指数函数的性质及应用

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对应学生用书P 110

基础达标

一、选择题

1.若函数y =(1-2a )x 是实数集R 上的增函数,则实数a 的取值范围为( ) A .(1

2,+∞)

B .(-∞,0)

C .(-∞,1

2

)

D .(-12,1

2

)

解析:由题意知,此函数为指数函数,且为实数集R 上的增函数,所以底数1-2a >1,解得a <0.

答案:B

2.(2010·温州十校联考)函数y =2x

+1

的图象是( )

解析:函数y =2x 的图象是经过定点(0,1)、在x 轴上方且单调递增的曲线,依据函数图象的画法可得函数y =2x

+1

的图象单调递增且过点(0,2),故选A.

答案:A

3.函数y =(12)1-

x 的单调递增区间为( )

A .(-∞,+∞)

B .(0,+∞)

C .(1,+∞)

D .(0,1)

解析:定义域为R . 设u =1-x ,y =(1

2

)u .

∵u =1-x 在R 上为减函数, 且y =(1

2)u 在(-∞,+∞)为减函数,

∴y =(12)1-

x 在(-∞,+∞)是增函数,∴选A.

答案:A

4.设y 1=40.9,y 2=80.48,y 3=(12)-

1.5,则( )

A .y 3>y 1>y 2

B .y 2>y 1>y 3

C .y 1>y 2>y 3

D .y 1>y 3>y 2

解析:y 1=40.9=21.8,y 2=80.48=21.44,y 3=(12)-

1.5=21.5.因为函数y =2x 在R 上是增函数,

且1.8>1.5>1.44,所以y 1>y 3>y 2.

答案:D

5.已知函数f (x )=a x 在(0,2)内的值域是(a 2,1),则函数y =f (x )的图象是( )

解析:∵f (x )=a x 在(0,2)内的值域是(a 2,1), ∴f (x )在(0,2)内单调递减, ∴0

6.预测人口的变化趋势有多种方法,最常用的是“直接推算法”,使用的公式是P n =P 0(1+k )n (k 为常数),其中P n 为预测期内n 年后的人口数,P 0为初期人口数,k 为预测期内的年增长率,如果-1

A .呈上升趋势

B .呈下降趋势

C .先上升后下降

D .先下降后上升

解析:P n =P 0(1+k )n 是指数型函数,∵-1

答案:B 二、填空题

7.若a >1,-1

解析:结合图象可知一定不在第四象限. 答案:四

8.已知x >0,函数y =(a 2-8)x 的值恒大于1,则实数a 的取值范围是______________. 解析:因为x >0时,y =(a 2-8)x 的值大于1恒成立,则a 2-8>1,即a 2>9,解得a >3或a <-3.

答案:a >3或a <-3

9.已知实数a ,b 满足等式(12)a =(1

3)b ,则下列五个关系式:

①0

其中不可能成立的关系式为______________. 解析:

在同一平面直角坐标系内作出函数y =(12)x 和y =(1

3)x 的草图,如右图所示,由图可得①

②⑤可能成立,不可能成立的关系式为③④.

答案:③④ 三、解答题

10.根据下列条件确定实数x 的取值范围:a <(1a )1-

2x (a >0且a ≠1).

解:原不等式可化为a 2x -

1>a 12,对于函数y =a x (a >0且a ≠1),

当底数a 大于1时在R 上是增函数; 当底数a 大于0小于1时在R 上是减函数. 所以当a >1时,由2x -1>12,解得x >3

4;

当0

4

.

综上可知,当a >1时,x >34;当0

4

.

11.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.

解:(1)若a >1,则f (x )是增函数,

∴f (x )在[1,2]上的最大值为f (2),最小值为f (1). ∴f (2)-f (1)=a 2,即a 2-a =a 2.解得a =3

2.

(2)若0

∴f (x )在[1,2]上的最大值为f (1),最小值为f (2),

∴f (1)-f (2)=a 2,即a -a 2=a 2,解得a =1

2.

综上所述,a =12或a =3

2

.

创新题型

12.已知函数f (x )=a a 2-1(a x -a -

x )(a >0,且a ≠1).

(1)判断函数f (x )的奇偶性; (2)讨论函数f (x )的单调性.

解:(1)函数f (x )的定义域为R ,关于原点对称. 又f (-x )=a a 2-1(a -

x -a x )=-f (x ),

所以函数f (x )为定义域上的奇函数. (2)设任意的x 1,x 2∈R ,且x 1

a a 2

-1(ax 1-a -x 1)-a a 2-1(ax 2-a -x 2)=a a 2-1(ax 1-ax 2)(1+1ax 1+x 2

), 因为1+1

ax 1+x 2

>1>0,

当a >1时,a 2-1>0,ax 1-ax 2<0, 所以f (x 1)-f (x 2)<0,

即f (x 1)0, 所以f (x 1)-f (x 2)<0,

即f (x 1)

故当a >0,且a ≠1时,函数f (x )为定义域内的增函数.

指数幂比较大小的三种类型及求解技巧

两个指数幂比较大小是本节的一个重要题型,在比较时,要紧密结合指数函数的性质,根据问题类型灵活地选用比较方法.下面就对这个题型的相关类型及相应方法做一归纳总结:

类型一 “同底不同指”型