资源简介 (共85张PPT)第二章函数的概念与性质第6课时 指数与指数函数[考试要求] 1.掌握根式与分数指数幂的互化,掌握指数幂的运算性质.2.通过实例,了解指数函数的实际意义,会画指数函数的图象.3.理解指数函数的单调性、特殊点等性质,并能简单应用.链接教材·夯基固本1.根式(1)如果xn=a,那么__叫做a的n次方根,其中n>1,且n∈N*.(2)式子叫做____,其中n叫做根指数,a叫做被开方数.(3)()n=__.当n为奇数时,=__;当n为偶数时,=|a|=x根式aa2.分数指数幂正数的正分数指数幂,=______(a>0,m,n∈N*,n>1).正数的负分数指数幂,==______(a>0,m,n∈N*,n>1).0的正分数指数幂等于_,0的负分数指数幂没有意义.03.指数幂的运算性质aras=______;(ar)s=____;(ab)r=________(a>0,b>0,r,s∈Q).4.指数函数及其性质(1)概念:函数y=ax(a>0,且a≠1)叫做指数函数,其中______是自变量,定义域是R,__是底数.(2)形如y=kax,y=ax+k(k∈R,且k≠0,如果是y=kax,那么k还应满足k≠1;a>0且a≠1)的函数叫做指数型函数,不是指数函数.ar+sarsarbr指数xa项目 a>1 0图象 定义域 R(3)指数函数的图象与性质值域 ___________性质 过定点________,即x=0时,y=_当x>0时,_____; 当x<0时,________ 当x<0时,_____;当x>0时,________在(-∞,+∞)上是__函数 在(-∞,+∞)上是__函数(0,+∞)(0,1)1y>10y>10增减[常用结论]指数函数图象的特点(1)指数函数y=ax (a>0,且a≠1)的图象恒过点(0,1),(1,a),,依据这三点的坐标可得到指数函数的大致图象.(2)在第一象限内,指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象越高,底数越大.一、易错易混辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)=()n=a. ( )(2)函数y=a-x是R上的增函数. ( )(3)若am<an(a>0,且a≠1),则m<n. ( )(4)指数函数y=ax与y=a-x(a>0,且a≠1)的图象关于y轴对称. ( )×××√二、教材经典衍生1.(人教A版必修第一册P107练习T2改编)将写成分数指数幂的形式为( )A. B.C. D.B [将写成分数指数幂的形式为.故选B.]√2.(人教A版必修第一册P114例1改编)若函数f (x)=ax(a>0,且a≠1)的图象经过点,则f (-1)=( )A.1 B.2C. D.3C [依题意可知a2=,解得a=,所以f (x)=,所以f (-1)==.]√3.(多选)(人教A版必修第一册P117例3改编) 下列各式比较大小正确的是( )A.1.72.5>1.73 B.>C.1.70.3>0.93.1 D.<√√√BCD [因为y=1.7x为增函数,所以1.72.5<1.73,故A错误;因为=,y=为减函数,所以>=,故B正确;因为1.70.3>1,而0.93.1∈(0,1),所以1.70.3>0.93.1,故C正确;因为y=为减函数,所以<,又y=在(0,+∞)上单调递增,所以<,所以<<,故D正确.]4.(人教A版必修第一册P110习题4.1T8(1)改编)已知+=5,则x+x-1的值为( )A.5 B.23C.25 D.27B [因为+=5,所以(+)2=52,即x+x-1+2=25,所以x+x-1=23.]√考点一 指数幂的运算[典例1] (多选)下列计算正确的是( )A.=B. ( )÷( )=-9a(a>0,b>0)C.=D.已知x2+x-2=2,则x+x-1=2典例精研·核心考点√√BC [对于A,====,所以A错误;对于B, ( )÷( ) =-9=-9a(a>0,b>0),所以B正确;对于C,====,所以C正确;对于D,因为(x+x-1)2=x2+2+x-2=4,所以x+x-1=±2,所以D错误.]名师点评 指数幂运算的一般原则(1)将根式统一为分数指数幂,以便利用法则计算.(2)先乘除后加减,负指数幂化成正指数幂的倒数.(3)底数是小数,先化成分数;底数是带分数,先化成假分数.(4)运算结果不能同时含有根号和分数指数,也不能既有分母又含有负指数,形式要求统一.[跟进训练]1.(1)已知x<0,y>0,化简得( )A.-x2y B.x2yC.-3x2y D.3x2y(2)(2025湖南长沙模拟)计算-(-1)0+=________.√-(1)B (2)- [(1)由题意得 ==x2|y|=x2y.(2)+-(-1)0+=+-1+=-4+3-1+=-.]考点二 指数函数的图象及应用[典例2] (1)(多选)已知实数a,b满足等式2 024a=2 025b,则下列式子可以成立的是( )A.a=b=0 B.aC.0√√√(2)(多选)(2025浙江杭州模拟)已知函数f (x)=|ax-1|(a>0,且a≠1),则下列结论正确的是( )A.函数f (x)的图象恒过定点(0,1)B.函数f (x)的值域为[0,+∞)C.函数f (x)在区间[0,+∞)上单调递增D.若直线y=2a与函数f (x)的图象有两个公共点,则实数a的取值范围是√√√(1)ABD (2)BCD [(1)如图,观察易知,a(2)f (x)=|ax-1|的图象是由y=ax的图象先向下平移1个单位长度,再将x轴下方的图象沿x轴翻折到x轴上方得到的.分a>1和01时,如图①,直线y=2a与f (x)的图象只有一个交点,不合题意;当0]名师点评 (1)对于有关指数型函数的图象问题,一般是从最基本的指数函数的图象入手,通过平移、伸缩、对称变换得到.特别地,当底数a与1的大小关系不确定时应注意分类讨论.(2)掌握函数y=f (|x|),y=f (x),y=|f (x)|的图象之间的变换与联系.(3)定点与渐近线是作图的关键.[跟进训练]2.(1)(多选)(2025山西晋中模拟)在同一平面直角坐标系中,函数y=x2+ax+a-1与y=ax的图象可能是( )A B C D√√(2)若曲线|y|=2x+1与直线y=b没有公共点,则实数b的取值范围是___________.[-1,1](1)AC (2)[-1,1] [(1)当a>1时,对应的图象可能为选项A;当0(2)曲线|y|=2x+1与直线y=b如图所示,由图象可得:如果曲线|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].]【教用备选题】1.指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象如图所示,则y=ax2+x图象顶点的横坐标的取值范围是( )A.C.√A [由题干图象知函数为减函数,则0<a<1,二次函数y=ax2+x图象的顶点的横坐标为x=-,∵0<a<1,∴>,-<-,即横坐标的取值范围是.故选A.]2.在同一平面直角坐标系中,指数函数y=,二次函数y=ax2-bx的图象可能是( )A B C D√B [指数函数y=的图象位于x轴上方,据此可区分两函数图象.二次函数y=ax2-bx=(ax-b)x有零点,0.A,B选项中,指数函数y=在R上单调递增,故>1,故A错误,B正确.C,D选项中,指数函数y=在R上单调递减,故0<<1,故C,D错误.故选B.]考点三 指数函数的性质及应用考向1 比较指数式的大小[典例3] (1)(2023天津高考)若a=1.010.5,b=1.010.6,c=0.60.5,则a,b,c的大小关系为( )A.c>a>b B.c>b>aC.a>b>c D.b>a>c(2)若2x+5y2-y+5-x,则有( )A.x+y0 B.x+y0C.x-y0 D.x-y0√√(1)D (2)B [(1)由y=1.01x在R上单调递增,则a=1.010.5<b=1.010.6,由y=x0.5在[0,+∞)上单调递增,则a=1.010.5>c=0.60.5.所以b>a>c.故选D.(2)设函数f (x)=2x-5-x,易知f (x)为增函数.又f (-y)=2-y-5y,由已知得f (x)f (-y),所以x-y,所以x+y0.故选B.]【教用备选题】已知函数f (x)=x2-bx+c满足f (1+x)=f (1-x),且f (0)=3,则f (bx)与f (cx)的大小关系为( )A.f (cx)f (bx) B.f (cx)f (bx)C.f (cx)>f (bx) D.f (cx)=f (bx)√A [根据题意,函数f (x)=x2-bx+c满足f (x+1)=f (1-x),则有=1,即b=2.又由f (0)=3,得c=3,所以bx=2x,cx=3x.若x<0,则cx而f (x)在(-∞,1)上单调递减,此时有f (bx)若x=0,则cx=bx=1,此时有f (bx)=f (cx);若x>0,则有1而f (x)在(1,+∞)上单调递增,此时有f (bx)综上可得f (bx)f (cx).]考向2 解简单的指数方程或不等式[典例4] (2024江苏宿迁一模)已知函数f (x)=2x-3-x,则不等式f (x2)A.(-1,3)B.(-∞,-1)∪(3,+∞)C.(-3,1)D.(-∞,-3)∪(1,+∞)√A [函数f (x)的定义域为R,函数y=2x,y=3-x分别是R上的增函数和减函数,因此函数f (x)=2x-3-x是R上的增函数,由f (x2)【教用备选题】已知实数a≠1,函数f (x)=若f (1-a)=f (a-1),则a的值为________. [当a<1时,41-a=21,解得a=;当a>1时,2a-(1-a)=4a-1无解,故a的值为.]考向3 指数函数性质的综合应用[典例5] (1)(2023新高考Ⅰ卷)设函数f (x)=2x(x-a)在区间(0,1)单调递减,则a的取值范围是( )A.(-∞,-2] B.[-2,0)C.(0,2] D.[2,+∞)√(2)(2023全国乙卷)已知f (x)=是偶函数,则a=( )A.-2 B.-1C.1 D.2(3)不等式4x-2x+1+a>0对任意x∈R都成立,则实数a的取值范围是____________.√(1,+∞)(1)D (2)D (3)(1,+∞) [(1)法一(复合函数法):因为y=2x在R上单调递增,所以y=x(x-a)在区间(0,1)单调递减,所以x=1,解得a2.故选D.法二(特值法):取a=3,则y=x(x-3)=-在(0,1)单调递减,所以f (x)=2x(x-3)在(0,1)单调递减,所以a=3符合题意,排除A,B,C.故选D.(2)法一:f (x)的定义域为{x|x≠0},因为f (x)是偶函数,所以f (x)=f (-x),即=,即e(1-a)x-ex=-e(a-1)x+e-x,即e(1-a)x+e(a-1)x=ex+e-x,所以a-1=±1,解得a=0(舍去)或a=2.故选D.法二:f (x)==,f (x)是偶函数,又y=x是奇函数,所以y=e(a-1)x-e-x是奇函数,故a-1=1,即a=2.故选D.(3)原不等式可化为a>-4x+2x+1对任意x∈R恒成立,令t=2x,则t>0,∴y=-4x+2x+1=-t2+2t=+11,当t=1,即x=0时,ymax=1,∴a>1.]【教用备选题】已知函数f (x)=x3(a2x-2-x)是偶函数,则a=________.1 [法一(定义法):因为f (x)=x3(a2x-2-x)的定义域为R,且是偶函数,所以f (-x)=f (x)对任意的x∈R恒成立,所以(-x)3(a2-x-2x)=x3(a2x-2-x)对任意的x∈R恒成立,所以x3(a-1)(2x+2-x)=0对任意的x∈R恒成立,所以a=1.1 法二(取特殊值检验法):因为f (x)=x3(a2x-2-x)的定义域为R,且是偶函数,所以f (-1)=f (1),所以-=2a-,解得a=1,经检验,f (x)=x3(2x-2-x)为偶函数,所以a=1.法三(转化法):由题意知f (x)=x3(a2x-2-x)的定义域为R,且是偶函数.设g(x)=x3,h(x)=a2x-2-x,因为g(x)=x3为奇函数,所以h(x)=a2x-2-x为奇函数,所以h(0)=a20-2-0=0,解得a=1,经检验,f (x)=x3(2x-2-x)为偶函数,所以a=1.]名师点评 (1)利用指数函数的性质比较大小或解方程、不等式,最重要的是“同底”原则,比较大小还可以借助中间量.(2)求解与指数函数有关的复合函数问题,要明确复合函数的构成,涉及值域、单调区间、最值等问题时,都要借助“同增异减”这一性质分析判断.[跟进训练]3.(1)(多选)(2024浙江温州期末)已知函数f (x)=,则( )A.不等式<的解集是(-1,1)B. x∈R,都有f (-x)=f (x)C.f (x)是R上的减函数D.f (x)的值域为(-1,1)√√(2)若函数f (x)=的值域是,则f (x)的单调递增区间是____________.(-∞,-1](1)AD (2)(-∞,-1] [(1)对于A,f (x)==1-,由<,得-<1-<,即<<,得<2x+1<3,解得-1对于B,f (-x)=1-=1-≠f (x),故B错误;对于C,f (1)=1-=<=1-=f (2),所以f (x)在R上单调递减不成立,故C错误;对于D,由0<<2知-1<1-<1,即函数f (x)的值域为(-1,1),故D正确.故选AD.(2)∵y=是减函数,且f (x)的值域是,∴t=ax2+2x+3有最小值2,则a>0且=2,解得a=1,因此t=x2+2x+3的单调递减区间是(-∞,-1],故f (x)的单调递增区间是(-∞,-1].]【教用备选题】设<<<1,那么( )A.aa<ab<ba B.aa<ba<abC.ab<aa<ba D.ab<ba<aa√C [∵<<<1且y=在R上是减函数,∴0<a<b<1.当0<a<1时,指数函数y=ax在R上是减函数,∴ab<aa.当0<a<1时,幂函数y=xa在[0,+∞)上单调递增,∴aa<ba,∴ab<aa<ba.故选C.]题号135246879101112一、单项选择题1.(2024广西河池期末)已知指数函数f (x)=(a-1)bx的图象经过点,则=( )A.C.2 D.413课后作业(十二) 指数与指数函数√A [由指数函数f (x)=(a-1)bx的图象经过点,得解得a=b=2,所以==.故选A.]题号135246879101112132.(2025广东广州模拟)函数f (x)=的单调递增区间是( )A.(-∞,1) B.(-∞,-2)C.(4,+∞) D.(1,+∞)题号13524687910111213√题号13524687910111213A [函数f (x)=的定义域为R,函数u=x2-2x-8在(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,而函数y=在R上单调递减,因此函数f (x)在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,所以函数f (x)=的单调递增区间是(-∞,1).故选A.]3.函数y=ax在[0,1]上的最大值与最小值的和为,则函数y=3a2x-1在[0,1]上的最大值为( )A.16 B.15C.12 D.题号135246879101112√13C [∵函数y=ax在定义域上是单调函数,且y=ax在[0,1]上的最大值与最小值的和为,∴1+a=,解得a=,∴函数y=3a2x-1=3=12,∵函数y=在定义域上为减函数,∴y=3a2x-1在[0,1]上的最大值为x=0对应的函数值12.故选C.]题号135246879101112134.(2024黑龙江大庆二模)已知a>0且a≠1,若函数f (x)=为偶函数,则实数a=( )A.3 B.9C. D.题号135246879101112√13B [已知a>0且a≠1,若函数f (x)=为偶函数,则有f (-x) =f (x),即=,化简得=3x,所以a=9.故选B.]题号13524687910111213题号1352468791011125.(2025河南郑州模拟)若a,b∈R,则“a>b”是“3a-3b>2b-2a”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件13√题号135246879101112C [构造函数f (x)=3x+2x,则f (x)在R上单调递增,所以3a-3b>2b-2a 3a+2a>3b+2b f (a)>f (b) a>b.故选C.]13题号1352468791011126.(2023全国甲卷)已知函数f (x)=.记a=f ,b=f ,c=f ,则( )A.b>c>a B.b>a>cC.c>b>a D.c>a>b13√题号135246879101112A [函数f (x)=是由函数y=eu和u=复合而成的复合函数,y=eu为R上的增函数,u=-(x-1)2在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,所以由复合函数的单调性可知,f (x)在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.易知f (x)的图象关于直线x=1对称,所以c=f =f ,又<2-<<1,所以f c>a.故选A.]13题号135246879101112二、多项选择题7.已知函数y=ax-b(a>0,且a≠1)的图象如图所示,则以下结论正确的是( )A.ab>1 B.ln (a+b)>0C.2b-a<1 D.ba>113√√√题号13524687910111213ABC [根据函数y=ax-b(a>0,且a≠1)的图象,知函数y=ax-b是增函数,所以a>1.又x=0时,y=1-b,所以0<1-b<1,解得0所以y=ax是增函数,ab>a0=1,A正确.由a+b>1,得ln (a+b)>0,B正确.由b-a<0,得2b-a<20=1,C正确.由y=bx是减函数,得ba故选ABC.]题号1352468791011128.若f (x)=(x∈R),其中e为自然对数的底数,则下列命题正确的是( )A.f (x)在(0,+∞)上单调递增B.f (x)在(0,+∞)上单调递减C.f (x)的图象关于直线x=0对称D.f (x)的图象关于点(0,0)中心对称13√√题号135246879101112BC [因为y=1-x2在(0,+∞)上单调递减,在(-∞,0)上单调递增,y=ex在定义域R上单调递增,所以f (x)=在(0,+∞)上单调递减,在(-∞,0)上单调递增,故A错误,B正确;又f (-x)===f (x),所以f (x)=(x∈R)为偶函数,函数图象关于y轴对称,即关于直线x=0对称,故C正确,D错误.故选BC.]13题号135246879101112三、填空题9.(2024北京房山一模)若对任意m,n∈R,函数f (x)满足f (m)f (n)=f (m+n),且当m>n时,都有f (m)13f (x)=(答案不唯一)题号135246879101112f (x)=(答案不唯一) [由题意,可取f (x)=,函数f (x)=是减函数,满足m>n时,都有f (m)因为f (m)f (n)===f (m+n),所以函数f (x)=满足题意.]13题号13524687910111210.(人教A版必修第一册P120习题4.2T9改编)已知函数f =a+b的图象过原点,且无限接近直线y=1,但又不与该直线相交,则f =________.13 题号135246879101112 [因为f 的图象过原点,所以f =a+b=0,即a+b=0.又因为f 的图象无限接近直线y=1,但又不与该直线相交,所以b=1,a=-1,所以f =+1,所以f =-+1=.]13题号135246879101112四、解答题11.已知函数f (x)=bax(其中a,b为常数,且a>0,a≠1)的图象经过点A(1,6),B(3,24).(1)求f (x)的解析式;(2)若不等式+-m0在(-∞,1]上恒成立,求实数m的取值范围.13题号135246879101112[解] (1)因为f (x)的图象过点A(1,6),B(3,24),所以所以a2=4.又a>0,所以a=2,b=3.所以f (x)=32x.13题号135246879101112(2)由(1)知a=2,b=3,则当x∈(-∞,1]时,+-m0恒成立,即m+在(-∞,1]上恒成立.又因为y=与y=在(-∞,1]上均单调递减,所以y=+在(-∞,1]上也单调递减,所以当x=1时,y=+有最小值,所以m,即m的取值范围是.13题号13524687910111212.已知定义域为R的函数f (x)=ax-(k-1)a-x(a>0且a≠1)是奇函数.(1)求实数k的值;(2)若f (1)<0,判断函数f (x)的单调性,若f (m2-2)+f (m)>0,求实数m的取值范围.13题号135246879101112[解] (1)∵f (x)是定义域为R的奇函数,∴f (0)=a0-(k-1)a0=1-(k-1)=0,∴k=2,经检验k=2符合题意,所以k=2.(2)由(1)知,f (x)=ax-a-x(a>0且a≠1),∵f (1)<0,即a-<0,又a>0,且a≠1,∴0<a<1,13题号135246879101112而y=ax在R上单调递减,y=-a-x在R上单调递减,故由单调性的性质可判断f (x)=ax-a-x在R上单调递减,不等式f (m2-2)+f (m)>0可化为f (m2-2)>f (-m),∴m2-2<-m,即m2+m-2<0,解得-2<m<1,∴实数m的取值范围是(-2,1).13题号13524687910111213.定义在D上的函数f (x),如果满足:对任意x∈D,存在常数M>0,都有|f (x)|M成立,则称f (x)是D上的有界函数,其中M称为函数f (x)的上界,已知函数f (x)=++1.(1)当a=-1时,求函数f (x)在(-∞,0)上的值域,并判断函数f (x)在(-∞,0)上是不是有界函数,请说明理由;(2)若函数f (x)在[0,+∞)上是以3为上界的有界函数,求实数a的取值范围.13题号135246879101112[解] (1)设y=f (x)=++1.当a=-1时,y=f (x)=-+1(x<0),令t=,x<0,则t>1,则y=t2-t+1=+,∴y>1,即函数f (x)在(-∞,0)上的值域为(1,+∞),∴不存在常数M>0,使得|f (x)|M成立,∴函数f (x)在(-∞,0)上不是有界函数.13题号135246879101112(2)由题意知,|f (x)|3对任意x∈[0,+∞)恒成立,即-3f (x)3对任意x∈[0,+∞)恒成立,令t=,x0,则t∈(0,1].∴-a-t对任意t∈(0,1]恒成立,∴a.设h(t)=-,p(t)=-t,t∈(0,1],13题号135246879101112∵h(t)在(0,1]上单调递增,p(t)在(0,1]上单调递减,∴h(t)在(0,1]上的最大值为h(1)=-5,p(t)在(0,1]上的最小值为p(1)=1.∴实数a的取值范围为[-5,1].13谢 谢! 展开更多...... 收起↑ 资源预览