内容正文:
第四章 指数函数与对数函数
一.指数与指数函数
(一)指数
1.根式的概念:
负数没有偶次方根;0的任何次方根都是0,记作=0。
注意:(1)
(2)当 n是奇数时, ,当 n是偶数时,
2.分数指数幂
正数的正分数指数幂的意义,规定:
正数的正分数指数幂的意义:
0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义
3.实数指数幂的运算性质
(1)
(2)
(3)
题型一:根式的化简求值
例1:下列运算中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】对于A,,所以,错误;
对于B,因为,所以,则,错误;
对于C,,正确;
对于D,,错误.
故选:C.
举一反三
1.式子的计算结果为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】.
故选:D.
2.化简________.
【答案】##
【详解】.故答案为:.
题型二:指数幂的运算
例2:计算:___.
【答案】##0.5
【详解】原式.
故答案为:
举一反三
1.(多选)下列化简结果中正确的有(m、n均为正数)( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【详解】A. ,故正确;B. ,故错误;
C. ,故错误;D. ,故正确.
故选:AD
2.计算:
(1);
(2).
解:(1)
(2)
题型三:分数指数幂与根式的互化
例3:已知,为正数,化简_______.
【答案】
【详解】原式.故答案为:.
举一反三
1.( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【详解】.故选:B.
2.若,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】,则.
故选:C.
题型四:指数幂的化简、求值
例4:化简:,并求当时的值.
【详解】由
时,原式
举一反三
已知,则=__________.
【答案】
【解析】
【详解】
,,, .
二 指数函数
1.指数函数定义:
一般地,函数(且)叫做指数函数,其中是自变量,叫底数,函数定义域是.
2.指数函数在底数及这两种情况下的图象和性质:
图象
性质
(1)定义域:
(2)值域:
(3)过定点,即时
(4)在上是增函数
(4)在上是减函数
3.与指数函数相关的定义域及值域问题
(1)求由指数函数构成的复合函数的定义域时,可能涉及解指数不等式(即未知数在指数上的不等式),解指数不等式的基本方法是把不等式两边化为同底数幂的形式,利用指数函数的单调性将幂的形式转化为熟悉的不等式.
(2)求由指数函数构成的复合函数的值域,一般用换元法即可,但应注意中间变量的值域以及指数函数的单调性。
4.指数式的大小比较
(1)比较同底不同指数幂的大小,利用函数单调性进行比较
(2)比较不同底同指数幂的大小,可利用两个不同底指数函数图象间的关系,结合单调性进行比较.
(3)比较既不同底又不同指数幂的大小,可利用中间量结合函数的单调性进行比较.
题型一:指数函数的概念
例5:函数是指数函数,则( )
A.或 B. C. D.且
【答案】C
【详解】由指数函数定义知,同时,且,所以解得.
故选:C
举一反三
若指数函数的图像经过点,则指数函数的解析式为___.
【答案】
解:设指数函数的解析式为(a>0且a≠1),
∴,解得,∴.故答案为:.
题型二:指数函数的图像
例6:在同一坐标系中,函数与函数的图象可能为( )
A. B. C. D.
【答案】B
解:函数的是指数函数,且,排除选项C,
如果,二次函数的开口方向向上,二次函数的图象经过原点,并且有另一个零点:,所以B正确;对称轴在x轴左侧,C不正确;
如果,二次函数有一个零点,所以D不正确.故选:B.
举一反三
如图所示,函数的图像是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】,时,时,.
故选:B.
题型三:指数函数的定义域
例7:函数的定义域为___________
【答案】
【详解】由题,即,即,
因为为单调递增函数,所以,即故答案为:
举一反三
1.已知函数的定义域为,则_________.
【答案】
【详解】由题意可知,不等式的解集为,则,解得,
当时,由,可得,解得,合乎题意.
故答案为:.
2.函数的定义域为 _________.
【答案】
解:要使有意义,则;解得,且;
的定义域为.
故答案为:
题型四:指数函数的值域
例8:函数的值域为_________________.
【答案】
【详解】当时,,则,故函数的值域为.
故答案为:.
举一反三
函数且的值域是,则实数 ____.
【答案】或
【详解】当时,函数且是增函数,
值域是, ;
当时,函数且是减函数,
值域是, .
综上所述,可得实数或.
故答案为:或
题型