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第5节 指数与指数函数--2025年高考数学复习讲义及练习解析

第5节 指数与指数函数--2025年高考数学复习讲义及练习解析

第五节指数与指数函数1.根式(1)如果x n =a ,那么01x 叫做a 的n 次方根,其中n >1,且n ∈N *.(2)式子na 叫做02根式,其中n 叫做根指数,a 叫做被开方数.(3)(na )n =03a.当n 为奇数时,na n =04a ;当n 为偶数时,na n =|a |,a ≥0,a ,a <0.2.分数指数幂正数的正分数指数幂,a mn =na m (a >0,m ,n ∈N *,n >1).正数的负分数指数幂,a-m n =1a m n=1n a m(a >0,m ,n ∈N *,n >1).0的正分数指数幂等于050,0的负分数指数幂没有意义.3.指数幂的运算性质a r a s =06a r +s ;(a r )s =07a rs ;(ab )r =08a r b r (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,定义域是R ,a 是底数.(2)指数函数的图象与性质a>10<a <1图象定义域R 值域09(0,+∞)性质图象过定点10(0,1),即当x=0时,y =1当x >0时,11y >1;当x <0时,120<y <1当x <0时,13y >1;当x >0时,140<y <1在(-∞,+∞)上是15增函数在(-∞,+∞)上是16减函数(1)任意实数的奇次方根只有一个,正数的偶次方根有两个且互为相反数.(2)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(3)如图是指数函数①y =a x ,②y =b x ,③y =c x ,④y =d x 的图象,底数a ,b ,c ,d 与1之间的大小关系为c >d >1>a >b >0.由此我们可得到以下规律:在第一象限内,指数函数y =a x (a >0,a ≠1)的图象越高,底数越大.(4)指数函数y =a x 与y (a >0,且a ≠1)的图象关于y 轴对称.1.概念辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)4(-4)4=-4.()(2)2a·2b=2ab.()(3)na n=(na)n=a.()(4)6(-3)2=(-3)13.()(5)函数y=2x-1是指数函数.()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×2.小题热身(1)(人教A必修第一册习题4.1T1改编)下列运算中正确的是()A.(2-π)2=2-πB.a-1a=-aC.(m 14n-38)8=m2n3D.(x3-2)3+2=x9答案C解析对于A,因为2-π<0,所以(2-π)2=π-2,故A错误;对于B,因为-1a>0,所以a<0,则a-1a=-(-a)·1-a=--a,故B错误;对于C,因为(m14n-38)8=(m14)8·(n-38)8=m2n3,故C正确;对于D,因为(x3-2)3+2=x9-2=x7,故D错误.(2)已知指数函数y=f(x)的图象经过点(-1,2),那么这个函数也必定经过点()21C.(1,2)答案D(3)函数y=2x+1的图象是()答案A(4)若函数y=a x(a>0,且a≠1)在区间[0,1]上的最大值与最小值之和为3,则a的值为________.答案2考点探究——提素养考点一指数幂的运算例1(1)(2024·湖北宜昌高三模拟)已知x,y>03x-34y12-14x14y-1y__________.答案-10y解析原式=3x -34y12-3 10 x -34y-12=-10y.(2)-0.752+6-2-23=________.答案1解析+136×-23=32-+136×2=32-916+136×94=1.【通性通法】【巩固迁移】-12·(4ab-1)3(0.1)-1·(a3·b-3)12(a>0,b>0)=________.答案85解析原式=2·432a 32b -3210a 32b-32=85.2.若x 12+x -12=3,则x 2+x -2=________.答案47解析由x 12+x -12=3,得x +x -1=7,再平方得x 2+x -2=47.考点二指数函数的图象及其应用例2(1)(2024·安徽合肥八中月考)函数①y =a x ;②y =b x ;③y =c x ;④y =d x 的图象如图所示,a ,b ,c ,d 分别是下列四个数:54,3,13,12中的一个,则a ,b ,c ,d 的值分别是()A.54,3,13,12 B.3,54,13,12C.12,13,3,54 D.13,12,54,3答案C解析由题图,直线x =1与函数图象的交点的纵坐标从上到下依次为c ,d ,a ,b ,而3>54>12>13,故选C.(2)(2024·江苏南京金陵高三期末)若直线y =3a 与函数y =|a x -1|(a >0,且a ≠1)的图象有两个公共点,则a 的取值范围为________.答案解析当0<a <1时,y =|a x -1|的图象如图1所示,由已知得0<3a <1,∴0<a <13;当a >1时,y =|a x -1|的图象如图2所示,由已知可得0<3a <1,∴0<a <13,结合a >1可得a 无解.综上可知,a【通性通法】(1)根据指数函数图象判断底数大小的问题,可以通过直线x =1与图象的交点进行判断.(2)对于有关指数型函数的图象可从指数函数的图象通过平移、伸缩、对称变换而得到.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.(3)已知函数解析式判断其图象一般是取特殊点,判断选项中的图象是否过这些点,若不满足则排除.【巩固迁移】3.(2024·广东深圳中学高三摸底)函数y =e -|x |(e 是自然对数的底数)的大致图象是()答案C解析y =e -|x |,x ≥0,x <0,易得函数y =e -|x |为偶函数,且图象过(0,1),y =e -|x |>0,函数在(-∞,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减,故C 符合题意.故选C.4.(多选)若实数x ,y 满足4x +5x =5y +4y ,则下列关系式中可能成立的是()A .1<x <yB .x =yC .0<x <y <1D .y <x <0答案BCD解析设f (x )=4x +5x ,g (x )=5x +4x ,则f (x ),g (x )都是增函数,画出函数f (x ),g (x )的图象,如图所示,根据图象可知,当x =0时,f (0)=g (0)=1;当x =1时,f (1)=g (1)=9,依题意,不妨设f (x )=g (y )=t ,则x ,y 分别是直线y =t 与函数y =f (x ),y =g (x )图象的交点的横坐标.当t >9时,若f (x )=g (y ),则x >y >1,故A 不正确;当t =9或t =1时,若f (x )=g (y ),则x =y =1或x =y =0,故B 正确;当1<t <9时,若f (x )=g (y ),则0<x <y <1,故C 正确;当t <1时,若f (x )=g (y ),则y <x <0,故D 正确.故选BCD.考点三指数函数的性质及其应用(多考向探究)考向1比较指数式的大小例3(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 >bB .c >b >aC .a >b >cD .b >a >c答案D解析解法一:因为函数f (x )=1.01x 是增函数,且0.6>0.5>0,所以1.010.6>1.010.5>1,即b >a >1.因为函数φ(x )=0.6x 是减函数,且0.5>0,所以0.60.5<0.60=1,即c <1.综上,b >a >c .故选D.解法二:因为函数f (x )=1.01x 是增函数,且0.6>0.5,所以1.010.6>1.010.5,即b >a .因为函数h (x )=x 0.5在(0,+∞)上单调递增,且1.01>0.6>0,所以1.010.5>0.60.5,即a >c .综上,b >a >c .故选D.【通性通法】比较两个指数式的大小时,尽量化成同底或同指.(1)当底数相同,指数不同时,构造同一指数函数,然后利用指数函数的性质比较大小.(2)当指数相同,底数不同时,构造两个指数函数,利用图象比较大小;或构造同一幂函数,然后利用幂函数的性质比较大小.(3)当底数不同,指数也不同时,常借助1,0等中间量进行比较.【巩固迁移】5.(2023·福建泉州高三质检)已知a -13,b -23,c ()A .a >b >cB .c >b >aC .c >a >bD .b >a >c答案C解析-13-23,y 在R 上是增函数,-13-23,即c >a >b .考向2解简单的指数方程或不等式例4(1)(多选)若4x -4y <5-x -5-y ,则下列关系式正确的是()A .x <yB .y -3>x -3C.x >y <3-x答案AD解析由4x -4y <5-x -5-y ,得4x -5-x <4y -5-y ,令f (x )=4x -5-x ,则f (x )<f (y ).因为g (x )=4x ,h (x )=-5-x 在R 上都是增函数,所以f (x )在R 上是增函数,所以x <y ,故A 正确;因为G (x )=x -3在(0,+∞)和(-∞,0)上都单调递减,所以当x <y <0时,x -3>y -3,故B 错误;当x <0,y <0时,x ,y 无意义,故C 错误;因为y 在R 上是减函数,且x <y ,,<3-x ,故D 正确.故选AD.(2)已知实数a ≠1,函数f (x )x ,x ≥0,a -x ,x <0,若f (1-a )=f (a -1),则a 的值为________.答案12解析当a <1时,41-a =21,解得a =12;当a >1时,2a -(1-a )=4a -1,无解.故a 的值为12.【通性通法】(1)解指数方程的依据:a f (x )=a g (x )(a >0,且a ≠1)⇔f (x )=g (x ).(2)解指数不等式的思路方法:对于形如a x >a b (a >0,且a ≠1)的不等式,需借助函数y =a x 的单调性求解,如果a 的取值不确定,则需分a >1与0<a <1两种情况讨论;而对于形如a x >b 的不等式,需先将b 转化为以a 为底的指数幂的形式,再借助函数y =a x 的单调性求解.【巩固迁移】6.函数y =(0.5x-8)-12的定义域为________.答案(-∞,-3)解析因为y =(0.5x -8)-12=10.5x -8,所以0.5x -8>0,则2-x >23,即-x >3,解得x <-3,故函数y =(0.5x-8)-12的定义域为(-∞,-3).7.当0<x <12时,方程a x =1x (a >0,且a ≠1)有解,则实数a 的取值范围是________.答案(4,+∞)解析依题意,当x ,y =a x 与y =1x 的图象有交点,作出y =1x的部分图象,如图所示,>1,12>2,解得a>4.考向3与指数函数有关的复合函数问题例5(1)函数f(x)=3-x2+1的值域为________.答案(0,3]解析设t=-x2+1,则t≤1,所以0<3t≤3,故函数f(x)的值域为(0,3].(2)函数yx-+17的单调递增区间为________.答案[-2,+∞)解析设t>0,又y=t2-8t+17=(t-4)2+1在(0,4]上单调递减,在(4,+∞)上单调递增.≤4,得x≥-2,>4,得x<-2,而函数t在R上单调递减,所以函数yx-+17的单调递增区间为[-2,+∞).【通性通法】涉及指数函数的综合问题,首先要掌握指数函数的相关性质,其次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.【巩固迁移】8.(多选)已知定义在[-1,1]上的函数f(x)=-2·9x+4·3x,则下列结论中正确的是() A.f(x)的单调递减区间是[0,1]B.f(x)的单调递增区间是[-1,1]C.f(x)的最大值是f(0)=2D.f(x)的最小值是f(1)=-6答案ACD解析设t=3x,x∈[-1,1],则t=3x是增函数,且t∈13,3,又函数y=-2t2+4t=-2(t-1)2+2在13,1上单调递增,在[1,3]上单调递减,因此f(x)在[-1,0]上单调递增,在[0,1]上单调递减,故A正确,B错误;f(x)max=f(0)=2,故C正确;f(-1)=109,f(1)=-6,因此f (x )的最小值是f (1)=-6,故D 正确.故选ACD.9.若函数f (x )2+2x +3,19,则f (x )的单调递增区间是________.答案(-∞,-1]解析∵y 是减函数,且f (x ),19,∴t =ax 2+2x +3有最小值2,则a >0且12a -224a =2,解得a =1,因此t =x 2+2x +3的单调递减区间是(-∞,-1],故f (x )的单调递增区间是(-∞,-1].课时作业一、单项选择题1.(2024·内蒙古阿拉善盟第一中学高三期末)已知集合A ={x |32x -1≥1},B ={x |6x 2-x -2<0},则A ∪B =()A.12,-12,12-12,+∞答案D解析集合A ={x |32x -1≥1}=12,+B ={x |6x 2-x -2<0}={x |(3x -2)(2x +1)<0}=-12,所以A ∪B -12,+故选D.2.(2024·山东枣庄高三模拟)已知指数函数y =a x 的图象如图所示,则y =ax 2+x 的图象顶点横坐标的取值范围是()-12,-12,+∞答案A解析由图可知,a ∈(0,1),而y =ax 2+x =-14a (a ≠0),其顶点横坐标为x =-12a,所以-12a∈∞,故选A.3.已知函数f (x )=11+2x ,则对任意实数x ,有()A .f (-x )+f (x )=0B .f (-x )-f (x )=0C .f (-x )+f (x )=1D .f (-x )-f (x )=13答案C解析f (-x )+f (x )=11+2-x +11+2x =2x 1+2x +11+2x =1,故A 错误,C 正确;f (-x )-f (x )=11+2-x-11+2x =2x 1+2x -11+2x =2x -12x +1=1-22x +1,不是常数,故B ,D 错误.故选C.4.已知a =243,b =425,c =513,则()A .c <b <aB .a <b <cC .b <a <cD .c <a <b答案A 解析因为a =243=423,b =425,所以a =423>425=b ,因为b =425=(46)115=4096115,c =513=(55)115=3125115,所以b >c .综上所述,a >b >c .故选A.5.(2024·江苏连云港海滨中学高三学情检测)若函数f (x )=a x (a >0,且a ≠1)在[-1,2]上的最大值为4,最小值为m ,则实数m 的值为()A.12B.1142C.116D.12或116答案D解析当a >1时,f (x )=a x 在[-1,2]上单调递增,则f (x )max =f (2)=a 2=4,解得a =2,此时f (x )=2x ,m =f (x )min =2-1=12;当0<a <1时,f (x )=a x 在[-1,2]上单调递减,所以f (x )max =f (-1)=a -1=4,解得a =14,此时f (x ),m =f (x )min =f (2)=116.综上所述,实数m 的值为12或116.故选D.6.(2023·新课标Ⅰ卷)设函数f (x )=2x (x -a )在区间(0,1)上单调递减,则a 的取值范围是()A .(-∞,-2]B .[-2,0)C .(0,2]D .[2,+∞)答案D解析函数y =2x 在R 上单调递增,而函数f (x )=2x (x -a )在区间(0,1)上单调递减,则函数y =x (x -a )-a 24在区间(0,1)上单调递减,因此a2≥1,解得a ≥2,所以a 的取值范围是[2,+∞).故选D.7.(2023·辽宁名校联盟联考)已知函数f (x )满足f (x )x -2,x >0,-2-x ,x <0,若f (a )>f (-a ),则实数a 的取值范围是()A .(-1,0)∪(0,1)B .(-1,0)∪(1,+∞)C .(-∞,-1)∪(1,+∞)D .(-∞,-1)∪(0,1)答案B解析当x >0时,-x <0,f (-x )=2-2x =-(2x -2)=-f (x );当x <0时,-x >0,f (-x )=2-x-2=-(2-2-x )=-f (x ),则函数f (x )为奇函数,所以f (a )>f (-a )=-f (a ),即f (a )>0,作出函数f (x )的图象,如图所示,由图象可得,实数a 的取值范围为(-1,0)∪(1,+∞).故选B.8.(2024·福建漳州四校期末)已知正数a ,b ,c 满足2a -1=4,3b -1=6,4c -1=8,则下列判断正确的是()A .a <b <cB .a <c <bC .c <b <aD .c <a <b答案A解析由已知可得a =2,b =2,c =2,则a ,b ,c 可分别看作直线y =2-x 和y ,y ,y 的图象的交点的横坐标,画出直线y =2-x 和y ,y ,y 的大致图象,如图所示,由图象可知a <b <c .故选A.二、多项选择题9.下列各式中成立的是()=n 7m 17(n >0,m >0)B .-1234=3-3C.39=33D .[(a 3)2(b 2)3]-13=a -2b -2(a >0,b >0)答案BCD解析=n 7m7=n 7m -7(n >0,m >0),故A 错误;-1234=-3412=-313=3-3,故B 正确;39=332=332=33,故C 正确;[(a 3)2(b 2)3]-13=(a 6b 6)-13=a -2b -2(a >0,b >0),故D 正确.故选BCD.10.已知函数f (x )=3x -13x +1,下列说法正确的是()A .f (x )的图象关于原点对称B .f (x )的图象关于直线x =1对称C .f (x )的值域为(-1,1)D .∀x 1,x 2∈R ,且x 1≠x 2,f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0答案AC解析由f (-x )=3-x -13-x +1=-3x -13x +1=-f (x ),可得函数f (x )为奇函数,所以A 正确;因为f (0)=0,f (2)=45,f (0)≠f (2),所以B 错误;设y =3x -13x +1,可得3x =1+y 1-y ,所以1+y 1-y >0,即1+y y -1<0,解得-1<y <1,即函数f (x )的值域为(-1,1),所以C 正确;f (x )=3x -13x +1=1-23x +1为增函数,所以D 错误.故选AC.三、填空题11.0.25-12-(-2×160)2×(2-23)3+32×(4-13)-1=________.答案3解析原式=[(0.5)2]-12-(-2×1)2×2-2+213×2231-4×14+2=2-1+2=3.12.不等式10x -6x -3x ≥1的解集为________.答案[1,+∞)解析由10x -6x -3x ≥1,≤1.令f (x ),因为y =,y ,y 均为R 上的减函数,则f (x )在R 上单调递减,且f (1)=1,所以f (x )≤f (1),所以x ≥1,故不等式10x -6x -3x ≥1的解集为[1,+∞).13.若函数f (x )=|2x -a |-1的值域为[-1,+∞),则实数a 的取值范围为________.答案(0,+∞)解析令g (x )=|2x -a |,由题意得g (x )的值域为[0,+∞),又y =2x 的值域为(0,+∞),所以-a <0,解得a >0.14.已知函数f (x )x -a ,x ≤0,x +a ,x >0,关于x 的不等式f (x )≤f (2)的解集为I ,若I(-∞,2],则实数a 的取值范围是________.答案(-∞,-1)解析当a ≥0时,结合图象可得f (x )≤f (2)的解集是(-∞,2],不符合题意.当a <0时,2-a>2a ,由于f (x )在区间(-∞,0]和(0,2]上单调递增,所以要使f (x )≤f (2)的解集I 满足I(-∞,2],则2-a >f (2)=22+a ,解得a <-1.综上,实数a 的取值范围是(-∞,-1).四、解答题15.(2024·辽宁沈阳东北育才学校高三月考)已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且函数g (x )=f (x )+e x 是定义在R 上的偶函数.(1)求函数f (x )的解析式;(2)求不等式f (x )≥34的解集.解(1)∵g (x )=f (x )+e x 是定义在R 上的偶函数,∴g (-x )=g (x ),即f (-x )+e -x =f (x )+e x ,∵f (x )是定义在R 上的奇函数,∴f (-x )=-f (x ),∴-f (x )+e -x =f (x )+e x ,∴f (x )=e -x -e x2.(2)由(1),知e -x -e x 2≥34,得2e -x -2e x -3≥0,即2(e x )2+3e x -2≤0,令t =e x ,t >0,则2t 2+3t -2≤0,解得0<t ≤12,∴0<e x ≤12,∴x ≤-ln 2,∴不等式f (x )≥34的解集为(-∞,-ln 2].16.(2024·山东菏泽高三期中)已知函数f (x )3+x.(1)解关于x 的不等式f (x 3+ax +1,a ∈R ;(2)若∃x ∈(1,3),∀m ∈(1,2),f (2mnx -4)-f (x 2+nx )+x 2+nx -2mnx +4≤0,求实数n 的取值范围.解(1)3+x3+ax +1,得x 3+x <x 3+ax +1,即(1-a )x <1.当1-a =0,即a =1时,不等式恒成立,则f (x 3+ax +1的解集为R ;当1-a >0,即a <1时,x <11-a,则f (x 3+ax +1|x 当1-a <0,即a >1时,x >11-a,则f (x 3+ax +1|x 综上所述,当a =1时,不等式的解集是R ;当a <1时,|x当a >1时,|x (2)因为y =x 3和y =x 均为增函数,所以y =x 3+x 是增函数,因为y 是减函数,所以f (x )是减函数,则g (x )=f (x )-x 是减函数.由f (2mnx -4)-f (x 2+nx )+x 2+nx -2mnx +4≤0可得,g (2mnx -4)=f (2mnx -4)-(2mnx -4)≤f (x 2+nx )-(x 2+nx )=g (x 2+nx ),所以2mnx -4≥x 2+nx ,所以2mn -n ≥x +4x ,又x +4x≥2x ·4x =4,当且仅当x =4x,即x =2时,不等式取等号,即∀m ∈(1,2),2mn -n ≥4恒成立,由一次函数性质可知n -n ≥4,n -n ≥4,解得n ≥4,所以实数n 的取值范围是[4,+∞).17.(多选)已知函数f (x )=a |+b 的图象经过原点,且无限接近直线y =2,但又不与该直线相交,则下列说法正确的是()A .a +b =0B .若f (x )=f (y ),且x ≠y ,则x +y =0C .若x <y <0,则f (x )<f (y )D .f (x )的值域为[0,2)答案ABD解析∵函数f (x )=a |+b 的图象过原点,∴a +b =0,即b =-a ,则f (x )=a |-a ,又f (x )的图象无限接近直线y =2,但又不与该直线相交,∴b =2,a =-2,f (x )=-|+2,故A 正确;由于f (x )为偶函数,且f (x )在[0,+∞)上单调递增,故若f (x )=f (y ),且x ≠y ,则x =-y ,即x +y =0,故B 正确;由于f (x )=2-|在(-∞,0)上单调递减,故若x <y <0,则f (x )>f (y ),故C 错误;|∈(0,1],∴f (x )=-|+2∈[0,2),故D 正确.故选ABD.18.(多选)已知实数a ,b 满足3a =6b ,则下列关系式可能成立的是()A .a =bB .0<b <aC .a <b <0D .1<a <b答案ABC解析由题意,在同一坐标系内分别画出函数y =3x 和y =6x 的图象,如图所示,由图象知,当a =b =0时,3a =6b =1,所以A 可能成立;作出直线y =k ,当k >1时,若3a =6b =k ,则0<b <a ,所以B 可能成立;当0<k <1时,若3a =6b =k ,则a <b <0,所以C 可能成立.故选ABC.19.(2023·广东珠海一中阶段考试)对于函数f (x ),若其定义域内存在实数x 满足f (-x )=-f (x ),则称f (x )为“准奇函数”.若函数f (x )=e x -2e x +1,则f (x )________(是,不是)“准奇函数”;若g (x )=2x +m 为定义在[-1,1]上的“准奇函数”,则实数m 的取值范围为________.答案不是-54,-1解析假设f (x )为“准奇函数”,则存在x 满足f (-x )=-f (x ),∴e -x -2e -x +1=-e x -2e x +1有解,整理得e x =-1,显然无解,∴f (x )不是“准奇函数”.∵g (x )=2x +m 为定义在[-1,1]上的“准奇函数”,∴2-x+m =-2x -m 在[-1,1]上有解,∴2m =-(2x +2-x)在[-1,1]上有解,令2x =t ∈12,2,∴2m t ∈12,2上有解,又函数y =t +1t在12,,在(1,2]上单调递增,且t =12时,y =52,t =2时,y =52,∴y min =1+1=2,y max =52,∴y =t +1t 的值域为2,52,∴2m ∈-52,-2,解得m ∈-54,-1.。

指数与指数函数知识点

指数与指数函数知识点

指数与指数函数知识点数学中的指数与指数函数是非常重要且常见的概念。

在我们的日常生活中,指数和指数函数可以用来描述各种自然现象、科学问题以及经济趋势等。

本文将详细介绍指数与指数函数的定义、性质以及一些常见应用,以加深读者对这一概念的理解。

一、指数的定义和性质在数学中,指数是一种表示幂次方的数学运算。

指数是由两个数构成,其中一个为底数,另一个为指数。

底数表示要进行幂运算的数字,指数表示底数要乘以自身多少次。

例如,2的3次方即为2的指数为3的结果,即2x2x2=8。

指数函数是指数的一种特殊形式,即以常数为底数的幂函数。

指数函数的一般形式为y=a^x,其中a是底数,x是指数,y是指数函数的值。

指数函数的图像通常具有特定的特征,例如,当底数大于1时,指数函数呈现递增趋势;当底数在0和1之间时,指数函数呈现递减趋势。

指数有一些基本的性质。

首先,任何数的0次方都等于1,即a^0=1。

其次,任何非零数的负指数都是倒数,即a^(-n)=1/(a^n)。

此外,指数相乘等于底数不变指数相加,即a^m * a^n = a^(m+n)。

二、指数函数的应用指数函数在各个领域都有广泛的应用。

以下是指数函数在生活和科学中的一些常见应用:1. 经济增长:经济学家常常使用指数函数来描述一个国家或地区的经济增长趋势。

经济增长往往呈现指数增长的形式,即以固定的增长率逐渐增加。

指数函数可以帮助经济学家预测未来的经济趋势和制定相应的政策。

2. 生物衰变:在生物学的研究中,指数函数可以用来描述物种的衰变过程。

例如,放射性物质的衰变速度可以用指数函数进行建模。

指数函数的形式可以提供准确地描述和计算物种在特定时间内的衰减情况。

3. 自然增长:人口学家使用指数函数来研究人口的自然增长过程。

指数函数可以帮助人口学家了解一个地区的人口趋势和人口变化的因素,为政府提供人口规划和政策制定方面的参考。

4. 电子电路:在电子学中,指数函数可以用来描述电路中的电流和电压变化。

指数与指数函数知识点

指数与指数函数知识点

指数与指数函数知识点一、指数运算的基本性质1.任何数的0次方等于12.非零数的负指数等于该数的倒数。

3.相同底数的指数之间的乘方运算,底数保持不变,指数相加。

4.相同指数的指数之间的乘方运算,指数保持不变,底数相乘。

二、指数运算的规律1.法则1:a的m次方乘以a的n次方,等于a的m加n次方。

2.法则2:a的m次方除以a的n次方,等于a的m减n次方。

3.法则3:(a的m次方)的n次方,等于a的m乘n次方。

4.法则4:a的m次方的p次方,等于a的m乘p次方。

5.法则5:零的任何正次方都是0,零的0次方没有意义,规定为1三、指数函数的定义与性质指数函数的定义为:y=a^x,其中a>0且a≠1,a为底数,x为指数。

指数函数可以看作是以底数为底,自变量为指数的函数。

指数函数的性质如下:1.底数a大于1时,指数函数是递增的,即自变量x的增大,函数值y也增大。

2.底数a介于0和1之间时,指数函数是递减的,即自变量x的增大,函数值y也减小。

3.指数函数的图象都经过点(0,1),即当x=0时,y=14.指数函数的图象在直线x=0和y=0上均没有交点。

5.指数函数的图象没有水平渐近线,但有一条过点(0,0)的铅直渐近线。

指数函数常见的应用有:1.在金融领域中,指数函数可以用来描述货币的增长规律,例如复利计算。

2.在自然科学领域中,指数函数可以用来描述人口增长、病原体传播等现象。

3.在电路中,指数函数可以用来描述电容、电感等元件的充放电过程。

4.在计算机领域中,指数函数可以用来描述算法的时间复杂度、空间复杂度等特性。

总结:。

指数与指数函数高考知识点

指数与指数函数高考知识点

指数与指数函数高考知识点指数和指数函数是高考数学中的重要知识点,涉及到数学中的指数概念、指数运算、指数函数及其性质等内容。

本文将以深入浅出的方式,详细介绍指数与指数函数的相关知识。

一、指数的概念及性质指数是数学中常用的表示方式,用于表示一个数的乘方。

指数的定义为:若a为非零实数,n为自然数(n≠0),则aⁿ称为以a为底的指数。

其中,a称为底数,n称为指数。

指数的性质有以下几点:1. 任何非零数的0次方都等于1,即a⁰=1(a≠0);2. 任何非零数的1次方都等于它本身,即a¹=a(a≠0);3. 指数相同、底数相等的两个指数相等,即aⁿ=aᵐ(a≠0,n≠0,m≠0);4. 任何数的负整数次方都可以表示为其倒数的相应正整数次方,即a⁻ⁿ=1/(aⁿ)(a≠0,n≠0);5. 不同底数、相同指数的指数大小可以通过底数的大小来判断,当0<a<b时,aⁿ<bⁿ(a,b,n都是实数且n>0)。

二、指数运算法则指数运算是指在进行乘方运算时,如何将指数进行运算。

在指数运算中,有以下几条法则:1. 乘法法则:同底数的指数相加,保持底数不变,指数相加,即aⁿ⋅aᵐ=aⁿ⁺ᵐ(a≠0,n≠0,m≠0);2. 除法法则:同底数的指数相减,保持底数不变,指数相减,即aⁿ/aᵐ=aⁿ⁻ᵐ(a≠0,n≠0,m≠0);3. 乘方法则:一个数的乘方再乘以另一个数的乘方,底数不变,指数相乘,即(aⁿ)ᵐ=aⁿᵐ(a≠0,n≠0,m≠0);4. 开方法则:一个数的乘方再开方,底数不变,指数取两个数的最小公倍数,即(aⁿ)^(1/ᵐ)=aⁿ/ᵐ(a≠0,n≠0,m≠0)。

三、指数函数的定义与图像指数函数是一种特殊的函数形式,具有以下定义:形如y=aᵘ(a>0,且a≠1)的函数称为指数函数。

在指数函数中,a称为底数,u称为自变量,y称为因变量。

指数函数的图像特点如下:1. 当底数0<a<1时,函数图像呈现下降趋势,越接近x轴,函数值越接近于0;2. 当底数a>1时,函数图像呈现上升趋势,越接近x轴,函数值越接近于0;3. 当底数a=1时,函数图像为水平直线y=1,与自变量无关。

指数运算和指数函数

指数运算和指数函数

指数运算与指数函数一、知识点1、根式得性质(1)当n为奇数时,有(2)当n为偶数时,有(3)负数没有偶次方根 (4)零得任何正次方根都就就是零2、幂得有关概念(1)正整数指数幂:(2)零指数幂 (3)负整数指数幂(4)正分数指数幂(5)负分数指数幂(6)0得正分数指数幂等于0,0得负分数指数幂无意义3、有理指数幂得运算性质(1) (2)(3)4、指数函数定义:函数叫做指数函数。

0 <a < 1 a > 1图象性质定义域R值域(0 , +∞)定点过定点(0,1),即x= 0时,y = 1(1)a> 1,当x>0时,y>1;当x< 0时,0 <y<1。

(2)0 <a< 1,当x> 0时,0<y< 1;当x< 0时,y>1。

单调性在R上就就是减函数在R上就就是增函数对称性与关于y轴对称(1)①②③④则:0<b<a<1<d<c又即:x∈(0,+∞)时, (底大幂大)x∈(-∞,0)时,(2)特殊函数得图像:三、指数式大小比较方法(1)单调性法:化为同底数指数式,利用指数函数得单调性进行比较、(2)中间量法(3)分类讨论法(4)比较法比较法有作差比较与作商比较两种,其原理分别为:①若;;;②当两个式子均为正值得情况下,可用作商法,判断,或即可、四、典型例题类型一、指数函数得概念例1、函数就就是指数函数,求得值、【答案】2【解析】由就就是指数函数,可得解得,所以、举一反三:【变式1】指出下列函数哪些就就是指数函数?(1);(2);(3);(4);(5);(6)、【答案】(1)(5)(6)【解析】(1)(5)(6)为指数函数、其中(6)=,符合指数函数得定义,而(2)中底数不就就是常数,而4不就就是变数;(3)就就是-1与指数函数得乘积;(4)中底数,所以不就就是指数函数、类型二、函数得定义域、值域例2、求下列函数得定义域、值域、(1);(2)y=4x-2x+1;(3);(4)(a为大于1得常数)【答案】(1)R,(0,1);(2)R [);(3) ;(4)[1,a)∪(a,+∞)【解析】(1)函数得定义域为R (∵对一切xR,3x≠-1)、∵,又∵3x>0, 1+3x>1,∴ , ∴ ,∴ , ∴值域为(0,1)、(2)定义域为R,,∵2x>0,∴即x=-1时,y取最小值,同时y可以取一切大于得实数,∴值域为[)、(3)要使函数有意义可得到不等式,即,又函数就就是增函数,所以,即,即,值域就就是、(4)∵∴定义域为(-∞,-1)∪[1,+∞),又∵ ,∴,∴值域为[1,a)∪(a,+∞)、【总结升华】求值域时有时要用到函数单调性;第(3)小题中值域切记不要漏掉y>0得条件,第(4)小题中不能遗漏、举一反三:【变式1】求下列函数得定义域:(1) (2)(3) (4)【答案】(1)R;(2);(3);(4)a>1时,;0<a<1时,【解析】(1)R(2)要使原式有意义,需满足3-x≥0,即,即、(3)为使得原函数有意义,需满足2x-1≥0,即2x≥1,故x≥0,即(4) 为使得原函数有意义,需满足,即,所以a>1时,;0<a<1时,、【总结升华】本题中解不等式得依据主要就就是指数函数得单调性,根据所给得同底指数幂得大小关系,结合单调性来判断指数得大小关系、类型三、指数函数得单调性及其应用例3、讨论函数得单调性,并求其值域、【思路点拨】对于x∈R,恒成立,因此可以通过作商讨论函数得单调区间、此函数就就是由指数函数及二次函数复合而成得函数,因此可以逐层讨论它得单调性,综合得到结果、【答案】函数在区间(-∞,1)上就就是增函数,在区间[1,+∞)上就就是减函数 (0,3]【解析】解法一:∵函数得定义域为(-∞,+∞),设x1、x 2∈(-∞,+∞)且有x 1<x2, ∴,, 、(1)当x 1<x2<1时,x 1+x 2<2,即有x 1+x 2-2<0、 又∵x 2-x 1>0,∴(x 2―x 1)(x 2+x 1―2)<0,则知、 又对于x∈R,恒成立,∴、 ∴函数在(-∞,1)上单调递增、(2)当1≤x 1<x2时,x 1+x2>2,即有x 1+x 2-2>0、 又∵x 2-x 1>0,∴(x 2―x 1)(x 2+x1―2)>0,则知 、∴、∴函数在[1,+∞)上单调递减、综上,函数在区间(-∞,1)上就就是增函数,在区间[1,+∞)上就就是减函数、 ∵x 2―2x=(x ―1)2―1≥-1,,、 ∴函数得值域为(0,3]、解法二:∵函数得下义域为R,令u=x2-2x,则、∵u=x 2―2x =(x ―1)2―1,在(―∞,1]上就就是减函数,在其定义域内就就是减函数,∴函数在(-∞,1]内为增函数、又在其定义域内为减函数,而u=x 2―2x=(x ―1)2―1在[1,+∞)上就就是增函数,∴函数在[1,+∞)上就就是减函数、值域得求法同解法一、【总结升华】由本例可知,研究型得复合函数得单调性用复合法,比用定义法要简便些,一般地有:即当a >1时,得单调性与得单调性相同;当0<a <1时,得单调与得单调性相反、举一反三:【变式1】求函数得单调区间及值域、【答案】上单增,在上单减、【解析】[1]复合函数——分解为:u=-x 2+3x -2, y=3u;[2]利用复合函数单调性判断方法求单调区间; [3]求值域、设u=-x 2+3x-2, y=3u,其中y =3u 为R 上得单调增函数,u=-x 2+3x-2在上单增,u=-x 2+3x-2在上单减, 则在上单增,在上单减、又u=-x 2+3x -2, 得值域为、 【变式2】求函数得单调区间、【解析】当a>1时,外层函数y=a u 在上为增函数,内函数u=x2-2x 在区间上为减函数,在区间上为增函数,故函数上为减函数,在区间上为增函数;当0<a<1时,外层函数y=au 在上为减函数,内函数u =x 2-2x在区间上为减函数,在区间上为增函数,故函数在区间上为增函数,在区间上为减函数、例4、证明函数在定义域上为增函数、【思路点拨】利用函数得单调性定义去证明。

最全的高中幂-指数-对数-三角函数知识点总结

最全的高中幂-指数-对数-三角函数知识点总结

1.幂函数知识点总结一、幂函数(power function ):函数y x α= (x 是自变量,α是常数)二、幂函数的性质对于幂函数,我们只研究 11,2,3,,12α=- 时的图象与性质.1232,,,y x y x y x y x ==== 和 1y x -=共同性质:图像都过点(1,1)不同性质:α为奇数时幂函数为奇函数;α为偶数时幂函数为偶函数。

2.指数函数知识点总结本节知识点(1)指数函数的概念 (2)指数函数的图象和性质 (3)指数函数的定义域和值域 (4)指数函数的单调性及其应用 (5)指数函数的图象变换知识点一 指数函数的概念一般地,函数x a y =(0>a 且1≠a )叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是R .1.为什么规定“0>a 且1≠a ”?答:若0=a ,则当0>x 时,0=x a ,当x ≤0时,x a 无意义;若0<a ,则对于x 的某些值,x a 无意义,如函数()xy 2-=,当 41,21=x 时,函数无意义;若1=a ,则对任意的∈x R ,都有1=x a ,没有研究的必要.基于上面的原因,在指数函数的定义中,规定0>a 且1≠a .上面的定义,是形式定义.2.为什么指数函数的定义域是R ?答:对于指数幂来说,当底数大于0时,指数已经由整数指数推广到了实数指数,所以在指数函数的定义里面,自变量的取值范围是全体实数,即函数的定义域为R .3.指数函数的结构特征指数函数的定义是形式上的定义,其函数解析式的结构具有非常明显的特征,如下:(1)指数中只有一个自变量x ,而不是含自变量的多项式; (2)x a 的系数必须为1,不能是其它的数字,也不能含有自变量; (3)底数a 必须满足0>a 且1≠a 的一个常数.根据上面的三个特征,可以判断一个函数是否为指数函数,也可以在已知指数函数的前提下,求参数的值或参数的取值范围.知识点二 指数函数的图象和性质一般地,指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象和性质如下表所示:(1)当10<<a 时,若0<x ,则恒有1>y ;若0>x ,则恒有10<<y ; (2)当1>a 时,若0<x ,则恒有10<<y ;若0>x ,则恒有1>y . 1. 指数函数图象的画法对于指数函数x a y =(0>a 且1≠a ),当0=x 时,1=y ;当1=x 时,a y =;当1-=x 时,a y 1=.所以指数函数的图象经过三个关键点:()1,0,()a ,1和⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,1.在画指数函数图象的草图时,应抓住以上三个关键点作图.(1)由于指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象经过点()a ,1,所以指数函数的图象与直线1=x 的交点的纵坐标等于函数的底数.交点的位置越高,底数a 就越大.(2)由于指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象经过点⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,1,所以指数函数的图象与直线1-=x 的交点的纵坐标等于底数的倒数.交点的位置越高,a1越大,底数就越小.2. 函数x a y =(0>a 且1≠a )与函数xa y ⎪⎭⎫⎝⎛=1(0>a 且1≠a )的图象的关系在同一平面直角坐标系中,函数xa y =(0>a 且1≠a )与函数xa y ⎪⎭⎫⎝⎛=1(0>a 且1≠a )的图象关于y 轴对称.即两个指数函数底数互为倒数,图象关于y 轴对称.如下图所示,指数函数xy 2=与xy ⎪⎭⎫ ⎝⎛=21的图象关于y 轴对称.(1)指数函数x a y =(0>a 且1≠a )与函数x a y -=(0>a 且1≠a )的图象关于x 轴对称.如上右图所示,指数函数x y 2=与函数x y 2-=的图象关于x 轴对称.(2)指数函数x a y =(0>a 且1≠a )与函数x a y --=(0>a 且1≠a )(即xa y ⎪⎭⎫⎝⎛-=1)的图象关于原点对称(成中心对称).如下图所示,指数函数x y 2=与函数x y --=2(即xy ⎪⎭⎫⎝⎛-=21)的图象关于原点对称.3.与指数函数有关的恒过定点问题由于指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象恒过定点()1,0,因此我们讨论与指数函数有关的函数的图象过定点的问题时,只需令指数等于0,解出相应的y x ,,即为定点坐标.4.指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的底数a 对函数图象的影响 底数a 与1的大小关系决定了指数函数图象的“升”与“降”:(1)当1>a 时,指数函数的图象是上升的,函数是R 上的增函数.底数越大,函数图象在y 轴右侧部分越接近于y 轴,即图象越陡,说明函数值增长得越快; (2)当10<<a 时,指数函数的图象是下降的,函数为R 上的减函数.底数越小,函数图象在y 轴左侧部分越接近于y 轴,即函数图象越陡,说明函数值减小得越快.根据上面的介绍,在上图中,各个指数函数的底数之间的大小关系为:01>>>>>>>f e d c b a .前面已经提到,因为指数函数x a y =(0>a ,且1≠a )的图象经过三个关键点:()1,0,()a ,1和⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,1,所以直线1=x 与指数函数图象的交点即为点()a ,1,交点的纵坐标等于指数函数的底数,故底数越大,交点的位置越高.于是有下面的结论:结论 底数a 的大小决定了指数函数图象相对位置的高低:不论是1>a 还是10<<a ,在第一象限内底数越大,函数图象越靠上.简记为:在y 轴右侧,底大图y = 1高.另外,直线1-=x 与指数函数图象的交点为⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,1(即()1,1--a ),交点的纵坐标等于底数的倒数,故底数越小,倒数越大,交点的位置越高.简记为:在y 轴左侧,底大图低.5.指数函数x a y =(0>a 且1≠a )与x b y =(0>b 且1≠b )的图象特点 (1)若1>>b a ,则当0<x 时,总有10<<<x x b a ;当0=x 时,总有1==x x b a ;当0>x 时,总有1>>x x b a ;(2)若10<<<a b ,则当0<x 时,总有1>>x x a b ;当0=x 时,总有1==x x b a ;当0>x 时,总有10<<<x x a b .综上所述,当0>x ,0>>b a ,且1≠a ,1≠b 时,总有x x b a >;当0<x ,0>>b a ,且1≠a ,1≠b 时,总有x x b a <.6. 指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象和性质再说明 指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的定义域是R ,值域是()+∞,0. 图象:(1)若1>a ,当-∞→x 时,0→y ,即x 的值越小,函数的图象越接近于x 轴,但不相交;(2)若10<<a ,当+∞→x 时,0→y .即x 的值越大,函数的图象越接近于x 轴,但不相交.因此,x 轴(即直线0=y )是指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象的一条渐近线. 性质:(1)若1>a ,则当0>x 时,总有1>y ,即函数图象y 轴右侧的部分在直线1=y 的上方;当0<x 时,总有10<<y ,即函数图象y 轴左侧的部分在直线1=y 和x 轴之间.(2)若10<<a ,则当0>x 时,总有10<<y ,即函数图象y 轴右侧的部分在直线1=y 和x 轴之间;当0<x 时,总有1>y ,即函数图象y 轴左侧的部分在直线1=y 的上方.知识点三 指数函数的定义域和值域1 定义域(1)指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的定义域为R .(2)函数()x f a y =(0>a 且1≠a )的定义域与函数()x f 的定义域相同. (3)函数()x a f y =的定义域与函数()x f 的定义域不一定相同. 例如,函数()x x f =的定义域为[)+∞,0,而函数x a y =的定义域为R. 注意:求指数型复合函数的定义域时,先观察函数是()x a f y =型还是()x f a y =型. 2 值域(1)指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的值域为()+∞,0.(2)求形如()x f a y =的函数的值域时,设()x f t =,先求出()x f 的值域(即t 的范围),然后根据函数t a y =的单调性,即可求出函数()x f a y =的值域.(3)求形如()x a f y =的函数的值域时,转化为求()+∞∈=,0x a t 时,函数()t f y =的值域.知识点四 指数函数的单调性及其应用1 单调性当1>a 时,函数x a y =在R 上为增函数;当10<<a 时,函数x a y =在R 上为减函数.利用这一性质,可以判断复合函数()x f a y =的单调性,判断的依据是:同增异减.如下表:结合底数a 的范围来确定函数()x f a y =的单调性.确定的依据是:同增异减. 2 单调性的应用 (1)应用于比较大小类型一 比较同底数不同指数的幂的大小,利用指数函数的单调性进行比较; 类型二 比较不同底数同指数的幂的大小,借助于函数的图象比较大小,或者借助于口诀:在y 轴右侧(即0>x )底大图高(函数值大),在y 轴左侧,底小图高; 类型三 比较不同底数不同指数的幂的大小,利用中间量(如0和1)并结合函数的单调性比较大小. (2)应用于解简单不等式不等式可化为()()x g x f a a <的形式,利用指数函数的单调性,将不等式转化为()()x g x f <(当1>a 时)或()()x g x f >(当10<<a 时),然后进行求解.3.对数函数及其性质知识点总结本节知识点(1)对数函数的概念; (2)对数函数的图象及其性质; (3)与对数函数有关的函数的定义域; (4)与对数函数有关的函数的值域;(5)与对数函数有关的函数的单调性及其应用; (6)与对数函数有关的函数的奇偶性; (7)反函数.知识点一 对数函数的概念一般地,函数x y a log =(0>a 且1≠a )叫做对数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是()+∞,0. 对数函数概念的理解 (1)形如x y a log =;(2)底数a 满足0>a 且1≠a ; (3)真数是x ,而不是含x 的表达式; (4)函数的定义域为()+∞,0. 两种特殊的对数函数特别地,以10为底的对数函数x y lg =叫做常用对数函数;以无理数e 为底的对数函数x y ln =叫做自然对数函数.知识点二 对数函数的图象及其性质一般地,对数函数x y a log =(0>a 且1≠a )的图象和性质如下表所示:(+∞,0对数函数x y a log =(0>a 且1≠a )的图象经过三个关键点:()0,1,()1,a 和⎪⎭⎫⎝⎛-1,1a .利用对数函数图象的三个关键点,可以快速地作出对数函数图象的简图. 特别提醒指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象经过三个关键点:()1,0,()a ,1和⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,1.根据这三个关键点,可以快速地作出指数函数图象的简图.不难得出:在同一平面直角坐标系中,对数函数x y a log =(0>a 且1≠a )图象的三个关键点与指数函数x a y =(0>a 且1≠a )图象的三个关键点关于直线x y =对称.底数对对数函数图象的影响 (1)对数函数的对称性结论 函数x y a log =(0>a 且1≠a )的图象与函数x y a1log =(0>a 且1≠a )的图象关于x 轴对称.事实上,x x x y a a alog log log 111-===-,因为函数()x f y =与函数()x f y -=的图象关于x 轴对称,所以函数x y a log =与函数x y a1log =的图象关于x 轴对称.观察在同一平面直角坐标系在,分别画出函数x y 2log =,x y 3log =,x y 21log =和x y 31log =的图象,如图所示,体会对数函数图象的对称性.(2)底数a 决定对数函数的单调性 当1>a 时,对数函数的图象从左到右是上升的,函数在()∞+0上为增函数;当10<<a 时,对数函数的图象从左到右是下降的,函数在()∞+0上为减函数.(3)底数a 的大小决定对数函数图象相对位置的高低不论是1>a ,还是10<<a ,在第一象限内,取相同的函数值时,图象所对应的对数函数的底数从左到右逐渐变大.(1)上下比较 在直线1=x 的右侧,a 越大,图象越靠近x 轴;当10<<a 时,a 越小,图象越靠近x 轴.(2)左右比较 比较图象与直线1=y 的交点,交点的横坐标越大,对应的函数的底数越大.注意 若比较图象与直线1-=y 的交点,交点的横坐标越大,对应的函数的底数越小.说明 在平面直角坐标系中,对数函数x y a log =的图象与直线1=y 的交点为()1,a ,即交点的横坐标等于对数函数的底数,故在第一象限内,交点的横坐标越大,对数函数的底数就越大;对数函数x y a log =与直线1-=y 的交点为⎪⎭⎫⎝⎛-1,1a ,故在= log 13x12x3x2x第四象限内,交点的横坐标越大(即a1越大),对数函数的底数反而越小. 关于对数函数函数值正负的判断根据对数函数的图象,当1>a ,1>x ,或10<<a ,10<<x 时,函数值0>y ,简记为同区间为正;当1>a ,10<<x ,或10<<a ,1>x 时,函数值0<y ,简记为异区间为负.即同区间为正,异区间为负.特别地,当1=x 时,0=y ,即对数函数的图象恒过点()0,1. 指数函数与对数函数的关系指数函数与对数函数的性质的比较如下表所示:知识点三 与对数函数有关的函数的定义域(1)对数函数x y a log =的定义域为()+∞,0. (2)形如()()x f y x g log =的函数,其定义域由()()()⎪⎩⎪⎨⎧≠>>100x g x g x f 确定.(3)形如()x f y a log =的函数的定义域,必须保证每一部分都有意义. 知识点四 对数型函数的值域(1)对数函数x y a log =(0>a 且1≠a )的值域利用函数的单调性求解; (2)求形如()x f y a log =的复合函数的值域,先求出()x f 的值域,然后结合对数函数的单调性求出函数()x f y a log =的值域;(3)求形如()x f y a log =的复合函数的值域,其中复合函数()x f y a log =一般是关于x a log 的二次函数,故可以采用换元法求解,注意新元的取值范围. 知识点五 与对数函数有关的函数的单调性及其应用 1.对数值大小的比较(1)同底数的利用函数的单调性; (2)同真数的利用函数的图象;(3)底数与真数都不同的,利用中间数0和1(介值法). 2.解简单的对数不等式(1)底数确定时,利用对数函数的单调性求解; (2)当底数不确定时,注意对底数进行分类讨论.注意 求解时注意“定义域优先”的原则,要保证每个真数都大于0.点评 简单的对数不等式经过适当的变形一般都可化为()()x g x f a a log log <的形式,当1>a 时,不等式可转化为()()()()⎪⎩⎪⎨⎧<>>x g x f x g x f 00;当10<<a 时,不等式可转化为()()()()⎪⎩⎪⎨⎧>>>x g x f x g x f 0. 3.对数型复合函数的单调性对数型复合函数一般分为两类:()x f y a log =型和()x f y a log =型.(1)研究()x f y a log =型复合函数的单调性,令x t a log =,则只需研究x t a log =及()t f y =的单调性即可;(2)研究()x f y a log =型复合函数的单调性,首先由()0>x f 确定函数的定义域,然后判断()x f t =在定义域上的单调性,再结合对数函数的单调性,判断函数()x f y a log =的单调性,其核心是:同增异减.4.三角函数知识点总结一、基础概念 1、正角、负角和零角正角:按逆时针方向旋转形成的角 负角:按顺时针方向旋转形成的角 零角:不作任何旋转形成的角正角 负角 零角2、象限角、轴线角象限角:点O 与坐标原点重合,OA 与x 轴正半轴重合,当终边OB 落在第几象限就说这个角是第几象限角.轴线角:点O 与坐标原点重合,OA 与x 轴正半轴重合,当终边OB 落在坐标轴上就说这个角是轴线角,这个角不属于任何项限3、角的集合:与任意角α终边相同的角构成一个集合 {}Z k k ∈⋅+=,360 αββ常见结论:(1)第一象限角的集合为{}36036090,k k k αα⋅<<⋅+∈Z第二象限角的集合为{}Z k k k ∈+<<+⋅,36018090360αα第三象限角的集合为{}360180360270,k k k αα⋅+<<⋅+∈Z 第四象限角的集合为{}360270360360,k k k αα⋅+<<⋅+∈Z(2)终边在x 轴上的角的集合为{}180,k k αα=⋅∈Z终边在y 轴上的角的集合为{}18090,k k αα=⋅+∈Z终边在坐标轴上的角的集合为{}90,k k αα=⋅∈Z 终边在x y =上的角的集合为{}Z k k ∈⋅+=,18045 αα 终边在x y -=上的角的集合为{}Z k k ∈⋅+=,180135 αα(3)任何一个象限角有可能是正角,也有可能是负角;任何轴线角有可能是正角、负角、零角; 小于 90的角不一定是锐角; 大于 90的角不一定是钝角; 终边相同的角不一定相等4、已知α是第几象限角,确定nα)(Z n ∈所在象限的方法:先把各象限均分n 等份,再从x 轴的正半轴的上方起,依次将各区域标上一、二、三、四,则α原来是第几象限对应的标号即为nα终边所落在的区域。

指数及指数函数知识点

指数及指数函数知识点

指数函数(一)整数指数幂1.整数指数幂概念: 43421Λan n a a a a 个⋅⋅⋅= )(*∈N n ()010a a =≠ ()10,nnaa n N a-*=≠∈ 2.整数指数幂的运算性质:(1)(),m n m n a a a m n Z +⋅=∈ (2)()(),nm mn aa m n Z =∈(3)()()nn nab a bn Z =⋅∈其中m n m nm n a a a aa --÷=⋅=, ()1nn n n nn a a a b a b b b --⎛⎫=⋅=⋅= ⎪⎝⎭.3.a 的n 次方根的概念 一般地,如果一个数的n 次方等于a ()*∈>Nn n ,1,那么这个数叫做a 的n 次方根,即: 若a xn=,则x 叫做a 的n 次方根, ()*∈>N n n ,1例如:27的3次方根3273=, 27-的3次方根3273-=-,32的5次方根2325=, 32-的5次方根2325-=-.说明:①若n 是奇数,则a 的n 次方根记作n a ; 若0>a 则0>n a ,若o a <则0<n a ;②若n 是偶数,且0>a 则a 的正的n 次方根记作n a ,a 的负的n 次方根,记作:n a -;(例如:8的平方根228±=± 16的4次方根2164±=±)③若n 是偶数,且0a <则n a 没意义,即负数没有偶次方根;④()*∈>=Nn n n,100Θ 0=;⑤式子n a 叫根式,n 叫根指数,a 叫被开方数。

∴na =..4.a 的n 次方根的性质一般地,若n 是奇数,则a a n n =; 若n 是偶数,则⎩⎨⎧<-≥==00a aa aa a n n .(二)分数指数幂1.分数指数幂:()10250a aa ==>()12430a aa ==>即当根式的被开方数能被根指数整除时,根式可以写成分数指数幂的形式; 如果幂的运算性质(2)()nk kn aa =对分数指数幂也适用,例如:若0a >,则3223233a aa ⨯⎛⎫== ⎪⎝⎭,4554544a a a ⨯⎛⎫== ⎪⎝⎭,23a =45a =.即当根式的被开方数不能被根指数整除时,根式也可以写成分数指数幂的形式。

指数函数知识点的总结

指数函数知识点的总结

指数函数(一)指数与指数幂的运算1.根式的概念:一般地,如果a x n=,那么x 叫做a 的n 次方根,其中n >1,且n ∈N *.负数没有偶次方根;0的任何次方根都是0,记作00=n 。

当n 是奇数时,a a nn=,当n 是偶数时,⎩⎨⎧<≥-==)0()0(||a a a a a a nn2.分数指数幂正数的分数指数幂的意义,规定:)1,,,0(*>∈>=n N n m a a an m nm)1,,,0(11*>∈>==-n N n m a a aanmnm nm0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义 3.实数指数幂的运算性质(1)r a ·s r r a a += ),,0(R s r a ∈>; (2)rs s r a a =)( ),,0(R s r a ∈>; (3)s r r a a ab =)( ),,0(R s r a ∈>.(二)指数函数及其性质1、指数函数的概念:一般地,函数)1,0(≠>=a a a y x且叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域为R .注意:指数函数的底数的取值范围,底数不能是负数、零和1. 2注意:利用函数的单调性,结合图象还可以看出:(1)在[a ,b]上,)1a 0a (a )x (f x≠>=且值域是)]b (f ),a (f [或)]a (f ),b (f [(2)若0x ≠,则1)x (f ≠;)x (f 取遍所有正数当且仅当R x ∈; (3)对于指数函数)1a 0a (a )x (f x≠>=且,总有a )1(f =;指数函数·例题解析【例1】求下列函数的定义域与值域:(1)y 3(2)y (3)y 12x===-+---213321x x解 (1)定义域为x ∈R 且x ≠2.值域y >0且y ≠1. (2)由2x+2-1≥0,得定义域{x|x ≥-2},值域为y ≥0. (3)由3-3x-1≥0,得定义域是{x|x ≤2},∵0≤3-3x -1<3,∴值域是≤<.0y 3练习:(1)412-=x y ; (2)||2()3x y =; (3)1241++=+x x y ;【例2】指数函数y =a x ,y =b x ,y =c x ,y =d x 的图像如图2.6-2所示,则a 、b 、c 、d 、1之间的大小关系是 [ ]A .a <b <1<c <dB .a <b <1<d <cC . b <a <1<d <cD .c <d <1<a <b解 选(c),在x 轴上任取一点(x ,0), 则得b <a <1<d <c .练习:指数函数① ② 满足不等式 ,则它们的图象是( ).【例3】比较大小:(1)2(2)0.6、、、、的大小关系是:.248163235894512--()(3)4.54.1________3.73.6解(1)y 221()x ∵,,,,,函数=,>,该函数在-∞,+∞上是增函数,又<<<<,∴<<<<.222242821621338254912284162123135258389493859=====解 (2)0.6110.6∵>,>,∴>.----451245123232()() 解 (3)借助数4.53.6打桥,利用指数函数的单调性,4.54.1>4.53.6,作函数y 1=4.5x ,y 2=3.7x 的图像如图2.6-3,取x =3.6,得4.53.6>3.73.6 ∴ 4.54.1>3.73.6.说明 如何比较两个幂的大小:若不同底先化为同底的幂,再利用指数函数的单调性进行比较,如例2中的(1).若是两个不同底且指数也不同的幂比较大小时,有两个技巧,其一借助1作桥梁,如例2中的(2).其二构造一个新的幂作桥梁,这个新的幂具有与4.54.1同底与3.73.6同指数的特点,即为4.53.6(或3.74.1),如例2中的(3).练习: (1)1.72.5 与 1.73 ( 2 )0.10.8-与0.20.8-( 3 ) 1.70.3 与 0.93.1 (4)5.31.2和7.20.2【例4】解比较大小与>且≠,>.当<<,∵>,>,a a a aan n n n n n nn n nn n -+-+-=-11111111(a 0a 1n 1)0a 1n 10()()∴<,∴<当>时,∵>,>,∴>,>a a a n n aa a n n n n n n n n n n n n 1111111111()()()--+--+-1a 1n 101【例5】作出下列函数的图像:(1)y (2)y 22x ==-,()121x +(3)y =2|x-1| (4)y =|1-3x |解 (1)y (264)(0)(11)y 1=的图像如图.-,过点,及-,.是把函数=的图像向左平移个单位得到的.()()1212121x x +解 (2)y =2x -2的图像(如图2.6-5)是把函数y =2x 的图像向下平移2个单位得到的.解 (3)利用翻折变换,先作y =2|x|的图像,再把y =2|x|的图像向右平移1个单位,就得y =2|x-1|的图像(如图2.6-6).解 (4)作函数y =3x 的图像关于x 轴的对称图像得y =-3x 的图像,再把y =-3x 的图像向上平移1个单位,保留其在x 轴及x 轴上方部分不变,把x 轴下方的图像以x 轴为对称轴翻折到x 轴上方而得到.(如图2.6-7)【例8】已知=>f(x)(a 1)a a x x -+11(1)判断f(x)的奇偶性; (2)求f(x)的值域;(3)证明f(x)在区间(-∞,+∞)上是增函数.解 (1)定义域是R .f(x)f(x)-==-,a a a a x x x x ---+=--+1111∴函数f(x)为奇函数.(2)y y 1a 1y 1x函数=,∵≠,∴有=>-<<,a a y y y y x x -+---=+-⇒1111110即f(x)的值域为(-1,1).(3)设任意取两个值x 1、x 2∈(-∞,+∞)且x 1<x 2.f(x 1)-f(x 2)==,∵>,<,<,++>,∴<,故在上为增函数.a a a a a a a a a a a a x l x l x x x l x x l xx x x x -+-+--++112121*********()()()a 1x x (1)(1)0f(x )f(x )f(x)R 1212单元测试题一、选择题:(本题共12小题,每小题5分,共60分)1、化简1111132168421212121212-----⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++++ ⎪⎪⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,结果是( )A 、11321122--⎛⎫- ⎪⎝⎭B 、113212--⎛⎫- ⎪⎝⎭ C 、13212-- D 、1321122-⎛⎫- ⎪⎝⎭2、44等于( )A 、16aB 、8a C 、4a D 、2a3、若1,0a b ><,且bba a-+=则b b a a --的值等于( )A 、6B 、2±C 、2-D 、24、函数()2()1xf x a =-在R 上是减函数,则a 的取值范围是( ) A 、1>a B 、2<a C、a <D、1a <<5、下列函数式中,满足1(1)()2f x f x +=的是( ) A 、1(1)2x + B 、14x + C 、2x D 、2x -6、下列2()(1)x xf x a a-=+是( )A 、奇函数B 、偶函数C 、非奇非偶函数D 、既奇且偶函数7、已知,0a b ab >≠,下列不等式(1)22a b >;(2)22a b>;(3)ba 11<;(4)1133a b >;(5)1133a b⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭中恒成立的有( ) A 、1个 B 、2个 C 、3个 D 、4个8、函数2121x x y -=+是( )A 、奇函数B 、偶函数C 、既奇又偶函数D 、非奇非偶函数 9、函数121x y =-的值域是( ) A 、(),1-∞ B 、()(),00,-∞+∞ C 、()1,-+∞ D 、()(,1)0,-∞-+∞10、已知01,1a b <<<-,则函数xy a b =+的图像必定不经过( ) A 、第一象限 B 、第二象限 C 、第三象限 D 、第四象限 11、2()1()(0)21xF x f x x ⎛⎫=+⋅≠ ⎪-⎝⎭是偶函数,且()f x 不恒等于零,则()f x ( ) A 、是奇函数 B 、可能是奇函数,也可能是偶函数 C 、是偶函数 D 、不是奇函数,也不是偶函数12、一批设备价值a 万元,由于使用磨损,每年比上一年价值降低%b ,则n 年后这批设备的价值为( )A 、(1%)na b -B 、(1%)a nb -C 、[1(%)]na b - D 、(1%)na b -二、填空题:(本题共4小题,每小题4分,共16分,请把答案填写在答题纸上)13、若103,104xy==,则10x y-= 。

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指数函数(一)整数指数幂1.整数指数幂概念:an na a a a 个⋅⋅⋅=)(*∈N n ()010a a =≠ ()10,n n a a n N a-*=≠∈ 2.整数指数幂的运算性质:(1)(),m n m n a a a m n Z +⋅=∈ (2)()(),nm mn aa m n Z =∈(3)()()nn nab a bn Z =⋅∈其中m n m nm na a a aa--÷=⋅=, ()1nn n n nn a a a b a b b b --⎛⎫=⋅=⋅= ⎪⎝⎭.3.a 的n 次方根的概念 一般地,如果一个数的n 次方等于a ()*∈>Nn n ,1,那么这个数叫做a 的n 次方根,即: 若a xn=,则x 叫做a 的n 次方根,()*∈>N n n ,1例如:27的3次方根3273=, 27-的3次方根3273-=-,32的5次方根2325=, 32-的5次方根2325-=-.说明:①若n 是奇数,则a 的n 次方根记作n a ; 若0>a 则0>n a ,若o a <则0<n a ;②若n 是偶数,且0>a 则a 的正的n 次方根记作n a ,a 的负的n 次方根,记作:n a -;(例如:8的平方根228±=± 16的4次方根2164±=±)③若n 是偶数,且0a <则n a 没意义,即负数没有偶次方根;④()*∈>=Nn n n,100 0=;⑤式子n a 叫根式,n 叫根指数,a 叫被开方数。

∴na =..4.a 的n 次方根的性质一般地,若n 是奇数,则a a n n =;若n 是偶数,则⎩⎨⎧<-≥==00a aa aa a nn.(二)分数指数幂1()10250a aa ==>()12430a aa ==>即当根式的被开方数能被根指数整除时,根式可以写成分数指数幂的形式; 如果幂的运算性质(2)()nk kn aa =对分数指数幂也适用,例如:若0a >,则3223233a a a ⨯⎛⎫== ⎪⎝⎭,4554544a a a ⨯⎛⎫== ⎪⎝⎭, 23a =45a =.即当根式的被开方数不能被根指数整除时,根式也可以写成分数指数幂的形式。

规定:(1)正数的正分数指数幂的意义是)0,,,1m na a m n N n *=>∈>;(2)正数的负分数指数幂的意义是)10,,,1mnm naa m n N n a-*==>∈>.2.分数指数幂的运算性质:整数指数幂的运算性质对于分数指数幂也同样适用 即()()10,,r s r s a a a a r s Q +=>∈()()()20,,sr rs a a a r s Q =>∈()()()30,0,rr r ab a b a b r Q =>>∈说明:(1)有理数指数幂的运算性质对无理数指数幂同样适用; (2)0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没意义。

二、指数函数1.指数函数定义:一般地,函数xy a =(0a >且1a ≠)叫做指数函数,其中x 是自变量,函数定义域是R .2.指数函数xy a =在底数及这两种情况下的图象和性质:1.1 实数指数幂及其运算(一) (一)选择题1.下列正确的是() A .a 0=1 B .221aa =-C .10-1=0.1D .a a =22.416的值为() A .±2B .2C .-2D .43.32)27125(-的值为() A .925B .259C .925-D .259- 4.化简6525352aa aa⋅⋅⋅-的结果是()A .aB .32a C .a 2D .a 3(二)填空题5.把下列根式化成分数指数幂的形式(其中a ,b >0) (1)=321a ______;(2)32ab=______; 6.=-⨯-÷-3273223)()4()2(a b ab a b ______.7.化简=-32329m m ______.8.25.0315.0625)271()25.0(-+--=______ (三)解答题 9.计算)41(232413141----÷b a b a10.计算63125.132⨯⨯1.2 实数指数幂及其运算(二)(一)选择题(每道题的四个选择答案中有且只有一个答案是正确的)1.下列说法正确的是(n ∈N *)() A .正数的n 次方根是正数 B .负数的n 次方根是负数 C .0的n 次方根是0D .na 是无理数 2.函数3321xx y +=的定义域为( )A .RB .[0,+∞)C .(0,+∞)D .(-∞,1] 3.583231)(--x x 可以简化为()A .31-xB .52x C .154x D .154-x4.化简382313232---xx x x x x 的结果是()A .34x B .x 2C .x 3D .x 4(二)填空题5.=328________,=-21100________=-3)41(________=2325________.6.=-+--31232)271()21(125________.7.计算=÷-4325)12525(________. 8.若a +a -1=3,则a 2+a -2=______.(三)解答题 10.若,122-=xa 求x x xx aa a a --++33的值.1.3 指数函数(一)(一)选择题(每道题的四个选择答案中有且只有一个答案是正确的)1.一种细胞在分裂时由一个分裂成两个,两个分裂成四个,四个分裂成八个……每天分裂一次.现在将一个该细胞放入一个容器,发现经过10天就可充满整个容器,则当细胞分裂到充满容器一半时需要的天数是()A .5B .9C .6D .82.下列函数中为指数函数的是()A .y =2·3xB .y =-3xC .y =3-x D .y =1x 3.若0.2m =3,则()A .m >0B .m <0C .m =0D .以上答案都不对4.函数f (x )=a x +1(其中a >0且a ≠1)的图象一定经过点() A .(0,1)B .(0,2)C .(0,3)D .(1,3) (二)填空题5.若函数f (x )是指数函数且f (3)=8,则f (x )=______.6.函数x y 21-=的定义域为______,值域为______.7.函数y =2x -1的图象一定不经过第______象限;若函数b y x +=)21(的图象不经过第一象限,则实数b 的取值范围是______.8.若2m >4,则m 的取值范围是______;若(0.1)t >1,则t 的取值范围是______. 9.指数函数y =(a 2-1)x 在R 上是减函数,则实数a 的取值范围是______. (三)解答题10.根据函数f (x )=2x 的图象,画出下列函数的草图.(1)y =-2x (2)y =-2x +1 (3)y =2|x |11.求函数1122+=x y 的定义域和值域.12.已知a >0且a ≠1,函数f 1(x )=132+x -x a ,f 2(x )=522-+x x a,若f 1(x )<f 2(x ),求x 的取值范围.1.4 指数函数(二)(一)选择题(每道题的四个选择答案中有且只有一个答案是正确的) 1.若1()273x >,则x 的取值范围是()A .(-∞,-3]B .(-∞,-3)C .[-3,+∞)D .R2.已知三个数M =0.32-0.32,P =0.32-3.2,Q =3.2-0.32,则它们的大小顺序是() A .M <P <Q B .Q <M <P C .P <Q <M D .P <M <Q3.如图是指数函数①y =a x ,②y =b x ,③y =c x ,④y =d x 的图象,则a ,b ,c ,d 与0和1的大小关系是()A .0<a <b <1<c <dB .0<b <a <1<d <cC .1<a <b <c <dD .0<a <b <1<d <c4.函数y =2x -2-x () A .在R 上减函数 B .在R 上是增函数C .在(-∞,0)上是减函数,在(0,+∞)上是增函数D .无法判断其单调性 (二)填空题5.函数y =3x +1-2的图象是由函数y =3x 的图象沿x 轴向______平移______个单位,再沿y 轴向______平移______个单位得到的.6.函数f (x )=3x +5的值域是______.7.函数y =a x -1+1(其中a >0且a ≠1)的图象必经过点______.8.若指数函数y =a x 在区间[0,1]上的最大值和最小值的差为21,则底数a =______. 9.函数g (x )=x 2-x 的单调增区间是______,函数y =xx -22的单调增区间是______.(三)解答题10.函数f (x )是R 上的奇函数,且当x ≥0时,f (x )=2x -1,求x <0时函数的解析式.11.若关于x 的方程|2x -1|=a 有两个解,借助图象求a 的取值范围.12.已知函数f (x )=22x -2x +1-3,其中x ∈[0,1],求f (x )的值域.。

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