导学案007指数与指数函数

指数与指数函数

【2013年高考会这样考】

1．考查指数函数的图象与性质及其应用．

2．以指数与指数函数为知识载体，考查指数的运算和函数图象的应用．

3．以指数或指数型函数为命题背景，重点考查参数的计算或比较大小． 【复习指导】

1．熟练掌握指数的运算是学好该部分知识的基础，较高的运算能力是高考得分的保障，所以熟练掌握这一基本技能是重中之重．

2．本讲复习，还应结合具体实例了解指数函数的模型，利用图象掌握指数函数的性质．重点解决：(1)指数幂的运算；(2)指数函数的图象与性质.

基础梳理

1．根式 (1)根式的概念

如果一个数的n 次方等于a (n ＞1且，n ∈N *

)，那么这个数叫做a

的n 次方根．也就是，若x n ＝a ，则x 叫做a 的n 次方根，其中n ＞1且n ∈N *.式子n

a 叫做根式，这里n 叫做根指数，a 叫做被开方数． (2)根式的性质

①当n 为奇数时，正数的n 次方根是一个正数，负数的n 次方根

是一个负数，这时，a 的n 次方根用符号n

a 表示．

②当n 为偶数时，正数的n 时，正数的正的n 次方根用符号n

a 表示，负的n －n a 表示．正负两个n 次方根可以合写为〒n

a (a ＞0)． ③⎝ ⎛⎭

⎪⎫

n a n ＝a . ④当n 为奇数时，n

a n ＝a ；

当n 为偶数时，n

a n

＝ |a |＝⎩⎨

⎧

a a ≥0－a a ＜0.

⑤负数没有偶次方根． 2．有理数指数幂 (1)幂的有关概念

①正整数指数幂：a n ＝a ·a ·…·a n 个 (n ∈N *

)；

②零指数幂：a 0

＝1(a ≠0)；

③负整数指数幂：a －p

＝1

a

p (a ≠0，p ∈N *)；

④正分数指数幂：a m n

＝n a m (a ＞0，m 、n ∈ N *，且n ＞1)⑤负分数指数幂：a －m n ＝1a

m

n ＝1

n a m (a ＞0，m 、n ∈N *且n ⑥0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义． (2)有理数指数幂的性质 ①a r a s ＝a r ＋s (a ＞0，r 、s ∈Q)

一个关系

a )，(0,1)，⎝

⎛

⎭⎪⎫－1，1a .

双基自测

1．(2011·山东)若点(a,9)在函数y ＝3x

的图象上，则tan a π

6

的值为

( )．

A ．0 B.

33

C ．1

D. 3 2．(2012·郴州五校联考)函数f (x )＝2

|x －1|

的图象是( )．

3．若函数f (x )＝

1

2x ＋1

，则该函数在(－≦，＋≦)上是( )． A ．单调递减无最小值 B ．单调递减有最小值 C ．单调递增无最大值

D ．单调递增有最大值

4．(2011·天津)已知a ＝5log 23.4，b ＝5log 43.6，c ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫

15log 30.3，则

( )． A ．a ＞b ＞c B ．b ＞a ＞c C ．a ＞c ＞b

D ．c ＞a ＞b

5．(2012·天津一中月考)已知a 1

2＋a －1

2

＝3，则a ＋a －1＝______；

a 2

＋a －2

＝________.

考向一 指数幂的化简与求值

【例1】►化简下列各式(其中各字母均为正数)．

(1)

a 23·

b －1

－12·a －12·b 13

6

a ·

b 5

；

(2)56a 13·b －2·(－3a －12b －1)〔(4a 23·b －3

)12

. [审题视点] 熟记有理数指数幂的运算性质是化简的关键．

解 (1)原式＝a －13b 12·a －12b 13

a 16b

5

6

＝a －13－12－16·b 1

2＋13－5

6＝1

.

(2)原式＝－52a －16b －3〔(4a 23·b －3)1

2

＝－54a －1

6b －3

〔⎝ ⎛⎭⎪⎫

a 13

b －32

＝－54a －1

2·b －3

2

＝－5

4·1

ab

3＝－5ab 4ab 2 化简结果要求

(1)若题目以根式形式给出，则结果用根式表示；

(2)若题目以分数指数幂的形式给出，则结果用分数指数幂表示； (3)结果不能同时含有根号和分数指数幂，也不能既有分母又有负指数幂．

【训练1】 计算： (1)0.027－13－⎝ ⎛⎭⎪⎫－17－2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫2791

2－

(

)

2－10；

(2)⎝ ⎛⎭

⎪⎫14－12·4ab －13

0.1－2a 3b －312.

考向二 指数函数的性质

【例2】►已知函数f (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1a x －1＋12·x 3

(a ＞0且a ≠1)． (1)求函数f (x )的定义域； (2)讨论函数f (x )的奇偶性；

(3)求a 的取值范围，使f (x )＞0在定义域上恒成立．

[审题视点] 对解析式较复杂的函数判断其奇偶性要适当变形；恒成立问题可通过求最值解决．

解 (1)由于a x －1≠0，且a x ≠1，所以x ≠0. ≨函数f (x )的定义域为{x |x ∈R ，且x ≠0}． (2)对于定义域内任意x ，有 f (－x )＝⎝ ⎛⎭

⎪⎫

1a －x －1＋12(－x )3

＝⎝ ⎛⎭⎪⎫a x 1－a x ＋12(－x )3

＝⎝ ⎛⎭⎪⎫－1－1a x －1＋12(－x )3 ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫

1a x －1＋12x 3＝f (x )，

≨f (x )是偶函数．

(3)当a ＞1时，对x ＞0，由指数函数的性质知a x ＞1， ≨a x

－1＞0，

1

a x －1＋1

2

＞0.