指数函数学案
学案3:4.1.2 指数函数的性质与图像(一)
4.1.2指数函数的性质与图像(一)学习目标核心素养1.理解指数函数的概念与意义,掌握指数函数的定义域、值域的求法.(重点、难点) 2.能画出具体指数函数的图像,并能根据指数函数的图像说明指数函数的性质.(重点)1.通过指数函数概念的学习,培养数学抽象素养.2.借助指数函数图像与性质的学习,提升直观想象、逻辑推理素养.【自主预习】[新知初探]1.指数函数的定义一般地,函数称为指数函数,其中a是常数,a>0且a≠1.思考:指数函数中为什么规定a>0且a≠1?2.指数函数y=a x(a>0且a≠1)的图像和性质a>10<a<1图像定义域R值域性质过定点过定点函数值的变化当x>0时,;当x<0时,当x>0时,;当x<0时,单调性在R上是在R上是3.比较幂大小的方法(1)对于同底数不同指数的两个幂的大小,利用指数函数的来判断.(2)对于底数不同指数相同的两个幂的大小,利用指数函数的的变化规律来判断.(3)对于底数不同指数也不同的两个幂的大小,则通过来判断.[初试身手]1.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-x2.指数函数y =a x 与y =b x 的图像如图所示,则( )A .a <0,b <0B .a <0,b >0C .0<a <1,b >1D .0<a <1,0<b <13.若2x +1<1,则x 的取值范围是( ) A .(-1,1)B .(-1,+∞)C .(0,1)∪(1,+∞)D .(-∞,-1)4.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________.【合作探究】类型一指数函数的概念【例1】 (1)下列一定是指数函数的是( ) A .y =a xB .y =x a (a >0且a ≠1)C .y =⎝⎛⎭⎫12xD .y =(a -2)a x(2)函数y =(a -2)2a x 是指数函数,则( ) A .a =1或a =3 B .a =1 C .a =3D .a >0且a ≠1[思路探究] (1)观察函数解析式的形式,看是否满足指数函数的定义,然后下结论. (2)根据指数函数的定义建立关于a 的关系式求解. [规律方法]1.判断一个函数是指数函数的方法指数函数具有形式上的严格性,在指数函数定义的表达式中,要牢牢抓住四点: (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.(4)指数函数不会是多项式,如y=a x+1(a>0且a≠1)不是指数函数.2.已知某函数是指数函数求参数值的方法(1)令底数大于0且不等于1,系数等于1列出不等式与方程.(2)解不等式与方程求出参数的值.提醒:要特别注意底数大于0且不等于1这一隐含条件.[跟踪训练]1.(1)若函数f(x)是指数函数,且f(2)=9,则f(x)=________.(2)已知函数f(x)=(2a-1)x是指数函数,则实数a的取值范围是________.【例2】(1)求下列函数的定义域和值域:指数函数[思路探究](1)函数式有意义―→原函数的定义域――――→原函数的值域的值域(2)指数函数的图像与性质及复合函数的单调性与值域⇒用换元法将其化为指数函数.[规律方法]1.函数y=a f(x)的定义域、值域的求法(1)函数y=a f(x)的定义域即y=f(x)的定义域.(2)函数y=a f(x)的值域的求法如下:①换元,令t=f(x).②求t=f(x)的定义域x∈D.③求t =f (x )的值域t ∈M .④利用y =a t 的单调性求y =a t ,t ∈M 的值域. 2.复合函数的单调性与指数函数有关的单调性问题,求出内函数的单调区间结合外函数的单调性,结合复合函数的单调性确定其单调性.提醒:利用指数函数的单调性时要注意对底数的讨论. [跟踪训练]2.已知定义在R 上的奇函数f (x )=2x -a 2x +b .(1)求a ,b 的值;(2)判断并证明f (x )在R 上的单调性; (3)求该函数的值域.[探究问题]1.指数函数y =a x (a >0且a ≠1)的图像过哪一定点?函数f (x )=a x -1+2(a >0且a ≠1)的图像又过哪一定点呢?2.指数函数y =a x (a >0且a ≠1)的图像可能在第三或第四象限吗?为什么?3.从左向右,指数函数y =a x (a >0且a ≠1)的图像呈上升趋势还是下降趋势?其图像是上凸还是下凸?【例3】(1)下列几个函数的图像如图所示:①y=a x;②y=b x;③y=c x;④y=d x.则a,b,c,d与0和1的关系是()A.0<a<b<1<c<d B.0<b<a<1<d<cC.0<b<a<1<c<d D.1<a<b<c<d(2)已知函数f(x)=a x-1(a>0,且a≠1)满足f(1)>1,若函数g(x)=f(x+1)-4的图像不过第二象限,则a的取值范围是()A.(2,+∞) B.(2,5]C.(1,2) D.(1,5](3)若曲线|y|=2x+1与直线y=b没有公共点,则b的取值范围是________.[规律方法]1.处理函数图像问题的策略(1)抓住特殊点:指数函数的图像过定点(0,1).(2)巧用图像变换:函数图像的平移变换(左右平移、上下平移).(3)利用函数的性质:奇偶性与单调性.2.指数型函数图像过定点问题的处理方法求指数型函数图像所过的定点时,只要令指数为0,求出对应的y的值,即可得函数图像所过的定点.[跟踪训练]3.(1)在同一坐标系中画出函数y=a x,y=x+a的图像,可能正确的是()(2)要得到函数y =23-x 的图像,只需将函数y =⎝⎛⎭⎫12x的图像( ) A .向右平移3个单位 B .向左平移3个单位 C .向右平移8个单位 D .向左平移8个单位 (3)函数y =a-|x |(0<a <1)的图像是( )【课堂小结】1.本节课的重点是掌握指数函数的概念、指数函数的图像与性质,难点是指数函数的图像与性质.2.本节课要重点掌握的规律方法 (1)掌握指数函数的三个特征.(2)与指数函数有关的函数图像及处理方法.3.本节课的易错点是对指数函数理解不够深刻,在解与指数函数有关的函数定义域和值域时致错.【当堂达标】1.思考辨析(1)函数y =-2x 是指数函数.( ) (2)函数y =2x+1是指数函数.( )(3)函数y =(-2)x 是指数函数.( ) (4)指数函数的图像一定在x 轴上方.( )2.不论a 取何正实数,函数f (x )=a x +1-2恒过点( ) A .(-1,-1)B .(-1,0)C.(0,-1) D.(-1,-3)3.已知a=23.5,b=22.5,c=33.5,请将a,b,c按从小到大的顺序排列________.4.求函数y=的定义域和值域.【参考答案】【自主预习】[新知初探] 1. y =a x思考:[提示] (1)如果a =0,当x >0时,a x 恒等于0,没有研究的必要;当x ≤0时,a x 无意义;(2)如果a <0,例如f (x )=(-4)x ,这时对于x =12,14,…,该函数无意义;(3)如果a =1,则y =1x 是一个常量,没有研究的价值. 为了避免上述各种情况,所以规定a >0且a ≠1. 2.(0,+∞) (0,1) y >10<y <10<y <1y >1增函数 减函数3.(1)单调性 (2)图像 (3)中间值 [初试身手]1.D [只有选项D 符合指数函数的定义.]2.C [函数y =a x 的图像是下降的,所以0<a <1;函数y =b x 的图像是上升的,所以b >1.] 3.D [不等式2x +1<1=20,因为y =2x 在R 上是增函数,所以x +1<0,即x <-1.]4.12 [因为y =⎝⎛⎭⎫13x在[-2,-1]上为减函数,所以m =⎝⎛⎭⎫13-1=3,n =⎝⎛⎭⎫13-2=9,所以m+n =12.]【合作探究】【例1】(1)C (2)C [(1)A 中a 的范围没有限制,故不一定是指数函数;B 中y =x a (a >0且a ≠1)中变量是底数,故也不是指数函数;C 中y =⎝⎛⎭⎫12x显然是指数函数;D 中只有a -2=1,即a =3时为指数函数.(2)由指数函数定义知⎩⎪⎨⎪⎧(a -2)2=1,a >0,且a ≠1,所以解得a =3.][跟踪训练]1.(1)3x (2)⎝⎛⎭⎫12,1∪(1,+∞) [(1)由题意设f (x )=a x (a >0且a ≠1),则f (2)=a 2=9,又因为a >0,所以a =3,所以f (x )=3x .(2)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,+∞).]【例2】[解] (1)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 |≥0,解得x =0, 所以函数y =的定义域为{x |x =0}.因为x =0,所以y ==⎝⎛⎭⎫230=1,即函数y =的值域为{y |y =1}.③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)令t =2x -x 2,则y =⎝⎛⎭⎫12t,而t =-(x -1)2+1≤1, 所以y =⎝⎛⎭⎫12t ≥12,故所求函数的值域为⎣⎡⎭⎫12,+∞. 因为=⎝⎛⎭⎫12t,由于二次函数t =2x -x 2的对称轴为x =1,可得函数t 在(-∞,1]上是增函数,函数y 在(-∞,1]上是减函数, 故函数y 的减区间是(-∞,1].函数t 在(1,+∞)上是减函数,函数y 在(1,+∞)上是减函数, 故函数y 的增区间是(1,+∞). [跟踪训练]2.[解] (1)因为f (x )是R 上的奇函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧ f (0)=0,f (-1)=-f (1),即⎩⎪⎨⎪⎧1-a1+b=0,12-a12+b=-2-a2+b ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =1.(2)f (x )在R 上是增函数,证明如下:由(1)知f (x )=2x -12x +1.设x 1,x 2∈R ,且x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=2x 1-12x 1+1-2x 2-12x 2+1=(2x 1-1)(2x 2+1)-(2x 2-1)(2x 1+1)(2x 1+1)(2x 2+1)=2(2x 1-2x 2)(2x 1+1)(2x 2+1). 因为y =2x 是R 上的增函数,且x 1<x 2, 所以2x 1-2x 2<0.又因为(2x 1+1)(2x 2+1)>0, 所以f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 所以f (x )在R 上是增函数. (3)f (x )=2x -12x +1=2x +1-22x +1=1-22x +1.由2x >0,得2x +1>1,所以0<22x +1<2,所以-1<1-22x +1<1,即-1<f (x )<1,所以函数f (x )的值域为(-1,1).[探究问题]1.[提示] 法一:(平移法)∵y =a x 过定点(0,1),∴将函数y =a x 向右平移1个单位,再向上平移2个单位得到y =a x -1+2,此时函数图像过定点(1,3).法二:(解方程法)指数函数y =a x (a >0且a ≠1)的图像过定点(0,1);在f (x )=a x -1+2中,令x -1=0,即x =1,则f (x )=3,所以函数f (x )=a x -1+2(a >0且a ≠1)的图像过定点(1,3).2.[提示] 不可能.因为指数函数y =a x (a >0且a ≠1)的定义域是(-∞,+∞),值域是(0,+∞),这就决定了其图像只能在第一象限和第二象限.3.[提示] 当0<a <1时,指数函数y =a x (a >0且a ≠1)的图像从左向右呈下降趋势;当a >1时,指数函数y =a x (a >0且a ≠1)的图像从左向右呈上升趋势.指数函数的图像下凸.【例3】(1)B (2)B (3)[-1,1] [(1)由指数函数图像得到当底数大于1时为增函数,并且底数越大增加的越快,因此得到c >d >1,反之,1>a >b >0,所以0<b <a <1<d <c .(2)因为f (1)>1,所以a -1>1,即a >2,因为函数g (x )=f (x +1)-4的图像不过第二象限,所以g (0)=a 1-1-4≤0,所以a ≤5,所以a 的取值范围是(2,5].(3)曲线|y |=2x +1与直线y =b 的图像如图所示,由图像可得:如果|y |=2x +1与直线y =b 没有公共点,则b 应满足的条件是b ∈[-1,1].][跟踪训练]3.(1)D (2)A (3)A [(1)∵a 为直线y =x +a 在y 轴上的截距,对应函数y =x +a 单调递增,又∵当a >1时,函数y =a x 单调递增,当0<a <1时,函数y =a x 单调递减, A 中,从图像上看,y =a x 的a 满足a >1,而直线y =x +a 的截距a <1,不符合以上两条; B 中,从图像上看,y =a x 的a 满足0<a <1,而直线y =x +a 的截距a >1,不符合以上两条;C 中,从图像上看,y =a x 的a 满足a >1,而函数y =x +a 单调递减,不符合以上两条, ∴只有选项D 的图像符合以上两条,故选D.(2)因为y =23-x =⎝⎛⎭⎫12x -3,所以y =⎝⎛⎭⎫12x 的图像向右平移3个单位得到y =⎝⎛⎭⎫12x -3,即y =23-x 的图像. (3)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.]【当堂达标】1.(1)×(2)×(3)×(4)√[(1)×.因为指数幂2x的系数为-1,所以函数y=-2x不是指数函数.(2)×.因为指数不是x,所以函数y=2x+1不是指数函数.(3)×.因为底数小于0,所以函数y=(-2)x不是指数函数.(4)√.因为指数函数的值域是(0,+∞),所以指数函数的图像一定在x轴的上方.]2.A[令x+1=0,则x=-1,f(-1)=-1,所以函数f(x)=a x+1-2的图像恒过点(-1,-1).]3.b<a<c[由指数函数y=2x知,因为2.5<3.5,所以22.5<23.5,即b<a,又c=33.5>a=23.5,故b<a<c.]4.[解]要使函数y=有意义,只需2x-4>0,解得x>2;令t=12x-4,则t>0,由于函数y=3t在t∈(0,+∞)上是增函数,故3t>1.故函数y=312x-4的定义域为{x|x>2},值域为{y|y>1}.。
《指数函数》的优秀教案最新9篇
《指数函数》的优秀教案最新9篇高一数学《指数函数》优秀教案篇一我本节课说课的内容是高中数学第一册第二章第六节“指数函数”的第一课时——指数函数的定义,图像及性质。
我将尝试运用新课标的理念指导本节课的教学。
新课标指出,学生是教学的主体,教师的教要应本着从学生的认知规律出发,以学生活动为主线,在原有知识的基础上,建构新的知识体系。
我将以此为基础从教材分析,教学目标分析,教法学法分析和教学过程分析这几个方面加以说明。
一、教材分析1、教材的地位和作用:函数是高中数学学习的重点和难点,函数的贯穿于整个高中数学之中。
本节课是学生在已掌握了函数的一般性质和简单的指数运算的基础上,进一步研究指数函数,以及指数函数的图像与性质,同时也为今后研究对数函数以及等比数列的性质打下坚实的基础。
因此,本节课的内容十分重要,它对知识起到了承上启下的作用。
2、教学的重点和难点:根据这一节课的内容特点以及学生的实际情况,我将本节课教学重点定为指数函数的图像、性质及其运用,本节课的难点是指数函数图像和性质的发现过程,及指数函数图像与底的关系。
二、教学目标分析基于对教材的理解和分析,我制定了以下的教学目标:1、知识目标(直接性目标):理解指数函数的定义,掌握指数函数的图像、性质及其简单应用。
2、能力目标(发展性目标):通过教学培养学生观察、分析、归纳等思维能力,体会数形结合和分类讨论,增强学生识图用图的'能力。
3、情感目标(可持续性目标):通过学习,使学生学会认识事物的特殊性与一般性之间的关系,培养学生勇于提问,善于探索的思维品质。
三、教法学法分析1、教学策略:首先从实际问题出发,激发学生的学习兴趣。
第二步,学生归纳指数的图像和性质。
第三步,典型例题分析,加深学生对指数函数的理解。
2、教学:贯彻引导发现式教学原则,在教学中既注重知识的直观素材和背景材料,又要激活相关知识和引导学生思考、探究、创设有趣的问题。
3、教法分析:根据教学内容和学生的状况,本节课我采用引导发现式的教学方法并充分利用多媒体辅助教学。
学案6:2.1.2指数函数及其性质
2.1.2指数函数及其性质学习目标1.理解指数函数的概念与意义,掌握指数函数的定义域、值域的求法.(重点、难点) 2.能画出具体指数函数的图象,并能根据指数函数的图象说明指数函数的性质.(重点)知识梳理教材整理1指数函数的定义阅读教材,完成下列问题.指数函数的定义一般地,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R.练一练1判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)函数y=-2x是指数函数.()(2)函数y=2x+1是指数函数.()(3)函数y=(-2)x是指数函数.()教材整理2指数函数的图象和性质阅读教材,完成下列问题.R练一练2判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)指数函数的图象一定在x轴的上方.()(2)当a>1时,对于任意x∈R,总有a x>1.()(3)函数f(x)=2-x在R上是增函数.()类型一:指数函数的概念例1 (1)下列一定是指数函数的是( ) A .y =a x B .y =x a (a >0且a ≠1) C .y =⎝⎛⎭⎫12xD .y =(a -2)a x(2)函数y =(a -2)2a x 是指数函数,则( ) A .a =1或a =3 B .a =1 C .a =3 D .a >0且a ≠1名师指导1.在指数函数定义的表达式中,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;2.求指数函数的解析式常用待定系数法.跟踪训练1 (1)若函数f (x )是指数函数,且f (2)=9,则f (x )=________. (2)已知函数f (x )=(2a -1)x 是指数函数,则实数a 的取值范围是________. 类型二:指数函数的定义域和值域 例2 求下列函数的定义域和值域: (1)y =√1−3x ; (2)y =(23)√−|x|; (3)y =4x +2x +1+2. 名师指导1.函数y =a f (x )的定义域与y =f (x )的定义域相同.2.函数y=a f(x)的值域的求解方法如下:(1)换元,令t=f(x);(2)求t=f(x)的定义域x∈D;(3)求t=f(x)的值域t∈M;(4)利用y=a t的单调性求y=a t,t∈M的值域.3.求与指数函数有关的函数的值域时,要注意与求其它函数(如一次函数、二次函数)值域的方法相结合,要注意指数函数的值域为(0,+∞),切记准确运用指数函数的单调性.跟踪训练2 求下列函数的定义域和值域:(1)y=21x−3;(2)y=221()2x x.探究共研型类型三:指数函数的图象探究1指数函数y=a x(a>0且a≠1)的图象过哪一定点?函数f(x)=a x-1+2(a>0且a≠1)的图象又过哪一定点呢?探究2若函数y=a x+b(a>0,且a≠1)的图象不经过第一象限,则a,b满足什么条件?例3(1)在同一坐标系中画出函数y=a x,y=x+a的图象,可能正确的是()(2)函数y =a-|x |(0<a <1)的图象是( )名师指导指数函数在同一直角坐标系中的图象的相对位置与底数大小的关系. (1)在y 轴右侧,图象从上到下相应的底数由大变小. (2)在y 轴左侧,图象从下到上相应的底数由大变小.(3)无论在y 轴的左侧还是右侧,底数按逆时针方向变大.这一性质可通过x 取1时函数值的大小关系去理解,如下图所示的指数函数的底数的大小关系为0<d <c <1<b <a .跟踪训练3 定义一种运算:g ⊙h =⎩⎪⎨⎪⎧gg ≥hhg <h ,已知函数f (x )=2x ⊙1,那么函数y =f (x -1)的大致图象是( )课堂检测1.若函数f (x )是指数函数,且f (2)=2,则f (x )=( ) A .(2)x B .2x C.⎝⎛⎭⎫12xD.⎝⎛⎭⎫22x2.当x ∈[-2,2)时,y =3-x -1的值域是( ) A.⎝⎛⎦⎤-89,8 B.⎣⎡⎦⎤-89,8 C.⎝⎛⎭⎫19,9D.⎣⎡⎦⎤19,93.已知1>n >m>0,则指数函数①y =m x ,②y =n x 的图象为( )4.已知函数f (x )=a -x (a >0, 且a ≠1),且f (-2)>f (-3),则a 的取值范围是________. 5.设f (x )=3x ,g(x )=⎝⎛⎭⎫13x.(1)在同一坐标系中作出f (x ),g(x )的图象;(2)计算f (1)与g(-1),f (π)与g(-π),f (m )与g(-m )的值,从中你能得到什么结论?参考答案知识梳理教材整理1 指数函数的定义 y =a x ; x 练一练1【答案】 (1)× (2)× (3)×【解析】 (1)由指数函数的定义形式可知(1)(2)(3)均错误. 教材整理2 指数函数的图象和性质 (0,+∞) ;(0,1);增函数;减函数;y 轴 练一练2【答案】 (1)√ (2)× (3)×【解析】 (1)因为指数函数的值域是(0,+∞),所以指数函数的图象一定在x 轴的上方. (2)当x ≤0时,a x ≤1.(3)因为f (x )=2-x =⎝⎛⎭⎫12x ,所以函数f (x )=2-x在R 上是减函数. 类型一:指数函数的概念 例1 【答案】 (1)C (2)C【解析】 (1)A 中a 的范围没有限制,故不一定是指数函数;B 中y =x a (a >0且a ≠1)中变量是底数,故也不是指数函数;C 中y =⎝⎛⎭⎫12x 显然是指数函数;D 中只有a -2=1即a =3时为指数函数.(2)由指数函数定义知⎩⎪⎨⎪⎧(a -2)2=1a >0,且a ≠1,所以解得a =3.跟踪训练1 【答案】 (1)3x (2) ⎝⎛⎭⎫12,1∪(1,+∞) 【解析】 (1)由题意设f (x )=a x (a >0,且a ≠1), 则f (2)=a 2=9.又因为a >0,所以a =3. 所以f (x )=3x .(2)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,+∞). 类型二:指数函数的定义域和值域例2 解:(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 |≥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y = (23)√−|x| =(23)0=1,即函数y= (23)√−|x|的值域为{y |y =1}.(3)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,+∞). 跟踪训练2 解:(1)函数的定义域为{x |x ≠3}. 令t =1x−3,则t ≠0,∴y =2t >0且2t ≠1, 故函数的值域为{y |y >0,且y ≠1}. (2)函数的定义域为R ,令t =2x -x 2, 则t =-(x -1)2+1≤1,∴y =(12)t ≥ (12)1=12,故函数的值域为[12,+∞).探究共研型类型三:指数函数的图象探究1 【答案】 指数函数y =a x (a >0且a ≠1)的图象过定点(0,1);在f (x )=a x -1+2中令x -1=0,即x =1,则f (x )=3,所以函数f (x )=a x -1+2(a >0且a ≠1)的图象过定点(1,3). 探究2 【答案】 如图,由图可知0<a <1,b ≤-1.例3【答案】 (1)D (2)A【解析】(1)∵a 为直线y =x +a 在y 轴上的截距,对应函数y =x +a 单调递增, 又∵当a >1时,函数y =a x 单调递增,当0<a <1时,函数y =a x 单调递减,A 中,从图象上看,y =a x 的a 满足a >1,而直线y =x +a 的截距a <1,不符合以上两条;B 中,从图象上看,y =a x 的a 满足0<a <1,而直线y =x +a 的截距a >1,不符合以上两条;C 中,从图象上看,y =a x 的a 满足a >1,而函数y =x +a 单调递减,不符合以上两条, ∴只有选项D 的图象符合以上两条,故选D. (2)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.跟踪训练3 【答案】 B【解析】 f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 2x x ≥01x <0,∴f (x -1)=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1x ≥11x <1,∴其图象为B ,故选B.课堂检测 1.【答案】 A【解析】 由题意,设f (x )=a x (a >0且a ≠1),则由f (2)=a 2=2,得a =2,所以f (x )=(2)x . 2.【答案】 A【解析】 y =3-x -1,x ∈[-2,2)是减函数, ∴3-2-1<y ≤32-1,即-89<y ≤8.3.【答案】 C【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. 4.【答案】 (0,1)【解析】 因为f (x )=a -x =⎝⎛⎭⎫1a x ,且f (-2)>f (-3),所以函数f (x )在定义域上单调递增, 所以1a>1,解得0<a <1.5. 解:(1)函数f (x ),g(x )的图象如图所示:(2)f (1)=31=3,g (-1)=⎝⎛⎭⎫13-1=3,f (π)=3π,g(-π)=⎝⎛⎭⎫13-π=3π, f (m )=3m ,g(-m )=⎝⎛⎭⎫13-m=3m.。
指数运算与指数函数(学案)
指数运算与指数函数高考要求知识梳理知识点一:有理数指数幂1. n 次方根概念与表示一般地,如果n x =a ,那么x 叫做a 的n 次方根,其中n >1,且*N n .n2.根式概念式子a n叫做根式,这里n 叫做根指数,a 叫做被开方数.3.根式的性质①n a =.②||,a n a n ⎧=⎨⎩,为奇数为偶数; 4.分数指数幂正分数指数幂:a mn=√a m n(a >0,m,n ∈N ∗,n >1) 负分数指数幂:a − m n =1a m n=√a mna >0,m,n ∈N ∗,n >1)0的正分数指数幂等于0;0的负分数指数幂没有意义 5.实数指数幂的运算性质a r a s =a r+s (a >0,s ∈Q ) (a r )s =a rs (a >0,s ∈Q ) (ab )r =a r b r (a >0,s ∈Q )知识点二:指数函数的图像和性质1.指数函数概念:形如0(>=a a y x且1≠a )函数叫指数函数,其中x 是自变量,函数定义域为R . 2.指数函数图象与性质R知识点三:指数函数性质的运用(比较大小)指数函数在第一象限按逆时针方向底数依次增大考点解析典型习题一:指数幂(根式)的化简与计算例1、已知当27=x ,64=y 时,化简并计算例2、已知 01x <<,且13x x -+=,求1122x x --的值.典型习题二:指数函数的图像问题例1、已知函数2()x f x m-=(0m >,且1m ≠)恒过定点(,)a b ,则在直角坐标系中函数||1()()x b g x a+=的图象为( ))65)(41(561312112132-----y x y x yx例2、函数221()2x xy -+=的值域是( )A.RB.1[,)2+∞ C.(2,)+∞ D.(0,)+∞例3、函数12y ⎛= ⎪⎝⎭的单调递增区间是 .例4、若21212()4xx +-≤,则函数2x y =的值域是( ) A.1[,2)8 B.1,28⎡⎤⎢⎥⎣⎦C.1(,]8-∞D.[2,)+∞例5、函数()()23201xx f x aa a a =+->≠且在区间[]1,1-上的最大值为8,则它在这个区间上的最小值是 .典型习题三:指数函数性质的运用(比较大小)例1、已知3116=a,542=b ,325=c ,则( )A.c a b >>B.b c a >>C.a b c >>D.b a c >>达标训练1.若0a >,且m ,n 为整数,则下列各式中正确的是( ) A .m mnnaa a÷= B .mn mn aa a ⋅= C .()nm m n a a +=D .01n n a a -÷=2.化简1260[()]()21---的结果为( )A .9-B .7C .10-D .93 A .0B .2()a b -C .0或2()a b -D .a b -4.下列函数中:①23xy =⋅;②13x y +=;③3x y =;④3y x =.其中,指数函数的个数是( ) A .0B .1C .2D .35.若函数xa y )1(-=在实数集R 上为减函数,则a 满足( ) A .1<aB .10<<aC .21<<aD .21<<a6.函数12+=x y 的大致图象是( )7.若102,104mn==,则3210m n-= .8.化简并求值:(1)252008.0)949(827325.032⨯+--)(;(2)413322338(14a a b a b-÷-+9.已知函数()131xf x a =++为奇函数,则a 的值为 . 10.求下列函数的定义域与值域:(1)y =(2)2121x x y -=+;(3)y =11.已知函数)(x f 的定义域是)2,1(,则函数)2(xf 的定义域是( ) A .)1,0(B .)4,2(C .)1,21(D .)2,1(12.化简625625++-=___________13.已知0a >,0b >,且baa b =,9b a =,求a 的值.14.已知13x x-+=,求下列各式的值:(1)1122x x -+;(2)3322x x -+15.设函数11()7,0()22,0xx x f x x -⎧-<⎪=⎨⎪≥⎩,若()1f a <,则实数a 的取值范围是( )A .(,1)-∞B .(3,)-+∞C .(3,1)-D .(,3)(1,)-∞-+∞16.函数xak x f -⋅=)((a k ,为常数,10≠a a ,且>)的图象过点)1,0(A ,)8,3(B .(1)求函数)(x f 的解析式;(2)若函数()1()()1f xg x f x -=+,试判断函数)(x g 的奇偶性,并给出证明.课后训练1.若21025x-=,则10x 的值为( )A .15±B .15 C .15- D .16252.已知22x x-+=,且1x >,则22x x --的值为( )A .2或2-B .2-C .6D .23.化简:10.5233277(0.027)2______1259-⎛⎫⎛⎫+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭4.设 1.20.80.4614,8,2a b c -⎛⎫=== ⎪⎝⎭,则,,a b c 的大小关系是( )A .a b c >>B .b a c >>C .c a b >>D .c b a >> 5.已知xa x f -=)((10≠a a ,且>),且)3()2(f f >-,则a 的取值范围是( ) A .0>aB .1>aC .1<aD .10<<a6.当10≠a a ,且>时,函数3)(2-=-x a x f 的图象必过定点 .7.= . 8.已知函数12log )(2--=x xx f 的定义域为集合A ,关于的不等式x a a --22<的解集为B ,若B A ⊆,求实数a 的取值范围.9.(11421()0.25(2-+⨯; (2)已知11223x x -+=,求22112x x x x --++++的值.10.是否存在实数a ,使得函数()()22101x x f x a a a a =+->≠且在区间[]1,1-上的最大值为14?若存在,求出a 的值;若不存在,说明理由.11.12.已知函数1()3()3x xf x =-,则()f x ( )A .是奇函数,且在R 上是增函数B .是偶函数,且在R 上是增函数C .是奇函数,且在R 上是减函数D .是偶函数,且在R 上是减函数13.求函数11()()142xxy =++的值域.14.设函数10()20x x x f x x +≤⎧=⎨>⎩,,,,则满足1()()12f x f x +->的x 的取值范围是 .15.已知f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间(–∞,0)上单调递增.若实数a 满足1(2)(a f f ->,则a 的取值范围是 .16.已知函数)10()(≠+=a a b a x f x,>的定义域和值域都是]0,1[-,则ba += .。
指数函数图像与性质教学设计精选10篇
指数函数图像与性质教学设计精选10篇指数函数及其性质教学设计解读篇一《2.1.2 指数函数及其性质(2 》教学设计【学习目标】1.知识与技能①.熟练掌握指数函数概念、图象、性质。
②.掌握指数函数的性质及应用。
③.理解指数函数的简单应用模型, 认识数学与现实生活及其他学科的联系。
2.情感、态度、价值观①让学生了解数学来自生活,数学又服务于生活的哲理。
②培养学生观察问题,分析问题的能力。
③体会具体到一般数学讨论方式及数形结合的思想;3.过程与方法让学生通过观察函数图象,进而研究指数型函数的性质, 主要通过小组讨论、小组展示、及时评价完成整个导学过程【学习重点】熟练掌握指数函数的的概念,图象和性质及指数型增长模型。
【学习难点】用数形结合的方法从具体到一般地探索、指数型函数的图象,性质。
【导学过程】教学内容师生互动设计意图互查每组两名同学互查识记内容教师提问记忆方法,学生回答,其他同学可以相互借鉴。
复习指数函数的图象及性质,为本节课中的内容储备知识基础。
展系吗?→请用一句话概括下图是指数函数2x y =, 3xy =, 0.3x y =, 0.5x y =的图象,请指出它们各自对应的图象。
教师随时点评,引导,欣赏,鼓励。
每组选派一名代表课堂上展示交流成果,组内同学补充。
其他同学可让学生从图象直观的理解指数函数,从变化中找到不变的规律,提高学生的总结归纳能示交流结论:针对展示交流成果提出问题,进一步加深理解。
力教学内容师生互动设计意图展示交流探究二:指数形式的函数定义域、值域:求下列函数的定义域、值域:(121 x y =+,(2y =,(3 1 4 2x y-=.首先提问给出的三个函数是否是指数函数,加深学生对指数函数概念的理解。
学生小组讨论,交流。
每组选派一名代表课堂上展示交流成果,组内同学补充。
其他同学可针对展示交流成果提出问题,进一步加深理解。
所给函数虽然不是指数函数,但是由指数函数得到的复合函数,其性质与指数函数密切相关,通过训练能够培养学生的创造性思维能力。
学案8:2.1.2 指数函数及其性质(二)
2.1.2 指数函数及其性质(二)自主学习学习目标1.理解指数函数的单调性与底数a 的关系,能运用指数函数的单调性解决一些问题.2.理解指数函数的底数a 对函数图象的影响.基础自测1.下列一定是指数函数的是( )A .y =-3xB .y =x x (x >0,且x ≠1)C .y =(a -2)x (a >3)D .y =(1-2)x2. 指数函数y =a x 与y =b x 的图象如图,则( )A .a <0,b <0B .a <0,b >0C .0<a <1,b >1D .0<a <1,0<b <13.函数y =πx 的值域是( )A .(0,+∞)B .[0,+∞)C .RD .(-∞,0)4.若指数函数f (x )=(a +1)x 是R 上的减函数,那么a 的取值范围为( )A .a <2B .a >2C .-1<a <0D .0<a <1题型探究类型一 比较大小问题【例1】 比较下列各题中两个值的大小:(1)3π与33.14; (2)0.99-1.01与0.99-1.11; (3)1.40.1与0.90.3.规律方法 比较两指数大小时,若底数相同,则先构造出该底数的指数函数,然后利用单调性比较;若底数不同,则考虑选择中间量,通常选择“1”作为中间量.变式迁移1 比较⎝⎛⎭⎫4313,223,⎝⎛⎭⎫-233,⎝⎛⎭⎫3412的大小.类型二 解简单的指数不等式【例2】 如果a 2x +1≤a x -5(a >0,且a ≠1),求x 的取值范围.规律方法 解a f (x )>a g (x )(a >0且a ≠1)此类不等式主要依据指数函数的单调性,它的一般步骤为变式迁移2 已知(a 2+a +2)x >(a 2+a +2)1-x ,则x 的取值范围是____________.类型三 指数函数的最值问题【例3】 (1)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; (2)如果函数y =a 2x +2a x -1(a >0且a ≠1)在[-1,1]上有最大值14,试求a 的值.规律方法 指数函数y =a x (a >1)为单调增函数,在闭区间[s ,t ]上存在最大、最小值,当x =s 时,函数有最小值a s ;当x =t 时,函数有最大值a t .指数函数y =a x (0<a <1)为单调减函数,在闭区间[s ,t ]上存在最大、最小值,当x =s 时,函数有最大值a s ;当x =t 时,函数有最小值a t .变式迁移3 (1)函数f (x )=a x (a >0,a ≠1)在区间[1,2]上的最大值与最小值之和为6,求a 的值;(2)0≤x ≤2,求函数y =4x -12-3·2x +5的最大值和最小值.课堂小结1.指数函数的定义及图象是本节的关键.通过图象可以求函数的值域及单调区间.2.利用指数函数的性质可以比较两个指数幂的大小(1)当两个正数指数幂的底数相同时,直接利用指数函数的单调性比较大小.(2)当两个正数指数幂的底数不同而指数相同时,可利用两个指数函数的图象比较它们的大小.(3)当两个正数指数幂的底数不同而且指数也不相同时,可考虑能否利用“媒介”数来比较它们的大小.3.通过本节的学习,进一步体会分类讨论思想在解题中的应用.当堂检测一、选择题1.下图分别是函数①y =a x ;②y =b x ;③y =c x ;④y =d x 的图象,a ,b ,c ,d 分别是四数2,43,310,15中的一个,则相应的a ,b ,c ,d 应是下列哪一组( )A.43,2,15,310B.2,43,310,15C.310,15,2,43D.15,310,43,2 2.已知a =30.2,b =0.2-3,c =(-3)0.2,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a >b >cB .b >a >cC .c >a >bD .b >c >a3.若(12)2a +1<(12)3-2a ,则实数a 的取值范围是( ) A .(1,+∞) B .(12,+∞) C .(-∞,1) D .(-∞,12)4.设13<(13)b <(13)a <1,则( ) A .a a <a b <b a B .a a <b a <a b C .a b <a a <b a D .a b <b a <a a5.若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ a x , x >14-a 2x +2, x ≤1是R 上的增函数,则实数a 的取值范围为( ) A .(1,+∞) B .(1,8) C .(4,8) D .[4,8)二、填空题6.当x ∈[-1,1]时,函数f (x )=3x -2的值域是____________.7.a =0.80.7,b =0.80.9,c =1.20.8,则a ,b ,c 的大小关系是____________.8.已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,当x >0时,f (x )=1-2-x ,则不等式f (x )<-12的解集是__________.三、解答题9.解不等式a x +5<a 4x -1 (a >0,且a ≠1).10.已知函数f (x )=⎝⎛⎭⎫12x -1+12·x 3. (1)求f (x )的定义域; (2)判断f (x )的奇偶性; (3)求证:f (x )>0.【参考答案】基础自测1.C 2.C 3.A 4.C题型探究【例1】 解 (1)构造函数y =3x .∵a =3>1,∴y =3x 在(-∞,+∞)上是增函数.∵π>3.14,∴3π>33.14.(2)构造函数y =0.99x .∵0<a =0.99<1,∴y =0.99x 在(-∞,+∞)上是减函数.∵-1.01>-1.11,∴0.99-1.01<0.99-1.11.(3)分别构造函数y =1.4x 与y =0.9x .∵1.4>1,0<0.9<1,∴y =1.4x 与y =0.9x在(-∞,+∞)上分别为增函数和减函数.∵0.1>0,∴1.40.1>1.40=1.∵0.3>0,∴0.90.3<0.90=1,∴1.40.1>1>0.90.3,∴1.40.1>0.90.3.变式迁移1 解 将⎝⎛⎭⎫4313,223,⎝⎛⎭⎫-233,⎝⎛⎭⎫3412分成如下三类:(1)负数⎝⎛⎭⎫-233; (2)大于0小于1的数⎝⎛⎭⎫3412;(3)大于1的数⎝⎛⎭⎫4313,223.∵⎝⎛⎭⎫4313<413,而413=223, ∴⎝⎛⎭⎫-233<⎝⎛⎭⎫3412<⎝⎛⎭⎫4313<223. 【例2】 解 (1)当0<a <1时,由于a 2x +1≤a x -5,∴2x +1≥x -5,解得x ≥-6.(2)当a >1时,由于a 2x +1≤a x -5,∴2x +1≤x -5,解得x ≤-6.综上所述,x 的取值范围是:当0<a <1时,x ≥-6;当a >1时,x ≤-6.变式迁移2 (12,+∞) 解析 a 2+a +2=(a +12)2+74>1. ∴y =(a 2+a +2)x 在R 上是增函数.∴x >1-x ,解得x >12. ∴x 的取值范围是(12,+∞). 【例3】 解 (1)①若a >1,则f (x )在[1,2]上递增,最大值为a 2,最小值为a .∴a 2-a =a 2,即a =32或a =0(舍去). ②若0<a <1,则f (x )在[1,2]上递减,最大值为a ,最小值为a 2.∴a -a 2=a 2,即a =12或a =0(舍去), 综上所述,所求a 的值为12或32. (2)设t =a x ,则原函数可化为y =(t +1)2-2,对称轴为t =-1.①若a >1,∵x ∈[-1,1],∵t =a x 在[-1,1]上递增,∴0<1a≤t ≤a ; ∴y =(t +1)2-2当t ∈[1a,a ]时递增. 故当t =a 时,y max =a 2+2a -1.由a 2+2a -1=14,解得a =3或a =-5(舍去,∵a >1).②若0<a <1,t =a x 在[-1,1]上递减,t ∈[a ,1a], y max =a -2+2a -1-1=14,解得a =13或a =-15(舍去). 综上,可得a =13或3. 变式迁移3 解 (1)∵f (x )=a x 在[1,2]上是单调函数,∴f (x )在1或2时取得最值.∴a +a 2=6,解得a =2或a =-3,∵a >0,∴a =2.(2)y =12·22x -3·2x +5=12(22x -6·2x )+5 =12(2x -3)2+12. ∵x ∈[0,2],1≤2x ≤4,∴当2x =3时,y 最小值=12, 当2x =1时,y 最大值=52. 当堂检侧1.C2.B 【解析】c <0,b =53>3,1<a <3,∴b >a >c .3.B 【解析】函数y =(12)x 在R 上为减函数, ∴2a +1>3-2a ,∴a >12. 4.C 【解析】由已知条件得0<a <b <1,∴a b <a a ,a a <b a ,∴a b <a a <b a .5.D 【解析】因为f (x )在R 上是增函数,故结合图象知 ⎩⎪⎨⎪⎧ a >14-a 2>04-a 2+2≤a,解得4≤a <8.6.⎣⎡⎦⎤-53,1 7.c >a >b 【解析】y =0.8x 为减函数,∴0.80.7>0.80.9,且0.80.7<1,而1.20.8>1,∴1.20.8>0.80.7>0.80.9.8.(-∞,-1)【解析】∵f (x )是定义在R 上的奇函数,∴f (0)=0.当x <0时,f (x )=-f (-x )=-(1-2x )=2x -1.当x >0时,由1-2-x <-12得x ∈∅; 当x =0时,f (0)=0<-12不成立;因此当x <0时,由2x -1<-12得x <-1.综上可知x ∈(-∞,-1).9.解 当a >1时,原不等式可变为x +5<4x -1.解得x >2;当0<a <1时,原不等式可变为x +5>4x -1.解得x <2.故当a >1时,原不等式的解集为(2,+∞); 当0<a <1时,原不等式的解集为(-∞,2).10.(1)解 由2x -1≠0,得x ≠0.∴函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞).(2)解 由于函数f (x )的定义域关于原点对称,f (-x )=⎝⎛⎭⎫12-x -1+12·(-x )3 =-⎝⎛⎭⎫2x 1-2x +12x 3=⎝⎛⎭⎫12x -1+12·x 3 =f (x ),所以f (x )为偶函数.(3)证明 当x >0时,12x -1>0,x 3>0, ∴f (x )>0,又∵f (x )为偶函数,∴x <0时,f (x )>0,综上所述,对于定义域内的任意x 都有f (x )>0.。
2023年高三数学指数学案
平陆中学高三年级理科数学学案《指数与指数函数》学习目标1. 能够准确熟练进行知识点梳理;2. 能够熟练进行指数运算,保证每一步骤的正确性;3. 会画指数函数及指数型函数的图象,并且会根据图象熟练总结指数函数的性质,进而可以运用性质解决几类问题;4. 能够分析与指数函数相关的复合函数的性质,达到解决问题的目的。
学习重点理解指数函数的图象和性质学习难点掌握指数函数的应用以及求解相关复合函数的性质的方法 学习过程一.知识梳理1.根式 (1)根式的概念①若 ,则x 叫做a 的n 次方根,其中n >1且n ∈N *.式子 叫做根式,这里 叫做根指数, 叫做被开方数. ②a 的n 次方根的表示:x n=a ⇒ x n=a ⇒⎩⎨⎧x =n a ,当n 为奇数且n ∈N *,n >1时,x n 为偶数且n ∈N *时.(2)根式的性质①(na )n =a (n ∈N *,且n >1). ②na n =⎩⎪⎨⎪⎧a ,n 为奇数,|a |=⎩⎪⎨⎪⎧a ,a ≥0,-a ,a <0,n 为偶数. 2.有理数指数幂 (1)幂的有关概念①正分数指数幂:a mn= (a >0,m ,n ∈N *,且n >1). ②负分数指数幂:a -m n = = (a >0,m ,n ∈N *,且n >1). ③0的正分数指数幂等于 ,0的负分数指数幂 .(2)有理数指数幂的运算性质 ①a 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 ). 3.指数函数的图象及性质判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)4(π-4)4=π-4.( )(2)n a n 与(na )n 都等于a (n ∈N *).( ) (3)(-1)24=(-1)12=-1.( ) (4)函数y =3·2x 与y =2x+1都不是指数函数.( )(5)若a m >a n ,则m >n .( )(教材习题改编)有下列四个式子: ① 3(-8)3=-8;②(-10)2=-10; ③4(3-π)4=3-π;④2 018(a -b )2 018=a -b .其中正确的个数是( ) A .1 B .2 C .3D .4(2018·东北三校联考)函数f (x )=a x -1(a >0,a ≠1)的图象恒过点A ,下列函数中图象不经过点A 的是( ) A .y =1-x B .y =|x -2| C .y =2x -1D .y =log 2(2x )函数f (x )=1-e x 的值域为________.(教材习题改编)若指数函数y =(a 2-1)x 在(-∞,+∞)上为减函数,则实数a 的取值范围是________.三.典例分析例题一. 化简下列各式:(1)0.027-13-⎝⎛⎭⎫17-2+⎝⎛⎭⎫27912-(2-1)0; (2)⎝⎛⎭⎫56a 13b -2·(-3a -12b -1)÷(4a 23b -3)12·ab .【方法总结】例题二. 若方程|3x -1|=k 有一解,则k 的取值范围为________.【方法总结】1.指数函数图象的画法及应用(1)画指数函数y =a x (a >0,且a ≠1)的图象,应抓住三个关键点:(1,a ),(0,1),⎝⎛⎭⎫-1,1a . (2)与指数函数有关的函数图象的研究,往往利用相应指数函数的图象,通过平移、对称、翻折变换得到其图象.(3)一些指数方程、不等式问题的求解,往往利用相应的指数型函数图象数形结合求解.2. 指数函数的性质及应用(高频考点)指数函数的性质主要是其单调性,特别受到高考命题专家的青睐,常以选择题、填空题的形式出现.高考对指数函数的性质的考查主要有以下三个命题角度:(1)比较指数幂的大小; (2)解简单的指数方程或不等式; (3)研究指数型函数的性质. 例题三.(1) 比较指数幂的大小已知a =⎝⎛⎭⎫1223,b =2-43,c =⎝⎛⎭⎫1213,则下列关系式中正确的是( ) A .c <a <bB .b <a <cC .a <c <bD .a <b <c(2) 解简单的指数方程或不等式设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x-7,x <0,x ,x ≥0,若f (a )<1,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-3)B .(1,+∞)C .(-3,1)D .(-∞,-3)∪(1,+∞)(3)研究指数型函数的性质函数y =(12)x 2+2x -1的值域是( )A .(-∞,4)B .(0,+∞)C .(0,4]D .[4,+∞) 【方法总结】四.巩固练习1. 化简下列各式:(1)(0.027)23+⎝⎛⎭⎫27125-13-⎝⎛⎭⎫2790.5; (2)⎝⎛⎭⎫14-12·(4ab -1)3(0.1)-1·(a 3·b -3)12.2. (1) 函数f (x )=1-e |x |的图象大致是( )(2) 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________.3.已知函数y =9x +m ·3x -3在区间[-2,2]上单调递减,则m 的取值范围为________.五.课堂小结六.作业㈠.已知函数f (x )=⎝⎛⎭⎫13ax 2-4x +3.(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; (3)若f (x )的值域是(0,+∞),求a 的值. ㈡基础达标1.化简4a 23·b -13÷⎝⎛⎭⎫-23a -13b 23的结果为( )A .-2a 3bB .-8a bC .-6a bD .-6ab2.(2017·高考北京卷)已知函数f (x )=3x-⎝⎛⎭⎫13x,则f (x )( ) A .是奇函数,且在R 上是增函数 B .是偶函数,且在R 上是增函数 C .是奇函数,且在R 上是减函数 D .是偶函数,且在R 上是减函数3.(2018·湖北四市联考)已知函数f (x )=2x -2,则函数y =|f (x )|的图象可能是( )4.若2x 2+1≤⎝⎛⎭⎫14x -2,则函数y =2x 的值域是( )A .[18,2)B .[18,2]C .(-∞,18]D .[2,+∞)5.若函数f (x )=a |2x -4|(a >0,a ≠1)满足f (1)=19,则f (x )的单调递减区间是( )A .(-∞,2]B .[2,+∞)C .[-2,+∞)D .(-∞,-2]6.化简:⎝⎛⎭⎫2350+2-2×⎝⎛⎭⎫214-12-(0.01)0.5=________. 7.(2018·陕西西安模拟)若函数f (x )=a x -2-2a (a >0,a ≠1)的图象恒过定点⎝⎛⎭⎫x 0,13,则函数f (x )在[0,3]上的最小值等于________.8.已知函数f (x )=a x +b (a >0,a ≠1)的定义域和值域都是[-1,0],则a +b =________. 9.已知函数f (x )=⎝⎛⎭⎫23|x |-a.(1)求f (x )的单调区间;(2)若f (x )的最大值等于94,求a 的值.10.已知函数f (x )=a |x +b |(a >0,a ≠1,b ∈R ). (1)若f (x )为偶函数,求b 的值;(2)若f (x )在区间[2,+∞)上是增函数,试求a ,b 应满足的条件.1.(2018·河南濮阳检测)若“m >a ”是函数“f (x )=⎝⎛⎭⎫13x+m -13的图象不过第三象限”的必要不充分条件,则实数a 能取的最大整数为( ) A .-2 B .-1 C .0 D .12.(2017·高考全国卷Ⅰ)设x ,y ,z 为正数,且2x =3y =5z ,则( ) 3.若不等式(m 2-m )2x -⎝⎛⎭⎫12x<1对一切x ∈(-∞,-1]恒成立,则实数m 的取值范围是________.4.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,0≤x <1,2x -12,x ≥1,设a >b ≥0,若f (a )=f (b ),则b ·f (a )的取值范围是________.5.已知定义域为R 的函数f (x )=-2x +b2x +1+a 是奇函数.(1)求a ,b 的值;(2)解关于t 的不等式f (t 2-2t )+f (2t 2-1)<0. 6.已知函数f (x )=14x -λ2x -1+3(-1≤x ≤2).(1)若λ=32,求函数f (x )的值域;(2)若函数f (x )的最小值是1,求实数λ的值.。
指数函数教案(精选多篇)
指数函数教案(精选多篇)第一篇:指数函数教案.doc一.思考题1.学来回答其变化的过程和答案2.通过ppt来讲解思考题二、问题1.直接说出指数函数2.同学来思考问题23.给出指数函数的概念三.例题1.念下题目,叫学生思考几秒钟,请学生来回答。
2.对学生的回答进行分析四.思考1.第一个思考,引导学生说出图像的做法,2.请学生来画出4个图像3.对图像进行补充4.从函数的三要素来分析图像的性质5.从图像上的到恒过的点及单调性6.进行底数互为倒数的函数图像的比较、得到对称的性质(换算)7.进行底数不同大小的比较,说明其大小的变化五.例题先思考,再请同学来回答,再进行点评六、总结七、布置作业第二篇:《指数函数概念》教案《指数函数概念》教案(一)情景设置,形成概念1、引例1:折纸问题:让学生动手折纸观察:①对折的次数x与所得的层数y之间的关系,得出结论y=2x②对折的次数x与折后面积y之间的关系(记折前纸张面积为1),得出结论y=(1/2)x引例2:《庄子。
天下篇》中写到:“一尺之棰,日取其半,万世不竭”。
请写出取x次后,木棰的剩留量与y与x的函数关系式。
2、形成概念:形如y=ax(a 0且a≠1)的函数称为指数函数,定义域为x∈r。
提出问题:为什么要限制a 0且a≠1?这一点让学生分析,互相补充。
分a﹤=0,a=1讨论。
1)a 0时,y=(-3)x对于x=1/2,1/4,??(-3)x无意义。
2)a=0时,x 0时,ax=0;x≤0时无意义。
3)a=1时,a= 1=1是常量,没有研究的必要。
(二)发现问题、深化概念问题:判断(转载需注明来源:)下列函数是否为指数函数。
1)y=-3x2)y=31/x3) y=31+x4) y=(-3)x5) y=3-x=(1/3) x1、1)ax 的前面系数为1; 2)自变量x在指数位置; 3)a 0且a≠1。
2、问题中4)y=(-3)x的判定,引出上面讨论的问题:即指数函数的概念中为什么要规定a 0且a≠1。
指数函数学案
3.1.2 指数函数学习目标:1、理解指数函数的概念,明确其图象形状。
2、通过指数函数的图象,研究指数函数的性质。
3、应用指数函数的性质解决简单的问题。
B 案使用说明:认真阅读课本,完成以下题目,做好疑难标记准备讨论。
1、认真阅读课本P85左边的“百万富翁”和“细胞分裂”的故事,体会“指数爆炸”的事实。
2、一般地,函数叫做指数函数。
思考:什么样的函数才是指数函数? 训练1:判断下列函数是否为指数函数 ①y=4x ②y=x 4 ③y=—4x④y=(—4)x⑤y=πx⑥y=xx⑦y=2x+22、a 为何值时,y=(a 2—3)·a x 是指数函数?3、在同一坐标系中作出y=2x 与y=(21)x 的图象。
x … —3 —2 —1 0 1 2 3 … y=2x… … y=x21……C 案使用说明:1、将自学中遇到的问题组内交流标记好疑难点。
2、组内解决不了的问题直接提出来作为全班展示。
[合作探究一] 在B 案第3个问题中已作出y=2x和y=(21)x 的图象,请在此基础上再做出y=3x和y=(31)x 的图象。
总结:根据图象总结指数函数的图象与性质a>10<a<1图象性质(1)定义域 值域 (2)图象经过定点(3)x>0时y x<0时y x>0时y x<0时y (4)单调性1、当a>0且a ≠1时,y=a x 与y=(a1)X 的图象对称。
2、指数函数中为何规定a>0且a ≠1? 例1 求下列函数的定义域 (1)y=33-x(2)y=x5-11变式训练:解不等式 (1)(31)8—2x>3—2x(2)a 2x —7>a 4x —1(a>0且a ≠1)小结:(1)解指数不等式,需化为a f(x)<ag(x)形式。
(2)正确运用指数函数单调性(3)要有分类讨论的意识[合作探究二] 例2 比较大小:(1)1.7321.743(2)0.8-1 0.8-2(3)1.70.30.93.1 (4)1.70.31.50.3小结:(1)灵活运用“0,1”作辅助,比较大小(2)同一坐标系中y=a x,a 取不同值时图象的变化规律变式:根据下图比较大小则a 、b 、c 、d 、l 的大小关系为当堂检测:1、函数y=(a 2—3a+3)·a x 是指函数,则有A 、a=1或2B 、a=1C 、a=2D 、a>0且a ≠12、如果函数f(x)=(1—2a)x在实数集R 上是减函数,则a 的取值范围是A 、(21,+∞)B 、(0,21) C 、(—∞,21) D 、(—21,21)3、函数y=a x在[0,1]上最大值与最小值和为3,则a 等于A 、21 B 、2 C 、4 D 、414、比较大小:(1)0.9a 0.9a-1 1.1a-2 1.1a-2.1(2)已知a=0.80.7,b=0.80.9,c=1.20.8则a 、b 、c 大小关系是A 案1、求定义域 (1)y=x3—1(2)y=x)21(—12、已知f (x )定义域为(0,1),则函数f (3—x)的定义域为 。
指数函数学案
2.2.2 指数函数(1)南大附中 张子超学习目标:1、掌握指数函数的概念(能理解对a 的限定)。
2、会作出指数函数的图像,能归纳出指数函数的几个基本性质。
3、能运用指数函数的性质解题。
教学过程:一、情境引入情境(一):庄子曰:一尺之棰,日取其半 ,万世不竭。
若设木棒长度为y ,经历天数为x ,那么x 与y 的关系是什么?情境(二):某种细胞分裂时,由1个分裂成2个,2个分裂成4个,4个分裂成8个……一个细胞分裂x 次后,得到细胞的个数为y ,则y 与x 的关系是什么呢?二、数学建构思考:上面情境中的关系式与2x y =有什么不同?1、指数函数的定义:2、在定义中为什么要规定 (a >0且a ≠1)?3、指数函数的图象在同一坐标系画出(1)x y 2=,(2)xy )21(=的图象,4、观察并总结函数y =a x三、例题讲解例1,比较下列数的大小。
(1)2.35.25.1,5.1 (2)5.12.15.0,5.0 (3)2.13.08.0,5.1练一练1,比较下列各题中数值的大小(1)7.08.03,3 (2)5.3201.1,01.1 (3)1.33.09.0,7.12,在横线上填上适当的符号(<,>,=)(1)2.34.05____5-;(2)7.529.0____9.0;(3)2.13.28.1____7.2-;(4)7.27.25.0____2- 例2,解不等式82<x变一:812<x , 变二:22>x例3,解不等式93222+-<x x 。
变一:932)21(2-<x x , 变二:384+-<x x例4,求下列函数的定义域(1)221-=x y (2)x y )21(1-=四、形成性检测1、比较大小并填上适当的符号(1)2.37.23.1___3.1;(2)5.62.53.0___3.0;(3)2.23.06.0___7.3 2、解不等式8)21(2<-x3、求函数x y )31(3-=。
数学学案:指数函数()
学必求其心得,业必贵于专精数学人教B必修1第三章3。
1。
2 指数函数1.理解指数函数的概念和意义,能画出具体指数函数的图象.2.探索并理解指数函数的单调性与特殊点等性质.3.利用计算工具,比较指数函数增长的差异.1.指数函数的定义函数______________叫做指数函数,其中________是自变量.对指数函数定义的理解应注意以下两点:(1)定义域:因为指数的概念已经扩充到有理数和无理数,所以在底数a>0的前提下,x可以是任意实数.(2)规定底数a大于零且不等于1的理由是:如果a=0,错误!如果a<0,比如y=(-4)x,这时对于x=错误!,x=错误!,…y=(-4)x都无意义.如果a=1,对于任何实数x,y=1x=1是一个常量,对它就没有研究的价值和必要了.【做一做1】指数函数y=(a-1)x中,实数a满足的条件是__________.2.指数函数的图象和性质定义域:______值域:______图象过定点______在______上是增函数在______上是减函数指数函数y=a x(a>1)在R上为单调增函数,在闭区间[s,t]上存在最大、最小值,当x=s时,函数有最小值a s;当x=t时,函数有最大值a t.指数函数y=a x(0<a<1)在R上为单调减函数,在闭区间[s,t]上存在最大、最小值,当x=s时,函数有最大值a s;当x=t 时,函数有最小值a t。
【做一做2-1】函数y=2-x的图象是( )【做一做2-2】函数y=a x-1+2 011(a>0且a≠1)中,无论a取何值恒经过一个定点,则这个定点的坐标为________.【做一做2-3】(1)已知3x≥9,求实数x的取值范围;(2)已知0。
2x+1<5,求实数x的取值范围.一、指数函数y=a x(a>0,且a≠1)的函数值的变化规律剖析:先从具体函数入手:列表:从上表中很容易发现:①当x<0时,总有2x>3x;②当x>0时,总有2x<3x;③当x从1增加到3,y=2x的函数值从2增加到8,y=3x的函数值从3增加到27,说明当x>0时,函数y=3x的函数值比y=2x的函数值增长得要快.又对于指数函数y=a x(a>0,且a≠1),当将底数a由2变为3,发现它们的图象发生了显著变化,在第一象限内,底数a越小,函数的图象越接近x轴.再类似地列表分析函数y=错误!x和y=错误!x的函数值的变化.由上面的探究过程可以得出底数a对函数值的影响:指数幂a x和1的比较:当x<0,a<1或x>0,a>1时,a x>1,即指数x和0比较,底数a和1比较,当不等号的方向相同时,a x大于1,简称为“同大".当x<0,a>1或x>0,a<1时,a x<1,即指数x和0比较,底数a和1比较,当不等号的方向相反(异)时,a x小于1,简称为“异小”.因此简称为“同大异小”.二、指数函数的图象分布规律剖析:先从特例入手:在同一个坐标系中画出下列各函数的图象:①y=2x;②y=5x;③y=错误!x;④y=错误!x。
指数函数的概念(学案)
指数函数的概念
预习案
一、学习目标:
1 理解指数函数的定义
2.对比y=x 2与y=(21
)x 图像特点及联系
二、学习重点:
指数函数的定义
三、学习难点:
产生指数函数背景
四、知识链接:
1、指数函数的定义:
2、用描点作图法分别画y=x 2与y=(21
)x 图像,并指出其性质。
预习自测
1、下列函数哪些是指数函数:
(1)y=2x ;(2)y=2·x 4;(3)y=(12-a )x (a >21
,a ≠1);
(3)y=(-4)x ;(4)y=x π;(5)y=363+x ;
2、函数y=(a 2—3a+3)a x
是指数函数,求a 的值.
探究案
1、若函数y=(a 2—3a)x 是指数函数,求a 的范围。
2、已知函数f(x)=x 3且f(a+2)=18,g(x)=ax 3—x 4
求g(x)的解析式
变式:设指数函数f(x)= a x (a >0且a ≠1)则下列等式不正确的是(
) A 、f(x+y)=f(x)·f(y)
B 、f((xy)n )=f n (x) ·f n (y)
C 、f(x-y)=)()
(y f x f
D 、f(nx)= f n (x)
训练案
1、函数y=(2m -2m-2)x 3是指数函数,求m 的值。
2、指数函数)(y x f =的图像经过点()e ,π,求)(),1(),0(π-f f f .
3、若a,b 是方程x 2=(21)x 1
-则a+b=__。
指数函数教案(精选多篇)
指数函数教案(精选多篇)第一篇:指数函数教案.doc一.思考题1.来回答其变化的过程和答案2.过ppt来讲解思考题二、问题1.接说出指数函数2.学来思考问题23.出指数函数的概念三.例题1.下题目,叫学生思考几秒钟,请学生来回答。
2.学生的回答进行分析四.思考1.第一个思考,引导学生说出图像的做法,2.学生来画出4个图像3.图像进行补充4.函数的三要素来分析图像的性质5.图像上的到恒过的点及单调性6.行底数互为倒数的函数图像的比较、得到对称的性质(换算)7.行底数不同大小的比较,说明其大小的变化五.例题先思考,再请同学来回答,再进行点评六、总结七、布置作业第二篇:《指数函数概念》教案《指数函数概念》教案(一)情景设置,形成概念1、引例1:折纸问题:让学生动手折纸观察:①对折的次数x与所得的层数y之间的关系,得出结论y=2x②对折的次数x与折后面积y之间的关系(记折前纸张面积为1),得出结论y=(1/2)x引例2:《庄子。
天下篇》中写到:“一尺之棰,日取其半,万世不竭”。
请写出取x次后,木棰的剩留量与y与x的函数关系式。
2、形成概念:形如y=ax(a>0且a≠1)的函数称为指数函数,定义域为x∈r。
提出问题:为什么要限制a>0且a≠1?这一点让学生分析,互相补充。
分a﹤=0,a=1讨论。
1)a<0时,y=(-3)x对于x=1/2,1/4,??(-3)x无意义。
2)a=0时,x>0时,ax=0;x≤0时无意义。
3)a=1时,a= 1=1是常量,没有研究的必要。
(二)发现问题、深化概念问题:判断下列函数是否为指数函数。
1)y=-3x2)y=31/x3) y=31+x4) y=(-3)x5) y=3-x=(1/3) x1、1)ax的前面系数为1; 2)自变量x在指数位置; 3)a>0且a≠1。
2、问题中4)y=(-3)x的判定,引出上面讨论的问题:即指数函数的概念中为什么要规定a>0且a≠1。
《指数函数》的优秀教案
《指数函数》的优秀教案•相关推荐《指数函数》的优秀教案(精选7篇)作为一名人民教师,常常要根据教学需要编写教案,教案是保证教学取得成功、提高教学质量的基本条件。
教案应该怎么写才好呢?下面是小编整理的《指数函数》的优秀教案,欢迎大家分享。
《指数函数》的优秀教案篇1教学目标:1.进一步理解指数函数的性质;2.能较熟练地运用指数函数的性质解决指数函数的平移问题;教学重点:指数函数的性质的应用;教学难点:指数函数图象的平移变换.教学过程:一、情境创设1.复习指数函数的概念、图象和性质练习:函数y=ax(a0且a1)的定义域是_____,值域是______,函数图象所过的定点坐标为.若a1,则当x0时,y1;而当x0时,y1.若00时,y1;而当x0时,y1.2.情境问题:指数函数的性质除了比较大小,还有什么作用呢?我们知道对任意的a0且a1,函数y=ax的图象恒过(0,1),那么对任意的a0且a1,函数y=a2x1的图象恒过哪一个定点呢?二、数学应用与建构例1解不等式:(1);(2);(3);(4).小结:解关于指数的不等式与判断几个指数值的大小一样,是指数性质的运用,关键是底数所在的范围.例2说明下列函数的图象与指数函数y=2x的图象的关系,并画出它们的示意图:(1);(2);(3);(4).小结:指数函数的平移规律:y=f(x)左右平移y=f(x+k)(当k0时,向左平移,反之向右平移),上下平移y=f(x)+h(当h0时,向上平移,反之向下平移).练习:(1)将函数f(x)=3x的图象向右平移3个单位,再向下平移2个单位,可以得到函数的图象.(2)将函数f(x)=3x的图象向右平移2个单位,再向上平移3个单位,可以得到函数的图象.(3)将函数图象先向左平移2个单位,再向下平移1个单位所得函数的解析式是.(4)对任意的a0且a1,函数y=a2x1的图象恒过的定点的坐标是.函数y=a2x—1的图象恒过的定点的坐标是.小结:指数函数的定点往往是解决问题的突破口!定点与单调性相结合,就可以构造出函数的简图,从而许多问题就可以找到解决的突破口.(5)如何利用函数f(x)=2x的图象,作出函数y=2x和y=2|x2|的图象?(6)如何利用函数f(x)=2x的图象,作出函数y=|2x—1|的图象?小结:函数图象的对称变换规律.例3已知函数y=f(x)是定义在R上的奇函数,且x0时,f(x)=1—2x,试画出此函数的图象.例4求函数的最小值以及取得最小值时的x值.小结:复合函数常常需要换元来求解其最值.练习:(1)函数y=ax在[0,1]上的最大值与最小值的和为3,则a等于;(2)函数y=2x的值域为;(3)设a0且a1,如果y=a2x+2ax—1在[—1,1]上的最大值为14,求a的值;(4)当x0时,函数f(x)=(a2—1)x的值总大于1,求实数a的取值范围.三、小结1.指数函数的性质及应用;2.指数型函数的定点问题;3.指数型函数的草图及其变换规律.四、作业:课本P55—6,7.五、课后探究(1)函数f(x)的定义域为(0,1),则函数的定义域为。
学案3:4.2.1 指数函数的概念
4.2.1指数函数的概念1.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.名师点拨指数函数解析式的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R底数a与1的大小关系决定了指数函数图象的“升”与“降”.当a>1时,指数函数的图象是“上升”的;当0<a<1时,指数函数的图象是“下降”的.自我检测1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)指数函数y=a x中,a可以为负数.()(2)指数函数的图象一定在x轴的上方.()(3)函数y =2-x 的定义域为{x |x ≠0}.( ) 2.函数y =(3-1)x 在R 上是( ) A .增函数 B .奇函数 C .偶函数D .减函数3. y =⎝⎛⎭⎫34x的图象可能是( )4.若函数f (x )=a x (a >0且a ≠1)的图象过点⎝⎛⎭⎫3,18,则f (x )=________. 5.函数f (x )=2x +3的值域为________. 讲练互动探究点1 指数函数的概念例1 下列函数中,哪些是指数函数? ①y =(-8)x ;②y =2x2-1;③y =a x ;④y =(2a -1)x ⎝⎛⎭⎫a >12,且a ≠1;⑤y =2×3x . 规律方法(1)判断一个函数是指数函数的方法①看形式:只需判断其解析式是否符合y =a x (a >0,且a ≠1)这一结构特征;②明特征:看是否具备指数函数解析式具有的三个特征.只要有一个特征不具备,则该函数不是指数函数.(2)已知某函数是指数函数求参数值的方法①依据指数函数形式列方程:令底数大于0且不等于1,系数等于1列出不等式与方程; ②求参数值:解不等式与方程求出参数的值.[提醒] 解决指数函数问题时,要特别注意底数大于零且不等于1这一条件.1.若y =(a 2-3a +3)a x 是指数函数,则有( ) A .a =1或2 B .a =1 C .a =2D .a >0且a ≠12.如果指数函数y =f (x )的图象经过点⎝⎛⎭⎫-2,14,那么f (4)·f (2)等于________. 探究点2 指数函数的图象例2 根据函数f (x )=⎝⎛⎭⎫12x 的图象,画出函数g (x )=⎝⎛⎭⎫12|x |的图象,并借助图象,写出这个函数的一些重要性质. 求解策略求解指数函数图象问题的策略(1)抓住特殊点:指数函数的图象过定点(0,1).(2)巧用图象变换:函数图象的平移变换(左右平移、上下平移). (3)利用函数的性质:奇偶性与单调性. 跟踪训练1.函数y =a x -2+1(a >0且a ≠1)的图象必经过点( ) A .(0,1) B .(1,1) C .(2,0) D .(2,2)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 <0B .a >1,b >0C .0<a <1,b >0D .0<a <1,b <0探究点3 指数型函数的定义域、值域问题 例3 求下列函数的定义域和值域. (1)y =⎝⎛⎭⎫23-|x |;(2)y =1-2x .函数y =a f (x )的定义域与值域的求法(1)形如y =a f (x )的函数的定义域就是f (x )的定义域.(2)形如y =a f (x )的值域,应先求出f (x )的值域,再由函数的单调性求出a f (x )的值域.若a 的取值范围不确定,则需对a 进行分类讨论.(3)形如y =f (a x )的值域,要先求出u =a x 的值域,再结合y =f (u )确定出y =f (a x )的值域. 跟踪训练1.函数y =3x 2-2-9的定义域为________.2.函数f (x )=a x (a >0,且a ≠1)在[1,2]上的最大值比最小值大a2,求a 的值.达标反馈1.下列函数是指数函数的是( ) A .y =⎝⎛⎭⎫π2xB .y =(-9)xC .y =2x -1D .y =2×5x2.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 .-22D .223.函数f (x )=2x -3(1<x ≤5)的值域是( ) A .(0,+∞) B .(0,4) C .⎝⎛⎦⎤14,4D .⎝⎛⎭⎫0,14 4.函数y =a x -a (a >0,且a ≠1)的图象可能是( )5.求下列函数的定义域和值域: (1)y =21x -4; (2)y =⎝⎛⎭⎫23-|x |.巩固提升 A 基础达标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 .0 B .1 C .3D .42.函数y =1-3x 的定义域是( ) A .[0,+∞) B .(-∞,0] C .[1,+∞)D .(-∞,+∞) 3.已知函数f (x )=a x (a >0,且a ≠1)在(0,2)内的值域是(1,a 2),则函数y =f (x )的大致图象是( )4.函数y =4-2x -1的值域为( ) A .[1,+∞) B .(-1,1) C .(-1,+∞)D .[-1,1)5.已知函数f (x )=a x -b 的图象如图所示,则( )A .a >1,b >1B .a >1,0<b <1C .0<a <1,b >1D .0<a <1,0<b <16.函数f (x )=2x 在[-1,3]上的最小值是________. 7.已知函数y =a x-m+2的图象过定点(2,3),则实数m =________.8.已知函数y =a x -1的定义域是(-∞,0],则实数a 的取值范围是________. 9.求下列函数的定义域和值域: (1)y =21x -1;(2)y =⎝⎛⎭⎫132x 2-2.10.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 )+1(x ≥0)的值域.B 能力提升11.已知1>n >m >0,则指数函数①y =m x ,②y =n x 的图象为( )12.若方程|2x -1|=a 有唯一实数解,则a 的取值范围是________.13.画出下列函数的图象,并说明它们是由函数f (x )=2x 的图象经过怎样的变换得到的. (1)y =2x +1;(2)y =-2x .14.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 有且仅有一个实数解,求出m 的取值范围.C 拓展探究15.设f (x )=3x,g (x )=⎝⎛⎭⎫13x.(1)在同一平面直角坐标系中作出f (x ),g (x )的图象;(2)计算f (1)与g (-1),f (π)与g (-π),f (m )与g (-m )的值,从中你能得到什么结论?参考答案新知初探1.自变量自我检测1.【答案】(1)× (2)√ (3)×2.【答案】D3.【答案】C4.【答案】⎝⎛⎭⎫12x5.【答案】(3,+∞) 讲练互动探究点1 指数函数的概念例1 解:①中底数-8<0, 所以不是指数函数;②中指数不是自变量x ,而是关于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因为a >12且a ≠1,所以2a -1>0且2a -1≠1,所以y =(2a -1)x ⎝⎛⎭⎫a >12,且a ≠1为指数函数. ⑤中3x 前的系数是2,而不是1, 所以不是指数函数. 跟踪训练 1.【答案】C【解析】由指数函数的定义得⎩⎪⎨⎪⎧a 2-3a +3=1,a >0,a ≠1,解得a =2. 2.【答案】64【解析】设y =f (x )=a x (a >0,且a ≠1), 所以a -2=14,所以a =2,所以f (4)·f (2)=24×22=64. 探究点2 指数函数的图象例2 解:g (x )=⎝⎛⎭⎫12|x |=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x (x ≥0),2x (x <0),其图象如图.由图象可知,函数g (x )的定义域为R ,值域是(0,1], 图象关于y 轴对称,单调递增区间是(-∞,0], 单调递减区间是(0,+∞). 跟踪训练 1.【答案】D【解析】因为当x =2时,y =a x -2+1=2恒成立,所以函数y =a x -2+1(a >0且a ≠1)的图象必经过点(2,2). 2.【答案】D【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;从曲线的位置看,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. 探究点3 指数型函数的定义域、值域问题 例3 解:(1)定义域为R .因为|x |≥0, 所以y =⎝⎛⎭⎫23-|x |=⎝⎛⎭⎫32|x |≥⎝⎛⎭⎫320=1. 故y =⎝⎛⎭⎫23-|x |的值域为[1,+∞).(2)因为1-2x ≥0,所以2x ≤1. 所以2x ≤20.所以x ≤0.又因为0<2x ≤1,所以-1≤-2x <0, 所以0≤1-2x <1.所以函数的定义域为(-∞,0],值域为[0,1). 跟踪训练1.【答案】(-∞,-2]∪[2,+∞)【解析】由题意有3x 2-2-9≥0,即3x 2-2≥32, 所以x 2-2≥2,即x 2≥4, 所以x ≥2或x ≤-2.故所求函数的定义域为(-∞,-2]∪[2,+∞).2.解:①当0<a <1时,函数f (x )=a x (a >0,且a ≠1)在[1,2]上的最大值f (x )max =f (1)=a 1=a ,最小值f (x )min =f (2)=a 2,所以a -a 2=a 2,解得a =12或a =0(舍去);②当a >1时,函数f (x )=a x (a >0,且a ≠1)在[1,2]上的最大值f (x )max =f (2)=a 2, 最小值f (x )min =f (1)=a 1=a ,所以a 2-a =a2,解得a =32或a =0(舍去).综上所述,a =12或a =32.达标反馈1.【答案】A【解析】指数函数形如y =a x (a >0,a ≠1),所以选A.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=812=2 2.3.【答案】C【解析】因为1<x ≤5,所以-2<x -3≤2.而函数f (x )=2x -3在其定义域上是单调递增的,所以14<f (x )≤4,即所求函数的值域为⎝⎛⎦⎤14,4. 4.【答案】C【解析】函数y =a x -a (a >0,且a ≠1)的图象恒过点(1,0),故可排除选项A ,B ,D. 5.解:(1)要使函数有意义,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}.(2)要使函数有意义,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}.巩固提升 A 基础达标1.【答案】B【解析】由指数函数的定义可判定,只有②正确. 2.【答案】B【解析】因为1-3x ≥0,即3x ≤1,所以x ≤0,即x ∈(-∞,0]. 3.【答案】B【解析】对于函数f (x )=a x ,当x =0时,f (0)=a 0=1,当x =2时,f (2)=a 2. 由于指数函数是单调函数,则有a 2>1,即a >1.则函数f (x )的图象是上升的,且在x 轴上方,结合选项可知B 正确. 4.【答案】D【解析】因为4-2x ≥0,所以2x ≤4,即x ≤2,即函数的定义域是(-∞,2].因为0<2x ≤4,所以-4≤-2x <0,所以0≤4-2x <4.令t =4-2x ,则t ∈[0,4),所以t ∈[0,2), 所以y ∈[-1,1),即函数的值域是[-1,1),故选D.5.【答案】D【解析】根据图象,函数f (x )=a x -b 是单调递减的,所以指数函数的底数a ∈(0,1),根据图象的纵截距,令x =0,y =1-b ∈(0,1),解得b ∈(0,1),即a ∈(0,1),b ∈(0,1),故选D.6.【答案】12【解析】因为f (x )=2x 在[-1,3]上单调递增,所以最小值为f (-1)=2-1=12. 7.【答案】2【解析】由⎩⎪⎨⎪⎧2-m =0,a 2-m +2=3得m =2. 8.【答案】(0,1)【解析】由a x -1≥0,得a x ≥1=a 0,因为x ∈(-∞,0],由指数函数的性质知0<a <1.9.解:(1)要使y =21x -1有意义,需x ≠0,则21x >0且21x ≠1,故21x -1>-1且21x -1≠0,故函数y =21x -1的定义域为{x |x ≠0},值域为(-1,0)∪(0,+∞).(2)函数y =⎝⎛⎭⎫132x 2-2的定义域为实数集R ,由于2x 2≥0,则2x 2-2≥-2,故0<⎝⎛⎭⎫132x 2-2≤9,所以函数y =⎝⎛⎭⎫132x 2-2的值域为(0,9]. 10.解:(1)因为函数f (x )=a x -1(x ≥0)的图象经过点⎝⎛⎭⎫2,12,所以a 2-1=a =12. (2)由(1)得f (x )=⎝⎛⎭⎫12x -1(x ≥0),函数为减函数,当x =0时,函数取最大值2,故f (x )的值域是(0,2],所以函数y =f (x )+1=⎝⎛⎭⎫12x -1+1(x ≥0)的值域是(1,3].B 能力提升11.【答案】C【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.12.【答案】{a |a ≥1或a =0}【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,所以a ≥1或a =0.13.解:如图.(1)y =2x +1的图象是由y =2x 的图象向上平移1个单位长度得到的.(2)y =-2x 的图象与y =2x 的图象关于x 轴对称.14.解:(1)因为f (x )的图象过点(2,0),(0,-2),所以⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b =0,a 0+b =-2,解得a =3,b =-3. (2)由f (x )为减函数可知a 的取值范围为(0,1),因为f (0)=1+b <0,即b <-1,所以b 的取值范围为(-∞,-1).(3)由题图①可知y =|f (x )|的图象如图所示.由图可知使|f (x )|=m 有且仅有一个实数解的m 的取值范围为m =0或m ≥3.C 拓展探究15.解:(1)函数f (x ),g (x )的图象如图所示:(2)f (1)=31=3,g (-1)=⎝⎛⎭⎫13-1=3; f (π)=3π,g (-π)=⎝⎛⎭⎫13-π=3π; f (m )=3m ,g (-m )=⎝⎛⎭⎫13-m =3m . 从以上计算的结果看,两个函数当自变量取值互为相反数时,其函数值相等,即当指数函数的底数互为倒数时,它们的图象关于y 轴对称.。
高中数学学案:指数函数
高中数学学案:指数函数1. 理解指数函数的概念、图象和性质.2. 能利用函数图象的平移与对称变换讨论指数函数的图象.3. 会利用换元法及分类讨论的数学思想,求解一些复杂函数的值域.1. 阅读必修1第64~67页,理解指数函数的定义和图象特征,能用自己的语言概括第65页表格的内容.2. 理解教材第66页例2和例3及第67页思考,结合指数函数的图象特征理解左右平移和上下伸缩变换的关系.3. 完成教材第67页练习第3、5题,加深理解指数函数的图象和性质.基础诊断1. 下列函数中是指数函数的有__④__.(填序号)①f(x)=2·3x;②f(x)=31x;③f(x)=3x+1;④f(x)=(a-1)x(a>1,a≠2).解析:由指数函数的定义可知④是指数函数.2. 不等式6x2+x-2<1的解集是__(-2,1)__.解析:由题意得x2+x-2<0,解得-2<x<1.3. 如图所示的曲线C1,C2,C3,C4分别是函数y=a x,y=b x,y=c x,y=d x的图象,则a,b,c,d的大小关系为__b<a<d<c__.解析:y轴左、右两侧的图象对应函数的底数按逆时针方向增大,所以c>d>1,1>a>b>0.4. 已知函数f(x)=a x-b的图象如图,a,b为常数,则下列结论正确的是__④__.(填序号)①a>1,b<0;②a>1,b>0;③0<a<1,b>0;④0<a<1,b<0.解析:由f(x)=a x-b的图象知函数f(x)=a x-b在定义域上单调递减,所以0<a<1;函数f(x)=a x -b 的图象是在f(x)=a x 的基础上向左平移得到的,所以b<0.范例导航考向❶ 指数函数的图象及其应用 例1 已知函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13|x +1|.(1) 作出函数的图象(简图); (2) 由图象指出其单调区间;(3) 由图象指出当x 取什么值时函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13|x +1|有最值,并求出最值.解析:(1) 方法一:由函数解析式可得y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13|x +1|=⎩⎨⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫13x +1,x ≥-1,3x +1, x<-1.其图象由两部分组成:一部分是:y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13x (x ≥0)――→向左平移1个单位长度y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13x +1(x ≥-1);另一部分是:y =3x (x<0)――→向左平移1个单位长度y =3x +1(x<-1). 如图所示.方法二:①由y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13|x|可知函数是偶函数,其图象关于y 轴对称,故先作出y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13x的图象,保留x ≥0的部分,当x<0时,其图象是将y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13x (x ≥0)图象关于y 轴对折,从而得出y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13|x|的图象.②将y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13|x|的图象向左平移1个单位长度,即可得y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13|x +1|的图象,如图所示.(2) 由图象知函数的单调增区间为(-∞,-1),单调减区间为(-1,+∞).(3) 由图象知当x =-1时,有最大值1,无最小值.若曲线|y|=2x +1与直线y =b 没有公共点,则b 的取值范围为__[-1,1]__.解析:分别作出两个函数的图象,通过图象的交点个数来判断参数的取值范围. 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b 应满足的条件是b ∈[-1,1].考向❷ 指数函数的性质及其应用例2 若函数y =a 2x +2a x -1(a>0且a ≠1)在区间[-1,1]上的最大值是14,求实数a 的值. 解析:设t =a x ,则y =f(t)=t 2+2t -1=(t +1)2-2.①当a>1时,t ∈[a -1,a],所以y max =a 2+2a -1=14,解得a =3或a =-5(舍去); ②当0<a<1时,t ∈[a,a -1],所以y max =(a -1)2+2a -1-1=14,解得a =13或a =-15(舍去). 故所求a 的值为3或13.已知函数f(x)=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1+12x 3.(1) 求f(x)的定义域; (2) 证明:f(-x)=f(x); (3) 证明:f(x)>0.解析:(1) 由2x -1≠0得x ≠0, 所以定义域为(-∞,0)∪(0,+∞).(2) f(x)=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1+12x 3可化为f(x)=2x +12(2x-1)·x 3, 则f(-x)=2-x +12(2-x -1)(-x)3=2x +12(2x-1)x 3=f(x),所以f(-x)=f(x).(3) 当x>0时,2x>1,x3>0,所以f(x)=(12x-1+12)x3>0.因为f(-x)=f(x),所以当x<0时,f(x)=f(-x)>0.综上所述,f(x)>0.考向❸运用分类讨论思想解决指数函数的综合问题例3已知函数f(x)=aa2-1(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;(3) 若当x∈[-1,1]时,f(x)≥b恒成立,求实数b的取值范围.解析:(1) 因为函数定义域为R,关于原点对称,又因为f(-x)=aa2-1(a-x-a x)=-f(x),所以函数f(x)为奇函数.(2) 当a>1时,a2-1>0,因为y=a x为增函数,y=a-x为减函数,从而y=a x-a-x为增函数,所以函数f(x)为增函数.当0<a<1时,a2-1<0,因为y=a x为减函数,y=a-x为增函数,从而y=a x-a-x为减函数,所以函数f(x)为增函数.故当a>0,且a≠1时,函数f(x)在定义域内单调递增.(3) 由(2)知f(x)在R上是增函数,所以在区间[-1,1]上为增函数,所以f(-1)≤f(x)≤f(1),所以f(x)min=f(-1)=aa2-1(a-1-a)=aa2-1·1-a2a=-1,所以要使f(x)≥b在[-1,1]上恒成立,则只需b≤-1,故b的取值范围是(-∞,-1].自测反馈1. 若函数y =(a 2-3a +3)a x 是指数函数,则实数a =__2__.解析:因为y =(a 2-3a +3)a x 是指数函数,所以a 2-3a +3=1,解得a =2或a =1(舍去). 2. 函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫121-x的值域是__(0,+∞)__.解析:通过换元,令u =1-x 转为指数函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12u ,u ∈R,所以y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12u的值域为(0,+∞),即原函数的值域为(0,+∞).3. 已知函数f(x)=a 2x -1-1(a>0,a ≠1)过定点,则此定点坐标为__⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0__.解析:由2x -1=0得,x =12,则此时f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=a 0-1=0,所以函数f(x)过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0.4. 已知函数f(x)=e |x -a| (a 为常数),若f(x)在区间[1,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是__(-∞,1]__.解析:可以利用复合函数的单调性原则,将f(x)在区间[1,+∞)上单调递增,转化为y =|x -a|在区间[1,+∞)上单调递增,即a ≤x,故实数a 的取值范围为(-∞,1].1. 比较两个指数幂大小时,尽量化为同底数或同指数,当底数相同,指数不同时,构造同一指数函数,然后比较大小;当指数相同,底数不同时,构造两个指数函数,利用图象比较大小.2. 指数函数在同一直角坐标系中的图象的相对位置与底数大小的关系:在y 轴右侧,图象从上到下相应的底数由大变小;在y 轴左侧,图象从下到上相应的底数由大变小,即无论在y 轴的左侧还是右侧,底数均是按逆时针方向变大.3. 你还有哪些体悟,写下来:。
学案5:2.1.2指数函数及其性质
2.1.2 指数函数及其性质学习目标1.掌握指数函数的性质并会应用,能利用指数函数的单调性比较幂的大小及解不等式.(重点)2.通过本节内容的学习,进一步体会函数图象是研究函数的重要工具,并能运用指数函数研究一些实际问题.(难点)小组合作型类型一:比较大小与解不等式例1 (1)设a =133()4-,b =144()3,c =343()2-,则a ,b ,c 的大小顺序为( ) A .c <b <aB .c <a <bC .b <c<aD .b <a <c(2)设0<a <1,使不等式ax 2-2x +1>ax 2-3x +5成立的x 的集合是________.名师指导1.比较幂的大小的方法(1)对于底数相同但指数不同的幂的大小的比较,可以利用指数函数的单调性来判断.(2)对于底数不同,指数相同的幂的大小的比较,可利用指数函数的图象的变化规律来判断.(3)对于底数不同且指数不同的幂的大小的比较,则应通过中间值来判断.2.指数型不等式a f (x )>a g(x )(a >0,且a ≠1)的解法(1)当a >1时,f (x )>g(x );(2)当0<a <1时,f (x )<g(x ).跟踪训练1.设a =90.9,b =270.48,c =⎝⎛⎭⎫13-1.5,则a ,b ,c 的大小顺序为( )A .a >b >cB .a >c >bC .b >a >cD .c >a >b类型二:与指数函数有关的最值或值域问题例2 已知函数f (x )=a -2x1+2x(a ∈R ),且x ∈R 时,总有f (-x )=-f (x )成立. (1)求a 的值;(2)判断并证明函数f (x )的单调性;(3)求f (x )在[0,2]上的值域.名师指导1.指数函数本身不具有奇偶性,但是与指数函数有关的函数可以具有奇偶性,其解决方法一般是利用函数奇偶性的定义和性质.2.一般用函数单调性的定义证明指数函数与其它函数复合而成的函数的单调性.跟踪训练2.已知函数f (x )=a ·4x -a ·2x +1+2在区间[-2,2]上的最大值为3,求实数a 的值.探究共研型指数函数单调性的综合应用探究1 函数f (x )=⎝⎛⎭⎫12x 2-2x +1的单调区间是什么?探究2 函数y =a -x 2(a >0,且a ≠1)的单调性与y =-x 2的单调性存在怎样的关系?例3 已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a x ,x <0(a -3)(x +4a),x ≥0,满足对任意的x 1≠x 2都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0成立,则a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎦⎤0,14 B .(0,1) C.⎣⎡⎭⎫14,1D .(0,3)名师指导1.求函数y =a f (x )的单调区间首先要确定a >1还是0<a <1,即确定y =a t 的单调性,然后根据函数t =f (x )的单调性求复合函数的单调区间.2.根据函数的单调性求分段函数中参数的取值范围时,最易忽视的是两段函数的最值间的大小关系对参数的影响.跟踪训练3.已知函数y =2-x 2+4x -1,求其单调区间及值域.课堂检测1.若2x +1<1,则x 的取值范围是( )A .(-1,1)B .(-1,+∞)C .(0,1)∪(1,+∞)D .(-∞,-1) 2.下列判断正确的是( )A .1.72.5>1.73B .0.82<0.83C .π2<π 2D .0.90.3>0.90.5 3.设f (x )=⎝⎛⎭⎫12|x |,x ∈R ,那么f (x )是( )A .奇函数,且在(0,+∞)上是增函数B .偶函数,且在(0,+∞)上是增函数C .奇函数,且在(0,+∞)上是减函数D .偶函数,且在(0,+∞)上是减函数4.已知函数f (x )=13x +1+a 为奇函数,则常数a =______. 5.设函数f (x )=a -22x +1, (1)判断并说明函数的单调性;(2)确定a 的值,使f (x )为奇函数及此时f (x )的值域.参考答案小组合作型类型一:比较大小与解不等式例1【答案】 (1)A (2)(-∞,4)【解析】(1)113334()()43a -==,144()3b =, 334432()()123c -==<, ∵指数函数y =⎝⎛⎭⎫43x 为增函数,13>14,∴a >b >1,∴a >b >c ,故选A. (2)∵0<a <1,∴y =a x 为减函数.∵a x 2-2x +1>a x 2-3x +5,∴x 2-2x +1<x 2-3x +5,解得x <4.跟踪训练1.【答案】 B【解析】 因为函数y =3x 在R 上单调递增,a =31.8,b =270.48=31.44,c =31.5.∴a >c >b . 类型二:与指数函数有关的最值或值域问题例2 解:(1)∵f (-x )=-f (x ),∴a -2-x 1+2-x =-a -2x1+2x, 即a ·2x -11+2x =2x -a 1+2x ,∴a =1,∴f (x )=1-2x1+2x. (2)函数f (x )为R 上的减函数,证明如下:∵f (x )的定义域为R ,∴任取x 1,x 2∈R ,且x 2>x 1,∴f (x 2)-f (x 1)=1-2x 21+2x 2-1-2x 11+2x 1=2(2x 1-2x 2)(1+2x 1)(1+2x 2). ∵x 2>x 1,∴2x 2>2x 1>0.∴f (x 2)-f (x 1)<0,即f (x 2)<f (x 1).∴函数f (x )为R 上的减函数.(3)由(2)知,函数f (x )在[0,2]上为减函数,∴f (2)≤f (x )≤f (0),即-35≤f (x )≤0,即函数的值域为⎣⎡⎦⎤-35,0. 跟踪训练2.解:令t =2x .∵x ∈[-2,2],∴t ∈⎣⎡⎦⎤14,4,则g (t )=at 2-2at +2.当a =0时,g (t )=2≠3,故舍去a =0;当a ≠0时,g (t )=a (t -1)2+2-a ;当a >0时,g (t )m ax =g (4)=8a +2=3,∴a =18. 当a <0时,g (t )m ax =2-a =3,∴a =-1.综上,a =18或a =-1. 探究共研型指数函数单调性的综合应用探究1 【答案】 因为函数y =⎝⎛⎭⎫12t 在(-∞,+∞)上单调递减,函数t =x 2-2x +1在(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,所以复合函数f (x )=⎝⎛⎭⎫12x 2-2x +1在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.探究2 【答案】分两类:(1)当a >1时,函数y =a -x 2的单调性与y =-x 2的单调性一致;(2)当0<a <1时,函数y =a -x 2的单调性与y =-x 2的单调性相反.例3 【答案】 A【解析】 ∵f (x )对任意的x 1≠x 2都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0成立, ∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ a x ,x <0(a -3)(x +4a),x ≥0,为R 上的减函数,∴⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1a -3<04a ≤1,解得0<a ≤14. 跟踪训练3.解:令t =-x 2+4x -1,则y =2t .又t =-(x -2)2+3在(-∞,2]上单调递增,在[2,+∞)上单调递减,∴函数y =2-x 2+4x -1的单调递增区间为(-∞,2],单调递减区间为[2,+∞). 又x ∈R 时,t ≤3,故0<y ≤23=8,即值域为(0,8].课堂检测1.【答案】 D【解析】 ∵2x +1<1=20,且y =2x 是增函数,∴x +1<0,∴x <-1.2.【答案】 D【解析】 ∵y =0.9x 在定义域上是减函数,0.3<0.5,∴0.90.3>0.90.5.3.【答案】 D【解析】 ∵f (x )=⎝⎛⎭⎫12|x |,x ∈R ,∴f (-x )=⎝⎛⎭⎫12|-x |=⎝⎛⎭⎫12|x |=f (x ),故f (x )为偶函数, 当x >0时,f (x )=⎝⎛⎭⎫12x ,是减函数,故选D. 4.【答案】 -12【解析】 ∵函数f (x )=13x +1+a 为奇函数,∴f (-x )=-f (x ), ∴f (0)=0,130+1+a =0,a =-12. 5. 解:(1)任取x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=2(2x 1-2x 2)(2x 1+1)(2x 2+1), ∵x 1<x 2,∴2x 1<2x 2,即2x 1-2x 2<0,又∵2x 1+1>0,2x 2+1>0, ∴f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2). ∴不论a 为何值,f (x )总为增函数.(2)∵f (x )为奇函数,∴f (-x )=-f (x ),a -22-x +1=-a +22x +1, 解得a =1,故f (x )=1+-22x +1在其定义域内是增函数, 又2x +1>1,所以0<12x +1<1,-1<1+-22x +1<1. ∴f (x )的值域(-1,1).。
《2.6指数与指数函数》 学案
学习过程一、复习预习1.二次函数的图像与性质2.二次函数在闭区间上的最值3.二次函数、一元二次方程、一元二次不等式的关系4.幂函数的概念、幂函数的图象和性质二、知识讲解考点1 根式(1)根式的概念:(2)两个重要公式:①na n=⎩⎪⎨⎪⎧a,n为奇数,|a|=⎩⎨⎧a(a≥0),-a(a<0),n为偶数;②(na)n=a(注意a必须使na有意义).考点2 有理数指数幂(1)幂的有关概念:①正分数指数幂:a mn=na m(a>0,m,n∈N*,且n>1);②负分数指数幂:amn=1amn=1na m(a>0,m,n∈N*,且n>1);③0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂无意义.(2)有理数指数幂的性质:①a r a s=a r+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).考点3 指数函数的图象与性质三、例题精析 【例题1】【题干】化简下列各式(其中各字母均为正数).121121332··a b a b ---⎛⎫ ⎪; (2)56a 13·b -2·⎝⎛⎭⎫-3a 12-b -1÷⎝⎛⎭⎫4a 23·b -312.【答案】(1)110(2)a 4a(3)a【解析】(1)原式=111133221566·a b a ba b--==a111326---·b115236+-=1a.(2)原式=-52a16-b-3÷⎝⎛⎭⎫4a23·b-312=-54a16-·b-3÷⎝⎛⎭⎫a13b32-=-54a12-·b32-.=-54·1ab3=-5ab4ab2.【例题2】【题干】函数y=a x-a(a>0,且a≠1)的图象可能是()【答案】 C【解析】当x=1时,y=a1-a=0,∴函数y=a x-a的图象过定点(1,0),结合图象可知选C.【例题3】【题干】设a>0且a≠1,函数y=a2x+2a x-1在[-1,1]上的最大值是14,求a的值.【解析】令t =a x (a >0且a ≠1),则原函数化为y =(t +1)2-2(t >0).①当0<a <1时,x ∈[-1,1],t =a x∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤a ,1a , 此时f (t )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤a ,1a 上为增函数. 所以f (t )max =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +12-2=14. 所以⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +12=16,即a =-15或a =13. 又因为a >0,所以a =13.②当a >1时,x ∈[-1,1],t =a x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤1a ,a , 此时f (t )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤1a ,a 上是增函数.所以f (t )max =f (a )=(a +1)2-2=14, 解得a =3(a =-5舍去).综上得a =13或a =3.四、课堂运用【基础】1.化简-x3x的结果是()A.--x B.x C.-x D.-x2.函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 2 的值域是( ) A .(0,+∞) B .(0,1)C .(0,1]D .[1,+∞)3.设函数f (x )定义在实数集上,它的图象关于直线x =1对称,且当x ≥1时,f (x )=3x -1,则有( )A .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23B .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13C .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32D .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13【巩固】4.已知函数f(x)=4+a x-1的图象恒过定点P,则点P的坐标是________.5.对于函数f(x),如果存在函数g(x)=ax+b(a,b为常数),使得对于区间D上的一切实数x都有f(x)≤g(x)成立,则称函数g(x)为函数f(x)在区间D上的一个“覆盖函数”,设f(x)=2x,g(x)=2x,若函数g(x)为函数f(x)在区间[m,n]上的一个“覆盖函数”,则|m-n|的最大值为________.【拔高】6.已知定义域为R的函数f(x)=-2x+b2x+1+a是奇函数.(1)求a,b的值;(2)若对任意的t∈R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0恒成立,求k的取值范围.7.若函数y=lg(3-4x+x2)的定义域为M.当x∈M时,求f(x)=2x+2-3×4x的最值及相应的x的值.课程小结。
学案1:4.2.2 指数函数的图象和性质
4.2.2 指数函数的图象和性质探究点1 利用指数函数的单调性比较大小 例1 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. 规律方法比较幂值大小的三种类型及处理方法跟踪训练 比较下列几组值的大小: (1)⎝⎛⎭⎫25-12和(0.4) -32; (2)(-2.5)23和(-2.5)45.探究点2 解简单的指数方程与指数不等式例2求满足下列条件的x的取值范围.(1)3x-1>9x;(2)a-5x>a x+7(a>0,且a≠1).规律方法(1)指数方程的类型可分为:①形如a f(x)=a g(x)(a>0,且a≠1)的方程化为f(x)=g(x)求解;②形如a2x+b·a x+c=0(a>0,且a≠1)的方程,用换元法求解.(2)指数不等式的类型为a f(x)>a g(x)(a>0,且a≠1).①当a>1时,f(x)>g(x);②当0<a<1时,f(x)<g(x).含指数式的不等式的一般解法:先将不等式的两边化成同底的指数式,再利用指数函数的单调性去掉底数,转化为熟悉的不等式求解.跟踪训练1.已知(a2+a+2)x>(a2+a+2)1-x,求x的取值范围.2.解方程4x+2x-6=0.探究点3 指数型函数的单调性例3 判断f (x )=⎝⎛⎭⎫13x 2-2x 的单调性,并求其值域. 互动探究1.(变条件)本例中函数f (x )变为f (x )=⎝⎛⎭⎫13-x 2+2x 试讨论f (x )的单调性.2.(变条件)本例中“x ∈R ”变为“x ∈[-1,2]”.判断f (x )的单调性,并求其值域. 规律方法函数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. 跟踪训练 1.函数y =2x -1的单调增区间为________.2.函数y =⎝⎛⎭⎫23|1-x |的单调递减区间是________;单调递增区间是________.探究点4 指数函数的实际应用例4 某林区2018年木材蓄积量为200万立方米,由于采取了封山育林、严禁采伐等措施,预计使木材蓄积量的年平均增长率能达到5%.若经过x 年后,该林区的木材蓄积量为y 万立方米,求y =f (x )的解析式,并写出此函数的定义域. 规律方法解决指数函数应用题的步骤(1)审题:理解题意,弄清楚关键字词和字母的意义,从题意中提取信息. (2)建模:据已知条件,列出指数函数的解析式. (3)解模:运用数学知识解决问题.(4)回归:还原为实际问题,归纳得出结论. 跟踪训练1.某环保小组发现某市生活垃圾年增长率为b ,2018年该市生活垃圾量为a 吨,由此可以预测2028年生活垃圾量为( ) A .a (1+10b )吨 B .a (1+9b )吨 C .a (1+b )10吨D .a (1+b )9吨2.为了预防流感,某学校对教室内用药熏消毒法进行消毒.已知药物释放过程中,室内每立方米空气中的含药量y (毫克)与时间t (小时)成正比;药物释放完毕后,y 与t 的函数关系为y =⎝⎛⎭⎫116t -a(a 为常数),如图所示,根据图中提供的信息,回答下列问题:(1)从药物释放完毕后,每立方米空气中的含药量y (毫克)与时间t (小时)的函数解析式为________;(2)据测定,当药物释放完毕后,空气中每立方米的含药量降低到0.25毫克及以下时,学生方可进教室,那么从药物释放开始至少需要经过________小时后,学生才能回到教室.达标反馈1.下列判断正确的是( )A .2.52.5>2.53B .0.82<0.83C .π2<π2D .0.90.3>0.90.52.若函数f (x )=(2a -1)x 是R 上的减函数,则实数a 的取值范围是( ) A .(0,1) B .(1,+∞) C .⎝⎛⎭⎫12,1 D .(-∞,1)3.函数y =⎝⎛⎭⎫121-x的单调递增区间为( )A .(-∞,+∞)B .(0,+∞)C .(1,+∞)D .(0,1) 4.若f (x )=3x +1,则( ) A .f (x )在[-1,1]上单调递减B .y =3x+1与y =⎝⎛⎭⎫13x+1的图象关于y 轴对称C .f (x )的图象过点(0,1)D .f (x )的值域为[1,+∞)5.已知集合M =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪3x +1≤⎝⎛⎭⎫19x -2,x ∈R ,则当x ∈M 时,求函数y =2x 的值域. 巩固提升 A 基础达标1.不等式52x >5x-1的解集是( )A .(-1,+∞) B.⎝⎛⎭⎫-12,+∞ C .(-∞,-1)D .(-∞,-2)2.指数函数f (x )=a x (a >0,a ≠1)在R 上是减函数,则函数g (x )=(a -2)x 3在R 上的单调性为( ) A .单调递增B .在(0,+∞)上单调递减,在(-∞,0)上单调递增C .单调递减D .在(0,+∞)上单调递增,在(-∞,0)上单调递减3.已知a =⎝⎛⎭⎫13-1.1,b =π0,c =30.9,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .c <b <aB .c <a <bC .b <a <cD .b <c <a4.函数f (x )=2x -2-x2是( )A .偶函数,在(0,+∞)是增函数B .奇函数,在(0,+∞)是增函数C .偶函数,在(0,+∞)是减函数D .奇函数,在(0,+∞)是减函数5.函数y =⎩⎪⎨⎪⎧3x -1-2(x ≤1),31-x -2(x >1)的值域是( )A .(-2,-1)B .(-2,+∞)C .(-∞,-1]D .(-2,-1]6.已知指数函数y =b ·a x 在[b ,2]上的最大值与最小值的和为6,则a =________. 7.春天来了,某池塘中的荷花枝繁叶茂,已知每一天新长出荷叶覆盖水面面积是前一天的2倍,若荷叶20天可以完全长满池塘水面,当荷叶刚好覆盖水面面积一半时,荷叶已生长了________天.8.已知函数f (x )=2|x -a |(a 为常数),若f (x )在区间[1,+∞)上是增函数,则a 的取值范围是________.9.已知-1≤x ≤1,求函数y =4·3x -2·9x 的最大值.10.已知指数函数f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫2,19. (1)求函数f (x )的解析式;(2)已知f (|x |)>f (1),求x 的取值范围.B 能力提升11.已知f (x )=a -x (a >0且a ≠1),且f (-2)>f (-3),则a 的取值范围是( ) A .(0,+∞) B .(1,+∞) C .(-∞,1)D .(0,1)12.若-1<x <0,a =2-x ,b =2x ,c =0.2x ,则a ,b ,c 的大小关系是________. 13.已知函数f (x )=a 3-ax(a >0且a ≠1).(1)当a =2时,f (x )<4,求x 的取值范围;(2)若f (x )在[0,1]上的最小值大于1,求a 的取值范围.14.某地下车库在排气扇发生故障的情况下,测得空气中一氧化碳的含量达到了危险状态,经抢修后恢复正常.排气4分钟后测得车库内一氧化碳浓度为64 ppm(ppm 为浓度单位,1 ppm 表示百万分之一),再过4分钟又测得浓度为32 ppm.经检验知,该地下车库一氧化碳浓度y (ppm)与排气时间t (分钟)之间存在函数关系y =c ⎝⎛⎭⎫12mt(c ,m 为常数). (1)求c ,m 的值;(2)若空气中一氧化碳浓度不高于0.5 ppm 为正常,问至少排气多少分钟才能使这个地下车库中一氧化碳含量达到正常状态?C 拓展探究15.定义:对于函数f (x ),若在定义域内存在实数x 满足f (-x )=-f (x ),则称f (x )为“局部奇函数”.(1)已知二次函数f (x )=ax 2+2x -4a (a ∈R ),试判断f (x )是不是定义域R 上的“局部奇函数”,若是,求出所有满足f (-x )=-f (x )的x 的值;若不是,请说明理由;(2)若f (x )=2x +m 是定义在区间[-1,1]上的“局部奇函数”,求实数m 的取值范围.参考答案讲练互动探究点1 利用指数函数的单调性比较大小例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0<0.6<1,所以函数y =0.6x 在R 上是减函数, 因为-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.跟踪训练 解:(1)由于(0.4) -32=⎝⎛⎭⎫25-32. 因为0<25<1,-12>-32,所以⎝⎛⎭⎫25-12<(0.4) -32. (2)由于(-2.5)23=2.523,(-2.5)45=2.545. 因为2.5>1,45>23,所以2.545>2.523,即(-2.5)45>(-2.5)23.探究点2 解简单的指数方程与指数不等式 例2 解:(1)因为3x -1>9x ,所以3x -1>32x , 又y =3x 在定义域R 上是增函数,所以x -1>2x ,所以x <-1.即x 的取值范围是(-∞,-1). (2)当a >1时,因为a -5x >a x +7,所以-5x >x +7,解得x <-76;当0<a <1时,因为a-5x>a x +7,所以-5x <x +7,解得x >-76.综上所述,当a >1时,x 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-∞,-76;当0<a <1时,x 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-76,+∞. 跟踪训练 1.解:因为a 2+a +2=⎝⎛⎭⎫a +122+74>1,所以y =(a 2+a +2)x 在R 上是增函数. 所以x >1-x , 解得x >12.所以x 的取值范围是⎝⎛⎭⎫12,+∞.2.解:设t =2x (t >0), 则原方程可化为t 2+t -6=0. 即(t +3)(t -2)=0. 解得t =-3或t =2.又因为t =2x >0,所以t =2, 即2x =2=21, 解得x =1.所以方程4x +2x -6=0的解为x =1. 探究点3 指数型函数的单调性 例3 解:令u =x 2-2x ,则原函数变为y =⎝⎛⎭⎫13u.因为u =x 2-2x =(x -1)2-1在(-∞,1]上递减,在[1,+∞)上递增, 又因为y =⎝⎛⎭⎫13u在(-∞,+∞)上递减,所以y =⎝⎛⎭⎫13x 2-2x 在(-∞,1]上递增,在[1,+∞)上递减. 因为u =x 2-2x =(x -1)2-1≥-1, 所以y =⎝⎛⎭⎫13u ,u ∈[-1,+∞), 所以0<⎝⎛⎭⎫13u≤⎝⎛⎭⎫13-1=3, 所以原函数的值域为(0,3]. 互动探究1.解:函数f (x )的定义域为R . 令t =-x 2+2x , 则y =⎝⎛⎭⎫13t.因为y =⎝⎛⎭⎫13t 在(-∞,+∞)上是减函数,而t =-x 2+2x 在(-∞,1]上是增函数,在[1,+∞)上是减函数,所以f (x )在(-∞,1]上是减函数,在[1,+∞)上是增函数.2.解:由本例解析知,又x ∈[-1,2],所以f (x )=⎝⎛⎭⎫13x 2-2x (x ∈[-1,2])在[-1,1]上是增函数,在(1,2]上是减函数.因为u =x 2-2x (x ∈[-1,2])的最小值、最大值分别为u min =-1,u max =3,所以f (x )的最大值、最小值分别为f (1)=⎝⎛⎭⎫13-1=3,f (-1)=⎝⎛⎭⎫133=127.所以函数f (x )的值域为⎣⎡⎦⎤127,3. 跟踪训练1.【答案】[1,+∞)【解析】由x -1≥0,得函数的定义域为[1,+∞). 令u =x -1(x ≥1),则函数u =x -1(x ≥1)为增函数, 故函数y =2x -1的单调增区间为[1,+∞).2.【答案】[1,+∞) (-∞,1)【解析】y =⎝⎛⎭⎫23|1-x |=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫23x -1(x ≥1),⎝⎛⎭⎫231-x (x <1),因此它的单调递减区间为[1,+∞),单调递增区间为(-∞,1).探究点4 指数函数的实际应用例4 解:现有木材的蓄积量为200万立方米,经过1年后木材的蓄积量为200+200×5%=200(1+5%)万立方米;经过2年后木材的蓄积量为200(1+5%)+200(1+5%)×5%=200(1+5%)2万立方米; …经过x 年后木材的蓄积量为200×(1+5%)x 万立方米. 故y =f (x )=200×(1+5%)x ,x ∈N *. 跟踪训练 1.【答案】C【解析】由2018年到2028年共经历了10年,故可以预测2028年生活垃圾量为a (1+b )10吨.2.【答案】(1)y =⎝⎛⎭⎫116t -0.1(2)0.6【解析】(1)从图中可以看出:当t =0.1时,y =1,即可求得方程⎝⎛⎭⎫1160.1-a=1中的a =0.1,所以y =⎝⎛⎭⎫116t -0.1.(2)由题设y ≤0.25,则⎝⎛⎭⎫116t -0.1≤0.25,即⎝⎛⎭⎫142t -0.2≤14,故2t ≥1.2,所以t ≥0.6,因此从药物释放开始至少需要经过0.6小时后,学生才能回到教室.达标反馈1.【答案】D【解析】因为y =0.9x 是减函数,且0.5>0.3,所以0.90.3>0.90.5.2.【答案】C【解析】由已知,得0<2a -1<1,得12<a <1,所以实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫12,1. 3.【答案】A【解析】由已知得,f (x )的定义域为R .设u =1-x ,则y =⎝⎛⎭⎫12u.因为u =1-x 在R 上为减函数,又因为y =⎝⎛⎭⎫12u 在(-∞,+∞)上为减函数,所以y =⎝⎛⎭⎫121-x 在(-∞,+∞)上为增函数,所以选A. 4.【答案】B【解析】f (x )=3x +1在R 上单调递增,则A 错误;y =3x +1与y =3-x +1的图象关于y 轴对称,则B 正确;由f (0)=2,得f (x )的图象过点(0,2),则C 错误;由3x >0,可得f (x )>1,则D 错误.故选B.5.解:由3x +1≤⎝⎛⎭⎫19x -2, 得3x +1≤34-2x .因为函数y =3x 在定义域R 上是增函数,所以x +1≤4-2x ,解得x ≤1.因为函数y =2x 是增函数,所以当x ≤1时,2x ≤21=2,即y =2x ≤2.又因为指数函数y =2x >0,所以0<y ≤2,即函数y =2x 的值域是(0,2].巩固提升A 基础达标1.【答案】A【解析】由52x >5x -1得2x >x -1,解得x >-1.故选A.2.【答案】C【解析】因为指数函数f (x )=a x 在R 上是减函数,所以0<a <1.所以-2<a -2<-1,所以函数g (x )=(a -2)x 3在R 上单调递减,故选C.3.【答案】D【解析】b =π0=1.又30<30.9<31,则1<c <3.a =31.1>3,即有a >c >b ,即b <c <a .故选D.4.【答案】B【解析】因为f (-x )=-f (x ),所以f (x )为奇函数,又因为y =2x 是增函数,y =2-x 为减函数,故f (x )=2x -2-x 2为增函数.故选B. 5.【答案】D【解析】当x ≤1时,y =3x -1-2单调递增,值域为(-2,-1];当x >1时,y =31-x -2=⎝⎛⎭⎫13x -1-2单调递减,值域为(-2,-1).综上函数值域为(-2,-1].6.【答案】2【解析】由指数函数定义知,b =1.故a +a 2=6.又因为a >0,所以a =2.7.【答案】19【解析】假设第一天荷叶覆盖水面面积为1,则荷叶覆盖水面面积y 与生长时间的函数关系为y =2x -1,当x =20时,长满水面,所以生长19天时,荷叶布满水面一半.8.【答案】(-∞,1]【解析】由函数f (x )=2|x -a |=⎩⎪⎨⎪⎧2x -a ,x ≥a ,2-x +a ,x <a 可得,当x ≥a 时,函数f (x )为增函数,而已知函数f (x )在区间[1,+∞)上为增函数,所以a ≤1,即a 的取值范围为(-∞,1].9.解:因为y =4·3x -2·9x =4·3x -2·(3x )2,令t =3x ,则y =4t -2t 2=-2(t -1)2+2,因为-1≤x ≤1,所以13≤3x ≤3,即t ∈⎣⎡⎦⎤13,3. 又因为对称轴t =1∈⎣⎡⎦⎤13,3,所以当t =1,即x =0时,y max =2.10.解:(1)设f (x )=a x (a >0且a ≠1).将点⎝⎛⎭⎫2,19代入得19=a 2.解得a =13. 故f (x )=⎝⎛⎭⎫13x .(2)由(1)知f (x )=⎝⎛⎭⎫13x ,显然f (x )在R 上是减函数,又f (|x |)>f (1),所以|x |<1,解得-1<x <1.即x 的取值范围为(-1,1).B 能力提升11.【答案】D【解析】因为f (x )=a -x =⎝⎛⎭⎫1a x在R 上为单调函数,又f (-2)>f (-3),所以f (x )为增函数,故有1a>1,所以0<a <1. 12.【答案】b <a <c【解析】因为-1<x <0,所以由指数函数的图象和性质可得:2x <1,2-x >1,0.2x >1,又因为0.5x <0.2x ,所以b <a <c .13.解:(1)当a =2时,f (x )=23-2x <4=22,则3-2x <2,得x >12,即x ∈⎝⎛⎭⎫12,+∞. (2)y =3-ax 在定义域内单调递减,当a >1时,函数f (x )在[0,1]上单调递减,f (x )min =f (1)=a 3-a >1=a 0,得1<a <3.当0<a <1时,函数f (x )在[0,1]上单调递增,f (x )min =f (0)=a 3>1,不成立.综上可得a ∈(1,3).14.解:(1)由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧c ⎝⎛⎭⎫124m=64,c ⎝⎛⎭⎫128m =32, 解得⎩⎪⎨⎪⎧c =128,m =14. 故c ,m 的值分别为128,14. (2)由(1)知y =128×⎝⎛⎭⎫1214t ,令128×⎝⎛⎭⎫1214t ≤12,即⎝⎛⎭⎫1214t ≤⎝⎛⎭⎫128,解得t ≥32,即至少排气32分钟才能使这个地下车库中一氧化碳含量达到正常状态.C 拓展探究15.定义:对于函数f (x ),若在定义域内存在实数x 满足f (-x )=-f (x ),则称f (x )为“局部奇函数”.(1)已知二次函数f (x )=ax 2+2x -4a (a ∈R ),试判断f (x )是不是定义域R 上的“局部奇函数”,若是,求出所有满足f (-x )=-f (x )的x 的值;若不是,请说明理由;(2)若f (x )=2x +m 是定义在区间[-1,1]上的“局部奇函数”,求实数m 的取值范围. 解:(1)对于f (x )=ax 2+2x -4a (a ∈R )为二次函数,可知a ≠0.方程f (-x )=-f (x ),即ax 2-2x -4a =-ax 2-2x +4a ,2a (x 2-4)=0,所以x =±2,所以在定义域内存在实数x 满足f (-x )=-f (x ),所以f (x )为“局部奇函数”.(2)法一:f (x )=2x +m ,f (-x )=-f (x )可化为2x +2-x +2m =0,因为f (x )的定义域为[-1,1],所以方程2x +2-x +2m =0在[-1,1]内有解,令t =2x ,则t ∈⎣⎡⎦⎤12,2,故-2m =t +1t, 设g (t )=t +1t,则在(0,1]上单调递减,在[1,+∞)上单调递增, 所以当t ∈⎣⎡⎦⎤12,2时,g (t )∈⎣⎡⎦⎤2,52,即-2m ∈⎣⎡⎦⎤2,52, 所以m ∈⎣⎡⎦⎤-54,-1. 法二:当f (x )=2x +m 时,f (-x )=-f (x )可化为2x +2-x +2m =0,令t =2x ,则t ∈⎣⎡⎦⎤12,2,故关于t 的二次方程t 2+2mt +1=0在⎣⎡⎦⎤12,2上有解即可保证f (x )为“局部奇函数”,设f (t )=t 2+2mt +1.①当方程t 2+2mt +1=0在⎣⎡⎦⎤12,2上只有一个解或有两个相同的解时,需满足⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4m 2-4=0,12≤-m ≤2,或f ⎝⎛⎭⎫12·f (2)≤0, 解得m =-1或m =-54, 当m =-54时,方程在区间⎣⎡⎦⎤12,2上有两个解,不符合,故m =-1. ②当方程t 2+2mt +1=0在⎣⎡⎦⎤12,2上有两个不相等实根时,需满足⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4m 2-4>0,12<-m <2,f ⎝⎛⎭⎫12≥0,f (2)≥0⇒⎩⎪⎨⎪⎧m >1或m <-1,-2<m <-12,m ≥-54,m ≥-54,故-54≤m <-1, 综上,m ∈⎣⎡⎦⎤-54,-1.。
高中数学必修第一册《4.2指数函数》教学设计及学案
第一部分《4.2指数函数》教学设计4.2.1指数爆炸和指数衰减教学目标掌握指数爆炸和指数衰减的概念,并能初步运用概念解决问题.教学重点:指数爆炸和指数衰减的概念教学难点:运用指数爆炸和指数衰减的概念解决实际问题教学过程一、创设情境,引入课题问题提出:在幂的表达式a u中,让幂指数为常数而取底数a为自变量x,得到了幂函数.另一方面,如果让底数为常数而取指数为自变量x,则得到一类新的函数y=a x(x∈R),这叫作指数函数.二、归纳探索,形成概念其中a>0,且a≠1.当底数a>1时,指数函数值随自变量的增长而增大,底数a较大时指数函数值增长速度惊人,被称为指数爆炸.把自变量x看成时间,在长为T的时间周期[u,u+T]中,指数函数y=a x(a >1)的值从a u增长到a u+T,增长率为(a u+T-a u)÷a u=a T-1,它是一个常量.因此,在经济学或其他学科中,当某个量在一个既定的时间周期中,其百分比增长是一个常量时,这个量就被描述为指数式增长,也称指数增长.自然界有许多现象,例如细胞分裂、生物繁殖、疾病传染、火药爆炸等,都可以用指数增长来描述.反过来,如果底数a<1时,指数函数值随自变量的增长而缩小以至无限接近于0,叫作指数衰减.指数衰减的特点是:在一个既定的时间周期中,其缩小百分比是一个常量.三、应用知识,适当延展例1 .(P105例1)2012年中国人均GDP为38852元,2013年为43992元(不包括香港、澳门特别行政区和台湾省);如果假定增速不变,取自变量x为2012年后的年数,将中国人均GDP用函数G(x)=C·a x来近似地表示,写出此函数的解析式,依此估计2020年中国人均GDP数量和相对于2012年的增长倍数,并说明底数a的意义.解:按假设条件和数据,有G(0)=C·a0=38852,G(1)=C·a1=43992.解得C=38852,a≈1.132.因此该函数的解析式为G(x)=38 852·(1.132)x.依此估计出2020年中国人均GDP为G(2020)=C×a8≈38852×1.1328≈38852×2.696≈104745(元),相对于2012年,增长了约1.7倍.底数a是每年人均GDP与上一年的比,平均增长率为(a-1)×100%≈13.2%.例2(P106例2)医学中常用的钴60射线,穿过厚度为1 cm的铅板后,强度变为原来的0.568倍,穿过厚度为xcm的铅板后的强度与原来的强度之比为H(x)=a x.若铅板厚度为12 cm,射线穿过铅板后的强度与原来的强度之比是多少?解:由H(1)=a1=0.568,得H(x)=0.568x.故射线穿过厚度为12 cm的铅板后强度与原来的强度之比是H(12)=≈0.001128,即约为原来的千分之一.四、归纳小结,提高认识学生交流在本节课学习中的体会、收获,师生合作共同完成小结.1.指数函数;2.指数爆炸和指数衰减。
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§第5课时
指数函数(学案)
•教学目标:理解有理数指数幕的含义;了解实数指数幕的意义,能进行幕的运算。
理解指 数函数的性质,会画指数函数的图象。
•教学重点:理解指数函数的性质,会画指数函数的图象。
•教学难点:理解指数函数的性质,会画指数函数的图象。
•教学过程: 一展示交流 1•预习案1---4题 二•合作探究:
3 ~7~
・ ---------------------------- 1
1
例 1.已知 a=l ,b=9.求: (1);aVa 3 二 a 8 3 a 15 ;
(2)久一^
•
9
(ab )
变式训练1 :化简下列各式(其中各字母均为正数)
x x
(1)
2 1 1 1
(a 3 b 1) 2 a 2
&
Va b
(2)
5 1
1 2
1
3 2 2 1 3 3 "2
a 3
b ( 3a b ) (4a b ). 6
例2.已知函数
「 a a a 0,a a 4
⑴判断f x的奇偶性;⑵若f x是R上的增函数,求实数a的取值范围。
1 ,
2
R上的奇函数f(x)有最小正周期2,且当x€ (0,1)时,f(x)= l
例3.已知定义在
4 1
(1 )求f (x)在]-1 ,1]上的解析式;
(2)证明:f(x)在(0, 1)上是减函数
三•课堂小结:
1. b N = a, a b= N , log a N = b(其中N>0 , a>0, a丰1是同一数量关系的三种不同表示形式,
因此在许多问题中需要熟练进行它们之间的相互转化,选择最好的形式进行运算•在运算中,根式常常化为指数式比较方便,而对数式一般应化为同底
2•处理指数函数的有关问题,要紧密联系函数图象,运用数形结合的思想进行求解
3 •含有参数的指数函数的讨论问题是重点题型,解决这类问题最基本的分类方案是以
“底”大于1或小于1分类•
4•含有指数的较复杂的函数问题大多数都以综合形式出现,与其它函数(特别是二次函数)形成的函数问题,与方程、不等式、数列等内容形成的各类综合问题等等,因此要注意知识的相互渗透或综合.
四•当堂反馈:
1. 已知实数a、b满足等式(1)a (1)b,下列五个关系式:① 0v b v a;②a v b v 0;③0 v a v b;
④b v a v 0;⑤a=b.其中不可能成立的关系式有___________________ 个
2. y=( i)6x2x2;的单调递增区间为
2
3. 已知2x x』)x2,函数y 2x 2 x的值域为
4
1
4. 已知f(x) —— m是奇函数,则f( 1)
3x 1
5. 设函数y a" M-1 a 0, a 1 ,则函数图像恒过______________ 点,它的图像关于直线对称。
x
6. 设a> 0,f(x)= e是R上的偶函数.
a e
(1 )求a的值;
(2)求证:f(x)在(0, +s)上是增函数.。