高中数学：2.1《指数与指数函数》学案湘教版必修1

指数与指数函数

●知识梳理 1.指数

（1）n 次方根的定义

若x n =a ，则称x 为a 的n 次方根，“n

”是方根的记号.

在实数范围内，正数的奇次方根是一个正数，负数的奇次方根是一个负数，0的奇次方根是0；正数的偶次方根是两个绝对值相等符号相反的数，0的偶次方根是0，负数没有偶次方根.

（2）方根的性质

①当n 为奇数时，n

n a =a .

②当n 为偶数时，n

n a =|a |=⎩⎨

⎧<-≥).

0(),

0(a a

a a

（3）分数指数幂的意义

①a n

m =n

m a （a ＞0，m 、n 都是正整数，n ＞1）.

②a

n

m -

=

n

m a

1=

n

m

a

1

（a ＞0，m 、n 都是正整数，n ＞1）.

2.指数函数

（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. （2）指数函数的图象

O

x

y

O

x

y

y =a x 11

a > ）

1y =a x (

(0＜a ＜1)

底数互为倒数的两个指数函数的图象关于y 轴对称.

（3）指数函数的性质 ①定义域：R . ②值域：（0，＋∞）. ③过点（0，1），即x =0时，y =1.

④当a ＞1时，在R 上是增函数；当0＜a ＜1时，在R 上是减函数. ●点击双基 1.3a ·6a -等于 A.－a - B.－a C.a -

D.

a

解析：3a ·6

a -=a 3

1·（－a ）

6

1

=－（－a ）6

131+=－（－a ）2

1

.

答案：A

2.（2003年郑州市质量检测题）函数y =23

x 的图象与直线y =x 的位置关系是

O

x

y

O

x

y

O

x y

O

x

y

A

B

C D

解析：y =23

x =（32）x . ∵32＞1，∴不可能选D.

又∵当x =1时，23x ＞x ，而当x =3时，23

x ＜x ，∴不可能选A 、B.

答案：C

3.（2004年湖北，文5）若函数y =a x +b －1（a ＞0且a ≠1）的图象经过二、三、四象限，则一定有 A.0＜a ＜1且b ＞0 B.a ＞1且b ＞0 C.0＜a ＜1且b ＜0 D.a ＞1且b ＜0 解析：作函数y =a x +b －1的图象. 答案：C

4.（2004年全国Ⅱ，理6）函数y =－e x 的图象 A.与y =e x 的图象关于y 轴对称 B.与y =e x 的图象关于坐标原点对称

C.与y =e －x 的图象关于y 轴对称

D.与y =e －

x 的图象关于坐标原点对称 解析：图象法. 答案：D

5.（2004年湖南，文16）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___________________.

解析：数形结合.由图象可知0＜2a ＜1，0＜a ＜2

1. 答案：0＜a ＜2

1 6.函数y =（

21）222+-x x 的递增区间是___________. 解析：∵y =（2

1

）x 在（－∞，+∞）上是减函数，而函数y =x 2－2x +2=（x －1）2+1的递减区间是（－

∞，1］，∴原函数的递增区间是（－∞，1］.

答案：（－∞，1］

●典例剖析

【例1】 下图是指数函数（1）y =a x ，（2）y =b x ，（3）y =c x ，（4）y =d x 的图象，则a 、b 、c 、d 与1的大小关系是

O

x

y

1(1) (2) (3) (4)

A.a ＜b ＜1＜c ＜d

B.b ＜a ＜1＜d ＜c

C.1＜a ＜b ＜c ＜d

D.a ＜b ＜1＜d ＜c 剖析：可先分两类，即（3）（4）的底数一定大于1，（1）（2）的底数小于1，然后再从（3）（4）中比较c 、d 的大小，从（1）（2）中比较a 、b 的大小.

解法一：当指数函数底数大于1时，图象上升，且当底数越大，图象向上越靠近于y 轴；当底数大于0小于1时，图象下降，底数越小，图象向右越靠近于x 轴.得b ＜a ＜1＜d ＜c .

解法二：令x =1，由图知c 1＞d 1＞a 1＞b 1， ∴b ＜a ＜1＜d ＜c . 答案：B

【例2】 已知2x

x +2

≤（

4

1）x －2，求函数y =2x －2－

x 的值域. 解：∵2x

x

+2

≤2

－2（x －2）

，∴x 2+x ≤4－2x ，即x 2+3x －4≤0，得－4≤x ≤1.又∵y =2x －2

－x

是［－4，1］上

的增函数，∴2－

4－24≤y ≤2－2－

1.故所求函数y 的值域是［－

16255，2

3

］. 【例3】 要使函数y =1+2x +4x a 在x ∈（－∞，1］上y ＞0恒成立，求a 的取值范围.

解：由题意，得1+2x

+4x

a ＞0在x ∈（－∞，1］上恒成立，即a ＞－x

x

4

21+在x ∈（－∞，1］上恒成立.又∵－x

x 421+=－（21）2x －（21）x =－［（21）x +21］2+41，当x ∈（－∞，1］时值域为（－∞，－43］，

∴a ＞－

4

3

. 评述：将不等式恒成立问题转化为求函数值域问题是解决这类问题常用的方法. ●闯关训练 夯实基础

1.已知f （x ）=a x ，g （x ）=－log b x ，且lg a +lg b =0，a ≠1，b ≠1，则y =f （x ）与y =g （x ）的图象 A.关于直线x +y =0对称 B.关于直线x －y =0对称 C.关于y 轴对称 D.关于原点对称 解析：lg a +lg b =0⇒ab =1.

∴g （x ）=－log b x =－log a －1x =log a x .

∴f （x ）与g （x ）的图象关于y =x 对称. 答案：B

2.下列函数中值域为正实数的是