指数函数求定义域_值域_单调性
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指数函数定义域,值域,复合函数单调性,平移,轴对称对你有一定的帮助!1.若函数1.若函数f ( x) = 2 x 3 + 3 的图像恒过定试求P的坐标。
点P,试求P的坐标。
2. 函数y=a x-1+4 恒过定点_____. 恒过定点_____ _____. = -3.方程2 3(2 ) 4 = 0的解为:____2x x对你有一定的帮助!一.求指数型复合函数的定义域、值域:求指数型复合函数的定义域、值域:(1) y = 0.4x1 x 1(2) y = 35 x 1(3) y = 2 + 1(4) y = 4 + 2xx+1+1对你有一定的帮助!二.求下列函数的定义域、值域:求下列函数的定义域、值域:(1) y = 31 2 x1 (2) y = ( ) 2x 11 x2 4x x (3) y = ( ) (4) y =3 + 1 4对你有一定的帮助!复合函数单调性复合函数的单调性,同增异减” 复合函数的单调性,根据“同增异减”的原则处理.u = g (x)增减增减f ( x) = a增减减增uf ( x) = a增增减减g ( x)对你有一定的帮助!练习讨论下列函数的定义域、值域、1、讨论下列函数的定义域、值域、单调区间(1) y = 2x 1(2) y = 3x2 2 x( 3) y = 3x1 ( 4) y = 3x2 2 x对你有一定的帮助!作业1、求函数的定义域、值域和单调区间. 求函数的定义域、值域和单调区间.(1) y = 0.5 (2) y = 21 2 x + x22x + 2 x +1对你有一定的帮助!求下列函数的的定义域、值域、求下列函数的的定义域、值域、单调区间(1) y = log2 ( x + 2x + 5)2(2) y = log 1 ( x + 4x + 5)2 3对你有一定的帮助!2 1 例已知函数f (x) = x 2 +1x(1)确定f(x)的奇偶性;(1)确定f(x)的奇偶性;奇函数确定f(x)的奇偶性(2)判断f(x)的单调性;(2)判断f(x)的单调性;R上是单调递增判断f(x)的单调性在(3)求f(x)的值域. (3)求f(x)的值域. 的值域值域( 值域(-1,1)对你有一定的帮助!练习: 练习:解下列不等式(1) 6x2 + x 211 x2 8 2x (2) ( )3 3 1 x2 x2 2 x (3) a ( ) ( a 0且a ≠ 1) a对你有一定的帮助!一、指数函数图象的变换1.说明下列函数图象与指数函数=2x的说明下列函数图象与指数函数y= 说明下列函数图象与指数函数图象关系,并画出它们的图象: 图象关系,并画出它们的图象(1) y = 2xx+1, y=2x+2;(2) y = 2x 1, y=2x 2;(3) y = 2 + 1, y = 2 1.x对你有一定的帮助!(1) y = 2xx+1, y=2-2x+2作出图象,显示出函数数据表作出图象,-3x -11 2 42 43 8y=20.125 0.25 0.5 1 0.25 0.5 0.5 1 1 2 2 4y=2y=2x+18 16x+28 16 32对你有一定的帮助!比较函数y=2xy9 8 7 6 5 4 3 2 1 -4 -2 O 2 4y=2x+1x+2y=2. 的图象关系x对你有一定的帮助!比较函数y=2xy9 8 7 6 5 4 3 2 1 -4 -2 O 2 4 y=2x+1x+2y=2. 的图象关系x对你有一定的帮助!比较函数y=2xy9 8 7 6 5 4 3 2 1 -4 -2 O 2 4 y=2x+1x+2y=2. 的图象关系x对你有一定的帮助!(2) y = 2xx 1, y=2x 2作出图象,显示出函数数据表作出图象,-3x -2 0.25 0.125-1 0.5 0.250 1 0.51 2 12 3 4 8 2 4y=2y=20.125 0.0625x 1y=2x 20.03125 0.0625 0.125 0.25 0.5 1 2对你有一定的帮助!比较函数y=2y=2__ 1y9 8 7 6 5 4 3 2 1 -4 -2 O 2 4y=2x 2. 的图象关系x对你有一定的帮助!比较函数y=2y=2__ 1y9 8 7 6 5 4 3 2 1 -4 -2 O 2 4 y=2x 2. 的图象关系x对你有一定的帮助!比较函数y=2y=2__ 1y9 8 7 6 5 4 3 2 1 -4 -2 O 2 4 y=2x 2. 的图象关系x对你有一定的帮助!。
4.1.2 指数函数的性质与图像(二)素养目标·定方向课程标准学法解读1.进一步熟练掌握指数函数的图像、性质.2.会求指数型函数的定义域、值域、最值,以及能判断与证明单调性.3.能够利用指数函数的图像和性质比较数的大小、解不等式.1.通过例题进一步深入理解指数函数的单调性及其应用,提升学生的逻辑推理素养. 2.借助指数函数的性质,研究指数型函数的相关问题,提升学生的数学运算及数学抽象素养.必备知识·探新知知识点底数与指数函数图像的关系(1)由指数函数y =a x (a >0且a ≠1)的图像与直线x =1相交于点(1,a )可知,在y 轴右侧,图像从_______到______相应的底数由小变大.(2)由指数函数y =a x (a >0且a ≠1)的图像与直线x =-1相交于点⎝⎛⎭⎫-1,1a 可知,在y 轴左侧,图像从下到上相应的底数___________.如图所示,指数函数底数的大小关系为0<a 4<a 3<1<a 2<a 1.知识点解指数型不等式(1)形如a f (x )>a g (x )的不等式,可借助y =a x (a >0且a ≠1)的_______求解;(2)形如a f (x )>b 的不等式,可将b 化为以a 为底数的指数幂的形式,再借助y =a x (a >0且a ≠1)的_______求解;(3)形如a x >b x 的不等式,可借助两函数y =a x (a >0且a ≠1),y =b x (b >0且b ≠1)的图像求解. 知识点与指数函数复合的函数单调性一般地,形如y =a f (x )(a >0且a ≠1)函数的性质有: ①函数y =a f (x )与函数y =f (x )有_______的定义域.②当a >1时,函数y =a f (x )与y =f (x )具有_______的单调性;当0<a <1时,函数y =a f (x )与y =f (x )具有________的单调性.思考:(1)指数函数y =a x (a >0且a ≠1)的单调性取决于哪个量? (2)如何判断形如y =f (a x )(a >0且a ≠1)的函数的单调性?关键能力·攻重难题型探究题型指数函数性质的简单应用 典例剖析典例1 比较下列各组数的大小: (1)1.72.5,1.73; (2)0.8-0.1,0.8-0.2;(3)1.70.3,0.93.1; (4)55,33,2.规律方法:利用指数函数的性质比较大小的方法:1.把这两个数看作指数函数的两个函数值,再利用指数函数的单调性比较.2.若两个数不是同一个函数的两个函数值,则寻求一个中间量,中间量常选1,两个数都与这个中间量进行比较. 对点训练1.比较下列各题中两个值的大小. (1)0.3x 与0.3x +1; (2)⎝⎛⎭⎫12-2与212 .题型形如y =a f (x )类型函数的单调性与值域 典例剖析典例2 求函数y =⎝⎛⎭⎫12-x 2+x +2的单调递增区间、值域.规律方法:复合函数的单调性、值域 (1)分层:一般分为外层y =a t ,内层t =f (x ).(2)单调性复合:复合法则“同增异减”,即内外层的单调性相同则为增函数,单调性相反则为减函数.(3)值域复合:先求内层t 的值域,再利用单调性求y =a t 的值域. 对点训练2.函数f (x )=⎝⎛⎭⎫23x 2-2x 的单调递减区间是_________,值域是_________. 题型指数函数性质的综合应用 典例剖析典例3 (1)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a x,x ≥1,⎝⎛⎭⎫4-a 2x +2,x <1,对任意x 1≠x 2 ,都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0成立,则实数a 的取值范围是( ) A .(4,8) B .[4,8) C .(1,+∞)D .(1, 8)(2)已知函数f (x )=a ·2x -11+2x 是R 上的奇函数.①判断并证明f (x )的单调性;②若对任意实数,不等式f [f (x )]+f (3-m )>0恒成立,求m 的取值范围.规律方法:1.关于分段函数y =⎩⎪⎨⎪⎧f x ,x ≤x 0,g x ,x >x 0的单调性(1)增函数:f (x ),g (x )均为增函数,且f (x 0)≤g (x 0). (2)减函数:f (x ),g (x )均为减函数,且f (x 0)≥g (x 0). 2.含参数恒成立问题的一种处理方法将参数分离到左侧,根据不等号恒成立的方向,求出右侧函数的最大值或最小值,即可得到参数的范围.特别提醒:已知分段函数的单调性求参数的范围时,容易忽视判断分界点处取值的大小. 对点训练3.(1)若将本例(1)中的函数改为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(2-a )x +1,x <1,a x ,x ≥1,其他条件不变,试求a 的范围;(2)已知f (x )是定义在[-2,2]上的奇函数,当x ∈(0,2]时,f (x )=2x -1,函数g (x )=x 2-2x +m .如果对于任意的x 1∈[-2,2],总存在 x 2∈[-2,2],使得f (x 1)≤g (x 2),求实数m 的取值范围.易错警示典例剖析典例4 求函数y =⎝⎛⎭⎫14x +⎝⎛⎭⎫12x+1的值域.[错解] 令t =⎝⎛⎭⎫12x ,则y =t 2+t +1=⎝⎛⎭⎫t +122+34,所以t =-12时,y min =34, 所以函数的值域为⎣⎡⎭⎫34,+∞.参考答案必备知识·探新知知识点底数与指数函数图像的关系(1)下上(2)由大变小知识点解指数型不等式(1)单调性(2)单调性(3)①相同②相同相反思考:提示:(1)指数函数y=a x(a>0且a≠1)的单调性与其底数a有关,当a>1时,y=a x(a >0且a≠1)在定义域上是增函数,当0<a<1时,y=a x(a>0且a≠1)在定义域上是减函数.(2)①定义法,即“取值—作差—变形—定号”.其中,在定号过程中需要用到指数函数的单调性;②利用复合函数的单调性“同增异减”的规律.关键能力·攻重难题型探究题型指数函数性质的简单应用典例剖析典例1解:(1)考查指数函数y=1.7x,由于底数1.7>1,所以指数函数y=1.7x在(-∞,+∞)上是增函数.∵2.5<3,∴1.72.5<1.73.(2)考查函数y=0.8x,由于0<0.8<1,所以指数函数y=0.8x在(-∞,+∞)上为减函数.∵-0.1>-0.2,∴0.8-0.1<0.8-0.2.(3)由指数函数的性质得1.70.3>1.70=1,0.93.1<0.90=1,∴1.70.3>0.93.1.(4)底数不同、根指数也不同的两个数比较其大小,要化为同底数的或化为同指数的再作比较.∵2=122=(23)16=816,33=313=(32)16=916而8<9.∴816<916,即2<33,又2=122=(25) 110 =32110 ,55=515 =(52) 110 ,而25<32,∴55<2. 总之,55<2<33. 对点训练1.解:(1)∵y =0.3x 为减函数, 又x <x +1,∴0.3x >0.3x +1. (2)化同底为:(12)-2=22,与212 ,∵函数y =2x 为增函数,2>12.∴22>212 ,即(12)-2>212 .题型形如y =a f (x )类型函数的单调性与值域 典例剖析典例2 解:令t =-x 2+x +2, 则y =⎝⎛⎭⎫12t,因为t =-⎝⎛⎭⎫x -122+94,可得t 的减区间为⎣⎡⎭⎫12,+∞,因为函数y =⎝⎛⎭⎫12t 在R 上是减函数, 所以函数y =⎝⎛⎭⎫12-x 2+x +2的单调递增区间⎣⎡⎭⎫12,+∞; 又t ≤94,所以⎝⎛⎭⎫12t ≥⎝⎛⎭⎫1294, 所以函数y =⎝⎛⎭⎫12-x 2+x +2值域为⎣⎡⎭⎫⎝⎛⎭⎫1294,+∞. 对点训练2.【答案】 [1,+∞) ⎝⎛⎦⎤-∞,32【解析】令t =x 2-2x =(x -1)2-1,则f (x )=⎝⎛⎭⎫23t,利用二次函数的性质可得函数t 的增区间为[1,+∞),所以函数f (x )=⎝⎛⎭⎫23x 2-2x 的减区间是[1,+∞);因为t ≥-1, 所以f (x )≤32,所以函数f (x )=⎝⎛⎭⎫23x 2-2x 的值域为⎝⎛⎦⎤-∞,32.题型指数函数性质的综合应用 典例剖析典例3 (1) 【答案】B【解析】因为分段函数为增函数,所以满足⎩⎪⎨⎪⎧a >1,4-a 2>0,a ≥6-a 2,解得4≤a <8.(2) 解:①因为f (x )为R 上的奇函数, 所以f (0)=0,即a -12=0,由此得a =1,所以f (x )=2x -12x +1=1-22x +1,所以f (x )为R 上的增函数.证明:设x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=1-22x 1+1-⎝⎛⎭⎫1-22x 2+1=22x 2+1-22x 1+1, 因为x 1<x 2,所以22x 2+1-22x 1+1<0,所以f (x 1)<f (x 2),所以f (x )为R 上的增函数. ②因为f (x )为R 上的奇函数.所以原不等式可化为f [f (x )]>-f (3-m ), 即f [f (x )]>f (m -3),又因为f (x )为R 上的增函数,所以f (x )>m -3, 由此可得不等式m <f (x )+3=4-22x +1对任意实数x 恒成立,由2x >0⇒2x +1>1⇒0<22x +1<2⇒-2<-22x +1<0⇒2<4-22x +1<4,所以m ≤2. 对点训练3.解:(1)因为函数f (x )满足对任意x 1≠x 2,都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0成立,所以函数f (x )在定义域上是增函数, 则满足⎩⎪⎨⎪⎧2-a >0,a >1,2-a +1≤a , 即⎩⎪⎨⎪⎧a <2a >1,a ≥32.得32≤a <2.(2)因为f (x )是定义在[-2,2]上的奇函数, 所以f (0)=0,当x ∈(0,2]时,f (x )=2x -1∈(0,3], 则当x ∈[-2,2]时,f (x )∈[-3,3], 若对于∀x 1∈[-2,2],∃x 2∈[-2,2], 使得g (x 2)≥f (x 1), 则等价为g (x )max ≥3,因为g (x )=x 2-2x +m =(x -1)2+m -1, x ∈[-2,2],所以g (x )max =g (-2)=8+m , 则满足8+m ≥3解得m ≥-5.易错警示典例剖析典例4 [正解] 令t =⎝⎛⎭⎫12x ,则y =t 2+t +1=⎝⎛⎭⎫t +122+34. 因为t >0,y =⎝⎛⎭⎫t +122+34在(0,+∞)上是增函数, 所以y >1,即函数的值域为(1,+∞). 参考答案。
指数函数一、课程标准1. 理解指数函数的概念和意义,能借助计算器或计算机画出具体指数函数的图象。
2. 探索并理解指数函数的单调性与特殊点.3.在解决简单实际问题的过程中,体会指数函数是一类重要的函数模型.二、基础知识回顾 指数函数的概念函数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. 形如y =ka x ,y =a x +k (k ∈R 且k ≠0,a >0且a ≠1)的函数叫做指数型函数,不是指数函数. 3.指数函数y =a x (a >0,且a ≠1)的图象与性质[常用结论]1.指数函数图象的画法画指数函数y =a x(a >0,且a ≠1)的图象,应抓住三个关键点:(1,a ),(0,1),⎝⎛⎭⎫-1,1a .2.指数函数的图象与底数大小的比较如图是指数函数(1)y =a x ,(2)y =b x ,(3)y =c x ,(4)y =d x 的图象,底数a ,b ,c ,d 与1之间的大小关系为c >d >1>a >b >0.由此我们可得到以下规律:在第一象限内,指数函数y =a x (a >0,a ≠1)的图象越高,底数越大.3.指数函数y =a x (a >0,a ≠1)的图象和性质跟a 的取值有关,要特别注意应分a >1与0<a <1来研究.三、自主热身、归纳总结1、 设a =0.60.6,b =0.61.5,c =1.50.6,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a <b <c B .a <c <b C .b <a <cD .b <c <a2、函数f (x )=a x -b 的图象如图所示,其中a ,b 为常数,则下列结论正确的是( )A.a >1,b <0B.a >1,b >0C.0<a <1,b >0D.0<a <1,b <03、若函数y =(a 2-1)x 是R 上的减函数,则实数a 的取值范围是( ) A. 1<a <2 B. -2<a <-1C. 1<a <2,或-2<a <-1D. 22<a <1,或1<a <24、(2019·山东济宁二中期末)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]5、已知函数f(x)=a x -3+2的图像恒过定点A ,则A 的坐标为 . 6. [课本题改编]若不等式223ax axx>13对一切实数x 恒成立,则实数a 的取值范围是 .四、例题选讲考点一 指数函数的性质与应用例1、已知f (x )=2x-2-x ,a =⎝⎛⎭⎫79-14,b =⎝⎛⎭⎫9715,c =log 279,则f (a ),f (b ),f (c )的大小关系为( ) A .f (b )<f (a )<f (c ) B .f (c )<f (b )<f (a ) C .f (c )<f (a )<f (b )D .f (b )<f (c )<f (a )变式1、(2019·广东韶关一中期末)设x >0,且1<b x <a x ,则( ) A .0<b <a <1 B .0<a <b <1 C .1<b <aD .1<a <b变式2、已知函数f (x )=()x ,若a =f (20.3),b =f (2),c =f (log 25),则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .c >b >aB .a >b >cC .c >a >bD .b >c >a例2、设函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x -7,x<0,x ,x≥0,若f(a)<1,则实数a 的取值范围是 ;变式、(2020·包头模拟)已知实数a ≠1,函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧4x ,x ≥0,2a -x ,x <0,若f (1-a )=f (a -1),则a 的值为______.例3、(1)函数f(x)=22112x x -++⎛⎫⎪⎝⎭的单调减区间为 .(2)(一题两空)已知函数f (x )=a |x +1|(a >0,且a ≠1)的值域为[1,+∞),则a 的取值范围为________,f (-4)与f (1)的大小关系是________.(3)(2019·福建泉州五中模拟)设a >0,且a ≠1,函数y =a 2x +2a x -1在[-1,1]上的最大值是14,则实数a 的值为________.方法总结 指数函数的性质有着广泛的应用,常见的有:比较大小,解不等式,求函数的单调区间和值域、最值等等.(1)比较两个幂值的大小问题是常见问题,解决这类问题首先要分清底数是否相同;若底数相同,则可利用函数的单调性解决;若底数不同,则要利用中间变量进行比较.(2)与指数函数有关的指数型函数的定义域、值域(最值)、单调性、奇偶性问题,常常需要借助换元等手段将其化归于指数函数来解,体现化归与转化思想的运用.(3)在利用指数函数的性质解决与指数函数相关的问题时,要特别注意底数a 的取值范围,并在必要时须分底数0<a <1和a >1两种情形进行分类讨论,防止错解.考点二 指数函数的图像与性质例4、(2019·广西北海一中月考)函数y =a x-1a (a >0,且a ≠1)的图象可能是( )变式1、 (2019·山西平遥中学模拟)已知f (x )=|2x -1|,当a <b <c 时,有f (a )>f (c )>f (b ),则必有( ) A .a <0,b <0,c <0 B .a <0,b >0,c >0 C .2-a <2cD .1<2a +2c <2变式2、已知a >0,且a ≠1,若函数y =|a x -2|与y =3a 的图象有两个交点,则实数a 的取值范围是________. 变式3、 已知f(x)=|2x -1|. (1)求f(x)的单调区间; (2)比较f(x +1)与f(x)的大小;(3)试确定函数g(x)=f(x)-x 2的零点的个数.方法总结:指数函数的图像直观的刻画了指数函数的性质,在解题中有着十分广泛的应用. (1)已知函数解析式判断其图像一般是取特殊点,判断所给的图像是否过这些点,若不满足则排除; (2)对于有关指数型函数的图像问题,一般是从最基本的指数函数的图像入手,通过平移、伸缩、对称变换而得到.特别地,当底数a 与1的大小关系不确定时应注意分类讨论;(3)有关指数方程、不等式问题的求解,往往利用相应的指数函数图像,数形结合求解.考点三 指数函数的综合运用例5 已知定义域为R 的函数f (x )=-2x +b2x +1+a 是奇函数. (1) 求a ,b 的值;(2) 若对任意的t ∈R ,不等式f (t 2-2t )+f (2t 2-k )<0恒成立,求k 的取值范围.变式1、设a 是实数,f (x )=a -22x+1(x ∈R ).(1) 试证明对于任意a ,f (x )都为增函数; (2) 试确定a 的值,使f (x )为奇函数.变式2、 已知函数f(x)=24313ax x -+⎛⎫ ⎪⎝⎭.(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; (3)若f(x)的值域是(0,+∞),求a 的值.方法总结:是指数函数性质的综合应用,其方法是:首先判断指数型函数的性质,再利用其性质求解以上问题都是指数型函数问题,关键应判断其单调性,对于形如y =a f (x )的函数的单调性,它的单调区间与f (x )的单调区间有关:若a >1,函数f (x )的单调增(减)区间即函数y =a f (x )的单调增(减)区间;若0<a <1,函数f (x )的单调增(减)区间即函数y =a f (x )的单调减(增)区间五、优化提升与真题演练 1、函数的值域为( )A .B .C .(0,]D .(0,2]2、2017·北京卷)已知函数f (x )=3x-⎝⎛⎭⎫13x,则f (x )( )A.是偶函数,且在R 上是增函数B.是奇函数,且在R 上是增函数C.是偶函数,且在R 上是减函数D.是奇函数,且在R 上是减函数3、.函数f (x )=a x -1(a >0,a ≠1)的图象恒过点A ,下列函数中图象不经过点A 的是( ) A.y =1-x B.y =|x -2| C.y =2x -1D.y =log 2(2x )4、(2018·上海卷)已知常数a >0,函数f (x )=2x 2x +ax 的图象经过点P ⎝⎛⎭⎫p ,65、Q ⎝⎛⎭⎫q ,-15.若2p +q =36pq ,则a =________.5、(2020·河南商丘模拟)已知函数f (x )=(a 2-2a -2)a x 是指数函数. (1)求f (x )的表达式;(2)判断F (x )=f (x )+1f (x )的奇偶性,并加以证明.6、已知函数f(x)=a|x+b|(a>0,b∈R).(1)若f(x)为偶函数,求实数b的值;(2)若f(x)在区间[2,+∞)上是增函数,试求实数a,b应满足的条件.7、设函数f(x)=ka x-a-x(a>0且a≠1,k∈R),f(x)是定义域为R的奇函数.(1)求k的值,(2)判断并证明..当a>1时,函数f(x)在R上的单调性;(3)已知a=3,若f(3x)≥λ·f(x)对于x∈[1,2]时恒成立.请求出最大的整数.....λ..8、(2019·山东烟台二中模拟)已知函数f(x)=1-42a x+a(a>0,a≠1)且f(0)=0.(1)求a的值;(2)若函数g(x)=(2x+1)·f(x)+k有零点,求实数k的取值范围;(3)当x∈(0,1)时,f(x)>m·2x-2恒成立,求实数m的取值范围.参考答案1、设a=0.60.6,b=0.61.5,c=1.50.6,则a,b,c的大小关系是()A.a<b<c B.a<c<bC.b<a<c D.b<c<a【答案】C【解析】因为函数y=0.6x在R上单调递减,所以b=0.61.5<a=0.60.6<1.又c=1.50.6>1,所以b<a<c.2、函数f(x)=a x-b的图象如图所示,其中a,b为常数,则下列结论正确的是()A.a >1,b <0B.a >1,b >0C.0<a <1,b >0D.0<a <1,b <0【答案】D【解析】由f (x )=a x -b 的图象可以观察出,函数f (x )=a x -b 在定义域上单调递减,所以0<a <1. 函数f (x )=a x -b 的图象是在f (x )=a x 的基础上向左平移得到的,所以b <0. 3、若函数y =(a 2-1)x 是R 上的减函数,则实数a 的取值范围是( ) A. 1<a <2 B. -2<a <-1C. 1<a <2,或-2<a <-1D. 22<a <1,或1<a <2 【答案】C【解析】 由y =(a 2-1)x 在(-∞,+∞)上为减函数,得0<a 2-1<1,∴1<a 2<2,即1<a <2或-2<a <-1.∴数a 的取值范围是1<a <2或-2<a <-1.故选C. 4、(2019·山东济宁二中期末)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,解得a =13或a =-13(舍去),即f (x )=⎝⎛⎭⎫13|2x -4|.由于y =|2x -4|在(-∞,2]上递减,在[2,+∞)上递增,所以f (x )在(-∞,2]上递增,在[2,+∞)上递减. 5、已知函数f(x)=a x -3+2的图像恒过定点A ,则A 的坐标为 . 【答案】(3,3)【解析】 由a 0=1知,当x -3=0,即x =3时,f(3)=3,即图像必过定点(3,3). 6. [课本题改编]若不等式223ax ax-x>13对一切实数x 恒成立,则实数a 的取值范围是 .【答案】[0,1)【解析】 原不等式即为223axax->3-1,则有ax 2-2ax>-1,即ax 2-2ax +1>0对一切实数恒成立.当a =0时,满足题意;当a>0时,Δ=(-2a)2-4a<0,即a 2-a<0,解得0<a<1. ∴实数a 的取值范围是[0,1). 五、 六、例题选讲考点一 指数函数的性质与应用例1、已知f (x )=2x-2-x ,a =⎝⎛⎭⎫79-14,b =⎝⎛⎭⎫9715,c =log 279,则f (a ),f (b ),f (c )的大小关系为( ) A .f (b )<f (a )<f (c ) B .f (c )<f (b )<f (a ) C .f (c )<f (a )<f (b ) D .f (b )<f (c )<f (a )【答案】 B【解析】 易知f (x )=2x-2-x 在R 上为增函数,又a =⎝⎛⎭⎫79-14=⎝⎛⎭⎫9714>⎝⎛⎭⎫9715=b >0,c =log 279<0,则a >b >c ,所以f (c )<f (b )<f (a ).变式1、(2019·广东韶关一中期末)设x >0,且1<b x <a x ,则( ) A .0<b <a <1 B .0<a <b <1 C .1<b <a D .1<a <b 【答案】C【解析】因为x >0时,1<b x ,所以b >1.因为x >0时,b x <a x,所以x >0时,⎝⎛⎭⎫a b x>1.所以ab >1,所以a >b ,所以1<b <a .变式2、已知函数f (x )=()x ,若a =f (20.3),b =f (2),c =f (log 25),则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .c >b >a B .a >b >cC .c >a >bD .b >c >a【答案】B .【解析】根据题意,函数f (x )=()x ,则f (x )在R 上为减函数, 又由20.3<21<2<log 25, 则a >b >c ;故选:B .例2、设函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x -7,x<0,x ,x≥0,若f(a)<1,则实数a 的取值范围是 ; 【答案】(-3,1)【解析】当a <0时,不等式f (a )<1可化为12a ⎛⎫ ⎪⎝⎭-7<1,即12a ⎛⎫ ⎪⎝⎭<8,即12a ⎛⎫ ⎪⎝⎭<312-⎛⎫ ⎪⎝⎭,∴a >-3.又a <0,∴-3<a <0.当a ≥0时,不等式f (a )<1可化为a <1.∴0≤a <1, 综上,a 的取值范围为(-3,1).变式、(2020·包头模拟)已知实数a ≠1,函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧4x,x ≥0,2a -x,x <0,若f (1-a )=f (a -1),则a 的值为______. 【答案】12.【解析】(1)当a <1时,41-a=21,解得a =12;当a >1时,代入不成立.故a 的值为12. 例3、(1)函数f(x)=22112x x -++⎛⎫⎪⎝⎭的单调减区间为 .(2)(一题两空)已知函数f (x )=a |x +1|(a >0,且a ≠1)的值域为[1,+∞),则a 的取值范围为________,f (-4)与f (1)的大小关系是________.(3)(2019·福建泉州五中模拟)设a >0,且a ≠1,函数y =a 2x +2a x -1在[-1,1]上的最大值是14,则实数a 的值为________.【答案】(1) (-∞,1] (2)(1,+∞) f (-4)>f (1)(3)13或3 【解析】(1)设u =-x 2+2x +1,∵y =12a⎛⎫⎪⎝⎭在R 上为减函数,∴函数f (x )=22112x x -++⎛⎫⎪⎝⎭的减区间即为函数u =-x 2+2x +1的增区间.又u =-x 2+2x +1的增区间为(-∞,1],∴f (x )的减区间为(-∞,1]. (2)因为|x +1|≥0,函数f (x )=a |x +1|(a >0,且a ≠1)的值域为[1,+∞),所以a >1.由于函数f (x )=a |x +1|在(-1,+∞)上是增函数,且它的图象关于直线x =-1对称,则函数f (x )在(-∞,-1)上是减函数,故f (1)=f (-3),f (-4)>f (1).(3)令t =a x (a >0,且a ≠1),则原函数化为y =f (t )=(t +1)2-2(t >0).①当0<a <1,x ∈[-1,1]时,t =a x∈⎣⎡⎦⎤a ,1a , 此时f (t )在⎣⎡⎦⎤a ,1a 上为增函数.所以f (t )max =f ⎝⎛⎭⎫1a =⎝⎛⎭⎫1a +12-2=14.所以⎝⎛⎭⎫1a +12=16,解得a =-15(舍去)或a =13.②当a >1时,x ∈[-1,1],t =a x∈⎣⎡⎦⎤1a ,a , 此时f (t )在⎣⎡⎦⎤1a ,a 上是增函数.所以f (t )max =f (a )=(a +1)2-2=14,解得a =3或a =-5(舍去).综上得a =13或3.方法总结 指数函数的性质有着广泛的应用,常见的有:比较大小,解不等式,求函数的单调区间和值域、最值等等.(1)比较两个幂值的大小问题是常见问题,解决这类问题首先要分清底数是否相同;若底数相同,则可利用函数的单调性解决;若底数不同,则要利用中间变量进行比较.(2)与指数函数有关的指数型函数的定义域、值域(最值)、单调性、奇偶性问题,常常需要借助换元等手段将其化归于指数函数来解,体现化归与转化思想的运用.(3)在利用指数函数的性质解决与指数函数相关的问题时,要特别注意底数a 的取值范围,并在必要时须分底数0<a <1和a >1两种情形进行分类讨论,防止错解.考点二 指数函数的图像与性质例4、(2019·广西北海一中月考)函数y =a x-1a (a >0,且a ≠1)的图象可能是( )【答案】D【解析】当a >1时,y =a x-1a 是增函数. 当x =0时,y =1-1a ∈(0,1),A ,B 不满足.当0<a <1时,y =a x-1a 在R 上是减函数. 当x =0时,y =1-1a <0,C 错,D 项满足.变式1、 (2019·山西平遥中学模拟)已知f (x )=|2x -1|,当a <b <c 时,有f (a )>f (c )>f (b ),则必有( ) A .a <0,b <0,c <0B .a <0,b >0,c >0C .2-a <2cD .1<2a +2c <2【答案】D【解析】作出函数f (x )=|2x -1|的图象如图所示,因为a <b <c ,且有f (a )>f (c )>f (b ),所以必有a <0,0<c <1,且|2a -1|>|2c -1|,所以1-2a >2c -1,则2a +2c <2,且2a +2c >1,故选D 。
《指数函数与对数函数》本章教材分析一、本章知能对标二、本章教学规划本章在研究指数幂和对数的基础上,以研究函数概念与性质的一般方法为指导,借鉴研究幂函数的过程与方法,学习指数函数和对数函数,帮助学生学会用函数图象和代数运算的方法研究它们的性质,理解这两类函数中蕴含的变化规律;运用函数思想和方法,探索用二分法求方程的近似解;通过建立指数函数、对数函数模型解决简单的实际问题,体会指数函数、对数函数在解决实际问题中的作用,从而进一步理解函数模型是描述客观世界中变量关系和规律的重要数学语言和工具,提升数学抽象、数学建模、数学运算、直观想象和逻辑推理等数学核心素养.三、本章教学目标1.指数函数:通过了解指数的拓展过程,让学生掌握指数幂的运算性质;了解指数函数的实际意义,理解指数函数的概念.能借助描点法、信息技术画出具体指数函数的图象,探索并理解指数函数的单调性与特殊点.2.对数函数:通过具体事例,让学生理解对数的概念和运算性质,掌握换底公式;了解对数函数的概念,能画对数函数的图象,了解对数函数的单调性与特殊点;知道对数函数y=log a x与指数函数y=a x互为反函数(a>0,且a≠1).3.二分法与求方程近似解:结合指数函数和对数函数的图象,让学生了解函数的零点与方程解的关系、函数零点存在定理,探索用二分法求方程近似解的思路并会画程序框图,能借助计算工具用二分法求方程近似解,了解用二分法求方程近似解具有一般性.4.函数与数学模型:利用计算工具,比较对数函数、线性函数、指数函数增长速度的差异,理解“对数增长”“直线上升”“指数爆炸”等术语的现实含义.在实际情境中,会选择合适的函数类型刻画现实问题的变化规律.四、本章教学重点难点重点:实数指数幂及其运算,对数及其运算,指数函数和对数函数的概念、图象、性质及其应用. 难点:抽象概括指数函数和对数函数的概念及性质.五、课时安排建议本章教学约需11课时,具体安排如下:六、本章教学建议1.注重引导学生按研究函数的基本思路展开研究本章教学要注重让学生再次经历研究函数的基本过程:背景—概念—图象和性质—应用.要注意引导学生通过计算分析具体实例的数据中蕴含的变化规律抽象形成相应的函数概念,利用教科书中的问题引导学生思考和总结.2.用函数的观点联系相关内容,培养学生的数学整体观本章的核心内容是指数函数和对数函数,全章都应该围绕核心内容展开教学,以更好地帮助学生形成函数观点和思想方法.指数幂的运算、对数的概念及其运算性质和公式、指数和对数的关系,是学习指数函数、对数函数必备的基础,运用这些运算性质,通过运算,解决具体的问题教学中要从整体上把握上述运算性质、函数概念、图象、性质以及应用的关系.3.加强“形”与“数”的融合,循序渐进地研究指数函数和对数函数为了能选择合适的函数类型构建数学模型,刻画现实问题的变化规律,教学时可以依据教科书,从两个方面帮助学生体会不同函数模型增长的差异:一是通过观察函数图象,利用图象直观比较指数函数与线性函数、对数函数与线性函数增长速度的差异;二是通过教科书中的实例,结合具体问题情境理解不同函数增长的差异,教学的关键是从局部到整体,从不同角度观察、比较不同函数图象增长变化的差异,从而直观体会直线的增长、指数爆炸、对数增长的含义4.加强背景和应用,发展学生数学建模素养数学建模是对现实问题进行数学抽象,用数学语言表达问题、用数学方法构建模型解决问题的素养.教学中,应注意参考教科书,结合这些素材,引导学生从数学的视角发现问题、提出问题,构建指数函数和对数函数模型,确定模型中的参数,计算求解,检验结果,改进模型,最终解决问题,让学生体会数学的来源与应用,丰富学生对数学的认识,提升数学建模素养.5.注重借助信息技术工具研究指数函数和对数函数在不同函数增长差异的教学中,利用信息技术可以作出函数在两个不同范围的图象,帮助学生从不同角度观察到不同函数增长的差异.6.注意通过无理数指数幂的教学渗透极限思想教科书通过“用有理数指数幂逼近无理数指数幂”的思想方法引入无理数指数幂.教学中,可以类比初中用有理数逼近无理数,让学生充分经历从“过剩近似值”和“不足近似值”两个方向,用有理数指数幂逼近无理数指数幂的过程;通过在数轴上表示这些“过剩近似值”和“不足近似值”的对应点,发现这些点逼近一个确定的点,其对应的数就是这个无理数指数幂.这样从“数”与“形”的两个角度,加强了逼近和极限思想的渗透,有助于学生从中初步体会这一重要思想.。
(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且不等于1,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,同时a等于0函数无意义一般也不考虑。
(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,(若y=a^x+b,则函数定过点(0,1+b)(8)显然指数函数无界。
(9)指数函数既不是奇函数也不是偶函数。
(10)当两个指数函数中的a互为倒数时,两个函数关于y轴对称,但这两个函数都不具有奇偶性。
底数的平移:对于任何一个有意义的指数函数:在指数上加上一个数,图像会向左平移;减去一个数,图像会向右平移。
在f(X)后加上一个数,图像会向上平移;减去一个数,图像会向下平移。
即“上加下减,左加右减”底数与指数函数图像:(1)由指数函数y=a^x与直线x=1相交于点(1,a)可知:在y轴右侧,图像从下到上相应的底数由小变大。
(2)由指数函数y=a^x与直线x=-1相交于点(-1,1/a)可知:在y轴左侧,图像从下到上相应的底数由大变小。
(3)指数函数的底数与图像间的关系可概括的记忆为:在y轴右边“底大图高”;在y轴左边“底大图低”。
幂的大小比较:比较大小常用方法:(1)比差(商)法:(2)函数单调性法;(3)中间值法:要比较A 与B的大小,先找一个中间值C,再比较A与C、B与C的大小,由不等式的传递性得到A与B之间的大小。
比较两个幂的大小时,除了上述一般方法之外,还应注意:(1)对于底数相同,指数不同的两个幂的大小比较,可以利用指数函数的单调性来判断。
函数的定义域、值域、单调性、奇偶性、对称性、零点(心血之作)(总10页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--函函数数的的定定义义域域、、值值域域、、单单调调性性、、奇奇偶偶性性、、对对称称性性、、 反反函函数数、、伸伸缩缩平平移移变变换换、、零零点点问问题题知知识识点点大大全全一、函数的定义域1、求函数定义域的主要依据: (1)分式的分母不为零;(2)偶次方根的被开方数不小于零,零取零次方没有意义; (3)对数函数的真数必须大于零;(4)指数函数和对数函数的底数必须大于零且不等于1;例.(05江苏卷)函数y =________________________2、求函数定义域的两个难点问题(1)知道f(x)的定义域(a ,b ),求f(g(x))的定义域:转化为解不等式a<g(x)<b ;(2)知道f(g(x))的定义域(a ,b),求f(x)的定义域:转化为求g(x)的值域。
例3:(1)()x 已知f 的定义域是[-2,5],求f(2x+3)的定义域。
(2)(21)x x 已知f -的定义域是[-1,3],求f()的定义域。
例4:设2()lg2x f x x +=-,则2()()2x f f x+的定义域为__________ 变式练习:24)2(x x f -=-,求)(x f 的定义域。
二、函数的值域1求函数值域的方法①直接法:从自变量x 的范围出发,推出y=f(x)的取值范围,适合于简单的复合函数; ②换元法:利用换元法将函数转化为二次函数求值域,适合根式内外皆为一次式; ③判别式法:运用方程思想,依据二次方程有根,求出y 的取值范围;适合分母为二次且x ∈R 的分式;④分离常数:适合分子分母皆为一次式(x 有范围限制时要画图); ⑤单调性法:利用函数的单调性求值域; ⑥图象法:二次函数必画草图求其值域;⑦利用对号函数⑧几何意义法:由数形结合,转化距离等求值域。