内容正文:
苏教版 数学 必修第一册
第6章 幂函数、指数函数和对数函数
章末总结提升
网络构建·知识导图
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要点归纳·典例提升
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要点一 幂函数、指数函数、对数函数的图象
1.图象的应用是考查的重点,也是我们解决函数问题的基本功.图象应用主要体现在两个方面:一是识图,通过图象识别函数的相关性质;二是用图,借助图象解决函数问题、方程问题以及不等式问题.
2.掌握函数的图象,重点提升直观想象和逻辑推理的核心素养.
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【典例1】(1) 已知 是函数 的反函数,则 的图象是
( )
C
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
[解析] 函数 的反函数为 ,故 ,于是
,此函数在 上为减函数,其图象过点 ,所以C中的
图象符合要求.故选C.
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(2)在同一坐标系中,函数 与 且 的图象可能是
( )
C
A.&5& B.&6& C.&7& D.&8&
[解析] 当 时,直线 的斜率大于1,函数 且
在 上单调递增,选项C满足条件.
当 时,直线 的斜率大于0且小于1,函数 且
在 上单调递减,没有选项满足条件.
故选C.
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规律方法 函数图象的画法
画法 应用范围 画法技巧
基本函数法 基本初等函数 利用一次函数、反比例函数、二次函数、指数函数、
对数函数的有关知识,画出特殊点(线),直接根据
函数的图象特征作出图象
变换法 与基本初等函数
有关联的函数 弄清所给函数与基本初等函数的关系,恰当选择平
移、对称等变换方法,由基本初等函数图象变换得到
函数图象
描点法 未知函数或较复
杂的函数 列表、描点、连线
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跟踪训练1(1)(多选题)已知幂函数 , , ,
在第一象限的图象如图所示,则( )
AB
A.
B.
C.
D.
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(2)已知 , ,且 , ,则函数 与函数
在同一坐标系中的图象可能是( )
B
A.&9& B.&10& C.&11& D.&12&
[解析] 由题得,
因为 , ,且 , ,
所以 ,
所以 与 单调性相同.故选B.
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要点二 幂函数性质的综合应用
幂函数的问题多借助图象解决,多考查两个方面:一是幂函数图象的识别;二是借助图象解决单调性问题,渗透直观想象和逻辑推理的核心素养.
【典例2】 已知函数 在 上单调递增,在 上单调递减,则
最小的正整数 ___.
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[解析] 因为 在 上单调递减,所以 ,
所以 .
因为 在 上单调递增,且在 上单调递减,所以 为偶函数,
所以最小的正整数 .
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规律方法 幂函数 的图象与性质由于 值的不同而比较复杂,一般从两个方面
考查:
的正负: 时,图象过原点和 ,在第一象限的图象上升; 时,
图象不过原点,在第一象限的图象下降.反之也成立.
(2)比较大小的基本题型,关键在于构造适当的函数,若指数相同而底数不同,
则考虑幂函数;若指数不同底数相同,则考虑指数函数;若底数不同,指数也不同,则需
引入中间量.可以利用幂函数与指数函数的单调性,也可以借助幂函数与指数函数的图
象进行判断.
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跟踪训练2 已知幂函数 的图象关于 轴对称,且在区间
上单调递增.
(1)求 的值;
解 由于 的图象关于 轴对称,则 是偶函数,
即 是偶数.
由于 在 上单调递增,所以 ,
解得 .
又 ,故 可取1,2,3,
分别代入 得3,4,3,
故 .
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(2)求满足不等式 的实数 的取值范围.
解 因为 是偶函数,且在区间 上单调递增,由 ,可得 ,即 ,解得 ,
故实数 的取值范围是 .
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要点三 指数型函数性质的综合应用
1.指数型函数多结合运算考查函数的图象性质,以及利用性质进行大小比较、方程和不等式的求解等.
2.掌握指数函数的图象和性质,重点提升数学运算和逻辑推理的核心素养.
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【典例3】 若函数 为奇函数.
(1)求 的值;
(2)求函数 的定义域;
(3)求函数 的值域;
(4)讨论函数 的单调性.
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(2) 由(1)得 ,所以 ,即 ,
所以函数 的定义域为 .
(3) 因为 .又 ,所以 或 ,
所以 或 ,
即函数 的值域为 , .
解 先将函数 化简为 .
(1) 由奇函数的定义,得 ,
即 ,所以 ,所以 .
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(4)当 时,设 ,
则 .
因为 ,
所以 ,
所以 ,
, ,
所以 ,即 .
因此 在 上单调递增.
由于 是奇函数,从而 在 上单调递增.
综上, 在 上单调递增,在 上单调递增.
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规律方法 对于形如 或 的复合函数,要注意转化思想的应用,将问题转化为我们熟悉的指数函数、一次函数、二次函数等问题去求解.通常研究函数的单调性、奇偶性、定义域、值域等性质.
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跟踪训练3 已知函数 是指数函数.
(1)求 的解析式;
解 由题意得 ,解得 或 (舍去),
所以 .
(2)判断函数 的奇偶性,并证明;
证明 为奇函数,证明如下: ,定义域为 ,关于原点对称,
又 ,所以 是奇函数.
(3)解不等式 .
解 不等式 ,
即 ,所以 ,
故不等式的解集为 .
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要点四 对数型函数性质的综合应用
1.对数型函数多结合运算考查函数的图象性质,以及利用性质进行大小比较、方程和不等式的求解等,在解决对数型函数的相关问题时,不要忘记对数的真数大于0.
2.掌握对数函数的图象和性质,重点提升数学运算和逻辑推理的核心素养.
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【典例4】 已知函数 .
(1)求函数 的解析式;
解 令 ,则 ,
由题意知 ,即 ,则 ,
所以 ,
故 .
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(2)判断 的奇偶性;
解 由(1)知, ,定义域关于原点对称,
,
所以 为奇函数.
(3)解关于 的不等式 .
解 原不等式可化为 ,
即 , ,
解得 或 ,
故原不等式的解集为 .
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规律方法 以对数函数 的图象与性质为依托,以及利用对数函数的性质进行定义域、值域、单调性、奇偶性等问题的研究时,不要忘记对数中真数应大于0的限制条件,以免扩大范围.
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跟踪训练4 已知 ,且 .
(1)求函数 的定义域、值域;
解 由 得 ,
所以函数的定义域为 .
,
设 ,
因为 ,所以 .
令 , .
当 时, ,值域为 .
当 时, ,
值域为 .
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(2)若函数 的最小值为 ,求 的值.
解 由(1)知,当 时,函数有最小值,
所以 ,
解得 .
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