2015届高考数学总复习 基础知识名师讲义 第二章 第五节指数与指数函数 文

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第五节 指数与指数函数

1.理解有理指数幂的含义,了解实数指数幂的意义,掌握幂的运算. 2.理解指数函数的概念,并理解指数函数的单调性与函数图象通过的特殊点. 3.了解指数函数模型的实际背景,知道指数函数是重要的函数模型.

知识梳理 一、指数 1.根式.

(1)定义:如果x n =a 那么x 叫做a 的n 次方根(其中n >1,且n ∈N ),式子n

a 叫做根式,这里的n 叫做根指数,a 叫做被开方数.

(2)性质.

①当n 为奇数时,n

a n =a ;

当n 为偶数时,n

a n =|a |=⎩

⎪⎨⎪⎧

a ,a ≥0,-a ,a <0.

②负数没有偶次方根. ③零的任何次方根都是零. 2.幂的有关概念.

(1)正整数指数幂:a n =a ·a ·…·a n 个

a

(n ∈N *

). (2)零指数幂:a 0=1(a ≠0).

(3)负整数指数幂:a -

p =1a

p (a ≠0,p ∈N *).

(4)正分数指数幂:a m n =n

a m (a >0,m ,n ∈N *,且n >1).

(5)负分数指数幂:a -m n =1a m n

=1

n

a m (a >0,m ,n ∈N *,且n >1).

(6)零的正分数指数幂为零,零的负分数指数幂没有意义. 3.有理数指数幂的性质. (1)a r a s =a s +

r (a >0,r ,s ∈Q ).

(2)(a r )s =a sr (a >0,r ,s ∈Q ). (3)( ab )r =a r b r (a >0,b >0,r ∈Q ). 二、指数函数的定义

形如 y = a x (a >0且a ≠1)的函数叫做指数函数,其中x 是自变量,定义域是(-∞,+∞),值域是(0,+∞).

三、指数函数的图象和性质

基础自测

1.化简x 3·3y

xy (a ,b 为正数)的结果是( )

A .x 13·y -16

B .x 12·y 16

C .x ·y 16

D .x ·y -1

6

解析:x 3

·3y xy

=x 32·y

13x 12y 12

=x 32-12·y 13-12=x ·y -1

6,故选D.

答案:D

2.函数f (x )=(a 2-1)x 在R 上是减函数,则a 的取值范围是 ( ) A .(-∞,-1)∪(1,+∞) B .(-2,2) C .(-∞,2)

D .(-2,-1)∪(1,2)

解析:0

3.若函数f (x )=a x (a >0且a ≠1)的图象经过点P ⎝⎛⎭⎫2,1

2,则f (-1)=__________.

解析:依题意12=a 2,得a =22,所以f (x )=⎝⎛⎭⎫22x ,所以f (-1)=⎝⎛⎭⎫22-

1= 2.

答案: 2

4.(2012·济南模拟)若x >0,则(2x 14+332)(2x 14-332)-4x -12(x -x 1

2)=________.

解析:(2x 14+332)(2x 14-332)-4x -12(x -x 12)=4x 12-33-4x 1

2+4=-23.

答案:-23

1.(2013·北京卷)函数f (x )的图象向右平移1个单位长度,所得图象与曲线y =e x 关于y

轴对称,则f (x )=( )

A .e x +

1

B .e x -

1

C .e

-x +1

D .e

-x -1

解析:与y =e x 图象关于y 轴对称的函数为y =e -

x .依题意,f (x )图象向右平移一个单位,得y =e -x 的图象.∴f (x )的图象由y =e -

x 的图象向左平移一个单位得到.

∴f (x )=e

-(x +1)

=e

-x -1

.故选D.

答案:D

2.已知函数f (x )=(x -k )e x . (1)求f (x )的单调区间;

(2)求f (x )在区间[0,1]上的最小值.

解析:(1)f ′(x )=(x -k +1)e x .令f ′(x )=0,得x =k -1. f

所以,f (x )的单调递减区间是(-∞,k -1);单调递增区间是(k -1,+∞).

(2)当k -1≤0,即k ≤1时,函数f (x )在[0,1]上单调递增,所以f (x )在区间[0,1]上的最小值为f (0)=-k ;当0

1]上单调递增,所以f (x )在区间[0,1]上的最小值为f (k -1)=-e k -

1;当k -1≥1,即k ≥2时,函数f (x )在[0,1]上单调递减,所以f (x )在区间[0,1]上的最小值为f (1)=(1-k )e.

综上所述,f (x )min =⎩⎪⎨⎪⎧

-k ,k ≤1,-e k -1

,1<k <2,

(1-k )·e ,k ≥2.

1.(2013·中山一模)设15<⎝⎛⎭⎫15b <⎝⎛⎭⎫15a

<1,那么( )

A .a a <a b <b a

B .a a <b a <a b

C .a b <b a <a a

D .a b <a a <b a

解析:因为15<⎝⎛⎭⎫15b <⎝⎛⎭

⎫15a <1,所以0<a <b <1,所以a b <a a ,且a a <b a ,故a b <a a

b a .故选D.

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