内容正文:
第四章 指数函数与对数函数
一.分数指数幂与根式的性质
分数指数幂
正分数指数幂
规定:=(a>0,m,n∈N*,且n>1)
负分数指数幂
规定:=(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的负分数指数幂无意义
当为奇数时,;当为偶数时,
二.指数性质
()
; ; .
3. 指数函数
一般地,指数函数
图象
定义域
值域
奇偶性
对称性
函数y=a−x与y=ax的图象关于 对称
过定点
过定点
单调性
在上是减函数
在上是
函数值的变化情况
当时,;
当时,
当时, ;
当时, .
2.
指数函数中的底数对其图象的影响
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.由此我们可得到以下规律: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.
4. 对数
1.
对数的定义:,那么数 x叫做以a为底 N的对数,记作logaN=b,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.
常用对数:记为 . e=2.718 28……为底数的对数,记为 .
2 对数与指数的关系
当a>0,且a≠1时,.即
3.对数的性质、换底公式与运算性质
(1)对数的性质:①alogaN= ;②loga ab=
③ ;④ ;
(2)对数的运算法则:如果a>0且a≠1,M>0,N>0,b>0且那么
loga (MN)= loga= ; loga Mn= (n∈R);
= (换底公式) ; ;
= ; .
4.函数的图象和性质如下表所示:
图象
定义域
值域
奇偶性
过定点
过定点
单调性
在上是
在上是
函数值的变化情况
当时,;
当时,
当时, ;
当时,
5.对数函数中的底数对其图象的影响
在直线x=1的右侧,当a>1时,底数越大,图象越靠近x轴;当0<a<1时,底数越小,图象越靠近x轴,即“底大图低”.
如图,作直线y=1,则该直线与四个函数图象交点的横坐标为相应底数,则0<c<d<1<a<b.
6. 反函数
指数函数 (a>0,且a≠1)与对数函数 (a>0,且a≠1)互为反函数,它们的图象关于直线
对称.
5. 函数零点的判断与方程的根
1.函数的零点
(1)函数零点的定义
对于函数y=f(x)(x∈D),把使 的实数x叫做函数y=f(x)(x∈D)的零点.
(2)几个等价关系
方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与 有交点⇔函数y=f(x)有 .
(3)函数零点的判定(零点存在性定理)
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是 的一条曲线,并且有 ,那么,函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个__c__也就是方程f(x)=0的根.
2.二分法
对于在区间[a,b]上连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.
3.二次函数y=ax2+bx+c (a>0)的图象与零点的关系
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函数y=ax2+bx+c (a>0)的图象
与x轴的交点
无交点
零点个数
2
练习
1.函数的定义域为( )
A. B. C. D.
2.设,,,则,,的大小关系( )
A. B.
C. D.
3.若,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
4.设,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B.
C. D.
5.三个实数的大小关系为( )
A. B.
C. D.
6.函数的定义域为( )
A. B. C. D.
7.如图(1)(2)(3)(4)中,不属于函数,,的一个是( )
A.(1) B.(2) C.(3) D.(4)
8.已知是函数的一个零点,则( )
A. B. C. D.
9.函数的零点所在的区间是( )
A. B. C. D.
10.用二分法求方程在内的近似解,已知判断,方程的根应落在区间( )
A. B. C. D.
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