资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台突破4.2 指数函数一、考情分析二、考点梳理考点一 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>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(-∞,+∞)上是减函数三、题型突破(一) 指数函数的概念例1、(1)、(2021·江苏·无锡市市北高级中学高一期中)已知指数函数的图象经过点,则( )A.8 B.16 C. D.【答案】B【分析】把点,代入函数解析式,即可求出的值.【详解】解:由题意可得,解得,故选:B.(2)、(2022·全国·高一课时练习)若函数(,且)是指数函数,则________.【答案】8【分析】根据指函数的定义求解即可.【详解】解:因为函数是指数函数,所以,所以.故答案为:8.【变式训练1-1】、(2023·全国·高三专题练习)(多选题)下列函数是指数函数的有( )A. B. C. D.【答案】BC【分析】根据指数函数的定义逐一判断即可.【详解】解:对于A,函数不是指数函数,对于B,函数是指数函数;对于C,函数是指数函数;对于D,函数不是指数函数.故选:BC.【变式训练1-2】、(2023·全国·高三专题练习)若函数为指数函数,则a=________.【答案】2【分析】利用指数函数的定义列方程组即可解得.【详解】因为函数为指数函数,所以,解得a=2.故答案为:2(二) 指数函数的图像与性质例2.(1)、(2021·黑龙江·哈尔滨三中高三阶段练习(文))函数且的图象可能是( ) A.①③ B.②④ C.④ D.①【答案】C【分析】分,,根据指数函数和图象平移判断.【详解】当时,,函数的图象为过点的上升的曲线,函数图象由函数向下平移个单位可得,故①②错误;当时,,函数的图象为过点的下降的曲线,函数图象由函数向下平移个单位可得,故④ 正确③错误;故选:C(2).(2022·全国)已知函数(其中)的图象如图所示,则函数的图像是( )A. B.C. D.【答案】A【分析】根据二次函数图象上特殊点的正负性,结合指数型函数的性质进行判断即可.【详解】由图象可知:,因为,所以由可得:,由可得:,由可得:,因此有,所以函数是减函数,,所以选项A符合,故选:A【变式训练2-1】、(2022·全国·高一课时练习)函数①;②;③;④的图象如图所示,a,b,c,d分别是下列四个数:,,,中的一个,则a,b,c,d的值分别是( )A.,,, B.,,,C.,,,, D.,,,,【答案】C【分析】根据指数函数的性质,结合函数图象判断底数的大小关系.【详解】由题图,直线与函数图象的交点的纵坐标从上到下依次为c,d,a,b,而.故选:C.【变式训练2-2】.(2021·全国高一课前预习)在同一直角坐标系中,函数与在上的图象可能是( ).A. B. C. D.【答案】A【分析】根据幂函数和指数函数的图象,即可逐项判断,得出结果.【详解】为幂函数,为指数函数A. 过定点,可知,,的图象符合,故可能.B. 过定点,可知,,的图象不符合,故不可能.C. 过定点,可知,,的图象不符合,故不可能.D.图象中无幂函数图象,故不可能.故选:A【点睛】本题考查了幂函数和指数函数的图象,考查了理解辨析能力和逻辑推理能力,属于一般题目.(三) 定点问题例3.(1)、(2021·上海市建平中学高一期中)函数恒过定点___________.【答案】【分析】利用指数型函数的特征,求解函数恒过的定点坐标.【详解】当,即时,,所以恒过定点.故答案为:(2).(2021·玉溪第二中学高二月考(理))函数且的图像必经过点________【答案】【分析】指数函数(且)的图像必经过点,由此计算即可.【详解】令,解得,当时,所以函数且的图像必经过点.故答案为:【变式训练3-1】、(浙江省名校协作体2022-2023学年高二上学期开学考试数学试题)函数的图象恒过定点,若点在直线上,则的最小值为_________.【答案】【分析】由指数函数的性质,可得,再根据基本不等式“”的用法,即可求出结果.【详解】∵函数的图象恒过定点,则,∴,当且仅当,即,时取等号.故答案为:.【变式训练3-2】、(2022·宁夏·银川二中高二期末(理))函数的图象恒过定点_____________.【答案】(1,3)【分析】根据指数函数的性质,即可得答案.【详解】令,可得,所以,即图象恒过定点(1,3).故答案为:(1,3)(四) 利用指数函数的单调性比较大小例4.(1)、(2022·北京八中高二期末)已知,,,则a,b,c按从小到大排列为___________.【答案】【分析】根据指数函数性质比较大小.【详解】,,所以.故答案为:.(2)、(2023·全国·高三专题练习)已知,则的大小关系为( )A. B.C. D.【答案】C【分析】根据指数函数的单调性比较大小.【详解】∵是减函数,,所以,又,∴.故选:C.【变式训练4-1】、(2023·全国·高三专题练习)若,则a b c的大小关系是( )A. B. C. D.【答案】A【分析】利用幂函数和指数函数的单调性比较大小【详解】因为在上单调递增,且,所以,即,因为在上单调递减,且,所以,即,所以,即故选:A【变式训练4-2】、(2022·全国·模拟预测)若,,,,则( )A. B.C. D.【答案】B【分析】利用指数函数的单调性结合中间值法可得出、、的大小关系.【详解】因为,所以,则函数单调递减,因此,即,所以,又,所以,故选:B.(五) 求指数型复合函数的定义域与值域例5.(1)、(2022·全国)(多选题)若指数函数在区间上的最大值和最小值的和为,则的值可能是( )A. B. C. D.【答案】BC【分析】对分类讨论,结合指数函数的单调性,求得函数的最大值和最小值,列出方程,即可求解.【详解】当时,函数在区间上为单调递增函数,当时,,当时,,所以,即,解得或,因为,所以;当时,函数在区间上为单调递减函数,当时,,当时,,所以,即,解得或,因为,所以.综上可得,实数的值为或.故选:BC(2)、(2022·全国·高一课时练习)函数的定义域为( )A. B. C. D.【答案】C【分析】根据二次根式的被开方式非负,列出不等式,求解不等式可得答案.【详解】由题意得,即,解得.故选:C.【变式训练5-1】、(2022·全国·高一课时练习)(多选题)已知函数,(且)在区间上的最大值比最小值大,则a的值可以为( )A. B.2 C. D.【答案】AC【分析】分、讨论,利用的单调性求出最大值、最小值再做差可得答案.【详解】当时,在区间上单调递减,此时,,所以,解得或(舍去);当时,在区间上单调递增,此时,,所以,解得或(舍去).故选:AC.【变式训练5-2】、(2022·全国·高一课时练习)函数的定义域为M,值域为,则M=______.【答案】【分析】根据值域列出关系式,求解指数不等式即可求得答案.【详解】因为函数的值域为,所以,所以,即,故,所以,则函数的定义域为.故答案为:(六) 求指数型复合函数的最值与单调区间例6、(1)、(2022·山西吕梁·高一期末)已知函数在区间(-1,2)上单调递增,则实数a的取值范围是_________.【答案】【分析】由复合函数单调性得出在区间上单调递减,对分类讨论,结合单调性得到不等关系,求出实数a的取值范围.【详解】由函数在区间上单调递增,得函数在区间上单调递减,当时,在区间上单调递减,符合题意.当时,由在区间上单调递减,得,解得:.当时,由在区间上单调递减,得,解得:.综上所述,的取值范围是.(2).(2022·上海师大附中高一期末)函数的单调减区间是_________.【答案】##【分析】根据复合函数的单调性“同增异减”,即可求解.【详解】令,根据复合函数单调性可知,内层函数在上单调递减,在上单调递增,外层函数在定义域上单调递增,所以函数#在上单调递减,在上单调递增.故答案为:.【变式训练6-1】、(2022·全国·高一课时练习)(多选题)已知函数,则下列结论正确的是( )A.函数的定义域为RB.函数的值域为C.函数的图象关于y轴对称D.函数在R上为增函数【答案】ABD【分析】根据指数函数的性质,结合偶函数定义、单调性的性质逐一判断即可.【详解】A:因为,所以函数的定义域为R,因此本选项结论正确;B:,由,所以函数的值域为,因此本选项结论正确;C:因为,所以函数是奇函数,其图象关于原点对称,不关于y轴对称,因此本选项说法不正确;D:因为函数是增函数,因为,所以函数是减函数,因此函数是增函数,所以本选项结论正确,故选:ABD【变式训练6-2】、(2022·安徽·歙县教研室高一期末)若函数在区间上为增函数,则实数的取值范围为______.【答案】【分析】由复合函数的同增异减性质判断得在上单调递减,再结合对称轴和区间边界值建立不等式即可求解.【详解】由复合函数的同增异减性质可得,在上严格单调递减,二次函数开口向上,对称轴为所以,即故答案为:【变式训练6-3】、(2023·全国·高三专题练习)求函数的单调区间___________.【答案】增区间为,减区间为【分析】由换元法,结合复合函数的单调性求解即可.【详解】设t=>0,又在上单调递减,在上单调递增.令≤4,得x≥-2,令>4,得x<-2.而函数t=在R上单调递减,所以函数的增区间为,减区间为.故答案为:增区间为,减区间为【变式训练6-4】、(2022·全国·高一课时练习)(多选)已知函数,则( )A.函数的定义域为R B.函数的值域为C.函数在上单调递增 D.函数在上单调递减【答案】ABD【分析】由函数的表达式可得函数的定义域可判断A;令,则,,结合指数函数的单调性得到函数的值域,可判断B;根据复合函数单调性的判断方法可得函数的单调性可判断C、D.【详解】令,则.对于A,的定义域与的定义域相同,为R,故A正确;对于B,,的值域为,所以函数的值域为,故B正确;对于C、D,因为在上单调递增,且,在定义域上单调递减,所以根据复合函数单调性法则,得函数在上单调递减,所以C不正确,D正确.故选:ABD.(七) 指数型复合函数的综合问题例7、(2022·全国·高一课时练习)已知函数(,且),求函数在上的值域.【答案】答案见解析.【分析】应用换元法,令则,讨论、,注意定义域的范围,结合二次函数性质判断单调性,根据单调性求值域即可.【详解】令,则可化为.当,时,,又在上单调递增,∴,即;当,时,,又在上单调递增,∴,即.综上,当时,函数在上的值域是;当时,函数在上的值域是.例8、(2020·广西·兴安县第二中学高一期中)已知定义域为R的函数 是奇函数.(1)求a、b的值;(2)证明f(x)在(-∞,+∞)上为减函数;(3)若对于任意R,不等式恒成立,求k的范围【答案】(1),;(2)证明见解析;(3)【分析】(1)根据奇函数的性质由特殊值求得参数值,然后验证结论成立.(2)由单调性的定义证明;(3)由奇偶性变形,由单调性化简后求解.(1)由已知,, ,,,所以,解得,,此时定义域是R,,为奇函数.所以,;(2)由(1),设任意两个实数,,则,,所以,即,所以是减函数;(3)不等式化为,是奇函数,则有,是减函数,所以,所以恒成立,易知的最小值是,所以.例9.(2023·全国·高三专题练习)已知函数,若的值域是,求的值.【答案】0【分析】利用换元法,令,则,则由题意可知的值域为,从而可求出的值【详解】令,则,因为的值域是,即的值域是,所以的值域为,若,则为二次函数,其值域不可能为,若,则,其值域为,所以例10.(2022·云南·罗平县第一中学高二开学考试)已知函数.(1)判断函数的奇偶性并加以证明;(2),不等式成立,求实数的取值范围.【答案】(1)为奇函数,证明见解析(2)【分析】(1)首先求出函数的定义域,再只要检验与的关系即可判断;(2)首先判断函数的单调性,再结合函数的单调性及奇偶性将函数不等式转化为自变量的不等式,然后结合二次不等式的恒成立问题进行求解.(1)解:函数为奇函数,证明如下:函数的定义域,因为,所以为上的奇函数;(2)解:因为,因为在定义域上单调递增,且,又在上单调递增,所以在上单调递增,则不等式恒成立,即恒成立,即恒成立,所以恒成立,即恒成立,所以,解得,所以的范围为.(八) 指数函数的应用例11、(2022·全国·高一课时练习)我们知道比较适合生活的安静环境的声强级(噪音级)为,声强(单位:)与声强级(单位:)的函数关系式为(,为常数).某型号高铁行驶在无村庄区域的声强为,声强级为,驶进市区附近降低速度后的声强为,声强级为,若要使该高铁驶入市区时的声强级达到安静环境要求,则声强的最大值为( )A. B. C. D.【答案】B【分析】利用题意得到,解出的值,代回得到,通过单调性可以得到最大值【详解】由题意可知,解得,,所以,易得当越大时,越大,所以当时,达到安静环境要求下的取得最大值.故选:B.【变式训练11-1】、(2021·福建福州·高一期末)2020年10月1日至8日,央视推出大型主题报道《坐着高铁看中国》,8天8条高铁主线,全景式展示“十三五”规划成就和中国之美.我国高铁技术在世界上遥遥领先,高铁运行时不仅速度比普通列车快,而且噪声小.我们知道比较适合生活的安静环境的声强级(噪音级)为30~40分贝(符号:),声强(单位:)与声强级(单位:)的函数关系式为(,为常数).某型号高铁行驶在无村庄区域的声强为,声强级为,驶进市区附近降低速度后的声强为,声强级为,若要使该高铁驶入市区时的声强级达到安静环境要求,则声强的最大值为( )A. B. C. D.【答案】B【解析】根据和的两组值代入解析式求出和,再代入的最大值可得的最大值.【详解】由题意可知,解得,,所以,所以当取最大值时,取得最大值故选:B.【点睛】关键点点睛:根据和的两组值代入解析式求出和是解题关键.四、课堂训练1.(2022·山西·高二期末)已知,则的大小关系为( )A. B. C. D.【答案】A【分析】利用指数函数的单调性及中间值即可求解.【详解】因为在上单调递减,又,所以,即,又因为,所以.故选:A.2.(2022·全国·高三专题练习)(多选题)函数在下列哪些区间内单调递减( )A. B. C. D.【答案】ACD【分析】利用复合函数的单调性可知函数在上单调递减,由此可得到正确选项.【详解】由题意,函数在上单调递减,又由函数在上单调递增,在上单调递减,由复合函数的单调性可知,函数在上单调递减,结合选项,可得选项符合题意.故选:ACD.3.(2022·四川·成都外国语学校高二阶段练习)函数的图象恒过定点__________【答案】【分析】利用指数函数的性质可得答案.【详解】令,即时,,可得函数的图象恒过定点,故答案为:4.(2022·河南安阳·模拟预测)已知函数是偶函数,则_________.【答案】-1【分析】利用偶函数的定义直接求解.【详解】函数的定义域为R.因为函数是偶函数,所以,即对任意恒成立,亦即对任意恒成立,所以.故答案为:-15.(2022·广西北海·高二期末)已知偶函数.(1)求实数m的值;(2)经过研究可知,函数在区间上单调递减,求满足条件的实数a的取值范围.【答案】(1)0;(2).【分析】(1)首先求出函数的定义域,再根据偶函数的性质,利用特殊值求出参数的值,再代入检验即可;(2)根据偶函数的性质将函数不等式转化为自变量的不等式,解得即可.(1)由,有,可得函数的定义域为,,,由函数为偶函数,有,解得,当时,,由,可知此时函数为偶函数,符合题意,由上知实数m的值为0;(2)由函数为偶函数,且函数在区间上单调递减,由,有,解得且且,故实数a的取值范围为.6.(2023·全国·高三专题练习)设函数,是定义域为R的奇函数(1)确定的值(2)若,判断并证明的单调性;(3)若,使得对一切恒成立,求出的范围.【答案】(1)2;(2)单调递增,证明见解析;(3).【分析】(1)利用奇函数定义直接计算作答.(2)求出a值,再利用函数单调性定义证明作答.(3)把给定不等式等价变形,再利用函数单调性求出最小值,列式计算作答.(1)因是定义域为的奇函数,则,而,解得,所以的值是2.(2)由(1)得,是定义域为的奇函数,而,则,即,又,解得,则函数在上单调递增,,,,因,则,,于是得,即,所以函数在定义域上单调递增.(3)当时,,,,而函数在上单调递增,,于是得,令,函数在上单调递减,当,即时,,因此,,解得,所以的范围是.【点睛】关键点睛:涉及不等式恒成立问题,将给定不等式等价转化,构造函数,利用函数思想是解决问题的关键.21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台突破4.2 指数函数一、考情分析二、考点梳理考点一 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>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(-∞,+∞)上是减函数三、题型突破(一) 指数函数的概念例1、(1)、(2021·江苏·无锡市市北高级中学高一期中)已知指数函数的图象经过点,则( )A.8 B.16 C. D.(2)、(2022·全国·高一课时练习)若函数(,且)是指数函数,则________.【变式训练1-1】、(2023·全国·高三专题练习)(多选题)下列函数是指数函数的有( )A. B. C. D.【变式训练1-2】、(2023·全国·高三专题练习)若函数为指数函数,则a=________.(二) 指数函数的图像与性质例2.(1)、(2021·黑龙江·哈尔滨三中高三阶段练习(文))函数且的图象可能是( ) A.①③ B.②④ C.④ D.①(2).(2022·全国)已知函数(其中)的图象如图所示,则函数的图像是( )A. B.C. D.【变式训练2-1】、(2022·全国·高一课时练习)函数①;②;③;④的图象如图所示,a,b,c,d分别是下列四个数:,,,中的一个,则a,b,c,d的值分别是( )A.,,, B.,,,C.,,,, D.,,,,【变式训练2-2】.(2021·全国高一课前预习)在同一直角坐标系中,函数与在上的图象可能是( ).A. B. C. D.(三) 定点问题例3.(1)、(2021·上海市建平中学高一期中)函数恒过定点___________.(2).(2021·玉溪第二中学高二月考(理))函数且的图像必经过点________【变式训练3-1】、(浙江省名校协作体2022-2023学年高二上学期开学考试数学试题)函数的图象恒过定点,若点在直线上,则的最小值为_________.【变式训练3-2】、(2022·宁夏·银川二中高二期末(理))函数的图象恒过定点_____________.(四) 利用指数函数的单调性比较大小例4.(1)、(2022·北京八中高二期末)已知,,,则a,b,c按从小到大排列为___________.(2)、(2023·全国·高三专题练习)已知,则的大小关系为( )A. B.C. D.【变式训练4-1】、(2023·全国·高三专题练习)若,则a b c的大小关系是( )A. B. C. D.【变式训练4-2】、(2022·全国·模拟预测)若,,,,则( )A. B.C. D.(五) 求指数型复合函数的定义域与值域例5.(1)、(2022·全国)(多选题)若指数函数在区间上的最大值和最小值的和为,则的值可能是( )A. B. C. D.(2)、(2022·全国·高一课时练习)函数的定义域为( )A. B. C. D.【变式训练5-1】、(2022·全国·高一课时练习)(多选题)已知函数,(且)在区间上的最大值比最小值大,则a的值可以为( )A. B.2 C. D.【变式训练5-2】、(2022·全国·高一课时练习)函数的定义域为M,值域为,则M=______.(六) 求指数型复合函数的最值与单调区间例6、(1)、(2022·山西吕梁·高一期末)已知函数在区间(-1,2)上单调递增,则实数a的取值范围是_________.(2).(2022·上海师大附中高一期末)函数的单调减区间是_________.【变式训练6-1】、(2022·全国·高一课时练习)(多选题)已知函数,则下列结论正确的是( )A.函数的定义域为RB.函数的值域为C.函数的图象关于y轴对称D.函数在R上为增函数【变式训练6-2】、(2022·安徽·歙县教研室高一期末)若函数在区间上为增函数,则实数的取值范围为______.【变式训练6-3】、(2023·全国·高三专题练习)求函数的单调区间___________.【变式训练6-4】、(2022·全国·高一课时练习)(多选)已知函数,则( )A.函数的定义域为R B.函数的值域为C.函数在上单调递增 D.函数在上单调递减(七) 指数型复合函数的综合问题例7、(2022·全国·高一课时练习)已知函数(,且),求函数在上的值域.例8、(2020·广西·兴安县第二中学高一期中)已知定义域为R的函数 是奇函数.(1)求a、b的值;(2)证明f(x)在(-∞,+∞)上为减函数;(3)若对于任意R,不等式恒成立,求k的范围例9.(2023·全国·高三专题练习)已知函数,若的值域是,求的值.例10.(2022·云南·罗平县第一中学高二开学考试)已知函数.(1)判断函数的奇偶性并加以证明;(2),不等式成立,求实数的取值范围.(八) 指数函数的应用例11、(2022·全国·高一课时练习)我们知道比较适合生活的安静环境的声强级(噪音级)为,声强(单位:)与声强级(单位:)的函数关系式为(,为常数).某型号高铁行驶在无村庄区域的声强为,声强级为,驶进市区附近降低速度后的声强为,声强级为,若要使该高铁驶入市区时的声强级达到安静环境要求,则声强的最大值为( )A. B. C. D.【变式训练11-1】、(2021·福建福州·高一期末)2020年10月1日至8日,央视推出大型主题报道《坐着高铁看中国》,8天8条高铁主线,全景式展示“十三五”规划成就和中国之美.我国高铁技术在世界上遥遥领先,高铁运行时不仅速度比普通列车快,而且噪声小.我们知道比较适合生活的安静环境的声强级(噪音级)为30~40分贝(符号:),声强(单位:)与声强级(单位:)的函数关系式为(,为常数).某型号高铁行驶在无村庄区域的声强为,声强级为,驶进市区附近降低速度后的声强为,声强级为,若要使该高铁驶入市区时的声强级达到安静环境要求,则声强的最大值为( )A. B. C. D.四、课堂训练1.(2022·山西·高二期末)已知,则的大小关系为( )A. B. C. D.2.(2022·全国·高三专题练习)(多选题)函数在下列哪些区间内单调递减( )A. B. C. D.3.(2022·四川·成都外国语学校高二阶段练习)函数的图象恒过定点__________4.(2022·河南安阳·模拟预测)已知函数是偶函数,则_________.5.(2022·广西北海·高二期末)已知偶函数.(1)求实数m的值;(2)经过研究可知,函数在区间上单调递减,求满足条件的实数a的取值范围.6.(2023·全国·高三专题练习)设函数,是定义域为R的奇函数(1)确定的值(2)若,判断并证明的单调性;(3)若,使得对一切恒成立,求出的范围.21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)" 21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 突破4.2 指数函数重难点突破原卷版-【新教材优创】突破满分数学之2022-2023学年高一(上)数学辅导讲义(人教A版2019必修1).doc 突破4.2 指数函数重难点突破解析版-【新教材优创】突破满分数学之2022-2023学年高一(上)数学辅导讲义(人教A版2019必修1).doc