指数函数的基础知识
指数函数知识点总结
指数函数知识点总结指数函数是数学中非常重要的一个概念,广泛应用于自然科学、工程技术和经济学等领域。
它具有许多独特的特性和性质,对于我们理解和应用数学具有重要的意义。
本文将对指数函数的定义、性质及其应用进行总结。
一、指数函数的定义和性质指数函数定义为以自然数e为底数的幂函数,即f(x)=a^x,其中a为底数,x为指数。
其中,底数a是正数且不等于1的任何实数。
指数函数的图像呈现出递增或递减的特点,取决于底数a的大小。
1. 当底数a大于1时,指数函数呈现递增的特性。
以a=2为例,f(x)=2^x的图像在坐标系中逐渐上升,呈现出指数增长的趋势。
指数函数在此情况下,也被称为增长函数。
2. 当底数a小于1且大于0时,指数函数呈现递减的特性。
以a=0.5为例,f(x)=0.5^x的图像在坐标系中逐渐下降,呈现出指数衰减的趋势。
指数函数在此情况下,也被称为衰减函数。
3. 当底数a等于1时,指数函数的值始终为1,即f(x)=1^x=1。
在此情况下,指数函数的图像为一条水平线,没有任何变化。
指数函数具有很多独特的性质,其中一些重要的性质如下:1. 指数函数的定义域为实数集。
任何实数都可以作为指数函数的自变量。
2. 指数函数的值域为正实数集。
由于底数a为正数,指数函数的幂结果始终大于0。
3. 当指数函数的底数a大于1时,映射为一对一。
即不同的指数x 对应不同的函数值f(x)。
4. 指数函数的图像都通过点(0,1)。
这是因为任何数的零次幂都等于1。
5. 指数函数具有对称轴的性质。
即f(x)=a^x的图像关于y轴对称。
二、指数函数的应用指数函数在自然科学、工程技术和经济学等领域应用广泛,主要体现在以下几个方面:1. 人口增长模型:指数函数可以用来描述人口的增长趋势。
如果一个国家的人口增长率呈现出指数增长,即人口每年以固定比例增加,那么可以使用指数函数来建立人口增长模型,预测未来的人口数量。
2. 金融利率计算:指数函数在金融学中有广泛的应用。
指数函数知识点归纳
指数函数知识点归纳一、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\(R\)。
需要注意的是,指数函数的底数\(a\)必须满足\(a > 0\)且\(a ≠ 1\)。
当\(a = 1\)时,\(y = 1^x = 1\),是一个常函数,不是指数函数;当\(a < 0\)时,比如\(a =-2\),那么当\(x =\frac{1}{2}\)时,\((-2)^{\frac{1}{2}}\)在实数范围内无意义。
二、指数函数的图像当\(a > 1\)时,指数函数\(y = a^x\)的图像是上升的,经过点\((0, 1)\)。
因为\(a > 1\),所以当\(x\)的值越来越大时,\(y\)的值增长得越来越快。
当\(0 < a < 1\)时,指数函数\(y = a^x\)的图像是下降的,同样经过点\((0, 1)\)。
此时,当\(x\)的值越来越大时,\(y\)的值越来越趋近于\(0\)。
例如,\(y = 2^x\)和\(y =(\frac{1}{2})^x\)的图像就分别呈现出上升和下降的趋势。
三、指数函数的性质1、定义域:\(R\)(即实数集)2、值域:\((0, +∞)\)这是因为对于任何实数\(x\),\(a^x\)的值总是大于\(0\)的。
3、过定点:\((0, 1)\)无论\(a\)的值是多少,当\(x = 0\)时,\(a^0 = 1\)。
4、单调性:当\(a > 1\)时,函数在\(R\)上单调递增;当\(0 < a < 1\)时,函数在\(R\)上单调递减。
四、指数运算的性质1、\(a^m × a^n = a^{m + n}\)例如:\(2^3 × 2^2 = 2^{3 + 2} = 2^5\)2、\(\frac{a^m}{a^n} = a^{m n}\)(\(a ≠ 0\))比如:\(\frac{3^5}{3^2} = 3^{5 2} = 3^3\)3、\((a^m)^n = a^{mn}\)举例:\((2^2)^3 = 2^{2×3} = 2^6\)4、\(a^0 = 1\)(\(a ≠ 0\))任何非零数的\(0\)次幂都等于\(1\)。
指数函数应用知识点总结
指数函数应用知识点总结一、指数函数的基本概念和性质1.1 指数函数的定义指数函数是具有x为独立变量的函数,其定义域为实数集合,通常表示为y = a^x,其中a 为底数,x为指数,a为正实数且不等于1。
1.2 指数函数的基本性质指数函数的基本性质包括:(1)当底数a大于1时,指数函数呈增长趋势;当底数a小于1且大于0时,指数函数呈现下降趋势。
(2)指数函数的图像是以点(0,1)为对称轴的。
(3)当x=0时,指数函数的值始终为1。
(4)指数函数是连续且严格递增或递减的。
1.3 指数函数的导数和积分指数函数的导数为其自身的基数乘以lna,即f'(x)=a^x*lna;而指数函数的不定积分为其自身的函数值除以lna再加上常数项,即∫a^xdx=a^x/lna+C。
1.4 指数函数与对数函数的关系指数函数与对数函数是互为反函数的关系,即a^x=y,当且仅当x=loga(y)。
指数函数和对数函数之间可以相互转化。
1.5 指数函数的极限性质当x趋向无穷大时,指数函数a^x的极限为正无穷;当x趋向负无穷大时,指数函数a^x 的极限为0。
二、指数函数在现实生活中的具体应用2.1 指数函数在金融领域的应用(1)复利计算:复利是利息按期计算并加到本金中再计算利息的计息方式。
其数学模型即为指数函数,为A=P*(1+r/n)^(nt)其中,P为本金,r为年利率,n为计息次数,t为存款年限,A为本金加利息后的总额。
(2)经济增长模型:指数函数也常用于描述国民经济的增长趋势,GDP增长率等指标都可以用指数函数来描述其增长趋势。
2.2 指数函数在生物学领域的应用(1)细菌繁殖模型:细菌在合适的环境条件下,其繁殖数量会呈指数增长。
这种繁殖数量可以用指数函数来描述。
(2)人口增长模型:在一个封闭的系统中,人口增长也可以通过指数函数来描述。
2.3 指数函数在物理学领域的应用(1)放射性衰变模型:放射性元素的衰变可以用指数函数来描述。
高一指数函数知识点讲解
高一指数函数知识点讲解指数函数是高中数学中的重要内容之一,它具有广泛的应用和重要的理论基础。
在高一的学习中,学生们首次接触到指数函数,了解其基本概念、性质和运算规则,这些知识点对于深入理解指数函数的特性和应用都具有重要意义。
本文将从指数函数的定义、图像、性质和运算等方面,对高一指数函数的知识点进行详细讲解。
一、指数函数的定义指数函数是以底数为常数,指数为自变量的函数。
一般形式为f(x)=a^x,其中a(a>0且a≠1)为底数,x为指数,f(x)为函数值。
指数函数的定义域为全体实数。
指数函数的特点在于底数为正数且不等于1。
当底数 a>1 时,随着指数 x 的增大,函数值 f(x) 增大;当 0<a<1 时,随着指数 x的增大,函数值 f(x) 减小。
二、指数函数的图像指数函数的图像形状与底数有关,但都具有经过一点(0,1)的特点。
当底数 a>1 时,图像上升;当 0<a<1 时,图像下降。
此外,底数的绝对值越大,图像越陡峭;底数的绝对值越接近于1,图像越平缓。
三、指数函数的性质1. 单调性:当底数 a>1 时,指数函数 f(x) 随着 x 的增大而增大;当 0<a<1 时,指数函数 f(x) 随着 x 的增大而减小。
2. 过点 (0,1):所有指数函数图像都经过点 (0,1),即 f(0)=1。
3. 没有零点:指数函数在定义域内没有零点,即函数值f(x) ≠ 0,除非 x 为无穷大时。
4. 无界性:当底数 a>1 时,指数函数 f(x) 随着 x 的增大或减小而趋于正无穷或负无穷;当 0<a<1 时,指数函数 f(x) 随着 x 的增大或减小而趋于0或无穷小。
四、指数函数的运算1. 同底数相乘:即 a^x * a^y = a^(x+y)。
当指数相加时,底数保持不变。
2. 同底数相除:即 a^x / a^y = a^(x-y)。
指数函数知识点归纳
指数函数知识点归纳指数函数是一种常见的数学函数,它以底数为常数且大于零的实数来表示自变量的幂。
指数函数有着重要的数学性质和应用。
在这篇文章中,我们将归纳指数函数的一些重要知识点。
1.定义和表示:指数函数可以写成f(x)=a^x的形式,其中a是底数,x是指数。
2.基本性质:(1)当底数a大于1时,指数函数呈现增长态势,即函数值随着自变量的增加而增加;(2)当底数a等于1时,指数函数保持恒定,即f(x)=1;(3)当底数a介于0和1之间时,指数函数呈现减少态势,即函数值随着自变量的增加而减少。
3.导数:指数函数的导数与其本身成正比。
具体地,f'(x) = a^x * ln(a),其中ln(a)是以自然对数e为底的对数。
4.指数函数的图像和性质:(1)当底数a大于1时,指数函数的图像在x轴的右侧逐渐上升;(2)当底数a等于1时,指数函数的图像是一条恒定值的水平直线;(3)当底数a介于0和1之间时,指数函数的图像在x轴的右侧逐渐下降;(4)指数函数的图像通过点(0,1),即f(0)=15.指数函数的性质:(1)指数函数具有不断增长或不断减少的性质;(2)指数函数的图像关于y轴对称;(3)当底数a大于1时,函数值在正无穷大和负无穷大之间无限逼近;(4)当底数a介于0和1之间时,函数值在0和正无穷大之间无限逼近。
6.指数函数和对数函数的关系:指数函数和对数函数是互为反函数的。
即,f(x) = a^x 和 g(x) = loga(x)是一对互为反函数的指数函数和对数函数。
函数f(x) = a^x的定义域是实数集R,值域是正实数集R+;函数g(x) = loga(x)的定义域是正实数集R+,值域是实数集R。
7.指数函数的应用:指数函数在各个领域有着广泛的应用,例如经济增长模型、无线电活动强度计算、化学反应速率、放射性衰变等。
指数函数在实际问题中能够提供一种简洁而有效的数学模型。
综上所述,指数函数是一种基于底数为常数的幂函数,具有增长、恒定或减少的性质。
指数函数知识点总结
指数函数知识点总结指数函数是数学中的重要概念之一,广泛应用于自然科学、工程技术和经济学等领域。
它具有独特的特点和重要的应用价值。
本文将总结指数函数的相关知识点。
一、指数函数的定义和性质指数函数可由以下形式表示:f(x) = a^x,其中a为常数,称为底数,x为指数。
指数函数的主要性质包括:1. 零指数:a^0 = 1,其中a≠0。
2. 负指数:a^(-x) = 1/a^x,其中a≠0。
3. 幂指数:(a^x)^y = a^(xy),其中a≠0。
4. 乘法法则:a^x * a^y = a^(x+y),其中a≠0。
5. 除法法则:a^x / a^y = a^(x-y),其中a≠0。
6. 幂次法则:(a^x)^y = a^(xy),其中a>0,且a≠1。
二、指数函数与对数函数的关系指数函数和对数函数是互为反函数的关系。
1. 对数函数的定义:y = loga(x) 的意义是 a^y = x,其中a为常数且a>0,且a≠1。
2. 对数函数与指数函数的关系:对于任意的x>0,a^loga(x) = x;而对于任意的x>0,loga(a^x) = x。
指数函数和对数函数的关系在解决指数方程和对数方程的过程中具有重要的应用价值。
三、指数增长和衰减指数函数在实际问题中常用来描述增长和衰减的过程。
指数函数可以被用来描述人口增长、投资增长、放射性崩解等现象。
1. 指数增长:当底数a>1时,指数函数呈现出指数增长的趋势。
例如,银行存款按年利率计算的复利增长,就可以用指数函数来描述。
2. 指数衰减:当底数0<a<1时,指数函数呈现出指数衰减的趋势。
例如,放射性物质的衰减过程,可以用指数函数来描述。
指数增长和衰减的特点是在一定时间内变化幅度较大,因此在实际问题中需要注意其应用的范围和限制条件。
四、指数函数的图像和性质指数函数的图像特点有助于我们更好地理解和应用指数函数。
1. 当底数0<a<1时,指数函数的图像呈现出递减的特点。
指数函数知识点
指数函数知识点指数函数是数学中常见的一类函数,具有很多重要的性质和应用。
在本篇文章中,我们将介绍指数函数的定义、性质以及其在实际问题中的应用。
一、指数函数的定义和性质指数函数是以底数为常数的指数幂的函数,通常用f(x) = a^x来表示,其中a是底数,x是指数。
指数函数具有以下几个重要的性质:1. 指数函数的定义域为实数集,即对于任意实数x,指数函数都有定义。
2. 当底数a大于1时,指数函数的图像呈现递增趋势;当0<a<1时,指数函数的图像呈现递减趋势。
3. 指数函数在x = 0处的函数值为1,即f(0) = 1。
4. 指数函数具有指数运算的性质,即a^m * a^n = a^(m+n),(a^m)^n = a^(mn),(ab)^n = a^n * b^n。
二、指数函数的应用指数函数在自然科学和经济学等领域中有广泛的应用。
下面我们将介绍指数函数在人口增长、物质衰变和金融投资等方面的应用。
1. 人口增长模型人口增长模型是指描述人口随时间变化规律的数学模型。
指数函数常常被用来描述人口增长模型,其中人口数量随着时间指数增长。
通过研究指数函数可以预测未来的人口增长趋势,为制定合理的人口政策提供参考。
2. 物质衰变模型物质衰变模型是指描述放射性物质衰变规律的数学模型。
指数函数被广泛应用于物质衰变模型中,其中物质的质量随时间指数减少。
通过研究指数函数可以计算物质的衰变速率以及剩余物质的数量,对放射性物质的安全使用和储存具有重要的意义。
3. 金融投资模型指数函数也广泛应用于金融领域的投资分析中。
例如,股票指数可以用指数函数描述,通过研究指数函数可以分析股票市场的涨跌趋势,为投资者制定合理的投资策略提供参考。
此外,指数函数还可以用于计算复利,在长期投资中具有重要的应用价值。
总结:指数函数作为数学中的重要概念,在自然科学和经济学中都具有广泛的应用。
通过研究指数函数的定义和性质,我们可以更好地理解指数函数在实际问题中的应用。
《指数函数》经典讲义(完整版)
指数函数讲义经典整理(含答案)一、同步知识梳理知识点1:指数函数函数(01)xy a a a =>≠且叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是R知识点2:指数函数的图像和性质知识点3:指数函数的底数与图像的关系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 如图所示,则01c d a b <<<<<,在y 轴右侧,图像从下到上相应的底数也由小变大, 在y 轴左侧,图像从上到下相应的底数也由小变大 即无论在y 轴左侧还是右侧,底数按逆时针方向变大在第一象限内,“底大图高”知识点4:指数式、指数函数的理解① 分数指数幂与根式或以互化,通常利用分数指数幂进行根式的运算② 根式的运算、变形、求值、化简及等式证明在数学中占有重要的地位,是研究方程、不等式和函数的基础,应引起重视③ 在有关根式、分数指数幂的变形、求值过程中,要注意运用方程的观点处理问题,通过解方程或方程组来求值④ 在理解指数函数的概念时,应抓住定义的“形式”,像1223,,21xx y y x y y =⋅===- 等函数均不符合形式()01x y a a a =>≠且,因此,它们都不是指数函数⑤ 画指数函数x y a =的图像,应抓住三个关键点:()()11,,0,1,1,a a ⎛⎫- ⎪⎝⎭二、同步题型分析题型1:指数函数的定义、解析式、定义域和值域例1:已知函数,且. (1)求m 的值;(2)判定f (x )的奇偶性;(3)判断f (x )在(0,+∞)上的单调性,并给予证明.考点:指数函数的定义、解析式、定义域和值域;函数单调性的判断与证明. 专题: 计算题. 分析:(1)欲求m 的值,只须根据f (4)=的值,当x=4时代入f (x )解一个指数方程即可;(2)求出函数的定义域x|x≠0},利用奇偶性的定义判断f (x )与f (﹣x )的关系,即可得到答案; (3)利用单调性的定义证明即可.任取0<x1<x2,只要证明f (x1)>f (x2),即可. 解答: 解:(1)因为,所以,所以m=1.(2)因为f (x )的定义域为{x|x≠0},又,所以f (x )是奇函数. (3)任取x1>x2>0,则,因为x1>x2>0,所以,所以f (x1)>f (x2),所以f(x)在(0,+∞)上为单调增函数.点评:本题主要考查了函数单调性的判断、函数奇偶性的判断,与证明及指数方程的解法.在判定函数奇偶性时,一定注意函数的定义域关于原点对称,属于基础题.例2:已知函数,(1)讨论函数的奇偶性;(2)证明:f(x)>0.考点:指数函数的定义、解析式、定义域和值域;函数奇偶性的判断;函数奇偶性的性质.专题:计算题.分析:(1)由2x﹣1≠0解得义域为{x|x≠0},关于原点对称.f(﹣x)=()(﹣x)=()x=f(x),故该函数为偶函数.(2)任取x∈{x|x≠0},当x>0时,2x>20=1且x>0,故,从而.当x<0时,﹣x>0,故f(﹣x)>0,由函数为偶函数,能证明f(x)>0在定义域上恒成立.解答:解:(1)该函数为偶函数.由2x﹣1≠0解得x≠0即义域为{x|x≠0}关于原点对称…(2分)f(﹣x)=()(﹣x)=﹣(+)x=()x=()x=()x=f(x)(6分)故该函数为偶函数.…(7分)(2)证明:任取x∈{x|x≠0}当x>0时,2x>20=1且x>0,∴2x﹣1>0,故从而…(11分)当x<0时,﹣x>0,∴f(﹣x)>0,…(12分)又因为函数为偶函数,∴f(x)=f(﹣x)>0,…(13分)∴f(x)>0在定义域上恒成立.…(14分)点评:本题考查函数的奇偶性的判断和证明f(x)>0.解题时要认真审题,注意指数函数性质的灵活运用.例3:已知函数y=ax(a>0且a≠1)在[1,2]上的最大值与最小值之和为20,记.(1)求a的值;(2)求f(x)+f(1﹣x)的值;(3)求的值.考点:指数函数的定义、解析式、定义域和值域.专题:综合题;函数的性质及应用.分析:(1)由y=ax单调得a+a2=20,由此可求a;(2)写出f(x),代入运算可得;(3)借助(2)问结论分n为奇数、偶数讨论可求;解答:解:(1)∵函数y=ax(a>0且a≠1)在[1,2]上的最大值与最小值之和为20,且y=ax单调,∴a+a2=20,得a=4,或a=﹣5(舍去);(2)由(1)知,∴====1;(3)由(2)知f(x)+f(1﹣x)=1,得n为奇数时,=×1=;n为偶数时,=+f()==;综上,=.点评:本题考查指数函数的单调性、最值等知识,属中档题.题型2:指数函数的图像变换.例1:已知函数y=|2x﹣2|(1)作出其图象;(2)由图象指出函数的单调区间;(3)由图象指出当x取何值时,函数有最值,并求出最值.考点:指数函数的图像变换.专题:综合题;函数的性质及应用.分析:(1)函数y=|2x﹣2|图象是由y=2x的图象向下平移2个单位,再将x轴下方的部分翻着到x轴上方得到.(2)结合函数的图象,可得函数的减区间和增区间.(3)数形结合可得,当x=1时,ymiin=0.解答:解:(1)函数y=|2x﹣2|图象是由y=2x的图象向下平移2个单位,再将x轴下方的部分翻着到x轴上方得到,如图所示:(2)结合函数的图象,可得函数的减区间为(﹣∞,1],增区间为(1,+∞).(3)数形结合可得,当x=1时,ymiin=0.点评:本题主要考查指数函数的图象和性质综合,体现了数形结合的数学思想,属于中档题.题型3:指数函数单调性例1:已知函数f(x)=a•2x+b•3x,其中常数a,b满足a•b≠0(1)若a•b>0,判断函数f(x)的单调性;(2)若a=﹣3b,求f(x+1)>f(x)时的x的取值范围.考点:指数函数的单调性与特殊点;函数单调性的判断与证明;函数单调性的性质.专题:函数的性质及应用.分析:(1)分a>0,b>0和a<0,b<0两种情况讨论,运用单调性的定义可作出判断;(2)当a=﹣3b时,f(x)=﹣3b•2x+b•3x=b(3x﹣3•2x),分b>0,b<0两种情况进行讨论,整理可得指数不等式解出即可;解答:解:(1)当a>0,b>0时,任意x1,x2∈R,且x1<x2,则f(x1)﹣f(x2)=a(﹣)+b(﹣),∵<,<,a>0,b>0,∴a(﹣)<0,b(﹣)<0,∴f(x1)﹣f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),故函数f(x)在R上是增函数;当a<0,b<0时,同理,可判断函数f(x)在R上是减函数;(2)当a=﹣3b时,f(x)=﹣3b•2x+b•3x=b(3x﹣3•2x),则f(x+1)>f(x)即化为b(3x+1﹣3•2x+1)>b(3x﹣3•2x),若b>0,则有3x+1﹣3•2x+1>3x﹣3•2x,整理得,解得x>1;若b<0,则有3x+1﹣3•2x+1<3x﹣3•2x,整理得,解得x<1;故b>0时,x的范围是x>1;当b<0时,x的范围是x<1.点评:本题考查函数单调性的判断、指数函数的单调性的应用,考查分类讨论思想,属基础题.例2:已知定义在(﹣1,1)上的奇函数f(x).在x∈(﹣1,0)时,f(x)=2x+2﹣x.(1)试求f(x)的表达式;(2)用定义证明f(x)在(﹣1,0)上是减函数;(3)若对于x∈(0,1)上的每一个值,不等式t•2x•f(x)<4x﹣1恒成立,求实数t的取值范围.考点:指数函数综合题;奇偶性与单调性的综合.专题:计算题;函数的性质及应用.分析:(1)由f(x)是定义在(﹣1,1)上的奇函数可得f(0)=0,x∈(0,1)时,f(x)=﹣f(﹣x)=﹣(2x+2﹣x);从而写出f(x)的表达式;(2)取值,作差,化简,判号,下结论五步;(3)对于x∈(0,1)上的每一个值,不等式t•2x•f(x)<4x﹣1恒成立转化为对于x∈(0,1)上的每一个值,不等式t>﹣恒成立,从而可得.解答:解:(1)∵f(x)是定义在(﹣1,1)上的奇函数,∴f(0)=0,设∈(0,1),则﹣x∈(﹣1,0),则f(x)=﹣f(﹣x)=﹣(2x+2﹣x),故f(x)=;(2)任取x1,x2∈(﹣1,0),且x1<x2,则f(x1)﹣f(x2)=+﹣(+)=,∵x1<x2<0,∴﹣<0,0<<1,故f(x1)﹣f(x2)>0,故f(x)在(﹣1,0)上是减函数;(3)由题意,t•2x•f(x)<4x﹣1可化为t•2x•(﹣(2x+2﹣x))<4x﹣1,化简可得,t>﹣,令g(x)=﹣=﹣1+,∵x∈(0,1),∴g(x)<﹣1+=0,故对于x∈(0,1)上的每一个值,不等式t•2x•f(x)<4x﹣1恒成立可化为t≥0.点评:本题考查了函数的性质的综合应用及恒成立问题的处理方法,属于难题.例3:已知函数f(x)=|2x﹣1﹣1|,(x∈R).(1)证明:函数f(x)在区间(1,+∞)上为增函数,并指出函数f(x)在区间(﹣∞,1)上的单调性;(2)若函数f(x)的图象与直线y=t有两个不同的交点A(m,t),B(n,t),其中m<n,求m+n 的取值范围.考点:指数函数综合题.专题:计算题;证明题.分析:(1)函数单调性的证明,通常依据定义,步骤为:取值,作差,变形,定号,下结论,由于与指数函数有关,求解时要利用到指数函数的单调性;(2)由(1)可知,函数的值域为(0,1),要使函数f(x)的图象与直线y=t有两个不同的交点,故有t∈(0,1)又函数f(x)的图象与直线y=t有两个不同的交点,所以A(m,t),B(n,t)分别位于直线x=1的两侧,由m<n,得m<1<n,故可以求出m+n,进而由t∈(0,1),可求m+n的取值范围.解答:解:(1)证明:任取x1∈(1,+∞),x2∈(1,+∞),且x1<x2,=,∵x1<x2,∴,∴,∴f(x1)<f(x2).所以f(x)在区间(1,+∞)上为增函数.(5分)函数f(x)在区间(﹣∞,1)上为减函数.(6分)(2)因为函数f(x)在区间(1,+∞)上为增函数,相应的函数值为(0,+∞),在区间(﹣∞,1)上为减函数,相应的函数值为(0,1),由题意函数f(x)的图象与直线y=t有两个不同的交点,故有t∈(0,1),(8分)易知A(m,t),B(n,t)分别位于直线x=1的两侧,由m<n,得m<1<n,故2m﹣1﹣1<0,2n ﹣1﹣1>0,又A,B两点的坐标满足方程t=|2x﹣1﹣1|,故得t=1﹣2m﹣1,t=2n﹣1﹣1,即m=log2(2﹣2t),n=log2(2+2t),(12分)故m+n=log2(2﹣2t)+log2(2+2t)=log2(4﹣4t2),当0<t<1时,0<4﹣4t2<4,﹣∞<log2(4﹣4t2)<2.因此,m+n的取值范围为(﹣∞,2).(17分)点评:本题的考点是指数函数综合问题,主要考查函数单调性的证明,考查函数图形的性质,有较强的综合性.依据定义,证明函数的单调性的步骤通常为:取值,作差,变形,定号,下结论三、课堂达标检测检测题1:已知函数f(x)=(其中e=2.71828…是一个无理数).(1)求函数f(x)的定义域;(2)判断奇偶性并证明之;(3)判断单调性并证明之.考点:指数函数的定义、解析式、定义域和值域;函数单调性的判断与证明;函数奇偶性的判断.专题:计算题;证明题.分析:(1)把分子整理变化成和分母相同的一部分,进行分子常数化,则变量只在分母上出现,根据分母是一个指数形式,恒大于零,得到函数的定义域是全体实数.(2)根据上一问值函数的定义域关于原点对称,从f(﹣x)入手整理,把负指数变化为正指数,就得到结果,判断函数是一个奇函数.(3)根据判断函数单调性的定义,设出两个任意的自变量,把两个自变量的函数值做差,化成分子和分母都是因式乘积的形式,根据指数函数的性质,判断差和零的关系.解答:解:f(x)==1﹣(1)∵e2x+1恒大于零,∴x∈R(2)函数是奇函数∵f(﹣x)==又由上一问知函数的定义域关于原点对称,∴f(x)为奇函数(3)是一个单调递增函数设x1,x2∈R 且x1<x2则f(x1)﹣f(x2)=1﹣=∵x1<x2,∴∴f(x1)﹣f(x2)<0即f(x1)<f(x2)∴f(x)在R是单调增函数点评:本题考查函数的定义域,考查函数的奇偶性的判断及证明.考查函数单调性的判断及证明,考查解决问题的能力,是一个综合题目.检测题2:已知函数f(x)=2ax+2(a为常数)(1)求函数f(x)的定义域.(2)若a=1,x∈(1,2],求函数f(x)的值域.(3)若f(x)为减函数,求实数a的取值范围.考点:指数函数的定义、解析式、定义域和值域;指数函数的单调性与特殊点.专题:常规题型;转化思想.分析:(1)利用指数函数的定义域来考虑.(2)利用函数f(x)在(1,2]上的单调性求函数的值域.(3)根据复合函数的单调性,函数u=ax+2必须为减函数.解答:解:(1)函数y=2ax+2对任意实数都有意义,所以定义域为实数集R.(2)因为a=1,所以f(x)=2x+2.易知此时f(x)为增函数.又因为1<x≤2,所以f(1)<f(x)≤f(2),即8<f(x)≤16.所以函数f(x)的值域为(8,16].(3)因为f(x)为减函数,而y=2u是增函数,所以函数u=ax+2必须为减函数.所以得a<0点评:本题考查指数函数的定义域、值域、单调性,复合函数的单调性,体现转化的数学思想.检测题3:设f(x)的定义域是(﹣∞,0)∪(0,+∞),且f(x)对任意不为零的实数x都满足f(﹣x)=﹣f(x).已知当x>0时(1)求当x<0时,f(x)的解析式(2)解不等式.考点:指数函数的定义、解析式、定义域和值域;函数奇偶性的性质.专题:常规题型.分析:(1)求当x<0时,f(x)的解析式,在哪个区间上求解析式,就在哪个区间上取值x,再转化到已知区间上求解析式,由f(﹣x)=﹣f(x)解出f(x)即可.(2)解不等式f(x)<﹣,分x>0和x<0两种情况,根据求得的解析式求解即可.解答:解:(1)当x<0时,﹣x>0,=又f(﹣x)=﹣f(x)所以,当x<0时,(2)x>0时,,∴化简得∴,解得1<2x<4∴0<x<2当x<0时,∴解得2x>1(舍去)或∴x<﹣2解集为{x|x<﹣2或0<x<2}点评:本题考查分段函数解析式的求法,注意在哪个区间上求解析式,就在哪个区间上取值,再转化到已知的区间上求解析式,再根据奇偶性,解出f(x)来.解不等式也要分段求解,注意x的取值范围.11。
根据指数函数知识点及题型归纳总结
根据指数函数知识点及题型归纳总结指数函数是数学中的重要概念之一,它在各个领域中都有广泛的应用。
本文将对指数函数的知识点和常见题型进行归纳总结,帮助读者更好地理解和掌握这一概念。
一、知识点总结1. 定义:指数函数是以底数为常数,指数为变量的函数,一般形式为 f(x) = a^x,其中 a 是底数,x 是指数。
2. 指数的性质:- 正指数:a^x 是递增函数,即 x1 < x2,则 a^x1 < a^x2。
- 负指数:a^x 是递减函数,即 x1 < x2,则 a^x1 > a^x2。
- 零指数:a^0 = 1,任意数的零次方等于 1。
3. 底数的性质:- a > 1 时,指数函数呈现增长态势;- 0 < a < 1 时,指数函数呈现衰减态势;- a = 1 时,指数函数为常数函数。
4. 指数函数的图像:根据底数的不同,指数函数的图像可以是上升的曲线、下降的曲线或是一条直线。
5. 指数函数的特殊情况:- 当底数为 e(自然对数的底数)时,指数函数被称为自然指数函数,常用记作 f(x) = e^x。
- 当底数为 10 时,指数函数被称为常用对数函数,常用记作f(x) = log10(x)。
二、题型归纳1. 指数函数的图像绘制:- 根据给定的底数和定义域绘制指数函数的图像。
2. 指数函数的性质应用:- 判断给定的函数是指数函数还是其他类型的函数。
- 比较多个指数函数的增长趋势。
- 求解包含指数函数的方程或不等式。
3. 指数函数的变形与组合:- 利用指数函数的特性进行函数的变形与组合,如 f(x) = a^(2x)、f(x) = a^(x+1) 等。
4. 自然指数函数与常用对数函数的特性:- 探究自然指数函数和常用对数函数的特点及应用。
总结:指数函数是数学中重要的函数类型之一,掌握其基本概念及性质对于理解和应用数学知识具有重要意义。
通过练不同类型的题目,读者可以更好地熟悉指数函数的特点和应用,提高解题能力。
高中数学指数函数讲解
高中数学指数函数讲解指数函数是高中数学中一个重要的概念。
本文将从定义、性质、图像、应用等方面,向您全面阐述指数函数的基本知识和相关内容。
一、定义指数函数是以常数 e 为底数,自变量为指数的函数,形如 y=a^x 。
其中,a>0,且a≠1 。
当 a=2 时,就是我们经常用到的倍增函数。
二、性质1. 定义域:负无穷到正无穷,即 x∈R 。
2. 值域:当 a>1 时, y ∈(0,正无穷) ;当 0<a<1 时, y∈(负无穷,0) 。
3. 奇偶性:当 a>1 时,偶函数;当 0<a<1 时,奇函数。
4. 单调性:当 a>1 时,单调递增;当 0<a<1 时,单调递减。
5. 极限:当x→+∞ 时,y→+∞;当x→-∞ 时,y→0 。
6. 渐近线:当 a>1 时,y=0 是 x 轴的水平渐近线;当 0<a<1 时,y=0 是y 轴的垂直渐近线。
三、图像指数函数的图像关于 y 轴对称。
当 a>1 时,关于 y 轴对称轴固定在x=0 ,即向右平移;当 0<a<1 时,对称轴处在正半轴,即向上平移。
对于 a>1 的情况,图像呈现出向上的指数曲线;对于 0<a<1 的情况,图像则呈现出向下的指数曲线。
四、应用指数函数广泛应用于各种领域。
1. 对数函数如果 a^x=y ,那么x=logₐy 。
即指数函数和对数函数是互为反函数的一对,我们常用的自然对数和常用对数均是以 e 为底的对数函数。
2. 财务管理指数函数在财务管理中具有重要应用,如计算复利的收益。
3. 电子技术指数函数在电子技术中应用广泛,如电路中的无源元件电容和电感的充放电等均涉及指数函数。
4. 生物学生物学中的生长速度、变异程度等也可以用指数函数来描述。
总之,指数函数是数学中一个非常基础的概念,具有广泛的应用价值。
通过本文的讲解,相信读者已经对指数函数有了较深入的了解。
指数函数知识点
指数函数知识点专题复习一、基础知识 1.指数函数的概念函数y =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. 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,不是指数函数. 2.指数函数y =a x (a >0,且a ≠1)的图象与性质二、常用结论指数函数图象的特点(1)指数函数的图象恒过点(0,1),(1,a ),⎪⎭⎫⎝⎛-a 1,1,依据这三点的坐标可得到指数函数的大致图象. (2)函数y =a x 与y =xa ⎪⎭⎫⎝⎛1(a >0,且a ≠1)的图象关于y 轴对称.(3)底数a 与1的大小关系决定了指数函数图象的“升降”:当a >1时,指数函数的图象“上升”;当0<a <1时,指数函数的图象“下降”. 三、考点解析考点一 指数函数的图象及应用例、(1)函数f (x )=21-x 的大致图象为( )(2)若函数y=|3x-1|在(-∞,k]上单调递减,则k的取值范围为________.变式练习1.[变条件]本例(1)中的函数f(x)变为:f(x)=2|x-1|,则f(x)的大致图象为()2.[变条件]本例(2)变为:若函数f(x)=|3x-1|-k有一个零点,则k的取值范围为________.3.若函数y=21-x+m的图象不经过第一象限,求m的取值范围.考点二指数函数的性质及应用考法(一)比较指数式的大小例、已知a=243,b=425,c=2513,则()A.b<a<c B.a<b<c C.b<c<a D.c<a<b考法(二)解简单的指数方程或不等式例、若偶函数f(x)满足f(x)=2x-4(x≥0),则不等式f(x-2)>0的解集为________.[解题技法]简单的指数方程或不等式问题的求解策略:(1)a f(x)=a g(x)⇔f(x)=g(x).(2)a f(x)>a g(x),当a>1时,等价于f(x)>g(x);当0<a<1时,等价于f(x)<g(x).(3)解决简单的指数不等式的问题主要利用指数函数的单调性,要特别注意底数a的取值范围,并在必要时进行分类讨论.考法(三)指数型函数性质的综合问题例、已知函数f(x)=34231+-⎪⎭⎫⎝⎛xax(1)若a=-1,求f(x)的单调区间;(2)若f(x)有最大值3,求a的值.[解题技法]与指数函数有关的复合函数的单调性:形如函数y=a f(x)的单调性,它的单调区间与f(x)的单调区间有关:(1)若a>1,函数f(x)的单调增(减)区间即函数y=a f(x)的单调增(减)区间;(2)若0<a <1,函数f (x )的单调增(减)区间即函数y =a f (x )的单调减(增)区间.即“同增异减”. 跟踪训练 1.函数y =12221-+⎪⎭⎫ ⎝⎛x x 的值域是( )A .(-∞,4)B .(0,+∞)C .(0,4]D .[4,+∞) 2.设a =0.60.6,b =0.61.5,c =1.50.6,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a <b <cB .a <c <bC .b <a <cD .b <c <a 3.设函数f (x )=x 2-a与g (x )=a x (a >1且a ≠2)在区间(0,+∞)上具有不同的单调性,则M =(a -1)0.2与N =1.01⎪⎭⎫⎝⎛a 的大小关系是( ) A .M =N B .M ≤N C .M <N D .M >N4.已知实数a ≠1,函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧4x ,x ≥0,2a -x ,x <0,若f (1-a )=f (a -1),则a 的值为________.课后作业1.函数f (x )=1-e |x |的图象大致是( )2.已知函数f (x )=4+2a x-1的图象恒过定点P ,则点P 的坐标是( )A .(1,6)B .(1,5)C .(0,5)D .(5,0) 3.已知a =20.2,b =0.40.2,c =0.40.6,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a >b >cB .a >c >bC .c >a >bD .b >c >a 4.函数f (x )=xx +-⎪⎭⎫⎝⎛221的单调递增区间是( )A.]21,(-∞ B.]21,0[ C.)21[∞+, D.]121[, 5.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 <06.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1-2-x ,x ≥0,2x -1,x <0,则函数f (x )是( )A .偶函数,在[0,+∞)上单调递增B .偶函数,在[0,+∞)上单调递减C .奇函数,且单调递增D .奇函数,且单调递减7.已知a =3.331⎪⎭⎫ ⎝⎛,b =9.331⎪⎭⎫⎝⎛,则a ________b .(填“<”或“>”)8.函数y =x ⎪⎭⎫ ⎝⎛41-x⎪⎭⎫⎝⎛21+1在[-3,2]上的值域是________.9.已知函数f (x )=a x +b (a >0,且a ≠1)的定义域和值域都是[-1,0],则a +b =________.10.已知函数f (x )=a |x +1|(a >0,且a ≠1)的值域为[1,+∞),则f (-4)与f (1)的大小关系是________.11.已知函数f (x )=ax⎪⎭⎫⎝⎛21,a 为常数,且函数的图象过点(-1,2).(1)求a 的值;(2)若g (x )=4-x -2,且g (x )=f (x ),求满足条件的x 的值.12.已知函数f (x )=ax -⎪⎭⎫⎝⎛32.(1)求f (x )的单调区间;(2)若f (x )的最大值是94,求a 的值.。
知识讲解_指数函数及其性质_基础
指数函数及其性质要点一、指数函数的概念:函数y=a x (a>0且a ≠1)叫做指数函数,其中x 是自变量,a 为常数,函数定义域为R. 要点诠释:(1)形式上的严格性:只有形如y=a x (a>0且a ≠1)的函数才是指数函数.像23xy =⋅,12xy =,31xy =+等函数都不是指数函数.(2)为什么规定底数a 大于零且不等于1:①如果0a =,则000x x ⎧>⎪⎨≤⎪⎩xx时,a 恒等于,时,a 无意义.②如果0a <,则对于一些函数,比如(4)xy =-,当11,,24x x ==⋅⋅⋅时,在实数范围内函数值不存在.③如果1a =,则11xy ==是个常量,就没研究的必要了. 要点二、指数函数的图象及性质:y=a x0<a<1时图象a>1时图象图象性质 ①定义域R ,值域 (0,+∞)②a 0=1, 即x=0时,y=1,图象都经过(0,1)点 ③a x =a ,即x=1时,y 等于底数a④在定义域上是单调减函数 ④在定义域上是单调增函数 ⑤x<0时,a x >1 x>0时,0<a x <1⑤x<0时,0<a x <1 x>0时,a x >1⑥ 既不是奇函数,也不是偶函数(1)当底数大小不定时,必须分“1a >”和“01a <<”两种情形讨论。
(2)当01a <<时,,0x y →+∞→;当1a >时,0x y →-∞→。
当1a >时,a 的值越大,图象越靠近y 轴,递增速度越快。
当01a <<时,a 的值越小,图象越靠近y 轴,递减的速度越快。
(3)指数函数xy a =与1xy a ⎛⎫= ⎪⎝⎭的图象关于y 轴对称。
要点三、指数函数底数变化与图像分布规律 (1)① xy a = ②xy b = ③x y c = ④x y d =则:0<b <a <1<d <c又即:x ∈(0,+∞)时,x x x x b a d c <<< (底大幂大) x ∈(-∞,0)时,x x x x b a d c >>> (2)特殊函数112,3,(),()23x x x x y y y y ====的图像:要点四、指数式大小比较方法(1)单调性法:化为同底数指数式,利用指数函数的单调性进行比较. (2)中间量法 (3)分类讨论法 (4)比较法比较法有作差比较与作商比较两种,其原理分别为:①若0A B A B ->⇔>;0A B A B -<⇔<;0A B A B -=⇔=; ②当两个式子均为正值的情况下,可用作商法,判断1A B >,或1AB<即可. 【典型例题】类型一、指数函数的概念例1.函数2(33)xy a a a =-+是指数函数,求a 的值. 【答案】2【解析】由2(33)xy a a a =-+是指数函数,可得2331,0,1,a a a a ⎧-+=⎨>≠⎩且解得12,01,a a a a ==⎧⎨>≠⎩或且,所以2a =.【总结升华】判断一个函数是否为指数函数:(1)切入点:利用指数函数的定义来判断;(2)关键点:一个函数是指数函数要求系数为1,底数是大于0且不等于1的常数,指数必须是自变量x .举一反三:【变式1】指出下列函数哪些是指数函数(1)4xy =;(2)4y x =;(3)4xy =-;(4)(4)xy =-;(5)1(21)(1)2xy a a a =->≠且;(6)4x y -=.【答案】(1)(5)(6)【解析】(1)(5)(6)为指数函数.其中(6)4x y -==14x⎛⎫ ⎪⎝⎭,符合指数函数的定义,而(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;(4)中底数40-<,所以不是指数函数.类型二、函数的定义域、值域 例2.求下列函数的定义域、值域.(1)313xxy =+;(2)y=4x -2x +1;(4)y =为大于1的常数)【答案】(1)R ,(0,1);(2)R [+∞,43);(3)1,2⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭[)0,+∞;(4)(-∞,-1)∪[1,+∞) [1,a)∪(a ,+∞)【解析】(1)函数的定义域为R (∵对一切x ∈R ,3x ≠-1).∵ (13)1111313x x xy +-==-++,又∵ 3x >0, 1+3x >1, ∴ 10113x <<+, ∴ 11013x-<-<+,∴ 101113x<-<+, ∴值域为(0,1). (2)定义域为R ,43)212(12)2(22+-=+-=x x x y ,∵ 2x >0, ∴ 212=x即 x=-1时,y 取最小值43,同时y 可以取一切大于43的实数,∴ 值域为[+∞,43). (3)要使函数有意义可得到不等式211309x --≥,即21233x --≥,又函数3x y =是增函数,所以212x -≥-,即12x ≥-,即1,2⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭,值域是[)0,+∞.(4)∵011112≥+-=-+x x x x ∴ 定义域为(-∞,-1)∪[1,+∞), 又∵111011≠+-≥+-x x x x 且,∴ a ay a y x x x x≠=≥=-+-+1121121且, ∴值域为[1,a)∪(a ,+∞).【总结升华】求值域时有时要用到函数单调性;第(3)小题中值域切记不要漏掉y>0的条件,第(4)小题中112111≠+-=+-x x x 不能遗漏. 举一反三:【变式1】求下列函数的定义域: (1)2-12x y =(2)y =(3)y =(4)0,1)y a a =>≠【答案】(1)R ;(2)(]-3∞,;(3)[)0,+∞;(4)a>1时,(]-0∞,;0<a<1时,[)0+∞,【解析】(1)R(2)要使原式有意义,需满足3-x ≥0,即3x ≤,即(]-3∞,.(3) 为使得原函数有意义,需满足2x -1≥0,即2x ≥1,故x ≥0,即[)0,+∞(4) 为使得原函数有意义,需满足10xa -≥,即1xa ≤,所以a>1时,(]-0∞,;0<a<1时,[)0+∞,.【总结升华】本题中解不等式的依据主要是指数函数的单调性,根据所给的同底指数幂的大小关系,结合单调性来判断指数的大小关系.类型三、指数函数的单调性及其应用例3.讨论函数221()3x xf x -⎛⎫= ⎪⎝⎭的单调性,并求其值域.【思路点拨】对于x ∈R ,22103x x-⎛⎫> ⎪⎝⎭恒成立,因此可以通过作商讨论函数()f x 的单调区间.此函数是由指数函数及二次函数复合而成的函数,因此可以逐层讨论它的单调性,综合得到结果.【答案】函数()f x 在区间(-∞,1)上是增函数,在区间[1,+∞)上是减函数 (0,3] 【解析】解法一:∵函数()f x 的定义域为(-∞,+∞),设x 1、x 2∈(-∞,+∞)且有x 1<x 2,∴222221()3x x f x -⎛⎫= ⎪⎝⎭,211211()3x x f x -⎛⎫= ⎪⎝⎭,222222121212121122()()(2)2211()113()3313x x x x x x x x x x x x f x f x -----+--⎛⎫ ⎪⎛⎫⎛⎫⎝⎭=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫ ⎪⎝⎭. (1)当x 1<x 2<1时,x 1+x 2<2,即有x 1+x 2-2<0.又∵x 2-x 1>0,∴(x 2―x 1)(x 2+x 1―2)<0,则知2121()(2)113x x x x -+-⎛⎫> ⎪⎝⎭.又对于x ∈R ,()0f x >恒成立,∴21()()f x f x >. ∴函数()f x 在(-∞,1)上单调递增.(2)当1≤x 1<x 2时,x 1+x 2>2,即有x 1+x 2-2>0. 又∵x 2-x 1>0,∴(x 2―x 1)(x 2+x 1―2)>0,则知2121()(2)1013x x x x -+-⎛⎫<< ⎪⎝⎭.∴21()()f x f x <.∴函数()f x 在[1,+∞)上单调递减.综上,函数()f x 在区间(-∞,1)上是增函数,在区间[1,+∞)上是减函数.∵x 2―2x=(x ―1)2―1≥-1,1013<<,221110333x x--⎛⎫⎛⎫<≤= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭. ∴函数()f x 的值域为(0,3].解法二:∵函数()f x 的下义域为R ,令u=x 2-2x ,则1()3uf u ⎛⎫= ⎪⎝⎭.∵u=x 2―2x=(x ―1)2―1,在(―∞,1]上是减函数,1()3uf u ⎛⎫= ⎪⎝⎭在其定义域内是减函数,∴函数()f x 在(-∞,1]内为增函数.又1()3uf u ⎛⎫= ⎪⎝⎭在其定义域内为减函数,而u=x 2―2x=(x ―1)2―1在[1,+∞)上是增函数,∴函数()f x 在[1,+∞)上是减函数.值域的求法同解法一.【总结升华】由本例可知,研究()f x y a =型的复合函数的单调性用复合法,比用定义法要简便些,一般地有:即当a >1时,()f x y a=的单调性与()y f x =的单调性相同;当0<a <1时,()f x y a=的单调与()y f x =的单调性相反.举一反三:【变式1】求函数2323xx y -+-=的单调区间及值域.【答案】3(,]2x ∈-∞上单增,在3[,)2x ∈+∞上单减. 14(0,3]【解析】[1]复合函数——分解为:u=-x 2+3x-2, y=3u ;[2]利用复合函数单调性判断方法求单调区间; [3]求值域. 设u=-x 2+3x-2, y=3u ,其中y=3u 为R 上的单调增函数,u=-x 2+3x-2在3(,]2x ∈-∞上单增, u=-x 2+3x-2在3[,)2x ∈+∞上单减, 则2323xx y -+-=在3(,]2x ∈-∞上单增,在3[,)2x ∈+∞上单减.又u=-x 2+3x-22311()244x =--+≤, 2323x x y -+-=的值域为14(0,3].【变式2】求函数2-2()(01)xxf x a a a =>≠其中,且的单调区间.【解析】当a>1时,外层函数y=a u 在()-∞+∞,上为增函数,内函数u=x 2-2x 在区间(1)-∞,上为减函数,在区间[)1+∞,上为增函数,故函数2-2()(-1)x xf x a =∞在区间,上为减函数,在区间[)1+∞,上为增函数; 当0<a<1时,外层函数y=a u 在()-∞+∞,上为减函数,内函数u=x 2-2x 在区间(1)-∞,上为减函数,在区间[)1+∞,上为增函数,故函数2-2()xxf x a =在区间(1)-∞,上为增函数,在区间[)1,+∞上为减函数.例4.证明函数1()(1)1x xa f x a a -=>+在定义域上为增函数. 【思路点拨】利用函数的单调性定义去证明。
指数函数知识点总结
指数函数知识点总结指数函数是高中数学中的重要知识点之一,也是解决实际问题的重要数学模型之一。
它以指数为自变量的函数,表达式为y=a^x,其中a为底数,x为指数,y为函数值。
一、指数函数的定义指数函数是自变量的指数变化与与其函数值的关系。
指数函数的定义域是实数集R,值域是正实数集,即f(x)>0。
二、指数函数的图像1. 底数大于1的指数函数:当a>1时,指数函数的图像在x轴右侧向上增长,且逐渐加速增长,图像开口向上;2. 0<a<1的指数函数:当0<a<1时,指数函数的图像在x轴右侧向上增长,但增长速度逐渐减缓,图像开口向下;3. 底数等于1的指数函数:当a=1时,指数函数的图像是一条平行于x轴的直线,函数值恒为1。
三、指数函数的性质1. 指数函数的奇偶性:当底数为负数时,指数函数是偶函数;当底数为正数时,指数函数是奇函数;2. 指数函数的单调性:当底数大于1时,指数函数是增函数;当0<a<1时,指数函数是减函数;3. 指数函数的性质:指数函数的函数值不会等于0,即f(x)≠0;指数函数关于y轴对称,即关于y轴对称轴反射对称;4. 指数函数的极限:当x趋于无穷大时,指数函数以无穷大增长,并没有上界;当x趋于负无穷大时,指数函数趋于0。
四、指数函数与直线的相交性质1. 幂函数与指数函数的相交性质:幂函数y=x^n与指数函数y=a^x的图像在第一象限有且只有一个交点;2. 幂函数与指数函数的比较性质:当x趋于无穷大时,指数函数的增长速度快于幂函数;当x趋于负无穷大时,指数函数的增长速度慢于幂函数。
五、指数函数的应用1. 复利问题:指数函数可以用来解决复利问题,如存款定期利息的计算等;2. 比较问题:指数函数可以用来比较两个量的大小,特别是涉及到增长速度的比较问题;3. 自然现象的描述:指数函数可以用来描述一些自然现象,如人口增长、物种灭绝等;4. 经济问题:指数函数可以用来描述经济增长、货币贬值等问题。
高中数学中的指数函数定义与性质总结
高中数学中的指数函数定义与性质总结指数函数是高中数学中的一个基础知识点,其定义与性质是学习指数函数的重要基础。
本文将对指数函数的定义、性质进行总结,以便帮助读者更好地理解和掌握该知识点。
一、指数函数的定义指数函数是以常数e为底数,x为自变量的一个函数,通常用符号$y=e^{x}$表示。
其中,e是自然对数的底数,表达式e≈2.71828,是一个无理数。
指数函数y=e^x的定义域为实数集合,值域为正实数集合,其函数图像为一条从左上向右上弯曲的曲线。
当x=0时,指数函数的值为1,当x>0时,y=e^x是递增的;当x<0时,y=e^x是递减的。
二、指数函数的性质1.指数函数的导数、微分指数函数的导数、微分公式分别为:$(e^x)'=e^x$$dy/dx=e^x$这意味着指数函数在任意一点上的斜率都等于该点上的函数值,这一性质使指数函数在数学和自然科学中具有广泛的应用。
2.指数函数的对数函数指数函数和对数函数是互逆的。
如果y=e^x,则x=log_{e}y。
其中,log_{e}y是以e为底数的对数函数。
3.指数函数的幂函数与幂指函数幂函数是指数函数的特殊形式,表示为y=a^x,其中a是一个正实数。
幂指函数是以指数函数为底数的幂函数,表示为y=(e^x)^a,其中a是一个实数。
4.指数函数的图像指数函数的图像是一条从左上向右上弯曲的曲线。
当x=0时,函数图像的纵坐标为1;当x>0时,函数图像在x轴的右侧逐渐上升;当x<0时,函数图像在x轴的左侧逐渐下降。
5.指数函数的性质指数函数具有以下基本性质:(1)y=e^x是递增函数。
(2)指数函数的值域是正实数集合。
(3)当x=0时,y=e^x的值为1。
(4)指数函数曲线经过点(0,1),函数图像在y轴的截距为1。
(5)对于任意正实数a,有a^x=e^{xlna},其中a是幂指函数的底数,lna为以e为底数的对数。
三、总结指数函数是以常数e为底数,x为自变量的一个函数。
指数函数知识点归纳总结
指数函数知识点归纳总结指数函数是高中数学的重要内容之一,它与幂函数密切相关,具有广泛的应用。
本文将对指数函数进行归纳总结,包括定义、性质、图像、相关公式和常见的应用等方面。
一、定义:指数函数是指以一个常数为底数,自变量为指数的函数,通常表示为f(x)=a^x,其中a是一个正实数且不等于1、指数函数的定义域为整个实数集,值域为正实数集。
二、性质:1.底数为a的指数函数在定义域内是递增函数,即当x1<x2时,有a^x1<a^x22.当x取0时,a^0=1、这是由于任何数的零次方均为1,不论底数是多少。
4. 指数函数的导数:指数函数f(x) = a^x的导数等于f'(x) =a^x*ln(a),其中ln(a)是以e为底数的对数。
三、图像:1.当底数a大于1时,指数函数的图像是上升的曲线。
当x增大时,a^x的值也随之增大。
2.当底数a介于0和1之间时,指数函数的图像是下降的曲线。
当x 增大时,a^x的值逐渐减小。
3.底数a等于1时,指数函数的图像是一条水平直线,即y=1四、相关公式:1.指数函数的乘法公式:a^m*a^n=a^(m+n)。
即底数相同的指数相乘,底数不变,指数相加。
2.指数函数的除法公式:a^m/a^n=a^(m-n)。
即底数相同的指数相除,底数不变,指数相减。
3.指数函数的幂函数公式:(a^m)^n=a^(m*n)。
即指数的指数等于底数的幂,底数不变,指数相乘。
4. 指数函数的对数公式:loga(b) = x等价于 a^x = b。
即对数是指数函数的逆运算。
五、常见应用:指数函数有广泛的应用,尤其在科学、工程、经济和金融等领域。
1.天文学中的指数增长:天体的数量、质量、光亮度等往往呈指数增长。
2.化学反应速率:化学反应速率与反应物的浓度之间通常存在指数关系。
3. 人口增长模型:指数函数可以用来描述人口增长的趋势,如Malthus人口增长模型。
4.账户复利计算:复利计算是指利息按照一定的周期复利加入本金,可以用指数函数来表示利息的增长。
指数函数知识点归纳
指数函数知识点归纳指数函数是数学中的一种常见函数形式,具有广泛的应用领域。
它的形式为f(x) = a^x,其中a为常数且大于0且不等于1,x为自变量。
一、指数函数的特点指数函数与其他类型的函数相比,具有以下几个特点:1. 必过点(0,1):指数函数在x=0时,其函数值为1,即f(0) = 1,这是指数函数的一个重要特点。
2. 函数值的单调性: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。
3. 趋向于正无穷或负无穷:当x趋向于正无穷时,指数函数f(x)也会趋向于正无穷;当x趋向于负无穷时,指数函数f(x)会趋向于0。
二、指数函数的图像指数函数的图像呈现出与其他类型函数不同的特点:1. 当a>1时,指数函数的图像在y轴右侧逐渐升高,呈指数增长的趋势。
2. 当0 < a < 1时,指数函数的图像在y轴右侧逐渐下降,呈指数衰减的趋势。
3. 当a=1时,指数函数变为常数函数,图像平行于x轴,函数值恒为1。
三、指数函数的性质与运算指数函数具有一系列的性质和运算法则,常见的有:1. 指数函数的性质:指数函数满足指数与对数的互逆性质,即a^log_a(x) = x,以及log_a(a^x) = x。
2. 指数函数的运算法则:当a和b为正数且不等于1时,有以下运算法则:a^m * a^n = a^(m+n)(a^m)^n = a^(m*n)a^m / a^n = a^(m-n)四、指数函数的应用指数函数在科学、工程和经济学等领域中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用:1. 天文学领域:指数函数常用于描述物体的衰减和增长过程,例如射电活动的衰减、星体的亮度变化等。
2. 经济学领域:经济增长模型中,GDP的增长通常符合指数函数的模型,利用指数函数可以对经济发展进行预测和研究。
3. 生物学领域:生物体的遗传DNA的复制、细胞数量的增长等也可使用指数函数进行描述。
指数函数知识点总结
指数函数知识点总结指数函数是数学中的一种常见函数形式。
具体来说,指数函数可以表示为 f(x) = a^x 或 f(x) = e^x 的形式,其中 a 和 e 分别代表底数。
以下是指数函数的一些重要知识点总结:1. 指数函数的性质- 指数函数的定义域为实数集,值域为正实数集。
- 指数函数具有单调递增性质,即底数为正数时,随着自变量x 的增大,函数值增加;底数为负数时,随着自变量 x 的增大,函数值减小。
- 当底数 a 大于 1 时,函数呈现增长趋势,当底数 a 在 0 到 1 之间时,函数呈现衰减趋势。
- 当底数为 e (自然对数的底数) 时,该指数函数称为自然指数函数,常用符号为 f(x) = e^x。
2. 指数运算法则- 指数运算法则包括乘法法则、除法法则、幂的乘方法则和幂的除法法则。
根据这些法则,可以对指数之间的运算进行简化和转换,方便计算和推导。
具体的运算法则请参考数学教材或相关研究资源。
3. 指数函数的图像- 根据指数函数的性质,可以绘制指数函数的图像。
对于一般的指数函数 f(x) = a^x,图像在 x 轴右侧递增,斜率随底数 a 的大小变化而改变;而自然指数函数 f(x) = e^x 的图像在全区间上都是递增的,且斜率始终为正。
- 对于指数函数的图像研究,可以通过计算关键点、确定导数、绘制函数图像等方法进行分析和描绘。
4. 指数函数的应用- 指数函数广泛应用于各个学科和领域。
在数学中,指数函数是指数与对数概念的核心。
在经济学、物理学、生物学等自然科学中,指数函数的增长和衰减特性被广泛用于建模和预测。
- 例如,指数函数可用于描述细菌或病毒的增长情况,经济学中的指数增长模型等。
指数函数的应用领域较为广泛,具体的应用案例可根据不同学科和实际问题进行研究。
以上是关于指数函数的一些重要知识点总结。
更多深入的学习和应用内容,建议参考相关数学教材或专业文献。
祝你学业顺利!。
指数函数知识点高一上册
指数函数知识点高一上册指数函数是高中数学中的一个重要知识点,也是数学与实际问题结合的一个典型例子。
本文将围绕指数函数的定义、性质以及常见应用展开论述。
通过学习本文,读者可以对指数函数有一个全面而深入的理解。
一、指数函数的定义指数函数是以自然常数e为底的幂函数,记作y = a^x,其中a > 0且a≠1。
在指数函数中,a被称为底数,x被称为指数。
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,值域为正实数。
2. 底数大于1时,指数函数是递增函数;底数介于0和1之间时,指数函数是递减函数。
3. 指数函数的图像在x轴上有一个水平渐近线y=0。
三、指数函数的图像特征指数函数的图像特征与底数的大小相关:1. 当底数a > 1时,指数函数的图像经过点(0,1),且随着x 的不断增大,图像逐渐趋近于x轴正半轴;2. 当0 < a < 1时,指数函数的图像经过点(0,1),且随着x的不断增大,图像逐渐趋近于x轴负半轴。
四、指数函数的常见应用1. 复利计算:指数函数常用于计算复利问题。
例如,一笔本金为P元,年利率为r,连续复利,n年后可得到的本利和为P(1+r)^n。
2. 自然增长和自然衰减:一些自然现象如细菌数量的增长和放射性物质的衰减,都可以用指数函数进行描述和分析。
3. 投资与财富增长:指数函数可用于描述投资增长的规律和财富的积累过程。
4. 电路中的电压和电流变化:指数函数可以用来描述电路中电压和电流随时间变化的规律。
五、指数函数的拓展应用除了上述常见应用外,指数函数还可以应用于更多领域:1. 生物学:描述生物种群的增长与衰减;2. 经济学:描述经济增长或衰退的模型;3. 物理学:描述衰变过程、弦的振动以及光强衰减等。
六、总结通过对指数函数的学习,我们了解了指数函数的定义、性质以及常见应用。
指数函数是数学与实际问题相结合的典型例子,在现实生活中有着广泛而重要的应用。
通过进一步深入研究指数函数,我们可以丰富数学知识,提高问题解决的能力。
指数函数基础知识讲解数学
指数函数基础知识讲解数学指数函数是数学中一种非常重要的函数形式,具有广泛的应用。
本文将对指数函数的基础知识进行讲解。
一、指数函数的定义指数函数是以一个正实数为底数,自变量为指数的函数形式,可以表示为f(x) = a^x,其中a为底数,x为指数。
其中,底数a通常是一个正实数,并且不等于1。
二、指数函数的特点1. 指数函数的定义域为实数集R,即对于任意实数x,都可以求得f(x)的值。
2. 指数函数的值域为正实数集R+,即对于任意正实数y,都可以找到相应的x使得f(x) = y。
3. 当底数a大于1时,指数函数是递增函数;当底数a小于1时,指数函数是递减函数。
4. 指数函数的图像在x轴上无渐近线,且图像上不存在任何水平缩放的对称轴。
三、常见的指数函数1. 自然指数函数:是以常数e(约等于2.71828)为底数的指数函数,可以表示为f(x) = e^x。
自然指数函数在许多数学和科学领域中都有广泛的应用。
2. 以10为底的常用对数函数:是以10为底数的指数函数,可以表示为f(x) = 10^x。
常用对数函数在计算中经常被使用,例如pH值在化学实验中的计算。
3. 幂函数:是指数函数的一种特殊形式,其底数为正实数a且指数为常数b的情况。
可以表示为f(x) = a^b。
四、指数函数的性质1. 对于任意实数x和y,指数函数具有以下性质:- a^x * a^y = a^(x+y),即指数函数相乘等于底数不变、指数相加的结果。
- a^x / a^y = a^(x-y),即指数函数相除等于底数不变、指数相减的结果。
- (a^x)^y = a^(x*y),即指数函数的幂次运算等于底数不变、指数乘积的结果。
2. 指数函数的导数为其本身的常数倍。
即f'(x) = a^x * ln(a),其中ln(a)为以e为底的对数函数。
五、指数函数的应用指数函数在自然科学和社会科学等领域中有广泛的应用,例如:1. 经济学中的复利计算:利率每年按照固定比例增加,并计入本金,这种增长规律可以用指数函数来描述。
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1 x
y
x
y 2= x y ⎪⎭⎫
⎝⎛=21 x y 3= x y ⎪⎭⎫ ⎝⎛
=31x
y ⎪⎭
⎫ ⎝⎛=31x
y ⎪⎭
⎫
⎝⎛=21指数函数基础知识
指数函数施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定义。
一、指数函数的定义:
函数
)10(≠>=a a a y x
且叫做指数函数,其中x 是自变量,函数定义域是R 。
注意点1:为什么要规定01a a >≠且呢?
①若0a =,则当0x >时,0x a =;当0x <时,x
a 无意义.
②若0a <,则对于x 的某些数值,可使x
a 无意义. 如x
)2(-,这时对于
14x =
,1
2x =,…等等,在
实数范围内函数值不存在.
③若1a =,则对于任何x R ∈,1x
a =,是一个常量,没有研究的必要性.
为了避免上述各种情况,所以规定01a a >≠且。
在规定以后,对于任何x R ∈,x a 都有意义,且0x
a >.
因此指数函数的定义域是R ,值域是(0,)+∞ 。
注意点2:
上述指数函数的定义是形式上的定义,它实质上是一种指数的对应关系,以a 为底数
作为指数对应过去。
从对应的角度看指数函数的话,就能很容易理解为什么函数1
3+=x y 不
是指数函数,也能理解指数函数的解析式x y a =中,x a 的系数为什么是1.
有些函数貌似指数函数,实际上却不是,如
x
y a k =+ (01a a >≠且,k Z ∈);有些函数看起来不像指数函数,实际上却是,如x
y a -= (01a a >≠且),因为它可以化为
1x
y a ⎛⎫
= ⎪⎝⎭,其中10a >,且1
1
a ≠。
二、函数的图象
(1)①特征点:指数函数y =a x (a >0且a ≠1)的图象经
过两点(0,1)和(1,a),我们称这两点为指数函数的两个特征点. ②指数函数y =a x
(a >0且a ≠1)的图象中,y =1反映了它的分布特征;而直线x =1与指数函数图象的交点(1,a)的纵坐标则直观反映了指数函数的底数特征,我们称直线x =1和y =1为指数函数的两条特征线
(如右图所示). (2)、函数的图象单调性
当a >1时,函数在定义域范围内呈单调递增; 当0<a <1时,函数在定义域范围内呈单调递减; 推论:(1)底互为倒数的两个函数图像关于y 轴
对称
(2)当a >1时,底数越大,函数图象
越靠近Y 轴 ;
当0<a <1时,底数越小,函数图 象越靠近Y 轴 。
(3)、函数的图象奇偶性:
若函数()f x 是奇函数,则对定义域内的每一个x ,都有()()f x f x -=-; 特别当0x =属于定义域时,有(0)(0)f f =-,所以(0)0f =. 若函数()f x 是偶函数,则对定义域内的每一个x ,都有f(-x)=f(x)。