内容正文:
专题4.2 指数函数
【考纲要求】 1
【考向预测】 1
【知识清单】 1
【考点分类剖析】 2
考点一:指数函数的概念 2
考点二:指数函数的性质 3
【考纲要求】
1.理解指数函数的图像与性质,会判断指数函数的单调性。
2.会求函数值;会利用指数函数的单调性比较同底指数值的大小。
【考向预测】
1.指数函数的概念
2.指数函数的性质
【知识清单】
1.根式及相关概念
(1)a的n次方根定义
如果xn=a,那么x叫做a的n次方根,其中n>1,且n∈N*.
(2)a的n次方根的表示
n的奇偶性
a的n次方根的表示符号
a的取值范围
n为奇数
R
n为偶数
±
[0,+∞)
(3)根式
式子叫做根式,这里n叫做根指数,a叫做被开方数.
2.根式的性质(n>1,且n∈N*)
(1)n为奇数时,=a.
(2)n为偶数时,=|a|=
(3)=0.
(4)负数没有偶次方根.
3.分数指数幂的意义
分数指数幂
正分数指数幂
规定:a=(a>0,m,n∈N*,且n>1)
负分数指数幂
规定:a-==
(a>0,m,n∈N*,且n>1)
0的分数指数幂
0的正分数指数幂等于0,
0的负分数指数幂没有意义
4.有理数指数幂的运算性质
(1)aras=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).
5.无理数指数幂
一般地,无理数指数幂aα(a>0,α是无理数)是一个确定的实数.有理数指数幂的运算性质同样适用于无理数指数幂.
6.指数函数的概念
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.
7.指数函数的图象和性质
a的范围
a>1
0<a<1
图象
性质
定义域
R
值域
(0,+∞)
过定点
(0,1),即当x=0时,y=1
单调性
在R上是增函数
在R上是减函数
奇偶性
非奇非偶函数
对称性
函数y=ax与y=a-x的图象关于y轴对称
【考点分类剖析】
考点一:指数函数的概念
例1.函数的定义域是( )
A.R B.
C. D.且
例2.指数函数的定义域为( )
A.R B.Q C.Z D.N
例3.函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
例4.函数的图象大致是( )
A. B.
C. D.
例5.已知函数且的定义域和值域都是,则( )
A. B. C. D.或
【变式探究】1.下列函数中,与函数的值域相同的函数为( )
A. B. C. D.
2.函数的定义域为( )
A. B. C. D.
3.函数的最大值为( )
A.4 B.3 C. D.
4.y=2x-1的定义域是( )
A.(-∞,+∞) B.(1,+∞)
C.[1,+∞) D.(0,1)∪(1,+∞)
5.若函数(且)在区间上的值域为,则实数的值为( )
A. B.2 C.3 D.
考点二:指数函数的性质
例1.设,,,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
例2.若指数函数(且)在上是严格减函数,则下列不等式中,一定能成立的是( )
A.; B.; C.; D..
例3.指数函数图象经过点,那么这个指数函数可能经过( )
A. B. C. D.
例4.已知,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
例5.设,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【变式探究】1.函数在区间上的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
2.函数在区间[-2,-1]上的最大值是
A.1 B.2 C.4 D.
3.若函数的最大值为2,则实数的值为( )
A.-1 B.-2 C.-3 D.-4
4.指数函数,且的图像必过定点 ( )
A. B. C. D.
5.已知函数,则函数的图像不经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
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专题4.2 指数函数
【考纲要求】 1
【考向预测】 1
【知识清单】 1
【考点分类剖析】 2
考点一:指数函数的概念 2
考点二:指数函数的性质 3
【考纲要求】
1.理解指数函数的图像与性质,会判断指数函数的单调性。
2.会求函数值;会利用指数函数的单调性比较同底指数值的大小。
【考向预测】
1.指数函数的概念
2.指数函数的性质
【知识清单】
1.根式及相关概念
(1)a的n次方根定义
如果xn=a,那么x叫做a的n次方根,其中n>1,且n∈N*.
(2)a的n次方根的表示
n的奇偶性
a的n次方根的表示符号
a的取值范围
n为奇数
R
n为偶数
±
[0,+∞)
(3)根式
式子叫做根式,这里n叫做根指数,a叫做被开方数.
2.根式的性质(n>1,且n∈N*)
(1)n为奇数时,=a.
(2)n为偶数时,=|a|=
(3)=0.
(4)负数没有偶次方根.
3.分数指数幂的意义
分数指数幂
正分数指数幂
规定:a=(a>0,m,n∈N*,且n>1)
负分数指数幂
规定:a-==
(a>0,m,n∈N*,且n>1)
0的分数指数幂
0的正分数指数幂等于0,
0的负分数指数幂没有意义
4.有理数指数幂的运算性质
(1)aras=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).
5.无理数指数幂
一般地,无理数指数幂aα(a>0,α是无理数)是一个确定的实数.有理数指数幂的运算性质同样适用于无理数指数幂.
6.指数函数的概念
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.
7.指数函数的图象和性质
a的范围
a>1
0<a<1
图象
性质
定义域
R
值域
(0,+∞)
过定点
(0,1),即当x=0时,y=1
单调性
在R上是增函数
在R上是减函数
奇偶性
非奇非偶函数
对称性
函数y=ax与y=a-x的图象关于y轴对称
【考点分类剖析】
考点一:指数函数的概念
例1.函数的定义域是( )
A.R B.
C. D.且
【答案】C
【分析】由题意可知:要有意义,进而可得定义域.
【详解】由题意可知:要有意义,可得,
所以函数的定义域是.
故选:C.
例2.指数函数的定义域为( )
A.R B.Q C.Z D.N
【答案】A
【分析】由指数函数的性质求解.
【详解】因为指数函数为:且,它的定义域为:,
故选:A
例3.函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据指数函数的性质,利用排除法进行求解即可.
【详解】因为,
所以当时,函数,因此排除D.
当时,函数,因此排除A和C,
故选:B
例4.函数的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据指数函数的单调性及定点即可判断.
【详解】函数单调递增,且过点,B选项满足条件.
故选:B
例5.已知函数且的定义域和值域都是,则( )
A. B. C. D.或
【答案】B
【分析】由函数解析式知,需对分类讨论,根据函数的单调性列出等式求解.
【详解】当时,单调递增,有,无解;
当时,单调递减,有,
解得;
所以;
故选:B.
【变式探究】1.下列函数中,与函数的值域相同的函数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用指数函数、对数函数、幂函数与反比例函数的性质即可得解.
【详解】因为幂函数的值域为,
对于A,指数复合函数的值域为,故A错误;
对于B,对数复合函数的值域为,故B正确;
对于C,幂函数的值域为,故C错误;
对于D,反比例函数的值域为,故D错误.
故选:B.
2.函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】结合函数有意义的条件计算即可得.
【详解】由题意可知,,解得且;
故该函数定义域为.
故选:B.
3.函数的最大值为( )
A.4 B.3 C. D.
【答案】A
【分析】根据指数函数的单调性求值域即可求解.
【详解】函数在上单调递减,
当时,函数取得最大值,最大值为.
故选:.
4.y=2x-1的定义域是( )
A.(-∞,+∞) B.(1,+∞)
C.[1,+∞) D.(0,1)∪(1,+∞)
【答案】A
【分析】根据实数指数幂的意义可得解.
【详解】因为,
所以,
故选:A
5.若函数(且)在区间上的值域为,则实数的值为( )
A. B.2 C.3 D.
【答案】B
【分析】分与两种情况,结合函数单调性得到方程组,求出答案.
【详解】①当时,单调递增,
故,解得;
②当时,单调递减,
,无解,
综上可知.
故选:B
考点二:指数函数的性质
例1.设,,,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据指数以及对数函数的单调性即可求解.
【详解】由题,∵单调递增,则;
∵单调递减,则;
∵单调递增,则,
∴
故选:A
例2.若指数函数(且)在上是严格减函数,则下列不等式中,一定能成立的是( )
A.; B.; C.; D..
【答案】C
【分析】利用指数函数的单调性得到的取值范围,从而逐一分析各选项即可得解.
【详解】指数函数且在上是严格减函数,
则,故AB错误,
则,故C正确,D错误.
故选:C.
例3.指数函数图象经过点,那么这个指数函数可能经过( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先根据已知得出,进一步结合指数函数性质即可逐一判断各个选项.
【详解】∵,∴,,
若设指数函数,(且),则易知:,
所以当时,;当时,;
故只有才可能是该指数函数经过的点.
故选:C.
例4.已知,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据对数函数和指数函数的单调性即可判断.
【详解】因为在上单调递增,
所以即;
因为为增函数,故即;
因为为减函数,故即,
综上.
故选:A.
例5.设,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据对数的单调性以及指数的单调性即可利用中间值求解.
【详解】,
故,
故选:A
【变式探究】1.函数在区间上的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】A
【分析】分析可知函数在区间上单调递增,结合单调性求最值.
【详解】因为在区间上单调递增,则函数在区间上单调递增,
所以函数在区间上的最小值为.
故选:A.
2.函数在区间[-2,-1]上的最大值是
A.1 B.2 C.4 D.
【答案】C
【分析】根据函数的单调性,判断出当时函数取得最大值,并由此求得最大值.
【详解】由于为定义域上的减函数,故当时函数取得最大值为.故选C.
3.若函数的最大值为2,则实数的值为( )
A.-1 B.-2 C.-3 D.-4
【答案】A
【分析】利用函数的奇偶性,求解函数的最值,列出方程,求解即可.
【详解】解:函数f(x)=3﹣|x|﹣m是偶函数,
x>0时,函数是减函数,函数的最大值为:1﹣m=2,
解得m=﹣1.
故选A.
4.指数函数,且的图像必过定点 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据指数函数性质分析判断.
【详解】∵,且,
∴指数函数,且的图像必过定点.
故选:A.
5.已知函数,则函数的图像不经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】B
【分析】根据函数 的单调性和函数平移规则分析.
【详解】 是单调递增的函数,经过 ,渐近线为 ,当 时,
, ,渐近线为 ,
所以图像如下图:
故选:B.
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