高一数学指数与指数函数
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课时 4 指数函数一 . 指数与指数幂的运算( 1)根式的观点①假如xna, a R, x R, n 1,且 nN ,那么 x 叫做 a 的 n 次方根. 当 n 是奇数时, a 的 n 次方根用符号 na 表示;当 n 是偶数时,正数 a 的正的 n 次方根用符号na 表示,负的 n 次方根用符号na表示; 0 的 n 次方根是 0;负数 a 没有 n 次方根.②式子 n a 叫做根式,这里 n 叫做根指数, a 叫做被开方数.当n 为奇数时, a 为随意实数;当 n 为偶数时, a.③根式的性质: (na )n a ;当 n 为奇数时, n a n a ;当 n 为偶数时, n a n | a |a (a 0) .a (a 0)( 2)分数指数幂的观点mna m (a①正数的正分数指数幂的意义是:a n 0, m,n N , 且 n 1) .0 的正分数指数幂等于0.②m(1m1 ) m( a正数的负分数指数幂的意义是:a n)n n (0, m, n N , 且 n1) .0 的负分数指aa数幂没存心义. 注意口诀: 底数取倒数,指数取相反数.( 3)分数指数幂的运算性质①a r a s a r s (a 0, r , s R)② (ar) sa rs (a 0, r , s R)③(ab)ra rb r (a0,b 0, rR)二 . 指数函数及其性质( 4)指数函数函数名称指数函数定义函数 ya x (a 0 且 a1) 叫做指数函数a 1a 1yy a xya xy图象y1y1(0,1)(0,1)OxOx定义域 R值域(0,+ ∞)过定点 图象过定点(0,1 ),即当 x=0 时, y=1.奇偶性非奇非偶单一性在 R 上是增函数在 R 上是减函数函数值的 y > 1(x > 0), y=1(x=0), 0< y < 1(x < 0)y > 1(x < 0), y=1(x=0), 0< y < 1(x > 0)变化状况a 变化对在第一象限内, a 越大图象越高,越凑近 y 轴; 在第一象限内, a 越小图象越高,越凑近 y 轴; 图象影响在第二象限内,a 越大图象越低,越凑近x 轴.在第二象限内,a 越小图象越低,越凑近x 轴.三 .例题剖析1.设 a 、 b 知足 0<a<b<1,以下不等式中正确的选项是 ( C)A.a a <a bB.b a <b bC.a a <b aD.b b <a b 分析: A 、B 不切合底数在 (0,1) 之间的单一性 ; C 、 D 指数同样 , 底小值小 . 应选 C. 2.若 0<a<1,则函数 y=a x 与 y=(a-1)x 2 的图象可能是 (D )分析: 当 0<a<1 时 ,y=a x 为减函数 ,a-1<0, 因此 y=(a-1)x2张口向下 , 应选 D.3.设指数函数 f(x)=a x (a>0 且 a ≠ 1),则以下等式中不正确的选项是 ( D )A.f(x+y)=f(x)f(y)f (x)B.f(x-y)=f ( y)C.f(nx)= [ f(x) ] nD.f [ (xy) n ] =[ f(x) ] n [ f(y) ] n (n ∈ N * )分析: 易知 A 、 B 、 C 都正确 .对于 D,f [(xy)n] =a (xy)n , 而[ f(x) ] n ·[f(y) ] n =(a x ) n ·(a y ) n =a nx+ny , 一般状况下 D 不建立 .11 34.设 a= ( 3) 3,b= ( 4)4,c= ( 3) 4,则 a 、b 、 c 的大小关系是 ( B )43 2A.c<a<b3分析: a= ( )B.c<b<aC.b<a<cD.b<c<a1 111(8133( 4)3 ( 4) 4=b, b=(4) 4)4(3) 4 =c.∴ a>b>c.3 332725.设 f(x)=4 x -2x+1,则 f -1 (0)=______1____________. 分析: 令 f -1 (0)=a, 则 f(a)=0 即有 4a -2 · 2a =0.2a · (2 a -2)=0, 而 2a >0,∴ 2a =2 得 a=1.6.函数 y=a x-3 +4(a>0 且 a ≠ 1)的反函数的图象恒过定点 ______(5,3)____________.分析: 因 y=a x 的图象恒过定点 (0,1), 向右平移 3 个单位 , 向上平移 4 个单位获得 y=a x-3 +4 的图象 , 易知恒过定点 (3,5).故其反函数过定点 (5,3).10 x 10 x.证明 f(x) 在 R 上是增函数 .7.已知函数 f(x)=x10 x10x1010x102x1,设 x 1<x 2∈ R,则f(x 1)-f(x2)=10x 1 1010x 1 10x 110x 210 x 2102 x 11 102 x 21 2(102 x 1102 x2).x 110x2 10x2 102 x1 1102 x21(102 x11)(102 x 2 1)∵ y=10 x是增函数 ,∴ 10 2x 1 10 2x 2 <0.而 10 2x 1 +1>0, 102 x 2 +1>0,故当 x <x 时 ,f(x)-f(x )<0,1212即 f(x 1)<f(x 2). 因此 f(x) 是增函数 .8.若定义运算 a b=b, ab,则函数 f(x)=3 x3-x 的值域为 ( A )a, a b,A.(0,1]B. [ 1,+∞ )C.(0,+ ∞ )D.(- ∞ ,+∞ )分析: 当 3x ≥3-x , 即 x ≥ 0 时 ,f(x)=3-x∈(0,1 ] ;x-x, 即 x<0 时 ,f(x)=3x∈ (0,1).3 x , x 0, 当 3<3∴ f(x)=x值域为 (0,1).3x ,0,9.函数 y=a x 与 y=-a -x (a>0,a ≠1) 的图象 ( C )A. 对于 x 轴对称B.对于 y 轴对称C.对于原点对称D.对于直线 y=-x 对称分析: 可利用函数图象的对称性来判断两图象的关系.10.当 x ∈[ -1,1]时 ,函数 f(x)=3 x-2 的值域为 _______[ -5,1 ] ___________.3分析: f(x) 在[ -1,1 ]上单一递加 .11.设有两个命题 :(1)对于 x 的不等式 x 2+2ax+4>0对全部 x ∈ R 恒建立 ;(2) 函数 f(x)=-(5-2a) x是减函数 .若命题 (1)和 (2)中有且仅有一个是真命题 ,则实数 a 的取值范围是 _______(- ∞ ,-2)__________.分析: (1) 为真命题=(2a) 2-16<0-2<a<2. (2)为真命题 5-2a>1 a<2.若 (1) 假 (2) 真 , 则 a ∈ (- ∞ ,-2]. 若 (1) 真 (2) 假, 则 a ∈ (-2,2)∩[ 2,+ ∞]=.故 a 的取值范围为 (- ∞ ,-2).12.求函数 y=4 -x -2-x +1,x ∈[ -3,2]的最大值和最小值 .解: 设 2-x=t, 由 x ∈[ -3,2 ]得 t ∈[ 1,8 ] , 于是 y=t 2-t+1=(t-1)2+3. 当 t= 1时 ,y3 .424有最小值 这时 x=1.当 t=8 时 ,y 有最大值57.这时 x=-3.2413.已知对于 x 的方程 2a2x-2-7a x-1 +3=0 有一个根是 2,求 a 的值和方程其他的根 . 解: ∵ 2 是方程 2a2x-2-9a x-1+4=0 的根 , 将 x=2 代入方程解得 a= 1或 a=4.2(1) 当 a= 1时 , 原方程化为 2· ( 1)2x-2-9(1) x-1 +4=0.①222x-1 2令 y=( 1) , 方程①变成 2y -9y+4=0,2解得 y 1=4,y 2= 1.∴ ( 1) x-1 =42x=-1,2( 1 ) x-1 = 1x=2.22(2) 当 a=4 时 , 原方程化为 2· 42x-2 -9 · 4x-1 +4=0. ②令 t=4 x-1 , 则方程②变成 2t 2-9t+4=0. 解得 t 1=4,t 2= 1.x-12=4x=2,∴44x-1 = 1x=- 1 .22故方程此外两根是当 a= 1时 ,x=-1;1 .2当 a=4 时 ,x=-214.函数 y= (1) 3 4xx 2的单一递加区间是 ( D )3A. [ 1,2]B.[ 2,3]C.(-∞ ,2]D.[ 2,+∞ )分析: 由于 y=3x2-4x+3 , 又 y=3t 单一递加 ,t=x 2-4x+3 在 x ∈[ 2,+ ∞ ) 上递加 , 故所求的递加区间为[ 2,+ ∞ ).15.已知 f(x)=3 x-b (2≤ x ≤ 4,b 为常数 ) 的图象经过点 (2,1), 则 F(x)=f 2(x)-2f(x) 的值域为 ( B )A. [ -1,+∞ )B. [ -1,63)C.[ 0,+∞ )D.(0,63 ]分析: 由 f(2)=1, 得 32-b =1,b=2,f(x)=3 x-2.∴ F (x)= [ f(x)-1 ]2-1=(3 x-2 -1) 2-1. 令 t=3 x-2 ,2 ≤x ≤4.2∴g(t)=(t-1) - 1,t ∈[ 1,9 ].2.1 指数函数练习1.以下各式中建立的一项A . ( n)71n 7 m 7B .12 ( 3)433m3C . 4 x 3y 3( x y) 4D .393321111 1 52.化简 (a 3 b 2 )( 3a 2 b 3 ) ( a 6 b 6 ) 的结果3D . 9a 2 A . 6aB . aC . 9a3.设指数函数 f ( x)a x ( a 0, a1) ,则以下等式中不正确的选项是f (x) A . f(x+y)=f(x) ·f(y)B . f ( x y )f ( y)C . f (nx)[ f ( x)]n (nQ )D . f ( xy) n [ f ( x)] n ·[f ( y)] n1 4.函数 y (x5) 0 ( x 2)2A . { x | x 5, x 2}B . { x | x 2}C . { x | x 5}D . { x | 2 x 5或 x 5}()()()(n N )( )5.若指数函数 y a x 在 [- 1,1]上的最大值与最小值的差是1,则底数 a 等于 ()A .15 B .1 5 C .15D .5 122 226.当 a0 时,函数 y axb 和 yb ax 的图象只可能是()7.函数 f ( x)2 |x| 的值域是()A . (0,1]B . (0,1)C . (0, )D . R8.函数 f ( x)2 x 1, x 0,知足 f ( x)1的 x 的取值范围1x 2 , x()A . ( 1,1)B . ( 1, )C . { x | x 0或 x2}D . { x | x 1或 x1}9.函数 y(1) x 2x2得单一递加区间是2()A .[ 1,1]B . ( , 1]C .[2,)D .[ 1,2]2exe x210.已知 f ( x)()2 ,则以下正确的选项是A .奇函数,在 R 上为增函数B .偶函数,在 R 上为增函数C .奇函数,在 R 上为减函数D .偶函数,在 R 上为减函数11.已知函数 f (x)的定义域是(1, 2),则函数 f (2 x ) 的定义域是.12.当 a >0 且 a ≠1 时,函数 f (x)=a x -2- 3 必过定点.三、解答题:13.求函数 y1的定义域 .x5 x 1114.若 a >0, b > 0,且 a+b=c ,求证: (1) 当r >1时, a r +b r < c r ; (2) 当r < 1时, a r +b r > c r .a x 1 15.已知函数 f ( x)(a >1) .a x1( 1)判断函数 f (x) 的奇偶性;( 2)证明 f (x)在 (-∞, +∞ )上是增函数 .xa16.函数 f(x) = a (a>0 ,且 a ≠1) 在区间 [1,2] 上的最大值比最小值大2,求 a 的值.参照答案一、 DCDDD AADDA二、 11. (0,1);12. (2,- 2) ;三、 13. 解:要使函数存心义一定:x 1 0x 1x0 x 0x 1∴ 定义域为 : x xR 且 x0, x 1a rrrb r此中a1,0b114. 解:ba,c rcccc.r >1 ,a rb ra b 1,r r r当因此+b< c ;时c c c crrrrr当 r < 1 时, aba b1, 因此 a +b >c .ccc c15. 解 :(1)是奇函数 .(2) 设x <x ,则 f (x 1 )ax11 ax21 。
考点12指数运算和指数函数1、正确区分n a n与(n a)n(1)(n a)n已暗含了n a有意义,根据n的奇偶性可知a的范围.(2)n a n中的a可以是全体实数,n a n的值取决于n的奇偶性.2、有限制条件根式的化简(1)有限制条件根式的化简问题,是指被开方数或被开方的表达式可以通过配方、拆分等方式进行化简.(2)有限制条件根式的化简经常用到配方的方法.当根指数为偶数时,在利用公式化简时,要考虑被开方数或被开方的表达式的正负.3、根式与分数指数幂互化的规律(1)根指数分数指数的分母,被开方数(式)的指数分数指数的分子.(2)在具体计算时,通常会把根式转化成分数指数幂的形式,然后利用有理数指数幂的运算性质解题.4、指数幂运算的常用技巧(1)有括号先算括号里的,无括号先进行指数运算.(2)负指数幂化为正指数幂的倒数.(3)底数是小数,先要化成分数;底数是带分数,要先化成假分数,然后要尽可能用幂的形式表示,便于运用指数幂的运算性质.5、利用整体代换法求分数指数幂(1)整体代换法是数学变形与计算常用的技巧方法,分析观察条件与结论的结构特点,灵活运用恒等式是关键.(2)利用整体代换法解决分数指数幂的计算问题,常常运用完全平方公式及其变形公式.x2+x-2=(x±x-1)2∓2,x+x-1=(12x±12x-)2∓2,12x+12x-=(14x±14x-)2∓2.6、判断一个函数是否为指数函数的方法(1)底数的值是否符合要求.(2)a x前的系数是否为1.(3)指数是否符合要求.7、求指数函数的解析式或函数值(1)求指数函数的解析式时,一般采用待定系数法,即先设出函数的解析式,然后利用已知条件,求出解析式中的参数,从而得到函数的解析式,其中掌握指数函数的概念是解决这类问题的关键.(2)求指数函数的函数值的关键是掌握指数函数的解析式.8、解决有关增长率问题的关键和措施(1)解决这类问题的关键是理解增长(衰减)率的意义:增长(衰减)率是所研究的对象在“单位时间”内比它在“前单位时间”内的增长(衰减)率,切记并不总是只和开始单位时间内的比较.(2)分析具体问题时,应严格计算并写出前3~4个单位时间的具体值,通过观察、归纳出规律后,再概括为数学问题,最后求解数学问题即可.(3)在实际问题中,有关人口增长、银行复利、细胞分裂等增长率问题常可以用指数函数模型表示,通常可以表示为y=N(1+p)x(其中N为基础数,p为增长率,x为时间)的形式.9、函数y=a f(x)定义域、值域的求法(1)定义域:形如y=a f(x)形式的函数的定义域是使得f(x)有意义的x的取值集合.(2)值域:①换元,令t=f(x);②求t=f(x)的定义域x∈D;③求t=f(x)的值域t∈M;④利用y=a t的单调性求y=a t,t∈M的值域.注意:(1)通过建立不等关系求定义域时,要注意解集为各不等关系解集的交集.(2)当指数型函数的底数含字母时,在求定义域、值域时要注意分类讨论.10、处理函数图象问题的策略(1)抓住特殊点:指数函数的图象过定点(0,1),求指数型函数图象所过的定点时,只要令指数为0,求出对应的x,y的值,即可得函数图象所过的定点.(2)巧用图象变换:函数图象的平移变换(左右平移、上下平移).(3)利用函数的性质:奇偶性与单调性.11、比较幂值大小的3种类型及处理方法12、简单的指数不等式的解法(1)利用指数型函数的单调性解不等式,需将不等式两边都凑成底数相同的指数式.(2)解不等式a f(x)>a g(x)(a>0,a≠1)的依据是指数型函数的单调性,要养成判断底数取值范围的习惯,若底数不确定,就需进行分类讨论,即a f(x)>a g(x)⇒f(x)>g(x)(a>1)或f(x)<g(x)(0<a<1).13、指数型复合函数的单调性(1)求复合函数的单调区间,首先求出函数的定义域,然后把函数分解成y=f(u),u=φ(x),通过考察f(u)和φ(x)的单调性,利用同增异减原则,求出y=f(φ(x))的单调性.(2)关于指数型函数y=a f(x)(a>0,且a≠1)的单调性由两点决定,一是底数a>1还是0<a<1;二是f(x)的单调性,它由两个函数y=a u,u=f(x)复合而成.考点一指数与指数幂的运算(一)根式化简求值1.(2022·西藏·拉萨中学高一期末)若a=b=a b+的值为()π-A.1B.5C.1-D.25x<时,化简x__________. 2.(2022·上海长宁·高一期末)当03.(2022·全国·=_______.(二)利用分数指数幂的运算性质化简求值4.(2022·河南洛阳·高一期末)计算:22332728-⎛⎫⎛⎫⋅+⎪ ⎝⎭⎝⎭______.5.(2022·全国·04(1=___________________.6.(2022·江西·景德镇一中高一期末)化简)()146230.251624820229-=⎛⎫⨯+-⨯+- ⎪⎝⎭____________.7.(2022·全国·高一单元测试)计算:(1)21023213(2)(9.6)(3(1.5)48-----+;10421()0.252-+⨯.(三)整体代换法求分数指数幂8.(2022·江西省铜鼓中学高一期末)已知223x x --=,求44x x -+的值;9.(2022·广东汕头·高一期末)已知11223x x -+=,求1x x --的值.10.(2022·辽宁·大连二十四中高一期末)已知11223a a --=,求33221122a a a a----的值;考点二指数函数的概念(一)指数函数的概念11.(2022·青海·大通回族土族自治县教学研究室高一期末)若()233xy a a a =-+是指数函数,则有()A .1a =或2B .1a =C .2a =D .0a >且1a ≠12.(2022·甘肃·甘南藏族自治州合作第一中学高一期末)已知函数()()33x f x k a b ⋅=++-(0a >,且1a ≠)是指数函数.(1)求k ,b 的值;(2)求解不等式()()2743f x f x ->-.(二)求指数函数的解析式或函数值13.(2022·湖南·高一课时练习)已知函数()f x 是指数函数,且35225f ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,则()3f =________.14.(2022·浙江大学附属中学高一期末)已知函数1(),02()0xx f x x ⎧≤⎪=⎨⎪>⎩,则[(4)]f f =________.15.(2022·陕西·铜川阳光中学高一期末)设0a >且1a ≠,函数()1,0,0x x x f x a x -≤⎧=⎨>⎩,若()()11f f =-,则a 的值为________.16.(2022·福建·厦门一中高一期末)已知函数()221,1,,1,x x f x x ax x ⎧+<=⎨+≥⎩若()()03f f a =,则a 的值为______.17.(2022·云南昆明·高一期末)已知函数()x f x a =,()xg x b =,若()()115f g +=,()()111f g -=.(1)求()f x ,()g x 的解析式;(2)若()()f m g n =,试比较m ,n 的大小.18.(2022·广东汕头·高一期末)已知函数()1x f x a =-(0a >,且1a ≠)满足()()14129f f +=-.(1)求a 的值;(2)解不等式()2f x >.考点三指数函数的定义域和值域(一)指数函数的定义域19.(2022·全国·高一课时练习)函数y =的定义域为()A.(-∞B.(-∞C .[)3,+∞D .()3,+∞20.(2022·广东广州·高一期末)函数1()1f x x =-的定义域为______.21.(2022·全国·高一课时练习)函数()f x =______________.22.(2022·全国·高一单元测试)已知函数()f x =[)2,+∞,则=a _________.(二)指数函数的值域23.(2022·吉林·长春外国语学校高一期末)已知集合{}2320A x x x =-+≥,{}3,1x B y y x ==≥,那么A B =()A .[]2,3B .[](]2,3,1-∞C .()3,+∞D .[)3,+∞24.(2022·湖南邵阳·高一期末)函数2212x y -⎛⎫= ⎪⎝⎭的值域为______.25.(2022·浙江省义乌中学高一期末)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的美誉,用其名字命名的“高斯函数":设x ∈R ,用[]x 表示不超过x 的最大整数,则[]y x =称为高斯函数,也称取整函数,例如:][1.32 3.43⎡⎤-=-=⎣⎦,,已知11()313x f x =-+,则函数[]()y f x =的值域为()A .{}0B .{}10-,C .{}01,D .{}101-,,26.(2022·天津南开·高一期末)定义运算a b *为:,(){,(),a ab a b b a b ≤*=>如121*=,则函数()22x x f x -=*的值域为()A .RB .(]0,1C .()0,∞+D .[)1,+∞27.(2022·辽宁鞍山·高一期末)若函数()f x =的值域为[0,)+∞,则实数a 的取值范围是()A .12⎧⎫⎨⎬⎩⎭B .1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭C .1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦D .[0,)+∞28.(2022·山东烟台·高一期末)已知函数()()112,03,0x a x a x f x x -⎧-+<=⎨≥⎩的值域为R ,则实数a 的取值范围为___________.29.(2022·广东湛江·高一期末)已知函数()(0,1)x f x a b a a =+>≠的定义域和值域都是[1,0]-,则a b +=()A .32-B .1-C .1D .32考点四指数函数的图象及应用(一)判断指数型函数图象的形状30.(2022·湖北黄石·高一期末)函数()2||24x x f x =-的图象大致为()A .B .C .D .31.(2022·陕西咸阳·高一期末)函数()241x x xf x =+的大致图像为()A .B .C .D .32.(2022·福建·莆田一中高一期末)函数3()22x xx xf x --=+的部分图象大致为()A .B .C .D .33.(2022·河南安阳·高一期末)函数()22xf x x -=⋅在区间[]22-,上的图象可能是()A .B .C .D .34.(2022·云南玉溪·高一期末)函数||()2x f x =,4()g x x =,则函数()()y f x g x =+的图象大致是()A .B .C .D .35.(2022·陕西渭南·高一期末)函数y x a =+与x y a -=(0a >且1a ≠)在同一坐标系中的图象可能是()A .B .C .D .36.【多选】(2022·吉林吉林·高一期末)已知函数()()()f x x a x b =--的图象如图所示,则()x g x a b =-的图象可能是()A .B .C .D .(二)根据指数型函数图象判断参数范围37.(2022·全国·高一课时练习)已知113xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭,23x y =,310x y -=,410x y =,则在同一平面直角坐标系内,它们的图象大致为()A .B .C .D .38.(2022·全国·高一单元测试)函数①x y a =;②x y b =;③x y c =;④x y d =的图象如图所示,a ,b ,c ,d 分别是下列四个数:5413,12中的一个,则a ,b ,c ,d 的值分别是()A .5413,12B 54,13,12C .12,1354,D .13,12,5439.【多选】(2022·全国·高一期末)(多选)已知函数()x f x a b =-的图象如图所示,则()A .a >1B .0<a <1C .b >1D .0<b <140.(2022·湖南·长沙市雨花区教育科学研究所高一期末)若函数(01,1)x y a a a m =>-≠+的图像在第一、三、四象限内,则()A .1a >B .1a >,且0m <C .01a <<,且0m >D .01a <<41.(2022·上海交大附中高一期末)已知函数()()1201x f x a a a +=->≠,,的图象不经过第四象限,则a 的取值范围为__________.42.(2022·全国·高一课时练习)若函数32x y m =-+的图象不经过第二象限,则实数m 的取值范围是()A .(-∞,-2)B .(-∞,-2]C .(3,+∞)D .[3,+∞)43.(2022·全国·高一期末)已知函数f (x )=ax +b (a >0,且a ≠1).(1)若()f x 的图象如图①所示,求a ,b 的值;(2)若()f x 的图象如图②所示,求a ,b 的取值范围;(3)在(1)中,若|()|f x =m 有且仅有一个实数解,求出m 的取值范围.(三)指数型函数过定点问题44.(2022·四川泸州·高一期末)函数3x y a =+(0a >且1a ≠)的图象恒过定点()A .()1,0B .()0,4C .()4,0D .()3,345.(2022·江西省铜鼓中学高一期末)函数11x y a -=+,(0a >且1a ≠)的图象必经过一个定点,则这个定点的坐标是()A .()0,1B .()1,2C .()2,3D .()3,446.(2022·安徽芜湖·高一期末)已知函数23x y a -=+(0a >且1a ≠)过定点P ,且P 点在幂函数()f x 的图象上,则(3)f 的值为_________.47.(2022·河南焦作·高一期末)已知函数()25x f x a -=-(0a >且1a ≠)的图象过定点(),m n ,则不等式210x mx n +++<的解集为()A .()1,3B .()3,1--C .()(),31,-∞-⋃+∞D .()3,1-48.(2022·河南·永城市苗桥乡重点中学高一期末)已知函数42x y a +=+(0a >,且1a ≠)的图象恒过点P ,若角α的终边经过点P ,则cos α的值为()A .45-B .223-C .23D .3549.(2022·广东揭阳·高一期末)已知0a >且1a ≠,函数()22x f x a -=-的图象恒经过定点(),m n ,正数b 、c 满足b c m n +=+,则14bc+的最小值为____________.(四)指数函数图象应用50.(2022·全国·高一课时练习)(1)若曲线21x y =-与直线y a =有两个公共点,则实数a的取值范围是______;(2)若曲线21xy =+与直线y b =没有公共点,则实数b 的取值范围是______.51.【多选】(2022·全国·高一课时练习)已知函数()21xf x =-,实数a ,b 满足()()f a f b =()a b <,则()A .222a b +>B .a ∃,b ∈R ,使得01a b <+<C .222a b +=D .0a b +<52.(2022·辽宁·高一阶段练习)函数()|21|x f x =-(1)请在下面坐标系中画出函数()f x 的图像.(2)不等式13()44f x x <+的解集为________.(写出结果即可,不需写过程)(3)若()(),m n f m f n <=,求m n +的取值范围.考点五指数型函数的单调性(一)判断指数函数的单调性53.(2022·广西南宁·高一期末)设函数()122xx f x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则()f x ()A .是偶函数,且在()0,+∞单调递增B .是偶函数,且在()0,+∞单调递减C .是奇函数,且在()0,+∞单调递增D .是奇函数,且在()0,+∞单调递减54.(2022·吉林·长春外国语学校高一期末)下列函数中,在其定义域内既是奇函数又是减函数的是()A .y x=-B .12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭C .3y x x =--D .1y x=-55.(2022·浙江金华第一中学高一期末)已知函数()f x 的定义域为R ,且满足对任意12x x <,有()()12121f x f x x x ->--,则函数()f x =()A .xe -B .2x x+C .x e x-D x(二)由指数(型)函数的单调性求参数56.(2022·河北廊坊·高一期末)指数函数()()1xf x a =-在R 上单调递减,则实数a 的取值范围是()A .()2,1--B .()2,+∞C .(),2-∞-D .()1,257.(2022·安徽·歙县教研室高一期末)若函数22113x mx y +-⎛⎫= ⎪⎝⎭在区间[]1,1-上为增函数,则实数m 的取值范围为______.58.【多选】(2022·重庆市巫山大昌中学校高一期末)若函数,0()3(1),0x a a x f x a x x ⎧+≥=⎨+-<⎩(0a >且1a ≠)在R 上为单调函数,则a 的值可以是()A .13B .23C D .259.(2022·湖北·沙市中学高一期末)已知函数(),0()23,0x a x f x a x a x ⎧<⎪=⎨-+≥⎪⎩,满足对任意x 1≠x 2,都有()()1212f x f x x x -<-0成立,则a 的取值范围是()A .a ∈(0,1)B .a ∈[34,1)C .a ∈(0,13]D .a ∈[34,2)60.(2022·江苏南通·高一期末)已知指数函数()xf x a -=(0a >,且1a ≠),且()()23f f ->-,则a 的取值范围()A .()0,1B .()1,+∞C .()0,∞+D .(),0∞-(三)比较指数幂的大小61.(2022·云南丽江·高一期末)若221333111,,252a b c ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则a 、b 、c 的大小关系是()A .b a c <<B .b c a<<C .c a b<<D .c b a<<62.(2022·广东汕尾·高一期末)若1312a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,1314b ⎛⎫= ⎪⎝⎭,1412c ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则()A .c a b >>B .c b a >>C .b c a >>D .a b c>>63.(2022·全国·高一专题练习)设函数()21xf x =-,c b a <<,且()()()f c f a f b >>,则22a c +与2的大小关系是()A .222a c +>B .222a c +≥C .222a c +≤D .222a c +<(四)解简单的指数不等式64.(2022·黑龙江·哈尔滨市第一六二中学校高一期末)不等式11(93x -≤的解集为_____________.65.(2022·河北张家口·高一期末)已知x R ∈,那么“4x >”是“124x -<”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件66.(2022·云南·昆明一中高一期末)设函数2,2()2,2x x x f x x ≤⎧=⎨>⎩,若2(2)(8)f t f t >-,则t 的取值范围是___________.67.(2022·湖南衡阳·高一期末)设函数()1e ,11,1x x x f x x x x -⎧+≤⎪=⎨+>⎪⎩,则满足()()12xf x f ->的x 的取值范围是()A .(],1-∞-B .()0,∞+C .()1,0-D .(),0∞-考点六指数函数的最值(一)求已知指数型函数的最值68.(2022·甘肃·兰州一中高一期末)已知02x ≤≤,则函数124325x x y -=-⨯+的最大值为__________.69.(2022·河南开封·高一期末)已知函数()2x f x =的定义域是[]0,3,设()()()22g x f x f x =-+,(1)求()g x 的定义域;(2)求函数()g x 的最大值和最小值.(二)根据指数函数的最值求参数70.(2022·湖北·武汉市第十五中学高一期末)函数()21x x f x a a =++(0a >,且1a ≠)在[]1,1-上的最大值为13,则实数a 的值为___________.71.(2022·上海·高一单元测试)指数函数(0,1)x y a a a =>≠在区间[0,4]上的最大值与最小值之和为17,则=a ______;72.(2022·上海徐汇·高一期末)已知函数()()1,1,,1x a x x f x a x ⎧-≤=⎨>⎩(0a >且1a ≠)在x ∈R 上有最大值,那么实数a 的取值范围为__________73.(2022·全国·高一单元测试)已知242,0()1,0x x m x f x x x x +⎧-+≤⎪=⎨+>⎪⎩的最小值为2,则m 的取值范围为______________74.(2022·湖南·高一期末)已知函数()245x xf x a a =+-.(1)求()f x 的值域;(2)当[]1,2x ∈-时,()f x 的最大值为7,求a 的值.(三)指数函数的最值与不等式的综合问题75.(2022·江苏·无锡市教育科学研究院高一期末)已知函数()24,[2,1]x x f x x =-∈-.(1)求()f x 的值域;(2)若对[2,1]x ∀∈-,不等式()22x f x m >-⋅恒成立,求实数m 的取值范围.76.(2022·浙江宁波·高一期中)已知函数()212xxf x a=++(1)若()f x 是奇函数,求a 的值;(2)若()0f x ≥在[]1,1x ∈-上恒成立,求a 的取值范围.77.(2022·全国·高一课时练习)已知函数()()240,12x x a af x a a a a-+=>≠+是定义在R 上的奇函数.(1)求a 的值;(2)求函数()f x 的值域;(3)当()1,2x ∈时,()220xmf x +->恒成立,求实数m 的取值范围.考点七指数型函数的奇偶性(一)已和函数奇偶性求值78.(2022·内蒙古包头·高一期末)()f x 是定义域为R 的函数,且2()f x x -为奇函数,()2x f x +为偶函数,则(2)f 的值是()A .178B .174C .478D .47479.(2022·广东广州·高一期末)已知函数()()2,0,x x f x g x x ⎧<⎪=⎨>⎪⎩为奇函数,则(2)g =______.(二)由函数的奇偶性求解析式80.(2022·福建福州·高一期末)已知函数()f x 是定义在R 上的偶函数,当0x ≥时,()23x f x =+.求()f x 的解析式;81.(2022·江西新余·高一期末)已知定义在R 上的偶函数f (x )和奇函数g (x )满足()()124x f x g x +-=(1)求函数f (x )和g (x )的表达式;(2)当1,02x ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时,不等式()()210f x ag x -+≥恒成立,求实数a 的取值范围.(三)已和函数奇偶性求参数82.(2022·辽宁丹东·高一期末)已知函数()22x x af x a-=+是奇函数.(1)求实数a 的值;(2)求()f x 的值域.83.(2022·天津南开·高一期末)已知函数()f x =122xx a b+⋅+是奇函数,并且函数()f x 的图像经过点()1,3.(1)求实数a ,b 的值;(2)求函数()f x 在0x <时的值域.84.(2022·浙江师范大学附属中学高一期中)已知函数()31xx a f x =+(0a >)为偶函数,则函数()f x 的值域为__________.(四)函数的单调性和奇偶性的综合85.(2022·河南·新乡市第一中学高一期末)已知定义在R 上的函数()22x xf x k -=-⋅是奇函数.(1)求实数k 的值;(2)若对任意的R x ∈,不等式()()240f x tx f x ++->恒成立,求实数t 的取值范围.86.(2022·云南丽江·高一期末)已知函数()333x xf x x -=+-,若2(2)(54)0f a a f a -+-<,则实数a 的取值范围为()A .(4)(4)-∞-+∞,,B .(41)-,C .(1)(4)-∞-+∞,,D .(14)-,考点八指数函数的综合问题87.【多选】(2022·全国·高一课时练习)(多选)已知函数()24312x x f x ++⎛⎫= ⎪⎝⎭,则()A .函数()f x 的定义域为RB .函数()f x 的值域为(]0,2C .函数()f x 在[)2,-+∞上单调递增D .函数()f x 在[)2,-+∞上单调递减88.(2022·辽宁·大连二十四中高一期末)已知指数函数()()01xf x a a a =>≠,过点()1,2,函数()()()11f xg x x f x -=⋅+.(1)求()1g ,()1g -的值;(2)判断函数()g x 在R 上的奇偶性,并给出证明;(3)已知()g x 在[)0,+∞上是单调函数,由此判断函数()y g x =,R x ∈的单调性(不需证明),并解不等式()1213g x +>.89.(2022·山东·德州市第一中学高一期末)已知定义域为R 的函数()22x x b nf x b +=--是奇函数,且指数函数x y b =的图象过点(2,4).(Ⅰ)求()f x 的表达式;(Ⅱ)若方程()23()0f x x f a x ++-+=,(4,)x ∈-+∞恰有2个互异的实数根,求实数a 的取值集合;(Ⅲ)若对任意的[1,1]t ∈-,不等式()22(1)0f t a f at -+-≥恒成立,求实数a 的取值范围.考点九指数增长型和指数衰减型函数的实际应用90.(2022·全国·高一课时练习)当生物体死亡后,它机体内原有的碳14含量每经过5730年衰减为原来的一半,这个时间称为“半衰期”.当死亡生物体内的碳14的含量不足死亡前的万分之一时,用一般的放射性探测器就测不到碳14了.若用一般的放射性探测器不能测到碳14,那么死亡生物体内的碳14至少经过的“半衰期”个数是(参考数据:1328192=)()A .15B .14C .13D .1291.(2022·全国·高一单元测试)企业在生产中产生的废气要经过净化处理后才可排放,某企业在净化处理废气的过程中污染物含量P (单位:mg /L )与时间t (单位:h )间的关系为0ektP P -=(其中0P ,k 是正的常数).如果在前10h 消除了20%的污染物,则20h 后废气中污染物的含量是未处理前的()A .40%B .50%C .64%D .81%92.(2022·全国·高一学业考试)某医药研究所开发一种新药,如果成年人按规定的剂量服用,据监测,服药后每毫升血液中的含药量()g μy 与时间()h t 之间近似满足如图所示的图象,则y 关于t 的函数解析式为______;据进一步测定,每毫升血液中含药量不少于0.25g μ时,治疗疾病有效,则服药一次治疗疾病有效的时间为______h .93.(2022·重庆·高一期末)基本再生数0R 与世代间隔T 是流行病学基本参数,基本再生数是指一个感染者传染的平均人数,世代间隔指两代间传染所需的平均时间,在α型病毒疫情初始阶段,可以用指数函数模型(e )rt I t =描述累计感染病例数()I t 随时间t (单位:天)的变化规律,指数增长率r 与0R 、T 近似满足01R rT =+,有学者基于已有数据估计出0 3.22R =,10T =.据此,在α型病毒疫情初始阶段,累计感染病例数增加至(0)I 的4倍,至少需要()(参考数据:ln 20.69≈)A .6天B .7天C .8天D .9天。
课时4指数函数一. 指数与指数幂的运算(1)根式的概念 ①如果,,,1nxa a R x R n =∈∈>,且n N +∈,那么x 叫做a 的n 次方根.当n 是奇数时,a 的n表示;当n 是偶数时,正数a 的正的nn次方根用符号0的n 次方根是0;负数a 没有n 次方根.n 叫做根指数,a 叫做被开方数.当n 为奇数时,a 为任意实数;当n 为偶数时,0a ≥.③根式的性质:n a =;当na =;当n(0)|| (0)a a a a a ≥⎧==⎨-<⎩.(2)分数指数幂的概念①正数的正分数指数幂的意义是:0,,,m naa m n N +=>∈且1)n >.0的正分数指数幂等于0.②正数的负分数指数幂的意义是: 1()0,,,m m nn aa m n N a -+==>∈且1)n >.0的负分数指数幂没有意义.注意口诀:底数取倒数,指数取相反数. (3)分数指数幂的运算性质①(0,,)rs r s aa a a r s R +⋅=>∈②()(0,,)r s rs a a a r s R =>∈③()(0,0,)r r r ab a b a b r R =>>∈二.指数函数及其性质(4)指数函数a 变化对图象影响在第一象限内,a 越大图象越高,越靠近y 轴; 在第二象限内,a 越大图象越低,越靠近x 轴. 在第一象限内,a 越小图象越高,越靠近y 轴; 在第二象限内,a 越小图象越低,越靠近x 轴.三.例题分析1.设a 、b 满足0<a<b<1,下列不等式中正确的是(C) A.a a <a b B.b a <b b C.a a <b a D.b b <a b解析:A 、B 不符合底数在(0,1)之间的单调性;C 、D 指数相同,底小值小.故选C. 2.若0<a<1,则函数y=a x 与y=(a-1)x 2的图象可能是(D)解析:当0<a<1时,y=a x为减函数,a-1<0,所以y=(a-1)x 2开口向下,故选D.3.设指数函数f(x)=a x (a>0且a ≠1),则下列等式中不正确的是(D) A.f(x+y)=f(x)f(y)B.f(x-y)=)()(y f x f C.f(nx)=[f(x)]n D.f [(xy)n ]=[f(x)]n [f(y)]n (n ∈N *) 解析:易知A 、B 、C 都正确. 对于D,f [(xy)n]=a(xy)n,而[f(x)]n·[f(y)]n=(a x )n·(a y)n=anx+ny,一般情况下D 不成立.4.设a=31)43(-,b=41)34(-,c=43)23(-,则a 、b 、c 的大小关系是(B)A.c<a<bB.c<b<aC.b<a<cD.b<c<a解析:a=413131)34()34()43(>=-=b,b=434141)23()278()34(-=>=c.∴a>b>c.5.设f(x)=4x -2x+1,则f -1(0)=______1____________. 解析:令f -1(0)=a,则f(a)=0即有4a-2·2a=0.2a·(2a-2)=0,而2a>0,∴2a=2得a=1.6.函数y=a x-3+4(a>0且a ≠1)的反函数的图象恒过定点______(5,3)____________.解析:因y=a x的图象恒过定点(0,1),向右平移3个单位,向上平移4个单位得到y=a x-3+4的图象,易知恒过定点(3,5).故其反函数过定点(5,3).7.已知函数f(x)=xx xx --+-10101010.证明f(x)在R 上是增函数.证明:∵f(x)=1101101010101022+-=+---x x xx x x , 设x 1<x 2∈R ,则f(x 1)-f(x 2)=)110)(110()1010(21101101101101010101010101010212122112222111122222222++-=+--+-=+--+-----x x x x x x x x x x x x x x x x . ∵y=10x 是增函数, ∴21221010x x -<0. 而1210x +1>0,2210x +1>0, 故当x 1<x 2时,f(x 1)-f(x 2)<0, 即f(x 1)<f(x 2). 所以f(x)是增函数.8.若定义运算a ⊗b=⎩⎨⎧<≥,,,,b a a b a b 则函数f(x)=3x ⊗3-x 的值域为(A)A.(0,1]B.[1,+∞)C.(0,+∞)D.(-∞,+∞)解析:当3x ≥3-x ,即x ≥0时,f(x)=3-x ∈(0,1];当3x<3-x,即x<0时,f(x)=3x∈(0,1).∴f(x)=⎩⎨⎧<≥-,0,3,0,3x x x x 值域为(0,1).9.函数y=a x 与y=-a -x (a>0,a ≠1)的图象(C) A.关于x 轴对称B.关于y 轴对称 C.关于原点对称D.关于直线y=-x 对称解析:可利用函数图象的对称性来判断两图象的关系.10.当x ∈[-1,1]时,函数f(x)=3x -2的值域为_______[-35,1]___________. 解析:f(x)在[-1,1]上单调递增.11.设有两个命题:(1)关于x 的不等式x 2+2ax+4>0对一切x ∈R 恒成立;(2)函数f(x)=-(5-2a)x 是减函数.若命题(1)和(2)中有且仅有一个是真命题,则实数a 的取值范围是_______(-∞,-2)__________.解析:(1)为真命题⇔Δ=(2a)2-16<0⇔-2<a<2.(2)为真命题⇔5-2a>1⇔a<2.若(1)假(2)真,则a ∈(-∞,-2].若(1)真(2)假,则a ∈(-2,2)∩[2,+∞]=∅. 故a 的取值范围为(-∞,-2).12.求函数y=4-x -2-x +1,x ∈[-3,2]的最大值和最小值. 解:设2-x =t,由x ∈[-3,2]得t ∈[41,8],于是y=t 2-t+1=(t-21)2+43.当t=21时,y 有最小值43.这时x=1.当t=8时,y 有最大值57.这时x=-3. 13.已知关于x 的方程2a 2x-2-7a x-1+3=0有一个根是2,求a 的值和方程其余的根. 解:∵2是方程2a 2x-2-9a x-1+4=0的根,将x=2代入方程解得a=21或a=4. (1)当a=21时,原方程化为2·(21)2x-2-9(21)x-1+4=0.① 令y=(21)x-1,方程①变为2y 2-9y+4=0, 解得y 1=4,y 2=21.∴(21)x-1=4⇒x=-1,(21)x-1=21⇒x=2. (2)当a=4时,原方程化为2·42x-2-9·4x-1+4=0.② 令t=4x-1,则方程②变为2t 2-9t+4=0.解得t 1=4,t 2=21. ∴4x-1=4⇒x=2, 4x-1=21⇒x=-21. 故方程另外两根是当a=21时,x=-1; 当a=4时,x=-21. 14.函数y=243)31(x x -+-的单调递增区间是(D) A.[1,2]B.[2,3]C.(-∞,2]D.[2,+∞)解析:因为y=3x2-4x+3,又y=3t 单调递增,t=x 2-4x+3在x∈[2,+∞)上递增,故所求的递增区间为[2,+∞).15.已知f(x)=3x-b (2≤x ≤4,b 为常数)的图象经过点(2,1),则F(x)=f 2(x)-2f(x)的值域为(B) A.[-1,+∞)B.[-1,63) C.[0,+∞)D.(0,63]解析:由f(2)=1,得32-b =1,b=2,f(x)=3x-2. ∴F(x)=[f(x)-1]2-1=(3x-2-1)2-1. 令t=3x-2,2≤x≤4.∴g(t)=(t -1)2-1,t∈[1,9]. ∴所求值域为[-1,63].2.1指数函数练习1.下列各式中成立的一项()A .7177)(m n mn= B .31243)3(-=-C .43433)(y x y x +=+D .3339=2.化简)31()3)((656131212132b a b a b a ÷-的结果()A .a 6B .a -C .a 9-D .29a3.设指数函数)1,0()(≠>=a a a x f x ,则下列等式中不正确的是() A .f (x +y )=f(x )·f (y ) B .)()(y f x f y x f =-)( C .)()]([)(Q n x f nx f n∈=D .)()]([·)]([)(+∈=N n y f x f xy f n n n4.函数21)2()5(--+-=x x y()A .}2,5|{≠≠x x xB .}2|{>x xC .}5|{>x xD .}552|{><<x x x 或5.若指数函数x a y =在[-1,1]上的最大值与最小值的差是1,则底数a 等于 ()A .251+B .251+- C .251± D .215± 6.当a ≠0时,函数y ax b =+和y b ax =的图象只可能是 ()7.函数||2)(x x f -=的值域是()A .]1,0(B .)1,0(C .),0(+∞D .R8.函数⎪⎩⎪⎨⎧>≤-=-0,0,12)(21x x x x f x ,满足1)(>x f 的x 的取值范围 ()A .)1,1(-B .),1(+∞-C .}20|{-<>x x x 或D .}11|{-<>x x x 或9.函数22)21(++-=x x y 得单调递增区间是 ()A .]21,1[-B .]1,(--∞C .),2[+∞D .]2,21[10.已知2)(xx e e x f --=,则下列正确的是 ()A .奇函数,在R 上为增函数B .偶函数,在R 上为增函数C .奇函数,在R 上为减函数D .偶函数,在R 上为减函数 11.已知函数f (x )的定义域是(1,2),则函数)2(x f 的定义域是. 12.当a >0且a ≠1时,函数f (x )=a x -2-3必过定点. 三、解答题:13.求函数y x x =--1511的定义域.14.若a >0,b >0,且a +b =c ,求证:(1)当r >1时,a r +b r <c r ;(2)当r <1时,a r +b r >c r .15.已知函数11)(+-=x x a a x f (a >1).(1)判断函数f (x )的奇偶性;(2)证明f (x )在(-∞,+∞)上是增函数.16.函数f(x)=a x(a>0,且a ≠1)在区间[1,2]上的最大值比最小值大,求a 的值.参考答案一、DCDDDAADDA二、11.(0,1);12.(2,-2); 三、13.解:要使函数有意义必须:∴定义域为:{}x x R x x ∈≠≠且01,14.解:rrrrr c b c a c b a ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+,其中10,10<<<<cbc a . 当r >1时,1=+<⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛c b c a c b c a rr,所以a r +b r <c r; 当r <1时,1=+>⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛c b c a c b c a rr ,所以a r +b r >c r . 15.解:(1)是奇函数.(2)设x 1<x 2,则1111)()(221121+--+-=-x x x x a a a a x f x f 。
高一数学指数和函数知识点引言:数学是一门抽象而又实用的学科,在我们的日常生活中无处不在。
数学中的指数和函数是我们学习数学的基础知识点之一,它们具有广泛的应用和重要性。
本文将分析高一数学中涉及指数和函数的几个重要知识点,并探讨其实际应用。
1. 指数的基本概念与运算:在数学中,指数是表示一个数被乘若干次的方法。
例如,2²表示2被乘以2,即2的平方。
指数具有重要的运算法则,如指数相乘时底数相同,则指数相加。
此外,指数还可以是分数或负数,分别代表幂次的开平方和倒数。
2. 指数函数的性质与图像:指数函数是以指数为自变量的函数。
常见的指数函数有f(x) = a^x,其中a为底数,x为指数。
指数函数具有独特的性质,如当底数大于1时,函数呈现增长趋势;当底数介于0和1之间时,函数呈现衰减趋势。
指数函数的图像通常具有一条曲线,并根据底数的不同而呈现不同的形状。
3. 对数的定义与运算:对数是指一个数在某个底数下所得到的指数。
例如,log₂8表示以2为底数,求得8的对数,结果为3。
对数也具有运算法则,如对数相除时,底数相同,则指数相减。
4. 对数函数的性质与图像:对数函数是以对数为自变量的函数。
常见的对数函数有f(x) = logₐx,其中a为底数,x为对数。
对数函数具有特殊的性质,如当底数大于1时,函数呈现增长趋势;当底数介于0和1之间时,函数呈现衰减趋势。
对数函数的图像通常具有一条曲线,并根据底数的不同而呈现不同的形状。
5. 指数方程与对数方程的求解:指数方程和对数方程是数学中常见的方程类型,它们的求解对于解决实际问题非常重要。
求解指数方程和对数方程的关键是运用指数和对数的运算法则,将方程转化为简化形式后进行求解。
6. 指数增长与复利计算:指数增长是指以某个固定比例增长的现象,如人口增长、物质衰变等。
在实际生活中,我们常常需要计算指数增长的结果,这时可以借助指数函数的概念进行计算。
特别是在金融领域,复利的概念与指数增长密切相关。
高一指数基本知识点引言:在数学的学习过程中,指数是一种非常重要且基础的概念。
在高中阶段,指数的学习更加深入和系统化,掌握好指数的基本知识点对于学习后续数学知识是至关重要的。
本文将介绍高一指数的基本知识点,帮助读者理解和掌握指数的概念、性质和应用。
一、指数的概念指数是数学中常用的一种表示形式,也被称为幂。
指数表示有一个数(底数)连乘若干次自身所得的结果。
指数的定义:若a是任意一个不等于零且不等于1的实数,b是一个自然数(包括零),那么指数b就是以a为底的指数,记作a^b。
例如,2^3表示2的3次方,即2乘以2乘以2,结果为8。
二、指数的性质1. 同底数幂相乘:在指数运算中,如果底数相同,幂相加。
例如,2^3 * 2^4 = 2^(3+4) = 2^7。
2. 同底数幂相除:在指数运算中,如果底数相同,幂相减。
例如,3^5 / 3^2 = 3^(5-2) = 3^3。
3. 幂的指数相乘:在指数运算中,一个数的幂再求幂,指数相乘。
例如,(2^3)^4 = 2^(3*4) = 2^12。
4. 幂的指数相除:在指数运算中,一个数的幂再求幂,指数相除。
例如,(2^4)^3 = 2^(4/3) = 2^(4*3)。
5. 指数为0:任何数的0次方均为1。
例如,3^0 = 1。
6. 指数为负数:如果指数为负数,那么可以将其化为倒数的正指数。
例如,4^-2 = 1 / 4^2。
三、指数的应用在实际生活和学习中,指数有许多重要的应用。
以下介绍两个常见的指数应用。
1. 指数函数:指数函数是一种以常数e为底的指数,记为f(x) = e^x。
指数函数在数学和科学领域中有广泛的应用,如在物理学中描述指数增长、在概率论中描述随机过程等。
2. 科学计数法:科学计数法是一种使用指数来表示较大或较小的数字的方法。
将一个数表示成一个在1和10之间的数与某个幂的乘积的形式。
例如,300,000可表示为3×10^5,0.000002可表示为2×10^-6。
高一数学指数与指数函数试题答案及解析1.若,则在,,,中最大值是()A.B.C.D.【答案】C【解析】由指数函数的性质,得,;由幂函数的性质得,因此最大的是.【考点】指数函数和幂函数的性质.2.设,,,则()A.b<a<c B.c<a<b C.c<b<a D.a<c<b【答案】B【解析】,,【考点】指数函数和对数函数的性质.3.设均为正数,且,,.则()A.B.C.D.【答案】C【解析】分别为方程的解,由图可知.【考点】函数图像4.若函数的图像与轴有公共点,则的取值范围是()A.B.C.D.【答案】B【解析】函数与轴有公共点,即设函数,,有交点,函数如图:,即,故选B.【考点】函数图像5.已知函数和函数,其中为参数,且满足.(1)若,写出函数的单调区间(无需证明);(2)若方程在上有唯一解,求实数的取值范围;(3)若对任意,存在,使得成立,求实数的取值范围.【答案】(1)的单调增区间为,,单调减区间为;(2)或;(3).【解析】(1)当时,,由二次函数的图像与性质可写出函数的单调区间;(2)先将在上有唯一解转化为在上有唯一解,进而两边平方得到或,要使时,有唯一解,则只须或即可,问题得以解决;(3)对任意,存在,使得成立的意思就是的值域应是的值域的子集,然后分别针对与两种情形进行讨论求解,最后将这两种情况求解出的的取值范围取并集即可.试题解析:(1)时, 1分函数的单调增区间为,,单调减区间为 4分(2)由在上有唯一解得在上有唯一解 5分即,解得或 6分由题意知或即或综上,的取值范围是或 8分(3)则的值域应是的值域的子集 9分①时,在上单调递减,上单调递增,故 10分在上单调递增,故 11分所以,即 12分②当时,在上单调递减,故在上单调递减,上单调递增,故所以,解得.又,所以 13分综上,的取值范围是 14分.【考点】1.二次函数的图像与性质;2.指数函数的图像与性质;3.函数的单调性与最值.6.已知指数函数(且)的图像过点,则实数___________.【答案】【解析】因为指数函数(且)的图像过点,则,得.【考点】指数函数的定义.7.将函数的图像向左平移一个单位,得到图像,再将向上平移一个单位得到图像,作出关于直线对称的图像,则的解析式为 .【答案】【解析】根据平移口诀“上加下减”可得函数解析式为,函数解析式为,因为图像与图像关于直线对称,所以函数与函数互为反函数。
高一数学指数及指数函数1•根式的性质(3)负数没有偶次方根 (4)零的任何正次方根都是零2•幕的有关概念 (1)正整数指数幕:naa a a ..… n...... a (n N )(2)零指数幕a 01(a 0)1⑶负整数指数幕 a p-(a 0.p N )a pm(4)正分数指数幕a nnma (a0, m, n N ,且 n 1) (5)负分数指数幕a m1 nm(a0, m, n N ,且 n 1)a 石(6)0的正分数指数幕等于0,0的负分数指数幕无意义3•有理指数幕的运算性质rr s⑶(ab) a a ,(a0,b 0, r Q)4、指数函数的定义:函数y a% 0且a °叫做指数函数,其中x 是自变量,函数定义域是R 。
① 若a 0,则当x 0时,『0;当x 0时,a x 无意义.1 1② 若a 0,则对于X 的某些数值,可使a 无意义•如(2),这时对于 4,2,等等,在实数范围内函数值不存在•③ 若a 1,则对于任何x R ,a x 1,是一个常量,没有研究的必要性• 对于任何x R ,「都有意义,且『0.因此指数函数的定义域是R ,值域是(°)有些函数貌似指数函数,实际上却不是,如y 『k (a 0且 a 1,k Z );x有些函数看起来不像指数函数,实际上却是,如y a (a 0且a 1),因为它可 x1 1 1 0 1 a ,其中a ,且a(1)当n 为奇数时,有n a na(2)当n 为偶数时,有;a" a a, (a 0) a, (a 0)r sr s .八 亠、(1) a a a ,(a 0, r, s Q)/ r、srs , -亠、⑵(a )a ,(a 0,r,s Q)以化为y5、函数的图象(1)①特征点:指数函数y = a x (a > 0且a ^ 1) 的图象经过两点(0 , 1)和(1,a).②指数函数y = a x (a > 0且a 工1)的图象中,y = 1 反映了它的分布特征;而直线x = 1 与指数函数图象的交点(1,a)的纵坐 标则直观反映了指数函数的底数特 征,称直线x = 1和y = 1为指数函 数的两条特征线•(2)、函数的图象单调性当a > 1时,函数在定义域范围内 呈单调递增; 当0v a v 1时,函数在定义域范围 内呈单调递减; 推论:(1)底互为倒数的两个函数图像关于y 轴对称(2)当a > 1时,底数越大,函数图象越靠近丫轴;当0v a v 1时,底数越小, 函数图象越靠近丫轴。
高一数学指数与指数函数试题答案及解析1.设,则的大小关系是().A.B.C.D.【解析】,,,因此.【考点】指数函数和对数函数的性质.2.若点在函数的图象上,则的值为.【答案】【解析】由点在函数的图象上得,所以,故应填入.【考点】指数函数及特殊角的三角函数.3.设,则下列不等式成立的是()A.若,则B.若,则C.若,则D.若,则【答案】A【解析】对于A,B考查函数f(x)=2x+2x,g(x)=2x+3x的单调性与图象:可知函数f(x)、g(x)在R上都单调递增,若2a+2a=2b+3b,则a>b,因此A正确;对于C,D分别考查函数u(x)=2x-2x,v(x)=2x-3x单调性与图象:当时,u′(x)<0,函数u(x)单调递减;当时,u′(x)>0,函数u(x)单调递增.故在x=取得最小值.当0<x<时,v′(x)<0,函数v(x)单调递减;当x>时,v′(x)>0,函数v (x)单调递增.故在x=取得最小值,据以上可画出图象.据图象可知:当2a-2a=2b-3b,a>0,b>0时,可能a>b或a<b.因此C,D不正确.综上可知:只有A正确.故答案为A.【考点】用导数研究函数的单调性和图象;命题的真假判断与应用.4.若,则()A.B.C.D.【答案】D【解析】由得,所以.【考点】指对数式的互化,指数运算法则.5.若函数的图像与轴有公共点,则的取值范围是()A.B.C.D.【答案】B【解析】函数与轴有公共点,即设函数,,有交点,函数如图: ,即,故选B.【考点】函数图像6.三个数的大小关系为()A.B.C.D.【答案】D【解析】;;。
所以,故D正确。
【考点】指数对数函数的单调性。
7.已知幂函数的图象过点,则.【答案】4【解析】因为为幂函数,所以设因为过点,所以本题易错点在将幂函数的定义写成指数函数的形式,即【考点】幂函数定义,指数的运算8.如图,在平面直角坐标系中,过原点O的直线与函数的图象交于A,B两点,过B作y轴的垂线交函数的图象于点C,若AC平行于y轴,则点A的坐标是.【答案】【解析】设,则,因为AC平行于y轴,所以,因此.又三点三点共线,所以由得,因此.【考点】指数函数运算,向量共线.9.已知指数函数(且)的图像过点,则实数___________.【答案】【解析】因为指数函数(且)的图像过点,则,得.【考点】指数函数的定义.10.我国大西北某地区荒漠化土地面积每年平均比上一年增长,专家预测经过年可能增长到原来的倍,则函数的图像大致为()【答案】D【解析】设初始年份的荒漠化土地面积为,则1年后荒漠化土地面积为,2年后荒漠化土地面积为,3年后荒漠化土地面积为,所以年后荒漠化土地面积为,依题意有即,,由指数函数的图像可知,选D.【考点】1.指数函数的图像与性质;2.函数模型及其应用.11.若,则下列结论正确的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】指数函数、对数函数的底数大于1 时,函数为增函数,反之,为减函数,对于幂函数而言,当时,在上递增,当时,在上递减,而,所以,故选C.【考点】1.指数函数;2.对数函数;3.幂函数的性质.12.设函数,如果,求的取值范围.【答案】【解析】对分段函数需分情况讨论,再解指数及对数不等式时,需将实数转化为同底的指数或对数,然后根据指数、对数的单调性解不等式。
高一必修一数学指数知识点在高一的数学课程中,指数是一个重要的概念和工具。
指数是数学中用来表示乘法的简化形式,常用于科学计数法、复利计算、指数函数等领域。
本文将探讨高一必修一数学课程中的指数知识点,以帮助同学们更深入地理解和掌握这一概念。
一、指数的基本概念指数是数学中用来表示乘法的一个重要概念。
在指数表示中,我们使用一个高于基线的小数字表示乘法中的重复几次,称之为指数。
例如,2³表示2乘以自身3次,即2的立方。
指数的一般形式可以表示为aⁿ,其中a称为底数,n称为指数。
在指数中,指数n表示底数a重复相乘的次数。
二、指数的基本运算在高一数学课程中,我们学习了指数的基本运算规则,包括指数幂次运算、指数相乘和指数相除。
对于指数幂次运算,我们有以下规则:1. 任何数的0次幂都是1,即a^0=1。
2. 对于同一个底数的两个指数相乘,我们可以将底数保持不变,指数相加,即a^m * a^n = a^(m+n)。
3. 对于同一个底数的两个指数相除,我们可以将底数保持不变,指数相减,即a^m / a^n = a^(m-n)。
4. 对于指数的指数,我们可以将指数相乘,即(a^m)^n =a^(m*n)。
三、指数的负指数与倒数在指数运算中,指数可以是负数。
一个数的负指数表示将其取倒数后,再按指数幂次运算。
例如,2⁻³表示2的倒数的立方,即1/(2³)。
指数的负指数规则如下:1. 一个数的负指数可以通过取倒数再按照正指数计算。
即a⁻ⁿ= 1/(aⁿ)。
2. 底数为0的数没有意义,因此0的任何负指数都是没有意义的。
四、指数方程与指数函数除了上述基本概念和运算,高一数学课程还涵盖了指数方程和指数函数的知识。
指数方程是含有指数项的方程,形式一般为aⁿ=b。
解指数方程的关键是将其转化为相等底数的指数表达式,然后通过等式的性质来解方程。
指数函数是一个以指数为自变量的函数,通常形式为y=aⁿ,其中a是常数,n是变量。
1.4指数&指数函数
)和两种不同对于指数式来说,式子
)正整数指数幂
)无理指数幂:
定义若(,
为奇数,用符号表示次方根,这时.
,用符号表示
①
②
③(
④(
一般地,指数函数在底数a>1及0<a<1这两种情况下的图象和性质如下表所示:
6.利用函数单调性比较两实数大小,首先要通过观察分析,构造出适当的函数来,对于幂形数,若同指数不同底数,则考虑幂函数,若同底数不同指数,则考虑指数函数;其次比较大小时不仅要注意函数的单调性,还要注意幂形数比大小的两数是否都在同一函数的同一单调区间内,否则无法比较大小.
三、典型例题剖析
例1. (1)化简.
(2)计算.
例2.若的值.
例3.如图是指数函数(1)(2),(3)(4)的图象,则a,b,c,d与1的大小关系是()
A.B.
C.D.
例4.已知,求函数的最大值和最小值.
例5.已知f(x)=(a>0且).
(1)求f(x)的定义域、值域.
(2)讨论f(x)的奇偶性.
(3)讨论f(x)的单调性.。
高中高一数学必修1知识点:指数函数、函数奇
偶性
数学是利用符号语言研究数量、结构、变化以及空间模型等概念的一门学科。
以下是为大家整理的高一数学必修1知识点,希望可以解决您所遇到的相关问题,加油,一直陪伴您。
指数函数的一般形式为,从上面我们对于幂函数的讨论就可以知道,要想使得x能够取整个实数集合为定义域,则只有使得
如图所示为a的不同大小影响函数图形的情况。
可以看到:
(1)指数函数的定义域为所有实数的集合,这里的前提是a 大于0,对于a不大于0的情况,则必然使得函数的定义域不存在连续的区间,因此我们不予考虑。
(2)指数函数的值域为大于0的实数集合。
(3)函数图形都是下凹的。
(4)a大于1,则指数函数单调递增;a小于1大于0,则为单调递减的。
(5)可以看到一个显然的规律,就是当a从0趋向于无穷大的过程中(当然不能等于0),函数的曲线从分别接近于Y轴与X轴的正半轴的单调递减函数的位置,趋向分别接近于Y 轴的正半轴与X轴的负半轴的单调递增函数的位置。
其中水
平直线y=1是从递减到递增的一个过渡位置。
(6)函数总是在某一个方向上无限趋向于X轴,永不相交。
(7)函数总是通过(0,1)这点。
(8)显然指数函数无界。
最后,希望小编整理的高一数学必修1知识点对您有所帮助,祝同学们学习进步。