内容正文:
2.5 指数与指数函数
课程标准
1.通过对有理数指数幂、实数指数幂含义的认识,了解指数幂的拓展过程,掌握指数幂的运算性质. 2.通过具体实例,了解指数函数的实际意义,理解指数函数的概念. 3.能画出具体指数函数的图象,探索并理解指数函数的单调性与特殊点.
授课提示:对应学生用书第40页
知识点一 根式与指数幂的运算
1.根式的概念
根式的概念
符号表示
备注
如果xn=a,那么x叫做a的n次方根
n>1且n∈N*
当n是奇数时,正数的n次方根是一个正数,负数的n次方根是一个负数
零的n次方根是零
当n是偶数时,正数的n次方根有两个,这两个数互为相反数
±(a>0)
负数没有偶次方根
2.两个重要公式
(1)=
(2)()n=a(注意a必须使有意义).
3.有理数指数幂
(1)幂的有关概念
①正分数指数幂:a= (a>0,m,n∈N*,且n>1);
②负分数指数幂:a==(a>0,m,n∈N*,且n>1);
③0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义.
(2)有理数指数幂的运算性质
①aras=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).
知识点二 指数函数的图象与性质
1.指数函数的概念
函数y=ax(a>0,且a≠1)叫做指数函数,其中指数x是自变量,函数的定义域是R,a是底数.
2.指数函数的图象与性质
0<a<1
a>1
图象
性质
定义域:R
值域:(0,+∞)
当x=0时,y=1,即过定点(0,1)
当x>0时,0<y<1;
当x<0时,y>1
当x>0时,y>1;
当x<0时,0<y<1
在R上是减函数
在R上是增函数
1.指数函数图象的关键点为(0,1),(1,a),.
2.如图所示是指数函数(1)y=ax,(2)y=bx,(3)y=cx,(4)y=dx的图象,则c>d>1>a>b>0,即在第一象限内,指数函数y=ax(a>0且a≠1)的图象越高,底数越大.
[对点自测]
1.(知识点一) + 的值是( )
A.0 B.2(a-b)
C.0或2(a-b) D.a-b
答案:C
2.(知识点二)化简4a·b÷的结果为( )
A.- B.-
C.- D.-6ab
答案:C
3.(知识点二)某种产品的产量原来是a件,在今后m年内,计划使每年的产量比上一年增加p%,则该产品的产量y随年数x变化的函数解析式为( )
A.y=a(1+p%)x(0<x<m)
B.y=a(1+p%)x(0≤x≤m,x∈N)
C.y=a(1+xp%)(0<x<m)
D.y=a(1+xp%)(0≤x≤m,x∈N)
答案:B
4.(知识点二)若函数f(x)=ax在[-1,1]上的最大值为2,则a=________.
答案:2或
授课提示:对应学生用书第41页
自主探究
1.(2023·广东茂名模拟)下列根式与分数指数幂的互化正确的是( )
A.-=(-x) B.x= (x>0)
C.=y D.[]=x(x<0)
解析:A.-=-x,A错,B正确.C.=|y|,C错.对于D,[]=[(-x)] =(-x),x<0,故D不正确.
答案:B
2.(2023·湖南省长沙实验中学入学考试)若0<a<1,b>0,且ab-a-b=-2,则ab+a-b的值为( )
A.2 B.±2
C.-2 D.
解析:根据题意,由ab-a-b=-2,得(ab-a-b)2=a2b+a-2b-2=4,即a2b+a-2b=6,则(ab+a-b)2=a2b+a-2b+2=6+2=8,所以ab+a-b=2(负值已舍去).
答案:A
3.计算:0+2-2×-0.010.5=________.
解析:原式=1+×-0.1=.
答案:
技法点拨
指数幂的运算
(1)运算顺序:有括号先算括号内的,无括号先进行指数的乘方、开方,再乘除后加减,底数是负数的先确定符号.
(2)运算基本原则:①化负指数为正指数;②化根式为分数指数幂;③化小数为分数,化带分数为假分数.
互动探究
[例] (1)已知实数a,b满足等式2 021a=2 022b,下列式子不能成立的是( )
A.a=b=0 B.a<b<0
C.0<a<b D.0<b<a
[解析] 如图,观察易知,a<b<0或0<b<a或a=b=0.
[答案] C
(2)(2023·广西适应性测试)函数f(x)=- (其中e是自然对数的底数)的图象大致为( )
[解析] 因为x∈R且f(-x)=-=-=-f(x),所以f(x)为奇函数,f(x)的图象关于坐标原点O对称,故排除C、D;当0<x≤时,<x