4.2.2 指数函数

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4.2.2 指数函数的图象和性质

4.2.2 指数函数的图象和性质

如图是指数函数①y=ax,②y=bx,③y=cx,④y=dx 的图象,则 a,b, c,d 与 1 的大小关系是( B )
A.a<b<1<c<d B.b<a<1<d<c C.1<a<b<c<d D.a<b<1<d<c
解析:如图,作直线 x=1,与四个图象分别交于 A,B,C,D 四点, 则 A(1,a),B(1,b),C(1,c),D(1,d),由图可知 b<a<1<d<c.
3.关于求解指数不等式的教学 建议教师先讲清楚求解指数不等式的理论依据,即指数函数的单调 性,然后给出一定量的练习题,通过练习掌握解题规律. 4.关于指数函数值域的教学 建议教师在教学中让学生理解指数函数的性质,掌握底数对指数函数 的图象及单调性的影响,能够借助于图象和性质解决与指数函数有关的值 域问题.
D.y3>y1>y2
解析:因为 y1=40.9=21.8,y2=80.48=(23)0.48=21.44,y3=12-1.5=21.5, 又函数 y=2x 在 R 上是增函数,1.8>1.5>1.44,所以 21.8>21.5>21.44,故 y1>y3>y2.
2.当 0<a<1 时,不等式 a2x-1<ax+1 的解集为 (2,+∞) .
解析:当 0<a<1 时,指数函数 y=ax 是单调递减的,所以由不等式 a2x-1<ax+1,可得 2x-1>x+1,解得 x>2.
(备选题)已知函数 f(x)=12,-x,x>x0≤,0, 则满足 f(x+2)<f(2x)的 x 的取
值范围是 (-∞,0)

解析:作出函数 f(x)=21,-x,x>x0≤0, 的图象,如图所示, 因为 f(x+2)<f(2x),

4.2.2指数函数的图象和性质

4.2.2指数函数的图象和性质

4.2.2指数函数的图象和性质(人教A版普通高中教科书数学必修第一册第四章)一、教学目标1.类比研究幂函数性质的过程和方法,通过指数函数图象得出其性质;2.利用指数函数的图象研究指数函数的性质,并用所得性质进一步理解指数函数的图象;3.通过信息技术手段更好地理解指数函数的图象和性质。

二、教学重难点1.教学重点:指数函数的图象和性质2.教学难点:指数函数性质的理解三、教学过程师生活动:从简单的函数2x y =入手,教师引导学生分析函数的性质,包括定义域,值域,奇偶性,单调性.由概念知定义域为R ,根据指数运算,分析值域为(0,)+∞,进而分析出函数的图象应该都在x 轴上方.通过特殊点的分析,得出函数不具有奇偶性.单调性需要借助图象研究.学生在列表时,分析x 的取值,要兼顾正值和负值,在性质指导下画出函数的图象.问题4:请同学们画出指数函数1()2x y =的图象,观察函数的图象.师生活动:教师布置任务,学生自己选择方法作图,观察图象,探究函数的性质.问题5:你是如何画出函数1()2x y =的图象?描点法还是利用对称性?请讲出选择的理由.师生活动:教师询问学生作图的方法,学生反馈自己用的是描点法还是利用了函数之间的对称性.因为1()22x x y -==,点(x ,y )与点(-x ,y )关于y 轴对称,所以函数2x y =图象上任意一点(,)P x y 关于y 轴的对称点1(,)P x y -都在函数1()2x y =的图象上,反之亦然.根据这种对称性,可以利用函数2x y =的图象,画出1()2xy =的图象.并将此结论推广:底数互为倒数的两个指数函数的图象关于y 轴对称,所以利用这种对称性,可以由一个函数的图象得到另一个函数的图象.设计意图:根据函数的解析式先初步分析函数的性质,再选择合适的点,利用描点法画出函数的图象,然后由图象概括出函数的性质,这是我们研究具体函数的过程.让学生观察两个具体的指数函数的图象,对指数函数的图象和性质有一个初步的认知.学生在作图的过程中得出结论:底数互为倒数的两个指数函数的图象关于y 轴对称.根据这种对称性,我们将指数函数x y a =的图象按底数a 的取值,分作1a >和01a <<两种类型进行研究.让学生学会用联系的观点看待问题.问题6:我们将指数函数x y a =的图象按底数a 的取值,分作1a >和01a <<两种类型进行研究.为了得到指数函数x y a =的性质,我们还需要画出更多的具体的指数函数的图象进行观察.问题7:画出指数函数3x y =和4x y =的图象,分析它们的性质.画出指数函数1()3x y =和1()4xy =的图象,分析它们的性质.师生活动:学生动手操作,观察分析,师生共同评价.教师指导学生先研究底数1a >的情况,可追问学生在1a >的范围内是否还需要进一步分类,为什么?引导学生还是要从具体的指数函数进行研究.学生画出指数函数3x y =和4x y =的图象,教师借助几何画板呈现多个函数的图象.观察图象,师生共同总结出图象的直观性质;当1a >时,底数越大越靠近y 轴,而当01a <<,底数越小越靠近y 轴,故底数互为倒数的两个指数函数图象关于y 轴对称。

4.2.2指数函数的图象与性质(课件)高一数学(湘教版2019必修第一册)

4.2.2指数函数的图象与性质(课件)高一数学(湘教版2019必修第一册)

(3)函数是区间(−∞, +∞)上的减函数.
当然,作出来的图象是有限的,接下来我们借助“网络画板”,来看一下底
数对指数函数图象走势的影响吧!
新知探索
从动画中看指数函数 = ( > 0且 ≠ 1)的性质,和理性认识相符.
新知探索
1

如果底数 ∈ (0,1),则它的倒数 > 1.若点(, )在函数 = (0 < < 1)的
(4)课本P110的习题4.2的10、11、12、13、14、15题.
谢谢学习
Thank you for learning
新知探索
活动1(例3):作出指数函数 = 2 和 = 10 的图象.
通过列表、描点连线(也可借助信息技术在计算机上作图),得图以下.


−2
−1
0
1
2

= 2

0.25
0.5
1
2
4


= 10


−1
0.1
−0.5
0.32
0
1
0.5
3.16
1
10


新知探索
活动(例3):作出指数函数 = 2 和 = 10 的图象.
1
73
=
1

343
例析
例 6
一种放射性物质不断衰变为其他物质,每经过1年剩余的量是原来的84%,画
出这种物质的剩余量随时间变化的图象,并从图象上观察大约要经过多少年,剩余
量是原来的50%.
解 可设原来的量是1个单位,经过年后,剩余量是个单位.
可得函数解析式为 = 0.84 .列表如下:

高中数学第4章指数函数与对数函数4.2指数函数4.2.1指数函数的概念4.2.2指数函数的图象和性质

高中数学第4章指数函数与对数函数4.2指数函数4.2.1指数函数的概念4.2.2指数函数的图象和性质

1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)指数函数的图象一定在 x 轴的上方.( √ ) (2)当 a>1 时,对于任意 x∈R 总有 ax>1.( × ) (3)函数 f(x)=2-x 在 R 上是增函数.( × )
2.做一做(请把正确的答案写在横线上) (1)若 f(x)=(a2-3)ax 是指数函数,则 a=________. (2)若函数 f(x)=ax(a>0,且 a≠1)的图象过点(2,9),则 f(x)=________. (3)函数 y=2 1-3x的定义域为________,值域为________. 答案 (1)2 (2)3x (3)(-∞,0] [1,2)
+ff43+ff65+…+ff22002109=(
)
A.1010 B.2020 C.2019 D.1009
答案 B
解析
不妨设
f(x)

2x


f2 f1

f4 f3



f2020 f2019

2






1010×2=2020.
答案
解析
2.若函数 y=(1-2a)x 是实数集 R 上的增函数,则实数 a 的取值范围为
教学难点:1.指数函数的图象与性质.2.底数 a 对函数的影响.
核心概念掌握
【知识导学】
知识点一 指数函数的定义
□01 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
.
知识点二 指数增长模型
在实际问题中,经常会遇到指数增长模型:设原有量为 N,每次的增长率

指数函数的图象和性质

指数函数的图象和性质

1
1
练习:比较大小 a3和a 2,(a 0, a 1)
方法总结
(1)构造函数法:要点是利用函数的单调性,数的特征是同底不同 指(包括可以化为同底的),若底数是参变量要注意分类讨论。比 较两个同底数幂的大小时,可以构造一个指数函数,再利用指数函数的 单调性即可比较大小. (2)搭桥比较法:用别的数如0或1做桥。数的特征是不同底不同指。 比较两个不同底数幂的大小时,通常引入第三个数作参照.
分析:(1)因为该城市人口呈指数增长,而同一指数函数 的倍增期是相同的,所以可以从图象中选取适当的点计算 倍增期.(2)要计算20年后的人口数,关键是要找到20年与 倍增期的数量关系. 解:(1)观察图,发现该城市人口经过20年约为10万人,经过40年 约为20万人,即由10万人口增加到20万人口所用的时间约为20年, 所以该城市人口每翻一番所需的时间约为20年.(2)因为倍增期为 20年,所以每经过20年,人口将翻一番.因此,从80万人开始, 经过20年,该城市人口大约会增长到160万人.
x
用描点法作函数y (1)x 和y (1)x的图象.

2
3
x … -3 -2 -1 0 1 2 3 …
数 y=2-x … 8 4 2 1 1/2 1/4 1/8 …
图 y=3-x … 27 9 3 1 1/3 1/9 1/27 …
象 y (1)x 2
特 征
y (1)x 3
y
O
思考:若不用描点法, 这两个函数的图象又该 如何作出呢?
底数a由大变小时函数图像在第一象限内按__顺__
时针方向旋转.
问题三:图象中有哪些特殊的点?
答:四个图象都经过点_(_0_,1_) .
a>1

第4章4.2.2指数函数的图象和性质(课件)

第4章4.2.2指数函数的图象和性质(课件)

精彩课堂
问题 选取a的若干个不同的值,在同一直角坐标系内画出相应 的指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象,通过观察图象的特征可以得到 函数的一些性质,你认为可以从哪些方面进行观察?你能发现指数函 数的哪些性质?
(2)当a>1时,指数函数的图象位置、公共点、变化趋势、定义 域、值域和单调性如何?当0<a<1时,指数函数的情况又如何呢?
(3)比较a>1与0<a<1时指数函数的图象和性质,它们有什么区别 与联系?
精彩课堂
问题 选取a的若干个不同的值,在同一直角坐标系内画出相应 的指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象,通过观察图象的特征可以得到 函数的一些性质,你认为可以从哪些方面进行观察?你能发现指数函 数的哪些性质?
(4)将探索的结果填入下表:
4.2.2 指数函数的图象和性质
导入新课
复习: (1)指数函数的定义; (2)指数函数解析式的特征.
精彩课堂
1.探究指数函数的图象和性质 问题 选取a的若干个不同的值,在同一直角坐标系内画出相应 的指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象,通过观察图象的特征可以得到 函数的一些性质,你认为可以从哪些方面进行观察?你能发现指数函 数的哪些性质? (1)观察这些图象的位置、公共点和变化趋势,它们有哪些共性? 由此你能概括出指数函数的定义域、值域和单调性吗?
精彩课堂
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2.例题研讨
精彩课堂
精彩课堂
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课堂练习
C
B
今天的学习,你有什么收获?
布置作业 教材练习第1,2,3题.

新教材人教A版高中数学必修第一册4.2.2指数函数的图象和性质 教学课件

新教材人教A版高中数学必修第一册4.2.2指数函数的图象和性质 教学课件

二、忽视对底数的讨论致错 [典例] 函数 f(x)=ax(a>0 且 a≠1)在[0,1]上的最大值与最小值的差为12,则 a= ________. [解析] (1)当 a>1 时,函数 f(x)=ax 在[0,1]上是增函数. 所以当 x=1 时,函数 f(x)取最大值; 当 x=0 时,函数 f(x)取最小值. 由题意得 f(1)-f(0)=12,即 a-a0=12, 解得 a=32.
一、“同为幂值,差别这么大”——指数函数与幂函数的区别 指数函数 y=ax 与幂函数 y=xα,其函数值都是幂的形式.但是自变量的位置发生
了变化,其图象性质也会有变化. [典例] 一个函数 y=f(x)是幂函数或指数函数,过点(-2,14),研究这个函数的定义 域、值域、单调性,如果该函数具有奇偶性,能确定 f(x)是什么函数吗?
探究三 指数函数性质的综合应用 [例 3] 已知 f(x)=x(2x-1 1+12). (1)求 f(x)的定义域; (2)判断 f(x)的奇偶性,并说明理由; (3)求证:f(x)>0.
[解析] (1)由 2x-1≠0 得 2x≠20,故 x≠0, ∴函数 f(x)的定义域为{x∈R|x≠0}.
答案:D
3.y=3x2+1 的值域是________. 解析:设 t=x2+1,则 t≥1,∵y=3t 是增函数,∴y=3t≥31=3. 答案:[3,+∞) 4.对任意实数 m、n,当 m>n 时,恒有 am<an,则 a 的取值范围为________. 答案:(0,1)
探究一 利用指数函数单调性比较大小 [例 1] 比较下列各组数的大小: (1)1.52.5 和 1.53.2; (2)0.6-1.2 和 0.6-1.5; (3)1.50.3 和 0.81.2.
[解析] 若 y=f(x)为指数函数,设为 y=ax(a>0,a≠1). ∵函数过点(-2,14), ∴14=a-2, ∴a=2. f(x)=2x,定义域为 R. 值域为(0,+∞). 单调增函数,是非奇非偶函数.

4.2.2指数函数及其性质

4.2.2指数函数及其性质


(4) y 2x1
×
(5) y 3x
×
(6) y 3x

回顾:类比以前研究一次函数、二次函数和反 比函数的思路,给出研究指数函数的方法和内 容?
研究方法:
画函数图象,数形结合,利用图象研究函数 的性质.
研究内容:
定义域、值域、单调性(最值)、奇偶性、 特殊点等等.
二、指数函数的图象与性质
心在各自象限内,逆时针摆动.
y = ax 图象
定义域 值域 函数值 的范围
奇偶性 单调性 最值 特殊点
R
(0, )
若x<0,则 y>1
若x<0,则 0<y<1
若x>0,则 0<y<1
若x>0,则 y>1
图象不关于原点和y轴对称,无奇偶性.
在R上单调递减
在R上单调递增
图象无最高点和最低点,无最大值和最小值.
过定点(0, 1),即x=0时,y=1
总结指数函数的图象特征:
仿·郑板桥《竹石》总结图象特征 咬定(0,1)不放松, 图象 斜 卧 一二中。 0 到 1 时 追 根底, 1 到 无穷 攀 险峰。
三、应用与训练
例题 比较下列各题中各值的大小:
(1)1.72.5 与1.73
(2)0.80.1 与0.80.2
是学过的哪类函数的图象?
4.2.2指数函数的图象和性质
一、指数函数的概念 二、指数函数的图象与性质 三、应用与训练
问题:给定一张纸逐次对折,于是纸张由一层变成两层,面积
变为原来的一半,依次对折下去,……那么这张纸经过x次对折后, 得到纸的层数y与x之间(同时纸的面积 S与 x之间),构成一个函 数关系,能写出x与 y(S)之间的函数关系式吗?
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与特殊 讲解 理解 技巧.
(2)因为当 x 2 0 ,即 x 2 时,函数 y


1 3

x2
有意义,
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教学过程
教师 学生 设计 教学 活动 活动 意图 时间
所以函数 y


1 3

x2
的定义域为
x
x 2 .
( 3 ) 因 为 当 1 32x4 0 , 即 x 2 时 , 函 数
归纳
形如 y ax a 0, a 1 的函数称为指数函数.定
义域为 , ,值域为 0, .
例如:上例中
y

2x

y


1 3
x
Hale Waihona Puke 均为指数函数.指数函数的图像与性质
(1)作图与分析
讲解 强调
探研 理解 记忆
通过指 数函数 概念的 讲解, 帮助学 生理解 指数函 数的含 义,为 后续学 习做准 备.
自我 建构
设计 意图
点明教 学内容
通过实 例使学 生自然 进入新 知识的 学习探 索,并 让学生 初步认 识指数 函数.
时间
05 分钟
05 分钟
个数为 y ,则有 y 2x . 归纳小结
函数 y 2x ( xN )中,指数 x 为自变量,底 2 为
常数. *观察思考 探索新知 指数函数的概念
教学方法及教具: 采用讲授法、讨论法与直观演示法相结合完成教学,多媒体设备与作图工
具辅助教学.
教学反思:
作业或思考题: (1) 读书部分: 复习教材中§4.2.2; (2) 书面作业: 修改课堂练习并完成学习手册第125 127 页中强化练习 1
—5.
第( )页
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教学过程
教师 活动
培养学 生总结 学习过 程的能 力.
05 分钟
第( )页
教学过程
*运用知识 跟踪练习
跟踪练习 4 下列指数函数在 , 上是增函
教师 活动
质疑
数还是减函数?
(1) y 6x ;
(2) y 10x .
跟踪练习 5 利用指数函数的性质,比较下列各题 中两个值的大小.
(1)

3 2
4


3 2
3

(2) 0.63 与 0.43 ;
*揭示新知识 英国的马尔萨斯曾提出“人口增长模型”.他指出, 介绍
如果人口按照指数函数的规律增长,那么 100 年后地球 说明 上的每个人肩上都会站着一个人.“人口按指数增长会 有那么快吗?指数函数是怎样的函数?
这就是我们将要研究学习的 4.2.2 指数函数.
*创设情景 新知识导入 提出问题
一个细胞每次分裂为 2 个,那么1次分裂为
上是增函数
是减函数
质,为 后续学
习做准
说 明 : 函 数 y ax a 0且a 1 的 图 像 与 函 数 强调 记忆 备.
y


1 a

x

a

0且a

1
的图像关于
y
轴对称.
*巩固知识 典型例题 质疑
例题 4 下列指数函数在 , 上是增函数还
是减函数?
且它们的图像都通过 0, 1 ,点 y 2x 在 , 上是
增函数,
y


1 2

x


,



上是减函数.当
x

0
时,
0

y

2x
1,
y


1 x 2
1 ;当
x
0 时,
y

2x
1,
0

y


1 2
x
1

(2)性质 根据上述两个函数的图像与性质分析,容易发现指数
A.
y 4
3
2 1
B.
y 4 3 2
1
C.
y 4 3 2 1
D.
y 4 3 2 1
质疑
2 1 o 1
1 x 2 1 o 1
1 x 1 o 1 2 x 1
1 o 1
1 2x
分析 解:因函数 y 3x 的底 a 3 1,所以它是增函数,
且过点 0, 1 位于 x 轴的上方.而函数 y 3x1 1 是由函
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班级:
课时: 3 授课时间: 年 月 日
课题:§4.2.2 指数函数
目的要求: 理解指数函数的图像和性质,会根据指数函数单调性比较指数幂的大小,
能判断含指数函数的图像与性质.
重点难点: 教学重点是理解指数函数的图像和性质,掌握比较指数幂大小的方法. 教学难点是掌握判断含指数函数的大致图像的方法.
又因为 0.5 0.4 ,
所以100.5 100.4 0.10.4 .
评注:指数幂比较大小,当两个指数幂的底相同时,
利用指数函数的单调性判断;当两个指数幂的指数相同
时,利用幂函数的单调性判断.
*例题 6 求下列函数的定义域:
2
(1) y 6 x3 ;
(2)
y


1 3

(2)图像经过点 0,1
函数的 图像与
(3)当 x0 时, (3)当 x0 时,

y 1;
0 y 1,
性质的 讲解, 帮助学
当 x0 时,
当 x0 时,

0 y 1
y 1
讲解
理解
生理解 并记忆 指数函
(4)在 , (4)在 , 上
数的图 像与性
3
4
3
2
3
2
1
2 1
1
2 1 o 1 x 2 1 o 1 x 1 o
1
1
1 2x
第( )页
*归纳小结 强化新知 本次课学了哪些内容?重点和难点各是什么?
引导
(1)本次课学了哪些内容?
提问
(2)通过本次课的学习,你会解决哪些新问题了? 总结 (3)在学习方法上有哪些体会?
回忆 反思 归纳
函数 y ax a 0且a 1 的图像与性质如表 4 5 所示:
表 4―5
a 1
0 a 1
y
y


0, 1
0, 1
o
x
o
x
第( )页
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教学过程
教师 学生 设计 教学 活动 活动 意图 时间
(1)定义域: R ,值域: R
演示 探究 通 过 特 殊指数
35 分钟
在同一坐标系中,描出
y

2x

y


1 2
x

的图像并
分析其图像特征.
第( )页
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教学过程
教师 学生 设计 教学 活动 活动 意图 时间
列出 x , y 的对应值表,如表 4 4 所示. 表 4―4
x … 3 2 1 0 1 2 3 …
y 2x … 1 1 1 1 2 4 8 … 84 2
) 指导
学生 活动
思考
求解
交流
设计
意图
及时了 解学生 对判断 指数函 数的单 调性、 比较指 数幂大 小、求 指数函 数的定 义域、 判断含 指数函 数的复 合函数 奇偶性 及其图 像的常 规方法 的掌握 情况, 并查漏 补缺.
教学 时间
40 分钟
Ay
3 2 1
2 1 o 1 x 1
B
y C y Dy
0.5



2 3
1


讲解
思考 回答 理解
通过例 题的讲 解,让 学生掌 握运用 指数函 数的单 调性判 断指数 幂大小 的常规 方法与 技巧.
(3)因为1 90 ,所以考察函数 y 9x ,它在实数
集上是增函数. 又因为 0.2 0 ,所以 90.2 90 1 ; (4)因为 0.10.4 100.4 , 所以考察函数 y 10x ,它在实数集上是增函数.
(3) 0.10.3 与1 ;
(4)103 与 0.12 .
跟踪练习 6 求下列函数的定义域:
(1) y 7 3x ;
1
(2) y 41x ;
巡视
(3) y 9 3x .
跟踪练习 7
讨论
y

3x 3x
1 1
的奇偶性.
*跟踪练习 8 指数函数 y 2x 1的大致图像是(
x2

质疑
(3) y 1 32x4 .
2
解:(1)因为当 x 3 0,即 x 3 时,函数 y 6x3 有意义,
分析
思考 回答
通过例 题的讲 解,让 学生掌 握求指 数函数 的定义 域的常 规方法
第( )页
2
所以函数 y 6x3 定义域为 , 3 3, .
y 1 32x4 有意义,
所以函数 y 1 32x1 的定义域为 , 2 .
例题 7
讨论
y
1 4x
的奇偶性.
1 4x
解:设
y

f

x


1 1

4x 4x
,函数的定义域为 R ,
质疑
因为
f


x
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