指数运算和指数函数
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指数与指数函数知识点一、指数运算的基本性质1.任何数的0次方等于12.非零数的负指数等于该数的倒数。
3.相同底数的指数之间的乘方运算,底数保持不变,指数相加。
4.相同指数的指数之间的乘方运算,指数保持不变,底数相乘。
二、指数运算的规律1.法则1:a的m次方乘以a的n次方,等于a的m加n次方。
2.法则2:a的m次方除以a的n次方,等于a的m减n次方。
3.法则3:(a的m次方)的n次方,等于a的m乘n次方。
4.法则4:a的m次方的p次方,等于a的m乘p次方。
5.法则5:零的任何正次方都是0,零的0次方没有意义,规定为1三、指数函数的定义与性质指数函数的定义为:y=a^x,其中a>0且a≠1,a为底数,x为指数。
指数函数可以看作是以底数为底,自变量为指数的函数。
指数函数的性质如下:1.底数a大于1时,指数函数是递增的,即自变量x的增大,函数值y也增大。
2.底数a介于0和1之间时,指数函数是递减的,即自变量x的增大,函数值y也减小。
3.指数函数的图象都经过点(0,1),即当x=0时,y=14.指数函数的图象在直线x=0和y=0上均没有交点。
5.指数函数的图象没有水平渐近线,但有一条过点(0,0)的铅直渐近线。
指数函数常见的应用有:1.在金融领域中,指数函数可以用来描述货币的增长规律,例如复利计算。
2.在自然科学领域中,指数函数可以用来描述人口增长、病原体传播等现象。
3.在电路中,指数函数可以用来描述电容、电感等元件的充放电过程。
4.在计算机领域中,指数函数可以用来描述算法的时间复杂度、空间复杂度等特性。
总结:。
指数与指数函数【知识梳理】1.根式 (1) 根式的概念如果一个数的n 次方等于a (n >1且n ∈N +),那么这个数叫做a 的n 次方根.也就是,若x n=a ,则x 叫做a 的n 次方根,其中n>l 且n ∈N +根式,这里n 叫做根指数,a 叫做被开方数.(2) 根式的性质①当n 为奇数时,正数的n 次方根是一个正数,负数的n 次方根是一个负数,这时,a 的n②当n 为偶数时,正数的n 次方根有两个,它们互为相反数,这时,正数a 的正的n 表示,负的n 次方根用符号na 表示.正负两个n a >0).③na④当n a ;当n (0)(|)|0a a a a a ==≥⎧⎨-<⎩ ⑤负数没有偶次方根. 2. 有理数指数幂 (1)幂的有关概念①正整数指数幂:a n = a ·a · … ·a .(n ∈N *) n 个 ②零指数幂:a 0=1(a ≠0). ③负整数指数幂:pa -=1p a(a ≠0,p ∈N *). ④正分数指数幂:m m nna a (a >0,m 、n ∈N *,且n>1).⑤负分数指数幂:11(0,mnm nmna am aa 、n ∈N *,且n>1)⑥0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义 (2)有理数指数幂的性质 ①(0,r rs sr a a aa 、s ∈Q ); ②()(0,r r ss a ar a 、s ∈Q );③()rr r ab a b (a >0,b>0,r ∈Q).3.指数函数的图象与性质,如右表:【例题解析】题型一 指数式与根式的计算 例1、(1)2325= ; (2)32254-⎛⎫⎪⎝⎭=变式训练:1、(A )44等于( ) A 、16aB 、8aC 、4aD 、2a2、(B )若103,104xy==,则10x y -=例2、(1) 112032170.027()(2)1)79----+-; (2) 211511336622(2)(6)(3)a b a b a b .例3、计算下列各式:(1) 4160.250321648200549-+----)()(); (2) 213323121)()1.0()4()41(----⨯b a ab .题型二 指数函数的图象及应用例4、指出下列函数哪些是指数函数(1)y =4x ; (2)y =x 4; (3)y =-4x ; (4)y =(-4)x; (5)y =4x 2; (6)y =x x ; (7)y =(2a -1)x(a >12,且a ≠1).变式体验:若y =(a -3)·(a -2)x是指数函数,求a 的值.例5、(1)在同一坐标系中,函数y =2x 与y =⎝⎛⎭⎫12x的图象之间的关系是( ) A .关于y 轴对称 B .关于x 轴对称 C .关于原点对称D .关于直线y =x 对称(2)如图所示的曲线是指数函数y =a x 的图象,已知a ∈{2,43,310,15},则相应于曲线C 1,C 2,C 3,C 4的a 值依次是________.例6、函数y =a x -1a(a >0,且a ≠1)的图象可能是( )变式训练:1、函数()2()1xf x a =-在R 上是减函数,则a 的取值范围是( )A 、1>aB 、2<aC 、a <D 、1a <<2、若1a >,那么函数1x y a =-的图像一定不经过( ) A .第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限3、已知01,1a b <<<-,则函数x y a b =+的图像必定不经过( ) A 、第一象限 B 、第二象限 C 、第三象限 D 、第四象限 例7、变式训练:例8、比较下列各组数的大小变式训练:已知a =0.80.7,b =0.80.9,c =1.20.8,则a 、b 、c 的大小关系是( ) A .a >b >c B .b >a >c C .c >b >a D .c >a >b五.课后训练1.下列以x 为自变量的函数中是指数函数的是( )A .y =3x +1 B .y =-3x C .y =(13)-x D .y =(2x +1)x2.若集合A ={y |y =2x ,x ∈R},B ={y |y =x 2,x ∈R},则( ) A .A B B .A ⊆B C .A B D .A =BA .R 、RB .R 、(0,+∞)C .{x ∈R|x ≠0},{y ∈R|y ≠1}D .{x ∈R|x ≠0},{y >0|y ≠1} 4.设y 1=40.9,y 2=80.48,y 3=(12)-1.5,则( )A .y 3>y 1>y 2B .y 2>y 1>y 3C .y 1>y 2>y 3D .y 1>y 3>y 25.当x >0时,指数函数f (x )=(a -1)x ,且(a -1)x <1恒成立,则实数a 的取值范围是( ) A .a >2 B .1<a <2 C .a >1 D .a ∈R6.若函数f (x )与g (x )=(12)x 的图象关于y 轴对称,则满足f (x )>1的x 的范围是________.7.设23-2x<0.53x -4,则x 的取值范围是________.8.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(12)x -7,x <0,x ,x ≥0,若f (a )<1,则实数a 的取值范围是________.9. 已知函数)1,0(≠>=a a a y x在[]2,1上的最大值比最小值多2,求a 的值 。
指数运算与指数函数一、知识点1、根式得性质(1)当n为奇数时,有(2)当n为偶数时,有(3)负数没有偶次方根 (4)零得任何正次方根都就就是零2、幂得有关概念(1)正整数指数幂:(2)零指数幂 (3)负整数指数幂(4)正分数指数幂(5)负分数指数幂(6)0得正分数指数幂等于0,0得负分数指数幂无意义3、有理指数幂得运算性质(1) (2)(3)4、指数函数定义:函数叫做指数函数。
0 <a < 1 a > 1图象性质定义域R值域(0 , +∞)定点过定点(0,1),即x= 0时,y = 1(1)a> 1,当x>0时,y>1;当x< 0时,0 <y<1。
(2)0 <a< 1,当x> 0时,0<y< 1;当x< 0时,y>1。
单调性在R上就就是减函数在R上就就是增函数对称性与关于y轴对称(1)①②③④则:0<b<a<1<d<c又即:x∈(0,+∞)时, (底大幂大)x∈(-∞,0)时,(2)特殊函数得图像:三、指数式大小比较方法(1)单调性法:化为同底数指数式,利用指数函数得单调性进行比较、(2)中间量法(3)分类讨论法(4)比较法比较法有作差比较与作商比较两种,其原理分别为:①若;;;②当两个式子均为正值得情况下,可用作商法,判断,或即可、四、典型例题类型一、指数函数得概念例1、函数就就是指数函数,求得值、【答案】2【解析】由就就是指数函数,可得解得,所以、举一反三:【变式1】指出下列函数哪些就就是指数函数?(1);(2);(3);(4);(5);(6)、【答案】(1)(5)(6)【解析】(1)(5)(6)为指数函数、其中(6)=,符合指数函数得定义,而(2)中底数不就就是常数,而4不就就是变数;(3)就就是-1与指数函数得乘积;(4)中底数,所以不就就是指数函数、类型二、函数得定义域、值域例2、求下列函数得定义域、值域、(1);(2)y=4x-2x+1;(3);(4)(a为大于1得常数)【答案】(1)R,(0,1);(2)R [);(3) ;(4)[1,a)∪(a,+∞)【解析】(1)函数得定义域为R (∵对一切xR,3x≠-1)、∵,又∵3x>0, 1+3x>1,∴ , ∴ ,∴ , ∴值域为(0,1)、(2)定义域为R,,∵2x>0,∴即x=-1时,y取最小值,同时y可以取一切大于得实数,∴值域为[)、(3)要使函数有意义可得到不等式,即,又函数就就是增函数,所以,即,即,值域就就是、(4)∵∴定义域为(-∞,-1)∪[1,+∞),又∵ ,∴,∴值域为[1,a)∪(a,+∞)、【总结升华】求值域时有时要用到函数单调性;第(3)小题中值域切记不要漏掉y>0得条件,第(4)小题中不能遗漏、举一反三:【变式1】求下列函数得定义域:(1) (2)(3) (4)【答案】(1)R;(2);(3);(4)a>1时,;0<a<1时,【解析】(1)R(2)要使原式有意义,需满足3-x≥0,即,即、(3)为使得原函数有意义,需满足2x-1≥0,即2x≥1,故x≥0,即(4) 为使得原函数有意义,需满足,即,所以a>1时,;0<a<1时,、【总结升华】本题中解不等式得依据主要就就是指数函数得单调性,根据所给得同底指数幂得大小关系,结合单调性来判断指数得大小关系、类型三、指数函数得单调性及其应用例3、讨论函数得单调性,并求其值域、【思路点拨】对于x∈R,恒成立,因此可以通过作商讨论函数得单调区间、此函数就就是由指数函数及二次函数复合而成得函数,因此可以逐层讨论它得单调性,综合得到结果、【答案】函数在区间(-∞,1)上就就是增函数,在区间[1,+∞)上就就是减函数 (0,3]【解析】解法一:∵函数得定义域为(-∞,+∞),设x1、x 2∈(-∞,+∞)且有x 1<x2, ∴,, 、(1)当x 1<x2<1时,x 1+x 2<2,即有x 1+x 2-2<0、 又∵x 2-x 1>0,∴(x 2―x 1)(x 2+x 1―2)<0,则知、 又对于x∈R,恒成立,∴、 ∴函数在(-∞,1)上单调递增、(2)当1≤x 1<x2时,x 1+x2>2,即有x 1+x 2-2>0、 又∵x 2-x 1>0,∴(x 2―x 1)(x 2+x1―2)>0,则知 、∴、∴函数在[1,+∞)上单调递减、综上,函数在区间(-∞,1)上就就是增函数,在区间[1,+∞)上就就是减函数、 ∵x 2―2x=(x ―1)2―1≥-1,,、 ∴函数得值域为(0,3]、解法二:∵函数得下义域为R,令u=x2-2x,则、∵u=x 2―2x =(x ―1)2―1,在(―∞,1]上就就是减函数,在其定义域内就就是减函数,∴函数在(-∞,1]内为增函数、又在其定义域内为减函数,而u=x 2―2x=(x ―1)2―1在[1,+∞)上就就是增函数,∴函数在[1,+∞)上就就是减函数、值域得求法同解法一、【总结升华】由本例可知,研究型得复合函数得单调性用复合法,比用定义法要简便些,一般地有:即当a >1时,得单调性与得单调性相同;当0<a <1时,得单调与得单调性相反、举一反三:【变式1】求函数得单调区间及值域、【答案】上单增,在上单减、【解析】[1]复合函数——分解为:u=-x 2+3x -2, y=3u;[2]利用复合函数单调性判断方法求单调区间; [3]求值域、设u=-x 2+3x-2, y=3u,其中y =3u 为R 上得单调增函数,u=-x 2+3x-2在上单增,u=-x 2+3x-2在上单减, 则在上单增,在上单减、又u=-x 2+3x -2, 得值域为、 【变式2】求函数得单调区间、【解析】当a>1时,外层函数y=a u 在上为增函数,内函数u=x2-2x 在区间上为减函数,在区间上为增函数,故函数上为减函数,在区间上为增函数;当0<a<1时,外层函数y=au 在上为减函数,内函数u =x 2-2x在区间上为减函数,在区间上为增函数,故函数在区间上为增函数,在区间上为减函数、例4、证明函数在定义域上为增函数、【思路点拨】利用函数得单调性定义去证明。
指数的运算与指数函数4.1指数的运算【知识梳理】1. 整数指数幂1)定义:我们把n a 叫做a 的n 次幂,a 叫做幂的底数,n 叫做幂的指数。
在上述定义中,n 为整数时,这样的幂叫做整数指数幂。
2)整数指数幂的运算法则:(1)n m a a = (2)=n m a )((3)=n maa (4)=m ab )(3)此外,我们作如下规定:零次幂:)0(10≠=a a ; 负整数指数幂:),0(1+-∈≠=N n a a a nn; 2. 根式:1)n 次方根:一般地,如果a x n =,那么x 叫做a 的n 次方根,其中n >1,且n ∈N *。
注:①当n 是偶数时,正数的n 次方根有两个,这两个数互为相反数,分别表示为n a -,n a ;负数的偶次方根在实数范围内不存在;②当n 是奇数时,正数的n 次方根是一个正数;负数的n 次方根是一个负数,都表示为na ;③0的任何次方根都是0,记作00=n。
2)正数a 的正n 次方根叫做a 的n 次算数根。
当na 有意义时,n a 叫做根式,这里n 叫做根指数,a 叫做被开方数.注:当n 是奇数时,a a nn =;当n 是偶数时,⎩⎨⎧<≥-==)0()0(||a a a a a a nn ;3. 有理指数幂1)我们进行如下规定: n na a=1 (0>a )那么,我们就将整数指数幂推广到分数指数幂。
此外,下面定义也成立: )1,,,0(*>∈>=n N n m a a a n m nm)1,,,0(11*>∈>==-n N n m a a aanmnm nm注:0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义。
2)规定了分数指数幂的意义后,指数的概念就从整数指数幂推广到了有理数指数幂。
3)有理指数幂的运算性质:(1)r a ·sr r aa +=),,0(Q s r a ∈>; (2)rs s r a a =)(),,0(Q s r a ∈>;(3)s r r a a ab =)(),0,0(Q r b a ∈>> 题型一 根式与幂的化简与求值 【例1】.求下列各式的值:(1)223223-++ (2)347246625-+--+【例2】.计算下列各式的值: (1)()[]75.0343031162)87(064.0---+-+-- (2)()()()012132232510002.0833-+--+⎪⎭⎫⎝⎛----【例3】.化简下列各式:(1)()0,0332>>b a b a ab ba (2)212121211111a a a a a ++------【过关练习】1.求值:(1)335252-++ (2)3332332313421248a a b a ab b ba a ⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-÷++-2.化简:(1)111113131313132---+++++-x xx x x x x x(2)()()14214214433332)1()1(1))((----------++-++-++-+a a a a a a a a a a a a a a a a3.下列关系式中,根式与分数指数幂的互化正确的是_____.())0()4)(0()1()3();0()2();0()1(434334316221>=>=<=>-=--a a a a x xxy y y x x x题型二 含附加条件的求值问题 【例1】(1)若3193=⋅ba,则下列等式正确的是( ) A. 1-=+b a B. 1=+b a C. 12-=+b a D.12=+b a(2)若,123-=++x x x 则2827211227281x x x x x x x x ++⋅⋅⋅++++++⋅⋅⋅++----的值是_____.【例2】(1)已知,32,21==y x 求yx y x y x y x +---+的值; (2)已知b a ,是方程0462=+-x x 的两个根,且0>>b a ,求ba ba +-的值.【过关练习】 1.已知.88(22的值常数),求x x xxa --+=+2.已知32121=+-a a ,求21212323----aa a a 的值.3. 已知122+=xa ,求xx xx aa a a --++33的值题型三 解含幂的方程与等式的证明 【例1】解下列方程 (1)x x )41(212=+ (2)03241=-++x x【例2】已知433cz by ax ==,且1111=++zy x ,求证31313131222)(c b a cz by ax ++=++【过关练习】 1. 解下列方程(1)2291381+⎪⎭⎫⎝⎛=⨯x x (2)0123222=-⨯++x x2.设c b a ,,都是正数,且cb a 643==,求证ba c 122+=.4.2 指数函数及其性质【知识梳理】1. 指数函数 函数 )1,0(≠>=a a a y x叫做指数函数. 2. 指数函数的性质(1)定义域 :实数集合R ; (2)值域 :0>y ;(3) 奇偶性:指数函数是非奇非偶函数(4)单调性:1>a 时,函数 )1,0(≠>=a a a y x在),(+∞-∞上为增函数;10<<a 时,函数)1,0(≠>=a a a y x 在),(+∞-∞上为减函数;(5)函数值:0=x 时,1=y ,图象恒过点(0,1);(6)当0,1>>x a 时1>y ;0,1<>x a 时,10<<y .当10<<a ,0>x 时,10<<y ;0,10<<<x a 时,1>y .题型一 指数函数的概念例1 .已知指数函数)3)(2(--+=a a a y x的图像经过点(2,4),求a 的值.【过关练习】.若指数函数)(x f 的图像经过点(2,9),求)(x f 的解析式及)1(-f 的值.题型二 指数型复合函数的定义域和值域 【例1】.求下列函数的定义域和值域 (1) xy 31-= (2)412-=x y(3)xy -=)32( (4)32221--⎪⎭⎫ ⎝⎛=x x y【例2】.求函数[]2,2,221341-∈+⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⎪⎭⎫ ⎝⎛=x y xx 的值域.【例3】.如果函数[]1,1-)1,0(122在且≠>-+=a a a a y x x上有最大值14,试求a 的值.【过关练习】1.求函数xy ⎪⎭⎫⎝⎛-=211的定义域和值域.2.已知集合⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈==+R x y y A x,)21(12,则满足B B A =⋂的集合B 可以是( )A. ⎭⎬⎫⎩⎨⎧21,0 B. ⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<210x x C.{}11≤≤-x x D.{}0>x x 3.函数22212+-=+x xy 的定义域为M ,值域[]2,1P ,则下列结论一定正确的个数是( )。
第五讲 指数运算和指数函数一、知识点1.根式的性质=nn a2.幂的有关概念(1)正整数指数幂:)(.............*∈⋅⋅=N n a a a a a nn(2)零指数幂)0(10≠=a a (3)负整数指数幂 ).0(1*∈≠=-N p a aa p p (4)正分数指数幂 )1,,,0(>*∈>=n N n m a a an m nm 且(5)负分数指数幂 nm nm aa1=-)1,,,0(>*∈>n N n m a 且(6)0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂无意义 3.有理指数幂的运算性质 (1)),,0(,Q s r a aa a sr sr∈>=⋅+ (2)),,0(,)(Q s r a a a rs s r ∈>=(3)),0,0(,)(Q r b a a a ab srr∈>>⋅=4.指数函数定义:函数)10(≠>=a a a y x且叫做指数函数。
5. 指数函数的图象和性质1.函数210)2()5(--+-=x x y ( )A .}2,5|{≠≠x x xB .}2|{>x xC .}5|{>x xD .}552|{><<x x x 或2.若指数函数xa 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±3.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4.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[5.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 二、填空题6.已知函数f (x )的定义域是(1,2),则函数)2(xf 的定义域是 .7.当a >0且a ≠1时,函数f (x )=a x -2-3必过定点 .8.已知-1<a <0,则三个数331,,3a a a由小到大的顺序是 .三、解答题 9.(12分)求函数的定义域.10.(12分)已知函数)1(122>-+=a a a y x x在区间[-1,1]上的最大值是14,求a 的值.11.(12分)(1)已知m x f x +-=132)(是奇函数,求常数m 的值;(2)画出函数|13|-=xy 的图象,并利用图象回答:k 为何值时,方程|3X-1|=k 无解?有一解?有两解?12.已知函数f(x)=11+-x x a a (a>0且a ≠1).(1)求f(x)的定义域和值域;(2)讨论f(x)的奇偶性;(3)讨论f(x)的单调性.。
模块一:指数的运算(1)根式的概念:①定义:若一个数的n 次方等于),1(*∈>N n n a 且,则这个数称a 的n 次方根。
即若a x n=,则x 称a 的n 次方根)1*∈>N n n 且,1)当n 为奇数时,n a 的次方根记作n a ;2)当n 为偶数时,负数a 没有n 次方根,而正数a 有两个n 次方根且互为相反数,记作)0(>±a a n 。
②性质:1)a a n n =)(;2)当n 为奇数时,a a n n =; 3)当n 为偶数时,⎩⎨⎧<-≥==)0()0(||a a a a a a n 。
(2).幂的有关概念①规定:1)∈⋅⋅⋅=n a a a a n( N *;2))0(10≠=a a ; n 个 3)∈=-p aap p(1Q ,4)m a a a n m n m,0(>=、∈n N * 且)1>n 。
②性质:1)r a aa a sr sr,0(>=⋅+、∈s Q );2)r a a a sr sr ,0()(>=⋅、∈s Q ); 3)∈>>⋅=⋅r b a b a b a rrr,0,0()( Q )。
(注)上述性质对r 、∈s R 均适用。
知识内容指数运算与指数函数题型一 指数数与式的运算 【例1】 求下列各式的值:⑴⑵⑶⑷)a b <;⑸238; ⑺1225-; ⑻512-⎛⎫ ⎪⎝⎭; ⑼341681-⎛⎫⎪⎝⎭.【巩固】求值:⑴238, ⑵12100-, ⑶ 314-⎛⎫ ⎪⎝⎭, ⑷ 341681-⎛⎫ ⎪⎝⎭.【例2】 用分数指数幂表示下列各式:(1)32x(2)43)(b a +(a +b >0)(3)56q p ⋅(p >0)(4)mm 3【巩固1】用分数指数幂表示下列分式(其中各式字母均为正数)(1)43a a ⋅(2)aa a(3典型例题【巩固2】用分数指数幂表示下列各式(其中各式字母均为正数):⑴⑵; ⑶54m ⋅.【例3】 求下列各式的值:(1)432981⨯ (2)(3)【例4】 计算下列各式:⑴ 111344213243(,0)6a a b a b a b ---⎛⎫- ⎪⎝⎭>-. (2) 211511336622(2)(6)(3);a b a b a b -÷-题型二 指数运算求值【例5】 a 的取值范围是( )A .a ∈RB .12a =C .12a >D .12a ≤ 【例6】 下列判断正确的有①有理数的有理数次幂一定是有理数 ②有理数的无理数次幂一定是无理数 ③无理数的有理数次幂一定是有理数 ④无理数的无理数次幂一定是无理数 A .3个B .2个C .1个D .0个【例7】 已知21na =,求33n nn na a a a --++的值.【巩固1】已知13x x -+=,求下列各式的值:(1)1122x x -+ (2)3322.x x -+【巩固2】已知31x a -+=,求2362a ax x ---+的值.【巩固4】化简:)()(41412121y x y x -÷-【例8】 解方程0633232=-⨯-x x【巩固】解方程024254=-⨯-xx模块二:指数函数1.指数函数:一般地,函数x y a =(0a >,1a ≠,R)x ∈叫做指数函数. 2.指数函数的图象和性质对比题型一 指数函数的概念【例9】 判断下列函数是否为指数函数。
指数运算与指数函数一、根式1.n 次方根的概念一般地,如果______,那么x 叫做a 的n 次方根,其中1n >,n *∈Ν. 2.n 次方根的性质(1)当n 是_____时,正数的n 次方根是一个正数,负数的n 次方根是一个负数.这时,a 的n表示.(2)当n 是_____时,正数a 的n 次方根有两个,这两个数互为相反数.这时,正数a 的正的n表示,负的n次方根用符号.正的n 次方根与负的n 次方根可以合并写成0)a >.负数没有偶次方根.(3)0的任何次方根都为00=. 3.根式的概念n 叫做根指数,a 叫做被开方数. 4.根式的性质根据n 次方根的意义,可以得到:(1)(1,)n a n n *=>∈N 且;(2)当na =;(3)当n,0,0a a a a a ≥⎧==⎨-<⎩.二、实数指数幂 1.分数指数幂(1)我们规定正数的正分数指数幂的意义是*0,,,1)mna a m n n =>∈>N 且. 于是,在条件*0,,,1a m n n >∈>N 且下,根式都可以写成分数指数幂的形式.(2)正数的负分数指数幂的意义与负整数指数幂的意义相仿,我们规定*1(0,,,1)m nm naa m n n a-=>∈>N 且.(3)0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义. 2.有理数指数幂规定了分数指数幂的意义之后,指数的概念就从整数指数幂推广到了有理数指数.整数指数幂的运算性质对于有理数指数幂也同样适用,即对于任意有理数,r s ,均有下面的运算性质:(1)_____(0,,)r s a a a r s =>∈Q ;(2)()_____(0,,)r sa a r s =>∈Q ; (3)()______(0,0,)rab a b r =>>∈Q . 3.无理数指数幂对于无理数指数幂,我们可以从有理数指数幂来理解,由于无理数是无限不循环小数,因此可以取无理数的不足近似值和过剩近似值来无限逼近它,最后我们也可得出无理数指数幂是一个确定的实数.一般地,无理数指数幂(0,)a a αα>是无理数是一个确定的实数.有理数指数幂的运算性质同样适用于无理数指数幂.例1.下列关系式中,根式与分数指数幂的互化正确的是A .12()(0)x x =-> B 13(0)y y =<C .21320,0)xy x y -=>> D .130)xx -=≠例2.计算下列各式: (1)75.034303116])2[()87(064.0---+-+--;012132)23()25(10)002.0()833)(2(-+--+----;例3. 化简下列各式(1))0,0(332>>b a b aab ba (2)212121211111a a a a a ++------;(2)111113131313132---+++++-x xx x x x x x ; 14214433332)1())(1())(()4(--------++-++-+aa a a a a a a a a a a例4.已知11223a a-+=,求下列各式的值:(1)1a a -+; (2)22a a -+. (3)1--a a例5.(1)已知23--+=b a x (0<b ),化简46322--+-a x a x ;(2)设3132323132323,3,4b a b y b a a x b a +=+==+,求3232)()(y x y x -++的值。
指数的运算与指数函数讲义4.1指数的运算【知识梳理】1.整数指数幕1)定义:我们把a n叫做a的n次幕,a叫做幕的底数,n叫做幕的指数。
在上述定义中,n为整数时,这样的幕叫做整数指数幕。
2)整数指数幕的运算法则:/ 八m n / / m、n(1)a a = _________________________ (2)(a )__________________ma / i x m(3)「_____________________________ (4)(ab) _____________________________ a3)此外,我们作如下规定:零次幕:a01(a 0);1负整数指数幕:a n—(a 0,n N );a2.根式:1)n次方根:一般地,如果x n a,那么x叫做a的n次方根,其中n>1 ,且n € N*。
注:①当n是偶数时,正数的n次方根有两个,这两个数互为相反数,分别表示为n a , n a ;负数的偶次方根在实数范围内不存在;②当n是奇数时,正数的n次方根是一个正数;负数的n次方根是一个负数,都表示为n a ;③0的任何次方根都是0,记作n0 0。
2)正数a的正n次方根叫做a的n次算数根。
当n a有意义时,Va叫做根式,这里n叫做根指数,a叫做被开方数.I --当n是奇数时,Va n a ;当n是偶数时,n a n|a| a (a 0).;3.有理指数幕 1)我们进行如下规定:1a n n a ( a 0)那么,我们就将整数指数幕推广到分数指数幕。
此外,下面定义也成立:N *,n 1)0,m, n N *, n 1)o ,o 的负分数指数幕没有意义。
2)规定了分数指数幕的意义后,指数的概念就从整数指数幕推广到了有理数指数幕。
【例2】•计算下列各式的值:23 3丄一 1_ _ o 30.002 210 , 5 2.. 3 . 28(1) a r -a r r a s(a 0, r,s Q);(2)(a r )s rs a (a 0, r, s Q) (3) (ab)r a r s z a (a 0,b 0,r Q) 题型--根式与幕的 l 化简与求值 【例1】•求下列各i式的值:(1)3 2 23 2:23)有理指数幕的运算性质:(2) , 5 2.6 6 4 2 .7 4 3mnma (a 0,m,nm11a nm------(a n ma 7•..a注:o 的正分数指数幕等于 7(1)0.064 3 (7)042 3 3 160.75(2)【例3】•化简下列各式:0,b 0 (1)1 a 1 ~1a2 a【过关练习】1.求值:(1)(2)18a'b2.化简:(1)x 11 3 x(2)(a3a3 3)(a 3)_aa 4 1 a a 11x3xx3 1a2(1 4) a2(1 a4a^2 24b323 ab a'4) 21a a3.下列关系式中,根式与分数指数幕的互化正确的是_________(1) .X1 ___ 1 4x2(x 0);(2)6y2y3(y 0);(3)x§23\ a4(:)3(X 0)(4) . a a3a" (a 0)题型二 含附加条件的求值问题【例11 (1 )若3a 9b -,则下列等式正确的是()3 A. a b 1 B. a b 1C. a 2b1D.a 2b1(2) 若 x 3 x 2x 1,则 x 28 x 272x1x 1 x 1 x 2x 27 x 28的值是a . .; b4 ----- 0的两个根,且a b 0,求 的值.<a Jb【过关练习]1.已知2x 2 xa(常数), 求8x 8 x 的值12.已知a 2 1a 2 3a 23,求一n a 23a1的值.a 23x 3x3.已知a 2x 21,求a x a x 的值a a(2)已知a,b 是方程x 26x1【例2 ]( 1)已知x - y 2 '题型三解含幕的方程与等式的证明【例1】解下列方程2x11【例2】已知ax3 by3 cz4,且一x 1,求证(ax2 by211112\3 3 3 ^3cz ) a b c【过关练习】1•解下列方程x 2 2 x1(1)81 3922x22xa b2.设a,b,c都是正数,且3 4 6c,求证- 24.2 指数函数及其性质【知识梳理】1. 指数 函数 函数 y a x (a 0,a 1)叫做指 数函数 .2. 指数 函数的 性质( 1 ) 定义域 :实 数 集 合 R ;( 2)值域 : y 0 ;( 3 )奇偶性 :指数函数是非奇非偶函数( 4)单调性:a 1时, 函数 y a x (a 0,a 1)在 (, )上为增函数; 0 a 1时, 函数xya(a 0,a1)在( , )上为减函数;( 5)函数值:x 0时 , y 1, 图 象 恒 过 点 ( 0 , 1 );( 6)当 a 1,x 0 时 y 1 ; a 1, x 0 时,0 y 1.当0 a 1, x 0 时 ,0y 1;0 a 1,x 0时, y 1.题型一 指数函数的概念例1 .已知指数函数 y a x (a 2)(a 3)的图像经过点( 2,4),求 a 的值.【过关练习】•若指数函数f(x)的图像经过点(2,9),求f(x)的解析式及f( 1)的值.题型二指数型复合函数的定义域和值域 【例1】•求下列函数的定义域和值域 1(1)y .. 1 3x(2) y 2口x 2 2x 3(3) y2x1 (汀(4)y32【例2】•求函数yx13 1x2, x 2,2的值域420,且a 1)在-1,1上有最大值14,试求a 的值.【过关练习】 1.求函数y 11X的定义域和值域V 23•函数y 22x2x 1 2的定义域为M ,值域P1,2,则下列结论一定正确的个数是()。
指数与指数函数基础知识清单:考点一 指数与指数幂运算1. n 次方根 如果一个数的 ,则这个数就叫做a 的n 次方根。
一个数的奇次方根只有 ,即 。
一个正数的偶次方根有 即 。
0的偶次方根是 ,负数 2.同次公示:①a a nn=)(,②⎩⎨⎧=为偶数为奇数;n a n a a n n|,|, 3.指数幂的运算法则①=∙s r a a 。
②=÷s r a a 。
③=S r a )( 。
④=r ab )( 。
考点二 指数函数及其性质1.定义: 一般地,形如函数y=a x ( a >0且a ≠1)叫做指数函数,其中x 是自变量,其定义域为R 。
1.y= f (x )→y=f(x+a)2.y=f (x )→y=f(x)+h3. y= f (x )→y=()x f4. y= f (x )→y=()x f方法技巧清单题型1 指数式的化简 例1化简下列各式。
(1)5332332323323134)2(248aa aa ab aa ab b ba a ⋅⋅⨯-÷++--(2)2121212121212121b a b a b a b a -+++-变式训练1化简下列各式。
(1)6525352a aaa⋅⋅⋅-(2) =-⨯-÷-3273223)()4()2(a ba b a b题型2 指数式的求值 例2:计算下列各式。
(1)25.02121325.0320625.0])32.0()02.0()008.0()945()833[(÷⨯÷+---(2)25.0315.0625)271()25.0(-+--变式训练2 计算下列各式。
①2210231.0)971()8.2()41(--+--+ ②()[]()42212171312112÷+--+--题型3:指数幂运算的条件求值 例3:已知31=+-x x ,求下列各式的值:;)1(2121-+xx .)2(2323-+xx ( 3 )2121--xx ( 4 )2323--xx ;变式训练3 已知31=+-x x ,求32232322-+-+--xxx x 的值题型4定义与图像的考察:例4.若函数y =(a 2-5a +5)·a x 是指数函数,则有( )A .a =1或a =4B .a =1C .a =4D .a >0,且a ≠1变式训练4如图是指数函数①y =a x ,②y =b x ,③y =c x ,④y =d x 的图象,则a ,b ,c ,d 与0和1的大小关系是()A .0<a <b <1<c <dB .0<b <a <1<d <cC .1<a <b <c <dD .0<a <b <1<d <c题型5:利用指数函数的单调性比较大小 例5 、比较下列各题中两个值的大小:比较大小问题的处理方法:1:看类型 2:同底用单调性 3:其它类型找中间量 (1)1.52.5 , 1.53.2 (2)0.5-1.2 , 0.5-1.5 (3)1.50.3 , 0.81.2 变式训练5. 若b a ,满足10<<<b a ,下列不等式中正确的是( ) A. b a b a < B . b a b b < C. a a b a < D bb a b < 题型6:指数型函数过定点的问题(令指数部分为0解出x 即可) 例6. 函数()101)(1≠>+=+a a ax f x 且的图象一定通过点 变式训练6函数32x y a-=+恒过点题型7:利用单调性解不等式和相关问题(看清底数大于1还是在0到1之间)方法:两边换为同底的指数式,利用单调性脱去底数求解 例7.若10.25,4mn⎛⎫< ⎪⎝⎭则m,n 的关系是 ( )A.2n m =B.m = nC.m > nD.m < n变式训练7 .求不等式22741(01)xx a aa a -->>≠且中x 的取值范围。
指数运算与指数函数1、 理解根式、分数指数幂的概念,掌握有理指数幂的运算性质.2、 掌握指数函数的概念、图像和性质。
一、有理数指数幂及运算性质 1、有理数指数幂的分类(1)正整数指数幂()n n a a a a a n N *=⋅⋅⋅⋅∈个;(2)零指数幂)0(10≠=a a ; (3)负整数指数幂()10,n n a a n N a-*=≠∈ (4)0的正分数指数幂等于0, 0的负分数指数幂没有意义。
2、有理数指数幂的性质 (1)()0,,mn m n aa a a m n Q +=>∈(2)()()0,,nm mn a a a m n Q =>∈(3)()()0,0,mm m ab a b a b m Q =>>∈二、根式1、根式的定义:一般地,如果a x n =,那么x 叫做a 的n 次方根,其中()*∈>Nn n ,1,na 叫做根式,n 叫做根指数,a 叫被开方数。
2(1)n N ∈,且1n >;(2)当n 是奇数,则a a nn=;当n 是偶数,则⎩⎨⎧<-≥==00a a a a a a nn;(3)负数没有偶次方根;(4)零的任何次方根都是零。
3、规定: (1)()0,,,1mn m n a a a m n N n *=>∈>; (2)()10,,,1m nm nmnaa m n N n a a-*==>∈>三、对指数函数定义的理解一般地,函数)10(≠>=a a a y x且叫做指数函数。
1、定义域是R 。
因为指数的概念已经扩充到有理数和无理数,所以在0a >的前提下,x 可以是任意实数。
2、规定0a >,且1a ≠的理由:(1)若0a =,000xxx a x a ⎧>⎪⎨≤⎪⎩当时,恒等于;当时,无意义。
(2)若0a <, 如(2)xy =-,当14x =、12等时,在实数范围内函数值不存在。
指数运算及指数函数本节目标:【1】掌握幂的运算【2】掌握指数函数的图像及性质类型一:指数计算1.(例题)用分数指数幂的形式表示下列各式(式中字母都是正数)(1=_________________(24=________________(3)44⋅=____________(42=__________.2.(练习)用分数指数幂的形式表示下列各式(式中字母都是正数)(1=____________(2=___________(3=______________(4=____________3.(例题)求下列各式的值(1)238=__________(2)512-⎛⎫⎪⎝⎭=__________(3)323649⎛⎫ ⎪⎝⎭=__________(4)341681-⎛⎫⎪⎝⎭=__________(5)432981⨯=__________(6)4.(练习)求下列各式的值(式中字母都是正数)(1)3225=__________(2)2312527-⎛⎫ ⎪⎝⎭=__________ (3)1225-=__________(4)3242310.25816--⎛⎫-+= ⎪⎝⎭________5.(例题)已知11225a a-+=,求下列各式的值:(1)1a a -+;(2)22a a -+;6.(练习)已知13a a -+=(1)a >,则: (1)22a a -+;(2)1122a a-+; (3)1122a a--7.(练习)已知223x x --=则44x x -+=___________类型二:指数函数图像8.(例题)当0a >,且1a ≠时,函数()11x f x a +=-的图象一定过点( )A.()0,1B.()0,1-C.()1,0-D.()1,09.(练习)函数21x y a -=+(0a >,且1a ≠)的图象必经过点( ) A.()0,1B.()1,1C.()2,2D.()2,010.(练习)函数)10(33≠>+=-a a a y x 且的图象恒过定点____________.11.(例题)下图是指数函数(1)x y a =(2)x y b =,(3)x y c =(4)x y d =的图象,则,,,a b c d 与1的大小关系是( ) A.1a b c d <<<< B.1b a d c <<<<C.1a b c d <<<<D.1a b d c <<<<12.(练习)若函数112x y ⎛⎫= ⎪⎝⎭,22x y =,3110xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭,410x y =,则下列图象正确的是( )A. B. C. D.13.(练习)已知10n m >>>,则指数函数①x y m =,②x y n =的图象为( )A. B. C. D.14.(练习)函数()xf x a =与()g x x a =-+的图象大致是( )A. B. C. D.15.(例题)如图,函数12x y +=的图象是________(填序号).16.(练习)已知函数()()()f x x a x b =--(其中a b >)的图象如图所示,则函数()xg x a b =+的图象是( )A. B. C. D.17.(练习)函数()x b f x a -=的图象如图所示,其中,a b 为常数,则下列结论正确的是( )A .1,0a b ><B .1,0a b >>C .01,0a b <<>D .01,0a b <<<18.(例题)函数||(01)x y a a -=<<的图象是( )A. B. C. D.19.(练习)函数||()1x f x e =-的图象大致是( )20.(练习)已知函数()22xf x -=,则函数()y f x =的图象可能是( )类型三:指数函数单调性21.(例题)比较下列各组数的大小: (1) 2.51.5和 3.21.5(2) 1.20.6-和 1.50.6-;(3)0.21.7和 2.10.9(4) 1.1a 与0.3(01)a a a >≠且.22.(练习)设2353a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,3525b ⎛⎫= ⎪⎝⎭,2525c ⎛⎫= ⎪⎝⎭,试比较,,a b c 的大小.23.(练习)已知0.70.8a =,0.90.8b =,0.81.2c =,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a b c >>B .b a c >>C .c b a >>D .c a b >>24.(练习)下列各不等式正确的是( )A .221333111()()()252<< B.122333111()()()225<< C.212333111()()()522<<D.221333111()()()522<<25.(例题)解不等式:(1)2222x x +>(2)1182x +⎛⎫< ⎪⎝⎭(3)231x ->(4)22105x x-+⎛⎫> ⎪⎝⎭26.(练习)解不等式:(1)31124x -⎛⎫≤ ⎪⎝⎭(2)24128x x->27.(例题)已知2316(0,1)x x x a a a a -++<>≠,求x 的取值范围.28.(练习)若5311(01)xx a a a a -+⎛⎫>>≠ ⎪⎝⎭且,求x 的取值范围.29.(练习)如果257x xx a a -+>(0,1)a a >≠,求x 的取值范围30.(例题)讨论函数xx x f 2231)(-⎪⎭⎫⎝⎛=的单调性31.(练习)函数215212x x y --⎛⎫= ⎪⎝⎭的单调区间是_____________.32.(练习)已知0>a 且1≠a ,讨论函数232)(++-=x x a x f 的单调性.33.(练习)求函数y =的单调区间.34.(例题)当12,2x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,函数4x y =的值域是( )A.[]2,16B.[]16,2-C.1,216⎡⎤⎢⎥⎣⎦D.11,162⎡⎤⎢⎥⎣⎦35.(练习)若函数()12x f x -=,[]2,5x ∈则函数()f x 的最大值为A.2B.4C.12D.1636.(例题)函数xx x f 2231)(-⎪⎭⎫⎝⎛=的值域为______________.37.(练习)函数2233x x y -++=的值域为_________________38.(例题)求函数11()1([3,2])42x xf x x ⎛⎫⎛⎫=-+∈- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的值域39.(例题)求函数5241+-=+x x y 的值域40.(练习)求函数11()193x x f x ⎛⎫⎛⎫=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭在[]0,2的值域.41.(例题)函数322x y =-的值域是_________________.42.(练习)函数221xxy=+的值域为________________.43.(练习)求函数11xxaya-=+(0a>且1a≠)的值域______________课后作业1.化简:(1121121332a b a b ---⎛⎫⋅⋅⋅ ⎪=________ (2)()1020.52312220.0154--⎛⎫⎛⎫+⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭________.2.在同一平面直角坐标系中,函数()f x ax =与()x g x a =(0a >且1a ≠)的图象可能是( )A. B. C.D.3.定义运算,,a a ba b b a b ≤⎧⊕=⎨>⎩,则函数()12x f x =⊕的图象是( )A. B. C.D.4.已知函数()17x f x a -=+的图像恒过点P ,则P 点的坐标是( )A.()1,8B.()1,7C.()0,8D.()8,05.不等式21133x x +-⎛⎫> ⎪⎝⎭的解集是___________________6.函数y =_________________7.函数()342x x f x =⋅-,求()f x 在[0,)x ∈+∞上的最小值.。
授课对象 授课教师授课时间授课题目 指数运算与指数函数课 型 专题 使用教具人教版教材教学目标教学重点和难点 梳理知识点参考教材教学流程及授课详案一,指数运算(1)分数指数幂①正分数指数幂:a m n =na m (a >0,m ,n ∈N *,且n >1); ②负分数指数幂:a -m n =1a m n =1n a m (a >0,m ,n ∈N *,且n >1);③0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义. (2)有理数指数幂的运算性质①a r ·a s =a r +s (a >0,r ,s ∈Q );②(a r )s =a rs (a >0,r ,s ∈Q ); ③(ab )r =a r b r (a >0,b >0,r ∈Q ). 经典例题如下 1.化简-10(5-2)-1+3π0+59=________.2.下列各式计算正确的是( )A . (-1)0=1 B . 122·a a a = C . 2348= D . 213313a a a ÷=- 3.()2032127110.528-⎛⎫⎛⎫--÷ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的值为( )A . 13- B .13 C . 43 D . 734.设1122a am --=,则21a a+= ( )A . m 2-2 B . 2-m 2 C . m 2+2 D . m 2 5.若()3412x --有意义,则x 的取值范围是( )A . x R ∈ B . 12x ≠C . 12x ≤D . 12x <6.有下列各式:①n na a =;②若a ∈R ,则(a 2-a +1)0=1;③44333x y x y +=+;④()23655=-.其中正确的个数是( )A . 0 B . 1 C . 2 D . 37.下列说法:①16的4次方根是2;② 416 的运算结果是±2;③当n 为大于1的奇数时, n a 对任意a ∈R 都有意义;④当n 为大于1的偶数时, n a 只有当a≥0时才有意义.其中正确的是( ) A . ①③④ B. ②③④ C. ②③ D. ③④8.化简的结果为________.9.⑴求值: 210.7513110.02781369---⎛⎫⎛⎫--++- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;(2)()()1223021329.63 1.548--⎛⎫⎛⎫---+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭10,①若a >0,且a x=3,a y=5,则22y x a +=________. ②.若100a =5,10b =2,则2a +b =-------- 二,指数函数题型一 指数函数的定义与表示【例1】 求下列函数的定义域、值域⑴112x y -= ; ⑵3x y -=; ⑶2120.5x x y +-=【例2】 求下列函数的定义域和值域:1.xa y -=1 2.31)21(+=x y【例3】 求下列函数的定义域、值域(1)110.4x y -=; (2)513x y -=. (3)21x y =+【例4】 求下列函数的定义域 (1)13xy =;(2)51y x =-.*.函数2(55)xy m m m =-+是指数函数,则有( )A.1m =或4m =B.1m =C.4m =D.0m >或1m ≠题型二;指数恒过点例5,已知函数f (x )=3+a 2x -4的图象恒过定点P ,则点P 的坐标是________.例6.若函数f(x)=2x +b-1(b ∈R)的图象不经过第二象限,则b 的取值范围为( )A.[1,+∞) B.(-∞,1] C.[0,+∞) D.(-∞,0]例7:.若函数y =a x -(b -1)(a >0,a ≠1)的图象不经过第二象限, 则a ,b 必满足条件________________.例8:,函数323x y -=+恒过定点例9:.函数(,且)的图象一定经过的点是( )A .B .C .D .例10.如果1,1a b ><-,那么函数()xf x a b =+的图象在( ) A . 第一、二、三象限B . 第一、三、四象限 C . 第二、三、四象限D . 第一、二、四象限题型三 比较大小【例5】 已知1a b c >>>,比较下列各组数的大小: ①___bca a ;②1ba ⎛⎫⎪⎝⎭1ca ⎛⎫ ⎪⎝⎭;③11___b ca a ;④__a abc . 【例6】 比较下列各题中两个值的大小:⑴ 2.51.7,31.7; ⑵ 0.10.8-,0.20.8-; ⑶ 0.31.7, 3.10.9.C.2-a <2cD.2a +2c <210.(2017·安徽江淮十校联考)已知max(a ,b )表示a ,b 两数中的最大值.若f (x )=max{e |x |,e |x -2|},则f (x )的最小值为________.11.(本小题满分12分)设a >0,f (x )=e x a +ae x 是R 上的偶函数. (1)求a 的值;(2)证明f (x )在(0,+∞)上是增函数.12,函数()2f x x bx c =-+满足()()11f x f x +=-,且()03f =,则()x f b 与()x f c 的大小关系是 。
第一节 指数与指数函数一、知识点详解知识点1:指数运算 1.指数幂的有关概念:(1)正整数指数幂)(*∈⋅⋅⋅⋅=N n a a a a a n n个;(2)零指数幂)0(10≠=a a ;(3)负整数指数()1/0,n n a a a n N -*=≠∈; (4)正分数指数幂)/0,,,1m naa m n N n *=>∈>;(5)负分数指数幂)//1/0,,,1m n m n a a a m n N n -*==>∈>; (6)0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义。
2.指数幂的运算性质(1)(0)r s r sa a a a +=>;(2) ()()(0)r s s r rs a a a a ==> ;(3)()(0,0)r r r ab a b a b =>>。
例1、把下列格式中的a 写成分数指数幂的形式(1)5256a =;(2)428a -=;(3)765a -=;(4)()350,,n ma a a m n N -+=>∈。
解:(1)15256a =;(2)1428a -=;(3)675a -=;(4)533mna -=。
例2、3322(1)9;(2)16.-计算 解:3322(1)9;(2)16.-计算 例3、计算下列各式:)20a >;(2)解:1252222361322a a a a a--===•3423132421313424213134245124(2)251255555555555555--⎛⎫=-÷ ⎪⎝⎭=÷-÷=-=例4、已知1x x -+=3,求下列各式的值:11332222(1),(2).x x x x --++解:2221111111222222111221122(1)22325=5,=30=5x x x x x x x x x xx x xx x -------⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+⋅+=++=+= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭+±++∵∴又由得∴())3322331111111222222222111221(2)=215312 5.x x x x x x x x x x x x x x ------⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎢⎥++=+-⋅+- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎛⎫⎡⎤=++-=-= ⎪⎣⎦⎝⎭知识点2:指数函数定义 1.形如()01xy aa a =>≠且称之为指数函数,其中x R ∈。
指数运算与指数函数
指数运算是数学中一种常见的运算方式,它可以帮助我们简化复杂的计算过程。
在指数运算中,我们使用指数来表示一个数的乘方。
指数函数则是以指数为变量的函数,它在数学和科学领域中有着广泛的应用。
指数运算可以表示为a的n次幂,其中a被称为底数,n被称为指数。
例如,2的3次幂可以写成2³,它的值为8。
指数运算还具有一些特殊的性质,比如指数为0时,任何数的0次幂都等于1;指数为1时,任何数的1次幂都等于它本身。
指数函数是指以指数为变量的函数,通常表示为f(x) = aˣ,其中a 是常数。
指数函数在数学和科学中有着重要的应用,例如在复利计算、放射性衰变等领域。
指数函数的图像通常具有特殊的形状,当指数大于1时,函数图像上升得很快;当指数小于1时,函数图像下降得很快;当指数为0时,函数图像经过点(0, 1);当指数为负数时,函数图像在x轴的正半轴上。
指数运算与指数函数在实际生活中有着广泛的应用。
在金融领域中,我们可以利用指数运算来计算复利,帮助我们更好地理解财务问题。
在自然科学中,指数函数可以用来描述物质的衰变过程,帮助我们预测放射性元素的衰变速率。
在生物学中,指数函数可以用来描述生物种群的增长规律,帮助我们研究生物的进化和生态系统的平衡。
指数运算与指数函数在数学和科学中扮演着重要的角色。
它们不仅可以帮助我们简化复杂的计算,还可以帮助我们更好地理解和解决实际问题。
通过学习和应用指数运算与指数函数,我们可以提升我们的数学和科学能力,为更广阔的领域做出贡献。
指数运算和指数函数一、知识点1.根式的性质(1)当n 为奇数时,有a a n n = (2)当n 为偶数时,有⎩⎨⎧<-≥==)0(,)0(,a a a a a a n n(3)负数没有偶次方根 (4)零的任何正次方根都是零 2.幂的有关概念(1)正整数指数幂:)(.............*∈⋅⋅=N n a a a a a nn(2)零指数幂)0(10≠=a a (3)负整数指数幂 ).0(1*∈≠=-N p a a a pp (4)正分数指数幂 )1,,,0(>*∈>=n N n m a a an m nm 且(5)负分数指数幂 nm nm aa1=-)1,,,0(>*∈>n N n m a 且(6)0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂无意义 3.有理指数幂的运算性质 (1)),,0(,Q s r a aa a sr sr∈>=⋅+ (2)),,0(,)(Q s r a a a rs s r ∈>=(3)),0,0(,)(Q r b a a a ab srr ∈>>⋅=4.指数函数定义:函数)10(≠>=a a a y x且叫做指数函数。
5. 指数函数的图象和性质x a y =0 < a < 1 a > 1图 象性 质定义域 R值域(0 , +∞)定点 过定点(0,1),即x = 0时,y = 1(1)a > 1,当x > 0时,y > 1;当x < 0时,0 < y < 1。
(2)0 < a < 1,当x > 0时,0 < y < 1;当x < 0时,y > 1。
单调性 在R 上是减函数在R 上是增函数对称性x y a =和x y a -=关于y 轴对称二、指数函数底数变化与图像分布规律(1)①xy a=②xy b=③xy c=④xy d=则:0<b<a<1<d<c又即:x∈(0,+∞)时,x x x xb a d c<<<(底大幂大)x∈(-∞,0)时,x x x xb a d c>>>(2)特殊函数112,3,(),()23x x x xy y y y====的图像:三、指数式大小比较方法(1)单调性法:化为同底数指数式,利用指数函数的单调性进行比较.(2)中间量法(3)分类讨论法(4)比较法比较法有作差比较与作商比较两种,其原理分别为:①若0A B A B->⇔>;0A B A B-<⇔<;0A B A B-=⇔=;②当两个式子均为正值的情况下,可用作商法,判断1AB>,或1AB<即可.四、典型例题类型一、指数函数的概念例1.函数2(33)xy a a a=-+是指数函数,求a的值.【答案】2【解析】由2(33)xy a a a=-+是指数函数,可得2331,0,1,a aa a⎧-+=⎨>≠⎩且解得12,01,a aa a==⎧⎨>≠⎩或且,所以2a=.举一反三:【变式1】指出下列函数哪些是指数函数?(1)4xy=;(2)4y x=;(3)4xy=-;(4)(4)xy=-;(5)1(21)(1)2xy a a a=->≠且;(6)4xy-=.【答案】(1)(5)(6)【解析】(1)(5)(6)为指数函数.其中(6)4xy -==14x⎛⎫⎪⎝⎭,符合指数函数的定义,而(2)中底数x 不是常数,而4不是变数;(3)是-1与指数函数4x 的乘积;(4)中底数40-<,所以不是指数函数.类型二、函数的定义域、值域例2.求下列函数的定义域、值域.(1)313x xy =+;(2)y=4x -2x+1;(4)y =为大于1的常数)【答案】(1)R ,(0,1);(2)R [+∞,43); (3)1,2⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭[)0,+∞;(4)[1,a)∪(a ,+∞) 【解析】(1)函数的定义域为R (∵对一切x ∈R ,3x ≠-1).∵ (13)1111313x x xy +-==-++,又∵ 3x >0, 1+3x >1, ∴ 10113x <<+, ∴ 11013x-<-<+,∴ 101113x<-<+, ∴值域为(0,1). (2)定义域为R ,43)212(12)2(22+-=+-=xx x y ,∵ 2x >0, ∴ 212=x 即 x=-1时,y 取最小值43,同时y 可以取一切大于43的实数,∴ 值域为[+∞,43).(3)要使函数有意义可得到不等式211309x --≥,即21233x --≥,又函数3x y =是增函数,所以212x -≥-,即12x ≥-,即1,2⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭,值域是[)0,+∞. (4)∵011112≥+-=-+x x x x ∴ 定义域为(-∞,-1)∪[1,+∞), 又∵111011≠+-≥+-x x x x 且,∴ a ay a y x x x x≠=≥=-+-+1121121且, ∴值域为[1,a)∪(a ,+∞).【总结升华】求值域时有时要用到函数单调性;第(3)小题中值域切记不要漏掉y>0的条件,第(4)小题中112111≠+-=+-x x x 不能遗漏.举一反三:【变式1】求下列函数的定义域: (1)2-12x y =(2)y =(3)y =(4)0,1)y a a =>≠【答案】(1)R ;(2)(]-3∞,;(3)[)0,+∞;(4)a>1时,(]-0∞,;0<a<1时,[)0+∞,【解析】(1)R(2)要使原式有意义,需满足3-x ≥0,即3x ≤,即(]-3∞,.(3) 为使得原函数有意义,需满足2x -1≥0,即2x ≥1,故x ≥0,即[)0,+∞(4) 为使得原函数有意义,需满足10xa -≥,即1xa ≤,所以a>1时,(]-0∞,;0<a<1时,[)0+∞,.【总结升华】本题中解不等式的依据主要是指数函数的单调性,根据所给的同底指数幂的大小关系,结合单调性来判断指数的大小关系.类型三、指数函数的单调性及其应用例3.讨论函数221()3x xf x -⎛⎫= ⎪⎝⎭的单调性,并求其值域.【思路点拨】对于x ∈R ,22103x x-⎛⎫> ⎪⎝⎭恒成立,因此可以通过作商讨论函数()f x 的单调区间.此函数是由指数函数及二次函数复合而成的函数,因此可以逐层讨论它的单调性,综合得到结果.【答案】函数()f x 在区间(-∞,1)上是增函数,在区间[1,+∞)上是减函数 (0,3]【解析】解法一:∵函数()f x 的定义域为(-∞,+∞),设x 1、x 2∈(-∞,+∞)且有x 1<x 2,∴222221()3x x f x -⎛⎫= ⎪⎝⎭,211211()3x x f x -⎛⎫= ⎪⎝⎭,222222121212121122()()(2)2211()113()3313x x x x x x x x x x x x f x f x -----+--⎛⎫ ⎪⎛⎫⎛⎫⎝⎭=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫ ⎪⎝⎭. (1)当x 1<x 2<1时,x 1+x 2<2,即有x 1+x 2-2<0.又∵x 2-x 1>0,∴(x 2―x 1)(x 2+x 1―2)<0,则知2121()(2)113x x x x -+-⎛⎫> ⎪⎝⎭.又对于x ∈R ,()0f x >恒成立,∴21()()f x f x >. ∴函数()f x 在(-∞,1)上单调递增.(2)当1≤x 1<x 2时,x 1+x 2>2,即有x 1+x 2-2>0. 又∵x 2-x 1>0,∴(x 2―x 1)(x 2+x 1―2)>0,则知2121()(2)1013x x x x -+-⎛⎫<< ⎪⎝⎭.∴21()()f x f x <.∴函数()f x 在[1,+∞)上单调递减.综上,函数()f x 在区间(-∞,1)上是增函数,在区间[1,+∞)上是减函数.∵x 2―2x=(x ―1)2―1≥-1,1013<<,221110333x x--⎛⎫⎛⎫<≤= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭. ∴函数()f x 的值域为(0,3].解法二:∵函数()f x 的下义域为R ,令u=x 2-2x ,则1()3uf u ⎛⎫= ⎪⎝⎭.∵u=x 2―2x=(x ―1)2―1,在(―∞,1]上是减函数,1()3uf u ⎛⎫= ⎪⎝⎭在其定义域是减函数,∴函数()f x 在(-∞,1]为增函数.又1()3uf u ⎛⎫= ⎪⎝⎭在其定义域为减函数,而u=x 2―2x=(x ―1)2―1在[1,+∞)上是增函数,∴函数()f x 在[1,+∞)上是减函数.值域的求法同解法一.【总结升华】由本例可知,研究()f x y a=型的复合函数的单调性用复合法,比用定义法要简便些,一般地有:即当a >1时,()f x y a =的单调性与()y f x =的单调性相同;当0<a <1时,()f x y a=的单调与()y f x =的单调性相反.举一反三:【变式1】求函数2323xx y -+-=的单调区间及值域.【答案】3(,]2x ∈-∞上单增,在3[,)2x ∈+∞上单减. 14(0,3]【解析】[1]复合函数——分解为:u=-x 2+3x-2, y=3u ;[2]利用复合函数单调性判断方法求单调区间; [3]求值域. 设u=-x 2+3x-2, y=3u ,其中y=3u 为R 上的单调增函数,u=-x 2+3x-2在3(,]2x ∈-∞上单增,u=-x 2+3x-2在3[,)2x ∈+∞上单减, 则2323xx y -+-=在3(,]2x ∈-∞上单增,在3[,)2x ∈+∞上单减.又u=-x 2+3x-22311()244x =--+≤, 2323x x y -+-=的值域为14(0,3].【变式2】求函数2-2()(01)x x f x a a a =>≠其中,且的单调区间.【解析】当a>1时,外层函数y=a u 在()-∞+∞,上为增函数,函数u=x 2-2x 在区间(1)-∞,上为减函数,在区间[)1+∞,上为增函数,故函数2-2()(-1)x x f x a =∞在区间,上为减函数,在区间[)1+∞,上为增函数;当0<a<1时,外层函数y=a u 在()-∞+∞,上为减函数,函数u=x 2-2x 在区间(1)-∞,上为减函数,在区间[)1+∞,上为增函数,故函数2-2()x xf x a =在区间(1)-∞,上为增函数,在区间[)1,+∞上为减函数.例4.证明函数1()(1)1x xa f x a a -=>+在定义域上为增函数. 【思路点拨】利用函数的单调性定义去证明。