内容正文:
作业(八) 指数、指数函数
指数、指数函数
1.正数的分数指数幂
定义
a=(a>0,m,n∈N*,n>1)
a-==(a>0,m,n∈N*,n>1)
运算性质
aras=ar+s;(ar)s=ars;(ab)r=arbr,其中a>0,b>0,r,s∈Q
(1)概念: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)指数函数的图象与性质
底数
a>1
0<a<1
图象
性质
定义域:R;值域:(0,+∞)
过定点(0,1),即x=0时,y=1
x>0时,y>1;x<0时,0<y<1
x<0时,y>1;x>0时,0<y<1
在(-∞,+∞)上是增函数
在(-∞,+∞)上是减函数
1.(教材变式)代数式 (a>0)化简的结果是( )
A.a B.a
C.a D.a
2.当a>1时,f(x)=a|x-2|+5的图象恒过点( )
A.(2,5) B.(3,5)
C.(2,6) D.(3,6)
3.已知a=1.60.3,b=1.60.8,c=0.70.8,则( )
A.c<a<b B.a<b<c
C.b>c>a D.a>b>c
4.(多选)下列是a>b>c(a,b,c≠0)的必要条件的是( )
A.ac2>bc2 B.(ac)2>(bc)2
C.2a-c>2a-b D.0.7a+b<0.7b+c
1.函数y=3的值域为( )
A.(0,+∞)
B.(0,1)∪(1,+∞)
C.(-∞,1)∪(1,+∞)
D.(1,+∞)
2.(2025·安徽皖江名校高一联考)设b∈R,若函数y=4n-2n+1+b在[-1,1]上的最小值是2,则其在[-1,1]上的最大值是( )
A.3 B.4
C.5 D.6
A.a=b=0 B.a<b<0
C.0<a<b D.0<b<a
4.(多选)已知f(x),g(x)都是定义在R上的函数,其中f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,且f(x)+g(x)=2x,则下列说法正确的是( )
A.f(g(x))为偶函数
B.g(0)=0
C.g2(x)-f2(x)为定值
D.|f(x)|+g(x)=
5.(开放创新)已知定义在R上的函数f(x)满足以下两个条件:①对任意x1,x2恒有f(x1+x2)=f(x1)f(x2);②f(x)在R上单调递减.则满足上述条件的一个函数f(x)=________.(写出一个即可)
6.已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=4x+3x+b(b为常数),则f(x)在[-3,-1]上的最大值为________.
1.(2024·天津卷)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
2.(2024·全国甲卷)函数f(x)=-x2+(ex-e-x)sin x在区间[-2.8,2.8]的图象大致为( )
3.(2023·全国乙卷)已知f(x)=是偶函数,则a=( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
4.(2023·新课标Ⅰ卷)设函数f=2x在区间上单调递减,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
易错一 忽视指数幂运算性质的前提条件而致误
[示例1] 化简:[(1-)2]×[(1+)3]=________.
指数幂运算性质的前提条件是幂底数为正数.
易错二 忽视对指数函数底数的讨论而致误
[示例2] 已知函数f(x)=(k+2)·ax+2-b(a>0,且a≠1)是指数函数.
(1)求k,b的值;
(2)求解不等式f(2x-5)>f(3x-1).
利用指数函数的单调性,一是要关注底数是大于1,还是大于零且小于1,若底数为字母,需分类讨论.
作业(八) 指数、指数函数 答案
[基础演练]
1.A = ===a.故选A.
2.C 对于函数f(x)=a|x-2|+5,令|x-2|=0,解得x=2,则f=a0+5=6,所以f(x)=a|x-2|+5的图象恒过点(2,6).故选C.
3.A y=1.6x是增函数,故a=1.60.3<b=1.60.8,
而1.60.3>1>c=0.70.8,故c<a<b.故选A.
4.ACD 因为c≠0,所以c2>0,又a>b,所以ac2>bc2,A正确;(ac)2>(bc)2等价于a2>b2,当a>0>-a>b时不成立,B错误;因为y=2x在R上单调递增,而a-c>a-b,所以2a-c>2a-b,C正确;因为y=0.7x在R上单调递减,而a+b>b+c,所以0.7a+b<0.7b+c,D正确.故选ACD.
[综合演练]
1.B 令f(x)=,则f(x)≠0,所以y=3≠30,
所以y≠1.又3>0,
所以函数y=3的值域为(0,1)∪(1,+∞).
2.A y=4n-2n+1+b=2-2·2n+b.设2n=t,
则y=t2-2t+b=(t-1)2+b-1.因为n∈[-1,1],
所以t∈,
当t=1时,ymin =b-1=2,b=3;当t=2时,ymax=1+b-1=3.故选A.
3.ABD 设2 024a=2 025b=k>0,分别作出y=2 024x,y=2 025x的函数图象,如图所示,若k=1,则a=b=0,A成立;若0<k<1,则a<b<0,B选项成立;若k>1,则0<b<a,C选项不成立,D选项成立.故选ABD.
4.ACD 因为f(x)+g(x)=2x,所以f(-x)+g(-x)=2-x,又f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,
所以-f(x)+g(x)=2-x,解得g(x)=,
f(x)=.
对于A,f(g(-x))=f(g(x)),故f(g(x))为偶函数,A正确;
对于B,g(0)=1,故B错误;
对于C,g2(x)-f2(x)=2-2=1,故C正确;
对于D,当x≥0时,|f(x)|=,
|f(x)|+g(x)=+=2x;
当x<0时,|f(x)|=,
|f(x)|+g(x)=+=2-x,
所以|f(x)|+g(x)=故D正确.
故选ACD.
5.解析 f(x)=x在R上单调递减,且x1+x2=x1·x2,即满足f(x1+x2)=ff,故f(x)=x符合题意.
答案 x(答案不唯一,底数在(0,1)内的指数函数均可)
6.解析 依题意知,f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=1+b=0,b=-1,即当x≥0时,f(x)=4x+3x-1,f(x)单调递增,所以f(x)在区间[1,3]上的最小值为f=4+3-1=6,所以f(x)在区间上的最大值为-6.
答案 -6
[真题体验]
1.B 由函数y=4.2x在R上单调递增可知,0<a<1<b,又c=log4.20.2<0,故b>a>c.故选B.
2.B (排除法) 由题知函数f(x)的定义域为R,关于原点对称,f(-x)=-(-x)2+(e-x-ex)sin(-x)=-x2+(ex-e-x)sin x=f(x),所以函数f(x)为偶函数,函数图象关于y轴对称,排除A、C;f(1)=-1+sin 1>-1+sin =-1+->0,排除D.故选B.
3.D 根据偶函数的定义运算求解.因为f=为偶函数,则f-f=-==0,又x不恒为0,可得ex-ex=0,即ex=ex,则x=x,即1=a-1,解得a=2.故选D.
4.D 利用指数型复合函数单调性,判断、列式计算作答.
函数y=2x在R上单调递增,而函数f=2x在区间上单调递减,则有函数y=x(x-a)=2-在区间上单调递减,因此≥1,解得a≥2,所以a的取值范围是.故选D.
[易误警示]
[示例1] [解析] 原式=[(-1)2]×[(1+)3]
=(-1)2××(1+)3×==1.
[答案] 1
[示例2] [解析] (1)因为f(x)=(k+2)·ax+2-b(a>0,且a≠1)是指数函数,所以k+2=1,2-b=0,所以k=-1,b=2.
(2)由(1)得f(x)=ax(a>0,且a≠1).
当a>1时,f(x)=ax在R上单调递增,由题意知2x-5>3x-1,即x<-4,故不等式f(2x-5)>f(3x-1)的解集为(-∞,-4);
当0<a<1时,f(x)=ax在R上单调递减,由题意知2x-5<3x-1,即x>-4,故不等式f(2x-5)>f(3x-1)的解集为(-4,+∞).
综上,当a>1时,不等式的解集为(-∞,-4);
当0<a<1时,不等式的解集为(-4,+∞).
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