内容正文:
第3章 指数运算与指数函数
知识点一、n次方根,n次根式
1..a的n次方根的定义
一般地,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.
知识点二:根式的性质及分数指数幂
1.根式的性质
①负数没有偶次方根.
②0的任何次方根都是0,记作=0.
③.()n=a(n∈N*,且n>1).
④.=a(n为大于1的奇数).
⑤.=|a|=(n为大于1的偶数).
2.分数指数幂
①.规定正数的正分数指数幂的意义是:a=(a>0,m,n∈N*,且n>1);
②.规定正数的负分数指数幂的意义是:a-==(a>0,m,n∈N*,且n>1);
③.0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义.
知识点三:指数幂的分类及运算
1.有理数指数幂的分类
①正整数指数幂;
②零指数幂;
③负整数指数幂,;
④的正分数指数幂等于,的负分数指数幂没有意义.
2.有理数指数幂的性质
①,,;
②,,;
③,,;
④,,.
知识点四:指数函数的定义及特征
1.指数函数的概念
定义:一般地,函数y=ax(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.指数函数三个特征:
(1)底数a为大于0且不等于1的常数;(2)指数位置是自变量x;(3)ax的系数是1.
知识点五:指数函数的图像与性质
a>1
0<a<1
图象
性质
定义域
R
值域
(0,+∞)
过定点
过定点(0,1),即x=0时,y=1
函数值的变化
当x>0时,y>1
当x>0时,0<y<1
当x<0时,0<y<1
当x<0时,y>1
单调性
在R上是增函数
在R上是减函数
对称性
y=ax与y=x的图象关于y轴对称
知识点六:指数函数的单调性
1.指数函数单调性
指数函数y=ax(a>0,且a≠1)(a>1)在定义域上是单调增函数;y=ax(a>0,且a≠1)(0<a<1)在定义域上是单调减函数.
2.与指数函数复合的函数单调性
一般地,形如y=af(x)(a>0,且a≠1)函数的性质有:
①函数y=af(x)与函数y=f(x)有相同的定义域.
②当a>1时,函数y=af(x)与y=f(x)具有相同的单调性;当0<a<1时,函数y=af(x)与y=f(x)具有相反的单调3.求指数函数复合的函数单调性区间方法:
①先求y=af(x)(a>0,且a≠1)函数的定义域
②将y=af(x)(a>0,且a≠1)分解成两个基本函数
③分别将两个函数的单调区间求出来
④在利用“同增异减”求出复合函数的单调区间。
4.解指数型不等式
(1)形如af(x)>ag(x)的不等式,可借助y=ax的单调性求解;
(2)形如af(x)>b的不等式,可将b化为以a为底数的指数幂的形式,再借助y=ax的单调性求解;
(3)形如ax>bx的不等式,可借助两函数y=ax,y=bx的图象求解.
【易错点】01 指数运算错误
辨析:指数运算忽略底数的范围,不会进行指数与指数幂的运算与化简,从而出现错误.
【典例1】化简:.
【解析】原式
【典例2】下列各式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】借助指数幂的运算法则计算即可得.
【详解】对A:,,故A正确;
对B:,故B错误;
对C:,故C错误;
对D:,故D错误.
故选:A.
【易错点】02 忽视对底数的讨论
辨析:指数函数中底数的讨论不全面或未进行底数讨论,单调性判断有误,误用指数函数的性质致错.
【典例1】若函数且在区间上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【解析】根据复合函数的单调性可知,
当时,在上单调递增,在上单调递减,
因为函数在上单调递增,所以,无解;
当时,在上单调递减,在上单调递增,
因为函数在上单调递增,所以,解得:.
所以的取值范围为.故选C
【典例2】已知函数(且)在区间上单调递增,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用复合函数单调,结合分段讨论外函数单调性,再确定内函数二次函数的单调性即可求解.
【详解】当时,,所以外函数是单调递减的指数函数,
此时要使得函数在区间上单调递增,
则满足二次函数在区间上单调递减,
即满足对称轴,解得,结合,可得;
当时,,所以外函数是单调递增的指数函数,
此时要使得函数在区间上单调递增,
则满足二次函数在区间上单调递增,
即满足对称轴,解得,结合,可得;
综上可得a的取值范围是或,
故选:A.
【易错点】03 忽视函数定义域、值域等隐含条件
辨析:在解决函数、方程等问题中忽视了指数函数的值域,定义域等隐含条件,造成条件不全,不等式漏解等问题.
【典例1】求函数的定义域和值域.
【解析】要使函数有意义,则.即的定义域为.
因为,即,所以.
又,所以函数的值域为,且.
【典例2】求函数的值域.
【答案】
【分析】利用换元法结合二次函数的单调性得出值域.
【详解】令,,则.
因为函数在上单调递增,
所以,即函数的值域为.
重难点01 指数幂的计算
指数幂运算的一般原则
(1)将根式统一为分数指数幂,以便利用法则计算.
(2)先乘除后加减,负指数幂化成正指数幂的倒数.
(3)底数是小数,先化成分数;底数是带分数,先化成假分数.
(4)运算结果不能同时含有根号和分数指数,也不能既有分母又含有负指数,形式要求统一.
1.(25-26高一·江苏盐城·阶段练习)若,则的化简结果是( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意结合根式的性质运算求解即可.
【详解】由,得,
所以.
故选:C.
2.(25-26高三·江苏淮安·阶段练习) .
【答案】
【分析】根据给定条件,利用根式及指数运算计算可得结论.
【详解】.
故答案为:
3.【多选】(25-26高三·江苏南通·开学考试)已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】根据给定条件,利用指数运算逐项计算判断.
【详解】对于A,由,得,则,A正确;
对于B,由,得,则,B正确;
对于C,由,得,于是,C错误;
对于D,,D正确.
故选:ABD
4.(2025高一·江苏·专题练习)(1)求值:
(2)化简:;
(3)已知,求的值.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】(1)转化为指数式,利用指数幂的运算即可求解;
(2)将根式转化为分数指数幂,利用指数幂的运算即可求解;
(3)利用求和,代入即可求解.
【详解】
(1)
;
(2),∴,
(3)由,得,,
所以.
重难点02 指数实际应用
1.两类指数模型
(1)y=kax(k>0,a>0且a≠1),当a>1时为指数增长型函数模型.
(2)y=kax(k>0,a>0且a≠1),当0<a<1时为指数衰减型函数模型.
2.解决有关增长率问题的关键和措施
(1)解决这类问题的关键是理解增长(衰减)率的意义:增长(衰减)率是所研究的对象在“单位时间”内比它在“前单位时间”内的增长(衰减)率,切记并不总是只和开始单位时间内的比较.
(2)分析具体问题时,应严格计算并写出前3~4个单位时间的具体值,通过观察、归纳出规律后,再概括为数学问题,最后求解数学问题即可.
(3)在实际问题中,有关人口增长、银行复利、细胞分裂等增长率问题常可以用指数函数模型表示,通常可以表示为y=N(1+p)x(其中N为基础数,p为增长率,x为时间)的形式.
5.(2025·广东·模拟预测)某生物科研小组培育了甲、乙两种固氮菌,其数量(单位:个)分别记为和.设培育时间为(单位:天),据统计,两者数量满足以下关系:.若要求甲种菌数量首次超过乙种菌,则大约需要( )
A.3天 B.4天 C.5天 D.6天
【答案】B
【分析】列出不等式,验证选项即可.
【详解】由题意,,整理得,
当时,;当时,,
函数在上单调递增,又,所以.
故选:B
6.(25-26高三·重庆·开学考试)某食品的保鲜时间y(单位:小时)与储藏温度x(单位:℃)满足函数关系,其中k为常数.若该食品在20℃的保鲜时间为48小时,则在30℃的保鲜时间是( )
A.20小时 B.24小时 C.28小时 D.32小时
【答案】B
【分析】根据题意得到方程,求出,当时,,得到答案.
【详解】由题意得,即,其中,所以,
当时,.
故选:B
7.(25-26高一·全国·单元测试)某学校一个课外实验小组研究某种植物在一定条件下的生长规律,根据实验数据可知,在相同条件下,这种植物每天以的增长率生长,8天后,该植物的长度是原来的倍,则24天后该植物的长度是原来的( )
A.倍 B.倍 C.倍 D.倍
【答案】C
【分析】设植物原来长度为m,根据8天后,该植物的长度是原来的倍,求出,再结合指数幂的运算即可求得24天后该植物的长度是原来的多少倍.
【详解】方法1 设植物原来长度为m,8天后,该植物的长度是原来的倍,
故,即,即.
24天后该植物的长度是,即为原来的倍,
又,
所以24天后该植物的长度是原来的倍.
方法2 设植物原来长度为1,8天后,该植物的长度是,
24天后,该植物的长度是,
即24天后该植物的长度是原来的倍.
故选:C
8.(2025高一·四川泸州·期末)在不考虑空气阻力的条件下,飞行器在某星球的最大速度v(单位:)和所携带的燃料的质量M(单位:kg)与飞行器(除燃料外)的质量m(单位:kg)的函数关系式近似满足(a为常数).当携带的燃料的质量和飞行器(除燃料外)的质量相等时,v约等于2.9,当携带的燃料的质量是飞行器(除燃料外)的质量的13倍时,v约等于5.8,则常数b的值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【分析】根据题意得到方程组,联立求出,进而求出.
【详解】由题意得,当时,①,
当时,②,
②-①得,,解得,负值舍去,
所以,解得.
故选:A.
重难点03 指数函数的概念及应用
1、判断一个函数是否为指数函数的方法
①看形式:只需判断其解析式是否符合(a>0,且a≠1)这一结构特征;
②明特征:看是否具备指数函数解析式的三个特征.只要有一个特征不具备,则该函数不是指数函数.
(1)底数的值是否符合要求.(2)ax前的系数是否为1.(3)指数是否符合要求.
2、已知某函数是指数函数求参数值的方法
①依据指数函数形式列方程:令底数大于0且不等于1,系数等于1列出不等式与方程;
②求参数值:解不等式与方程求出参数的值.
注:解决指数函数问题时,要特别注意底数大于0且不等于1这一条件.
3、求指数函数的解析式或函数值
(1)求指数函数的解析式时,一般采用待定系数法,即先设出函数的解析式,然后利用已知条件,求出解析式中的参数,从而得到函数的解析式,其中掌握指数函数的概念是解决这类问题的关键.
(2)求指数函数的函数值的关键是掌握指数函数的解析式.
9.(2025高一·全国·课前预习)下列各函数中,是指数函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据指数函数定义即可判断.
【详解】根据指数函数的定义形如且为指数函数判断:
对于A:为幂函数,故A错误;
对于B:中不能作为底数,故B错误;
对于C:中系数不为1,故C错误;
对于D:是指数函数,故D正确;
故选:D
10.(2025高一·全国·课后作业)若指数函数的图象过点,则的解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设,(且),代入点运算求解即可.
【详解】设,(且),
因为函数的图象过点,则,解得,
所以.
故选:B.
11.(2025高二·新疆·学业考试)若指数函数的图象经过点,则满足的的值是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】设且,根据函数过点求出的值,即可求出函数解析式,再代入计算可得.
【详解】设且,则,解得或(舍去),
所以,令,又,所以.
故选:B
重难点04 指数(型)函数的定义域
形如y=af(x)形式的函数的定义域是使得f(x)有意义的x的取值集合.
12.(2025高一·河南·阶段练习)函数的定义域为 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据被开方式大于等于0求解定义域,并结合指数函数单调性解不等式.
【详解】根据题意,函数,
则函数,即,
所以.
故选:C
13.(2025高三·全国·专题练习)下列函数中,定义域为的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出各选项中函数的定义域,可得出合适的选项.
【详解】对于A选项,函数的定义域为;
对于B选项,由,得,故函数的定义域为;
对于C选项,函数的定义域为;
对于D选项,函数的定义域为.
故选:B.
14.(2025高一·吉林长春·期中)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】令,运算求解即可得函数的定义域.
【详解】令,解得且,
所以函数的定义域为.
故选:D.
15.(2025高三·全国·专题练习)设函数,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出的定义域后可求的定义域,
【详解】因为,所以,故,
故的定义域为,
令,则,故的定义域为.
故选:D.
16.(2025高二·江西·期末)已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据抽象函数定义域以及根式的意义列式,结合指数函数单调性运算求解即可.
【详解】由题意可得:,解得,
所以函数的定义域为.
故选:D.
重难点05 指数(型)函数的值域
1、形如(,且)的函数求值域
换元法:令,将求原函数的值域转化为求的值域,但要注意“新元”的范围
2、形如(,且)的函数求值域
换元法:令,先求出的值域,再利用的单调性求出的值域。
17.(2025高二·云南·期末)已知函数.若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用已知函数得单调性求闭区间上的函数值域即可.
【详解】因为是增函数,所以当时,,即,
所以的取值范围为.
故选:D.
18.(25-26高三·重庆·开学考试)函数的值域为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】令,求出,继而结合指数函数的单调性,即可求得答案.
【详解】令,则,当时取等号,
又为R上的单调递增函数,故,即,
故函数的值域为,
故选:D
19.(25-26高三·江苏南通·开学考试)已知函数的定义域是A,则函数的最大值是( )
A.-4 B.0 C.32 D.60
【答案】B
【分析】先求出A,再利用换元法将化为,结合二次函数性质即可求得答案.
【详解】令,解得,故函数的定义域是,
令,由于,故,
则即为函数,
而,
当时,取最大值,
即函数的最大值是0,
故选:B
20.(2025高一·全国·专题练习)设,表示不超过实数的最大整数,则函数的值域是( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据不同的范围,求解出的值域,从而得到的值域,同理可得的值域,再根据取整运算得到可能的取值.
【详解】由题意得,.
①当时,,此时,,
则,,
从而,,
所以.
②当时,,,
,,,,
故.
③当时,,此时,,
则,,
从而,,
所以.
综上所述,的值域为.
故选:B.
21.(2025高二·陕西西安·期末)定义一种运算则函数的最大值为( )
A.1 B.2 C.0 D.
【答案】A
【分析】记,利用函数单调性的性质可知为定义域上的单调递增函数,进而化简函数的解析式,结合一次函数的单调性和指数函数的单调性可得出函数的最大值.
【详解】记,
由为定义域上的单调递增函数,为定义域上单调递减函数,
由单调性的性质可知为定义域上的单调递增函数,
又,故由可得,解得;
由可得,解得.
所以.
当时,;
当时,则,.
综上所述,当时函数取到最大值为.
故选:A
22.(2025高一·广东·阶段练习)已知函数的值域为,且,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】利用指数函数的性质建立方程得到,再结合得到,最后再求解目标式的值即可.
【详解】因为,所以,则,
因为函数的值域为,所以,
此时,因为,所以,解得,
则,故C正确.
故选:C
23.(2025·四川成都·模拟预测)已知函数的值域为.若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意可知即有解,且无最大值,分为,,三种情况讨论求解.
【详解】由,可知有解,且无最大值,
即有解,且无最大值,
当时,有解,无最大值,符合题意;
当时,,则有解,
当时,有最大值,则有最大值,不符合题意;
当时,有解需满足,解得,
此时无最大值,无最大值,满足题意.
综上,实数的取值范围是.
故选:A.
重难点06 指数(型)的图像及应用
指数函数的图象及其应用要点
(1)已知函数解析式判断其图象时,可通过图象经过的定点和特殊点来进行分析判断;
(2)进行图象识别与应用时,可从基本的指数函数图象入手,通过平移、伸缩、对称等变换得到相关函数的图象;
(3)根据指数函数图象判断底数的大小问题,可通过直线x=1与图象的交点进行判断.
24.(2025高三·全国·专题练习)已知,则指数函数①,②的图象为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据指数函数的性质判断即可.
【详解】由,
,在上单调递减,所以排除AB选项;
令,,此时图象①在②的下方
因此C项正确.
故选:C.
25.(25-26高一·全国·课后作业)函数的图象大致为()
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先求出时函数的单调性和值域,再求出时函数的单调性和值域,从而采用排除法即可得到答案.
【详解】设,
当时,,
∴时,单调递增,
由,得,
,
∴选项C,D错误.
当时,,
∴时,单调递增,
由,得,即,
∴函数图象在轴下方,排除B选项,则选项A符合要求.
故选:A.
26.(2025·浙江·模拟预测)已知函数(其中)的图象如图所示,则函数的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由二次函数的图象可得,然后结合指数函数的图象分析判断即可.
【详解】由二次函数(其中)的图象可得,
所以的图象过点,且在上为减函数,则函数递减,排除CD;
因为,所以将的图象向下平移个单位可得的图象,排除B;
故选:A
27.(25-26高一·广东·期中)函数的图象如图,其中,为常数,则下列结论正确的是( )
A., B., C., D.,
【答案】C
【分析】根据判断的范围,根据图象趋势判断的范围即可.
【详解】由图象可知:,,
又由函数为减函数,可得.
故选:C.
28.(2025高二·河北石家庄·期末)若函数的图象经过第二、三、四象限,则一定有( )
A. ,且 B.,且
C.,且 D.,且
【答案】C
【分析】根据指数函数的性质,结合函数图像经过的象限,列出关于和的不等式组,进而求解和的取值范围.
【详解】已知函数的图像经过第二、三、四象限,说明函数单调递减,所以可得
指数函数过定点,则函数过定点,即
因为函数的图像经过第二、三、四象限,如图所示,所以该函数与轴的交点在轴负半轴上,即
综上分析,可得
故选:C.
29.(2025高三·全国·专题练习)已知函数(,)的图象经过点,那么这个函数的图象也必定经过点( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将点代入函数表达式得出的值,从而得出函数解析式,依次代入各选项坐标计算求解.
【详解】已知函数(,)的图象经过点,
,解得,
∴,
依次代入各选项坐标:
当时,,故A错误;
当时,,故B错误;
当时,,故C正确;
当时,,故D错误.
故选:C.
30.(25-26高一·全国·单元测试)当且时,的图象恒过点( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】令,求的值和对应的函数值,即得图象所过的定点.
【详解】对于函数,令,解得,
则,
所以的图象恒过点.
故选:C.
31.(25-26高三·湖北·阶段练习)已知函数的图象过原点,且无限接近直线,但又不与该直线相交,则的值为( )
A. B. C.2 D.4
【答案】B
【分析】易知,且函数为偶函数,再由指数函数图象性质可求出的值即可.
【详解】由函数过原点可知,即可得,即;
又函数定义域为,且满足,可知函数为偶函数,
易知当时,趋近于0,所以函数趋近于,
因此可得,所以;
即.
故选:B
32.(2025高三·全国·专题练习)设,如果,且,则有( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】运用分段函数的形式写出的解析式,作出的图象,由数形结合可得的范围,结合,化简即可得到结果.
【详解】,其图象如图所示,
由图可知,在上单调递减,在上单调递增,
要使,且成立,则有且,故必有且,
又,即为,整理得,
故选:A.
33.(2026高三·全国·专题练习)已知函数,则图象上关于原点对称的点有( )
A.1对 B.2对 C.3对 D.4对
【答案】C
【分析】作出的图象,再作出函数关于原点对称的图象,进而数形结合判断即可.
【详解】作出的图象,再作出函数关于原点对称的图象如图所示.
因为函数关于原点对称的图象与图象有三个交点,
故图象上关于原点对称的点有3对.
故选:C
重难点07 求指数(型)函数的单调性
与指数函数有关的复合函数的单调区间的求解步骤
(1)求复合函数的定义域;
(2)弄清函数是由哪些基本函数复合而成的;
(3)分层逐一求解函数的单调区间;
(4)求出复合函数的单调区间(注意“同增异减”).
34.(2025高一·陕西·期末)下列函数中既是奇函数,又在区间上单调递减的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据函数奇偶性判断AB错误;根据函数单调性判断C错误;根据奇偶性与单调性判断D正确.
【详解】 为非奇非偶函数,A错误;
为偶函数,B错误;
与 均为R上的增函数,故 为 R上的增函数,C错误;
设 ,则,,所以是奇函数,
又因为与 且均为上的减函数,故 在区间上单调递减,D正确.
故选:D.
35.(2025高三·全国·专题练习)函数的单增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】令,由对勾函数及复合函数的单调性进行求解.
【详解】令,
则,由对勾函数的单调性知,
函数在上单调递减,在上单调递增,
因为,由得,
所以由复合函数的单调性知,函数的单增区间为,
故选:A
36.(2025高二·天津滨海新·阶段练习)函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用复合函数的单调性,结合二次函数、指数函数的单调性可得结果.
【详解】函数中,令,则函数在上单调递减,上单调递增,
而函数为减函数,因此函数在上单调递增,上单调递减,
所以函数的单调递增区间是.
故选:A.
37.(2025高一·江苏连云港·阶段练习)函数单调递减区间是 .
【答案】
【分析】利用复合函数的单调性可求得原函数的单调递减区间.
【详解】因为内层函数的单调递减区间为,单调递增区间为,
外层函数在上为增函数,故函数单调递减区间.
故答案为:.
38.(2025高一·重庆江北·期末)函数的减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据复合函数单调性“同增异减”的原则可确定选项.
【详解】令,,则,
∵在上为增函数,在上为减函数,
∴的减区间为.
故选:B.
39.(2025高一·辽宁朝阳·期末)若函数满足,则的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据已知,代入函数,结合,推出,所以,对绝对值函数单调性进行分段讨论求解.
【详解】由,
所以.
当时,,此时,指数随着x的增大而增大,因此在上单调递增;
当时,,此时,指数随着x的增大而减小,因此在上单调递减.
所以函数在上单调递增,在上单调递减(包含,左侧递减,右侧递增).
故选:A.
重难点08 已知指数(型)函数的单调性求参数范围
先明确指数型函数基本形式,如(a>0且a≠1),单调性由底数a和内层函数f(x)共同决定。
当a>1时,指数函数单调递增,故单调性与f(x)一致,据此列关于参数的不等式;当0<a<1时,指数函数单调递减,单调性与f(x)相反,再列不等式。解不等式,结合参数其他限制条件,确定参数范围。
40.(25-26高一·全国·期中)设函数在区间上单调递减,则a的取值范围是 .
【答案】
【分析】利用指数函数的性质及复合函数求同增异减求单调性的方法可解
【详解】∵函数在R上单调递减,且在区间上单调递减,∴函数在区间上单调递增,∴,即,∴a的取值范围是.
故答案为:.
41.(2025·甘肃白银·模拟预测)若函数在上单调递增,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用指数型复合函数的单调性列式求出的范围.
【详解】函数在上单调递增,而函数是R上的增函数,
则函数在上单调递增,于是,
所以a的取值范围为.
故选:D
42.(2025高一·云南·阶段练习)已知函数(且)在区间上单调递增,则实数a的取值范围是( )
A.B.C. D.
【答案】A
【分析】利用复合函数单调,结合分段讨论外函数单调性,再确定内函数二次函数的单调性即可求解.
【详解】当时,,所以外函数是单调递减的指数函数,
此时要使得函数在区间上单调递增,
则满足二次函数在区间上单调递减,
即满足对称轴,解得,结合,可得;
当时,,所以外函数是单调递增的指数函数,
此时要使得函数在区间上单调递增,
则满足二次函数在区间上单调递增,
即满足对称轴,解得,结合,可得;
综上可得a的取值范围是或,
故选:A.
43.(2025·广东佛山·模拟预测)已知函数,命题p:是奇函数,命题q:在上是减函数,则p是q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
【答案】A
【分析】根据奇函数的性质求参数值,结合指数等相关的函数性质判断的区间单调性判断充分性;根据的单调性,结合指数等相关的函数性质求参数判断必要性,即可得.
【详解】若的奇函数,则,即恒成立,
所以,则,在上单调递增,
所以在上是减函数,充分性成立;
若在上是减函数,在上单调递增,
所以,故,此时不一定有,必要性不成立;
所以p是q的充分不必要条件.
故选:A
44.(25-26高三·河北衡水·阶段练习)函数且是上的单调递减函数,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据指数函数、一次函数的性质及单调递减函数的定义,列出不等式组求解即可.
【详解】由题意可得,解得,
所以的取值范围是.
故答案为:.
重难点09 比较大小
比较两个幂的大小:①如果底数相同,可利用指数函数的单调性比较;②如果指数相同,可作除法,或利用幂函数的单调性,也可借助函数图象比较;③如果指数不同,底数也不同,则要对原式作变形,或利用中间量比较.
45.(2025高一·吉林长春·期中)已知,,,则三个数的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据给定条件,利用指数函数性质比较大小即得.
【详解】依题意,,,,
所以.
故选:A.
46.(25-26高三·广东·阶段练习)设,,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据函数、的单调性即可.
【详解】因函数为上的递增函数,则,即,则;
因函数为上的递增函数,则,即,则,
则.
故选:
47.(2025高一·湖北恩施·期中)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】结合待比较的三个数的指数,底数的特点,构造指数函数,幂函数,根据它们的单调性即可求解.
【详解】设,根据指数函数的单调性,在上单调递减,则,即;
设,根据幂函数的单调性,在上单调递增,则,即.
故.
故选:D
48.(2025高二·江苏无锡·阶段练习)若偶函数在上单调递增,且, , ,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由函数为偶函数可知在的单调性,再根据幂函数性质和指数函数性质判断出,根据函数的单调性即可判断大小.
【详解】为偶函数且在上单调递增,则在上单调递减.
根据幂函数在上单调递增,得,再
由指数函数单调递增可知,,则,
故,即.
故选:B.
重难点10 解指数(型)不等式
利用指数的运算性质解题.对于形如,,的形式常用“化同底”转化,再利用指数函数单调性解决;或用“取对数”的方法求解.形如或的形式,可借助换元法转化二次方程或二次不等式求解.
49.(25-26高三·广东·阶段练习)集合,,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据指数函数的单调性求出集合,再根据交集的定义即可得解.
【详解】,
所以.
故选:D.
50.(25-26高三·四川遂宁·阶段练习)不等式的解集为 .
【答案】
【分析】首先由指数函数性质化简不等式,然后移项,解不等式即可.
【详解】不等式可化为,因为函数为增函数,
所以,移项整理为,
解得或.
所以原不等式的解集为.
故答案为:.
51.(25-26高三·重庆·开学考试)已知函数 ,则关于 的不等式 的解集为 .
【答案】
【分析】由函数解析式可知,函数为奇函数,然后利用函数性质将不等式进行转化,最后解不等式即可.
【详解】已知函数,其定义域为,关于原点对称,
计算,
而,
所以,所以函数是上的奇函数,
对求导,根据求导公式得,
,所以在上单调递增,
由于是奇函数,可得,
等价于,
又因为在上单调递增,所以,
移项得,即,
解得,
因此,不等式的解集为.
故答案为:
52.(2025高三·全国·专题练习)已知函数,其中表示中的较大者.则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】确定的解析式,作出函数图象,再结合图象求解即可.
【详解】解:因为,
作出的大致图象,如图所示:
当时,由,得;
当时,由,得,
所以的解集为.
故答案为:
重难点11 已知指数(型)函数奇偶性求值或解析式
根据奇偶函数的定义,结合已知条件,代入计算,即可求出具体值或解析式。
53.(2025高三·辽宁·阶段练习)已知定义在上的奇函数满足:时,,则( )
A. B.0 C. D.
【答案】D
【分析】根据奇函数的性质直接可得.
【详解】由题意可得为定义在上的奇函数,且时,.
故,,故.
故选:D.
54.(2025高一·云南曲靖·期末)已知函数是定义在R上的偶函数,且,若时,,则( )
A.3 B. C. D.1
【答案】D
【分析】先判断函数的周期性,利用周期性和偶函数的性质计算即得.
【详解】由可得,
故为周期函数,且4是函数的一个周期,
.
故选:D
55.(2025高二·浙江宁波·期中)已知函数为定义在上的奇函数,且当时,,则当时,等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】当时,,由奇函数的性质得出,即可得解.
【详解】因为函数为定义在上的奇函数,且当时,,
则当时,,所以,,
此时,.
故选:D.
56.(2025高一·云南昆明·期中)已知奇函数与偶函数满足.
(1)求,的解析式;
(2)若,求的值;
(3)若函数,求在上的最小值.
【答案】(1),.
(2)
(3)当时,;
当时,;
当时,.
【分析】(1)根据函数的奇偶性列出等式,联立方程组求解可得.
(2)将和代入函数解析式中化简求解即可.
(3)首先化简,然后讨论一元二次函数的单调性,计算最小值.
【详解】(1)因为奇函数与偶函数满足,
得,联立得,,.
(2)由(1)得,即,
因为.又因为,则,所以,
则
.
(3)由题,
令,则,则,
当,即时,在上单调递减,;
当,即时,在上单调递增,;
当,即时,.
综上:当时,;当时,;
当时,.
重难点12 指数(型)函数奇偶性求参数
(1)先确保指数型函数的定义域关于原点对称,这是判断奇偶性的前提,由此初步确定参数的可能范围。
(2)根据函数奇偶性的定义,若为偶函数,则自变量取相反数时函数值不变;若为奇函数,则自变量取相反数时函数值也变为相反数。
(3)将自变量替换后整理等式,由于等式需对定义域内所有自变量成立,可得到函数系数间的关系,结合已知条件求解参数。
57.(25-26高一·全国·课后作业)若是偶函数,则( )
A. B. C.1 D.0
【答案】D
【分析】根据函数奇偶性的性质得到为奇函数,求出的值,再结合偶函数的定义检验即可.
【详解】令,则的定义域为,
因为,所以函数是奇函数.
因为是偶函数,
所以为奇函数.
则,即.
当时,,定义域为.
,
即函数是偶函数.
所以.
故选:D.
58.(2025·天津和平·模拟预测)已知函数是偶函数,则实数( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数为偶函数,可得出,化简后即可得出实数的值.
【详解】对于函数,有,解得,
所以,函数的定义域为,且,
因为函数为偶函数,则,即,
可得对任意的恒成立,则.
故选:B.
59.(2024高三·全国·专题练习)已知函数为偶函数,则( )
A.0 B.2 C. D.1
【答案】D
【分析】利用整体是偶函数,分子是奇函数,则分母必为奇函数,这样利用分母是奇函数的性质,求解参数即可.
【详解】因为是奇函数,为偶函数,
所以必为奇函数,
则,即.
整理,得恒成立,所以.
经检验,当时,,
且,符合题意.
故选:D.
60.(2025高一·内蒙古赤峰·期末)若函数是奇函数,则实数的值为( )
A. B.1 C. D.3
【答案】C
【分析】根据函数定义域为,利用可求,再检验即可.
【详解】因为函数是奇函数,定义域为,
所以,解得,
时,,
,
所以函数是奇函数,则.
故选:C.
61.(2025·北京·模拟预测)已知函数,则“”是“为奇函数”的( )条件
A.充分而不必要 B.必要而不充分
C.充分必要 D.既不充分也不必要
【答案】C
【分析】利用奇函数的性质求参数关系,结合充分、必要性的定义即可得.
【详解】若为奇函数,则,
所以,即恒成立,
所以.
综上,“”是“为奇函数”的充要条件.
故选:C
重难点13 指数(型)函数的综合应用
指数函数常与其他函数形成复合函数问题,解题时要清楚复合的层次,外层是指数函数还是内层是指数函数,其次如果涉及到定义域、值域、奇偶性、单调性等问题,则要按复合函数的性质规律求解.
62.【多选】(25-26高三·吉林长春·阶段练习)已知的定义域为,其函数图象关于直线对称且,当时,,则下列结论正确的是( )
A.为偶函数 B.在上单调递减
C.关于对称 D.
【答案】ACD
【分析】对A,由函数关于直线对称及,结合偶函数定义判断;对B,由函数周期性得在解析式,判断其单调性;对C,由偶函数性质及函数关于直线对称可得;对D,由函数周期性可求.
【详解】对于A:因为的图象关于直线对称,所以,
又,所以,
所以,为偶函数,A正确;
对于B:因为,所以,即周期为,
,,,
所以,因为在单调递增,
所以在单调递增,B错误;
对于C:因为为偶函数,因为的图象关于直线对称,
所以关于对称,C正确;
对于D:因为周期为,所以,又关于对称,
所以,D正确;
故选:ACD.
63.【多选】(25-26高二·安徽阜阳·开学考试)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,他和阿基米德、牛顿并列为世界三大数学家,用其名字命名的“高斯函数”为:设,用表示不超过x的最大整数,则称为高斯函数.例如:,.已知函数,,则下列叙述中正确的是( )
A.是偶函数 B.是奇函数
C.在上是增函数 D.的值域是
【答案】BC
【分析】利用偶函数的定义举例判断A;利用奇函数的定义推理判断B;利用指数型复合函数单调性判断C;求出的值域,进而求出的值域判断D.
【详解】依题意,函数的定义域为,
对于A,,,,函数不是偶函数,A错误;
对于B,,则函数是奇函数,B正确;
对于C,函数在上单调递增,则函数在R上是增函数,C正确;
对于D,由,得,则,的值域为,D错误.
故选:BC
64.【多选】(25-26高三·吉林延边·开学考试)已知函数,则( )
A.的定义域为 B.在上单调递减
C.为奇函数 D.无最值
【答案】ACD
【分析】根据判断A;根据奇函数的定义判断C;可判断B;利用定义求证在上的单调性并结合奇偶性得出在上的单调性可判断D.
【详解】,所以,故A正确;
因在处没有意义,故B 错误;
,则,
所以为奇函数,故C 正确;
,且,
则,
因,则,则,即,
则在上单调递减,
因为奇函数,则在上也单调递减,
当时,;当时,,故函数无最值,
故D选项正确.
故选:ACD.
65.【多选】(25-26高一·山西忻州·开学考试)已知函数,则正确的是( )
A.的值域为
B.的解集为
C.的图象与的图象关于轴对称
D.函数是偶函数
【答案】AC
【分析】A项,根据的性质易求出函数的值域;B项,写出的表达式,根据的单调性,即可求出的解集;C项,求出的表达式,得出与的表达式相同,即可得出结论;D项,设,利用函数的奇偶性定义即可判断.
【详解】对于A,因,则,即值域为,A正确;
对于B,因,由得,即,
∵函数为减函数,∴,解得,故的解集为,B错误;
对于C,由, 可得,
由图知,的图象与的图象关于轴对称,C正确;
对于D,设,函数的定义域为,关于原点对称,
且,故为奇函数,故D错误.
故选:AC.
66.【多选】(25-26高一·全国·单元测试)已知函数,则下列叙述正确的是( )
A.当,时,函数的图象过点
B.当时,函数的单调递增区间为
C.当时,函数的值域为
D.当时,若函数有最大值2,则
【答案】CD
【分析】明确函数解析式,代入验证可判断A的真假;利用指数函数的单调性,结合复合函数单调性的有关结论,可判断B的真假;明确函数解析式,求函数值域,可判断C的真假;分情况讨论,根据函数的最大值,求参数的值,可判断D的真假.
【详解】对A:当,时,.
将代入可得,,
所以函数的图象不经过点.故A错误;
对B:当时,.
令,二次函数图象的对称轴为,在区间上单调递增,在上单调递减.
又因为指数函数是减函数,所以根据复合函数“同增异减”的原则,可知的单调递增区间为.故B错误;
对C:当时,,令.
因为函数是减函数,所以.
所以函数的值域为.故C正确;
对D:当时,.
若,则,此时函数无最大值.
若,令,
要使有最大值2,则在t取最小值时取最大值,所以.
对于二次函数,其图象的对称轴为,
当时,,
因为的最大值为2,所以,所以,解得.故D正确.
故选:CD
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第3章 指数运算与指数函数
知识点一、n次方根,n次根式
1..a的n次方根的定义
一般地,如果 ,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 ,这里n叫做 ,a叫做 .
知识点二:根式的性质及分数指数幂
1.根式的性质
①负数没有 方根.
②0的任何次方根都是0,记作=0.
③.()n=a(n∈N*,且n>1).
④.=a(n为大于1的奇数).
⑤.=|a|=(n为大于1的偶数).
2.分数指数幂
①.规定正数的正分数指数幂的意义是:a= (a>0,m,n∈N*,且n>1);
②.规定正数的负分数指数幂的意义是:a-==(a>0,m,n∈N*,且n>1);
③.0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义.
知识点三:指数幂的分类及运算
1.有理数指数幂的分类
①正整数指数幂;
②零指数幂;
③负整数指数幂,;
④的正分数指数幂等于,的负分数指数幂没有意义.
2.有理数指数幂的性质
①,,;
②,,;
③,,;
④,,.
知识点四:指数函数的定义及特征
1.指数函数的概念
定义:一般地,函数y=ax(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.指数函数三个特征:
(1)底数a为大于0且不等于1的常数;(2)指数位置是自变量x;(3)ax的系数是.
知识点五:指数函数的图像与性质
a>1
0<a<1
图象
性质
定义域
R
值域
(0,+∞)
过定点
过定点 ,即x=0时,y=1
函数值的变化
当x>0时,y>1
当x>0时,0<y<1
当x<0时,0<y<1
当x<0时,y>1
单调性
在R上是增函数
在R上是减函数
对称性
y=ax与y=x的图象关于 对称
知识点六:指数函数的单调性
1.指数函数单调性
指数函数y=ax(a>0,且a≠1)(a>1)在定义域上是单调 函数;y=ax(a>0,且a≠1)(0<a<1)在定义域上是单调 函数.
2.与指数函数复合的函数单调性
一般地,形如y=af(x)(a>0,且a≠1)函数的性质有:
①函数y=af(x)与函数y=f(x)有相同的定义域.
②当a>1时,函数y=af(x)与y=f(x)具有相同的单调性;当0<a<1时,函数y=af(x)与y=f(x)具有相反的单调3.求指数函数复合的函数单调性区间方法:
①先求y=af(x)(a>0,且a≠1)函数的定义域
②将y=af(x)(a>0,且a≠1)分解成两个基本函数
③分别将两个函数的单调区间求出来
④在利用“同增异减”求出复合函数的单调区间。
4.解指数型不等式
(1)形如af(x)>ag(x)的不等式,可借助y=ax的单调性求解;
(2)形如af(x)>b的不等式,可将b化为以a为底数的指数幂的形式,再借助y=ax的单调性求解;
(3)形如ax>bx的不等式,可借助两函数y=ax,y=bx的图象求解.
【易错点】01 指数运算错误
辨析:指数运算忽略底数的范围,不会进行指数与指数幂的运算与化简,从而出现错误.
【典例1】化简:.
【典例2】下列各式正确的是( )
A. B.
C. D.
【易错点】02 忽视对底数的讨论
辨析:指数函数中底数的讨论不全面或未进行底数讨论,单调性判断有误,误用指数函数的性质致错.
【典例1】若函数且在区间上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【典例2】已知函数(且)在区间上单调递增,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【易错点】03 忽视函数定义域、值域等隐含条件
辨析:在解决函数、方程等问题中忽视了指数函数的值域,定义域等隐含条件,造成条件不全,不等式漏解等问题.
【典例1】求函数的定义域和值域.
【典例2】求函数的值域.
重难点01 指数幂的计算
指数幂运算的一般原则
(1)将根式统一为分数指数幂,以便利用法则计算.
(2)先乘除后加减,负指数幂化成正指数幂的倒数.
(3)底数是小数,先化成分数;底数是带分数,先化成假分数.
(4)运算结果不能同时含有根号和分数指数,也不能既有分母又含有负指数,形式要求统一.
1.(25-26高一·江苏盐城·阶段练习)若,则的化简结果是( )
A.1 B. C. D.
2.(25-26高三·江苏淮安·阶段练习) .
3.【多选】(25-26高三·江苏南通·开学考试)已知,则( )
A. B.
C. D.
4.(2025高一·江苏·专题练习)(1)求值:
(2)化简:;
(3)已知,求的值.
重难点02 指数实际应用
1.两类指数模型
(1)y=kax(k>0,a>0且a≠1),当a>1时为指数增长型函数模型.
(2)y=kax(k>0,a>0且a≠1),当0<a<1时为指数衰减型函数模型.
2.解决有关增长率问题的关键和措施
(1)解决这类问题的关键是理解增长(衰减)率的意义:增长(衰减)率是所研究的对象在“单位时间”内比它在“前单位时间”内的增长(衰减)率,切记并不总是只和开始单位时间内的比较.
(2)分析具体问题时,应严格计算并写出前3~4个单位时间的具体值,通过观察、归纳出规律后,再概括为数学问题,最后求解数学问题即可.
(3)在实际问题中,有关人口增长、银行复利、细胞分裂等增长率问题常可以用指数函数模型表示,通常可以表示为y=N(1+p)x(其中N为基础数,p为增长率,x为时间)的形式.
5.(2025·广东·模拟预测)某生物科研小组培育了甲、乙两种固氮菌,其数量(单位:个)分别记为和.设培育时间为(单位:天),据统计,两者数量满足以下关系:.若要求甲种菌数量首次超过乙种菌,则大约需要( )
A.3天 B.4天 C.5天 D.6天
6.(25-26高三·重庆·开学考试)某食品的保鲜时间y(单位:小时)与储藏温度x(单位:℃)满足函数关系,其中k为常数.若该食品在20℃的保鲜时间为48小时,则在30℃的保鲜时间是( )
A.20小时 B.24小时 C.28小时 D.32小时
7.(25-26高一·全国·单元测试)某学校一个课外实验小组研究某种植物在一定条件下的生长规律,根据实验数据可知,在相同条件下,这种植物每天以的增长率生长,8天后,该植物的长度是原来的倍,则24天后该植物的长度是原来的( )
A.倍 B.倍 C.倍 D.倍
8.(2025高一·四川泸州·期末)在不考虑空气阻力的条件下,飞行器在某星球的最大速度v(单位:)和所携带的燃料的质量M(单位:kg)与飞行器(除燃料外)的质量m(单位:kg)的函数关系式近似满足(a为常数).当携带的燃料的质量和飞行器(除燃料外)的质量相等时,v约等于2.9,当携带的燃料的质量是飞行器(除燃料外)的质量的13倍时,v约等于5.8,则常数b的值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
重难点03 指数函数的概念及应用
1、判断一个函数是否为指数函数的方法
①看形式:只需判断其解析式是否符合(a>0,且a≠1)这一结构特征;
②明特征:看是否具备指数函数解析式的三个特征.只要有一个特征不具备,则该函数不是指数函数.
(1)底数的值是否符合要求.(2)ax前的系数是否为1.(3)指数是否符合要求.
2、已知某函数是指数函数求参数值的方法
①依据指数函数形式列方程:令底数大于0且不等于1,系数等于1列出不等式与方程;
②求参数值:解不等式与方程求出参数的值.
注:解决指数函数问题时,要特别注意底数大于0且不等于1这一条件.
3、求指数函数的解析式或函数值
(1)求指数函数的解析式时,一般采用待定系数法,即先设出函数的解析式,然后利用已知条件,求出解析式中的参数,从而得到函数的解析式,其中掌握指数函数的概念是解决这类问题的关键.
(2)求指数函数的函数值的关键是掌握指数函数的解析式.
9.(2025高一·全国·课前预习)下列各函数中,是指数函数的是( )
A. B. C. D.
10.(2025高一·全国·课后作业)若指数函数的图象过点,则的解析式为( )
A. B.
C. D.
11.(2025高二·新疆·学业考试)若指数函数的图象经过点,则满足的的值是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
重难点04 指数(型)函数的定义域
形如y=af(x)形式的函数的定义域是使得f(x)有意义的x的取值集合.
12.(2025高一·河南·阶段练习)函数的定义域为 ( )
A. B. C. D.
13.(2025高三·全国·专题练习)下列函数中,定义域为的是( )
A. B. C. D.
14.(2025高一·吉林长春·期中)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
15.(2025高三·全国·专题练习)设函数,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
16.(2025高二·江西·期末)已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
重难点05 指数(型)函数的值域
1、形如(,且)的函数求值域
换元法:令,将求原函数的值域转化为求的值域,但要注意“新元”的范围
2、形如(,且)的函数求值域
换元法:令,先求出的值域,再利用的单调性求出的值域。
17.(2025高二·云南·期末)已知函数.若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
18.(25-26高三·重庆·开学考试)函数的值域为( )
A. B.
C. D.
19.(25-26高三·江苏南通·开学考试)已知函数的定义域是A,则函数的最大值是( )
A.-4 B.0 C.32 D.60
20.(2025高一·全国·专题练习)设,表示不超过实数的最大整数,则函数的值域是( ).
A. B.
C. D.
21.(2025高二·陕西西安·期末)定义一种运算则函数的最大值为( )
A.1 B.2 C.0 D.
22.(2025高一·广东·阶段练习)已知函数的值域为,且,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
23.(2025·四川成都·模拟预测)已知函数的值域为.若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
重难点06 指数(型)的图像及应用
指数函数的图象及其应用要点
(1)已知函数解析式判断其图象时,可通过图象经过的定点和特殊点来进行分析判断;
(2)进行图象识别与应用时,可从基本的指数函数图象入手,通过平移、伸缩、对称等变换得到相关函数的图象;
(3)根据指数函数图象判断底数的大小问题,可通过直线x=1与图象的交点进行判断.
24.(2025高三·全国·专题练习)已知,则指数函数①,②的图象为( )
A. B.
C. D.
25.(25-26高一·全国·课后作业)函数的图象大致为()
A. B.
C. D.
26.(2025·浙江·模拟预测)已知函数(其中)的图象如图所示,则函数的图象是( )
A. B.
C. D.
27.(25-26高一·广东·期中)函数的图象如图,其中,为常数,则下列结论正确的是( )
A., B., C., D.,
28.(2025高二·河北石家庄·期末)若函数的图象经过第二、三、四象限,则一定有( )
A. ,且 B.,且
C.,且 D.,且
29.(2025高三·全国·专题练习)已知函数(,)的图象经过点,那么这个函数的图象也必定经过点( )
A. B. C. D.
30.(25-26高一·全国·单元测试)当且时,的图象恒过点( )
A. B. C. D.
31.(25-26高三·湖北·阶段练习)已知函数的图象过原点,且无限接近直线,但又不与该直线相交,则的值为( )
A. B. C.2 D.4
32.(2025高三·全国·专题练习)设,如果,且,则有( )
A. B. C. D.
33.(2026高三·全国·专题练习)已知函数,则图象上关于原点对称的点有( )
A.1对 B.2对 C.3对 D.4对
重难点07 求指数(型)函数的单调性
与指数函数有关的复合函数的单调区间的求解步骤
(1)求复合函数的定义域;
(2)弄清函数是由哪些基本函数复合而成的;
(3)分层逐一求解函数的单调区间;
(4)求出复合函数的单调区间(注意“同增异减”).
34.(2025高一·陕西·期末)下列函数中既是奇函数,又在区间上单调递减的是( )
A. B. C. D.
35.(2025高三·全国·专题练习)函数的单增区间为( )
A. B. C. D.
36.(2025高二·天津滨海新·阶段练习)函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
37.(2025高一·江苏连云港·阶段练习)函数单调递减区间是 .
38.(2025高一·重庆江北·期末)函数的减区间为( )
A. B. C. D.
39.(2025高一·辽宁朝阳·期末)若函数满足,则的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
重难点08 已知指数(型)函数的单调性求参数范围
先明确指数型函数基本形式,如(a>0且a≠1),单调性由底数a和内层函数f(x)共同决定。
当a>1时,指数函数单调递增,故单调性与f(x)一致,据此列关于参数的不等式;当0<a<1时,指数函数单调递减,单调性与f(x)相反,再列不等式。解不等式,结合参数其他限制条件,确定参数范围。
40.(25-26高一·全国·期中)设函数在区间上单调递减,则a的取值范围是 .
41.(2025·甘肃白银·模拟预测)若函数在上单调递增,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
42.(2025高一·云南·阶段练习)已知函数(且)在区间上单调递增,则实数a的取值范围是( )
A.B.C. D.
43.(2025·广东佛山·模拟预测)已知函数,命题p:是奇函数,命题q:在上是减函数,则p是q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
44.(25-26高三·河北衡水·阶段练习)函数且是上的单调递减函数,则的取值范围是 .
重难点09 比较大小
比较两个幂的大小:①如果底数相同,可利用指数函数的单调性比较;②如果指数相同,可作除法,或利用幂函数的单调性,也可借助函数图象比较;③如果指数不同,底数也不同,则要对原式作变形,或利用中间量比较.
45.(2025高一·吉林长春·期中)已知,,,则三个数的大小关系是( )
A. B. C. D.
46.(25-26高三·广东·阶段练习)设,,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
47.(2025高一·湖北恩施·期中)已知,,,则( )
A. B. C. D.
48.(2025高二·江苏无锡·阶段练习)若偶函数在上单调递增,且, , ,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
重难点10 解指数(型)不等式
利用指数的运算性质解题.对于形如,,的形式常用“化同底”转化,再利用指数函数单调性解决;或用“取对数”的方法求解.形如或的形式,可借助换元法转化二次方程或二次不等式求解.
49.(25-26高三·广东·阶段练习)集合,,则 ( )
A. B. C. D.
50.(25-26高三·四川遂宁·阶段练习)不等式的解集为 .
51.(25-26高三·重庆·开学考试)已知函数 ,则关于 的不等式 的解集为 .
52.(2025高三·全国·专题练习)已知函数,其中表示中的较大者.则不等式的解集为 .
重难点11 已知指数(型)函数奇偶性求值或解析式
根据奇偶函数的定义,结合已知条件,代入计算,即可求出具体值或解析式。
53.(2025高三·辽宁·阶段练习)已知定义在上的奇函数满足:时,,则( )
A. B.0 C. D.
54.(2025高一·云南曲靖·期末)已知函数是定义在R上的偶函数,且,若时,,则( )
A.3 B. C. D.1
55.(2025高二·浙江宁波·期中)已知函数为定义在上的奇函数,且当时,,则当时,等于( )
A. B. C. D.
56.(2025高一·云南昆明·期中)已知奇函数与偶函数满足.
(1)求,的解析式;
(2)若,求的值;
(3)若函数,求在上的最小值.
重难点12 指数(型)函数奇偶性求参数
(1)先确保指数型函数的定义域关于原点对称,这是判断奇偶性的前提,由此初步确定参数的可能范围。
(2)根据函数奇偶性的定义,若为偶函数,则自变量取相反数时函数值不变;若为奇函数,则自变量取相反数时函数值也变为相反数。
(3)将自变量替换后整理等式,由于等式需对定义域内所有自变量成立,可得到函数系数间的关系,结合已知条件求解参数。
57.(25-26高一·全国·课后作业)若是偶函数,则( )
A. B. C.1 D.0
58.(2025·天津和平·模拟预测)已知函数是偶函数,则实数( )
A. B. C. D.
59.(2024高三·全国·专题练习)已知函数为偶函数,则( )
A.0 B.2 C. D.1
60.(2025高一·内蒙古赤峰·期末)若函数是奇函数,则实数的值为( )
A. B.1 C. D.3
61.(2025·北京·模拟预测)已知函数,则“”是“为奇函数”的( )条件
A.充分而不必要 B.必要而不充分
C.充分必要 D.既不充分也不必要
重难点13 指数(型)函数的综合应用
指数函数常与其他函数形成复合函数问题,解题时要清楚复合的层次,外层是指数函数还是内层是指数函数,其次如果涉及到定义域、值域、奇偶性、单调性等问题,则要按复合函数的性质规律求解.
62.【多选】(25-26高三·吉林长春·阶段练习)已知的定义域为,其函数图象关于直线对称且,当时,,则下列结论正确的是( )
A.为偶函数 B.在上单调递减
C.关于对称 D.
63.【多选】(25-26高二·安徽阜阳·开学考试)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,他和阿基米德、牛顿并列为世界三大数学家,用其名字命名的“高斯函数”为:设,用表示不超过x的最大整数,则称为高斯函数.例如:,.已知函数,,则下列叙述中正确的是( )
A.是偶函数 B.是奇函数
C.在上是增函数 D.的值域是
64.【多选】(25-26高三·吉林延边·开学考试)已知函数,则( )
A.的定义域为 B.在上单调递减
C.为奇函数 D.无最值
65.【多选】(25-26高一·山西忻州·开学考试)已知函数,则正确的是( )
A.的值域为
B.的解集为
C.的图象与的图象关于轴对称
D.函数是偶函数
66.【多选】(25-26高一·全国·单元测试)已知函数,则下列叙述正确的是( )
A.当,时,函数的图象过点
B.当时,函数的单调递增区间为
C.当时,函数的值域为
D.当时,若函数有最大值2,则
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