内容正文:
赢在微点 高考复习顶层设计 数学 名师划重点
第二章
函数与基本初等函数
第四节
第二章 函数与基本初等函数
指数函数
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课
标
要
求
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三
年
考
情
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基础/梳理自测
赢在微点 数学 大一轮
第一部分
——回扣知识
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6
回|归|教|材
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基|础|自|测
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考点/精研突破
赢在微点 数学 大一轮
第二部分
——考向探究
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考点一
指数函数的图象及应用
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考点二
指数函数的性质及应用
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把握高考微点,实现素能提升
完成——微练(十四)
本部分内容讲解结束
1.了解指数函数的实际意义,理解指数函数的概念.
2.会画出具体指数函数的图象,理解指数函数的单调性与特殊点.
2022
2023
2024
全国Ⅰ卷
全国Ⅱ卷
重点提示:指数函数的图象、性质
1.指数函数的概念
函数__________(a>0,且a≠1)叫做指数函数,其中指数x是自变量,定义域是R.
2.指数函数的图象与性质
a>1
0<a<1
图象
y=ax
0<y<1
y>1
0<y<1
增函数
减函数
定义域
R
值域
__________
性质
过定点________,即x=0时,y=1
当x>0时,______;
当x<0时,________
当x<0时______;
当x>0时,________
在(-∞,+∞)上是________
在(-∞,+∞)上是________
(0,+∞)
(0,1)
y>1
【常用结论】
1.指数函数图象的关键点(0,1),(1,a),.
2.y=ax与y=x(a>0,且a≠1)的图象关于y轴对称.
3. 如图所示,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.
1.思考辨析(对的打“√”,错的打“×”)
(1)指数函数y=ax与y=a-x(a>0,且a≠1)的图象关于y轴对称.( )
(2)函数y=ax2+1(a>1)的值域是(0,+∞).( )
(3)函数y=3·2x与y=3x+1都不是指数函数.( )
(4)若am<an(a>0,且a≠1),则m<n.( )
√
×
√
×
2.(人B必二P13练习A T1改编)已知指数函数y=f(x)的图象过点(-1,2),那么这个函数也必定经过点( )
A. B.
C.(1,2) D.
由题意设f(x)=ax,则f(-1)=a-1=2,所以a=,f(x)=x,故f(3)=.
3.(人A必一P119T6改编)已知a=0.750.1,b=1.012.7,c=1.013.5,则( )
A.a>b>c B.a>c>b
C.c>b>a D.c>a>b
因为函数y=1.01x在(-∞,+∞)上是增函数,且3.5>2.7,故1.013.5>1.012.7>1>0.750.1,即c>b>a.故选C.
4.(人A必一P119T3改编)已知2x-1<23-x,则x的取值范围是__________.
由指数函数的性质,得x-1<3-x,解得x<2,所以x 的取值范围是(-∞,2).
(-∞,2)
【例1】 (1)已知函数f(x)=(x-a)(x-b)(其中a>b)的图象如图所示,则函数g(x)=ax+b的图象大致是( )
易知f(x)=(x-a)(x-b)的函数图象与x轴的交点的横坐标为(x-a)(x-b)=0的两个根,由(x-a)(x-b)=0可得两根为a,b,观察f(x)=(x-a)(x-b)的图象,可得其与x轴的两个交点分别在区间(-1,0)与(1,+∞)上,又因为a>b,所以a>1,-1<b<0,
由g(x)=ax+b可知,当a>1时,y=ax为增函数,又由-1<b<0得g(x)的图象与y轴的交点在x轴上方,分析选项可得C符合这两点.
(2)若2 024a=2 025b>1,则( )
A.0<b<a B.a<b<0
C.0<a<b D.b<a<0
在同一坐标系内作出y=2 024x及y=2 025x的
大致图象,如图所示,因为2 024a=2 025b>1,所
以0<b<a.故选A.
[规律方法] 指数型函数图象问题的解题策略
对于有关指数型函数的图象问题,一般是从最基本的指数函数的图象入手,通过平移、伸缩、对称变换得到.特别地,当底数a与1的大小关系不确定时应注意分类讨论.
【训练】 (1)若函数y=ax+b-1(a>0,且a≠1)的图象经过第二、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
如图所示,从图象上可以看出y=ax+b-1 是减函数,
则0<a<1,图象与y 轴的交点在y 轴的负半轴上,即a0+b
-1<0,可得b<0,所以0<a<1 且b<0.
(2)设a∈R,若函数f(x)=(a-1)x为指数函数,且f(2)>f(3),则a的取值范围是( )
A.(1,2) B.(2,3)
C.(-∞,2) D.(-∞,1)∪(1,2)
由函数f(x)=(a-1)x为指数函数,故a>1且a≠2,当a>2时,函数f(x)=(a-1)x单调递增,有f(2)<f(3),不符合题意,故舍去;当1<a<2时,函数f(x)=(a-1)x单调递减,有f(2)>f(3),符合题意,故正确.故选A.
角度1 比较大小
【例2】 (1)(2024·天津高考)若a=4.2-0.3,b=4.20.3,c=log4.20.2,则a,b,c的大小关系为( )
A.a>b>c B.b>a>c
C.c>a>b D.b>c>a
因为y=4.2x在R上递增,且-0.3<0<0.3,所以0<4.2-0.3<4.20<4.20.3,所以0<4.2-0.3<1<4.20.3,即0<a<1<b,因为y=log4.2x在(0,+∞)上递增,且0<0.2<1,所以log4.20.2<log4.21=0,即c<0,所以b>a>c,故选B.
(2)已知a<b<,则( )
A.aa>ab>bb B.aa>bb>ab
C.bb>aa>ab D.ab>bb>aa
因为函数y=x在R上单调递减,a<b<,所以a>b>1.因为函数y=ax(a>1)在R上为增函数,所以aa>ab.又y=xb(b>1)在(0,+∞)上单调递增,所以ab>bb,综上,aa>ab>bb.
[规律方法] 比较幂大小的方法
(1)对于底数相同指数不同的两个幂的大小,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,利用幂函数的单调性来判断.
(3)对于底数不同指数也不同的两个幂的大小,则通过中间值来判断.
角度2 解简单的指数方程或不等式
【例3】 (1)若函数y=4x-3·2x+3的值域为[1,7],则x的取值范围为_____________________.
(-∞,0]∪[1,2]
令t=2x,则t>0,y=4x-3·2x+3=t2-3t+3,因为函数y=4x-3·2x+3的值域为[1,7],所以1≤t2-3t+3≤7,又t>0,所以0<t≤1或2≤t≤4,即0<2x≤1或2≤2x≤4,解得x≤0或1≤x≤2.
(2)(2025·深圳一模)已知f(x)=2-x-2x-x,则f(x2-3)+f(2x)<0的解集为____________________________.
(-∞,-3)∪(1,+∞)
函数f(x)=2-x-2x-x的定义域为R,f(-x)=2x-2-x+x=-f(x),则f(x)是R上的奇函数,函数y=2-x,y=-2x,y=-x在R上都单调递减,则函数f(x)在R上单调递减,不等式f(x2-3)+f(2x)<0⇔f(x2-3)<-f(2x)=f(-2x),因此x2-3>-2x,即x2+2x-3>0,解得x<-3或x>1,所以原不等式的解集为(-∞,-3)∪(1,+∞).
[规律方法] 简单的指数方程或不等式求解的方法
先利用幂的运算性质化为同底数幂,再利用函数的单调性转化为方程或一般不等式求解.
角度3 求参数的取值范围
【例4】 (1)(2023·新课标Ⅰ卷)设函数f(x)=2x(x-a)在区间(0,1)单调递减,则a的取值范围是( )
A.(-∞,-2] B.[-2,0)
C.(0,2] D.[2,+∞)
函数y=2x在R上单调递增,而函数f(x)=2x(x-a)在区间(0,1)上单调递减,则有函数y=x(x-a)=2-在区间(0,1)上单调递减,因此≥1,解得a≥2,所以a的取值范围是[2,+∞).故选D.
(2)已知函数f(x)=满足对任意x1≠x2都有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0成立,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
由题意,对任意x1≠x2都有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0成立,则函数f(x)在R上单调递减,所以解得<a≤,即实数a的取值范围是.故选B.
[规律方法] 指数函数性质的综合问题主要涉及单调性、奇偶性、最值等,应在有关性质的基础上结合指数函数的性质进行解决,而指数函数性质的重点是单调性,注意利用单调性实现问题的转化.
【对点练】
1.(角度1)已知a=,b=,c=,则( )
A.a>b>c B.c>b>a
C.b>c>a D.b>a>c
由题意知,a=,c=,b=,因为y=x在R上单调递增,所以c>a,因为y=x在(0,+∞)上单调递增,所以b>c.综上,b>c>a.
2.(角度2)若ea+πb≥e-b+π-a,则下列结论一定成立的是( )
A.a+b≤0 B.a-b≥0
C.a-b≤0 D.a+b≥0
因为ea+πb≥e-b+π-a,所以ea-π-a≥e-b-πb,令f(x)=ex-π-x,易知f(x)是R上的增函数,上式可化为f(a)≥f(-b),所以a≥-b,即a+b≥0.故选D.
3.(角度3)设函数f(x)=3|a-2x|在区间(1,2)上单调递减,则a的取值范围是( )
A.(-∞,2] B.(-∞,4]
C.[2,+∞) D.[4,+∞)
函数y=3x在R上单调递增,而函数f(x)=3|a-2x|在区间(1,2)上单调递减,所以y=|2x-a|在区间(1,2)上单调递减,所以≥2,解得a≥4.故选D.
4.(角度3)函数y=2x2-ax+1在区间[1,+∞)上单调递增,则a的取值范围为___________.
(-∞,2]
因为函数y=2x2-αx+1在区间[1,+∞)上单调递增,所以y=x2-ax+1在[1,+∞)上单调递增,则≤1,即a≤2.
$$