内容正文:
第6讲
指数与指数函数
数 学
浙江
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教材核心知识 课标要求
有理数指数幂、实数指数幂的意义 通过对有理数指数幂(a>0,且a≠1;m,n为整数,且n≠0)、实数指数幂ax(a>0,且a≠1;x∈R)含义的认识,了解指数幂的拓展过程,掌握指数幂的运算性质
指数幂的运算性质
指数函数的概念、图象及其性质 理解指数函数的概念,能用描点法或借助计算工具画出具体指数函数的图象,探索并理解指数函数的单调性与特殊点
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1.根式的概念
根式的概念 符号表示 备注
如果xn=a,那么x叫做a的n次方根 — n>1且n∈N*
当n是奇数时,正数的n次方根是一个正数,负数的n次方根是一个负数 零的n次方根是零
当n是偶数时,正数的n次方根有两个,这两个数互为相反数 ± (a>0) 负数没有偶次方根
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3.指数函数的图象与性质
y=ax
(a>0且a≠1) a>1 0<a<1
图象
定义域 R
值域 (0,+∞)
性质 过定点(0,1)
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
在R上是增函数 在R上是减函数
y=ax的图象与y=a-x=()x的图象关于y轴对称(a>0且a≠1)
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考向1 指数与指数幂运算
典例1(1)计算:4-0.5-(-)0++(= .
-0.1
1
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考向2 指数函数的图象与性质
典例2(1)函数y=2-x的大致图象是( )
D
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C
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典例3(2025浙江期中)函数y=的值域是 .
[2,+∞)
解析 由t=x2-2x+2=(x-1)2+1≥1,得y=2t∈[2,+∞),所以函数的值域为[2,+∞).
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典例4(多选)(2025浙江高一期中)若10a=2,10b=5,则( )
A.a+b>1 B.ab<
C. D.a2+b2<
BC
解析 因为10a=2,10b=5,所以10a×10b=10a+b=2×5=10,
所以a+b=1,故A错误;
因为10b>10a>1,所以0<a<b,
所以1=a+b>2,则ab<,故B正确;
因为=a+2+b<2,所以,故C正确;
因为0<a<b,所以a2+b2>,故D错误.故选BC.
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考向3 指数函数的综合
典例5已知函数f(x)=-4x+k·2x+1-2k,x∈[0,1].
(1)当k=-1时,求f(x)的值域;
解当k=-1时,f(x)=-4x-2x+1+2在[0,1]上单调递减,
故f(x)max=f(0)=-1,f(x)min=f(1)=-6,所以f(x)的值域为[-6,-1].
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解 f(x)=-(2x)2+2k·2x-2k,令2x=t,t∈[1,2],则原函数可化为g(t)=-t2+2kt-2k,其图象的对称轴为t=k.
①当k≤1时,g(t)在[1,2]上单调递减,
所以g(t)max=g(1)=-1+2k-2k=-,无解;
②当1<k<2时,g(x)max=g(k)=k2-2k=-,
即k2-2k+=0,解得k=或k=(舍去);
③当k≥2时,g(t)在[1,2]上单调递增,所以g(x)max=g(2)=-4+2k=-,解得k=,不合题意,舍去.
综上,k的值为.
(2)若f(x)的最大值为-,求实数k的值.
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两个重要公式
(1)
(2)()n=a(注意a必须使有意义).
2.有理数的指数幂
(1)幂的有关概念
①正分数指数幂:(a>0,m∈N*,n∈N*且n>1).
②负分数指数幂:(a>0,m∈N*,n∈N*且n>1).
③0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂无意义,0的零次幂无意义.
(2)有理数指数幂的性质
①ar·as=ar+s(a>0,r∈Q,s∈Q).
②(ar)s=ars(a>0,r∈Q,s∈Q).
③(ab)r=arbr(a>0,b>0,r∈Q).
(2)×(×5)-1=____________.
解析 (1)4-0.5-(-)0+(0.008+(-1+0.2+=0.5-1+0.2+0.2=-0.1.
解析×(×5)-1=((×52)× (×5) =((×(×5)=(×5)×(×5)=1.
(2)(2025浙江台州)已知指数函数y=()x的图象如图所示,则一次函数y=ax+b的图象可能是( )
解析由已知指数函数图象可知0<<1,∴-1<-<0,而一次函数y=ax+b图象与x轴的交点为(-,0),故选C.
归纳总结注意理解y=ax,y=()x的图象关于y轴对称,y=ax,y=bx对于a>b>1或0<b<a<1图象的变化情形.
归纳总结指数型函数y=af(x)是常考的知识点,必须分a>1,0<a<1对单调性进行讨论;指数型奇函数f(x)=在试题中也经常出现,需要加以注意.
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