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高考总复习2025第6节 指数函数课标解读1.了解指数函数的实际意义,理解指数函数的概念.2.能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.1 强基础 固本增分知识梳理1.指数函数的概念函数y=a x(a>0,且a≠1)叫作指数函数,其中指数x是自变量,定义域为R.微点拨形如y=k a x,y=a k x+b+h(a>0,且a≠1,k≠0)等的函数称为指数型函数,不是指数函数.2.指数函数的图象与性质(0,+∞)比较幂值大小的重要依据减函数增函数微点拨1.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, ).2.底数a的大小决定了指数函数图象相对位置的高低,不论是a>1,还是0<a<1,在第一象限内底数越大,函数图象越高,即“底大图高”.3.f(x)=a x与g(x)=a-x=( )x(a>0,且a≠1)的图象关于y轴对称.4.指数函数的图象以x轴为渐近线.微拓展f(x)=a g(x)(a>0,且a≠1)的单调区间与最值(1)当a>1时,f(x)的单调递增、递减区间分别是g(x)的单调递增、递减区间;若g(x)有最大值M、最小值m,则f(x)的最大值为a M、最小值为a m.(2)当0<a<1时,f(x)的单调递增、递减区间分别是g(x)的单调递减、递增区间;若g(x)有最大值M、最小值m,则f(x)的最大值为a m、最小值为a M.常用结论y=a x+a-x(a>0,且a≠1)为偶函数.2.若函数f(x)=a g(x)(a>0,且a≠1)的值域为(0,+∞),则g(x)的值域必须为R.f (x )=a |x |a >10<a <1定义域R 奇偶性偶函数值域[1,+∞)(0,1]单调性在区间[0,+∞)上单调递增;在区间(-∞,0]上单调递减在区间(-∞,0]上单调递增;在区间[0,+∞)上单调递减图象3.函数f (x )=a |x |(a >0,且a ≠1)的图象与性质如下:自主诊断题组一思考辨析(判断下列结论是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”)1.函数f (x )= 的值域为(0,+∞).( )2.若函数f (x )是指数函数,且f (1)>1,则f (x )是增函数.( )3.若a m >a n (a >0,且a ≠1),则m>n .( )4.函数f (x )=a x +3-2(a >0,且a ≠1)的图象恒过定点(-3,-1).( )× √ × √题组二回源教材5.(湘教版必修第一册4.2.2节例4(3))比较大小:0.70.8 0.80.7.< 0.80.7>0.70.7,所以0.70.8<0.70.7<0.80.7.[1,+∞) 6.(湘教版必修第一册4.2.2节练习第4题改编)函数y =2|3-x |的值域为 .解析 因为|3-x|≥0,所以2|3-x|≥1.题组三连线高考7.(2020·全国Ⅲ,理12)已知55<84,134<85.设a=log53,b=log85,c=log138,则( )A A.a<b<c B.b<a<cC.b<c<aD.c<a<b18.(2021·新高考Ⅰ,13)已知函数f(x)=x3(a·2x-2-x)是偶函数,则a= .即(a-1)·2x+(a-1)·2-x=0.(a-1)(2x+2-x)=0.∴a=1.2 研考点 精准突破考点一 指数函数的图象及其应用例1(1)(多选题)(2024·山东青岛模拟)已知函数y=a x-b(a>0,且a≠1)的图象如ABD图所示,则下列结论正确的是( )A.a b>1B.a+b>1C.b a>1D.2b-a<1解析由图象可知,函数y=a x-b(a>0且a≠1)在R上单调递增,所以a>1,且当x=0时,y=1-b∈(0,1),可得0<b<1.对于A选项,a b>a0=1,故A正确;对于B选项,a+b>a>1,故B正确;对于C选项,b a<b0=1,故C错误;对于D选项,由于0<b<1<a,则b-a<0,所以2b-a<20=1,故D正确.故选ABD.(2)若函数y=|2x-1|的图象与直线y=b有两个公共点,则实数b的取值范围为 . (0,1)解析作出函数y=|2x-1|的图象与直线y=b,如图所示.由图象可得实数b的取值范围是(0,1).(3)(2024·福建龙岩模拟)若当a>0且a≠1时,函数y=a x+m+n的图象恒过定点(-2,2),则m-n= .1变式探究1(变条件)将本例(2)改为:若曲线|y|=2x+1的图象与直线y=b没有公共点,则实[-1,1]数b的取值范围是 .解析作出曲线|y|=2x+1,如图所示,要使该曲线图象与直线y=b没有公共点,只需-1≤b≤1.变式探究2(变条件)将本例(2)改为:若函数y=|2x-1|在区间(-∞,k]上单调递减,则实数k的(-∞,0]取值范围为 .解析因为函数y=|2x-1|的单调递减区间为(-∞,0],所以k≤0,即实数k的取值范围为(-∞,0].考点二 指数函数的性质及其应用(多考向探究预测)考向1指数型函数的值域问题例2(1)函数 的值域是( )A.(-∞,0)B.(0,1]C.[1,+∞)D.(-∞,1]B(2)(2024·江苏无锡模拟)高斯是德国著名的数学家,近代数学的奠基者之一,享有“数学王子”的称号,用其名字命名的“高斯函数”为: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”,例如:[-2.5]=-3,[2.7]=2.已知函B数f(x)= ,则函数[f(x)]的值域是( )A.{-1,1}B.{-1,0}C.(-1,1)D.(-1,0)1[对点训练1]使函数f(x)=|e x-a|的值域为[0,+∞)的一个a的值为 . 解析令f(x)=|e x-a|,由题意得f(x)的值域为[0,+∞),又y=e x的值域为(0,+∞),所以-a<0,解得a>0,故a的取值范围为(0,+∞).考向2比较值的大小例3(1)已知函数f(x)=e x,若a=f(40.99),b=f(21.99),c=f(l n 2),则a,b,c的大小关系为( )C A.a<b<c B.a<c<bC.c<a<bD.c<b<a解析因为函数f(x)=e x在R上单调递增,且21.99>21.98=40.99>20=1>ln 2,因此f(21.99)>f(40.99)>f(ln 2),即c<a<b,故选C.A.c<b <aB.b <a <cC.c<a <bD.b<c<aC考向3解简单的指数方程或不等式例4(1)(2024·福建厦门模拟)若函数f(x)=4x-a·2x-1+4的一个零点是0,那么它的另一个零点为( )B解析依题意有f(0)=40-a·2-1+4=0,解得a=10,于是f(x)=4x-10·2x-1+4= -5·2x+4,令2x=t(t>0),则函数化为y=t2-5t+4,令y=0,解得t=1或t=4,当t=1时,得x=0;当t=4时,得x=2,所以函数f(x)的另一个零点为2,故选B.(2)(2024·山东东营模拟)若不等式的解集为(-∞,-5]∪[6,+∞),1则实数a= .[对点训练2](2024·山东济南模拟)若关于x的方程有两个不相等的实数根,则实数a的取值范围是 .考向4指数型函数的综合应用例5(多选题)(2024·重庆云阳模拟)若函数的图象经过点(3,1),则( )ACA.a=1B.f(x)在(-∞,1)上单调递减C.f(x)的最大值为81D.f(x)的最小值为在定义域R上为减函数,所以f(x)在区间(-∞,1)上单调递增,在区间(1,+∞)上单调递减,故B错误;对于C,D,因为f(x)在区间(-∞,1)上单调递增,在区间(1,+∞)上单调递减,所以f(x)max=f(1)=81,f(x)无最小值,故C正确,D错误,故选AC.变式探究1-1变式探究2D [对点训练3](2024·黑龙江大庆模拟)已知函数f(x)= ,则( )A.f(0.1)>f(0.2)B.函数f(x)有一个零点C.函数f(x)是偶函数D.函数f(x)的图象关于点( )对称考点一考点二。
2.4 指数与指数函数考纲要求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及其单调性，掌握指数函数图象通过的特殊点． 4．知道指数函数是一类重要的函数模型．1．根式(1)根式的概念(2)两个重要公式①na n ＝⎩⎨⎧n 为奇数，|a |＝⎩⎪⎨⎪⎧，a ≥0， ，a <0n 为偶数；②(na )n＝______(n ＞1且n ∈N *)(注意a 必须使na 有意义)．2．实数指数幂(1)分数指数幂的表示①正数的正分数指数幂的意义是m na ＝______(a ＞0，m ，n ∈N *，n ＞1)．②正数的负分数指数幂的意义是m na-＝______＝1na m(a ＞0，m ，n ∈N *，n ＞1)．③0的正分数指数幂是____，0的负分数指数幂无意义． (2)有理指数幂的运算性质 ①a r a s＝____(a ＞0，r ，s ∈Q )；②(a r )s＝____(a ＞0，r ，s ∈Q )；③(ab )r＝____(a ＞0，b ＞0，r ∈Q )． (3)无理指数幂一般地，无理指数幂a α(a ＞0，α是无理数)是一个____的实数，有理指数幂的运算法则________________于无理指数幂．在x轴________逐渐增大时，图象逐渐下降逐渐增大时，图象逐渐上升当x＞0时，__________1．化简416x8y4(x＜0，y＜0)得( )．A．2x2y B．2xyC．4x2y D．－2x2y2．函数y＝(a2－3a＋3)a x是指数函数，则有( )．A．a＝1或a＝2 B．a＝1C．a＝2 D．a＞0且a≠13．把函数y＝f(x)的图象向左、向下分别平移2个单位长度得到函数y＝2x的图象，则( )．A．f(x)＝2x＋2＋2 B．f(x)＝2x＋2－2C．f(x)＝2x－2＋2 D．f(x)＝2x－2－24．函数y＝xa x|x|(0＜a＜1)图象的大致形状是( )．5．函数f(x)＝223x xa+-＋m(a＞1)恒过点(1,10)，则m＝__________.一、指数式与根式的计算【例1】计算下列各式的值．(1)23278-⎛⎫- ⎪⎝⎭＋12(0.002)-－10(5－2)－1＋(2－3)0；(2)15＋2－(3－1)0－9－45；111143342()a b a b-(a＞0，b＞0)．方法提炼指数幂的化简与求值(1)化简原则：①化根式为分数指数幂；②化负指数幂为正指数幂；③化小数为分数；④注意运算的先后顺序．提醒：有理数指数幂的运算性质中，其底数都大于零，否则不能用性质来运算．(2)结果要求：①若题目以根式形式给出，则结果用根式表示；②若题目以分数指数幂的形式给出，则结果用分数指数幂的形式表示；③结果不能同时含有根式和分数指数幂，也不能既有分母又有负分数指数幂．请做演练巩固提升4二、指数函数的图象与性质的应用【例2－1】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【例2－2】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．【例2－3】k 为何值时，方程|3x－1|＝k 无解？有一解？有两解？ 方法提炼1．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．2. 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之间的大小关系及规律如下：图中直线x ＝1与它们图象交点的纵坐标即为它们各自底数的值，即c 1＞d 1＞1＞a 1＞b 1，∴c ＞d ＞1＞a ＞b ，即无论在y 轴的左侧还是右侧，底数按逆时针方向变大．3．与指数函数有关的复合函数的单调性的求解步骤： (1)求复合函数的定义域；(2)弄清函数是由哪些基本函数复合而成的； (3)分层逐一求解函数的单调性；(4)求出复合函数的单调区间(注意“同增异减”)．4．函数y ＝a f (x )的值域的求解，先确定f (x )的值域，再根据指数函数的单调性确定y ＝a f (x )的值域．请做演练巩固提升2三、指数函数的综合应用 【例3】已知f (x )＝aa 2－1(a x －a －x)(a ＞0且a ≠1)． (1)判断f (x )的奇偶性； (2)讨论f (x )的单调性；(3)当x ∈[－1,1]时，f (x )≥b 恒成立，求b 的取值范围． 方法提炼1．利用指数函数的性质解决相关的综合问题时，要特别注意底数a 的取值范围，并在必要时进行分类讨论．2．解决恒成立问题，一般需通过分离变量，通过转化为求函数的最值来实现． 请做演练巩固提升5忽略0＜a ＜1或弄错x 的范围而致误【典例】(12分)已知函数y ＝b ＋22x xa+(a ，b 是常数且a ＞0，a ≠1)在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤－32，0上有y max ＝3，y min ＝52，试求a ，b 的值．分析：先确定t ＝x 2＋2x 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤－32，0上的值域，再分a ＞1，0＜a ＜1两种情况讨论，构建关于a ，b 的方程组求解．规范解答：∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤－32，0， ∴t ＝x 2＋2x ＝(x ＋1)2－1，值域为[－1,0]，即t ∈[－1,0]．(2分)(1)若a ＞1，函数y ＝a t在[－1,0]上为增函数，∴a t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤1a ，1，则b ＋22x x a+∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤b ＋1a，b ＋1， 依题意得⎩⎪⎨⎪⎧b ＋1a ＝52，b ＋1＝3，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝2，b ＝2.(7分)(2)若0＜a ＜1，函数y ＝a t在[－1,0]上为减函数，∴a t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤1，1a ，则b ＋22x xa +∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤b ＋1，b ＋1a ，(9分)依题意得⎩⎪⎨⎪⎧b ＋1a＝3，b ＋1＝52，解得⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝23，b ＝32.综上，所求a ，b 的值为⎩⎪⎨⎪⎧a ＝2，b ＝2或⎩⎪⎨⎪⎧a ＝23，b ＝32.(12分)答题指导：1．在解答本题时，有两大误区：(1)误将x 的范围当成x 2＋2x 的范围，从而造成失误．(2)误认为a ＞1，只按第(1)种情况求解，而忽略了0＜a ＜1的情况，从而造成失误． 2．利用指数函数的图象、性质解决有关问题时，还有以下几个误区，在备考中要高度关注：(1)忽视函数的定义域而失误；(2)未能将讨论的结果进行整合而失误； (3)利用幂的运算性质化简指数式时失误； (4)在用换元法时忽视中间元的范围而失误．1．(2012天津高考)已知a ＝21.2，b ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12－0.8，c ＝2log 52，则a ，b ，c 的大小关系为( )．A ．c ＜b ＜aB ．c ＜a ＜bC ．b ＜a ＜cD ．b ＜c ＜a2．在同一个坐标系中画出函数y ＝a x，y ＝sin ax 的部分图象，其中a ＞0且a ≠1，则下列所给图象中可能正确的是( )．3．类比“两角和与差的正、余弦公式”的形式，对于给定的两个函数，S (x )＝a x －a －x2，C (x )＝a x ＋a －x2，其中a ＞0且a ≠1，下面正确的运算公式是( )． ①S (x ＋y )＝S (x )C (y )＋C (x )S (y )； ②S (x －y )＝S (x )C (y )－C (x )S (y )； ③C (x －y )＝C (x )C (y )－S (x )S (y )； ④C (x ＋y )＝C (x )C (y )＋S (x )S (y )．A ．①③B ．②④C ．①④D ．①②③④4．计算⎝ ⎛⎭⎪⎫lg 14－lg 25÷12100-＝__________. 5．若函数y ＝a ·2x －1－a2x－1为奇函数．(1)求a 的值；(2)求函数的定义域； (3)讨论函数的单调性．参考答案基础梳理自测知识梳理1．(1)x n＝a 正数 负数 两个 相反数 (2)①a a －a ②a2．(1)①na m②1m na③0 (2)①ar ＋s②a rs③a r b r(3)确定 同样适用 3．上方 (0,1) R (0，＋∞) 递减递增 y ＝1 y ＞1 0＜y ＜1 0＜y ＜1 y ＞1 基础自测1．D 解析：416x 8y 4＝1844(16)x y ＝14844[2()()x y ⋅-⋅-＝1442⨯·184()x ⨯-·144()y ⨯-＝2(－x )2(－y )＝－2x 2y .2．C 解析：由已知，得⎩⎪⎨⎪⎧ a 2－3a ＋3＝1，a >0且a ≠1，即⎩⎪⎨⎪⎧a 2－3a ＋2＝0，a >0且a ≠1.∴a ＝2.3．C 解析：因为将函数y ＝2x 的图象向上平移2个单位长度得到函数y ＝2x＋2的图象，再向右平移2个单位长度得到函数y ＝2x －2＋2的图象，所以，函数f (x )的解析式为f (x )＝2x －2＋2.4．D 解析：当x ＞0时，y ＝a x ；当x ＜0时，y ＝－a x.故选D.5．9 解析：f (x )＝223x x a +-＋m 在x 2＋2x －3＝0时过定点(1,1＋m )或(－3,1＋m )，∴1＋m ＝10，解得m ＝9. 考点探究突破【例1】 解：(1)原式＝23278-⎛⎫-⎪⎝⎭＋121500-⎛⎫⎪⎝⎭－105－2＋1 ＝23827⎛⎫- ⎪⎝⎭＋12500－10(5＋2)＋1 ＝49＋105－105－20＋1＝－1679. (2)原式＝5－2－1－(5－2)2＝(5－2)－1－(5－2)＝－1. (3)原式＝1213233211233()a b a b ab a b-＝3111111226333ab +-++--＝ab －1.【例2－1】A 解析：∵y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ＝2－x，∴它与函数y ＝2x的图象关于y 轴对称．【例2－2】 解：(1)当a ＝－1时，f (x )＝24313x x --+⎛⎫ ⎪⎝⎭，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 ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13g (x )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 )的递增区间是(－2，＋∞)，递减区间是(－∞，－2)．(2)令h (x )＝ax 2－4x ＋3，y ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13h (x )． 由于f (x )有最大值3，所以h (x )应有最小值－1，因此必有⎩⎪⎨⎪⎧a >0，12a －164a ＝－1，解得a ＝1.即当f (x )有最大值3时，a 的值等于1.【例2－3】 解：函数y ＝|3x －1|的图象是由函数y ＝3x的图象向下平移一个单位长度后，再把位于x 轴下方的图象沿x 轴翻折到x 轴上方得到的，函数图象如图所示．当k ＜0时，直线y ＝k 与函数y ＝|3x－1|的图象无交点，即方程无解；当k ＝0或k ≥1时，直线y ＝k 与函数y ＝|3x－1|的图象有唯一的交点，所以方程有一解；当0＜k ＜1时，直线y ＝k 与函数y ＝|3x－1|的图象有两个不同交点，所以方程有两解． 【例3】 解：(1)函数定义域为R ，关于原点对称．又∵f (－x )＝aa 2－1(a －x －a x)＝－f (x )， ∴f (x )为奇函数．(2)当a ＞1时，a 2－1＞0，y ＝a x 为增函数，y ＝a －x 为减函数，从而y ＝a x －a －x为增函数， ∴f (x )为增函数．当0＜a ＜1时，a 2－1＜0，y ＝a x 为减函数，y ＝a －x 为增函数，从而y ＝a x －a －x为减函数，∴f (x )为增函数．故当a ＞0且a ≠1时，f (x )在定义域内单调递增． (3)由(2)知f (x )在R 上是增函数， ∴f (x )在区间[－1,1]上为增函数． ∴f (－1)≤f (x )≤f (1)．∴f (x )min ＝f (－1)＝aa 2－1(a －1－a ) ＝aa 2－1·1－a2a＝－1. ∴要使f (x )≥b 在[－1,1]上恒成立，则只需b ≤－1，故b 的取值范围是(－∞，－1]． 演练巩固提升1．A 解析：a ＝21.2，b ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12－0.8＝20.8，∵21.2＞20.8＞1，∴a ＞b ＞1，c ＝2log 52＝log 54＜1. ∴c ＜b ＜a .2．D 解析：若a ＞1，则y ＝ax 是增函数，且y ＝sin ax 的周期T ＝2πa＜2π；若0＜a ＜1，则y ＝ax 是减函数，且y ＝sin ax 的周期T ＝2πa＞2π.3．A 解析：∵S (x ＋y )＝a x ＋y －a －(x ＋y )2，S (x )C (y )＋C (x )S (y )＝a x －a －x 2·a y ＋a －y2＋a x ＋a －x 2·a y －a －y 2＝a x ＋y ＋a x －y －a y －x －a －(x ＋y )4＋a x ＋y －a x －y ＋a y －x －a －(x ＋y )4＝2a x ＋y －2a －(x ＋y )4＝a x ＋y －a －(x ＋y )2＝S (x ＋y )，故①正确；同理可知③也正确．故选A. 4．－20 解析：(lg 14－lg 25)÷12100-＝lg(14×125)÷121100＝lg 1100÷1100＝lg 10－2×100＝－2×10＝－20.5．解：∵函数y ＝a ·2x －1－a2x－1， ∴y ＝a －12x －1.(1)由奇函数的定义， 可得f (－x )＋f (x )＝0，即a －12－x －1＋a －12x －1＝0，∴2a ＋1－2x1－2x ＝0，∴a ＝－12.(2)∵y ＝－12－12x －1，∴2x－1≠0，即x ≠0.∴函数y ＝－12－12x －1的定义域为{x |x ≠0}．(3)当x ＞0时，设0＜x 1＜x 2，则y 1－y 2＝2121x -－1121x - ＝122122(21)(21)x x x x ---. ∵0＜x 1＜x 2，∴1＜12x ＜22x.∴12x －22x ＜0,12x －1＞0,22x－1＞0.∴y 1－y 2＜0，因此y ＝－12－12x －1在(0，＋∞)上单调递增．同样可以得出y ＝－12－12x －1在(－∞，0)上单调递增．。
第四节指数函数[基础达标]一、选择题(每小题5分,共35分)1.(2015·威海测试)若点(a,9)在函数y=()x的图象上,则+1的值为()A.4B.C.D.01.C【解析】点(a,9)在函数y=()x的图象上,所以9=()a,解得a=4,所以+1+1=2+(24=2+2-1=.2.下列函数中值域为正实数的是()A.y=-5xB.y=C.y=D.y=(-3)|x|2.B【解析】∵1-x∈R,y=的值域是正实数,∴y=的值域是正实数.3.(2016·山西忻州一中月考)方程2-x+x2=3的实数解的个数为()A.2B.3C.1D.43.A【解析】方程2-x+x2=3的解的个数即为方程=3-x2的解的个数,易知两图象y1=,y2=3-x2有两个交点,因此方程的实数解的个数为2.4.(2015·泉州质检)曲线y=e x与直线y=5-x交点的纵坐标在区间(m,m+1)(m∈Z)内,则实数m 的值为() A.1 B.2 C.3 D.44.C【解析】因为函数y1=e x的图象单调递增,y2=5-x的图象单调递减,当x=1时,y1=e,y2=4,∴y1<y2,当x=2时,y1=e2,y2=3,∴y1>y2,∴交点的横坐标x0满足1<x0<2,对应的纵坐标y0满足3<y0<4,故m=3.5.(2016·江苏扬州中学开学测试)若函数f(x)=2(x-a)(a∈R)满足f(1+x)=f(1-x),且f(x)在[m,+∞)上单调递增,则实数m的取值范围()A.(-∞,1]B.(-∞,0]C.[1,+∞)D.[2,+∞)5.C【解析】由f(1+x)=f(1-x)可知函数图象关于直线x=1对称,所以a=1,所以f(x)=2|x-a|=2|x-1|,易知其在(-∞,1]上单调递减,在[1,+∞)上单调递增,故要使f(x)在[m,+∞)上单调递增,则m的取值范围是[1,+∞).6.(2016·吉安三校联考)定义在R上的偶函数f(x)满足:对任意的x1,x2∈(-∞,0)(x1≠x2),都有<0.则下列结论正确的是()A.f(0.32)<f(20.3)<f(log25)B.f(log25)<f(20.3)<f(0.32)C.f(log25)<f(0.32)<f(20.3)D.f(0.32)<f(log25)<f(20.3)6.A【解析】对任意的x1,x2∈(-∞,0)(x1≠x2),都有<0可知函数在(-∞,0)上单调递减,又由于f(x)为偶函数,因此在(0,+∞)上函数f(x)单调递增,而0<0.32<1,1<20.3<2,log25>2,所以f(0.32)<f(20.3)<f(log25).7.(2016·郑州一中调研)如图给出了函数y=a x,y=log a x,y=log(a+1)x,y=(a-1)x2的图象,则与函数y=a x,y=log a x,y=log(a+1)x,y=(a-1)x2依次对应的图象是()A.①②③④B.①③②④C.②③①④D.①④③②7.B【解析】由题可知a>0,a≠1,由图可知①对应函数y=a x,且0<a<1,所以a+1>1,a-1<0,因此③对应于函数y=log a x,④对应于函数y=(a-1)x2,②对应于函数y=log(a+1)x.二、填空题(每小题5分,共15分)8.函数y=a x-2016+2016(a>0,且a≠1)的图象恒过定点.8.(2016,2017)【解析】令x-2016=0,得x=2016,此时y=a0+2016=2017,故函数y=a x-2016+2016的图象恒过定点(2016,2017).9.已知函数f(x)= +sin x,则f(-2)+f(-1)+f(0)+f(1)+f(2)=.9.5【解析】由f(x)= +sin x,得f(x)+f(-x)=2,所以f(-2)+f(-1)+f(0)+f(1)+f(2)=2×2+f(0)=4++sin 0=5.10.(2015·山东师大附中模拟)已知函数f(x)=log2x(x>0)的反函数为f-1(x),且f-1(a)·f-1(b)=8,若a>0且b>0,且的最小值为.10.3【解析】由题可知函数f(x)=log2x(x>0)的反函数为y=2x,即f-1(x)=2x,所以f-1(a)·f-1(b)=2a·2b=2a+b,因此2a+b=8,即a+b=3,所以(a+b)·×(5+2)=3.[高考冲关]1.(5分)(2015·黄山质检)已知函数f(x)=|2x-1|,a<b<c,且f(a)>f(c)>f(b),下列结论必成立的是() A.a<0,b<0,c<0 B.a<0,b≥0,c>0C.2-a<2cD.2a+2c<21.D【解析】因为f(x)=|2x-1|=其图象如图所示,要使a<b<c,且f(a)>f(c)>f(b)成立,则有a<0,b<0,c>0且1-2a>2c-1,即2a+2c<2,观察选项知D项正确.2.(5分)关于x=1对称的函数f(x)满足f(x-1)=f(x+1),且在x∈[0,1]时,f(x)=1-x,则关于x的方程f(x)=在x∈[0,3]上解的个数是()A.1B.2C.3D.42.D【解析】由f(x-1)=f(x+1)知函数的周期为2,作出f(x)在[0,3]上的图象与函数y=的图象,易知它们交点个数为4,则方程f(x)=在x∈[0,3]上解的个数是4.3.(5分)(2015·绵阳一诊)计算:2=.3.6【解析】原式=2××1=2×=2×=6.4.(5分)(2015·孝感调研)已知函数f(x)=x-4+,x∈(0,4),当x=a时,f(x)取得最小值b,则在直角坐标系下函数g(x)=的图象为()4.B【解析】由题可知f(x)=x-4+=x+1+-5≥2-5=1,当且仅当x=2时,等号成立,所以a=2,b=f(2)=1,故g(x)=,其图象可由y=向左平移1个单位得到,观察知B项正确.5.(10分)(2015·山东日照一中月考)已知函数g(x)=ax2-2ax+1+b(a>0)在区间[2,3]上有最小值1和最大值4,设f(x)=.(1)求a,b的值;(2)若不等式f(2x)-k·2x≥0在区间[-1,1]上有解,求实数k的取值范围.5.【解析】(1)由已知可得g(x)=a(x-1)2+1+b-a,因为a>0,所以g(x)在区间[2,3]上是增函数,故解得a=1,b=0.(2)由已知可得f(x)=x+-2,所以f(2x)-k·2x≥0可化为2x+-2≥k·2x,即1+-2·≥k,令t=,由x∈[-1,1],得t∈,则k≤t2-2t+1,t∈.记h(t)=t2-2t+1,t∈,易得h(t)max=h(2)=1,所以k的取值范围是(-∞,1].。
第4讲 指数与指数函数A 级 基础演练(时间：30分钟 满分：55分)一、选择题(每小题5分，共20分)1．(2011·山东)若点(a,9)在函数y ＝3x的图象上，则tan a π6的值为 ( )．A ．0B.33C ．1 D. 3解析 由题意有3a＝9，则a ＝2，∴tan a π6＝tan π3＝ 3. 答案 D2．(2012·天津)已知a ＝21.2，b ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12－0.8，c ＝2log 5 2，则a ，b ，c 的大小关系为( )．A ．c <b <aB ．c <a <bC ．b <a <cD ．b <c <a解析 a ＝21.2>2，而b ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12－0.8＝20.8，所以1<b <2，c ＝2log 52＝log 54<1，所以c <b <a .答案 A3．(2013·酉阳模拟)不论a 为何值时，函数y ＝(a －1)2x－a2恒过定点，则这个定点的坐标是( )．A.⎝⎛⎭⎪⎫1，－12 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫1，12C.⎝⎛⎭⎪⎫－1，－12D.⎝⎛⎭⎪⎫－1，12 解析 y ＝(a －1)2x －a 2＝a ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x －12－2x ，令2x －12＝0，得x ＝－1，则函数y ＝(a －1)2x－a 2恒过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫－1，－12.答案 C4．定义运算：a *b ＝⎩⎪⎨⎪⎧a ，a ≤b ，b ，a >b ，如1] ( )．A ．RB ．(0，＋∞)C ．(0,1]D ．[1，＋∞)解析 f (x )＝2x *2－x＝⎩⎪⎨⎪⎧2x，x ≤0，2－x，x >0，∴f (x )在(－∞，0]上是增函数，在(0，＋∞)上是减函数，∴0<f (x )≤1. 答案 C二、填空题(每小题5分，共10分)5．(2013·太原模拟)已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧a x，x <0，a －3x ＋4a ，x ≥0，满足对任意x 1≠x 2，都有f x 1－f x 2x 1－x 2<0成立，则a 的取值范围是________．解析 对任意x 1≠x 2，都有f x 1－f x 2x 1－x 2<0成立，说明函数y ＝f (x )在R 上是减函数，则0<a <1，且(a －3)×0＋4a ≤a 0，解得0<a ≤14.答案 ⎝ ⎛⎦⎥⎤0，14 6．若函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x，x <0，－2－x，x >0，则函数y ＝f (f (x ))的值域是________．解析 当x >0时，有f (x )<0；当x <0时，有f (x )>0.故f (f (x ))＝⎩⎪⎨⎪⎧2f x，f x <0，－2－f x ，f x >0＝⎩⎪⎨⎪⎧2－2－x，x >0，－2－2x，x <0.而当x >0时，－1<－2－x <0，则12<2－2－x<1.而当x <0时，－1<－2x <0，则－1<－2－2x<－12.则函数y ＝f (f (x ))的值域是⎝ ⎛⎭⎪⎫－1，－12∪⎝ ⎛⎭⎪⎫12，1 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫－1，－12∪⎝ ⎛⎭⎪⎫12，1三、解答题(共25分)7．(12分)已知函数f (x )＝2x－12x ＋1.(1)判断函数f (x )的奇偶性； (2)求证f (x )在R 上为增函数．(1)解 因为函数f (x )的定义域为R ，且f (x )＝2x－12x ＋1＝1－22x ＋1，所以f (－x )＋f (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1－22－x ＋1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫1－22x ＋1＝2－⎝ ⎛⎭⎪⎫22x ＋1＋22－x ＋1＝2－⎝ ⎛⎭⎪⎫22x ＋1＋2·2x 2x ＋1＝2－22x＋12x ＋1＝2－2＝0，即f (－x )＝－f (x )，所以f (x )是奇函数． (2)证明 设x 1，x 2∈R ，且x 1<x 2，有f (x 1)－f (x 2)＝2x 1－12x 1＋1－2x 2－12x 2＋1＝22x 1－2x 22x 1＋12x 2＋1， ∵x 1<x 2,2x 1－2x 2<0,2x 1＋1>0,2x 2＋1>0， ∴f (x 1)<f (x 2)，∴函数f (x )在R 上是增函数．8．(13分)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)解关于t 的不等式f (t 2－2t )＋f (2t 2－1)<0.解 (1)因为f (x )是奇函数，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(此外可用定义或导数法证明函数f (x )在R 上是减函数)．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 (2t2－1)＝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⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫t ⎪⎪⎪t >1或t <－13. B 级 能力突破(时间：30分钟 满分：45分)一、选择题(每小题5分，共10分)1．已知函数f (x )＝a x＋log a x (a >0且a ≠1)在[1,2]上的最大值与最小值之和为log a 2＋6，则a 的值为( )．A.12B.14C ．2D ．4解析 由题意知f (1)＋f (2)＝log a 2＋6，即a ＋log a 1＋a 2＋log a 2＝log a 2＋6，a 2＋a －6＝0，解得a ＝2或a ＝－3(舍)． 答案 C2．若函数f (x )＝(k －1)a x－a －x(a >0且a ≠1)在R 上既是奇函数，又是减函数，则g (x )＝log a (x ＋k )的图象是下图中的( )．解析 函数f (x )＝(k －1)a x －a －x 为奇函数，则f (0)＝0，即(k －1)a 0－a 0＝0，解得k ＝2，所以f (x )＝a x －a －x ，又f (x )＝a x －a －x为减函数，故0<a <1，所以g (x )＝log a (x ＋2)为减函数且过点(－1,0)． 答案 A二、填空题(每小题5分，共10分)3．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋2ax ，x ≥2，2x＋1，x <2，且f (f (1))>3a 2，则a 的取值范围是________．解析 由已知得f (1)＝21＋1＝3，故 f (f (1))>3a 2⇔f (3)>3a 2⇔32＋6a >3a 2.解得－1<a <3. 答案 (－1,3)4．已知f (x )＝x 2，g (x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12x －m ，若对∀x 1∈[－1,3]，∃x 2∈[0,2]，f (x 1)≥g (x 2)，则实数m 的取值范围是________．解析 x 1∈[－1,3]时，f (x 1)∈[0,9]，x 2∈[0,2]时，g (x 2)∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫122－m ，⎝ ⎛⎭⎪⎫120－m ，即g (x 2)∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤14－m ，1－m ，要使∀x 1∈[－1,3]，∃x 2∈[0,2]，f (x 1)≥g (x 2)，只需f (x )min ≥g (x )min ，即0≥14－m ，故m ≥14.答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫14，＋∞ 三、解答题(共25分)5．(12分)定义在[－1,1]上的奇函数f (x )，已知当x ∈[－1,0]时，f (x )＝14x －a2x (a ∈R )．(1)求f (x )在[0,1]上的最大值；(2)若f (x )是[0,1]上的增函数，求实数a 的取值范围． 解 (1)设x ∈[0,1]，则－x ∈[－1,0]，f (－x )＝14－x －a 2－x ＝4x －a ·2x， ∵f (－x )＝－f (x )，∴f (x )＝a ·2x－4x，x ∈[0,1]．令t ＝2x，t ∈[1,2]，∴g (t )＝a ·t －t 2＝－⎝ ⎛⎭⎪⎫t －a 22＋a24，当a2≤1，即a ≤2时，g (t )max ＝g (1)＝a －1； 当1<a2<2，即2<a <4时，g (t )max ＝g ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2＝a24；当a2≥2，即a ≥4时，g (t )max ＝g (2)＝2a －4. 综上，当a ≤2时，f (x )的最大值为a －1；当2<a <4时，f (x )的最大值为a 24；当a ≥4时，f (x )的最大值为2a －4.(2)∵函数f (x )在[0,1]上是增函数，∴f ′(x )＝a ln 2×2x －ln 4×4x ＝2xln 2·(a －2×2x )≥0，∴a －2×2x ≥0恒成立，∴a ≥2×2x .∵2x∈[1,2]，∴a ≥4. 6．(13分)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，求实数m 的取值范围． 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，看成关于2x 的一元二次方程，解得2x＝2或－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m 的取值范围是[－5，＋∞)．。
