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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 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 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 ．01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.。

高一秋季讲义-第五讲-指数函数(含答案)

第五讲指数函数1.根式和分数指数幂1.根式(1)概念：式子na叫做根式，其中n叫做根指数，a叫做被开方数.(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，a≥0，－a，a<0.2.分数指数幂(1)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.(2)有理指数幂的运算性质：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∈Q.2.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当x<0时，y >1；当x>0时，0<y<1在(－∞，＋∞)上是减函数考点一有理数指数幂及根式【例题1.1】化简的结果为（）A．a16B．a8C．a4D．a2【解答】解：＝＝a4故选：C．【例题1.2】已知函数f（x）＝a x+a﹣x，且f（1）＝3，则f（0）+f（1）+f（2）的值是（）A．14B．13C．12D．11【解答】解：由题意，函数f（x）＝a x+a﹣x，且f（1）＝3，可得a+＝3，又f（2）＝a2+a﹣2＝﹣2＝7，f（0）＝1+1＝2所以f（0）+f（1）+f（2）＝2+3+7＝12故选：C．【例题1.3】方程4x﹣2x+1﹣3＝0的解是．【解答】解：∵4x﹣2x+1﹣3＝0∴（2x）2﹣2×2x﹣3＝0∴（2x﹣3）（2x+1）＝0∵2x＞0∴2x﹣3＝0∴x＝log23故答案为x＝log23【变式1.1】的分数指数幂表示为（）A．B．a3C．D．都不对【解答】解：＝＝＝＝．故选：C．【变式1.2】已知f（x）＝3x+3﹣x，若f（a）＝4，则f（2a）＝（）A．4B．14C．16D．18【解答】解：∵f（x）＝3x+3﹣x，∴f（a）＝3a+3﹣a＝4，平方得32a+2+3﹣2a＝16，即32a+3﹣2a＝14．即f（2a）＝32a+3﹣2a＝14．故选：B．【变式1.3】方程的解是．【解答】解：由方程化为2•32x﹣7•3x﹣4＝0，化为（2•3x+1）（3x﹣4）＝0，∴3x﹣4＝0，解得x＝2log32．故答案为：x＝2log32．考点二指数函数的定义域、值域【例题2.1】函数y＝的值域是（）A．（0，1）B．（0，1]C．（0，+∞）D．[0，+∞）【解答】解：∵函数y＝＝＝1﹣，当x∈R时，2x＞0，∴2x+1＞1，∴0＜＜1，∴﹣1＜﹣＜0，∴0＜1﹣＜1；即y＝的值域是（0，1）．故选：A．【例题2.2】若函数定义域为R，则a的取值范围是[﹣1，0]．【解答】解：∵函数定义域为R∴≥0恒成立即x2+2ax﹣a≥0恒成立则△＝（2a）2+4a≤0，解得﹣1≤a≤0故答案为：[﹣1，0]【例题2.3】函数y＝2|x|的定义域为[a，b]，值域为[1，16]，当a变动时，函数b＝g（a）的图象可以是（）A．B．C．D．【解答】解：根据选项可知a≤0a变动时，函数y＝2|x|的定义域为[a，b]，值域为[1，16]，∴2|b|＝16，b＝4故选：B．【变式2.1】函数﹣1的值域为（）A．[1，+∞）B．（﹣1，1）C．（﹣1，+∞）D．[﹣1，1）【解答】解：因为4﹣2x≥0，所以x≤2，即函数的定义域是（﹣∞，2]，令t＝4﹣2x，则t∈[0，4），所以，所以y∈[﹣1，1），即函数的值域是[﹣1，1），故选：D．【变式2.2】设x1＜x2，定义区间[x1，x2]的长度为x2﹣x1，已知函数y＝2|x|的定义域为[a，b]，值域为[1，2]，则区间[a，b]的长度的最大值与最小值的差为1【解答】解：当x≥0时，y＝2x，因为函数值域为[1，2]即1＝20≤2x≤2＝21，根据指数函数的增减性得到0≤x≤1；当x≤0时，y＝2﹣x，因为函数值域为[1，2]即1＝20≤2﹣x≤2＝21，根据指数函数的增减性得到0≤﹣x≤1即﹣1≤x≤0．故[a，b]的长度的最大值为1﹣（﹣1）＝2，最小值为1﹣0＝1或0﹣（﹣1）＝1，则区间[a，b]的长度的最大值与最小值的差为1故答案为1【变式2.3】定义运算：则函数f（x）＝3﹣x⊗3x的值域为（0，1]．【解答】解：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]．故答案为：（0，1]．考点三指数函数的图像与性质【例题3.1】函数y＝e﹣|x﹣1|的图象大致形状是（）A．B．C．D．【解答】解：∵y＝e﹣|x﹣1|＝，∴函数函数y＝e﹣|x﹣1|的图象大致形状是：故选：B．【例题3.2】已知函数f（x）＝（x﹣a）（x﹣b）（其中a＞b），若f（x）的图象如图所示，则函数g（x）＝a x+b的图象大致为（）A．B．C．D．【解答】解：观察f（x）＝（x﹣a）（x﹣b）的图象，可得其与x轴的两个交点分别在区间（﹣∞，﹣1）与（0，1）上，又由a＞b，可得b＜﹣1，0＜a＜1；在函数g（x）＝a x+b可得，由0＜a＜1可得其是减函数，又由b＜﹣1可得其与y轴交点的坐标在x轴的下方；故选：A．【变式3.1】若a＞0且a≠1，函数y＝|a x﹣2|与y＝3a的图象有两个交点，则实数a的取值范围是．【解答】解：①：当a＞1时，作出函数y＝|a x﹣2|图象：若直线y＝3a与函数y＝|a x﹣2|（a＞0且a≠1）的图象有两个公共点由图象可知0＜3a＜2，此时无解．②当0＜a＜1时，作出函数y＝|a x﹣2|图象：若直线y＝3a与函数y＝|a x﹣2|（a＞0且a≠1）的图象有两个公共点由图象可知0＜3a＜2，∴0＜a＜．综上：a的取值范围是．【变式3.2】已知函数f（x）＝x﹣4+，x∈（0，4），当x＝a时，f（x）取得最小值b，则函数g（x）＝a|x+b|的图象为（）A．B．C．D．【解答】解：∵x∈（0，4），∴x+1＞1∴f（x）＝x﹣4+＝x+1+﹣5≥2﹣5＝1，当且仅当x＝2时取等号，此时函数有最小值1∴a＝2，b＝1，此时g（x）＝2|x+1|＝，此函数可以看成函数y＝的图象向左平移1个单位，结合指数函数的图象及选项可知A正确，故选：A．考点四指数函数的单调性【例题4.1】若函数f（x）＝a|2x﹣4|（a＞0，a≠1），满足f（1）＝，则f（x）的单调递减区间是（）A．（﹣∞，2]B．[2，+∞）C．[﹣2，+∞）D．（﹣∞，﹣2]【解答】解：由f（1）＝，得a2＝，于是a＝，因此f（x）＝（）|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，+∞）．故选：B．【例题4.2】函数f（x）＝（）在区间[1，2]上是单调减函数，则实数a的取值范围是（）A．a≤﹣4B．a≤﹣2C．a≥﹣2D．a＞﹣4【解答】解：记u（x）＝x2+ax＝（x+）2﹣，其图象为抛物线，对称轴为x＝﹣，且开口向上，∵函数f（x）＝（）在区间[1，2]上是单调减函数，∴函数u（x）在区间[1，2]上是单调增函数，而u（x）在[﹣，+∞）上单调递增，所以，﹣≤1，解得a≥﹣2，故选：C．【例题4.3】定义在R上的偶函数f（x），当x≥0时．f（x）＝2x，则满足f（1﹣2x）＜f（3）的x取值范围是（﹣1，2）．【解答】解：∵定义在R上的偶函数f（x），当x≥0时．f（x）＝2x，即偶函数f（x）在（﹣∞，0）上为减函数，在（0，+∞）上为增函数∴自变量的绝对值越大函数值越大∴f（1﹣2x）＜f（3）⇔|1﹣2x|＜3⇔﹣3＜1﹣2x＜3⇔﹣1＜x＜2故答案为（﹣1，2）【变式4.1】函数f（x）＝（）的单调递增区间是（﹣∞，1）．【解答】解：设u（x）＝x2﹣2x+6＝（x﹣1）2+5，对称轴为x＝1，则u（x）在（﹣∞，1）单调递减，在（1，+∞）单调递增，而f（x）＝，底∈（0，1），所以，u（x）的单调性与f（x）的单调性相反，即f（x）在（﹣∞，1）单调递增，在（1，+∞）单调递减，故填：（﹣∞，1）（区间右端点可闭）．【变式4.2】已知函数f（x）＝，若f（a2﹣2）＞f（a），则实数a的取值范围是﹣1＜a＜2．【解答】解：f（x）＝2﹣x﹣1在（﹣∞，0）上单调递减函数f（x）＝﹣x2﹣2x在（0，+∞）上单调递减函数而函数在x＝0处连续∴函数f（x）在R上是单调递减函数而f（a2﹣2）＞f（a），∴a2﹣2＜a，解得a∈（﹣1，2）．故答案为：﹣1＜a＜2．【变式4.3】已知函数为R上的单调函数，则实数a的取值范围是[﹣1，0）．【解答】解：①若f（x）在R上单调递增，则有，解得a∈∅；②若f（x）在R上单调递减，则有，解得﹣1≤a＜0，综上所述，得实数a的取值范围是[﹣1，0）．故答案为：[﹣1，0）．考点五指数型复合函数的的性质及应用【例题5.1】设a＞0，b＞0，下列命题中正确的是（）A．若2a+2a＝2b+3b，则a＞b B．若2a+2a＝2b+3b，则a＜bC．若2a﹣2a＝2b﹣3b，则a＞b D．若2a﹣2a＝2b﹣3b，则a＜b【解答】解：∵a≤b时，2a+2a≤2b+2b＜2b+3b，∴若2a+2a＝2b+3b，则a＞b，故A正确，B错误；对于2a﹣2a＝2b﹣3b，若a≥b成立，则必有2a≥2b，故必有2a≥3b，即有a≥b，而不是a＞b排除C，也不是a＜b，排除D．故选：A．【例题5.2】若函数f（x）＝a x（a＞0，a≠1）在区间[﹣1，2]上的最大值为4，最小值为m，且函数g（x）＝（1﹣4m）x在R内是单调增函数，则a＝．【解答】解：若函数g（x）＝（1﹣4m）x在R内是单调增函数，则1﹣4m＞0，则m．若a＞1，∵函数f（x）＝a x（a＞0，a≠1）在区间[﹣1，2]上的最大值为4，最小值为m，∴a2＝4，m＝解得a＝2，m＝不满足m．若0＜a＜1，∵函数f（x）＝a x（a＞0，a≠1）在区间[﹣1，2]上的最大值为4，最小值为m，∴，m＝a2，解得a＝，m＝满足m．∴a＝故答案为：．【例题5.3】已知不等式对任意x∈R恒成立，则实数m的取值范围是﹣3＜m＜5．【解答】解：不等式等价为，即x2+x＜2x2﹣mx+m+4恒成立，∴x2﹣（m+1）x+m+4＞0恒成立，即△＝（m+1）2﹣4（m+4）＜0，即m2﹣2m﹣15＜0，解得﹣3＜m＜5，故答案为：﹣3＜m＜5．【变式5.1】已知函数f（x）在R上是单调函数，且满足对任意x∈R，都有f[f（x）﹣3x]＝4，则f（4）的值是（）A．85B．82C．80D．76【解答】解：设f（x）﹣3x＝t．则f（x）＝3x+t，且f（t）＝4，令x＝t，则f（t）＝3t+t＝4，∵f（x）在R上是单调函数，∴解得t＝1，∴f（x）＝3x+1，∴f（4）＝34+1＝82，故选：B．【变式5.2】对于函数f（x）＝4x﹣m•2x+1，若存在实数x0，使得f（﹣x0）＝﹣f（x0）成立，则实数m的取值范围是（）A．m B．m C．m≤1D．m≥1【解答】解：∵f（x）＝4x﹣m•2x+1，f（﹣x0）＝﹣f（x0），∴﹣m•＝﹣+m•，∴m（+）＝+，∴2m＝＝＝+﹣，令t＝+，则t≥2，∴2m＝t﹣（t≥2），∵函数y＝t与函数y＝﹣在[2，+∞）上均为单调递增函数，∴2m＝t﹣（t≥2）在[2，+∞）上单调递增，∴当t＝2时，2m＝t﹣（t≥2）取得最小值1，即2m≥1，解得：m≥．故选：B．考点六指数函数的实际应用【例题6.1】已知指数函数f（x）＝a x（a＞0，且a≠1）过点（﹣2，9）（1）求函数f（x）的解析式（2）若f（2m﹣1）﹣f（m+3）＜0，求实数m的取值范围．【解答】解：（1）将点（﹣2，9）代入到f（x）＝a x得a﹣2＝9，解得a＝，∴f（x）＝（2）∵f（2m﹣1）﹣f（m+3）＜0，∴f（2m﹣1）＜f（m+3），∵f（x）＝为减函数，∴2m﹣1＞m+3，解得m＞4，∴实数m的取值范围为（4，+∞）【例题6.2】已知函数f（x）＝（）x+a的图象经过第二、三、四象限．（1）求实数a的取值范围；（2）设g（a）＝f（a）﹣f（a+1），求g（a）的取值范围．【解答】解：（1）如图，∵函数f（x）＝（）x+a的图象经过第二、三、四象限，∴a＜﹣1；（2）g（a）＝f（a）﹣f（a+1）＝＝．∵a＜﹣1，∴，则．故g（a）的取值范围是（2，+∞）．【例题6.3】已知奇函数f（x）的定义域为[﹣1，1]，当x∈[﹣1，0）时，f（x）＝﹣．（1）求函数f（x）在[0，1]上的值域；（2）若x∈（0，1]，f2（x）﹣f（x）+1的最小值为﹣2，求实数λ的值．【解答】解：（1）设x∈（0，1]，则﹣x∈[﹣1，0）时，所以f（﹣x）＝﹣＝﹣2x．又因为f（x）为奇函数，所以有f（﹣x）＝﹣f（x），所以当x∈（0，1]时，f（x）＝﹣f（﹣x）＝2x，所以f（x）∈（1，2]，又f（0）＝0．所以，当x∈[0，1]时函数f（x）的值域为（1，2]∪{0}．（2）由（1）知当x∈（0，1]时，f（x）∈（1，2]，所以f（x）∈（，1]．令t＝f（x），则＜t≤1，g（t）＝f2（x）﹣f（x）+1＝t2﹣λt+1＝+1﹣，①当≤，即λ≤1时，g（t）＞g（），无最小值，②当＜≤1，即1＜λ≤2时，g（t）min＝g（）＝1﹣＝﹣2，解得λ＝±2（舍去）．③当＞1，即λ＞2时，g（t）min＝g（1）＝﹣2，解得λ＝4，综上所述，λ＝4．【变式6.1】已知f（x）＝9x﹣2×3x+4，x∈[﹣1，2]．（1）设t＝3x，x∈[﹣1，2]，求t的最大值与最小值；（2）求f（x）的最大值与最小值．【解答】解：（1）设t＝3x，∵x∈[﹣1，2]，函数t＝3x在[﹣1，2]上是增函数，故有≤t≤9，故t的最大值为9，t的最小值为．（2）由f（x）＝9x﹣2×3x+4＝t2﹣2t+4＝（t﹣1）2+3，可得此二次函数的对称轴为t＝1，且≤t≤9，故当t＝1时，函数f（x）有最小值为3，当t＝9时，函数f（x）有最大值为67．【变式6.2】已知函数f（x）＝（1）当a＝b＝1时，求满足f（x）≥3x的x的取值范围；（2）若y＝f（x）是定义域为R的奇函数，求y＝f（x）的解析式；（3）若y＝f（x）的定义域为R，判断其在R上的单调性并加以证明．【解答】解：（1）由题意知，≥3x；化简得，3（3x）2+23x﹣1≤0，解得，﹣1≤3x≤；故x≤﹣1；（2）由题意，f（0）＝＝0，故a＝1；再由f（1）+f（﹣1）＝0得，b＝3；经验证f（x）＝是奇函数，（3）证明：∵y＝f（x）的定义域为R，∴b≥0；任取x1，x2∈R，且x1＜x2，则f（x1）﹣f（x2）＝（3a+b），∵x1＜x2，∴＞0；故当3a+b＞0时，f（x）在R上单调递减，当3a+b＜0时，f（x）在R上单调递增，当3a+b＝0时，f（x）在R上不具有单调性．【变式6.3】已知f（x）＝（a x﹣a﹣x）（a＞0且a≠1）．（1）判断f（x）的奇偶性．（2）讨论f（x）的单调性．（3）当x∈[﹣1，1]时，f（x）≥b恒成立，求b的取值范围．【解答】解：（1）∵f（x）＝，所以f（x）定义域为R，又f（﹣x）＝（a﹣x﹣a x）＝﹣（a x﹣a﹣x）＝﹣f（x），所以函数f（x）为奇函数，（2）任取x1＜x2则f（x2）﹣f（x1）＝（a x2﹣a x1）（1+a﹣（x1+x2））∵x1＜x2，且a＞0且a≠1，1+a﹣（x1+x2）＞0①当a＞1时，a2﹣1＞0，a x2﹣a x1＞0，则有f（x2）﹣f（x1）＞0，②当0＜a＜1时，a2﹣1＜0．，a x2﹣a x1＜0，则有f（x2）﹣f（x1）＞0，所以f（x）为增函数；（3）当x∈[﹣1，1]时，f（x）≥b恒成立，即b小于等于f（x）的最小值，由（2）知当x＝﹣1时，f（x）取得最小值，最小值为（）＝﹣1，∴b≤﹣1．求b的取值范围（﹣∞，﹣1]．1．已知a，b∈R，若4a＝23﹣2b，则a+b＝．【解答】解：∵4a＝23﹣2b，∴22a＝23﹣2b，∴2a＝3﹣2b，解得a+b＝．故答案为：．2．已知函数f（x）＝（）x﹣（）x+1的定义域是[﹣3，2]，则该函数的值域为．【解答】解：由于x∈[﹣3，2]，∴≤≤8，令t＝，则有y＝t2﹣t+1＝+，故当t＝时，y有最小值为，当t＝8时，y有最大值为57，故答案为[]．3．设函数f（x）＝，则f（2）＝．若f（f（x））≥9，则实数x的取值范围是．【解答】解：f（2）＝﹣22+2×2＝0，当x≥0时，f（x）＝﹣x2+2x＝﹣（x﹣1）2+1≤﹣1，∵f（f（x））≥9，∴f（x）≤﹣3，∴﹣x2+2x≤﹣3且x＞0，解得x≥3，故答案为：0，[3，+∞）4．函数y＝1+2x+4x a在x∈（﹣∞，1]上y＞0恒成立，则a的取值范围是．【解答】解：由题意，得1+2x+4x a＞0在x∈（﹣∞，1]上恒成立，∴a＞﹣在x∈（﹣∞，1]上恒成立．又∵t＝﹣＝﹣（）2x﹣（）x＝﹣[（）x+]2+，当x∈（﹣∞，1]时t的值域为（﹣∞，﹣]，∴a＞﹣；即a的取值范围是（﹣，+∞）；故答案为：（﹣，+∞）．5．设函数f（x）＝a x﹣（k﹣1）a﹣x（a＞0且a≠1）是定义域为R的奇函数．（Ⅰ）求k的值；（Ⅱ）若f（1）＝，且g（x）＝a2x+a﹣2x﹣2m•f（x）在[1，+∞）上的最小值为﹣2，求m的值．【解答】解：（Ⅰ）由题意，对任意x∈R，f（﹣x）＝﹣f（x），即a﹣x﹣（k﹣1）a x＝﹣a x+（k﹣1）a﹣x，即（k﹣1）（a x+a﹣x）﹣（a x+a﹣x）＝0，（k﹣2）（a x+a﹣x）＝0，∵x为任意实数，a x+a﹣x＞0，∴k＝2．（Ⅱ）由（1）知，f（x）＝a x﹣a﹣x，∵f（1）＝，∴a﹣＝，解得a＝2．故f（x）＝2x﹣2﹣x，g（x）＝22x+2﹣2x﹣2m（2x﹣2﹣x），令t＝2x﹣2﹣x，则22x+2﹣2x＝t2+2，由x∈[1，+∞），得t∈[，+∞），∴g（x）＝h（t）＝t2﹣2mt+2＝（t﹣m）2+2﹣m2，t∈[，+∞），当m＜时，h（t）在[，+∞）上是增函数，则h（）＝﹣2，﹣3m+2＝﹣2，解得m＝（舍去）．当m≥时，则h（m）＝﹣2，2﹣m2＝﹣2，解得m＝2，或m＝﹣2（舍去）．综上，m的值是2．。

4.2 指数函数(精讲)(解析版)--人教版高中数学精讲精练必修一

4.2指数函数（精讲）一．指数函数的概念1.定义：一般地，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.2.具有三个特征：(1)底数a 为大于0且不等于1的常数；(2)指数位置是自变量x ；(3)a x 的系数是1.二．指数函数的图象和性质a ＞10＜a ＜1图象性质定义域R 值域(0，＋∞)过定点过定点(0,1)，即x ＝0时，y ＝11.由指数函数y＝a x的图象与直线x＝1相交于点(1，a)可知在y轴右侧，图象从下到上相应的底数由小变大．2.由指数函数y＝a x的图象与直线x＝－11y轴左侧，图象从下到上相应的底数由大变小．如图所示，指数函数底数的大小关系为0＜a4＜a3＜1＜a2＜a1.四．单调性的应用3.解指数型不等式(1)形如a f(x)>a g(x)的不等式，可借助y＝a x的单调性求解；(2)形如a f(x)>b的不等式，可将b化为以a为底数的指数幂的形式，再借助y＝a x的单调性求解；(3)形如a x>b x的不等式，可借助两函数y＝a x，y＝b x的图象求解.4.与指数函数复合的函数单调性一般地，形如y＝a f(x)(a>0，且a≠1)函数的性质有：(1)函数y＝a f(x)与函数y＝f(x)有相同的定义域.(2)当a>1时，函数y＝a f(x)与y＝f(x)具有相同的单调性；当0<a<1时，函数y＝a f(x)与y＝f(x)具有相反的单调性.一．函数图象1.抓住特殊点：指数函数的图象过定点(0，1)，求指数型函数图象所过的定点时，只要令指数为0，求出对应的y的值，即可得函数图象所过的定点.2.巧用图象变换：函数图象的平移变换(左右平移、上下平移).3.利用函数的性质：奇偶性与单调性.4.在y轴右侧，图象从上到下相应的底数由大变小，即“底数大图象高”；在y轴左侧，图象从上到下相应的底数由小变大，即“底数大图象低”.二.y ＝a f (x )型函数的定义域、值域的求法(1)形如y ＝a f (x )的函数的定义域就是f (x )的定义域.(2)形如y ＝a f (x )的函数的值域，先求出u ＝f (x )的值域，再结合y ＝a u 的单调性求出y ＝a f (x )的值域.若a 的取值范围不确定，则需对a 进行分类讨论.2.y ＝f (a x )型函数的定义域、值域的求法三．比较指数幂大小的常用方法1.底数相同，指数不同：利用指数函数的单调性来判断2.底数不同，指数相同：利用底数不同的指数函数的图象的变化规律来判断或者按幂函数性质判断3.底数不同，指数不同：通过中间量来比较考点一指数函数的概念【例1-1】（2023秋·高一课时练习）下列函数：①23x y =⨯；②13x y +=；③πx y =；④x y x =．其中为指数函数的个数是（）A ．0B ．1C ．2D ．3【答案】B【解析】指数函数解析式为(0xy a a =>且)1a ≠，对于①②④，23x y =⨯、13x y +=和x y x =不符合指数函数解析式特征，①②④错误；对于③，πx y =符合指数函数解析式特征，③正确.故选：B.【例1-2】（2023秋·吉林长春·高一长春外国语学校校考期末）若函数()222xy m m m =--⋅是指数函数，则m等于（）A ．1-或3B ．1-C ．3D ．13【答案】C【解析】因为函数()222xy m m m =--⋅是指数函数，所以2221031m m m m m ⎧--=⎪>⇒=⎨⎪≠⎩.故选：C【一隅三反】1．（2023·全国·高一课堂例题）下列函数为指数函数的是（）A ．4x y =-B ．()4xy =-C ．πxy =D ．24xy =【答案】C【解析】根据指数函数的定义()0,1xy a a a =>≠知，可得函数4x y =-不是指数函数；函数()4xy =-不是指数函数；函数πx y =是指数函数；函数24x y =不是指数函数.故选：C.2．（2023秋·高一课时练习）（多选）下列函数是指数函数的是（）A ．25x y =B ．4x y =-C ．3y x =D ．()63xy a =-（12a >且23a ≠）【答案】AD【解析】对于A 选项，2525x x y ==为指数函数；对于B 选项，4x y =-不是指数函数；对于C 选项，3y x =不是指数函数；对于D 选项，当12a >且23a ≠时，630a ->且631a -≠，则()63xy a =-（12a >且23a ≠）为指数函数.故选：AD.3．（2023·全国·高一假期作业）（多选）下列函数中，是指数函数的是（）A ．()3x y =-B ．()121,12x y m m m ⎛⎫=->≠ ⎪⎝⎭C ．()0.19xy =D ．23xy =⋅【答案】BC【解析】由指数函数形式为x y a =且0,1a a >≠，显然A 、D 不符合，C 符合；对于B ，210m ->且211m -≠，故符合.故选：BC考点二指数函数的解析式与函数值【例2】（2023春·新疆）指数函数()(0xf x a a =>且)0a ≠图像经过点()3,27，则()2f =（）A ．3B ．6C ．9D ．12【答案】C【解析】由题意327a =，得3a =，故()2239f ==，故选：C 【一隅三反】1．（2023·全国·高一专题练习）函数()(0xf x a a =>，且1)a ≠的图象经过点()3,27P ，则()2f =（）A ．19B C ．13D ．9【答案】D【解析】由题意可知，327a =，0a >，且1a ≠，得3a =，所以()3x f x =，()2239f ==.故选：D2．（2023秋·高一课时练习）若指数函数()y f x =的图象经过点12,16⎛⎫- ⎪⎝⎭，则32f ⎛⎫-= ⎪⎝⎭．【答案】18/0.125【解析】设指数函数()(0xf x a a =>且)1a ≠，()f x 过点12,16⎛⎫- ⎪⎝⎭，2116a -∴=，解得：4a =，()4x f x ∴=，3231428f -⎛⎫∴-=== ⎪⎝⎭.故答案为：18.3．（2023春·贵州黔东南·高一校考期末）已知指数函数()f x 的图像经过点12,16⎛⎫- ⎪⎝⎭，则12f ⎛⎫-= ⎪⎝⎭．【答案】12/0.5【解析】设()x f x a =（0a >，且1a ≠），由于其图像经过点12,16⎛⎫- ⎪⎝⎭，所以2116a -=，解得4a =或4a =-（舍去），因此()4xf x =，故1211422f -⎛⎫-== ⎪⎝⎭.故答案为：12.考点三定义域与值域【例3-1】（2023秋·高一课前预习）求下列函数的定义域：（1）y =；（2）y =【答案】（1）[0,)+∞；（2）()(],33,2-∞--- .【解析】（1）由题意可得210x -≥，即022x ≥，又指数函数()2x f x =单调递增，得0x ≥.所以函数y =[)0,+∞；（2）由题意，得31903120x x +⎧⎛⎫-≥⎪ ⎪⎨⎝⎭⎪-≠⎩，得230113322x x -+⎧⎛⎫⎛⎫≥⎪ ⎪ ⎪⎨⎝⎭⎝⎭⎪≠⎩，又指数函数()13xg x ⎛⎫= ⎪⎝⎭单调递减，2x ∴≤-且3x ≠-.所以函数y =()(],33,2-∞-⋃--.【例3-2】（2023秋·江西）求下列函数的值域；(1)12x y +=；(2)y =(3)y =【答案】(1)(0,)+∞(2)[0,1)(3)[1,)+∞【解析】（1）12x y +=的定义域为R ，值域为(0,)+∞；（2）由120x -≥知0x ≤，故y =(]0-∞,；由0121x ≤-<知01≤<，故y [0,1)；（3）y =[0,)+∞0≥知1≥，故y =[1,)+∞.【例3-3】（2023·全国·高三专题练习）已知函数,1()12,1x xx f x x a x ⎧<⎪=-⎨⎪-≥⎩的值域为R ，则实数a 的取值范围是（）A ．(,0)-∞B ．(0,)+∞C ．(,1]-∞D ．[1,)+∞【答案】D【解析】当1x <时，1()111f x x =+<-，当1x ≥时，1()222x f x a a a =-≥-=-，因为函数,1()12,1x xx f x x a x ⎧<⎪=-⎨⎪-≥⎩的值域为R ，所以21a -≤，得1a ≥，所以实数a 的取值范围是[)1,+∞，故选：D.【一隅三反】1．（2023秋·高一课时练习）函数y =）A ．[2,)-+∞B ．[1,)-+∞C ．(,1]-∞-D ．(,2]-∞-【答案】C【解析】由题意得2112703x -⎛⎫-≥ ⎪⎝⎭所以211273x -⎛⎫≥ ⎪⎝⎭，即2131133x --⎛⎫⎛⎫≥ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭，又指数函数13xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭为R 上的单调减函数，所以213x -≤-，解得1x ≤-.故选：C.2．（2022秋·高一课时练习）函数()f x =+的定义域为.【答案】[]1,2-【解析】由题意可得1020x x +≥⎧⎨-≥⎩，解得：12x -≤≤，所以函数的定义域为[]1,2-.故答案为：[]1,2-.3．（2023秋·高一课时练习）函数42x y =+的值域是．【答案】(2,)+∞【解析】由函数4x y =值域为(0,)+∞，则函数42x y =+的值域为(2,)+∞.故答案为：(2,)+∞4．（2023秋·高一单元测试）函数()[]2,1,1xf x x x =+∈-的值域为．【答案】1,32⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【解析】因为函数()f x 在[]1,1-上是增函数，所以()()1min 11212f x f -=-=-=-，()()1max 1213f x f ==+=，故函数值域为：1,32⎡⎤-⎢⎥⎣⎦，故答案为：1,32⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.5．（2023·上海）已知()2,01,0x x f x x ⎧>=⎨≤⎩，则()f x 的值域是；【答案】[1,)+∞【解析】当0x >时,根据指数函数的图象与性质知()21x f x =>，当0x ≤时,()1f x =.综上:()y f x =的值域为[1,)+∞.故答案为：[1,)+∞.6．（2023黑龙江）已知函数()()22223,121,1x x a x a x f x x +-⎧-+<⎪=⎨-≥⎪⎩的值域为R ，则a 的取值范围是【答案】1,22⎡⎫-⎪⎢⎣⎭【解析】当1x ≥时，222()21xx f x +-=-，而函数222t x x =+-在[1,)+∞上单调递增，又2ty =是增函数，因此函数()f x 在[1,)+∞上单调递增，()(1)1f x f ≥=，即函数()f x 在[1,)+∞上的值域为[1,)+∞，当1x <时，函数()f x 的值域为A ，而函数()f x 的值域为R ，因此(,1)A -∞⊆，而当1x <时，()(2)3f x a x a =-+，必有20231a a a ->⎧⎨-+≥⎩，解得122a -≤<，所以a 的取值范围是1[,2)2-.考点四指数函数的图像【例4-1】（2022春·北京）已知对不同的a 值，函数1()2(0,1)x f x a a a -=+>≠的图象恒过定点P ，则P 点的坐标是.【答案】(1,3)【解析】由指数函数(0,1)x y a a a =>≠的图象恒过(0,1)点而要得到函数12(0,1)x y a a a -=+>≠的图象，可将指数函数(0,1)x y a a a =>≠的图象向右平移1个单位，再向上平移2个单位.则(0,1)点平移后得到(1,3)点.则P 点的坐标是(1,3)故答案为：(1,3)【例4-2】（2023秋·高一单元测试）函数()x b f x a -=的图象如图所示，其中a ，b 为常数，则下列结论正确的是（）A ．1,0a b >>C ．01,0a b <<>D ．01,0a b <<<【答案】D【解析】由图象可知，函数()f x 为减函数，从而有01a <<；法一：由()x b f x a -=图象，函数与y 轴的交点纵坐标(0,1)y ∈，令0x =，得b y a -=，由01b a -<<，即00b a a -<<，解得0b <.法二：函数()f x 图象可看作是由(01)x y a a =<<向左平移得到的，则0b ->，即0b <.故选：D.【一隅三反】1．（2023秋·高一课时练习）函数1xy a a=-（0a >，且1a ≠）的图象可能是（）A ．B ．C ．D ．【答案】D【解析】A ，B 选项中，1a >，于是1011a<-<，所以图象与y 轴的交点的纵坐标应在()0,1之间，显然A ，B 的图象均不正确；C ，D 选项中，01a <<，于是110a-<，图象与y 轴的交点的纵坐标应在小于0，所以D 项符合.故选：D2．（2023·西藏林芝）()2e xf x x=的图像大致是（）A ．B ．C ．D ．【答案】C【解析】由题知，根据e 0x >y=，20x >，0x ≠，则()2e 0xf x x=>，排除B ，D ，当0x =时，()2e xf x x=没有意义，排除A.故选：C3．（2023·全国·高三专题练习）（多选）对于函数()(0x f x a a =>且1a ≠），()2g x ax x =-，在同一直角坐标系下的图象可能为（）A ．B ．C ．D ．【答案】AD【解析】当a ＞1时，f （x ）＝ax 是指数函数，单调递增，且图象过点（0，1），而g （x ）＝ax 2﹣x ＝a （x 12a-）214-a ，对称轴x 12a =1，故A 正确，B 错误；当0＜a ＜1时，f （x ）＝ax 是指数函数，单调递减，且图象过点（0，1），而g （x ）＝ax 2﹣x ＝a （x 12a-）214-a ，对称轴x 1122a =＞，故D 正确，C 错误.故选：AD ．4．（2023秋·宁夏石嘴山）函数212(01)x y a a a -=->≠且，无论a 取何值，函数图像恒过一个定点，则定点坐标为.【答案】1,12⎛⎫- ⎪⎝⎭【解析】0011,,2121,2a x y a =∴==-=-=- 则定点坐标为1,12⎛⎫- ⎪⎝⎭.故答案为:1,12⎛⎫- ⎪⎝⎭.5．（2023·全国·高一课堂例题）利用函数()2xy f x ==的图象，作出下列各函数的图象：(1)()1f x -；(2)()f x ；(3)()1f x -；(4)()f x -；(5)()1f x -．【答案】作图见解析【解析】（1）将()f x 图象向右平移一个单位即得，如下图，（2）将()f x 右侧图象以y 轴为对称轴作出左侧图象，去掉原图象左侧部分即得，如下图，（3）将()f x 图象向下平移一个单位即得，如下图，（4）以x 轴为对称轴，画出与()f x 对称的图象即得，如下图，（5）将（3）所得图象在x 轴下方部分，翻折到上方即得，如下图，考点五指数函数型的单调性及应用【例5-1】（2023秋·高一课时练习）函数()f x =的单调递增区间为（）A ．(],2-∞B ．[]1,2C ．[]2,3D ．[)2,+∞【答案】B【解析】令2430x x -+-≥，解得13x ≤≤，所以函数()f x =[]1,3，因为243t x x =-+-开口向下，对称轴为()4221x =-=⨯-，可知243t x x =-+-在[]1,2上单调递增，在(]2,3上单调递减，且u =所以u =[]1,2上单调递增，在(]2,3上单调递减，又因为2u y =在定义域内单调递增，所以()f x =在[]1,2上单调递增，在(]2,3上单调递减，即函数()f x 的单调递增区间为[]1,2.故选：B.【例5-2】（2023春·山东菏泽）设函数()()2x x a f x -=在区间()1,0-单调递增，则a 的取值范围是（）A ．(],2-∞-B ．[)2,0-C ．(]0,2D ．[)2,+∞【答案】A【解析】函数2x y =在R 上单调递增，而函数()()2x x a f x -=在区间()1,0-上单调递增，则有函数22()()24a a y x x a x =-=--在区间()1,0-上单调递增，因此12a ≤-，解得2a ≤-，所以a 的取值范围是(],2-∞-.故选：A【例5-3】（1）（2023·全国·高一专题练习）已知0.143a -⎛⎫= ⎪⎝⎭，0.134b -⎛⎫= ⎪⎝⎭，c ）.A ．b c a>>B ．b a c>>C ．a b c>>D ．c b a >>（2）（2022秋·浙江宁波·高一校联考期中）下列大小关系正确的是（）A ．0.20.20.50.50.20.2>>B ．0.50.20.20.20.50.2>>C ．0.50.20.20.20.20.5>>D ．0.20.20.50.20.50.2>>【答案】（1）B （2）A 【解析】（1）0.10440133-⎛⎫⎛⎫<<= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭，即01a <<；0.133144-⎛⎫⎛⎫>= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，即1b >；0=<，即0c <.所以有01c a b <<<<.故选：B.（2）由幂函数0.2y x =在R 上单调递增，则0.20.20.50.2>，又指数函数0.2x y =在R 上单调递减，则0.20.50.20.2>.则0.20.20.50.50.20.2>>故选：A.【例5-4】（2023·广东）已知函数()21,233,2x x f x x x ⎧-≥=⎨-<⎩，则不等式()()342f x f x -<+的解集为．【答案】(),3-∞【解析】构建函数()21xg x =-，2x ≥，可得函数()g x 单调递增，()33h x x =-，2x ≤，则函数()h x 单调递增，且()()223g h ==，因此函数()f x 在R 上是增函数．()()342f x f x -<+ ，342x x ∴-<+，解得3x <，于是不等式()()342f x f x -<+的解集为(),3-∞．故答案为：(),3-∞.【一隅三反】1．（2023秋·广东湛江）已知函数()2313xx f x -+=，则()f x 的增区间为（）A ．3,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭B ．3,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭C ．3,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭D ．3,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭【答案】A【解析】函数()2313xx f x -+=定义域为R ，令231,3u u x x y =-+=，又3u y =在R 上单调递增，231u x x =-+的增区间为3,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭，所以()f x 的增区间为3,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭.故选：A.2．（2023春·宁夏石嘴山）设函数()2212x mxf x -⎛⎫= ⎪⎝⎭在区间()1,2上单调递增，则m 的取值范围为（）A ．(],2-∞-B ．[]2,1--C ．[]1,2D ．[)2,+∞【答案】D【解析】令22u x mx =-，则二次函数22u x mx =-的图象开口向上，对称轴为直线x m =，因为外层函数12u y ⎛⎫= ⎪⎝⎭在R 上为减函数，函数()2212x mxf x -⎛⎫= ⎪⎝⎭在区间()1,2上为增函数，所以，内层函数22u x mx =-在()1,2上为减函数，故2m ≥.故选：D.3．（2022秋·青海海东·高一校考阶段练习）已知0.533,0.5,a b c ===）A ．b a c <<<>∴ 最小，又0.50.53,5a c ===，0.5y x = 在(0,)+∞上单调递增，所以0.50.535<，即a c <，综上，b a c <<，故选：A ．4．（2022秋·江西南昌·高一统考期中）已知2π,2a b c ===，则,,a b c的大小关系为（）A ．a b c <的解集是（）A ．(),2-∞B ．()2,+∞C ．()2,0-D ．()0,2【答案】A【解析】因为()()e e x xx f x f --==--，所以()f x 在R 上是奇函数.因为e x y =在R 上是增函数，又e x y -=在R 上是减函数，所以()f x 在R 上是增函数.所以()()()()()110111f x f f x f f -+>⇒->-=-，所以11,2x x ->-<，所以不等式()()110f x f -+>的解集是(),2-∞.故选：考点六指数函数性质的综合运用【例6-1】（2023春·河北石家庄·高一校考期末）已知函数()131x mf x =++为奇函数．(1)求实数m 的值；(2)求不等式()21102f x x --+<的解集．【答案】(1)2-(2){}01x x <<【解析】（1）（1）因为()f x 为奇函数，定义域为R ，因为()00f =，即102m+=，所以2m =-，经检验，符合题意．（2）因为()12111312f -=+=+，所以()()2110f x x f --+<，所以()()211f x x f --<-，因为()f x 为奇函数，()()11f f -=-，所以()()211f x x f --<-，由（1）知：因为3x y =在R 上递增，所以()2131x f x =-+在R 上是增函数，所以211x x --<-，解得01x <<，所以不等式的解集是{}1|0x x <<.【例6-2】（2023秋·新疆塔城·高一乌苏市第一中学校考期末）已知函数()22x xf x a -=+奇函数．(1)求a 的值；(2)判断()f x 在(),-∞+∞上的单调性并用定义证明；(3)设()()22222x xF x mf x -=+-，求()F x 在[]0,1上的最小值．【答案】(1)1-(2)()f x 在R 上单调递增，证明见解析(3)答案见解析【解析】（1）解：()f x 是定义域为R 的奇函数，()010,f a ∴=+=1a ∴=-；经检验符合题意；（2）()f x 在R 上单调递增．证明如下：1212,R,x x x x ∀∈<，则()()()1212121212111222212222x x x x x x x x f x f x ⎛⎫-=--+=-+ ⎪⎝⎭，因为12x x <，所以12022x x <<，所以12220x x -<，1211022x x +>，可得12())0(f x f x -<．即当12x x <时，有12()()f x f x <所以()f x 在R 上单调递增．（3）()()22222x xF x mf x -=+-，()2222222x x x x m --=+--，()()2222222x xx x m --=---+，令22x x t -=-，又[]01x ∈，，则302t ⎡⎤∈⎢⎣⎦，，所以22222()2y t mt t m m =-+=-+-，302t ⎡⎤∈⎢⎣⎦，，对称轴为t m =，则当0m ≤时，min 2y =；当302m <<，2min 2y m =-；当32m ≥时，min 1734y m =-．【一隅三反】1．（2023秋·安徽）已知函数()32,32x xx xa f x a ⋅-=∈+R ．(1)若()f x 为奇函数，求a 的值；(2)在（1）的条件下，求()f x 的值域．【答案】(1)1a =(2)()1,1-【解析】（1）因为()f x 为奇函数，所以()()0f x f x +-=，x ∈R即()()1323232322303232323232x x x x x x x x x x x x x x x x x x x xa a a a a -----⋅+⋅-⋅-⋅-⋅-+=+==+++++，所以1a =.（2）()3232132321xx xxxx f x ⎛⎫⎪⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝+⎭--==,令32xt ⎛⎫= ⎪⎝⎭，则()11221111t t f x t t t -+-=+==-++，因为3(0,)2x t ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭=，所以()211,11t -∈-+，所以()f x 的值域()1,1-．2．（2023秋·河北衡水）已知函数()x x f x a k a -=-⋅（0a >，且1a ≠）是奇函数，且3(1)2f =．(1)求a ，k 的值；(2)若对于[1,2]x ∀∈，不等式(2)()0f x mf x +≥成立，求m 的取值范围．【答案】(1)2a =，1k =；(2)52m ≥-【解析】（1）因为函数是奇函数，所以()()f x f x -=-，即x x x x a k a a k a ---⋅=-+⋅，得1k =，所以()x x f x a a -=-，()1312f a a -=-=，得2a =或12a =-（舍），综上，2a =，1k =；（2）由（1）知，()22x xf x -=-，则()[]2222220,1,2x x x xm x ---+-≥∈恒成立，()()()2222220xx x x x x m ---+-+-≥，[]220,1,2x x x -->∈，所以220x x m -++≥，对[]1,2x ∀∈恒成立，即()min 220x xm -++≥恒成立，设12222x x xx y -=+=+，函数由外层函数1y t t=+和内层函数2x t =复合而成，当[]1,2x ∈，[]2,4t ∈，2x t =单调递增，当[]2,4t ∈，1y t t=+单调递增，所以根据复合函数的单调性可知，函数[]22,1,2x x y x -=+∈单调递增，最小值为115222-+=，即502m +≥，则52m ≥-.3．（2023秋·江苏南通）已知二次函数()2f x x bx c =++，且不等式()2f x x <的解集为(1,3).(1)求()f x 解析式；(2)若不等式()2210x xkf -+≤在[1,2]x ∈上有解，求实数k 的取值范围.【答案】(1)()223x x x f =-+(2)-4⎛∞ ⎝⎦,【解析】（1）由题意知22x bx c x ++<的解集为()1,3，故方程()220x b x c --+=的两个根是1和3，故243b c -=⎧⎨=⎩，即23b c =-⎧⎨=⎩，故()223x x x f =-+.（2）由题意()2210x x kf -+≤在[1,2]x ∈上有解，即()2222321x x xk -⋅+≤-在[1,2]x ∈上有解，∵()2222232120xxx-⋅+=-+>，∴2212223x x x k -≤-⋅+在[1,2]x ∈上的最大值，设[211,2,]x x t ∈=-，则[]1,3t ∈，则max 2()2tk t ≤+又2122t t t t=≤++2t t =即[]1,3t =时，等号成立，∴4k ≤，即实数k 的取值范围为,4⎛-∞ ⎝⎦.。

指数以及指数函数的整理讲义经典-(含答案)

指数以及指数函数的整理讲义经典-(含答案)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN指数与指数函数一、指数（一）n 次方根：1的3次方根是( )A ．2B ．－2C ．±2D ．以上都不对2、若4a －2＋(a －4)0有意义，则实数a 的取值范围是( )A ．a ≥2B ．a ≥2且a ≠4C ．a ≠2D ．a ≠4（二）、 n 为奇数，a a n n = n 为偶数,⎩⎨⎧<-≥==0,0,a a a a a a n n1．下列各式正确的是( )A.(－3)2＝－3B.4a 4＝aC.22＝2 D ．a 0＝1 2、.(a －b )2＋5(a －b )5的值是( )A ．0B ．2(a －b )C ．0或2(a －b )D ．a －b3、若xy ≠0，那么等式 4x 2y 2＝－2xy y 成立的条件是( )A ．x >0，y >0B ．x >0，y <0C ．x <0，y >0D ．x <0，y <0 4、求下列式子(1)．334433)32()23()8(---+-(2)223223--+（三）、分数指数幂1、求值 4352132811621258---⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛；；；243的结果为 A 、5B 、5C 、－5D 、－53、把下列根式写成分数指数幂的形式：（1）32ab （2）()42a -（3）3432x x x（四）、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）sr r a a ab =)( ),,0(R s r a ∈>．1．对于a >0，b ≠0，m 、n ∈N *，以下运算中正确的是( )A ．a m a n＝a mnB ．(a m )n＝a m ＋nC ．a m b n＝(ab )m ＋nD ．(b a)m ＝a －m b m2、若0,x >则1311142422-（2x +3）(2x -3)-4x ＝ .3．计算(0.064)－13－(－78)0＋[(－2)3]－43＋16－0.75＋|－0.01|12＝________.题型一： 1、求值：（1-；（2+2、已知*N n ∈，化简()()()()=+++++++++----11111233221n n _____。

第四讲-指数函数专题复习讲义高三数学二轮复习(含答案)

第四讲-指数函数专题复习讲义高三数学二轮复习（含答案）第四讲指数函数问题层级图目标层级图课前检测（10mins）1.计算：（1）（2）（3）2.若且，则函数的图像必过定点．3.已知函数的图象如右图所示,则函数的图象可能是B. C. D.4．设,其中,则的大小顺序为（A）（B）（C）（D）5．函数的值域是________.课中讲解一.会进行指数相关运算LV.11.次方根类比平方根和立方根，我们定义的次方根．【定义1】如果存在实数，使得，则称为的次方根．求的次方根叫做把开次方，称作开方运算．当为偶数时，在实数范围内，负数没有偶次方根，正数的次方根有两个，记为；当为奇数时，在实数范围内，的次方根有一个，记为，与同号．【定义2】次算术根：正数的正次方根．0的次算数根是0．注：只表示一个数，我们把叫做根式，叫做根指数．【性质】（1）.（2）2.分数指数幂这样一来，我们可以类似得到，前提，有意义．为避免讨论，约定底数，那么同样，.这样，整数指数幂就推广理数指数幂，运算法则只需三条，其中为任意有理数；3.无理数指数幂有理数指数幂还可推广到无理数指数幂，但是现在不能给出严格的定义，在时，实数指数幂的运算法则不变．【注】对于指数幂的运算结果，不要求统一形式的表示，没有特殊要求，一般可以用分数指数幂的形式不变，如果有特殊要求，可根据要求表示．但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．例1.化简的结果是（）A. B. C. D.例2.化简（式中字母都是正数）（1）；（2）例3.已知，那么例4.计算：（1）（2）（3）例5.方程的解集是, ,例6.解方程：．过关检测（8mins）1.2.计算：3.解方程：二.会运用图象性质解题LV.3指数函数的概念形如的函数称为指数函数.函数的图像如下：恒过点；函数的定义域为R；函数的值域为；当时函数为减函数，当时函数为增函数．例1.函数的定义域为例2.解不等式：例3.如图是指数函数（1）；（2）；（3）；（4）的图像，则与的大小关系是（）A. B.C. D.例4.函数和）的图象只可能是（）例5.函数的图象大致是B.C.____________D.例6.在同一坐标系中，函数与的图象之间的关系是A.关于原点对称B.关于直线对称C.关于轴对称D.关于轴对称例7.已知奇函数如果且对应的图象如图所示，那么A. B.C. D.例8.已知函数的定义域和值域都是,则＝.例9.函数的值域为（）A. B. C. D.过关检测（10mins）1.函数的定义域为A. B. C. D.2．不等式的解集为________．3.已知函数（其中），若的图象如右图所示，则函数的图象是4.已知过点，且.求的值域。

【尚择优选】指数函数讲义经典整理(含答案)

指数函数讲义经典整理（含答案）一、同步知识梳理知识点1：指数函数函数(01)xy a a a =>≠且叫做指数函数，其中x 是自变量，函数的定义域是R 知识点2：指数函数的图像和性质知识点3：指数函数的底数与图像的关系指数函数在同一直角坐标系中的图像的相对位置与底数大小的关系如图所示，则01c d a b <<<<<，在y 轴右侧，图像从下到上相应的底数也由小变大，在y 轴左侧，图像从上到下相应的底数也由小变大即无论在y 轴左侧还是右侧，底数按逆时针方向变大在第一象限内，“底大图高”知识点4：指数式、指数函数的理解①分数指数幂与根式或以互化，通常利用分数指数幂进行根式的运算②根式的运算、变形、求值、化简及等式证明在数学中占有重要的地位，是研究方程、不等式和函数的基础，应引起重视③在有关根式、分数指数幂的变形、求值过程中，要注意运用方程的观点处理问题，通过解方程或方程组来求值④在理解指数函数的概念时，应抓住定义的“形式”，像1223,,21xx y y x y y =⋅===-等函数均不符合形式()01x y a a a =>≠且，因此，它们都不是指数函数⑤画指数函数xy a =的图像，应抓住三个关键点：()()11,,0,1,1,a a ⎛⎫- ⎪⎝⎭ 二、同步题型分析题型1：指数函数的定义、解析式、定义域和值域例1：已知函数，且．（1）求m的值；（2）判定f（x）的奇偶性；（3）判断f（x）在（0，+∞）上的单调性，并给予证明．考点：指数函数的定义、解析式、定义域和值域；函数单调性的判断与证明．专题：计算题．分析：（1）欲求m的值，只须根据f（4）=的值，当x=4时代入f（x）解一个指数方程即可；（2）求出函数的定义域x|x≠0}，利用奇偶性的定义判断f（x）与f（﹣x）的关系，即可得到答案；（3）利用单调性的定义证明即可．任取0＜x1＜x2，只要证明f（x1）＞f（x2），即可．解答：解：（1）因为，所以，所以m=1．（2）因为f（x）的定义域为{x|x≠0}，又，所以f（x）是奇函数．（3）任取x1＞x2＞0，则，因为x1＞x2＞0，所以，所以f（x1）＞f（x2），所以f（x）在（0，+∞）上为单调增函数．点评：本题主要考查了函数单调性的判断、函数奇偶性的判断，与证明及指数方程的解法．在判定函数奇偶性时，一定注意函数的定义域关于原点对称，属于基础题．例2：已知函数，（1）讨论函数的奇偶性；（2）证明：f（x）＞0．考点：指数函数的定义、解析式、定义域和值域；函数奇偶性的判断；函数奇偶性的性质．专题：计算题．分析：（1）由2x﹣1≠0解得义域为{x|x≠0}，关于原点对称．f（﹣x）=（）（﹣x）=（）x=f（x），故该函数为偶函数．（2）任取x∈{x|x≠0}，当x＞0时，2x＞20=1且x＞0，故，从而．当x＜0时，﹣x＞0，故f（﹣x）＞0，由函数为偶函数，能证明f（x）＞0在定义域上恒成立．解答：解：（1）该函数为偶函数．由2x﹣1≠0解得x≠0即义域为{x|x≠0}关于原点对称…（2分）f（﹣x）=（）（﹣x）=﹣（+）x=（）x=（）x=（）x=f（x）（6分）故该函数为偶函数．…（7分）（2）证明：任取x∈{x|x≠0}当x＞0时，2x＞20=1且x＞0，∴2x﹣1＞0，故从而…（11分）当x＜0时，﹣x＞0，∴f（﹣x）＞0，…（12分）又因为函数为偶函数，∴f（x）=f（﹣x）＞0，…（13分）∴f（x）＞0在定义域上恒成立．…（14分）点评：本题考查函数的奇偶性的判断和证明f（x）＞0．解题时要认真审题，注意指数函数性质的灵活运用．例3：已知函数y=ax（a＞0且a≠1）在[1，2]上的最大值与最小值之和为20，记．（1）求a的值；（2）求f（x）+f（1﹣x）的值；（3）求的值．考点：指数函数的定义、解析式、定义域和值域．专题：综合题；函数的性质及应用．分析：（1）由y=ax单调得a+a2=20，由此可求a；（2）写出f（x），代入运算可得；（3）借助（2）问结论分n为奇数、偶数讨论可求；解答：解：（1）∵函数y=ax（a＞0且a≠1）在[1，2]上的最大值与最小值之和为20，且y=ax 单调，∴a+a2=20，得a=4，或a=﹣5（舍去）；（2）由（1）知，∴====1；（3）由（2）知f（x）+f（1﹣x）=1，得n为奇数时，=×1=；n为偶数时，=+f（）==；综上，=．点评：本题考查指数函数的单调性、最值等知识，属中档题．题型2：指数函数的图像变换．例1：已知函数y=|2x﹣2|（1）作出其图象；（2）由图象指出函数的单调区间；（3）由图象指出当x取何值时，函数有最值，并求出最值．考点：指数函数的图像变换．专题：综合题；函数的性质及应用．分析：（1）函数y=|2x﹣2|图象是由y=2x的图象向下平移2个单位，再将x轴下方的部分翻着到x轴上方得到．（2）结合函数的图象，可得函数的减区间和增区间．（3）数形结合可得，当x=1时，ymiin=0．解答：解：（1）函数y=|2x﹣2|图象是由y=2x的图象向下平移2个单位，再将x轴下方的部分翻着到x轴上方得到，如图所示：（2）结合函数的图象，可得函数的减区间为（﹣∞，1]，增区间为（1，+∞）．（3）数形结合可得，当x=1时，ymiin=0．点评：本题主要考查指数函数的图象和性质综合，体现了数形结合的数学思想，属于中档题．题型3：指数函数单调性例1：已知函数f（x）=a•2x+b•3x，其中常数a，b满足a•b≠0（1）若a•b＞0，判断函数f（x）的单调性；（2）若a=﹣3b，求f（x+1）＞f（x）时的x的取值范围．考点：指数函数的单调性与特殊点；函数单调性的判断与证明；函数单调性的性质．专题：函数的性质及应用．分析：（1）分a＞0，b＞0和a＜0，b＜0两种情况讨论，运用单调性的定义可作出判断；（2）当a=﹣3b时，f（x）=﹣3b•2x+b•3x=b（3x﹣3•2x），分b＞0，b＜0两种情况进行讨论，整理可得指数不等式解出即可；解答：解：（1）当a＞0，b＞0时，任意x1，x2∈R，且x1＜x2，则f（x1）﹣f（x2）=a（﹣）+b（﹣），∵＜，＜，a＞0，b＞0，∴a（﹣）＜0，b（﹣）＜0，∴f（x1）﹣f（x2）＜0，即f（x1）＜f（x2），故函数f（x）在R上是增函数；当a＜0，b＜0时，同理，可判断函数f（x）在R上是减函数；（2）当a=﹣3b时，f（x）=﹣3b•2x+b•3x=b（3x﹣3•2x），则f（x+1）＞f（x）即化为b（3x+1﹣3•2x+1）＞b（3x﹣3•2x），若b＞0，则有3x+1﹣3•2x+1＞3x﹣3•2x，整理得，解得x＞1；若b＜0，则有3x+1﹣3•2x+1＜3x﹣3•2x，整理得，解得x＜1；故b＞0时，x的范围是x＞1；当b＜0时，x的范围是x＜1．点评：本题考查函数单调性的判断、指数函数的单调性的应用，考查分类讨论思想，属基础题．例2：已知定义在（﹣1，1）上的奇函数f（x）．在x∈（﹣1，0）时，f（x）=2x+2﹣x．（1）试求f（x）的表达式；（2）用定义证明f（x）在（﹣1，0）上是减函数；（3）若对于x∈（0，1）上的每一个值，不等式t•2x•f（x）＜4x﹣1恒成立，求实数t的取值范围．考点：指数函数综合题；奇偶性与单调性的综合．专题：计算题；函数的性质及应用．分析：（1）由f（x）是定义在（﹣1，1）上的奇函数可得f（0）=0，x∈（0，1）时，f（x）=﹣f（﹣x）=﹣（2x+2﹣x）；从而写出f（x）的表达式；（2）取值，作差，化简，判号，下结论五步；（3）对于x∈（0，1）上的每一个值，不等式t•2x•f（x）＜4x﹣1恒成立转化为对于x∈（0，1）上的每一个值，不等式t＞﹣恒成立，从而可得．解答：解：（1）∵f（x）是定义在（﹣1，1）上的奇函数，∴f（0）=0，设∈（0，1），则﹣x∈（﹣1，0），则f（x）=﹣f（﹣x）=﹣（2x+2﹣x），故f（x）=；（2）任取x1，x2∈（﹣1，0），且x1＜x2，则f（x1）﹣f（x2）=+﹣（+）=，∵x1＜x2＜0，∴﹣＜0，0＜＜1，故f（x1）﹣f（x2）＞0，故f（x）在（﹣1，0）上是减函数；（3）由题意，t•2x•f（x）＜4x﹣1可化为t•2x•（﹣（2x+2﹣x））＜4x﹣1，化简可得，t＞﹣，令g（x）=﹣=﹣1+，∵x∈（0，1），∴g（x）＜﹣1+=0，故对于x∈（0，1）上的每一个值，不等式t•2x•f（x）＜4x﹣1恒成立可化为t≥0．点评：本题考查了函数的性质的综合应用及恒成立问题的处理方法，属于难题．例3：已知函数f（x）=|2x﹣1﹣1|，（x∈R）．（1）证明：函数f（x）在区间（1，+∞）上为增函数，并指出函数f（x）在区间（﹣∞，1）上的单调性；（2）若函数f（x）的图象与直线y=t有两个不同的交点A（m，t），B（n，t），其中m ＜n，求m+n的取值范围．考点：指数函数综合题．专题：计算题；证明题．分析：（1）函数单调性的证明，通常依据定义，步骤为：取值，作差，变形，定号，下结论，由于与指数函数有关，求解时要利用到指数函数的单调性；（2）由（1）可知，函数的值域为（0，1），要使函数f（x）的图象与直线y=t有两个不同的交点，故有t∈（0，1）又函数f（x）的图象与直线y=t有两个不同的交点，所以A （m，t），B（n，t）分别位于直线x=1的两侧，由m＜n，得m＜1＜n，故可以求出m+n，进而由t∈（0，1），可求m+n的取值范围．解答：解：（1）证明：任取x1∈（1，+∞），x2∈（1，+∞），且x1＜x2，=，∵x1＜x2，∴，∴，∴f（x1）＜f（x2）．所以f（x）在区间（1，+∞）上为增函数．（5分）函数f（x）在区间（﹣∞，1）上为减函数．（6分）（2）因为函数f（x）在区间（1，+∞）上为增函数，相应的函数值为（0，+∞），在区间（﹣∞，1）上为减函数，相应的函数值为（0，1），由题意函数f（x）的图象与直线y=t有两个不同的交点，故有t∈（0，1），（8分）易知A（m，t），B（n，t）分别位于直线x=1的两侧，由m＜n，得m＜1＜n，故2m﹣1﹣1＜0，2n﹣1﹣1＞0，又A，B两点的坐标满足方程t=|2x﹣1﹣1|，故得t=1﹣2m﹣1，t=2n ﹣1﹣1，即m=log2（2﹣2t），n=log2（2+2t），（12分）故m+n=log2（2﹣2t）+log2（2+2t）=log2（4﹣4t2），当0＜t＜1时，0＜4﹣4t2＜4，﹣∞＜log2（4﹣4t2）＜2．因此，m+n的取值范围为（﹣∞，2）．（17分）点评：本题的考点是指数函数综合问题，主要考查函数单调性的证明，考查函数图形的性质，有较强的综合性．依据定义，证明函数的单调性的步骤通常为：取值，作差，变形，定号，下结论三、课堂达标检测检测题1：已知函数f（x）=（其中e=2.71828…是一个无理数）．（1）求函数f（x）的定义域；（2）判断奇偶性并证明之；（3）判断单调性并证明之．考点：指数函数的定义、解析式、定义域和值域；函数单调性的判断与证明；函数奇偶性的判断．专题：计算题；证明题．分析：（1）把分子整理变化成和分母相同的一部分，进行分子常数化，则变量只在分母上出现，根据分母是一个指数形式，恒大于零，得到函数的定义域是全体实数．（2）根据上一问值函数的定义域关于原点对称，从f（﹣x）入手整理，把负指数变化为正指数，就得到结果，判断函数是一个奇函数．（3）根据判断函数单调性的定义，设出两个任意的自变量，把两个自变量的函数值做差，化成分子和分母都是因式乘积的形式，根据指数函数的性质，判断差和零的关系．解答：解：f（x）==1﹣（1）∵e2x+1恒大于零，∴x∈R（2）函数是奇函数∵f（﹣x）==又由上一问知函数的定义域关于原点对称，∴f（x）为奇函数（3）是一个单调递增函数设x1，x2∈R且x1＜x2则f（x1）﹣f（x2）=1﹣=∵x1＜x2，∴∴f（x1）﹣f（x2）＜0即f（x1）＜f（x2）∴f（x）在R是单调增函数点评：本题考查函数的定义域，考查函数的奇偶性的判断及证明．考查函数单调性的判断及证明，考查解决问题的能力，是一个综合题目．检测题2：已知函数f（x）=2ax+2（a为常数）（1）求函数f（x）的定义域．（2）若a=1，x∈（1，2]，求函数f（x）的值域．（3）若f（x）为减函数，求实数a的取值范围．考点：指数函数的定义、解析式、定义域和值域；指数函数的单调性与特殊点．专题：常规题型；转化思想．分析：（1）利用指数函数的定义域来考虑．（2）利用函数f（x）在（1，2]上的单调性求函数的值域．（3）根据复合函数的单调性，函数u=ax+2必须为减函数．解答：解：（1）函数y=2ax+2对任意实数都有意义，所以定义域为实数集R．（2）因为a=1，所以f（x）=2x+2．易知此时f（x）为增函数．又因为1＜x≤2，所以f（1）＜f（x）≤f（2），即8＜f（x）≤16．所以函数f（x）的值域为（8，16]．（3）因为f（x）为减函数，而y=2u是增函数，所以函数u=ax+2必须为减函数．所以得a＜0点评：本题考查指数函数的定义域、值域、单调性，复合函数的单调性，体现转化的数学思想．检测题3：设f（x）的定义域是（﹣∞，0）∪（0，+∞），且f（x）对任意不为零的实数x都满足f（﹣x）=﹣f（x）．已知当x＞0时（1）求当x＜0时，f（x）的解析式（2）解不等式．考点：指数函数的定义、解析式、定义域和值域；函数奇偶性的性质．专题：常规题型．分析：（1）求当x＜0时，f（x）的解析式，在哪个区间上求解析式，就在哪个区间上取值x，再转化到已知区间上求解析式，由f（﹣x）=﹣f（x）解出f（x）即可．（2）解不等式f（x）＜﹣，分x＞0和x＜0两种情况，根据求得的解析式求解即可．解答：解：（1）当x＜0时，﹣x＞0，=又f（﹣x）=﹣f（x）所以，当x＜0时，（2）x＞0时，，∴化简得∴，解得1＜2x＜4∴0＜x＜2当x＜0时，∴解得2x＞1（舍去）或∴x＜﹣2解集为{x|x＜﹣2或0＜x＜2}点评：本题考查分段函数解析式的求法，注意在哪个区间上求解析式，就在哪个区间上取值，再转化到已知的区间上求解析式，再根据奇偶性，解出f（x）来．解不等式也要分段求解，注意x的取值范围．。

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1指数函数讲义经典整理（含答案）一、同步知识梳理知识点1：指数函数函数叫做指数函数，其中是自变量，函数的定义域是(01)xy a a a =>≠且x R 知识点2：指数函数的图像和性质知识点3：指数函数的底数与图像的关系指数函数在同一直角坐标系中的图像的相对位置与底数大小的关系如图所示，则，01c d a b <<<<<在轴右侧，图像从下到上相应的底数也由小变大，y 在轴左侧，图像从上到下相应的底数也由小变大y 即无论在轴左侧还是右侧，底数按逆时针方向变大y 在第一象限内，“底大图高”知识点4：指数式、指数函数的理解2① 分数指数幂与根式或以互化，通常利用分数指数幂进行根式的运算② 根式的运算、变形、求值、化简及等式证明在数学中占有重要的地位，是研究方程、不等式和函数的基础，应引起重视③ 在有关根式、分数指数幂的变形、求值过程中，要注意运用方程的观点处理问题，通过解方程或方程组来求值④ 在理解指数函数的概念时，应抓住定义的“形式”，像等1223,,21xx y y x y y =⋅===-函数均不符合形式，因此，它们都不是指数函数()01x y a a a =>≠且⑤ 画指数函数的图像，应抓住三个关键点：x y a =()()11,,0,1,1,a a ⎛⎫- ⎪⎝⎭二、同步题型分析题型1：指数函数的定义、解析式、定义域和值域例1：已知函数，且．（1）求m 的值；（2）判定f （x ）的奇偶性；（3）判断f （x ）在（0，+∞）上的单调性，并给予证明．考点：指数函数的定义、解析式、定义域和值域；函数单调性的判断与证明．专题：计算题．（1）欲求m的值，只须根据f（4）=的值，当x=4时代入f（x）解一个指数方程即可；（2）求出函数的定义域x|x≠0}，利用奇偶性的定义判断f（x）与f（﹣x）的关系，即可得到答案；（3）利用单调性的定义证明即可．任取0＜x1＜x2，只要证明f（x1）＞f（x2），即可．解答：解：（1）因为，所以，所以m=1．（2）因为f（x）的定义域为{x|x≠0}，又，所以f（x）是奇函数．（3）任取x1＞x2＞0，则，因为x1＞x2＞0，所以，所以f（x1）＞f（x2），所以f（x）在（0，+∞）上为单调增函数．点评：本题主要考查了函数单调性的判断、函数奇偶性的判断，与证明及指数方程的解法．在判定函数奇偶性时，一定注意函数的定义域关于原点对称，属于基础题．例2：已知函数，（1）讨论函数的奇偶性；（2）证明：f（x）＞0．3指数函数的定义、解析式、定义域和值域；函数奇偶性的判断；函数奇偶性的性质．专题：计算题．分析：（1）由2x﹣1≠0解得义域为{x|x≠0}，关于原点对称．f（﹣x）=（）（﹣x）=（）x=f（x），故该函数为偶函数．（2）任取x∈{x|x≠0}，当x＞0时，2x＞20=1且x＞0，故，从而．当x＜0时，﹣x＞0，故f（﹣x）＞0，由函数为偶函数，能证明f（x）＞0在定义域上恒成立．解答：解：（1）该函数为偶函数．由2x﹣1≠0解得x≠0即义域为{x|x≠0}关于原点对称…（2分）f（﹣x）=（）（﹣x）=﹣（+）x=（）x=（）x=（）x=f（x）（6分）故该函数为偶函数．…（7分）（2）证明：任取x∈{x|x≠0}当x＞0时，2x＞20=1且x＞0，∴2x﹣1＞0，4故从而…（11分）当x＜0时，﹣x＞0，∴f（﹣x）＞0，…（12分）又因为函数为偶函数，∴f（x）=f（﹣x）＞0，…（13分）∴f（x）＞0在定义域上恒成立．…（14分）点评：本题考查函数的奇偶性的判断和证明f（x）＞0．解题时要认真审题，注意指数函数性质的灵活运用．例3：已知函数y=ax（a＞0且a≠1）在[1，2]上的最大值与最小值之和为20，记．（1）求a的值；（2）求f（x）+f（1﹣x）的值；（3）求的值．考点：指数函数的定义、解析式、定义域和值域．专题：综合题；函数的性质及应用．5分析：（1）由y=ax单调得a+a2=20，由此可求a；（2）写出f（x），代入运算可得；（3）借助（2）问结论分n为奇数、偶数讨论可求；解答：解：（1）∵函数y=ax（a＞0且a≠1）在[1，2]上的最大值与最小值之和为20，且y=ax单调，∴a+a2=20，得a=4，或a=﹣5（舍去）；（2）由（1）知，∴====1；（3）由（2）知f（x）+f（1﹣x）=1，得n 为奇数时，=×1=；n 为偶数时，=+f （）==；综上，=．点评：本题考查指数函数的单调性、最值等知识，属中档题．6题型2：指数函数的图像变换．例1：已知函数y=|2x﹣2|（1）作出其图象；（2）由图象指出函数的单调区间；（3）由图象指出当x取何值时，函数有最值，并求出最值．考点：指数函数的图像变换．专题：综合题；函数的性质及应用．分析：（1）函数y=|2x﹣2|图象是由y=2x的图象向下平移2个单位，再将x轴下方的部分翻着到x轴上方得到．（2）结合函数的图象，可得函数的减区间和增区间．（3）数形结合可得，当x=1时，ymiin=0．解答：解：（1）函数y=|2x﹣2|图象是由y=2x的图象向下平移2个单位，再将x轴下方的部分翻着到x轴上方得到，如图所示：（2）结合函数的图象，可得函数的减区间为（﹣∞，1]，增区间为（1，+∞）．（3）数形结合可得，当x=1时，ymiin=0．7点评：本题主要考查指数函数的图象和性质综合，体现了数形结合的数学思想，属于中档题．题型3：指数函数单调性例1：已知函数f（x）=a•2x+b•3x，其中常数a，b满足a•b≠0（1）若a•b＞0，判断函数f（x）的单调性；（2）若a=﹣3b，求f（x+1）＞f（x）时的x的取值范围．考点：指数函数的单调性与特殊点；函数单调性的判断与证明；函数单调性的性质．专题：函数的性质及应用．分析：（1）分a＞0，b＞0和a＜0，b＜0两种情况讨论，运用单调性的定义可作出判断；（2）当a=﹣3b时，f（x）=﹣3b•2x+b•3x=b（3x﹣3•2x），分b＞0，b＜0两种情况进行讨论，整理可得指数不等式解出即可；8解答：解：（1）当a＞0，b＞0时，任意x1，x2∈R，且x1＜x2，则f（x1）﹣f（x2）=a （﹣）+b （﹣），∵＜，＜，a＞0，b＞0，∴a（﹣）＜0，b （﹣）＜0，∴f（x1）﹣f（x2）＜0，即f（x1）＜f（x2），故函数f（x）在R上是增函数；当a＜0，b＜0时，同理，可判断函数f（x）在R上是减函数；（2）当a=﹣3b时，f（x）=﹣3b•2x+b•3x=b（3x﹣3•2x），则f（x+1）＞f（x）即化为b（3x+1﹣3•2x+1）＞b（3x﹣3•2x），若b＞0，则有3x+1﹣3•2x+1＞3x﹣3•2x，整理得，解得x＞1；若b＜0，则有3x+1﹣3•2x+1＜3x﹣3•2x，整理得，解得x＜1；故b＞0时，x的范围是x＞1；当b＜0时，x的范围是x＜1．点评：本题考查函数单调性的判断、指数函数的单调性的应用，考查分类讨论思想，属基础题．例2：已知定义在（﹣1，1）上的奇函数f（x）．在x∈（﹣1，0）时，f（x）=2x+2﹣x．（1）试求f（x）的表达式；9（2）用定义证明f（x）在（﹣1，0）上是减函数；（3）若对于x∈（0，1）上的每一个值，不等式t•2x•f（x）＜4x﹣1恒成立，求实数t的取值范围．考点：指数函数综合题；奇偶性与单调性的综合．专题：计算题；函数的性质及应用．分析：（1）由f（x）是定义在（﹣1，1）上的奇函数可得f（0）=0，x∈（0，1）时，f（x）=﹣f（﹣x）=﹣（2x+2﹣x）；从而写出f（x）的表达式；（2）取值，作差，化简，判号，下结论五步；（3）对于x∈（0，1）上的每一个值，不等式t•2x•f（x）＜4x﹣1恒成立转化为对于x∈（0，1）上的每一个值，不等式t＞﹣恒成立，从而可得．解答：解：（1）∵f（x）是定义在（﹣1，1）上的奇函数，∴f（0）=0，设∈（0，1），则﹣x∈（﹣1，0），则f（x）=﹣f（﹣x）=﹣（2x+2﹣x），10故f（x）=；（2）任取x1，x2∈（﹣1，0），且x1＜x2，则f（x1）﹣f（x2）=+﹣（+）=，∵x1＜x2＜0，∴﹣＜0，0＜＜1，故f（x1）﹣f（x2）＞0，故f（x）在（﹣1，0）上是减函数；（3）由题意，t•2x•f（x）＜4x﹣1可化为t•2x•（﹣（2x+2﹣x））＜4x﹣1，化简可得，t＞﹣，令g（x）=﹣=﹣1+，∵x∈（0，1），∴g（x）＜﹣1+=0，故对于x∈（0，1）上的每一个值，不等式t•2x•f（x）＜4x﹣1恒成立可化为11t≥0．点评：本题考查了函数的性质的综合应用及恒成立问题的处理方法，属于难题．例3：已知函数f（x）=|2x﹣1﹣1|，（x∈R）．（1）证明：函数f（x）在区间（1，+∞）上为增函数，并指出函数f（x）在区间（﹣∞，1）上的单调性；（2）若函数f（x）的图象与直线y=t有两个不同的交点A（m，t），B（n，t），其中m＜n，求m+n 的取值范围．考点：指数函数综合题．专题：计算题；证明题．分析：（1）函数单调性的证明，通常依据定义，步骤为：取值，作差，变形，定号，下结论，由于与指数函数有关，求解时要利用到指数函数的单调性；（2）由（1）可知，函数的值域为（0，1），要使函数f（x）的图象与直线y=t有两个不同的交点，故有t∈（0，1）又函数f（x）的图象与直线y=t有两个不同的交点，所以A（m，t），B（n，t）分别位于直线x=1的两侧，由m＜n，得m＜1＜n，故可以求出m+n，进而由t∈（0，1），可求m+n的取值范围．解答：解：（1）证明：任取x1∈（1，+∞），x2∈（1，+∞），且x1＜x2，=，∵x1＜x2，∴，12∴，∴f（x1）＜f（x2）．所以f（x）在区间（1，+∞）上为增函数．（5分）函数f（x）在区间（﹣∞，1）上为减函数．（6分）（2）因为函数f（x）在区间（1，+∞）上为增函数，相应的函数值为（0，+∞），在区间（﹣∞，1）上为减函数，相应的函数值为（0，1），由题意函数f（x）的图象与直线y=t有两个不同的交点，故有t∈（0，1），（8分）易知A（m，t），B（n，t）分别位于直线x=1的两侧，由m＜n，得m＜1＜n，故2m﹣1﹣1＜0，2n﹣1﹣1＞0，又A，B两点的坐标满足方程t=|2x﹣1﹣1|，故得t=1﹣2m﹣1，t=2n﹣1﹣1，即m=log2（2﹣2t），n=log2（2+2t），（12分）故m+n=log2（2﹣2t）+log2（2+2t）=log2（4﹣4t2），当0＜t＜1时，0＜4﹣4t2＜4，﹣∞＜log2（4﹣4t2）＜2．因此，m+n的取值范围为（﹣∞，2）．（17分）点评：本题的考点是指数函数综合问题，主要考查函数单调性的证明，考查函数图形的性质，有较强的综合性．依据定义，证明函数的单调性的步骤通常为：取值，作差，变形，定号，下结论三、课堂达标检测检测题1：已知函数f（x）=（其中e=2.71828…是一个无理数）．13（1）求函数f（x）的定义域；（2）判断奇偶性并证明之；（3）判断单调性并证明之．考点：指数函数的定义、解析式、定义域和值域；函数单调性的判断与证明；函数奇偶性的判断．专题：计算题；证明题．分析：（1）把分子整理变化成和分母相同的一部分，进行分子常数化，则变量只在分母上出现，根据分母是一个指数形式，恒大于零，得到函数的定义域是全体实数．（2）根据上一问值函数的定义域关于原点对称，从f（﹣x）入手整理，把负指数变化为正指数，就得到结果，判断函数是一个奇函数．（3）根据判断函数单调性的定义，设出两个任意的自变量，把两个自变量的函数值做差，化成分子和分母都是因式乘积的形式，根据指数函数的性质，判断差和零的关系．解答：解：f（x）==1﹣（1）∵e2x+1恒大于零，∴x∈R（2）函数是奇函数∵f（﹣x）==又由上一问知函数的定义域关于原点对称，∴f（x）为奇函数14（3）是一个单调递增函数设x1，x2∈R 且x1＜x2则f（x1）﹣f（x2）=1﹣=∵x1＜x2，∴∴f（x1）﹣f（x2）＜0即f（x1）＜f（x2）∴f（x）在R是单调增函数点评：本题考查函数的定义域，考查函数的奇偶性的判断及证明．考查函数单调性的判断及证明，考查解决问题的能力，是一个综合题目．检测题2：已知函数f（x）=2ax+2（a为常数）（1）求函数f（x）的定义域．（2）若a=1，x∈（1，2]，求函数f（x）的值域．（3）若f（x）为减函数，求实数a的取值范围．考点：指数函数的定义、解析式、定义域和值域；指数函数的单调性与特殊点．专题：常规题型；转化思想．分析：（1）利用指数函数的定义域来考虑．（2）利用函数f（x）在（1，2]上的单调性求函数的值域．15（3）根据复合函数的单调性，函数u=ax+2必须为减函数．解答：解：（1）函数y=2ax+2对任意实数都有意义，所以定义域为实数集R．（2）因为a=1，所以f（x）=2x+2．易知此时f（x）为增函数．又因为1＜x≤2，所以f（1）＜f（x）≤f（2），即8＜f（x）≤16．所以函数f（x）的值域为（8，16]．（3）因为f（x）为减函数，而y=2u是增函数，所以函数u=ax+2必须为减函数．所以得a＜0点评：本题考查指数函数的定义域、值域、单调性，复合函数的单调性，体现转化的数学思想．检测题3：设f（x）的定义域是（﹣∞，0）∪（0，+∞），且f（x）对任意不为零的实数x都满足f（﹣x）=﹣f（x）．已知当x＞0时（1）求当x＜0时，f（x）的解析式（2）解不等式．考点：指数函数的定义、解析式、定义域和值域；函数奇偶性的性质．专题：常规题型．分析：（1）求当x＜0时，f（x）的解析式，在哪个区间上求解析式，就在哪个区间上取值x，再转化到已知区间上求解析式，由f（﹣x）=﹣f（x）解出f（x）即可．（2）解不等式f（x）＜﹣，分x＞0和x＜0两种情况，根据求得的解析式求解即可．16解答：解：（1）当x＜0时，﹣x＞0，=又f（﹣x）=﹣f（x）所以，当x＜0时，（2）x＞0时，，∴化简得∴，解得1＜2x＜4∴0＜x＜2当x＜0时，∴解得2x＞1（舍去）或∴x＜﹣2解集为{x|x＜﹣2或0＜x＜2}点评：本题考查分段函数解析式的求法，注意在哪个区间上求解析式，就在哪个区间上取值，再转化到已知的区间上求解析式，再根据奇偶性，解出f（x）来．解不等式也要分段求解，注意x的取值范围．1718。

指数函数讲义

指数函数一、根式的概念①如果,,,1nx a a R x R n =∈∈>，且n N +∈，那么x 叫做a 的n 次方根．当n 是奇数时，a 的n 次方根用n 是偶数时，正数a 的正的nn次方根用符号0的n 次方根是0；负数a 没有n 次方根．这里n 叫做根指数，a 叫做被开方数．当n 为奇数时，a 为任意实数；当n 为偶数时，0a ≥．③根式的性质：n a =；当na =；当n 为偶数时，(0)|| (0) a a a a a ≥⎧==⎨-<⎩．练习（1）化简(x ＋3)2－3(x －3)3得( ) A ．6B ．2xC ．6或－2xD ．－2x 或6或2[答案] C[解析] 原式＝|x ＋3|－(x －3)＝⎩⎪⎨⎪⎧6 x≥－3－2x x<－3.二、分数指数幂的概念①正数的正分数指数幂的意义是：0,,,m na a m n N +=>∈且1)n >．0的正分数指数幂等于0．②正数的负分数指数幂的意义是：1()0,,,m m nn aa m n N a -+==>∈且1)n >．0的负分数指数幂没有意义．注意口诀：底数取倒数，指数取相反数．（2）化简(a 、b>0)的结果是 C ) A.b aB ．ab C.abD ．a 2b三、分数指数幂的运算性质(1)(0,,)r s r s a a a a r s R +⋅=>∈ (2)()(0,,)r s rs a a a r s R =>∈ (3)()(0,0,)r r r ab a b a b r R =>>∈ (4)x 3 -y 3=(x-y)(x 2+xy+y 2)(5)x 3 -y 3=(x-y)(x 2+xy+y 2)练习（3）计算化简① (12)−1+823+(2019)0=__________________②(278)13−(30.5)2+(0.008)−23×425=_______________（4）已知x 12+x −12=3，求下列各式的值：①x +x −1 ；②x 2+x −2；③x 32−x−32x 12−x −12.【答案】（1）7 （2）52 （3）－6a b（4）①7②47③8【解析】(1)(12)−1+823+(2019)0=2+4+1=7（2）(278)13−(30.5)2+(0.008)−23×425，=(32)3×13−312×2+(15)3×(−23)×425 =32−3+4=52．（3）①因为x 12+x −12=3，所以(x 12+x −12)2=x +2+x −1=9,即x +x −1=7.②因为x +x −1=7所以(x +x −1)2=x 2+2x ⋅x −1+x −2=x 2+2+x −2=49，即x 2+x −2=47. ③x 32−x−32x 12−x −12=(x 12)3−(x−12)3x 12−x −12=(x 12−x−12)(x+1+x −1)x 12−x −12=x +1+x −1=8.（5）(江苏文)已知a ＝5－12，函数f(x)＝a x ，若实数m ，n 满足f(m)>f(n)，则m ，n 的大小关系为_______． [答案] m<n [解析] ∵a ＝5－12，∵0<a<1，∵函数f(x)＝ax 在R 上单调递减，∵f(m)>f(n)，∵m<n. （6）下图的曲线C1、C2、C3、C4是指数函数y ＝a x 的图象，而a∵{22，12，3，π}，则图象C1、C2、C3、C4对应的函数的底数依次是______、________、________、________.[答案]22、12、π、3 [解析] 由底数变化引起指数函数图象的变化规律可知，C2的底数<C1的底数<C4的底数<C3的底数．（7）已知()|21|xf x =-，当a b c <<时，有()()()f a f c f b >>，则下列各式中正确的是 ( ) A.22a c > B.22a b > C.22ac -< D.222a c +<（8）函数f(x)＝a x (a>0且a≠1)，在x∵[1,2]时的最大值比最小值大a 2，则a 的值为________．32或12（9）已知，下列不等式（1）；(2)；(3)；(4)；(5) 中恒成立的有（） A 、1个 B 、2个 C 、3个 D 、4个（10）(2020年高考数学课标Ⅱ卷理科)若2233x y x y ---<-，则 (A )A ．ln(1)0y x -+>B ．ln(1)0y x -+<C ．ln ||0x y ->D ．ln ||0x y -<（11）①函数y =√4−2x 的定义域为__(-∞，2]____．②设函数f （x ）=√4−4x ，则函数f （x4）的定义域为 (-∞，4] 。

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例题四：奇函数．
例题五：（1）．（2）．
例题六：解：由题意得1＋2x＋4xa>0在x∈(－∞，1]上恒成立，
即a>－在x∈(－∞，1]上恒成立．
又因为－＝－( )2x－( )x，
设t＝( )x，
∵x≤1，∴t≥
且函数f(t)＝－t2－t＝－(t＋ )2＋ (t≥ )
在t＝时，取到最大值．
∴( )x＝即x＝1时，－的最大值为－，
∴a>－．
强化训练
1-5 DCDAD 6-8 DDC．
9.答案：2.
10.答案：．
11.3或．解：令，则，函数可化为，其对称轴为．
∴当时，∵ ，
∴ ，即．
∴当时，．
解得或（舍去）；
当时，∵ ，
∴ ，即，
∴ 时，，
解得或（舍去），∴a的值是3或．
12. 答案：．
例三．若函数f(x)＝是R上的增函数，则实数a的取值围为( ).
A．(1，＋∞)B．(1,8)
C．(4,8)D．[4,8)
题型四：判断奇偶性
例四．判断函数的奇偶性.
题型五：解指数方程、不等式
例五．（1）解方程．
（2）解不等式 .
题型六：不等式恒成立问题
例六．函数y＝1＋2x＋4xa在x∈(－∞，1]上y>0恒成立，求a的取值围．
所以f(x)为奇函数．
(2)当a>1时，a2－1>0，
y＝ax为增函数，y＝a－x为减函数，从而y＝ax－a－x为增函数，
所以f(x)为增函数．
当0<a<1时，a2－1<0，
y＝ax为减函数，y＝a－x为增函数，从而y＝ax－a－x为减函数，
所以f(x)为增函数．
故当a>0，且a≠1时，f(x)在定义域单调递增．
强化训练
1．函数在R上是减函数，则的取值围是（）．
A. B. C. D.
2.不论a为何值时，函数恒过定点，则这个定点的坐标是()．
A. B.
C. D.
3.若，那么的值为（）．
A．
1
B．
2
C．
5
D．
1或5
4.若关于的方程有解，则的围是（）．
A．
B．
C．
D．
5.函数的图象的大致形状是()．
第一期思维训练班数学讲义（六）
指数函数专题
题型一：指数运算
例一．（1）化简 (a, b为正数)的结果是_______________.
（2） =_____________.
题型二：指数函数定义域、值域
例二．（1）函数的定义域为R，数的取值围.
（2）函数的值域为，数的取值围.
题型三：指数函数单调性
13.答案：．解：由题意设0＜x＜y
∵xy=9，∴
∴x+y﹣2 = =12﹣6=6
x+y+2 = =12+6=18
∴ = ， =
∴ = ．
14.(1)解由2x－1≠0⇒x≠0，
所以定义域为(－∞，0)∪(0，＋∞)．
(2)证明f(x)＝( ＋ )x3可化为f(x)＝ ·x3，
则f(－x)＝ (－x)3
6.若关于x的方程有两个不等实根，则a的取值围是( )．
A．(0,1)∪(1，＋∞)B．(0,1)
C．(1，＋∞)D．(0， )
7.若指数函数在[－1,1]上的最大值与最小值的差是1，则底数a等于（）．
A． B． C． D．
8.设，则( )．
A． B． C． D．
9.函数是指数函数，则 __________．
＝ x3＝f(x)，
所以f(－x)＝f(x)．f(x)为偶函数．
(3)证明当x>0时，2x>1，x3>0，
所以( ＋ )x3>0.
因为f(－x)＝f(x)，
所以当x<0时，f(x)＝f(－x)>0.
综上所述，f(x)>0.
15.解 (1)函数定义域为R，关于原点对称．
又因为一切t∈R有3t2－2t－k>0.
从而判别式Δ＝4＋12k<0，解得k<－．
10.函数在区间上的值域是__________．
11.函数在区间上有最大值14，则的值是__________．
12.若函数的定义域和值域都是，则实数a的值为________．
13.已知，且，求的值．
14.已知函数．
（1）求函数的定义域；
（2）判断函数的奇偶性；
（3）证明： .
15.已知．
＝－，
解得a＝2.经检验a＝2适合题意，∴所求a、b的值分别为2、1．
(2)由(1)知f(x)＝＝－＋ .
由上式易知f(x)在(－∞，＋∞)上为减函数
又因f(x)是奇函数，
从而不等式f(t2－2t)<－f(2t2－k)
＝f(－2t2＋k)
因为f(x)是减函数，由上式推得t2－2t>－2t2＋k.
(1)判断的奇偶性；
(2)讨论的单调性；
(3)当恒成立，求的取值围．
16.已知定义域为R的函数是奇函数．
(1)求的值；
(2)若对任意t∈R，不等式恒成立，求的取值围．
指数函数参考答案命题：焦雷
例题一:(1) ．
(2)100．
例题二：（1）．
（2）．
例题三：答案:D.因为f(x)在R上是增函数，故结合图象知，解得4≤a<8.
(3)由(2)知f(x)在R上是增函数，
∴在区间[－1,1]上为增函数，
∴f(－1)≤f(x)≤f(1)，
∴f(x)min＝f(－1)＝ (a－1－a)＝ · ＝－1.
16.解 (1)∵f(x)是定义域为R的奇函数，
∴f(0)＝0，即＝0，解得b＝1
从而有f(x)＝ .
又由f(1)＝－f(－1)知