指数函数定义
指数函数的定义域
指数函数的定义域
指数函数是在数学中最常用的函数之一，它可以用来描述多种物理和社会现象。
下面介绍它的定义域:
1. 定义：指数函数的定义，简单的说就是任意实数x的指数变换
y=ax^b（a是常数，b是指数），其中，左边的x称为自变量，右边的y称为因变量。
2. 定义域：指数函数的定义域是所有实数x（x属于R）。
3. 值域：指数函数的值域是所有实数y（y>0），当b>0时，指数函数的值域是[0, ∞)，其中包括0；当b<0时，指数函数的值域是(0, ∞)。
4. 曲线特性：指数函数是基于等比数列的函数，当b>0时，指数函数的坐标图是从原点开始的凸函数；当b<0时，指数函数的坐标图是从原点开始的凹函数。
5. 函数奇偶性：一般而言，指数函数在实数轴上是奇函数，也就是说函数在实数轴上对称轴过原点，在图像中，指数函数是单调递增的。
6. 函数性质：指数函数可以表示指数成长和指数衰减，并且可以描述物理现象中含有指数关系的曲线方程，例如光衰减曲线方程就是一个
指数函数。
指数函数是用来描述指数成长、衰减的函数，它的定义域为实数x（x 属于R），值域为实数y（y>0）。
指数函数的坐标图从原点开始向上凸函数或下凹函数，它是一个单调递增的函数，也是一个奇函数，可以表示物理现象中含有指数关系的曲线方程。
指数函数及其性质
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 =，31x y =+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有．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>1x>0时，0<a x<1⑤x<0时，0<a x<1x>0时，a x>1⑥ 既不是奇函数，也不是偶函数要点诠释：（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实行比较. (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．【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 -=．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)313x xy =+；(2)y=4x -2x+1；(3)21139x --；(4)211xx y a-+=(a 为大于1的常数)举一反三：【变式1】求下列函数的定义域：(1)2-12x y = (2)y =(3)y =0,1)y a a =>≠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．【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2323x x y -+-=的单调区间及值域.【变式2】求函数2-2()(01)x xf x a a a =>≠其中，且的单调区间.例4．证明函数1()(1)1x xa f x a a -=>+在定义域上为增函数.【总结升华】指数函数是学习了函数的一般性质后，所学的第一个具体函数.所以，在学习中，尽量体会从一般到特殊的过程.例5．判断下列各数的大小关系：(1)1.8a与1.8a+1； (2)24-231(),3,()331(3)22.5，(2.5)0， 2.51()2(4)0,1)a a >≠举一反三：【变式1】比较大小：(1)22.1与22.3 (2)3.53与3.23 (3)0.9-0.3与1.1-0.1(4)0.90.3与0.70.4(5)110.233241.5,(),()33-.【变式2】利用函数的性质比较122，133，166【变式3】 比较1.5-0.2， 1.30.7， 132()3的大小.例6. (分类讨论指数函数的单调性)化简：4233-2a a a +举一反三： 【变式1】如果215x x a a +-≤（0a >，且1a ≠），求x 的取值范围．例7．判断下列函数的奇偶性：)()21121()(x x f x ϕ+-= (()x ϕ为奇函数)【变式1】判断函数的奇偶性：()221xx xf x =+-.类型五、指数函数的图象问题例8．如图的曲线C 1、C 2、C 3、C 4是指数函数xy a =的图象，而12,,3,22a π⎧⎫⎪⎪∈⎨⎬⎪⎪⎩⎭，则图象C 1、C 2、C 3、C 4对应的函数的底数依次是________、________、________、________．举一反三：【变式1】 设()|31|xf x =-，c ＜b ＜a 且()()()f c f a f b >>，则下列关系式中一定成立的是（ ）A ．33c b <B ．33c b >C ．332c a +>D ．332c a+<【变式2】为了得到函数935xy =⨯+的图象，可以把函数3xy =的图象( )A ．向左平移9个单位长度，再向上平移5个单位长度B ．向右平移9个单位长度，再向下平移5个单位长度C ．向左平移2个单位长度，再向上平移5个单位长度D ．向右平移2个单位长度，再向下平移5个单位长度1、已知集合},4221|{},1,1{1Z x x N M x ∈<<=-=+，则M N =（ ）A 、}1,1{-B 、}1{-C 、}0{D 、}0,1{- 2、设5.1348.029.01)21(,8,4-===y y y ，则（ ）A 、213y y y >>B 、312y y y >>C 、321y y y >>D 、231y y y >> 3、当11≤≤-x 时，函数22-=xy 的值域为（ ） A 、]0,23[-B 、]23,0[C 、]0,1[-D 、]1,23[- 4、函数12212,+==x x a y a y （)1,0≠>a a ，若恒有12y y ≤，则底数a 的取值范围是（ ） A 、1>a B 、10<<a C 、10<<a 或1>a D 、无法确定 5、下列函数值域为),0(+∞的是（ ）A 、xy -=215 B 、xy -=1)31( C 、1)21(-=x y D 、x y 21-= 6、当0≠a 时，函数b ax y +=和axb y =的图象只可能是图中的（ ）7、函数)1,0(≠>=a a a y x在]2,1[上最大值比最小值大2a，则a = 。
指数函数的概念
⑵ y 3 解：（2） 由5x-1≥0得
5 x1
1 x 5 所以，所求函数定义域为
1 x | x 5
由
5x 1 0 得y≥1
所以，所求函数值域为{y|y≥1}
⑶
y 2x 1
由
解：（3）所求函数定义域为R
2 0
x
可得
2 1 1
x
所以，所求函数值域为{y|y>1}
6 5 4
x 1
所以，所求函数值域为 {y|y>0且y≠1}
-6
fx =
0.4 x-1
3
2
1
-4
-2
2
4
6
-1
-2
说明：对于值域的求解，可以令 考察指数函数y= 并结合图象 直观地得到: 函数值域为 {y|y>0且y≠1}
1 t x 1
0.4
t
(t 0)
6
5
4
3
2
1
-4
-2
2
4
6
-1
1 x 1 , x 1 2 2 x 1 , x 1
3.2
3.2 3.2 3.2 3.2 333 3
3
3
-0.2
对于有些复合函数的图象，则常用基本函数图象+变换方法 作出：即把我们熟知的基本函数图象，通过平移、作其对称图 等方法，得到我们所要求作的复合函数的图象，这种方法我们 遇到的有以下几种形式： 函 数 y=f(x+a) y=f(x)+a y=f(-x) y=-f(x) y=-f(-x) y=f(|x|) y=|f(x)| y=f(x) a>0时向左平移a个单位；a<0时向右平移|a|个单位. a>0时向上平移a个单位；a<0时向下平移|a|个单位. y=f(-x)与y=f(x)的图象关于y轴对称. y=-f(x)与y=f(x)的图象关于x轴对称. y=-f(-x)与y=f(x)的图象关于原点轴对称.
指数函数
指数函数概念：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。
注意：⒈指数函数对外形要求严格，前系数要为1，否则不能为指数函数。
⒉指数函数的定义仅是形式定义。
指数函数的图像与性质：规律：1. 当两个指数函数中的a互为倒数时，两个函数关于y轴对称，但这两个函数都不具有奇偶性。
2.当a＞1时，底数越大，图像上升的越快，在y轴的右侧，图像越靠近y轴；当0＜a＜1时，底数越小，图像下降的越快，在y轴的左侧，图像越靠近y轴。
在y轴右边“底大图高”；在y轴左边“底大图低”。
3.四字口诀：“大增小减”。
即：当a ＞1时，图像在R 上是增函数；当0＜a ＜1时，图像在R 上是减函数。
4. 指数函数既不是奇函数也不是偶函数。
比较幂式大小的方法：1. 当底数相同时，则利用指数函数的单调性进行比较；2. 当底数中含有字母时要注意分类讨论；3. 当底数不同，指数也不同时，则需要引入中间量进行比较；4.对多个数进行比较，可用0或1作为中间量进行比较底数的平移：在指数上加上一个数，图像会向左平移；减去一个数，图像会向右平移。
在f(X)后加上一个数，图像会向上平移；减去一个数，图像会向下平移。
对数函数1.对数函数的概念由于指数函数y=a x 在定义域(-∞，+∞)上是单调函数，所以它存在反函数，我们把指数函数y=a x (a ＞0，a ≠1)的反函数称为对数函数，并记为y=log a x(a ＞0，a ≠1).因为指数函数y=a x 的定义域为(-∞，+∞)，值域为(0，+∞)，所以对数函数y=log a x 的定义域为(0，+∞)，值域为(-∞，+∞).2.对数函数的图像与性质对数函数与指数函数互为反函数，因此它们的图像对称于直线y=x . 据此即可以画出对数函数的图像，并推知它的性质.为了研究对数函数y=log a x(a ＞0，a ≠1)的性质，我们在同一直角坐标系中作出函数y=log 2x ，y=log 10x ，y=log 10x,y=log 21x,y=log 101x 的草图由草图，再结合指数函数的图像和性质，可以归纳、分析出对数函数y=log a x(a＞0，a≠1)的图像的特征和性质.见下表.图象a＞1 a＜1性质(1)x＞0(2)当x=1时，y=0(3)当x＞1时，y＞00＜x＜1时，y＜0(3)当x＞1时，y＜00＜x＜1时，y＞0 (4)在(0，+∞)上是增函数(4)在(0，+∞)上是减函数补充性质设y1=log a x y2=log b x其中a＞1，b＞1(或0＜a＜1 0＜b＜1) 当x＞1时“底大图低”即若a＞b则y1＞y2当0＜x＜1时“底大图高”即若a＞b，则y1＞y2比较对数大小的常用方法有：(1)若底数为同一常数，则可由对数函数的单调性直接进行判断.(2)若底数为同一字母，则按对数函数的单调性对底数进行分类讨论.(3)若底数不同、真数相同，则可用换底公式化为同底再进行比较.(4)若底数、真数都不相同，则常借助1、0、-1等中间量进行比较.3.指数函数与对数函数对比幂函数幂函数的图像与性质幂函数ny x =随着n 的不同，定义域、值域都会发生变化，可以采取按性质和图像分类记忆的方法．熟练掌握n y x =，当112,1,,,323n =±±±的图像和性质，列表如下． 从中可以归纳出以下结论：① 它们都过点()1,1，除原点外，任何幂函数图像与坐标轴都不相交，任何幂函数图像都不过第四象限．② 11,,1,2,332a =时，幂函数图像过原点且在[)0,+∞上是增函数．③ 1,1,22a =---时，幂函数图像不过原点且在()0,+∞上是减函数．④ 何两个幂函数最多有三个公共点．.定义域R R R奇偶性奇奇奇非奇非偶奇在第Ⅰ象限的增减性在第Ⅰ象限单调递增在第Ⅰ象限单调递增在第Ⅰ象限单调递增在第Ⅰ象限单调递增在第Ⅰ象限单调递减ny x=奇函数偶函数非奇非偶函数1n>01n<<0 n<O xyO xyO xyO xyO xyO xyO xyO xyO xy幂函数y x α=（x ∈R ，α是常数）的图像在第一象限的分布规律是：①所有幂函数y x α=（x ∈R ，α是常数）的图像都过点)1,1(；②当21,3,2,1=α时函数y x α=的图像都过原点)0,0(；③当1=α时，y x α=的的图像在第一象限是第一象限的平分线（如2c ）；④当3,2=α时，y x α=的的图像在第一象限是“凹型”曲线（如1c ）⑤当21=α时，y x α=的的图像在第一象限是“凸型”曲线（如3c ）⑥当1-=α时，y x α=的的图像不过原点)0,0(，且在第一象限是“下滑”曲线（如4c ）当0>α时，幂函数y x α=有下列性质：（1）图象都通过点)1,1(),0,0(；（2）在第一象限内都是增函数；（3）在第一象限内，1>α时，图象是向下凸的；10<<α时，图象是向上凸的； （4）（在第一象限内，过点)1,1(后，图象向右上方无限伸展。
指数函数的三个特征
指数函数的三个特征指数函数是高中数学中的重要概念，它具有以下三个特征：增长速度快、函数值始终大于零、具有对称轴。
在本文中，我们将深入探讨这三个特征，并分别进行详细解释。
指数函数的增长速度非常快。
指数函数的定义是f(x) = a^x，其中a为底数，x为指数。
当底数a大于1时，指数函数呈现出递增趋势，随着x的增大，函数值以指数级别增长。
例如，当a=2时，f(x) = 2^x的函数值随着x的增大呈现出指数增长的趋势，增长速度迅猛。
这种增长速度快的特点使得指数函数在描述许多现实世界中的增长和衰减过程时非常有用。
指数函数的函数值始终大于零。
由于底数a的任何正数次幂都大于0，所以指数函数的函数值始终大于零，即f(x)>0。
这使得指数函数在描述比例关系时非常有用。
例如，当a=0.5时，f(x) = 0.5^x 的函数值随着x的增大逐渐接近于0，但始终大于0。
这种特性使得指数函数在概率、百分比、利润等方面的计算中得到广泛应用。
指数函数具有对称轴。
指数函数的对称轴是y轴，即当x取任意值时，f(x) = a^x的函数值与f(-x)的函数值相等。
这是因为指数函数的定义中指数x可以是任意实数，正数和负数的函数值是相等的。
例如，当a=3时，f(x) = 3^x的函数值与f(-x)的函数值相等，这意味着函数图像关于y轴对称。
这种对称性使得指数函数在研究对称性质时非常方便。
指数函数具有增长速度快、函数值始终大于零、具有对称轴等三个特征。
这些特征使得指数函数在数学、科学和工程等领域中得到广泛应用。
我们在实际问题中，可以利用指数函数的快速增长特性来描述人口增长、物质衰变等现象；可以利用函数值始终大于零的特性来计算概率、百分比、利润等；可以利用对称轴的特性来研究对称性质。
因此，深入理解和掌握指数函数的三个特征对于数学学习和实际应用具有重要意义。
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内容之一。
它是以底数为常数、指数为自变量的函数，具有独特的性质和应用。
本文将从定义、性质、图像和应用四个方面对指数函数进行总结。
一、定义指数函数是具有形式f(x) = a^x的函数，其中a为大于0且不等于1的常数。
指数函数是一种通过指数幂运算的方式获得函数值的数学函数。
二、性质1. 底数大于1时，指数函数是增函数；底数在0和1之间时，指数函数是减函数。
这意味着指数函数的图像可以分为两种情况：斜上升和斜下降。
2. 指数函数有定义域为全体实数，值域为正实数。
3. 指数函数的图像经过点(0,1)，即a^0 = 1。
4. 指数函数的平行于x轴的渐近线为y = 0。
这是因为指数函数在负无穷大时趋于0。
5. 指数函数的性质可以推广到负指数，即f(x) = a^(-x)。
相同的性质适用于负指数函数。
三、图像指数函数的图像特点很明显。
当底数a大于1时，指数函数的图像会从左下方无限趋近于x轴。
当底数a在0和1之间时，指数函数的图像会从左上方无限趋近于x轴。
指数函数的图像在逼近x轴时变得非常陡峭。
这是因为随着指数不断增加，函数的增长速度越来越快。
四、应用指数函数在现实世界中有许多应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 金融领域：指数函数在复利计算中发挥着重要作用。
复利是指在计算利息时将利息加入到本金中，进而计算下一阶段的利息。
指数函数可用于计算定期存款或贷款的未来价值或余额。
2. 自然科学：指数函数在自然科学中广泛应用，尤其是在物理学和化学方面。
例如，放射性衰变是一个指数运动，指数函数可用于描述放射性物质的衰变过程。
3. 经济学：指数函数在经济学中用于描述人口增长、市场价格和物品生产等。
经济学家常常使用指数函数来分析和预测经济趋势。
4. 生物学：指数函数在生物学中用于描述生物种群的增长。
当环境资源充足时，生物种群的增长可以被指数函数描述。
总结：指数函数是一种重要的数学函数，在各个领域都有重要的应用。
指数 函数
指数函数引言指数函数是一种基本的数学函数，具有广泛的应用。
在本文中，我们将深入探讨指数函数的定义、性质和应用。
指数函数可以描述物理、经济和自然现象，因此理解指数函数将有助于我们更好地理解我们所处的世界。
什么是指数函数？指数函数可以表示为f(x)=a x，其中a是常数且大于零，x是变量。
指数函数从自然数到实数的映射，它的定义域是整个实数集。
指数函数与幂函数有相似之处，但其底数是固定的常数。
特殊情况当a=2时，指数函数被称为二次指数函数。
当a=10时，指数函数被称为常用对数函数。
这些特殊情况在计算机科学和信息技术中具有重要意义。
指数函数的性质指数函数具有以下特点： 1. 当x为正数时，指数函数是递增的。
随着x的增加，函数值也随之增加。
2. 当x为负数时，指数函数是递减的。
随着x的减小，函数值也随之减小。
3. 当x为零时，指数函数的值为1。
4. 当a大于1时，指数函数增长速度加快；当0小于a小于1时，指数函数增长速度减慢。
指数函数的图像指数函数的图像取决于底数a的值。
当a大于1时，函数曲线上升不断接近y轴，有电子学的组织与无穷远点（x轴）之间的相互作用。
当0小于a小于1时，函数曲线下降接近y轴，类似于放射性物质的衰减曲线。
指数函数的应用指数函数在许多领域和应用中都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用示例：1. 金融领域指数函数在金融领域中扮演着重要的角色，特别是在复利计算和投资分析中。
复利是指根据时间和利率计算出的利息的加成。
利率越高，资金增长越快，这与指数函数的性质相吻合。
因此，指数函数可以用来描述投资的增长和收益的变化。
2. 自然科学指数函数在自然科学中有许多实际应用。
例如，在放射性衰变的研究中，指数函数可以描述放射性物质的衰减速度。
指数函数还可以描述许多物理过程的增长或衰减，如人口增长、细菌繁殖等。
3. 经济学指数函数在经济学中也有重要的应用。
例如，经济增长模型中的指数函数可以描述经济产出的增长速度。
指数函数的定义
4 3 2 1
-6 -4 -2
4
3
2
1
-3 -2 -1 0
1 2 3 4 5
2 4
6
8
小结：小结： y = 2 与 y = 2 的关系： 当m>0时，将指数函数 y = 2 x 的图象向右平行移 xm 动m个单位长度，就得到函数 y = 2 的图象； 当m<0时，将指数函数 y = 2 x 的图象向左平行移 动m个单位长度，就得到函数 y = 2 x m 的图象。
0.93.1 < 1
3.2 3 2.8 2.6 2.4
2.2
2.2
2
2
1.8
1.8
f(x) = 1.7x
f(x) = 0.9x
1.6
1.6
1.4
1.4
1.2
1.2
1
1
0.8
0.8
0.6
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
-2
-1.5
-1
-0.5 -0.2
0.5
1
1.5
2
2.5
-0.5 -0.2
0.5
1
1.5
9 8 7 6 5 4 3 2 1 -6 -4 -2 2
2
x
的图象向左平行移动1个单位长度，
2
x
4
6
8
y = 2 x 1 与 y = 2 x 2 ⑵
解：⑵列出函数数据表,作出图像
x -3 0.125 0.625 0.3125 -2 0.25 0.125 0.625 -1 0.5 0.25 0.125 0 1 0.5 0.25 1 2 1 0.5 2 4 2 1 3 8 4 2
指数函数的基本恒等式
指数函数的基本恒等式指数函数是数学中非常重要的函数之一，它可以用来描述各种复杂的计算过程，并在不同领域有着广泛的应用。
在学习指数函数的过程中，我们要掌握其基本恒等式，这是解决各种指数函数问题的重要工具。
一、指数函数的基本定义指数函数的基本形式是$f(x)=a^x$，其中$a$是一个正实数，$x$可以是任意实数。
当$a>1$时，指数函数是递增的，当$0<a<1$时，指数函数是递减的。
指数函数在解决许多实际问题中都有很重要的作用，例如在金融、经济、物理、生物等领域都有广泛的应用，例如在计算复利、预测经济变化趋势、计算放射性物质的衰变等。
二、指数函数的基本恒等式指数函数的基本恒等式包含两个重要的公式：指数函数的乘法恒等式以及指数函数的除法恒等式。
1、指数函数的乘法恒等式指数函数的乘法恒等式是指，当指数函数相乘时，底数不变，指数相加。
即：$a^m \cdot a^n = a^{m+n}$例如，$2^3 \cdot 2^4 = 2^{3+4} = 2^7$。
这个公式可以用于解决指数函数相乘的问题，例如计算$2^3 \cdot 2^{5x}$，可以将它化为$2^{3+5x}$。
这个公式也可以用于求指数函数的幂次方，例如计算$(2^3)^4$，可以将它化为$2^{3\times 4} = 2^{12}$。
2、指数函数的除法恒等式指数函数的除法恒等式是指，当指数函数相除时，底数不变，指数相减。
即：$\frac{a^m}{a^n} = a^{m-n}$例如，$\frac{2^5}{2^3} = 2^{5-3} = 2^2$。
这个公式可以用于解决指数函数相除的问题，例如计算$\frac{2^5}{2^{3x}}$，可以将它化为$2^{5-3x}$。
这个公式也可以用于求指数函数的根式，例如计算$\sqrt{2^8}$，可以将它化为$2^{8/2} = 2^4$。
三、指数函数的应用举例指数函数的基本恒等式在实际应用中有着广泛的应用。
指数函数的概念PPT课件.ppt
二.图象与性质
1.图象的画法:性质指导下的列表描点法. 2.草图:
观察指数函数 f (x) ax (a 1)
性质
(1) 无论a为何值,指数函数 f (x) a x 都有定义域为R
值域为 0, ,都过点(0,1).
(2) a 1 时, f (x) a x 在定义域内为增函数； 0 a 1 时, f (x) a x 在定义域内为减函数．
(3)关于是否是指数函数的判断
请看下面函数是否是指数函数：
(1) y x
(2) y 0.3x2
(3) y ( 3)3x
(5) y 1 x 1 44
(4) y 2 ( 3 )2x 4
归纳性质
函数 y 2 x
1.定义域: R
2.值 域: 0,
3.奇偶性:既不是奇函数也不是偶函数
例2.比较下列各组数的大小.
(1) ( 1 )0.8与( 1 )1.8
4
2
(2)
(
8
)
3 7
与(
7
5
)12
7
8
(3) 1.080.3与0.983.1
小结比较大小的方法：
1.构造函数的方法: 数的特征是同底不同指 (包括可转化为同底的)
2. 搭桥比较法: 用特殊的数1或 0.
课堂小结
1.指数函数的概念 2.指数函数的图象和性质 3.简单应用
一、指数函数的概念
1.定义:形如 f (x) a x (a 0, a 1)的函数称为指数函数.
2.几点说明:
(1)关于对 a 的规定:
若 a 0 对于 x 0, a x 都无意义
高一数学指数函数的概念、图象与性质(解析版)
专题32 指数函数的概念、图象与性质1．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，函数的定义域为R. 温馨提示：指数函数解析式的3个特征： (1)底数a 为大于0且不等于1的常数． (2)自变量x 的位置在指数上，且x 的系数是1. (3)a x 的系数是1.2．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 ＝a x 与y ＝a －x 的图象关于y 轴对称(1)底数的大小决定了图象相对位置的高低：不论是a >1，还是0<a <1，在第一象限内底数越大，函数图象越靠近y 轴．当a >b >1时，①若x >0，则a x >b x >1；②若x <0，则1>b x >a x >0. 当1>a >b >0时，①若x >0，则1>a x >b x >0；②若x <0，则b x >a x >1. (2)指数函数的图象都经过点(0,1)，且图象都在x 轴上方．(3)当a >1时，x →－∞，y →0；当0<a <1时，x →＋∞，y →0.(其中“x →＋∞”的意义是“x 趋近于正无穷大”)题型一 指数函数的概念1．下列各函数中，是指数函数的是( )A ．y ＝(－3)xB ．y ＝－3xC ． y ＝3x －1 D ．y ＝⎝⎛⎭⎫13x [解析]由指数函数的定义知a >0且a ≠1，故选D. 2．下列函数一定是指数函数的是( )A ．y ＝2x ＋1 B ．y ＝x 3 C ．y ＝3·2xD ．y ＝3－x[解析]由指数函数的定义可知D 正确． 3．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 ．0个 B ．1个 C ．3个D ．4个[解析]由指数函数的定义可判定，只有②正确．[答案] B 4．下列函数：①y ＝2·3x ；②y ＝3x ＋1；③y ＝3x ；④y ＝x 3. 其中，指数函数的个数是( ) A ．0 B ．1 C ．2D ．3[解析]形如“y ＝a x (a >0，且a ≠1)”的函数为指数函数，只有③符合，选B. 5．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[解析] (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. 6．指出下列哪些是指数函数．(1)y ＝4x ；(2)y ＝x 4；(3)y ＝－4x ；(4)y ＝(－4)x ；(5)y ＝πx ；(6)y ＝4x 2；(7)y ＝x x ；(8)y ＝(2a －1)x ⎝⎛⎭⎫a ＞12，且a ≠1. [解析] (2)是四次函数；(3)是－1与4x 的乘积；(4)中底数－4＜0；(6)是二次函数；(7)中底数x 不是常数． 它们都不符合指数函数的定义，故不是指数函数．综上可知，(1)(5)(8)是指数函数． 7．已知函数f (x )＝(2a －1)x 是指数函数，则实数a 的取值范围是________．[解析]由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧2a －1>0，2a －1≠1，解得a >12，且a ≠1，所以实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫12，1∪(1，＋∞)． 8．函数y ＝(a －2)2a x 是指数函数，则( )A ．a ＝1或a ＝3B ．a ＝1C ．a ＝3D ．a >0且a ≠1[解析]由指数函数的概念可知，⎩⎪⎨⎪⎧(a －2)2＝1，a >0，a ≠1，得a ＝3.9．函数f (x )＝(m 2－m ＋1)a x (a >0，且a ≠1)是指数函数，则m ＝________. [解析]∵函数f (x )＝(m 2－m ＋1)a x 是指数函数，∴m 2－m ＋1＝1，解得m ＝0或1. 10．若函数y ＝(a 2－4a ＋4)a x 是指数函数，则a 的值是( )A ．4B ．1或3C ．3D ．1[解析]由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a >0，a ≠1，a 2－4a ＋4＝1，解得a ＝3，故选C.11．若函数f (x )＝(a 2－2a ＋2)(a ＋1)x 是指数函数，则a ＝________. [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 ＝1.12．指数函数f (x )＝a x 的图象经过点(2,4)，则f (－3)的值是________． [解析]由题意知4＝a 2，所以a ＝2，因此f (x )＝2x ，故f (－3)＝2－3＝18.13．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________．[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. 14．已知函数f (x )为指数函数，且f ⎝⎛⎭⎫－32＝39，则f (－2)＝________. [解析]设f (x )＝a x (a >0且a ≠1)，由f ⎝⎛⎭⎫－32＝39得a －32＝39，所以a ＝3，又f (－2)＝a －2， 所以f (－2)＝3－2＝19.15．若函数f (x )是指数函数，且f (2)＝9，则f (－2)＝________，f (1)＝________. [解析]设f (x )＝a x (a >0，且a ≠1)，∵f (2)＝9，∴a 2＝9，a ＝3，即f (x )＝3x . ∴f (－2)＝3－2＝19，f (1)＝3.16．若点(a,27)在函数y ＝(3)x 的图象上，则a 的值为( )A. 6 B ．1 C ．2 2D ．0[解析]选A 点(a,27)在函数y ＝(3)x 的图象上，∴27＝(3)a ， 即33＝3a 2，∴a2＝3，解得a ＝6，∴a ＝ 6.故选A.17．已知函数f (x )＝⎝⎛⎭⎫12ax ，a 为常数，且函数的图象过点(－1,2)，则a ＝________，若g (x )＝4－x－2， 且g (x )＝f (x )，则x ＝________.[解析]因为函数的图象过点(－1,2)，所以⎝⎛⎭⎫12－a＝2，所以a ＝1，所以f (x )＝⎝⎛⎭⎫12x ， g (x )＝f (x )可变形为4－x －2－x －2＝0，解得2－x ＝2，所以x ＝－1. 18．已知f (x )＝2x ＋12x ，若f (a )＝5，则f (2a )＝________.[解析]因为f (x )＝2x ＋12x ，f (a )＝5，则f (a )＝2a ＋12a ＝5.所以f (2a )＝22a ＋122a ＝(2a )2＋⎝⎛⎭⎫12a 2＝⎝⎛⎭⎫2a ＋12a 2－2＝23. 19．若f (x )满足对任意的实数a ，b 都有f (a ＋b )＝f (a )·f (b )且f (1)＝2，则f (2)f (1)＋f (4)f (3)＋f (6)f (5)＋…＋f (2020)f (2019)＝( )A ．1010B ．2020C ．2019D ．1009[解析]不妨设f (x )＝2x ，则f (2)f (1)＝f (4)f (3)＝…＝f (2020)f (2019)＝2，所以原式＝1010×2＝2020.题型二 指数函数的图象及其应用1．y ＝⎝⎛⎭⎫34x的图象可能是( )[解析]0<34<1且过点(0,1)，故选C.2．函数y ＝3－x 的图象是( )A B C D[解析]∵y ＝3－x＝⎝⎛⎭⎫13x，∴B 选项正确．3．函数y ＝2－|x |的大致图象是( )[解析]y ＝2－|x |＝⎩⎪⎨⎪⎧2－x ，x ≥0.2x ，x <0，画出图象，可知选C. 4．函数y ＝a －|x |(0<a <1)的图象是( )A B C D[解析]y ＝a－|x |＝⎝⎛⎭⎫1a |x|，易知函数为偶函数，∵0<a <1，∴1a>1，故当x >0时，函数为增函数，当x <0时，函数为减函数，当x ＝0时，函数有最小值，最小值为1，且指数函数为凹函数，故选A. 5．函数y ＝－2－x 的图象一定过第________象限．[解析]y ＝－2－x ＝－⎝⎛⎭⎫12x 与y ＝⎝⎛⎭⎫12x 关于x 轴对称，一定过第三、四象限． 6．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[解析]从曲线的变化趋势，可以得到函数f (x )为减函数，从而有0<a <1；从曲线位置看， 是由函数y ＝a x (0<a <1)的图象向左平移|－b |个单位长度得到，所以－b >0，即b <0. 7．已知0<m <n <1，则指数函数①y ＝m x ，②y ＝n x 的图象为( )[解析]由于0<m <n <1，所以y ＝m x 与y ＝n x 都是减函数，故排除A 、B ，作直线x ＝1与两个曲线相交， 交点在下面的是函数y ＝m x 的图象，故选C.8．若a >1，－1<b <0，则函数y ＝a x ＋b 的图象一定在( )A ．第一、二、三象限B ．第一、三、四象限C ．第二、三、四象限D ．第一、二、四象限[解析]A,∵a >1，且－1<b <0，故其图象如图所示．]9．若函数y ＝a x ＋b －1(a >0，且a ≠1)的图象经过第二、三、四象限，则一定有( )A ．0<a <1，且b >0B ．a >1，且b >0C ．0<a <1，且b <0D ．a >1，且b <0[解析]函数y ＝a x ＋b －1(a >0，且a ≠1)的图象是由函数y ＝a x 的图象经过向上或向下平移而得到的，因其图象不经过第一象限，所以a ∈(0,1)．若经过第二、三、四象限，则需将函数y ＝a x (0<a <1)的图象向下平移至少大于1个单位长度，即b －1<－1⇒b <0.故选C.10．若函数y ＝a x ＋m －1(a ＞0)的图象经过第一、第三和第四象限，则( )A ．a ＞1B ．a ＞1，且m ＜0C ．0＜a ＜1，且m ＞0D ．0＜a ＜1[解析]选B,y ＝a x (a ＞0)的图象在第一、二象限内，欲使y ＝a x ＋m －1的图象经过第一、三、四象限，必须将y ＝a x 向下移动．当0＜a ＜1时，图象向下移动，只能经过第一、二、四象限或第二、三、四象限，故只有当a ＞1时，图象向下移动才可能经过第一、三、四象限．当a ＞1时，图象向下移动不超过一个单位时，图象经过第一、二、三象限，向下移动一个单位时，图象恰好经过原点和第一、三象限，欲使图象经过第一、三、四象限，则必须向下平移超过一个单位，故m －1＜－1，所以m ＜0，故选B. 11．函数f (x )＝a x 与g (x )＝－x ＋a 的图象大致是( )[解析]当a >1时，函数f (x )＝a x 单调递增，当x ＝0时，g (0)＝a >1，此时两函数的图象大致为选项A. 12．二次函数y ＝ax 2＋bx 与指数函数y ＝⎝⎛⎭⎫b a x的图象可能是( )[解析]二次函数y ＝a ⎝⎛⎭⎫x ＋b 2a 2－b 24a ，其图象的顶点坐标为⎝⎛⎭⎫－b 2a ，－b 24a ，由指数函数的图象知0<ba<1， 所以－12<－b 2a <0，再观察四个选项，只有A 中的抛物线的顶点的横坐标在－12和0之间．13．已知函数f(x)＝(x－a)(x－b)(其中a>b)的图象如图所示，则函数g(x)＝a x＋b的图象是()[解析]由函数f(x)＝(x－a)(x－b)(其中a>b)的图象可知0<a<1，b<－1，所以函数g(x)＝a x＋b是减函数，排除选项C、D；又因为函数图象过点(0,1＋b)(1＋b<0)，故选A.14．如图是指数函数①y＝a x，②y＝b x，③y＝c x，④y＝d x的图象，则a，b，c，d与1的大小关系为()A．a<b<1<c<d B．b<a<1<d<c C．1<a<b<c<d D．a<b<1<d<c[解析](1)解法一：由图象可知③④的底数必大于1，①②的底数必小于1.作直线x＝1，在第一象限内直线x＝1与各曲线的交点的纵坐标即各指数函数的底数，则1<d<c，b<a<1，从而可知a，b，c，d与1的大小关系为b<a<1<d<c.解法二：根据图象可以先分两类：③④的底数大于1，①②的底数小于1，再由③④比较c，d的大小，由①②比较a，b的大小．当指数函数的底数大于1时，图象上升，且底数越大时图象向上越靠近y轴；当底数大于0小于1时，图象下降，底数越小，图象向右越靠近x轴．15．方程|2x－1|＝a有唯一实数解，则a的取值范围是________．[解析]作出y＝|2x－1|的图象，如图，要使直线y＝a与图象的交点只有一个，∴a≥1或a＝0.16．函数y＝a x－3＋3(a>0，且a≠1)的图象过定点________．[解析]因为指数函数y＝a x(a>0，且a≠1)的图象过定点(0,1)，所以在函数y＝a x－3＋3中，令x－3＝0，得x＝3，此时y＝1＋3＝4，即函数y＝a x－3＋3的图象过定点(3,4)．17．函数y＝2a x＋3＋2(a>0，且a≠1)的图象过定点________．[解析]令x＋3＝0得x＝－3，此时y＝2a0＋2＝2＋2＝4.即函数y＝2a x＋3＋2(a>0，且a≠1)的图象过定点(－3,4)．18．当a>0，且a≠1时，函数f(x)＝a x＋1－1的图象一定过点()A．(0,1) B．(0，－1)C ．(－1,0)D ．(1,0)[解析] 当x ＝－1时，显然f (x )＝0，因此图象必过点(－1,0)．19．已知函数y ＝2a x －1＋1(a >0且a ≠1)恒过定点A (m ，n )，则m ＋n ＝( )A ．1B ．3C ．4D ．2[解析]选C,由题意知，当x ＝1时，y ＝3，故A (1,3)，m ＋n ＝4. 20．函数y ＝a 2x ＋1＋1(a >0，且a ≠1)的图象过定点________． [解析]令2x ＋1＝0得x ＝－12，y ＝2，所以函数图象恒过点⎝⎛⎭⎫－12，2. 21．若函数y ＝2－|x |－m 的图象与x 轴有交点，则( )A ．－1≤m ＜0B ．0≤m ≤1C ．0＜m ≤1D ．m ≥0[解析]易知y ＝2－|x |－m ＝⎝⎛⎭⎫12|x |－m .若函数y ＝2－|x |－m 的图象与x 轴有交点，则方程⎝⎛⎭⎫12|x |－m ＝0有解， 即m ＝⎝⎛⎭⎫12|x |有解．∵0＜⎝⎛⎭⎫12|x |≤1，∴0＜m ≤1. 22．已知f (x )＝2x 的图象，指出下列函数的图象是由y ＝f (x )的图象通过怎样的变化得到：(1)y ＝2x ＋1；(2)y ＝2x －1；(3)y ＝2x ＋1；(4)y ＝2－x ；(5)y ＝2|x |. [解析] (1)y ＝2x ＋1的图象是由y ＝2x 的图象向左平移1个单位得到．(2)y ＝2x－1的图象是由y ＝2x 的图象向右平移1个单位得到．(3)y ＝2x ＋1的图象是由y ＝2x 的图象向上平移1个单位得到．(4)∵y ＝2－x 与y ＝2x 的图象关于y 轴对称，∴作y ＝2x 的图象关于y 轴的对称图形便可得到y ＝2－x的图象．(5)∵y ＝2|x |为偶函数，故其图象关于y 轴对称，故先作出当x ≥0时，y ＝2x 的图象，再作关于y 轴的对称图形，即可得到y ＝2|x |的图象．23．已知函数f (x )＝a x ＋b (a ＞0，且a ≠1)．(1)若f (x )的图象如图①所示，求a ，b 的值； (2)若f (x )的图象如图②所示，求a ，b 的取值范围；(3)在(1)中，若|f (x )|＝m 有且仅有一个实数根，求m 的取值范围．[解析] (1)f (x )的图象过点(2,0)，(0，－2)，所以⎩⎪⎨⎪⎧a 2＋b ＝0，a 0＋b ＝－2，又因为a ＞0，且a ≠1，所以a ＝3，b ＝－3.(2)f (x )单调递减，所以0＜a ＜1，又f (0)＜0.即a 0＋b ＜0，所以b ＜－1. 故a 的取值范围为(0,1)，b 的取值范围为(－∞，－1)．(3)画出|f (x )|＝|(3)x －3|的图象如图所示，要使|f (x )|＝m 有且仅有一个实数根， 则m ＝0或m ≥3.故m 的取值范围为[3，＋∞)∪{0}．题型三 指数函数的定义域与值域1．求下列函数的定义域和值域：(1)y ＝1－3x ；(2)y ＝21x －4 ; (3)y ＝⎝⎛⎭⎫23－|x | ; (4)y ＝⎝⎛⎭⎫12x 2－2x －3；(5)y ＝4x ＋2x ＋1＋2. [解析] (1)要使函数式有意义，则1－3x ≥0，即3x ≤1＝30，因为函数y ＝3x 在R 上是增函数，所以x ≤0， 故函数y ＝1－3x 的定义域为(－∞，0]．因为x ≤0，所以0<3x ≤1，所以0≤1－3x <1， 所以1－3x ∈[0,1)，即函数y ＝1－3x 的值域为[0,1)． (2)要使函数式有意义，则x －4≠0，解得x ≠4. 所以函数y ＝21x －4的定义域为{x |x ≠4}．因为1x －4≠0，所以21x －4 ≠1，即函数y ＝21x －4 的值域为{y |y >0，且y ≠1}．(3)要使函数式有意义，则－|x |≥0，解得x ＝0.所以函数y ＝⎝⎛⎭⎫23－|x |的定义域为{x |x ＝0}．因为x ＝0，所以⎝⎛⎭⎫23－|x | ＝⎝⎛⎭⎫230＝1，即函数y ＝⎝⎛⎭⎫23－|x |的值域为{y |y ＝1}． (4)定义域为R.∵x 2－2x －3＝(x －1)2－4≥－4，∴⎝⎛⎭⎫12x 2－2x －3≤⎝⎛⎭⎫12－4＝16. 又∵⎝⎛⎭⎫12x 2－2x －3>0，∴函数y ＝⎝⎛⎭⎫12x 2－2x －3的值域为(0,16]． (5)因为对于任意的x ∈R ，函数y ＝4x ＋2x ＋1＋2都有意义，所以函数y ＝4x ＋2x ＋1＋2的定义域为R. 因为2x >0，所以4x ＋2x ＋1＋2＝(2x )2＋2×2x ＋2＝(2x ＋1)2＋1>1＋1＝2， 即函数y ＝4x ＋2x ＋1＋2的值域为(2，＋∞)． 2．(1)求函数y ＝⎝⎛⎭⎫132x -的定义域与值域；(2)求函数y ＝⎝⎛⎭⎫14x －1－4·⎝⎛⎭⎫12x ＋2，x ∈[0,2]的最大值和最小值及相应的x 的值． [解析] (1)由x －2≥0，得x ≥2，所以定义域为{x |x ≥2}．当x ≥2时，x －2≥0， 又因为0＜13＜1，所以y ＝⎝⎛⎭⎫13x －2的值域为{y |0＜y ≤1}．(2)∵y ＝⎝⎛⎭⎫14x －1－4·⎝⎛⎭⎫12x ＋2，∴y ＝4·⎝⎛⎭⎫14x －4·⎝⎛⎭⎫12x ＋2.令m ＝⎝⎛⎭⎫12x ，则⎝⎛⎭⎫14x ＝m 2. 由0≤x ≤2，知14≤m ≤1.∴f (m )＝4m 2－4m ＋2＝4⎝⎛⎭⎫m －122＋1. ∴当m ＝12，即当x ＝1时，f (m )有最小值1；当m ＝1，即x ＝0时，f (m )有最大值2.故函数的最大值是2，此时x ＝0，函数的最小值为1，此时x ＝1. 3．函数y ＝2x －1的定义域是( )A ．(－∞，0)B ．(－∞，0]C ．[0，＋∞)D ．(0，＋∞)[解析]由2x －1≥0，得2x ≥20，∴x ≥0.[答案] C 4．函数y ＝1－⎝⎛⎭⎫12x的定义域是________．[解析]由1－⎝⎛⎭⎫12x≥0得⎝⎛⎭⎫12x ≤1＝⎝⎛⎭⎫120，∴x ≥0，∴函数y ＝1－⎝⎛⎭⎫12x的定义域为[0，＋∞)．5．若函数y ＝a x －1的定义域是(－∞，0]，则a 的取值范围为( )A ．a >0B ．a <1C ．0<a <1D ．a ≠1[解析]由a x －1≥0，得a x ≥a 0.∵函数的定义域为(－∞，0]，∴0<a <1.6．若函数f (x )＝a x －a 的定义域是[1，＋∞)，则a 的取值范围是( ) A ．[0,1)∪(1，＋∞) B ．(1，＋∞) C ．(0,1)D ．(2，＋∞)[解析]∵a x －a ≥0，∴a x ≥a ，∴当a ＞1时，x ≥1.故函数定义域为[1，＋∞)时，a ＞1. 7．y ＝2x ，x ∈[1，＋∞)的值域是( )A ．[1，＋∞)B ．[2，＋∞)C ．[0，＋∞)D ．(0，＋∞)[解析]y ＝2x 在R 上是增函数，且21＝2，故选B. 8．函数y ＝16－4x 的值域是( )A ．[0，＋∞)B ．[0,4]C ．[0,4)D ．(0,4)[解析]要使函数有意义，须满足16－4x ≥0.又因为4x ＞0，所以0≤16－4x ＜16， 即函数y ＝16－4x 的值域为[0,4)．9．函数y ＝⎝⎛⎭⎫12x(x ≥8)的值域是( )A ．R B.⎝⎛⎦⎤0，1256 C.⎝⎛⎦⎤－∞，1256 D.⎣⎡⎭⎫1256，＋∞[解析]因为y ＝⎝⎛⎭⎫12x 在[8，＋∞)上单调递减，所以0<⎝⎛⎭⎫12x≤⎝⎛⎭⎫128＝1256. 10．函数y ＝1－2x ，x ∈[0,1]的值域是( )A ．[0,1]B ．[－1,0] C.⎣⎡⎦⎤0，12 D.⎣⎡⎦⎤－12，0 [解析]∵0≤x ≤1，∴1≤2x ≤2，∴－1≤1－2x ≤0，选B.11．已知函数y ＝⎝⎛⎭⎫13x 在[－2，－1]上的最小值是m ，最大值是n ，则m ＋n 的值为________．[解析]∵y ＝⎝⎛⎭⎫13x 在R 上为减函数，∴m ＝⎝⎛⎭⎫13－1＝3，n ＝⎝⎛⎭⎫13－2＝9，故m ＋n ＝12. 12．函数y ＝⎝⎛⎭⎫1222x x －＋的值域是________． [解析]设t ＝－x 2＋2x ＝－(x 2－2x )＝－(x －1)2＋1≤1，∴t ≤1.∵⎝⎛⎭⎫12t ≥⎝⎛⎭⎫121＝12，∴函数值域为⎣⎡⎭⎫12，＋∞. 13．函数y ＝⎝⎛⎭⎫12x 2－1的值域是________．[解析]∵x 2－1≥－1，∴y ＝⎝⎛⎭⎫12x 2－1≤⎝⎛⎭⎫12－1＝2，又y >0，∴函数值域为(0,2]．14．若函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x ，x <0，－2－x ，x >0，则函数f (x )的值域是________． [解析]由x <0，得0<2x <1；由x >0，∴－x <0,0<2－x <1，∴－1<－2－x <0，∴函数f (x )的值域为(－1,0)∪(0,1)．15．已知函数f (x )＝a x －1(x ≥0)的图象经过点⎝⎛⎭⎫2，12，其中a >0且a ≠1. (1)求a 的值；(2)求函数y ＝f (x )(x ≥0)的值域．[解析](1)∵f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫2，12，∴a 2－1＝12，则a ＝12. (2)由(1)知，f (x )＝⎝⎛⎭⎫12x －1，x ≥0.由x ≥0，得x －1≥－1，于是0<⎝⎛⎭⎫12x －1≤⎝⎛⎭⎫12－1＝2， 所以函数y ＝f (x )(x ≥0)的值域为(0,2]．16．若定义运算a ⊙b ＝⎩⎪⎨⎪⎧a ，a <b ，b ，a ≥b ，则函数f (x )＝3x ⊙3－x 的值域是________． [解析]当x >0时，3x >3－x, f (x )＝3－x ，f (x )∈(0,1)；当x ＝0时，f (x )＝3x ＝3－x ＝1； 当x <0时，3x <3－x ，f (x )＝3x ，f (x )∈(0,1)．综上， f (x )的值域是(0,1]．17．函数f (x )＝3x 3x ＋1的值域是________．[解析]数y ＝f (x )＝3x 3x ＋1，即有3x ＝－y y －1，由于3x ＞0，则－y y －1＞0，解得0＜y ＜1，值域为(0,1)． 18．若函数f (x )＝a x －1(a ＞0，且a ≠1)的定义域和值域都是[0,2]，求实数a 的值．[解析]当0＜a ＜1时，函数f (x )＝a x －1(a ＞0，且a ≠1)为减函数，所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 0－1＝2，a 2－1＝0无解． 当a ＞1时，函数f (x )＝a x －1(a ＞0，且a ≠1)为增函数，所以⎩⎪⎨⎪⎧a 0－1＝0，a 2－1＝2，解得a ＝ 3. 综上，a 的值为 3.19．已知f (x )＝9x －2×3x ＋4，x ∈[－1,2]．(1)设t ＝3x ，x ∈[－1,2]，求t 的最大值与最小值；(2)求f (x )的最大值与最小值．[解析](1)设t ＝3x ，∵x ∈[－1,2]，函数t ＝3x 在[－1,2]上是增函数，故有13≤t ≤9， 故t 的最大值为9，t 的最小值为13. (2)由f (x )＝9x －2×3x ＋4＝t 2－2t ＋4＝(t －1)2＋3，可得此二次函数的对称轴为t ＝1，且13≤t ≤9， 故当t ＝1时，函数f (x )有最小值为3，当t ＝9时，函数f (x )有最大值为67.。
指数函数特征
指数函数特征
指数函数是一种常见的数学函数，它的定义是以某个基数为底的指数函数。
指数函数的特
征是，它的图像是一条弯曲的曲线，它的图像是从原点开始，向右上方延伸的。
指数函数是一类常用的数学函数，它的形式为 y = a^x ，其中a是常数。
指数函数具有如下特征：
单调性：当a > 1时，指数函数单调递增，当0<a<1时，指数函数单调递减。
导函数：指数函数的导函数为 y' = a^x * ln(a)
增长率：当a > 1时，指数函数具有指数增长，当0<a<1时，指数函数具有指数缩减。
幂函数的性质：指数函数是一类幂函数，它在图像上具有对称性，即沿着y轴对称。
同时，它在x轴上的导数值为0，在x轴上的切线为水平直线。
函数值的上限/下限：指数函数的函数值在x趋近正无穷大/负无穷大时，函数值也会趋近
正无穷大/负无穷大
函数图像：指数函数图像会在x轴上截距为1，并且随x增大而快速增长。
函数的取值范围：当x为实数时，指数函数的值域是实数集.。
指数函数公式
指数函数公式指数函数在数学中是非常重要的一类函数，其具有形如f(f)=f f的特定形式。
它在许多领域中都有广泛的应用，包括数学、物理、经济学等。
本文将介绍指数函数的定义、性质和常见应用。
定义指数函数是以一个固定常数为底数，自变量为指数的函数。
通常表示为f(f)=f f，其中f是底数，f是指数。
在指数函数中，底数f必须为正实数且不能等于1，而指数f可以是任意实数。
性质指数函数具有以下几个重要的性质：1.增长性：当f1<f2时，若f>1，则f f1<f f2；若0<f<1，则f f1>f f2。
这意味着指数函数可以具有不同的增长趋势，取决于底数的大小。
2.取值范围：对于任意正实数f，指数函数的取值范围是 $(0,+\\infty)$。
这意味着指数函数的值始终是正数。
3.性质关联：指数函数与对数函数是互逆的。
即$a^{(\\log_a(x))} = x$ 和 $\\log_a(a^x) = x$。
常见应用指数函数在许多领域中都有重要的应用。
下面介绍几个常见的应用场景：1. 人口增长模型人口增长模型是指预测和研究人口数量随时间变化的模型。
在人口学中，指数函数经常被用来描述人口的增长。
当人口增长速度与当前人口数量成正比时，可以使用指数函数来建模。
例如，经典的 Malthusian 模型将人口增长率设定为与当前人口数量成正比，这时人口数量可以用指数函数来描述。
2. 财务领域中的复利计算复利是一种常见的财务概念，它指的是将利息再投资于本金，从而获得更大的收益。
指数函数可以用来计算复利的增长情况。
例如，设定初始本金为P，年利率为r，投资年数为n，则复利计算公式为 $A = P \\times (1 + r)^n$，其中 A 为最终获得的总金额。
3. 自然科学中的衰减过程在自然科学中，很多衰减过程可以使用指数函数来描述。
例如，放射性元素的衰变、药物浓度的降低等都可以用指数函数模型来分析。
指数函数
.
例 2：函数y = a + 1 a > 0, 且 a ≠ 1, b ∈ R 的图象恒过定点(1,2),求 b 的值。 8.指数函数的单调性 例：讨论函数y =
2 1 x −2x
3
的单调性。
习题 1、比较下列各组数的大小：
（1）若 （2）若 （3）若 （4）若 （5）若
，比较 ，比较 ，比较
x
当k=0或k 1时, 直线y=k与函数 y | 3 1 | 的图象有唯一的交点，所以方程有一解;
x
当 0<k<1 时, 直线 y=k 与函数 y | 3 1 | 的图象有两个不同交点，所以方程有两解。
函数性质 a 1 0 a 1 函数的定义域为 R 非奇非偶函数 函数的值域为 R+ a0 1 增函数 减函数
x 0, a x 1
x 0, a x 1
x 0, a x 1
x 0, a x 1
函数值开 函数值开 始增长较 始减小极 图象上升 图象上升 慢，到了 快，到了 趋势是越 趋势是越 某一值后 某一值后 来越陡 来越缓 增长速度 减小速度 极快； 较慢； 注意：利用函数的单调性，结合图象还可以看出： （1）在[a，b]上， f (x) a x (a 0且a 1) 值域是 [f (a ), f (b)] 或 [f (b), f (a )] ； （2）若 x 0 ，则 f (x) 1 ； f ( x ) 取遍所有正数当且仅当 x R ； （3）对于指数函数 f (x) a x (a 0且a 1) ，总有 f (1) a ；
∞) 上是增函数， ∴函数 y (a2 2a 5) x 在 (∞，
∴ 3 x 1 x ，解得 x
理解指数函数的基本概念与性质
理解指数函数的基本概念与性质指数函数是数学中的一种特殊函数，它的定义域是全体实数，值域是大于零的实数。
指数函数以其特殊的增长特性和广泛的应用而备受关注。
本文将从基本概念和性质两方面来深入理解指数函数。
一、基本概念指数函数是以常数e（数学常数，约等于2.71828）为底的幂函数，表达式为f(x) = a^x，其中a为底数，x为指数。
在指数函数中，底数a大于0且不等于1，指数x可以是任意实数。
1.1 指数函数的图像特点指数函数的图像呈现出特殊的增长规律。
当底数a大于1时，指数函数呈现增长趋势；当底数a介于0和1之间时，指数函数呈现下降趋势。
指数函数的图像经过点(0, 1)，这是由于a^0等于1。
1.2 指数函数的性质指数函数有以下重要性质：a) 当指数为零时，指数函数的值始终为1，即a^0 = 1；b) 当指数为正数时，指数函数呈现递增趋势，即a^n（n为正数）；c) 当指数为负数时，指数函数呈现递减趋势，即a^(-n) = 1 / a^n（n为正数）。
二、指数函数的常见应用指数函数在科学、金融和工程等领域有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：2.1 大自然的增长规律许多自然现象都可以使用指数函数来描述，如人口增长、细胞分裂等。
指数函数可以帮助我们预测和研究这些现象的增长趋势和规律。
2.2 经济增长与财务规划经济增长也可以通过指数函数来描述，特别是在复利计算中。
指数函数可以帮助我们理解和规划财务增长，包括银行利息计算、投资回报预测等。
2.3 无限接近与趋势逼近指数函数的特殊性质使其在数学中有着广泛的应用，如级数求和、数值逼近等。
指数函数可以帮助我们更好地理解和利用数学中的各种概念和方法。
三、指数函数的注意事项在应用指数函数时，需要注意以下几点：3.1 底数a的取值指数函数中，底数a大于0且不等于1，具体数值的选择取决于具体应用场景。
需要根据问题需求和实际情况来确定合适的底数。
3.2 指数函数的定义域和值域指数函数的定义域是全体实数，值域是大于零的实数。
指数函数的概念
课堂小结
1.指数函数的概念 2.指数函数的图象和性质 3.简单应用
(2)自变量的大小比较.
(3)函数值的大小比较.
例2.比较下列各组数的大小.
(1) ( 1 )0.8与( 1 )1.8
4
2
(2)
(8Βιβλιοθήκη )3 7与(
7
5
)12
7
8
(3) 1.080.3与0.983.1
小结比较大小的方法：
1.构造函数的方法: 数的特征是同底不同指(包括可转化为 同底的)
2. 搭桥比较法: 用特殊的数1或0.
轴上为1.
二.图象与性质
1.图象的画法:性质指导下的列表描点法. 2.草图:
观察指数函数 f (x) a x (a 1)
性质
a (1) 无论 为何值,指数函数
f (x) a x 都有 定义域为 R
值域为 0, ,都过点(0,1).
(2) a 1 时,
f (x) a x 在定义域内为增函数；
请看下面函数是否是指数函数：
(1) y x
(2) y 0.3x2
(3) y ( 3) 3x
(5) y 1 x 1 44
(4) y 2 ( 3 ) 2x 4
归纳性质
函数 y 2 x
1.定义域: R
2.值 域: 0,
3.奇偶性:既不是奇函数也不是偶函数
x y 4.截距:在
轴上没有,在
0 a 1 时, f (x) a x 在定义域内为减函数．
(3) a 1 时,
x 0
y
1
0
a 1 时,
x 0
y
1
简单应用
利用指数函数单调性比大小.
例1.比较下列各组数的大小
指数函数在数学分析中的应用
指数函数在数学分析中的应用指数函数是指形式为f(x)=a^x的函数，其中a为常数且a>0,a≠1。
在数学分析中，指数函数是一个非常重要的数学工具，其在各个方面都有广泛的应用。
一、指数函数的定义与性质指数函数是由基数为常数a以自变量x为指数所构成的函数，即f(x)=a^x。
当a>1时，函数值随着自变量的增大而不断增大，当0<a<1时，函数值随着自变量的增大而不断减小。
指数函数的主导性质是指数定律，即a^x1·a^x2=a^(x1+x2)，a^x1/a^x2=a^(x1-x2)。
这些性质是指数函数在数学分析中被广泛应用的基础。
二、指数函数在微积分中的应用1. 指数函数的导数：指数函数f(x)=a^x的导数是f'(x)=a^xlna。
这个式子表达了指数函数在任何点上的切线斜率。
利用这个知识点，我们可以求任何形式的指数函数的导数。
2. 指数函数在微积分中的应用：指数函数在微积分中被广泛应用。
例如，在求解微分方程时，指数函数是一个重要的特殊解，它可以帮助我们解决较为复杂的微分方程。
3. 指数函数与e：常数e是一种数学中极为重要的常数，它与指数函数有着密切的联系。
事实上，当a=e时，指数函数可以写成f(x)=e^x，此时的指数函数被称作自然指数函数。
自然指数函数在数学分析中具有非常重要的地位，它与微积分积分、变化率等许多概念都有着密切的联系。
三、指数函数在各个领域中的应用1. 财务学：指数函数在财务学中被广泛应用。
例如，复利计算就可以用指数函数来表示，投资时的复利计算公式为F=P(1+r/n)^(nt)。
其中，P为本金，r为年利率，n为复利次数，t 为时间。
2. 物理学：指数函数在物理学中也有着重要的应用。
比如指数增长模型就是一种用于描述物质生长过程的数学模型，其基本形式为y=c*a^t，其中y为某一物质的质量或体积，c为指数函数的常量，t为时间。
此外，指数函数还被用于描述某些物理问题中的变化特点，如弹性势能、电子运动等。
指数函数与对数函数的基本概念与性质
指数函数与对数函数的基本概念与性质1. 引言指数函数和对数函数是高中数学中重要的函数概念，广泛应用于科学、工程和经济等各个领域。
本文将介绍指数函数和对数函数的基本概念及其性质。
2. 指数函数的基本概念指数函数是以底数为常数，指数为自变量的函数，通常表示为y =a^x，其中a为底数，x为指数，y为函数值。
指数函数的定义域为实数集，底数大于0且不等于1。
3. 指数函数的性质3.1 底数大于1时，指数函数呈现增长趋势；底数在(0,1)之间时，指数函数呈现衰减趋势；底数为1时，指数函数为常值函数。
3.2 指数函数的值域取决于底数的正负情况，当底数大于1时，值域为(0,正无穷)；当底数在(0,1)之间时，值域为(正无穷,0)。
3.3 指数函数具有反函数，即对数函数。
4. 对数函数的基本概念对数函数是指以某个常数为底数，以该底数的幂作为自变量的函数，通常表示为y = loga x，其中a为底数，x为函数值，y为自变量。
对数函数的定义域为正实数集。
5. 对数函数的性质5.1 对数函数的底数必须大于0且不等于1，函数值大于0。
5.2 对数函数的图像呈现与指数函数相反的趋势，即底数大于1时，对数函数呈现衰减趋势；底数在(0,1)之间时，对数函数呈现增长趋势；底数为1时，对数函数为常值函数。
5.3 对数函数的值域取决于底数的正负情况，当底数大于1时，函数值在负无穷到正无穷之间；当底数在(0,1)之间时，函数值在正无穷到负无穷之间。
6. 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^loga x = x，loga(a^x) = x。
指数和对数函数的性质可以相互推导，其中指数函数的性质1对应于对数函数的性质5。
指数函数和对数函数在实际应用中常常相互转化使用。
7. 应用举例7.1 金融领域：指数函数可以用来计算复利，对数函数可以用来计算年化收益率。
7.2 化学领域：指数函数可以用来描述元素的放射性衰变过程，对数函数可以用来描述溶液的酸碱性。
指数函数定义域
指数函数定义域指数函数在数学中是非常重要的一类函数，它具有特定的定义域。
本文将详细介绍什么是指数函数以及它的定义域是什么。
指数函数的定义指数函数是指以常数e 为底的函数，也称为自然指数函数。
其一般形式可以表示为：f(x) = a * e^x其中，a 是实数且不等于零，e 是自然对数的底数，而 x 是自变量。
指数函数是一种以指数形式增长或者衰减的函数，对于正指数，它的增长速度非常快；而对于负指数，它的衰减速度也非常快。
因此，指数函数在很多科学和工程领域中具有广泛的应用。
指数函数的定义域对于指数函数 f(x) = a * e^x，我们需要确定它的定义域。
在数学中，函数的定义域是指满足函数定义的所有可能的实数集合。
对于指数函数，由于底数 e 是一个正实数，并且指数 x 是实数，所以 e^x 的结果也是一个实数。
然而，我们需要注意到指数函数的定义域不是所有的实数集合，而是由 a * e^x 这个函数的性质决定的。
具体来说，指数函数的定义域取决于函数 f(x) 的底数 a 的正负性。
1.如果 a 大于 0，则指数函数的定义域是所有的实数集合，即 (-∞, +∞)。
这是因为当 a 大于 0 时，函数 f(x) = a * e^x 对于任何实数 x 都有良定义，结果都是一个实数。
2.如果 a 等于 0，则指数函数的定义域是 {0}。
这是因为当 a 等于 0 时，函数 f(x) = a * e^x 只有一个定义域值，即 x = 0。
3.如果a 小于0，则指数函数的定义域是空集，即{}。
这是因为当 a 小于 0 时，函数 f(x) = a * e^x 在实数集合中无定义，结果不是一个实数。
因此，根据指数函数的底数 a 的正负性，我们可以确定它的定义域。
总结指数函数是以常数 e 为底的函数，具有指数形式的增长或者衰减特征。
其定义域取决于底数 a 的正负性。
当 a 大于 0 时，指数函数的定义域是所有的实数集合；当 a 等于 0 时，定义域是 {0}；当 a 小于 0 时，定义域是空集。
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y＝ a x (a＞0，且a≠1)
注意： (1)定义域为R。
(2)a x 前的系数必须为1，自变量x在指数位
置上，否则不是指数函数。 (3)底数a大于0且不等于1。
y ax
为什么底数a大于0且不等于1？
为什么底数a大于0且不等于1？
• 如果a＜0，如 y 4x ，当 x 1 , 1 时，在实数范
围内函数值不存在。
24
• 如果a＝0，当x＞0时，a x 恒等于0；当x≦0时， a x 无意义。
• 如果 a＝1，y 1x 1 ，是一个常量，对它就没有
研究的必要。
所以规定a＞0且a≠1
指数函数定义
某细胞分裂时，由1个分裂成2个，2个分裂成4个，4个分 裂成8个，如果经过x次分裂得到y个细胞，那么y与x之间又 怎样的关系？
细胞分裂次数 1 细胞分裂个数 2
2 3 ……
4＝ 22用字母a代替数2，那么以上解析式可以表示
为y＝ a x
一般的，函数 y a x (a＞0，且a≠1) 叫做指数函