内容正文:
第六章
幂函数、指数函数和对数函数
6.2 指数函数
课标要点
1.了解指数函数,掌握指数函数的形式及条件,会根据底数区分两类函数;
2.掌握指数函数的图象与性质,能根据指数函数的性质进行方程、不等式的求解,比较大小,及函数的单调区间的求解、会求与指数函数相关的函数的定义域、值域;
3.能解决与指数函数有关的综合性问题;
学习重难点
重点:指数函数的图象与性质以及指数函数图象的变换及应用
难点:指数函数有关的复合函数的性质及应用
知识点 指数函数的概念(重点)
一般地,函数叫做指数函数,其中指数是自变量,底数是一个大于0且不等于1的常量,定义域是
特别提醒
1)定义域为:
2)规定是因为
①若,则(恒等于1)没有研究价值
②若,则时,(恒等于0),而当时,无意义
③若,则中为偶数,为奇数时,无意义
只有当或时,即,可以是任意实数
3) 函数解析式形式要求
指数函数只是一个新式定义,判断一个函数是指数函数的关键有三点:①的系数必须为1;②底数为大于0且不等于1的常数,不能是自变量;③指数处只有一个自变量,而不是含自变量的多项式
随学随练
1.(26-27高一上·全国·课堂例题)下列各函数中,是指数函数的是( )
A. B.
C. D.
2.(多选)(26-27高一上·全国·课堂例题)(多选)下列以为自变量的函数中不是指数函数的有( )
A. B.
C. D.且
3.(26-27高一上·全国·课后作业)给出下列函数:①;②;③;④;⑤.其中,指数函数的个数是________.
知识点 指数函数的图象与性质(重点)
1、函数的图象和性质如下表:
底数
图象
性
质
定义域
值域
定点
图象过定点
单调性
增函数
减函数
函数值的变化情况
当时,
当时,
当时,
当时,
当时,
当时,
对称性
函数与的图象关于轴对称
2、指数函数的底数对图象的影响
函数的图象如图所示:
观察图象,我们有如下结论:
1.底数与1的大小关系决定了指数函数图象的“升”与“降”.
①当时,指数函数的图象是“上升”的,且当时,底数的值越大,函数的图象越“陡”,说明其函数值增长的越快.
②当时,指数函数的图象是“下降”的,且当时,底数的值越小,函数的图象越“陡”,说明其函数值减小的越快.
2.底数的大小决定了图象相对位置的高低:不论是还是,底数越大,在第一象限内的函数图象越“靠上”.
在同一平面直角坐标系中,底数的大小决定了图象相对位置的高低;
在轴右侧,图象从上到下相应的底数由大变小,即“底数大图象高”;
在轴左侧,图象从上到下相应的底数由小变大,即“底数大图象低”;
随学随练
1.(25-26高一上·安徽·阶段检测)如图,(1)(2)(3)分别是指数函数的大致图象,则( )
A. B. C. D.
2.(25-26高三上·青海西宁·阶段检测)若是奇函数,则( )
A.1 B.-1 C. D.
3.(25-26高一上·江苏南京·期末)已知函数(,且)的图象如图所示,则( )
A. B.
C. D.
知识点指数(指数型)函数的定义域与值域
1、定义域:
(1)指数函数的定义域为
(2)的定义域与函数的定义域相同
(3)的定义域与函数的定义域不一定相同.
2、值域
(1)指数函数的值域为
(2)求形如的函数的值域,先求的值域,然后结合得性质确定的值域
(3)求形如的值域,转化为先求的值域,再将的取值范围代入函数中.
随学随练
1.(26-27高一上·全国·课堂例题)求下列函数的定义域和值域:
(1);
(2);
(3)y=.
2.(26-27高一上·全国·课堂例题)求下列函数的定义域和值域:
(1);
(2).
3.(24-25高一上·全国·课前预习)求下列函数的定义域与值域
(1);
(2).
拓展指数函数图象变换(重点)
已知函数
1、平移变换
①
②
③
④
2、对称变换
①
②
③
3、翻折变换
①(去掉轴左侧图象,保留轴右侧图象;将轴右侧图象翻折到轴左侧)
②(保留轴上方的图象,将轴下方的图象翻折到轴上方)
活学活用
1.(2026高三·全国·专题练习)作函数的图象.
2.(26-27高一上·全国·课堂例题)画出下列函数的图象并根据图象求单调区间:
(1);
(2)
题型 指数函数概念判断
解题贴士
函数①的系数必须为1;
②底数为大于0且不等于1的常数,不能是自变量;③指数处只有一个自变量,而不是含自变量的多项式
▌例1 (24-25高一上·全国·课前预习)下列各函数中,是指数函数的是( )
A. B. C. D.
▌例2 (26-27高一上·全国·课堂例题)指出下列函数哪些是指数函数:
(1)
(2)
(3)
(4)
▌对点练1-1.(24-25高一上·全国·课前预习)判断函数是指数函数的是( )
A. B.
C. D.(,且)
▌对点练1-2.(26-27高一上·全国·课堂例题)下列函数是指数函数的有______(填序号).
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦为常数,且.
▌对点练1-3.(26-27高一上·全国·课堂例题)下列函数中,哪些是指数函数?
(1);
(2);
(3);
(4);
(5)(是常数).
题型根据函数是指数函数求参数
解题贴士
函数①的系数必须为1;
②底数为大于0且不等于1的常数,不能是自变量;③指数处只有一个自变量,而不是含自变量的多项式
▌例1(2026高一·全国·专题练习)若函数是指数函数,求实数的值( )
A.1 B.2 C.0 D.
▌例2(多选)(24-25高一上·广东湛江·阶段检测)函数是指数函数,则的值不可以是( )
A. B. C. D.
▌对点练2-1(2026高一·全国·专题练习)若是指数函数,则有( )
A. B.
C. D.且
▌对点练2-2(25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测)函数是指数函数,则a的值为( )
A. B.1 C. D.1或
▌对点练2-3(25-26高一上·福建莆田·期中)函数是指数函数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
题型指数型函数图象过定点问题
解题贴士
根据函数图象过定点
▌例1(2026高一·全国·专题练习)函数(且)的图象必经过点________.
▌例2(25-26高一下·湖南长沙·开学考试)已知函数(,且)的图象恒过定点P,则点P的坐标为______.
▌对点练3-1已知函数(,且)的图象恒过定点P,则点P的坐标为____________.
▌对点练3-2(25-26高一下·上海·阶段检测)函数且的图像经过一个定点,这个定点的坐标是_________.
▌对点练3-3(25-26高一下·河北衡水·开学考试)函数(,且)的图象恒过定点_______.
题型指数函数图象识别 (重点)
▌例1(24-25高一上·贵州遵义·阶段检测)函数的图象大致为( )
A. B. C. D.
▌例2(25-26高一上·广西玉林·期中)在同一直角坐标系中,函数与且的图象可能是( )
A. B.
C. D.
▌对点练4-1(25-26高一上·云南红河·阶段检测)已知且,则函数与函数在同一平面直角坐标系中的部分图象可能为( )
A. B.
C. D.
▌对点练4-2(25-26高一上·广东惠州·期中)指数函数①;②满足不等式,则它们的图象是( ).
A. B.
C. D.
▌对点练4-3(多选)(26-27高一上·全国·课后作业)(多选)函数的图象可能是( )
A.B.
C.D.
题型画指数函数(指数型复合函数)图象(重点)
▌例1(25-26高三·全国·一轮复习)作出下列函数的图象
(1);
(2);
(3);
▌例2作出函数的图象.
▌对点练5-1(26-27高一上·全国·课堂例题)已知函数.
(1)画出该函数的图象;
(2)由图象指出其单调区间.
▌对点练5-2作出函数的图象.
▌对点练5-3(24-25高一上·全国·课前预习)已知直线与函数的图象有两个公共点,求实数a的取值范围.
题型 利用指数函数的单调性比较大小(重点)
解题贴士
比较指数幂的大小的方法(分三种情况)
(1)底数相同,指数不同:利用指数函数的单调性来判断;
(2)底数不同,指数相同:利用底数不同的指数函数的图象变化规律来判断;
(3)底数不同,指数不同:通过中间量来比较,一般引入中间量“1”。
▌例1(25-26高一下·陕西汉中·期末)已知,,,则( )
A. B.
C. D.
▌例2(25-26高三下·湖北随州·阶段检测)设,则( )
A.a>b>c B.a>c>b C.c>a>b D.b>c>a
▌对点练6-1(25-26高一上·广西梧州·期末)已知,,,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
▌对点练6-2(26-27高一上·全国·课后作业)比较大小;
(1)与;
(2)与;
(3)与.
▌对点练6-3(26-27高一上·全国·课后作业)比较下列各组数的大小:
(1)与
(2)与
(3)与
题型利用指数函数的单调性解不等式(重点)
解题贴士
(1)将不等式左右两侧化为同底指数(指数型)函数
(2)根据指数函数的单调性解不等式
(3)注意综合考虑函数定义域
▌例1(2026高一上·全国·专题练习)已知,则不等式的解集为________.
▌例2(24-25高一上·贵州遵义·阶段检测)已知函数,.
(1)判断在的单调性并用定义证明;
(2)解关于的不等式
▌对点练7-1(25-26高一上·江西南昌·阶段检测)已知函数是指数函数.
(1)求的表达式;
(2)判断的奇偶性,并加以证明;
(3)解不等式:.
▌对点练7-2(25-26高一上·河南·期中)已知函数,.
(1)判断的单调性并用定义证明;
(2)若,求实数的取值范围.
题型指数型复合函数的单调性(重点)
▌例1(2026高三·全国·专题练习)函数的递增区间是________________.
▌例2(2026高三·全国·专题练习)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
▌对点练8-1(25-26高一上·天津河东·期末)已知函数则函数的单调增区间为______
▌对点练8-2(2026·甘肃张掖·二模)已知函数在上单调递减,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
▌对点练8-3若函数在区间上单调递增,则实数的取值范围是_____________
题型与指数函数(指数型复合函数)有关的值域问题(重点)
▌例1(24-25高一上·广东·期末)函数的值域为( )
A. B.
C. D.
▌例2(24-25高一上·江苏连云港·期末)已知函数.
(1)证明:的图象关于原点对称;
(2)求函数的值域.
▌对点练9-1已知函数,求其值域和对称中心.
▌对点练9-2(24-25高一上·安徽芜湖·期末)已知函数(,且).
(1)若的图象过点和,求在上的值域;
(2)若在区间上的最大值比最小值大,求的值.
▌对点练9-3(24-25高一上·山东青岛·期中)已知函数的图象过点.
(1)求实数的值;
(2)判断的奇偶性,并证明.
(3)求的值域.
题型指数函数中可化为一元二次函数型题问题(重点)
解题贴士
将函数,通过换元,转化为,通过二次函数解决问题
▌例1(2026·陕西榆林·模拟预测)已知函数的最小值为,则实数的值是( )
A. B. C. D.4
▌例2(2025高一上·福建泉州·专题练习)定义在上的函数,则的最大值是________.
▌对点练10-1(25-26高一上·四川成都·阶段检测)函数在区间上的最小值为( )
A. B. C. D.
▌对点练10-2(25-26高一上·广西南宁·期中)若函数对恒成立,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
▌对点练10-3(24-25高一上·安徽·期中)设,若函数在上的最小值是2,则其在上的最大值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
题型指数函数中的综合问题(重点)
解题贴士
综合考虑指数函数单调性,解决相关值域,不等式等综合问题
▌例1(2026高一·全国·专题练习)已知函数.
(1)求的值;
(2)若对任意,且,不等式恒成立,求实数的取值范围.
▌例2(25-26高二下·吉林长春·期末)已知函数( 且 )是偶函数,.
(1)求实数的值;
(2)判断的奇偶性,并证明该结论;
(3)若对于 ,不等式 恒成立,求整数的取值集合.
▌对点练11-1(26-27高三上·江苏常州·阶段检测)已知函数,其中.
(1)讨论函数的奇偶性;
(2)当时,若存在,使得成立,求实数的取值范围.
▌对点练11-2(25-26高二下·吉林延边·期末)已知函数,函数
(1)若函数在和上的单调性相反,求的解析式;
(2)若,不等式在上恒成立,求的取值范围.
▌对点练11-3(25-26高二下·重庆·期末)已知函数是奇函数,且
(1)求和的值;
(2)若,恒成立,求实数的取值范围.
基础通关
1.(26-27高一上·全国·课堂例题)下列函数中,不是幂函数的是( )
A. B.
C. D.
2.(26-27高一上·全国·课堂例题)函数(且)的图象过定点( )
A. B.
C. D.
3.(26-27高三上·北京延庆·开学考试)函数( )
A.有最大值,也有最小值 B.没有最大值,有最小值
C.有最大值,没有最小值 D.没有最大值,也没有最小值
4.(2026高一·全国·专题练习)函数的值域是( )
A. B.
C. D.
5.(25-26高一下·云南昭通·期末)已知函数为奇函数,则( )
A.1 B.0 C. D.2
6.(2026·湖南衡阳·模拟预测)函数与的图象( )
A.关于y轴对称 B.关于直线对称
C.关于直线对称 D.关于直线对称
7.(多选)(24-25高一上·山东·阶段检测)已知函数,则( )
A.有最小值 B.的单调递增区间为
C.有最大值 D.的单调递增区间为
8.(多选)(24-25高三·全国·一轮复习)已知函数,.当时,取得最小值b,则函数的图象不可能是( )
A. B.
C. D.
9.(2026·福建福州·三模)若函数为奇函数,则____.
10.(26-27高一上·全国·课后作业)函数的定义域是______,值域是______.
素养提升
1.(26-27高一上·全国·课后作业)已知函数
(1)判断函数的奇偶性并说明理由;
(2)证明:函数是上的增函数.
2.(25-26高一上·甘肃兰州·期中)已知函数,
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数的值域.
3.(25-26高一上·安徽合肥·期末)已知是定义在上的偶函数,当时,.
(1)当时,求的解析式;
(2)求满足不等式的的取值范围.
4.(25-26高一上·广东深圳·期末)已知定义域为的函数是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)判断函数的单调性,并用定义法证明你的结论;
(3)若对任意的不等式成立,求实数的取值范围.
5.(25-26高一上·陕西咸阳·期末)已知函数且,.
(1)当时,判断函数在内的单调性并用定义证明;
(2)是否存在m,使得为奇函数,若存在,求出m的值,若不存在,说明理由
迁移创新
1.(25-26高一下·重庆·阶段检测)已知是定义域为的奇函数.
(1)求实数的值;
(2)用定义证明在上是增函数:
(3)若对任意,不等式恒成立,求实数的取值范围.
2.(25-26高一下·湖南衡阳·阶段检测)已知函数且是定义在上的奇函数.
(1)若,求不等式的解集;
(2)若,且,求函数在上的值域.
3.(25-26高一上·浙江杭州·期末)已知定义域为的函数是奇函数.
(1)求b的值与函数的解析式;
(2)判断函数在上的单调性(只要求写出单调性,不需要证明过程);
(3)若,使成立,求实数k的取值范围.
4.(25-26高一下·黑龙江大庆·开学考试)已知函数,是奇函数.
(1)求a,b的值;
(2)判断并用定义证明在区间上的单调性;
(3)若,求实数m的取值范围.
5.(25-26高三下·江西宜春·开学考试)已知函数为奇函数.
(1)判断函数的单调性,并用定义证明;
(2)若存在实数,使得成立,求实数的取值范围;
(3)若关于的不等式解集为,求实数的取值范围.
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第六章
幂函数、指数函数和对数函数
6.2 指数函数
课标要点
1.了解指数函数,掌握指数函数的形式及条件,会根据底数区分两类函数;
2.掌握指数函数的图象与性质,能根据指数函数的性质进行方程、不等式的求解,比较大小,及函数的单调区间的求解、会求与指数函数相关的函数的定义域、值域;
3.能解决与指数函数有关的综合性问题;
学习重难点
重点:指数函数的图象与性质以及指数函数图象的变换及应用
难点:指数函数有关的复合函数的性质及应用
知识点 指数函数的概念(重点)
一般地,函数叫做指数函数,其中指数是自变量,底数是一个大于0且不等于1的常量,定义域是
特别提醒
1)定义域为:
2)规定是因为
①若,则(恒等于1)没有研究价值
②若,则时,(恒等于0),而当时,无意义
③若,则中为偶数,为奇数时,无意义
只有当或时,即,可以是任意实数
3) 函数解析式形式要求
指数函数只是一个新式定义,判断一个函数是指数函数的关键有三点:①的系数必须为1;②底数为大于0且不等于1的常数,不能是自变量;③指数处只有一个自变量,而不是含自变量的多项式
随学随练
1.(26-27高一上·全国·课堂例题)下列各函数中,是指数函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由指数函数的形式为且,注意指数式前的系数为1,
由,A不满足要求,
由中前有负号,B不满足要求,
由中前系数不为1,C不满足要求,
而中且指数式的系数为1,D满足.
2.(多选)(26-27高一上·全国·课堂例题)(多选)下列以为自变量的函数中不是指数函数的有( )
A. B.
C. D.且
【答案】ACD
【详解】由指数函数的定义:形如且的函数,其中指数为自变量,定义域是.根据定义逐一判断:
选项A:底数为,不满足指数函数底数大于的要求,不是指数函数,故A符合;
选项B:底数(满足且),符合指数函数定义,是指数函数,故B不符合;
选项C:函数可写为,指数部分的系数为,不符合“系数为”的要求,不是指数函数,故C符合;
选项D:解析式中指数不是自变量,这是一个值为常数的常函数,不是指数函数,故D符合.
3.(26-27高一上·全国·课后作业)给出下列函数:①;②;③;④;⑤.其中,指数函数的个数是________.
【答案】1
【详解】根据指数函数的定义:形如(且)的函数为指数函数,
则①②④⑤均不符合题意,③符合题意,故指数函数的个数是1.故答案为1.
知识点 指数函数的图象与性质(重点)
1、函数的图象和性质如下表:
底数
图象
性
质
定义域
值域
定点
图象过定点
单调性
增函数
减函数
函数值的变化情况
当时,
当时,
当时,
当时,
当时,
当时,
对称性
函数与的图象关于轴对称
2、指数函数的底数对图象的影响
函数的图象如图所示:
观察图象,我们有如下结论:
1.底数与1的大小关系决定了指数函数图象的“升”与“降”.
①当时,指数函数的图象是“上升”的,且当时,底数的值越大,函数的图象越“陡”,说明其函数值增长的越快.
②当时,指数函数的图象是“下降”的,且当时,底数的值越小,函数的图象越“陡”,说明其函数值减小的越快.
2.底数的大小决定了图象相对位置的高低:不论是还是,底数越大,在第一象限内的函数图象越“靠上”.
在同一平面直角坐标系中,底数的大小决定了图象相对位置的高低;
在轴右侧,图象从上到下相应的底数由大变小,即“底数大图象高”;
在轴左侧,图象从上到下相应的底数由小变大,即“底数大图象低”;
随学随练
1.(25-26高一上·安徽·阶段检测)如图,(1)(2)(3)分别是指数函数的大致图象,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】令,再根据函数值的大小即可得解.
【详解】令,观察图象可得.
故选:D.
2.(25-26高三上·青海西宁·阶段检测)若是奇函数,则( )
A.1 B.-1 C. D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用奇函数的定义求出.
【详解】函数定义域为,由是奇函数,得,
则,整理得,
所以.
故选:B
3.(25-26高一上·江苏南京·期末)已知函数(,且)的图象如图所示,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据图象平移结合题中函数图象分析判断即可.
【详解】因为函数的图象是由指数函数向下平移而得到,
由图可知,解得.
故选:D.
知识点指数(指数型)函数的定义域与值域
1、定义域:
(1)指数函数的定义域为
(2)的定义域与函数的定义域相同
(3)的定义域与函数的定义域不一定相同.
2、值域
(1)指数函数的值域为
(2)求形如的函数的值域,先求的值域,然后结合得性质确定的值域
(3)求形如的值域,转化为先求的值域,再将的取值范围代入函数中.
随学随练
1.(26-27高一上·全国·课堂例题)求下列函数的定义域和值域:
(1);
(2);
(3)y=.
【答案】(1)定义域为,值域为
(2)定义域为,值域为
(3)定义域为,值域为.
【详解】(1)应满足,,
定义域为.
,,
的值域为.
(2)定义域为.
,
,
此函数的值域为.
(3),,
,
定义域为.
,.
又,.
,
,此函数的值域为.
2.(26-27高一上·全国·课堂例题)求下列函数的定义域和值域:
(1);
(2).
【答案】(1)定义域为,且,值域为,且;
(2)定义域为,值域为
【分析】根据给定的各函数有意义列出不等式,求解即得对应函数的定义域;由求得的定义域确定相应函数的指数取值,再借助指数函数性质即可求得值域.
【详解】(1)由,得,
故的定义域为,且,
又,即
故的值域为,且;
(2)要使函数有意义,则,解得.
所以函数的定义域为,
因为,所以,
即函数的值域为.
3.(24-25高一上·全国·课前预习)求下列函数的定义域与值域
(1);
(2).
【答案】(1)定义域为,值域为.
(2)定义域为,值域为
【分析】(1)根据指数函数的性质和分母不为0进行求解即可.
(2)根据指数函数的定义域和性质进行求解即可.
【详解】(1)由,得,
函数的定义域为.
,
.的值域为.
(2)函数的定义域为.
.
故的值域为.
拓展指数函数图象变换(重点)
已知函数
1、平移变换
①
②
③
④
2、对称变换
①
②
③
3、翻折变换
①(去掉轴左侧图象,保留轴右侧图象;将轴右侧图象翻折到轴左侧)
②(保留轴上方的图象,将轴下方的图象翻折到轴上方)
活学活用
1.(2026高三·全国·专题练习)作函数的图象.
【答案】
【详解】函数,该函数在区间上的图象,可由的图象沿x轴方向向右平移1个单位得到;
在区间上的图象,可由的图象沿x轴方向向右平移1个单位得到,如图:
2.(26-27高一上·全国·课堂例题)画出下列函数的图象并根据图象求单调区间:
(1);
(2)
【答案】(1);
递增区间为,递减区间为
(2);
递增区间为,递减区间为.
【详解】(1)的图象如下图.
由图象可得函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)的图象如下图.
由图象可得函数的递增区间为,递减区间为.
题型 指数函数概念判断
解题贴士
函数①的系数必须为1;
②底数为大于0且不等于1的常数,不能是自变量;③指数处只有一个自变量,而不是含自变量的多项式
▌例1 (24-25高一上·全国·课前预习)下列各函数中,是指数函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据指数函数定义即可判断.
【详解】根据指数函数的定义形如且为指数函数判断:
对于A:为幂函数,故A错误;
对于B:中不能作为底数,故B错误;
对于C:中系数不为1,故C错误;
对于D:是指数函数,故D正确;
故选:D
▌例2 (26-27高一上·全国·课堂例题)指出下列函数哪些是指数函数:
(1)
(2)
(3)
(4)
【答案】(1)是指数函数
(2)不是指数函数
(3)不是指数函数
(4)不是指数函数
【解析】略
▌对点练1-1.(24-25高一上·全国·课前预习)判断函数是指数函数的是( )
A. B.
C. D.(,且)
【答案】D
【分析】由指数函数定义可判断选项正误.
【详解】指数函数是指形如且的函数.
则四个选项中,只有D满足条件.
故选:D
▌对点练1-2.(26-27高一上·全国·课堂例题)下列函数是指数函数的有______(填序号).
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦为常数,且.
【答案】①④⑦
【分析】由指数函数的定义逐一判断即可.
【详解】因为形如且的函数称为指数函数,
所以所给的7个函数中,只有①④⑦是指数函数.
▌对点练1-3.(26-27高一上·全国·课堂例题)下列函数中,哪些是指数函数?
(1);
(2);
(3);
(4);
(5)(是常数).
【答案】(1)指数函数
(2)不是指数函数
(3)不是指数函数
(4)不是指数函数
(5)不是指数函数
【解析】略
题型根据函数是指数函数求参数
解题贴士
函数①的系数必须为1;
②底数为大于0且不等于1的常数,不能是自变量;③指数处只有一个自变量,而不是含自变量的多项式
▌例1(2026高一·全国·专题练习)若函数是指数函数,求实数的值( )
A.1 B.2 C.0 D.
【答案】B
【分析】根据指数函数的定义可得出关于实数的等式与不等式,即可解得实数的值.
【详解函数是指数函数,可得,解得.
▌例2(多选)(24-25高一上·广东湛江·阶段检测)函数是指数函数,则的值不可以是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】由指数函数的定义可得出关于实数的等式与不等式,即可得出实数的值.
【详解】因为函数是指数函数,
则,解得.
故选:ACD.
▌对点练2-1(2026高一·全国·专题练习)若是指数函数,则有( )
A. B.
C. D.且
【答案】B
【详解】由指数函数的定义得,解得.
▌对点练2-2(25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测)函数是指数函数,则a的值为( )
A. B.1 C. D.1或
【答案】A
【分析】直接根据指数函数的定义可得所求值.
【详解】因为函数是指数函数,所以且,
即且,解得.
故选:A.
▌对点练2-3(25-26高一上·福建莆田·期中)函数是指数函数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由指数函数的定义列出限制条件,求解不等式组可得答案.
【详解】由指数函数的定义得解得,且,故的取值范围是.
故选:C
题型指数型函数图象过定点问题
解题贴士
根据函数图象过定点
▌例1(2026高一·全国·专题练习)函数(且)的图象必经过点________.
【答案】
【详解】由函数,令,解得,此时,
所以函数且的图象必经过点.
▌例2(25-26高一下·湖南长沙·开学考试)已知函数(,且)的图象恒过定点P,则点P的坐标为______.
【答案】
【分析】根据指数函数恒过定点可得.
【详解】因为且,,
所以函数(,且)的图象恒过定点.
所以点P的坐标为.
▌对点练3-1已知函数(,且)的图象恒过定点P,则点P的坐标为____________.
【答案】
【详解】因为且,,
则时,,
函数(,且)的图象恒过定点.
所以点P的坐标为.
▌对点练3-2(25-26高一下·上海·阶段检测)函数且的图像经过一个定点,这个定点的坐标是_________.
【答案】
【详解】令,解得,
将代入函数,得,
故函数恒过定点.
▌对点练3-3(25-26高一下·河北衡水·开学考试)函数(,且)的图象恒过定点_______.
【答案】
【详解】因为时,,所以图象恒过定点.
题型指数函数图象识别 (重点)
▌例1(24-25高一上·贵州遵义·阶段检测)函数的图象大致为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数图象的变换确定函数的图象.
【详解】先做出函数的图象,保留轴右边的图象不变,并将轴右边的图象对称到轴左边,可得的图象,再将的图象向左平移1个单位,可得的图象,如下图:
.
故选:B
▌例2(25-26高一上·广西玉林·期中)在同一直角坐标系中,函数与且的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】分类讨论,两种情况下指数函数图象及二次函数对称轴及与轴交点的纵坐标,据此可判断选项正误.
【详解】当时,函数在上单调递减,
函数的对称轴为,
且函数与轴交点的纵坐标为,D不符合,C符合.
当时,函数在上单调递增,
函数的对称轴为,B不符合,
且函数与轴交点的纵坐标为,不符合.
故选: C.
▌对点练4-1(25-26高一上·云南红河·阶段检测)已知且,则函数与函数在同一平面直角坐标系中的部分图象可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用指数函数性质并且结合图象求解即可.
【详解】对于A,B,由图象结合指数函数性质得,
且对于,当时,,
则,故A正确,B错误,
对于C,由指数函数性质结合图象得,
则,与图象不符,故C错误,
对于D,由指数函数性质结合图象得,
对于,当时,,则,
与图象不符,故D错误.
故选:A
▌对点练4-2(25-26高一上·广东惠州·期中)指数函数①;②满足不等式,则它们的图象是( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】此题应首先根据底数的范围判断图象的升降性,再根据两个底数的大小比较判断对应的曲线.
【详解】已知,因此和都是增函数(排除选项 C、D,因为 C、D 是减函数);
由于,的增长速度比更快,
因此在时,的图象在的上方(对应选项 A中 “①在②上方”).
故选:A
▌对点练4-3(多选)(26-27高一上·全国·课后作业)(多选)函数的图象可能是( )
A.B.
C.D.
【答案】CD
【详解】当时,,因此时,,且在上单调递增,故C符合,AB不符合;
当时,,因此时,,且在上单调递减,故D符合.
题型画指数函数(指数型复合函数)图象(重点)
▌例1(25-26高三·全国·一轮复习)作出下列函数的图象
(1);
(2);
(3);
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)略
(2)略
(3)略
▌例2作出函数的图象.
【答案】
【分析】根据图象变换的知识,由的图象进行图象变换,从而画出函数的图象.
【详解】设,其图象可看作由函数的图象向右平移1个单位,
再向下平移1个单位得到,
而,其图象可由的图象保留时的图象,
然后将该部分关于y轴对称得到,
则图象如图示:
▌对点练5-1(26-27高一上·全国·课堂例题)已知函数.
(1)画出该函数的图象;
(2)由图象指出其单调区间.
【答案】(1);
(2)单调递增区间为;单调递减区间为.
【分析】(1)先去掉解析式中的绝对值,再利用平移变换作图.
(2)根据图象,结合函数单调性,即可判断.
【详解】(1)由题意,,
所以的图象可由的图象向左平移个单位,再截取的部分得到.
的图象可由的图象向左平移个单位,再截取的部分得到.
所以函数的图象如图:
.
(2)由图象可知其单调递增区间为;单调递减区间为.
▌对点练5-2作出函数的图象.
【答案】
【分析】根据函数的奇偶性画出函数的图象.
【详解】作出的图象,保留的图象中的部分,
再作图象中的部分关于轴的对称图象,
即得图象,如下图所示.
▌对点练5-3(24-25高一上·全国·课前预习)已知直线与函数的图象有两个公共点,求实数a的取值范围.
【答案】.
【分析】依题意,作出函数的图象,要使两者有两个公共点,需使,即可求得参数范围.
【详解】
由,作出函数的图象如图.
由图知,要使直线与该图象有两个公共点,则有,即.
故实数a的取值范围为.
题型 利用指数函数的单调性比较大小(重点)
解题贴士
比较指数幂的大小的方法(分三种情况)
(1)底数相同,指数不同:利用指数函数的单调性来判断;
(2)底数不同,指数相同:利用底数不同的指数函数的图象变化规律来判断;
(3)底数不同,指数不同:通过中间量来比较,一般引入中间量“1”。
▌例1(25-26高一下·陕西汉中·期末)已知,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据指数函数和幂函数单调性可比较出大小
【详解】由于在R上单调递减,故,即,
由于在上单调递增,故,即,
综上,
▌例2(25-26高三下·湖北随州·阶段检测)设,则( )
A.a>b>c B.a>c>b C.c>a>b D.b>c>a
【答案】B
【详解】,由幂函数在上单调递增,得,即;由指数函数在上是单调递减,得,即;
.
▌对点练6-1(25-26高一上·广西梧州·期末)已知,,,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用指数函数和幂函数的单调性求解.
【详解】因为为上的减函数,故,故,
又为上的增函数,故,故.
故选:A.
▌对点练6-2(26-27高一上·全国·课后作业)比较大小;
(1)与;
(2)与;
(3)与.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)构造幂函数,再利用函数的单调性判断可得;
(2)构造幂函数,再利用函数的单调性判断可得;
(3)构造幂函数,再利用函数的单调性判断可得.
【详解】(1)因为,所以,因为幂函数在上单调递增,
所以,即.
(2)因为幂函数在上单调递增,且,
所以,即.
(3)因为幂函数在上单调递减,且,
所以,即.
▌对点练6-3(26-27高一上·全国·课后作业)比较下列各组数的大小:
(1)与
(2)与
(3)与
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据指数函数的单调性比较大小;
(2)根据指数函数的单调性比较大小;
(3)借助中间量及指数函数的单调性比较大小.
【详解】(1)由于指数函数在上单调递增,而,所以.
(2)因为函数在上单调递减,而,所以,
(3)因为在上单调递减,所以;
又在轴右侧, 函数的图象在的图象的上方,所以,所以.
题型利用指数函数的单调性解不等式(重点)
解题贴士
(1)将不等式左右两侧化为同底指数(指数型)函数
(2)根据指数函数的单调性解不等式
(3)注意综合考虑函数定义域
▌例1(2026高一上·全国·专题练习)已知,则不等式的解集为________.
【答案】
【详解】函数的定义域为,
,所以为奇函数,
又在上为增函数,
所以,
所以,解得,所以原不等式的解集为
▌例2(24-25高一上·贵州遵义·阶段检测)已知函数,.
(1)判断在的单调性并用定义证明;
(2)解关于的不等式
【答案】(1)函数在上单调递增,证明:
因为,所以,解得.
设,且,
则.
因为,且,所以,
因为,所以,所以,即.
所以,即,所以函数在上单调递增.
(2)
【分析】(1)先求出函数的解析式,然后根据定义证明单调性即可.
(2)先化简不等式,然后根据指数函数的性质求解即可.
【详解】(1)略
(2)不等式.
所以,那么,解得.
所以不等式的解集为.
▌对点练7-1(25-26高一上·江西南昌·阶段检测)已知函数是指数函数.
(1)求的表达式;
(2)判断的奇偶性,并加以证明;
(3)解不等式:.
【答案】(1);
(2)奇函数,证明如下:
由(1)知,则,
函数是定义在R上的奇函数,
由于,所以是奇函数.
(3).
【分析】(1)根据给定条件,利用指数函数的定义列式求出值即得.
(2)利用函数奇偶性定义判断并证明.
(3)利用指数函数的单调性脱去函数法则“f”,再解一元二次不等式即可.
【详解】(1)由函数是指数函数,得,解得,
所以函数的表达式为.
(2)略
(3)函数在R上单调递增,不等式,
即,整理得,解得或,
所以原不等式的解集为.
▌对点练7-2(25-26高一上·河南·期中)已知函数,.
(1)判断的单调性并用定义证明;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
在上单调递增. 证明如下:
不妨设,且,
则,
易知,,
所以,即,
所以在上单调递增.
(2)
【分析】(1)利用单调性的定义证明即可;
(2)利用单调性将已知不等式转化为,即,解得,然后利用指数函数单调性解不等式即可.
【详解】(1)略
(2)由(1)得在上单调递增,且,
所以,即,
因为,
所以,即,
解得,则,
所以实数的取值范围是.
题型指数型复合函数的单调性(重点)
▌例1(2026高三·全国·专题练习)函数的递增区间是________________.
【答案】
【详解】因为是减函数,在上单调递减,在上单调递增,
根据复合函数的单调性,所以函数的递增区间是.
▌例2(2026高三·全国·专题练习)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】外层函数单调递减,复合函数在上单调递增,故内层函数需在上单调递减,结合二次函数性质分类讨论.
【详解】外层函数在上单调递减,根据“同增异减”可知内层函数需在上单调递减;
当时,,在上单调递减,符合条件;
当时,二次函数开口向上,对称轴为,需满足,解得;
当时,二次函数开口向下,对称轴为,在上单调递减,符合条件;
综上可得.
故选 :B.
▌对点练8-1(25-26高一上·天津河东·期末)已知函数则函数的单调增区间为______
【答案】
【分析】设,分别判断函数与的单调性,利用复合函数的同增异减原则即得原函数的单调增区间.
【详解】设,因是上的减函数,
而在上单调递减,在上单调递增,
由复合函数的同增异减原则,可得该函数的单调增区间为.
故答案为:.
▌对点练8-2(2026·甘肃张掖·二模)已知函数在上单调递减,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用复合函数的单调性求解即可.
【详解】因为为上的增函数,
所以由复合函数的单调性知在上单调递减,
当时,在上单调递减,满足题意;
当时,在上单调递减,则,
解得.
综上,.
▌对点练8-3若函数在区间上单调递增,则实数的取值范围是_____________
【答案】
【分析】根据复合函数单调性和二次函数的性质进行求解.
【详解】令,对称轴为,又是R上增函数,
因为是上的增函数,
所以,即,
所以实数的取值范围为.
故答案为:
题型与指数函数(指数型复合函数)有关的值域问题(重点)
▌例1(24-25高一上·广东·期末)函数的值域为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用换元法令,把函数变形为,结合基本不等式求解即可;
【详解】令,则,则原函数可化为,
因为,所以,当且仅当即时取等号,
所以当时,;当时,,
所以函数的值域为;
故选:C.
▌例2(24-25高一上·江苏连云港·期末)已知函数.
(1)证明:的图象关于原点对称;
(2)求函数的值域.
【答案】(1)证明:由可得其定义域为,
因为,所以是奇函数,
故函数的图象关于原点对称.
(2)
【分析】(1)由函数解析式明确定义域,利用指数运算以及奇函数定义,可得答案;
(2)利用分离常数项整理函数解析式,根据指数函数取值以及不等式性质,可得答案.
【详解】(1)略
(2)由,则,
由,则,,可得,
所以.
▌对点练9-1已知函数,求其值域和对称中心.
【答案】值域为,对称中心为
【分析】由题设,根据解析式求定义域,再分析函数的区间单调性,应用单调性求值域,再由即可求对称中心.
【详解】由,其中,
所以函数定义域为,又在、上单调递减,
所以在、上单调递增,
当,则,此时,
当,则,此时,
所以函数的值域为,
由,
则,
所以函数的对称中心为.
▌对点练9-2(24-25高一上·安徽芜湖·期末)已知函数(,且).
(1)若的图象过点和,求在上的值域;
(2)若在区间上的最大值比最小值大,求的值.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)将点和分别代入解析式,即可求得和的值,再根据指数函数的性质,即可求解;
(2)分和讨论,结合指数型函数的单调性即可求解.
【详解】(1) 由题可知,,
解得,,所以.
因为,所以,所以在上的值域为.
(2)当时,在区间上单调递减,
所以,,
因此,解得或(舍去).
当时,在区间上单调递增,
所以,,
因此,解得或(舍去).
所以或.
▌对点练9-3(24-25高一上·山东青岛·期中)已知函数的图象过点.
(1)求实数的值;
(2)判断的奇偶性,并证明.
(3)求的值域.
【答案】(1)
(2)是奇函数,证明如下:
由(1)得,由,可得,
所以函数的定义域为,
又,
所以是奇函数.
(3)
【分析】(1)将点直接代入的解析式,解之即可得解;
(2)利用函数奇偶性的定义判断和证明,结合指数幂的运算法则即可得解;
(3)分类讨论当和时,求出范围,再利用不等式的性质即可得解.
【详解】(1)因为的图象过点,
所以,解得.
(2)是奇函数,证明略;
(3)因为,
当时,,则;
当时,,;
所以的值域为.
题型指数函数中可化为一元二次函数型题问题(重点)
解题贴士
将函数,通过换元,转化为,通过二次函数解决问题
▌例1(2026·陕西榆林·模拟预测)已知函数的最小值为,则实数的值是( )
A. B. C. D.4
【答案】B
【分析】换元后将原函数化为关于新变量的二次函数,其图象开口向上,最小值在顶点处取得,为使顶点位于定义域内,需对称轴大于零,此时顶点函数值等于已知最小值,解方程求得参数值,并舍去使对称轴非正的值.
【详解】设,则,函数等价于函数.
令,则该函数的图象开口向上,对称轴为直线.
当,即时,在上单调递增,此时无最值,不满足题意;
当,即时,在上单调递减,在上单调递增,
或(舍去).
所以实数的值是.
▌例2(2025高一上·福建泉州·专题练习)定义在上的函数,则的最大值是________.
【答案】
【分析】首先换元,设,,,再结合复合函数的单调性,求出函数的最值即可.
【详解】设,,它是增函数,且,,
,它在上递增,在上递减,
因此在上递增,在上递减,
∴.
▌对点练10-1(25-26高一上·四川成都·阶段检测)函数在区间上的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】对函数进行换元,把原函数转化为二次函数,利用二次函数的性质求最小值.
【详解】,令,则,
原函数化为,函数开口向上,对称轴为,,
在对称轴处取得最小值,最小值为,
所以的最小值为1.
故选:D.
▌对点练10-2(25-26高一上·广西南宁·期中)若函数对恒成立,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】令,将问题转化为恒成立问题,然后参变分离,结合二次函数性质求解可得.
【详解】令,因为,所以,
所以当时,恒成立,即,
因为在区间上单调递减,在上单调递增,
所以,所以.
故选:A
▌对点练10-3(24-25高一上·安徽·期中)设,若函数在上的最小值是2,则其在上的最大值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【分析】设,将此函数转化为一元二次函数的最值分析求解即可.
【详解】.设,
则.因为,所以,
当时,;当时,.
故选:A.
题型指数函数中的综合问题(重点)
解题贴士
综合考虑指数函数单调性,解决相关值域,不等式等综合问题
▌例1(2026高一·全国·专题练习)已知函数.
(1)求的值;
(2)若对任意,且,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)3
(2)
【分析】(1)应用指数运算法则计算求解;
(2)先根据指数复合函数单调性及函数的中心对称性得,再代入求解一元二次不等式即可.
【详解】(1)解:,.
(2)解:对任意的,且,不等式恒成立,
因为函数在上单调递增,函数在上单调递减,
所以,由复合函数同增异减的性质可得函数在上单调递减,,
因为函数在上单调递减,,
所以可得函数在上单调递增,
因为,即,所以,
由(1)可知,即
因为不等式恒成立,
所以,即,解得,
所以,实数的取值范围为.
▌例2(25-26高二下·吉林长春·期末)已知函数( 且 )是偶函数,.
(1)求实数的值;
(2)判断的奇偶性,并证明该结论;
(3)若对于 ,不等式 恒成立,求整数的取值集合.
【答案】(1)1
(2)奇函数,证明过程为:由(1)知 ,则,
函数的定义域为,定义域关于原点对称,
因为,,故 是奇函数.
(3)
【分析】(1)利用偶函数满足,求解的值;
(2)由奇偶性的定义求解;
(3)利用函数的奇偶性和单调性,将不等式恒成立转化为关于整数的条件求解.
【详解】(1)因为 是偶函数,根据偶函数满足,
得,即,
整理得,即,
因为, 不恒为 0,所以必须 ,所以
(2)略
(3)因为 单调递增, 单调递减,
故 单调递增,因此 在上单调递增,
不等式 可化为,
即,
因为单调递增,所以,,
只需左边的最小值大于右边即可,令 ,
这是开口向上的二次函数,其最小值为
因此,整理得,即,
解得,又 为整数,故的值为,
整数的取值集合是.
▌对点练11-1(26-27高三上·江苏常州·阶段检测)已知函数,其中.
(1)讨论函数的奇偶性;
(2)当时,若存在,使得成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)当时,为偶函数;当时,为奇函数;当时,既不是奇函数也不是偶函数;
(2)
【分析】(1)应用奇函数及偶函数的定义计算,再应用特殊值法计算判断;
(2)应用换元法计算,再结合指数函数及二次函数值域计算求解.
【详解】(1)因为的定义域为,所以,
当时,,为偶函数,
当时,,为奇函数,
当时,则,
,从而,
所以既不是奇函数也不是偶函数.
(2)当时,,存在,使得成立,
化简可得,即在上有解,
令,因为,所以,即在上有解,
,因为,
所以实数的取值范围为.
▌对点练11-2(25-26高二下·吉林延边·期末)已知函数,函数
(1)若函数在和上的单调性相反,求的解析式;
(2)若,不等式在上恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据题意得函数关于对称,利用二次函数对称性即可求解;
(2)先利用指数函数性质将问题转化,分离参数转化为不等式恒成立问题,再结合二次函数的图象与性质分析求解即可.
【详解】(1)因为函数在和上的单调性相反,
所以函数为二次函数且对称轴为,
即,
所以.
(2)由题意得:即,
即在上恒成立,
由在上单调递减,
所以问题转化为在上恒成立,
即在上恒成立,
等价于求在上的最大值,
令,由,则,
则,
由该函数对称轴为,且该二次函数开口向下,
所以在上单调递减,
所以,
所以,又,所以的取值范围是.
▌对点练11-3(25-26高二下·重庆·期末)已知函数是奇函数,且
(1)求和的值;
(2)若,恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)根据奇函数的定义求解即可.
(2)先利用函数的奇偶性和单调性将抽象不等式转化为具体的不等式 ,再对分类讨论,最后用基本不等式求最小值,得到实数的取值范围.
【详解】(1)的定义域为,又为奇函数,则.
又,即,解得.
则,
由,则,满足条件.
(2)由(1)知,
,均在上单调递增,
在上单调递增.
在时恒成立,是上单调递增的奇函数,
所以,即在时恒成立,
,成立,此时,时,得到.
且令,即在时恒成立.
又,当且仅当时等号成立,
即,故.
基础通关
1.(26-27高一上·全国·课堂例题)下列函数中,不是幂函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】对于选项A:是指数函数,故A符合题意;
对于选项B:是幂函数,故B不符合题意;
对于选项C:是幂函数,故C不符合题意;
对于选项D:是幂函数,故D不符合题意.
2.(26-27高一上·全国·课堂例题)函数(且)的图象过定点( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】令,得,此时,
所以函数(且)的图象过定点.
3.(26-27高三上·北京延庆·开学考试)函数( )
A.有最大值,也有最小值 B.没有最大值,有最小值
C.有最大值,没有最小值 D.没有最大值,也没有最小值
【答案】C
【分析】设,将转化为关于的二次函数,即可判断有无最值.
【详解】设,则,
当时函数单调递增,当时函数单调递减,故有最大值,无最小值.
4.(2026高一·全国·专题练习)函数的值域是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为,所以,
又函数是增函数,所以,
则所求函数的值域为.
5.(25-26高一下·云南昭通·期末)已知函数为奇函数,则( )
A.1 B.0 C. D.2
【答案】C
【详解】函数的定义域为.
因为函数为奇函数,则,解得,此时,
又因为,
所以函数为奇函数,所以符合题意.
6.(2026·湖南衡阳·模拟预测)函数与的图象( )
A.关于y轴对称 B.关于直线对称
C.关于直线对称 D.关于直线对称
【答案】B
【分析】对指数函数化简变形,利用函数对称的代数判定规则直接求解对称轴.
【详解】将函数进行指数变形,得,
设,代入,可得,
因此,第二个函数即为.
由函数图象对称性质,与的图象关于直线对称,
此处,即,可得两函数图象关于直线对称.
7.(多选)(24-25高一上·山东·阶段检测)已知函数,则( )
A.有最小值 B.的单调递增区间为
C.有最大值 D.的单调递增区间为
【答案】AD
【分析】由复合函数(二次函数和指数函数)的单调性逐项判断即可;
【详解】设,
则在上单调递增,在上单调递减.
因为为减函数,所以根据复合函数的单调性可知在上单调递减,在上单调递增,有最小值,无最大值.
故选:AD.
8.(多选)(24-25高三·全国·一轮复习)已知函数,.当时,取得最小值b,则函数的图象不可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】函数,可以看成,复合而成,判断其单调性求得参数,得到,再利用指数函数图象变换即得结果.
【详解】函数,可以看成,复合而成.
时,是增函数,此时是减函数,故是减函数;
时,是增函数,此时是增函数,故是增函数.
故时取得最小值,依题意,即,.
故,是由,向左平移1个单位长度得到的,
故图象为选项A,即不可能是BCD.
故选:BCD.
9.(2026·福建福州·三模)若函数为奇函数,则____.
【答案】1
【详解】函数定义域为,关于原点对称,因为函数为奇函数,
所以,,,
所以,即,整理得对定义域内的恒成立,解得.
10.(26-27高一上·全国·课后作业)函数的定义域是______,值域是______.
【答案】
【分析】根据指数函数的定义和图象、结合换元法求解定义域和值域.
【详解】由指数函数的概念可得:定义域为,
令,则,
根据指数函数的图象可得:,
故函数的值域是.
素养提升
1.(26-27高一上·全国·课后作业)已知函数
(1)判断函数的奇偶性并说明理由;
(2)证明:函数是上的增函数.
【答案】(1)是奇函数.理由如下:
因函数的定义域是.
由,
可得函数是奇函数.
(2)任取,且,
则
因为,所以,又,
则,
即
故函数是上的增函数.
【分析】(1)利用函数的奇偶性定义判断;
(2)利用函数的单调性定义判断.
【详解】(1)略
(2)略.
2.(25-26高一上·甘肃兰州·期中)已知函数,
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数的值域.
【答案】(1)的减区间为,增区间为
(2)
【分析】本题考查复合函数的性质,通过分析内层函数与外层函数的单调性与值域,即可求得函数的单调区间与值域.
【详解】(1),
在上单调递增,在上单调递减,
又因为在上单调递减,
所以根据复合函数单调性判断法则:的减区间为,增区间为.
(2)令,则,
则,即的值域为.
3.(25-26高一上·安徽合肥·期末)已知是定义在上的偶函数,当时,.
(1)当时,求的解析式;
(2)求满足不等式的的取值范围.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)利用偶函数性质以及时的解析式即可求得结果;
(2)根据偶函数在对称区间上的单调性得出不等式关系,即可解得的取值范围.
【详解】(1)由,则,所以,
因为是偶函数,所以.
(2)易知在上单调递增,
由偶函数关于轴对称可得在单调递减,
所以由及定义域可得,
解得或.
4.(25-26高一上·广东深圳·期末)已知定义域为的函数是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)判断函数的单调性,并用定义法证明你的结论;
(3)若对任意的不等式成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)1
(2)
由(1)知 ,
定义域为,函数在上单调递增,
证明如下:任取,则 ,
由及在上单调递增,得,
则,
即,所以函数在上单调递增.
(3)
【分析】(1)利用奇函数的定义可得答案;
(2)利用单调性的定义可证明;
(3)利用奇偶性与单调性把不等式转化为二次不等式恒成立问题,分离变量,利用对勾函数求最值可得答案.
【详解】(1)由题意,定义在上的函数为奇函数,
得,解得,
此时,
则,
所以函数是上奇函数,所以.
(2)略
(3)依题意,对任意的,成立,
因为为定义在上的奇函数,
则,
又因为函数在上单调递增,
则,
即在上恒成立,
即,
而在上单调递增,
当且仅当时,取到最小值6,
因此,所以实数的取值范围是.
5.(25-26高一上·陕西咸阳·期末)已知函数且,.
(1)当时,判断函数在内的单调性并用定义证明;
(2)是否存在m,使得为奇函数,若存在,求出m的值,若不存在,说明理由
【答案】(1)函数在内的单调递减;
(2)存在,.
【分析】(1)利用函数单调性定义以及指数函数单调性证明即可;
(2)利用奇函数定义化简求得方程可解得满足题意.
【详解】(1)当时,函数在内单调递减,
证明如下:
函数,
设,
因,则,即,
可得,即,
则函数在内单调递减.
(2)函数定义域为,
若为奇函数,则,
即,
可得,
解得,
即存在,使得为奇函数.
迁移创新
1.(25-26高一下·重庆·阶段检测)已知是定义域为的奇函数.
(1)求实数的值;
(2)用定义证明在上是增函数:
(3)若对任意,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2)
,,
由函数是上的增函数,得,,
则,即,所以在上是增函数.
(3).
【分析】(1)由求出值并验证即得.
(2)利用增函数的定义,结合指数函数单调性推理得证.
(3)利用函数单调性将问题转化为不等式在上恒成立,再分离参数并借助基本不等式求解.
【详解】(1)由定义在上的奇函数,得,解得,
此时,,
因此函数是奇函数,所以.
(2)略
(3)由(1)得,由(2)知函数在上是增函数
则,
依题意,对任意,不等式恒成立,
,
当且仅当,即时取等号,则,
所以实数的取值范围是.
2.(25-26高一下·湖南衡阳·阶段检测)已知函数且是定义在上的奇函数.
(1)若,求不等式的解集;
(2)若,且,求函数在上的值域.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用奇函数的性质确定参数,由判断函数单调性,结合奇函数性质转化不等式,再根据定义域列不等式组求解,得到不等式的解集;
(2)由求出底数,通过换元法将转化为关于的二次函数,根据的取值范围确定的区间,再利用二次函数的单调性求解值域.
【详解】(1)由为定义在上的奇函数,得,即,
故,.
由,结合,得,故.
在上单调递增,且.
由,得.
所以,解得.
所以不等式的解集为.
(2)由,整理得,
解得(舍去),故.
,令,
则,故.
当时,单调递增,得.
函数,开口向上,对称轴为.
当时,;当时,,
故函数在上的值域为.
3.(25-26高一上·浙江杭州·期末)已知定义域为的函数是奇函数.
(1)求b的值与函数的解析式;
(2)判断函数在上的单调性(只要求写出单调性,不需要证明过程);
(3)若,使成立,求实数k的取值范围.
【答案】(1),且
(2)函数在上为增函数
(3)
【分析】(1)根据奇函数的定义求解;
(2)由复合函数的单调性判断,并用定义证明;
(3)由奇偶性变形,结合单调性化简,然后分离参数转化求函数最值,即可得参数范围.
【详解】(1)因为函数是定义在上的奇函数,所以,
即,整理得恒成立,即,
所以,则,且;
(2)函数在上是增函数, 证明如下:
由(1)可得,函数,
任取,,
,
因为,所以,又,,所以,
即,所以函数在上是增函数;
(3)因为存在,使成立,
又因为函数是定义在上的奇函数,
所以不等式可转化为,
因为函数在上是增函数,故,
所以,使成立,
因为,
因为,所以有最小值0,所以,
故的取值范围为.
4.(25-26高一下·黑龙江大庆·开学考试)已知函数,是奇函数.
(1)求a,b的值;
(2)判断并用定义证明在区间上的单调性;
(3)若,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)单调递减,证明见解析
(3)
【分析】(1)由以及定义域关于原点对称,求出a,b的值并验证,进而求出的解析式.
(2)借助指数函数单调性判断单调性,再利用增函数的定义证明即可.
(3)由奇函数化不等式为,再利用单调性和定义域列出关于的不等式求解.
【详解】(1)由函数,是奇函数,
故,故,
又,则,
故,
,函数是在上的奇函数,
所以,.
(2)由(1)知,,函数在上单调递减,
且,则,
由,得,,
则,即,
所以函数在上单调递减.
(3)不等式恒成立,即,
又函数在上单调递减,因此,解得,
所以实数的取值范围为
5.(25-26高三下·江西宜春·开学考试)已知函数为奇函数.
(1)判断函数的单调性,并用定义证明;
(2)若存在实数,使得成立,求实数的取值范围;
(3)若关于的不等式解集为,求实数的取值范围.
【答案】(1)单调递增,证明见解析;
(2);
(3).
【分析】(1)由上的奇函数的性质可得,进而求得,再结合定义法判断函数单调性;(2)结合奇函数性质将问题转化为,结合函数单调性可得,进而构造函数,利用函数单调性求解的范围;(3)对不等式左侧因式分解可得,进而求得,再结合题意和函数的值域对参数分类讨论即可.
【详解】(1)由是奇函数,且定义域为,得.
所以,解得,
故解析式为:,
检验,
所以.
任取,且设,
.
因为,且在上是增函数,
所以,即.
又因为且,
所以,即.
综上所述函数在上是增函数.
(2)由,可得.
由(1)可知在上是增函数,故,则,
令,由,可得,即.
若存在使得成立,则.
令,设,则,,
当,即时,取得最小值,
所以.
(3)根据题意可得,
因为,当时,,
所以,则.
若,则,不等式的解为,
要使不等式对任意恒成立,只需,
即,解得;
若,则,不等式的解为,
即 ,解得;
若,可得,不符合题意,
综上所述实数的取值范围是.
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