高考数学考点指数函数
高考数学专题指数函数、对数函数、幂函数
高考数学专题 指数函数、对数函数、幂函数【要点】考点1:指数函数 定义:函数)1,0(≠>=a a a y x且称指数函数。
考点2:对数函数 定义:函数)1,0(log ≠>=a a x y a 且称对数函数。
1>a 10<<a1>a 10<<a图 象性 质定义域: R 值域:(0,+∞)①过点(0,1),图象都在第一、二象限; ②指数函数都以x 轴为渐近线; ③对于相同的)1,0(≠>a a a 且,函数xxay a y -==与的图象关于y 轴对称。
(,0)x ∈-∞时y ∈(0,1); ),0(+∞∈x 时 y ∈(1,+∞)。
(,0)x ∈-∞时 y ∈(1,+∞); ),0(+∞∈x 时y ∈(0,1)。
在R 上是增函数。
在R 上是减函数。
考点3:幂函数 1.幂函数的基本形式是y x α=,其中x 是自变量,α是常数. 要求掌握y x =,2y x =,3y x =,1/2y x =,1y x -=这五个常用幂函数的图象。
2.观察出幂函数的共性,总结如下:(1)当0α>时,图象过定点 ;在(0,)+∞上是 函数; (2)当0α<时,图象过定点 ;在(0,)+∞上是 函数; 在第一象限内,图象向上及向右都与坐标轴无限趋近。
【课堂精练】 1.=3log 9log 28( )A .32 B . 1 C .23D .2 2.设⎭⎬⎫⎩⎨⎧-∈3,21,1,1α,则使幂函数αx y =的定义域为R 且为奇函数的所有α的值为( ) A .1,3 B .-1,1 C .-1,3 D .-1,1,3 3.函数2x y =-的图象( )A .与2x y =的图象关于y 轴对称B .与2x y =的图象关于坐标原点对称C .与2x y -=的图象关于y 轴对称D .与2x y -=的图象关于坐标原点对称 4.(2010年重庆卷)函数164x y =-的值域是( )(A )[0,)+∞ (B )[0,4] (C )[0,4) (D )(0,4) 5.已知函数xxx f +-=11lg)(,若b a f =)(,则)(a f -=( ) A .b B .b - C .b 1D .1b-6.已知10<<a ,1-<b ,则函数b a y x+=的图像不经过( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限 7.设02log 2log <<b a ,则( )(A )10<<<b a (B )10<<<a b (C )a b <<1 (D )b a <<1 8.函数lg y x =( )A .是偶函数,在区间(,0)-∞ 上单调递增B .是偶函数,在区间(,0)-∞上单调递减C .是奇函数,在区间(0,)+∞ 上单调递增D .是奇函数,在区间(0,)+∞上单调递减 8.(06天津卷)设2log 3P =,3log 2Q =,23log (log 2)R =,则( ) A .R Q P << B .P R Q <<C .Q R P <<D .R P Q <<9.(2010年全国卷)设a=3log 2,b=In2,c=125-,则( )A .a<b<cB .b<c<aC .c<a<bD .c<b<a10.(2009宁夏海南卷)用min{a ,b ,c}表示a ,b ,c 三个数中的最小值,设{})0(10,2,2m in )(≥-+=x x x x f x ,则)(x f 的最大值为( )(A )4 (B )5 (C )6 (D )711.(2008年山东卷文)已知函数()log (21)(01)xa f xb a a =+->≠,的图象如图所示,则a b ,满足的关系是( )A .101a b -<<<B .101b a -<<<C .101ba -<<<- D .1101ab --<<<12.(2010年全国卷)已知函数x x f lg )(=,若b a <<0且)()(b f a f =,则b a 2+的取值范围是( )(A))+∞(B))+∞ (C)(3,)+∞ (D)[3,)+∞13.幂函数()y f x =的图象经过点1(2,)8--,则满足()f x =27的x 的值是 。
最新高考数学考点总复习2.5 指数与指数函数
折到x轴上方得到的,而直线y=m的图象是平行于x轴的一
条直线.如图所示,由图象可得,如果曲线y=|3x-1|与直线
y=m有两个公共点,则m的取值范围是(0,1).
(2)曲线|y|=2x+1与直线y=b的图象如图所示.
由图象可得,若|y|=2x+1与直线y=b没有公共点,则-1≤b≤1.
综上,a
1
的取值范围是(0, ).
2
指数函数的性质及其应用(多考向探究)
考点3
考向1 指数函数单调性的应用
【例4】 (1)(2020湖南永州二模,理3)已知a=0.40.3,b=0.30.3,c=0.30.4,则(
A.a>c>b
B.a>b>c
C.c>a>b
D.b>c>a
(2)若
1
1 x
x0 是方程( ) = 3 的解,则 x0 属于区间(
选B.
(2)∵(m -m)·
4 -2 <0 在区间(-∞,-1]上恒成立,∴m
2
x
x
1
立.∵y=2 在(-∞,-1]上单调递减,∴当
-1<m<2,故选 D.
1
-m<2 在区间(-∞,-1]上恒成
2
1
x∈(-∞,-1]时,y=2 ≥2,∴m2-m<2,解得
考向2 解简单的指数方程或指数不等式
【例 5】
故b的取值范围是[-1,1].
变式发散1若本例(1)的条件变为:方程3|x|-1=m有两个不同实根,则实数m的
取值范围是
.
答案 (0,+∞)
解析 作出函数y=3|x|-1与y=m的图象如图所示,数形结合可得m的取值范围
高考数学——指数与指数函数考点复习
∴t≥1,
9
∴0<y≤( 1 )1, 2
故所求函数的值域为 (0, 1 ]. 2
6.若关于 x 的不等式 2x+1 − 2−x − a > 0 的解集包含区间 (0,1) ,则 a 的取值范围为
A.
−∞,
7 2
C.
−∞,
7 2
B. (−∞,1] D. (−∞,1)
考点冲关
−1
1.计算: 2x 3
【答案】C 【解析】当 x=1 时,y=a1-a=0,所以 y=ax-a 的图象必过定点(1,0),结合选项可知选 C.
2.函数
( 且 )与函数
A.
在同一个坐标系内的图象可能是 B.
6
C.
D.
考向三 指数函数单调性的应用
1.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,且指数也不同的幂的大小比较,可先化为同底的两个幂,或者通过中间值来比较.
4
(4)若是根式,应化为分数指数幂,尽可能用幂的形式表示,运用指数幂的运算性质来解答. (5)有理数指数幂的运算性质中,其底数都大于零,否则不能用性质来运算. (6)将根式化为指数运算较为方便,对于计算的结果,不强求统一用什么形式来表示.如果有特殊要求,
要根据要求写出结果.但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.
形如 y = a f (x) 的函数的定义域就是 f (x) 的定义域. 求形如 y = a f (x) 的函数的值域,应先求出 f (x) 的值域,再由单调性求出 y = a f (x) 的值域.若 a 的范
高考数学中的幂函数和指数函数的性质解析
高考数学中的幂函数和指数函数的性质解析高考数学中的幂函数和指数函数是非常重要的知识点。
这两种函数在数理化等学科中都有广泛的应用,因此在高考中也成为了不可忽视的重点。
掌握它们的性质,不仅可以解决一些基本的计算问题,还可以引申出很多思维难度较大的问题。
本文将对幂函数和指数函数的性质进行深入的解析。
一、幂函数的性质幂函数是一种非常基础的函数类型。
它的形式可以表示为$y = x^a$,其中$x$为自变量,$a$为指数。
幂函数的性质有以下几个方面。
1. 定义域:幂函数的定义域为$x>0$或$x<0$,即幂函数不能为负数。
2. 制图特点:当$a>1$时,幂函数的图像在第一象限上单调递增;当$0<a<1$时,幂函数的图像在第一象限上单调递减;当$a<0$时,幂函数的图像则关于$x$轴对称。
3. 奇偶性:当$a$为偶数时,幂函数关于$y$轴对称;当$a$为奇数时,幂函数关于原点对称。
4. 渐进线:当$a>0$时,幂函数的左渐近线为$x=0$,右渐近线为$y=0$;当$a<0$时,幂函数的左渐近线为$x=0$,右渐近线为$y=0$。
5. 导数规律:当$y=x^a$,则$\dfrac{dy}{dx}=ax^{a-1}$。
在幂函数的导数规律中,指数减1并乘以常数,就是导数。
以上是幂函数的几个常见性质,可以根据具体问题作出判断。
下面将重点介绍指数函数的性质。
二、指数函数的性质指数函数是另一种基础的函数类型。
它的形式可以表示为$y = a^x$,其中$a$为底数,$x$为自变量。
指数函数的性质有以下几个方面。
1. 定义域:指数函数的定义域为$(-\infty,+\infty)$,可以为任意实数。
2. 制图特点:当$0<a<1$时,指数函数的图像在第一象限上单调递减,且关于$y$轴对称;当$a>1$时,指数函数的图像在第一象限上单调递增。
3. 反函数:指数函数的反函数为对数函数,即$y = \log_{a}x$。
高考数学复习点拨 指数函数疑难解答
指数函数疑难解答一、学习指数与指数幂的运算应注意如下三点:1.a n (n ∈N *)与a n (n ∈Z)的本质区别是什么?【答】 a n (n ∈N *)表示n 个相同的数a 的乘积,而a n (n ∈Z )不表示n 个相同因式的乘积,它是一种指数幂的形式,两个式子都是指数幂,但后一个的幂指数范围扩大到了任意整数,幂底数的范围缩小到底不为零.2.引入分数指数幂之后,任何根式都能化成分数指数幂的形式吗?【答】 引入分数指数幂之后,任何有意义的根式都可化成分数指数幂,即n a =n a 1,这时被开方数a 即是分数指数幂的底数,根指数的倒数即是分数指数幂的幂指数,显然n a 1是n ma 的当m =1时的特例.3.在分数指数幂n ma 中为什么限定a >0?【答】 因为分数指数幂的意义来源于根式,而要使n a 对任意的n ∈N *且n >1都有意义,必须限定a >0,否则当a =0时,若m =0或nm 为分母是偶数的负分数时n m a 没有意义,当a <0时,若m 为奇数,n 为偶数时n ma 没有意义.二、指数函数是我们学习的基本函数之一,对于指数函数的学习,概念非常重要,因此一定要弄懂指数函数的概念及涵义.1.在指数函数y =a x 中,为什么要规定a >0且a ≠1?【答】 因为若a =0,则①当x >0时,a x 恒等于0,②当x <0时,a x 无意义.若a <0时,如y =(-9)x ,这时对于x =21,43,…等,在实数范围内函数值不存在;若a =1,y =1x =1为常量,它没有研究的必要,所以为了避免上述各种情况,我们规定了a >0且a ≠1.2.为什么说指数函数的图象是研究函数性质的直观工具?【答】 因为通过图象我们可以直观的看到,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,清晰的刻划了指数函数的性质,它们便于我们记忆其函数性质和变化规律.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?【答】 函数y =a x +h +k (a >0且a ≠1)的图象可由函数y =a x (a >0且a ≠1)向左(h >0时)或向右(h <0)平移|h |个单位长度,再向上(k >0)或向下(k <0)平移|k |个单位长度而得到,因为y =a x (a >0且a ≠1)恒过(0,1)点,所以y =a x +h +k (a >0且a ≠1)恒过(-h ,1+k )点.4.函数y =(21)|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? 【答】 函数y =(21)|x |的图象关于y 轴对称,这是因为它的图象由y =(21)x (x ≥0)的图象和y =2x (x <0)的图象合并而成,而y =(21)x (x >0)与y =2x (x <0)的图象关于y 轴对称,所以y =(21)|x |的图象关于y 轴对称,由图象可知值域是(0,1),递增区间是(-∞,0),递减区间是[0,+∞).。
2024年高考数学--指数函数、对数函数
对于B,由函数f(x)为奇函数,得f(-x)=-f(x),即
2 x 2x
1
+m=-
2x 2x
1
-m,
1
所以2m=-
2x 2x
1
-
2 x 2x 1
=-
2x 2x 1
-
2x
1 2x
1
=-
2x 2x
1
-
1 2x
1
=-1,即m=-1
2
,所以B正确;
对于C,由f(x)=
2x 2x
1
+m=
2x 1 2x
故a的取值范围为[36,+∞).
x
x2
a >1在x∈(1,+∞)恒成立.
令y=ln m,函数y=ln m在(0,+∞)上单调递增,m=x 1 =1+ 2 在(1,+∞)上单
x 1 x 1
调递减,所以f(x)=ln x 1在(1,+∞)上单调递减.
x 1
因为f(x)+f(-x)=ln x 1+ln x 1=0,所以f(x)=-f(-x),即f(x)是奇函数.
n am
aras=ar+s
(ar)s=ars (ab)r=arbr
2.对数的性质与运算法则
性质
换底 公式
运算 法则
loga1=0;logaa=1 a loga N =N;logaaN=N(a>0且a≠1,N>0)
logbN= loga N (a,b均大于0且不等于1,N>0)
logab
相关结论:logab= 1 ;logab·logbc·logcd=logad
新高考数学复习考点知识与题型专题讲解17---指数函数的概念(解析版)
新高考数学复习考点知识与题型专题讲解17 指数函数的概念1.指数函数的概念一般地,函数(a >0,且a ≠1)叫做指数函数,其中是自变量,函数的定义域是. 2.指数函数的图象和性质定义域 R 题型一 指数函数的图像及应用1.在同一直角坐标系中,函数()a f x x =与()xg x a -=在[)0,+∞上的图象可能是( ).A .B .C .D .【答案】A【解析】()a f x x =为幂函数,()1()-==xx g a ax 为指数函数A. ()1()-==x x g a a x 过定点(0,1),可知101<<a ,1a ∴>,()af x x =的图象符合,故可能.B. ()1()-==x x g a a x 过定点(0,1),可知101<<a ,1a ∴>,()af x x =的图象不符合,故不可能.C. ()1()-==x x g a a x 过定点(0,1),可知11a>,01a ∴<<,()af x x =的图象不符合,故不可能.D.图象中无幂函数图象,故不可能. 故选:A题型二 指数函数的定义域与值域2.函数1132,132,1x x x y x --⎧-≤=⎨->⎩的值域是( )A .()2,1--B .()2,-+∞C .(],1-∞-D .(]2,1-- 【答案】D【解析】当1x ≤时,函数132x y -=-单调递增,因为10x -≤,则1031x -<≤, 所以,12321x --<-≤-,此时,函数132x y -=-的值域为(]2,1--;当1x >时,函数1113223x xy --⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭单调递减,因为10x ->,则11103x -⎛⎫< ⎝⎭<⎪.所以,112213x -⎛⎫-<-<- ⎪⎝⎭,此时,函数132x y -=-的值域为()2,1--.综上所述,函数1132,132,1x x x y x --⎧-≤=⎨->⎩的值域是(]2,1--.故选:D.题型三 指数函数的单调性3.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】解: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⎡⎫⎪⎢⎣⎭.故选:B .题型三 指数函数的单调性4.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】解: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⎡⎫⎪⎢⎣⎭.故选:B .题型四 指数函数的最值问题5.若指数函数x y a =在区间[1,1]-上的最大值和最小值的和为52,则a 的值可能是( ).A .2B .12C .3D .13【答案】AB【解析】设()x f x a =,当1a >时,指数函数()x f x a =单调递增,所以在区间[1,1]-上的最大值max (1)y f a ==,最小值min 1(1)y f a =-=.所以152a a +=,求得2a =或者12a =(舍); 当01a <<时,指数函数()x f x a =单调递减,所以在区间[1,1]-上的最大值max 1(1)y f a=-=,最小值min (1)y f a ==,所以152a a +=,求得2a =(舍)或者12a =. 综上所述:2a =或者12a =. 故选:AB1.函数y x a =+与1xy a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,其中0a >,且1a ≠,它们的大致图象在同一直角坐标系中有可能是( )A .B .C .D .【答案】B【解析】解:对于A ,C ,由于函数y x a =+是增函数,图象应该呈上升趋势,所以A ,C 错误;对于B ,若函数y x a =+的图象是正确的,则1a >,所以101a <<,所以函数1xy a ⎛⎫= ⎪⎝⎭是正确的,所以B 正确;对于D ,若函数y x a =+的图象是正确的,则01a <<,所以11a >,所以函数1xy a ⎛⎫= ⎪⎝⎭是增函数,所以D 错误, 故选:B2.如果指数函数()xf x a =(0a >,且1a ≠)的图象经过点()2,4,那么a 的值是( )A .2C .3D .4 【答案】B【解析】由题意可知()224f a ==,解得2a =或2a =-(舍) 故选:B3.已知函数()f x 是R 上的偶函数,且()f x 的图象关于点()1,0对称,当[]0,1x ∈时,()22xf x =-,则()()()()0122020f f f f ++++的值为( )A .2-B .1-C .0D .1 【答案】D【解析】因为()f x 是R 上的偶函数,所以()()f x f x -=, 又()f x 的图象关于点()1,0对称,则()(2)f x f x =--,所以()(2)f x f x -=--,则()(2)f x f x =-+,得(4)(2)()f x f x f x +=-+=, 即(4)()f x f x +=-,所以()f x 是周期函数,且周期4T =,由[]0,1x ∈时,()22xf x =-,则(0)1,(1)0f f ==,(2)(0)1f f =-=-,(3)(3)(1)0f f f =-==,则(0)(1)(2)(3)0f f f f +++=, 则()()()()0122020f f f f ++++(0)5050(0)1f f =+⨯==故选:D4.已知函数log ()a y x b =-的大致图象如下图,则幂函数ba y x =在第一象限的图象可能是( )A .B .C .D .【答案】B【解析】由log ()a y x b =-的图象可知,1log (1)0log (2)0a a a b b >⎧⎪-<⎨⎪->⎩,所以101121a b b >⎧⎪<-<⎨⎪->⎩,得1a >,01b <<,所以01ba<<,所以幂函数b a y x =在第一象限的图象可能为B . 故选:B.5.已知函数()2x f x =,则[](2)f f =___. 【答案】16【解析】根据题意,函数()2x f x =,则()2224f ==, 则[]()4(2)4216f f f ===,故答案为:16.6.下列函数中指数函数的个数是_____________.①23x y =⋅;②13x y +=;③3x y =;④()21xy a =-(a 为常数,12a >,1a ≠);⑤3y x =; ⑥4x y =-;⑦()4xy =- 【答案】③④【解析】根据指数函数的定义直接判断:形如x y a =(0a >且1a ≠)的函数是指数函数. 可知只有③3x y =,④()21xy a =-(a 为常数,12a >,1a ≠)符合指数函数的定义. 故答案为:③④.7.已知常数0a >,函数()22xx f x ax =+的图象经过点65P p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,15Q q ⎛⎫- ⎪⎝⎭,.若236p q pq +=,则a =______. 【答案】6【解析】函数f (x )=22xx ax +的图象经过点P (p ,65),Q (q ,15-).则:226112255p q pq ap aq +=-=++, 整理得:22222222p q p q p qp qp q aq ap aq ap a pq+++++++++=1, 解得:2p+q =a 2pq , 由于:2p+q =36pq , 所以:a 2=36, 由于a >0, 故:a=6. 故答案为68.已知点(2,9)在函数()x f x a =(0a >且1a ≠)图象上,对于函数()y f x =定义域中的任意1x ,()212x x x ≠,有如下结论:①()()()1212f x x f x f x +=⋅; ②()()()1212f x x f x f x ⋅=+; ③()()12120f x f x x x -<-;④()()121222f x f x x x f ++⎛⎫< ⎪⎝⎭.上述结论中正确结论的序号是___________. 【答案】①④【解析】点(2,9)在函数()x f x a =(0a >且1a ≠)图象上,即29a =,3a ∴=,()3x f x =, ∵对于函数()3x f x =定义域中的任意的()1212,x x x x ≠,有()()()12121212333x x x xf x x f x f x ++==⋅=∴结论(1)正确;又()12123x x f x x =,()()121233x xf x f x +=+,()()()1212f x x f x f x ∴≠+,∴结论(2)错误;又()3x f x =是定义域R 上的增函数,∴对任意的12,x x ,不妨设12x x <,则()()12f x f x <,120x x ∴-<,()()120f x f x -<,()()12120f x f x x x -∴->,∴结论(3)错误;又1212232x xx x f ++⎛⎫= ⎪⎝⎭,()()12123322x x f x f x ++= ()()12211212121222122213312()(33)22332x x x x x x x x x x f x f x x x f --+++∴=+=++⎛⎫⎪⎝⎭,12x x ≠122122332x x x x --∴+>,()()1212212f x f x x x f +∴>+⎛⎫ ⎪⎝⎭∴结论(4)正确; 故答案为:(1),(4).9.高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,他和阿基米德、牛顿并列为世界三大数学家,用其名字命名的“高斯函数”为:设x ∈R ,用[x ]表示不超过x 的最大整数,则[]y x =称为高斯函数,例如:[]3.54-=-,[]2.12=,已知函数1()12=-+x x e f x e ,则函数()f x 奇偶性是______函数,[][]()()=+-y f x f x 的值域是__________ 【答案】奇函数 {}1,0-【解析】∵()11()1221-=-=++x x x x e e f x e e ,()()11()()2121-----===-++x xx xe ef x f x e e , ∴()f x 为奇函数,化11111()1221x x xe f x e e +-=-=-++, ∵11x e +>,∴1011<<+x e ,则11112212-<-<+x e . ∴当1(),02⎛⎫∈- ⎪⎝⎭f x 时,[]()1=-f x ,[]()0-=f x ;当1()0,2f x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,[]()0=f x ,[]()1-=-f x ;当()0f x =时,[][]()()0=-=f x f x . ∴函数[][]()()=+-y f x f x 的值域是{}1,0-. 故答案为:奇函数,{}1,0-.10.已知()xf x ka -=(k a ,为常数,0a >1a ≠且)的图像过点()()01,38A B -,,. (1)求()f x 的解析式; (2)若函数()g x ()()11f x f x -=+,试判断()g x 的奇偶性并给出证明.【答案】(1)()2xf x -=;(2)奇函数;证明见解析.【解析】解:(1)∵ ()xf x ka -=的图像过点()()01,38A B -,, ∴()()30138f k f ka ⎧==⎪⎨-==⎪⎩,解得12k a ==,,故()2xf x -=; (2)由(1)知()g x =()()1211212112x xx xf x f x -----==+++,则()g x 的定义域为R ,关于原点对称, 且()()2112 2112x xxxg x g x ---==-=-++ 故()g x 为奇函数.。
高职高考指数函数知识点
高职高考指数函数知识点在高职高考数学中,指数函数是一个非常重要的知识点。
本文将从指数函数的定义、性质以及应用等方面,简要介绍高职高考涉及的指数函数知识点。
一、指数函数的定义指数函数是以底数为常数的指数与自变量的幂次关系而定义的函数。
通常表示为f(x)=a^x,其中a为底数,x为指数。
指数函数的定义中,底数a可以为任意实数,但当a>0且a≠1时,指数函数才是一种特殊的函数形式,也是高职高考中所关注的指数函数。
二、指数函数的性质1. 基本性质:指数函数的定义域为全体实数集R,值域为(0,+∞)。
2. 单调性:当0<a<1时,指数函数单调递减;当a>1时,指数函数单调递增。
3. 与指数幂和乘方函数的关系:- 对于底数a>0且a≠1,指数函数f(x)=a^x与指数幂函数f(x)=a^m(m为整数)的定义域均为全体实数集R,并且具有相同的增减性质。
- 指数函数f(x)=a^x与乘方函数f(x)=x^m(m为正偶数)的图象关于y轴对称。
三、指数函数的应用1. 生活中的应用:- 金融领域:复利计算中,投资本金与时间的关系可以用指数函数来表示。
- 科学领域:在自然界的许多现象中,往往跟时间的增长呈指数规律变化,如放射性元素的衰变、细菌的繁殖等。
- 经济领域:人口增长、市场营销、市场份额等都存在着指数函数的规律。
2. 题型分析与解题方法:- 基本指数函数的性质运用:根据指数函数的基本性质,解题过程中常用到的方法有:配方、比较、取对数化简等。
- 正题型与反题型:在指数函数题型中,存在着正题型和反题型。
正题型是已知指数、底数或函数的特点,求解指数函数的函数值或解析式;反题型则相反,已知函数值或函数的特点,求解指数或底数等。
四、典型例题分析下面通过几个典型的高职高考指数函数题来进行分析和解答。
例题一:若指数函数f(x)=2^x中存在两个整数x1、x2(x1<x2),使得2^(x1+x2)=8,则x1、x2的值分别为多少?解析:根据指数函数的性质,指数为x1的函数值为2^x1,指数为x2的函数值为2^x2。
高考数学专题复习:指数函数
高考数学专题复习:指数函数一、单选题1.设函数13,1()2,1x x x f x a x ⎧-<⎪=⎨⎪≥⎩,若5[()]46f f =,则a =( )A .2B .12 C .34D .782.设函数3,1()2,1x x a x f x x +≤⎧=⎨>⎩,若183f f ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则a =( ) A .74-B .54C .2D .54或23.若函数()1,121,14xxx f x a x ⎧⎛⎫<⎪ ⎪⎪⎝⎭=⎨⎛⎫⎪+≥ ⎪⎪⎝⎭⎩的值域为(),a +∞,则a 的最大值为( ) A .14B .12C .1D .24.已知指数函数()xf x a =,将函数()f x 的图象上的每个点的横坐标不变,纵坐标扩大为原来的3倍,得到函数()g x 的图象,再将()g x 的图象向右平移2个单位长度,所得图象恰好与函数()f x 的图象重合,则a 的值是( ) A .3±B .3C.D5.函数2121x x y -=+的值域是( )A .()(),11,-∞--+∞B .(),1-∞-C .()1,1-D .()(),11,-∞+∞6.函数y = )A .(,3)-∞B .(,3]-∞C .(3,)+∞D .[3,)+∞7.已知133a =,159b =,295c =,则a ,b ,c的大小关系是( )A .a b c <<B .a c b <<C .c a b <<D .c b a <<8.指数函数2x y =的图象一定经过点( )A .()0,1B .()1,1C .()1,1-D .()1,1-9.已知函数()()231xg x a a R =-∈+是奇函数,则函数()g x 的值域为( ) A .()1,1- B .()1,-+∞C .(]1,1-D .(),1-∞10.函数()11x f x a -=+(0a >且1a ≠)恒过定点P ,则点P 的坐标为( )A .0,1B .()1,1C .()2,1D .1,211.已知函数()f x 为奇函数,当0x <时,()22xf x =+,则()1f =( )A .4-B .52-C .4D .5212.已知函数221,02,()()1,20,x x f x g x ax x x ⎧-≤≤==+⎨--≤<⎩,对12[2,2],[2,2]x x ∀∈-∃∈-,使()()12g x f x =成立,则实数a 的取值范围是( )A .[1,1]-B .51,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .[2,2]-D .55,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦二、填空题13.已知函数2,1()2,1x x x f x x -≥⎧=⎨<⎩,则((3))f f 的值为________.14.已知函数()xf x a =(0a >且1a ≠),()12f =,则函数()f x 的解析式是________.15.若函数()()()()()54731211xa x a x f x a x ⎧-+-<⎪=⎨-≥⎪⎩是R 上的单调递减函数,则实数a 的取值范围是________.16.已知函数2()89f x x x =++,2()422x x g x +=-+-.若对于任意的1[5,]x a ∈-,存在2(0,)x ∈+∞,使得()()12f x g x =成立,则a 的最大值为________. 三、解答题17.若函数31()31x x a af x --=-为奇函数.(1)求a 的值; (2)求函数的值域.18.已知函数()131x mf x =++为奇函数. (1)求实数m 的值;(2)判断并证明函数()f x 的单调性;(3)求不等式()21102f x x --+<的解集.19.已知定义域为R 的函数12()2x x bf x a+-+=+是奇函数.(1)求a ,b 的值;(2)若对在意的[1,2)t ∈-,不等式()()22220f t t f t k ++->恒成立,求k 的取值范围.20.已知函数1()(0xx b f x a a a-=+>且1)a ≠是奇函数. (1)求b 的值;(2)令函数()()1x g x f x a =--,若关于x 的方程2()3t g x t +=+在R 上有解,求实数t 的取值范围.21.已知函数()323,()3x x f x g x =-⋅=.(1)当[1,2]x ∈时,求函数()[()1]()h x f x g x =+⋅的值域;(2)如果对任意的[1,2]x ∈不等式[]2()()3f x m g x ≥-恒成立,求实数m 的取值范围.22.设a 是实数,函数()()2xx f x ee a x R =+-∈(1)求证:函数()f x 不是奇函数; (2)若a y x =在0,单调递减,求满足不等式()2f x a >的x 的取值范围;(3)求函数()f x 的值域(用a 表示).参考答案1.A 【分析】根据给定的分段函数求出5()6f 的值,列出关于a 的方程即可得解. 【详解】依题意,551()32662f =⋅-=,则25[()](2)6f f f a ==,于是得24a =,解得2a =或2a =-(不符合题意,舍去), 所以2a =. 故选:A 2.C 【分析】求出113f a ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,然后根据1a +的范围分类计算求解.【详解】由已知113f a ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,0a ≤时,1(1)3(1)83f f f a a a ⎛⎫⎛⎫=+=++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,54a =,不合题意,0a >时,11(1)283a f f f a +⎛⎫⎛⎫=+== ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,2a =. 综上,2a =. 故选:C . 3.B 【分析】分别求出1x <和1≥x 时的()f x 的范围,然后结题意可得12a ≤且1142a +≥,从而可求出a 的范围,进而可得答案 【详解】解:当1x <时,1()2x f x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则1111222x ⎛⎫⎛⎫>= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即1(),2f x ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭当1≥x 时,1()4xf x a ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则1111444x a a a a ⎛⎫⎛⎫<+≤+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即1(),4f x a a ⎛⎤∈+ ⎥⎝⎦,因为()f x 的值域为(),a +∞, 所以12a ≤且1142a +≥,解得1142a ≤≤, 所以a 的最大值为12, 故选:B 4.D 【分析】根据函数图像变换法则求出函数的解析式,建立方程关系进行求解即可 【详解】解:将函数()f x 的图象上的每个点的横坐标不变,纵坐标扩大为原来的3倍,得到函数()g x 的图象,则()3x g x a =,再将()g x 的图象向右平移2个单位长度,则得到的函数关系数为2233x xy a a a -==, 因为所得图象恰好与函数()f x 的图象重合,所以231a=,23a =,解得a a =, 故选:D 5.C 【分析】将函数化为121xyy+=-,利用20x >列出关于y 的不等式,解出不等式即可. 【详解】设2121x x y -=+,由原式得121xy y +=-,20x >,101yy+∴>-, ∴11y -<<,即函数()f x 的值域为(1,1)-. 故选:C6.D 【分析】由对数函数的单调性直接求解即可. 【详解】由题意得280x -≥,所以322x ≥,解得3x ≥. 故选:D. 7.C 【分析】利用幂函数和指数函数的性质比较大小即可 【详解】∵111365399a b ==<=,21119993525273c a ==<==, ∴c a b <<. 故选:C . 8.A 【分析】结合选项中的点,带入函数解析式检验即可得出结果. 【详解】当0x =时,0221x y ===,所以指数函数2x y =的图象一定经过点()0,1,故A 正确; 当1x =时,12221x y ===≠,所以指数函数2x y =的图象不经过点()1,1,故B 错误;当1x =-时,112212x y -===≠,所以指数函数2x y =的图象不经过点()1,1-,故C 错误; 当1x =时,12221x y ===≠-,所以指数函数2x y =的图象不经过点()1,1-,故D 错误; 故选:A. 9.A 【分析】由()00g =可构造方程求得1a =,验证可知满足题意;根据30x >,由不等式的性质可求得()g x 的范围,从而得到所求值域.【详解】由题意知:()g x 定义域为R ,()g x 为定义在R 上的奇函数,()0201031g a a ∴=-=-=+,解得:1a =, 此时()23113131xx x g x -=-=++,()()1113311313x x x xg x g x ---===-++,满足题意; 30x >,311x ∴+>,20231x ∴<<+,22031x ∴-<-<+,()11g x ∴-<<, 即()g x 的值域为()1,1-. 故选:A. 10.D 【分析】根据指数函数过定点求解即可. 【详解】解:因为指数函数x y a =(0a >且1a ≠)过定点0,1, 所以令10x -=得1,2x y ==所以函数()11x f x a -=+(0a >且1a ≠)恒过定点()1,2P故选:D 11.B 【分析】由奇函数的性质有(1)(1)=--f f ,结合0x <的函数解析式即可求值. 【详解】由题设知:15(1)(1)(22)2f f -=--=-+=-.故选:B 12.A 【分析】作出函数()f x 的图象,根据条件求出两个函数最值之间的关系,结合数形结合即可得到结论. 【详解】解:作出函数221,02(),20x x f x x x ⎧-=⎨--<⎩的图象如图:则当[2x ∈-,2],()f x 的最大值为()23f =,最小值(2)4f -=-,若0a =,()1g x =,此时满足1[2x ∀∈-,2],2[2x ∃∈-,2],使12()()g x f x =成立, 若0a ≠,则直线()g x 过定点(0,1)B ,若0a >,要使对1[2x ∀∈-,2],2[2x ∃∈-,2],使12()()g x f x =成立, 则满足()()max max g x f x ,且()()min min g x f x , 即213a +且214a -+-, 即1a 且52a, 此时满足01a <,若0a <,要使对1[2x ∀∈-,2],2[2x ∃∈-,2],使12()()g x f x =成立, 则满足()()max max g x f x ,且()()min min g x f x , 即213a -+且214a +-, 即1a -且52a -, 此时满足11a -<, 综上11a -,故选:A 13.12 【分析】根据分段函数的解析式代入求值即可. 【详解】由2,1()2,1xx x f x x -≥⎧=⎨<⎩, 则11((3))(1)22f f f -=-==.故答案为:1214.()()2xf x x R =∈【分析】由()12f =可求得a 的值,即可得出函数()f x 的解析式. 【详解】由已知可得()12f a ==,因此,()2xf x =.故答案为:()()2xf x x R =∈.15.34,55⎡⎫⎪⎢⎣⎭【分析】由分段函数的两段都递减,两个端点的函数值满足左大右小可得. 【详解】解:函数()()()()()54731211xa x a x f x a x ⎧-+-<⎪=⎨-≥⎪⎩是R 上的单调递减函数, 所以()()5400211547321a a a a a ⎧-<⎪<-<⎨⎪-+-≥-⎩,解得4511235a a a ⎧<⎪⎪⎪<<⎨⎪⎪≥⎪⎩,即3455a ≤<,所以实数a 的取值范围是34,55⎡⎫⎪⎢⎣⎭.故答案为:34,55⎡⎫⎪⎢⎣⎭.16.1- 【分析】由已知可得,函数()f x 在区间[5,]a -上的值域是()g x 在(0,)+∞上的值域的子集,分别求出函数()f x 的值域和()g x 的值域,利用集合之间的包含关系求解即可. 【详解】若对于任意的1[5,]x a ∈-,存在2(0,)x ∈+∞,使得()()12f x g x =成立, 即函数()f x 在区间[5,]a -上的值域是()g x 在(0,)+∞上的值域的子集.当(0,)x ∈+∞时,21x >,所以222()422(2)422(22)22x x x x x g x +=-+-=-+⨯-=--+≤, 所以()(,2]g x ∈-∞,又22()89(4)7f x x x x =++=+-的图象开口向上,其对称轴为4x =-, 当54a -<<-时,函数()f x 的值域为2[+89,6]a a +-,符合题意; 当43a --≤≤时,函数()f x 的值域为[7,6]--,符合题意; 当3a >-时,函数()f x 的值域为2[7,+89]a a -+,要满足题意,则2892a a ++≤,解得71a -≤≤-,又3a >-,所以31a -<≤-, 综上51a -<≤-所以实数a 的最大值为1-. 故答案为:1- 【点睛】方法点睛:等式任意性和存在性的混合问题,可以转化为两个函数在各自定义域下的值域包含问题.17.(1)12a =-;(2)11,,22⎛⎫⎛⎫-∞-+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.【分析】(1)由于()f x 为奇函数,所以可得()()f x f x -=-,从而可求出a 的值; (2)由(1)可得11()231xf x =---,然后由30x >结合不等式的性可求出函数的值域 【详解】解:(1)函数31()31x x a af x --=-为奇函数.∴31313131x x x x a a a a------=---,即3313x x x a a a a --=--+,2(31)13x x a ∴-=-可得:12a =-.(2)由(1)可知1113(31)111222()3131231x x x x xf x -----===-----. 由310x -≠,得0x ≠, 所以30x >且31x ≠所以1310x -<-<或310x ->, 所以1131x <--或1031x >-, 所以1112312x-->-或1112312x --<--, 所以函数()f x 的值域为11,,22⎛⎫⎛⎫-∞-+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭18.(1)2m =-;(2)()f x 在R 上单增,证明见解析;(3){}01x x <<. 【分析】(1)由奇函数的性质可知()00f =,求得m 后,再验证函数是奇函数;(2)利用单调性的定义,判断函数的单调性;(3)()112f =,不等式变形为()()211f x x f --<-,利用函数的单调性求x 的取值范围. 【详解】 解:(1)()f x 为奇函数,定义域为R ,∴()0f x =,即102m+=, ∴2m =-,经检验,符合题意.(2)()f x 为R 上的增函数,设12x x <,则()()()()()121212122332231313131x x x x x x f x f x ----=-=++++,12x x <,∴1233x x <,1310x +>,2310x +>,∴()()120f x f x -<, ∴()f x 在R 上单增.(3)()2111312f =-=+ ∴()()2110f x x f --+<, ∴()()211f x x f --<-,()f x 为奇函数,()()11f f -=-,∴()()211f x x f --<-,()f x 为R 上增函数,∴211x x --<-, ∴01x <<,所以不等式的解集是{}01x x <<. 19.(1)2,1a b ==;(2)[)16,+∞ 【分析】(1)根据()00=f ,可得1b =,再由11f f即可求解,最后检验即可;(2)先判断()f x 的单调性,利用单调性解不等式 . 【详解】解:(1)∵因为()f x 是R 上的奇函数, 所以()00=f ,即102ba-+=+,解得1b =. 从而有121()2x x f x a+-+=+. 又由11f f,知1121241a a-+-+=-++,解得2a =. 经检验,当2a =,1b =时,121()22x x f x +-+=+,此时111211221222()(22)2x x x x x x f x f x --+++-+-+-+==+-=--+=+,满足题意.所以2a =,1b =(2)由(1)知:121()22x x f x +-+=+. 任取12,x x R ∈且12x x <,则1212121212111111122121(21)(22)(22)(21)2222(22)(22)()()x x x x x x x x x x f x f x ++++++-+-+-++-+-+-=+-=+++1212121111222222(22)(22)x x x x x x ++++-+-+=++2112221122(22)(22)x x x x ++++-=++因为12x x <,所以1222x x <,所以212222x x ++>,所以12()()f x f x > 所以121()22x x f x +-+=+为减函数.所以对任意的[1,2)t ∈-,不等式()()22220f t t f t k ++->恒成立等价于对任意的[1,2)t ∈-,不等式()()()222222f t t f t k f k t +>--=-恒成立,所以2222t t k t +<-对任意的[1,2)t ∈-恒成立, 所以232t t k +<对任意的 [1,2)t ∈-恒成立,因为二次函数性质得函数232y t t =+在区间[1,2)t ∈-上的函数值满足1163y -≤<,所以16k ≥,即k 的取值范围为[)16,+∞ 20.(1) 0b = (2) 532t -<<- 【分析】(1)由()f x 的定义域为R ,且奇函数,则(0)0f =,从而可求出答案. (2)由题意1()1xg x a -=-,先求出函数()g x 的值域,方程2()3t g x t +=+在R 上有解,则max 2()3t g x t +>+,从而得出答案. 【详解】(1)函数1()(0)xxb f x a a a -=+>的定义域为R ,又()f x 是奇函数 所以(0)110f b b =+-==当0b =时,1()xx f x a a =-,11()()xx x xf x a a f x a a --⎛⎫-==-=- ⎪⎝⎭-- 满足()f x 是奇函数,所以0b =(2) 11()()111x xxx xg x f x a a a a a --=--=--=- 由0x a >,则10x a >,所以10x a -<,所以111x a-<--即()g x 的值域为()1-∞-,方程2()3t g x t +=+在R 上有解,则213t t +<-+,解得532t -<<- 所以满足条件的实数t 的取值范围:532t -<<- 21.(1)[]126,6--;(2)(,24]-∞. 【分析】(1)由题设令3[3,9]x t =∈,则()()242k t h x t t ==-,根据二次函数的性质即可求值域;(2)由题设结合(1)2(32)(3)t m t -≥-在[3,9]t ∈上恒成立,当3t =时易知不等式恒成立,当(3,9]t ∈时,令2(32)()(3)t t t ϕ-=-则只需min ()m t ϕ≤,结合基本不等式即可求参数范围.【详解】(1)由题设,若3[3,9]x t =∈,∴()()()()224242212k t h x t t t t t ==-=-=--+,则对称轴为1t =且开口向下, ∴[3,9]t ∈上()k t 单调递减,即()()[]126,6k t h x =∈--, ∴()h x 的值域为[]126,6--.(2)由(1)知:2(32)(3)t m t -≥-在[3,9]t ∈上恒成立, ∴当3t =时,2(323)(33)m -⨯≥-,即90≥对任意m 都成立,当(3,9]t ∈,即3(0,6]t -∈时,2(32)9944(3)12(3)33t m t t t t t -≤=+=-++---恒成立,∴9()4(3)1212243t t t ϕ=-++≥=-当且仅当9[3,9]2t =∈等号成立,∴仅需min ()m t ϕ≤,即24m ≤即可. ∴实数m 的取值范围(,24]-∞.22.(1)证明见解析;(2)答案见解析;(3)答案见解析. 【分析】(1)根据奇函数的性质(0)0f =是否成立,即可证明;(2)由题设易知0a <,令0x t e =>,则()()[(1)]0h t t a t a =-++>,讨论102a >>-、112a -≤<-、1a <-,求解集即可.(3)令0x t e =>,则2()()||f x g t t t a ==+-,讨论0a ≤、102a ≥>、12a >,结合分段函数的性质求值域范围. 【详解】(1)由题意,(0)1|1|0f a =+-≠,而()f x 定义域为x ∈R ,与奇函数的性质矛盾, ∴函数()f x 不是奇函数,得证. (2)a y x =在0,单调递减,则0a <,即2()x x f x e e a =+-,∴2()f x a >,令0x t e =>,则22()()()[(1)]0h t t t a a t a t a =+-+=-++>, 当102a >≥-,有(1)t a <-+或t a >,故解集为0t >,此时x ∈R ;当112a -≤<-有t a <或(1)t a >-+,故解集为0t >,此时x ∈R ;当1a <-,有(1)t a >-+,此时ln[(1)]x a >-+;综上,10a -≤<时,x ∈R ;1a <-时,(ln[(1)],)x a ∈-++∞. (3)令0x t e =>,则2()()||f x g t t t a ==+-, 当0a ≤时,2()(0)g t t t a g a =+->=-; 当102a ≥>时, 1、若t a ≥,22()()g t t t a g a a =+-≥=;2、若0a t >>,)22211()(),24g t t t a t a a a ⎡=-+=-+-∈⎣; 此时2()g t a ≥; 当12a >时, 1、若t a ≥,22211()()()24g t t t a t a g a a =+-=+--≥=;2、若0a t >>,221111()()()2424g t t t a t a g a =-+=-+-≥=-,此时1()4g t a ≥-.综上,0a ≤时,()f x ∈(,)a -+∞;102a ≥>时,()f x ∈2[,)a +∞; 12a >时,()f x ∈1[,)4a -+∞;。
备战2024年高考数学一轮复习13、指数函数与对数函数
指数函数与对数函数知识回顾:1、指数函数)1,0(≠>=a a a y x 与对数函数)1,0(log ≠>=a a xy a 的图象与性质2、指数函数)1,0(≠>=a a a y x与对数函数)1,0(log ≠>=a a xy a 互为 ,其图象关于直线 对称 典型例题分析:一、指对函数的图象及性质应用例1、已知实数,a b 满足等式11()()23ab=,下列五个关系式(1)0b a <<(2)0a b <<(3)0a b <<(4)0b a <<(5)a b = 其中不可能成立的关系式有A 、4个B 、1个C 、2个D 、3个 例2、对于函数()f x 定义域中任意1212,,()x x x x ≠,有如下结论 (1)1212()()()f x x f x f x += (2)1212()()()f x x f x f x =+ (3)1212()()0f x f x x x ->- (4)1212()()22x x f x x f ++<当()lg f x x =时,上述结论中正确结论的序号是 。
例3、如图,是指数函数(1)x y a =,(2)x y b =,(3)x y c =, (1) (2) (3) (4) (4)x y d =的图象,则,,,a b c d 与1的大小关系是 A 、1a b c d <<<<0 B 、1b a d c <<<< C 、1a b c d <<<< 2 D 、1a b d c <<<< 3例4、若函数log ()(0,1)a y x b a a =+>≠的图象过两点(1,0)-和(0,1),则A 、2,2a b ==B 、2a b ==C 、 2,1a b ==D 、a b ==例5、方程log 2(01)a x x a =-<<的实数解的个数是 A 、0 B 、1 C 、2 D 、3 例6、函数2xy -=的单调递增区间是A 、(-∞,+∞)B 、(-∞, 0)C 、(0, +∞)D 、不存在例7、当a >1时,函数x y a -=与log a y x =的图像是 ( )例8、设01a <<,函数2()log (22)x x a f x a a =--,则使()0f x <的x 取值范围是 A 、(-∞,0) B 、(0, +∞) C 、(-∞,log 3a ) D 、(log 3a , +∞) 例9、函数x y a =在[]0,1上的最大值与最小值的和为3,则a 的值为 A 、12 B 、2 C 、4 D 、14例10、已知不等式2log (21)log (3)0x x x x +<<成立,则实数x 的取值范围是 A 、1(0,)3 B 、1(0,)2 C 、1(,1)3 D 、11(,)32二、比较大小例1、若92log 3a =, 8log b =14c =,则这三个数的大小关系是 A 、a c b << B 、a b c << C 、c a b << D 、c b a <<例2、若60a =︒, 2log sin30b =︒, 3log 45c tg =︒,则,,a b c 的大小关系是( )。
高考数学:指数函数、函数奇偶性知识点
高考数学:指数函数、函数奇偶性知识点指数函数(1)指数函数的定义域为所有实数的集合,那个地点的前提是a大于0,关于a不大于0的情形,则必定使得函数的定义域不存在连续的区间,因此我们不予考虑。
(2)指数函数的值域为大于0的实数集合。
(3)函数图形差不多上下凹的。
(4)a大于1,则指数函数单调递增;a小于1大于0,则为单调递减的。
(5)能够看到一个明显的规律,确实是当a从0趋向于无穷大的过程中(因此不能等于0),函数的曲线从分别接近于Y轴与X轴的正半轴的单调递减函数的位置,趋向分别接近于Y轴的正半轴与X轴的负半轴的单调递增函数的位置。
其中水平直线y=1是从递减到递增的一个过渡位置。
(6)函数总是在某一个方向上无限趋向于X轴,永不相交。
(7)函数总是通过(0,1)这点。
(8)明显指数函数无界。
奇偶性注图:(1)为奇函数(2)为偶函数定义一样地,关于函数f(x)(1)假如关于函数定义域内的任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)就叫做奇函数。
(2)假如关于函数定义域内的任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)就叫做偶函数。
(3)假如关于函数定义域内的任意一个x,f(-x)=-f(x)与f(-x)=f(x)同时成立,那么函数f(x)既是奇函数又是偶函数,称为既奇又偶函数。
(4)假如关于函数定义域内的任意一个x,f(-x)=-f(x)与f(-x)=f(x)都不能成立,那么函数f(x)既不是奇函数又不是偶函数,称为非奇非偶函数。
说明:①奇、偶性是函数的整体性质,对整个定义域而言②奇、偶函数的定义域一定关于原点对称,假如一个函数的定义域不关于原点对称,则那个函数一定不是奇(或偶)函数。
单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死后活”吧。
让学生把一周看到或听到的新奇事记下来,摒弃那些假话套话空话,写出自己的真情实感,篇幅可长可短,并要求运用积存的成语、名言警句等,定期检查点评,选择优秀篇目在班里朗读或展出。
高考数学中的指数函数基本概念及应用
高考数学中的指数函数基本概念及应用指数函数是一种常见的数学函数,也是高考数学中重要的一部分。
理解指数函数的基本概念和应用非常重要,能够帮助考生更好地掌握数学知识,提高数学成绩。
本文将详细介绍指数函数的基本概念及应用。
一、什么是指数函数指数函数是以一个正实数作为底数,以变量为指数的函数。
一般表示为y=a^x,其中a>0且a≠1。
以2^x为例,当x为0时,2^0=1;当x为1时,2^1=2;当x 为2时,2^2=4……指数函数的图像一般为一条单调递增或递减的曲线,并且经过点(0,1)。
二、指数函数的基本性质指数函数有许多重要的基本性质,掌握这些性质是理解指数函数的关键。
1、当a>1时,指数函数(0,+∞)单调递增;当0<a<1时,指数函数(0,+∞)单调递减。
2、指数函数在原点处必过点(0,1),即当x=0时,y=a^0=1。
3、当a>1时,指数函数具有水平渐近线y=0;当0<a<1时,指数函数具有水平渐近线y=+∞。
4、对于任意正整数m,n,a^m*a^n=a^(m+n),即同底数幂相乘是底数不变指数相加。
5、对于任意正整数m,n(k≠0),(a^m)^n=a^(mn),即指数的幂次等于幂次的指数。
三、指数函数的常用变形在实际应用中,为方便计算,我们常常要对指数函数进行基本变形,其中最常见的有以下几种:1、y=a^x+b,a>0且a≠1,b∈R。
这是指数函数的平移变形,可以将原来单调递增或递减的图像沿y轴向上或向下平移b个单位。
2、y=(a+b)^x,a,b>0且a≠b。
这是指数函数的合成变形,可以将两个指数函数的图像合并成一个新的图像。
3、y=a^(x+b),a>0且a≠1,b∈R。
这是指数函数的左右平移变形,可将原来单调递增或递减的图像沿x轴向左或向右平移b个单位。
四、指数函数的应用指数函数广泛应用于自然科学、社会科学等领域,深化对指数函数的理解,有助于我们更好地应用于实际问题的解决。
指数函数-高考数学复习
考向4 指数型函数的综合应用
2
1 -2-3
f(x)=(3)
的图象经过点(3,1),
例 5(多选题)(2024·重庆云阳模拟)若函数
则( AC )
A.a=1
B.f(x)在(-∞,1)内单调递减
1
C.f(x)的最大值为 81
D.f(x)的最小值为81
解析 对于 A,由题意
1 9a-6-3
f(3)=( )
解析 若a>1,则f(x)在[-1,0]上单调递增,所以f(x)max=f(0)=a=2,即a=2;
若0<a<1,则f(x)在[-1,0]上单调递减,所以f(x)min=f(-1)=a-1=2,
即
1
a= .综上,a=2
2
或
1
a= .
2
考向2 比较幂值的大小
例3(1)(2024·江西赣州模拟)已知函数f(x)=ex,若a=f(40.99),b=f(21.99),c=f(ln 2),
则a,b,c的大小关系为( C )
A.a<b<c
B.a<c<b
C.c<a<b
D.c<b<a
解析 依题意,21.99>21.98=40.99>20=1>ln 2,而函数f(x)=ex在R上单调递增,
因此f(21.99)>f(40.99)>f(ln 2),即c<a<b,故选C.
(2)(2024·辽宁大连模拟)已知
e +1
1-()
1-()
当-1<f(x)<0 时,[f(x)]=-1;当 0≤f(x)<1 时,[f(x)]=0,
因此[f(x)]的值域为{-1,0},故选 B.
高考数学复习考点讲解与真题分析04---指数函数
例 2、已知函数 f (x) = 2x − 2,则函数 y =| f (x) | 的图像可能是( )
分析:首先确定函数 f (x) = 2x − 2的图像,然后把函数 f(x)的图像中位于 x 轴下方的部分翻折到 x 轴上方即可。学科*网
2/9
例
3、已知函数
f
(
x)
=
ax2 + 1, x ≥ 0 (a + 2)eax , x <
是[−1,0) ,故选 A.
点评:在判断、求分段函数的单调区间时,应进行分段求解,若不是连续的单调区间,要分开表达,不 能将它们用并集的形式表述。 四指数函数综合性问题求解策略 1.等价转化
例 ( 斗门一中高三)已知定义域为 的函数 是奇函数 1 2018
R
f
(x)
=
−2x 2 x +1
+ +
b a
2.指数函数的图像:指数函数图像都在 x 轴上方,印证值域是(0,+ ∞) ,需要记住图像方便解题。当a > 1时,
a 的值越大,图像越靠近 y 轴,递增的速度越快;当0 < a <1时,a 的值越小,图像越靠近 y 轴,递减的速 度越快。多个指数函数在同一直角坐标系中的图像的相对位置与底数大小的关系:在 y 轴的右侧,图像从 下到上相应的底数由小变大;在 y 轴的左侧,图像从上到下相应的底数由小变大;即在 y 轴的左侧或右侧, 底数按逆时针方向变大。
高考数学复习考点讲解与真题分析
04---指数函数一重难点:
1、指数幂的运算性质:特别注意式中a > 0,b > 0这一重要条件,显然,对 x ∈ R ,下面的运算就是错误的:
,这是因为, 1
指数函数高考知识点总结
指数函数高考知识点总结指数函数是高中数学中的重要内容,也是高考数学考试中经常涉及到的知识点之一。
指数函数是指以常数 e(自然对数的底数)为底数的函数,其形式可以写作 f(x) = a^x,其中 a 是一个大于 0 且不等于 1 的实数,x 是变量。
一、指数函数的定义和性质指数函数的定义是 f(x) = a^x,其中 a 是底数,x 是指数。
它的定义域是实数集,值域是正实数集。
指数函数的图像随着底数的不同而变化,底数 a 大于 1 时,图像呈现上升趋势;底数是 (0, 1) 之间的小数时,图像呈现下降趋势。
指数函数具有以下性质:1. 指数函数的导数等于其本身乘以常数 ln(a)(自然对数的底)。
2. 指数函数的导数在正实数上是严格递增的。
3. 当底数 a 大于 1 时,指数函数是增函数且过点 (0, 1);当底数 a 是 (0, 1) 之间的小数时,指数函数是减函数且过点 (0, 1)。
4. 指数函数是奇函数,即 f(-x) = 1 / a^x,其图像关于 y 轴对称。
5. 指数函数的图像在横轴上的渐近线为 y = 0,即当 x 趋近负无穷时,函数值趋近于 0。
二、指数函数的特殊情况1. 当底数 a 等于 e(自然对数的底数)时,指数函数称为自然指数函数,记作 f(x) = e^x。
自然指数函数具有特殊的性质,其导数和原函数等于它本身,即 f'(x) = e^x,∫ e^x dx = e^x + C。
2. 当指数 x 为 0 时,任何底数的指数函数的值都等于 1,即 a^0 = 1。
三、指数函数的应用指数函数广泛应用于各个领域,以下列举几个常见的应用:1. 经济增长模型:指数函数可以描述经济增长模型中的指数增长。
在经济学中,常用指数函数来预测人口增长、物价上涨以及国内生产总值的增长等。
2. 物质衰变模型:指数函数可以用来描述放射性物质的衰变过程。
放射性衰变的速率与剩余物质的量成正比,因此可以用指数函数来描述物质衰变的速度。
高考数学考点知识专题讲解与练习18---指数函数的概念
高考数学考点知识专题讲解与练习指数函数的概念学习目标1.理解指数函数的概念,了解对底数的限制条件的合理性.2.了解指数增长型和指数衰减型在实际问题中的应用.知识点一 指数函数的定义一般地,函数y =a x (a >0,且a ≠1)叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是R . 思考 为什么底数应满足a >0且a ≠1?答案 ①当a ≤0时,a x 可能无意义;②当a >0时,x 可以取任何实数;③当a =1时,a x =1 (x ∈R ),无研究价值.因此规定y =a x 中a >0,且a ≠1. 知识点二 两类指数模型1.y =ka x (k >0),当a >1时为指数增长型函数模型. 2.y =ka x (k >0),当0<a <1时为指数衰减型函数模型.1.y =x x (x >0)是指数函数.(×)2.y =a x +2(a >0且a ≠1)是指数函数.(×) 3.y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 是指数衰减型函数模型.(√)4.若f (x )=a x 为指数函数,则a >1.(×)一、指数函数的概念例1(1)下列函数中是指数函数的是________.(填序号) ①y =2·(2)x ;②y =2x -1;③y =⎝ ⎛⎭⎪⎫π2x ;④13;x y -=⑤13.y x =(2)若函数y =(a 2-3a +3)·a x 是指数函数,则实数a =________. 答案 (1)③(2)2解析 (1)①中指数式(2)x 的系数不为1,故不是指数函数;②中y =2x -1,指数位置不是x ,故不是指数函数;④中指数不是x ,故不是指数函数;⑤中指数为常数且底数不是唯一确定的值,故不是指数函数,故填③.(2)由y =(a 2-3a +3)·a x 是指数函数,可得⎩⎨⎧a 2-3a +3=1,a >0且a ≠1,解得a =2.反思感悟 判断一个函数是否为指数函数的方法 (1)底数的值是否符合要求; (2)a x 前的系数是否为1; (3)指数是否符合要求.跟踪训练1(1)若函数y =a 2(2-a )x 是指数函数,则() A .a =1或-1 B .a =1 C .a =-1 D .a >0且a ≠1答案 C解析 因为函数y =a 2(2-a )x 是指数函数,所以⎩⎨⎧a 2=1,2-a >0,2-a ≠1,解得a =-1.(2)若函数y =(2a -3)x 是指数函数,则实数a 的取值范围是________________. 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,2∪(2,+∞)解析 由题意知⎩⎨⎧2a -3>0,2a -3≠1,解得a >32且a ≠2.二、求指数函数的解析式、函数值例2(1)已知函数f (x )是指数函数,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-32=525,则f (3)=________.答案 125解析 设f (x )=a x (a >0,且a ≠1), 由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-32=525得133222255,255a--=== 所以a =5,即f (x )=5x ,所以f (3)=53=125.(2)已知函数y =f (x ),x ∈R ,且f (0)=3,f (1)f (0)=12,f (2)f (1)=12,…,f (n )f (n -1)=12,n ∈N *,求函数y =f (x )的一个解析式.解 当x 增加1时函数值都以12的衰减率衰减, ∴函数f (x )为指数衰减型, 令f (x )=k ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x (k ≠0),又f (0)=3,∴k =3,∴f (x )=3·⎝ ⎛⎭⎪⎫12x . 反思感悟 解决此类问题的关键是观察出函数是指数增长型还是指数衰减型,然后用待定系数法设出函数解析式,再代入已知条件求解.跟踪训练2已知函数f (x )=a x +b (a >0,且a ≠1)经过点(-1,5),(0,4),则f (-2)的值为________. 答案 7解析 由已知得⎩⎨⎧a -1+b =5,a 0+b =4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =12,b =3,所以f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x+3,所以f (-2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫12-2+3=4+3=7.三、指数增长型和指数衰减型函数的实际应用例3 甲、乙两城市现有人口总数都为100万人,甲城市人口的年自然增长率为1.2%,乙城市每年增长人口1.3万.试解答下面的问题:(1)写出两城市的人口总数y (万人)与年份x (年)的函数关系式; (2)计算10年、20年、30年后两城市的人口总数(精确到0.1万人); (3)对两城市人口增长情况作出分析.参考数据:(1+1.2%)10≈1.127,(1+1.2%)20≈1.269,(1+1.2%)30≈1.430. 解 (1)1年后甲城市人口总数为y 甲=100+100×1.2%=100×(1+1.2%); 2年后甲城市人口总数为y 甲=100×(1+1.2%)+100×(1+1.2%)×1.2%=100×(1+1.2%)2;3年后甲城市人口总数为y甲=100×(1+1.2%)3;…;x年后甲城市人口总数为y甲=100×(1+1.2%)x.x年后乙城市人口总数为y乙=100+1.3x.(2)10年、20年、30年后,甲、乙两城市人口总数(单位:万人)如表所示.(3)甲、乙两城市人口都逐年增长,而甲城市人口增长的速度快些,呈指数增长型,乙城市人口增长缓慢,呈线性增长.从中可以体会到,不同的函数增长模型,增长变化存在很大差异.反思感悟解决有关增长率问题的关键和措施(1)解决这类问题的关键是理解增长(衰减)率的意义:增长(衰减)率是所研究的对象在“单位时间”内比它在“前单位时间”内的增长(衰减)率,切记并不总是只和开始单位时间内的比较.(2)具体分析问题时,应严格计算并写出前3~4个单位时间的具体值,通过观察、归纳出规律后,再概括为数学问题,最后求解数学问题即可.(3)在实际问题中,有关人口增长、银行复利、细胞分裂等增长率问题常可以用指数函数模型表示,通常可以表示为y=N(1+p)x(其中N为基础数,p为增长率,x为时间)的形式.跟踪训练3中国共产党第十八届中央委员会第五次全体会议认为,到2020年全面建成小康社会,是我们党确定的“两个一百年”奋斗目标的第一个百年奋斗目标.全会提出了全面建成小康社会新的目标要求:经济保持中高速增长,在提高发展平衡性、包容性、可持续性的基础上,到2020年国内生产总值和城乡居民人均收入比2010年翻一番,产业迈向中高端水平,消费对经济增长贡献明显加大,户籍人口城镇化率加快提高.设从2011年起,城乡居民人均收入每一年比上一年都增长p%.下面给出了依据“到2020年城乡居民人均收入比2010年翻一番”列出的关于p的四个关系式:①(1+p%)×10=2;②(1+p%)10=2;③10(1+p%)=2;④1+10×p%=2.其中正确的是()A.①B.②C.③D.④答案 B解析已知从2011年起,城乡居民人均收入每一年比上一年都增长p%.则由到2020年城乡居民人均收入比2010年翻一番,可得:(1+p%)10=2;正确的关系式为②.1.下列函数:①y=2·3x;②y=3x+1;③y=3x;④y=x3.其中,指数函数的个数是()A.0 B.1 C.2 D.3答案 B解析 ①中,3x 的系数是2,故①不是指数函数;②中,y =3x +1的指数是x +1,不是自变量x ,故②不是指数函数;③中,y =3x ,3x 的系数是1,指数是自变量x ,且只有3x 一项,故③是指数函数; ④中,y =x 3中底数为自变量,指数为常数,故④不是指数函数. 所以只有③是指数函数.故选B.2.若函数y =(m 2-m -1)·m x 是指数函数,则m 等于() A .-1或2 B .-1 C .2 D.12答案 C解析 依题意,有⎩⎨⎧m 2-m -1=1,m >0且m ≠1,解得m =2(舍m =-1),故选C.3.如表给出函数值y 随自变量x 变化的一组数据,由此可判断它最可能的函数模型为()A.一次函数模型 B .二次函数模型 C .指数函数模型 D .幂函数模型答案 C解析 观察数据可得y =4x .4.某种细胞分裂时,由1个分裂成2个,2个分裂成4个,…,现有2个这样的细胞,分裂x 次后得到细胞的个数y 与x 的函数关系式是()A .y =2xB .y =2x -1C .y =2xD .y =2x +1答案 D解析 分裂一次后由2个变成2×2=22(个),分裂两次后变成4×2=23(个),…,分裂x 次后变成y =2x +1(个).5.f (x )为指数函数,若f (x )过点(-2,4),则f (f (-1))=________. 答案 14解析 设f (x )=a x (a >0且a ≠1), 所以f (-2)=4,a -2=4,解得a =12, 所以f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x,所以f (-1)=⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=2,所以f (f (-1))=f (2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫122=14.1.知识清单: (1)指数函数的定义.(2)指数增长型和指数衰减型函数模型. 2.方法归纳:待定系数法.3.常见误区:易忽视底数a 的限制条件:a >0且a ≠1.1.下列函数中,指数函数的个数为() ①y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1;②y =a x (a >0,且a ≠1); ③y =1x ; ④y =⎝ ⎛⎭⎪⎫122x -1.A .0B .1C .3D .4 答案 B解析 由指数函数的定义可判定,只有②正确. 2.若函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12a -3·a x 是指数函数,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12的值为() A .2 B .-2 C .-2 2 D .2 2 答案 D解析 因为函数f (x )是指数函数, 所以12a -3=1,所以a =8, 所以f (x )=8x,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=128=2 2.3.下列函数关系中,可以看作是指数型函数y =ka x (k ∈R ,a >0且a ≠1)的模型的是() A .竖直向上发射的信号弹,从发射开始到信号弹到达最高点,信号弹的高度与时间的关系(不计空气阻力)B .我国人口年自然增长率为1%时,我国人口总数与年份的关系C .如果某人t s 内骑车行进了1 km ,那么此人骑车的平均速度v 与时间t 的函数关系D .信件的邮资与其重量间的函数关系 答案 B解析 A 中的函数模型是二次函数; B 中的函数模型是指数型函数; C 中的函数模型是反比例函数; D 中的函数模型是一次函数.故选B.4.据报道,某淡水湖的湖水在50年内减少了10%,若每年以相同的衰减率呈指数衰减,按此规律,设2019年的湖水量为m ,从2019年起,经过x 年后湖水量y 与x 的函数关系为() A .y =500.9x B .y =(1-500.1x )m C .y =500.9x m D .y =(1-0.150x )m 答案 C解析 方法一 设每年的衰减率为q %, 则(q %)50=0.9, 所以q %=1500.9,所以x 年后的湖水量y =500.9x m . 方法二 设每年的衰减率为q %, 则(1-q %)50=0.9,所以q %=1-1500.9,所以y =m ·[1-(1-1500.9)]x =500.9x m .5.下列函数图象中,有可能表示指数函数的是()答案 C解析 A 为一次函数;B 为反比例函数;D 为二次函数;选项C 的图象呈指数衰减,是指数衰减型函数模型,故选C.6.已知函数f (x )=2a x -1+3(a >0且a ≠1),若f (1)=4,则f (-1)=________. 答案 0解析 由f (1)=4得a =3,把x =-1代入f (x )=23x -1+3得到f (-1)=0. 7.若函数f (x )=(a 2-2a +2)(a +1)x 是指数函数,则a =________.答案 1解析 由指数函数的定义得⎩⎨⎧ a 2-2a +2=1,a +1>0,a +1≠1,解得a =1.8.已知某种放射性物质经过100年剩余质量是原来质量的95.76%,设质量为1的这种物质,经过x 年后剩余质量为y ,则x ,y 之间的关系式是________.答案 y =1000.957 6x解析 设质量为1的物质1年后剩余质量为a ,则a 100=0.957 6.所以a =11000.957 6,所以y =a x =1000.957 6x . 9.已知函数f (x )=2x +2ax +b ,且f (1)=52,f (2)=174.求a ,b 的值.解 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 52=2+2a +b ,174=22+22a +b ,即⎩⎨⎧2-1=2a +b ,2-2=22a +b , 所以⎩⎨⎧ a +b =-1,2a +b =-2,解得⎩⎨⎧a =-1,b =0.10.有一种树栽植5年后可成材.在栽植后5年内,该种树的产量年增长率为20%,如果不砍伐,从第6年到第10年,该种树的产量年增长率为10%,现有两种砍伐方案: 甲方案:栽植5年后不砍伐,等到10年后砍伐.乙方案:栽植5年后砍伐重栽,然后过5年再砍伐一次.请计算后回答:10年内哪一个方案可以得到较多的木材?解 设该种树的最初栽植量为a ,甲方案在10年后的木材产量为y 1=a (1+20%)5(1+10%)5=a (1.2×1.1)5≈4.01a .乙方案在10年后的木材产量为y 2=2a (1+20%)5=2a ·1.25≈4.98a .y 1-y 2=4.01a -4.98a <0,因此,乙方案能获得更多的木材.11.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1-x 12-,x >0,2x ,x ≤0,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫19等于() A .4 B.14 C .-4 D .-14答案B解析 ∵f ⎝ ⎛⎭⎪⎫19=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫1912-=1-3=-2, ∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫19=f (-2)=2-2=14. 12.某股民购买一公司股票10万元,在连续十个交易日内,前5个交易日,平均每天上涨5%,后5个交易日内,平均每天下跌4.9%,则股民的股票盈亏情况(不计其他成本,精确到元)为()A .赚723元B .赚145元C .亏145元D .亏723元答案 D解析 由题意得10×(1+5%)5×(1-4.9%)5≈10×0.992 77=9.927 7;100 000-99 277=723,故股民亏723元,故选D.13.若函数y =(m 2-5m +5)⎝ ⎛⎭⎪⎫2-m 3x 是指数函数,且为指数增长型函数模型,则实数m =________.答案 1解析 依题意知⎩⎪⎨⎪⎧ m 2-5m +5=1,2-m 3>1,解得m =1(舍m =4).14.已知函数f (x )为指数函数且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-32=39,则f (-2)=________,f (f (-1))=________. 答案1933解析 设f (x )=a x (a >0且a ≠1),∴32a -=39=323-,∴a =3, ∵f (x )=3x ,∴f (-2)=19, f (f (-1))=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=133=33.15.某校甲、乙两食堂某年1月份的营业额相等,甲食堂的营业额逐月增加,并且每月的增加值相同;乙食堂的营业额也逐月增加,且每月增加的百分率相同.已知该年9月份两食堂的营业额又相等,则该年5月份()A .甲食堂的营业额较高B .乙食堂的营业额较高C .甲、乙两食堂的营业额相等D .不能确定甲、乙哪个食堂的营业额较高答案 A解析 设甲、乙两食堂1月份的营业额均为m ,甲食堂的营业额每月增加a (a >0),乙食堂的营业额每月增加的百分率为x .由题意,可得m +8a =m (1+x )8,则5月份甲食堂的营业额y 1=m +4a ,乙食堂的营业额y 2=m (1+x )4=m (m +8a ),因为y 21-y 22=(m +4a )2-m (m +8a )=16a 2>0,所以y 1>y 2,故该年5月份甲食堂的营业额较高.16.某公司拟投资100万元,有两种获利的情况可供选择:一种是年利率10%,按单利计算,5年后收回本金和利息;另一种是年利率9%,按每年复利一次计算,5年后收回本金和利息.哪一种投资更有利?这种投资比另一种投资5年后可多得利息多少元?解①本金100万元,年利率10%,按单利计算,5年后的本利和是100×(1+10%×5)=150(万元).②本金100万元,年利率9%,按每年复利一次计算,5年后的本利和是100×(1+9%)5≈153.86(万元).由①②可见,按年利率9%每年复利一次计算的,要比按年利率10%单利计算的更有利,5年后可多得利息3.86万元.。
高三指数函数总结知识点
高三指数函数总结知识点一、指数函数的基本性质指数函数是由形如f(x)=a^x的函数所构成,其中a称为底数,a>0且a≠1。
指数函数在数学和自然科学中有广泛的应用,具有以下基本性质:1. 当a>1时,指数函数是递增函数;当0<a<1时,指数函数是递减函数。
2. 当x取无穷大时,指数函数趋于正无穷;当x取无穷小时,指数函数趋于0。
3. 指数函数的图像关于y轴对称且过点(0,1)。
二、指数函数的图像与特征1. 当底数a大于1时,指数函数的图像呈现上升的趋势,且越接近y轴,函数值变化越剧烈;当底数a介于0和1之间时,指数函数的图像呈现下降的趋势,且越接近y轴,函数值变化越剧烈。
2. 特殊情况:当底数a等于1时,指数函数退化成常函数f(x)=1;当底数a小于0时,指数函数在定义域产生缺失,图像不连续。
3. 指数函数的图像经过点(0,1),即f(0)=1。
这是因为a^0=1。
三、指数函数的性质与运算1. 指数运算法则:a^x·a^y=a^(x+y)、(a^x)^y=a^(xy)。
2. 指数函数的垂直伸缩与平移:对于函数f(x)=a^x,若k>0,则f(x)的图像上下伸缩,a^x的绝对值增大;若k<0,则f(x)的图像上下伸缩,a^x的绝对值减小。
若c>0,则f(x)的图像平移c个单位向上;若c<0,则f(x)的图像平移|c|个单位向下。
3. 对数与指数函数的互为反函数关系:若f(x)=a^x,则反函数f^(-1)(x)=log_a(x)。
四、指数函数的应用指数函数在实际问题中具有广泛的应用,以下列举几个常见的应用领域:1. 经济增长模型:指数函数可以用来描述经济增长的速度,例如GDP增长率。
2. 生物科学:指数函数可以用来描述细菌、病毒等物种的繁殖速度。
在生物学中,指数增长模型被广泛应用于人口统计、生态学等领域。
3. 物理学中的放射性衰变:放射性物质的衰变过程可以用指数函数模型来描述。
基本初等函数(高考数学专题)
基本初等函数一、指数函数1、指数与指数幂的运算 (1)根式的概念①如果,,,1n x a a R x R n =∈∈>,且n N +∈,那么x 叫做a 的n 次方根.当n 是奇数时,a 的n次方根用符号表示;当n 是偶数时,正数a 的正的n次方根用符号表示,负的n次方根用符号表示;0的n 次方根是0;负数a 没有n 次方根.②式子这里n 叫做根指数,a 叫做被开方数.当n 为奇数时,a 为任意实数;当n 为偶数时,0a ≥.③根式的性质:n a =;当n为奇数时,a =;当n 为偶数时,(0)|| (0) a a a a a ≥⎧==⎨-<⎩.(2)分数指数幂的概念①正数的正分数指数幂的意义是:0,,,mnaa m n N +=>∈且1)n >.0的正分数指数幂等于0.②正数的负分数指数幂的意义是:1()0,,,m m nn aa m n N a -+==>∈且1)n >.0的负分数指数幂没有意义.注意口诀:底数取倒数,指数取相反数. (3)分数指数幂的运算性质(0,,)r s r s a a a a r s R +⋅=>∈ ②()(0,,)r s rs a a a r s R =>∈()(0,0,)r r r ab a b a b r R =>>∈2、指数函数及其性质(4)指数函数1、化简下列各式(其中各字母均为正数):(1);)(65312121132ba ba b a ⋅⋅⋅⋅--2、已知实数a 、b满足等式b a )31()21(=0<b <a;②a <b<0;③0<a <b;④b <a <0;⑤a=b. ( )A.1个B.2个C.3个D.43、求下列函数的单调递增区间:y=262--x x .二、对数函数 1、对数与对数运算 (1)对数的定义①若(0,1)x a N a a =>≠且,则x 叫做以a 为底N 的对数,记作log a x N =,其中a 叫做底数,N 叫做真数. ②负数和零没有对数.③对数式与指数式的互化:log (0,1,0)x a x N a N a a N =⇔=>≠>. (2)几个重要的对数恒等式log 10a =,log 1a a =,log b a a b =. (3)常用对数与自然对数常用对数:lg N ,即10log N ;自然对数:ln N ,即l o geN (其中 2.71828e =…). (4)对数的运算性质如果0,1,0,0a a M N >≠>>,那么 ①加法:log log log ()a a a M N MN += ②减法:log log log a a aMM N N-= ③数乘:log log ()n a a n M M n R =∈ ④log a N a N = ⑤log log (0,)b n a a nM M b n R b=≠∈ ⑥换底公式:log log (0,1)log b a b NN b b a=>≠且2、对数函数及其性质(5)对数函数1、计算:(1))32(log 32-+(2)21lg 4932-34lg8+lg 245.变式训练1:化简求值.(1)log 2487+log 212-21log 242-1;(2)(lg2)2+lg2·lg50+lg25;(3)(log 32+log 92)·(log 43+log 83).2、比较下列各组数的大小.(1)log 332与log 556;2)log 1.10.7与log 1.20.7;(3)已知log 1b <log 1a <log 1c,比较2b ,2a ,2c 的大小关系.变式训练2:已知0<a <1,b >1,ab >1,则log a bb bba1log ,log,1的大小关系是 ( )A.log a bb bba1log log1<<B.bb b b aa1log 1log log<< C.b b b a ba1log 1log log << D.b b b a a b log 1log 1log <<三、幂函数 (1)幂函数的定义一般地,函数y x α=叫做幂函数,其中x 为自变量,α是常数.(2(3)幂函数的性质①图象分布:幂函数图象分布在第一、二、三象限,第四象限无图象.幂函数是偶函数时,图象分布在第一、二象限(图象关于y 轴对称);是奇函数时,图象分布在第一、三象限(图象关于原点对称);是非奇非偶函数时,图象只分布在第一象限.②过定点:所有的幂函数在(0,)+∞都有定义,并且图象都通过点(1,1). ③单调性:如果0α>,则幂函数的图象过原点,并且在[0,)+∞上为增函数.如果0α<,则幂函数的图象在(0,)+∞上为减函数,在第一象限内,图象无限接近x 轴与y 轴.④奇偶性:当α为奇数时,幂函数为奇函数,当α为偶数时,幂函数为偶函数.当qpα=(其中,p q 互质,p 和q Z ∈),若p 为奇数q 为奇数时,则qp y x =是奇函数,若p 为奇数q 为偶数时,则qp y x =是偶函数,若p 为偶数q 为奇数时,则q py x =是非奇非偶函数.⑤图象特征:幂函数,(0,)y x x α=∈+∞,当1α>时,若01x <<,其图象在直线y x =下方,若1x >,其图象在直线y x =上方,当1α<时,若01x <<,其图象在直线y x =上方,若1x >,其图象在直线y x =下方.1、写出下列函数的定义域,并指出它们的奇偶性:(1)3y x=(2)12y x=(3)2y x-=(4)22y x x-=+(5)1122y x x-=+(6)1124()3()f x x x=+-变式训练1:讨论下列函数的定义域、值域,奇偶性与单调性:(1)5y x=(2)43y x-=(3)54y x=(4)35y x-=(5)12y x-=2、比较大小:(1)1122 1.5,1.7(2)33 (1.2),(1.25) --(3)112 5.25,5.26,5.26---(4)30.53 0.5,3,log0.53、已知幂函数223m my x--=(m Z∈)的图象与x轴、y轴都无交点,且关于原点对称,求m的值.变式训练2:证明幂函数12()f x x=在[0,)+∞上是增函数.分析:直接根据函数单调性的定义来证明.答案: 指数:1、解:原式=.100653121612131656131212131=⋅=⋅=⋅-+-+--b a baba ba b a2、B3、令u=x 2-x-6,则y=2u ,u=x 2-x-6的对称轴是x=21,在区间[21,+∞)上u=x 2-x-6是增函数.y=2uy=262--x x 在区间[21,+∞)上是增函数故函数y=262--x x 的单调递增区间是[21,+∞)对数: 1、(1)设)32(log 32-+=x,(2+3)x =2-3=321+=(2+3)-1,∴x=-1.(2)原式=21(lg32-lg49)-34lg821+21lg245=21 (5lg2-2lg7)-34×2lg 23+21(2lg7+lg5)=25lg2-lg7-2lg2+lg7+21lg5=21lg2+21lg5=21lg(2×5)= 21lg10=21.变式训练1: (1)原式=log 2487+log 212-log 242-log 22=log 2.232log 221log 242481272322-===⨯⨯⨯-(2)原式=lg2(lg2+lg50)+lg25=2lg2+lg25=lg100=2.(3)原式=(.452lg 63lg 5·3lg 22lg 3)2lg 33lg 2lg 23lg (·)3lg 22lg 3lg 2lg ==++2、(1)∵log 332<log 31=0,log 556>log 51=0,∴log 332<log 556.(2)方法一 ∵0<0.7<1,1.1< 1.2,0>2.1log 1.1log 7.00.7>,∴2.1log 11.1log 17.07.0<,即由换底公式可得log 1.10.7<log 1.20.7.方法二 作出y=log1.1x 与y=log 1.2x 的图象.如图所示两图象与x=0.7相交可知log 1.10.7<log 1.20.7.(3)∵y=x 21log 为减函数,且c a b 212121log log log<<,∴b >a >c,而y=2x 是增函数,∴2b >2a >2c .变式训练2:C 幂函数:1、(1)此函数的定义域为R ,33()()()f x x x f x -=-=-=- ∴此函数为奇函数.(2)12y x ==[0,)+∞ 此函数的定义域不关于原点对称 ∴此函数为非奇非偶函数. (3)221y x x-==∴此函数的定义域为(,0)(0,)-∞⋃+∞ 2211()()()f x f x x x-===-∴此函数为偶函数 (4)22221y x x x x-=+=+∴此函数的定义域为(,0)(0,)-∞⋃+∞ 222211()()()()f x x x f x x x -=-+=+=- ∴此函数为偶函数(5)1122y x x-=+=[0,)+∞ 此函数的定义域不关于原点对称∴此函数为非奇非偶函数(6)1124()3()f x x x =+-=0x x ≥⎧∴⎨-≥⎩ 0x ∴=∴此函数的定义域为{0} ∴此函数既是奇函数又是偶函数变式训练1、分析:要求幂函数的定义域和值域,可先将分数指数式化为根式. 解:(1)定义域R ,值域R ,奇函数,在R 上单调递增.(2)定义域(,0)(0,)-∞⋃+∞,值域(0,)+∞,偶函数,在(,0)-∞上单调递增, 在(0,)+∞ 上单调递减.(3)定义域[0,)+∞,值域[0,)+∞,偶函数,非奇非偶函数,在[0,)+∞上单调递增.(4)定义域(,0)(0,)-∞⋃+∞,值域(,0)(0,)-∞⋃+∞,奇函数,在(,0)-∞上单调递减,在(0,)+∞上单调递减.(5)定义域(0,)+∞,值域(0,)+∞,非奇非偶函数,在(0,)+∞上单调递减. 2、(1)∵12y x =在[0,)+∞上是增函数,1.5 1.7<,∴11221.5 1.7< (2)∵3y x =在R 上是增函数, 1.2 1.25->-,∴33( 1.2)( 1.25)->- (3)∵1y x -=在(0,)+∞上是减函数,5.25 5.26<,∴115.25 5.26-->;∵ 5.26x y =是增函数,12->-,∴125.26 5.26-->;综上,1125.25 5.26 5.26--->> (4)∵300.51<<,0.531>,3log 0.50<,∴30.53log 0.50.53<<3、分析:幂函数图象与x 轴、y 轴都无交点,则指数小于或等于零;图象关于原点对称,则函数为奇函数.结合m Z ∈,便可逐步确定m 的值. 解:∵幂函数223m m y x --=(m Z ∈)的图象与x 轴、y 轴都无交点,∴2230m m --≤,∴13m -≤≤;∵m Z ∈,∴2(23)m m Z --∈,又函数图象关于原点对称,∴223m m --是奇数,∴0m =或2m =.变式训练2:证明:设120x x ≤<则11221212()()f x f x x x -=-==12x x <120x x ∴-<0>12()()0f x f x ∴-< 即12()()f x f x <∴此函数在[0,)+∞上是增函数。
指数函数与对数函数(公式、定理、结论图表)高考数学必背知识手册
第四章指数函数与对数函数(公式、定理、结论图表)一.根式及相关概念(1)a 的n 次方根定义如果x n=a ,那么x 叫做a 的n 次方根,其中n >1,且n ∈N *.(2)a 的n 次方根的表示n 的奇偶性a 的n 次方根的表示符号a 的取值范围n 为奇数n aR n 为偶数±n a[0,+∞)(3)根式式子na 叫做根式,这里n 叫做根指数,a 叫做被开方数.二.根式的性质(n >1,且n ∈N *)(1)n 为奇数时,n a n=a .(2)n 为偶数时,n a n =|a |=a ,a ≥0,-a ,a <0.(3)n0=0.(4)负数没有偶次方根.思考:(na )n中实数a 的取值范围是任意实数吗?提示:不一定,当n 为大于1的奇数时,a ∈R ;当n 为大于1的偶数时,a ≥0.三.分数指数幂的意义分数指数幂正分数指数幂规定:a m n =na m (a >0,m ,n ∈N *,且n >1)负分数指数幂规定:a -m n =1a m n =1na m (a >0,m ,n ∈N *,且n >1)0的分数指数幂0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义思考:在分数指数幂与根式的互化公式a m n =n a m中,为什么必须规定a >0?提示:①若a =0,0的正分数指数幂恒等于0,即na m=a mn =0,无研究价值.②若a <0,a m n =n a m 不一定成立,如(-2)32=2(-2)3无意义,故为了避免上述情况规定了a >0.四.有理数指数幂的运算性质(1)a r a s=ar +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 ).五.无理数指数幂一般地,无理数指数幂a α(a >0,α是无理数)是一个确定的实数.有理数指数幂的运算性质同样适用于无理数指数幂.六.指数函数的概念一般地,函数y =a x (a >0,且a ≠1)叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是R .七.指数函数的图象和性质a 的范围a >10<a <1图象性质定义域R 值域(0,+∞)过定点(0,1),即当x =0时,y =1单调性在R 上是增函数在R 上是减函数奇偶性非奇非偶函数对称性函数y =ax与y =a -x的图象关于y轴对称思考1:指数函数y =a x (a >0且a ≠1)的图象“升”“降”主要取决于什么?提示:指数函数y =a x (a >0且a ≠1)的图象“升”“降”主要取决于字母a .当a >1时,图象具有上升趋势;当0<a <1时,图象具有下降趋势.思考2::指数函数值随自变量有怎样的变化规律?提示:指数函数值随自变量的变化规律.八.对数(1)指数式与对数式的互化及有关概念:(2)底数a 的范围是a >0,且a ≠1.九.常用对数与自然对数十.对数的基本性质(1)负数和零没有对数.(2)log a 1=0(a >0,且a ≠1).(3)log a a =1(a >0,且a ≠1).思考:为什么零和负数没有对数?提示:由对数的定义:a x=N (a >0且a ≠1),则总有N >0,所以转化为对数式x =log a N 时,不存在N ≤0的情况.十一.对数的运算性质如果a >0,且a ≠1,M >0,N >0,那么:(1)log a (MN )=log a M +log a N ;(2)log a MN=log a M -log a N ;(3)log a M n=n log a M (n ∈R ).思考:当M >0,N >0时,log a (M +N )=log a M +log a N ,log a (MN )=log a M ·log a N 是否成立?提示:不一定.十二.对数的换底公式若a >0且a ≠1;c >0且c ≠1;b >0,则有log a b =log c blog c a .十三.对数函数的概念函数y =log a x (a >0,且a ≠1)叫做对数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是(0,+∞).思考1:函数y =2log 3x ,y =log 3(2x )是对数函数吗?提示:不是,其不符合对数函数的形式.十四.对数函数的图象及性质a 的范围0<a <1a >1图象定义域(0,+∞)值域R性质定点(1,0),即x =1时,y =0单调性在(0,+∞)上是减函数在(0,+∞)上是增函数思考2:对数函数的“上升”或“下降”与谁有关?提示:底数a 与1的关系决定了对数函数的升降.当a >1时,对数函数的图象“上升”;当0<a <1时,对数函数的图象“下降”.十五.反函数指数函数y=a x(a>0,且a≠1)与对数函数y=logax(a>0且a≠1)互为反函数.十六、三种函数模型的性质y=a x(a>1)y=logax(a>1)y=kx(k>0)在(0,+∞)上的增减性增函数增函数增函数图象的变化趋势随x增大逐渐近似与y轴平行随x增大逐渐近似与x轴平行保持固定增长速度增长速度①y=a x(a>1):随着x的增大,y增长速度越来越快,会远远大于y =kx(k>0)的增长速度,y=logax(a>1)的增长速度越来越慢;②存在一个x,当x>x时,有a x>kx>logax十七.函数的零点对于函数y=f(x),把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)的零点.思考1:函数的零点是函数与x轴的交点吗?提示:不是.函数的零点不是个点,而是一个数,该数是函数图象与x轴交点的横坐标.十八.方程、函数、函数图象之间的关系方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与x轴有交点⇔函数y=f(x)有零点.十九.函数零点存在定理如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条连续不断的曲线,且有f(a)f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的解.思考2:该定理具备哪些条件?提示:定理要求具备两条:①函数在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线;②f(a)·f(b)<0.二十.二分法的定义对于在区间[a,b]上图象连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把它的零点所在的区间一分为二,使所得区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.思考:若函数y=f(x)在定义域内有零点,该零点是否一定能用二分法求解?提示:二分法只适用于函数的变号零点(即函数在零点两侧符号相反),因此函数在零点两侧同号的零点不能用二分法求解,如f(x)=(x-1)2的零点就不能用二分法求解.二十一.二分法求函数零点近似值的步骤(1)确定零点x的初始区间[a,b],验证f(a)f(b)<0.(2)求区间(a,b)的中点c.(3)计算f (c ),并进一步确定零点所在的区间:①若f (c )=0(此时x 0=c ),则c 就是函数的零点;②若f (a )f (c )<0(此时x 0∈(a ,c )),则令b =c ;③若f (c )f (b )<0(此时x 0∈(c ,b )),则令a =c .(4)判断是否达到精确度ε:若|a -b |<ε,则得到零点近似值a (或b );否则重复步骤(2)~(4).二十二.常用函数模型常用函数模型(1)一次函数模型y =kx +b (k ,b 为常数,k ≠0)(2)二次函数模型y =ax 2+bx +c (a ,b ,c 为常数,a ≠0)(3)指数函数模型y =ba x +c (a ,b ,c 为常数,b ≠0,a >0且a ≠1)(4)对数函数模型y =m log a x +n (m ,a ,n 为常数,m ≠0,a >0且a ≠1)(5)幂函数模型y =ax n +b (a ,b 为常数,a ≠0)(6)分段函数模型y =ax +b (x <m ),cx +d (x ≥m )思考:解决函数应用问题的基本步骤是什么?提示:利用函数知识和函数观点解决实际问题时,一般按以下几个步骤进行:(一)审题;(二)建模;(三)求模;(四)还原.这些步骤用框图表示如图:<解题方法与技巧>1.带条件根式的化简(1)有条件根式的化简问题,是指被开方数或被开方的表达式可以通过配方、拆分等方式进行化简.(2)有条件根式的化简经常用到配方的方法.当根指数为偶数时,在利用公式化简时,要考虑被开方数或被开方的表达式的正负.典例1:(1)若x <0,则x +|x |+x 2x=________.(2)若-3<x <3,求x 2-2x +1-x 2+6x +9的值.[思路点拨](1)由x <0,先计算|x |及x 2,再化简.(2)结合-3<x <3,开方、化简,再求值.(1)-1[∵x <0,∴|x |=-x ,x 2=|x |=-x ,∴x +|x |+x 2x=x -x -1=-1.](2)[解]x 2-2x +1-x 2+6x +9=(x -1)2-(x +3)2=|x -1|-|x +3|,当-3<x ≤1时,原式=1-x -(x +3)=-2x -2.当1<x <3时,原式=x -1-(x +3)=-4.-2x -2,-3<x ≤1,-4,1<x <3.2.根式与分数指数幂互化的规律(1)根指数分数指数的分母,被开方数(式)的指数分数指数的分子.(2)在具体计算时,通常会把根式转化成分数指数幂的形式,然后利用有理数指数幂的运算性质解题.典例2:将下列根式化成分数指数幂的形式:(1)a a (a >0);(2)13x (5x 2)2;(3)4b -23-23(b >0).[解](1)原式=a ·a 12=a 32=a 3212=a 34.(2)原式=13x ·(x 25)2=13x ·x 45=13x 95=1x 9513=1x 35=x -35.(3)原式=b -2314-23=b -23×14×-23=b 19.3.指数幂运算的常用技巧(1)有括号先算括号里的,无括号先进行指数运算.(2)负指数幂化为正指数幂的倒数.(3)底数是小数,先要化成分数;底数是带分数,要先化成假分数,然后要尽可能用幂的形式表示,便于用指数幂的运算性质.提醒:化简的结果不能同时含有根式和分数指数,也不能既含有分母又含有负指数.典例3:化简求值:4.解决条件求值的思路(1)在利用条件等式求值时,往往先将所求式子进行有目的的变形,或先对条件式加以变形,沟通所求式子与条件等式的联系,以便用整体代入法求值.(2)在利用整体代入的方法求值时,要注意完全平方公式的应用.典例4:已知a 12+a -12=4,求下列各式的值:(1)a +a -1;(2)a 2+a -2.[思路点拨]a 12+a -12=4――――→两边平方得a +a -1的值――――→两边平方得a 2+a -2的值[解](1)将a 12+a -12=4两边平方,得a +a -1+2=16,故a +a -1=14.(2)将a +a -1=14两边平方,得a 2+a -2+2=196,故a 2+a -2=194.5.判断一个函数是否为指数函数,要牢牢抓住三点:(1)底数是大于0且不等于1的常数;(2)指数函数的自变量必须位于指数的位置上;(3)a x的系数必须为1.典例5:(1)下列函数中,是指数函数的个数是()①y =(-8)x;②y =2x 2-1;③y =a x;④y =2·3x.A.1B.2C.3D.0(2)已知函数f (x )为指数函数,且-32=39,则f (-2)=________.(1)D(2)19[(1)①中底数-8<0,所以不是指数函数;②中指数不是自变量x ,而是x 的函数,所以不是指数函数;③中底数a ,只有规定a >0且a ≠1时,才是指数函数;④中3x前的系数是2,而不是1,所以不是指数函数,故选D.(2)设f (x )=a x (a >0且a ≠1),由-32=39得a -32=39,所以a =3,又f (-2)=a-2,所以f (-2)=3-2=19.]6.指数函数图象问题的处理技巧(1)抓住图象上的特殊点,如指数函数的图象过定点.(2)利用图象变换,如函数图象的平移变换(左右平移、上下平移).(3)利用函数的奇偶性与单调性.奇偶性确定函数的对称情况,单调性决定函数图象的走势.典例6:(1)函数f (x )=a x -b 的图象如图所示,其中a ,b 为常数,则下列结论正确的是()A.a>1,b<0B.a>1,b>0C.0<a<1,b>0D.0<a<1,b<0(2)函数y=a x-3+3(a>0,且a≠1)的图象过定点________.(1)D(2)(3,4)[(1)由于f(x)的图象单调递减,所以0<a<1,又0<f(0)<1,所以0<a-b<1=a0,即-b>0,b<0,故选D.(2)令x-3=0得x=3,此时y=4.故函数y=a x-3+3(a>0,且a≠1)的图象过定点(3,4).]7.比较幂的大小的方法(1)同底数幂比较大小时构造指数函数,根据其单调性比较.(2)指数相同底数不同时分别画出以两幂底数为底数的指数函数图象,当x取相同幂指数时可观察出函数值的大小.(3)底数、指数都不相同时,取与其中一底数相同与另一指数相同的幂与两数比较,或借助“1”与两数比较.(4)当底数含参数时,要按底数a>1和0<a<1两种情况分类讨论.典例7:比较下列各组数的大小:(1)1.52.5和1.53.2;(2)0.6-1.2和0.6-1.5;(3)1.70.2和0.92.1;(4)a1.1与a0.3(a>0且a≠1).[解](1)1.52.5,1.53.2可看作函数y=1.5x的两个函数值,由于底数1.5>1,所以函数y =1.5x在R上是增函数,因为2.5<3.2,所以1.52.5<1.53.2.(2)0.6-1.2,0.6-1.5可看作函数y=0.6x的两个函数值,因为函数y=0.6x在R上是减函数,且-1.2>-1.5,所以0.6-1.2<0.6-1.5.(3)由指数函数性质得,1.70.2>1.70=1,0.92.1<0.90=1,所以1.70.2>0.92.1.(4)当a>1时,y=a x在R上是增函数,故a1.1>a0.3;当0<a<1时,y=a x在R上是减函数,故a1.1<a0.3.8.利用指数函数的单调性解不等式(1)利用指数型函数的单调性解不等式,需将不等式两边都凑成底数相同的指数式.(2)解不等式a f (x )>a g (x )(a >0,a ≠1)的依据是指数型函数的单调性,要养成判断底数取值范围的习惯,若底数不确定,就需进行分类讨论,即af (x )>ag (x )⇔f (x )>g (x ),a >1,f (x )<g (x ),0<a <1.典例8:(1)解不等式123x -1≤2;(2)已知ax 2-3x +1<a x +6(a >0,a ≠1),求x 的取值范围.[解](1)∵2=12,∴原不等式可以转化为12x -112.∵y =12在R 上是减函数,∴3x -1≥-1,∴x ≥0,故原不等式的解集是{x |x ≥0}.(2)分情况讨论:①当0<a <1时,函数f (x )=a x (a >0,a ≠1)在R 上是减函数,∴x 2-3x +1>x +6,∴x 2-4x -5>0,根据相应二次函数的图象可得x <-1或x >5;②当a >1时,函数f (x )=a x(a >0,a ≠1)在R 上是增函数,∴x 2-3x +1<x +6,∴x 2-4x -5<0,根据相应二次函数的图象可得-1<x <5.综上所述,当0<a <1时,x <-1或x >5;当a >1时,-1<x <5.9.函数y =a f (x )(a >0,a ≠1)的单调性的处理技巧(1)关于指数型函数y =a f (x )(a >0,且a ≠1)的单调性由两点决定,一是底数a >1还是0<a <1;二是f (x )的单调性,它由两个函数y =a u,u =f (x )复合而成.(2)求复合函数的单调区间,首先求出函数的定义域,然后把函数分解成y =f (u ),u =φ(x ),通过考查f (u )和φ(x )的单调性,求出y =f (φ(x ))的单调性.典例9:判断f (x 132-2x的单调性,并求其值域.[思路点拨]令u =x 2-2x ―→函数u (x )的单调性―→函数y =13u的单调性――→函数f (x )的单调性[解]令u =x 2-2x ,则原函数变为y =13u.∵u =x 2-2x =(x -1)2-1在(-∞,1]上递减,在[1,+∞)上递增,又∵y =13u在(-∞,+∞)上递减,∴y =132-2x在(-∞,1]上递增,在[1,+∞)上递减.∵u =x 2-2x =(x -1)2-1≥-1,∴y =13,u ∈[-1,+∞),∴0<13u ≤13-1=3,∴原函数的值域为(0,3].10.指数式与对数式互化的方法(1)将指数式化为对数式,只需要将幂作为真数,指数当成对数值,底数不变,写出对数式;(2)将对数式化为指数式,只需将真数作为幂,对数作为指数,底数不变,写出指数式.典例10:将下列对数形式化为指数形式或将指数形式化为对数形式:(1)2-7=1128;(2)log 1232=-5;(3)lg 1000=3;(4)ln x =2.[解](1)由2-7=1128,可得log 21128=-7.(2)由log 1232=-5,可得12=32.(3)由lg 1000=3,可得103=1000.(4)由ln x =2,可得e 2=x .11.求对数式log a N (a >0,且a ≠1,N >0)的值的步骤(1)设log a N =m ;(2)将log a N =m 写成指数式a m =N ;(3)将N 写成以a 为底的指数幂N =a b,则m =b ,即log a N =b .典例11:求下列各式中的x 的值:(1)log 64x =-23;(2)log x 8=6;(3)lg 100=x;(4)-ln e 2=x .[解](1)x =(64)-23=(43)-23=4-2=116.(2)x 6=8,所以x =(x 6)16=816=(23)16=212= 2.(3)10x =100=102,于是x =2.(4)由-ln e 2=x ,得-x =ln e 2,即e -x =e 2,所以x =-2.12.应用换底公式应注意的两个方面(1)化成同底的对数时,要注意换底公式的正用、逆用以及变形应用.(2)题目中有指数式和对数式时,要注意将指数式与对数式统一成一种形式.典例12:已知3a =5b =c ,且1a +1b=2,求c 的值.[思路点拨]3a=5b=c ――――→指对互化求1a ,1b――――→1a +1b=2求c 的值[解]∵3a=5b=c ,∴a =log 3c ,b =log 5c ,∴1a =log c 3,1b =logc 5,∴1a +1b=log c 15.由log c 15=2得c 2=15,即c =15.13.求对数型函数的定义域时应遵循的原则(1)分母不能为0.(2)根指数为偶数时,被开方数非负.(3)对数的真数大于0,底数大于0且不为1.提醒:定义域是使解析式有意义的自变量的取值集合,求与对数函数有关的定义域问题时,要注意对数函数的概念,若自变量在真数上,则必须保证真数大于0;若自变量在底数上,应保证底数大于0且不等于1.典例13:求下列函数的定义域:(1)f (x )=1log 12x +1;(2)f (x )=12-x+ln(x +1);(3)f (x )=log (2x -1)(-4x +8).[解](1)要使函数f (x )有意义,则log 12x +1>0,即log 12x >-1,解得0<x <2,即函数f (x )的定义域为(0,2).x +1>0,2-x >0,x >-1,x <2,解得-1<x <2,故函数的定义域为(-1,2).-4x +8>0,2x -1>0,2x -1≠1,x <2,x >12,x ≠1.故函数y =log (2x -1)(-4x +8)的定义域x|12<x <2,且x ≠114.函数图象的变换规律(1)一般地,函数y =f (x ±a )+b (a ,b 为实数)的图象是由函数y =f (x )的图象沿x 轴向左或向右平移|a |个单位长度,再沿y 轴向上或向下平移|b |个单位长度得到的.(2)含有绝对值的函数的图象一般是经过对称变换得到的.一般地,y =f (|x -a |)的图象是关于直线x =a 对称的轴对称图形;函数y =|f (x )|的图象与y =f (x )的图象在f (x )≥0的部分相同,在f (x )<0的部分关于x 轴对称.典例14:(1)当a >1时,在同一坐标系中,函数y =a -x与y =log a x 的图象为()A B C D(2)已知f (x )=log a |x |,满足f (-5)=1,试画出函数f (x )的图象.[思路点拨](1)结合a >1时y =a -x =1a x及y =log a x 的图象求解.(2)由f (-5)=1求得a ,然后借助函数的奇偶性作图.(1)C[∵a >1,∴0<1a <1,∴y =a -x是减函数,y =log a x 是增函数,故选C.](2)[解]∵f (x )=log a |x |,∴f (-5)=log a 5=1,即a =5,∴f (x )=log5|x |,∴f (x )是偶函数,其图象如图所示.15.比较对数值大小的常用方法(1)同底数的利用对数函数的单调性.(2)同真数的利用对数函数的图象或用换底公式转化.(3)底数和真数都不同,找中间量.提醒:比较数的大小时先利用性质比较出与零或1的大小.典例15:比较下列各组值的大小:(1)log 534与log 543;(2)log 132与log 152;(3)log 23与log 54.[解](1)法一(单调性法):对数函数y =log 5x 在(0,+∞)上是增函数,而34<43,所以log 534<log 543.法二(中间值法):因为log 534<0,log 543>0,所以log 534<log 543.(2)法一(单调性法):由于log 132=1log 213,log 152=1log 215,又因对数函数y =log 2x 在(0,+∞)上是增函数,且13>15,所以0>log 213>log 215,所以1log 213<1log 215,所以log 132<log 152.法二(图象法):如图,在同一坐标系中分别画出y =log 13x 及y =log 15x 的图象,由图易知:log 132<log 152.(3)取中间值1,因为log 23>log 22=1=log 55>log 54,所以log 23>log 54.16.常见的对数不等式的三种类型(1)形如log a x >log a b 的不等式,借助y =log a x 的单调性求解,如果a 的取值不确定,需分a >1与0<a <1两种情况讨论;(2)形如log a x >b 的不等式,应将b 化为以a 为底数的对数式的形式,再借助y =log a x 的单调性求解;(3)形如log a x >log b x 的不等式,可利用图象求解.典例16:已知函数f (x )=log a (x -1),g (x )=log a (6-2x )(a >0,且a ≠1).(1)求函数φ(x )=f (x )+g (x )的定义域;(2)试确定不等式f (x )≤g (x )中x 的取值范围.[思路点拨](1)直接由对数式的真数大于0联立不等式组求解x 的取值集合.(2)分a >1和0<a <1求解不等式得答案.[解]x -1>0,6-2x >0,解得1<x <3,∴函数φ(x )的定义域为{x |1<x <3}.(2)不等式f (x )≤g (x ),即为log a (x -1)≤log a (6-2x ),①当a >11<x <3,x -1≤6-2x ,解得1<x ≤73;②当0<a <11<x <3,x -1≥6-2x ,解得73≤x <3.综上可得,当a >1时,不等式的解集为1,73;当0<a <1时,不等式的解集为73,317.常见的函数模型及增长特点(1)线性函数模型线性函数模型y =kx +b (k >0)的增长特点是直线上升,其增长速度不变.(2)指数函数模型指数函数模型y =a x(a >1)的增长特点是随着自变量的增大,函数值增大的速度越来越快,即增长速度急剧,形象地称为“指数爆炸”.(3)对数函数模型对数函数模型y =log a x (a >1)的增长特点是随着自变量的增大,函数值增大的速度越来越慢,即增长速度平缓.典例17:(1)下列函数中,增长速度最快的是()A.y =2019x B.y =2019C.y =log 2019xD.y =2019x(2)下面对函数f (x )=log 12x ,g (x 12与h (x )=-2x 在区间(0,+∞)上的递减情况说法正确的是()A.f (x )递减速度越来越慢,g (x )递减速度越来越快,h (x )递减速度越来越慢B.f (x )递减速度越来越快,g (x )递减速度越来越慢,h (x )递减速度越来越快C.f (x )递减速度越来越慢,g (x )递减速度越来越慢,h (x )递减速度不变D.f (x )递减速度越来越快,g (x )递减速度越来越快,h (x )递减速度越来越快(1)A(2)C[(1)指数函数y =a x,在a >1时呈爆炸式增长,并且随a 值的增大,增长速度越快,应选A.(2)观察函数f (x )=log 12x ,g (x 12与h (x )=-2x 在区间(0,+∞)上的图象(如图)可知:函数f (x )的图象在区间(0,1)上递减较快,但递减速度逐渐变慢;在区间(1,+∞)上,递减较慢,且越来越慢,同样,函数g (x )的图象在区间(0,+∞)上,递减较慢,且递减速度越来越慢;函数h (x )的图象递减速度不变.]18.由图象判断指数函数、一次函数的方法根据图象判断增长型的指数函数、一次函数时,通常是观察函数图象上升得快慢,即随着自变量的增大,图象最“陡”的函数是指数函数.典例18:函数f (x )=2x和g (x )=2x 的图象如图所示,设两函数的图象交于点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),且x 1<x 2.(1)请指出图中曲线C 1,C 2分别对应的函数;(2)结合函数图象,判断f 3232f (2019)与g (2019)的大小.[解](1)C1对应的函数为g(x)=2x,C2对应的函数为f(x)=2x.(2)∵f(1)=g(1),f(2)=g(2)从图象上可以看出,当1<x<2时,f(x)<g(x),∴f 32<g32当x>2时,f(x)>g(x),∴f(2019)>g(2019).19.函数零点的求法(1)代数法:求方程f(x)=0的实数根.(2)几何法:对于不能用求根公式的方程f(x)=0,可以将它与函数y=f(x)的图象联系起来.图象与x轴的交点的横坐标即为函数的零点.典例19:(1)求函数f(x x2+2x-3,x≤0,-2+ln x,x>0的零点;(2)已知函数f(x)=ax-b(a≠0)的零点为3,求函数g(x)=bx2+ax的零点.[解](1)当x≤0时,令x2+2x-3=0,解得x=-3;当x>0时,令-2+ln x=0,解得x=e2.所以函数f(x x2+2x-3,x≤0-2+ln x,x>0的零点为-3和e2.(2)由已知得f(3)=0即3a-b=0,即b=3a.故g(x)=3ax2+ax=ax(3x+1).令g(x)=0,即ax(3x+1)=0,解得x=0或x=-1 3 .所以函数g(x)的零点为0和-1 3 .20.判断函数零点所在区间的三个步骤(1)代入:将区间端点值代入函数求出函数的值.(2)判断:把所得的函数值相乘,并进行符号判断.(3)结论:若符号为正且函数在该区间内是单调函数,则在该区间内无零点,若符号为负且函数连续,则在该区间内至少有一个零点.典例20:(1)函数f(x)=ln(x+1)-2x的零点所在的大致区间是()A.(3,4)B.(2,e)C.(1,2)D.(0,1)(2)根据表格内的数据,可以断定方程e x-x-3=0的一个根所在区间是()x-10123e x0.371 2.727.3920.08 x+323456 A.(-1,0)B.(0,1)C.(1,2)D.(2,3)(1)C(2)C[(1)因为f(1)=ln2-21<0,f(2)=ln3-1>0,且函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,所以函数的零点所在区间为(1,2).故选C.(2)构造函数f(x)=e x-x-3,由上表可得f(-1)=0.37-2=-1.63<0,f(0)=1-3=-2<0,f(1)=2.72-4=-1.28<0,f(2)=7.39-5=2.39>0,f(3)=20.08-6=14.08>0,f(1)·f(2)<0,所以方程的一个根所在区间为(1,2),故选C.]21.判断一个函数能否用二分法求其零点的依据是:其图象在零点附近是连续不断的,且该零点为变号零点.因此,用二分法求函数的零点近似值的方法仅对函数的变号零点适合,对函数的不变号零点不适合.典例21:已知函数f(x)的图象如图所示,其中零点的个数与可以用二分法求解的个数分别为()A.4,4B.3,4C.5,4D.4,3D[图象与x轴有4个交点,所以零点的个数为4;左右函数值异号的零点有3个,所以用二分法求解的个数为3,故选D.]22.函数拟合与预测的一般步骤:(1)根据原始数据、表格,绘出散点图.(2)通过考察散点图,画出拟合直线或拟合曲线.(3)求出拟合直线或拟合曲线的函数关系式.(4)利用函数关系式,根据条件对所给问题进行预测和控制,为决策和管理提供依据.典例22:某企业常年生产一种出口产品,自2015年以来,每年在正常情况下,该产品产量平稳增长.已知2015年为第1年,前4年年产量f(x)(万件)如下表所示:x 1234f (x )4.005.587.008.44(1)画出2015~2018年该企业年产量的散点图;(2)建立一个能基本反映(误差小于0.1)这一时期该企业年产量变化的函数模型,并求出函数解析式;(3)2019年(即x =5)因受到某国对我国该产品反倾销的影响,年产量减少30%,试根据所建立的函数模型,确定2019年的年产量为多少?[思路点拨]描点――→依散点图选模――→待定系数法求模――→误差验模→用模[解](1)画出散点图,如图所示.(2)由散点图知,可选用一次函数模型.设f (x )=ax +b (a a +b =4,3a +b =7,a =1.5,b =2.5,∴f (x )=1.5x +2.5.检验:f (2)=5.5,且|5.58-5.5|=0.08<0.1,f (4)=8.5,且|8.44-8.5|=0.06<0.1.∴一次函数模型f (x )=1.5x +2.5能基本反映年产量的变化.(3)根据所建的函数模型,预计2019年的年产量为f (5)=1.5×5+2.5=10万件,又年产量减少30%,即10×70%=7万件,即2019年的年产量为7万件.。
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提高篇
指数函数、对数函数、幂函数、二次函数
姓名: 学校: 指数函数
2.有理数指数幂的性质
(1)a r a s = (a >0,r ,s ∈Q);
(2)(a r )s = (a >0,r ,s ∈Q);
(3)(ab )r = (a >0,b >0,r ∈Q).
(4)正分数指数幂:m n a
=______ (a >0,m 、n ∈N +,且n >1);
(5)负分数指数幂:m n
a =_____=______ (a >0,m 、n ∈N +,且n >1); (6)0的正分数指数幂等于_____,0的负分数指数幂___________.
指数函数的图象和性质
函数y =a x (a >0,且a ≠1)
图象
0<a <1a >1
图象
特征
在x 轴______,过定点_____
1.函数y =0.3|x |(x ∈R)的值域是
A .R +
B .{y |y ≤1}
C .{y |y ≥1}
D .{y |0<y ≤1}
2.函数f (x )=a x -b 的图象如图所示,其中a 、b 为常数,则下列结论正确的是
A .a >1,b <0
B .a >1,b >0
C .0<a <1,b >0
D .0<a <1,b <0
3..函数y =32x -1-127
的定义域是________. 4.(2013·泰安模拟)已知实数a ,b 满足等式2a =3b ,给出下列五个关系式中:①0<b <a ;②a <b <0;③0<a <b ;④b <a <0;
⑤a =b .则所有可能成立的关系式的序号为________.
5. .(2014·荆州模拟)若直线y =2a 与函数y =|a x -1|(a >0且a ≠1)的图象有两个公共点,则a 的取值范围是________.
6. .若函数f (x )=a |x -1|(a >0,a ≠1)满足f (3)=19
,则函数f (x )的单调递增区间为________.
一、对数的定义
一般地,如果a x =N (a >0,且a ≠1),那么数x 叫做以a 为底N 的对数,记作x =______,其中a 叫做对数的____,N 叫做_____.
二、对数的性质
1.log a 1=_____,log a a =____;2.
log N a a =_____,log a a N =____;3.______和____没有对数. 三、对数的运算性质
如果a >0,且a ≠1,M >0,N >0,那么
1.log a (MN )=_______________;2.log a M N =________________;
3.log a M n =__________ (n ∈R);4.换底公式log a b =
log m b log m a
(a >0且a ≠1,b >0,m >0且m ≠1). 四、对数函数的定义、图象与性质 定义 函数y =log a x (a >0,且a ≠1)叫做对数函数 图象
a >1
0<a <1
1.函数y =log 2|x |的图象大致是
2.设a =log 32,b =ln 2,c =125
,则a 、b 、c 的大小关系是______.
3.
4.(2013·新课标卷Ⅱ)设a =log 32,b =log 52,c =log 23,则
A .a >c >b
B .b >c >a
C .c >b >a
D .c >a >b
5..(2013·天津模拟)已知函数f (x )=log a (2x +b -1)(a >0,a ≠1)的图象如图所示,则a ,b 满足的关系是
A .0<1a <b <1
B .0<b <1a <1
C .0<1b <a <1
D .0<1a <1b
<1 6. 若x ∈(e -1,1),a =ln x ,b =⎝ ⎛⎭
⎪⎫12ln x ,c =e ln x ,则a ,b ,c 的大小关系为 A .c >b >a B .b >c >a C .a >b >c D .b >a >c
幂函数的指数对函数图象的影响
当a ≠0,1时,幂函数y =x a
在第一象限的图象特征: a 取值
a >1 0<a <1 a <0
图象
特殊点
过(0,0),(1,1) 过(0,0),(1,1) 过(1,1) 凹凸性
下凸 上凸 下凸 单调性
递增 递增 递减 举例
y =x 2 y =12x y =x -1,y =12x -
1.
2.(教材例题改编)如图中曲线是幂函数y =x n 在第一象限的图象.已知n 取±2,±12
3.(经典习题)若函数f (x )=(x +a )(bx +2a )(常数a 、b ∈R)是偶函数,且它的值域为(-∞,4],则该函数的解析式f (x )=________.
4.已知函数f (x )=log 2x -⎝ ⎛⎭
⎪⎫13x ,若实数x 0是方程f (x )=0的解,且0<x 1<x 0,则f (x 1)的值 A .恒为负 B .等于零
C .恒为正
D .不小于零
5.(2014·枣庄模拟)已知f 1(x )=a x ,f 2(x )=x a
,f 3(x )=log a x (a >0且a ≠1)在同一坐标系中画出其中两个函数在第Ⅰ象限的图象,正确的是
【高考再现】热点一 指数函数、对数函数
1.[2014·江西卷] 函数f (x )=ln(x 2-x )的定义域为( )
A .(0,1]
B .[0,1]
C .(-∞,0)∪(1,+∞)
D .(-∞,0]∪[1,+∞)
2.[2014·山东卷] 函数f (x )=1(log 2x )2-1的定义域为( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12 B .(2,+∞) C. ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12∪(2,+∞) D. ⎝ ⎛⎦
⎥⎤0,12∪[2,+∞) 3.[2014·江西卷] 已知函数f (x )=5|x |,g (x )=ax 2-x (a ∈R).若f [g (1)]=1,则a =( )
A .1
B .2
C .3
D .-1
4.[2014·辽宁卷] 已知a =,b =log 213,c =,则( )
A .a >b >c
B .a >c >b
C .c >a >b
D .c >b >a
5.[2014·山东卷] 设集合A ={x ||x -1|<2},B ={y |y =2x
,x ∈[0,2]},则A ∩B =( )
A .[0,2]
B .(1,3)
C .[1,3)
D .(1,4)
6.[2014·陕西卷] 已知4a =2,lg x =a ,则x =________.
7.(2012年安徽)设集合{3213}A x x =-≤-≤,集合B 是函数lg(1)y x =-的定义域;则A B =I ( )
A .(1,2)
B .[1,2]
C .[,)12
D .(,]12 8.(2012年高考(山东))若函数()(0,1)x f x a a a =>≠在[-1,2]上的最大值为4,最小值为m ,且函数()(14)g x m x =-在
[0,)+∞上是增函数,则a =____.
9.(2012年高考(北京))已知函数()lg f x x =,若()1f ab =,22()()f a f b +=_________.
10.(2012年上海)已知函数||)(a x e
x f -=(a 为常数).若)(x f 在区间[1,+∞)上是增函数,则a 的取值范围是_________ .
热点二 幂函数、二次函数
1.[2014·福建卷] 若函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图像如图11所示,则下列函数图像正确的是( )
图1-1
A B C D
2.[2014·浙江卷] 在同一直角坐标系中,函数f (x )=x a (x >0),g (x )=log a x 的图像可能是( )
3.(2012年高考(福建))已知关于x 的不等式220x ax a -+>在R 上恒成立,则实数a 的取值范围是_________.
4.(2012年高考(北京))已知()(2)(3)f x m x m x m =-++,()22x g x =-.若,()0x R f x ∀∈<或()0g x <,则m 的取值范围是________.。