2013暑期高一第5讲 指数与指数函数.目标班
高一第5讲 指数与指数函数(J教师版)
3 2
1 4
3 2
1 2
1 2
题型二
例3
指数函数的图象及应用
1 a, a a (1)若 a<0,则 2 ,( ) 0.2 的大小顺序是________. 2
x
2 1 , , 3,π},则图 2 2 象 C1、C2、C3、C4 对应的函数的底数依次是______、________、________、________. (2)下图的曲线 C1、C2、C3、C4 是指数函数 y=a 的图象,而 a∈{
2
例2
已知 10 3 1
1 2
1 3
3 2 - 4
=
1 3
4 4 ( 10 )( 10 ) =(2 2 )( 16 3) = 解:原式= 2
1 4
课堂小结:指数幂的化简与求值的原则及结果要求 1.化简原则:(1)化负指数为正指数;(2)化根式为分数指数幂;(3)化小数为分数; (4)注意运算的先后顺序. 2.结果要求:(1)若题目以根式形式给出,则结果用根式表示;(2)若题目以分数指数幂的 形式给出,则结果用分数指数幂表示;(3)结果不能同时含有根号和分数指数幂,也不能既
a 1 a 答:∵f(x) 是 R 上的单调递增函数,∴ 4 0 ,解得 4 a 8 ,选 C. 2 a 4 2 a 2 2 x2 2 x (2)函数 y ( ) 的单调减区间为 5 答: 2, 1 .
课堂练习 5:若函数 f(x)= 2 围。 答: -, 4 . 例 7(奇偶性) 已知函数 f(x)=
x x
课堂练习 4: ( 2011 湖 南 高 考 题 ) 已 知 函 数 f ( x) e 1, g ( x) x 4x 3, 若 有
高一数学《指数函数》优秀教案(优秀5篇)
高一数学《指数函数》优秀教案(优秀5篇)(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种类型的经典范文,如工作资料、求职资料、报告大全、方案大全、合同协议、条据文书、教学资料、教案设计、作文大全、其他范文等等,想了解不同范文格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, this shop provides you with various types of classic model essays, such as work materials, job search materials, report encyclopedia, scheme encyclopedia, contract agreements, documents, teaching materials, teaching plan design, composition encyclopedia, other model essays, etc. if you want to understand different model essay formats and writing methods, please pay attention!高一数学《指数函数》优秀教案(优秀5篇)作为一名优秀的教育工作者,时常要开展教案准备工作,教案有助于顺利而有效地开展教学活动。
第五讲+指数与指数函数 课件——2025届高三数学一轮复习
要特别注意应分 a>1 与 0<a<1 来研究.
考点一 指数幂的运算
1.化简 3 ab2 a2b2 (a,b 为正数)的结果是( 11 3 b (a6b4 )4
b2 A.a2
B.a2b2
a2 C.b2
) D.ab
12
78
解析:原式= a3b3 1
a2b2
2
a 3b3
21
=a2b2.故选
B.
2025年高考一轮总复习
第二章 函数、导数及其应用
第五讲 指数与指数函数
1.根式 (1)一般地,如果 xn=a,那么 x 叫做 a 的 n 次方根,其中 n>1, 且 n∈N*.
(2)式子n a叫做根式,其中 n 叫做根指数,a 叫做被开方数.
(3)(n a)n=a.当 n 为奇数时,n an=a;当 n 为偶数时,n an= |a|=a-,aa,≥a0<,0.
4.指数函数y=ax(a>0,且 a≠1)的图象与性质
底数
a>1
0<a<1
图象
性质
定义域为 R,值域为(0,+∞) 图象过定点(0,1)
(续表)
底数
a>1
当 x>0 时,y>1;
性质 当 x<0 时,0<y<1
在定义域 R 上为增函数
0<a<1 当 x>0 时,0<y<1; 当 x<0 时,y>1 在定义域 R 上为减函数
考点二 指数函数的图象
[例 1](1)(多选题)若函数 y=ax+b-1(a>0,且 a≠1)的图象经
过第一、三、四象限,则下列选项中正确的有( )
A.a>1
高一数学《指数函数》优秀教案(优秀5篇)-最新
高一数学《指数函数》优秀教案(优秀5篇)作为一名优秀的教育工作者,时常要开展教案准备工作,教案有助于顺利而有效地开展教学活动。
写教案需要注意哪些格式呢?它山之石可以攻玉,下面为您精心整理了5篇《高一数学《指数函数》优秀教案》,我们不妨阅读一下,看看是否能有一点抛砖引玉的作用。
高一数学《指数函数》优秀教案篇一一、教学目标:1、知识与技能(1)理解指数函数的概念和意义;(2)与的图象和性质;(3)理解和掌握指数函数的图象和性质;(4)指数函数底数a对图象的影响;(5)底数a对指数函数单调性的影响,并利用它熟练比较几个指数幂的大小(6)体会具体到一般数学讨论方式及数形结合的思想。
2、情感、态度、价值观(1)让学生了解数学来自生活,数学又服务于生活的哲理。
(2)培养学生观察问题,分析问题的能力。
二、重、难点:重点:(1)指数函数的概念和性质及其应用。
(2)指数函数底数a对图象的影响。
(3)利用指数函数单调性熟练比较几个指数幂的大小。
难点:(1)利用函数单调性比较指数幂的大小。
(2)指数函数性质的归纳,概括及其应用。
三、教法与教具:①学法:观察法、讲授法及讨论法。
②教具:多媒体。
四、教学过程:第一课时讲授新课指数函数的定义一般地,函数(0且≠1)叫做指数函数,其中是自变量,函数的定义域为R。
提问:在下列的关系式中,哪些不是指数函数,为什么?(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(1,且)小结:根据指数函数的定义来判断说明:因为0,是任意一个实数时,是一个确定的实数,所以函数的定义域为实数集R。
若0,如在实数范围内的函数值不存在。
若=1,是一个常量,没有研究的意义,只有满足的形式才能称为指数函数,不符合我们在学习函数的单调性的时候,主要是根据函数的图象,即用数形结合的方法来研究。
先来研究的情况。
下面我们通过用计算机完成以下表格,并且用计算机画出函数的图象。
再研究,01的情况,用计算机完成以下表格并绘出函数的图象。
高一数学指数函数教案汇总6篇
高一数学指数函数教案汇总6篇高一数学指数函数教案汇总6篇教案对于老师是重要的。
学习可以说很枯燥,记公式做题,做大量的类型题。
这时候,如果教师有一份明确的说课稿,将会大大提升教学效率,下面小编给大家带来关于高一数学指数函数教案,希望会对大家的工作与学习有所帮助。
高一数学指数函数教案篇1教学目标:(1)知识与技能:了解集合的含义,理解并掌握元素与集合的“属于”关系、集合中元素的三个特性,识记数学中一些常用的的数集及其记法,能选择自然语言、列举法和描述法表示集合。
(2)过程与方法:从圆、线段的垂直平分线的定义引出“集合”一词,通过探讨一系列的例子形成集合的概念,举例剖析集合中元素的三个特性,探讨元素与集合的关系,比较用自然语言、列举法和描述法表示集合。
(3)情感态度与价值观:感受集合语言的意义和作用,培养合作交流、勤于思考、积极探讨的精神,发展用严密谨慎的集合语言描述问题的习惯。
教学重难点:(1)重点:了解集合的含义与表示、集合中元素的特性。
(2)难点:区别集合与元素的概念及其相应的符号,理解集合与元素的关系,表示具体的集合时,如何从列举法与描述法中做出选择。
教学过程:【问题1】在初中我们已经学习了圆、线段的垂直平分线,大家回忆一下教材中是如何对它们进行定义的[设计意图]引出“集合”一词。
【问题2】同学们知道什么是集合吗请大家思考讨论课本第2页的思考题。
[设计意图]探讨并形成集合的含义。
【问题3】请同学们举出认为是集合的例子。
[设计意图]点评学生举出的例子,剖析并强调集合中元素的三大特性:确定性、互异性、无序性。
【问题4】同学们知道用什么来表示一个集合,一个元素吗集合与元素之间有怎样的关系[设计意图]区别表示集合与元素的的符号,介绍集合中一些常用的的数集及其记法。
理解集合与元素的关系。
【问题5】“地球上的四大洋”组成的集合可以表示为{太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋},“方程(x-1)(x+2)=0的所有实数根”组成的集[设计意图]引出并介绍列举法。
《指数函数》说课稿优秀3篇
《指数函数》说课稿优秀3篇(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种类型的经典范文,如工作报告、总结计划、心得体会、演讲致辞、策划方案、合同协议、条据文书、教学资料、作文大全、其他范文等等,想了解不同范文格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!Moreover, our store provides various types of classic sample essays, such as work reports, summary plans, insights, speeches, planning plans, contract agreements, documentary evidence, teaching materials, complete essays, and other sample essays. If you would like to learn about different sample formats and writing methods, please pay attention!《指数函数》说课稿优秀3篇作为一名专为他人授业解惑的人·民教师,通常需要准备好一份说课稿,说课稿有助于顺利而有效地开展教学活动。
高一数学指数函数教案
高一数学指数函数教案教案标题:高一数学指数函数的引入与性质一、教学目标1. 了解指数函数的定义及性质,能够正确运用指数函数的概念。
2. 掌握指数函数的图像与性质,能够正确画出指数函数的图像。
3. 能够解决实际问题中涉及指数函数的应用。
二、教学重点与难点1. 教学重点:指数函数的定义、性质以及图像特征。
2. 教学难点:指数函数的变化趋势与不同指数函数之间的比较。
三、教学准备投影仪、电脑、教学PPT、教材、黑板、粉笔等。
四、教学过程步骤内容方法时间分配导入与引入 1.引入指数函数的概念,介绍指利用PPT与实 5分钟数函数的定义。
例进行讲解。
2.给出一些简单的实际问题,引导学生思考与讨提问与讨论论。
答疑解惑概念与性质 1.给出指数函数的一般形式,以及利用PPT进行 10分钟的学习与探索它的定义和性质。
讲解与案例分析2.引导学生通过变换 a、b的分组讨论与值,观察函数图像的变化。
讨论绘制指数函数 1.以具体的例子进行图像绘制。
利用PPT 与实 15分钟图像 2.讲解如何绘制指例进行讲解与举一反三数函数的图像,分析图像的多方向训练特点。
3.让学生自行绘制不同指数函数的图像。
指数函数的性质 1.给出指数函数的性质,包括数利用PPT与实 15分钟字域、值域、增减性等。
例进行讲解与举一反三2.通过实例演示如何求解方多方向训练程。
3.让学生自行解决实际问题。
实际问题的应用 1.选取一些实际问题,引导学生思提问与解答 15分钟考与解决问题。
讨论与解决2.针对不同类型的实际问题,案例分析与分组讨论与解决。
讨论与解决归纳与总结 1.对本节课学习的内容进行归纳与总结小组讨论与理进步 2.提醒学生复习与巩固所学总结的知识点,为下一节课的学习做准备。
五、板书设计指数函数的概念与定义y = a^x性质:1.函数的定义域与值域2.函数的图像特征(增减性,极限)3.实际问题的应用六、教学反思通过本节课的教学,学生对于指数函数的概念、定义及性质有了一定的了解,并能够正确运用指数函数的概念。
高一数学指数函数教案
高一数学指数函数教案教案标题:高一数学指数函数教案教案目标:1. 理解指数函数的概念和性质。
2. 掌握指数函数的基本运算法则。
3. 能够应用指数函数解决实际问题。
4. 培养学生的逻辑思维和问题解决能力。
教学重点:1. 指数函数的定义和性质。
2. 指数函数的图像和变化规律。
3. 指数函数的运算法则。
4. 指数函数在实际问题中的应用。
教学难点:1. 掌握指数函数的运算法则,特别是指数幂的运算。
2. 能够熟练应用指数函数解决实际问题。
教学准备:1. 教师准备:教学课件、教学素材、教学工具等。
2. 学生准备:教材、笔记本、计算器等。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 利用一道趣味数学题目或实际问题引发学生对指数函数的兴趣和思考。
二、概念讲解(15分钟)1. 通过示意图和实例,引导学生理解指数函数的定义和性质。
2. 引导学生发现指数函数的特点和变化规律。
三、图像分析(20分钟)1. 利用教学课件展示指数函数的图像,引导学生观察和分析图像的特点。
2. 引导学生发现指数函数的增减性、奇偶性、单调性等性质。
四、运算法则(20分钟)1. 介绍指数函数的运算法则,包括同底数相乘、相除、幂运算等。
2. 通过练习题巩固学生对运算法则的理解和应用。
五、实际应用(20分钟)1. 通过实际问题,引导学生将指数函数应用于实际生活中的计算和解决问题。
2. 分组讨论和展示解决问题的方法和过程。
六、课堂练习(15分钟)1. 给学生一些练习题,巩固他们对指数函数的理解和运用能力。
2. 针对学生的不同水平,提供不同难度的练习题,以满足不同层次的学生需求。
七、作业布置(5分钟)1. 布置适量的作业,要求学生练习指数函数的运算和应用。
教学反思:1. 教学过程中,要注重激发学生的学习兴趣,增强他们对数学的实际应用能力。
2. 针对学生的不同水平和需求,提供个性化的教学辅导和巩固练习。
3. 教学过程中,要注重培养学生的合作意识和解决问题的能力,通过小组合作和展示,促进学生之间的互动和交流。
高三数学教案 指数与指数函数
指数与指数函数一.基础知识 1.幂的有关概念(1)正整数指数幂)(*∈⋅⋅⋅⋅=N n a a a a a n n个(2)零指数幂)0(10≠=a a(3)负整数指数幂()10,n n a a n N a-*=≠∈(4)正分数指数幂()0,,,1m nm na a a m n N n *=>∈>;(5)负分数指数幂()10,,,1m nm nmnaa m n N n a a-*==>∈>(6)0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义. 2.有理数指数幂的性质()()10,,r s r s a a a a r s Q +=>∈ ()()()20,,sr rs a a a r s Q =>∈ ()()()30,0,rr r ab a b a b r Q =>>∈3.根式的内容(1)根式的定义:一般地,如果a x n=,那么x 叫做a 的n 次方根,其中()*∈>N n n ,1,na 叫做根式,n 叫做根指数,a 叫被开方数。
(2)根式的性质: ①当n 是奇数,则a a n n =;当n 是偶数,则⎩⎨⎧<-≥==00a aa a a a n n②负数没有偶次方根, ③零的任何次方根都是零4指数函数y=a x名称 指数函数一般形式 y =a x (a>0且a≠1)定义域 (-∞,+ ∞) 值域 (0,+ ∞)过定点 (0,1) 图象单调性 a> 1,在(-∞,+ ∞)上为增函数0<a<1, 在(-∞,+∞)上为减函数值分布 当时且0,1>>x a y>1 当时且0,10><<x a 0<y<1时且0,1<>x a 0<y<1 时且0,10<<<x a y>15.记住常见指数函数的图形及相互关系二、题型剖析1.指数化简和运算 例1.计算下列各式①30312)26()03.1(2323)661()41(-⋅--+++-②)0,0()21(24833323323134>>⨯-÷++⋅-b a a ab aab b b a a 思维分析:式子中既有分数指数、又有根式,可先把根式化成分数指数幂,再根据幂的运算性质进行计算。
高一指数与指数函数
年级 高一学科数学内容标题 指数与指数函数 编稿老师丁学锋一、学习目标1. 掌握指数函数的概念、图象和性质.2. 能由指数函数图象探索并理解指数函数的性质.3. 掌握对指数函数性质的灵活应用.二、重点、难点重点:指数函数的概念和性质以及对指数函数性质的理解与应用.难点:用数形结合的方法从具体到一般地探索、概括指数函数的性质以及对指数函数性质的具体应用.三、考点分析这部分内容在高考中往往以基础知识的考查为主,例如数值的计算、函数值的求法、数值的大小比较等,但有时也与函数的基本性质、二次函数、方程、不等式等内容结合起来编制综合题进行考查.1. 根式⑴一般地,如果a x n=,那么x 叫做a 的n 次方根(*,1N n n ∈>),当n 为奇数时,正数的n 次方根是一个正数,负数的n 次方根是一个负数,这时a 的n 次方根记为na ;当n 为偶数时,正数的n 次方根有两个,可用符号±n a 表示,其中na 叫根式,这里的n 叫做根指数,a 叫做被开方数.⑵当n 为奇数时,a ann=;当n 为偶数时,⎩⎨⎧<-≥==0a ,a 0a ,a |a |a n n .2. 分数指数幂⑴我们规定正数的正分数指数幂的意义是:)1n ,N n ,m ,0a (a a *nmnm>∈>=且; ⑵正数的负分数指数幂的意义与负整数指数幂的意义相仿,我们规定)1,,,0(1*>∈>=-n N n m a aanm nm且;⑶0的正分数指数幂等于0;0的负分数指数幂没有意义.3. 有理数指数幂的性质 ⑴),,0(Q s r a a a as r s r∈>=+⑵),,0()(Q s r a a ars s r ∈>=⑶)Q r ,0b ,0a (b a )ab (rr r∈>>= 4. 指数函数及其性质⑴一般地,函数y =a x (a >0,a ≠1)叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义⑵一般地,指数函数y =a x 在底数a >1及0<a <1这两种情况下的图象和性质如下表所示:a >10<a <1图象性质 (1)定义域为(-∞,+∞);值域为(0,+∞) (2)过点(0,1),即x =0时,y =a 0=1 (3)若x >0,则a x >1; 若x <0,则0<a x <1 (3)若x >0,则0<a x <1; 若x <0,则a x >1(4)在R 上是增函数(4)在R 上是减函数知识点一:与指数有关的运算例1. 计算或化简下列各式(式子中的字母均为正数)⑴),()(*N n x x n n ∈<-ππ;⑵03225.03)27102(1.0)972(π-++--;⑶)()(212111----+÷-b ab a;⑷13212153332)a()a (aa ----⋅.【思路分析】题意分析:⑴对n 取正奇数或正偶数进行分类讨论;⑵对于指数幂的运算,要灵活运用性质和法则依次进行计算,⑶和⑷可先把根式化为分数指数幂,再依据运算性质进行化简. 解题过程:⑴0x ,x<π-∴π< ,当n 为正偶数时,x x x nn -=-=-πππ)(,当n 为正奇数时,ππ-=-x x n n )(.综上,⎪⎩⎪⎨⎧∈-∈-=-)(),()(**N n n x N n n x x n n为奇数,为偶数πππ.⑵原式=33410()35(13)2764()101()925(3232121232221-⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⨯-++-----)()484763316910035334103522=-++=-++=-)(. ⑶原式=22122121211121212121212111212111)()())(())(())((---------------------=-+--=+-b a b ab a b ab ab a b a bab a212111212111))((---------=---=b a ba b a b a . ⑷原式=21418521213253165211321215312332)()()(])()[()(--------⋅=⋅⋅=⋅⋅⋅a aaa a a a aa1841-=a【题后思考】①对根式nn a 的化简易忽视a 的取值范围及n 的奇偶性,当条件中没有明确指出时,应根据需要进行分类讨论.②一般地,进行含有根式指数幂的运算时,应化根式为分数指数,化负数为正数,化小数为分数,以便于进行乘除、乘方、开方运算,达到化繁为简的目的.③对于计算的结果,如果题目有特殊要求,要根据要求写出结果,一般不要求统一用什么形式来表达,但最终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.例2. 比较2,3,535的大小. 【思路分析】题意分析:因为根指数都不相同,故应先化为统一的根指数,再进行比较. 解题过程:6161231361613219)3(33,8)2(22======,3616132,98,98<<∴<即 .又101101251510110152125)5(55,32)2(22======,25,32255<∴< .综上可知,35325<<.【题后思考】①底数不同,根指数也不同的两个数比较大小,要先化为同底数或化为同指数后再作比较.②比较过程主要运用性质:若)(,0*11N n b a b a nn∈>>>则.例3. 已知2212121)2(;)1(,2---++=+a a a a a a 求.【思路分析】 题意分析:由于1a a 2121=⋅-,将已知式子平方后,即可求出1-+a a 的值.同样,将1-+a a 平方后即可求出22-+aa的值.也可由2aa 2121=+-求a 的值,进而解之.解题过程:解法一:2a a ,2222)a a (aa )1(12221211=+∴=-=-+=+---2,2222)()2(2222122=+∴=-=-+=+---a a a a a a .解法二:⑴由22121=+-aa,即21=+aa ,两边同乘以a ,得2,1,1,0)1(,01212=+∴=∴==-=+--a a a a a a a 即.⑵由⑴211,12222=+=+∴=--a a a .【题后思考】解法一注重已知条件与所求问题之间的内在联系,灵活运用整体思想解决问题,简化了运算过程.解法二较直接,要求代数式的值需先求a 的值,故由已知等式可求得,使问题迎刃而解.知识点二:指数函数及其性质的应用例4. 函数x a a a y )33(2+-=是指数函数,则a 的值为___________.【思路分析】题意分析:根据指数函数的定义⎩⎨⎧≠>=+-1,01332a a a a 且解之可得.解题过程:由xa a a y )33(2+-=是指数函数,⎩⎨⎧≠>=+-∴1,01332a a a a 且,解得⎩⎨⎧≠>=1,021a a a 且或 2=∴a .答案:2.【题后思考】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y =a x (a >0,a ≠1)这一结构,若不符合就不是指数函数.例5. 指数型函数)1,0(33≠>+=-a a a y x 恒过定点___________.【思路分析】题意分析:利用指数函数y =a x (a >0,a ≠1)恒过定点(0,1)的性质求解. 解题过程:原函数可变形为)1,0(33≠>=--a a ay x ,将y -3看做x -3的指数函数,.4,3,1303===-=-y x y x 即时,所以,)1,0(33≠>+=-a a ay x 恒过定点(3,4).【题后思考】将函数化成指数函数的形式,利用代换后的指数函数的图象恒过点(0,1)可求原函数恒过的定点.例6. 比较下列各组数的大小:⑴4124.065)65(--)与(;⑵ππ-)(1与1; ⑶212458.0--)与()(.【思路分析】题意分析:因为是两个指数幂比较大小,故解答本题时可利用指数函数的图象与性质或通过寻求第三个数,将两数进行比较. 解题过程:(1)观察函数xy )65(=.),在(∞+∞-=∴<<x y )65(,1650 上是减函数, 又∴->-,4124.04124.065)65(--<)(.(2)观察函数x y )1(π=.),在(∞+∞-=∴<<xy )1(,110ππ 上是减函数.又∴<-,0π1)1(1=>-πππ)(. (3)先观察函数x y 8.0=.),在(∞+∞-=∴<<x y 8.0,18.00 上是减函数. 又-2<0,所以,18.08.002=>-.再观察函数xy )45(=.),在(∞+∞-=∴>x y )45(,145 上是增函数. 又∴<-,0211)45()45(02=<-. 综上可知,212458.0-->)()(.【题后思考】比较幂的大小的常用方法:①对于底数相同,指数不同的两个幂的大小比较,可以利用指数函数的单调性来判断. ②对于底数不同,指数相同的两个幂的大小比较,可以利用指数函数图象的变化规律来判断.③对于底数不同,且指数也不同的两个幂的大小比较,则应通过中间值来判断. 例7. 函数)1a ,0a (a )x (f x≠>=且在区间[1,2]上的最大值比最小值大2a,求a 的值. 【思路分析】题意分析:对底数a 分“a >1”及“0<a <1”两种情况讨论,当a >1时,)(x f 在[1,2]上的最小值、最大值分别为)1(f 、)2(f ,当0<a <1时,)(x f 在[1,2]上的最小值、最大值分别为)2(f 、)1(f .解题过程:当a >1时,x a )x (f =为增函数,在]2,1[x ∈上,a )1(f )x (f ,a )2(f )x (f min 2max ====23,123)(0,0)32(,22=∴>==∴=-=-∴a a a a a a a a 或舍即. 当0<a <1时,x a x f =)(为减函数,在]2,1[∈x 上,2min max )2()(,)1()(a f x f a f x f ====,21,121)(0,0)12(,22=∴<==∴=-=-∴a a a a a a a a 或舍即 综上可知,2321==a a 或.【题后思考】(1)解答本题易忽视对底数a 的值进行分类讨论,而得出错误结果.一般地,利用指数函数x a y =的单调性解决问题时,在a 的取值不确定的情况下,应分为“a >1”及“0<a <1”两种情况进行讨论.(2)指数函数)1,0()(≠>=a a a x f x 且在闭区间[m ,n]上的单调性与最值: ①当a >1时,)(x f 在闭区间[m ,n]上单调递增,则)(x f 的最小值是)(m f ,最大值是)(n f ;②当0<a <1时,)(x f 在闭区间[m ,n]上单调递减,则)(x f 的最小值是)(n f ,最大值是)(m f .1. 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:在y 轴右侧,图象的位置是从上到下,相应的底数由大变小;在y 轴左侧,图象的位置是从下到上,相应的底数由大变小,即无论在y 轴左侧还是右侧,底数均按逆时针方向变大.2. 指数函数)1,0()1(≠>==a a ay a y xx且与的图象关于y 轴对称.(答题时间:40分钟)1. 若51)52(a -=,52)56(b -=,51)56(c -=则a ,b ,c 的大小顺序是( ) A . a >b >c B . b >a >cC . a >c >bD . c >a >b*2. 函数y =2—|x |的值域是( )A . (0,1)B . (0,1]C . (0,+∞)D . (-∞,+∞)3. 函数y =a x 在[-1,1]上的最大值和最小值的差是1,则底数a 等于( )A .251+ B .251+- C .251± D .215± 4. 当x >0时,函数f (x )=(a 2-1)x 的值总大于1,则实数a 的取值范围是( ) A . 2|a |1<<B . 1|a |<C . 1|a |>D . 2|a |>5. 函数x24x4y --=的定义域为( ) A . [4,+∞] B . (-∞,2)C . (2,4)D . (-∞,2) [4,+∞]二、填空题6. 函数f (x )=2x ,使f (x )>f (2x )成立的x 的集合是_________.7. 若关于x 的方程aa x-+=532)31(有负根,则实数a 的取值范围是________. 8. 函数1)21()(-=x x f 的增区间是_______.9. 当a >1时,求使a xx a a>-22成立的x 的集合是________.10. 若0≤x ≤2,求函数523421+-=-x x y ⋅的最大值和最小值是________.三、解答题11. 求函数1225.0+x x y +-=的单调区间和值域.12. 已知函数11)(+-=x x a a x f (a >1),(1)证明:函数在定义域内是增函数; (2)求f (x )的值域.一、选择题1. C 解析:a >1,b <1,c <1,再利用函数xy )56(=的单调性比较得b <c . 2. B 解析:-|x |≤0,∴0<2—|x |≤1.3. D 解析:当a >1时,函数是增函数,故最大值是a ,最小值是1a -,∴a -a -1=1,∴215+=a ;当0<a <1时,函数是减函数,故最大值是a -1,最小值是a ,∴a -1-a =1,∴215-=a 4. D 解析:由1)1a (x 2>-得02x 2)1a ()1a (->-,即0x >. ∴该函数为增函数,11a 2>-∴ 得2|a |>. 5. D 解析:0244≥xx --,分两种情况解即可.二、填空题6. {x |x <0} 解析:f (x )>f (2x )即2x >22x ,∴2x <1,∴x <0.7.532<<a 解析:方程有负根,即a a -+532在函数x y )31(=(x <0)的值域内取值. 8. (-∞,1).9. {a x x +-<11|或a x ++>11} 解析:a xx a a >-22即解x 2-2x >a 可得.10.25,21 解析:设2x =t ∈[1,4],则53212+-=t t y ,t ∈[1,4],然后利用二次函数的知识解决即可.三、解答题11. 增区间:[1,+∞],减区间:(-∞,1),值域:[41,+∞]. 解析:利用复合函数的单调性解题即可. 12.(1)略;(2)(-1,1).解析:(1)用定义证明;(2)由函数解析式可解得01>-=ya x,∴-1<y <1.。
高中数学指数函数教学纲要
高中数学指数函数教学纲要1. 引言指数函数是高中数学中的重要内容,也是高考的热点之一。
本教学纲要旨在帮助学生掌握指数函数的定义、性质和应用,提高他们的数学素养和解决问题的能力。
2. 教学目标通过本节课的研究,学生应该能够:1. 理解指数函数的定义和表达形式;2. 掌握指数函数的性质,包括单调性、奇偶性和周期性;3. 了解指数函数的实际应用,并能解决相关问题;4. 培养学生的数学思维能力和创新意识。
3. 教学内容3.1 指数函数的定义指数函数是一种形式的函数,可以表示为:\[ f(x) = a^x \]其中,\( a \) 是底数,\( x \) 是指数。
3.2 指数函数的性质(1)单调性:当底数 \( a > 1 \) 时,函数是增函数;当 \( 0 < a < 1 \) 时,函数是减函数。
(2)奇偶性:对于任意实数 \( x \),有 \( f(-x) = a^{-x} =\frac{1}{a^x} = f(x) \)。
因此,指数函数既是奇函数也是偶函数。
(3)周期性:指数函数没有周期性。
3.3 指数函数的应用(1)人口增长:假设人口每年的增长率为 \( r \)(\( 0 < r < 1 \)),则人口数 \( P(t) \) 可以表示为 \( P(t) = P_0 \cdot (1 + r)^t \),其中 \( P_0 \) 是初始人口数,\( t \) 是时间(年)。
(2)放射性衰变:放射性物质的衰变速率可以用指数函数表示。
假设初始物质的质量为 \( M_0 \),衰变常数为 \( k \),则剩余物质的质量 \( M(t) \) 可以表示为 \( M(t) = M_0 \cdot e^{-kt} \)。
4. 教学方法采用讲授法、案例分析法和小组讨论法相结合的方式进行教学。
通过讲解、实例分析和互动讨论,引导学生深入理解指数函数的定义、性质和应用。
5. 教学评估通过课堂提问、作业批改和章节测试等方式对学生的研究情况进行评估,及时发现并解决问题。
指数函数教案
指数函数教案教学目标:1、知识目标:使学生理解指数函数的定义,初步掌握指数函数的图像和性质。
2、能力目标:通过定义的引入,图像特征的观察、发现过程使学生懂得理论与实践的辩证关系,适时渗透分类讨论的数学思想,培养学生的探索发现能力和分析问题、解决问题的能力。
3、情感目标:通过学生的参与过程,培养他们手脑并用、多思勤练的良好学习习惯和勇于探索、锲而不舍的治学精神。
教学重点、难点:1、重点:指数函数的图像和性质2、难点:底数 a 的变化对函数性质的影响,突破难点的关键是利用多媒体动感显示,通过颜色的区别,加深其感性认识。
教学方法:引导——发现教学法、比较法、讨论法教学过程:一、事例引入T:上节课我们学习了指数的运算性质,今天我们来学习与指数有关的函数。
什么是函数?S:--------T:主要是体现两个变量的关系。
我们来考虑一个与医学有关的例子:大家对“非典”应该并不陌生,它与其它的传染病一样,有一定的潜伏期,这段时间里病原体在机体内不断地繁殖,病原体的繁殖方式有很多种,分裂就是其中的一种。
我们来看一种球菌的分裂过程:C:动画演示(某种球菌分裂时,由1分裂成2个,2个分裂成4个,------。
一个这样的球菌分裂x次后,得到的球菌的个数y与x的函数关系式是: y = 2 x)S,T:(讨论)这是球菌个数 y 关于分裂次数 x 的函数,该函数是什么样的形式(指数形式),从函数特征分析:底数 2 是一个不等于 1 的正数,是常量,而指数 x 却是变量,我们称这种函数为指数函数——点题。
二、指数函数的定义C:定义:函数 y = a x(a>0且a≠1)叫做指数函数, x∈R.。
问题 1:为何要规定 a > 0 且 a ≠1?S :(讨论)C : (1)当 a <0 时,a x 有时会没有意义,如 a=﹣3 时,当x=21就没有意义; (2)当 a=0时,a x 有时会没有意义,如x= - 2时,(3)当 a = 1 时, 函数值 y 恒等于1,没有研究的必要。
暑期高一第5讲 指数与指数函数.目标班
58第5讲·目标班·教师版1.整数指数在初中我们就学过正整数指数幂,如2a ,3a 等,并且我们也知道235a a a ⋅=,32a a a=,那么在这些整指数幂中a 叫做什么?23,又叫做什么呢?它的运算法则又是什么呢?下面我们就来具体回忆一下正整数指数幂.⑴ 正整数指数幂:n na a a a =⋅⋅⋅64748L 个,是n 个a 连乘的缩写(N n +∈),n a 叫做a 的n 次幂,a 叫做幂的底数,n 叫做幂的指数,这样的幂叫做正整数指数幂. ⑵ 正整数指数幂的运算法则:① m n m na a a +⋅=;②()m n mn a a =;③(,0)m m n n a a m n a a-=>≠;④()m m m ab a b =【整数指数幂引入】刚刚我们说的正整数指数幂要求指数必须是正整数,但是我们的数系不仅仅是正整数,我们现在学到的最大数系是实数,等到我们上高二的时候我们还会把实数扩大到复数,所以万一某一天我们遇到的指数幂的指数不是正整数,而是负整数、分数那我们应该怎么办呢?所以我们先来取消法则③中m n >的限制,则正整数指数幂就推广到整数幂.例如,当0a ≠时,有33303a a a a-==,33525a a a a --==,这些结果不能用正整数幂的定义来解释.但我们知道,331a a =,3521a a a =.这就启示我们,如果规定02211a a a -==,,则上述运算就合理了.于是,我们得出如下的整数指数幂:⑶ 整数指数幂:01(0)a a =≠,1(0,)n na a n a -+=≠∈N .【教师备案】①如此规定的零指数幂和负整数指数幂,就把正整数指数幂推广到整数指数幂,并且正整数指数幂的运算法则对整数指数幂运算仍然成立.②对于整数指数幂的要求是“底数不等于0”.为什么底数不等于0,因为分母不等 于0③老师可以给学生举一些小例子,例如,081=;()081-=;()()01a b a b -=≠;3311010-=;6611164121642-⎛⎫-=== ⎪⎝⎭⎛⎫- ⎪⎝⎭;()()333312208x x x x ---==≠; 2364246x x r r r x ---⎛⎫== ⎪⎝⎭;40.000110-=;22212a a b c b c --=我们已经把正整数指数幂成功的引申到整数指数幂了,那由整数指数幂到分数指数幂又有什么样的变化呢?分数指数幂具有什么样的运算性质呢?我们来看一下分数指数幂:5.1指数与指数幂的运算知识点睛59第5讲·目标班·教师版2.分数指数在讲分数指数幂之前我们先来看一下初中就学过的一个东西——根式: ⑴根式① n 次方根:如果存在实数x ,使得n x a =(,1,)a n n +∈>∈R N ,那么x 叫做a 的n 次方根. ② 求a 的n 次方根,叫做a 开n 次方,称做开方运算.ⅰ)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.这时,a 的nⅱ)当n 是偶数时,正数的n 次方根有两个,它们互为相反数.正数a 的正、负n 次方根分0)a >.③ 正数a 的正n 次方根叫做a 的n 次算术根.负数没有偶次方根.0的任何次方根都是00.④n 叫做根指数,a 叫做被开方数.【根式性质引入】根式具有什么样的性质呢?比如n么?下面我们来举几个例子说明一下:1.n是实数a 的n 次方根的n 次幂,其中实数a 的取值范围由n 的奇偶性来决定:①当n 为大于1的奇数时,a ∈R .例如,327=,532=-,70=;②当n 为大于1的偶数时,0a ≥.例如,427=,23=,60=;若0a <,式子n无意义,例如,2,4均无意义,也就不能说它们的值了.因此只要n有意义,其值恒等于a,即na =n a 的n 次方根,是一个恒有意义的式子,不受n 的奇偶性限制,a ∈R .但是这个式子的值受n 的奇偶性限制: ①当n 为大于1的奇数时,其值为aa =2=-,6.1=;②当n 为大于1的偶数时,其值为a a.3,33-=.由此当n a;当n 0||0a a a a a ⎧==⎨-<⎩,≥,所以,我们得到根式具有如下的性质:⑤根式具有的性质:()1n a n n +=>∈N ,且;当nn 0||0a a a a a ⎧=⎨-<,≥,.60第5讲·目标班·教师版【分数指数幂引入】下面我们再来看一下分数指数幂.例如,311333a a a ⨯⎛⎫== ⎪⎝⎭,()2233233a a a ⨯==.显然,这些运算都不能用整数指数幂的定义来解释.但是如果规定133a a =,2323a a =,则上述分数指数幂的运算就能像整数指数幂那样运算了.为避免讨论,如不特别说明,我们约定底数0a >,于是分数指数幂定义为:⑵ 分数指数幂① 正分数指数幂:()10n na a a =>;()(0,,,)m n m m n nma a a a n m n+==>∈N 且为既约分数. ② 负分数指数幂:1(0,,,)m n m nma a n m na -+=>∈N 且为既约分数⑶ 整数指数幂推广到有理指数幂,有理指数幂的运算法则: ① (0)r s r s a a a a r s +=>∈Q ,,; ② (0)s rs r a a a a r s ==>∈Q ,,;③ ()(00)ab a b a b r =>>∈Q ,,【教师备案】①整数指数幂的运算性质,比如()k n kn a a =,对分数指数幂仍然适用.注意讲解时,由学生熟悉的整数指数幂的概念性质逐渐推广到有理数指数幂,让学生知道新的概念与法则与已有的概念与法则是相容的.②分数指数幂是学生新接触的一个概念,所以在讲完分数指数幂后一定要给学生举几个例子,例如,2212338824⎛⎫=== ⎪⎝⎭;55151123222--⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭;332322933125255527---⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫===⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦;3232155588888+⨯===; 111111123636236233333333339+++⨯⨯=⨯⨯⨯===;33322113233444a b a b a b ⎛⎫⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭; 22111111222222a b a b a b a b ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+-=-=- ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭;2111122222a b a b a b ⎛⎫+=++ ⎪⎝⎭.【无理指数幂引入】通过上面分数指数幂的学习,我们将指数的取值范围由整数推广到了有理数,那么当指数是无理数时,我们又应当如何理解它?比如25.在这里还不能给出无理指数幂严格的定义,只有一个感性的认识和相关结论.通过下面的分析让学生体会“用有理数逼近无理数”的思想,感受“逼近”的过程.观察(课件中“无理指数幂引入”中有下图):61第5讲·目标班·教师版由上表不难发现:当2的过剩近似值从大于2的方向逼近2时,25的近似值从大于25的方向 逼近25;当2的不足近似值从小于2的方向逼近2时,25的近似值从小于25的方向 逼近25;所以我们得到如下的无理指数幂:3.无理数指数幂⑴ 无理指数幂(0,a a αα>是无理数)是一个确定的实数. ⑵ 有理数指数幂的运算性质同样适用于无理数指数幂.⑶ 一般地,当0a >,α为任意实数值时,实数指数幂a α都有意义. 对实数指数幂,上述有理指数幂的运算法则仍然成立【教师备案】建议老师把指数幂按照由正整数指数幂到无理指数幂按顺序讲完,讲完以后就可以让学生做例1和例2,例1主要是进行简单的根式与幂运算.学生会很快做完,但是学生很容易出现计算上的错误,所以老师一定要强调让学生细心算.例2是对指数幂进行化简与求值,难度高于例1,其主要目的还是要锻炼学生熟练掌握指数幂运算法则.考点1:利用分数指数幂进行根式与幂运算 【例1】 ⑴细心算一算① 33(5)-=_______;② 2(3)-=________; ③335=_______;④2()a b -=_________(其中a b <);⑤4334(3π)(3π)---=__________;⑥ 238=_______;⑦ 1225-=________;⑧ 341681-⎛⎫= ⎪⎝⎭______________.⑵计算下列各式①322a a ⋅; ② 933337132(0)a a a a a --÷> ③111344213243(,0)6a a b a b a b ---⎛⎫⋅- ⎪⎝⎭>-. 【解析】 ⑴ ①5-; ②3; ③5; ④b a -; ⑤ 2π6-.⑥4;⑦15; ⑧278.⑵ ① 83a ; ②1;③ 132ab .考点2:化简与求值问题 【例2】 ⑴若1002x =,105y =,则2x y +的值为( ) A .3 B.2 C.1 D.0 ⑵已知11223a a-+=,求1a a -+,22a a -+,33a a -+的值.经典精讲62第5讲·目标班·教师版⑶化简:()111122221112333300a a b a b a b a a b b ⎛⎫⎛⎫+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭>>⎛⎫++ ⎪⎝⎭, 【解析】 ⑴C⑵17a a -+=;2247a a -+=;33322a a -+=⑶1133a a b ⎛⎫- ⎪⎝⎭【备选】已知()()3232461x x x y ---=+-,则1yx 的值为 .【解析】 827若62344112a a a -+=-,则实数a 的取值范围是( )A .a ∈RB .12a =C .12a >D .12a ≤【解析】 D【点评】学生在做本题时最容易犯的错误就是认为()262364412121a a a a -+=-=-,所以老师在讲本题时,一定要给学生说明()2621a -不一定等于321a -,就跟2a 不一定等于a 一样.指数幂我们已经非常清楚了,那到底什么是指数函数呢?所以下边我们来看一下指数函数以及它具有的性质:我们先来看一下指数函数的定义: 考点3:指数函数的定义我们规定如下的函数为基本初等函数:⑴ 常值函数(也称常数函数)y c =(其中c 为常数) ⑵ 指数函数 x y a =(0,1)a a >≠且 ⑶ 对数函数 log a y x =(0,1)a a >≠且⑷ 幂函数 y x α=(α∈R )⑸ 三角函数:(其中包括六种三角函数:正弦,余弦,正切,余切,正割,余割)⑹ 反三角函数:(其中包括四种反三角函数:反正弦,反余弦,反正切,反余切;关于反正割,反余割一般不用.注意:反三角函数目前高考中不考.)知识点睛5.2指数函数及其性质63第5讲·目标班·教师版所谓初等函数就是由基本初等函数经过有限次的四则运算和复合而成的函数.既然我们说指数函数就是基本初等函数,所以我们就来看一下指数函数:指数函数:一般地,函数x y a =(0a >且1a ≠,)x ∈R 叫做指数函数.在指数函数中我们要注意以下3点:【注意】1.在这个函数中,自变量x 出现在指数的位置上. 2.底数a 是一个大于0且不等于1的常量.3.指数函数的形式必须是纯粹的.【教师备案】1.指数函数中为什么规定底数0a >且1a ≠?①若0a <,则对于x 的某些数值,可使x a 无意义.如()2x-,当1124x =L ,,等等,在实数范围内函数无意义②若0a =,则当0x >时,0x a =;当0x ≤时,x a 无意义③若1a =,则对于任何x ∈R ,x a 是一个常量1,没有研究的必要性为了避免上述各种情况,所以规定0a >且1a ≠,这样对于任何x ∈R ,x a 都有意义 2.为什么函数的形式必须是纯粹的,不能为x q y ba c +=+(其中q b c ,,是常数,0a >且 1a ≠)?紧扣指数函数的定义来分析.指数函数的定义:一般地,函数x y a =(0a >且1a ≠,)x ∈R 叫做指数函数.则指数函数的解析式x y a =中x a 的系数是1且指数位置仅有自变量x ,而函数x q y ba c +=+的解析式不符合指数函数解析式的这些特征,故不是指数函数.例如,121232x x x ++⋅,,都不是指数函数,但2x -是指数函数,因为122xx-⎛⎫= ⎪⎝⎭【教师备案】老师在讲完指数函数并给学生强调指数函数应该注意的问题后就可以让学生做例3了.例3主要就是判断是否为指数函数和如果是指数函数求参数的值.【例3】 ⑴指出下列函数中哪些是指数函数①6x y =;②4y x =;③4x y =-;④()4xy =-;⑤28x y =⋅;⑥24x y =; ⑦()21xy a =-(12a >且1a ≠,a 为常数) ⑵①函数3x y m =⋅(m 是常数)是指数函数,则m = .②函数12x y a +=(a 是常数)是指数函数,则a = .③函数()243xy a a =-(a 是常数)是指数函数,则a 的取值范围为 .【解析】 ⑴①⑦⑵①1m =;②12a =;③()113011444⎛⎫⎛⎫⎛⎫-∞--+∞ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,∪,∪,∪,现在我们已经知道了什么是指数函数,那指数函数的图象又怎么画呢?所以接下来我们来看一下指数函数的图象:考点4:指数函数的图象与性质经典精讲64第5讲·目标班·教师版图象定义域R 值域 (0)+∞,性质⑴ 过定点()01,,即0x =时,1y = ⑵ 在R 上是减函数 ⑵ 在R 上是增函数【教师备案】上图是一个总的图,老师可以按照下边的方法一个一个拆分讲解,并且为了建立更直观的感觉,可以让学生自己动手画函数的图象,如:①先画()2xf x =,从这个图象上让学生体会指数函数的增长速度特别快.老师可以举个例子,如在讲义开始的那个象棋问题,刚开始第1个格子放1粒麦子,到第64格就放了632粒麦子,总共所有的格一共放了641921 1.610-≈⨯粒麦子,可见增长的速度相当快;如果学生认为642这个数不大,老师可以再举个汉诺塔的例子,一位法国数学家曾编写过一个印度的古老传说:在世界中心贝拿勒斯(在印度北部)的圣庙里,一块黄铜板上插着三根宝石针.印度教的主神梵天在创造世界的时候,在其中一根针上从下到上地穿好了由大到小的64片金片,这就是所谓的汉诺塔.不论白天黑夜,总有一个僧侣在按照下面的法则移动这些金片:一次只移动一片,不管在哪根针上,小片必须在大片上面.僧侣们预言,当所有的金片都从梵天穿好的那根针上移到另外一根针上时,世界就将在一声霹雳中消灭,而梵塔、庙宇和众生也都将同归于尽.不管这个传说的可信度有多大,如果考虑一下把64片金片,由一根针上移到另一根针上,并且始终保持上小下大的顺序.这需要多少次移动呢?这里需要递推的方法.假设有n 片,移动次数是()f n .显然()11f =,()23f =,()37f =L ,.此后不难证明()21n f n =-.64n =时,()64642118446744073709551615f =-= ,假如每秒钟移动一次,共需多长时间呢?一个平年365天有31536000秒,闰年366天有31622400秒,平均每年31556952秒,计算一下,1844674407370955161531556952584554049253.855=年.这表明移完这些金片需要5845亿年以上,而地球存在至今不过45亿年,太阳系的预期寿命据说也就是数百亿年.真的过了5845亿年,不说太阳系和银河系,至少地球上的一切生命,连同梵塔、庙宇等,都早已经灰飞烟灭.所以说642是个很庞大的数,所以我们会发现这条曲线后面的增长会越来越快.并且从图象上看出函数的定义域为R ,值域为()0+∞,,且过定点()01,.②让学生再画一个()3x g x =x3- 2- 1- 01 2 3 ()f x18 14 121248知识点睛f x ()=2xOyxg x ()=3x f x ()=2xOyxy =a x (0<a <1)(0,1)O y x y=a x (a >1)(0,1)O xy65第5讲·目标班·教师版比较这两个图象.可以发现,当1a >时,a 越大,第一象限图象离x 轴越远.③由②的结论老师可以提问,若01a <<,则图象应该则么样?那我们可以先取个函数()12xh x ⎛⎫= ⎪⎝⎭试试观察发现,2x与12x⎛⎫ ⎪⎝⎭的图象关于y 轴对称,所以13x⎛⎫⎪⎝⎭与3x 的图象也关于y 轴对称,如图,所以当01a <<时,a 越大,第一象限图象离x 轴越远.老师按照上面的方式讲完指数函数的图象之后,就可以让学生做下面的练习:练习1:如图若曲线1C ,2C ,3C ,4C 是指数函数3x ,πx ,25x ⎛⎫⎪⎝⎭,0.7x 的图象,则1C ,2C ,3C ,4C 分别代表哪个指数函数?【解析】 由图象可以直接看出1:3xC ,2:πxC ,3:0.7xC ,42:5xC ⎛⎫⎪⎝⎭或者也可以作直线1x =,则与四条曲线的交点就是指数函数的底数.【教师备案】做完上边的练习之后,就可以进一步得出:①所有的指数函数分为两类:1a >和01a <<②指数函数的单调性:1a >时,是增函数;01a <<时,是减函数,而且a 越大,第一象限的图象离x 轴越远③指数函数的奇偶性:非奇非偶【教师备案】老师在讲完指数函数的图象并让学生做了上边的练习之后,就可以让学会做下边的例4,例4主要考察指数函数的图象.例4①与前边的练习一样,例4②主要考察讨论底数范围,例4③虽然乍看一眼有点难,但是读完题之后就比较简单了,尤其画完图象之后就更简单了.【例4】 ⑴曲线1C ,2C ,3C ,4C 分别是指数函数1x y a =,2x y b =,3x y c =,4x y d = x3-2-1-1 2 3 ()f x 18 14 12 1 2 4 8()g x127191313927x3-2-1-1 2 3 ()f x 1814121 248()h x8421121418经典精讲1C 4C 3C 2C 1Oyxh x ()=12()xf x ()=2xOyx13()x12()x32xOyxC4C 3C 2C 1O yx66第5讲·目标班·教师版的图象,判断a ,b ,c ,d ,1 的大小关系是 . ⑵函数()x f x a =与()g x ax a =-的图象大致是( )-1AOy x11BxyO-11CxyO 11DO y x11⑶用{}min a b c ,,表示a ,b ,c 三个数中的最小值,设{}()min 2210xf x x x =+-,,(0)x ≥,则()f x 的最大值为( )A .4B .5C .6D .7【解析】 ⑴1b a d c <<<<.⑵ C ⑶ C我们在上边的讲解中都一直在强调指数函数的图象,所以我们要在直观上认清图象,比如:根据图象要会求指数函数在不同区间上的值域问题,即例5,根据图象要能够判断两个幂的大小,即例6.下面我们先来看一下区间上的值域问题,即例5: 考点5:区间上的值域问题【例5】 ⑴已知函数()2x f x =,①当()0x ∈+∞,时,函数值域为____________;②当(]2x ∈-∞,时,函数值域为____________;③当(]13x ∈-,时,函数值域为____________. ⑵已知函数1()3xg x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,①当(]1x ∈-∞,时,函数值域为_____________; ②当()2x ∈+∞,时,函数值域为______________;③当[)21x ∈-,时,函数值域为______________; 【解析】 ⑴ ①()1+∞,;②(]04,;③182⎛⎤ ⎥⎝⎦,. ⑵ ①13⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭,;②109⎛⎫ ⎪⎝⎭,;③193⎛⎤⎥⎝⎦,.下面我们再来看一下幂的比较大小: 考点6:幂的比较大小如果给咱们两个幂,比如13与23,这时你肯定知道谁大谁小,但是你并不是根据指数函数得出的,那对于一个一般的幂我们应该如何比较大小呢?老师就可以把下边的铺垫给学生讲解一下,并由铺垫得出对于底相同指不同应该如何比较大小,对于底不同指相同应该如何比较大小,对于底、指都不相同又应该如何比较大小.讲完铺垫以后,就可以让学生自己做一下例6了.67第5讲·目标班·教师版【铺垫】比较下列各题中两个值的大小①0.53-,0.63-;②0.53-,0.5π-;③π0.5,0.5π【解析】 ①0.50.633-->;②0.50.53π--> ③π0.50.5π<【方法总结】幂的大小比较的方法比较大小常用方法有:⑴比差(商)法:⑵函数单调性法;⑶中间值法:要比较A 与B 的大小,先找一个中间值C ,再比较A 与C 、B 与C 的大小,由不等式的传递性得到A 与B 之间的大小.在比较两个幂的大小时,除了上述一般方法之外,还应注意:⑴ 对于底数相同,指数不同的两个幂的大小比较,可以利用指数函数的单调性来判断. ⑵ 对于底数不同,指数相同的两个幂的大小比较,可利用指数函数图象的变化规律来判断或第8讲中幂函数的单调性来判断.⑶ 对于底数不同,且指数也不同的幂的大小比较,则应通过中间值来比较.⑷ 对于三个(或三个以上)数的大小比较,则应根据值的大小(特别是与0、1的大小)进行分组,再比较各组数的大小即可.【例6】 ⑴比较下列各题中两个值的大小:① 2.51.7,31.7;② 0.10.8-,0.20.8-; ③ 0.31.7, 3.10.9,④0.31.7-, 3.10.9-. ⑵设232555322555a b c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,,,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a c b >>B .a b c >>C .c a b >>D .b c a >>【解析】 ⑴ ① 2.51.7<31.7;②0.10.8-<0.20.8-;③0.31.7> 3.10.9,④0.31.7-< 3.10.9-.⑵ A在前边我们已经讲了复合函数,那与指数相关的复合函数是什么样子的呢?这样的复合函数的性质又是什么样子的?所以本讲只讲外层是指数函数的复合函数,对于内层是指数函数的复合函数我们将在同步的时候再具体讲解.考点7:与指数函数相关的复合函数的定义域、值域及单调性问题老师可以用下边的铺垫给学生讲一下外层是指数函数的复合函数的性质,讲完性质后就可以让学生做例7了.【铺垫】求下列函数的定义域、值域和单调区间.经典精讲5.3 指数函数性质的应用68第5讲·目标班·教师版⑴23x y +=;⑵112x y -⎛⎫= ⎪⎝⎭;⑶2453x x y -+=;⑷2122x x y +-=【解析】 ⑴ 定义域为R ;值域为()0+∞,;单调增区间为R⑵ 定义域为[)1+∞,;值域为(]01,;单调减区间为[)1+∞, ⑶ 定义域为R ;值域为[)3+∞,;单调增区间为[)2+∞,,单调减区间为(]2-∞, ⑷定义域为R ;值域为(]04,;单调增区间为(]1-∞,,单调减区间为[)1+∞,【例7】求下列函数的定义域、值域和单调区间.⑴ 112x y -= ; ⑵ 3xy -=; ⑶22312x x y --+⎛⎫= ⎪⎝⎭; ⑷26812x x y --+⎛⎫= ⎪⎝⎭【解析】 ⑴ 定义域为{},1x x x ∈≠R 且;值域为{}0,1y y y >≠且;单调减区间为(1)-∞,和(1+)∞,⑵ 定义域为R ;值域为(]0,1;单调增区间为(]0-∞,,单调减区间为[)0+∞, ⑶ 定义域为[]31-,;值域为114⎡⎤⎢⎥⎣⎦,;单调增区间为[]11-,,单调减区间为[]31--, ⑷ 定义域为(][)24-∞+∞,∪,;值域为[)1+∞,;单调增区间为[)4+∞,,单调减区间为(]2-∞,【演练1】()223x -等于( )A .23x -B .32x -C .()23x ±-D .23232233x x x x ⎧-⎪⎪⎨⎪-<⎪⎩,≥, 【解析】 D【演练2】下列函数:①23x y =;②6x y =;③23x y +=;④62x y =⋅;⑤81x y =+;⑥6x y =-.其中一定为指数函数的有( )A .0个 B. 1个 C. 2个 D. 3个【解析】 B【演练3】设0.914y =,0.4828y =, 1.5312y -⎛⎫= ⎪⎝⎭,则( )A .312y y y >>B .213y y y >>C .123y y y >>D .132y y y >>【解析】 D实战演练69第5讲·目标班·教师版【演练4】如图若曲线1C ,2C ,3C ,4C 是指数函数5x ,4.7x ,45x⎛⎫⎪⎝⎭,0.9x 的图象,则1C ,2C ,3C ,4C 分别代表哪个指数函数? 【解析】1:4.7xC ,2:5xC ,3:0.9xC , 44:5xC ⎛⎫⎪⎝⎭【演练5】函数228113x x y --+⎛⎫= ⎪⎝⎭的单调增区间是________.【解析】 [)2-+∞,.⑴0(0)a a ≠=___ ;⑵(0,)n a a n -+≠∈=N ____;⑶()()1n n a n n +>∈=N ,且_____; ⑷nna =______________;⑸()10na a >=_______;⑹(0,,)m naa n m +>∈=N _____________;⑺(0,,)=m na a n m -+>∈N ___________;⑻(0Q)r s a a a r s >∈=,,______________;⑼()(0Q)rs a a r s >∈=,,______________;⑽()(00Q)r ab a b r >>∈=,,______________. ⑾x y a =1a > 01a <<图象定义域值域性质⑴过定点:⑵单调性:答案:⑴1;⑵1n a ;⑶a ;⑷当n 为奇数时,n na a =;当n 为偶数时,0||0n n a a a a a a ⎧==⎨-<⎩,≥,. ⑸na ;⑹n m a ;⑺n m a;⑻r s a +;⑼rs a ;⑽r r a b概念要点回顾C 4C 3C 2C 1Oyx⑾70 第5讲·目标班·教师版。
高中数学指数函数教学纲要
高中数学指数函数教学纲要1. 简介本教学纲要旨在帮助高中生理解和掌握指数函数的基本概念、性质和应用。
通过系统的教学安排和合理的教学方法,学生将能够在数学中建立起对指数函数的深刻认识,并能够运用所学知识解决实际问题。
2. 教学目标- 理解指数函数的定义和基本性质;- 掌握指数函数的图像和变化规律;- 熟练运用指数函数的运算方法;- 掌握指数函数的应用,如复利计算、人口增长模型等;- 培养学生的逻辑思维和问题解决能力。
3. 教学内容3.1 指数函数的定义和性质- 指数函数的定义和符号表示;- 指数函数的基本性质,如定义域、值域、奇偶性等;- 指数函数与常数函数的比较。
3.2 指数函数的图像和变化规律- 指数函数的基本图像和特点;- 指数函数的增长速度和单调性;- 指数函数的平移、伸缩和翻转。
3.3 指数函数的运算- 指数函数的加减运算;- 指数函数的乘除运算;- 指数函数的复合运算。
3.4 指数函数的应用- 复利计算和利率问题;- 人口增长模型和指数增长问题;- 其他实际问题的应用。
4. 教学方法- 讲授与演示相结合:通过讲解指数函数的定义和性质,并结合图像演示,引导学生理解和记忆知识点。
- 练与巩固相结合:提供大量的练题,让学生在实践中巩固所学知识,培养解题能力。
- 实践与应用相结合:引入实际问题,让学生将所学的指数函数知识应用于解决实际问题,加深理解和应用能力。
5. 教学评价- 课堂表现评价:包括学生的参与度、理解程度和解题能力等。
- 作业和考试评价:通过布置作业和考试,测试学生对指数函数的掌握情况和应用能力。
6. 教学资源- 教材:选择与教学内容相符的教材,包括指数函数的定义、性质和例题等。
- 多媒体工具:使用多媒体投影仪或电子白板展示指数函数的图像和演示过程。
- 练题集:选取适当难度的练题,供学生进行课后巩固和自主。
7. 教学时长根据学校的具体安排和课程要求,本教学纲要建议安排为30学时左右,灵活调整教学进度和深度。
高一第一学期尖子生培优高一第五讲 指数运算与指数函数(1)
第五讲指数运算与指数函数一、指数运算对于b a N =,底数(a )、指数(b )、幂值(N )三个量.负指数幂与分数指数幂的定义.规定:1p pa a -=mna =(0a >,*,N m n ∈,1n >)指数的运算法则:(1)m n m n a a a +⋅=;(2)m n m na a a -÷=(3)()m n m na a ⋅=(4)()m m m ab a b ⋅=⋅(0a >,0b >,,Q m n ∈)例1化简下列各式:(1)133241116()()8()100481----+⋅(2)10.50.2533(0.25))(6)24-⨯⨯(3)(4(5)2132111136251546x yx y x y ---⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(6)111222m m m m--+++答案:(1)27-(2)6(3)6(4)433(5)1624y(6)1122m m-+例2已知:11223x x -+=,求:(1)1x x -+;(2)3322x x -+;(3)22x x -+.答案:(1)7(2)18(3)47二、指数函数一般地,函数x y a =(0a >且1a ≠)称为指数函数.下面我们通过画两个指数函数的图象来研究函数的性质.ox y 1a >oxy01a <<x y a =(1a >)x y a =(01a <<)定义域R R 值域(0,)+∞(0,)+∞单调性单调递增单调递减奇偶性非奇非偶函数非奇非偶函数例3求函数y =答案:R例4(1)求函数2232x x y -+=的值域;(2)求函数2421x x y +=++的值域.答案:(1)[)4,+∞(2)[)1,+∞例5判断函数11()12xf x a =+-(0a >且1a ≠)的奇偶性.答案:奇函数真题练习1.已知曲线11(01)x y aa a -=+>≠且过定点(),kb ,若m n b +=且0m >,0n >,则41m n+的最小值为()A.92B.9C.5D.52答案:A .2.已知实数,a b 满足等式1123ab⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,给出下列五个关系式:①0b a <<;②0a b <<;③0a b <<;④0b a <<;⑤0a b ==,其中不可能成立的关系式有()A .1个B .2个C .3个D .4个答案:B .3.已知函数()21x f x =-,a b c <<,且()()()f a f c f b >>,则下列结论中,一定成立的是.(只填序号)①0,0,0a b c <<<;②0,0,0a b c <≥>;③222a c +<;④22a c -<.答案:③.4.若函数()2,0()42,0xx ax a x f x a x ⎧-+<⎪=⎨-≥⎪⎩是R 上的单调函数,则实数a 的取值范围是()A .[)0,2B .3,22⎛⎫⎪⎝⎭C .[]1,2D .[]0,1答案:B .5.设函数11,02()1,0x x f x x x⎧-≥⎪⎪=⎨⎪<⎪⎩若()1f a >,则实数a 的取值范围是.答案:4a >6.若实数,ab 满足2332a b a b +=+,则下列关系式中可能成立的是()A .01a b <<<B .0b a <<C .1a b<<D .a b=解:由2a +3a =3b +2b ,设f (x )=2x +3x ,g (x )=3x +2x ,易知f (x ),g (x )是递增函数,画出f (x ),g (x)的图像如下:根据图像可知:当x =0,1时,f (x )=g (x ),0<a <b <1,f (a )=f (b )可能成立;故A 正确;当b <a <0时,因为f (x )≤g (x ),所以f (a )=g (b )可能成立,B 正确;当a =b 时,显然成立,当1<a <b 时,因为f (a )<g (b ),所以不可能成立,故选:ABD .7.若关于x 的方程:()94340x x a ++⋅+=有解,则实数a 的取值范围为()A.()[),80,-∞-+∞B.()8,4--C.[]8,4-- D.(],8-∞-解:∵23443x xa ++=-,令3(0)xt t =>,则23443x xt t +⎛⎫-=-+ ⎪⎝⎭因为44t t +≥,所以234443x xt t +⎛⎫-=-+≤- ⎪⎝⎭,∴44a +≤-,所以a 的范围为(],8-∞-,故选:D .拓展:对于函数21()21x x f x -=+的性质研究:(1)定义域是R ;(2)值域是()1,1-;(3)在(),-∞+∞单增;(4)是奇函数,其图像关于坐标原点对称.说明:形如21()21x x f x -=+的函数,即指数函数与一次分式函数复合类型的函数,通过变形(部分分式)可得到1()21x f x =+,21()21x x f x +=-,1()21x f x =-等.例1已知函数2()231x f x x =-+,则满足不等式()(32)2f a f a ++>的实数a 的取值范围是.【解析】231xy =+的对称中心是(0,1),其定义域为R 且单减.令2()()12131xg x f x x =-=--+,则()g x 为R 上的单调递减的奇函数.由()(32)2f a f a ++>得(32)11()f a f a +->-即(32)()g a g a +>-因为()g x 为奇函数,故()()g a g a -=-所以(32)()g a g a +>-又()g x 在R 上单减,所以32a a +<-,解之得12a <-所以实数a 的取值范围是1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭.例2已知0a >,设函数12020()120192020x xf x ++=+,[],x a a∈-的最大值、最小值分别为M N 、,则+M N 的值为.【解析】11202020192020()111202011=2020202020202020x x x x x f x +++++--+==+设()()2020120210x g x f x -=-=+则11()12020202()0()11x xg x g x --+=++-+=-所以()g x 的图象关于点1(0,2-对称所以()f x 的图象关于点4039(0,2对称故+M N 的值为4039.课后练习1.若函数()1(0,1)x f x a a a =->≠的定义域和值域都是[]0,2,则实数a 等于.2.已知()f x =的定义域为R ,则实数a 的取值范围是.答案:[]1,0-.3.已知函数2431()3ax x f x -+⎛⎫= ⎪⎝⎭,若()f x 的值域是()0,+∞,求a 的值.解:由指数函数的性质知,要使y =f (x )的值域是(0,+∞),应使h (x )=ax 2﹣4x +3的值域为R ,若a ≠0,h (x )为二次函数,其值域不可能为R ,∴a 的值是0.4.判断函数2221(2x x y -+=的单调区间.答案:增区间(),1-∞;减区间()1,+∞.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
当前形势函数概念与指数函数、对数函数、幂函数在近五年北京卷(理)中考查5~15分高考要求内容要求层次具体要求A B C有理数指数幂的含义√理解有理指数幂的含义实数指数幂的含义√通过具体实例了解实数指数幂的意义幂的运算√掌握幂的运算指数函数的概念及其性质√通过具体实例(如,细胞的分裂,考古中所用的14C的衰减,药物在人体内残留量的变化等),了解指数函数模型的实际背景;理解指数函数的概念和意义,能借助计算器或计算机画出具体指数函数的图象,探索并理解指数函数的单调性与特殊点;在解决简单实际问题的过程中,体会指数函数是一类重要的函数模型北京高考解读2008年2009年2010年(新课标)2011年(新课标)2012年(新课标)第2题5分第13题5分第3题5分第13题5分第6题5分第14题5分第6题5分第8题5分第13题5分第14题5分新课标剖析满分晋级第5讲函数4级函数的奇偶性函数5级指数与指数函数函数6级对数及其运算指数与指数函数指数引入在初中的时候我们学习了一些特殊的函数,如一次函数、二次函数、正比例函数、反比例函数,而且根据前几节课的学习,我们能够把这些函数的性质更完整的表述出来.那在高中我们又会学习哪些特殊的函数呢?这些函数具有什么样的性质呢?就是今天包括后边几天我们要学习的内容.今天我们先学习一个指数函数,其实这个函数我们在初中就接触过,比如22,32等,只不过当时我们没有给它规定具体的名字,那在高中阶段我们将给它取个具体的名字,就跟每个人都要有自己的名字一样.那在讲指数之前我们先来看一个有趣的故事:在古印度,有个名叫西萨的人,发明了国际象棋,当时的印度国王大为赞赏,对他说:我可以满足你的任何要求.西萨说:请给我棋盘的64个方格上,第一格放1粒小麦,第二格放2粒,第三格放4粒,往后每一格都是前一格的两倍,直至第64格.国王觉得这事挺好办,欣然同意.计数麦粒的工作开始了,第一格内放1粒,第二格内放2粒,第三格内放4粒,,还没有到第二十格,一袋麦子已经空了,一袋又一袋的麦子被扛到国王面前来,但是,麦粒数一倍接一倍飞快增长着,国王很快就看出,即便拿出全国的粮食,也兑换不了他对西萨的诺言.这到底有多少粒小麦呢,我们可以估算一下:方格中有的小麦数依次为:631248162,,,,,,,最后一格中有632粒小麦,1032102410=≈,6018210≈,也就是百亿亿,那6360282=⨯就是八百亿亿.这还不包括前面63个格子的.其中,我们归纳一下求个和,知道小麦数一共是6421-,大约是一千六百亿亿.这大概是全世界两千年所产的小麦的总和.再直观一点,给这么多小麦建一个宽四米,高四米的粮仓,这个粮仓可以绕地球赤道7500圈.如果把这些小麦堆放在一间教室(16平)里,堆到太阳上,也才堆了一半!这个故事一定会让你吃惊,开始微不足道的数字,两倍两倍的增长,会变得这么巨大!事实的确如此,因为国王碰到了“指数爆炸”.一种事物如果成倍成倍地增大(如222⨯⨯⨯),则它是以指数形式增大,这种增大的速度就像“大爆炸”一样,非常惊人.那么到底什么是指数函数呢?指数函数具有哪些的性质?我们先来看一下指数幂.1.整数指数在初中我们就学过正整数指数幂,如2a ,3a 等,并且我们也知道235a a a ⋅=,32a a a=,那么在这些整指数幂中a 叫做什么?23,又叫做什么呢?它的运算法则又是什么呢?下面我们就来具体回忆一下正整数指数幂.⑴ 正整数指数幂:n n a a a a =⋅⋅⋅个,是n 个a 连乘的缩写(N n +∈),n a 叫做a 的n 次幂,a 叫做幂的底数,n 叫做幂的指数,这样的幂叫做正整数指数幂.5.1指数与指数幂的运算知识点睛⑵ 正整数指数幂的运算法则: ① mnm na a a+⋅=;②()m nmna a =;③(,0)mm n n a a m n a a-=>≠;④()m m m ab a b =【整数指数幂引入】刚刚我们说的正整数指数幂要求指数必须是正整数,但是我们的数系不仅仅是正整数,我们现在学到的最大数系是实数,等到我们上高二的时候我们还会把实数扩大到复数,所以万一某一天我们遇到的指数幂的指数不是正整数,而是负整数、分数那我们应该怎么办呢?所以我们先来取消法则③中m n >的限制,则正整数指数幂就推广到整数幂.例如,当0a ≠时,有33303a a a a-==,33525a a a a --==,这些结果不能用正整数幂的定义来解释.但我们知道,331a a =,3521a a a =.这就启示我们,如果规定02211a a a -==,,则上述运算就合理了.于是,我们得出如下的整数指数幂:⑶ 整数指数幂:01(0)a a =≠,1(0,)n na a n a -+=≠∈N .【教师备案】①如此规定的零指数幂和负整数指数幂,就把正整数指数幂推广到整数指数幂,并且正整数指数幂的运算法则对整数指数幂运算仍然成立.②对于整数指数幂的要求是“底数不等于0”.为什么底数不等于0,因为分母不等 于0③老师可以给学生举一些小例子,例如,081=;()081-=;()()01a b a b -=≠;3311010-=;6611164121642-⎛⎫-=== ⎪⎝⎭⎛⎫- ⎪⎝⎭;()()333312208x x x x ---==≠; 2364246x x r r r x ---⎛⎫== ⎪⎝⎭;40.000110-=;22212a a b c b c --=我们已经把正整数指数幂成功的引申到整数指数幂了,那由整数指数幂到分数指数幂又有什么样的变化呢?分数指数幂具有什么样的运算性质呢?我们来看一下分数指数幂:2.分数指数在讲分数指数幂之前我们先来看一下初中就学过的一个东西——根式: ⑴根式① n 次方根:如果存在实数x ,使得n x a =(,1,)a n n +∈>∈R N ,那么x 叫做a 的n 次方根. ② 求a 的n 次方根,叫做a 开n 次方,称做开方运算.ⅰ)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.这时,a 的nⅱ)当n 是偶数时,正数的n 次方根有两个,它们互为相反数.正数a 的正、负n 次方根分0)a >.③ 正数a 的正n 次方根叫做a 的n 次算术根.负数没有偶次方根.0的任何次方根都是00.④n 叫做根指数,a 叫做被开方数.【根式性质引入】根式具有什么样的性质呢?比如n么?下面我们来举几个例子说明一下:1.n是实数a 的n 次方根的n 次幂,其中实数a 的取值范围由n 的奇偶性来决定:①当n 为大于1的奇数时,a ∈R .例如,327=,532=-,70=;②当n 为大于1的偶数时,0a ≥.例如,427=,23=,60=;若0a <,式子n无意义,例如,2,4均无意义,也就不能说它们的值了.因此只要n有意义,其值恒等于a ,即na =n a 的n 次方根,是一个恒有意义的式子,不受n 的奇偶性限制,a ∈R .但是这个式子的值受n 的奇偶性限制:①当n 为大于1的奇数时,其值为a a =2=-,6.1;②当n 为大于1的偶数时,其值为a a .3,33-=.由此当n a =;当n 0||0a a a a a ⎧=⎨-<⎩,≥,所以,我们得到根式具有如下的性质:⑤ 根式具有的性质:()1n a n n +=>∈N ,且;当n n 0||0a a a a a ⎧==⎨-<,≥,.【分数指数幂引入】下面我们再来看一下分数指数幂.例如,311333a a a ⨯⎛⎫== ⎪⎝⎭,()2233233a a a ⨯==.显然,这些运算都不能用整数指数幂的定义来解释.但是如果规定13a ,23a =. 为避免讨论,如不特别说明,我们约定底数0a >,于是分数指数幂定义为:⑵ 分数指数幂① 正分数指数幂:)10na a =>;0,,,)m m nma a n m n+==>∈N 且为既约分数. ② 负分数指数幂:1(0,,,)m nm nmaa n m na-+=>∈N 且为既约分数⑶ 整数指数幂推广到有理指数幂,有理指数幂的运算法则: ① (0)r s r s a a a a r s +=>∈Q ,,; ② (0)s rs r a a a a r s ==>∈Q ,,;③ ()(00)ab a b a b r =>>∈Q ,,【教师备案】①整数指数幂的运算性质,比如()k n kn a a =,对分数指数幂仍然适用.注意讲解时,由学生熟悉的整数指数幂的概念性质逐渐推广到有理数指数幂,让学生知道新的概念与法则与已有的概念与法则是相容的.②分数指数幂是学生新接触的一个概念,所以在讲完分数指数幂后一定要给学生举几个例子,例如,2212338824⎛⎫=== ⎪⎝⎭;55151123222--⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭;332322933125255527---⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫===⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦;3232155588888+⨯===;111111123623623333339+++⨯⨯⨯===;33322113233444a b a b a b ⎛⎫⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭;22111111222222a b a b a b a b ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+-=-=- ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭;2111122222a b a b a b ⎛⎫+=++ ⎪⎝⎭.【无理指数幂引入】通过上面分数指数幂的学习,我们将指数的取值范围由整数推广到了有理数,那么当指数是无理数时,我们又应当如何理解它?比如.在这里还不能给出无理指数幂严格的定义,只有一个感性的认识和相关结论.通过下面的分析让学生体会“用有理数逼近无理数”的思想,感受“逼近”的过程.观察(课件中“无理指数幂引入”中有下图):由上表不难发现:的近似值从大于的方向逼近;时,的近似值从小于的方向逼近;所以我们得到如下的无理指数幂:3.无理数指数幂⑴ 无理指数幂(0,a a αα>是无理数)是一个确定的实数. ⑵ 有理数指数幂的运算性质同样适用于无理数指数幂.⑶ 一般地,当0a >,α为任意实数值时,实数指数幂a α都有意义. 对实数指数幂,上述有理指数幂的运算法则仍然成立【教师备案】建议老师把指数幂按照由正整数指数幂到无理指数幂按顺序讲完,讲完以后就可以让学生做例1和例2,例1主要是进行简单的根式与幂运算.学生会很快做完,但是学生很容易出现计算上的错误,所以老师一定要强调让学生细心算.例2是对指数幂进行化简与求值,难度高于例1,其主要目的还是要锻炼学生熟练掌握指数幂运算法则.考点1:利用分数指数幂进行根式与幂运算 【例1】 ⑴细心算一算①_______;②=________; ③=_______;④=_________(其中a b <);⑤=__________;⑥ 238=_______;⑦ 1225-=________;⑧ 341681-⎛⎫= ⎪⎝⎭______________.⑵计算下列各式①2a ②0)a > ③111344213243(,0)6a a b a b a b ---⎛⎫⋅- ⎪⎝⎭>-. 【解析】 ⑴ ①5-; ②3; ③5; ④b a -; ⑤ 2π6-.⑥4;⑦15; ⑧278.⑵ ① 83a ; ②1;③ 132ab .考点2:化简与求值问题 【例2】 ⑴若1002x =,105y =,则2x y +的值为( ) A .3 B.2 C.1 D.0⑵已知11223a a -+=,求1a a -+,22a a -+,33a a -+的值.⑶化简:()111122221112333300a a b a b a b a a b b ⎛⎫⎛⎫+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭>>⎛⎫++ ⎪⎝⎭, 【解析】 ⑴C⑵17a a -+=;2247a a -+=;33322a a -+=⑶1133a a b ⎛⎫- ⎪⎝⎭经典精讲【备选()21x y +-,则1yx 的值为 .【解析】827a 的取值范围是( )A .a ∈RB .12a =C .12a > D .12a ≤【解析】D,所以老师在讲不一定等于a 一样.指数幂我们已经非常清楚了,那到底什么是指数函数呢?所以下边我们来看一下指数函数以及它具有的性质:我们先来看一下指数函数的定义: 考点3:指数函数的定义我们规定如下的函数为基本初等函数:⑴ 常值函数(也称常数函数)y c =(其中c 为常数) ⑵ 指数函数 x y a =(0,1)a a >≠且 ⑶ 对数函数 log a y x =(0,1)a a >≠且 ⑷ 幂函数 y x α=(α∈R )⑸ 三角函数:(其中包括六种三角函数:正弦,余弦,正切,余切,正割,余割)⑹ 反三角函数:(其中包括四种反三角函数:反正弦,反余弦,反正切,反余切;关于反正割,反余割一般不用.注意:反三角函数目前高考中不考.)所谓初等函数就是由基本初等函数经过有限次的四则运算和复合而成的函数.既然我们说指数函数就是基本初等函数,所以我们就来看一下指数函数:指数函数:一般地,函数x y a =(0a >且1a ≠,)x ∈R 叫做指数函数.在指数函数中我们要注意以下3点:知识点睛5.2指数函数及其性质【注意】1.在这个函数中,自变量x 出现在指数的位置上. 2.底数a 是一个大于0且不等于1的常量.3.指数函数的形式必须是纯粹的.【教师备案】1.指数函数中为什么规定底数0a >且1a ≠?①若0a <,则对于x 的某些数值,可使x a 无意义.如()2x-,当1124x =,,等等,在实数范围内函数无意义 ②若0a =,则当0x >时,0x a =;当0x ≤时,x a 无意义③若1a =,则对于任何x ∈R ,x a 是一个常量1,没有研究的必要性为了避免上述各种情况,所以规定0a >且1a ≠,这样对于任何x ∈R ,x a 都有意义 2.为什么函数的形式必须是纯粹的,不能为x q y ba c +=+(其中q b c ,,是常数,0a >且1a ≠)?紧扣指数函数的定义来分析.指数函数的定义:一般地,函数x y a =(0a >且1a ≠,)x ∈R 叫做指数函数.则指数函数的解析式x y a =中x a 的系数是1且指数位置仅有自变量x ,而函数x q y ba c +=+的解析式不符合指数函数解析式的这些特征,故不是指数函数.例如,121232xx x ++⋅,,都不是指数函数,但2x -是指数函数,因为122xx-⎛⎫= ⎪⎝⎭【教师备案】老师在讲完指数函数并给学生强调指数函数应该注意的问题后就可以让学生做例3了.例3主要就是判断是否为指数函数和如果是指数函数求参数的值.【例3】 ⑴指出下列函数中哪些是指数函数①6x y =;②4y x =;③4x y =-;④()4xy =-;⑤28x y =⋅;⑥24x y =; ⑦()21xy a =-(12a >且1a ≠,a 为常数) ⑵①函数3x y m =⋅(m 是常数)是指数函数,则m = .②函数12x y a +=(a 是常数)是指数函数,则a = .③函数()243xy a a =-(a 是常数)是指数函数,则a 的取值范围为 .【解析】 ⑴①⑦⑵①1m =;②12a =;③()113011444⎛⎫⎛⎫⎛⎫-∞--+∞ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,∪,∪,∪,现在我们已经知道了什么是指数函数,那指数函数的图象又怎么画呢?所以接下来我们来看一下指数函数的图象:考点4:指数函数的图象与性质指数函数图象与性质:知识点睛经典精讲【教师备案】上图是一个总的图,老师可以按照下边的方法一个一个拆分讲解,并且为了建立更直观的感觉,可以让学生自己动手画函数的图象,如:①先画()2xf x=,从这个图象上让学生体会指数函数的增长速度特别快.老师可以举个例子,如在讲义开始的那个象棋问题,刚开始第1个格子放1粒麦子,到第64格就放了632粒麦子,总共所有的格一共放了641921 1.610-≈⨯粒麦子,可见增长的速度相当快;如果学生认为642这个数不大,老师可以再举个汉诺塔的例子,一位数学家曾编写过一个印度的古老传说:在世界中心贝拿勒斯(在印度北部)的圣庙里,一块黄铜板上插着三根宝石针.印度教的主神梵天在创造世界的时候,在其中一根针上从下到上地穿好了由大到小的64片金片,这就是所谓的汉诺塔.不论白天黑夜,总有一个僧侣在按照下面的法则移动这些金片:一次只移动一片,不管在哪根针上,小片必须在大片上面.僧侣们预言,当所有的金片都从梵天穿好的那根针上移到另外一根针上时,世界就将在一声霹雳中消灭,而梵塔、庙宇和众生也都将同归于尽.不管这个传说的可信度有多大,如果考虑一下把64片金片,由一根针上移到另一根针上,并且始终保持上小下大的顺序.这需要多少次移动呢?这里需要递推的方法.假设有n片,移动次数是()f n.显然()11f=,()23f=,()37f=,.此后不难证明()21nf n=-.64n=时,()64642118446744073709551615f=-=,假如每秒钟移动一次,共需多长时间呢?一个平年365天有31536000秒,闰年366天有31622400秒,平均每年31556952秒,计算一下,1844674407370955161531556952584554049253.855=年.这表明移完这些金片需要5845亿年以上,而地球存在至今不过45亿年,太阳系的预期寿命据说也就是数百亿年.真的过了5845亿年,不说太阳系和银河系,至少地球上的一切生命,连同梵塔、庙宇等,都早已经灰飞烟灭.所以说642是个很庞大的数,所以我们会发现这条曲线后面的增长会越来越快.并且从图象上看出函数的定义域为R,值域为()0+∞,,且过定点()01,.②让学生再画一个()3x g x =比较这两个图象.可以发现,当1a >时,a 越大,第一象限图象离x 轴越远.③由②的结论老师可以提问,若01a <<,则图象应该则么样?那我们可以先取个函数()12xh x ⎛⎫= ⎪⎝⎭试试观察发现,2x与12x⎛⎫ ⎪⎝⎭的图象关于y 轴对称,所以13x⎛⎫⎪⎝⎭与3x 的图象也关于y 轴对称,如图,所以当01a <<时,a 越大,第一象限图象离x 轴越远.老师按照上面的方式讲完指数函数的图象之后,就可以让学生做下面的练习:1C ,2C ,3C ,4C 是指数函数3x,πx,25x⎛⎫⎪⎝⎭,0.7x 的图象,则1C ,2C ,3C ,4C 分别代表哪个指数函数?【解析】 由图象可以直接看出1:3xC ,2:πxC ,3:0.7xC ,42:5xC ⎛⎫⎪⎝⎭或者也可以作直线1x =,则与四条曲线的交点就是指数函数的底数.【教师备案】做完上边的练习之后,就可以进一步得出:①所有的指数函数分为两类:1a >和01a <<②指数函数的单调性:1a >时,是增函数;01a <<时,是减函数,而且a 越大,第一象限的图象离x 轴越远 ③指数函数的奇偶性:非奇非偶【教师备案】老师在讲完指数函数的图象并让学生做了上边的练习之后,就可以让学会做下边的例4,例4主要考察指数函数的图象.例4①与前边的练习一样,例4②主要考察讨论底数范围,例4③虽然乍看一眼有点难,但是读完题之后就比较简单了,尤其画完图象之后就更简单xh x (1x了.【例4】 ⑴曲线1C ,2C ,3C ,4C 分别是指数函数1x y a =,2x y b =,3x y c =,4x y d =的图象,判断a ,b ,c ,d ,1 的大小关系是 . ⑵函数()x f x a =与()g x ax a =-的图象大致是( )ABCD⑶用{}min a b c ,,表示a ,b ,c 三个数中的最小值,设{}()min 2210xf x x x =+-,,(0)x ≥,则()f x 的最大值为( )A .4B .5C .6D .7【解析】 ⑴1b a d c <<<<.⑵ C ⑶ C我们在上边的讲解中都一直在强调指数函数的图象,所以我们要在直观上认清图象,比如:根据图象要会求指数函数在不同区间上的值域问题,即例5,根据图象要能够判断两个幂的大小,即例6.下面我们先来看一下区间上的值域问题,即例5: 考点5:区间上的值域问题【例5】 ⑴已知函数()2x f x =,①当()0x ∈+∞,时,函数值域为____________;②当(]2x ∈-∞,时,函数值域为____________;③当(]13x ∈-,时,函数值域为____________.⑵已知函数1()3xg x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,①当(]1x ∈-∞,时,函数值域为_____________; ②当()2x ∈+∞,时,函数值域为______________;③当[)21x ∈-,时,函数值域为______________; 【解析】 ⑴ ①()1+∞,;②(]04,;③182⎛⎤ ⎥⎝⎦,. ⑵ ①13⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭,;②109⎛⎫ ⎪⎝⎭,;③193⎛⎤⎥⎝⎦,.下面我们再来看一下幂的比较大小:经典精讲考点6:幂的比较大小如果给咱们两个幂,比如13与23,这时你肯定知道谁大谁小,但是你并不是根据指数函数得出的,那对于一个一般的幂我们应该如何比较大小呢?老师就可以把下边的铺垫给学生讲解一下,并由铺垫得出对于底相同指不同应该如何比较大小,对于底不同指相同应该如何比较大小,对于底、指都不相同又应该如何比较大小.讲完铺垫以后,就可以让学生自己做一下例6了.【铺垫】比较下列各题中两个值的大小①0.53-,0.63-;②0.53-,0.5π-;③π0.5,0.5π【解析】 ①0.50.633-->;②0.50.53π-->③π0.50.5π<【方法总结】幂的大小比较的方法比较大小常用方法有:⑴比差(商)法:⑵函数单调性法;⑶中间值法:要比较A 与B 的大小,先找一个中间值C ,再比较A 与C 、B 与C 的大小,由不等式的传递性得到A 与B 之间的大小.在比较两个幂的大小时,除了上述一般方法之外,还应注意:⑴ 对于底数相同,指数不同的两个幂的大小比较,可以利用指数函数的单调性来判断. ⑵ 对于底数不同,指数相同的两个幂的大小比较,可利用指数函数图象的变化规律来判断或第8讲中幂函数的单调性来判断.⑶ 对于底数不同,且指数也不同的幂的大小比较,则应通过中间值来比较.⑷ 对于三个(或三个以上)数的大小比较,则应根据值的大小(特别是与0、1的大小)进行分组,再比较各组数的大小即可.【例6】 ⑴比较下列各题中两个值的大小:① 2.51.7,31.7;② 0.10.8-,0.20.8-; ③ 0.31.7, 3.10.9,④0.31.7-, 3.10.9-. ⑵设232555322555a b c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,,,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a c b >>B .a b c >>C .c a b >>D .b c a >>【解析】 ⑴ ① 2.51.7<31.7;②0.10.8-<0.20.8-;③0.31.7> 3.10.9,④0.31.7-< 3.10.9-.⑵ A在前边我们已经讲了复合函数,那与指数相关的复合函数是什么样子的呢?这样的复合函数的性质又是什么样子的?所以本讲只讲外层是指数函数的复合函数,对于内层是指数函数的复合函数我们将在同步的时候再具体讲解.考点7:与指数函数相关的复合函数的定义域、值域及单调性问题老师可以用下边的铺垫给学生讲一下外层是指数函数的复合函数的性质,讲完性质后就可以让学生做例7了.【铺垫】求下列函数的定义域、值域和单调区间.⑴23x y +=;⑵12y ⎛= ⎪⎝⎭;⑶2453xx y -+=;⑷2122x x y +-=【解析】 ⑴ 定义域为R ;值域为()0+∞,;单调增区间为R⑵ 定义域为[)1+∞,;值域为(]01,;单调减区间为[)1+∞, ⑶ 定义域为R ;值域为[)3+∞,;单调增区间为[)2+∞,,单调减区间为(]2-∞, ⑷定义域为R ;值域为(]04,;单调增区间为(]1-∞,,单调减区间为[)1+∞,【例7】求下列函数的定义域、值域和单调区间.⑴ 112x y -= ; ⑵ 3xy -=;⑶12y ⎛= ⎪⎝⎭;⑷12y ⎛⎫= ⎪⎝⎭【解析】 ⑴ 定义域为{},1x x x ∈≠R 且;值域为{}0,1y y y >≠且;单调减区间为(1)-∞,和(1+)∞,⑵ 定义域为R ;值域为(]0,1;单调增区间为(]0-∞,,单调减区间为[)0+∞, ⑶ 定义域为[]31-,;值域为114⎡⎤⎢⎥⎣⎦,;单调增区间为[]11-,,单调减区间为[]31--, ⑷ 定义域为(][)24-∞+∞,∪,;值域为[)1+∞,;单调增区间为[)4+∞,, 单调减区间为(]2-∞,经典精讲5.3 指数函数性质的应用【演练1】等于( )A .23x -B .32x -C .()23x ±-D .23232233x x x x ⎧-⎪⎪⎨⎪-<⎪⎩,≥, 【解析】 D【演练2】下列函数:①23x y =;②6x y =;③23x y +=;④62x y =⋅;⑤81x y =+;⑥6x y =-.其中一定为指数函数的有( )A .0个 B. 1个 C. 2个 D. 3个 【解析】 B【演练3】设0.914y =,0.4828y =, 1.5312y -⎛⎫= ⎪⎝⎭,则( )A .312y y y >>B .213y y y >>C .123y y y >>D .132y y y >>【解析】 D【演练4】如图若曲线1C ,2C ,3C ,4C 是指数函数5x ,4.7x ,45x⎛⎫⎪⎝⎭,0.9x 的图象,则1C ,2C ,3C ,4C 分别代表哪个指数函数? 【解析】1:4.7x C ,2:5x C ,3:0.9x C , 44:5xC ⎛⎫⎪⎝⎭【演练5】函数228113x x y --+⎛⎫= ⎪⎝⎭的单调增区间是________.【解析】 [)2-+∞,.⑴0(0)a a ≠=___ ;⑵(0,)n a a n -+≠∈=N ____;⑶()1n n n +>∈=N ,且_____; =______________;⑸()10na a >=_______;⑹(0,,)m naa n m +>∈=N _____________;⑺(0,,)=m na a n m -+>∈N ___________;⑻(0Q)r s a a a r s >∈=,,______________;⑼()(0Q)rs a a r s >∈=,,______________;⑽()(00Q)r ab a b r >>∈=,,______________. ⑾概念要点回顾实战演练答案:⑴1;⑵1na;⑶a;⑷当n a;当n||a aaa a⎧==⎨-<⎩,≥,.;⑻r sa+;⑼rs a;⑽r ra b⑾。