专题04 指数函数的图象和性质专项训练(7大题型33题)-2026-2027学年高一上学期数学人教A版必修第一册
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内容正文:
高中数学·题型专项训练系列
专题04 指数函数的图象和性质(7大题型33题)(解析版)
高一数学上学期 人教A版(2019)
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题型
题号
题数
题型一 指数函数的图象与过定点
第1—6题
6
题型二 指数函数的单调性与参数范围
第7—10题
4
题型三 指数函数的值域与最值
第11—14题
4
题型四 指数函数的实际应用
第15—19题
5
题型五 指数函数的概念与性质辨析
第20—23题
4
题型六 指数函数的奇偶性与单调性综合(解答)
第24—28题
5
题型七 指数函数的综合应用(解答)
第29—33题
5
题型通关 · 靶向提分
题型一 指数函数的图象与过定点(共6小题)
【知识积累】
指数函数:形如 (,且 )的函数叫做指数函数,定义域为 ,值域为 。
过定点:因为 ,所以图象恒过点 ;函数 的图象过定点 。
图象特征: 时图象上升、 时图象下降,均以 轴为渐近线; 时底数越大图象越高, 时底数越大图象越低; 与 的图象关于 轴对称。
易错:读图时要同时由升降判断底数与 的大小、由 处的高度比较底数大小,不能只看升降。
1.(单选题)
(25-26高一上·重庆九龙坡·期中)
已知指数函数,则函数的图象过定点( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由指数函数概念得,再根据指数函数性质即可得答案.
【详解】由为指数函数得,解得,
又且,故,
所以函数,令得,此时,
所以函数的图象过定点.
故选:A
2.(单选题)
(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.
3.(单选题)
(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
4.(单选题)
(22-23高一上·陕西安康·期末)
指数函数与的图象如图所示,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】直接利用指数函数的性质判断选项即可.
【详解】当时,指数函数是增函数;当时,指数函数是减函数,
所以根据函数的图象可知,.
故选:C.
5.(填空题)
(25-26高一上·四川德阳·期中)
指数函数,则的图象过定点__________.
【答案】
【分析】利用指数函数的定义,求得的值,再利用指数函数的图象过定点,得出结论.
【详解】指数函数,得,
解得或,而,
得,
则,
令,得,此时,
得的图象过定点.
故答案为:
6.(填空题)
(24-25高一上·江苏无锡·期中)
指数函数的图象如图所示,则二次函数图象顶点的横坐标的取值范围为______.
【答案】
【分析】由指数函数的图象可知,结合二次函数性质分析求解即可.
【详解】由指数函数的图象可知,
所以二次函数图象顶点的横坐标.
故答案为:.
题型二 指数函数的单调性与参数范围(共4小题)
【知识积累】
单调性: 时 在 上单调递增; 时在 上单调递减。
由单调性定参数:若 在 上单调递增,则 ;若单调递减,则 。底数含参数时先解出底数范围,再检验 且 。
比较大小: 时 ; 时 。底数不同时可先化为同底或借助中间量 比较。
易错:底数中含参数时必须先保证底数为正且不等于 ,再使用单调性。
7.(单选题)
(25-26高一上·河北沧州·期末)
指数函数是上的减函数,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据指数函数的图像和性质求解.
【详解】由于指数函数是上的减函数,
故有,求得,
则实数的取值范围为.
故选:C.
8.(填空题)
(23-24高一上·上海奉贤·期中)
若时,指数函数的值总小于1,则实数的取值范围为______.
【答案】
【分析】根据指数函数的单调性即可求解.
【详解】由题意可得当时,,
所以,所以,进而可得或,
故答案为:
9.(填空题)
(21-22高一上·福建厦门·期中)
比较大小:___________.(填>、<、=)
【答案】
【分析】根据指数函数和对数函数的单调性,即可比较大小.
【详解】解:,
,则,
.
故答案为:.
10.(填空题)
(23-24高一上·广东深圳·期中)
已知指数函数(且)在其定义域内单调递增.设函数,当时,函数恒成立,则x的取值范围是______.
【答案】
【分析】先求出的解析式,然后代入得到的解析式,应用主元法转化为关于的一次函数,然后端点处都为非负求解即可.
【详解】因为是指数函数,所以,解得或者,
又因为在定义域内单调递增,所以,所以,所以,
所以,
令,要使得即恒成立,
则,
所以,解得,
故答案为:
【点睛】方法点睛:熟练应用主元法可以降低运算量和思维量.
题型三 指数函数的值域与最值(共4小题)
【知识积累】
值域: 的值域为 ,无最大值也无最小值;在闭区间 上, 时最大值为 、最小值为 , 时相反。
由最值定底数:在区间 上最大值与最小值之积为 ,据此列方程求 ,并检验 且 。
换元求值域:形如 的函数,令 转化为关于 的二次函数,再结合 求值域。
易错:换元后不要遗漏 ,不能把二次函数对称轴处的值直接当作定义域内的最值。
11.(填空题)
(24-25高一上·上海浦东新·阶段检测)
已知指数函数在区间上的最大值比最小值大,则实数______
【答案】3
【分析】由已知条件,并结合指数函数的单调性分类讨论即可求解.
【详解】当时,函数在区间上单调递增,,
因为最大值比最小值大,所以,
解得或(舍),
当时,函数在区间上单调递减,,
所以,
此时方程无解,即不存在.
故答案为:.
12.(填空题)
(25-26高一上·上海·期中)
已知指数函数在区间上的最大值和最小值之和为,则它在区间上的最大值和最小值之和为__________.
【答案】
【分析】根据给定条件,利用单调性可得,再利用指数运算法则求解.
【详解】指数函数在上单调,则在上的最大值和最小值之和为,即,
所以在上的最大值和最小值之和为.
故答案为:
13.(解答题)
(23-24高一上·湖南衡阳·期末)
已知指数函数()在区间上的最大值比最小值大2,
(1)求实数a的值.
(2),求m的取值范围
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据已知条件列方程,由此求得的值.
(2)根据函数的单调性以及一元二次不等式的解法求得的取值范围.
【详解】(1)由于,所以在上单调递增,
所以,解得或(舍去).
(2)由(1)得,则由,
得,
解得或.
14.(解答题)
(23-24高一上·上海青浦·期中)
已知函数 (为常数,且)
(1)若函数的图象经过点和,求实数的值;
(2)若函数为指数函数, 且在区间上的最大值与最小值之差为1,求该函数的表达式.
【答案】(1),
(2)或
【分析】(1)将点和代入求解即可;
(2)根据函数为指数函数,求得,再分和两种情况,根据函数的单调性,求出最大值和最小值,结合题意即可求解.
【详解】(1)将点和代入,得,
因为且,所以,.
(2)因为函数为指数函数,所以,所以,
当时,在区间上有,,
所以有,即(舍去负值),此时;
当时,在区间上有,,
所以有,即(舍去负值),此时.
所以函数的表达式为或.
题型四 指数函数的实际应用(共5小题)
【知识积累】
增长率模型:经过 个周期后总量为 ( 为每期增长率)。
衰减模型:剩余量为 ( 为半衰期);一般地 ()。
估算方法:由 得 ,可借助参考数据取对数估算。
易错:注意“至少”“超过”对应的取整方向,时间单位要与半衰期单位一致。
15.(单选题)
(25-26高一上·福建厦门·阶段检测)
某数学兴趣小组为研究指数函数的“爆炸性增长”进行了折纸活动.一张纸每对折一次,纸张变成两层,纸张厚度会翻一倍.现假定对一张足够大的纸张(其厚度为0.0766毫米)进行无限次的对折.借助计算工具进行运算,发现将一张纸对折38次,纸张的厚度将达到2.1万公里,超过了地球的直径.已知地球到月亮的距离约为38万公里,问理论上至少对折多少次,纸张的厚度会超过地球到月亮的距离?( )
A.41 B.43 C.45 D.47
【答案】B
【分析】通过厚度的指数增长关系,建立不等式,利用已知对折次数的厚度计算所需次数的范围,确定最小对折次数.
【详解】设对折次后纸张厚度为(为初始厚度,单位:万公里).
已知对折38次时,万公里;需满足万公里,
两式相除得.
因,,故,即.
故选:B
16.(单选题)
(23-24高一上·重庆九龙坡·期末)
放射性核素锶89会按某个衰减率衰减,设初始质量为,质量与时间(单位:天)的函数关系式为(其中为常数),若锶89的半衰期(质量衰减一半所用时间)约为50天,那么质量为的锶89经过30天衰减后质量约变为( )(参考数据:)
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据时,代入函数关系式中,可得的值,进而代入求解即可.
【详解】由题意,锶89半衰期(质量衰减一半所用的时间)所用时间为50天,
即,则,
所以质量为的锶89经过30天衰减后,
质量大约为.
故选:D.
17.(单选题)
(23-24高一上·江西上饶·阶段检测)
某种放射性元素,每年在前一年的基础上按相同比例衰减,100年后只剩原来的一半,现有这种元素1克,3年后剩下( )
A.0.015克 B.克
C.0.925克 D.克
【答案】D
【分析】设每年减少的比例为x,由题意得出指数关系,求出x,再计算三年后剩余量即可.
【详解】设每年减少的比例为x,因此1克这种放射性元素,经过100年后剩余克,
依题意得,所以,
3年后剩余为,将x的值代入,得结果为,
故选:D.
18.(单选题)
(25-26高一上·安徽·期末)
放射性物质是指那些能自然地向外辐射能量,发出射线的物质.在一个给定的单位时间内,放射性物质的质量会按某个衰减率衰减.一般是用放射性物质质量衰减一半所用的时间来描述其衰减情况,这个时间被称作半衰期,记为(单位:天).现有甲、乙两种放射性物质,其半衰期分别为、,开始记录时,这两种物质的质量相等,天后测量发现甲的质量是乙的质量的倍,则、应满足( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设这两种物质的初始质量都为,求出天后甲、乙两种物质的质量,结合题意与指数运算可得出、所满足的关系式.
【详解】不妨设这两种物质的初始质量都为,
则天后甲、乙两种物质的质量分别为、,
由题意知,即,即,
故选:D.
19.(填空题)
(26-27高一上·四川·期中)
放射性同位素的剩余活性(单位:毫居里)随时间(单位:小时)的衰减规律遵循函数模型:,其中为初始活性,为常数.已知某次核医学检查使用的示踪剂锝,其初始活性为毫居里,该同位素的半衰期(即活性衰减至一半所需的时间)为小时.则经过一天(小时)后,其剩余活性为______毫居里.
【答案】
【分析】由题意建立方程解得,得到的解析式,即可求出.
【详解】由题意可知,,即,
代入得:,故.
题型五 指数函数的概念与性质辨析(共4小题)
【知识积累】
定义辨析:只有形如 (,)的函数才是指数函数;、 等系数不为 ,不是指数函数。
基本性质:值域为 ,图象恒过 ,函数值恒为正,没有零点。
对称性: 与 的图象关于 轴对称。
易错: 是底数为 的指数函数;判断前先化简,不能只看表面形式。
20.(多选题)
(24-25高一上·浙江台州·期中)
下列说法正确的是( )
A.函数(且)过定点
B.函数与(且)的图象关于轴对称
C.指数函数在上的最大值与最小值之差为2,则
D.若实数、满足,则
【答案】ABD
【分析】对于A:令,运算求解即可;对于B:因为,即可分析判断;对于C:分和两种情况,结合指数函数单调性分析求解;对于D:构建,结合单调性分析判断.
【详解】对于选项A:令,解得,且,
所以函数(且)过定点,故A正确;
对于选项B:因为,
所以函数与(且)的图象关于轴对称,故B正确;
对于选项C:若,则指数函数在上单调递增,
可得,解得;
若,则指数函数在上单调递减,
可得,解得;
综上所述:或,故C错误;
对于选项D:因为,即,
构建,原不等式即为,
因为在上单调递增,可知在上单调递增,
可得,即,故D正确;
故选:ABD.
21.(多选题)
(25-26高一上·四川广安·期中)
下列说法正确的有( )
A.函数的图象关于成中心对称
B.指数函数中,a的取值范围是
C.函数的图象不过第三象限,则的取值范围是
D.函数,,则的单调递增区间是
【答案】CD
【分析】对于A,先分离常数,再根据函数图象平移可得的对称中心;对于B,由指数函数的定义可确定的范围;对于C,使时,恒成立即可;对于D,利用复合函数单调性即可判断.
【详解】对于A:函数,其图象是由先向右平移2个单位,再向上平移3个单位所得到的,故图象的对称中心由平移到了,故A错误;
对于B:由指数函数的定义可知,且,解得或且,故B错误;
对于C:由题可知,当时,恒成立,当时,无限趋于0,但恒大于0,因此,故C正确;
对于D:,得,解得,故,易知在上单调递增,的单调递增区间为,由复合函数单调性遵循“同增异减”可知的单调递增区间是,故D正确.
故选:CD.
22.(多选题)
(21-22高一上·辽宁·阶段检测)
下列结论中,正确的是( )
A.函数的定义域为R
B.函数的值域是
C.若,则
D.函数为指数函数
【答案】ABD
【分析】由指数(型)函数的定义及性质、定义域的求法,判断各选项的正误.
【详解】A,由解析式易知的定义域为R,正确.
B,当时,,正确.
C,当时,函数单调递减,由,则,不正确.
D,由,结合指数函数定义知为指数函数,正确.
故选:ABD.
23.(填空题)
(21-22高一上·贵州遵义·期末)
写出一个同时具有下列三个性质的函数:___________.①函数为指数函数;②单调递增;③.
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据给定条件①可得函数的解析式,再利用另两个条件判断作答.
【详解】因函数是指数函数,则令,且,于是得,
由于单调递增,则,又,解得,取,
所以.
故答案为:(答案不唯一)
题型六 指数函数的奇偶性与单调性综合(解答)(共5小题)
【知识积累】
求参数:已知含指数式的函数为奇函数,可由 ( 在定义域内)或 求参数,再检验定义域是否关于原点对称。
定义法证单调性:设 ,作差 ,通分、因式分解后由 的符号判断差的正负。
解不等式:先用奇偶性把 化为 ,再用单调性去掉函数符号 ,转化为关于自变量的代数不等式。
易错:恒成立问题要区分“对任意 成立”与“存在 成立”,前者转化为最值,后者只需相应最值满足条件。
24.(解答题)
(21-22高一上·广东东莞·期末)
已知函数的图象在直线的下方且无限接近直线.
(1)判断函数的单调性(写出判断说明即可,无需证明),并求函数解析式;
(2)判断函数的奇偶性并用定义证明;
(3)求函数的值域.
【答案】(1)函数在上单调递增,
(2)奇函数,证明见解析
(3)
【分析】(1)根据函数的单调性情况直接判断;
(2)根据奇偶性的定义直接判断;
(3)由奇偶性直接判断值域.
【详解】(1)因为随着增大,减小,即增大,故随增大而增大,所以函数在上单调递增.
由的图象在直线下方,且无限接近直线,得,
所以函数的解析式.
(2)由(1)得,整理得,
函数定义域关于原点对称,,
所以函数是奇函数.
(3)方法一:由(1)知,
由(2)知,函数图象关于原点中心对称,故,
所以函数的值域为.
方法二:由,得,得,得,得,得,所以函数的值域为.
25.(解答题)
(25-26高一上·山东淄博·期中)
已知函数为奇函数.
(1)求实数的值,并判断函数的单调性(无需证明);
(2)解关于的不等式.
【答案】(1),在上是单调递增函数.
(2)当时,解集为;当时,解集为;当时,解集为.
【分析】(1)利用求得并进行验证,根据解析式判断出的单调区间.
(2)根据函数的单调性、奇偶性化简不等式,对进行分类讨论,从而求得不等式的解集.
【详解】(1)因为是奇函数,且定义域为,
所以,即,
此时,
,所以是奇函数,符合题意.
由得在上是单调递增函数.
(2)由(1)知是上单调递增的奇函数,
所以,
可以转化为,
可化为,即,
①当时,不等式为,这时解集为;
②当时,解不等式得;
③当时,解不等式得.
综上所述,当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为.
26.(解答题)
(23-24高一上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)
设函数(且)是定义域为R的奇函数,.
(1)求实数k的值并直接写出函数的单调性;
(2)在(1)的条件下,使得不等式有解,求实数t的取值范围.
【答案】(1),在定义域上为增函数
(2)
【分析】(1)根据题意,由奇函数的性质可得,即可得到,再由条件可得,即可判断函数的单调性;
(2)根据题意,由函数的单调性以及奇偶性化简,转化为有解,结合换元法,转化为二次函数的最值问题,即可得到结果.
【详解】(1)∵为奇函数,∴
当时,
由为奇函数,可得即,
且在上递增,在上递增,
∴在定义域上为增函数
(2)由题意可知有解
∵为增函数,∴有解有解
∵∴令∴有解
令,∴
∵在上递增,∴∴
27.(解答题)
(22-23高一上·江苏镇江·期末)
设函数在定义域具有奇偶性.
(1)求k的值;
(2)已知在上的最小值为,求m的值.(说明:如果要用到函数的单调性,可直接交代单调性,不必证明.)
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)分类讨论函数为奇函数和偶函数,利用奇偶性的定义求解;(2)换元法讨论二次函数在给定区间内的最值.
【详解】(1)若为奇函数,则,即恒成立,
所以恒成立,所以,
若为偶函数,所以,
即恒成立,
所以恒成立,所以
综上,所求的值为.
(2)当时,,
令,则在上单调递增,所以,
所以
当时,,(舍)
当时,,
所以,所以或(舍)
所以当时,,
当时,,
令,则,则在上单调递增,
所以,所以,
当时,,
当时,,所以(舍)
所以当时,,
综上:当时,;当时,.
28.(解答题)
(25-26高一上·四川成都·阶段检测)
已知函数且是定义在上的奇函数.
(1)求的值.
(2)用定义法判断函数的单调性,并求函数的值域.
(3)当时,恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)单调递增,
(3)
【分析】(1)利用奇函数的定义求解即可;
(2)利用函数单调性的定义且,判断符号求单调性,利用指数函数的值域求的值域;
(3)当时,恒成立,则等价于对时恒成立,令,则,利用复合函数单调性求最大值即可.
【详解】(1)因为函数是定义在上的奇函数,
所以,解得,
此时,
所以时,为奇函数,故.
(2)由(1)知,定义域为,
且,,
因为,所以,,
所以,即,
所以是增函数,
因为,所以,,
所以,即函数的值域.
(3)由(1)可得,当时,,
当时,恒成立,则等价于对时恒成立,
令,,即,当时恒成立,即,
由于在单调递增,故在上单调递增,
所以当时有最大值0,所以,故所求的范围是.
题型七 指数函数的综合应用(解答)(共5小题)
【知识积累】
求解析式:由图象过已知点列方程求底数;若题目称“指数函数”,则解析式必须为 的形式。
求值域:含 、 的式子换元 ,转化为二次函数在 上的值域。
单调区间: 的单调性由底数 与 共同决定,按“同增异减”判断。
比较大小:把各数化为同底数幂,或与 比较,再用单调性判断大小关系。
29.(解答题)
(25-26高一上·四川成都·期中)
已知指数函数.
(1)当时,解不等式;
(2)若,当且时,不等式恒成立,求的取值范围;
(3)若,求函数在上的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)令,解二次不等式结合指数函数单调性可得答案;
(2)由指数函数单调性可得,令,由二次函数知识可得答案;
(3)由题可得,,令,分类讨论,,三种情况可得答案.
【详解】(1)当时,,,
令,得到,,因此,得到,故解集为.
(2)因为,所以是单调增函数,故由得,
因为,且,所以恒成立,所以,,
设,令,则,,
令,,
则函数在上单调递减,所以,,故;
(3)因为,则,,
令,因,故,令,其中,
当时,在上递增,则;
当时,令,其中,
若,函数在上单调递增,则;
若,则,则函数在上单调递增,;
若,则,则.
综上所述,.
30.(解答题)
(25-26高一上·甘肃张掖·阶段检测)
已知指数函数(且)的图象过点.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数在上的值域;
(3)求函数在上的单调区间.
【答案】(1)
(2);
(3)单调递减区间为,单调递增区间为.
【分析】(1)待定系数法进行求解;
(2)换元后,转化为二次函数在上的值域问题,进行求解;
(3)在(2)基础上,求出函数单调区间
【详解】(1)因为函数(且)的图象过点,
则,解得,因此.
(2),令,因为,则,
令,
当时,函数单调递减,当时,函数单调递增,
其中,又因为,
,故,
故函数在上的值域为.
(3)由(2)知,当时,函数单调递减,此时,
当时,函数单调递增,此时,
又因为函数单调递增,
所以在上的减区间为,增区间为.
31.(解答题)
(23-24高一上·黑龙江哈尔滨·期中)
已知指数函数在区间上的最大值与最小值之和为6;
(1)求的值;
(2)求在上的最大值,并将结果表示成一个关于的分段函数;
(3)设,求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)分、两种情况讨论,分析函数在上的单调性,可得出该函数在区间上的最大值和最小值,结合已知条件可求出的值;
(2)令,则,设,对实数的取值进行分类讨论,分析二次函数在区间上的单调性,即可得出的表达式;
(3)计算出的值,即可求得的值.
【详解】(1)解:①当时,在上单调递减,
函数在上的最大值为,最小值为;
②当时,在上单调递增,
函数在上的最大值为,最小值为.
所以,解得(舍去).
(2)解:求在上的最大值,
令,则,设,
二次函数对称轴为直线.
①当时,即当时,函数在上单调递增,
则;
②当时,即当时,
函数在上单调递减,在上单调递增,
当时,,当时,,
此时,;
③当时,即当时,函数在上单调递减,
此时,.
综上所述,.
(3)解:因为,则
,
所以,,…,
所以.
32.(解答题)
(23-24高一上·河南南阳·期中)
已知函数且的图象经过点.
(1)求的值;
(2)比较与的大小;
(3)求函数的值域.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)直接代入即可求出值;
(2)根据指数函数单调性即可比较大小;
(3)求出,再根据指数函数值域即可得到答案.
【详解】(1)因为的图象经过点,
所以,又且,所以.
(2)因为,所以在上单调递增.
又因为,所以,
所以.
(3)当时,,则,
所以,即,
所以的值域为.
33.(解答题)
(21-22高一上·黑龙江哈尔滨·期中)
已知指数函数,且
(1)求a的值;
(2)当时,求的值域.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知可得,解方程即可;
(2)令,可得,求二次函数值域即可.
【详解】(1)∵指数函数,且,
∴,又
∴;
(2)由(1)知,,
令,则,
∴在上单调递增,
∴函数的值域为,
即的值域为.
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$高中数学·题型专项训练系列
专题04 指数函数的图象和性质(7大题型33题)(原卷版)
高一数学上学期 人教A版(2019)
题型归纳 · 内容导航
题型
题号
题数
题型一 指数函数的图象与过定点
第1—6题
6
题型二 指数函数的单调性与参数范围
第7—10题
4
题型三 指数函数的值域与最值
第11—14题
4
题型四 指数函数的实际应用
第15—19题
5
题型五 指数函数的概念与性质辨析
第20—23题
4
题型六 指数函数的奇偶性与单调性综合(解答)
第24—28题
5
题型七 指数函数的综合应用(解答)
第29—33题
5
题型通关 · 靶向提分
题型一 指数函数的图象与过定点(共6小题)
【知识积累】
指数函数:形如 (,且 )的函数叫做指数函数,定义域为 ,值域为 。
过定点:因为 ,所以图象恒过点 ;函数 的图象过定点 。
图象特征: 时图象上升、 时图象下降,均以 轴为渐近线; 时底数越大图象越高, 时底数越大图象越低; 与 的图象关于 轴对称。
易错:读图时要同时由升降判断底数与 的大小、由 处的高度比较底数大小,不能只看升降。
1.(单选题)
(25-26高一上·重庆九龙坡·期中)
已知指数函数,则函数的图象过定点( )
A. B. C. D.
2.(单选题)
(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.
3.(单选题)
(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.
4.(单选题)
(22-23高一上·陕西安康·期末)
指数函数与的图象如图所示,则( )
A. B.
C. D.
5.(填空题)
(25-26高一上·四川德阳·期中)
指数函数,则的图象过定点__________.
6.(填空题)
(24-25高一上·江苏无锡·期中)
指数函数的图象如图所示,则二次函数图象顶点的横坐标的取值范围为______.
题型二 指数函数的单调性与参数范围(共4小题)
【知识积累】
单调性: 时 在 上单调递增; 时在 上单调递减。
由单调性定参数:若 在 上单调递增,则 ;若单调递减,则 。底数含参数时先解出底数范围,再检验 且 。
比较大小: 时 ; 时 。底数不同时可先化为同底或借助中间量 比较。
易错:底数中含参数时必须先保证底数为正且不等于 ,再使用单调性。
7.(单选题)
(25-26高一上·河北沧州·期末)
指数函数是上的减函数,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8.(填空题)
(23-24高一上·上海奉贤·期中)
若时,指数函数的值总小于1,则实数的取值范围为______.
9.(填空题)
(21-22高一上·福建厦门·期中)
比较大小:___________.(填>、<、=)
10.(填空题)
(23-24高一上·广东深圳·期中)
已知指数函数(且)在其定义域内单调递增.设函数,当时,函数恒成立,则x的取值范围是______.
题型三 指数函数的值域与最值(共4小题)
【知识积累】
值域: 的值域为 ,无最大值也无最小值;在闭区间 上, 时最大值为 、最小值为 , 时相反。
由最值定底数:在区间 上最大值与最小值之积为 ,据此列方程求 ,并检验 且 。
换元求值域:形如 的函数,令 转化为关于 的二次函数,再结合 求值域。
易错:换元后不要遗漏 ,不能把二次函数对称轴处的值直接当作定义域内的最值。
11.(填空题)
(24-25高一上·上海浦东新·阶段检测)
已知指数函数在区间上的最大值比最小值大,则实数______
12.(填空题)
(25-26高一上·上海·期中)
已知指数函数在区间上的最大值和最小值之和为,则它在区间上的最大值和最小值之和为__________.
13.(解答题)
(23-24高一上·湖南衡阳·期末)
已知指数函数()在区间上的最大值比最小值大2,
(1)求实数a的值.
(2),求m的取值范围
14.(解答题)
(23-24高一上·上海青浦·期中)
已知函数 (为常数,且)
(1)若函数的图象经过点和,求实数的值;
(2)若函数为指数函数, 且在区间上的最大值与最小值之差为1,求该函数的表达式.
题型四 指数函数的实际应用(共5小题)
【知识积累】
增长率模型:经过 个周期后总量为 ( 为每期增长率)。
衰减模型:剩余量为 ( 为半衰期);一般地 ()。
估算方法:由 得 ,可借助参考数据取对数估算。
易错:注意“至少”“超过”对应的取整方向,时间单位要与半衰期单位一致。
15.(单选题)
(25-26高一上·福建厦门·阶段检测)
某数学兴趣小组为研究指数函数的“爆炸性增长”进行了折纸活动.一张纸每对折一次,纸张变成两层,纸张厚度会翻一倍.现假定对一张足够大的纸张(其厚度为0.0766毫米)进行无限次的对折.借助计算工具进行运算,发现将一张纸对折38次,纸张的厚度将达到2.1万公里,超过了地球的直径.已知地球到月亮的距离约为38万公里,问理论上至少对折多少次,纸张的厚度会超过地球到月亮的距离?( )
A.41 B.43 C.45 D.47
16.(单选题)
(23-24高一上·重庆九龙坡·期末)
放射性核素锶89会按某个衰减率衰减,设初始质量为,质量与时间(单位:天)的函数关系式为(其中为常数),若锶89的半衰期(质量衰减一半所用时间)约为50天,那么质量为的锶89经过30天衰减后质量约变为( )(参考数据:)
A. B.
C. D.
17.(单选题)
(23-24高一上·江西上饶·阶段检测)
某种放射性元素,每年在前一年的基础上按相同比例衰减,100年后只剩原来的一半,现有这种元素1克,3年后剩下( )
A.0.015克 B.克
C.0.925克 D.克
18.(单选题)
(25-26高一上·安徽·期末)
放射性物质是指那些能自然地向外辐射能量,发出射线的物质.在一个给定的单位时间内,放射性物质的质量会按某个衰减率衰减.一般是用放射性物质质量衰减一半所用的时间来描述其衰减情况,这个时间被称作半衰期,记为(单位:天).现有甲、乙两种放射性物质,其半衰期分别为、,开始记录时,这两种物质的质量相等,天后测量发现甲的质量是乙的质量的倍,则、应满足( )
A. B.
C. D.
19.(填空题)
(26-27高一上·四川·期中)
放射性同位素的剩余活性(单位:毫居里)随时间(单位:小时)的衰减规律遵循函数模型:,其中为初始活性,为常数.已知某次核医学检查使用的示踪剂锝,其初始活性为毫居里,该同位素的半衰期(即活性衰减至一半所需的时间)为小时.则经过一天(小时)后,其剩余活性为______毫居里.
题型五 指数函数的概念与性质辨析(共4小题)
【知识积累】
定义辨析:只有形如 (,)的函数才是指数函数;、 等系数不为 ,不是指数函数。
基本性质:值域为 ,图象恒过 ,函数值恒为正,没有零点。
对称性: 与 的图象关于 轴对称。
易错: 是底数为 的指数函数;判断前先化简,不能只看表面形式。
20.(多选题)
(24-25高一上·浙江台州·期中)
下列说法正确的是( )
A.函数(且)过定点
B.函数与(且)的图象关于轴对称
C.指数函数在上的最大值与最小值之差为2,则
D.若实数、满足,则
21.(多选题)
(25-26高一上·四川广安·期中)
下列说法正确的有( )
A.函数的图象关于成中心对称
B.指数函数中,a的取值范围是
C.函数的图象不过第三象限,则的取值范围是
D.函数,,则的单调递增区间是
22.(多选题)
(21-22高一上·辽宁·阶段检测)
下列结论中,正确的是( )
A.函数的定义域为R
B.函数的值域是
C.若,则
D.函数为指数函数
23.(填空题)
(21-22高一上·贵州遵义·期末)
写出一个同时具有下列三个性质的函数:___________.①函数为指数函数;②单调递增;③.
题型六 指数函数的奇偶性与单调性综合(解答)(共5小题)
【知识积累】
求参数:已知含指数式的函数为奇函数,可由 ( 在定义域内)或 求参数,再检验定义域是否关于原点对称。
定义法证单调性:设 ,作差 ,通分、因式分解后由 的符号判断差的正负。
解不等式:先用奇偶性把 化为 ,再用单调性去掉函数符号 ,转化为关于自变量的代数不等式。
易错:恒成立问题要区分“对任意 成立”与“存在 成立”,前者转化为最值,后者只需相应最值满足条件。
24.(解答题)
(21-22高一上·广东东莞·期末)
已知函数的图象在直线的下方且无限接近直线.
(1)判断函数的单调性(写出判断说明即可,无需证明),并求函数解析式;
(2)判断函数的奇偶性并用定义证明;
(3)求函数的值域.
25.(解答题)
(25-26高一上·山东淄博·期中)
已知函数为奇函数.
(1)求实数的值,并判断函数的单调性(无需证明);
(2)解关于的不等式.
26.(解答题)
(23-24高一上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)
设函数(且)是定义域为R的奇函数,.
(1)求实数k的值并直接写出函数的单调性;
(2)在(1)的条件下,使得不等式有解,求实数t的取值范围.
27.(解答题)
(22-23高一上·江苏镇江·期末)
设函数在定义域具有奇偶性.
(1)求k的值;
(2)已知在上的最小值为,求m的值.(说明:如果要用到函数的单调性,可直接交代单调性,不必证明.)
28.(解答题)
(25-26高一上·四川成都·阶段检测)
已知函数且是定义在上的奇函数.
(1)求的值.
(2)用定义法判断函数的单调性,并求函数的值域.
(3)当时,恒成立,求实数的取值范围.
题型七 指数函数的综合应用(解答)(共5小题)
【知识积累】
求解析式:由图象过已知点列方程求底数;若题目称“指数函数”,则解析式必须为 的形式。
求值域:含 、 的式子换元 ,转化为二次函数在 上的值域。
单调区间: 的单调性由底数 与 共同决定,按“同增异减”判断。
比较大小:把各数化为同底数幂,或与 比较,再用单调性判断大小关系。
29.(解答题)
(25-26高一上·四川成都·期中)
已知指数函数.
(1)当时,解不等式;
(2)若,当且时,不等式恒成立,求的取值范围;
(3)若,求函数在上的最大值.
30.(解答题)
(25-26高一上·甘肃张掖·阶段检测)
已知指数函数(且)的图象过点.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数在上的值域;
(3)求函数在上的单调区间.
31.(解答题)
(23-24高一上·黑龙江哈尔滨·期中)
已知指数函数在区间上的最大值与最小值之和为6;
(1)求的值;
(2)求在上的最大值,并将结果表示成一个关于的分段函数;
(3)设,求的值.
32.(解答题)
(23-24高一上·河南南阳·期中)
已知函数且的图象经过点.
(1)求的值;
(2)比较与的大小;
(3)求函数的值域.
33.(解答题)
(21-22高一上·黑龙江哈尔滨·期中)
已知指数函数,且
(1)求a的值;
(2)当时,求的值域.
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