内容正文:
指数函数
2026年高考数学一轮复习专题课件★★
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指数函数及其性质
(1)概念:函数_________ (a>0,且a≠1)叫做指数函数.
回归教材
y=ax
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(2)指数函数的图象与性质
a>1 0<a<1
图象
定义域 _________
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______
R
(0,+∞)
(0,1)
y>1
0<y<1
y>1
0<y<1
增函数
减函数
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常用结论
(1)指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象恒过点(0,1),(1,a), ,依据这三点的坐标可得到指数函数的大致图象.
(2)任意两个指数函数的图象都是相交的,交点为(0,1),底数互为倒数的两个指数函数的图象关于y轴对称.
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(3) 指数函数的图象与底数大小的比较:如图所示的是指数函数①y=ax,②y=bx,③y=cx,④y=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.
规律:在y轴右侧,底数越大,图象越高.(简记为:底大图高)
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1.(课本习题改编)设y=a-x(a>0且a≠1),当a∈________时,y为减函数;此时当x∈________时,0<y<1.
夯实双基
(1,+∞)
(0,+∞)
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2. (2025·天津河东区一模)如图,①②③④表示的图象不属于函数y=3x,y=2x,y= 的图象中的一个是( )
A.① B.②
C.③ D.④
√
解析 由指数函数的性质可知①是 的部分图象,③是y=2x的部分图象,④是y=3x的部分图象,所以只有②不是.
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3.(2025·河北武邑中学月考)设y1=40.9,y2=80.48,y3= ,则( )
A.y3>y1>y2 B.y2>y1>y3
C.y1>y2>y3 D.y1>y3>y2
√
解析 y1=21.8,y2=21.44,y3=21.5,
∵y=2x在定义域内为增函数,∴y1>y3>y2.
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4.函数f (x)=ax-1+2 024(a>0且a≠1)的图象恒过定点__________.
(1,2 025)
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5.当x∈[-2,2]时,ax<2(a>0,且a≠1),则实数a的取值范围是___________________.
返 回
√
授 人 以 渔
02
PART TWO
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题型一 指数型函数的图象及应用
(1)函数f (x)=21-x的大致图象为( )
√
【解析】 函数f (x)=21-x=2× ,在定义域内单调递减且过点(0,2),A中的图象符合要求.
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(2)①若函数y=|2x-1|的图象与直线y=b有两个公共点,则实数b的取值范围为________.
(0,1)
【解析】 作出函数y=|2x-1|的图象与直线y=b,如图所示.由图象可得实数b的取值范围是(0,1).
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②若函数y=|2x-1|在(-∞,k]上单调递减,则实数k的取值范围为________.
(-∞,0]
【解析】 因为函数y=|2x-1|的单调递减区间为(-∞,0],所以k≤0,即实数k的取值范围为(-∞,0].
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③若曲线|y|=2x+1与直线y=b没有公共点,则实数b的取值范围是________.
[-1,1]
【解析】 作出曲线|y|=2x+1,如图所示,要使该曲线与直线y=b没有公共点,只需-1≤b≤1.
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状元笔记
指数型函数图象的画法(判断)及应用
(1)指数型函数的图象的研究,往往利用相应指数函数的图象,通过平移、对称变换得到其图象.
(2)一些指数型方程、不等式问题的求解,往往利用相应的指数型函数图象数形结合求解.
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【答案】 ③④
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(2)如果函数y=|3x-1|+m的图象不经过第二象限,则实数m的取值范围是_____________.
(-∞,-1]
【解析】 作出y=|3x-1|的图象,如图所示.由函数y=|3x-1|+m的图象不经过第二象限,可知m≤-1.
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题型二 指数函数的性质及应用(微专题)
微专题1 比较指数式的大小
(2025·福建质量检测)已知a=0.30.6,b=0.30.5,c=0.40.5,则( )
A.a>b>c B.a>c>b
C.b>c>a D.c>b>a
√
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20
【解析】 方法一:由指数函数y=0.3x在定义域内单调递减,得a<b,由幂函数y=x0.5在定义域内单调递增,得c>b.故选D.
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状元笔记
比较指数式的大小的方法
(1)能化成同底数的先化成同底数幂,再利用单调性比较大小.
(2)不能化成同底数的,一般引入“1”等中间量比较大小.
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√
A.b<c<a B.c<b<a
C.c<a<b D.b<a<c
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微专题2 解简单的指数方程或不等式
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状元笔记
简单的指数方程或不等式求解的基本方法: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一般方程或不等式求解.
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√
思考题3 (1)(2025·青岛模拟)已知y=4x-3×2x+3的值域为[1,7],则x的取值范围是( )
A.[2,4] B.(-∞,0)
C.(0,1)∪[2,4] D.(-∞,0]∪[1,2]
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(2)(2025·沧衡八校联盟)已知函数 ,若f(a-2)+f(a2)≤0,则实数a的取值范围是________.
[-2,1]
所以f(a-2)+f(a2)≤0⇒f(a-2)≤-f(a2)⇒f(a-2)≤f(-a2),即a-2≤-a2,a2+a-2≤0,解得-2≤a≤1.
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微专题3 指数函数性质的综合应用
【答案】 (1)见解析
(1)若a=-1,求f (x)的单调区间;
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令u=-x2-4x+3=-(x+2)2+7.
则u=-(x+2)2+7在(-∞,-2)上单调递增,在(-2,+∞)上单调递减,
所以f (x)在(-∞,-2)上单调递减,在(-2,+∞)上单调递增,即函数f (x)的单调递增区间是(-2,+∞),单调递减区间是(-∞,-2).
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(2)若f (x)有最大值3,求实数a的值;
【答案】 (2)1
因为f (x)有最大值3,所以h(x)应有最小值-1,因此必有
即当f (x)有最大值3时,a的值为1.
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(3)若f (x)的值域是(0,+∞),求实数a的值.
【答案】 (3)0
【解析】 (3)由f (x)的值域是(0,+∞)知,y=ax2-4x+3的值域为R,则必有a=0.
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状元笔记
求解与指数函数有关的复合函数问题时,首先要熟知指数函数的定义域、值域、单调性等相关性质,其次要明确复合函数的构成,当涉及单调性问题时,要借助“同增异减”这一性质分析判断.
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[-2,+∞)
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(2)【多选题】(2025·杭州模拟)已知函数 ,下列说法正确的有( )
A.f (x)的图象关于原点对称
B.f (x)的图象关于y轴对称
C.f (x)的值域为(-1,1)
√
√
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(3)是否存在实数a,使函数y=a2x+2ax-1(a>0,且a≠1)在[-1,1]上的最大值是14?若存在,求出a的值;若不存在,说明理由.
【解析】 存在,令t=ax,则y=t2+2t-1.
①当a>1时,∵x∈[-1,1],
∴当t=a时,ymax=(a+1)2-2=14.
∴a=3或a=-5.∵a>1,∴a=3.
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eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-1,\f(1,a)))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(x)
y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(x)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up12(-1.5)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1))∪(1,eq \r(2))
解析 若a>1,则y=ax是增函数,则由a2<2,可得1<a<eq \r(2);若0<a<1,则y=ax是减函数,则由a-2<2,可得eq \f(\r(2),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(\r(2),2),1))∪(1,eq \r(2)).
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(x)
\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(a)INCLUDEPICTURE"RT.TIF"
思考题1 (1)已知实数a,b满足等式=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(b),下列五个关系式:①0<b<a;②a<b<0;③0<a<b;④b<a<0;⑤a=b,哪些不可能成立?
【解析】 在同一坐标系内,作出函数y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(x)和y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(x)的图象如图.
当a>b>0时,eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(a)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(b)可能成立.当a<b<0时,eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(a)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(b)可能成立.
当a=b=0时,eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(a)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(b)显然成立.当0<a<b时,显然eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(a)>eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(b).
当b<a<0时,显然eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(a)<eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(b).
综上可知,①②⑤可能成立,③④不可能成立.
方法二:因为eq \f(a,b)=0.30.1<1,且eq \f(b,c)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)))
eq \s\up12(0.5)<1,又a,b,c都为正数,所以c>b>a.故选D.
\up15(\f(1,2 022))INCLUDEPICTURE"RT.TIF"
思考题2 已知a=2 023,b=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2 022)))eq \s\up12(2 023),c=log2 023eq \f(1,2 022),则( )
【解析】 a=2 023eq \s\up15(\f(1,2 022))>1,0<b=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2 022)))
eq \s\up12(2 023)<1,c=log2 023eq \f(1,2 022)<0,所以c<b<a.故选B.
已知实数a≠1,函数f (x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(4x,x≥0,,2a-x,x<0,))若f(1-a)=f(a-1),则a的值为________.
eq \f(1,2)
【解析】 当a<1时,1-a>0,a-1<0,则41-a=21,解得a=eq \f(1,2);当a>1时,1-a<0,a-1>0,则4a-1=22a-1,无解.故a的值为eq \f(1,2).
f (x)=ex-eq \f(1,ex)
【解析】 因为f (x)=ex-eq \f(1,ex),定义域为R,f(-x)=e-x-eq \f(1,e-x)=eq \f(1,ex)-ex=-f (x),所以f (x)=ex-eq \f(1,ex)为奇函数.又因为f (x)=ex-eq \f(1,ex)在R上为增函数,
已知函数f (x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(ax2-4x+3).
【解析】 (1)当a=-1时,f (x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(-x2-4x+3),
而y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(u)在R上单调递减,
【解析】 (2)令h(x)=ax2-4x+3,则f (x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))
eq \s\up12(h(x)),
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a>0,,\f(12a-16,4a)=-1,))解得a=1,
\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(2x)INCLUDEPICTURE"RT.TIF"
思考题4 (1)函数y=-8×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(x)+17的单调递增区间为______________.
【解析】 设t=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(x)>0,则y=t2-8t+17=(t-4)2+1在(0,4]上单调递减,在(4,+∞)上单调递增.由eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(x)≤4,得x≥-2,由eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(x)>4,得x<-2,而函数t=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(x)在R上单调递减,所以函数y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(2x)-8×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(x)+17的单调递增区间为[-2,+∞).
f (x)=eq \f(3x-1,3x+1)
D.∀x1,x2∈R,且x1≠x2,eq \f(f (x1)-f (x2),x1-x2)<0
【答案】 存在,a=3或a=eq \f(1,3)
∴ax∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,a),a)),即t∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,a),a)).
∴y=t2+2t-1=(t+1)2-2在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,a),a))上是增函数eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(对称轴t=-1<\f(1,a))).
②当0<a<1时,t∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(a,\f(1,a))).
∵y=(t+1)2-2在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(a,\f(1,a)))上是增函数(对称轴t=-1<a),
∴ymax=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,a)+1))
eq \s\up12(2)-2=14.
∴a=eq \f(1,3)或a=-eq \f(1,5).∵0<a<1,∴a=eq \f(1,3).
综上,a=3或a=eq \f(1,3).
$