《2.1.2指数函数及其性质(1)》同步练习1
高中数学必修一第二章2.1.2指数函数及其性质习题(含答案)
2.1.2 指数函数及其性质知识清单1.指数函数的概念一般地,______________________叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是____.2.指数函数y =a x (a >0,且a ≠1)的图象和性质a >1 0<a<1图象定义域 R 值域 (0,+∞)性 质 过定点过点______,即x =____时,y =____函数值 的变化 当x >0时,______; 当x <0时,________ 当x >0时,________; 当x <0时,________单调性是R 上的________是R 上的________基础练习一、填空题1.下列以x 为自变量的函数中,是指数函数的是______.(填序号)①y =(-4)x ;②y =πx ;③y =-4x ;④y =a x +2(a >0且a ≠1). 2.函数f (x )=(a 2-3a +3)a x 是指数函数,则a 的值为________. 3.函数y =a |x |(a >1)的图象是________.(填序号)4.已知f (x )为R 上的奇函数,当x <0时,f (x )=3x,那么f (2)=________.5.如图是指数函数 ①y =a x ; ②y =b x ; ③y =c x ;④y =d x 的图象,则a 、b 、c 、d 与1的大小关系是________.6.函数y =(12)x -2的图象必过第________象限.7.函数f (x )=a x 的图象经过点(2,4),则f (-3)的值为____.8.若函数y =a x -(b -1)(a >0,a ≠1)的图象不经过第二象限,则a ,b 需满足的条件为________.9.函数y =8-23-x (x ≥0)的值域是________. 二、解答题10.比较下列各组数中两个值的大小:(1)0.2-1.5和0.2-1.7; (2)1314⎛⎫⎪⎝⎭和2314⎛⎫⎪⎝⎭; (3)2-1.5和30.2.11.2000年10月18日,美国某城市的日报以醒目标题刊登了一条消息:“市政委员会今天宣布:本市垃圾的体积达到50 000 m 3”,副标题是:“垃圾的体积每三年增加一倍”.如果把3年作为垃圾体积加倍的周期,请你完成下面关于垃圾的体积V (m 3)与垃圾体积的加倍的周期.(1) (2)根据报纸所述的信息,你估计3年前垃圾的体积是多少? (3)如果n =-2,这时的n ,V 表示什么信息?(4)写出n 与V 的函数关系式,并画出函数图象(横轴取n 轴). (5)曲线可能与横轴相交吗?为什么?12.定义运算a ⊕b =⎩⎪⎨⎪⎧a (a ≤b )b (a >b ),则函数f (x )=1⊕2x 的图象是________.(填序号)13.定义在区间(0,+∞)上的函数f (x )满足对任意的实数x ,y 都有f (x y )=yf (x ). (1)求f (1)的值;(2)若f (12)>0,解不等式f (ax )>0.(其中字母a 为常数).能力提升一、填空题1.设P ={y |y =x 2,x ∈R },Q ={y |y =2x ,x ∈R },则P 、Q 的关系为________. 2.函数y =16-4x 的值域是________.3.函数y =a 在[0,1]上的最大值与最小值的和为3,则函数y =2ax -1在[0,1]上的最大值是________.4.若函数f (x )=3x +3-x 与g (x )=3x -3-x 的定义域均为R ,则下列命题正确的是________.(填序号)①f (x )与g (x )均为偶函数;②f (x )为偶函数,g (x )为奇函数; ③f (x )与g (x )均为奇函数;④f (x )为奇函数,g (x )为偶函数.5.函数y =f (x )的图象与函数g (x )=e x +2的图象关于原点对称,则f (x )的解析式为________. 6.已知a =1335-⎛⎫ ⎪⎝⎭,b =1235-⎛⎫⎪⎝⎭,c =1243-⎛⎫ ⎪⎝⎭,则a ,b ,c 三个数的大小关系是________.7.春天来了,某池塘中的荷花枝繁叶茂,已知每一天新长出荷叶覆盖水面面积是前一天的2倍,若荷叶20天可以完全长满池塘水面,当荷叶刚好覆盖水面面积一半时,荷叶已生长了________天.8.已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,当x >0时,f (x )=1-2-x ,则不等式f (x )<-12的解集是________.9.函数y =2212x x-+⎛⎫ ⎪⎝⎭的单调递增区间是________.二、解答题10.(1)设f (x )=2u ,u =g (x ),g (x )是R 上的单调增函数,试判断f (x )的单调性; (2)求函数y =2212x x --的单调区间.11.函数f (x )=4x -2x +1+3的定义域为[-12,12].(1)设t =2x ,求t 的取值范围; (2)求函数f (x )的值域.12.函数y =2x -x 2的图象大致是________.(填序号)13.已知函数f (x )=2x-12x +1.(1)求f [f (0)+4]的值;(2)求证:f (x )在R 上是增函数;(3)解不等式:0<f (x -2)<1517.知识清单1.函数y =a x (a >0,且a ≠1) R 2.(0,1) 0 1 y >1 0<y <1 0<y <1 y >1 增函数 减函数 基础练习 1.②解析 ①中-4<0,不满足指数函数底数的要求,③中因有负号,也不是指数函数,④中的函数可化为y =a 2·a x ,a x 的系数不是1,故也不是指数函数. 2.2解析 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 2-3a +3=1,a >0且a ≠1,解得a =2. 3.②解析 该函数是偶函数.可先画出x ≥0时,y =a x 的图象,然后沿y 轴翻折过去,便得到x <0时的函数图象.4.-19解析 当x >0时,-x <0,∴f (-x )=3-x ,即-f (x )=(13)x ,∴f (x )=-(13)x .因此有f (2)=-(13)2=-19.5.b <a <1<d <c解析 作直线x =1与四个指数函数图象交点的坐标分别为(1,a )、(1,b )、(1,c )、(1,d ),由图象可知纵坐标的大小关系. 6.二、三、四解析 函数y =(12)x 的图象上所有的点向下平移2个单位,就得到函数y =(12)x -2的图象,所以观察y =(12)x -2的图象可知.7.18解析 由题意a 2=4,∴a =2.f (-3)=2-3=18.8.a >1,b ≥2解析 函数y =a x -(b -1)的图象可以看作由函数y =a x 的图象沿y 轴平移|b -1|个单位得到.若0<a <1,不管y =a x 的图象沿y 轴怎样平移,得到的图象始终经过第二象限;当a >1时,由于y =a x 的图象必过定点(0,1),当y =a x 的图象沿y 轴向下平移1个单位后,得到的图象不经过第二象限.由b -1≥1,得b ≥2.因此,a ,b 必满足条件a >1,b ≥2. 9.[0,8)解析 y =8-23-x =8-23·2-x =8-8·(12)x=8[1-(12)x ].∵x ≥0,∴0<(12)x ≤1,∴-1≤-(12)x <0,从而有0≤1-(12)x <1,因此0≤y <8.10.解 (1)考察函数y =0.2x . 因为0<0.2<1,所以函数y =0.2x 在实数集R 上是单调减函数.又因为-1.5>-1.7,所以0.2-1.5<0.2-1.7.(2)考察函数y =(14)x .因为0<14<1,所以函数y =(14)x 在实数集R 上是单调减函数.又因为13<23,所以1314⎛⎫ ⎪⎝⎭>2314⎛⎫ ⎪⎝⎭1.(3)2-1.5<20,即2-1.5<1;30<30.2,即1<30.2,所以2-1.5<30.2.11.解 (1)由于垃圾的体积每3年增加1倍,24年后即8个周期后,该市垃圾的体积是50 000×28=12 800 000(m 3).(2)根据报纸所述的信息,估计3年前垃圾的体积是50 000×2-1=25 000(m 3).(3)如果n =-2,这时的n 表示6年前,V 表示6年前垃圾的体积. (4)n 与V 的函数关系式是V =50 000×2n ,图象如图所示.(5)因为对任意的整数n,2n >0,所以V =50 000×2n >0,因此曲线不可能与横轴相交. 12.①解析 由题意f (x )=1⊕2x=⎩⎪⎨⎪⎧1, x ≥0;2x , x <0.13.解 (1)令x =1,y =2,可知f (1)=2f (1),故f (1)=0.(2)设0<x 1<x 2,∴存在s ,t 使得x 1=(12)s ,x 2=(12)t ,且s >t ,又f (12)>0,∴f (x 1)-f (x 2)=f [(12)s ]-f [(12)t ]=sf (12)-tf (12)=(s -t )f (12)>0,∴f (x 1)>f (x 2).故f (x )在(0,+∞)上是减函数. 又∵f (ax )>0,x >0,f (1)=0, ∴0<ax <1,当a =0时,x ∈∅,当a >0时,0<x <1a ,当a <0时,1a<x <0,不合题意.故x ∈∅.综上:a ≤0时,x ∈∅;a >0时,不等式解集为{x |0<x <1a}.能力提升 1.Q P解析 因为P ={y |y ≥0},Q ={y |y >0},所以Q P . 2.[0,4)解析 ∵4x >0,∴0≤16-4x <16, ∴16-4x ∈[0,4). 3.3解析 函数y =a x 在[0,1]上是单调的,最大值与最小值都在端点处取到,故有a 0+a 1=3,解得a =2,因此函数y =2ax -1=4x -1在[0,1]上是单调递增函数,当x =1时,y max =3. 4.②解析 f (-x )=3-x +3x =f (x ),g (-x )=3-x -3x =-g (x ).5.f (x )=-e -x -2解析 ∵y =f (x )的图象与g (x )=e x +2的图象关于原点对称,∴f (x )=-g (-x )=-(e -x +2)=-e -x -2. 6.c <a <b解析 ∵y =(35)x 是减函数,-13>-12,∴b >a >1.又0<c <1,∴c <a <b . 7.19解析 假设第一天荷叶覆盖水面面积为1,则荷叶覆盖水面面积y 与生长时间的函数关系为y =2x -1,当x =20时,长满水面,所以生长19天时,荷叶布满水面一半. 8.(-∞,-1)解析 ∵f (x )是定义在R 上的奇函数, ∴f (0)=0.当x <0时,f (x )=-f (-x )=-(1-2x )=2x -1.当x >0时,由1-2-x <-12,(12)x >32,得x ∈∅;当x =0时,f (0)=0<-12不成立;当x <0时,由2x -1<-12,2x <2-1,得x <-1.综上可知x ∈(-∞,-1). 9.[1,+∞)解析 利用复合函数同增异减的判断方法去判断.令u =-x 2+2x ,则y =(12)u 在u ∈R 上为减函数,问题转化为求u =-x 2+2x 的单调递减区间,即为x ∈[1,+∞).10.解 (1)设x 1<x 2,则g (x 1)<g (x 2).又由y =2u 的增减性得()12g x<()22g x ,即f (x 1)<f (x 2), 所以f (x )为R 上的增函数.(2)令u =x 2-2x -1=(x -1)2-2, 则u 在区间[1,+∞)上为增函数.根据(1)可知y =2212x x --在[1,+∞)上为增函数. 同理可得函数y 在(-∞,1]上为单调减函数.即函数y 的增区间为[1,+∞),减区间为(-∞,1].11.解 (1)∵t =2x 在x ∈[-12,12]上单调递增,∴t ∈[22,2].(2)函数可化为:f (x )=g (t )=t 2-2t +3,g (t )在[22,1]上递减,在[1,2]上递增,比较得g (22)<g (2). ∴f (x )min =g (1)=2, f (x )max =g (2)=5-2 2.∴函数的值域为[2,5-22]. 12.①解析 当x →-∞时,2x →0,所以y =2x -x 2→-∞, 所以排除③、④.当x =3时,y =-1,所以排除②.13.(1)解 ∵f (0)=20-120+1=0,∴f [f (0)+4]=f (0+4)=f (4)=24-124+1=1517.(2)证明 设x 1,x 2∈R 且x 1<x 2, 则22x>12x>0,22x-12x>0,∴f (x 2)-f (x 1)=212121212121x x x x ---++ =()()()21212222121x x x x -++>0,即f (x 1)<f (x 2),所以f (x )在R 上是增函数.(3)解 由0<f (x -2)<1517得f (0)<f (x -2)<f (4),又f (x )在R 上是增函数,∴0<x -2<4,即2<x <6,所以不等式的解集是{x |2<x <6}.。
(人教a版)数学必修一课时训练:2.1.2(第1课时)指数函数的图象及性质(含答案)
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课时提升卷(十六)指数函数的图象及性质(45分钟 100分)一、选择题(每小题6分,共30分)1.若函数y=(2a-3)x是指数函数,则a的取值范围是( )A.a>B.a>,且a≠2C.a<D.a≠22.指数函数y=f(x)的图象经过点(-2,),那么f(4)·f(2)等于( )A.8B.16C.32D.643.(2013·黄冈高一检测)已知集合M={y|y=-x2+2,x∈R},集合M)∩N=( )N={y|y=2x,0≤x≤2},则(RA.[1,2]B.(2,4]C.[1,2)D.[2,4)4.当x>0时,指数函数f(x)=(a-1)x<1恒成立,则实数a的取值范围是( )A.a>2B.1<a<2C.a>1D.a∈R5.(2012·四川高考)函数y=a x-(a>0,a≠1)的图象可能是( )二、填空题(每小题8分,共24分)6.已知函数f(x)=则f(2)+f(-2)= .7.(2012·山东高考改编)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)x2在[0,+∞)上是增函数,则a= .8.(2013·长沙高一检测)关于下列说法:(1)若函数y=2x的定义域是{x|x≤0},则它的值域是{y|y≤1}.(2)若函数y=的定义域是{x|x≥2},则它的值域是{y|y≤}.(3)若函数y=2x的值域是{y|0<y≤4},则它的定义域一定是{x|0<x≤2}.其中不正确的说法的序号是.三、解答题(9题,10题14分,11题18分)9.已知函数f(x)=a x+b(a>0,且a≠1).若f(x)的图象如图所示,求a,b 的值.10.(2013·长春高一检测)已知函数f(x)=a x-1(x≥0)的图象经过点(2,),其中a>0且a≠1.(1)求a的值.(2)求函数y=f(x)(x≥0)的值域.11.(能力挑战题)已知函数y=a x(a>0且a≠1)在[1,2]上的最大值与最小值之和为20,记f(x)=.(1)求a的值.(2)证明f(x)+f(1-x)=1.(3)求f()+f()+f()+…+f()的值.答案解析1.【解析】选B.由题意得2a-3>0,且2a-3≠1,所以a>,且a≠2.2.【解析】选D.设f(x)=a x(a>0且a≠1),由已知得=a-2,a2=4,所以a=2,于是f(x)=2x,所以f(4)·f(2)=24·22=26=64.3.【解析】选B.由题可知M=(-∞,2],N=[1,4],∴R M=(2,+∞),(RM)∩N=(2,4].【变式备选】若集合M={y|y=2-x},P={y|y=},则M∩P等于( ) A.{y|y>1} B.{y|y≥1}C.{y|y>0}D.{y|y≥0}【解析】选C.y=2-x的值域为{y|y>0},y=的值域为{y|y≥0},因此,其交集为{y|y>0}.故选C.4.【解题指南】结合指数函数的图象,若x>0时,(a-1)x<1恒成立,则必有0<a-1<1,进而求解.【解析】选B.∵x>0时,(a-1)x<1恒成立,∴0<a-1<1,∴1<a<2.5.【解析】选D.当a>1时,y=a x-在R上为增函数,且与y轴的交点为(0,1-),又0<1-<1,故排除A,B.当0<a<1时,y=a x-在R上为减函数,且与y轴的交点为(0,1-),又1-<0,故选D.6.【解析】f(2)+f(-2)=22+3-2=.答案:【举一反三】若对于本题中的函数f(x),有f(a)=16,试求a的值.【解析】当a≤1时,f(a)=3a≤3<16,故a>1,此时有f(a)=2a=16,所以a=4.7.【解析】当a>1时,有a2=4,a-1=m,此时a=2,m=,此时g(x)=-x2在[0,+∞)上是减函数,不合题意.若0<a<1,则a-1=4,a2=m,故a=,m=,检验知符合题意.答案:8.【解题指南】解答本题一方面要注意利用函数的单调性由定义域求值域,由值域求定义域;另一方面要注意结合函数的图象,弄清楚函数值与自变量的关系.【解析】(1)不正确.由x≤0得0<2x≤20=1,值域是{y|0<y≤1}.(2)不正确.由x≥2得0<≤,值域是{y|0<y≤}.(3)不正确.由2x≤4=22得x≤2,所以若函数y=2x的值域是{y|0<y≤4},则它的定义域一定是{x|x≤2}.答案:(1)(2)(3)9.【解析】由图象得,点(2,0),(0,-2)在函数f(x)的图象上,所以解得10.【解析】(1)∵函数f(x)=a x-1(x≥0)的图象经过点(2,),∴=a2-1,∴a=.(2)由(1)知f(x)=()x-1=2·()x,∵x≥0,∴0<()x≤()0=1,∴0<2·()x≤2,∴函数y=f(x)(x≥0)的值域为(0,2].11.【解析】(1)函数y=a x(a>0且a≠1)在[1,2]上的最大值与最小值之和为20,∴a+a2=20,得a=4或a=-5(舍去).(2)由(1)知f(x)=,∴f(x)+f(1-x)=+=+=+=+=1.(3)由(2)知f()+f()=1,f()+f()=1,…,f()+f()=1,∴f()+f()+f()+…+f()=++…+=1+1+…+1=1 006.关闭Word文档返回原板块。
2.1.2指数函数及其性质(1)
1.图像向左、向右是无限延伸的。 (0,1)
2.图像都在x轴的上方。 3.都过定点(0,1)。
0
x
y a x (a 0且a 1) 的图象和特征:
a>1
图
6
5
象 4
3
2
11
-4
-2
0
2
4
6
-1
1.图象在x轴上方
特 2.从左到右上升 征 3.过定点 (0,1)
4、a越大,向上越靠近y轴
0<a<1
2.1.2指数函数及其性质
第一课时
问题 引入
问题1、某种细胞分裂时,由1个分裂成 2个,2个分裂成4个,1个这样的细胞分 裂x次后,得到的细胞个数y与x的函数 关系式是什么?
研究
分裂
次数 1次 2次 3次 4次
x次
……
y 2x
细胞 2个 4个 8个 16个
总数
21
22
23
24
2x
问题 引入
质
4.单调性:
在R上是增函数
单调性: 在R上是减函数
对称性: y=ax和y=a-x关于y轴对称
例3、 如图为指数函数:
(1) y ax (2) y bx (3) y cx (4) y d x的图象,
y
(2) (3)
(1)
(4)
比较 a, b, c, d 与1的大小关系.
O
x
c d 1 a b
例5、已知指数函数 f (x) ax (a 0且a 1) 的图像经过 点(3,π)求 f(0), f(1), f(-3)的值。
解:因为 f (x) a x 的图像过点(3, ),所以
课件4:2.1.2 指数函数及其性质 第1课时
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解析 由图象可知③④的底数必大于 1,①②的底数必小于 1. 过点(1,0)作直线 x=1,在第一象限内分别与各曲线相交,可知 1<d<c,b<a<1,从而可知 a,b,c,d 与 1 的大小关系为 b<a<1<d<c. 答案 B
规律方法 指数函数的图象随底数变化的规律可归纳为: (1)无论指数函数的底数 a 如何变化,指数函数 y=ax(a>0,a≠1) 的图象与直线 x=1 相交于点(1,a),由图象可知:在 y 轴右侧, 图象从下到上相应的底数由小变大. (2)指数函数的底数与图象间的关系可概括记忆为:在第一象限 内,底数自下而上依次增大.
名师点睛 1.对指数函数的定义的理解 (1)因为 a>0,x 是任意一个实数时,ax 是一个确定的实数,所以函 数的定义域为实数集 R. (2)规定底数 a 大于零且不等于 1. (3)指数函数解析式的特征:ax 的系数是 1,a 为常量,x 为自变量, 有些函数貌似指数函数,实际上却不是,例如 y=ax+1(a>0,a≠1); 有些函数看起来不象指数函数,实际上却是,例如 y=a-x(a>0, a≠1),因为这可等价化归为 y=1ax其中1a>0且1a≠1.
[正解] ∵函数 y=(a2-4a+4)ax 是指数函数, ∴由指数函数的定义得aa2>-0且4aa+≠41=,1, ∴aa= >01且或aa≠=13,. ∴a=3.
指数函数要求形如:f(x)=ax(a>0 且 a≠1),即指数式 前面系数为 1,另外 a>0 且 a≠1.
课堂总结 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y=ax(a>0且 a≠1)这一结构形式. 2.指数函数在同一直角坐标系中的图象的相对位置与底数大小的关 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 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. 3.由于指数函数y=ax(a>0且a≠1)的定义域为R,所以函数y=af(x)(a>0且 a≠1)与函数f(x)的定义域相同,求与指数函数有关的函数的值域时,要考虑 并利用指数函数本身的要求,并利用好指数函数的单调性.
学案8:2.1.2 指数函数及其性质(二)
2.1.2 指数函数及其性质(二)自主学习学习目标1.理解指数函数的单调性与底数a 的关系,能运用指数函数的单调性解决一些问题.2.理解指数函数的底数a 对函数图象的影响.基础自测1.下列一定是指数函数的是( )A .y =-3xB .y =x x (x >0,且x ≠1)C .y =(a -2)x (a >3)D .y =(1-2)x2. 指数函数y =a x 与y =b x 的图象如图,则( )A .a <0,b <0B .a <0,b >0C .0<a <1,b >1D .0<a <1,0<b <13.函数y =πx 的值域是( )A .(0,+∞)B .[0,+∞)C .RD .(-∞,0)4.若指数函数f (x )=(a +1)x 是R 上的减函数,那么a 的取值范围为( )A .a <2B .a >2C .-1<a <0D .0<a <1题型探究类型一 比较大小问题【例1】 比较下列各题中两个值的大小:(1)3π与33.14; (2)0.99-1.01与0.99-1.11; (3)1.40.1与0.90.3.规律方法 比较两指数大小时,若底数相同,则先构造出该底数的指数函数,然后利用单调性比较;若底数不同,则考虑选择中间量,通常选择“1”作为中间量.变式迁移1 比较⎝⎛⎭⎫4313,223,⎝⎛⎭⎫-233,⎝⎛⎭⎫3412的大小.类型二 解简单的指数不等式【例2】 如果a 2x +1≤a x -5(a >0,且a ≠1),求x 的取值范围.规律方法 解a f (x )>a g (x )(a >0且a ≠1)此类不等式主要依据指数函数的单调性,它的一般步骤为变式迁移2 已知(a 2+a +2)x >(a 2+a +2)1-x ,则x 的取值范围是____________.类型三 指数函数的最值问题【例3】 (1)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,求a 的值; (2)如果函数y =a 2x +2a x -1(a >0且a ≠1)在[-1,1]上有最大值14,试求a 的值.规律方法 指数函数y =a x (a >1)为单调增函数,在闭区间[s ,t ]上存在最大、最小值,当x =s 时,函数有最小值a s ;当x =t 时,函数有最大值a t .指数函数y =a x (0<a <1)为单调减函数,在闭区间[s ,t ]上存在最大、最小值,当x =s 时,函数有最大值a s ;当x =t 时,函数有最小值a t .变式迁移3 (1)函数f (x )=a x (a >0,a ≠1)在区间[1,2]上的最大值与最小值之和为6,求a 的值;(2)0≤x ≤2,求函数y =4x -12-3·2x +5的最大值和最小值.课堂小结1.指数函数的定义及图象是本节的关键.通过图象可以求函数的值域及单调区间.2.利用指数函数的性质可以比较两个指数幂的大小(1)当两个正数指数幂的底数相同时,直接利用指数函数的单调性比较大小.(2)当两个正数指数幂的底数不同而指数相同时,可利用两个指数函数的图象比较它们的大小.(3)当两个正数指数幂的底数不同而且指数也不相同时,可考虑能否利用“媒介”数来比较它们的大小.3.通过本节的学习,进一步体会分类讨论思想在解题中的应用.当堂检测一、选择题1.下图分别是函数①y =a x ;②y =b x ;③y =c x ;④y =d x 的图象,a ,b ,c ,d 分别是四数2,43,310,15中的一个,则相应的a ,b ,c ,d 应是下列哪一组( )A.43,2,15,310B.2,43,310,15C.310,15,2,43D.15,310,43,2 2.已知a =30.2,b =0.2-3,c =(-3)0.2,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a >b >cB .b >a >cC .c >a >bD .b >c >a3.若(12)2a +1<(12)3-2a ,则实数a 的取值范围是( ) A .(1,+∞) B .(12,+∞) C .(-∞,1) D .(-∞,12)4.设13<(13)b <(13)a <1,则( ) A .a a <a b <b a B .a a <b a <a b C .a b <a a <b a D .a b <b a <a a5.若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ a x , x >14-a 2x +2, x ≤1是R 上的增函数,则实数a 的取值范围为( ) A .(1,+∞) B .(1,8) C .(4,8) D .[4,8)二、填空题6.当x ∈[-1,1]时,函数f (x )=3x -2的值域是____________.7.a =0.80.7,b =0.80.9,c =1.20.8,则a ,b ,c 的大小关系是____________.8.已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,当x >0时,f (x )=1-2-x ,则不等式f (x )<-12的解集是__________.三、解答题9.解不等式a x +5<a 4x -1 (a >0,且a ≠1).10.已知函数f (x )=⎝⎛⎭⎫12x -1+12·x 3. (1)求f (x )的定义域; (2)判断f (x )的奇偶性; (3)求证:f (x )>0.【参考答案】基础自测1.C 2.C 3.A 4.C题型探究【例1】 解 (1)构造函数y =3x .∵a =3>1,∴y =3x 在(-∞,+∞)上是增函数.∵π>3.14,∴3π>33.14.(2)构造函数y =0.99x .∵0<a =0.99<1,∴y =0.99x 在(-∞,+∞)上是减函数.∵-1.01>-1.11,∴0.99-1.01<0.99-1.11.(3)分别构造函数y =1.4x 与y =0.9x .∵1.4>1,0<0.9<1,∴y =1.4x 与y =0.9x在(-∞,+∞)上分别为增函数和减函数.∵0.1>0,∴1.40.1>1.40=1.∵0.3>0,∴0.90.3<0.90=1,∴1.40.1>1>0.90.3,∴1.40.1>0.90.3.变式迁移1 解 将⎝⎛⎭⎫4313,223,⎝⎛⎭⎫-233,⎝⎛⎭⎫3412分成如下三类:(1)负数⎝⎛⎭⎫-233; (2)大于0小于1的数⎝⎛⎭⎫3412;(3)大于1的数⎝⎛⎭⎫4313,223.∵⎝⎛⎭⎫4313<413,而413=223, ∴⎝⎛⎭⎫-233<⎝⎛⎭⎫3412<⎝⎛⎭⎫4313<223. 【例2】 解 (1)当0<a <1时,由于a 2x +1≤a x -5,∴2x +1≥x -5,解得x ≥-6.(2)当a >1时,由于a 2x +1≤a x -5,∴2x +1≤x -5,解得x ≤-6.综上所述,x 的取值范围是:当0<a <1时,x ≥-6;当a >1时,x ≤-6.变式迁移2 (12,+∞) 解析 a 2+a +2=(a +12)2+74>1. ∴y =(a 2+a +2)x 在R 上是增函数.∴x >1-x ,解得x >12. ∴x 的取值范围是(12,+∞). 【例3】 解 (1)①若a >1,则f (x )在[1,2]上递增,最大值为a 2,最小值为a .∴a 2-a =a 2,即a =32或a =0(舍去). ②若0<a <1,则f (x )在[1,2]上递减,最大值为a ,最小值为a 2.∴a -a 2=a 2,即a =12或a =0(舍去), 综上所述,所求a 的值为12或32. (2)设t =a x ,则原函数可化为y =(t +1)2-2,对称轴为t =-1.①若a >1,∵x ∈[-1,1],∵t =a x 在[-1,1]上递增,∴0<1a≤t ≤a ; ∴y =(t +1)2-2当t ∈[1a,a ]时递增. 故当t =a 时,y max =a 2+2a -1.由a 2+2a -1=14,解得a =3或a =-5(舍去,∵a >1).②若0<a <1,t =a x 在[-1,1]上递减,t ∈[a ,1a], y max =a -2+2a -1-1=14,解得a =13或a =-15(舍去). 综上,可得a =13或3. 变式迁移3 解 (1)∵f (x )=a x 在[1,2]上是单调函数,∴f (x )在1或2时取得最值.∴a +a 2=6,解得a =2或a =-3,∵a >0,∴a =2.(2)y =12·22x -3·2x +5=12(22x -6·2x )+5 =12(2x -3)2+12. ∵x ∈[0,2],1≤2x ≤4,∴当2x =3时,y 最小值=12, 当2x =1时,y 最大值=52. 当堂检侧1.C2.B 【解析】c <0,b =53>3,1<a <3,∴b >a >c .3.B 【解析】函数y =(12)x 在R 上为减函数, ∴2a +1>3-2a ,∴a >12. 4.C 【解析】由已知条件得0<a <b <1,∴a b <a a ,a a <b a ,∴a b <a a <b a .5.D 【解析】因为f (x )在R 上是增函数,故结合图象知 ⎩⎪⎨⎪⎧ a >14-a 2>04-a 2+2≤a,解得4≤a <8.6.⎣⎡⎦⎤-53,1 7.c >a >b 【解析】y =0.8x 为减函数,∴0.80.7>0.80.9,且0.80.7<1,而1.20.8>1,∴1.20.8>0.80.7>0.80.9.8.(-∞,-1)【解析】∵f (x )是定义在R 上的奇函数,∴f (0)=0.当x <0时,f (x )=-f (-x )=-(1-2x )=2x -1.当x >0时,由1-2-x <-12得x ∈∅; 当x =0时,f (0)=0<-12不成立;因此当x <0时,由2x -1<-12得x <-1.综上可知x ∈(-∞,-1).9.解 当a >1时,原不等式可变为x +5<4x -1.解得x >2;当0<a <1时,原不等式可变为x +5>4x -1.解得x <2.故当a >1时,原不等式的解集为(2,+∞); 当0<a <1时,原不等式的解集为(-∞,2).10.(1)解 由2x -1≠0,得x ≠0.∴函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞).(2)解 由于函数f (x )的定义域关于原点对称,f (-x )=⎝⎛⎭⎫12-x -1+12·(-x )3 =-⎝⎛⎭⎫2x 1-2x +12x 3=⎝⎛⎭⎫12x -1+12·x 3 =f (x ),所以f (x )为偶函数.(3)证明 当x >0时,12x -1>0,x 3>0, ∴f (x )>0,又∵f (x )为偶函数,∴x <0时,f (x )>0,综上所述,对于定义域内的任意x 都有f (x )>0.。
陕西省高中数学人教新课标A版必修1第二章基本初等函数(I)2.1.2指数函数及其性质
陕西省高中数学人教新课标A版必修1 第二章基本初等函数(I) 2.1.2 指数函数及其性质姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共16题;共32分)1. (2分) (2016高一上·临川期中) 下列各函数中,是指数函数的是()A . y=(﹣3)xB . y=﹣3xC . y=3x﹣1D . y=3﹣x2. (2分) (2019高一上·九台期中) 函数是指数函数,则的值是()A . 4B . 1或3C . 3D . 13. (2分) (2018高三上·双鸭山月考) 已知是定义在上的偶函数,且在上是增函数,设,,,则的大小关系是()A .B .C .D .4. (2分)已知实数a,b满足>()a>()b>,则()A . b<2B . b>2C . a<D . a>5. (2分) (2018高一上·台州期末) 已知函数,则其值域为()A .B .C .D .6. (2分)若,则()A . a>b>cB . b>a>cC . c>a>bD . b>c>a7. (2分)函数y=22x﹣2x+1+2的定义域为M,值域P=[1,2],则下列结论一定正确的个数是()①M=[0,1];②M=(﹣∞,1);③[0,1]⊆M;④M⊆(﹣∞,1];⑤1∈M;⑥﹣1∈M.A . 2个B . 3个C . 4个D . 5个8. (2分) (2016高三上·宝清期中) 已知函数f(x)= ,当x1≠x2时,<0,则a的取值范围是()A . (0, ]B . [ , ]C . (0, ]D . [ , ]9. (2分)下列函数是指数函数的是()A .B .C .D .10. (2分)某工厂产生的废气经过过滤后排放,排放时污染物的含量不得超过1%.已知在过滤过程中废气中的污染物数量P(单位:毫克/升)与过滤时间t(单位:小时)之间的函数关系为:P=P0e﹣kt ,(k,P0均为正的常数).若在前5个小时的过滤过程中污染物被排除了90%.那么,至少还需()时间过滤才可以排放.A . 小时B . 小时C . 5小时D . 10小时11. (2分)已知函数f(x)=x﹣4+,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()A .B .C .D .12. (2分)已知正实数、、满足,,,则、、的大小关系是()A .B .C .D .13. (2分)若函数f(x)=的值域为[0,+∞),则实数a的取值范围是()A . 3>a≥2B . 3≥a>2C . a≤2D . a<214. (2分) (2018高二上·山西月考) 已知,,,则a,b,c的大小关系为()A .B .C .D .15. (2分) (2018高一上·寻乌期末) 若且在上既是奇函数又是增函数,则函数的图像是()A .B .C .D .16. (2分) (2019高一上·水富期中) 已知,,,则()A .B .C .D .二、填空题 (共7题;共8分)17. (1分) (2016高一上·淮阴期中) 函数f(x)=()x+1,x∈[﹣1,1]的值域是________18. (1分) (2018高二下·赣榆期末) 若指数函数的图象过点,则不等式的解集是________.19. (1分) (2019高一上·张家口月考) 已知函数为偶函数,函数为奇函数,,则________.20. (2分) (2018高一上·宁波期中) 函数的值域是________,单调递增区间是________.21. (1分) (2016高一上·大同期中) 已知函数f(x)=ax+b(a>0,a≠1)的定义域和值域都是[﹣1,0],则a+b=________.22. (1分)关于x的方程4x+2(m﹣1)•2x+m+1=0,有两个不相等的实数根,则实数m的取值范围是________.23. (1分)已知函数f(x)满足当x≥4时;当x<4时f(x)=f(x+1),则f(2+log23)=________.三、解答题 (共6题;共50分)24. (5分) (2018高一上·牡丹江期中) 求不等式中的取值范围。
高中数学 第二章 基本初等函数(Ⅰ)2.1.2 指数函数及其性质教材梳理素材 新人教A版必修1
2.1.2 指数函数及其性质疱丁巧解牛知识·巧学·升华 一、指数函数及其性质 1.指数函数的定义一般地,函数y=a x(a >0且a ≠1,x ∈R )叫做指数函数,其中x 是自变量.由于当a=0时,若x >0,a x 恒等于0;若x ≤0,a x无意义. 当a <0时,如y=(-2)x,对x=…,-21,41,21,…在实数范围内函数值不存在. 当a=1时,y=1x=1,是一常量,没有研究的必要.综上可知,当a ≤0或a=1时,不是没有意义,就是没有研究的必要,故规定a >0且a ≠1.只有形如y=a x (a >0且a ≠1)且定义域为R 的函数,才是指数函数,又如y=3·2x ,y=2x-1,y=2x+1等,是由指数函数经过某种变换而得到的,它们都不是指数函数.要点提示 因为指数的概念已经从整数扩充到实数,在底数a >0且a ≠1的情况下,对任意一个x 都有唯一确定的值y 与它对应,所以x 是任意实数. 2.指数函数的图象和性质(1)下面先画指数函数y=2x 及y=0.5x图象列出x,y 的对应值表,用描点法化出图象: x …-3 -2 -1 0 1 2 3 … y=2x 0.13 0.25 0.5 1 2 4 8 y=0.5x84210.50.250.13要点提示 函数y=a x与y=a -x的图象关于y 轴对称.xa >10<a <1图象性质①定义域:R ②值域:(0,+∞)③过点(0,1),即x=0时,y=1 ④在R 上是增函数, 当x <0时,0<y <1; 当x >0时,y >1④在R 上是减函数, 当x <0时,y >1; 当x >0时,0<y <1指数函数的单调性是指数函数性质中应用最广的,运用此性质可以求与指数函数有关的一般函数的值域、单调区间等.指数函数的图象变换有两种:一种是平移变换分上下、左右平移,遵循“左加右减,上加下减”.平移前后的形状没有发生变化,只是位置改变了;另一种是对称变换,它会导致前后的形状发生明显改变.指数函数的图象变换可以推广到我们学过的任何函数. 研究函数的性质,可明确图象的形状;通过函数的图象可以进一步加深对性质的理解.二者相辅相成、缺一不可,可通过解决函数的图象来解决与方程和不等式有关的问题,这时作函数的图象应明确其图象的形状,而确定形状的手段主要有:函数关系式的等价变形、图象的变换、通过研究函数的性质等.要点提示 ①指数函数的图象恒在x 轴上方;②指数函数的单调性取决于它的底数;③y=a x (a >1)在 x >0的方向上增幅越来越快;④指数函数由唯一的常量a 确定.⑤y=a x (0<a<1)在x <0的方向上增幅越来越快.方法点拨 遇到求含有字母的表达式等问题可先用待定系数法确定a ,再求值.深化升华 ①底数相同,指数不同的,可构造指数函数,利用函数的单调性比较大小; ②底数、指数都不相同的,可选一中间值比较大小; ③指数相同,底数不同的可用数形结合法比较大小. 问题·思路·探究问题1 为什么说指数函数的图象是研究函数性质的直观工具?思路:对于指数函数问题,我们不仅仅应该知道其表达式及利用表达式进行计算的问题,而且应注重结合其相应的图象掌握相应的知识且能灵活运用图象来分析问题、解决问题,从而领会图象在指数函数应用方面的作用. 探究:因为通过图象我们可以直观地看到,任取a({a|a>0且a ≠1}),图象始终过定点(0,1),图象始终在x 轴的上方;当a>1时第一象限的图象与0<a<1时第二象限的图象始终在直线y=1的上方,当a>1时第二象限的图象与0<a<1时第一象限的图象始终在直线y=1的下方,当a>1时,图象是上升的,当0<a<1时,图象是下降的.所以应用图象进行数形结合,清晰地刻画了指数函数的性质,它们便于我们记忆起函数性质和变化规律.问题2 函数y=2|x|的图象有什么特征?你能根据它的图象指出其值域和单调区间吗?思路:函数y=a |x|:其图象是关于y 轴对称的,所以只要先把y=a x的y轴右边的图象保留,再将y 轴右边部分关于y轴作出对称部分;就得到了y=a |x|的图象.探究:函数y=2|x|的图象关于y 轴对称,这是因为它的图象由y=2x(x ≥0)的图象和y=(21)x(x<0)的图象合并而成,而y=2x(x>0)与y=(21)x(x<0)的图象关于y 轴对称,所以函数y=2|x|的图象关于y 轴对称,由图象可知值域是[1,+∞),递增区间为[0,+∞),递减区间为(-∞,0]问题3 函数y=a x+h+k(a>0且a ≠1)的图象恒过点(-h,1+k ),为什么?思路:一般地,把函数y=f (x )的图象向右平移m 个单位得函数y=f (x-m )的图象(m ∈R ,m <0就是向右平移|m|个单位);把函数y=f (x )的图象向上平移n 个单位,得到函数y=f (x )+n 的图象(n ∈R ,若n <0,就是向下平移|n|个单位=探究:函数y=a x+h +k(a>0且a ≠1)的图象可由y=a x(a>0且a ≠1)的图象向左(当h>0时)或向右(当h<0时)平移|h|个单位,再向上(当k>0时)或向右(当k<0时)平移|k|个单位而得到,因为y=a x (a>0且a ≠1)的图象恒过点(0,1),所以函数y=a x+h+k(a>0且a ≠1)的图象恒过点(-h,1+k ). 典题·热题·新题例1 下列函数中,哪些是指数函数?①y=4x ②y=x 4 ③y=-4x ④y=4-x ⑤y=(-4)x ⑥y=4x+1 ⑦y=4x +1⑧y=e x ⑨y=4x(x>0)⑩y=(a-1)x(a>1且a ≠2)思路解析:①④⑧⑩为指数函数,其中④y=4-x 从形式上看不是指数函数,将它变形为y=(4-1)x,即y=(41)x.它实质上是指数函数. ②中底数x 不是常数,而4不是变数;③是-1与指数函数4x的乘积;⑤中底数-4<0; ⑥中的指数是x 的函数,不是自变量x ;⑦由y=4x向上平移得到的;⑨x 的范围不是R . 答案:②③⑤⑥⑦⑨不是指数函数.误区警示 像y=4x+1,y=4x +1的图象可由y=2x 的图象通过平移或伸缩变换而得到.而y=a -x从形式上看不是指数函数,将它变形为y=(a -1)x,即y=(a1)x.它实质上是指数函数. 例2 若指数函数y=(2a-1)x是减函数.则a 的范围是多少? 思路解析:由题意可知1>2a-1>0,得21<a <1. 答案:21<a <1 深化升华 解与指数有关的问题时,注意对底数分类讨论,这是考试的一个重点.例3 如右图,在同一坐标系下给出四个指数函数的图象,试比较底数a 、b 、c 、d 的大小.思路解析:作直线x=1与四个图象交于四个点,得四个纵坐标为a 、b 、c 、d ,底数都“跑”到纵轴上去了,可在数轴的位置上直观比较底数的大小,则a >b >1>c >d >0 . 答案:a >b >c >d拓展延伸 在同一坐标系中,画出函数y=3x,y=(31)x ,y=2x,y=(21)x 的图象,比一比,看它们之间有何联系.从图中可以看到,图象向下无限地与x 轴靠拢,即x 轴是指数函数的渐近线.任何两个函数图象都是交叉出现的,交叉点是(0,1).在y 轴的右侧,对同一变量x 而言,底数越大,函数值越大;在y 轴的左侧,情况正好相反,即对同一自变量x 而言,底数越大,函数值越小.以此为依据,可定性地分析在同一坐标系中,底数不同的若干个指数函数的底数的大小关系.怎样定量分析同一坐标系中底数不同的指数函数的底数的大小呢?我们知道,对指数函数y=a x(a >0且a ≠1),当x=1时,y=a ,而a 恰好是指数函数的底数,这就启发我们,不妨作直线x=1,它同各个图象相交,交点的纵坐标就是各指数函数的底数,以此可比较底数的大小.深化升华 (1)渐近线是指逐渐靠拢,但永远不能到达的线.(2)从联系的观点研究不同底数的指数函数图象间的关系,对深化理解指数函数的图象和性质是有帮助的.例4 画出下列函数的图象:(1)y=2x-1+2;(2)y=0.5|x|思路解析:利用指数函数的图象及结合函数图象的变换来处理.答案:(1)利用函数y=2x的图象沿x 轴正半轴平移一个单位,纵坐标不变,再把所得图象沿y 轴的正半轴平移2个单位,横坐标不变,得到y=2x-1+2的图象,如图(1)(注:画出虚直线的目的是体现平移变换).(2)由y=0.5|x|=⎪⎩⎪⎨⎧<=≥-,0,25.0,0,5.0x x xx x作y=0.5x的图象但只取y 轴及其右侧部分,再作y=2x的图象但只取y 轴左侧部分,就得到函数y=0.5|x|的图象,如图(2)所示的实线(注:画出虚线的目的是衬托实线的特征).图(1) 图(2) 深化升华 由指数函数的图象,我们还可以总结出图象的变化规律: ①平移规律若已知y=a x 的图象,则把y=a x 的图象向左平移b (b >0)个单位,则得到y=a x+b的图象.把y=a x 的图象向右平移b (b >0)个单位,则得到y=a x-b 的图象,把y=a x的图象向上平移b(b >0)个单位,则得到y=a x +b 的图象.把y=a x的图象向下平移b (b >0)个单位,则得到y=a x-b 的图象. ②对称规律函数y=a x 的图象与y=a -x 的图象关于y 轴对称,y=a x 的图象与y=-a x的图象关于直线x轴对称.函数y=a x 的图象与y=-a -x的图象关于坐标原点对称.函数y=a |x|:其图象是关于y 轴对称的,所以只要先把y=a x的y轴右边的图象保留;再将y轴右边部分关于y轴对称;就得到了y=a |x|的图象.拓展延伸 一般地,把函数y=f (x )的图象向右平移m 个单位得函数y=f (x-m )的图象(m ∈R ,m <0就是向右平移|m|个单位);把函数y=f (x )的图象向上平移n 个单位,得到函数y=f (x )+n 的图象(n ∈R ,若n <0,就是向下平移|n|个单位=.函数y=f (x )的图象与y=f (-x )的图象关于y 轴对称,函数y=f (x )的图象与函数y=-f (x )的图象关于x 轴对称,函数y=f (x )的图象与函数y=-f (1-x )的图象关于原点对称.函数y=f(|x|):其图象是关于y 轴对称的,所以只要先把y轴右边的图象保留;再将y轴右边部分关于y轴对称;就得到了y=f(|x|)的图象.例5 用函数单调性定义证明函数f (x )=2x在(-∞,+∞)上单调递增. 思路解析:函数单调递增:x 1<x 2⇒f (x 1)<f (x 2);或先论证)()(21x f x f <1,又f (x 2)>0⇒f (x 1)<f (x 2).证明:在(-∞,+∞)上任取x 1<x 2,则)()(21x f x f =2121222x x x x -=,∵x 1-x 2<0,∴212xx -<1.又f (x 2)=2x2>0,∴f (x 1)<f (x 2).∴函数f (x )=2x在(-∞,+∞)上单调递增. 深化升华 在用函数单调性定义证明的过程中,除了作差法也可用作商法比较f (x 1)、f (x 2)的大小.例6 求下列函数的单调区间:(1)y=2425.0--x x ;(2)y=x112+.思路解析:将原函数“拆”成两个简单的函数,再依据复合函数的单调性求解. 解:(1)令u=x 2-4x-2,则y=0.5u.因为y=0.5u为减函数,所以y=2425.0--x x 与u=x 2-4x-2的单调性相反.又由u=x 2-4x-2=(x-2)2-6得u=x 2-4x-2在(-∞,2]为减函数,在[2,+∞)为增函数.所以y=2425.0--x x 在(-∞,2)为增函数,在[2,+∞]为减函数;(2)令u=1+x 1,则y=2u ,因为y=2u为增函数,所以y=x 112+的单调性与u=1+x 1的单调性相同.因为u=1+x1(x ≠0)所以在(-∞,0)及(0,+∞)上均为减函数,所以y=x 112+的单调递减区间为(-∞,0)和(0,+∞).拓展延伸 确定函数的单调性,利用复合函数的单调性的方法或可变形函数解析式,利用已有函数的单调性进行由里及外的层层判断,最终得出函数的单调性.但是要证明单调性必须用单调性定义.本题求函数值域也可以利用解析式变形,由里及外层层求出值域最终而得:y=1212+-x x =1-122+x .x ∈(-∞,+∞)⇒2x >0⇒2x+1>1⇒121+x <1,∴-2<-122+x<0.∴-1<y <1.∴值域为(-1,1).例7 已知函数f (x )=a x(a >0,且a ≠1),根据图象判断21[f (x 1)+f (x 2)]与f (221x x +)的大小,并加以证明.思路解析:对a >1及0<a <1两种情形的指数函数图象,分别取两点A (x 1,f (x 1))、B (x 2,f (x 2))连线段,其中21[f (x 1)+f (x 2)]就是这线段中点M 的函数值,f (221x x +)就是图象上弧线段与直线x=221x x +的交点M 的函数值,如下图.显然无论哪一种情形总有点N 在点M 下方. ∴f (221x x +)<21[f (x 1)+f (x 2)]. 证明:f (x 1)+f (x 2)-2f (221x x +)=2222)(2112121x x x x xx a aaa a -=-++.由x 1≠x 2,∴21x ≠22x .∴2221xxa a -≠0,∴222)(21xxa a ->0.∴f (x 1)+f (x 2)-2f (221x x +)>0. 深化升华 通过数形结合我们不难发现凸凹函数的性质. 若f (x )是凸函数,则f (221x x +)≥21[f (x 1)+f (x 2)]; 若f (x )是凹函数,则f (221x x +)≤21[f (x 1)+f (x 2)]. 例8 方程2x-1=2x 的实数解的个数为( )A. 0个B.1个C.2个D.3个 思路解析:这不是我们所学的代数等式,也不可能转化成代数式,只有数形结合观察图象交点才能解决.答案:2x-1=2x 可化为2x=2x+1,令⎩⎨⎧+==122x y y x 在同一坐标系中画出y=2x及y=2x+1的图象.如右图所示,可以看出它们图象有两个交点.故选C.深化升华 遇到等式两边的形式属于不同类型的函数而且直接处理无法进行时,这时应联想到用数形结合来解决.。
2.1.2指数函数及其性质
图象如下:
y
4 y=2x+1
3 Y=2x
2
1
-2 -1 0 1 2 3
x
思考题: 怎样由y=2x的图象得到y=1+2x的图象。
思考与探究3
观察同一坐标系下不同指数函数的图象,
这些图象总体上看有何规律?幂底数与图象
有何关系?y
y 1 x 2
y 1 x 3
的图象,则a,b,c,d与1的大小关系是_b__<_a__<__1_<__d__<__c_. 解:c,d大于1且c>d A B y C D
a,b大于0小于1且b<a
∴b<a<1<d<c
O
x
题2.若函数y=2|1-x|+m的图象与x轴有公共点,则m的
取值范围是( A )
A.m≤-1 B.-1≤m<0
C.m≥1 D.0<m≤1
例题展示
例 3 求函数 f(x)=(12)x2-6x+17 的定义域、值域、单调区间. [解析] 函数 f(x)的定义域为 R.令 t=x2-6x+17,则 f(t)=(12)t. ∵t=x2-6x+17=(x-3)2+8 在(-∞,3)上是减函数, 而 f(t)=(12)t 在其定义域内是减函数, ∴函数 f(x)在(-∞,3)上为增函数.
1
O1
x
1
O
1
x
D
A
B
C
解析:函数有意义,需要使 ex ex 0
其定义域为x | x 0 ,排除C、D,
又因为 y = ex + e-x = e2x + 1 = 1 + 2
ex - e-x
e2x - 1
e2x - 1
所以当时x>0时函数为减函数
必修1第二章_基本初等函数练习题
必修1第二章_基本初等函数练习题§2.1.1 指数与指数幂的运算(1)1. 44(3)-的值是( ).A. 3B. -3C. ±3D. 81 2. 625的4次方根是( ).A. 5B. -5C. ±5D. 25 3. 化简22()b -是( ).A. b -B. bC. b ±D. 1b4. 化简66()a b -= .5. 计算:33(5)-= ;243 . 做一做1. 计算:(1)510a ; (2) 397.2. 计算34a a -⨯和3(8)a +-,它们之间有什么关系? 你能得到什么结论?3. 对比()nnnab a b =与()n nna a bb=,你能把后者归入前者吗?§2.1.1 指数与指数幂的运算(2)1. 若0a >,且,m n 为整数,则下列各式中正确的是( ).A. mmnn a a a ÷= B. m n mn a a a ⋅=C. ()nm m n a a += D. 01n n a a -÷=2. 化简3225的结果是( ).A. 5B. 15C. 25D. 125 3. 计算()1222--⎡⎤-⎢⎥⎣⎦的结果是( ).A .2B .2- C.22D .22-4. 化简2327-= .5. 若102,104mn==,则3210m n-= .做一做1. 化简下列各式: (1)3236()49; (2)233aba b ab.2. 计算:34333324381224a abb a a ab a⎛⎫-÷- ⎪ ⎪++⎝⎭. §2.1.1 指数与指数幂的运算(练习)1. 329的值为( ).A. 3B. 33C. 3D. 729 2.354aa a(a >0)的值是( ).A. 1B. aC. 15aD. 1710a3. 下列各式中成立的是( ).A .1777()nn m m= B .4312(3)3-=-C .33344()x y x y +=+ D .3393=4. 化简3225()4-= .5. 化简2115113366221()(3)()3a b a b a b -÷= .做一做1. 已知32x a b --=+, 求42362x a x a ---+的值.2. 探究:()2n n n n a a a +=时, 实数a 和整数n 所应满足的条件.§2.1.2 指数函数及其性质(1)1. 函数2(33)xy a a a =-+是指数函数,则a 的值为( ). A. 1 B. 2 C. 1或2 D. 任意值 2. 函数f (x )=21x a -+ (a >0,a ≠1)的图象恒过定点( ).A. (0,1) B. (0,2) C. (2,1) D. (2,2) 3. 指数函数①()x f x m =,②()x g x n =满足不等式 01m n <<<,则它们的图象是().4. 比较大小:23( 2.5)- 45( 2.5)-.5. 函数1()19x y =-的定义域为 .做一做 1. 求函数y =1151xx --的定义域2. 探究:在[m ,n ]上,()(01)x f x a a a =>≠且值域?§2.1.2 指数函数及其性质(2)1. 如果函数y =a x (a >0,a ≠1)的图象与函数y =b x(b >0,b ≠1)的图象关于y 轴对称,则有( ). A. a >b B. a <bC. ab =1D. a 与b 无确定关系2. 函数f (x )=3-x-1的定义域、值域分别是( ). A. R , R B. R ,(0,)+∞ C. R ,(1,)-+∞ D.以上都不对3. 设a 、b 均为大于零且不等于1的常数,则下列说法错误的是( ).A. y =a x 的图象与y =a -x 的图象关于y 轴对称B. 函数f (x )=a 1-x (a >1)在R 上递减C. 若a2>a21-,则a >1 D. 若2x >1,则1x >4. 比较下列各组数的大小:122()5- 320.4-();0.7633()0.753-().5. 在同一坐标系下,函数y =a x , y =b x , y =c x , y =d x 的图象如右图,则a 、b 、c 、d 、1之间从小到大的顺序是 . 做一做1. 已知函数f (x )=a -221x+(a ∈R),求证:对任何a R∈, f (x )为增函数.2. 求函数2121xxy -=+的定义域和值域,并讨论函数的单调性、奇偶性.§2.2.1 对数与对数运算(1)1. 若2log 3x =,则x =( ). A. 4 B. 6 C. 8 D. 92. (1)log (1)n n n n +-++= ( ).A. 1B. -1C. 2D. -23. 对数式2lo g (5)a a b --=中,实数a 的取值范围是( ).A .(,5)-∞B .(2,5)C .(2,)+∞D . (2,3)(3,5) 4. 计算:21log(322)++= .5. 若log (21)1x +=-,则x =________,若2l og 8y =,则y =___________.做一做1. 将下列指数式化成对数式,对数式化成指数式. (1)53243=; (2)51232-=; (3)430a=(4)1() 1.032m=; (5)12log 164=-;(6)2log 1287=; (7)3log 27a =. 2. 计算:(1)9log 27; (2)3log 243; (3)43log 81;(3)(23)log (23)+-; (4)345log 625.§§2.2.1 对数与对数运算(2)1. 下列等式成立的是( ) A .222log (35)log 3log 5÷=- B .222log (10)2log (10)-=- C .222log (35)log 3log 5+= D .3322log (5)log 5-=-2. 如果lgx =lga +3lgb -5lgc ,那么( ). A .x =a +3b -c B .35ab x c=C .35ab x c=D .x =a +b 3-c 33. 若()2lg 2lg lg y x x y -=+,那么( ).A .y x =B .2y x =C .3y x =D .4y x = 4. 计算:(1)99log 3log 27+= ; (2)2121log log 22+=.5. 计算:315lg lg523+=.做一做 1. 计算: (1)lg27lg 83lg 10lg 1.2+-;(2)2lg 2lg 2lg 5lg 5+⋅+.2. 设a 、b 、c 为正数,且346a b c ==,求证:1112c a b-=.§2.2.1 对数与对数运算(3)1. 25log ()5a -(a ≠0)化简得结果是( ). A .-aB .a 2C .|a |D .a2. 若 log 7[log 3(log 2x )]=0,则12x =( ). A. 3 B. 23 C. 22 D. 32 3. 已知35a b m ==,且112a b +=,则m 之值为( ).A .15B .15C .±15D .2254. 若3a =2,则log 38-2log 36用a 表示为 .5. 已知lg 20.3010=,lg1.07180.0301=,则lg 2.5= ;1102= .做一做 1. 化简: (1)222lg 5lg 8lg 5lg 20(lg 2)3+++;(2)()()24525log 5+log 0.2log 2+log 0.5. 2. 若()()lg lg 2lg 2lg lg x y x y x y -++=++,求x y的值.§2.2.2 对数函数及其性质(1)1. 当a >1时,在同一坐标系中,函数x y a -=与log a y x =的图象是().2. 函数22log (1)y x x =+≥的值域为( ). A. (2,)+∞ B. (,2)-∞ C. [)2,+∞ D. [)3,+∞3. 不等式的41log 2x >解集是().A. (2,)+∞B. (0,2) B. 1(,)2+∞ D. 1(0,)24. 比大小: (1)log 67 log 7 6 ; (2)log 31.5 log 2 0.8.5. 函数(-1)log (3-)x y x =的定义域是 . 做一做1. 已知下列不等式,比较正数m 、n 的大小: (1)3log m <3log n ; (2)0.3log m >0.3log n ; (3)log a m >log a n (a >1)2. 求下列函数的定义域: (1)2log (35)y x =-;(2)0.5log 43y x =-.§2.2.2 对数函数及其性质(2)1. 函数0.5log y x =的反函数是( ).A.0.5log y x =-B. 2log y x =C. 2x y =D. 1()2x y =2. 函数2x y =的反函数的单调性是( ). A. 在R 上单调递增 B. 在R 上单调递减C. 在(0,)+∞上单调递增D. 在(0,)+∞上单调递减 3. 函数2(0)y x x =<的反函数是( ). A. (0)y x x =±> B. (0)y x x =>C. (0)y x x =->D. y x =±4. 函数x y a =的反函数的图象过点(9,2),则a 的值为 .5. 右图是函数1log a y x =,2log a y x =3log a y x=,4log a y x =的图象,则底数之间的关系为 .做一做1. 现有某种细胞100个,其中有占总数12的细胞每小时分裂一次,即由1个细胞分裂成2个细胞,按这种规律发展下去,经过多少小时,细胞总数可以超过1010个?(参考数据:lg 30.477,lg 20.301==). 2. 探究:求(0)ax b y ac cx d +=≠+的反函数,并求出两个函数的定义域与值域,通过对定义域与值域的比较,你能得出一些什么结论? §2.2 对数函数(练习) 1. 下列函数与y x =有相同图象的一个函数是( ) A. 2y x= B. 2xy x=C. log (01)a xy aa a =>≠且 D. log xa y a =2. 函数12log (32)y x =-的定义域是( ). A. [1,)+∞ B. 2(,)3+∞ C. 2[,1]3D. 2(,1]33. 若(ln )34f x x =+,则()f x 的表达式为( ) A. 3ln x B. 3ln 4x + C. 3x e D. 34x e +4.函数2()lg (8)f x x =+的定义域为 ,值域为 .5. 将20.3,2log 0.5,0.5log 1.5由小到大排列的顺序是 . 做一做1. 若定义在区间(1,0)-内的函数2()lo g (1)a f x x =+满足()0f x >,则实数a 的取值范围.2. 已知函数211()log 1x f x x x+=--,求函数()f x 的定义域,并讨论它的奇偶性和单调性.§2.3 幂函数1. 若幂函数()f x x α=在(0,)+∞上是增函数,则( ).A .α>0 B .α<0 C .α=0 D .不能确定2. 函数43y x =的图象是().A. B. C. D.3. 若11221.1,0.9a b -==,那么下列不等式成立的是( ).A .a <l<bB .1<a <bC .b <l<aD .1<b <a4. 比大小:(1)11221.3_____1.5;(2)225.1______5.09--.5. 已知幂函数()y f x =的图象过点(2,2),则它的解析式为 . 做一做1. 已知幂函数f (x )=13222pp x -++(p ∈Z )在(0,)+∞上是增函数,且在其定义域内是偶函数,求p 的值,并写出相应的函数f (x ). 2. 在固定压力差(压力差为常数)下,当气体通过圆形管道时,其流量速率R 与管道半径r 的四次方成正比. (1)写出函数解析式;(2)若气体在半径为3cm 的管道中,流量速率为400cm 3/s ,求该气体通过半径为r 的管道时,其流量速率R 的表达式;(3)已知(2)中的气体通过的管道半径为5cm ,计算该气体的流量速率. 第二章 基本初等函数复习 1. 函数2322x x y --+=的单调递增区间为( ).A. 3(,)2-∞ B. 3(,)2+∞ C. 3(,)2-∞- D. 3(,)2-+∞2. 设2(log )2(0)xf x x =>,则(3)f 的值是( ).A. 128B. 256C. 512D. 8 3. 函数22log (1)y x x =++的奇偶性为( ).A .奇函数而非偶函数B .偶函数而非奇函数C .非奇非偶函数D .既奇且偶函数4. 函数2y x -=在区间1[,2]2上的最大值是 .5. 若函数12(lo g )x y a =为减函数,则a 的取值范围是 .做一做1. 按复利计算利息的一种储蓄,本金为a 元,每期利率为r ,设本利和为y 元,存期为x ,写出本利和y 随存期x 变化的函数解析式. 如果存入本金1000元,每期利率为2.25%,试计算5期后的本利和是多少(精确到1元)? 2. 某公司经过市场调查,某种商品在最初上市的几个月内销路很好,几乎能将所生产的产品全部销售出去. 为了追求最大的利润,该公司计划从当月开始,每月让产品生产量递增,且10个月后设法将该商品的生产量翻两番,求平均每月生产量的增长率.课堂练习 1.指数函数y=a x 的图像经过点(2,16)则a 的值是 ( ) A .41B .21C .2D .42.下列函数是幂函数的是( )A、22y x = B 、3y x x =+ C 、3xy = D 、12y x = 3.计算331log 12log 22-=( )A. 3B. 23C.21 D.34.在区间),0(+∞上不是增函数的是( ) A.2xy = B x y log2=C.xy 2=D.122++=x x y5.方程lg lg(3)1x x +-=的解为 ( ) A 、5或-2 B 、5 C 、-2 D 、无解 6.函数)1(log )(++=x a x f a x在]1,0[上的最大值与最小值之和为a ,则a 的值为 ( )A. 41B. 21C. 2D. 47函数22()log (2)x f x x =-的定义域是 .8.若lg2=a ,lg3=b ,则log 512=_____.9.已知函数)]91(f [f ,)0x (20)(x x log )x (f x3则,,⎩⎨⎧≤>=的值为10.函数(2)x y a =-在定义域内是减函数,则a 的取值范围是 11.计算:4160.2503432162322428200549-⨯+--⨯--()()()()12.设函数421()log 1x x f x x x -⎧<=⎨>⎩, 求满足()f x =41的x 的值. 13.已知()2x f x =,()g x 是一次函数,并且点(2,2)在函数[()]f g x 的图象上,点(2,5)在函数[()]g f x 的图象上,求()g x 的解析式.14.画出函数|13|-=x y 的图象,并利用图象回答:k 为何值时,方程|3x -1|=k 无解?有一解?有两解?15.已知定义域为R 的函数12()22xx b f x +-+=+是奇函数。
高中数学探究导学课型第二章基本初等函数(I)2.1.2指数函数及其性质第1课时指数函数的图象及性质课
第十四页,共55页。
2.函数y=2-x的图象(tú xiànɡ)是 ( )
【解析】选B.y=2-x= ,故此函数是指数函数,且为
减函数.
(1)x
2
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3.若指数函数f(x)的图象(tú xiànɡ)过点(3,8),则f(x)的
解析式为 ( )
A.f(x)=x3
B.f(x)=2x
C.f(x)=
【解析(jiě xī)】由已知得f(1)=(a+1)1=3,所以a=2,
于是f(x)=3x,故
f(1)
f
1
1
32
31
1
3 2
3.
2
3
第十九页,共55页。
【互动探究】 1.指数(zhǐshù)函数解析式有什么特征? 提示:特征1:底数a为大于0且不等于1的常数. 特征2:自变量x的位置在指数(zhǐshù)上,且x的系数 是1. 特征3:ax的系数是1.
当x<-1时,y=5|x+1|=5-(x+(11))x=1. 所以(suǒyǐ)函数y=5|x+1|的图5象如图(1)所示.
第四十页,共55页。
方法二:利用图象变换来解题.易画出y=5|x|的图象,只需 将函数(hánshù)y=5|x|的图象向左平移1个单位,即可得 函数(hánshù)y=5|x+1|的图象.如图(2)所示.
增函数
减函数(hánshù)
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【深度思考】 结合教材P56例6,你认为怎样求指数函数(zhǐ shù hán shù)的解设析出式一?般(yībān)形
第一步代:式_入__题__中__条__件__(_t_i(已áo给ji出àn的)求省略此步). 第二步底:_数__________________.
2.1.2指数函数及其性质-2020-2021学年高一数学尖子生同步培优题典(人教A版必修1)
专题2.1.2 指数函数及其性质姓名:__________________ 班级:______________ 得分:_________________注意事项:本试卷满分100分,考试时间45分钟,试题共20题.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.函数()f x = ) A .(2,)-+∞ B .[1,)-+∞C .(,1)-∞-D .(,2)-∞-【答案】B【解析】要使函数有意义,需满足2113027x --≥,即:21333x --≥,因为3xy =为增函数,所以213x -≥-,解得:1x ≥-.2.(2020·浙江高一课时练习)函数2212x xy -⎛⎫=⎪⎝⎭的值域为( )A .1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭B .1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦C .(,2]-∞D .(0,2]【答案】D【解析】由二次函数的性质可知222(1)1[1,)x x x -=--∈-+∞,因此221(0,2]2x xy -⎛⎫=∈⎪⎝⎭,即函数2212x xy -⎛⎫= ⎪⎝⎭的值域为(0,2].3.(2020·安徽高一月考)若函数xy a b =-,(0a >,且1a ≠)的图像经过第一,第三和第四象限,则一定有( ) A .01a <<且1b > B .1a >且1b > C .01a <<且1b < D .1a >且1b <【答案】B【解析】根据指数函数的图象和性质可知,要使函数y =a x ﹣(b +1)(a >0且a ≠1)的图象经过第一、三、四象限,则函数为增函数,∴a >1,且f (0)<0,即f (0)=1﹣b <0,解得b >1.4.(2020·上海华师大二附中高一期末)若函数6(3)3,7(),7x a x x f x a x ---≤⎧=⎨>⎩单调递增,则实数a 的取值范围是( ) A .9,34⎛⎫⎪⎝⎭B .9,34⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .()1,3D .()2,3【答案】B【解析】函数6(3)3,7(),7x a x x f x a x ---⎧=⎨>⎩单调递增,()301373a a a a⎧->⎪∴>⎨⎪-⨯-≤⎩解得934a ≤<所以实数a 的取值范围是9,34⎡⎫⎪⎢⎣⎭.5.如果1111222b a⎛⎫⎛⎫<<< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,那么( )A .a b a a a b <<B .a a b a b a <<C .b a a a a b <<D .b a a a b a <<【答案】C【解析】根据函数()1()2x f x =在R 是减函数,且1111222b a⎛⎫⎛⎫<<< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以10b a >>>,所以a ab a b a <<,故选C .6.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( ) A .(-∞,2] B .[2,+∞) C .[-2,+∞) D .(-∞,-2]【答案】B【解析】由f(1)=得a 2=,∴a=或a=-(舍),即f(x)=(.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,故选B.7.函数f (x )=x 2-bx +c 满足f (x +1)=f (1-x ),且f (0)=3,则f (b x )与f (c x )的大小关系是 A .f (b x )≤f (c x ) B .f (b x )≥f (c x ) C .f (b x )>f (c x ) D .与x 有关,不确定【答案】A【解析】∵f (1+x )=f (1﹣x ),∴f (x )图象的对称轴为直线x =1,由此得b =2.又f (0)=3,∴c =3. ∴f (x )在(﹣∞,1)上递减,在(1,+∞)上递增.若x ≥0,则3x ≥2x ≥1,∴f (3x )≥f (2x ). 若x <0,则3x <2x <1,∴f (3x )>f (2x ).∴f (3x )≥f (2x ). 8.函数2x y a a a =-+(0a >且1a ≠)的图象不可能是( )A .B .C .D .【答案】D【解析】当01a <<时,2x y a a a =-+为减函数,取0x =时,函数值202155244y a a a a ⎛⎫=-+=--+= ⎪⎝⎭,又01a <<,所以2021551244a a a a ⎛⎫<-+=--+≤ ⎪⎝⎭故C 选项符合题意,D 选项不符合题意;当1a >时,函数2xy a a a =-+为增函数,取0x =时,函数值2021524y a a a a ⎛⎫=-+=--+ ⎪⎝⎭,又1a >,所以20215124a a a a ⎛⎫-+=--+< ⎪⎝⎭,故A 选项符合题意,B 选项也符合题意.故选:D.9.(2020·河南高一月考)已知()g x 为偶函数,()h x 为奇函数,且满足()()2xg x h x -=.若存在[]1,1x ∈-,使得不等式()()0m g x h x ⋅+≤有解,则实数m 的最大值为( ) A .35B .35C .1D .-1【答案】A 【解析】()g x 为偶函数,()h x 为奇函数,且()()2x g x h x -=①,()()()()2x g x h x g x h x -∴---=+=②①②两式联立可得()222x x g x -+=,()222x x h x --=.由()()0m g x h x ⋅+≤得224121224141x x x x x x x m ----≤==-+++,∵2141xy =-+在[]1,1x ∈-为增函数,∴max231415x ⎛⎫-= ⎪+⎝⎭,故选:A. 10.已知实数a ,b 满足等式1123ab⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,给出下列五个关系式:①0<b<a ;②a <b <0;③0<a <b ;④b <a <0;⑤a =b.其中,不可能成立的有( ) A .1个 B .2个C .3个D .4个【答案】B【解析】作y =12x ⎛⎫ ⎪⎝⎭与y =13x⎛⎫ ⎪⎝⎭的图象.当a =b =0时, 1123a b ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;当a<b<0时,可以使1123a b ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;当a>b>0时,也可以1123a b⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭故①②⑤都可能成立,不可能成立的关系式是③④.故选B.11.(2020·四川西昌高一期末)已知函数()228f x x x =+-,则不等式()13516x f --≤的解集是( )A .[]1,3B .[]1,9C .[)1,∞D .(],3-∞【答案】A【解析】函数()228f x x x =+-的定义域为R ,关于原点对称,且()()()222828f x x x x x f x -=-+--=+-=,该函数为偶函数,当0x ≥时,()()222819f x x x x =+-=+-,该函数在区间[)0,+∞上为增函数,由()13516x f --≤,得()()1354x f f --≤,1354x -∴-≤,即14354x --≤-≤,得1139x -≤≤,可得012x ≤-≤,解得13x ≤≤.因此,不等式()13516x f --≤的解集是[]1,3.12.(2020·广东濠江金山中学高一期末)已知函数2()33x xf x -=+,则( )A .()f x 在(0,2)单调递增B .()f x 在(0,2)单调递减C .()y f x =的图像关于直线1x =对称D .()y f x =的图像关于y 轴对称【答案】C【解析】930,xt y t t =>=+,根据对勾函数的图像特征,9y t t=+在(0,3)单调递减,在(3,)+∞单调递增,3x t =在R 上单调递增,根据复合函数的单调性可得,当(0,3)t ∈,即(,1)x ∈-∞,函数2()33x x f x -=+单调递减,当(3,)t ∈+∞,即(1,)x ∈+∞,函数2()33x x f x -=+单调递增,所以选项A,B 错误; 由22(2)2(2)3333()xx x x f x f x -----=+=+=,()y f x =的图像关于直线1x =对称,选项C 正确;由82(1)6,(1)3f f =-=,()y f x =的图像不关于y 轴对称,选项D ,错误.故选C. 二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分.不需写出解答过程,请把答案直接填写在横线上)13.已知函数2221()2x x f x ++⎛⎫= ⎪⎝⎭,则该函数的单调递增区间是__________.【答案】(,1]-∞-【解析】由题得函数的定义域为R .设2122,()2uu x x v =++=,函数222,u x x =++在∞(-,-1]单调递减,在[1,)-+∞单调递增,函数1()2u v =在其定义域内单调递减,所以2221()2x x f x ++⎛⎫= ⎪⎝⎭在∞(-,-1]单调递增,在[1,)-+∞单调递减.14.已知02x ≤≤,则函数124325x x y -=-⨯+的最大值为__________. 【答案】52【解析】设2x t =,02x ≤≤,则14t ≤≤,()12221114325353222x x y t t t -=-⨯+=-+=-+,故当1t =,即0x =时,函数有最大值为52. 15.已知函数|2|()21x f x -=-在区间[0,]m 上的值域为[0,3],则实数m 的取值范围为__________. 【答案】[2,4] 【解析】函数()221x f x -=-的对称轴为2x =,且在(],2-∞上单调递减,在()0,∞+上单调递增,由函数()221x f x -=-在区间[]0,m 上的值域为[]0,3,知022,m ≤-≤ 即[]2,4m ∈。
高中数学第二章基本初等函数(ⅰ)2.1.2指数函数及其性质(第1课时)指数函数的图象及性质
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(1)判断一个函数是指数函数的方法 ①看形式:只需判断其解析式是否符合 y=ax(a>0,且 a≠1)这 一结构特征; ②明特征:看是否具备指数函数解析式具有的三个特征.只要 有一个特征不具备,则该函数不是指数函数.
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解析:选 B.法一:由图象可知③④的底数必大于 1,①②的底
数必小于 1.
作直线 x=1,在第一象限内直线 x=1 与各曲线的交点的纵坐
标即各指数函数的底数,则 1<d<c,b<a<1,从而可知 a,b,
c,d 与 1 的大小关系为 b<a<1<d<c.
法二:根据图象可以先分两类:
③④的底数大于 1,①②的底数小于 1,再Байду номын сангаас③④比较 c,d 的
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求解指数函数图象问题的策略 (1)抓住特殊点:指数函数的图象过定点(0,1). (2)巧用图象变换:函数图象的平移变换(左右平移、上下平移). (3)利用函数的性质:奇偶性与单调性.
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1.指数函数①f(x)=mx,②g(x)=nx 满足不等式 0<m<n<1,则 它们的图象是( )
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2.已知 0<a<1,b<-1,则函数 y=ax+b 的图象必定不经过
() A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
D.第四象限
解析:选 A.函数恒过点(0,1+b),因为 b<-1,所以点(0,1 +b)在 y 轴负半轴上.故图象不经过第一象限.
12/13/2021
学案5:2.1.2指数函数及其性质
2.1.2 指数函数及其性质学习目标1.掌握指数函数的性质并会应用,能利用指数函数的单调性比较幂的大小及解不等式.(重点)2.通过本节内容的学习,进一步体会函数图象是研究函数的重要工具,并能运用指数函数研究一些实际问题.(难点)小组合作型类型一:比较大小与解不等式例1 (1)设a =133()4-,b =144()3,c =343()2-,则a ,b ,c 的大小顺序为( ) A .c <b <aB .c <a <bC .b <c<aD .b <a <c(2)设0<a <1,使不等式ax 2-2x +1>ax 2-3x +5成立的x 的集合是________.名师指导1.比较幂的大小的方法(1)对于底数相同但指数不同的幂的大小的比较,可以利用指数函数的单调性来判断.(2)对于底数不同,指数相同的幂的大小的比较,可利用指数函数的图象的变化规律来判断.(3)对于底数不同且指数不同的幂的大小的比较,则应通过中间值来判断.2.指数型不等式a f (x )>a g(x )(a >0,且a ≠1)的解法(1)当a >1时,f (x )>g(x );(2)当0<a <1时,f (x )<g(x ).跟踪训练1.设a =90.9,b =270.48,c =⎝⎛⎭⎫13-1.5,则a ,b ,c 的大小顺序为( )A .a >b >cB .a >c >bC .b >a >cD .c >a >b类型二:与指数函数有关的最值或值域问题例2 已知函数f (x )=a -2x1+2x(a ∈R ),且x ∈R 时,总有f (-x )=-f (x )成立. (1)求a 的值;(2)判断并证明函数f (x )的单调性;(3)求f (x )在[0,2]上的值域.名师指导1.指数函数本身不具有奇偶性,但是与指数函数有关的函数可以具有奇偶性,其解决方法一般是利用函数奇偶性的定义和性质.2.一般用函数单调性的定义证明指数函数与其它函数复合而成的函数的单调性.跟踪训练2.已知函数f (x )=a ·4x -a ·2x +1+2在区间[-2,2]上的最大值为3,求实数a 的值.探究共研型指数函数单调性的综合应用探究1 函数f (x )=⎝⎛⎭⎫12x 2-2x +1的单调区间是什么?探究2 函数y =a -x 2(a >0,且a ≠1)的单调性与y =-x 2的单调性存在怎样的关系?例3 已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a x ,x <0(a -3)(x +4a),x ≥0,满足对任意的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( )A.⎝⎛⎦⎤0,14 B .(0,1) C.⎣⎡⎭⎫14,1D .(0,3)名师指导1.求函数y =a f (x )的单调区间首先要确定a >1还是0<a <1,即确定y =a t 的单调性,然后根据函数t =f (x )的单调性求复合函数的单调区间.2.根据函数的单调性求分段函数中参数的取值范围时,最易忽视的是两段函数的最值间的大小关系对参数的影响.跟踪训练3.已知函数y =2-x 2+4x -1,求其单调区间及值域.课堂检测1.若2x +1<1,则x 的取值范围是( )A .(-1,1)B .(-1,+∞)C .(0,1)∪(1,+∞)D .(-∞,-1) 2.下列判断正确的是( )A .1.72.5>1.73B .0.82<0.83C .π2<π 2D .0.90.3>0.90.5 3.设f (x )=⎝⎛⎭⎫12|x |,x ∈R ,那么f (x )是( )A .奇函数,且在(0,+∞)上是增函数B .偶函数,且在(0,+∞)上是增函数C .奇函数,且在(0,+∞)上是减函数D .偶函数,且在(0,+∞)上是减函数4.已知函数f (x )=13x +1+a 为奇函数,则常数a =______. 5.设函数f (x )=a -22x +1, (1)判断并说明函数的单调性;(2)确定a 的值,使f (x )为奇函数及此时f (x )的值域.参考答案小组合作型类型一:比较大小与解不等式例1【答案】 (1)A (2)(-∞,4)【解析】(1)113334()()43a -==,144()3b =, 334432()()123c -==<, ∵指数函数y =⎝⎛⎭⎫43x 为增函数,13>14,∴a >b >1,∴a >b >c ,故选A. (2)∵0<a <1,∴y =a x 为减函数.∵a x 2-2x +1>a x 2-3x +5,∴x 2-2x +1<x 2-3x +5,解得x <4.跟踪训练1.【答案】 B【解析】 因为函数y =3x 在R 上单调递增,a =31.8,b =270.48=31.44,c =31.5.∴a >c >b . 类型二:与指数函数有关的最值或值域问题例2 解:(1)∵f (-x )=-f (x ),∴a -2-x 1+2-x =-a -2x1+2x, 即a ·2x -11+2x =2x -a 1+2x ,∴a =1,∴f (x )=1-2x1+2x. (2)函数f (x )为R 上的减函数,证明如下:∵f (x )的定义域为R ,∴任取x 1,x 2∈R ,且x 2>x 1,∴f (x 2)-f (x 1)=1-2x 21+2x 2-1-2x 11+2x 1=2(2x 1-2x 2)(1+2x 1)(1+2x 2). ∵x 2>x 1,∴2x 2>2x 1>0.∴f (x 2)-f (x 1)<0,即f (x 2)<f (x 1).∴函数f (x )为R 上的减函数.(3)由(2)知,函数f (x )在[0,2]上为减函数,∴f (2)≤f (x )≤f (0),即-35≤f (x )≤0,即函数的值域为⎣⎡⎦⎤-35,0. 跟踪训练2.解:令t =2x .∵x ∈[-2,2],∴t ∈⎣⎡⎦⎤14,4,则g (t )=at 2-2at +2.当a =0时,g (t )=2≠3,故舍去a =0;当a ≠0时,g (t )=a (t -1)2+2-a ;当a >0时,g (t )m ax =g (4)=8a +2=3,∴a =18. 当a <0时,g (t )m ax =2-a =3,∴a =-1.综上,a =18或a =-1. 探究共研型指数函数单调性的综合应用探究1 【答案】 因为函数y =⎝⎛⎭⎫12t 在(-∞,+∞)上单调递减,函数t =x 2-2x +1在(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,所以复合函数f (x )=⎝⎛⎭⎫12x 2-2x +1在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.探究2 【答案】分两类:(1)当a >1时,函数y =a -x 2的单调性与y =-x 2的单调性一致;(2)当0<a <1时,函数y =a -x 2的单调性与y =-x 2的单调性相反.例3 【答案】 A【解析】 ∵f (x )对任意的x 1≠x 2都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0成立, ∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ a x ,x <0(a -3)(x +4a),x ≥0,为R 上的减函数,∴⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1a -3<04a ≤1,解得0<a ≤14. 跟踪训练3.解:令t =-x 2+4x -1,则y =2t .又t =-(x -2)2+3在(-∞,2]上单调递增,在[2,+∞)上单调递减,∴函数y =2-x 2+4x -1的单调递增区间为(-∞,2],单调递减区间为[2,+∞). 又x ∈R 时,t ≤3,故0<y ≤23=8,即值域为(0,8].课堂检测1.【答案】 D【解析】 ∵2x +1<1=20,且y =2x 是增函数,∴x +1<0,∴x <-1.2.【答案】 D【解析】 ∵y =0.9x 在定义域上是减函数,0.3<0.5,∴0.90.3>0.90.5.3.【答案】 D【解析】 ∵f (x )=⎝⎛⎭⎫12|x |,x ∈R ,∴f (-x )=⎝⎛⎭⎫12|-x |=⎝⎛⎭⎫12|x |=f (x ),故f (x )为偶函数, 当x >0时,f (x )=⎝⎛⎭⎫12x ,是减函数,故选D. 4.【答案】 -12【解析】 ∵函数f (x )=13x +1+a 为奇函数,∴f (-x )=-f (x ), ∴f (0)=0,130+1+a =0,a =-12. 5. 解:(1)任取x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=2(2x 1-2x 2)(2x 1+1)(2x 2+1), ∵x 1<x 2,∴2x 1<2x 2,即2x 1-2x 2<0,又∵2x 1+1>0,2x 2+1>0, ∴f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2). ∴不论a 为何值,f (x )总为增函数.(2)∵f (x )为奇函数,∴f (-x )=-f (x ),a -22-x +1=-a +22x +1, 解得a =1,故f (x )=1+-22x +1在其定义域内是增函数, 又2x +1>1,所以0<12x +1<1,-1<1+-22x +1<1. ∴f (x )的值域(-1,1).。
数学人教版A必修1同步训练:2.1.2指数函数及其性质第2课时(附答案)
∴k= 10,即 y= 10t.
同理,当
t ≥0.1
时,可得
1=
(
1 16)
0.1
- a?
0.1 - a= 0?
1 a=10,即
1 y= ( 16)t
1 - 10.
5
(2) 由题意可得
1 y≤0.25 = 4,即得
1 10t ≤ 4, 0≤t ≤0.1
1
11
或
( )t 16
-10≤ 4
t>0.1
1 ? 0≤t ≤ 40或
9.解: (1) 设 2008 年每台电脑的生产成本为 x 元,
依题意,得 x(1 + 50%)=5 000 ×(1 +20%)×80%,
解得 x= 3 200( 元 ) .
(2) 设 2004~ 2008 年生产成本平均每年降低的百分数为 5 000(1 - y) 4= 3 200 ,
y,依题意,得
2 综合反比例函数 f(t) = t 的图象可知 f(t) ∈( -∞,- 1) ∪(0 ,+∞ ) .
10t ,
10. (1)y = 1
1
( 16)t - 10,
0≤t ≤0.1 , t>0.1
(2)0.6
(1) 由题意知, 当 0≤t ≤0.1 时,可设 y= kt(k 为待定系数 ) ,由于点 (0.1,1) 在直线上,
式为 ________;
(2) 据测定, 当空气中每立方米的含药量降低到 0.25 毫克以下时, 学生方可进教室, 那
么从药物释放开始,至少需要经过 ________小时后,学生才能回到教室.
11.近年来,太阳能技术运用的步伐日益加快 .2002 年全球太阳电池的年生产量达到 670
人教版高中数学必修一第二章教案和练习
高中数学必修一第二章教案和练习§2.1.1 指数与指数幂的运算(1)学习目标1. 了解指数函数模型背景及实用性、必要性;2. 了解根式的概念及表示方法;3. 理解根式的运算性质.学习过程一、课前准备(预习教材P 48~ P 50,找出疑惑之处)复习1:正方形面积公式为 ;正方体的体积公式为 .复习2:(初中根式的概念)如果一个数的平方等于a ,那么这个数叫做a 的 ,记作 ; 如果一个数的立方等于a ,那么这个数叫做a 的 ,记作 .二、新课导学※ 学习探究探究任务一:指数函数模型应用背景探究下面实例及问题,了解指数指数概念提出的背景,体会引入指数函数的必要性.实例1. 某市人口平均年增长率为1.25℅,1990年人口数为a 万,则x 年后人口数为多少万?实例2. 给一张报纸,先实验最多可折多少次?你能超过8次吗?计算:若报纸长50cm ,宽34cm ,厚0.01mm ,进行对折x 次后,求对折后的面积与厚度?问题1:国务院发展研究中心在2000年分析,我国未来20年GDP (国内生产总值)年平均增长率达7.3℅, 则x 年后GDP 为2000年的多少倍?问题2:生物死亡后,体内碳14每过5730年衰减一半(半衰期),则死亡t 年后体内碳14的含量P 与死亡时碳14关系为57301()2t P . 探究该式意义?小结:实践中存在着许多指数函数的应用模型,如人口问题、银行存款、生物变化、自然科学.探究任务二:根式的概念及运算考察: 2(2)4±=,那么2±就叫4的 ;3327=,那么3就叫27的 ;4(3)81±=,那么3±就叫做81的 .依此类推,若n x a =,,那么x 叫做a 的 .新知:一般地,若n x a =,那么x 叫做a 的n 次方根 ( n th root ),其中1n >,n *∈N .例如:328=2=.反思:当n 为奇数时, n 次方根情况如何?33=-, 记:x =当n 为偶数时,正数的n 次方根情况?例如:81的4次方根就是 ,记:.强调:负数没有偶次方根;0的任何次方根都是00=.试试:4b a =,则a 的4次方根为 ;3b a =,则a 的3次方根为 .新知:根式(radical ),这里n 叫做根指数(radical exponent ),a 叫做被开方数(radicand ).试试:计算2.反思:从特殊到一般,n结论:n a =. 当n a =;当n (0)||(0)a a a a a ≥⎧=⎨-<⎩.※ 典型例题例1求下类各式的值:(1) ; (2) ;(3; (4)a b <).变式:计算或化简下列各式.(1 (2推广:=(a ≥0).※ 动手试试练1.练2. 化简三、总结提升※ 学习小结1. n 次方根,根式的概念;2. 根式运算性质.※ 知识拓展1. 整数指数幂满足不等性质:若0a >,则0n a >.2. 正整数指数幂满足不等性质:① 若1a >,则;② 若01a <<,则01n a <<. 其中n ∈N *.1. ).A. 3B. -3C. ±3D. 812. 625的4次方根是( ).A. 5B. -5C. ±5D. 253. 化简2是( ).A. b -B. bC. b ±D. 1b4. = .5. 计算:31. 计算:(1(2)2. 计算34a a-⨯和3(8)a+-,它们之间有什么关系?你能得到什么结论?3. 对比()n n nab a b=与()n nna ab b=,你能把后者归入前者吗?§2.1.1 指数与指数幂的运算(2)1. 理解分数指数幂的概念;2. 掌握根式与分数指数幂的互化;3. 掌握有理数指数幂的运算.一、课前准备(预习教材P50~ P53,找出疑惑之处)复习1:一般地,若n x a=,则x叫做a的,其中1n>,n*∈N. 简记为:.像的式子就叫做,具有如下运算性质:n= ;= ;= .(1)m n a a = ;(2)()m n a = ;(3)()n ab = .二、新课导学※ 学习探究探究任务:分数指数幂引例:a >01025a a ==,则类似可得= ;23a = = .新知:规定分数指数幂如下*(0,,,1)mna a m n N n =>∈>; *1(0,,,1)mnmn a a m n N n a -==>∈>.试试:(1)将下列根式写成分数指数幂形式:= ; = ;= (0,)a m N *>∈.(2)求值:238; 255; 436-; 52a -.反思:① 0的正分数指数幂为 ;0的负分数指数幂为 .② 分数指数幂有什么运算性质?小结:规定了分数指数幂的意义后,指数的概念就从整数指数推广到了有理数指数,那么整数指数幂的运算性质也同样可以推广到有理数指数幂.指数幂的运算性质: (0,0,,a b r s Q >>∈)r a ·r r s a a +=; ()r s rs a a =; ()r r s ab a a =.※ 典型例题例1 求值:2327;4316-; 33()5-;2325()49-.变式:化为根式.例2 用分数指数幂的形式表示下列各式(0)b >:(1)2b b ; (2)533b b ; (3例3 计算(式中字母均正): (1)211511336622(3)(8)(6)a b a b a b -÷-; (2)311684()m n .小结:例2,运算性质的运用;例3,单项式运算.例4 计算:(1334a a(0)a >; (2)312103652(2)()m n m n --÷- (,)m n N *∈;(3)÷小结:在进行指数幂的运算时,一般地,化指数为正指数,化根式为分数指数幂,对含有指数式或根式的乘除运算,还要善于利用幂的运算法则.反思:①② 无理数指数幂(0,)a a αα>是无理数是一个确定的实数.实数指数幂的运算性质如何?练1. 把851323x --⎫⎪⎪⎝⎭化成分数指数幂.练2. 计算:(1443327; (2三、总结提升 学习小结①分数指数幂的意义;②分数指数幂与根式的互化;③有理指数幂的运算性质.知识拓展放射性元素衰变的数学模型为:0t m m e λ-=,其中t 表示经过的时间,0m 表示初始质量,衰减后的质量为m ,λ为正的常数.1. 若0a >,且,m n 为整数,则下列各式中正确的是( ).A. m m n na a a ÷= B. m n mn a a a ⋅= C. ()nm m n a a += D. 01n n a a -÷= 2. 化简3225的结果是( ).A. 5B. 15C. 25D. 1253. 计算(122--⎡⎤⎢⎥⎣⎦的结果是( ).A B . C.2 D .2- 4. 化简2327-= .5. 若102,104m n ==,则3210m n -= .1. 化简下列各式:(1)3236()49; (2.2.1⎛-⎝.§2.1.1 指数与指数幂的运算(练习)1. 掌握n次方根的求解;2. 会用分数指数幂表示根式;3. 掌握根式与分数指数幂的运算.一、课前准备(复习教材P48~ P53,找出疑惑之处)复习1:什么叫做根式? 运算性质?像的式子就叫做,具有性质:n=;=;= .复习2:分数指数幂如何定义?运算性质?①mna=;mna-=. 其中*0,,,1a m n N n>∈>②r sa a =;()r sa=;()sab=.复习3:填空.①n为时,(0)||...........(0)xxx≥⎧==⎨<⎩.②求下列各式的值:= ;=;= ;= ;= ;=;= .二、新课导学典型例题例1 已知1122a a-+=3,求下列各式的值:(1)1a a-+;(2)22a a-+;(3)33221122a aa a----.小结:①平方法;②乘法公式;③根式的基本性质=(a≥0)等.注意,a≥0十分重要,无此条件则公式不成立. .变式:已知11223a a--=,求:(1)1122a a-+;(2)3322a a--.例2从盛满1升纯酒精的容器中倒出13升,然后用水填满,再倒出13升,又用水填满,这样进行5次,则容器中剩下的纯酒精的升数为多少?变式:n次后?小结:① 方法:摘要→审题;探究 → 结论; ② 解应用问题四步曲:审题→建模→解答→作答. ※ 动手试试练1. 化简:11112244()()x y x y -÷-.练2. 已知x +x -1=3,求下列各式的值.(1)1122x x -+; (2)3322x x -+.练3. 已知12(),0x f x x x π=⋅>.三、总结提升 学习小结1. 根式与分数指数幂的运算;2. 乘法公式的运用.知识拓展1. 立方和差公式:3322()()a b a b a ab b +=+-+;3322()()a b a b a ab b -=-++.2. 完全立方公式:33223()33a b a a b ab b +=+++;33223()33a b a a b ab b -=-+-.1.).A. B. C. 3 D. 729 2. 354a a (a >0)的值是( ).A. 1B. aC. 15a D. 1710a3. 下列各式中成立的是( ).A .1777()n n m m= B .C 34()x y =+D .4. 化简3225()4-= . 5. 化简2115113366221()(3)()3a b a b a b -÷= .课后作业1. 已知32x a b --=+, .2. 2n a =时, 实数a 和整数n 所应满足的条件.§2.1.2 指数函数及其性质(1)学习目标1. 了解指数函数模型的实际背景,认识数学与现实生活及其他学科的联系;3. 能画出具体指数函数的图象,掌握指数函数的性质(单调性、特殊点).学习过程一、课前准备(预习教材P 54~ P 57,找出疑惑之处)复习1:零指数、负指数、分数指数幂怎样定义的?(1)0a = ;(2)n a -= ;(3)m n a = ;m na -= .其中*0,,,1a m n N n >∈>复习2:有理指数幂的运算性质.(1)m n a a = ;(2)()m n a = ;(3)()n ab = .二、新课导学 学习探究探究任务一:指数函数模型思想及指数函数概念实例:A .细胞分裂时,第一次由1个分裂成2个,第2次由2个分裂成4个,第3次由4个分裂成8个,如此下去,如果第x 次分裂得到y 个细胞,那么细胞个数y 与次数x 的函数关系式是什么?B .一种放射性物质不断变化成其他物质,每经过一年的残留量是原来的84%,那么以时间x 年为自变量,残留量y 的函数关系式是什么?讨论:上面的两个函数有什么共同特征?底数是什么?指数是什么?新知:一般地,函数(0,1)x y a a a =>≠且叫做指数函数(exponential function ),其中x 是自变量,函数的定义域为R .反思:为什么规定a >0且a ≠1呢?否则会出现什么情况呢?试试:举出几个生活中有关指数模型的例子?探究任务二:指数函数的图象和性质引言:你能类比前面讨论函数性质时的思路,提出研究指数函数性质的内容和方法吗?回顾:研究方法:画出函数图象,结合图象研究函数性质.研究内容:定义域、值域、特殊点、单调性、最大(小)值、奇偶性.作图:在同一坐标系中画出下列函数图象: 1()2x y =, 2x y =讨论:(1)函数2x y =与1()2x y =的图象有什么关系?如何由2x y =的图象画出1()2x y =的图象?(2)根据两个函数的图象的特征,归纳出这两个指数函数的性质. 变底数为3或13后呢?a >1 0<a <1图象性 质 (1)定义域:R(2)值域:(0,+∞)(3)过点(0,1),即x =0时,y =1(4)在 R 上是增函数 (4)在R 上是减函数典型例题例1函数()x f x a =(0,1a a >≠且)的图象过点(2,)π,求(0)f ,(1)f -,(1)f 的值.小结:①确定指数函数重要要素是 ;② 待定系数法.例2比较下列各组中两个值的大小:(1)0.60.52,2; (2)2 1.50.9,0.9-- ;(3)0.5 2.12.1,0.5 ; (4)231-与.小结:利用单调性比大小;或间接利用中间数.练1. 已知下列不等式,试比较m 、n 的大小:(1)22()()33m n >; (2) 1.1 1.1m n <.练2. 比较大小:(1)0.70.90.80.8,0.8, 1.2a b c ===;(2)01, 2.50.4,-0.22-, 1.62.5.三、总结提升学习小结①指数函数模型应用思想;②指数函数概念;③指数函数的图象与性质;③单调法.知识拓展因为(01)x y a a a =>≠,且的定义域是R , 所以()(01)f x y a a a =>≠,且的定义域与()f x 的定义域相同. 而()(01)x y a a a ϕ=>≠,且的定义域,由()y t ϕ=的定义域确定.学习评价自我评价 你完成本节导学案的情况为( ).A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 函数2(33)x y a a a =-+是指数函数,则a 的值为( ).A. 1B. 2C. 1或2D. 任意值2. 函数f (x )=21x a -+ (a >0,a ≠1)的图象恒过定点( ).A. (0,1)B. (0,2)C. (2,1)D. (2,2)3. 指数函数①()x f x m =,②()x g x n =满足不等式 01m n <<<,则它们的图象是( ).4. 比较大小:23( 2.5)- 45( 2.5)-.5. 函数1()19x y =-的定义域为 . 课后作业1. 求函数y =1151x x --的定义域.2. 探究:在[m ,n ]上,()(01)x f x a a a =>≠且值域?§2.1.2 指数函数及其性质(2)学习目标1. 熟练掌握指数函数概念、图象、性质;2. 掌握指数型函数的定义域、值域,会判断其单调性;3. 培养数学应用意识.学习过程一、课前准备(预习教材P 57~ P 60,找出疑惑之处)复习1:指数函数的形式是 ,复习2:在同一坐标系中,作出函数图象的草图:2x y =,1()2x y =,5x y =,1()5x y =, 10x y =,1()10x y =.思考:指数函数的图象具有怎样的分布规律?二、新课导学典型例题例1我国人口问题非常突出,在耕地面积只占世界7%的国土上,却养育着22%的世界人口.因此,中国的人口问题是公认的社会问题.2000年第五次人口普查,中国人口已达到13亿,年增长率约为1%.为了有效地控制人口过快增长,实行计划生育成为我国一项基本国策.(1)按照上述材料中的1%的增长率,从2000年起,x 年后我国的人口将达到2000年的多少倍?(2)从2000年起到2020年我国人口将达到多少?小结:学会读题摘要;掌握从特殊到一般的归纳法.试试:2007年某镇工业总产值为100亿,计划今后每年平均增长率为8%, 经过x 年后的总产值为原来的多少倍?多少年后产值能达到120亿?小结:指数函数增长模型.设原有量N ,每次的增长率为p ,则经过x 次增长后的总量y = . 我们把形如x y ka = (,0,1)k R a a ∈>≠且的函数称为指数型函数.例2 求下列函数的定义域、值域:(1)21x y =+; (2)y = (3)110.4x y -=.变式:单调性如何?小结:单调法、基本函数法、图象法、观察法.试试:求函数y =.练1. 求指数函数212x y +=的定义域和值域,并讨论其单调性.练2. 已知下列不等式,比较,m n 的大小.(1)33m n <; (2)0.60.6m n >;(3)(1)m n a a a >> ;(4) (01)m n a a a <<<.练3. 一片树林中现有木材30000 m 3,如果每年增长5%,经过x 年树林中有木材y m 3,写出x ,y 间的函数关系式,并利用图象求约经过多少年,木材可以增加到40000m 3.三、总结提升学习小结1. 指数函数应用模型(,01)x y ka k R a a =∈>≠且;2. 定义域与值域;知识拓展形如()(01)f x y a a a =>≠,且的函数值域的研究,先求得()f x 的值域,再根据t a 的单调性,列出简单的指数不等式,得出所求值域,注意不能忽视()0f x y a =>. 而形如()(01)x y a a a ϕ=>≠,且的函数值域的研究,易知0x a >,再结合函数()t ϕ进行研究. 在求值域的过程中,配合一些常用求值域的方法,例如观察法、单调性法、图象法等.1. 如果函数y =a x (a >0,a ≠1)的图象与函数y =b x (b >0,b ≠1)的图象关于y 轴对称,则有( ).A. a >bB. a <bC. ab =1D. a 与b 无确定关系2. 函数f (x )=3-x -1的定义域、值域分别是( ).A. R , RB. R , (0,)+∞C. R ,(1,)-+∞D.以上都不对3. 设a 、b 均为大于零且不等于1的常数,则下列说法错误的是( ).A. y =a x 的图象与y =a -x 的图象关于y 轴对称B. 函数f (x )=a 1-x (a >1)在R 上递减C. 若a 2>a 21-,则a >1D. 若2x >1,则1x >4. 比较下列各组数的大小:122()5- 320.4-(); 0.763() 0.753-(). 5. 在同一坐标系下,函数y =a x ,y =b x , y =c x , y =d x 的图象如右图,则a 、b 、c 、d 、1之间从小到大的顺序是 .课后作业1. 已知函数f (x )=a -221x +(a ∈R ),求证:对任何a R ∈, f (x )为增函数.2. 求函数2121x x y -=+的定义域和值域,并讨论函数的单调性、奇偶性.§2.2.1 对数与对数运算(1)学习目标1. 理解对数的概念;3. 掌握对数式与指数式的相互转化.学习过程一、课前准备(预习教材P 62~ P 64,找出疑惑之处)复习1:庄子:一尺之棰,日取其半,万世不竭.(1)取4次,还有多长?(2)取多少次,还有0.125尺?复习2:假设2002年我国国民生产总值为a 亿元,如果每年平均增长8%,那么经过多少年国民生产 是2002年的2倍? (只列式)二、新课导学学习探究探究任务:对数的概念问题:截止到1999年底,我国人口约13亿. 如果今后能将人口年平均增长率控制在1%,那么多少年后人口数可达到18亿,20亿,30亿?讨论:(1)问题具有怎样的共性?(2)已知底数和幂的值,求指数怎样求呢?例如:由1.01x m =,求x .新知:一般地,如果x a N =(0,1)a a >≠,那么数 x 叫做以a 为底 N 的对数(logarithm ).记作 log a x N =,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数试试:将复习2及问题中的指数式化为对数式.新知:我们通常将以10为底的对数叫做常用对数(common logarithm ),并把常用对数log N 简记为lg Nlog e N 简记作ln N试试:分别说说lg5 、lg3.5、ln10、ln3的意义.反思:(1)指数与对数间的关系?0,1a a >≠时,x a N =⇔ .(2)负数与零是否有对数?为什么?(3)log 1a = , log a a = .典型例题例1下列指数式化为对数式,对数式化为指数式.(1)35125= ;(2)712128-=;(3)327a =; (4) 2100.01-=; (5)12log 325=-;(6)lg0.001=3-; (7)ln100=4.606.变式:12log 32?= lg0.001=?小结:注意对数符号的书写,与真数才能构成整体. 例2求下列各式中x 的值:(1)642log 3x =; (2)log 86x =-; (3)lg 4x =; (4)3ln e x =.练1. 求下列各式的值.(1)5log 25 ; (2)21log 16; (3)lg 10000.练2. 探究log ?n a a = log ?a N a =三、总结提升①对数概念;②lg N 与ln N ;③指对互化;④如何求对数值知识拓展对数是中学初等数学中的重要内容,那么当初是谁首创“对数”这种高级运算的呢?在数学史上,一般认为对数的发明者是十六世纪末到十七世纪初的苏格兰数学家——纳皮尔(Napier ,1550-1617年)男爵. 在纳皮尔所处的年代,哥白尼的“太阳中心说”刚刚开始流行,这导致天文学成为当时的热门学科. 可是由于当时常量数学的局限性,天文学家们不得不花费很大的精力去计算那些繁杂的“天文数字”,因此浪费了若干年甚至毕生的宝贵时间. 纳皮尔也是当时的一位天文爱好者,为了简化计算,他多年潜心研究大数字的计算技术,终于独立发明了对数.:1. 若2log 3x =,则x =( ).A. 4B. 6C. 8D. 92.log = ( ).A. 1B. -1C. 2D. -23. 对数式2log (5)a a b --=中,实数a 的取值范围是( ).A .(,5)-∞B .(2,5)C .(2,)+∞D . (2,3)(3,5)4. 计算:1(3+= .5. 若log 1)1x =-,则x =________,若y =,则y =___________.课后作业1. 将下列指数式化成对数式,对数式化成指数式.(1)53243=; (2)51232-=; (3)430a = (4)1() 1.032m =; (5)12log 164=-; (6)2log 1287=; (7)3log 27a =.2. 计算:(1)9log 27; (2)3log 243; (3);(3)(2log (2; (4).§§2.2.1 对数与对数运算(2)学习目标1. 掌握对数的运算性质,并能理解推导这些法则的依据和过程;2. 能较熟练地运用对数运算法则解决问题..学习过程一、课前准备(预习教材P 64~ P 66,找出疑惑之处)复习1:(1)对数定义:如果x a N =(0,1)a a >≠,那么数 x 叫做 ,记作 .(2)指数式与对数式的互化:x a N =⇔ .复习2:幂的运算性质.(1)m n a a = ;(2)()m n a = ;(3)()n ab = .复习3:根据对数的定义及对数与指数的关系解答:(1)设log 2a m =,log 3a n =,求m n a +;(2)设log a M m =,log a N n =,试利用m 、n 表示log (a M ·)N .二、新课导学学习探究探究任务:对数运算性质及推导问题:由p q p q a a a +=,如何探讨log a MN 和log a M 、log a N 之间的关系?问题:设log a M p =, log a N q =,由对数的定义可得:M =p a ,N =a∴MN =p a q a =p q a +,∴log a MN =p +q ,即得log a MN =log a M + log a N根据上面的证明,能否得出以下式子?如果 a > 0,a ≠ 1,M > 0, N > 0 ,则(1)log ()log log a a a MN M N =+;(2)log log log a a a M M N N=-; (3) log log ()n a a M n M n R =∈.反思:自然语言如何叙述三条性质? 性质的证明思路?(运用转化思想,先通过假设,将对数式化成指数式,并利用幂运算性质进行恒等变形;然后再根据对数定义将指数式化成对数式)典型例题例1用log a x , log a y , log a z 表示下列各式:(1)2log a xy z ; (2) log a .例2计算:(1)5log 25; (2)0.4log 1;(3)852log (42)⨯; (4)探究:根据对数的定义推导换底公式log log log c a c b b a=(0a >,且1a ≠;0c >,且1c ≠;0b >).试试:2000年人口数13亿,年平均增长率1℅,多少年后可以达到18亿?动手试试练1. 设lg2a =,lg3b =,试用a 、b 表示5log 12.变式:已知lg2=0.3010,lg3=0.4771,求lg6、.练2. 运用换底公式推导下列结论.(1)log log m n a a n b b m=;(2)1log log a b b a =.练3. 计算:(1)7lg142lg lg7lg183-+-;(2)lg 243lg9.三、总结提升学习小结①对数运算性质及推导;②运用对数运算性质;③换底公式.※ 知识拓展① 对数的换底公式log log log b a b N N a=; ② 对数的倒数公式1log log a b b a=. ③ 对数恒等式:log log n n a a N N =,log log m n a a n N N=,log log log 1a b c b c a =. ※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ).A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 下列等式成立的是( ) A .222log (35)log 3log 5÷=-B .222log (10)2log (10)-=-C .222log (35)log 3log 5+=D .3322log (5)log 5-=-2. 如果lgx =lga +3lgb -5lgc ,那么( ).A .x =a +3b -cB .35ab x c= C .35ab x c= D .x =a +b 3-c 3 3. 若()2lg 2lg lg y x x y -=+,那么( ).A .y x =B .2y x =C .3y x =D .4y x =4. 计算:(1)99log 3log 27+=;(2)2121log log 22+= . 5. 计算:15lg 23=.1. 计算:(1; (2)2lg 2lg 2lg5lg5+⋅+.2. 设a 、b 、c 为正数,且346a b c ==,求证:1112c a b-=.§2.2.1 对数与对数运算(3)1. 能较熟练地运用对数运算性质解决实践问题;2. 加强数学应用意识的训练,提高解决应用问题的能力.一、课前准备(预习教材P 66~ P 69,找出疑惑之处)复习1:对数的运算性质及换底公式.如果 a > 0,a ≠ 1,M > 0, N > 0 ,则(1)log ()a MN = ;(2)log a M N= ; (3) log n a M = .换底公式log a b = .复习2:已知 2log 3 = a , 3log 7 = b ,用 a ,b 表示42log 56.复习3:1995年我国人口总数是12亿,如果人口的年自然增长率控制在1.25℅,问哪一年我国人口总数将超过14亿? (用式子表示)二、新课导学※ 典型例题例1 20世纪30年代,查尔斯.里克特制订了一种表明地震能量大小的尺度,就是使用测震仪衡量地震能量的等级,地震能量越大,测震仪记录的地震曲线的振幅就越大. 这就是我们常说的里氏震级M ,其计算公式为:0lg lg M A A =-,其中A 是被测地震的最大振幅,0A 是“标准地震”的振幅(使用标准地震振幅是为了修正测震仪距实际震中距离造成的偏差).(1)假设在一次地震中,一个距离震中100千米的测震仪记录的地震最大振幅是20,此时标准地震的振幅是0.001, 计算这次地震的震级(精确到0.1);(2)5级地震给人的振感已比较明显,计算7.6级地震最大振幅是5级地震最大振幅的多少倍?(精确到1)小结:读题摘要→寻找数量关系→利用对数计算.例2当生物死亡后,它机体内原有的碳14会按确定的规律衰减,大约每经过5730年衰减为原来的一半,这个时间称为“半衰期”.根据些规律,人们获得了生物体碳14含量P 与生物死亡年数t 之间的关系.回答下列问题:(1)求生物死亡t 年后它机体内的碳14的含量P ,并用函数的观点来解释P 和t 之间的关系,指出是我们所学过的何种函数?(2)已知一生物体内碳14的残留量为P ,试求该生物死亡的年数t ,并用函数的观点来解释P 和t 之间的关系,指出是我们所学过的何种函数?(3)长沙马王墓女尸出土时碳14的余含量约占原始量的76.7%,试推算古墓的年代?反思:① P 和t 之间的对应关系是一一对应;② P 关于t 的指数函数(x P =,则t 关于P 的函数为 . ※ 动手试试练1. 计算:(1)0.21log 35-; (2)4912log 3log 2log ⋅-练2. 我国的GDP 年平均增长率保持为7.3%,约多少年后我国的GDP 在2007年的基础上翻两番?三、总结提升※ 学习小结1. 应用建模思想(审题→设未知数→建立x 与y 之间的关系→求解→验证);2. 用数学结果解释现象.※ 知识拓展在给定区间内,若函数()f x 的图象向上凸出,则函数()f x 在该区间上为凸函数,结合图象易得到1212()()()22x x f x f x f ++≥; 在给定区间内,若函数()f x 的图象向下凹进,则函数()f x 在该区间上为凹函数,结合图象易得到1212()()()x x f x f x f ++≤.※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ).A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 25()a -(a ≠0)化简得结果是( ).A .-aB .a 2C .|a |D .a2. 若 log 7[log 3(log 2x )]=0,则12x =( ).A. 3B.C.D.3. 已知35a b m ==,且112a b+=,则m 之值为( ).A .15BC .D .2254. 若3a =2,则log 38-2log 36用a 表示为 .5. 已知lg20.3010=,lg1.07180.0301=,则lg2.5= ;1102= .1. 化简:(1)222lg5lg8lg5lg20(lg2)3+++; (2)()()24525log 5+log 0.2log 2+log 0.5.2. 若()()lg lg 2lg 2lg lg x y x y x y -++=++,求x y的值.§2.2.2 对数函数及其性质(1)1. 通过具体实例,直观了解对数函数模型所刻画的数量关系,初步理解对数函数的概念,体会对数函数是一类重要的函数模型;2. 能借助计算器或计算机画出具体对数函数的图象,探索并了解对数函数的单调性与特殊点;3. 通过比较、对照的方法,引导学生结合图象类比指数函数,探索研究对数函数的性质,培养数形结合的思想方法,学会研究函数性质的方法.一、课前准备(预习教材P 70~ P 72,找出疑惑之处)复习1:画出2x y =、1 ()2x y =的图象,并以这两个函数为例,说说指数函数的性质.复习2:生物机体内碳14的“半衰期”为5730年,湖南长沙马王堆汉墓女尸出土时,碳14的残余量约占原始含量的76.7%,试推算马王堆古墓的年代.(列式)二、新课导学※ 学习探究探究任务一:对数函数的概念讨论:t 与P 的关系?(对每一个碳14的含量P 的取值,通过对应关系logt P =,生物死亡年数t 都有唯一的值与之对应,从而t 是P 的函数)新知:一般地,当a >0且a ≠1时,函数log a y x =叫做对数函数(logarithmic function),自变量是x ; 函数的定义域是(0,+∞).反思:对数函数定义与指数函数类似,都是形式定义,注意辨别,如:22log y x =,5log (5)y x = 都不是对数函数,而只能称其为对数型函数;对数函数对底数的限制 (0a >,且1)a ≠.探究任务二:对数函数的图象和性质问题:你能类比前面讨论指数函数性质的思路,提出研究对数函数性质的内容和方法吗?研究方法:画出函数图象,结合图象研究函数性质.研究内容:定义域、值域、特殊点、单调性、最大(小)值、奇偶性.试试:同一坐标系中画出下列对数函数的图象.2log y x =;0.5log y x =.反思:((2)图象具有怎样的分布规律?※ 典型例题例1求下列函数的定义域: (1)2log a y x =;(2)log (3)a yx =-;变式:求函数y =的定义域.例2比较大小:(1)ln3.4,ln8.5; (2)0.30.3log 2.8,log 2.7; (3)log 5.1,log 5.9a a .小结:利用单调性比大小;注意格式规范.※ 动手试试练1. 求下列函数的定义域.(1)0.2log (6)y x =--; (2)y .练2. 比较下列各题中两个数值的大小.(1)22log 3log 3.5和; (2)0.30.2log 4log 0.7和; (3)0.70.7log 1.6log 1.8和; (4)23log 3log 2和.三、总结提升※ 学习小结1. 对数函数的概念、图象和性质;2. 求定义域;3. 利用单调性比大小.※ 知识拓展对数函数凹凸性:函数()log ,(0,1)a f x x a a =>≠,12,x x 是任意两个正实数.当1a >时,1212()()()22f x f x x xf ++≤;当01a <<时,1212()()()22f x f x x xf ++≥.学习评价※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ).A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差 ※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 当a >1时,在同一坐标系中,函数x y a -=与log a y x =的图象是( ).2. 函数22log (1)y x x =+≥的值域为( ). A. (2,)+∞ B. (,2)-∞ C. [)2,+∞ D. [)3,+∞3. 不等式的41log 2x >解集是( ). A. (2,)+∞ B. (0,2)B. 1(,)2+∞ D. 1(0,)24. 比大小:(1)log 67 log 7 6 ; (2)log 31.5 log 2 0.8. 5. 函数(-1)log (3-)x y x =的定义域是 .1. 已知下列不等式,比较正数m 、n 的大小:(1)3log m <3log n ; (2)0.3log m >0.3log n ; (3)log a m >log a n (a >1)2. 求下列函数的定义域:(1)y =(2)y =§2.2.2 对数函数及其性质(2)1. 解对数函数在生产实际中的简单应用;2. 进一步理解对数函数的图象和性质;3. 学习反函数的概念,理解对数函数和指数函数互为反函数,能够在同一坐标上看出互为反函数的两个函数的图象性质.一、课前准备(预习教材P 72~ P 73,找出疑惑之处)复习1:对数函数log (0,1)a y x a a =>≠且图象和性质.复习2:比较两个对数的大小.(1)10log 7与10log 12 ; (2)0.5log 0.7与0.5log 0.8.复习3:求函数的定义域.(1)311log 2y x=- ; (2)log (28)a y x =+.二、新课导学※ 学习探究探究任务:反函数问题:如何由2x y =求出x ?反思:函数2log x y =由2x y =解出,是把指数函数2x y =中的自变量与因变量对调位置而得出的. 习惯上我们通常用x 表示自变量,y 表示函数,即写为2log y x =.新知:当一个函数是一一映射时, 可以把这个函数的因变量作为一个新函数的自变量, 而把这个函数的自变量新的函数的因变量. 我们称这两个函数为反函数(inverse function ) 例如:指数函数2x y =与对数函数2log y x =互为反函数.试试:在同一平面直角坐标系中,画出指数函数2x y =及其反函数2log y x =图象,发现什么性质?反思: (1)如果000(,)P x y 在函数2x y =的图象上,那么P 0关于直线y x =的对称点在函数2log y x =的图象上吗?为什么?(2)由上述过程可以得到结论:互为反函数的两个函数的图象关于 对称.※ 典型例题例1求下列函数的反函数:(1) 3x y =; (2)log (1)a y x =-.小结:求反函数的步骤(解x →习惯表示→定义域)变式:点(2,3)在函数log (1)a y x =-的反函数图象上,求实数a 的值.例2溶液酸碱度的测量问题:溶液酸碱度pH 的计算公式lg[]pH H +=-,其中[]H +表示溶液中氢离子的浓度,单位是摩尔/升.(1)分析溶液酸碱度与溶液中氢离子浓度之间的变化关系? (2)纯净水7[]10H +-=摩尔/升,计算其酸碱度.小结:抽象出对数函数模型,然后应用对数函数模型解决问题,这就是数学应用建模思想.※ 动手试试练1. 己知函数()x f x a k =-的图象过点(1,3)其反函数的图象过点(2,0),求()f x 的表达式.练2. 求下列函数的反函数.(1) y =x (x ∈R );(2)y =log a 2x(a >0,a ≠1,x >0)三、总结提升※ 学习小结① 函数模型应用思想;② 反函数概念.※ 知识拓展函数的概念重在对于某个范围(定义域)内的任意一个自变量x 的值,y 都有唯一的值和它对应. 对于一个单调函数,反之对应任意y 值,x 也都有惟一的值和它对应,从而单调函数才具有反函数. 反函数的定义域是原函数的值域,反函数的值域是原函数的定义域,即互为反函数的两个函数,定义域与值域 学习评价※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ). A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差 ※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分: 1. 函数0.5log y x =的反函数是( ). A. 0.5log y x =- B. 2log y x =C. 2x y =D. 1()2x y =2. 函数2xy =的反函数的单调性是( ). A. 在R 上单调递增 B. 在R 上单调递减C. 在(0,)+∞上单调递增D. 在(0,)+∞上单调递减3. 函数2(0)y x x =<的反函数是( ). A. (0)y x x =±> B. (0)y x x => C. (0)y x x =-> D. y x =±4. 函数x y a =的反函数的图象过点(9,2),则a 的值为 .5. 右图是函数1log a y x =,2log a y x =3log a y x =, 4log a y x =的图象,则底数之间的关系为 .课后作业有占总数12的细胞每小时分裂一次,即由1个细1. 现有某种细胞100个,其中胞分裂成2个细胞,按这种规律发展下去,经过多少小时,细胞总数可以超过1010个?(参考数据:lg30.477,lg20.301==).。
2.1.2指数函数及其性质(1)
一、指数函数的实际背景:
我国GDP(国内生产总值)未来20年平均增长率可望达到73 . %, 问题1: 那么x年后GDP可望为今年的y倍,则
x y ( 1+7.3%) =1.073x ( x N ,x 20)
问题2:生物体内碳14含量P与死亡年数t的函数关系为:
4、函数y=a x-1+4恒过定点( A.(1,5) B.(1,4) C.(0,4) D.(4,0)
A
)
5、若函数y=a2x+b+1(a>0且a≠1,b为 实数)的图象恒过定点(1,2), -2 则b=_____.
一、通过本节课的教学,你有什么收获?
(1)指数函数的概念; (2)指数函数的图象和性质; (3)利用单调性比较两个指数值的大小。 二、你体会到的数学思想方法有哪些? 数形结合的思想、分类与整合的思想以及 特殊与一般的思想等。
x
1 3
1 2
④、
1.7 , 0.9
0.3
3.1
Hale Waihona Puke x 解: ③、 a 当a 1时,y a 是R上的增函数,
1 3
1 3
a
3.1
1 2
1 2
当0 a 1时,y a 是R上的减函数, a a
④、
1.7
0.3
1而0.9 1,
3.1
1.7
0.3
0.9
小结:比较指数值大小的方法 ①、构造函数法:要点是利用函数的单调性,数 的特征是同底不同指(包括可以化为同底的), 若底数是参变量要注意分类讨论。 ②、中间介值比较法:用别的数如0或1做桥。数 的特征是不同底不同指。
课堂练习:
必修1教案2.1.2指数函数及其性质(一)
2.1.2 指数函数及其性质(一)(一)教学目标1.知识与技能了解指数函数模型的实际背景,理解指数函数的概念,掌握指数函数的图象.2.过程与方法能借助计算器或计算机画出具体指数函数的图象,探索指数函数图象特征.3.情感、态度与价值观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,激发学生学习数学的兴趣,努力培养学生的创新意识.(二)教学重点、难点1.教学重点:指数函数的概念和图象.2.教学难点:指数函数的概念和图象.(三)教学方法采用观察、分析、归纳、抽象、概括,自主探究,合作交流的教学方法,通过各种教学媒体(如计算机或计算器),调动学生参与课堂教学的主动性和积极性.(四)教学过程教学环节教学内容师生互动设计意图复习引入1. 在本章的开头,问题(1)中时间x与GDP值中的 1.073(20)xy x x=∈≤与问题(2)中时间t和C-14含量P的对应关系]t51301P=[()2,请问这两个函数有什么共同特征.2. 这两个函数有什么共同特征157301][()]2tP=t57301把P=[()变成2,从而得出这学生思考回答函数的特征.由实际问题引入,不仅能激发学生的学习兴趣,而且可以培养学生解决实际问题的能力.两个关系式中的底数是一个正数,自变量为指数,即都可以用xy a =(a >0且a ≠1来表示).形成概念理解概念指数函数的定义一般地,函数xy a =(a >0且a ≠1)叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域为R .回答:在下列的关系式中,哪些不是指数函数,为什么?(1)22x y +=(2)(2)xy =- (3)2xy =-(4)xy π=(5)2y x = (6)24y x=(7)xy x =(8)(1)xy a =- (a >1,且2a ≠)小结:根据指数函数的定义来判断说明:因为a >0,x 是任意一个实数时,xa 是一个确定的实数,所以函数的定义域为实数集R .000,0xx a a x a ⎧>⎪=⎨≤⎪⎩x当时,等于若当时,无意义若a <0,如1(2),,8x y x x =-=1先时,对于=等等,6在实数范围内的函数值不存在.若a =1, 11,xy == 是一个常量,没有研究的意义,只有满足学生独立思考,交流讨论,教师巡视,并注意个别指导,学生探讨分析,教师点拨指导.由特殊到一般,培养学生的观察、归纳、概括的能力.使学生进一步理解指数函数的概念.(0,1)x y a a a =>≠且的形式才能称为指数函数,a 为常数,如:,,xy x =1xxy=2-3,y=253,31x x y y +==+等等,不符合(01)x y a a a =>≠且的形式,所以不是指数函数 .深化概念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. 下面我们通过先来研究xy a =(a >1)的图象, 用计算机完成以下表格,并且用计算机画出函数2xy =的图象x3.00- 2.50- 2.00- 1.50-2x y =18-141.00- 0.00 0.50 1.00 1.502.00 121 2 4再研究先来研究xy a =(0<a <1)的图象,用计算机完成以下表格并绘出函数1()2xy =的图象.x2.50- 2.00- 1.50- 1.00- 0.001()2x y =141211.00 1.502.00 2.50学生列表计算,描点、作图.教师动画演示.学生观察、归纳、总结,教师诱导、点评. 通过列表、计算使学生体会、感受指数函数图象的化趋势,通过描点,作图培养学生的动手实践能力.不同情况进行对照,使学生再次经历从特殊到一般,由具体到抽象的思维过程.培养学生的归纳概括能力.从图中我们看出12()2x x y y ==与的图象有什么关系?通过图象看出12()2x x y y y ==与的图象关于轴对称,实质是2xy =上的x,y 点(-)x y x,y y 1与=()上点(-)关于轴对称.2讨论:12()2xx y y ==与的图象关于y 轴对称,所以这两个函数是偶函数,对吗?②利用电脑软件画出115,3,(),()35x x x x y y y y ====的函数图象.2 4所以0(0)1f π==,133(0)f ππ==,11(3)f ππ--==.归纳 总结1、理解指数函数(0),xy a a =>101a a ><<注意与两种情况2、解题利用指数函数的图象,可有利于清晰地分析题目,培养数型结合与分类讨论的数学思想 .学生先自回顾反思,教师点评完善. 通过师生的合作总结,使学生对本节课所学知识的结构有一个明晰的认识,形成知识体系.课后 作业作业:2.1 第四课时 习案 学生独立完成 巩固新知 提升能力备选例题例1 指出下列函数哪些是指数函数: (1)x y 4=; (2)4x y =; (3)x y 4-=; (4)xy )4(-=; (5)xy π=; (6)24x y =;(7)x x y =; (8),21()12(>-=a a y x且)1≠a . 【分析】 根据指数函数定义进行判断. 【解析】 (1)、(5)、(8)为指数函数; (2)是幂函数(后面2.3节中将会学习); (3)是1-与指数函数x 4的乘积;(4)底数04<-,∴不是指数函数; (6)指数不是自变量x ,而底数是x 的函数; (7)底数x 不是常数. 它们都不符合指数函数的定义.【小结】准确理解指数函数的定义是解好本问题的关键.例 2 用计算机作出的图像,并在同一坐标系下作出下列函数的图象,并指出它们与指数函数y =x 2的图象的关系,⑴y =12+x 与y =22+x . ⑵y =12-x 与y =22-x .解:⑴作出图像,显示出函数数据表比较函数y =12+x 、y =22+x 与y =x2的关系:将指数函数y =x2的图象向左平行移动1个单位长度,就得到函数y =12+x 的图象,将指数函数y =x2的图象向左平行移动2个单位长度,就得到函数y =22+x 的图象⑵作出图像,显示出函数数据表比较函数y =12-x 、y =22-x 与y =x 2的关系:将指数函数y =x 2的图象向右平行移动1个单位长度,就得到函数y =12-x 的图象,将指数函数y =x 2的图象向右平行移动2个单位长度,就得到函数y =22-x 的图象小结:⑴当m >0时,将指数函数y =x 2的图象向右平行移动m 个单位长度,就得到函数y =m x -2的图象;当m >0时,将指数函数y =x 2的图象向左平行移动m 个单位长度,就得到函数y =2x m +的图象。
高中数学新人教B版必修一《2.1.2指数函数及其性质》同步练习
高中数学学习材料 (灿若寒星 精心整理制作)例1 指出下列函数哪些是指数函数⑴ y = 4x ;⑵ y = x 4;⑶ y = - 4x ;⑷ y = (-4)x ;⑸ y = xπ;⑹ y = 4x 2;⑺ y = x x;⑻ y = (2a - 1)x(a >21,且a ≠ 1)例2 比较下列各题中两个值的大小。
⑴ 1.75.2,1.73; ⑵ 0.81.0-,0.82.0-; ⑶ 1.73.0,0.91.3例3 求下列函数的定义域和值域: ⑴ y = x21-; ⑵ y = 211-x ⑶ y = (21)322--x x教材问题探究1. 函数图像的变换例1 画出下列函数的图像,并说明他们是由函数f (x) = 2x的图像经过怎样的变换得到的。
⑴ y = 21-x ; ⑵ y = 21+x ; ⑶ y = 2x; ⑷ y = 12-x ;⑸ y = -2x; ⑹ y = -2x-2.图像变换的应用例2 设f (x) = 13-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. 3c<3bB. 3c>3bC. 3c+ 3a>2 D. 3c + 3a<2 探究学习例3 选取底数a (a >0,且a ≠ 1)的若干个不同的值, 在同一平面直角坐标系内作出相应的指数函数的图像. 观察图像, 你能发现他们有哪些共同特征?典型例题精析题型一 指数函数的定义题型二 指数函数的图像和性质 1. 过定点问题 例2 函数y = 23-x + 3恒过定点________________.2. 指数函数的单调性例3 讨论函数f (x) = (31)xx 22-的单调性,并求其值域。
例4 已知函数f (x) = 11+-x x a a (a >1)⑴ 求该函数的值域;⑵ 证明f (x)是R 上的增函数3. 指数函数的图像例5 若函数y = a x+ b – 1(a >0,且a ≠1)的图象经过第一、三、四象限,则一定有( )A. a >1,且b <1B. 0<a <1,且b <0C. 0<a <1,且b >0D. a >1,且b <1 变试训练1:当a ≠0时,函数y = ax + b 和y = bax的图象只可能是下列中的( )题型三 指数函数图像和性质的综合应用1. 比较大小例6 右图是指数函数:① y = a x,② y = b x,③ y = c x,④ y = d x的图象,则a 、b 、c 、d 与1的大小关系是( )A. a <b <1<c <dB. b <a <1<d <cC. 1<a <b <c <dD. a <b <1<d <c 2. 解不等式例7 ⑴ 解不等式2221-⎪⎭⎫⎝⎛x ≤2.⑵ 已知()x a a 22++>()xa a -++122,则x 的取值范围是________________。
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《2.1.2指数函数及其性质(1)》同步练习1
课时目标1.理解指数函数的概念,会判断一个函数是否为指数函数.2.掌握指数函数的图象和性质.
知识梳理:
1.指数函数的概念
一般地,__________________叫做指数函数,其中x是自变量,函数的定义域是____.2.指数函数y=a x(a>0,且a≠1)的图象和性质
作业:
一、选择题
1.下列以x为自变量的函数中,是指数函数的是( )
A.y=(-4)x B.y=πx
C.y=-4x D.y=a x+2(a>0且a≠1)
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 3.函数y =a |x |(a >1)的图象是( )
4.已知f (x )为R 上的奇函数,当x <0时,f (x )=3x ,那么f (2)的值为( ) A .-9 B .1
9 C .-1
9 D .9
5.右图是指数函数①y =a x ;②y =b x ;③y =c x ;④y =d x 的图象,则a 、b 、c 、d 与1的大小关系是( )
A .a <b <1<c <d
B .b <a <1<d <c
C .1<a <b <c <d
D .a <b <1<d <c
6.函数y =(1
2)x -2的图象必过( )
A .第一、二、三象限
B .第一、二、四象限
C .第一、三、四象限
D .第二、三、四象限
6
二、填空题
7.函数f(x)=a x的图象经过点(2,4),则f(-3)的值为________.
8.若函数y=a x-(b-1)(a>0,a≠1)的图象不经过第二象限,则a,b必满足条件_____ ___________.
9.函数y=8-23-x(x≥0)的值域是________.
三、解答题
10.比较下列各组数中两个值的大小:
(1)0.2-1.5和0.2-1.7;
(2)
1
3
1
4
⎛⎫
⎪
⎝⎭
和
2
3
1
4
⎛⎫
⎪
⎝⎭
;
(3)2-1.5和30.2.
11.2000年10月18日,美国某城市的日报以醒目标题刊登了一条消息:“市政委员会今天宣布:本市垃圾的体积达到50000m3”,副标题是:“垃圾的体积每三年增加一倍”.如果把3年作为垃圾体积加倍的周期,请你完成下面关于垃圾的体积V(m3)与垃圾体积的加倍的周期(3年)数n的关系的表格,并回答下列问题.
(1) (2)根据报纸所述的信息,你估计3年前垃圾的体积是多少? (3)如果n =-2,这时的n ,V 表示什么信息?
(4)写出n 与V 的函数关系式,并画出函数图象(横轴取n 轴). (5)曲线可能与横轴相交吗?为什么?
能力提升
12.定义运算a ⊕b =⎩
⎪⎨⎪⎧
a a ≤b
b a >b ,则函数f (x )=1⊕2x
的图象是( )
13.定义在区间(0,+∞)上的函数f (x )满足对任意的实数x ,y 都有f (x y )=yf (x ). (1)求f (1)的值;
(2)若f (1
2)>0,解不等式f (ax )>0.(其中字母a 为常数).
反思感悟:
1.函数y =f (x )与函数y =f (-x )的图象关于y 轴对称;函数y =f (x )与函数y =-f (x )的图象关于x 轴对称;函数y =f (x )与函数y =-f (-x )的图象关于原点对称.
2.函数图象的平移变换是一种基本的图象变换.一般地,函数y =f (x -a )的图象可由函数y =f (x )的图象向右(a >0)或向左(a <0)平移|a |个单位得到.
《2.1.2指数函数及其性质(1)》同步训练
知识梳理
1.函数y =a x (a >0,且a ≠1) R 2.(0,1) 0 1 y >1 0<y <1 0<y <1 y >1 增函数 减函数
作业设计
1.B [A 中-4<0,不满足指数函数底数的要求,C 中因有负号,也不是指数函数,D
中的函数可化为y =a 2
·a x ,a x 的系数不是1,故也不是指数函数.]
2.C [由题意得⎩
⎪⎨⎪⎧
a 2
-3a +3=1,
a >0且a ≠1.
解得a =2.]
3.B [该函数是偶函数.可先画出x ≥0时,y =a x 的图象,然后沿y 轴翻折过去,便得到x <0时的函数图象.]
4.C [当x >0时,-x <0,∴f (-x )=3-x , 即-f (x )=(1
3)x
, ∴f (x )=-(13)x
.
因此有f (2)=-(13)2
=-19.]
5.B [作直线x =1与四个指数函数图象交点的坐标分别为(1,a )、(1,b )、(1,c )、(1,d ),由图象可知纵坐标的大小关系.]
6.D [函数y =(12)x
的图象上所有的点向下平移2个单位,就得到函数y =(1
2)x -2的图象,所以观察y =(12)x
-2的图象知选D .]
7.18
解析 由题意a 2
=4,∴a =2.
f (-3)=2-3
=1
8.
8.a >1,b ≥2
解析 函数y =a x
-(b -1)的图象可以看作由函数y =a x
的图象沿y 轴平移|b -1|个单位得到.若0<a <1,不管y =a x
的图象沿y 轴怎样平移,得到的图象始终经过第二象限;当a >1时,
由于y =a x 的图象必过定点(0,1),当y =a x
的图象沿y 轴向下平移1个单位后,得到的图象不
经过第二象限.由b -1≥1,得b ≥2.因此,a ,b 必满足条件a >1,b ≥2.
9.[0,8) 解析 y =8-2
3-x
=8-23
·2-x
=8-8·(12)x
=8[1-(12)x
].
∵x ≥0,∴0<(12)x
≤1, ∴-1≤-(12)x
<0,
从而有0≤1-(12)x
<1,因此0≤y <8. 10.解 (1)考查函数y =0.2x . 因为0<0.2<1,
所以函数y =0.2x
在实数集R 上是单调减函数.
又因为-1.5>-1.7,
所以0.2-1.5<0.2-1.7
.
(2)考查函数y =(14)x
.因为0<14<1,
所以函数y =(14)x
在实数集R 上是单调减函数.
又因为13<23,所以123311
()().44
>
(3)2
-1.5
<20,即2
-1.5
<1;30<30.2,即1<30.2
,
所以2-1.5
<30.2.
11.解 (1)由于垃圾的体积每3年增加1倍,24年后即8个周期后,该市垃圾的体积是50 000×28=12 800 000(m 3).
(2)根据报纸所述的信息,估计3年前垃圾的体积是50 000×2-1
=25 000(m 3
).
(3)如果n =-2,这时的n 表示6年前,V 表示6年前垃圾的体积. (4)n 与V 的函数关系式是V =50 000×2n
,图象如图所示.
(5)因为对任意的整数n ,2n >0,所以V =50 000×2n
>0,因此曲线不可能与横轴相交.
12.A [由题意f (x )=1⊕2x
=⎩⎪⎨⎪⎧
1, x ≥0;2x , x <0.
]
13.解 (1)令x =1,y =2,可知f (1)=2f (1),故f (1)=0. (2)设0<x 1<x 2,∴存在s ,t 使得x 1=(12)s ,x 2=(1
2)t
, 且s >t ,又f (1
2)>0,
∴f (x 1)-f (x 2)=f [(12)s ]-f [(12)t
] =sf (12)-tf (12)=(s -t )f (1
2)>0, ∴f (x 1)>f (x 2).
故f (x )在(0,+∞)上是减函数. 又∵f (ax )>0,x >0,f (1)=0, ∴0<ax <1, 当a =0时,x ∈∅, 当a >0时,0<x <1
a ,
当a <0时,1
a <x <0,不合题意.故x ∈∅. 综上:a ≤0时,x ∈∅;
a >0时,不等式解集为{x |0<x <1
a }.。