高考数学第一轮复习指数与指数函数

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指数与指数函数

★知识梳理 分数指数幂 根式

如果),1(*

∈>=N n n a x n

,那么x 称为a 的n 次实数方根;

式子n

a 叫做根式,其中n 叫做根指数,a 叫做被开方数

方根的性质:当n 为奇数时,n n a =a.当n 为偶数时,n n a =|a|=⎩

⎨⎧<-≥).

0(),

0(a a a a

2.分数指数幂

(1)分数指数幂的意义:a n m =n m

a ,a

n

m -=n

m a

1

=n m

a 1

(a >0,m 、n 都是正整数,n >1).

(2)有理数指数幂的性质:

),,0,0()(;)(;Q s R r b a b a ab a a a a a r

r r rs s r s r s r ∈∈>>===⋅+

二、指数函数的图像及性质的应用

①指数函数的定义:一般地,函数y=ax (a >0且a≠1)叫做指数函数. ②指数函数的图像

O

x

y

O

x

y

y =a x 11

a > )

1y =a x (

(0<a <1)

③底数互为倒数的两个指数函数的图像关于y 轴对称.

④指数函数的性质:定义域:R ; 值域:(0,+∞);过点(0,1);即x=0时,y=1. 当a >1时,在R 上是增函数;当0<a <1时,在R 上是减函数.

画指数函数y=ax (a >0且a≠1)的图像时,应该抓住两点:一是过定点(0,1),二是x 轴 是其渐近线 ★重、难点突破

重点:有理指数幂的定义及性质,指数函数的概念、图像与性质 难点:综合运用指数函数的图像与性质解决问题

重难点:1.指数型函数单调性的判断,方法主要有两种: (1)利用单调性的定义(可以作差,也可以作商)

(2)利用复合函数的单调性判断形如)

(x f a y =的函数的单调性:若1>a ,则)(x f y =的单调增(减)区间,就是)

(x f a y =的单调增(减)区间;若10<

(x f a y =的

单调减(增)区间;

2. 指数函数的图像与性质

(Ⅰ) 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如图所示,对 应关系为 (1)y=ax ,(2)y=bx ,(3)y=cx ,(4)y=dx 则b a d c <<<<<10

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 轴左侧还是右侧,底数按逆时针方向变大.

(Ⅱ) 指数函数的图像x a y =与

)1,0(≠>=-a a a y x

的图象关于y 轴对称 3.指数型的方程和不等式的解法

(Ⅰ)形如

b a b a b a x f x f x f <>=)

()()(,,的形式常用“化同底”转化为利用指数函数的单调性解决,或“取对数”等方法;

(Ⅱ)形如02=++C Ba a x

x 或)0(02≤≥++C Ba a

x x

的形式,可借助于换元法转化为二

次方程或不等式求解。 ★热点考点题型探析 考点1 指数幂的运算

[例1] 计算:

1

2

00.2563

43

3721.5()82(23)()

63-⨯-+⨯+⨯- [解题思路] 根式的形式通常写成分数指数幂后进行运算。

[解析]原式111111

36

33344222()1(2)2(23)()242711033=⨯+⨯+⨯-=+⨯=

根式的运算是基本运算,在未来的高考中一般不会单独命题,而是与其它知识结合在一起,

比如与二项展开式结合就比较常见

1.(高州中学09届月考)经化简后,)0(6

3

936

9>⋅a a a 的结果是

[解析] a ;a a a a a a a =⋅=⋅=⋅633

36

3

936

9

2.

=-⋅63

a a

[解析] a --;

a a a a a a a --=--=--=-⋅=-⋅+2

16

13161316

3

)()

()(

考点2 指数函数的图象及性质的应用 题型1:由指数函数的图象判断底数的大小 [例2] 下图是指数函数(1)y=ax ,(2)y=bx ,(3)y=cx ,(4)y=dx 的图像,则a 、b 、c 、d 与1的大小关系是( )

A .a b c d <<<<1;

B .b a d c <<<<1;

C .a b c d <<<<1;

D .b a c d <<<<1

[解题思路] 显然,作为直线x=1即可发现a 、b 、c 、d 与1的大小关系 [解析] B;令x=1,由图知1

1

1

1

1b a d c <<<<,即b a d c <<<<1 由指数函数的图象确定底数的大小关系,关键要从具体图象进行分析 题型2:解简单的指数方程

[例3] 方程33131=++-x

x

的解是_________

[解题思路]将方程化为最简单的指数方程

[解析]1-;在方程33131=++-x x 的两边同时乘以x 3得1

33113+=++x x

x ,从而得131=+x

所以1-=x

解指数方程要观察其特征,在本题中,关键是发现x

-+3

1与x

31+的关系:

)31(331x x x -+=+

题型3:利用函数的单调性求函数的值域

[例4] 已知2x

x +2

≤(41

)x -2,求函数y=2x -2-x 的值域.

[解题思路]求函数y=2x -2-x 的值域应利用考虑其单调性 [解析] ∵2

x

x +2≤2-2(x -2),∴x2+x≤4-2x ,即x2+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[-16255,23].

利用函数的单调性确定其值域是高考热点,关键在于发现函数的单调性 [新题导练]

3.不等式16

2

2

<-+x x

的解集是___________

[解析] )1,2(-;由不等式

162

2

<-+x x

得022<-+x x ,解得12<<-x

4.若直线a y 2=与函数)10(1≠>-=a a a y x 且的图象有两个公共点,则a 的取值范围

是_______.

[解析] )21

,0(;画出函数)10(1≠>-=a a a y x 且的草图知,若直线a y 2=与函数

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