(广东专用)高考数学总复习 第二章第五节 指数与指数函数课件 理
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.。
新高考2023版高考数学一轮总复习第2章第5讲指数与指数函数课件

1
2
D,左边=a3 ÷a-3 =a1=a,左边=右边.故选 D.
3.(必修 1P107T2 改编)设 a>0,将
a2 表示成分数指数幂,其结
3
a·
a2
果是
( C)
A.a12
B.a56
C.a76
D.a32
[解析] 由题意得
a2
=a2-12
-1 3
=a67
,故选 C.
3
a·
a2
4.(必修 1P109T4 改编)化简4 16x8y4(x<0,y<0)=__-__2_x_2y___.
当 n 为偶数时,正数的 n 次方根有__两__个___,
它们互为__相__反__数___
±n a
零的 n 次方根是零
负数没有偶次方 根
(2)两个重要公式 __a__,n为奇数,
①n an=|a|=____-a____a_a_≥a<00,, n为偶数.
②(n a)n=__a__(注意 a 必须使n a有意义).
3.f(x)=ax 与 g(x)=1ax(a>0 且 a≠1)的图象关于 y 轴对称.
题组一 走出误区
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
4
(1)
-44=-4.
m
(2)分数指数幂 an
可以理解为mn 个 a 相乘.
m
m
(3)a-n =-an (n,m∈N*).
(× ) (× ) (× )
考点突破·互动探究
考点一
例1
指数与指数运算——自主练透 (1)(多选题)下列命题中不正确的是
A.n an=a
B.a∈R,则(a2-a+1)0=1
2020届高考数学一轮总复习第二章函数、导数及其应用第五节指数与指数函数课件理新人教A版

第五节 指数与指数函数
最新考纲
1.了解指数函数模型的实际背 景. 2.理解有理数指数幂的含义, 了解实数指数幂的含义,掌握 幂的运算. 3.理解指数函数的概念,理解 指数函数的单调性,掌握指数 函数图象通过的特殊点. 4.知道指数函数是一类重要的 函数模型.
考情索引
2018·上海卷, T11 2017·北京卷, T8 2017·全国卷Ⅰ, T11 2016·全国卷Ⅲ, T6
即ax-1 1+12>0,即2(aaxx+-11)>0,则 ax>1. 又因为 x>0,所以 a>1. 因此当 a 的取值范围为(1,+∞)时,f(x)>0.
1.比较指数式的大小的方法是(1)能化成同底数的先 化成同底数幂,再利用单调性比较大小.(2)不能化成同 底数的,一般引入“1”等中间量比较大小.
解析:令 g(x)=ax2+2x+3, 由于 f(x)的值域是0,19,所以 g(x)的值域是[2,+∞),
a>0, 因此有12a4-a 4=2,解得 a=1, 这时 g(x)=x2+2x+3,f(x)=13x2+2x+3.
由于 g(x)的单调递减区间是(-∞,-1], 所以 f(x)的单调递增区间是(-∞,-1]. 答案:(-∞,-1]
3.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.
图象
a>1
0<a<1
定义域 值域
R _(_0_,__+__∞__)__
过定点_(_0_,__1_)_,即 x=0 时,y=1 性 当 x>0 时,__y_>__1_; 当 x<0 时,__y_>__1_; 质 当 x<0 时,_0_<__y_<__1_ 当 x>0 时,_0_<__y_<__1_
2023年高考数学总复习第二章 函数概念与基本初等函数第5节:指数与指数函数(学生版)

2023年高考数学总复习第二章函数概念与基本初等函数第5节指数与指数函数考试要求1.了解指数函数模型的实际背景;2.理解有理指数幂的含义,了解实数指数幂的意义,掌握幂的运算;3.理解指数函数的概念及其单调性,掌握指数函数图像通过的特殊点,会画底数为2,3,10,12,13的指数函数的图像;4.体会指数函数是一类重要的函数模型.1.根式的概念及性质(1)概念:式子na 叫作根式,其中n 叫作根指数,a 叫作被开方数.(2)性质:(na )n =a (a 使na 有意义);当n 为奇数时,na n =a ,当n 为偶数时,na n =|a |,a ≥0,a ,a <0.2.分数指数幂规定:正数的正分数指数幂的意义是a mn =na m (a >0,m ,n ∈N +,且n >1);正数的负分数指数幂的意义是a -mn =1na m(a >0,m ,n ∈N +,且n >1);0的正分数指数幂等于0;0的负分数指数幂没有意义.3.指数幂的运算性质实数指数幂的运算性质:a r a s =a r +s ;(a r )s =a rs ;(ab )r =a r b r ,其中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)叫作指数函数,其中指数x 是自变量,函数的定义域是R ,a 是底数.(2)指数函数的图像与性质a >10<a <1图像定义域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,0<y <1当x <0时,y >1;当x >0时,0<y <1在(-∞,+∞)上是增函数在(-∞,+∞)上是减函数1.画指数函数y =a x (a >0,且a ≠1)的图像,应抓住三个关键点:(1,a ),(0,1),12.指数函数y =a x (a >0,且a ≠1)的图像和性质跟a 的取值有关,要特别注意应分a >1与0<a <1来研究.3.在第一象限内,指数函数y =a x (a >0,且a ≠1)的图像越高,底数越大.1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)4(-4)4=-4.()(2)分数指数幂a mn 可以理解为mn 个a 相乘.()(3)函数y =2x -1是指数函数.()(4)函数y =a x2+1(a >1)的值域是(0,+∞).()2.(易错题)若函数f (x )=(a 2-3)·a x 为指数函数,则a =________.3.(易错题)函数y =21x -1的值域是________.4.函数f (x )=a x -1+2(a >0且a ≠1)的图像恒过定点________.5.(2021·贵阳一中月考)3213-76+814×42--2323________.6.已知a 35-13,b 35-14,c =3234,则a ,b ,c 的大小关系是________.考点一指数幂的运算1.计算:823--780+4(3-π)4+[(-2)6]12=________.2.[(0.06415)-2.5]23-3338-π0=________.3.(2021·沧州七校联考1412·(4ab -1)3(0.1)-1·(a 3·b -3)12(a >0,b >0)=________.4.已知f (x )=3x +3-x ,f (b )=4,则f (2b )=________.考点二指数函数的图像及应用例1(1)已知实数a ,b 满足等式2022a =2023b ,下列等式一定不成立的是()A.a =b =0B.a <b <0C.0<a <bD.0<b <a(2)若函数f (x )=|2x -2|-b 有两个零点,则实数b 的取值范围是________.训练1(1)函数f (x )=a x -b 的图像如图所示,其中a ,b 为常数,则下列结论正确的是()A.a >1,b <0B.a >1,b >0C.0<a <1,b >0D.0<a <1,b <0(2)如果函数y =|3x -1|+m 的图像不经过第二象限,则实数m 的取值范围是________.考点三解决与指数函数性质有关的问题角度1比较指数式的大小例2(1)设a=0.60.6,b=0.61.5,c=1.50.6,则a,b,c的大小关系是() A.a<b<c B.a<c<bC.b<a<cD.b<c<a(2)若e a+πb≥e-b+π-a,下列结论一定成立的是()A.a+b≤0B.a-b≥0C.a-b≤0D.a+b≥0角度2解简单的指数方程或不等式例3(1)已知实数a≠1,函数f(x)4x,x≥0,2a-x,x<0,若f(1-a)=f(a-1),则a的值为________.(2)若2x2+114x-2,则函数y=2x的值域是()A.18,2 B.18,2C.-∞,18 D.[2,+∞)角度3指数函数性质的综合应用例4(1)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________.(2)已知定义域为R的函数f(x)=-12+12x+1,则关于t的不等式f(t2-2t)+f(2t2-1)<0的解集为________.训练2(1)(2021·郑州调研)已知函数f(x)=4x-12x,a=f(20.3),b=f(0.20.3),c=f(log0.32),则a,b,c的大小关系为()A.c<b<aB.b<a<cC.b<c<aD.c<a<b(2)若函数f (x )2+2x +3,19,则f (x )的单调递增区间是______.(3)函数y +1在区间[-3,2]上的值域是________.1.若函数f (x )=a x (a >0,且a ≠1)f (-1)=()A.1B.2C.3D.32.(2021·成都诊断)不论a 为何值,函数y =(a -1)2x -a2恒过定点,则这个定点的坐标是()113.(2022·哈尔滨质检)函数y =a x -1a(a >0,且a ≠1)的图像可能是()4.(2020·天津卷)设a =30.7,b 0.8,c =log 0.70.8,则a ,b ,c 的大小关系为()A.a <b <cB.b <a <cC.b <c <aD.c <a <b5.(2021·衡水中学检测)当x∈(-∞,-1]时,不等式(m2-m)·4x-2x<0恒成立,则实数m的取值范围是()A.(-2,1)B.(-4,3)C.(-3,4)D.(-1,2)6.(2020·新高考山东卷)基本再生数R0与世代间隔T是新冠肺炎的流行病学基本参数.基本再生数指一个感染者传染的平均人数,世代间隔指相邻两代间传染所需的平均时间.在新冠肺炎疫情初始阶段,可以用指数模型:I(t)=e rt描述累计感染病例数I(t)随时间t(单位:天)的变化规律,指数增长率r与R0,T近似满足R0=1+rT.有学者基于已有数据估计出R0=3.28,T=6.据此,在新冠肺炎疫情初始阶段,累计感染病例数增加1倍需要的时间约为(ln2≈0.69)()A.1.2天B.1.8天C.2.5天D.3.5天7.化简:(a23·b-1)-12·a-12·b136a·b5(a>0,b>0)=________.8.设偶函数g(x)=a|x+b|在(0,+∞)上单调递增,则g(a)与g(b-1)的大小关系是____________.9.已知函数f(x),a≤x<0,x2+2x,0≤x≤4的值域是[-8,1],则实数a的取值范围是________.10.已知定义域为R的函数f(x)=-2x+b2x+1+2为奇函数.(1)求b的值;(2)任意t∈R,f(t2-2t)+f(2t2-k)<0恒成立,求k的取值范围.11.已知函数f(x)=4x+m2x是奇函数.(1)求实数m的值;(2)设g(x)=2x+1-a,若函数f(x)与g(x)的图像有公共点,求实数a的取值范围.12.若关于x的方程|a x-1|=2a(a>0,且a≠1)有两个不相等的实根,则a的取值范围是()A.0,12(1,+∞) B.0,12C.12,1 D.(1,+∞)13.(2022·邯郸模拟)设f(x)|2x-1|,x≤2,-x+5,x>2,若互不相等的实数a,b,c满足f(a)=f(b)=f(c),则2a+2b+2c的取值范围是()A.(16,32)B.(18,34)C.(17,35)D.(6,7)14.已知定义在R上的函数f(x)=2x-12|x|.(1)若f(x)=32,求x的值;(2)若2t f(2t)+mf(t)≥0对任意t∈[1,2]恒成立,求实数m的取值范围.。
2024届高考数学一轮总复习第二章函数导数及其应用第五讲指数与指数函数课件

7-2-1=98.
3212
54
(2)原式=
a2 a
b b2
2
a6
1
a3
b6
1
b3
a3 b3
27
a3 b3
a. b
【题后反思】指数幂运算的一般原则 (1)有括号的先算括号里的,无括号的先算指数运算. (2)先乘除后加减,负指数幂化成正指数幂的倒数. (3)底数是负数,先确定符号;底数是小数,先化成分数;底 数是带分数的,先化成假分数. (4)若是根式,应化为分数指数幂,尽可能用幂的形式表示, 运用指数幂的运算性质来解答.
解析:因为函数 y=ax-b 的图象经过第二、三、四象限,所 以函数 y=ax-b 单调递减且其图象与 y 轴的交点在 y 轴的负半轴
上.令 x=0,则 y=a0-b=1-b,由题意得01<-ab<<10,,
解得0b<>a1<,1, 故 ab∈(0,1). 答案:(0,1)
考点三 指数函数的性质及应用 考向 1 利用指数函数的单调性比较大小 通性通法:比较指数式的大小时,能化成同底数的先化成同 底数幂,再利用单调性比较大小;不能化成同底数的,一般引入 “1”等中间量比较大小.
2.通过具体实例,了解指数函数的实际意义,理 问题.
解指数函数的概念.
2.题型一般为选择、填空
3.能用描点法或借助计算工具画出具体指数函数 题,若题型为解答题,
的图象,探索并理解指数函数的单调性与特殊点 则题目中等偏难
1.根式 (1)一般地,如果 xn=a,那么 x 叫做 a 的 n 次方根,其中 n>1, 且 n∈N*.
即函数 f(x)在定义域 R 上单调递增.
(3)解:f(2x-1)+f(x-2)>0,且 f(x)为奇函数, ∴f(2x-1)>f(-x+2), ∵函数 f(x)在 R 上单调递增, ∴2x-1>-x+2,∴x>1, ∴不等式的解集为(1,+∞).
高考数学总复习 第2章 第5讲 指数及指数函数课件 理 新人教A版

• (2) 有理数指数幂的运算性质 • ①ar·as=________(a>0,r、s∈Q); • ②(ar)s=________(a>0,r、s∈Q); • ③(ab)r=________(a>0,b>0,r∈Q). • 上述有理数指数幂的运算性质,对于无理数
指数幂也适用.
11
下列根式和分数指数幂的互化是否正确 ①(- x)=(-x)12(x≠0)( )
13
• 3. 指数函数的图象与性质
y=ax
a>1
0<a<1
图象
定义域 值域
性质
____
________
过定点________
当x>0时,
当x>0时,
________;当x<0 ________;当x<0
时,________
时,________
在R上是________ 在R上是________
14
指数函数y=ax(a>0,a≠1)与y=(
填一填:(1)(-∞,0] (2)[12,+∞) (3)(1,+∞)
18
核心要点研究
19
例1 化简下列各式(其中各字母均为正数).
(1)
×(-
7 6
)0+80.25×
4 2
+(
3 2
×
3 )6-
;
. 20
• [审题视点] 熟记有理数指数幂的运算性质是 化简的关键.根式与指数式间互化也是解题 关键.
② =-3 x(x≠0)( )
③(yx)
4 =
yx3(x,y>0)(
)
④6 y2= (y<0)( )
12
高考数学一轮总复习第二章函数、导数及其应用第5讲指数式与指数函数课件理

x-1|的图象有两个交点(jiāodiǎn),应有2a<1,∴0<a< . 1 2
答案(dá àn):D
图 2-5-2
第二十三页,共26页。
【规律方法】(1)在指数函数解析式中,必须时刻注意底数
a>0 且 a≠1,对于指数函数的底数 a,在不清楚其取值范围时,
例 2:已知实数 a,b 满足等式
,下列(xiàliè)12五个a=关系13式:b
①成0立<b<的a;关②a系<b式<0;有③(0<a<b;④b)<a<0;⑤a=b.其中不可能
A.1 个
B.2 个
C.3 个
D.4 个
第十一页,共26页。
1 x 解析:在同一直角坐标(zhí jiǎo zuò biāo)系中作出函数 y= , 3y= 的
第十九页,共26页。
【互动(hù dònɡ)探究】
则其在4.[-若函1,2数]上f(的x)最=小ax值(a>为0,__a_≠12_或1_)_1在_16_[_-__1.,2]上的最大值为 4, 解析:当 a>1 时,函数 f(x)=ax 单调递增,则最大值为 a2
=4,a=2,此时最小值为 a-1=12; 当 0<a<1 时,函数 f(x)=ax 单调递减,则最大值为 a-1=4,
第二十五页,共26页。
3.比较两个指数幂大小(dàxiǎo)时,尽量化同底或同指,当底数相 同,指数不同时,构造同一指数函数,然后比较大小(dàxiǎo);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(dàxiǎo).
高三数学一轮总复习第二章函数导数及其应用2.5指数与指数函数课件.ppt

3.指数函数的图象与性质 y=ax
a>1
0<a<1
图象
定义域 值域 性质
R (0,+∞)
(1)过定点□18 ____(0_,_1_)___
8
y=ax 性质
a>1
0<a<1
(2)当 x>0 时,□19 _y_>__1_;x<0 (2)当 x>0 时,□21 _0_<__y<__1___;
时,□200_<__y_<__1
C.{x|x<0,或 x>6}
D.{x|x<-2,或 x>2}
解析:(1)∵a=21.2,b=12-0.8=20.8, ∴a>b>1。 又∵c=2log52=log54<1,∴a>b>c。
28
(2)f(x)为偶函数,
当 x<0 时,f(x)=f(-x)=2-x-4。
2x-4,x≥0, ∴f(x)=2-x-4,x<0。
10
3 个关键点——指数函数图象的画法 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), -1,1a。
11
1
1.化简[(-2)6] 2 -(-1)0 的结果为( )
A.-9
B.7
C.-10
D.9
1
解析:原式=(26) 2 -1=7。
答案:B
12
2.函数 f(x)= 1-2x的定义域是( )
27
考点三
指数函数的性质及其应用
【例 3】 (1)已知 a=21.2,b=12-0.8,c=2log52,则 a,b,c 的大小关系为(
)
A.c<b<a
B.c<a<b
C.b<a<c
D.b<c<a
(2)设偶函数 f(x)满足 f(x)=2x-4(x≥0),则{x|f(x-2)>0}=( )
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已知函数 f(x)=(13)ax2-4x+3. (1)若 a=-1 时,求函数 f(x)的单调增区间; (2)如果函数 f(x)有最大值 3,求实数 a 的值.
【解】 (1)当 a=-1 时,f(x)=(13)-x2-4x+3, 令 g(x)=-x2-4x+3=-(x+2)2+7, 由于 g(x)在(-2,+∞)上递减,y=(13)x 在 R 上是减函数, ∴f(x)在(-2,+∞)上是增函数,即 f(x)的单调增区间是(- 2,+∞).
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指数幂的化简与求值
化简:(1)a41ba123b4a23-a31bb213(a>0,b>0); (2)(-287)-23+(0.002)-12-10( 5-2)-1+( 2- 3)0. 【思路点拨】 将根式化为分数指数幂,负分数指数化为正分数 指数,然后运用幂的运算性质进行运算.
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【尝试解答】
C.关于 x 轴对称
D.关于 y 轴对称
【解析】 ∵f(x)=4x2+x 1=2x+2-x, ∴f(-x)=2-x+2x=f(x),
∴函数 f(x)为偶函数,其图象关于 y 轴对称.
【答案】 D
7
3.(2012·广州六校联考)已知函数 g(x)=2x,且有 g(a)g(b)
=2,若 a>0 且 b>0,则 ab 的最大值为( )
1
1
A.2 B.4
C.2 D.4
【解析】 由 g(a)·g(b)=2,得 2a+b=2, ∴a+b=1,且 a>0,b>0, ∴ab≤(a+2 b)2=14,当且仅当 a=b=12时取等号, ∴ab 的最大值为14.
【答案】 B
8
4.若函数 f(x)=a|2x-4|(a>0,a≠1),满足 f(1)=19,则 f(x)
【提示】 两函数的图象关于y轴对称.
5
1
1.(教材改编题)化简[(-2)6]2-(-1)0 的结果为( )
A.-9
B.7
C.-10
D.9
1
1
【解析】 [(-2)6]2-(-1)0=(26)2-1=8-1=7.
【答案】 B
6
2.函数 f(x)=4x2+x 1的图象(
)
A.关于原点对称
B.关于直线 y=x 对称
2.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.
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计算:(1)(235)0+2-2·(214)-12-(0.01)0.5; (2)(2x14+332)(2x14-332)-4x-12(x-x12)(x>0).
【解】 (1)原式=1+14·(49)12-(1100)12 =1+14×23-110 =1+16-110=1165. (2)原式=4x12-33-4x-12+1+4x0 =4x12-27-4x12+4=-23.
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指数函数的图象与性质 已知函数 y=(13)|x+1|. (1)作出图象; (2)由图象指出其单调区间; (3)由图象指出当 x 取什么值时函数有最值.
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【尝试解答】 (1)由已知可得
y=(13)|x+1|=331x+x1+1
x≥-1, x<-1.
其图象由两部分组成: 一部分是:y=(13)x(x≥0)
另一部分是:y=3x(x<0) 图象如图所示:
y=(13)x+1(x≥-1); y=3x+1((-∞,-1]上是增函数,在[-1,+∞)上是减 函数.
(3)当 x=-1 时,函数 y=(13)|x+1|取最大值 1,无最小值.
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1.(1)画指数函数 y=ax(a>0,a≠1)的图象,应抓住三个 关键点:(1,a)、(0,1)、(-1,1a).(2)与指数函数有关的函数 的图象的研究,往往利用相应指数函数的图象,通过平移、对 称变换得到其图象.
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(2)令 h(x)=ax2-4x+3,y=(13)h(x), 由于 f(x)有最大值 3,所以 h(x)应有最小值-1.
(1)原式=aab3b2a2a-13b1323b1312
=a32+16-1+13b1+13-2-13=ab-1.
(2)原式=(-287)-23+(5100)-12- 51-0 2+1
=(-287)23+50012-10( 5+2)+1
=49+10 5-10 5-20+1=-1967.
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1.这类问题的求解,首先将根式、分数指数幂统一为分 数指数幂,以便利用法则计算,但应注意:(1)必须同底数幂相 乘,指数才能相加;(2)运算的先后顺序.
第五节 指数与指数函数
1
1.指数幂的概念与性质 (1)根式的定义:如果 xn=a(n∈N*,n>1),则 x 叫做_a_的__n_次__方__根__,
式子n a叫___根__式_____
(2)根式的性质:①(n a)n=__a__;
②n
a an=|a|=a-aa≥a0< 0
n为奇数, n为偶数;
2
(3)有理数指数幂的运算性质 ①aras= __a_r+_s__(a>0,r,s∈Q); ②(ar)s= __a_rs__(a>0,r,s∈Q); ③(ab)r= __a_rb_r__(a>0,b>0,r∈Q).
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2.指数函数的图象与性质
a>1
0<a<1
图 象
定义域
______ R
值域
______(0_,__+_ ∞)
的单调递减区间是( )
A.(-∞,2]
B.[2,+∞)
C.[-2,+∞)
D.(-∞,-2]
【解析】 由 f(1)=19,得 a2=19,于是 a=13. 因此 f(x)=(13)|2x-4|. 因为 g(x)=|2x-4|在[2,+∞)上单调递增, 所以 f(x)的单调递减区间是[2,+∞).
【答案】 B
过定点_______(_0,1)
当x>0时,____y_>_1_ 当x>0时,_______0_<_y_<1
性
; 0<y<1
; y>1
质
当x<0时, _________增_ 函数
当x<0时,______减_ 函数
在R上是 ___________
在R上是___________
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1.根式与分数指数幂之间有什么关系? 【提示】 分数指数幂是根式的另一种表示形式,根式与分数 指数幂可以互化. 2.指数函数 y=ax(a>0,a≠1)与 y=(1a)x(a>0,且 a≠1) 的两图象有何位置关系?