内容正文:
4.2.2 指数函数的图象和性质
第1课时 指数函数的图象和性质(一)
【学习目标】
1.能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.(直观想象、数学抽象)
2.掌握指数函数的性质,能利用指数函数的单调性比较幂的大小及解不等式.(逻辑推理)
指数函数的图象和性质
项目 0<a<1 a>1
图象
定义域 R
值域 ______
性质 过定点_____,即x=0时,y=1
___函数 ___函数
(0,+∞)
(0,1)
减
增
[思考]
1.函数y=ax(a>0,且a≠1)与y=()x(a>0,且a≠1)的图象有什么关系?
提示:两函数的图象关于y轴对称.
2.观察指数函数的图象,当底数a变化时,其图象有何变化?
提示:函数y=ax(a>0, 且a≠1) 的图象的变化趋势:当a>1 时,底数越大,图象越靠近y 轴;当0<a<1 时,底数越小,图象越靠近y 轴.
【明辨是非】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)所有指数函数的图象都在x轴的上方.( )
提示:指数函数图象上所有点的纵坐标大于0,函数的值域是(0,+∞).
(2)函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象都过定点(1,0).( )
提示:都过定点(0,1).
(3)指数函数y=ax(a>0,且a≠1)是奇函数.( )
提示:指数函数y=ax(a>0,且a≠1)既不是奇函数,也不是偶函数.
(4)若函数f(x)是指数函数,且f(1)>1,则f(x)是增函数.( )
提示:由指数函数的图象可得.
√
×
×
√
类型1 指数函数的图象问题(直观想象)
角度1 图象识别问题
【典例1】(1)(2026·重庆高一检查)如图是指数函数f(x)=ax(a>0且a≠1)的部分图象,已知a取,,2,3这四个值,则曲线C1,C2,C3,C4相对应的a依次为( )
A.,,2,3 B.,,3,2
C.,,2,3 D.,,3,2
【解析】选D.当x=1时,y越大,a越大.C2的a值
小于C1的a值小于C4的a值小于C3的a值.
√
(2)函数y=2|x|的大致图象是 ( )
【解析】选B.易知函数y=2|x|的定义域为R,且满足2|-x|=2|x|,可得其为偶函数,图象关于y轴对称.又当x=0时,y=1,因此排除A.又y=2|x|=,利用指数函数图象性质可知其在(0,+∞)上单调递增,且增长速度越来越快,即排除C,D.
√
(3)(多选)若函数y=ax-2b-1(a>0,且a≠1)的图象过第一、三、四象限,则( )
A.0<a<1 B.a>1
C.b>0 D.b<0
【解析】选BC.由题意可知:函数大致图象如图所示,
若0<a<1,则y=ax-2b-1的图象必过第二象限,
不符合题意,所以a>1.
当a>1时,要使y=ax-2b-1的图象过第一、三、
四象限,2b+1>1,解得b>0.
√
√
【解题有招】
识别指数函数图象应把握的两点
(1)根据图象“上升”或“下降”确定底数a>1或0<a<1;
(2)在y轴右侧,指数函数的图象“底大图高”.
【即学即练】
(2026·杭州高一检测)函数f(x)=2|x+1|的图象大致为( )
【解析】选D.当x+1≥0,即x≥-1时,f(x)=2x+1单调递增,
又f(-2-x)=2|-2-x+1|=2|x+1|=f(x),即f(x)=2|x+1|的图象关于x=-1对称,故D正确.
√
角度2 图象过定点问题
【典例2】函数f(x)=+2 024(a>0,且a≠1)的图象恒过定点( )
A.(2 024,2 024) B.(2 026,2 024)
C.(2 024,2 026) D.(2 026,2 025)
【解析】选D.因为f(2 026)=a0+2 024=2 025,
所以函数的图象恒过定点(2 026,2 025).
√
【解题有招】
形如y=k·ax+c+b(k≠0,a>0,a≠1)的函数图象过定点的问题的解决办法:
令指数x+c=0,即x=-c,得y=k+b,函数图象过定点(-c,k+b).
【即学即练】
(2025·福州高一检测)已知函数y=ax-2+2(a>0,且a≠1)的图象恒过定点(m,n),则m+n= .
【解析】令x-2=0,解得x=2,此时y=3,
故函数过定点(2,3),即m=2,n=3,所以m+n=2+3=5.
答案:5
类型2 指数函数单调性的简单应用(逻辑推理)
角度1 比较大小
【典例3】比较下列各组值的大小:
(1)1.11.1,1.10.9;
(2)()-1.8,()-2.5;
(3)(一题多解)()-0.5,()-0.5;
(4)1.70.1,0.91.1.
【解析】(1)因为1.1>1,所以y=1.1x是增函数,又1.1>0.9,故1.11.1>1.10.9.
(2)因为0<<1,所以函数y=()x在定义域R上单调递减,
又-1.8>-2.5,所以()-1.8<()-2.5.
(3)方法一:在同一平面直角坐标系中画出指数函数
y=()x与y=()x的图象,如图所示.
当x=-0.5时,由图象观察可得()-0.5>()-0.5.
方法二:因为函数y=x-0.5在(0,+∞)上单调递减,<,故()-0.5>()-0.5.
(4)因为1.70.1>1.70=1,0.91.1<0.90=1,故1.70.1>0.91.1.
【解题有招】
比较指数幂大小的三种类型及处理方法
【即学即练】
1.(2026·长沙高一检测)已知a=20.3,b=40.1,c=,则a,b,c的大小关系是( )
A.c>a>b B.b>a>c
C.b>c>a D.a>b>c
【解析】选D.由b=40.1==20.2,又y=2x在R上单调递增,
又0.3>0.2>0,所以20.3>20.2>20=1,即a>b>1,又c=<1,所以a>b>1>c.
√
2.已知a=0.40.3,b=0.30.3,c=0.30.4,则 ( )
A.a>c>b B.a>b>c
C.c>a>b D.b>c>a
【解析】选B.因为y=0.3x是减函数,所以0.30.3>0.30.4,即b>c>0.
而=()0.3=()0.3>1,即a>b,所以a>b>c.
√
角度2 解不等式
【典例4】已知<ax+6(a>0,且a≠1),求x的取值范围.
【解析】①当0<a<1时,函数f(x)=ax(a>0,且a≠1)在R上是减函数,
所以x2-3x+1>x+6,所以x2-4x-5>0,解得x<-1或x>5;
②当a>1时,函数f(x)=ax(a>0,且a≠1)在R上是增函数,所以x2-3x+1<x+6,
所以x2-4x-5<0,解得-1<x<5.
综上,当0<a<1时,x的取值范围是{x|x<-1或x>5};
当a>1时,x的取值范围是{x|-1<x<5}.
【解题有招】
利用单调性解不等式的步骤
(1)化同底:将不等式两边都化成底数相同的指数式.
(2)去底:根据底数的取值,利用指数型函数的单调性去掉底数.
(3)解不等式:求解由指数构成的不等式的解集.
提醒:若底数不确定,则需进行分类讨论.
【即学即练】
(2026·苏州高一检测)不等式>24-x的解集为 .
【解析】由不等式>24-x⇔>24-x,
因为指数函数y=2x单调递增,所以-x2+2x+2>4-x,
所以x2-3x+2<0⇒(x-1)(x-2)<0,解得1<x<2,
即原不等式的解集为(1,2).
答案:(1,2)
$