资源简介 第7课时 指数与指数函数[考试要求] 1.理解有理数指数幂的含义,了解实数指数幂的意义,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.考点一 指数与指数幂的运算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|=2.分数指数幂正数的正分数指数幂的意义是=(a>0,m,n∈N*,n>1).正数的负分数指数幂的意义是==(a>0,m,n∈N*,n>1).规定:0的正分数指数幂等于_,0的负分数指数幂没有意义.3.指数幂的运算性质(1)aras=____;(2)(ar)s=___;(3)(ab)r=____.(其中a>0,b>0,r,s∈Q).[典例1] (1)化简=( )A.1 B.-1C.7-2π D.2π-7(2)(人教A版必修第一册P107例4改编)①计算:+;②化简.[听课记录] 反思领悟 (1)当n为偶数时,=|a|,注意与n为奇数时的区别.(2)必须同底数幂相乘,指数才能相加;运算的先后顺序不可随意改变.巩固迁移1 (1)(多选)下列各式正确的是( )A.=B.C.=-2D.若=3,则a2+a-2=47(2)(2024·渭南一模)-+2560.75-3-1+2×70的值是( )A.105 B.33C.69 D.-23考点二 指数函数的图象及应用1.指数函数的概念函数y=ax(a>0,且a≠1)叫做指数函数,其中指数x是自变量,定义域是_,_是底数.2.指数函数的图象与性质项目 a>1 0图象定义域 R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_函数提醒:(1)画指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象,应抓住三个关键点:(1,a),(0,1),.(2)指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象和性质与a的取值有关,要特别注意应分a>1与03.指数函数的图象与底数大小的比较如图是指数函数(1)y=ax,(2)y=bx,(3)y=cx,(4)y=dx的图象,底数a,b,c,d与1之间的大小关系为c>d>1>a>b.由此我们可得到以下规律:在y轴右(左)侧图象越高(低),其底数越大.[典例2] (1)(多选)已知函数f (x)=ax-b(a>0,且a≠1,b≠0)的图象如图所示,则( )A.a>1B.0C.b>1D.0(2)若直线y=2a与函数y=|ax-1|(a>0,且a≠1)的图象有两个公共点,则a的取值范围为________.[听课记录] 反思领悟 本例(1)这一指数型函数y=ax-b(a>0,且a≠1,b≠0)的图象问题,可以从最基本的指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象入手,通过平移变换得到;本例(2)中底数a与1的大小关系不确定,应注意分a>1与0巩固迁移2 (1)函数y=ax-a-1(a>0,且a≠1)的图象可能是( )A BC D(2)若函数f (x)=|2x-2|-b有两个零点,则实数b的取值范围是________.考点三 指数函数的性质及应用1.比较大小问题:常化为同底或同指,利用指数函数的单调性,图象或借助1,0等中间量进行比较.2.简单的指数方程或不等式的求解问题:解决此类问题应利用指数函数的单调性,要特别注意底数a的取值范围,并在必要时进行分类讨论. 比较指数式的大小[典例3] (2023·天津卷)若a=1.010.5,b=,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[听课记录] 反思领悟 本例中a与b底数相同,先利用指数函数单调性判断a巩固迁移3 (2025·海口模拟)已知a=1.30.6,b=,c=,则( )A.cC.c 解简单的指数方程或不等式[典例4] 设函数f (x)=若f (a)<1,则实数a的取值范围是________.[听课记录] 反思领悟 本例中,当a<0时,f (a)<1是指数不等式,其求解主要利用指数函数的单调性进行转化.巩固迁移4 若x满足不等式≤,则函数y=2x的值域是( )A. B.C. D.[2,+∞) 指数函数性质的综合应用[典例5] (1)若函数f (x)=a2x2-ax+1(a>0且a≠1)在区间(1,3)上单调递增,则实数a的取值范围为( )A.(1,2) B.(0,1)C.(1,4] D.(-∞,4](2)(多选)已知函数f (x)=,则下列结论正确的是( )A.f (x)的图象关于坐标原点对称B.f (x)的图象关于y轴对称C.f (x)的最大值为1D.f (x)在定义域上单调递减[听课记录] 反思领悟 本例(1)中,f (x)= (a>0且a≠1)由函数y=at和t=2x2-ax+1复合而成,求a的范围的关键是借助“同增异减”这一性质列不等式组求解;本例(2)中,涉及指数函数综合问题,要熟练应用指数函数的相关性质及函数性质分析判断.巩固迁移5 (多选)已知函数f (x)=,则( )A.函数f (x)的定义域为RB.函数f (x)的值域为(0,2]C.函数f (x)在[-2,+∞)上单调递增D.f ()>f (4)1.(2024·长沙月考)计算-(-1)0+=( )A.- B.-C.- D.2.已知函数f (x)=-3x,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.函数f (x)=a2x+1-1(a>0且a≠1)过定点________.4.已知函数f (x)=ex-,若f (a-2)+f (a2)≤0,则实数a的取值范围是________.第7课时 指数与指数函数[考试要求] 1.理解有理数指数幂的含义,了解实数指数幂的意义,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.考点一 指数与指数幂的运算1.根式(1)如果xn=a,那么x叫做a的n次方根,其中n>1,且n∈N*.(2)式子叫做根式,其中n叫做根指数,a叫做被开方数.(3)()n=a.当n为奇数时,=a;当n为偶数时,=|a|=2.分数指数幂正数的正分数指数幂的意义是=(a>0,m,n∈N*,n>1).正数的负分数指数幂的意义是==(a>0,m,n∈N*,n>1).规定: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(1)aras=ar+s;(2)(ar)s=ars;(3)(ab)r=arbr.(其中a>0,b>0,r,s∈Q).[典例1] (1)化简=( )A.1 B.-1C.7-2π D.2π-7(2)(人教A版必修第一册P107例4改编)①计算:+;②化简.(1)A [=|π-4|+π-3=4-π+π-3=1.故选A.](2)[解] ①+==-1-+8=7+=.②=5×(-4)×.反思领悟 (1)当n为偶数时,=|a|,注意与n为奇数时的区别.(2)必须同底数幂相乘,指数才能相加;运算的先后顺序不可随意改变.巩固迁移1 (1)(多选)下列各式正确的是( )A.=B.C.=-2D.若=3,则a2+a-2=47(2)(2024·渭南一模)-+2560.75-3-1+2×70的值是( )A.105 B.33C.69 D.-23(1)CD (2)B [(1)选项A,==,故错误;选项B,,故错误;选项C,=-2,故正确;选项D,将=3两边平方,得a+a-1+2=9,所以a+a-1=7,将a+a-1=7两边平方,得a2+a-2+2=49,所以a2+a-2=47.故正确.故选CD.(2)由题意得-+2560.75-3-1+2×70=-+2=(0.3)-1-36+26-+2=-36+64-+2=33.故选B.]考点二 指数函数的图象及应用1.指数函数的概念函数y=ax(a>0,且a≠1)叫做指数函数,其中指数x是自变量,定义域是R,a是底数.2.指数函数的图象与性质项目 a>1 0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,01; 当x>0时,0在(-∞,+∞)上是增函数 在(-∞,+∞)上是减函数提醒:(1)画指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象,应抓住三个关键点:(1,a),(0,1),.(2)指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象和性质与a的取值有关,要特别注意应分a>1与03.指数函数的图象与底数大小的比较如图是指数函数(1)y=ax,(2)y=bx,(3)y=cx,(4)y=dx的图象,底数a,b,c,d与1之间的大小关系为c>d>1>a>b.由此我们可得到以下规律:在y轴右(左)侧图象越高(低),其底数越大.[典例2] (1)(多选)已知函数f (x)=ax-b(a>0,且a≠1,b≠0)的图象如图所示,则( )A.a>1B.0C.b>1D.0(2)若直线y=2a与函数y=|ax-1|(a>0,且a≠1)的图象有两个公共点,则a的取值范围为________.(1)BD (2) [(1)观察题图得,函数f (x)=ax-b是减函数,因此0法一:设图象与y轴交点的纵坐标为y0,则0当x=0时,y0=1-b,于是得0<1-b<1,解得0所以0法二:函数f (x)的图象可看作是y=ax(0(2)y=|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.当a>1时,如图1,两个图象只有一个交点,不合题意;当0]反思领悟 本例(1)这一指数型函数y=ax-b(a>0,且a≠1,b≠0)的图象问题,可以从最基本的指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象入手,通过平移变换得到;本例(2)中底数a与1的大小关系不确定,应注意分a>1与0巩固迁移2 (1)函数y=ax-a-1(a>0,且a≠1)的图象可能是( )A BC D(2)若函数f (x)=|2x-2|-b有两个零点,则实数b的取值范围是________.(1)D (2)(0,2) [(1)函数y=ax-是由函数y=ax的图象向下平移个单位长度得到的,A显然错误;当a>1时,0<<1,平移距离小于1,所以B错误;当01,平移距离大于1,所以C错误.故选D.(2)在同一平面直角坐标系中画出y=|2x-2|与y=b的图象,如图所示.所以当0]考点三 指数函数的性质及应用1.比较大小问题:常化为同底或同指,利用指数函数的单调性,图象或借助1,0等中间量进行比较.2.简单的指数方程或不等式的求解问题:解决此类问题应利用指数函数的单调性,要特别注意底数a的取值范围,并在必要时进行分类讨论. 比较指数式的大小[典例3] (2023·天津卷)若a=1.010.5,b=,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>cD [由y=1.01x在R上单调递增,则1由y=0.6x在R上单调递减,则0.60.5<1.所以b>a>c.故选D.]反思领悟 本例中a与b底数相同,先利用指数函数单调性判断a巩固迁移3 (2025·海口模拟)已知a=1.30.6,b=,c=,则( )A.cC.cD [a=1.30.6>1.30=1,b==,c=,因为指数函数y=是减函数,所以<<=1,所以b 解简单的指数方程或不等式[典例4] 设函数f (x)=若f (a)<1,则实数a的取值范围是________.(-3,1) [当a<0时,原不等式化为-7<1,则2-a<8,解得a>-3,所以-3当a≥0时,则<1,0≤a<1.综上,实数a的取值范围是(-3,1).]反思领悟 本例中,当a<0时,f (a)<1是指数不等式,其求解主要利用指数函数的单调性进行转化.巩固迁移4 若x满足不等式≤,则函数y=2x的值域是( )A. B.C. D.[2,+∞)B [由≤可得≤3-2(x-2),因为y=3x在R上单调递增,所以x2+1≤-2x+4,即x2+2x-3≤0,解得-3≤x≤1,所以2-3≤2x≤21,即函数y=2x的值域是.故选B.] 指数函数性质的综合应用[典例5] (1)若函数f (x)= (a>0且a≠1)在区间(1,3)上单调递增,则实数a的取值范围为( )A.(1,2) B.(0,1)C.(1,4] D.(-∞,4](2)(多选)已知函数f (x)=,则下列结论正确的是( )A.f (x)的图象关于坐标原点对称B.f (x)的图象关于y轴对称C.f (x)的最大值为1D.f (x)在定义域上单调递减(1)C (2)AD [(1)令t=2x2-ax+1,则y=at,t=2x2-ax+1的对称轴为x=,则t=2x2-ax+1在上单调递减,在上单调递增.当01时,y=at在定义域内单调递增,所以f (x)在上单调递减,在上单调递增.因为f (x)在(1,3)上单调递增,所以解得1(2)因为f (-x)===-f (x),所以f (x)为奇函数,图象关于坐标原点对称,故A正确;因为f (1)==-,f (-1)==,f (1)≠f (-1),所以f (x)不是偶函数,图象不关于y轴对称,故B不正确;因为f (x)=-=-1+,又3x>0,所以3x+1>1,所以0<<2,所以f (x)∈(-1,1),故C不正确;因为f (x)=-=-1+,且y=3x为增函数,所以f (x)在定义域(-∞,+∞)上单调递减,故D正确.]反思领悟 本例(1)中,f (x)= (a>0且a≠1)由函数y=at和t=2x2-ax+1复合而成,求a的范围的关键是借助“同增异减”这一性质列不等式组求解;本例(2)中,涉及指数函数综合问题,要熟练应用指数函数的相关性质及函数性质分析判断.巩固迁移5 (多选)已知函数f (x)=,则( )A.函数f (x)的定义域为RB.函数f (x)的值域为(0,2]C.函数f (x)在[-2,+∞)上单调递增D.f ()>f (4)ABD [令u=x2+4x+3=(x+2)2-1,则u∈[-1,+∞).对于选项A,f (x)的定义域与u=x2+4x+3的定义域相同,均为R,故A正确;对于选项B,因为y=,u∈[-1,+∞)的值域为(0,2],所以函数f (x)的值域为(0,2],故B正确;对于选项C、D,因为u=x2+4x+3在[-2,+∞)上单调递增,且y=,u∈[-1,+∞)单调递减,所以根据复合函数单调性法则,得函数f (x)在[-2,+∞)上单调递减,所以C不正确,D正确.故选ABD.]1.(2024·长沙月考)计算-(-1)0+=( )A.- B.-C.- D.C [-(-1)0+=-1+=-4+3-1+=-.故选C.]2.已知函数f (x)=-3x,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C [函数的定义域为R,因为f (-x)=3x-=-f (x),所以函数f (x)为奇函数,又因为函数y=,y=-3x在R上都是减函数,所以函数f (x)=-3x在R上是减函数.故选C.]3.函数f (x)=a2x+1-1(a>0且a≠1)过定点________. [因为y=at(a>0且a≠1)过定点(0,1),令2x+1=0,得x=-,故f =1-1=0,故f (x)过定点.]4.已知函数f (x)=ex-,若f (a-2)+f (a2)≤0,则实数a的取值范围是________.[-2,1] [因为f (x)=ex-,定义域为R,f (-x)=e-x-=-ex=-f (x),所以f (x)=ex-为奇函数.又因为f (x)=ex-在R上为增函数,所以f (a-2)+f (a2)≤0 f (a-2)≤-f (a2) f (a-2)≤f (-a2),即a-2≤-a2,则a2+a-2≤0,解得-2≤a≤1.所以实数a的取值范围是[-2,1].]【教用·备选题】1.(2024·北京平谷区期末)函数y=3|x|-1的定义域为[-1,2],则函数的值域为( )A.[2,8] B.[0,8]C.[1,8] D.[-1,8]B [设t=|x|,∵函数y=3|x|-1的定义域为[-1,2],∴t∈[0,2],∴y=3t-1,∴y=3t-1在t∈[0,2]的值域为[0,8].故选B.]2.(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,+∞)D [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,所以对称轴x=≥1,解得a≥2.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.]3.(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>bA [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.]4.(2024·湖北期末)化简或计算下列各式.(1);(2)-.[解] (1)原式===a-1=.(2)原式=+=0.09.课后习题(十二) 指数与指数函数1.(多选)(人教A版必修第一册P118练习T1改编)已知函数y=ax(a>0且a≠1)的图象如图所示,则下列四个函数图象与函数解析式对应正确的是( )A BC DAB [由题图可得a1=2,即a=2,y=a-x=单调递减,且图象过点(-1,2),故A正确;y=x-a=x-2为偶函数,在(0,+∞)上单调递减,在(-∞,0)上单调递增,且图象过点(-1,1)和(1,1),故B正确;y=a|x|=2|x|=为偶函数,结合指数函数图象可知C错误;y=|ax|=|2x|,根据指数函数及绝对值函数的图象可知D错误.故选AB.]2.(多选)(人教A版必修第一册P109习题4.1T4改编) 下列化简结果正确的有( )A.=3-πB.C.D.8=m2n-3(其中m>0,n>0)BCD [对于A,=|3-π|=π-3,故A错误;对于B,,其中a>0,故B正确;对于C,,故C正确;对于D,8==m2n-3,其中m>0,n>0,故D正确.故选BCD.]3.(北师大版必修第一册P92习题3-3B组T1改编)已知0A.axa-yC. D.C [因为0ay,故A错误;因为-x>-y,所以a-x,所以,故C正确;因为>1,所以y=在R上单调递增,又>,所以,故D错误.]4.(苏教版必修第一册P150习题6.2T2改编)用清水漂洗衣服,每次能洗去污垢的.设漂洗前衣服上的污垢量为1,则衣服上存留的污垢量y与漂洗次数x之间的函数关系式是________,若要使存留的污垢不超过原有的1%,至少要漂洗________次.y=,x∈N* 4 [根据题意,衣服上存留的污垢量y与漂洗次数x之间的函数关系式为y=,x∈N*.设需要漂洗x次,则≤1×1%,即,又x∈N*,∴x≥4,x∈N*,∴至少要漂洗4次.]5.(人教A版必修第一册P120习题4.2T9改编)已知函数f+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=________. [因为f的图象过原点,所以f (0)=+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.]6.(2024·衡阳耒阳市月考)若函数y=(m2-m-1)·mx是指数函数,则m等于( )A.-1或2 B.-1C.2 D.C [根据题意可得,得m=2,故选C.]7.(2024·甘肃兰州期末)如果a>1,b<-1,那么函数f (x)=ax+b的图象在( )A.第一、二、三象限 B.第一、三、四象限 C.第二、三、四象限 D.第一、二、四象限B [∵a>1,∴y=ax的图象过第一、第二象限,且是增函数,经过(0,1),f (x)=ax+b 的图象可看成把 y=ax的图象向下平移-b(-b>1)个单位长度得到的,故函数f (x)=ax+b的图象经过第一、第三、第四象限,不经过第二象限.故选B.]8.(2024·天津河东区期中)化简 (a,b为正数)的结果是( )A.ab B.C. D.a2bB [∵a>0,b>0,∴=.故选B.]9.(2024·上海黄浦区期末)Logistic模型是常用数学模型之一,可应用于流行病学领域.有学者根据公布数据建立了某地区某种疾病累计确诊病例数I(t)(t的单位:天)的Logistic模型:I(t)==0.95K时,标志着已初步遏制该疾病,则t*约为(ln 19≈3)( )A.60 B.63C.66 D.69C [由已知可得=,两边取对数有-0.23(t*-53)=-ln 19,解得t*≈66,故选C.]10.(2025·成都青羊区模拟)函数y=32x与y=31-2x的图象( )A.关于x=2对称 B.关于x=1对称C.关于x=对称 D.关于x=对称D [设f (x)=31-2x,则f =32x,则f =f (x),则f (x)的图象关于直线x=对称.故选D.]11.(2024·淮安清河区期末)函数y=2x-1-2(x≤2)的值域为________.(-2,0] [∵函数f (x)=2x-1-2在(-∞,2]上单调递增,∴f (x)≤f (2),∴f (2)=22-1-2=0,∴f (x)≤f (2)=0,∵2x-1>0,∴2x-1-2>-2,∴-2<2x-1-2≤0,∴函数y=2x-1-2(x≤2)的值域为(-2,0].]12.(2024·茂名化州市期中)定义运算:a b=则函数f (x)=3-x 3x的值域为________.(0,1] [如图为y=f (x)=3-x 3x的图象(实线部分),由图可知f (x)的值域为(0,1].]1/1 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第7课时指数与指数函数(教师版).docx 第二章第7课时指数与指数函数(学生版).docx