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专题06 指数与指数函数
【名师预测】
有关指数幂运算、指数函数的基本性质在江苏高考中常以填空题出现,同时,指数函数与导数结合的解答题为高频考点,常常作为一种载体与其他函数结合考查,重点考查指数函数的图象与性质,以及与指数函数有关的综合函数的单调性、奇偶性以及与不等式的知识点的综合考查,难度较大。
【知识精讲】
一.有理数指数幂
(1)幂的有关概念
①正分数指数幂:
a=(a>0,m,n∈N*,且n>1).
②负分数指数幂:
a-==(a>0,m,n∈N*,且n>1).
③0的正分数指数幂等于,0的负分数指数幂没有意义.
(2)有理数指数幂的性质
①aras=ar+s(a>0,r,s∈Q);
②(ar)s=(a>0,r,s∈Q);
③(ab)r=arbr(a>0,b>0,r∈Q).
二.指数函数的图象与性质
1.指数函数的概念
一般地,函数叫做指数函数,其中是自变量,函数的定义域是.
注意:指数函数的结构特征
(1)底数:大于零且不等于1的常数;
(2)指数:仅有自变量x;
(3)系数:ax的系数是1.
2.指数函数的图象与性质
y=ax
a>1
0<a<1
图象
定义域
R
值域
(0,+∞)
性质
过定点(0,1)
当x>0时,y>1;
x<0时,0<y<1
当x>0时,0<y<1;
x<0时,y>1
在区间(-∞,+∞)上是增函数
在区间(-∞,+∞)上是减函数
3.有关指数型函数的性质
(1)求复合函数的定义域与值域
形如的函数的定义域就是的定义域.
求形如的函数的值域,应先求出的值域,再由单调性求出的值域.若a的范围不确定,则需对a进行讨论.
求形如的函数的值域,要先求出的值域,再结合的性质确定出的值域.
(2)判断复合函数的单调性
令u=f(x),x∈[m,n],如果复合的两个函数与的单调性相同,那么复合后的函数在[m,n]上是增函数;如果两者的单调性相异(即一增一减),那么复合函数在[m,n]上是减函数.
(3)研究函数的奇偶性
一是定义法,即首先是定义域关于原点对称,然后分析式子与f(−x)的关系,最后确定函数的奇偶性.
二是图象法,作出函数的图象或从已知函数图象观察,若图象关于坐标原点或y轴对称,则函数具有奇偶性.
【典例精练】
考点一 指数幂的化简与求值
例1. 化简与求值:
(1);
(2).
考点二 指数函数的图象及应用
例2. 若曲线|y|=2x+1与直线y=b没有公共点,则b的取值范围是________.
例3.已知函数.
(1)作出该函数的图象;
(2)由图象指出函数的单调区间.
考点三 指数函数的性质及应用
例4.已知a=3π,b=eπ,c=e3,则a,b,c的大小关系为________.
例5. 设,则的大小关系为________.
例6. 若函数的最小值为,则实数的取值范围为________.
例7. 如果函数y=a2x+2ax-1(a>0,a≠1)在区间[-1,1]上的最大值为14,则a的值为________.
例8.已知函数满足对任意x1<x2,都有f (x1)<f (x2)成立,那么实数a的取值范围是________.
例9.已知函数f(x)=b·ax(其中a,b为常数且a>0,a≠1)的图象经过点A(1,6),B(3,24).
(1)试确定f(x);
(2)若不等式x+x-m≥0在x∈(-∞,1]上恒成立,求实数m的取值范围.
【名校新题】
一、填空题
1.(2019·扬州期中考试)函数的定义域为_______.
2.(2019·清江中学第二次调研)函数的定义域为_____________.
3.(2019·海门第二次调研)设且集合若则______.
4.(2019·扬州期末考试)已知集合,,则________.
5.(2018·姜堰中学第一次学情监测)已知函数是定义在上的周期为2的奇函数,当时,,则__________.
6.(2019·苏州中学检测)函数f(x)=x2+1的值域为________.
7.(2019·无锡调研)函数f (x)=x2-2x+6的单调递增区间是________.
8.(2018·启东中学检测)满足x-3>16的x的取值范围是________.
9.(2019·徐州调研)若函数f (x)=ax-1(a>1)在区间[2,3]上的最大值比最小值大,则a=________.
10.(2019·苏州5月调研)已知函数,若,则实数的值是_______.
二、解答题
11.(2019·盐城期中)已知 的值域为集合A,定义域为集合B,其中.
(1)当,求;
(2)设全集为R,若,求实数的取值范围.
12.(2018·苏州调研)已知函数f(x)=3x+λ·3-x(λ∈R).
(1)若f