内容正文:
数学·必修·第一册(苏教)
第6章
幂函数、指数函数和对数函数
6.2 指数函数
第二课时 指数函数的图象和性质(一)
(0,+∞)
(0,1)
课下培优巩固练(二十九)
y=ax
0<a<1
a>1
图象
定义域
R
值域
_________________
性质
过定点_________________
在R上是减函数
在R上是增函数
微思考:根据指数函数y=ax图象,当x>0或x<0时,y的范围是什么?
提示:
底数
x的范围
y的范围
a>1
x>0
y>1
x<0
0<y<1
0<a<1
x>0
0<y<1
x<0
y>1
微点拨:(1)当两个指数函数的底数互为倒数时,它们的图象关于y轴对称.
(2)在直角坐标系中,指数函数图象不可能出现在第三、四象限,其图象都在x轴上方.
(3)在同一坐标系中,底数a的大小与图象的高低情况如图:
【基点小试】
1.如图所示是指数函数y=ax(a>0且a≠1)的图象,已知a的取值分别为 eq \r(2) , eq \f(4,3) , eq \f(3,10) , eq \f(1,5) ,则对应于曲线C1,C2,C3,C4的a值依次为( )
A. eq \f(4,3) , eq \r(2) , eq \f(1,5) , eq \f(3,10)
B. eq \r(2) , eq \f(4,3) , eq \f(3,10) , eq \f(1,5)
C. eq \f(3,10) , eq \f(1,5) , eq \r(2) , eq \f(4,3)
D. eq \f(1,5) , eq \f(3,10) , eq \f(4,3) , eq \r(2)
解析:y轴右侧图象自上向下对应底数减小,D符合.
答案:D
2.指数函数y=(2-a)x在定义域内是减函数,则a的取值范围是________.
解析:由0<2-a<1,得1<a<2.
答案:1<a<2
题型一 指数函数的图象
角度1 指数函数图象特征
例1.如图所示是下列指数函数的图象,①y=ax;②y=bx;③y=cx;④y=dx,则a,b,c,d与1的大小关系是( )
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:可先分为两类,(3)(4)的底数一定大于1,(1)(2)的底数一定小于1,然后再由(3)(4)比较c,d的大小,由(1)(2)比较a,b的大小.当指数函数的底数大于1时,图象上升,且当底数越大,图象向上越靠近y轴;当底数大于0小于1时,图象下降,且当底数越小,图象越靠近x轴,故选B.
答案:B
[总结] 指数函数的图象随底数变化的规律
(1)无论指数函数的底数a如何变化,指数函数y=ax的图象与直线x=1相交于点(1,a),由图象可知:在y轴右侧,图象从下到上相应的底数由小变大.
(2)指数函数的底数与图象间的关系可概括记忆为:在第一象限内,底数自下而上依次增大.
角度2 图象过定点问题
例2.已知函数f(x)=a2x-2+3(a>0且a≠1)的图象恒过定点P,则点P的坐标是( )
A.(0,3)
B.(1,3)
C.(0,4)
D.(1,4)
解析:当2x-2=0时,x=1,即f(1)=a2-2+3=1+3=4,故P(1,4).故选D.
答案:选D.
[总结] 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=k·ax+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,则函数图象过定点(-c,k+b).
【练一练】
1.若b<-1,则函数y=ax+b(a>1)的图象必定不经过( )
A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
D.第四象限
解析:y=ax+b的图象是由指数函数y=ax(a>0)向下平移|b|单位得到,且b<-1,如图,故选B.
答案:选B.
2.(2022·湖北襄阳一中高一期中)已知函数f(x)=ax+1-3的图象恒过定点P,则P点的坐标为( )
A.(0,-2)
B.(-1,-2)
C.(-2,1)
D.(0,-3)
解析:令x+1=0,解得x=-1,此时f(-1)=1-3=-2.
所以点P的坐标为(-1,-2),故选B.
答案:B
题型二 指数函数图象的变换
例3.如图所示是y=a eq \o\al(\s\up1(|x|),\s\do1(1)) ,y=a eq \o\al(\s\up1(|x|),\s\do1(2)) 的图象,则a1,a2的大小关系是( )
A.a1>a2>1
B.a2>a1>1
C.0<a1<a2<1
D.0<a2<a1<1
解析:因为y=a eq \o\al(\s\up1(|x|),\s\do1(2)) =eq \o\al(\s\up1(x),\s\do1(2)) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a,x≥0,,a eq \o\al(\s\up1(-x),\s\do1(2)) ,x<0,))
y=a eq \o\al(\s\up1(|x|),\s\do1(1)) =eq \o\al(\s\up1(x),\s\do1(1)) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a,x≥0,,a eq \o\al(\s\up1(-x),\s\do1(1)) ,x<0.))
作直线x=1可知a1>a2.故选A.
答案:A
[总结] (1)在同一平面直角坐标系内,识别多个指数函数图象底数的大小,可借助直线x=1,根据x=1与各图象交点纵坐标大小确定底数大小.
(2)对形如f(x)=a|x|(a>0且a≠1)的函数,可利用偶函数性质,作出x>0时的函数图象,结合对称性求解.
【练一练】
3.函数y=2-|x|的大致图象是( )
解析:由y=2-|x|= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2x,x≤0,,2-x,x>0,)) 知选C.
答案:C
题型三 根据指数型函数图象确定解析式中参数
例4.若函数y=ax-(b+1)(a>0,且a≠1)的图象经过第一、三、四象限,则必有( )
A.0<a<1,b>0
B.0<a<1,b<0
C.a>1,b<0
D.a>1,b>0
解析:法一 由指数函数y=ax(a>1)图象的性质知函数y=ax(a>1)的图象过第一、二象限,且恒过点(0,1),而函数y=ax-(b+1)的图象是由y=ax的图象向下平移(b+1)个单位长度得到的,如图,若函数y=ax-(b+1)的图象过第一、三、四象限,则a>1且b+1>1,从而a>1且b>0.故选D.
法二 由函数是增函数知a>1,又x=0时,f(0)<0知b>0.选D.
答案:D
【母题探究】 若将本题中的函数解析式不变,改为函数图象不经过第二象限,则a,b满足的条件是________.
解析:函数图象不经过第二象限,则a>1且f(0)≤0,即1-(b+1)≤0.所以b≥0.
答案:a>1,b≥0
[总结] 根据指数函数图象特征,确定指数型函数y=ax+b+c(a>0且a≠1)中的参数,可借助图象的升、降确定a的范围,利用函数图象与y轴的交点确定c的范围,也可利用图象的平移变化确定c的范围.
【练一练】
4.已知函数f(x)= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(x-1) +b,且函数图象不经过第一象限,则b的取值范围是( )
A.(-∞,-1)
B.(-∞,-1]
C.(-∞,-2]
D.(-∞,-2)
解析:因为函数f(x)= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(x-1) +b为减函数,且图象不经过第一象限,
所以f(0)=2+b≤0,即b≤-2,故选C.
答案:C
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