内容正文:
第
§2.1 指数函数
1.n次方根、n次根式
(1)a的n次方根的定义
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*.
(2)a的n次方根的表示
n的奇偶性
a的n次方根的表示符号
a的取值范围
n为奇数
a∈R
n为偶数
±
[0,+∞)
(3)根式
式子
叫做根式,这里n叫做根指数,a叫做被开方数.
2.根式的性质
(1)
=0(n∈N*,且n>1);
(2)(
)n=a(n∈N*,且n>1);
(3
=a(n为大于1的奇数);
(4)
=|a|=(n为大于1的偶数).
3.分数指数幂的定义
(1)规定正数的正分数指数幂的意义是:
=
(a>0,m,n∈N*,且n>1);
(2)规定正数的负分数指数幂的意义是:
(a>0,m,n∈N*,且n>1);
(3)0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义.
4.有理数指数幂的运算性质
整数指数幂的运算性质,可以推广到有理数指数幂,即:
(1)aras=ar+s(a>0,r,s∈Q);
(2)(ar)s=ars(a>0,r,s∈Q);
(3)(ab)r=arbr(a>0,b>0,r∈Q).
5. 无理数指数幂
一般地,无理数指数幂aα(a>0,α是无理数)是一个确定的实数.有理数指数幂的运算性质同样适用于无理数指数幂.
典例1 (1)计算:
+0.002
-10(-2)-1+π0= .
解析 原式=
+
-
+1
=
+10-10
-20+1=-.
答案 -
(2)化简:
= (a>0).
解析 原式=
答案 a2
方法归纳 (1)指数幂的运算首先将根式、分数指数幂统一为分数指数幂,以便利用法则计算,还应注意:
①必须同底数幂相乘,指数才能相加;
②运算的先后顺序.
(2)当底数是负数时,先确定符号,再把底数化为正数.
(3)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.
6. 一般地,函数y=
(a>0,且a≠1)
叫做指数函数,其中x是自变量,函数的定义域是R..
7.指数函数的图象和性质
指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象和性质如下表:
a>1
0<a<1
图象
定义域
R
值域
(0,+∞)
性质
过定点
过定点(0,1),即x=0时,y=1
函数值的变化
当x>0时,y>1;
当x<0时,0<y<1
当x>0时,0<y<1;
当x<0时,y>1
单调性
在R上是增函数
在R上是减函数
典例2 (1)函数f(x)=ax-b的图象如图所示,其中a,b为常数,则下列结论正确的是( )
A.a>1,b<0
B.a>1,b>0
C.0<a<1,b>0
D.0<a<1,b<0
解析 由f(x)=ax-b的图象可以观察出,函数f(x)=ax-b在定义域上单调递减,所以0<a<1,函数f(x)=ax-b的图象是在y=ax的基础上向左平移得到的,所以b<0.
答案 D
(2)已知函数f(x)=|2x-1|
,a<b<c且f(a)>f(c)>f(b),则下列结论中,一定成立的是( )
A.a<0,b<0,c<0
B.a<0,b≥0,c>0
C.2-a<2c
D.2a+2c<2
解析 ∵a<b<c且f(a)>f(c)>f(b),结合图象知,
0<f(a)<1,a<0,c>0,
∴0<2a<1.
∴f(a)=|2a-1|=1-2a<1,
∴f(c)<1,∴0<c<1.
∴1<2c<2,∴f(c)=|2c-1|=2c-1,
又∵f(a)>f(c),
∴1-2a>2c-1,
∴2a+2c<2,故选D.
答案 D
方法归纳 (1)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.
(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.
典例3 (1)已知a=
,b=
,c=
,则( )
A.b<a<c B.a<b<c C.b<c<a D.c<a<b
解析 由a15=(2
)15=220,b15=(2
)15=212,c15=255>220,可知b15<a15<c15,所以b<a<c.
答案 A
(2)若偶函数f(x)满足f(x)=2x-4(x≥0)
,则不等式f(x-2)>0的解集为 .
解析 ∵f(x)为偶函数,
当x<0时,-x>0,则f(x)=f(-x)=2-x-4,
∴f(x)=
当f(x-2)>0时,有或
解得x>4或x<0.
∴不等式的解集为{x|x>4或x<0}.
答案 {x|x>4或x<0}
(3)已知函数f(x)=2|2x-m|(m为常数),若f(x)