第5节指数与指数函数

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第5节 指数与指数函数

考试要求 1.通过对有理数指数幂a m

n (a >0,且a ≠1;m ,n 为整数,且n >0)、实数指数幂a x (a >0,且a ≠1;x ∈R )含义的认识,了解指数幂的拓展过程,掌握指数幂的运算性质;2.通过具体实例,了解指数函数的实际意义,理解指数函数的概念;3.能用描点法或借助计算工具画出具体指数函数的图象,探索并理解指数函数的单调性与特殊点.

知 识 梳 理

1.根式的概念及性质

(1)概念:式子n

a 叫做根式,其中n 叫做根指数,a 叫做被开方数.

(2)性质:(n

a )n

=a (a 使n a 有意义);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.

2.分数指数幂

规定:正数的正分数指数幂的意义是a m

n =n

a m (a >0,m ,n ∈N *,且n >1);正数的负分数指数幂的意义是a -

m

n =

1

n

a m

(a >0,m ,n ∈N *,且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. 3.指数幂的运算性质

实数指数幂的运算性质:a r a s =a r +s ;(a r )s =a rs ;(ab )r =a r b r ,其中a >0,b >0,r ,s ∈R .

4.指数函数及其性质

(1)概念:函数y =a x (a >0,且a ≠1)叫做指数函数,其中指数x 是自变量,函数的定义域是R ,a 是底数.

(2)指数函数的图象与性质

a>10

图象

定义域R

值域(0,+∞)

性质

过定点(0,1),即x=0时,y=1

当x>0时,y>1;

当x<0时,0

当x<0时,y>1;

当x>0时,0

在(-∞,+∞)上是增函数在(-∞,+∞)上是减函数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,

1

a.

2.指数函数y=a x(a>0,且a≠1)的图象和性质跟a的取值有关,要特别注意应分

a>1与0

3.在第一象限内,指数函数y=a x(a>0,且a≠1)的图象越高,底数越大.

诊断自测

1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)

(1)

4

(-4)4=-4.()

(2)分数指数幂a

m

n

可以理解为

m

n个a相乘.()

(3)函数y=2x-1是指数函数.()

(4)函数y=a x2+1(a>1)的值域是(0,+∞).()

解析(1)由于

4

(-4)4=444=4,故(1)错.

(2)当

m

n<1时,不可以,故(2)错.

(3)由于指数函数解析式为y=a x(a>0,且a≠1),

故y =2x -1不是指数函数,故(3)错. (4)由于x 2+1≥1,又a >1,∴ax 2+1≥a . 故y =a x

2+1

(a >1)的值域是[a ,+∞),(4)错.

答案 (1)× (2)× (3)× (4)×

2.(老教材必修1P56例6改编)若函数f (x )=a x (a >0,且a ≠1)的图象经过⎝ ⎛

⎭⎪⎫2,1

3,

则f (-1)=( ) A.1

B.2

C. 3

D.3

解析 依题意可知a 2=13,解得a =3

3, 所以f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫33x

,所以f (-1)=⎝ ⎛⎭⎪

33-1

= 3.

答案 C

3.(新教材必修第一册P119习题

4.2T6改编)设a =0.60.6,b =0.61.5,c =1.50.6,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A.a

D.b

解析 根据指数函数y =0.6x 在R 上单调递减可得0.61.5<0.60.6<0.60=1,而c =1.50.6>1,∴b

4.(2017·北京卷)已知函数f (x )=3x -⎝ ⎛⎭⎪⎫

13x

,则f (x )( )

A.是偶函数,且在R 上是增函数

B.是奇函数,且在R 上是增函数

C.是偶函数,且在R 上是减函数

D.是奇函数,且在R 上是减函数 解析 函数f (x )的定义域为R ,

f (-x )=3-x -⎝ ⎛⎭⎪⎫13-x

=⎝ ⎛

⎭⎪⎫13x

-3x =-f (x ), ∴函数f (x )是奇函数.

又y =3x 在R 上是增函数,函数y =-⎝ ⎛⎭⎪⎫

13x

在R 上是增函数,

∴函数f (x )=3x -⎝ ⎛⎭⎪⎫

13x

在R 上是增函数.

答案 B

5.(2020·湖北八校联考)函数f (x )=a x -2 020

+2 020(a >0且a ≠1)的图象过定点A ,则

点A 的坐标为________.

解析 令x -2 020=0,得x =2 020,则y =2 021, 故点A 的坐标为(2 020,2 021). 答案 (2 020,2 021)

6.(2020·菏泽一中月考)计算:⎝ ⎛⎭⎪⎫32-

1

3×⎝ ⎛⎭

⎪⎫

-760

+81

4×42-

⎝ ⎛⎭

⎪⎫-232

3

=________. 解析 原式=⎝ ⎛⎭⎪⎫231

3×1+234×21

4-⎝ ⎛⎭

⎪⎫231

3

=2.

答案 2

考点一 指数幂的运算 【例1】 化简下列各式:

(1)⎝ ⎛⎭

⎪⎫-278-

2

3+0.002-1

2-10(5-2)-

1+π0=______; (2)

a 3b

2

3

ab 2

(a 14b 1

2)4a -

13b 13

(a >0,b >0)=________.

解析 (1)原式=⎝ ⎛⎭

⎫-32-2

+5001

2-10(5+2)

(5-2)(5+2)

+1