和比1小的数．(3)利用指数函数的单调性比较．(4)寻找中间数，利用单调性比较大小．(5)用作差法或作商法比较大小．【变式训练2】 (1)若直线y ＝k 与函数y ＝|3x －1|的图象有两个公共点，求实数k 的取值范围________．(2)比较(－2)25，⎝ ⎛⎭⎪⎫32－12，⎝ ⎛⎭⎪⎫－32－25，⎝ ⎛⎭⎪⎫－133，⎝ ⎛⎭⎪⎫－2345的大小． [解析] (1)令f (x )＝|3x －1|≥0，其图象如图所示：由图象知，当k <0时，图象无交点当0<k <1时，两图象有两个交点．当k ＝0或k ≥1时，图象有一个交点．所以k 的取值范围是(0,1)．[答案] (0,1)(2)①(－2)25＝225>1，②⎝ ⎛⎭⎪⎫32－12＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2312∈(0,1)，③⎝ ⎛⎭⎪⎫－32－25＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2325∈(0,1)，④⎝ ⎛⎭⎪⎫－133＝－127<0，⑤⎝ ⎛⎭⎪⎫－2345＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2345∈(0,1)．由于②③⑤的底数相同，由于y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫23x 是减函数，所以③>②>⑤. 所以(－2)25>⎝ ⎛⎭⎪⎫－32－25>⎝ ⎛⎭⎪⎫32－12>⎝ ⎛⎭⎪⎫－2345>⎝ ⎛⎭⎪⎫－133. 考点三指数函数的性质及应用例3 已知f (x )＝a a 2－1(a x －a －x )(a >0，且a ≠1)． (1)判断f (x )的奇偶性；(2)讨论f (x )的单调性．[解] (1)函数f (x )的定义域为R ，关于原点对称．又因为f (－x )＝a a 2－1(a －x －a x )＝－f (x )，所以f (x )为奇函数．(2)当a >1时，a 2－1>0，y ＝a x 为增函数，y ＝a －x 为减函数，从而y ＝a x －a －x 为增函数．所以f (x )为增函数．当0<a <1时，a 2－1<0，y ＝a x 为减函数，y ＝a －x 为增函数，从而y ＝a x －a －x 为减函数．所以f (x )为增函数．故当a >0且a ≠1时，f (x )在定义域内单调递增．在本例条件下，当x ∈[－1,1]时，f (x )≥b 恒成立，求b 的取值范围.解：由(2)知f (x )在R 上是增函数，所以在区间[－1,1]上为增函数．所以f (－1)≤f (x )≤f (1)．所以f (x )min ＝f (－1)＝a a 2－1(a －1－a ) ＝a a 2－1·1－a 2a ＝－1. 所以要使f (x )≥b 在[－1,1]上恒成立，则只需b ≤－1.故b 的取值范围是(－∞，－1]．[备课札记][类题通法]利用指数函数的性质解决问题的方法例4、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．解：(1)当a ＝－1时，f (x )＝⎝⎛⎭⎫13－x 2－4x ＋3，令g (x )＝－x 2－4x ＋3，由于g (x )在(－∞，－2)上单调递增，在(－2，＋∞)上单调递减，而y ＝⎝⎛⎭⎫13t 在R 上单调递减，所以f (x )在(－∞，－2)上单调递减，在(－2，＋∞)上单调递增，即函数f (x )的单调递增区间是(－2，＋∞)，单调递减区间是(－∞，－2)．(2)令g (x )＝ax 2－4x ＋3，f (x )＝⎝⎛⎭⎫13g (x )，由于f (x )有最大值3，所以g (x )应有最小值－1，因此必有⎩⎨⎧ a >0，3a －4a ＝－1，解得a ＝1，即当f (x )有最大值3时，a 的值等于1.(3)由指数函数的性质知，要使y ＝⎝⎛⎭⎫13g (x )的值域为(0，＋∞)．应使g (x )＝ax 2－4x ＋3的值域为R ，因此只能a ＝0.(因为若a ≠0，则g (x )为二次函数，其值域不可能为R )．故a 的值为0.变式4求下列函数的单调区间．(1)y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 2－3x ＋2；(2)y ＝22x －2·2x . 【思路点拨】因为给定函数(1)由y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13u 与u ＝x 2－3x ＋2复合而成，而y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13u 是定义域上的单调减函数，所以只需求出函数u ＝x 2－3x ＋2的单调区间．(2)把2x 看作整体，函数变为y ＝(2x )2－2·2x .[解] (1)令u ＝x 2－3x ＋2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫x －322－14. 所以u ＝x 2－3x ＋2的单调减区间为⎝ ⎛⎦⎥⎤－∞，32，单调增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫32，＋∞，所以函数y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 2－3x ＋2的单调增区间是⎝⎛⎦⎥⎤－∞，32，单调减区间是⎝ ⎛⎭⎪⎫32，＋∞. (2)令t ＝2x ，则函数t ＝2x 在区间(－∞，＋∞)上是增函数，且t >0， y ＝t 2－2t ＝(t －1)2－1，当t ≤1时，y ＝t 2－2t 是减函数．t ≤1即2x ≤1，所以x ≤0.所以当x ∈(－∞，0]时，y ＝22x －2·2x 是减函数，当t >1时，即x >0时，y ＝t 2－2t 是增函数，即y ＝22x －2·2x 是增函数．所以函数y ＝22x －2·2x 的减区间为(－∞，0]，增区间为(0，＋∞)．对应学生用书P22[课堂练通考点]1．已知f (x )＝2x ＋2－x ，若f (a )＝3，则f (2a )等于________．解析：由f (a )＝3得2a ＋2－a ＝3，两边平方得22a ＋2－2a ＋2＝9，即22a ＋2－2a ＝7，故f (2a )＝7.答案：72．已知f (x )＝3x －b (2≤x ≤4，b 为常数)的图像经过点(2,1)，则f (x )的值域是________．解析：由f (x )过定点(2,1)可知b ＝2，因f (x )＝3x －2在[2,4]上是增函数，f min (x )＝f (2)＝1，f max (x )＝f (4)＝9.答案：[1,9]3．函数y ＝8－23－x (x ≥0)的值域是________．解析：∵x ≥0，∴－x ≤0，∴3－x ≤3，∴23－x ≤23＝8，∴8－23－x ≥0，∴函数y ＝8－23－x 的值域为[0，＋∞)．答案：[0，＋∞)4．已知正数a 满足a 2－2a －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________．解析：∵a 2－2a －3＝0，∴a ＝3或a ＝－1(舍)．函数f (x )＝a x 在R 上递增，由f (m )>f (n )，得m >n .答案：m >n5．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 2，则a 的值为________．解析：当a >1时，f (x )＝a x 为增函数，在x ∈[1,2]上，f (x )最大＝f (2)＝a 2，f (x )最小＝f (1)＝a .∴a 2－a ＝a 2.即a (2a －3)＝0. ∴a ＝0(舍)或a ＝32>1.∴a ＝32. 当0<a <1时，f (x )＝a x 为减函数，在x ∈[1,2]上，f (x )最大＝f (1)＝a ，f (x )最小＝f (2)＝a 2.∴a －a 2＝a 2.∴a (2a －1)＝0， ∴a ＝0(舍)或a ＝12.∴a ＝12. 综上可知，a ＝12或a ＝32. 答案：12或322.5指数与指数函数（作业）1．函数f (x )＝a x －2＋1(a >0且a ≠1)的图象必经过点________．答案 (2,2)解析 ∵a 0＝1，∴f (2)＝2，故f (x )的图象必过点(2,2)．2．已知(0.71.3)m <(1.30.7)m ，则实数m 的取值范围是________．答案 (0，＋∞)解析由0.71.3<0.70＝1＝1.30<1.30.7，得0.71.3<1.30.7.又(0.71.3)m <(1.30.7)m ，所以m >0.3．若函数f (x )＝a |2x －4|(a >0，a ≠1)，满足f (1)＝19，则f (x )的单调递减区间是________．答案 [2，＋∞)解析由f (1)＝19得a 2＝19，∴a ＝13(a ＝－13舍去)，即f (x )＝(13)|2x －4|. 由于y ＝|2x －4|在(－∞，2]上单调递减，在[2，＋∞)上单调递增，所以f (x )在(－∞，2]上单调递增，在[2，＋∞)上单调递减．4．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧(1－3a )x ＋10a ， x ≤7，a x －7， x >7是定义域上的递减函数，则实数a 的取值范围是________．答案 (13，611] 解析由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 1－3a <0，0<a <1，(1－3a )×7＋10a ≥a 0，∴13<a ≤611. 5．已知实数a ，b 满足等式2 015a ＝2 016b ，下列五个关系式：①01，则有a >b >0；(2)若t ＝1，则有a ＝b ＝0；(3)若0<t <1，则有a 1，则a －a －1＝1，即a 2－a －1＝0，解得a ＝1＋52或a ＝1－52(舍去)．综上所述a ＝5±12. 7．已知正数a 满足a 2－2a －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________．答案 m >n解析 ∵a 2－2a －3＝0，∴a ＝3或a ＝－1(舍)．函数f (x )＝3x 在R 上递增，由f (m )>f (n )，得m >n .8．若函数f (x )＝a x －x －a (a >0，且a ≠1)有两个零点，则实数a 的取值范围是________．答案 (1，＋∞)解析令a x －x －a ＝0即a x ＝x ＋a ，若0<a <1，显然y ＝a x 与y ＝x ＋a的图象只有一个公共点；若a >1，y ＝a x 与y ＝x ＋a 的图象如图所示有两个公共点．9．设f (x )＝|3x －1|，c f (a )>f (b )，则下列关系式中一定成立的是________． ①3c >3b; ②3b >3a ；③3c ＋3a >2; ④3c ＋3a <2.答案 ④解析画出函数f (x )的图象，易知c <0，a >0.又f (c )>f (a )，∴|3c －1|>|3a －1|，∴1－3c >3a －1，∴3c ＋3a <2.10．设函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧ 1x (x >0)，e x (x ≤0)，若F (x )＝f (x )＋x ，x ∈R ，则F (x )的值域为________．答案 (－∞，1]∪[2，＋∞)解析当x >0时，F (x )＝1x ＋x ≥2；当x ≤0时，F (x )＝e x ＋x ，根据指数函数与一次函数的单调性，F (x )是增函数，F (x )≤F (0)＝1，所以F (x )的值域为(－∞，1]∪[2，＋∞)．11．函数y ＝e x ＋e －xe x －e －x 的图象大致为________．答案 ①解析 y ＝e x ＋e －x e x －e －x ＝1＋2e 2x －1，当x >0时，e 2x －1>0，且随着x 的增大而增大，故y ＝1＋2e 2x －1>1随着x 的增大而减小，即函数y 在(0，＋∞)上恒大于1且单调递减．又函数y 是奇函数，故只有①正确．12．关于x 的方程⎝⎛⎭⎫32x ＝2＋3a 5－a 有负数根，则实数a 的取值范围为__________．答案 ⎝⎛⎭⎫－23，34 解析由题意，得x <0，所以0<⎝⎛⎭⎫32x <1，从而0<2＋3a 5－a<1，解得－23<a <34.13．已知函数f (x )＝a ·2x ＋b ·3x ，其中常数a ，b 满足ab ≠0.(1)若ab >0，判断函数f (x )的单调性；(2)若ab <0，求f (x ＋1)>f (x )时x 的取值范围．解 (1)当a >0，b >0时，任意x 1，x 2∈R ，x 1<x 2，则f (x 1)－f (x 2)＝a (12x －22x )＋b (13x －23x)．∵12x <22x ，a >0⇒a (12x －22x )<0， 13x <23x ，b >0⇒b (13x －23x )<0，∴f (x 1)－f (x 2)<0，函数f (x )在R 上是增函数．当a <0，b <0时，同理，函数f (x )在R 上是减函数．(2)f (x ＋1)－f (x )＝a ·2x ＋2b ·3x >0，当a <0，b >0时，⎝⎛⎭⎫32x >－a 2b，则x >log 1.5⎝⎛⎭⎫－a 2b ；当a >0，b <0时，⎝⎛⎭⎫32x <－a 2b，则x <log 1.5⎝⎛⎭⎫－a 2b . 14．已知函数f (x )＝b ·a x (其中a ，b 为常数且a >0，a ≠1)的图象经过点A (1,6)，B (3,24)．(1)试确定f (x )；(2)若不等式(1a )x ＋(1b)x －m ≥0在x ∈(－∞，1]上恒成立，求实数m 的取值范围．解 (1)∵f (x )＝b ·a x 的图象过点A (1,6)，B (3,24)，∴⎩⎪⎨⎪⎧b ·a ＝6， ①b ·a 3＝24， ② ②÷①得a 2＝4，又a >0且a ≠1，∴a ＝2，b ＝3，∴f (x )＝3·2x .(2)由(1)知(1a )x ＋(1b )x －m ≥0在(－∞，1]上恒成立可转化为m ≤(12)x ＋(13)x 在(－∞，1]上恒成立．令g (x )＝(12)x ＋(13)x ，则g (x )在(－∞，1]上单调递减，∴m ≤g (x )min ＝g (1)＝12＋13＝56，故所求实数m 的取值范围是(－∞，56]． B 组专项能力提升15．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.解 (1)因为f (x )是奇函数，所以f (0)＝0，即－1＋b 2＋a ＝0，解得b ＝1，所以f (x )＝－2x ＋12x ＋1＋a. 又由f (1)＝－f (－1)知－2＋14＋a ＝－－12＋11＋a，解得a ＝2. (2)由(1)知f (x )＝－2x ＋12x ＋1＋2＝－12＋12x ＋1. 由上式易知f (x )在(－∞，＋∞)上为减函数(此外可用定义或导数法证明函数f (x )在R 上是减函数)．又因为f (x )是奇函数，所以不等式f (t 2－2t )＋f (2t 2－1)<0等价于f (t 2－2t )<－f (2t 2－1)＝f (－2t 2＋1)．因为f (x )是减函数，由上式推得t 2－2t >－2t 2＋1，即3t 2－2t －1>0，解不等式可得{t |t >1或t <－13}．。

指数与指数函数Word版含答案

指数与指数函数【课前回顾】1．有理数指数幂(1)幂的有关概念：①正分数指数幂：a mn＝na m(a>0，m，n∈N*，且n>1)．②负分数指数幂：a－mn＝1amn＝1na m(a>0，m，n∈N*，且n>1)．③0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：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)．2．指数函数的图象与性质在x轴上方，过定点(0,1)【课前快练】1．化简416x 8y 4(x <0，y <0)得( ) A ．2x 2y B ．2xy C ．4x 2yD ．－2x 2y解析：选D 因为x <0，y <0，所以416x 8y 4＝(16x 8·y 4) 14＝(16) 14·(x 8) 14·(y 4) 14＝2x 2|y |＝－2x 2y .2．函数f (x )＝a x －2＋1(a >0，且a ≠1)的图象必经过点( )A ．(0,1)B ．(1,1)C ．(2,0)D ．(2,2)解析：选D 由f (2)＝a 0＋1＝2，知f (x )的图象必过点(2,2)． 3．函数y ＝a x －a (a >0，且a ≠1)的图象可能是( )答案：C 4．函数y ＝1－⎝⎛⎭⎫121x的定义域是________．解析：要使该函数有意义，则⎩⎪⎨⎪⎧x ≠0，1－⎝⎛⎭⎫121x ≥0，解得x >0，所以定义域为(0，＋∞)．答案：(0，＋∞)5．若指数函数f (x )＝(a －2)x 为减函数，则实数a 的取值范围为________．解析：∵f (x )＝(a －2)x 为减函数，∴0<a －2<1，即2<a <3. 答案：(2,3)考点一指数幂的化简与求值1．指数幂运算的一般原则(1)有括号的先算括号里的，无括号的先做指数运算． (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．易错提醒(1)分数指数幂中的指数不能随便约分，例如要将a 24写成a 12时必须认真考查a 的取值才能决定，如(－1)24＝4(－1)2＝1，而(－1)12＝－1无意义．(2)结果不能同时含有根式和分数指数幂，也不能既有分母又有负分数指数幂，形式力求统一．【典型例题】1．若实数a >0，则下列等式成立的是( ) A ．(－2)－2＝4B ．2a －3＝12a 3C ．(－2)0＝－1D ．(a-14)4＝1a解析：选D 对于A ，(－2)－2＝14，故A 错误；对于B ，2a －3＝2a 3，故B 错误；对于C ，(－2)0＝1，故C 错误；对于D ，(a-14)4＝1a ，故D 正确．2．化简：(a 23·b －1)-12·a-12·b136a ·b 5＝________.解析：原式＝a3-1·b 12·a -12·b13a 16·b56＝a---111362·b+-115236＝1a .答案：1a3．化简：⎝⎛⎭⎫2350＋2－2×⎝⎛⎭⎫214-12－(0.01)0.5＝________.解析：原式＝1＋14×⎝⎛⎭⎫4912－⎝⎛⎭⎫110012＝1＋14×23－110＝1＋16－110＝1615. 答案：1615考点二指数函数的图象及应用 1．常考题型及技法(1)已知函数解析式判断其图象一般是取特殊点，判断选项中的图象是否过这些点，若不满足则排除．(2)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．(3)有关指数方程、不等式问题的求解，往往是利用相应的指数型函数图象，数形结合求解．(4)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．2．常用的结论与性质(1)任意两个指数函数的图象都是相交的，过定点(0,1)，底数互为倒数的两个指数函数的图象关于y轴对称．(2)当a>1时，指数函数的图象呈上升趋势；当0<a<1时，指数函数的图象呈下降趋势．(3)指数函数在同一坐标系中的图象的相对位置与底数大小关系如图所示，其中0<c<d<1<a<b，在y轴右侧，图象从上到下相应的底数由大变小，在y轴左侧，图象从下到上相应的底数由大变小，即无论在y轴的左侧还是右侧，底数按逆时针方向变大．【典型例题】1.函数f(x)＝a x－b的图象如图所示，其中a，b为常数，则下列结论正确的是()A．a>1，b<0B．a>1，b>0C．0<a<1，b>0D．0<a<1，b<0解析：选D由f(x)＝a x－b的图象可以观察出，函数f(x)＝a x－b在定义域上单调递减，所以0<a<1，函数f(x)＝a x－b的图象是在y＝a x的基础上向左平移得到的，所以b<0.2．已知函数y＝2|x＋a|的图象关于y轴对称，则实数a的值是________．解析：法一：由于函数图象关于y轴对称，所以函数为偶函数，所以2|x＋a|＝2|－x＋a|.根据指数函数的单调性可知，|x＋a|＝|－x＋a|，只有当a＝0时，等式恒成立．故a＝0.法二：根据函数图象的变化规律可知，函数y＝2|x＋a|由函数y＝2x进行变换得到，先将函数y＝2x关于y轴进行翻折，得到函数y＝2|x|，此时函数关于y轴对称，再将图象向左平移a个单位得到y＝2|x＋a|，此时函数关于x＝－a对称，根据题目条件可知对称轴为y轴，故x＝－a＝0，即a＝0.答案：0【针对训练】1．函数f(x)＝1－e|x|的图象大致是()解析：选A因为函数f(x)＝1－e|x|是偶函数，且值域是(－∞，0]，只有A满足上述两个性质．故选A.2．若函数y ＝|3x －1|在(－∞，k ]上单调递减，则k 的取值范围为________．解析：函数y ＝|3x －1|的图象是由函数y ＝3x 的图象向下平移一个单位后，再把位于x 轴下方的图象沿x 轴翻折到x 轴上方得到的，函数图象如图所示．由图象知，其在(－∞，0]上单调递减，所以k 的取值范围是(－∞，0]．答案：(－∞，0]考点三指数函数的性质及应用角度(一) 比较指数式的大小1．(2016·全国卷Ⅲ)已知a ＝243，b ＝425，c ＝2513，则( ) A ．b <a <c B ．a <b <c C ．b <c <aD ．c <a <b解析：选A 因为a ＝243，b ＝425＝245，由函数y ＝2x 在R 上为增函数知，b <a ；又因为a ＝243＝423，c ＝2513＝523，由函数y ＝x 23在(0，＋∞)上为增函数知，a <c .综上得b <a <c .故选A.角度(二) 简单指数方程或不等式的应用2．(2018·福州模拟)已知实数a ≠1，函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧4x ，x ≥0，2a －x ，x <0，若f (1－a )＝f (a －1)，则a的值为________．解析：当a <1时，41－a ＝21，解得a ＝12；当a >1时，代入不成立．故a 的值为12.答案：123．若偶函数f (x )满足f (x )＝2x －4(x ≥0)，则不等式f (x －2)>0的解集为________．解析：∵f (x )为偶函数，当x ＜0时，f (x )＝f (－x )＝2－x －4.∴f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x －4， x ≥0，2－x －4，x ＜0，当f (x －2)＞0时，有⎩⎪⎨⎪⎧ x －2≥0，2x －2－4＞0或⎩⎪⎨⎪⎧x －2＜0，2－x ＋2－4＞0，解得x ＞4或x ＜0.∴不等式的解集为{x |x >4或x <0}．答案：{x |x >4或x <0}角度(三) 探究指数型函数的性质 4．已知函数f (x )＝⎝⎛⎭⎫13ax x 243－＋. (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．解：(1)当a ＝－1时，f (x )＝⎝⎛⎭⎫13x x 243－－＋－，令g (x )＝－x 2－4x ＋3，由于g (x )在(－∞，－2)上单调递增，在(－2，＋∞)上单调递减，而y ＝⎝⎛⎭⎫13t在R 上单调递减，所以f (x )在(－∞，－2)上单调递减，在(－2，＋∞)上单调递增，即函数f (x )的单调递增区间是(－2，＋∞)，单调递减区间是(－∞，－2)．(2)令g (x )＝ax 2－4x ＋3，则f (x )＝⎝⎛⎭⎫13g (x )，由于f (x )有最大值3，所以g (x )应有最小值－1，因此必有⎩⎪⎨⎪⎧a >0，g ⎝⎛⎭⎫2a ＝3a －4a ＝－1，解得a ＝1，即当f (x )有最大值3时，a 的值等于1.【针对训练】1．设a ＝0.60.6，b ＝0.61.5，c ＝1.50.6，则a ，b ，c 的大小关系是( ) A ．a 1，所以b <a <c .2．当0<x ≤12时，4x <log a x ，则a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫0，22 B.⎝⎛⎭⎫22，1 C ．(1，2) D ．(2，2)解析：选B 构造函数f (x )＝4x 和g (x )＝log a x ，画出两个函数在⎝⎛⎦⎤0，12上的草图(图略)，可知，若g (x )经过点⎝⎛⎭⎫12，2，则a ＝22，所以a 的取值范围为⎝⎛⎭⎫22，1. 3．函数y ＝2x 2－x 的值域为________．解析：因为t ＝x 2－x ＝⎝⎛⎭⎫x －122－14≥－14，又函数y ＝2x 在R 上为增函数，所以y ＝2t ≥2-14，所以值域为[2-14，＋∞)．答案：[2-14，＋∞)【课后演练】1．函数f (x )＝2|x－1|的图象是( )解析：选B 由题意知f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x －1，x ≥1，⎝⎛⎭⎫12x －1，x ＜1，结合图象知选B.2．化简4a 23·b -13÷⎝ ⎛⎭⎪⎫－23a -13b 23的结果为( ) A ．－2a3b B ．－8a b C ．－6a bD ．－6ab解析：选C 原式＝4÷⎝⎛⎭⎫－23a ⎛⎫-- ⎪⎝⎭2133b 1--233＝－6ab －1＝－6a b ，故选C.3．已知f (x )＝3x －b (2≤x ≤4，b 为常数)的图象经过点(2,1)，则f (x )的值域为( )A ．[9,81]B ．[3,9]C ．[1,9]D ．[1，＋∞)解析：选C 由f (x )过定点(2,1)可知b ＝2，因为f (x )＝3x －2在[2,4]上是增函数，所以f (x )min＝f (2)＝1，f (x )max ＝f (4)＝9.故f (x )的值域为[1,9]．4．已知a ＝20.2，b ＝0.40.2，c ＝0.40.6，则a ，b ，c 的大小关系是( ) A ．a ＞b ＞c B ．a ＞c ＞b C ．c ＞a ＞bD ．b ＞c ＞a解析：选A 由0.2＜0.6,0.4＜1，并结合指数函数的图象可知0.40.2＞0.40.6，即b ＞c ；因为a ＝20.2＞1，b ＝0.40.2＜1，所以a ＞b .综上，a ＞b ＞c .5．函数y ＝⎝⎛⎭⎫12x x 221＋－的值域是( ) A ．(－∞，4) B ．(0，＋∞) C ．(0,4]D ．[4，＋∞)解析：选C 设t ＝x 2＋2x －1，则y ＝⎝⎛⎭⎫12t . 因为0＜12＜1，所以y ＝⎝⎛⎭⎫12t 为关于t 的减函数．因为t ＝(x ＋1)2－2≥－2，所以0＜y ＝⎝⎛⎭⎫12t ≤⎝⎛⎭⎫12－2＝4，故所求函数的值域为(0,4]．6．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧1－2－x，x ≥0，2x －1，x <0，则函数f (x )是( )A ．偶函数，在[0，＋∞)单调递增B ．偶函数，在[0，＋∞)单调递减C ．奇函数，且单调递增D ．奇函数，且单调递减解析：选C 易知f (0)＝0，当x >0时，f (x )＝1－2－x ，－f (x )＝2－x －1，此时－x <0，则f (－x )＝2－x －1＝－f (x )；当x <0时，f (x )＝2x －1，－f (x )＝1－2x ，此时－x >0，则f (－x )＝1－2－(－x )＝1－2x ＝－f (x )．即函数f (x )是奇函数，且单调递增，故选C.7．若函数f (x )＝a x (a ＞0，且a ≠1)的图象经过点A ⎝⎛⎭⎫2，13，则f (－1)＝________. 解析：依题意可知a 2＝13，解得a ＝33，所以f (x )＝⎝⎛⎭⎫33x ，所以f (－1)＝⎝⎛⎭⎫33－1＝ 3. 答案： 38．若函数f (x )＝a x －1(a ＞0，且a ≠1)的定义域和值域都是[0,2]，则实数a ＝________. 解析：当a ＞1时，f (x )＝a x －1在[0,2]上为增函数，则a 2－1＝2，所以a ＝±3.又因为a ＞1，所以a ＝ 3.当0＜a ＜1时，f (x )＝a x －1在[0,2]上为减函数，又因为f (0)＝0≠2，所以0＜a ＜1不成立．综上可知，a ＝ 3. 答案： 3 9．不等式2x x22－＋>⎝⎛⎭⎫12x ＋4的解集为________．解析：不等式2x x22－＋>⎝⎛⎭⎫12x ＋4可化为⎝⎛⎭⎫12x x 22－ >⎝⎛⎭⎫12x ＋4，等价于x 2－2x <x ＋4，即x 2－3x －4<0，解得－1<x <4.答案：{x |－1<x <4} 10．已知函数f (x )＝a |x＋1|(a ＞0，且a ≠1)的值域为[1，＋∞)，则f (－4)与f (1)的大小关系是________．解析：因为|x ＋1|≥0，函数f (x )＝a |x＋1|(a ＞0，且a ≠1)的值域为[1，＋∞)，所以a ＞1.由于函数f (x )＝a |x＋1|在(－1，＋∞)上是增函数，且它的图象关于直线x ＝－1对称，则函数f (x )在(－∞，－1)上是减函数，故f (1)＝f (－3)，f (－4)＞f (1)．答案：f (－4)＞f (1)11．若函数y ＝a x －b (a ＞0，且a ≠1)的图象经过第二、三、四象限，则a b 的取值范围为( )A ．(1，＋∞)B ．(0，＋∞)C ．(0,1)D ．无法确定解析：选C 因为函数经过第二、三、四象限，所以函数单调递减且图象与y 轴的交点在y 轴负半轴上．令x ＝0，则y ＝a 0－b ＝1－b ，由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 0＜a ＜1，1－b ＜0.解得⎩⎪⎨⎪⎧0＜a ＜1，b ＞1.故a b ∈(0,1)，故选C.12．(2018·河南南阳、信阳等六市一模)已知a ，b ∈(0,1)∪(1，＋∞)，当x ＞0时，1＜b x ＜a x ，则( )A ．0＜b ＜a ＜1B ．0＜a ＜b ＜1C ．1＜b ＜aD ．1＜a ＜b解析：选C ∵x ＞0时，1＜b x ，∴b ＞1. ∵x ＞0时，b x ＜a x ，∴x ＞0时，⎝⎛⎭⎫a b x＞1.∴ab＞1，∴a ＞b ，∴1＜b ＜a ，故选C. 13．函数y ＝2|x |的定义域为[a ，b ]，值域为[1,16]，当a 变动时，函数b ＝g (a )的图象可以是( )解析：选B 作出y ＝2|x |的图象如图，结合选项知a ≤0， ∵当a 变动时，函数y ＝2|x |的定义域为[a ，b ]，值域为[1,16]， ∴－4≤a ≤0， ∴2|b |＝16. 即b ＝4，∴－4≤a ≤0，且b ＝4，故选B.14．(2018·西安八校联考)已知函数f (x )＝(a －2)a x (a ＞0，且a ≠1)，若对任意x 1，x 2∈R ，f (x 1)－f (x 2)x 1－x 2＞0，则a 的取值范围是________．解析：由题意知f (x )在R 上是单调增函数，当0＜a ＜1时，a －2＜0，y ＝a x 单调递减，所以f (x )单调递增；当1＜a ＜2时，a －2＜0，y ＝a x 单调递增，所以f (x )单调递减；当a ＝2时，f (x )＝0；当a ＞2时，a －2＞0，y ＝a x 单调递增，所以f (x )单调递增．故a 的取值范围是(0,1)∪(2，＋∞)．答案：(0,1)∪(2，＋∞)15．已知a >0，且a ≠1，若函数y ＝|a x －2|与y ＝3a 的图象有两个交点，则实数a 的取值范围是________．解析：①当0<a <1时，作出函数y ＝|a x －2|的图象如图(1)．若直线y ＝3a 与函数y ＝|a x－2|(0<a <1)的图象有两个交点，则由图象可知0<3a <2，所以0<a <23.②当a >1时，作出函数y ＝|a x －2|的图象如图(2)，若直线y ＝3a 与函数y ＝|a x －2|(a >1)的图象有两个交点，则由图象可知0<3a <2，此时无解．所以实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫0，23. 答案：⎝⎛⎭⎫0，23 16．已知函数f (x )＝⎝⎛⎭⎫23|x |－a .(1)求f (x )的单调区间；(2)若f (x )的最大值是94，求a 的值．解：(1)令t ＝|x |－a ，则f (x )＝⎝⎛⎭⎫23t ，不论a 取何值，t 在(－∞，0]上单调递减，在[0，＋∞)上单调递增，又y ＝⎝⎛⎭⎫23t 是单调递减的，所以f (x )的单调递增区间是(－∞，0]，单调递减区间是[0，＋∞)．(2)由于f (x )的最大值是94，且94＝⎝⎛⎭⎫23－2，所以g (x )＝|x |－a 应该有最小值－2，从而a ＝2.17．已知函数f (x )＝b ·a x (其中a ，b 为常数且a >0，a ≠1)的图象经过点A (1,6)，B (3,24)．(1)求f (x )的解析式；(2)若不等式⎝⎛⎭⎫1a x ＋⎝⎛⎭⎫1b x －m ≥0在x ∈(－∞，1]上恒成立，求实数m 的取值范围．解：(1)∵f (x )＝b ·a x 的图象过点A (1,6)，B (3,24)，∴⎩⎪⎨⎪⎧b ·a ＝6， ①b ·a 3＝24， ② ②÷①得a 2＝4，又a >0且a ≠1，∴a ＝2，b ＝3，∴f (x )＝3·2x .(2)由(1)知⎝⎛⎭⎫1a x ＋⎝⎛⎭⎫1b x －m ≥0在(－∞，1]上恒成立可转化为m ≤⎝⎛⎭⎫12x ＋⎝⎛⎭⎫13x 在(－∞，1]上恒成立．令g (x )＝⎝⎛⎭⎫12x ＋⎝⎛⎭⎫13x ，则g (x )在(－∞，1]上单调递减，∴m ≤g (x )min ＝g (1)＝12＋13＝56，故所求实数m 的取值范围是⎝⎛⎦⎤－∞，56.18．(2017·全国卷Ⅰ)设x ，y ，z 为正数，且2x ＝3y ＝5z ，则( )A ．2x <3y <5zB ．5z <2x <3yC ．3y <5z <2xD ．3y <2x <5z 解析：选D 设2x ＝3y ＝5z ＝k >1，∴x ＝log 2k ，y ＝log 3k ，z ＝log 5k .∵2x －3y ＝2log 2k －3log 3k ＝2log k 2－3log k 3 ＝2log k 3－3log k 2log k 2·log k 3＝log k 32－log k 23log k 2·log k 3＝log k98log k 2·log k 3>0， ∴2x >3y ；∵3y －5z ＝3log 3k －5log 5k ＝3log k 3－5log k 5 ＝3log k 5－5log k 3log k 3·log k 5＝log k 53－log k 35log k 3·log k 5＝log k125243log k 3·log k 5<0， ∴3y <5z ；∵2x －5z ＝2log 2k －5log 5k ＝2log k 2－5log k 5＝2log k 5－5log k 2log k 2·log k 5＝log k 52－log k 25log k 2·log k 5＝log k 2532log k 2·log k 5<0， ∴5z >2x .∴5z >2x >3y .19．若函数f (x )＝2|x ＋a |(a ∈R)满足f (1－x )＝f (1＋x )，f (x )在区间[m ，n ]上的最大值记为f (x )max ，最小值记为f (x )min ，若f (x )max －f (x )min ＝3，则n －m 的取值范围是________．解析：因为函数f (x )＝2|x＋a |(a ∈R)满足f (1－x )＝f (1＋x )，所以f (x ) 的图象关于直线x ＝1对称，所以a ＝－1，所以f (x )＝2|x －1|. 作出函数y ＝f (x )的图象如图所示．当m ＜n ≤1或1≤m ＜n 时，离对称轴越远，m 与n 差越小，由y ＝2x －1与y ＝21－x 的性质知极限值为0.当m ＜1＜n 时，函数f (x )在区间[m ，n ]上的最大值与最小值的差为f (x )max －f (x )min ＝2|±2|－20＝3，则n －m 取得最大值是2－(－2)＝4，所以n －m 的取值范围是(0,4]．答案：(0,4]。

专题2.5 指数及指数函数(解析版)

第五讲指数及指数函数【套路秘籍】一．根式1.根式的概念2.两个重要公式①na n＝⎩⎨⎧a(n为奇数)，|a|＝⎩⎪⎨⎪⎧a(a≥0)，－a(a<0)(n为偶数)；②(na)n＝a(注意a必须使na有意义)．二．有理指数幂(1)分数指数幂的表示①正数的正分数指数幂是mna＝na m(a>0，m，n∈N*，n>1)；②正数的负分数指数幂是mna＝1mna＝1na m(a>0，m，n∈N*，n>1)；③0的正分数指数幂是0,0的负分数指数幂无意义．(2)有理指数幂的运算性质①a s a t＝a s＋t(a>0，t，s∈Q)；②(a s)t＝a st(a>0，t，s∈Q)；③(ab)t＝a t b t(a>0，b>0，t∈Q)．三．指数函数的图象与性质（1）指数函数的定义一般地，函数y ＝a x(a >0，a ≠1)叫做指数函数，函数的定义域是R . （2）指数函数的图象与性质R 【套路修炼】考向一指数的运算【例1】计算化简(1)(12)−1+823+(2019)0= .（2）(278)13−(30.5)2+(0.008)−23×425=______．（3）已知x 12+x −12=3，求下列各式的值： ①x +x−1；②x 2+x−2；③x 32−x−32x 12−x −12.【答案】（1）7 （2）52 （3）－6a b（4）①7②47③8【解析】(1)(12)−1+823+(2019)0=2+4+1=7（2）(278)13−(30.5)2+(0.008)−23×425，=(32)3×13−312×2+(15)3×(−23)×425 =32−3+4=52．（3）①因为x 12+x −12=3，所以(x 12+x −12)2=x +2+x −1=9,即x +x −1=7.②因为x +x −1=7所以(x +x −1)2=x 2+2x ⋅x −1+x −2=x 2+2+x −2=49，即x 2+x −2=47. ③x 32−x−32x 12−x −12=(x 12)3−(x−12)3x 12−x −12=(x 12−x−12)(x+1+x −1)x 12−x −12=x +1+x −1=8.【举一反三】1．0.027−13−(−16)−2+2560.75+(125729)−13+(59)−1−729−16＝__________.【答案】31 【解析】原式＝0.3−1−36+25634−(125729)−13+95−93×(−16)=103−36+43−95+95−13=31.故答案为：312．化简：(√3+√2)2015×(√3−√2)2016＝_________________________________. 【答案】√3−√2【解析】(√3+√2)2015×(√3−√2)2016 =[(√3+√2)(√3−√2)]2015×(√3−√2)=√3−√2. 故答案为：√3−√23．(0.25)12−[−2×(37)0]2×[(-2)3]43+(√2-1)-1-212＝________．【答案】−1252【解析】原式=(14)12−(−2)2×(−2)4√2−1√2=12−4×16+(√2−1)−√2 =12−4×16+(√2+1)−√2 =−1252，故答案为−1252.4.已知x ＋x －1＝3，则3322xx的值为．【答案】 2 5 【解析】11222()x x ＝x ＋2＋x －1＝5，11225,xx331112222()(1)x x x x x x ＝5(3－1)＝2 5.5.已知a ，b 是方程x 2－6x ＋4＝0的两根，且a >b >0，则a －ba ＋b＝ . 【答案】55【解析】由已知得，a ＝3＋5，b ＝3－5，所以a ＋b ＝6，ab ＝4，所以⎝⎛⎭⎪⎫a －b a ＋b 2＝a ＋b －2ab a ＋b ＋2ab ＝6－246＋24＝15.因为a >b >0，所以a >b ，所以a －b a ＋b ＝55. 6．设2x＝8y ＋1，9y ＝3x －9，则x ＋y 的值为．【答案】 27 【解析】 ∵2x＝8y ＋1＝23(y ＋1)，∴x ＝3y ＋3，∵9y ＝3x －9＝32y，∴x －9＝2y ，解得x ＝21，y ＝6，∴x ＋y ＝27.7．已知a －1a＝3(a >0)，则a 2＋a ＋a －2＋a －1的值为．【答案】 11＋13【解析】由a －1a＝3，得⎝ ⎛⎭⎪⎫a －1a 2＝9，即a 2＋1a2－2＝9，故a 2＋a －2＝11.又(a ＋a －1)2＝a 2＋a －2＋2＝11＋2＝13，且a >0，所以a ＋a －1＝13.于是a 2＋a ＋a －2＋a －1＝11＋13.考向二指数函数的判断【例2】函数f(x)＝(a 2－3a ＋3)a x是指数函数，则有（） A ．a ＝1或a ＝2 B ．a ＝1 C ．a ＝2 D ．a>0且a ≠1 【答案】C【解析】函数f(x)＝(a 2－3a ＋3)a x 是指数函数,根据指数函数的定义得到a 2－3a ＋3=1，且a>0,解得a=1或2，因为指数函数的底数不能为1，故结果为2.故答案为：C.【举一反三】1．函数y =（a 2–3a +3）⋅a x 是指数函数，则a 的值为 A ．1或2 B ．1 C ．2 D ．a >0且a ≠1的所有实数【答案】C【解析】∵y =（a 2–3a +3）⋅a x是指数函数，∴{a 2−3a +3=1a >0且a ≠1，解得a =2．故选C ．2．函数f （x ）=（2a –3）a x 是指数函数，则f （1）= A ．8 B ．32 C ．4 D ．2【答案】D【解析】函数f （x ）=（2a-3）a x 是指数函数，∴2a-3=1，解得a=2；∴f （x ）=2x ，∴f （1）=2．故选：D ． 3．函数f (x )=(m 2−m −1)a x 是指数函数，则实数m =（） A ．2 B ．1 C ．3 D ．2或−1 【答案】D【解析】由指数函数的定义，得m 2−m −1=1，解得m =2或−1，故选D.考向三指数函数的单调性【例3】函数f (x )=51−|2x+4|的单调递增区间为（） A ．[−2,+∞) B ．[−32,+∞)C ．(−∞,−32]D ．(−∞,−2]【答案】D【解析】由题意，函数f (x )的定义域为R ，设u =g (x )=1−|2x +4|={−2x −32x +5 x >−2x ≤−2，则g (x )在(−2,+∞)上单调递减，在(−∞,−2]上单调递增，又因为y =5u 在R 上单调递增，根据复合函数的单调性，可得函数f (x )的单调递增区间为(−∞,−2].【举一反三】 1.函数f （x ）=e −x 2+4x−9的单调递增区间是（）A ．(−2,+∞)B ．(2,+∞)C ．(−∞,−2)D ．(−∞,2)【答案】D【解析】因为y =e x ，是指数函数，是增函数，y =−x 2+4x −9是开口向下的二次函数，所以x ＜2时，二次函数y =−x 2+4x −9是增函数，x ＞2时，y =−x 2+4x −9是减函数，由复合函数的单调性可知：函数f （x ）=e −x 2+4x−9的单调递增区间是（−∞，2）．故选：D ．2.函数f (x )＝4x－2x ＋1的单调增区间是________．【答案】 [0，＋∞)【解析】设t ＝2x (t >0)，则y ＝t 2－2t 的单调增区间为[1，＋∞)，令2x ≥1，得x ≥0，又y ＝2x在R 上单调递增，所以函数f (x )＝4x －2x ＋1的单调增区间是[0，＋∞)．3．若函数f (x )＝a|2x －4|(a >0，a ≠1)满足f (1)＝19，则f (x )的单调递减区间是________．【答案】 [2，＋∞)【解析】由f (1)＝19，得a 2＝19，所以a ＝13或a ＝－13(舍去)，即f (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13|2x －4|.由于y ＝|2x －4|在(－∞，2]上单调递减，在[2，＋∞)上单调递增，所以f (x )在(－∞，2]上单调递增，在[2，＋∞)上单调递减．考向四指数函数的定义域和值域【例4】（1）函数y =√4−2x 的定义域为_______．（2）设函数f （x ）=√4−4x ，则函数f （x4）的定义域为。

高考数学专题07指数与指数函数(含解析)理(2021年整理)

应利用指数函数的单调性进行合理转化求解，同时要特别注意底数a的取值范围，并当底数不确定时进行分类讨论．
2．指数函数的综合问题
要把指数函数的概念和性质同函数的其他性质（如奇偶性、周期性)相结合，同时要特别注意底数不确定时，对底数的分类讨论。
典例5函数的图象
A．关于原点对称B．关于直线y=x对称
C．关于x轴对称D．关于y轴对称
即无论在y轴的左侧还是右侧，底数按逆时针方向变大。
【注】速记口诀：
指数增减要看清，抓住底数不放松;
反正底数大于0，不等于1已表明；
底数若是大于1，图象从下往上增；
底数0到1之间，图象从上往下减；
无论函数增和减，图象都过(0,1)点．
3．有关指数型函数的性质
（1)求复合函数的定义域与值域
形如的函数的定义域就是的定义域)D．(1,2）
4．已知a=0。80。7，b=0。80。9，c=1.20。8，则a，b，c的大小关系是
A．a＞b＞cB．b＞a＞c
C．c＞b＞aD．c＞a＞b
5．设函数则满足的的取值范围是
A． B．
C． D．
6．已知函数，、、 ,且，，，则
的值
A．一定等于零B．一定大于零
C．一定小于零D．正负都有可能
7．已知函数f(x）=｜2x－1|，a<b<c且f(a）>f（c）〉f(b），则下列结论中，一定成立的是
A．a<0，b〈0,c<0B．a〈0，b≥0，c〉0
C．2－a〈2cD．2a＋2c<2
8．已知定义在上的函数 ( 为实数)为偶函数，记
，则的大小关系为
当x=2时f(x）取得最大值f（2）=2a2－4=10,即a2=7,

人教A版数学必修一6、指数式与指数函数.docx

高中数学学习材料马鸣风萧萧*整理制作指数与指数函数考点分解：1、理解有理数指数幂的含义，掌握幂的运算法则，能进行根式的化简。

2、理解指数函数的含义，解其单调性，能用单调性比较大小，求最值。

3、能进行指数函数的图像变换。

4、合函数的单调性和值域。

知识梳理：1、根式11a a （式中0a >）的分数指数幂形式为（） A 43a - B 43a C 34a - D 34a 2、若12a <，则化简24(21)a -的结果是（） A 21a - B 21a -- C 12a - D 12a --3、值域为()0,+∞的函数是（）A 21y x x =--B 11()3x y -=C 1321x y -=+ D 24y x =- 4、123()4a -=，144()3b =，343()2c -=则,,a b c 的大小顺序是（） A c a b << B c b a << C b a c << D b c a <<5、得到函数13()3x y =⨯的图象，可以把函数1()3xy =的图象（）A 向左平移3个单位长度B 向右平移3个单位长度C 向左平移1个单位长度D 向右平移1个单位长度 6、函数223()13x y -=⨯+过定点知识归纳：1、幂的运算性质：① ② ③2、指数式化简的原则：①先确定符号 ②化负指数为正指数 ③化根式为分数指数幂 ④化小数为分数 ⑤注意运算的先后顺序3、指数函数的图像与性质：经典例题：例1、求值：（1）6323 1.512⨯⨯；（2）433331733246339--+ 例2、对于函数2()()21x f x a a R =-∈+ （1）探索函数()f x 的单调性；（2）是否存在实数a ，使函数()f x 为奇函数？例3、若函数()y f x =满足以下条件：①对于任意的,x R y R ∈∈，恒有()()()f x y f x f y +=⋅；②()0,x ∈+∞时，()()1,f x ∈+∞.（1）求(0)f 的值；（2）求证()()(()0)()f x f x y f y f y -=≠.方法小结：巩固练习：1、a ＜0，则( )A.2a ＞()a ＞(0.2)aB.(0.2)a ＞()a ＞2aC.()a ＞(0.2)a ＞2aD.2a ＞(0.2)a ＞()a2、若{}|2x M y y ==,{}|1N x y x ==-则M N = ( )A {}|1y y >B {}|1y y ≥C {}|0y y >D {}|0y y ≥3、已知2222x x -+=且1x >则22x x --= （）A 2或-2B -2C 6D 24、使不等式31220x -->成立的x 的取值范围是（） A 2,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭ B 3,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭ C 1,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭ D 1,3⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭5、已知函数121,02,0()x x x x f x -->≤⎧=⎨⎩，则1(())9f f = （） A 4 B 14 C 4- D 14- 6、函数91()3x x f x -=的图象（） A 关于原点对称， B 关于直线y x =对称C 关于x 轴对称D 关于y 轴对称7、11－230＋7－210＝( ) A.6＋2－2 5B.2－ 6C.6－ 2 D ．25－6－ 2 8、若关于x 的方程323()25x a a +=-有负数根，则实数a 的取值范围是（） A ()2,5,3⎛⎫-∞-+∞ ⎪⎝⎭ B ()3,5,4⎛⎫-∞-+∞ ⎪⎝⎭ C 2,53⎛⎫- ⎪⎝⎭ D 23,34⎛⎫- ⎪⎝⎭9、函数()12x f x =-的值域为__________.10、方程21124x -=的解x =__________. 11、已知2323x =-++，x __________{}6|,a b a b Q +∈.(填∈、∉)12、已知函数4()42xx f x =+，则(5)(4)(0)(6)f f f f -+-+++= . 13、已知f (x )＝e x －e －x ，g (x )＝e x ＋e －x(e ＝2.718…)．(1)求[f (x )]2－[g (x )]2的值；(2)设f (x )f (y )＝4，g (x )g (y )＝8，求g (x ＋y )g (x －y )的值．14、已知()x x f x a a-=-（其中1a >，x R ∈）（1）判断并证明()f x 的奇偶性与单调性；（2）若22(23)()0f x x f m x x -++-->对任意的[]0,1x ∈均成立，求实数m 的取值范围.15、定义域为R 的奇函数f(x)满足f(x)＝f(x-2k)(k ∈Z ),且当x ∈(0,1)时,. (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;(3)当m 取何值时,方程f(x)＝m 在(0,1)上有解.16、已知函数f (x )＝(13)x ，x ∈[－1,1]，函数g (x )＝f 2(x )－2af (x )＋3的最小值为h (a )．(1)求h (a )；(2)是否存在实数m ，n ，同时满足以下条件：①m >n >3；②当h (a )的定义域为[n ，m ]时，值域为[n 2，m 2]．若存在，求出m ，n 的值；若不存在，说明理由．（12分）参考答案1-----12 CCBBBDDABACD13 [)0,1 14 12- 15 ∈ 166 17 （1） 6. （2） 018 (1)任意实数a ，()f x 是定义域上的增函数；(2)存在实数a =1，使函数()f x 为奇函数19(1)[f (x )]2－[g (x )]2＝[f (x )＋g (x )]·[f (x )－g (x )]＝2·e x ·(－2e －x )＝－4e 0＝－4.(2)f (x )f (y )＝(e x －e －x )(e y －e －y )＝e x ＋y ＋e －(x ＋y )－e x －y －e －(x －y )＝g (x ＋y )－g (x －y )＝4 ①同法可得g (x )g (y )＝g (x ＋y )＋g (x －y )＝8. ②解由①②组成的方程组得，g (x ＋y )＝6，g (x －y )＝2.∴g (x ＋y )g (x －y )＝62＝3.20 （1）()f x 是奇函数且单调递增；证明略.（2）m 的取值范围()1,+∞.21 （1）(0)1f =.（2）证明略.22(1)因为x ∈[－1,1]，所以(13)x ∈[13，3]．设(13)x ＝t ，t ∈[13，3]，则g (x )＝φ(t )＝t 2－2at ＋3＝(t －a )2＋3－a 2.当a <13时，h (a )＝φ(13)＝289－2a 3；当13≤a ≤3时，h (a )＝φ(a )＝3－a 2；当a >3时，h (a )＝φ(3)＝12－6a .所以h (a )＝⎩⎪⎨⎪⎧ 289－2a 3 (a <13)3－a 2 (13≤a ≤3)12－6a (a >3).(2)因为m >n >3，a ∈[n ，m ]，所以h (a )＝12－6a .因为h (a )的定义域为[n ，m ]，值域为[n 2，m 2]，且h (a )为减函数，所以⎩⎪⎨⎪⎧12－6m ＝n 212－6n ＝m 2，两式相减得6(m －n )＝(m －n )(m ＋n )，因为m >n ，所以m －n ≠0，得 m ＋n ＝6，但这与“m >n >3”矛盾，故满足条件的实数m ，n 不存在．。

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第七节指数与指数西数［知识能否忆起］一、根式 1.根式的概念根式的概念符号表示备注如果x"=a,那么x叫做a的n次方根」一一一n>l 且nWN* 当n是奇数时，正数的n次方根是一个正数，负数的n次方根是一个负数零的n次方根是零当n是偶数吋，正数的n次方根有两个，这两个数互为相反数土(a>0) 负数没有他次方根2.两个重要公式n为奇数,a a^O , —(2)(茁)Ja (注意a必须使茁冇意义).八n为假数；—a a<0 ,二、有理数指数幕1.幕的冇关概念(1)正分数指数幕：a^=^/a；(a>0, m, neN\ Kn>l)；(3)0的正分数指数幕等于0, 0的负分数指数幕没有意义.2.有理数指数幕的性质(l)a r a3=a r+s(a>0, r, sWQ)； (2) (a r)s=a rs(a>0, r, sWQ)； (3) (ab)r=a r b r(a>0, b>0, r^Q).三、指数函数的图彖和性质函数y=a x (a>0，且a7^1)图象0<a<l a>l(0,1)图象特征在x轴上方,过定点(0, 1)性质定义域R值域(0, +°°)单调性减函数增函数函数值变化规律当x>0 时,y>l当x<0 时，y>l；当x>0 时,0<y<l 当x〈0ll寸，0<y<l；(2)负分数指数幕: (a>0, m, neN\ 且n>l)；m 1 1当x = 0 时，y = l［小题能否全取］1.化简［(一2)%—(一1)°的结果为()A. -9B. 7C. 一10D. 92.函数f(x)=«E的定义域是()A. (一8, 0]B. [0, +°°)C. (一8, 0)D. (一8, 4-co)3.已知函数f(x)=4 + a-1的图象恒过定点P，则点P的处标是( )A. (1,5)B. (1,4)C. (0,4)D. (4,0)4.若函数y= (a2—3a+3) • a x是指数函数，则实数a的值为___________ •5.若函数y=(a2-l)x在(一I +-)上为减函数，则实数a的取值范围是_________________1.分数指数幕与根式的关系：分数指数幕少根式可以相互转化，通常利用分数指数幕的意义把根式的运算转化为幕的运算，从而简化计算过程.2.指数函数的单调性是由底数a的大小决定的，因此解题时通常对底数a按0<a<l和a>l进行分类讨论.指数式的化简与求值石典题导入［例1］化简下列各式(其中各字母均为正数).2 1 1 13—•h ——•a——•D-3 2 2 3(1)—: -------------------咅由题悟法指数式的化简求值问题，要注意与具他代数式的化简规则相结合，遇到同底数幕相乘或相除，可依据同底数幕的运算规则进行，一般情况下，宜化负指数为正指数，化根式为分数指数幕.对于化简结果，形式力求统一.3以题试法1.计算：Q4ab i 3(1) (0. 027) 0⑵1 •0. r2 a3b-3 -指数两数的图象及应用占典题导入［例2］函数y = a“一a(a>0, FUHl)的图彖可能是( )2l由题悟法1.与指数函数冇关的函数的图彖的研究，往往利川相应指数函数的图彖，通过平移、对称变换得到其图彖.2.一些指数方程、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.3以题试法2.⑴在同一坐标系屮，函数y=2*与y=g)的图象Z间的关系是()A.关于y轴对称B.关于x轴对称C.关于原点对称D.关于肓线y = x对称(2)方程2x=2-x的解的个数是 __________ .指数函数的性质及应用盂典题导入［例3］已知函数f(x)=^|xHa.则函数f(x)的单调递增区间为_______________ ，单调递减区间为»> —题多变9在木例条件下，若f(x)的最人值等右，则3 =2由题悟法求解与指数函数冇关的复合瓯数问题，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，最终将问题归纳为内层畅数相关的问题加以解决.3以题试法3.(1)已知a=2匕b=0.402, c = 0. 40 6,则( )A. a>b>cB. a>c>bC. c>a>bD. b>c>a (2)已知函数f(x)=e lx-al (a为常数).若f(x)在区间［1, +9)上是增函数,则a的取值范围是』题型技法点拨——快得分”系列Z (-)换元法解决与指数函数有关的最值问题［典例「函数y=G)—1在X丘［―3,2］上的值域是________________----------- ［高手支招］----------------------------------------------------「111.解答本题可利用换元法，即令t=U，把函数化为y=〃一t + 1,其中8j,然后求在这个闭区间上的二次函数的最大值和最小值即可确定函数的值域.2.对于含才、屮的表达式，通常可以令t=『进行换元，但换元过程中一定要注意新元的范围，换元后转化为我们熟悉的一元二次关系.针対训练若0<a<l,函数y = a2x+2a x—1在［―1, 1］上的最大值是14,则a的值为____________A蠹全员必做题1 .下列函数小值域为正实数集的是()A. y=-5xB. 丫=同—C. y= 丫㈤一】D-2.已知 f (x) =2X+2_X,若 f (a) =3,则f(2a)等于( )A. 5B. 7C. 9D. 114.已知f(x)=3i(2WxW4, b为常数)的图象经过点(2,1),则f(x)的值域()A. [9,81]B. [3,9]C. [1,9]D. [1, +5.设函数 f (x) =a x (a>0,且aHl), f (2) =4,贝ij( )A. f(-2)>f(-l)B. f(-l)>f(-2)C. f(l)>f(2)D. f(-2)>f(2)6.若(2m+1)7> (m L，+m—1)7,则实数m的取值范|韦1是()8.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),贝!J m、n的大小关系为9.若函数f (x) =a 2x_, (a>0, a^l).R f (1) =9.则f (x)的单调递减区间是________________ .10.求下列函数的定义域和值域.11.函数f(x)=a x(a>0,且狞1)在区间［1,2］上的最大值比最小值大自求a的值.12.函数y = lg(3-4x+x2)的定义域为M,当x^M时,求f (x) =2x+2~3X4x的最值.B 轟重点选做题1. 函数f (x) =a x+11 (a>0, aHl)的值域为［1, +°°),则f(—4)与f ⑴的关系是() A. f(-4)>f(l) B. f(-4)=f(l) C. f(-4)<f(l) D.不能确定2. 己知函数f (x) = |2X —11, a<b<c, M f (a) >f (c)>f (b),则下列结论中，一定成立的是 ①a 〈0, b<0, c<0；②a<0, bMO, c>0； @2"a <2c ；④2a +2c <2.3. 已知函数 f(x) = (-)av2-4v+3.3⑴若a=-l,求f(x)的单调区间;(2)若f(x)有最大值3,求a 的值.①0<b<a ；②a<b<0；③0<a0, aHl)的单调区间和值域.1.已知实数a,下列五个关系式:b 满足等式第七节指数与指数函数［小题能否全取］1 选 B 2.选 A 3.选 A 4.案：25.(一也，-1)U(1,迈)指数式的化简•求值石典题导入［例1］⑴原式(2)原式=100.d3以题试法1.计算：⑴原式=-45. (2)原式=务.指数函数的图象及应用矗典题导入［例2］选C.缶以题试法2.答案：(1)A (2)1指数函数的性质及应用厶 »> —题多变3以题试法 3.答案：(1)A (2)(—1］寸=8时，ymax = 57.所以函数y 的值域为才，57 .［答案］1 3 「31丨当时ymin 盲；当t = 8时，y max = 57.^案为打，57」.针对训练答案：彳人级全员必做题］.选B 2.选B 3.选B 4.选C 5.选A 6.选D 7.案：2 12.最大值为寻，f(x)没有最小值.重点选做题1.选A2.答案：④3.即函数f(x)的递增区间是［-2, +8),递减区间是(-8, -2).(2)即当f(x)有最大值3时，a 的值等于1.|教饶备选砥v1•选 B 2. Va x >0, •••函数值域是［-2, +8).典题导入［例3］［答案］(一8, 0］［0, +oo)［常规解法］厂〔少一(分+1「3［巧思妙解］因为x€［-3,2］,若令t =nL 4S8.答案:m>n9.答案：(一8, 2］10.⑴值域为*，+ 8)、 1、3⑵ 值域为［0, + °°). 11.综上可知，a=㊁或a=^32+才，因为 x€[-3,2],—、根式1. 根式的概念2. 两个重要公式(2)(需)"=纟(注意a 必须使需有意义).二、有理数指数幕1 •幕的有关概念(1) 正分数指数幕：普=肃％>0,加,“GN*, 一且刃>1)； (2)负分数指数帚：a-*=+［=-■—(a>0, m,且刃>1)；(3) 0的正分数指数幕等于0.0的负分数指数幕没冇意义. 2.有理数指数幕的性质(l)aa=a +s(a>0f r, sWQ)；⑵(疔=幼>0,厂，WQ)； ⑶(〃)'=鉉(a>0, b>0,胆Q).三、指数函数的图象和性质⑴於匚幺(d$0),—G (Q <0),刃为奇数, "为偶数；第七节指数与指数函数［知识能否忆起］[小题能否全取]1 •(教材习题改编)化简[(一2崩一(一1)°的结果为()A. -9B. 7C. -10D. 9解析：选B原式=(2专一1=7.2.(教材习题改编)函数/任)=小二〒的定义域是()A. (一8, 0]B. [0, +°°)C. (―°°, 0)D. (―°°, +°°)解析：选A Vl-2v>0, ・・・2'W1, ・・・xW0.3・已知函数Av)=4+^Y_1的图彖恒过定点P,则点尸的坐标是( )A. (1,5)B. (1,4)C. (0,4)D. (4,0)解析：选A当兀=1时，y(x) = 5.4.若函数y=(a1 2-3a+3)-a x是指数函数，则实数。