内容正文:
专题10 指数函数
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任务驱动
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1. 知道指数函数的图像和性质,能利用所知求一些复合函数的定义域、值域,判断奇偶性,比较两个幂值,对数值的大小.
2. 会利用指数函数的单调性解一些简单的指数方程和不等式.
3. 知道关于图像变换的一些简单知识.
4. 会判定简单地形如y=的函数的单调性.
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要点点击
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1、 指数函数的定义
一般地,函数(且)叫做指数函数,其中指数x是自变量,定义域是R,a是指数函数的底数.
指数函数的底数规定大于0且不等于1的理由:
(1)如果,当
(2)如果,如,当时,在实数范围内函数值不存在.
(3)如果,是一个常量,对它就没有研究的必要.
为了避免上述各种情况,所以规定且.
二、指数函数的图象和性质
图象
定义域
值域
性质
过定点 ,即0 时,1
减函数
增函数
2、 指数方程
(1) 指数方程的定义
在指数里含有未知数的方程,叫指数方程.
(2) 一些特殊指数方程的解法
①形如=的方程,一般可利用指数性质化成普通方程f(x)等于g(x)去求解.
②形如f()=0的方程,采用换元的方法,设=t ,解方程f(t)=0,求出t,得到=t的方程,两边取对数进一步求解.
四、指数函数的实际应用范畴
指数函数在自然科学和经济生活中都有着广泛的应用,生活、生产中许多问题都需要利用指数函数知识解决.如复力、折旧、人口增长问题等.
解析式形如的函数模型叫做指数模型,当a>1时叫做指数增长模型,当0<a<1时,叫做指数衰减模型.
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常考题型
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题型一:函数的定义
例1.下列是指数函数的是( )
A. B.
C. D.
分析:
根据指数函数的解析式可知,为指数函数,A、B选项中的函数均不为指数函数,
C选项中的底数的范围未知,C选项中的函数不满足指数函数的定义.
故选:D.
题型二、指数函数的性质
例2.已知函数,,则( )
A.有最大值,有最小值 B.有最大值,无最小值
C.无最大值,有最小值 D.无最大值,无最小值
分析:
在上是增函数,
所以最小值为,没有最大值.
故选:C
例3.函数与函数且的图象大致是( )
A. B.
C. D.
分析:
函数f(x)单调递增,且过定点(0,1+a),
当0<a<1时,1<1+a<2,即f(x)与y轴交点纵坐标介于1和2之间,此时过定点(1,0)且在(0,+∞)单调递减,没有符合的选项;
当a>1时,1+a>2,即f(x)与y轴交点纵坐标大于2,此时g(x)过定点(1,0)且在(0,+∞)单调递增,符合的选项为B.
故选:B.
题型三、函数单调性的应用
例4.比较下列各组数的大小:
(1)1.52.5和1.53.2;
(2)0.6-1.2和0.6-1.5;
(3)1.70.2和0.92.1.
解:
(1)1.52.5,1.53.2可看作函数y=1.5x的两个函数值,由于底数1.5>1,
∴函数y=1.5x在R上是增函数,
∵2.5<3.2,∴1.52.5<1.53.2.
(2)0.6-1.2,0.6-1.5可看作函数y=0.6x的两个函数值,
∵0<0.6<1,
∴函数y=0.6x在R上是减函数,
∵-1.2>-1.5,∴0.6-1.2<0.6-1.5.
(3)由指数函数性质得,1.70.2>1.70=1,0.92.1<0.90=1,∴1.70.2>0.92.1.
题型四、指数函数的应用
例5.某种细菌每半小时分裂一次(一个分裂为两个),经过小时,这种细菌由个可繁殖( )
A.个 B.个 C.个 D.个
分析:
根据题意知,该种细菌分裂的个数满足指数函数;
经过3小时,细菌分裂6次,x=6,
细菌分裂的个数为y=26=64.
故选:D.
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巩固演练
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1.已知指数函数在上单调递增,则实数的值为( )
A. B.1 C. D.2
分析:
由题得或.
当时,在上单调递增,符合题意;
当时,在上单调递减,不符合题意.
所以.
故选:D
2.函数的图象与y轴的交点坐标是( )
A. B. C. D.
分析:
令,则,故函数的图象与y轴的交点坐标是.
故选:B.
3.已知函数,则函数的图像经过( ).
A.第一、二、四象限 B.第二、三、四象限
C.第二、四象限 D.第一、二象限
分析:
因为,
所以函数的图象经过一、二象限,
又的图象是由的图象沿y轴向下平移2个单位得到,
所以函数的图象经过二、三、四象限,如图,
故选:B
4.若且,则函数的图象一定过点( )
A. B. C. D.
分析:
令.
当时,,
所以函数的图象过点.
故选:C.
5.已知集合,则( )
A. B. C. D.
分析:
解不等