4.1.2 第1课时 指数函数的图像和性质（课件+练习）-新教材高中数学必修第二册【优化指导】人教B版

4.1.2　指数函数的性质与图像 第一课时　指数函数的图像和性质 课程标准 学科素养 1.理解指数函数的概念和意义． 2.能利用函数性质画出指数函数的图像，并借助于计算器或计算机验证． 3.初步掌握指数函数的有关性质. 通过指数函数性质与图像的学习，强化数学抽象、直观想象、逻辑推理及数学运算的核心素养. 知识点1　指数函数的概念 一般地，函数y＝ax称为指数函数，其中a是常数，a＞0，且a≠1. [微体验] 1．下列函数中指数函数的个数是(　　) ①y＝3x；②y＝x3；③y＝－3x；④y＝xx； ⑤y＝(6a－3)x. A．0　　　 B．1　　　 C．2　　　 D．3 C　[只有①⑤是指数函数；②底数不是常数，故不是指数函数；③是－1与指数函数y＝3x的乘积；④中底数x不是常数，它们都不符合指数函数的定义．] 2．若指数函数f(x)的图像经过点(2,4)，则f(3)＝________. 8　[设f(x)＝ax(a>0，且a≠1)，因为图像经过点(2,4)，所以f(2)＝4，即a2＝4.因为a>0且a≠1，得a＝2，即函数的解析式为f(x)＝2x，∴f(3)＝23＝8.] 知识点2　指数函数的图像和性质 0＜a＜1 a＞1 图像 定义域 R 值域 (0，＋∞) 性质[来源:学科网] 定点(0,1)，即x＝0时，y＝1[来源:学,科,网Z,X,X,K][来源:学,科,网Z,X,X,K] 减函数 增函数 非奇非偶函数 [微体验] 1．函数y＝3－x的图像是(　　) B　[∵y＝3－x＝x，∴B正确．] 2．函数y＝ax(a>0，且a≠1)在R上是增函数，则a的取值范围是________. (1，＋∞)　[结合指数函数的性质可知，若y＝ax(a>0，且a≠1)在R上是增函数，则a>1.] 探究一　指数函数的概念 下列函数中，哪些是指数函数？ (1)y＝10x；(2)y＝10x＋1；(3)y＝－4x；(4) y＝xα(α是常数)． 解　(1)y＝10x符合定义，是指数函数． (2)y＝10x＋1中指数是x＋1而非x，不是指数函数． (3)y＝－4x中系数为－1而非1，不是指数函数． (4)y＝xα中底数是自变量，不是指数函数． [方法总结] 判断一个函数是否为指数函数的关键是分析该函数是否具备指数函数三大特征： (1)底数a＞0，且a≠1; (2)ax的系数为1； (3)y＝ax中“a是常数”，x为自变量，自变量在指数位置上. [跟踪训练1]　函数f(x)＝(a2－3a＋3)ax是指数函数，则有(　　) A．a＝1或a＝2　　　　 B．a＝1 C．a＝2 D．a>0且a≠1 C　[由指数函数的定义知， ∴a＝2(a＝1舍去)．] 探究二　指数函数的图像 如图是指数函数①y＝ax，②y＝bx，③y＝cx，④y＝dx的图像，则a，b，c，d与1的大小关系是(　　) A．a<b<1<c<d　　　 B．b<a<1<d<c C．1<a<b<c<d D．a<b<1<d<c B　[法一　在①②中底数小于1且大于零，在y轴右边，底数越小，图像向下越靠近x轴，故有b<a，在③④中底数大于1，在y轴右边，底数越大，图像向上越靠近y轴，故有d<c. 法二　作直线x＝1，与四个图像分别交于A、B、C、D四点，由于x＝1代入各个函数可得函数值等于底数的大小，所以四个交点的纵坐标越大，则底数越大，由图可知b<a<1<d<c.] [方法总结] 1．指数函数在同一平面直角坐标系中的图像的相对位置与底数大小的关系：在y轴右侧， 图像从上到下相应的底数由大变小；在y轴左侧， 图像从上到下相应的底数由小变大． 无论指数函数的底数a如何变化，指数函数y＝ax(a>0，且a≠1)的图像恒过定点(0,1)，且与直线x＝1相交于点(1，a)，因此，直线x＝1与各图像交点的纵坐标即为底数，由此可得底数的大小． 2．指数函数y＝ax与y＝x(a>0，且a≠1)的图像关于y轴对称． 3．处理函数图像问题的常用方法：一是抓住图像上的特殊点；二是利用图像的变换；三是利用函数的奇偶性与单调性. [跟踪训练2]　函数y＝|x|的图像有什么特征？你能根据图像指出其值域和单调区间吗？ 解　∵y＝|x| ＝ ∴其图像由y＝x(x≥0)和y＝2x(x<0)的图像合并而成．而y＝x(x≥0)和y＝2x(x<0)的图像关于y轴对称，∴原函数的图像关于y轴对称．由图像可知值域是(0,1]，单调递增区间是(－∞，0]，单调递减区间是(0，＋∞)． 探究三　指数函数的定义域和值域 (1)求下列函数的定义域与值域： (1)y＝2；(2)y＝－|x|. 解　(1)∵由x－4≠0，得x≠4， ∴函数的定义域为{x|x∈R，且x≠4}． ∵≠0，∴