【步步高】2015届高考数学总复习 2.5指数与指数函数课件 理 新人教B版
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§2.5 指数与指数函数考试如何考 1.考查指数函数的求值、指数函数的图象和性质;2.讨论与指数函数有关的复合函数的性质;3.将指数函数与对数函数、抽象函数相结合,综合考查指数函数知识的应用.复习备考要这样做 1.重视指数的运算,熟练的运算能力是高考得分的保证;2.掌握两种情况下指数函数的图象和性质,在解题中要善于分析,灵活使用;3.对有关的复合函数要搞清函数的结构.1. 根式的性质(1)(na )n=a .(2)当n 为奇数时n a n=a .当n 为偶数时na n={ a a ≥0 -a a <02. 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 个 (n ∈N *). ②零指数幂:a 0=1(a ≠0).③负整数指数幂:a -p =1ap (a ≠0,p ∈N *).④正分数指数幂:a m n=na m (a >0,m 、n ∈N *,且n >1). ⑤负分数指数幂:a -m n=1a m n=1na m(a >0,m 、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 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数a[重难点]1.根式与分数指数幂的实质是相同的,通常利用分数指数幂的意义把根式的运算转化为幂的运算,从而可以简化计算过程.2.指数函数的单调性是底数a的大小决定的,因此解题时通常对底数a按:0<a<1和a>1进行分类讨论.3.比较指数式的大小方法:利用指数函数单调性、利用中间值.1.化简[(-2)6]12-(-1)0的值为________.2.若函数y=(a2-1)x在(-∞,+∞)上为减函数,则实数a的取值范围是__________.3.若函数f(x)=a x-1 (a>0,且a≠1)的定义域和值域都是[0,2],则实数a=________.4.函数y=a x-1a(a>0,且a≠1)的图象可能是 ( )5.设函数f(x)=a-|x|(a>0,且a≠1),f(2)=4, ( ) A.f(-2)>f(-1) B.f(-1)>f(-2) C.f(1)>f(2) D.f(-2)>f(2)题型一 指数幂的运算例1 (1)计算:(124+223)12-2716+1634-2×(8-23)-1;(2)已知x 12+x -12=3,求x 2+x -2-2x 32+x -32-3的值.思维启迪:(1)本题是求指数幂的值,按指数幂的运算律运算即可; (2)注意x 2+x -2、x 32+x -32与x 12+x -12之间的关系.探究提高 根式运算或根式与指数式混合运算时,将根式化为指数式计算较为方便,对于计算的结果,不强求统一用什么形式来表示,如果有特殊要求,要根据要求写出结果.但结果不能同时含有根号和分数指数,也不能既有分母又有负指数.计算下列各式的值:(1)⎝ ⎛⎭⎪⎫-278-23+(0.002)-12-10(5-2)-1+(2-3)0;(2)15+2-(3-1)0-9-45; (3)a 3b 23ab 2a 14b 12 4a -13b 13 (a >0,b >0).题型二 指数函数的图象、性质的应用 例2 (1)函数f (x )=ax -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(2)求函数f(x )=3x 2-5x +4的定义域、值域及其单调区间.思维启迪:对于和指数函数的图象、性质有关的问题,可以通过探求已知函数和指数函数的关系入手. 探究提高 (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)对复合函数的性质进行讨论时,要搞清复合而成的两个函数,然后对其中的参数进行讨论.(1)函数y =e x+e-xe x -e-x 的图象大致为 ( )题型三 指数函数的综合应用例3 (1)k 为何值时,方程|3x-1|=k 无解?有一解?有两解?(2)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.思维启迪:方程的解的问题可转为函数图象的交点问题;恒成立可以通过分离参数求最值或值域来解决.探究提高 对指数函数的图象进行变换是利用图象的前提,方程f (x )=g (x )解的个数即为函数y =f (x )和y =g (x )图象交点的个数;复合函数问题的关键是通过换元得到两个新的函数,搞清复合函数的结构.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.3.利用方程思想和转化思想求参数范围 典例:(14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)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.审题视角 (1)f (x )是定义在R 上的奇函数,要求参数值,可考虑利用奇函数的性质,构建方程:f (0)=0,f (1)=-f (-1).(2)可考虑将t 2-2t,2t 2-k 直接代入解析式化简,转化成关于t 的一元二次不等式.也可考虑先判断f (x )的单调性,由单调性直接转化为关于t 的一元二次不等式.规范解答方法与技巧1.判断指数函数图象上底数大小的问题,可以先通过令x =1得到底数的值再进行比较. 2.指数函数y =a x(a >0,a ≠1)的性质和a 的取值有关,一定要分清a >1与0<a <1. 3.对和复合函数有关的问题,要弄清复合函数由哪些基本初等函数复合而成. 失误与防范1.恒成立问题一般与函数最值有关,要与方程有解区别开来. 2.复合函数的问题,一定要注意函数的定义域.3.对可化为a 2x+b ·a x +c =0或a 2x +b ·a x+c ≥0 (≤0)的指数方程或不等式,常借助换元法解 决,但应注意换元后“新元”的范围.(时间:60分钟) A 组 专项基础训练一、选择题(每小题5分,共20分)1. 设2a =5b=m ,且1a +1b=2,则m 等于 ( )A.10 B .10 C .20 D .1002. 函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12-x 2+2x 的值域是 ( )A .RB .(0,+∞)C .(2,+∞) D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞3. 函数y =xa x|x |(0<a <1)图象的大致形状是 ( )4. 若函数f (x )=a|2x -4|(a >0,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]二、填空题(每小题5分,共15分) 5. 已知a =5-12,函数f (x )=a x,若实数m 、n 满足f (m )>f (n ),则m 、n 的大小关系为________.6. 函数f (x )=a x(a >0,a ≠1)在[1,2]中的最大值比最小值大a2,则a 的值为__________.7. 已知函数f (x )=a x+b (a >0且a ≠1)的图象如图所示,则a +b 的值是________.三、解答题(共25分) 8. (12分)设函数f (x )=2|x +1|-|x -1|,求使f (x )≥22的x 的取值范围.9. (13分)设a >0且a ≠1,函数y =a 2x+2a x-1在[-1,1]上的最大值是14,求a 的值.B 组 专项能力提升一、选择题(每小题5分,共15分)1. 设函数f (x )=⎩⎨⎧1xx >0 , e xx ≤0 ,若F (x )=f (x )+x ,x ∈R ,则F (x )的值域为( )A .(-∞,1]B .[2,+∞)C .(-∞,1]∪[2,+∞)D .(-∞,1)∪(2,+∞)2. 设函数f (x )=1x,g (x )=ax 2+bx (a ,b ∈R ,a ≠0).若y =f (x )的图象与y =g (x )的图象有且仅有两个不同的公共点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则下列判断正确的是( )A .当a <0时,x 1+x 2<0,y 1+y 2>0B .当a <0时,x 1+x 2>0,y 1+y 2<0C .当a >0时,x 1+x 2<0,y 1+y 2<0D .当a >0时,x 1+x 2>0,y 1+y 2>03.设函数f (x )=2x1+2x-12,[x ]表示不超过x 的最大整数,则函数y =[f (x )]的值域是 ( ) A .{0,1} B .{0,-1} C .{-1,1} D .{1,1}二、填空题(每小题4分,共12分)4. 函数f (x )=ax 2+2x -3+m (a >1)恒过点(1,10),则m =______.5. 若函数f (x )=a x -x -a (a >0,且a ≠1)有两个零点,则实数a 的取值范围是_______6. 关于x 的方程⎝ ⎛⎭⎪⎫32x =2+3a 5-a有负数根,则实数a 的取值范围为__________.三、解答题(13分)7. 设f (x )=e -xa +ae是定义在R 上的函数.(1)f (x )可能是奇函数吗?(2)若f (x )是偶函数,试研究其在(0,+∞)上的单调性.。