第2章第5讲 指数与指数函数

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第5讲 指数与指数函数

基础知识整合

一、指数及指数运算 1.根式的概念

根式的概念

符号表示 备注 如果□

01x n =a ,那么x 叫做a 的n 次方根 — n >1且n ∈N * 当n 为奇数时,正数的n 次方根是一个□

02正数,负数的n 次方根是一个□

03负数 n

a

零的n 次方根是零 当n 为偶数时,正数的n 次方根有□04两个,它们互为□

05相反数 ±n

a (a >0)

负数没有偶次方

2.分数指数幂

(1)a m n

=□ n

a m (a >0,m ,n ∈N *,n >1); (2)a

-m n

=□

071

a m n

=□

1

n

a m

(a >0,m ,n ∈N *,n >1);

(3)0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义. 3.有理数指数幂的运算性质 (1)a r ·a s =a r +s (a >0,r ,s ∈Q ); (2)(a r )s =a rs (a >0,r ,s ∈Q ); (3)(ab )r =a r b r (a >0,b >0,r ∈Q ). 二、指数函数及其性质 1.指数函数的概念

函数□

09y =a x (a >0且a ≠1)叫做指数函数,其中指数x 是自变量,函数的定义域是R ,a 是底数.

说明:形如y =ka x ,y =a x +k (k ∈R 且k ≠0,a >0且a ≠1)的函数叫做指数型函数.

2.指数函数的图象和性质

底数 a >1 0

图 象

性 质

函数的定义域为R ,值域为(0,+∞)

函数图象过定点(0,1),即x =0时,y =1

当x >0时,恒有y >1; 当x <0时,恒有00时,恒有01 函数在定义域R 上为增函数

函数在定义域R 上为减函数

1.(n

a )n =a (n ∈N *且n >1). 2.n a n =⎩⎪⎨

⎪⎧

a ,n 为奇数且n >1,|a |=⎩⎨⎧

a ,a ≥0,-a ,a <0,

n 为偶数且n >1.

3.底数对函数y =a x (a >0,且a ≠1)的函数值的影响如图(a 1>a 2>a 3>a 4),不论是a >1,还是0

4.当a >0,且a ≠1时,函数y =a x 与函数y =⎝ ⎛⎭

⎪⎫

1a x 的图象关于y 轴对称.

1.化简[(-2)6]

12

-(-1)0的结果为( )

A .-9

B .7

C .-10

D .9

答案 B 解析

[(-2)6]

12

-(-1)

=(26)

12 -1=7.

2.函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫

13x +1(x ≥0)的值域为( )

A .(-∞,2]

B .(2,+∞)

C .(0,2]

D .(1,2]

答案 D

解析 ∵当x ≥0时,⎝ ⎛⎭⎪⎫13x ∈(0,1],∴⎝ ⎛⎭⎪⎫13x

+1∈(1,2],即f (x )的值域为(1,2].

3.(a 2-a +2)-x -1<(a 2-a +2)2x +5的解集为( ) A .(-∞,-4) B .(-4,+∞) C .(-∞,-2) D .(-2,+∞)

答案 D

解析 ∵a 2-a +2>1,∴-x -1<2x +5, ∴x >-2,选D .

4.(2019·德州模拟)已知a =⎝ ⎛⎭⎪⎫3525 ,b =⎝ ⎛⎭⎪⎫2535 ,c =⎝ ⎛

⎭⎪⎫2525 ,则( )

A .a

B .c

C .c

D .b

答案 D

解析 因为y =⎝ ⎛⎭

⎪⎫25x

在R 上为减函数,35>25,所以b

上为增函数,35>2

5,所以a >c ,所以b

5.(2020·蒙城月考)已知0

A .第一象限

B .第二象限

C .第三象限

D .第四象限

答案 A

解析 y =a x +b 的图象如图.由图象可知,y =a x +b 的图象必定不经过第一

象限.

6.若x +x -1

=3,则x 12

+x -1

2

=________;x 2+x -2=________.

答案 5 7

解析

∵(x 12

+x -1

2

)2

=x +x -1

+2=5,且

x

12 +x -1

2

>0,∴x 1

2

+x -1

2

= 5.

又(x +x -1)2=x 2+x -2+2=9,∴x 2+x -2=7.

核心考向突破

考向一 指数幂的运算

例1 求值与化简:

(1)823

×100-1

2

×⎝ ⎛⎭⎪⎫14-3×⎝ ⎛⎭

⎪⎫1681-3

4 ; (2)

(a 2

3

·b -1)-

1

2

·a -1

2

·b 13

6

a ·b

5

(a >0,b >0);

(3)

3

a 9

2

a -3÷

3

a -73

a 13(a >0);

(4)已知a >0,a 1

2

+a

-12 =3,求a 2+a -2+1

a +a -1+1的值.

(1)原式=(23)

23

×(102)

-12

×(2

-2)-3

×⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫234-34 =22×10-1×26×⎝ ⎛⎭

⎪⎫23-3

=8625

.

(2)原式=

a -

1

3 ·b -12 ·a -12

·b 13

a 16

·b 56

=a -13 -12 -1

6

·b 12 +13

56

=1

a .

(3)原式=(a 9

2

a -2

3

)13

÷(a -7

3

a 133

)12

=(a 3

) 13 ÷(a 2

) 12