内容正文:
第四章 指数函数、对数函数与幂函数
4.1 指数与指数函数
4.1.2 指数函数的性质与图象
第1课时 指数函数的概念、性质与图象
(教师独具内容)
课程标准:1.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.2.能用描点法或借助计算工具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.
教学重点:指数函数的概念、图象与性质.
教学难点:运用指数函数的图象与性质解决问题.
核心素养:1.通过学习指数函数的概念、图象与性质培养直观想象素养和数学抽象素养.2.通过运用指数函数的图象与性质解决简单问题培养逻辑推理素养.
核心概念掌握
核心素养形成
随堂水平达标
目录
课后课时精练
核心概念掌握
知识点一 指数函数的概念
一般地,函数________称为指数函数,其中___是常数,a>___且a≠___.
[想一想] 指数函数y=ax中规定底数a>0且a≠1的原因是什么?
y=ax
a
0
提示
1
核心概念掌握
5
a>1 0<a<1
图象
知识点二 指数函数的图象与性质
指数函数y=ax(a>0且a≠1)的图象与性质如下表:
核心概念掌握
6
R
(0,+∞)
(0,1)
增
ax>1
ax=1
0<ax<1
减
0<ax<1
ax=1
ax>1
y轴
核心概念掌握
7
[拓展] 在同一直角坐标系中,几个指数函数图象的相对位置与底数的关系
在y轴右侧,图象从上到下相应的底数由大变小;在y轴左侧,图象从下到上相应的底数由大变小,这一性质可通过x取1时,函数值的大小去理解.如图所示,a,b,c分别对应函数y=ax,y=bx,y=cx当x取1时的函数值,因为a>b>c,所以在y轴右侧图象从上到下对应y=ax,y=bx,y=cx,这就验证了上述性质.
核心概念掌握
8
1.(指数函数的图象)函数f(x)=ax与g(x)=-x+a在同一坐标系中的图象可能是( )
答案
核心概念掌握
9
2.(指数函数的性质)(2024·天津高考)设a,b∈R,则“a3=b3”是“3a=3b”的
( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3.(指数函数的概念)若f(x)=(a2-3)ax是指数函数,则a=____.
2
答案
核心概念掌握
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核心素养形成
题型一 指数函数的概念
(1)函数f(x)=(m2-m+1)ax(a>0且a≠1)是指数函数,则m=________.
(2)若指数函数f(x)的图象经过点(2,9),则f(-2)=_____,f(1)=____.
解析 ∵函数f(x)=(m2-m+1)ax是指数函数,∴m2-m+1=1,解得m=0或1.
答案
解析
0或1
3
核心素养形成
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【感悟提升】
1.指数函数的判定
(1)看形式:判断一个函数是否为指数函数,只需判断其解析式是否符合y=ax(a>0且a≠1)这一结构形式;
(2)明特征:指数函数具备的特征如下:
核心素养形成
13
2.待定系数法求指数函数解析式的步骤
(1)设出函数的解析式f(x)=ax(a>0且a≠1);
(2)利用已知条件,求出底数a;
(3)写出指数函数的解析式.
核心素养形成
14
答案
解析
核心素养形成
15
解:由指数函数的定义,可知(a-2)(a-3)=0,解得a=2或a=3.
当a=2时,指数函数y=2x的图象过点(2,4),符合题意;
当a=3时,指数函数y=3x的图象不过点(2,4),不符合题意.
综上,a=2.
解
(2)已知指数函数y=ax+(a-2)(a-3)的图象过点(2,4),求a的值.
核心素养形成
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题型二 指数型函数的图象问题
(1)如图是指数函数①y=ax,②y=bx,③y=cx,④y=dx的图象,则a,b,c,d与1的大小关系为( )
A.a<b<1<c<d B.b<a<1<d<c
C.1<a<b<c<d D.a<b<1<d<c
解析 解法一:由图象可知③④的底数必大于1,①②的底数必小于1.
作直线x=1,在第一象限内直线x=1与各曲线的交点的纵坐标即各指数函数的底数,则1<d<c,b<a<1,从而可知a,b,c,d与1的大小关系为b<a<1<d<c.
答案
解析
核心素养形成
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解法二:根据图象可以先分两类:
③④的底数大于1,①②的底数大于0小于1,再由③④比较c,d的大小,由①②比较a,b的大小.当指数函数的底数大于1时,图象上升,且底数越大,图象向上越靠近y轴;当底数大于0小于1时,图象下降,底数越小,图象向右越靠近x轴.由以上分析,可知a,b,c,d与1的大小关系为b<a<1<d<c.
解析
核心素养形成
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解析 由函数f(x)=ax-b的图象可以观察出函数f(x)=ax-b在定义域上单调递减,所以0<a<1.又因为函数f(x)=ax-b的图象是在指数函数f(x)=ax的图象的基础上向左平移得到的,所以b<0.
(2)函数f(x)=ax-b的图象如图所示,其中a,b为常数,则下列结论正确的是( )
A.a>1,b<0 B.a>1,b>0
C.0<a<1,b>0 D.0<a<1,b<0
答案
解析
核心素养形成
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答案
解析
(3)函数y=ax-3+3(a>0且a≠1)的图象过定点________.
解析 解法一:因为指数函数y=ax(a>0且a≠1)的图象过定点(0,1),所以在函数y=ax-3+3中,令x=3,得y=1+3=4,即函数的图象过定点(3,4).
解法二:将原函数变形,得y-3=ax-3,把y-3看成x-3的指数函数,所以当x-3=0时,y-3=1,即x=3时,y=4,所以原函数的图象过定点(3,4).
(3,4)
核心素养形成
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【感悟提升】
1.识别指数函数图象问题的注意点
(1)根据图象“上升”或“下降”确定底数a>1或0<a<1.
(2)在y轴右侧,指数函数的图象从下到上相应的底数由小到大;在y轴左侧,指数函数的图象从下到上相应的底数由大到小.
(3)根据“左加右减,上加下减”的原则,确定图象的平移变换,从而确定指数型函数的图象与两坐标轴的交点位置.
2.解决指数型函数图象过定点问题的思路
指数函数y=ax(a>0且a≠1)的图象过定点(0,1),据此,可解决形如y=kax+c+b(k≠0,a>0且a≠1)的函数图象过定点的问题,即令x=-c,得y=k+b,函数图象过定点(-c,k+b).
核心素养形成
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答案
核心素养形成
22
解析
核心素养形成
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(2)若函数y=ax+b-1(a>0且a≠1)的图象经过第一、三、四象限,则一定有( )
A.0<a<1,且b>0 B.a>1,且b>0
C.0<a<1,且b<0 D.a>1,且b<0
答案
解析
解析:由函数y=ax+b-1(a>0且a≠1)的图象经过第一、三、四象限可得该函数的大致图象如图所示,由图可知a>1,a0+b-1<0,即a>1,且b<0.故选D.
核心素养形成
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答案
解析
(3)函数y=a2x+1+1(a>0且a≠1)的图象过定点________.
核心素养形成
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核心素养形成
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解
核心素养形成
27
解
核心素养形成
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【感悟提升】 比较幂的大小的常用方法
(1)对于底数相同,指数不同的两个幂的大小比较,可以利用指数函数的单调性来判断.
(2)对于底数不同,指数相同的两个幂的大小比较,可以利用指数函数图象的变化规律来判断.
(3)对于底数不同,且指数也不同的两个幂的大小比较,则应通过中间值来比较.
核心素养形成
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【跟踪训练】
3.比较下列各组数的大小:
(1)1.82.2,1.83;
(2)0.7-0.3,0.7-0.4;
(3)1.90.4,0.92.4;
(4)0.8-0.1,1.250.2.
核心素养形成
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解
解:(1)y=1.8x在R上为增函数,
又2.2<3,∴1.82.2<1.83.
(2)∵y=0.7x在R上为减函数,
又-0.3>-0.4,∴0.7-0.3<0.7-0.4.
(3)∵1.90.4>1.90=1,0.92.4<0.90=1,∴1.90.4>0.92.4.
(4)1.250.2=0.8-0.2,∵指数函数y=0.8x在(-∞,+∞)上为减函数,又-0.1>-0.2,∴0.8-0.1<0.8-0.2=1.250.2.
核心素养形成
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随堂水平达标
1.给出下列函数:
①y=x2;②y=(-2)x;③y=2x+1;④y=(a-1)x(a>1且a≠2).
其中,指数函数的个数是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析: ①是二次函数;②底数小于0,故不是指数函数;③指数为x+1,故不是指数函数;④是指数函数.故选A.
答案
解析
随堂水平达标
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2.已知1>n>m>0,则指数函数①y=mx,②y=nx的图象为( )
解析:由于0<m<n<1,所以y=mx与y=nx都是减函数,故排除A,B;作直线x=1与两条曲线相交,交点在下面的是函数y=mx的图象,故选C.
答案
解析
随堂水平达标
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答案
解析
随堂水平达标
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4.指数函数y=f(x)的图象过点(π,2),则f(0)=____,f(-π)=____.
答案
解析
1
随堂水平达标
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5.比较大小:2.32.3___2.33.2,0.75-0.1____0.750.1.
解析:因为函数y=2.3x在R上为增函数,2.3<3.2,所以2.32.3<2.33.2.因为y=0.75x在R上为减函数,-0.1<0.1,所以0.75-0.1>0.750.1.
答案
解析
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随堂水平达标
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课后课时精练
基础题(占比60%) 中档题(占比30%) 拔高题(占比10%)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★
对点 指数函数的概念 指数函数图象过定点问题 指数型函数图象的判断 利用指数函数的图象与性质比较大小 利用指数函数的图象与性质判断底数范围 指数函数的性质与图象 利用指数函数的单调性、最值求参数的值 已知与指数函数有关的函数值求参数
题号 9 10 11 12 13 14 15 16
难度 ★ ★★ ★ ★ ★★ ★★★ ★★ ★★
对点 利用指数型函数的图象求参数范围 利用与指数函数有关的分段函数的单调性求参数范围 指数函数的判断 指数函数的概念与性质 利用指数函数的性质求参数范围 指数型函数图象的应用 指数型函数解析式的求解与性质 指数型函数图象的作法与性质
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一、单选题
1.若函数f(x)=(a2-3a+3)ax是指数函数,则( )
A.a=1或a=2 B.a=1
C.a=2 D.a>0且a≠1
答案
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2.函数f(x)=2ax+2-1(a>0且a≠1)的图象过的定点是( )
A.(-2,-1) B.(-2,1)
C.(-1,-1) D.(-1,1)
解析:∵函数f(x)=2ax+2-1(a>0且a≠1),∴令x+2=0,解得x=-2,f(-2)=2×a0-1=2-1=1.∴f(x)的图象过定点(-2,1).故选B.
答案
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5.设x<0,且1<bx<ax,则( )
A.0<b<a<1 B.0<a<b<1
C.1<b<a D.1<a<b
答案
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9.已知函数y=ax+4a-3(a>0且a≠1)的图象不经过第一象限,则实数a的取值范围为________.
答案
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(1,2]
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14.若函数f(x)=|2x-2|-b有两个零点,则实数b的取值范围为________.
解析:作出函数g(x)=|2x-2|的图象如图,因为函数f(x)=|2x-2|-b有两个零点,所以直线y=b与函数g(x)的图象有两个交点,结合图象可知0<b<2.故实数b的取值范围为(0,2).
解析
(0,2)
答案
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15.已知函数f(x)=ax+b(a>0且a≠1)的图象过点(0,-2),(2,0).
(1)求a与b的值;
(2)当x∈[-2,4]时,求f(x)的最大值与最小值.
解
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R
提示:(1)若a<0,则对于x的某些数值,ax无意义,如(-2)x,当x=eq \f(1,2),eq \f(1,4)等时,无意义.
(2)若a=0,则当x>0时,ax=0;当x≤0时,ax无意义.
(3)若a=1,则对于任意x∈R,ax是一个常量1,没有研究的必要性.
为了避免上述各种情况,所以规定a>0且a≠1,这样对于任意x∈R,ax都有意义.
性质
定义域
_____
值域
____________
定点
图象恒过定点________
单调性
在R上是____函数
在R上是____函数
函数值的变化情况
当x>0时,_______;
当x=0时,_______;
当x<0时,__________
当x>0时,_________;
当x=0时,_______;
当x<0时,_______
对称性
函数y=ax与y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,a)))
eq \s\up12(x)的图象关于_______对称
eq \f(1,9)
解析 设f(x)=ax(a>0且a≠1),∵f(x)的图象过点(2,9),∴a2=9,a=3,即f(x)=3x,∴f(-2)=3-2=eq \f(1,9),f(1)=3.
【跟踪训练】
1.(1)(多选)下列一定是指数函数的是( )
A.y=ax(a>0且a≠1)
B.y=xa(a>0且a≠1)
C.y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)
D.y=(a-2)ax
解析:由指数函数的概念,知A中的函数是指数函数;B中,y=xa(a>0且a≠1)中变量是底数,所以不是指数函数;C中,y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)显然是指数函数;D中,只有eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a-2=1,,a>0且a≠1,))即a=3时才是指数函数.故选AC.
【跟踪训练】
2.(1)二次函数y=ax2+bx与指数函数y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,a)))eq \s\up12(x)的图象可能是( )
解析:抛物线的方程是y=aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(b,2a)))
eq \s\up12(2)-eq \f(b2,4a),其顶点坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(b,2a),-\f(b2,4a))),由指数函数的图象知0<eq \f(b,a)<1,所以-eq \f(1,2)<-eq \f(b,2a)<0,再观察四个选项,只有A中的抛物线的顶点的横坐标在-eq \f(1,2)和0之间.故选A.
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),2))
解析:令2x+1=0,得x=-eq \f(1,2),此时y=a0+1=2,所以函数图象过定点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),2)).
题型三 比较大小
比较下列各组数的大小:
(1)1.5a,1.5a-1;
(2)0.3-2,0.33;
(3)1.50.3,0.81.2;
(4)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)))
eq \s\up6(\f(2,3)),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,6)))
eq \s\up6(\f(2,3));
(5)a1-a,(1-a)aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)<a<1))
解 (1)∵函数y=1.5x在R上为增函数,又a>a-1,∴1.5a>1.5a-1.
(2)∵函数y=0.3x在R上为减函数,
又-2<3,∴0.3-2>0.33.
(3)由指数函数的性质知,1.50.3>1.50=1,
而0.81.2<0.80=1,∴1.50.3>0.81.2.
(4)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)))
eq \s\up6(\f(2,3))÷eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,6)))eq \s\up6(\f(2,3))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)×\f(6,5)))eq \s\up6(\f(2,3))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(9,10)))eq \s\up6(\f(2,3)),
由0<eq \f(9,10)<1,eq \f(2,3)>0,知eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(9,10)))eq \s\up6(\f(2,3))<1,
∴eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)))eq \s\up6(\f(2,3))<eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,6)))eq \s\up6(\f(2,3)).
(5)∵eq \f(1,2)<a<1,∴1>a>1-a>0,
画出函数y=ax和y=(1-a)x的大致图象,如图所示,由图可知(1-a)a<
(1-a)1-a<a1-a,∴a1-a>(1-a)a.
3.(多选)设指数函数f(x)=ax(a>0且a≠1),则下列等式中错误的是( )
A.f(x+y)=f(x)f(y)
B.f(x-y)=eq \f(f(x),f(y))
C.f(nx)=nf(x)(n∈Q)
D.[f(xy)]n=[f(x)]n[f(y)]n(n∈N+)
解析:f(x+y)=ax+y=axay=f(x)f(y),A正确;f(x-y)=ax-y=axa-y=eq \f(ax,ay)=eq \f(f(x),f(y)),B正确;f(nx)=anx=(ax)n=[f(x)]n,不一定等于nf(x),C错误;[f(xy)]n=(axy)n,[f(x)]n[f(y)]n=(ax)n(ay)n=(ax+y)n,不一定等于(axy)n,D错误.故选CD.
eq \f(1,2)
解析:设指数函数f(x)=ax(a>0且a≠1),则f(0)=a0=1,∵它的图象过点(π,2),∴2=aπ,∴f(-π)=a-π=eq \f(1,aπ)=eq \f(1,2).
解析:由题意,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2-3a+3=1,,a>0且a≠1,))解得a=2.
3.函数y=eq \f(xax,|x|)(0<a<1)的图象大致是( )
解析:由题意可得y=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(ax,x>0,,-ax,x<0))(0<a<1).故选D.
4.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up6(\f(2,3)),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up6(\f(1,3)),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,5)))
eq \s\up6(\f(2,3))的大小关系是( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up6(\f(1,3))>eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up6(\f(2,3))>eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,5)))
eq \s\up6(\f(2,3))
B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up6(\f(1,3))>eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,5)))
eq \s\up6(\f(2,3))>eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up6(\f(2,3))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,5)))
eq \s\up6(\f(2,3))>eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up6(\f(1,3))>eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up6(\f(2,3))
D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up6(\f(2,3))>eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up6(\f(1,3))>eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,5)))
eq \s\up6(\f(2,3))
解析:画出函数y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up12(x)和y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,5)))
eq \s\up12(x)的大致图象,如图所示.由图可知eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up6(\f(1,3))>eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up6(\f(2,3))>eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,5)))
eq \s\up6(\f(2,3)).故选A.
解析:因为1<bx<ax,x<0,所以0<a<1,0<b<1,当x=-1时,有eq \f(1,b)<eq \f(1,a),所以a<b,所以0<a<b<1.故选B.
二、多选题
6.下列说法中正确的是( )
A.任取x>0,均有3x>2x
B.y=(eq \r(3))-x是增函数
C.y=2|x|的最小值为1
D.在同一坐标系中,y=5x与y=5-x的图象关于x轴对称
解析:任取x>0,均有3x>2x,A正确;y=(eq \r(3))-x是减函数,B错误;y=2|x|的最小值为1,C正确;在同一坐标系中,y=5x与y=5-x=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5)))
eq \s\up12(x)的图象关于y轴对称,D错误.故选AC.
7.若函数y=ax(a>0且a≠1)在[1,2]上的最大值与最小值的差为eq \f(a,2),则a的值可能为( )
A.eq \f(1,2)
B.eq \f(3,2) C.eq \f(2,3)
D.2
解析:当a>1时,y=ax在[1,2]上的最大值为a2,最小值为a,故有a2-a=eq \f(a,2),解得a=eq \f(3,2)或a=0(舍去);当0<a<1时,y=ax在[1,2]上的最大值为a,最小值为a2,故有a-a2=eq \f(a,2),解得a=eq \f(1,2)或a=0(舍去).综上,a=eq \f(3,2)或a=eq \f(1,2).故选AB.
eq \f(1,4)
三、填空题
8.已知函数f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m·2x,x≥0,,2-x,x<0,))若f(f(-1))=1,则m=_____.
解析:根据题意,得f(-1)=21=2,所以f(f(-1))=f(2)=m·22=1,解得m=eq \f(1,4).
eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(1,2)))
解析:由题意得0<a<1且当x=0时, y≤0,即a0+4a-3≤0,即a≤eq \f(1,2),故0<a≤eq \f(1,2).
10.若函数f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1((2a+3)x-4a+3,x≥1,,ax,x<1))在R上是增函数,则实数a的取值范围是________.
解析:由函数f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1((2a+3)x-4a+3,x≥1,,ax,x<1))在R上是增函数,可得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2a+3>0,,a>1,,(2a+3)-4a+3≥a,))解得1<a≤2.
四、解答题
11.判断下列函数是否为指数函数:
(1)y=2×(eq \r(2))x;(2)y=2x-1;
(3)y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)))
eq \s\up12(x);(4)y=xx;(5)y=3eq \s\up6(-\f(1,x)).
解:(1)不是指数函数,因为(eq \r(2))x前的系数不是1.
(2)不是指数函数,因为指数不是x.
(3)是指数函数.
(4)不是指数函数,因为底数不是大于0且不等于1的常数.
(5)不是指数函数,因为指数不是x.
12.已知指数函数f(x)的图象经过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2,\f(1,9))).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若f(|x|)>f(1),求实数x的取值范围.
解:(1)设指数函数f(x)=mx(m>0且m≠1).
将点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2,\f(1,9)))代入,得m2=eq \f(1,9),
解得m=eq \f(1,3)或m=-eq \f(1,3)(舍去),
所以f(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(x).
(2)由(1)知指数函数f(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(x),它在R上是减函数.
又f(|x|)>f(1),所以|x|<1,解得-1<x<1,
故实数x的取值范围为(-1,1).
13.(2024·河北石家庄期末)已知函数f(x)=ax(a>0且a≠1)在[-1,1]上恒有f(x)<2,则实数a的取值范围为( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),2))
B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))
C.(1,2)
D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))∪(1,2)
解析:当a>1时,f(x)在[-1,1]上是增函数.因为函数f(x)在[-1,1]上恒有f(x)<2,所以f(1)<2,所以a<2,所以1<a<2;当0<a<1时,f(x)在[-1,1]上是减函数.因为函数f(x)在[-1,1]上恒有f(x)<2,所以f(-1)<2,所以eq \f(1,a)<2,即a>eq \f(1,2),所以eq \f(1,2)<a<1.综上所述,实数a的取值范围是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))∪(1,2).
解:(1)∵点(0,-2),(2,0)在函数f(x)=ax+b(a>0且a≠1)的图象上,
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a0+b=-2,,a2+b=0,))∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=±\r(3),,b=-3.))
又a=-eq \r(3)不符合题意,∴a=eq \r(3),b=-3.
(2)由(1)可得f(x)=(eq \r(3))x-3.
∵eq \r(3)>1,∴y=(eq \r(3))x在其定义域上是增函数,
∴f(x)=(eq \r(3))x-3在区间[-2,4]上单调递增.
∴f(x)在区间[-2,4]上的最小值为f(-2)=-eq \f(8,3),最大值为f(4)=6.
16.已知函数y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(|x+1|).
(1)作出此函数的图象;
(2)由图象确定其单调性;
(3)由图象指出,当x取什么值时函数有最大值.
解:由函数解析式可得
y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(|x+1|)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))\s\up12(x+1),x≥-1,,3x+1,x<-1.))
(1)当x≥-1时,y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(x+1)的图象是由y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(x)的图象向左平移1个单位得到的;
当x<-1时,y=3x+1的图象是由y=3x的图象向左平移1个单位得到的.
所以函数y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(|x+1|)的图象如图实线部分所示.
(2)由图象知,函数在(-∞,-1]上是增函数,在
[-1,+∞)上是减函数.
(3)由图象知,当x=-1时,函数有最大值,为1.
$$