内容正文:
第七节 指数函数
知识回顾
1.指数函数的定义
一般地,函数y=ax(a>0,a≠1)叫做指数函数,函数的定义域是R.
2.指数函数的图象与性质
y=ax
a>1
0<a<1
图象
定义域
(1)R
值域
(2)(0,+∞)
性质
(3)过定点(0,1)
(4)当x>0时,y>1;
当x<0时,0<y<1
(5)当x>0时,0<y<1;
当x<0时,y>1
(6)在(-∞,+∞)上是增函数
(7)在(-∞,+∞)上是减函数
课前检测
1.【2021年上海青浦区高一上学期期末考试数学试卷】已知 ,,则函数 的图象必定不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【解析】【分析】:根据指数函数的图象结合图象的平移可得正确的选项.
,,
的图象过第一、第二象限,且是单调减函数,经过 ,
的图象可看成把 的图象向下平移 个单位得到的,
故函数 的图象经过第二、第三、第四象限,不经过第一象限.
故选 A
【备注】先考查 的图象特征, 的图象可看成把 的图象向下平移 个单位得到的,即可得到 的图象特征.
本题考查函数图象的变换,指数函数的图象特征,体现了转化的数学思想.
2.函数f(x)=ax-(a>0,a≠1)的图象可能是________.
答案 ④
解析 函数f(x)的图象恒过(-1,0)点,只有图象④适合.
3.已知a=,b=,c=,则a,b,c的大小关系是________.
答案 c<b<a
解析 ∵y=x是减函数,
∴>>0,即a>b>1,
又c=<0=1,∴c<b<a.
4.当a>0且a≠1时,函数f(x)=ax-2-3的图象必过定点________.
解析:令x-2=0,则x=2,
此时f(x)=1-3=-2,
故函数f(x)=ax-2-3的图象必过定点(2,-2).
答案:(2,-2)
5.若指数函数f(x)=(a-2)x为减函数,则实数a的取值范围为________.
解析:∵f(x)=(a-2)x为减函数,
∴0<a-2<1,即2<a<3.
答案:(2,3)
6.已知函数f (x)=ax(a>0,a≠1)在[1,2]上的最大值比最小值大,则a的值为________;若函数f (x)为增函数,则f (x)的最大值为________.
答案 或
解析 当0<a<1时,a-a2=,∴a=或a=0(舍去).
当a>1时,a2-a=,∴a=或a=0(舍去).
综上所述,a=或;
若f (x)为增函数,则a=,此时f (x)max=2=.
课中讲解
考点一.指数型函数图像
例1.若函数y=|2x-1|的图象与直线y=b有两个公共点,则b的取值范围为__________.
[解析]作出曲线y=|2x-1|的图象与直线y=b如图所示.由图象可得b的取值范围是(0,1).
变式1.(变条件)将本例改为若函数y=|2x-1|在(-∞,k]上单调递减,则k的取值范围为________.
解析:因为函数y=|2x-1|的单调递减区间为(-∞,0],所以k≤0,即k的取值范围为(-∞,0].
答案:(-∞,0]
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________.
解析:作出曲线|y|=2x+1的图象,如图所示,要使该曲线与直线y=b没有公共点,只需-1≤b≤1.
答案:[-1,1]
变式2.(2020·南通质检)若函数y=|4x-1|在(-∞,k]上单调递减,则k的取值范围为____________.
答案 (-∞,0]
解析 函数y=|4x-1|的图象是由函数y=4x的图象向下平移一个单位后,再把位于x轴下方的图象沿x轴翻折到x轴上方得到的,函数图象如图所示.
由图象知,其在(-∞,0]上单调递减,所以k的取值范围是(-∞,0].
变式3.直线y=2a与函数y=|ax-1|(a>0,且a≠1)的图象有两个公共点,则a的取值范围为__________.
解析:y=|ax-1|的图象是由y=ax的图象先向下平移1个单位,再将x轴下方的图象沿x轴翻折到x轴上方得到的.
当a>1时,如图1,两图象只有一个交点,不合题意;
当0<a<1时,如图2,要使两个图象有两个交点,则0<2a<1,得到0<a<.
综上可知,a的取值范围是.
答案:
例3.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
答案 D
解析 作出函数f (x)=|2x-1|的图象,如图,
∵a<b<c且f (a)>f (c)>f (b),结合图象知,
0<f (a)<1,a<0