内容正文:
第5节 指数与指数函数
[考试要求]
1.了解指数函数模型的实际背景.
2.理解有理数指数幂的含义,了解实数指数幂的意义,掌握幂的运算.
4.体会指数函数是一类重要的函数模型.
课前预习 巩固主干知识
1.根式的概念及性质
根式
没有意义
3.有理数指数幂的运算性质
aras= ;(ar)s= ;(ab)r= ,其中a>0,b>0,r,s∈Q.
4.指数函数及其性质
(1)概念:一般地,函数y=ax(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,a是底数.
ar+s
ars
arbr
(2)指数函数的图象与性质.
y=ax a>1 0<a<1
图象
定义域 .
值域 .
性质 过定点 .
当x>0时, ;
当x<0时, . 当x>0时, ;
当x<0时, .
在R上是增函数 在R上是减函数
R
(0,+∞)
(0,1)
y>1
0<y<1
0<y<1
y>1
[重要结论]
1.指数函数图象的画法
2.指数函数的图象与底数大小的比较
如图是指数函数(1)y=ax,(2)y=bx,(3)y=cx,(4)y=dx的图象,底数a,b,c,d与1之间的大小关系为c>d>1>a>b>0.在第一象限内,指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象越高,底数越大.
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”).
×
×
(3)函数y=2x-1是指数函数.( )
×
×
A
A.a>b>c B.b>a>c
C.a>c>b D.c>b>a
A.是偶函数,且在R上单调递增
B.是奇函数,且在R上单调递增
C.是偶函数,且在R上单调递减
D.是奇函数,且在R上单调递减
B
C
课堂突破 提升素养能力
考点一 指数幂的运算
1.设α,β是方程5x2+10x+1=0的两个根,则2α·2β= ,(2α)β=
.
3.(2022·青海西宁二模)已知f(x)=2x+2-x,若f(a)=3,则f(2a)= .
解析:因为f(a)=2a+2-a=3,所以f(2a)=22a+2-2a=(2a+2-a)2-2=32-2=7.
答案:7
1.指数幂的运算首先将根式、分数指数幂都统一为分数指数幂,以便利用法则计算,但应注意:
(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,应先确定符号.
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.
考点二 指数函数的图象及应用
[例1] (1)已知实数a,b满足等式2 022a=2 023b,下列五个关系式:①0<b<a;②a<b<0;③0<a<b;④b<a<0;⑤a=b.其中不可能成立的关系式有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
解析:(1)如图,观察易知a,b的关系为a<b<0或0<b<a或a=b=0.故选B.
(2)(2022·贵州毕节三模)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( )
解析:(2)作出函数f(x)=|2x-1|的图象,如图,
因为a<b<c且f(a)>f(c)>f(b),结合图象知,0<f(a)<1,a<0,c>0,
所以0<2a<1.f(a)=|2a-1|=1-2a,
所以f(c)<1,所以0<c<1.所以1<2c<2,所以f(c)=|2c-1|=2c-1,
又因为f(a)>f(c),所以1-2a>2c-1,所以2a+2c<2.故选D.
1.对于有关指数型函数的图象问题,一般是从最基本的指数函数的图象入手,通过平移、伸缩、对称变换得到.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.
2.有关指数方程、不等式问题的求解,往往利用相应的指数型函数图象,数形结合求解.
答案:(1)D
(2)如果函数y=|3x-1|+m的图象不经过第二象限,则实数m的取值范围是
.
答案:(2)(-∞,-1]
解析:(2)在同一平面直角坐标系中画出y=|3x-1|与y=-m的图象,如图所示.
函数y=|3x-1|+m的图象不经过第二象限,则y=|3x-1|与y=-m的图象在第二象限没有交点,由图象知-m≥1,即m≤-1.
考点三 与指数函数性质有关的问题
微点1 比较指数式的大小
A.a<b<c B.b<a<c
C.b<c<a D.c<a<b
比较指数式的大小的方法
(1)能化成同底数的先化成同底数幂,再利用单调性比较大小.
(2)不能化成同底数的,一般引入“1”等中间量比较大小.
A.aa>ab>bb B.