指数函数对数函数幂函数图像与性质

指数函数对数函数幂函数图像与性质
指数函数对数函数幂函数图像与性质

指数函数、对数函数、幂函数的图像与性质

一)指数与指数函数 1.根式 (1)根式的概念

2).两个重要公式

a

n 为奇数

n

a n

a(a 0)

|a|

n 为偶数

a(a 0)

② (n

a)n

a (注意 a 必须使

n

a 有意

义)。

2.有理数指数幂

(1)幂的有关概念

注: 分数指数幂与根式可以互化,通常利用分数指数幂进行根式的运算。 (2)有理数指数幂的性质

① a r

a s

=a r+s

(a>0,r 、s ∈Q)。

② (a r

)s

=a rs

(a>0,r 、s ∈ Q)。

①正数的正分数指数幂

m

:a n n

a m

(a 0,m 、n N ,且n 1)。

②正数的负分数指数幂

m n 1 1 :

a n

m

(a 0,m 、 n N , 且 n 1) m

n m a

n a

③0 的正分数指数幂等于

0,0 的负分数指数幂没有意义

③(ab)r=a r b s(a>0,b>0,r ∈ Q)。. 3.指数函数的图象与性质

注: 如图所示,是指数函数( 1) y=a x

,(2) y=b x,

( 3)

,y=c x

( 4) ,y=d

x

的图象,如何确 定底数 a,b,c,d

与 1 之间的大小关系?

提示:在图中作直线 x=1 ,与它们图象交点的纵坐标即为它们各自底数的值,即 c 1

>d 1

>1>a 1

>b 1

,∴c>d>1>a>b 。即无论在轴的左侧还是右侧,底数按逆时针方向变大。

(二)对数与对数函数 1、对数的概念

(1)对数的定义

如果 a x

N (a 0且a 1) ,那么数 x 叫做以 a 为底, N 的对数,记作 x log a N

,其

中 a 叫做对数的底数, N 叫做真数。 (2)几种常见对数

2、对数的性质与运算法则

1 a log N N

1)对数的性质(a 0,且a 1):① log a10,② log a a1,③a loga N ,④ log a aN N 。

1,

log a

b

log 1b a

3)对数的运算法则:

3、对数函数的图象与性质

a1

0a 1

性 质 (1)定义域:

(0,+

( 2)值域: R

( 3)当 x=1 时, y=0 即过定点( 1, 0)

( 4)当 0 x 1时,

y ( ,0) ;

(4)

当 x 1 时, y ( ,0) ;

当 x 1 时, y

(0,

)

当0 x 1 时, y (0, )

( 5)在( 0,+ )上为增函数 ( 5)在( 0,+ )上为减函数 注:确定图中各函数的底数 a ,b ,c ,d 与 1的大小关系

提示:作一直线 y=1,该直线与四个函数图象交点的横坐标即为它们相应的底数。

2)对数的重要公式:

①换底公式: log b N

loga

b

(a,b 均为大于零且不等于 1,N

0); log a b

如果 a 0,且a M 0,N

0 那么

① log a (MN ) log a M

log a N ; ②log a

M N

log a M log a N

③ log a M n

nlog a M (n R); ④ log a m b n

n

log a

b 。 m

∴0

4、反函数

指数函数 y=a x与对数函数 y=log a x 互为反函数,它们的图象关于直线y=x 对称。(三)幂函数

1、幂函数的定义

形如 y=x α( a∈R)的函数称为幂函数,其中 x 是自变量,α为常数注:幂函数与指数函数有本质区别在于自变量的位置不同,幂函数的自变量在底数位置,而指数函数的自变量在指数位置。

2、幂函数的图象

1 注:在上图第一象限中如何确定y=x 3, y=x 2,y=x ,y x2, y=x -1方法:可画出

x=x0;

1

当 x0>1时,按交点的高低,从高到低依次为y=x 3, y=x 2, y=x,y x2, y=x -1;

1

当 0

3、幂函数的性质

三:例题诠释,举一反三知识点 1:指数幂的化简与求值例 1.(2007 育才 A)

2 2 1 1

[(33) 3(54)0.5(0.008) 3(0.02) 2(0.32)2] 0.06250.25

1)计89

41

a 3

8a 3

b

22

2)化简:

4b 3

23

ab a 3

(a 3

23

b )

a

变式:( 2007 执信 A ) 化简下列各式(其中各字母均为正数) 1)

2 1 1

(a

3 b

1)

2

a

2

6

a b 5

1 b

3

1 1

2 1

2)

5

a 3

b 2

( 3a 2b 1) (4a 3

b 3)2

.

1.5

3 ( 7)0 80.25

4 2 (3 2 3)6 (2)3

(3) 6 3

知识点 2:指数函数的图象及应用

例 2.(2009 广附 A )已知实数 a 、b

满足等式 (13

b

,下列五个关系式: ① 0< b

A.1 个

B.2 个

C.3 个

D.4 个 变式:

(2010 华附 A )若直线 y

2a

与函数 y |a x

1|(a

且a 1)

的图象有两个公共 点,则 a 的取值范围是 ____ .

知识点 3:指数函数的性质

2

x

b 例 3. 2010 省实 B ) 已知定

R 的函数 f

x1

是奇函数。

2

(Ⅰ

求 b 的值;

(Ⅱ) 判断函数 f x 的单调性。

(Ⅲ) 若对任意的 t R ,不等式 22

f(t 2 2t) f (2t 2

k) 0 恒成立,求 k 的取值范

围.

(12)a b< 0。③ 0< a< b 。④ b< a< 0。⑤ a=b. 其中不可能成立的关系式有 ( ) x

ea

变式:(2010 东莞 B )设 a>0,f (x )= x 是 R 上的偶函

a

e

( 1)求 a 的值; ( 2)求证: f (x ) 在( 0, +∞)上是增函数 . 知识点 4:对数式的化简与求值 例 4. (2010 云浮 A )计算:(1) log 2 3

(2 3) 2)2(lg 2 )2

+lg 2 ·lg5+ (lg 2)2

lg2 1。

3) 变式: 2

1

lg 4392- 4

3lg 8+lg 245. ( 2010 惠州 A) 化简求值 . 1) log 2 7 +log 212- 1 log 242-1 。 48 2 (lg2) 2+lg2 · lg50+lg25 。 (log 32+log 92) · (log 43+log 83). (2)

(3) 知识点 5:对数函数的性质

例 5. ( 2011 深圳 A ) 对于 0 a 1,给出下列四个

不等式:

1

);

a

1

① log a (1 a ) log a (a ); ② log a (1 a ) log a (1

a

1 1 1 1 1a

a a ;④a 1 a a a

;

其中成立的是() ①与③( B )①与④( C )②与③( D )②与④ ③ a 1

1a

变式: 2011 韶关 A )已知 0< a< 1,b >1,ab >1, 11 log

a ,log a b, log

b 的大小关系是 bb A.lo g log a b lo g 11 log a log b

bb 1

1 B.

log b 1 b 1 log b b

b 例 6.( 2010 广州 ≥1 成立,试求 a 的取值范围 . C. log a b lo g B)已知函数 f(x)=log

11 log b log a log a b

b

b a b a

a x(a > 0,a ≠ 1) ,如果对于任意 x ∈[3,+∞)都有 |f(x)| D. 变式:( 2010 广雅 B )已知函数 f (x ) =log 2(x 2-ax-a ) 在区间( - ∞ , 1- 3 ]上是单调递减 函数.求实数 a 的取值范

围 . 知识点 6:幂函数的图象及应用 例 7.(2009 佛山 B )已知点 ( 2,2)在幂函数 f (x )的图象上,点 2,1 ,在幂函数 g (x )的图 4 3) f (x ) g (x ) . 象上.问当 x 为何值时有: (1) f (x ) g (x ) ;(2) f (x ) g (x ) ; 2 变式:( 2009 揭阳 B ) 已知幂函数 f (x )=x m2 2m 3(m ∈ Z )为偶函数, 且在区间( 0, +∞)上 是单调减函数 . ( 1)求函数 f (x ) 。 ( 2)讨论 F (x ) =a f (x ) (b

的奇偶性 . xf (x ) 四:方向预测、胜利在望 1x

1.(A )函数 f (x ) lg

的定义域为( x4

A . (1, 4)

B . [1,4)

C . (-∞, 1)∪(4, 2.(A )以下四个数中的最大者是( ) 2 (A ) (ln2) 2

(B) ln(ln2) +∞ ) D .(-∞, 1]∪(4,

(C) ln 2

(D) ln2 3( B ) 设 a>1,函数 f (x )=log a x 在区间[ a,2a ]上的最大值与最小值之差为

(A) 2 ( B)2 (C) 2 2

(D )4

+∞ )

1

,则

a=( )

2

A) f(x) sin x (B) f(x) x 1

1

(C) f (x) (a x

a x

)

(D) f (x) 2 9. ( A)函数

y log 1 (3 x 2) 的定义域是: ()

A [1, )

B (32

, ) C [2

3,1] D ( 32

,1]

4. 5. A)已知 f (x)是周期为 2的奇函数,当 0 6 f (5),b f(2), c A )

a b c x1

2e x 1

,x 2 log 3

(x B) 设 f(x)=

3 2

(B) 2,

f(52

),则(

a

1),x 2

, x 1时, f(x) lg x.

C)c b a (D) c a

则不等式 f (x )>2 的解集为( (A) (C) A)设 1, 1, P

6. A. R Q P 2) 2) log 23, B. +∞) 7. 8. 3, 10

, +∞) Q log 3 2, PRQ (D) R

C. (B)( 10 , 1,2) log 2 (log 3 2)

,则 QR P D. +∞) (A )已知 log 1 b log 1 a log 1 c ,则( )

22 bac A . 2b 2a 2c B .

B )下列函数中既是奇函数,

2 2a 2

b

又是区

间 2

c C . 1,1

2a 2c 2b

上单调递减的是(

D . 2c 2a

)

2

b

kx 的图象有公共点 A ,且点 A 的横坐标为 2,则 k

( ) A

. 1 4 B . 4 1 4 C . 1 2 1

D . 2 11. (B ) 若函数 f(x) x a b 1(a 0且a 1)的图象经过第

A . 0a 1且0

B .a 1且b 0

C 0a 1且0

D .a 1且b 0 10.(A) 已知函数 y log 1

x 与y 12. (B)若函数 f

(x) 三、四象限,则一定 log a x (0 a 1)在区间 [a, 2a]上的最大值是最小值的 3 倍,则 a= 22 A. B. C. 42 1 D . 1 2

13.(A ) 已知 0

则有( )

(A) log a ( xy) 0

(B )

0 log a (xy) 1 (C)1 log a (xy) 2 (D ) log a (xy) 2 14.(A)已知 f (x 6

) log 2

x ,那么 f (8) 等于( )

4

1

(A )

(B 8

( C )18D )

3

2

15.( B )函数 y ( )

A .是偶函数,在(-∞,0)上单调递增

B .是在区间

C .是奇函数,在区(0, + ∞)上单调递增

D .是奇在区间 )

(-∞,0)上单调递减

(0 ,+ ∞)上单调递减

2x

2x

ln

16.(A)函数y lg(4 x)的定义域是_________________________ .

x3

17.(B)函数y a1 x(a 0,a 1)的图象恒过定点A ,若点A在直线

11

mx ny 1 0(mn 0)上,则的最小值为.

mn

e x,x 0. 1

18.(A)设g(x)则g(g())____

lnx,x 0. 2

19.(B)若函数 f(x) = _____________________________________________ 2x 2ax a1的定义域为 R,则 a的取值范围为____________________________________ 20.(B)若函数f (x) log a(x x22a2)是奇函数,则 a=.

1 1 x

21.(B)已知函数f (x)log2,求函数f (x)的定义域,并讨论它的奇偶性和单调

x 2

1 x

性.

参考答案:三:例题诠释,举一反三

1 1 3

6b 3(a3b 2)

7 12

48 42 2

1.

解:(1)2,(2)a2

9

5a12

3 b2

5 1 5 ab

.

4变a

式:

b

解( 1)41, a(b32)4ab2 .

(3)11

2.

解:B

式:

解: 1

(0,1)

2

3.

(Ⅰ)

b

1

(Ⅱ)

减函

数。

(Ⅲ)k 变

式:

解:( 1) a=1.

(2)略

4.

解:(1)-

1.

(2)

1.

(3

1.

2

2变

1

式:

log:

33

2 (21)

(2)

2.

(3

5

22 2 4

5.

解:选 D 。

式:

解: C

6.

解:(1,3] 1

∪[ 1,

3

式:

{a|2-

2 3 ≤a< 2}

7.

(1)当x 1 或 x 1

时,

f(x) g(x)

(2)

x 1 时, f (x) g(x)

(3)

1x 1且 x 0 时,

f(x)

g(x

)

.变

式:

( 1) f(x)=x -4.

(2)F

( x) =

a

bx3,∴F(-x ) =

a

2

+bx3. lo

g

x

x

①当 a≠0,且 b≠0 时, F( x)为非奇非

偶函数;

1 2 2

②当 a=0,b ≠0时, F(x)为奇函数; ③当 a ≠0,b=0 时, F(x)为偶函数;

④当 a=0,b=0 时,F( x)既是奇函数,又是偶函数 . 四: 方向预测、胜利在望

1—5 ADDDC ; 6 —10

AADDA ; 11 —15 CADDB.

16. (- , 3) (3,4) 17. 4

18.1 2 19.[-1,0] 2

20.

x0

,由11

21. [解 ]x 须满足 1 x x

0得 1 x 1,

01 x

1x

所以函数 f(x) 的定义域1,0) ∪( 0,

因为函数 f(x) 的定义域关于原点对称,且对定义域内的任意 x ,有

1 1 x 1 1 x

f ( x) lo

g 2 ( log 2 ) f (x),所以 f(x) 是奇函数 . x 1 x x 1 x 研究 f (x) 在( 0,1)内的单调性,任取 x 1、x 2∈( 0,1),且设 x 1

得 f(x 1) f(x 2)>0,即 f(x) 在( 0, 1)内单调递减, 由于 f(x) 是奇函数,所以 f(x) 在(-1,0)内单调递减

f (x 1) f (x 2 ) x 1 lo

g 2 1

1

x 1 x 1 x

2 log 2

x

2

1 x 2

x 1 )

x 2

[log 2(1

2

x

2 1) log 2 (1

2

x

1 1)],

1

x

1

x

2

0,log

2 (1 x 2

1) log 2(1

x

1 1) 0,

相关主题
相关文档
最新文档