第8课时 指数与指数函数
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《专题08指数与指数函数》重难点突破一、知识结构思维导图二、学法指导与考点梳理 重难点一根式(1)概念:式子na 叫做根式,其中n 叫做根指数,a 叫做被开方数. (2)性质:(na )n=a (a 使na 有意义);当n 为奇数时,na n =a ,当n 为偶数时,na n=|a |=⎩⎨⎧a ,a ≥0,-a ,a <0.重难点二分数指数幂(1)规定:正数的正分数指数幂的意义是a mn =na m (a >0,m ,n ∈N *,且n >1);正数的负分数指数幂的意义是a -mn =1na m(a >0,m ,n ∈N *,且n >1);0的正分数指数幂等于0;0的负分数指数幂没有意义.(2)有理指数幂的运算性质:a r a s =a r +s ;(a r )s =a rs ;(ab )r =a r b r ,其中a >0,b >0,r ,s ∈Q.重难点三指数函数及其性质(1)概念:函数y =a x (a >0且a ≠1)叫做指数函数,其中指数x 是自变量,函数的定义域是R ,a 是底数.(2)指数函数的图象与性质三、重难点题型突破重难点突破1 指数与指数运算 1.a a n n =)(;2.⎩⎨⎧<-≥==0.0,||a a a a a a n n3.正分数指数幂:规定:a m n =a >0,m ,n ∈N *,且n >1)4.负分数指数幂:规定:a -m n =1a m n =1(a >0,m ,n ∈N *,且n >1)5.幂的运算性质(1)a r a s =a r +s (a >0,r ,s ∈R ). (2)(a r )s =a rs (a >0,r ,s ∈R ). (3)(ab )r =a r b r (a >0,b >0,r ∈R ). 例1.(1)计算( )A .B .C .D .(2).若10x =3,10y =4,则10x-y =__________. (3).若,则___ ___.225x x -+=88x x -+=【变式训练】.计算:(1); (2).重难点突破2 指数函数的图像与性质 例2.求下列函数的定义域和值域:(1)y =1-3x;(2)y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2-2x -3;(3)y =4x +2x +1+2.例3.(1)函数图象一定过点() A.(0,1) B.(0,3) C.(1,0) D.(3,0) (2). 如图①,②,③,④,根据图象可得a 、b 、c 、d 与1的大小关系为()A. a <b <1<c <dB. b <a <1<d <cC. 1<a <b <c <dD. a <b <1<d <c【变式训练】.(1)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.c a b >>C.b a c >>D.c b a >>1420110.2542216--⎛⎫⎛⎫⨯--÷- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭220.53327492()()(0.008)8925---+⨯2(01)x y a a a =+>≠且(2).函数()1xxa y a x=>的图象的大致形状是() A . B .C .D .重难点突破3 指数函数的单调性与最值(比较大小) 例4. 比较下列各组数的大小:(1)1.52.5和1.53.2;(2)0.6-1.2和0.6-1.5;(3)1.70.2和0.92.1;(4)a 1.1与a 0.3(a >0且a ≠1).【变式训练】.(1)设0<a <1,则使不等式222135x x x x a a >-+-+成立的x 的集合是________.(2).设.1084y =,0.728y =,3434y =,则()A .312y y y >>B .213y y y >>C .132y y y >>D .123y y y >>重难点突破4 指数型复合函数的应用例5.已知函数22313x x y --⎛⎫= ⎪⎝⎭,求其单调区间及值域【变式训练】.已知函数11()442x x f x λ-=-+(12x -≤≤). (1)若32λ=,求函数()f x 的值域; (2)若方程()0f x =有解,求实数λ的取值范围.课堂定时训练(45分钟)1.已知在同一坐标系下,指数函数和的图象如图,则下列关系中正确的是()A .B .C .D .2.函数的图象是()A .B .C .D .3.已知,,,则下列不等式正确的是() A .B .C .D .4.若函数(且)的图象恒过定点,则,______.5.已知f (x )是定义在R 上的偶函数,且.若当时,,则________.6.设函数,则满足的的取值范围是___. x y a =xy b=1a b <<1b a <<1a b >>1b a >>3x m y a n -=+-0a >1a ≠(3,2)m =n =()()42f x f x +=-,0[]3x ∈-()6x f x -=()2020f =31,1()2,1xx x f x x -<⎧=⎨≥⎩()(())2f a f f a =a7.设函数且,.(1)求的解析式;(2)画出的图象(不写过程)并求值域.8.已知函数,为常数,且函数的图象过点.(1)求的值;(2)若,且,求满足条件的的值.9.设函数()(0,1)x x f x a a a a -=->≠.(1)若11221()32f a a -=+=,求22a a -+的值.(2)若3(1)2f =,求函数()f x 的解析式; (3)在(2)的条件下,设22()2()x x g x a a mf x -=+-,()g x 在[1,)+∞上的最小值为1-,求m .《专题08指数与指数函数》重难点突破 答案解析一、知识结构思维导图⎩⎨⎧≥<+=0,20,)(x x b ax x f x 3)2(=-f )1()1(f f =-)(x f )(x f ()12axf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭a ()1,2-a ()42xg x -=-()()g x f x =x二、学法指导与考点梳理 重难点一根式(1)概念:式子na 叫做根式,其中n 叫做根指数,a 叫做被开方数. (2)性质:(na )n=a (a 使na 有意义);当n 为奇数时,na n =a ,当n 为偶数时,na n=|a |=⎩⎨⎧a ,a ≥0,-a ,a <0.重难点二分数指数幂(1)规定:正数的正分数指数幂的意义是a mn =na m (a >0,m ,n ∈N *,且n >1);正数的负分数指数幂的意义是a -mn =1na m(a >0,m ,n ∈N *,且n >1);0的正分数指数幂等于0;0的负分数指数幂没有意义.(2)有理指数幂的运算性质:a r a s =a r +s ;(a r )s =a rs ;(ab )r =a r b r ,其中a >0,b >0,r ,s ∈Q.重难点三指数函数及其性质(1)概念:函数y =a x (a >0且a ≠1)叫做指数函数,其中指数x 是自变量,函数的定义域是R ,a 是底数.(2)指数函数的图象与性质三、重难点题型突破重难点突破1 指数与指数运算 1.a a n n =)(;2.⎩⎨⎧<-≥==0.0,||a a a a a a n n3.正分数指数幂:规定:a m n=a >0,m ,n ∈N *,且n >1) 4.负分数指数幂:规定:a -m n =1a m n =1(a >0,m ,n ∈N *,且n >1)5.幂的运算性质(1)a r a s =a r +s (a >0,r ,s ∈R ). (2)(a r )s =a rs (a >0,r ,s ∈R ). (3)(ab )r =a r b r (a >0,b >0,r ∈R ). 例1.(1)计算( )A .B .C .D .【答案】B【解析】.(2).若10x =3,10y =4,则10x-y =__________. 【答案】34【解析】因为103,104xy==,所以10310104x x yy -==,应填答案34.(3).若,则___ ___. 【答案】110 【解析】.【变式训练】.计算:225x x -+=88x x -+=(1); (2).【答案】(1)19;(2)-4.【解析】(1)原式===.(2)原式=-4重难点突破2 指数函数的图像与性质 例2.求下列函数的定义域和值域: (1)y =1-3x ;(2)y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2-2x -3;(3)y =4x +2x +1+2.【解析】(1)要使函数式有意义,则1-3x ≥0,即3x ≤1=30,因为函数y =3x 在R 上是增函数,所以x ≤0,故函数y =1-3x 的定义域为(-∞,0].因为x ≤0,所以0<3x ≤1,所以0≤1-3x <1,所以1-3x ∈[0,1),即函数y =1-3x 的值域为[0,1). (2)定义域为R .∵x 2-2x -3=(x -1)2-4≥-4,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2-2x -3≤⎝ ⎛⎭⎪⎫12-4=16. 又∵⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2-2x -3>0,∴函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2-2x -3的值域为(0,16].(3)因为对于任意的x ∈R ,函数y =4x +2x +1+2都有意义,所以函数y =4x +2x +1+2的定义域为R .因为2x >0,所以4x +2x +1+2=(2x )2+2×2x +2=(2x +1)2+1>1+1=2,即函数y =4x +2x +1+2的值域为(2,+∞).例3.(1)函数图象一定过点() A.(0,1) B.(0,3) C.(1,0) D.(3,0) 【答案】B【解析】根据指数函数的图像和性质,当时,,所以此函数图像142110.2542216--⎛⎫⎛⎫⨯--÷- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭220.53327492()()(0.008)8925---+⨯14421242444⎛⎫-⨯- ⎪⎝⎭=⨯--=--222(01)x y a a a =+>≠且0x =3y =一定过点.故选B. (2). 如图①,②,③,④,根据图象可得a 、b 、c 、d 与1的大小关系为()A. a <b <1<c <dB. b <a <1<d <cC. 1<a <b <c <dD. a <b <1<d <c 【答案】B【解析】由图,直线x=1与四条曲线的交点坐标从下往上依次是(1,b ),(1,a ),(1,d ),(1,c ),故有b <a <1<d <c ,故选B.【变式训练】.(1)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.c a b >>C.b a c >>D.c b a >>【答案】B【解析】根据指数函数的性质可知,函数0.8x y =为单调递减函数,所以00.70.910.80.80.8=>>,即1a b >> 因为 1.2x y =为单调递增函数,所以0.80.211 1.2>=,即1c > 综上可知, c a b >>0,3()故选B(2).函数()1xxa y a x=>的图象的大致形状是() A . B .C .D .【答案】C【解析】当0x >时,x y a =,当0x <时,x y a =-,因1a >,所以x y a =为()0,∞+上的增函数,x y a =-为(),0-∞上的减函数,故选C.重难点突破3 指数函数的单调性与最值(比较大小) 例4. 比较下列各组数的大小:(1)1.52.5和1.53.2;(2)0.6-1.2和0.6-1.5;(3)1.70.2和0.92.1;(4)a 1.1与a 0.3(a >0且a ≠1).【解析】(1)1.52.5,1.53.2可看作函数y =1.5x 的两个函数值,由于底数1.5>1,所以函数y =1.5x 在R 上是增函数,因为2.5<3.2,所以1.52.5<1.53.2.(2)0.6-1.2,0.6-1.5可看作函数y =0.6x 的两个函数值,因为函数y =0.6x 在R 上是减函数,且-1.2>-1.5,所以0.6-1.2<0.6-1.5. (3)由指数函数性质得,1.70.2>1.70=1,0.92.1<0.90=1,所以1.70.2>0.92.1. (4)当a >1时,y =a x 在R 上是增函数,故a 1.1>a 0.3; 当0<a <1时,y =a x 在R 上是减函数,故a 1.1<a 0.3.【变式训练】.(1)设0<a <1,则使不等式222135x x x x a a >-+-+成立的x 的集合是________.【答案】(-∞,4)【解析】01,x a y a <<∴=为减函数,222135xx x x a a-+-+>,222135x x x x ∴-+<-+,解得4x <,故使条件成立的x 的集合为(),4-∞,故答案为(),4-∞.(2).设.1084y =,0.728y =,3434y =,则() A .312y y y >> B .213y y y >> C .132y y y >> D .123y y y >>【答案】B 【解析】()20.80.81.16224y ===,()0.70.73 2.12822y ===,()332 1.5443422y ===.因为 2.1 1.6 1.5222>>,故213y y y >>. 故选:B重难点突破4 指数型复合函数的应用例5.已知函数22313x x y --⎛⎫= ⎪⎝⎭,求其单调区间及值域【答案】函数的单调增区间是(),1-∞减区间是()1,+∞;值域是(]0,81。
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∴..4.的次方根的性质一般地,若是奇数,则;若是偶数,则.(二)分数指数幂1.分数指数幂:即当根式的被开方数能被根指数整除时,根式可以写成分数指数幂的形式;如果幂的运算性质(2)对分数指数幂也适用,例如:若,则,,∴ .即当根式的被开方数不能被根指数整除时,根式也可以写成分数指数幂的形式。
规定:(1)正数的正分数指数幂的意义是;(2)正数的负分数指数幂的意义是.2.分数指数幂的运算性质:整数指数幂的运算性质对于分数指数幂也同样适用即说明:(1)有理数指数幂的运算性质对无理数指数幂同样适用;(2)0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没意义。
二、指数函数1.指数函数定义:一般地,函数(且)叫做指数函数,其中是自变量,函数定义域是.2.指数函数在底数及这两种情况下的图象和性质:1.1 实数指数幂及其运算(一)(一)选择题1.下列正确的是( )A.a0=1 B. C.10-1=0.1 D.2.的值为( )A.±2B.2 C.-2 D.43.的值为( )A.B.C.D.4.化简的结果是( )A.a B.C.a2 D.a35.把下列根式化成分数指数幂的形式(其中a,b>0)(1)______;(2)=______;6.______.7.化简______.8.=______(三)解答题9.计算10.计算1.2 实数指数幂及其运算(二)(一)选择题(每道题的四个选择答案中有且只有一个答案是正确的) 1.下列说法正确的是(n∈N*)( )A.正数的n次方根是正数B.负数的n次方根是负数C.0的n次方根是0 D.是无理数2.函数的定义域为( )A.R B.[0,+∞)C.(0,+∞)D.(-∞,1] 3.可以简化为( )A.B.C.D.4.化简的结果是( )A.B.x2 C.x3 D.x4(二)填空题5.________,________________________.6.________.7.计算________.8.若a+a-1=3,则a2+a-2=______.10.若求的值.1.3 指数函数(一)(一)选择题(每道题的四个选择答案中有且只有一个答案是正确的)1.一种细胞在分裂时由一个分裂成两个,两个分裂成四个,四个分裂成八个……每天分裂一次.现在将一个该细胞放入一个容器,发现经过10天就可充满整个容器,则当细胞分裂到充满容器一半时需要的天数是( ) A.5 B.9 C.6 D.82.下列函数中为指数函数的是( )A.y=2·3x B.y=-3x C.y=3-x D.y=1x3.若0.2m=3,则( )A.m>0 B.m<0 C.m=0 D.以上答案都不对4.函数f(x)=ax+1(其中a>0且a≠1)的图象一定经过点( )A.(0,1) B.(0,2) C.(0,3) D.(1,3)(二)填空题5.若函数f(x)是指数函数且f(3)=8,则f(x)=______.6.函数的定义域为______,值域为______.7.函数y=2x-1的图象一定不经过第______象限;若函数的图象不经过第一象限,则实数b的取值范围是______.8.若2m>4,则m的取值范围是______;若(0.1)t>1,则t的取值范围是______.9.指数函数y=(a2-1)x在R上是减函数,则实数a的取值范围是______.(三)解答题10.根据函数f(x)=2x的图象,画出下列函数的草图.(1)y=-2x (2)y=-2x+1 (3)y=2|x|11.求函数的定义域和值域.12.已知a>0且a≠1,函数f1(x)=,f2(x)=,若f1(x)<f2(x),求x 的取值范围.1.4 指数函数(二)(一)选择题(每道题的四个选择答案中有且只有一个答案是正确的)1.若,则x的取值范围是( )A.(-∞,-3] B.(-∞,-3) C.[-3,+∞)D.R2.已知三个数M=0.32-0.32,P=0.32-3.2,Q=3.2-0.32,则它们的大小顺序是( )A.M<P<Q B.Q<M<P C.P<Q<M D.P<M<Q3.如图是指数函数①y=ax,②y=bx,③y=cx,④y=dx的图象,则a,b,c,d与0和1的大小关系是( )A.0<a<b<1<c<d B.0<b<a<1<d<cC.1<a<b<c<d D.0<a<b<1<d<c4.函数y=2x-2-x( )A.在R上减函数B.在R上是增函数C.在(-∞,0)上是减函数,在(0,+∞)上是增函数D.无法判断其单调性(二)填空题5.函数y=3x+1-2的图象是由函数y=3x的图象沿x轴向______平移______个单位,再沿y轴向______平移______个单位得到的.6.函数f(x)=3x+5的值域是______.7.函数y=ax-1+1(其中a>0且a≠1)的图象必经过点______.8.若指数函数y=ax在区间[0,1]上的最大值和最小值的差为,则底数a =______.9.函数g(x)=x2-x的单调增区间是______,函数y=的单调增区间是______.(三)解答题10.函数f(x)是R上的奇函数,且当x≥0时,f(x)=2x-1,求x<0时函数的解析式.11.若关于x的方程|2x-1|=a有两个解,借助图象求a的取值范围.12.已知函数f(x)=22x-2x+1-3,其中x∈[0,1],求f(x)的值域.您好,欢迎您阅读我的文章,本WORD文档可编辑修改,也可以直接打印。
第二章 函数与导数第8课时 指数函数、对数函数及幂函数(2)第三章 (对应学生用书(文)、(理)22~23页)1. (必修1P 110复习9改编)函数y =a x -3+3恒过定点________. 答案:(3,4)解析:当x =3时,f(3)=a 3-3+3=4,∴ f(x)必过定点(3,4).2. (必修1P 110复习3改编)函数y =8-16x 的定义域是________.答案:⎝⎛⎦⎤-∞,34 解析:由8-16x ≥0,所以24x ≤23,即4x ≤3,定义域是⎝⎛⎦⎤-∞,34. 3. (必修1P 67练习3)函数f(x)=(a 2-1)x 是R 上的减函数,则a 的取值范围是________________.答案:(-2,-1)∪(1,2)解析:由0<a 2-1<1,得1<a 2<2,所以1<|a|<2,即-2<a <-1或1<a < 2.4. (必修1P 71习题13改编)已知函数f(x)=a +14x +1是奇函数,则常数a =________.答案:-12解析:由f(-x)+f(x)=0,得a =-12.5. (原创)函数y =1+⎝⎛⎭⎫45|x -1|的值域为__________. 答案:(1,2]解析:设y′=⎝⎛⎭⎫45u ,u =|x -1|. 由于u ≥0且y′=⎝⎛⎭⎫45u 是减函数, 故0<⎝⎛⎭⎫45|x -1|≤1,则1<y ≤2.1. 指数函数定义一般地,函数y=a x(a>0,a≠1)叫做指数函数,函数的定义域是R.2. 指数函数的图象与性质[备课札记]题型1 指数型函数的定义域、值域例1 已知x ∈[-3,2],求f(x)=14x -12x +1的最小值与最大值.解:f(x)=14x -12x +1=4-x -2-x +1=2-2x -2-x +1=⎝⎛⎭⎫2-x -122+34.∵ x ∈[-3,2], ∴ 14≤2-x ≤8.则当2-x =12,即x =1时,f(x)有最小值34;当2-x =8,即x =-3时,f(x)有最大值57.备选变式(教师专享)已知9x-10×3x+9≤0,求函数y =⎝⎛⎭⎫14x -1-4⎝⎛⎭⎫12x +2的最大值和最小值.解:由9x -10·3x +9≤0,得(3x -1)(3x -9)≤0, 解得1≤3x ≤9,∴ 0≤x ≤2.令(12)x =t ,则14≤t ≤1,y =4t 2-4t +2=4(t -12)2+1, 当t =12即x =1时,y min =1;当t =1即x =0时,y max =2.题型2 指数型函数的图象例2 已知函数f(x)=|2x -1-1|. (1) 作出函数y =f(x)的图象;(2) 若a<c ,且f(a)>f(c),求证:2a +2c <4.(1) 解:f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1-1,x ≥1,1-2x -1,x<1,其图象如图所示.(2) 证明:由图知,f(x)在(-∞,1]上是减函数,在[1,+∞)上是增函数,故结合条件知必有a<1.若c ≤1,则2a <2,2c ≤2,所以2a +2c <4;若c>1,则由f(a)>f(c),得1-2a -1>2c -1-1,即2c -1+2a -1<2,所以2a +2c <4. 综上知,总有2a +2c <4. 备选变式(教师专享)画出函数y =||3x -1的图象,并利用图象回答:k 为何值时,方程||3x-1=k 无解?有一个解?有两个解?解:.由图知,当k<0时,方程无解;当k =0或k ≥1时,方程有一个解;当0<k<1时,方程有两个解.题型3 指数函数的综合运用例3 已知函数f(x)=⎝⎛⎭⎫1a x -1+12x 3(a>0且a ≠1).(1) 求函数f(x)的定义域; (2) 讨论函数f(x)的奇偶性;(3) 求a 的取值范围,使f(x)>0在定义域上恒成立. 解:(1) 由于a x -1≠0,则a x ≠1,所以x ≠0, 所以函数f(x)的定义域为{x|x ∈R ,且x ≠0}. (2) 对于定义域内任意的x ,有f(-x)=(1a x -1+12)(-x)3=-⎝⎛⎭⎫a x 1-a x +12x 3=-⎝⎛⎭⎫-1-1a x -1+12x 3=⎝⎛⎭⎫1a x -1+12x 3=f(x),所以f(x)是偶函数.(3) ① 当a>1时,对x>0,所以a x >1,即a x -1>0,所以1a x-1+12>0. 又x>0时,x 3>0,所以x 3⎝⎛⎭⎫1a x -1+12>0,即当x>0时,f(x)>0.由(2)知,f(x)是偶函数,即f(-x)=f(x),则当x<0时,-x>0,有f(-x)=f(x)>0成立. 综上可知,当a>1时,f(x)>0在定义域上恒成立. ② 当0<a<1时,f(x)=(a x +1)x 32(a x -1),当x>0时,0<a x <1,此时f(x)<0,不满足题意;当x<0时,-x>0,有f(-x)=f(x)<0,也不满足题意. 综上可知,所求a 的取值范围是a>1. 变式训练设a >0,f(x)=3x a +a3x 是R 上的偶函数.(1) 求a 的值;(2) 判断并证明函数f(x)在[0,+∞)上的单调性; (3) 求函数的值域.解:(1) 因为f(x)为偶函数,故f(1)=f(-1), 于是3a +a 3=13a +3a ,即9+a 23a =9a 2+13a .因为a >0,故a =1.(2) 设x 2>x 1≥0,f(x 1)-f(x 2)=(3x 2-3x 1)(13x 2+x 1-1).因为3x 为增函数,且x 2>x 1,故3x 2-3x 1>0.因为x 2>0,x 1≥0,故x 2+x 1>0,于是13x 2+x 1<1,即13x 2+x 1-1<0,所以f(x 1)-f(x 2)<0,所以f(x)在[0,+∞)上为增函数.(3) 因为函数为偶函数,且f(x)在[0,+∞)上为增函数,故f(0)=2为函数的最小值,于是函数的值域为[2,+∞).1. (2013·西安一检)函数y =a x -1a(a>0,a ≠1)的图象可能是________.(填序号)答案:④解析:当a>1时,y =a x -1a 为增函数,且在y 轴上的截距0<1-1a <1,故①②不正确;当0<a<1时,y =a x -1a 为减函数,且在y 轴上的截距1-1a<0,故④正确.2. (2013·温州二模)以下函数中满足f(x +1)>f(x)+1的是________.(填序号)① f(x)=lnx ;② f(x)=e x ;③ f(x)=e x -x ;④ f(x)=e x +x. 答案:④解析:若f(x)=e x +x ,则f(x +1)=e x +1+x +1=e ·e x +x +1>e x +x +1=f(x)+1. 3. (2013·天津)设函数f(x)=e x +x -2,g(x)=lnx +x 2-3.若实数a 、b 满足f(a)=0,g(b)=0,则g(a)、f(b)、0三个数的大小关系为________.答案:g(a)<0<f(b) 解析:易知f(x)是增函数,g(x)在(0,+∞)上也是增函数,由于f(a)=0,而f(0)=-1<0,f(1)=e -1>0,所以0<a<1;又g(1)=-2<0,g(2)=ln2+1>0,所以1<b<2,所以f(b)>0,g(a)<0,故g(a)<0<f(b).4. (2013·湖南)设函数f(x)=a x +b x -c x ,其中c>a>0,c>b>0.(1) 记集合M ={(a ,b ,c)|a 、b 、c 不能构成一个三角形的三条边长,且a =b},则(a ,b ,c)∈M 所对应的f(x)的零点的取值集合为________.(2) 若a 、b 、c 是△ABC 的三条边长,则下列结论正确的是________.(填序号) ① x ∈(-∞,1),f(x)>0;② x ∈R ,使a x 、b x 、c x 不能构成一个三角形的三条边长; ③ 若△ABC 为钝角三角形,则x ∈(1,2),使f(x)=0. 答案:(1) {x|0<x ≤1} (2) ①②③解析:(1) 因为c>a>0,c>b>0,a =b 且a 、b 、c 不能构成一个三角形的三条边长, 所以0<2a ≤c ,所以ca ≥2.令f(x)=0,得2a x=c x,即⎝⎛⎭⎫c a x=2,即x =log c a2,1x =log 2ca ≥1,所以0<x ≤1.(2) 由a 、b 、c 是△ABC 的三条边长,知a +b>c , 因为c>a>0,c>b>0,所以0<a c <1,0<bc <1,当x ∈(-∞,1)时,f(x)=a x+b x-c x=c x⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎫a c x +⎝⎛⎭⎫b c x -1>c x ⎝⎛⎭⎫a c +b c -1=c x ·a +b -c c >0,①正确;令a =2,b =3,c =4,则a 、b 、c 可以构成三角形,而a 2=4,b 2=9,c 2=16不能构成三角形,②正确;由c>a ,c>b ,且△ABC 为钝角三角形,则a 2+b 2-c 2<0.因为f(1)=a +b -c>0,f(2)=a 2+b 2-c 2<0,所以f(x)在(1,2)上存在零点,③正确.1. 已知函数f(x)=a -12x -1是定义在(-∞,-1]∪[1,+∞)上的奇函数,则f(x)的值域是________.答案:⎣⎡⎭⎫-32,-12∪⎝⎛⎦⎤12,32 解析:因为f(x)是奇函数,f(-1)+f(1)=0,解得a =-12,所以f(x)=-12-12x -1,易知f(x)在(-∞,-1]上为增函数,在[1,+∞)上也是增函数.当x ∈[1,+∞)时,f(x)∈⎣⎡⎭⎫-32,-12.又f(x)是奇函数,所以f(x)的值域是⎣⎡⎭⎫-32,-12∪⎝⎛⎦⎤12,32. 2. 已知f(x)=(e x -1)2+(e -x -1)2,则f(x)的最小值为________.答案:-2解析:将f(x)展开重新配方得f(x)=(e x +e -x )2-2(e x +e -x )-2,令t =e x +e -x , 则g(t)=t 2-2t -2=(t -1)2-3,t ∈ [2,+∞), 所以,最小值为-2.3. 设函数y =f(x)在(-∞,+∞)内有定义,对于给定的正数K ,定义函数f K (x)=⎩⎪⎨⎪⎧f (x ),f (x )≤K ,K ,f (x )>K.取函数f(x)=2-|x|.当K =12时,函数f K (x)的单调递增区间为________.答案:(-∞,-1)解析:函数f(x)=2-|x|=⎝⎛⎭⎫12|x|,作图易知f(x)≤K =12x ∈(-∞,-1]∪[1,+∞),故在(-∞,-1)上是单调递增的.4. 若函数f(x)=a x (a>1)的定义域和值域均为[m ,n],求实数a 的取值范围.解:由题意,⎩⎪⎨⎪⎧a m =m ,a n =n ,即方程a x =x 有两个不同的解,设f(x)=a x -x ,f ′(x)=a x lna -1,令f′(x)=0,得x =log a 1lna=-log a lna ,分析得f(-log a lna)<0即可,∴ 1<a<e 1e .1. 指数函数是中学数学中基本初等函数之一,是高考必考内容.本部分知识在高考中主要考查指数函数的定义域、值域、图象以及主要性质(单调性).2. 将指数函数y =a x (a>0,a ≠1)的图象进行平移、翻折,可作出y -y 0=f(x -x 0),y =|f(x)|,y =f(|x|)等函数的图象,要善于灵活应用这类函数图象变换画图和解题.3. 对可转化为a 2x +b·a x +c =0或a 2x +b·a x +c ≥0(≤0)形式的方程或不等式,常借助于换元法解决,但应注意换元后“新元”的范围.请使用课时训练(A )第8课时(见活页).[备课札记]。
【课时训练】指数与指数函数一、选择题1.(2019某某某某调研)函数f (x )=2|x -1|的大致图象是( )A B C D 【答案】B【解析】由f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1,x ≥1,⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1,x <1,可知f (x )在[1,+∞)上单调递增,在(-∞,1)上单调递减.故选B.2.(2018某某某某一中月考)已知函数f (x )=a |x +1|(a >0,a ≠1)的值域为[1,+∞),则f (-4)与f (1)的关系是( )A .f (-4)>f (1)B .f (-4)=f (1)C .f (-4)<f (1)D .不能确定【答案】A【解析】由题意可知a >1, f (-4)=a 3,f (1)=a 2,由y =a t(a >1)的单调性知a 3>a 2,所以 f (-4)>f (1).3.(2018某某某某调研)若函数f (x )=a |2x -4|(a >0,且a ≠1)满足f (1)=19,则f (x )的单调递减区间是( )A .(-∞,2]B .[2,+∞)C .[-2,+∞)D .(-∞,-2]【答案】B【解析】由f (1)=19得a 2=19,又a >0,所以a =13,因此f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13|2x -4|.因为g (x )=|2x -4|在[2,+∞)上单调递增,所以f (x )的单调递减区间是[2,+∞).4.(2018某某某某一模)已知奇函数y =⎩⎪⎨⎪⎧fx ,x >0,g x ,x <0.如果f (x )=a x(a >0,且a ≠1)对应的图象如图所示,那么g (x )=( )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫12-x B .-⎝ ⎛⎭⎪⎫12xC .2-xD .-2x【答案】D【解析】由题图可知f (1)=12,∴a =12,f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x .由题意得g (x )=-f (-x )=-⎝ ⎛⎭⎪⎫12-x=-2x.故选D.5.(2018某某省实验中学分校月考)函数y =16-2x的值域是( ) A .[0,+∞) B .[0,4] C .[0,4) D .(0,4)【答案】C【解析】函数y =16-2x中,因为16-2x≥0,所以2x≤16.因此2x∈(0,16],所以16-2x∈[0,16).故y =∈[0,4).故选C.6.(2018某某某某第一中学月考)已知集合A ={x |(2-x )·(2+x )>0},则函数f (x )=4x-2x +1-3(x ∈A )的最小值为( )A .4B .2C .-2D .-4【答案】D【解析】由题知集合A ={x |-2<x <2}.又f (x )=(2x )2-2×2x -3,设2x=t ,则14<t <4,所以f (x )=g (t )=t 2-2t -3=(t -1)2-4,且函数g (t )的对称轴为直线t =1,所以最小值为g (1)=-4.故选D.7.(2018某某某某联考)已知函数f (x )=e x,如果x 1,x 2∈R ,且x 1≠x 2,则下列关于f (x )的性质:①(x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]>0;②y =f (x )不存在反函数;③f (x 1)+f (x 2)<2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22;④方程f (x )=x 2在(0,+∞)上没有实数根.其中正确的是( )A .①②B .①④C .①③D .③④【答案】B8.(2018某某某某联考)若函数f (x )=2x -a +1+x -a -a 的定义域与值域相同,则a =( )A .-1B .1C .0D .±1【答案】B【解析】∵函数f (x )=2x -a +1+x -a -a ,∴函数f (x )的定义域为[a ,+∞). ∵函数f (x )的定义域与值域相同, ∴函数f (x )的值域为[a ,+∞).又∵函数f (x )在[a ,+∞)上是单调递增函数,∴当x =a 时,f (a )=2a -a +1-a =a ,解得a =1.故选B.二、填空题9.(2018某某某某一模)已知函数f (x )=e x -e -xe x +e -x ,若f (a )=-12,则f (-a )=________. 【答案】12【解析】∵f (x )=e x-e -xe x +e -x ,f (a )=-12,∴e a -e -a e a +e -a =-12.∴f (-a )=e -a -e a e -a +e a =-e a -e -ae a +e -a =-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=12. 10.(2018某某一中月考)若函数f (x )=a x-1(a >0,a ≠1)的定义域和值域都是[0,2],则实数a =________.【答案】 3【解析】当a >1时,f (x )=a x -1在[0,2]上为增函数,则a 2-1=2,∴a =± 3.又a >1,∴a = 3.当0<a <1时,f (x )=a x-1在[0,2]上为减函数,又f (0)=0≠2,∴0<a <1不成立.综上可知,a = 3.11.(2018某某十校联考)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________.【答案】e【解析】由于f (x )=max {e |x |,e |x -2|}=⎩⎪⎨⎪⎧e x,x ≥1,e 2-x,x <1.当x ≥1时,f (x )≥e,且当x =1时,取得最小值e ;当x <1时,f (x )>e.故f (x )的最小值为f (1)=e.12.(2018某某某某海阳一中期中)已知函数f (x )=2|x -2|-1在区间[0,m ]上的值域为[0,3],则实数m 的取值X 围为________.【答案】[2,4] 【解析】函数f (x )=2|x -2|-1的对称轴为直线x =2,且在(-∞,2]上单调递减,在(2,+∞)上单调递增.由于函数f (x )=2|x -2|-1在区间[0,m ]上的值域为[0,3]且函数关于直线x =2对称,f (0)=f (4)=3,f (2)=0,所以结合图象可知m ∈[2,4].三、解答题13.(2018某某余姚中学月考)已知定义在R 上的函数 f (x )=2x-12|x |.(1)若f (x )=32,求x 的值;(2)若2tf (2t )+mf (t )≥0对于t ∈[1,2]恒成立,某某数m 的取值X 围. 【解】(1)当x <0时,f (x )=0,无解; 当x ≥0时,f (x )=2x-12x ,由2x -12x =32,得2·22x -3·2x-2=0,将上式看成关于2x的一元二次方程, 解得2x =2或2x=-12,∵2x>0,∴x =1.(2)当t ∈[1,2]时,2t ⎝ ⎛⎭⎪⎫22t-122t +m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2t -12t ≥0,即m (22t-1)≥-(24t-1),∵22t-1>0, ∴m ≥-(22t+1),∵t ∈[1,2],∴-(22t+1)∈[-17,-5], 故实数m 的取值X 围是[-5,+∞).。
第8讲指数与指数函数1.根式(1)根式的概念(2)两个重要公式①na n=⎩⎨⎧!!!a###(n为奇数),|a|=⎩⎪⎨⎪⎧!!!a###(a≥0),!!!-a###(a<0)(n为偶数);②(na )n=__a __(注意:a 必须使na 有意义). 2.有理数的指数幂 (1)幂的有关概念①正分数指数幂:a mna >0,m ,n ∈N *,且n >1);②负分数指数幂:a -mn =!!! 1a n###=!!! 1 ###(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__无意义__. (2)有理数指数幂的性质 ①a r a s=__ar +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 ). 3.指数函数的图象与性质1.思维辨析(在括号内打“√”或“×”). (1)na n与(na )n 都等于a (n ∈N *).( × ) (2)2a·2b=2a b .( × )(3)函数y =3·2x与y =2x +1都不是指数函数.( √ )(4)若a m<a n(a >0且a ≠1),则m <n .( × ) (5)函数y =2-x在R 上为单调减函数.( √ ) 解析 (1)错误.当n 为偶数,a <0时,na 不成立.(2)错误.2a ·2b =2a +b≠2ab.(3)正确.两个函数均不符合指数函数的定义. (4)错误.当a >1时,m <n ;而当0<a <1时,m >n .(5)正确.y =2-x=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ,根据指数函数的性质可知函数在R 上为减函数.2.函数f (x )=1-2x的定义域是( A ) A .(-∞,0] B .[0,+∞) C .(-∞,0)D .(-∞,+∞)解析 ∵1-2x≥0,∴2x≤1,∴x ≤0. 3.已知函数f (x )=4+a x -1的图象恒过定点P ,则点P 的坐标是( A )A .(1,5)B .(1,4)C .(0,4)D .(4,0)解析 当x =1时,f (x )=5.4.不等式2x 2-x <4的解集为__{x |-1<x <2}__.解析 不等式2x 2-x <4可化为2x 2-x <22,由指数函数y =2x 的性质可得,x 2-x <2,解得-1<x <2,故所求解集为{x |-1<x <2}.5.若函数y =(a 2-1)x在(-∞,+∞)上为减函数,则实数a解析 由题意知0<a 2-1<1,即1<a 2<2,得-2<a <-1或1<a < 2.一 指数幂的化简与求值指数幂运算的一般原则(1)有括号的先算括号里的,无括号的先做指数运算. (2)先乘除后加减,负指数幂化成正指数幂的倒数.(3)底数是负数,先确定符号;底数是小数,先化成分数;底数是带分数的,先化成假分数.(4)若是根式,应化为分数指数幂,尽可能用幂的形式表示,运用指数幂的运算性质来解答.【例1】 计算:(1)3a 92 a -3÷3a -73a 13;(2)(0.027) -13 -⎝ ⎛⎭⎪⎫17-2+⎝ ⎛⎭⎪⎫27912 -(2-1)0;(3)已知m 12 +m -12=4,求m 32 -m -32m 12 -m -12 .解析 (1)原式=(a 92 a -32 )13 ÷(a -73 a 133 )12 =(a 3)13 ÷(a 2)12 =a ÷a =1.(2)原式=⎝ ⎛⎭⎪⎫271 000-13 -72+⎝ ⎛⎭⎪⎫25912-1=103-49+53-1=-45.(3)∵m 12 +m -12 =4,∴m +m -1+2=16,∴m +m -1=14, ∴m 32 -m -32 m 12 -m -12 =(m 12 -m -12 )(m +m -1+1)m 12 -m -12=m +m -1+1=14+1=15.二 指数函数的图象及应用指数函数图象的画法及应用(1)画指数函数y =a x(a >0,a ≠1)的图象,应抓住三个关键点(1,a ),(0,1),⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,1a 和一条渐近线y =0.(2)与指数函数有关的函数的图象的研究,往往利用相应指数函数的图象,通过平移、对称变换,得到其图象.(3)一些指数方程、不等式问题的求解,往往利用相应的指数型函数图象数形结合求解. 【例2】 (1)函数y =a x-1a(a >0,且a ≠1)的图象可能是( D )(2)若曲线|y |=2x+1与直线y =b 没有公共点,则b 的取值范围是__[-1,1]__.解析 (1)函数y =a x-1a(a >0,且a ≠1)的图象必过点(-1,0),故选D .(2)曲线|y |=2x+1与直线y =b 的图象如图所示,由图象可得:如果|y |=2x+1与直线y =b 没有公共点,则b 应满足的条件是b ∈[-1,1].三 指数函数的性质及应用指数函数性质问题的类型及解题思路(1)比较指数幂大小问题.常利用指数函数的单调性及中间值(0或1).(2)简单的指数不等式的求解问题.解决此类问题应利用指数函数的单调性,要特别注意底数a 的取值范围,并在必要时进行分类讨论.(3)求解与指数函数有关的复合函数问题,首先要熟知指数函数的定义域、值域、单调性等相关性质,其次要明确复合函数的构成,涉及值域、单调区间、最值等问题时,都要借助“同增异减”这一性质分析判断,最终将问题归结为内层函数相关的问题加以解决.【例3】 已知函数f (x )=e x -e -x(x ∈R ,且e 为自然对数的底数). (1)判断函数f (x )的单调性与奇偶性;(2)是否存在实数t ,使不等式f (x -t )+f (x 2-t 2)≥0对一切x ∈R 都成立?若存在,求出t ;若不存在,请说明理由.解析 (1)∵f (x )=e x-⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x ,∴f ′(x )=e x+⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x ,∴f ′(x )>0对任意x ∈R 都成立,∴f (x )在R 上是增函数.∵f (x )的定义域为R ,且f (-x )=e -x-e x=-f (x ),∴f (x )是奇函数.(2)存在,由(1)知f (x )在R 上是增函数和奇函数,则f (x -t )+f (x 2-t 2)≥0对一切x ∈R 都成立⇔f (x 2-t 2)≥f (t -x )对一切x ∈R 都成立⇔x 2-t 2≥t -x 对一切x ∈R 都成立⇔t 2+t ≤x 2+x =⎝ ⎛⎭⎪⎫x +122-14对一切x ∈R 都成立⇔t 2+t ≤(x 2+x )min =-14⇔t 2+t +14=⎝ ⎛⎭⎪⎫t +122≤0,又⎝ ⎛⎭⎪⎫t +122≥0,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫t +122=0,∴t =-12,∴存在t =-12,使不等式f (x -t )+f (x 2-t 2)≥0对一切x ∈R 都成立.1.(2018·山东德州一模)已知a =⎝ ⎛⎭⎪⎫3525 ,b =⎝ ⎛⎭⎪⎫2535 ,c =⎝ ⎛⎭⎪⎫2525 ,则( D ) A .a <b <c B .c <b <a C .c <a <bD .b <c <a解析 ∵y =⎝ ⎛⎭⎪⎫25x为减函数,∴b <c ,又∵y =x 25 在(0,+∞)上为增函数,∴a >c ,∴b <c <a ,故选D .2.(2018·北京模拟)已知函数f (x )=a x,其中a >0,且a ≠1,如果以P (x 1,f (x 1)),Q (x 2,f (x 2))为端点的线段的中点在y 轴上,那么f (x 1)·f (x 2)=( A )A .1B .aC .2D .a 2解析 ∵以P (x 1,f (x 1)),Q (x 2,f (x 2))为端点的线段的中点在y 轴上,∴x 1+x 2=0,又∵f (x )=a x,∴f (x 1)·f (x 2)=ax 1·ax 2=ax 1+x 2=a 0=1,故选A .3.函数y =4x+2x +1+1的值域为( B )A .(0,+∞)B .(1,+∞)C .[1,+∞)D .(-∞,+∞)解析 令2x=t (t >0),则函数y =4x+2x +1+1可化为y =t 2+2t +1=(t +1)2(t >0).∵函数y =(t +1)2在(0,+∞)上递增,∴y >1.∴所求值域为(1,+∞),故选B .4.函数f (x )=a x+log a (x +1)(a >0,且a ≠1)在[0,1]上的最大值和最小值之和为a ,则a 的值为( B )A .14 B .12 C .2D .4解析 ∵在[0,1]上y =a x与y =log a (x +1)具有相同的单调性,∴f (x )=a x+log a (x +1)在[0,1]上单调,∴f (0)+f (1)=a ,即a 0+log a 1+a 1+log a 2=a ,化简得1+log a 2=0,解得a =12.易错点 忽视对含参底数的讨论错因分析:对数函数、指数函数的底数含字母参数时,要分底数大于1和大于0小于1讨论.【例1】 已知函数f (x )=|a -1|a 2-9(a x -a -x)(a >0且a ≠1)在R 上为增函数,求a 的取值范围.解析 ①当a >1时,a x 在R 上为增函数,y =a -x =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a x 在R 上为减函数,∴y =a x -a-x为增函数.∵f (x )为增函数,∴|a -1|a 2-9>0,解得a >3或a <-3,又∵a >1,∴a >3.②当0<a <1时,y =a x 在R 上为减函数,y =a -x在R 上为增函数, ∴y =a x-a -x在R 上为减函数.∵f (x )为增函数,∴|a -1|a 2-9<0,解得-3<a <1或1<a <3.又∵0<a <1,∴此时0<a <1.综上,a 的取值范围为(0,1)∪(3,+∞).【跟踪训练1】 (2018·东北三校联考)若关于x 的方程|a x-1|=2a (a >0,且a ≠1)有两个不等实根,则a 的取值范围是( D )A .(0,1)∪(1,+∞)B .(0,1)C .(1,+∞)D .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12 解析 方程|a x-1|=2a (a >0,且a ≠1)有两个实数根转化为函数y =|a x-1|与y =2a 有两个交点.①当0<a <1时,如图①,∴0<2a <1,即0<a <12;②当a >1时,如图②, 而y =2a >1不符合要求.∴0<a <12.课时达标 第8讲[解密考纲]本考点主要考查指数的运算、指数函数的图象与性质、简单的复合函数的单调性等,通常以选择题、填空题的形式呈现,题目难度中等或中等偏上.一、选择题1.(2016·全国卷Ⅲ)已知a =243 ,b =425 ,c =2513 ,则( A ) A .b <a <c B .a <b <c C .b <c <aD .c <a <b解析 因为a =243 =1613 ,b =425 =1615 ,c =2513 ,且幂函数y =x 13 在R 上单调递增,指数函数y =16x在R 上单调递增,所以b <a <c .2.(2018·河南洛阳模拟)已知函数f (x )=2x-2,则函数y =|f (x )|的图象可能是( B )解析 |f (x )|=|2x-2|=⎩⎪⎨⎪⎧2x-2,x ≥1,2-2x,x <1,易知函数y =|f (x )|的图象的分段点是x =1, 且过点(1,0),(0,1),⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,32,故选B .3.已知f (x )=3x -b(2≤x ≤4,b 为常数)的图象经过点(2,1),则f (x )的值域为( C )A .[9,81]B .[3,9]C .[1,9]D .[1,+∞)解析 由f (x )过定点(2,1)可知b =2,因为f (x )=3x -2在[2,4]上是增函数,f (x )min =f (2)=1,f (x )max =f (4)=9,故选C .4.(2018·山西太原模拟)函数y =2x -2-x是( A ) A .奇函数,在区间(0,+∞)上单调递增 B .奇函数,在区间(0,+∞)上单调递减 C .偶函数,在区间(-∞,0)上单调递增 D .偶函数,在区间(-∞,0)上单调递减解析 令f (x )=2x -2-x ,则f (-x )=2-x -2x=-f (x ),所以函数f (x )是奇函数,排除C 项,D 项.又函数y =-2-x,y =2x 均是R 上的增函数,故y =2x -2-x在R 上为增函数,故选A .5.(2018·浙江丽水模拟)当x ∈(-∞,-1]时,不等式(m 2-m )·4x -2x<0恒成立,则实数m 的取值范围是( C )A .(-2,1)B .(-4,3)C .(-1,2)D .(-3,4)解析 原不等式变形为m 2-m <⎝ ⎛⎭⎪⎫12x .∵函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x在(-∞,-1]上是减函数,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ≥⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=2, 当x ∈(-∞,-1]时,m 2-m <⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 恒成立等价于m 2-m <2,解得-1<m <2,故选C .6.(2018·山东济宁模拟)已知函数f (x )=|2x-1|,a <b <c ,且f (a )>f (c )>f (b ),则下列结论中,一定成立的是( D )A .a <0,b <0,c <0B .a <0,b ≥0,c >0C .2-a<2cD .2a+2c<2解析 作出函数f (x )=|2x-1|的图象,如图,∵a <b <c ,且f (a )>f (c )>f (b ), 结合图象知0<f (a )<1,a <0,c >0, ∴0<2a<1.∴f (a )=|2a -1|=1-2a<1, ∴f (c )<1,∴0<c <1,∴1<2c<2, ∴f (c )=|2c -1|=2c-1, 又∵f (a )>f (c ),∴1-2a >2c-1, ∴2a +2c<2,故选D . 二、填空题7.已知函数f (x )=a -x(a >0,且a ≠1),且f (-2)>f (-3),则a 的取值范围是__(0,1)__.解析 因为f (x )=a -x=⎝ ⎛⎭⎪⎫1ax ,且f (-2)>f (-3),所以函数f (x )在定义域上单调递增,所以1a>1,解得0<a <1.8.已知函数y =a 2x +2a x-1(a >1)在区间[-1,1]上的最大值是14,则a =__3__.解析 y =a 2x +2a x -1(a >1),令a x =t ,则y =t 2+2t -1⎝ ⎛⎭⎪⎫1a≤t ≤a ,此二次函数图象开口向上,对称轴为t =-1,又a >1,所以当t =a ,即x =1时取最大值,所以a 2+2a -1=14, 解得a =3.9.(2018·皖南八校联考)对于给定的函数f (x )=a x-a -x(x ∈R ,a >0,a ≠1),下面给出五个命题,其中真命题是__①③④__(只需写出所有真命题的编号).①函数f (x )的图象关于原点对称; ②函数f (x )在R 上不具有单调性; ③函数f (|x |)的图象关于y 轴对称; ④当0<a <1时,函数f (|x |)的最大值是0; ⑤当a >1时,函数f (|x |)的最大值是0.解析 ∵f (-x )=-f (x ),∴f (x )为奇函数,f (x )的图象关于原点对称,①真;当a >1时,f (x )在R 上为增函数,当0<a <1时,f (x )在R 上为减函数,②假;y =f (|x |)是偶函数,其图象关于y 轴对称,③真;当0<a <1时,y =f (|x |)在(-∞,0)上为增函数,在[0,+∞)上为减函数,∴当x =0时,y =f (|x |)取最大值为0,④真;当a >1时,f (|x |)在(-∞,0)上为减函数,在[0,+∞)上为增函数,∴当x =0时,y =f (|x |)取最小值为0,⑤假.综上,真命题是①③④.三、解答题10.化简:(1)a 3b 23ab 2(a 14 b 12 )4a -13 b 13(a >0,b >0);(2)⎝ ⎛⎭⎪⎫-278 -23+(0.002)-12-10(5-2)-1+(2-3)0. 解析 (1)原式=(a 3b 2a 13b 23 ) 12ab 2a -13 b 13=a 32 +16 +13 -1·b 1+13 -2-13 =ab -1.(2)原式=⎝ ⎛⎭⎪⎫-278-23 +⎝ ⎛⎭⎪⎫1500-12 -105-2+1 =⎝ ⎛⎭⎪⎫-82723 +50012 -10(5+2)+1=49+105-105-20+1=-1679. 11.已知函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13a x 2-4x +3. (1)若a =-1,求f (x )的单调区间;(2)若f (x )有最大值3,求a 的值.解析 (1)当a =-1时,f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13-x 2-4x +3,令g (x )=-x 2-4x +3,由于g (x )在(-∞,-2)上单调递增,在(-2,+∞)上单调递减,而y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13t 在R 上单调递减,所以f (x )在(-∞,-2)上单调递减,在(-2,+∞)上单调递增,即函数f (x )的单调递增区间是(-2,+∞),单调递减区间是(-∞,-2).(2)令g (x )=ax 2-4x +3=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -2a 2+3-4a,∵f (x )有最大值,∴g (x )应有最小值,且g (x )min =3-4a(a >0), ∴f (x )max =⎝ ⎛⎭⎪⎫133-4a =3,∴3-4a =-1,∴a =1. 12.已知定义域为R 的函数f (x )=-2x +b 2x +1+a是奇函数. (1)求a ,b 的值;(2)解关于t 的不等式f (t 2-2t )+f (2t 2-1)<0.解析 (1)因为f (x )是定义在R 上的奇函数,所以f (0)=0,即-1+b 2+a=0,解得b =1,所以f (x )=-2x +12x +1+a. 又由f (1)=-f (-1)知-2+14+a =--12+11+a,解得a =2. (2)由(1)知f (x )=-2x+12x +1+2=-12+12x +1. 由上式易知f (x )在(-∞,+∞)上为减函数.又因为f (x )是奇函数,所以不等式f (t 2-2t )+f (2t 2-1)<0等价于f (t 2-2t )<-f (2t 2-1)=f (-2t 2+1).因为f (x )是减函数,由上式推得t 2-2t >-2t 2+1,即3t 2-2t -1>0,解不等式可得解集为t ⎪⎪⎪⎭⎬⎫t >1或t <-13.精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。
第8课时 指数与指数函数【重点难点】:对分数指数幂的含义的理解,学会根式与分数指数幂的互化并掌握有理指数幂的运算性质;指数函数的性质的理解与应用,能将讨论复杂函数的单调性、奇偶性问题转化为讨论比较简单的函数的有关问题. 【考点概述】①了解指数函数模型的实际背景;②理解有理指数幂的含义,了解实数指数幂的意义,掌握幂的运算;③理解指数函数的概念,并理解指数函数的单调性与函数图像通过的特殊点; ④知道指数函数是一类重要的函数模型.【热身练习】1.(2009·兖州市期中)函数33x y a -=+恒过定点 。
2. (2009·临沂市期中)函数y =的定义域是 .3.函数f (x )=(a 2-1)x 是R 上的减函数,则a 的取值范围是 。
(必修152P 练习1改编)4. (2009·江苏卷)已知a =,函数()x f x a =,若实数m 、n 满足()()f m f n >,则m 、n 的大小关系为 .5. 已知函数f (x )=1+2x -1,则其值域为________。
【范例透析】【例1】(本小题满分14分)已知[]3,2x ∈-,求11()142xx f x =-+的最小值与最大值。
解 221113()142122124224x x x x x x x f x -----⎛⎫=-+=-+=-+=-+ ⎪⎝⎭,…………4分∵[]3,2x ∈-, ∴1284x -≤≤.…………………7分 则当122x-=,即1x =时,()f x 有最小值43;…………………11分 当28x -=,即3x =-时,()f x 有最大值57。
…………………14分【变式训练】已知093109≤+⨯-xx ,求函数2)21(4)41(1+-=-x x y 的最大值和最小值.【例2】(2011·菏泽市调研)已知定义域为R 的函数12()2x x bf x a+-+=+是奇函数。
(Ⅰ)求,a b 的值;(Ⅱ)判断并证明函数()f x 的单调性;(Ⅲ)若对任意的t R ∈,不等式22(2)(2)0f t t f t k -+-<恒成立,求k 的取值范围.【例3】已知函数2()21x x f x x -=++ (1)证明:函数()f x 在(1,)-+∞上为增函数;(2)方程()0f x =是否有负数根?若有,写出一个负数根;若没有,请给出证明。
【例4】设关于x 的方程∈=--+b b x x (0241R ),(1)若方程有实数解,求实数b 的取值范围;(2)当方程有实数解时,讨论方程实根的个数,并求出方程的解。
【巩固练习】1. (2011·如东县质量检测)当0a >且1a ≠时,函数2()3x f x a -=-必过定点 .2. (2009·常州市武进区期中)若22()21x x a a f x ⋅+-=+为奇函数,则实数a = .3. 函数1()()1,2x f x x =+∈[-1,1]的值域是 。
4. (2011·广州市花都区调研)已知函数()(0)x f x a b a =+>的图象经过点(2,3)和原点,则(2)____f -=.5. (2010·镇江市模拟)若0<x <1,则2x, ,2-x ,0.2x 的大小关系是________. 【双基达标】1.(2009·启东市第一次调研)化简)31()3()(656131212132b a b a b a ÷-⨯的结果是_________.2.(2009·海安县第一次调研)若13a a -+=,则1122a a --= _________.3. (2010·泰州市调研)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x , x <0,g (x ), x >0若f (x )是奇函数,则g (2)=________.4. (原创题)函数1()33x x y =-在区间[1,1]-上的最大值为________.5.(2010·泰安市质检)要使1()3x g x t +=+的图象不经过第二象限,则t 的取值范围为________。
6.对于函数()x f 定义域中任意)(,2121x x x x ≠有如下结论:①())()(2121x f x f x x f ⋅=+②)(21x x f ⋅=()()21x f x f + ③0)()(2121>--x x x f x f ④2)()()2(2121x f x f x x f +>+ 当()x x f 10=时, 上述结论中正确结论的序号是 (填写相应的序号).(必修155P 习题12改编)【能力提升】7. (2010·南京调研)若f (x )=-x 2+2ax 与g (x )=(a +1)1-x 在区间[1,2]上都是减函数,则a的取值范围是______________.8.已知函数()⎩⎨⎧<+-≥=2,232,)(x x a x a x f x ,为R 上的增函数,则实数a 取值的范围是 .9. (2010·如皋市期中)已知函数221()21x xa f x +-=+的值域为1(,1)2,则实数a 的值为______. 10. 已知函数y =x (131-x +21). (1)求定义域;(2)讨论奇偶性;(3)证明它在定义域上恒大于0.11. 设函数21()12x xa y a R ⋅-=∈+是R 上的奇函数. (Ⅰ)求a 的值;(Ⅱ)求函数()f x 的值域;(Ⅲ)判断()f x 在R 上的单调性,并加以证明.12. (2010·连云港期末)设函数()(01)x x f x ka a a a -=->≠且是奇函数.(1)求常数k 的值;(2)若01a <<,(2)(32)0f x f x ++->,求x 的取值范围。
13. 求函数y =122)21(++-x x 的定义域、值域、单调区间.14.已知函数1(0)()21(1)x c cx x c f x c x -+<<⎧⎪=⎨⎪+<⎩≤满足29()8f c =.(1)求常数c 的值; (2)解不等式()18f x >+.第8课时 指数与指数函数参考答案【热身练习】 1. 答案:(3,4)解析:当3x =时,33(3)34f a -=+=。
所以()f x 必过定点(3,4)。
2. 答案:[)0.+∞解析:由11()02x-≥得,1()12x≤,0x ∴≥。
3.答案:(1)(1-解析:0<a 2-1<1⇒1<a 2<2⇒1<|a |<2。
4. 答案:m<n解析:考查指数函数的单调性。
(0,1)a =,函数()x f x a =在R 上递减。
由()()f m f n >得:m<n 。
5. 答案:(1,+∞)解析:由y =1+2x -1知:2x -1>0⇒y =1+2x -1>1,则值域为(1,+∞)。
【范例透析】例1 【变式训练】解:由9x -10·3x +9≤0得(3x -1)(3x -9)≤0,解得1≤3x ≤9.∴0≤x ≤2. 令t x=)21(,则41≤t ≤1,y =4t 2-4t +2=1)21(42+-t ,当t =21即x =1时,y min =1;当t =1即x =0时,y max =2. 例2解:(Ⅰ)()f x 是定义域为R 的奇函数,即对一切实数x ,都有()()f x f x -=-成立。
设0x =,则(0)0f =,故102ba-+=+,1b =。
再设1x =-,即(1)(1)f f -=-,故1121214a a-+-+=-++,得2a =, 此时112(),()(),()22xx f x f x f x f x +-=-=-∴+为奇函数,2,1a b ==为所求。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知11211()22212x x xf x +-==-+++,设R x x ∈21,,且21x x <,)12)(12(22)12121()12121()()(21122121++-=++--++-=-x x x x x x x f x f , 21x x < ,21220x x <<∴,0)()(21>-∴x f x f ,即)()(21x f x f >,)(x f ∴为定义域上的单调递减函数。
(Ⅲ)由(Ⅰ)(Ⅱ)知11211()22221x x xf x +-==-+++, ()f x 在(,)-∞+∞上为减函数. 又因()f x 是奇函数,从而有不等式:22(2)(2)0f t t f t k -+-< 等价于222(2)(2)(2)f t t f t k f k t -<--=-, 因()f x 为减函数,由上式推得:2222t t k t ->-.即对一切t R ∈有:2320t t k -->,从而判别式14120.3k k ∆=+<⇒<-例3证明:(1)1312)(+-+=x x f x,设211x x <<-,则1212121212123()33()()(21)(21)(22)11(1)(1)x x x x x x f x f x x x x x --=+--+-=-+++++, 211x x <<- ,2122x x <∴,01,01,02121>+>+<-x x x x ,0)()(21<-∴x f x f ,即)()(21x f x f <,所以函数()f x 在(1,)-+∞上为增函数;另解:'23()2ln 20(1)(1)x f x x x =+>>-+,所以函数()f x 在(1,)-+∞上为增函数 ; (2)没有负数根证明:002(0)21001f -=+=-<+ ,又()f x 在(1,)-+∞上为增函数,所以,当(1,0)x ∈-时()0f x <,当1x <-时,220,01x x x ->>+,所以()0f x > , 所以:方程()0f x =没有负数根。
例4解:(1)原方程为124+-=x x b ,11)12(22)2(24221-≥--=⨯-=-+x x x x x , ),1[+∞-∈∴b 当时方程有实数解;(2)①当1-=b 时,12=x,∴方程有唯一解0=x ;②当1->b 时,b b x x +±=⇒+=-1121)12(2 .b b x x ++=∴>++>112,011,02 的解为)11(log 2b x ++=;令,0111011<<-⇒<+⇒>+-b b bb b x +-=<<-∴112,01时当的解为)11(log 2b x +-=;当0≥b 时,02>x ,而011≤+-b ,21x∴=综合①②,得1)当01<<-b 时,原方程有两解:)11(log 2b x +±=; 2)当10-=≥b b 或时,原方程有唯一解:)11(log 2b x ++=; 3)当1-<b 时,原方程无解。