2.7 指数函数(课件PPT)-【高考领航】2027年高考数学大一轮复习学案
2026-08-10
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习课件聚焦“指数函数”专题,依据课标要求覆盖概念、图象及性质三大核心考点,对接高考评价体系分析图象识别、大小比较、方程不等式求解等常考题型,通过真题改编题归纳考点权重,构建系统复习框架。
课件亮点在于“真题溯源+易错警示+素养提升”策略,如以2025年广州一模题为例,用“函数图象交点法”突破指数方程参数问题,培养数学思维与模型意识。特设“常用结论速记”和“诊断自测”,帮助学生掌握单调性应用等技巧,教师可依托分层训练实现精准复习,提升备考效率。
内容正文:
2.7 指数函数
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1.通过具体实例,了解指数函数的实际意义,理解指数函数的概念. 2.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.
[课标解读]
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1
聚焦·必备知识
3
限时规范训练
栏
目
导
引
2
突破·核心考点
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聚焦
·必备知识
1.指数函数的概念
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.指数函数的图象和性质
a>1 0<a<1
图象
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a>1 0<a<1
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
指数函数图象的特点(应用见例1)
(1)指数函数的图象恒过点(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)函数y=ax与y=x(a>0,且a≠1)的图象关于y轴对称.
(3)在第一象限内,指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象越高,底数越大.
(4)指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象以x轴为渐近线;y=ax+b恒过定点(0,1+b),且以y=b为渐近线.
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1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)函数y=2x-1是指数函数.( )
(2)函数y=ax2+1(a>1)的值域是(0,+∞).( )
(3)2-3>2-4.( )
(4)若am<an(a>0,且a≠1),则m<n.( )
×
×
√
×
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2.(人A必修一P114例1改编)已知函数f(x)=-2ax+1-2(a>0且a≠1)的图象经过定点P(m,n),则m+n=( )
A.-1 B.-4
C.-5 D.3
解析:C 令x+1=0,得x=-1,此时f(-1)=-2a0-2=-4,所以定点P的坐标为(-1,-4),即m=-1,n=-4,所以m+n=-5.故选C.
C
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3.(人A必修一P119T6改编)若a=20.3,b=0.20.3,c=0.20.2,则下列各式正确的是( )
A.c<a<b B.a<c<b
C.c<b<a D.b<c<a
解析:D 因为a=20.3>1,b=0.20.3<c=0.20.2<1,则a>c>b.故选D.
D
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4.(人A必修一P118练习T1改编)在区间[a,5]上,f(x)=2x的最大值是其最小值的4倍,则实数a=( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:C 因为f(x)=2x区间[a,5]上单调递增,又f(a)=2a,f(5)=25=32,所以32=4×2a,解得a=3.故选C.
C
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例1 (1)当a≠0时,函数y=ax+b和y=bax的图象只可能是( )
突破
·核心考点
指数函数的图象及应用
考点
一
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解析:A 对于A,由一次函数的图象知,a>0,0<b<1,此时函数y=bax为减函数,故A正确;对于B,由一次函数的图象知,a>0,b>1,此时函数y=bax为增函数,故B错误;对于C,由一次函数的图象知,a<0,b>1,此时函数y=bax为减函数,C错误;对于D,由一次函数的图象知,a<0,0<b<1,此时函数y=bax为增函数,故D错误.故选A.
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(2)(2025·广东广州一模)已知实数a,b满足3a=4b,则下列不等式可能成立的是( )
A.b<a<0 B.2b<a<0
C.0<a<b D.0<2b<a
解析:B 设函数f(x)=3x,g(x)=4x,h(x)=2x,作出函数图象如图所示,设3a=4b=t.对于A,当0<t<1时,直线y=t与函数f(x)=3x,g(x)=4x的图象交点的横坐标为a,b,由函数图象可知,a<b<0,故
A错误;对于C,当t>1时,直线y=t与函数f(x)=3x,g(x)=4x的图象交点的横坐标为a,b,由函数图象可知,0<b<a,故C错误;
B
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因为3a=4b,所以3a=22b,设3a=22b=t,作出函数f(x)=3x,h(x)=2x的图象如图所示,对于B,当0<t<1时,直线y=t与函数f(x)=3x,h(x)=2x的图象交点的横坐标为a,2b,由函数图象可知,2b<a<0,故B正确;对于D,当t>1时,直线y=t与函数f(x)=3x,h(x)=2x的图象交点的横坐标为a,2b,由函数图象可知,0<a<2b,D错误.故选B.
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指数函数的图象及其应用策略
(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.
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跟踪训练1 (1)函数y=(0<a<1)的图象大致形状为( )
D
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解析:D 当x>0时,y=ax(0<a<1);当x<0时,y=-ax(0<a<1),所以x>0时函数是减函数,x<0时函数是增函数,且图象是y=ax(0<a<1)的x<0部分关于x轴的对称图形.故选D.
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(2)(2025·甘肃兰州模拟)已知函数 f(x)=|2x-1|,关于x的方程f(x)=k有两个不等实数根,则实数k的取值范围是( )
A.(1,+∞)
B.[1,+∞)
C.[0,1]
D.(0,1)
D
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解析:D 作出函数f(x)=|2x-1|的图象,如图所示,若关于x 的方程 f(x)=k 有两个不等实根,则函数y=f(x) 的图象与直线 y=k 有两个交点,由图可知,k∈(0,1).故选D.
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角度1 比较指数式的大小
例2 (1)(多选)以下关于数的大小的结论正确的是( )
A.1.72.5<1.73 B.0.8-0.1<0.8-0.2
C. D.
考点
二
指数函数的性质及应用
ABD
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解析:ABD 对于A,因为指数函数y=1.7x在R上单调递增,且2.5<3,所以1.72.5<1.73,故A正确;对于B,因为指数函数y=0.8x在R上单调递减,且-0.1>-0.2,所以0.8-0.1<0.8-0.2,故B正确;对于C,因为1.50.3>1.50=1,0<0.93.1<0.90=1,所以1.50.3>0.93.1,故C错误;对于D,因为12=,且12=3=,所以,故D正确.故选ABD.
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(2)(2025·全国一卷T8)已知2+log2x=3+log3y=5+log5z,则x,y,z的大小关系不可能是( )
A.x>y>z B.x>z>y
C.y>x>z D.y>z>x
解析:B 法一:设2+log2x=3+log3y=5+log5z=t,则x=2t-2,y=3t-3,z=5t-5.设函数f(x)=xt-x=e(t-x)ln x,x≥2.设函数g(x)=(t-x)ln x,x≥2.g′(x)=.因为y=x(1+ln x)是增函数,故可通过取区间(-∞,2+2ln 2),(2+2ln 2,3+3ln 3),(3+3ln 3,5+5ln 5),(5+5ln 5,+∞)中t的特殊值来确定大小关系.当t<2+2ln 2时,g′(x)<0,g(x)在区间
B
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(2,+∞)单调递减,从而g(2)>g(3)>g(5),所以f(2)>f(3)>f(5),即x>y>z.当2+2ln 2<t<3+3ln 3时,取t=5,则g(2)=3ln 2,g(3)=2ln 3,g(5)=0,可得g(3)>g(2)>g(5),所以f(3)>f(2)>f(5),即y>x>z.当3+3ln 3<t<5+5ln 5时,取t=9,则g(2)=7ln 2,g(3)=6ln 3,g(5)=4ln 5,可得g(3)>g(5)>g(2),所以f(3)>f(5)>f(2),即y>z>x.故选B.
法二:设2+log2x=3+log3y=5+log5z=m,所以令m=2,则x=1,y=3-1=,此时x>y>z,A有可能;令m=5,则x=8,y=9,z=1,此时y>x>z,C有可能;令m=8,则x=26=64,y=35=243,z=53=125,此时y>z>x,D有可能.故选B.
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角度2 解简单的指数方程或不等式
例3 解下列方程或不等式.
(1)2x+3=22x2+x-6;
(2)4x-2x-2>0;
(3)62x+4=33x·2x+8;
(4)ax2+3x>a2x+2(其中a>0且a≠1).
解:(1)由2x+3=22x2+x-6得,x+3=2x2+x-6,解得x=±.
所以原方程的解集为{}.
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(2)令2x=t>0,则t2-t-2>0;
解得t<-1(舍)或t>2,即2x>2,
所以x>1,所以不等式的解集为{x|x>1}.
(3)方程两边同除以33x·2x+8得x-4=1.解得x=4.原方程的解集为{4}.
(4)当a>1时,因为ax2+3x>a2x+2,且y=ax在R上单调递增,
所以x2+3x>2x+2,即x2+x-2>0,解得x>1或x<-2,
当0<a<1时,因为ax2+3x>a2x+2,且y=ax在R上单调递减,
所以x2+3x<2x+2,即x2+x-2<0,解得-2<x<1,
综上:当a>1时,x∈(-∞,-2)∪(1,+∞);
当0<a<1时,x∈(-2,1).
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角度3 指数函数性质的综合应用
例4 设f(x)=(a,b为实常数).
(1)若f(x)是奇函数,求a与b的值;
(2)若f(x)定义域不为R且是奇函数时,求函数f(x)的值域.
解:(1)f(x)是奇函数时,f(-x)=-f(x).
即对定义域内任意实数x都成立,
即(2a-b)·22x+(2ab-4)·2x+(2a-b)=0.
对定义域内任意实数x都成立,所以
解得或
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(2)当时,f(x)=,定义域为R,不符合题意;当时,f(x)=(x≠0).当x>0时,因为2x>1,故1-2x<0,则<0,所以f(x)<-;当x<0时,-x>0,f(x)=-f(-x)>.综上所述:函数f(x)的值域为∪.
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1.比较指数式大小的方法
(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.
2.指数方程或不等式的解法
(1)解指数方程或不等式的依据:
①af(x)=ag(x)⇔f(x)=g(x);
②af(x)>ag(x),当a>1时,等价于f(x)>g(x);当0<a<1时,等价于f(x)<g(x).
(2)解指数方程或不等式的方法:先利用幂的运算性质化为同底数幂,再利用函数单调性转化为一般方程或不等式求解.
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跟踪训练2 (1)设a=,则a,b,c的大小关系为
( )
A.c>a>b B.a>b>c
C.b>a>c D.a>c>b
D
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解析:D 依题意,函数y=在(0,+∞)上单调递增,函数y=x在R上单调递减,则a=>c==b,所以a,b,c的大小关系为a>c>b.故选D.
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(2)若x满足不等式2x2+1≤x-2,则函数y=2x的值域是( )
A. B.
C. D.[2,+∞)
解析:B 将2x2+1≤x-2化为x2+1≤-2(x-2),即x2+2x-3≤0,解得x∈[-3,1],所以2-3≤2x≤21,所以函数y=2x的值域是.故选B.
B
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(3)(多选)(2026·广东广州开学考试)已知函数f(x)=+2,则( )
A.f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞)
B.f(x)为奇函数
C.f(x)为R上的减函数
D.f(x)无最值
ABD
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解析:ABD 对于A,由f(x)=+2可知ex-1≠0,所以x≠0,即其定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),故A正确;对于B,f(x)=,f(-x)=,显然f(x)=-f(-x),所以f(x)为奇函数,故B正确;对于C,由A项结论可知C显然错误;对于D,由指数函数的性质知:当x∈(-∞,0)∪(0,+∞)时,ex-1∈(-1,0)∪(0,+∞),所以∈(-∞,-4)∪(0,+∞),则f(x)∈(-∞,-2)∪(2,+∞),故D正确.故选ABD.
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(建议用时:60分钟 分值:100分)
限时规范
训练16 指数函数
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1.(2025·北京海淀一模)函数f(x)=a2x-1+1(a>0)的图象一定经过点( )
A. B.
C.(0,2) D.(0,1)
解析:A 令2x-1=0,则x=,则f=1+1=2,所以函数f(x)=a2x-1+1(a>0)的图象一定过点.故选A.
A
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2.(2025·辽宁大连二模)已知a=20.3,b=0.20.3,c=0.20.6,则( )
A.b>a>c B.a>c>b
C.b>c>a D.a>b>c
解析:D 对于a,b,因为y=20.3>20=1.0.20.3<0.20=1,所以20.3>0.20.3,对于b,c,由于y=0.2x在R上单调递减,故0.20.3>0.20.6,所以a>b>c.故选D.
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D
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3.设指数函数C1:y=ax,C2:y=bx,C3:y=cx的图象如图所示,则
( )
A.0<c<1<b<a
B.0<a<1<b<c
C.c<b<a
D.0<c<1<a<b
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A
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解析:A 如图,做直线x=1,与三个指数函数图象的交点坐标分别为(1,a),(1,b),(1,c),由图可知:0<c<1<b<a.故选A.
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4.已知函数f(x)=在区间(1,+∞)上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A.[4,+∞) B.(4,+∞)
C.(-∞,4] D.(-∞,4)
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C
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解析:C 因为函数g(x)=x为R上的减函数提示:指数函数g(x)=ax(a>0且a≠1),当0<a<1时,指数函数g(x)单调递减,当a>1时,指数函数g(x)单调递增,根据复合函数的单调性可知,要使函数f(x)=在区间(1,+∞)上单调递减,则函数h(x)=2x2-ax在区间(1,+∞)上单调递增.根据二次函数的性质可知,函数h(x)=2x2-ax=22-在 上单调递增,所以≤1提示:对于二次函数,当函数的图象开口向上时,函数在对称轴的右侧单调递增,即a≤4.故选C.
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[易错警示]对于形如y=af(x)(a>0,且a≠1)的函数的单调性的判断,常用复合函数法.复合函数的单调性:当a>1时,函数y=af(x)与函数y=f(x)的单调性相同;当0<a<1时,函数y=af(x)与函数y=f(x)的单调性相反.
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5.(多选)已知非零实数a,b满足等式a=b,则下列结论不可能成立的是( )
A.0<b<a B.a<b<0
C.0<a<b D.b<a<0
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CD
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解析:CD 法一:在同一直角坐标系中作出函数y=x与y=x的图象如图所示,设a=b=M,当M>1时,结合图象可得,a<b<0;当M=1时,结合图象可得,a=b=0;当0<M<1时,结合图象可得,a>b>0.综上,故选CD.
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法二:等式a=b两边同时取对数,得a ln =b ln ,即a ln 2=b ln 3,b≠0时,得.故选CD.
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6.(多选)已知函数f(x)= ,则( )
A.函数f(x)的图象恒过定点(0,9)
B.当a=2时,函数f(x)的图象关于直线x=1对称
C.当a=5时,函数f(x)的单调递减区间为
D.若函数f(x)的值域为[1,+∞),则实数a的取值范围为(-∞,-4]∪[4,+∞)
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ABD
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解析:ABD 对于A,由f(0)=9,可得函数f(x)的图象恒过定点(0,9),故A正确;对于B,当a=2时,f(x)= ,定义域为R,又f(2-x)= = =f(x),可得f(x)的图象关于直线x=1对称,故B正确;对于C,当a=5时,f(x)=3 ,令x2-5x+4≥0,解得x≥4或x≤1,因为y=3u是R上的增函数,u= 在(-∞,1]上单调递减,在[4,+∞)上单调递增,所以f(x)的单调递减区间为(-∞,1],故C错误;对于D,由f(x)的值域为[1,+∞),可得y= 的值域为[0,+∞),则Δ=a2-16≥0,解得a≤-4或a≥4,故D正确.故选ABD.
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7.(5分) 的解集为________.
解析:由得:x2-4x<-3,解得1<x<3,即的解集为(1,3).
答案:(1,3)
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8.(5分)函数f(x)=的值域为________.
解析:由于x2+2x+=(x+1)2-,且函数y=t在R上单调递减,故=45,故函数f(x)=的值域为(0,45].
答案:(0,45]
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9.(5分)定义min{a,b}=设f(x)=min{2x,-x2+3x+1},则f(x)的最大值为________.
解析:设m(x)=2x,n(x)=-x2+3x+1,作出函数m(x),n(x)的图象,由图象可得,当x=0或x=2时,m(x)=n(x),当x<0时,m(x)>n(x),当0<x<2时,m(x)<n(x),当x>2时,m(x)>n(x),所以f(x)=
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画出f(x)图象,由图象可知f(x)max=4.
答案:4
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10.(13分)已知函数f(x)=4x-a·2x-1.
(1)当a=1时,求f(x)在区间[-1,2]上的值域;
(2)当a=3时,解不等式f(x)+3>0.
解:(1)当a=1时,f(x)=4x-2x-1=(2x)2-2x-1,令t=2x,因为x∈[-1,2],所以t∈,令g(t)=t2-t-1=2-,则函数g(t)在t∈上单调递增,所以当t=时,g(t)有最小值g=-,当t=4时,g(t)有最大值g(4)=11,所以函数g(t)在区间上的值域为.
故a=1时,f(x)在区间[-1,2]上的值域为.
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(2)当a=3时,f(x)=4x-3·2x-1.
由f(x)+3>0,得4x-3·2x+2>0,即(2x-1)(2x-2)>0,
解得2x>2或2x<1,
所以x>1或x<0,
所以不等式f(x)>0的解集为{x|x>1或x<0}.
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11.(15分)已知函数f(x)=3x,f(a+2)=81,g(x)=.
(1)求g(x)的解析式;
(2)判断g(x)的奇偶性;
(3)求函数g(x)的值域.
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解:(1)由f(x)=3x,f(a+2)=81,可得3a+2=81⇒a=2,
所以g(x)=.
(2)g(x)的定义域为R,关于原点对称, g(-x)==-g(x),故g(x)是奇函数.
(3)g(x)=, 因为2x>0,所以2x+1>1,所以0<<1,即0<<2,所以-1<-1<1,故函数g(x)的值域为(-1,1).
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12.已知函数f(x)=则f(x)图象上关于原点对称的点有( )
A.1对 B.2对
C.3对 D.4对
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C
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解析:C 作出f(x)的图象,再作出函数y=x,x≥0,关于原点对称的图象如图所示.
因为函数y=x,x≥0关于原点对称的图象与y=-|x2+2x|,x<0的图象有三个交点,故f(x)图象上关于原点对称的点有3对.故选C.
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13.(5分)设a>0,平行于x轴的直线l:y=a分别与函数y=2x和y=2x+1的图象交于点A,B,若函数y=2x的图象上存在点C,满足△ABC为等边三角形,则a=________.
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解析:如图所示,由2x=a,得x=log2a,即点A(log2a,a),由2x+1=a,得x=log2a-1,即点B(log2a-1,a)敲黑板:根据指数式与对数式的互化求出点A,B的坐标,所以|AB|=1,取AB的中点D,连接CD,由△ABC为等边三角形,得CD⊥AB,|CD|=.
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易知点C不可能在直线l的上方,因此点又点C在函数y=2x的图象上,所以a-,
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即a-提示:log2a-==log2,解得a= +,所以满足题意的a的值为 +.
答案: +
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14.(15分)已知指数函数y=f(x),且f(-2)=,定义在R上的函数g(x)=是奇函数.
(1)求f(x)和g(x)的解析式;
(2)若对任意的t∈R,不等式g(t2+1)+g(2t2+2kt)<0恒成立,求实数k的取值范围.
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解:(1)设f(x)=ax(a>0且a≠1),f(-2)=a-2=,
可得a=3,f(x)=3x,即g(x)=是定义在R上的奇函数,因此
即n=1,(3-m)(3x-1)=0对x∈R恒成立,解得所以g(x)=.
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(2)易知g(x)=,
因此可得g(x)为定义在R上的减函数;
因为g(t2+1)+g(2t2+2kt)<0恒成立,
所以g(t2+1)<-g(2t2+2kt)=g(-2t2-2kt)恒成立,
即t2+1>-2t2-2kt恒成立,因此3t2+2kt+1>0恒成立,
可得Δ=4k2-12<0,解得k∈ ,.
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2.7 指数函数
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