指数与指数函数理北师大版
- 格式:doc
- 大小:357.50 KB
- 文档页数:10
指数函数的概念尊敬的各位考官大家好,我是今天的08号考生,今天我说课的题目是指数函数的概念。
接下来我将从教材分析、学情分析、教学过程(手势)等几个方面展开我的说课。
一、说教材《指数函数的概念》选自北师大版必修一第3章第三节,是在学生接触到的第一个基本初等函数。
它一方面可以进一步深化学生对函数概念的理解与认识,使学生得到较系统的函数知识和研究函数的方法,同时也为今后进一步学习对数函数、幂函数打下坚实的基础。
二、说学情深入了解学生是新课标要求下教师的必修课,学生在初中阶段已经掌握了用描点法画函数图象,并且通过前一阶段的学习,已经基本掌握了函数的基本性质,学习了指数和指数幂的运算,初步了解了数形结合的思想。
三、说教学目标依据学生的知识水平和年龄特点,以及本节课在教材中所处的地位及作用,我制定了以下教学目标:1、理解指数函数的定义,掌握指数函数的图象、性质及其简单应用。
2、体会数形结合和分类讨论思想,体验从特殊到一般的学习方法。
3、提升学生数学抽象素养和数学运算素养。
四、说教学重难点要上好一节数学课,在教学内容上一定要做到突出重点、突破难点。
根据本节课的内容,确定教学重点为指数函数的图像、性质及其运用。
教学难点为指数函数的图象和性质与底数a的关系。
五、说教法和学法结合本节课的内容和学生的认知规律,我主要采用讲授法、启发法、小组合作、自主探究等教学方法。
在学法上,我主要采用观察法、合作交流法、归纳总结法等教学方法。
六、说教学过程古语说“凡事预则立,不预则废”,为了更好的以学定教,我会让学生在课前完成一份前置作业(预习单),分为两部分:1.是旧知连接,出一些本课知识紧密相关的已经学过的练习题,这样可以很好的摸清学生基础。
2.是新知速递,是让学生自己先进行预习,完成一些与本课知识相关的基础的练习,从而培养学生的预习能力。
为了实现这节课的教学目标,突出重点,突破难点,整节课的教学分几个部分进行环节一:创设情境,引入新课以游戏导入,学生分组,通过动手折纸,观察对折的次数与所得的层数之间的关系,得出对折次数x与所得层数y的关系式。
3.指数函数的概念-北师大版必修1教案1. 指数的定义指数是幂运算中的一个概念,表示一个数乘以自身多少次。
指数可以是正整数、负整数、分数或者小数。
其中,正整数指数表示将基数乘以多少个自己,负整数指数表示将基数除以多少个自己,分数和小数指数表示对基数进行开方或开根运算。
2. 指数函数的概念指数函数是将变量 x 作为指数的函数,可以表示为 f(x) = a^x,其中 a 是正实数且不等于 1。
指数函数是一种非常特殊的函数,因为它的自变量 x 实际上并不是一个实数,而是一个指数。
指数函数的图像通常是一个非常陡峭的曲线,只有一个水平渐近线。
指数函数有很多有趣的性质,例如:•当 a 大于 1 时,指数函数是增长的,它的图像远离 x 轴而逐渐趋近于 y 轴;当 a 小于 1 时,指数函数是衰减的,它的图像接近于 x 轴。
•指数函数的反函数是对数函数,在数学上也是非常重要的一种函数。
3. 指数函数的图像和性质3.1 指数函数图像指数函数如上图所示,当指数 a 大于 1 时,指数函数是向上增长的,且呈现出非常陡峭的曲线;当指数 a 介于 0 和 1 之间时,指数函数是向下衰减的,且曲线越来越平缓。
3.2 指数函数的性质指数函数有许多有趣的性质,如下所示:•对于 a 大于 1 的情况,指数函数的 y 坐标随着 x 的增加而迅速上升;当 a 小于 1 时,指数函数的 y 坐标随着 x 的增加而缓慢下降。
•指数函数的导数仍然是指数函数,可以通过求导的方法来证明。
•指数函数的反函数是对数函数,具有非常重要的数学性质。
4. 指数函数的应用指数函数在自然科学和社会科学中都有广泛的应用,例如:•在生物学中,指数函数可以用来表示微生物、动植物的增长趋势。
•在物理学中,指数函数可以用来表示弹性势能和电容充电过程的变化趋势。
•在经济学和金融学中,指数函数可以用来表示利率、通货膨胀率和股票价格等的变化趋势。
总之,指数函数是一种非常重要的数学概念,它在数学和各个学科中都有广泛的应用。
第五节 指数与指数函数1.正整数指数函数函数y =a x(a >0,a ≠1,x ∈N +),叫作正整数指数函数,其中x 是自变量,定义域是正整数集N +.2.分数指数幂 (1)分数指数幂:给定正实数a ,对于任意给定的整数m ,n (m ,n 互素),存在唯一的正实数b ,使得b n=a m ,我们把b 叫作a 的m n 次幂,记作b =a mn.(2)正分数指数幂:a m n=na m(a >0,m 、n ∈N +,且n >1). (3)负分数指数幂:a -m n=1a m n=1na m(a >0,m 、n ∈N +,且n >1).(4)0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂无意义. 3.指数幂的运算性质当a >0,b >0时,对任意实数m ,n ,都有: (1) a m a n =a m +n ;(2)(a m )n =a mn ;(3)(ab )n =a n b n .y =a xa >1 0<a <1图 像定义域 R 值域(0,+∞) 性 质(1)过定点(0,1)(1)过定点(0,1) (2)当x >0时,y >1; x <0时,0<y <1 (2)当x >0时,0<y <1; x <0时,y >1 (3)在R 上是 增函数(3)在R 上是 减函数1.na n=a成立的条件是什么?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之间的大小关系如何?你能得到什么规律?3.当a>0,且a≠1时,函数y=a x,y=a|x|,y=|a x|,y=⎝⎛⎭⎪⎫1ax之间有何关系?1.化简[(-2)6]12-(-1)0的结果为( )A.-9 B.-10 C.9 D.72.化简416x8y4(x<0,y<0)得( )A.2x2y B.2xy C.4x2y D.-2x2y3.函数f(x)=3x+1的值域为( )A.(-1,+∞) B.(1,+∞) C.(0,1) D.[1,+∞)4.当a>0且a≠1时,函数f(x)=a x-2-3的图象必过定点________.5.若指数函数f(x)=(a-2)x为减函数,则实数a的取值范围为________.考点一指数幂的化简与求值[例1] 化简:(1)a3b23ab2a14b124a-13b13(a>0,b>0);(2)⎝⎛⎭⎪⎫-278-23+(0.002)-12-10(5-2)-1+(2-3)0.【方法规律】指数幂的运算规律指数式的化简求值问题,要注意与其他代数式的化简规则相结合,遇到同底数幂相乘或相除,可依据同底数幂的运算规则进行化简,一般情况下,宜化负指数为正指数,化根式为分数指数幂.对于化简结果,形式力求统一.计算:(1) 3a92a-3÷3a-73a13; (2)(0.027)-13-⎝⎛⎭⎪⎫17-2+⎝⎛⎭⎪⎫27912-(2-1)0;(3)已知m12+m-12=4,求m32-m-32m12-m-12.考点二指数函数的图象[例2] (1)已知函数f(x)=(x-a)·(x-b)(其中a>b),若f(x)的图象如图所示,则函数g(x)=a x+b的图象是( )A B C 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________.【互动探究】若将本例(2)中“|y|=2x+1”改为“y=|2x-1|”,且与直线y=b有两个公共点,求b 的取值范围.解:【方法规律】 指数函数图象的应用(1)与指数函数有关的函数图象的研究,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)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.1.若函数y =a x+b -1(a >0且a ≠1)的图象经过第二、三、四象限,则a 、b 的取值范围分别是________.2.若直线y =2a 与函数y =|a x-1|(a >0,a ≠1)的图象有两个公共点,则实数a 的取值范围为________.高频考点考点三 指数函数的性质及应用1.高考常以选择题或填空题的形式考查指数函数的性质及应用,难度偏小,属中低档题. 2.高考对指数函数的性质的考查主要有以下几个命题角度: (1)比较指数式的大小; (2)解简单的指数方程或不等式; (3)求解指数型函数中参数的取值范围.[例3] (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 <a(2)(2014·宝鸡模拟)设偶函数f (x )满足f (x )=2x-4(x ≥0),则{x |f (x -2)>0}=( ) A .{x |x <-2或x >4} B .{x |x <0或x >4} C .{x |x <0或x >6} D .{x |x <-2或x >2}(3)(2012·山东高考)若函数f (x )=a x(a >0,a ≠1)在[-1,2]上的最大值为4,最小值为m ,且函数g (x )=(1-4m )x 在[0,+∞)上是增函数,则a =________.指数函数的性质及应用问题的常见类型及解题策略(1)比较大小问题.常利用指数函数的单调性及中间值(0或1)法.(2)简单的指数方程或不等式的求解问题.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)指数型函数中参数的取值范围问题.在解决涉及指数函数的单调性或最值问题时,应注意对底数a 的分类讨论.1.设a =40.8,b =80.46,c =⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1.2,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a >b >cB .b >a >cC .c >a >bD .c >b >a2.若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x ,x <0,⎝ ⎛⎭⎪⎫13x,x ≥0,则不等式-13≤f (x )≤13的解集为( )A .[-1,2)∪[3,+∞)B .(-∞,-3]∪[1,+∞)C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞ D .(1, 3 ]∪[3,+∞)3.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a 的值为________. —————————————[课堂归纳——通法领悟]————————————————1个关系——分数指数幂与根式的关系根式与分数指数幂的实质是相同的,分数指数幂与根式可以互化,通常利用分数指数幂进行根式的化简运算.2个注意点——应用指数函数性质时应注意的两点(1)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.(2)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”的取值范围.3个关键点——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 .前沿热点(三)指数函数与不等式的交汇问题1.高考对指数函数的考查多以指数与指数函数为载体,考查指数的运算和函数图象的应用,且常与函数性质、二次函数、方程、不等式等内容交汇命题.2.解决此类问题的关键是根据已知(或构造)指数函数或指数型函数的图象或性质建立相关关系式求解.[典例] (2012·浙江高考)设a >0,b >0,( )A .若2a +2a =2b +3b ,则a >bB .若2a +2a =2b+3b ,则a <b C .若2a -2a =2b -3b ,则a >b D .若2a -2a =2b-3b ,则a <b[解题指导] 分析题目选项的特点,可构造函数f (x )=2x+2x ,然后利用其单调性解决. [解析] ∵a >0,b >0,∴2a +2a =2b +3b >2b +2b .令f (x )=2x+2x (x >0),则函数f (x )为单调增函数.∴a >b .[答案] A[名师点评] 解决本题的关键有以下两点: (1)通过放缩,将等式问题转化为不等式问题; (2)构造函数,并利用其单调性解决问题.设函数f (x )=32x-2×3x +a 2-a -5,当0≤x ≤1时,f (x )>0恒成立,则实数a 的取值范围是________.解析:f (x )=32x -2×3x +a 2-a -5=(3x -1)2+a 2-a -6,∵0≤x ≤1,∴1≤3x≤3,∴函数f (x )=32x-2×3x +a 2-a -5在0≤x ≤1上是增函数,f (x )>0恒成立⇔f (0)>0,f (0)=1-2+a 2-a -5=a 2-a -6=(a -3)(a +2)>0,∴a >3或a <-2.答案:(-∞,-2)∪(3,+∞)[全盘巩固]1.化简a 23·b -1-12·a -12·b136a ·b 5(a >0,b >0)的结果是( )A .aB .abC .a 2b D.1a2.函数y =a x-a (a >0,且a ≠1)的图象可能是( )A B C D3.设函数f (x )=x 2-4x +3,g (x )=3x-2,集合M ={x ∈R |f (g (x ))>0},N ={x ∈R |g (x )<2},则M ∩N 为( )A .(1,+∞)B .(0,1)C .(-1,1)D .(-∞,1)4.设a =⎝ ⎛⎭⎪⎫3525,b =⎝ ⎛⎭⎪⎫2535,c =⎝ ⎛⎭⎪⎫2525,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a >c >bB .a >b >cC .c >a >bD .b >c >a5.(2014·萍乡模拟)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫13x -8x <0,x 2+x -1x ≥0,若f (a )>1,则实数a 的取值范围是( )A .(-2,1)B .(-∞,-2)∪(1,+∞)C .(1,+∞)D .(-∞,-1)∪(0,+∞) 6.(2014·瑞金模拟)设函数f (x )定义在实数集上,它的图象关于直线x =1对称,且当x ≥1时,f (x )=3x -1,则有( )A .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23B .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13C .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32D .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13 7.若x >0,则(2x 14+332)(2x 14-332)-4x -12(x -x 12)=________.8.已知0≤x ≤2,则y =4x -12-3·2x+5的最大值为________.9.(2014·徐州模拟)已知过点O 的直线与函数y =3x的图象交于A ,B 两点,点A 在线段OB 上,过A 作y 轴的平行线交函数y =9x 的图象于C 点,当BC 平行于x 轴时,点A 的横坐标是________.10.函数f (x )=2+x x -1的定义域为集合A ,关于x 的不等式⎝ ⎛⎭⎪⎫122x >2-a -x (a ∈R )的解集为B ,求使A ∩B =B 的实数a 的取值范围.11.已知f (x )=e x -e -x ,g (x )=e x +e -x(e =2.718 28…). (1)求[f (x )]2-[g (x )]2的值; (2)若f (x )f (y )=4,g (x )g (y )=8,求g x +yg x -y的值.12.设函数f (x )=ka x -a -x(a >0且a ≠1)是定义域为R 的奇函数. (1)若f (1)>0,求不等式f (x 2+2x )+f (x -4)>0的解集;(2)若f (1)=32,且g (x )=a 2x +a -2x-4f (x ),求g (x )在[1,+∞)上的最小值.[冲击名校]1.若存在负实数使得方程2x -a =1x -1成立,则实数a 的取值范围是( ) A .(2,+∞) B .(0,+∞) C .(0,2) D .(0,1)2.对于函数f (x ),如果存在函数g (x )=ax +b (a ,b 为常数),使得对于区间D 上的一切实数x 都有f (x )≤g (x )成立,则称函数g (x )为函数f (x )在区间D 上的一个“覆盖函数”,设f (x )=2x ,g (x )=2x ,若函数g (x )为函数f (x )在区间[m ,n ]上的一个“覆盖函数”,则|m -n |的最大值为________.[高频滚动]1.已知函数f (x )=-x 2+ax +b 2-b +1(a ,b ∈R ),对任意实数x 都有f (1-x )=f (1+x )成立,且当x ∈[-1,1]时,f (x )>0恒成立,则b 的取值范围是( )A .(-1,0)B .(2,+∞)C .(-∞,-1)∪(2,+∞)D .(-∞,-1)2.已知函数f (x )=e x-1,g (x )=-x 2+4x -3.若存在实数a ,b ,使得f (a )=g (b ),则b 的取值范围为( )A .[2-2,2+2]B .(2-2,2+2)C .[1,3]D .(1,3)keys1D 2C. 3D 4A 5B 6B 7.-23. 8.529.log 3210解:由2+xx -1≥0,解得x ≤-2或x >1,于是A =(-∞,-2]∪(1,+∞),⎝⎛⎭⎫122x >2-a -x⇔⎝⎛⎭⎫122x >⎝⎛⎭⎫12a +x⇔2x <a +x ⇔x <a ,所以B =(-∞,a ).因为A ∩B =B ,所以B ⊆A ,所以a ≤-2, 即a 的取值范围是(-∞,-2].11.解:(1)[f (x )]2-[g (x )]2=(e x -e -x )2-(e x +e -x )2=(e 2x-2+e -2x)-(e 2x+2+e -2x)=-4.(2)f (x )f (y )=(e x -e -x )(e y -e -y )=e x +y +e -x -y -e x -y -e -x +y=[ex +y+e-(x +y )]-[ex -y+e-(x -y )]=g (x +y )-g (x -y ),即g (x +y )-g (x -y )=4.①同理,由g (x )g (y )=8,可得g (x +y )+g (x -y )=8.② 由①②解得g (x +y )=6,g (x -y )=2,故g x +yg x -y=3.12.解:∵f (x )是定义域为R 的奇函数,∴f (0)=0,∴k -1=0,∴k =1. 故f (x )=a x-a -x.(1)∵f (1)>0,∴a -1a>0,又a >0且a ≠1,∴a >1,而当a >1时,y =a x 和y =-a -x在R 上均为增函数,∴f (x )在R 上为增函数,原不等式化为:f (x 2+2x )>f (4-x ),∴x 2+2x >4-x ,即x 2+3x -4>0,∴x >1或x <-4,∴不等式的解集为{x |x >1或x <-4}.(2)∵f (1)=32,∴a -1a =32,即2a 2-3a -2=0,∴a =2或a =-12(舍去),∴g (x )=22x+2-2x-4(2x -2-x )=(2x -2-x )2-4(2x -2-x)+2.令t =2x-2-x (x ≥1),则t =h (x )在[1,+∞)上为增函数(由(1)可知),即h (x )≥h (1)=32.∴g (t )=t 2-4t +2=(t -2)2-2,∴当t =2时,g (x )min =-2,此时x =log 2(1+2),故当x =log 2(1+2)时,g (x )有最小值-2.[冲击名校]1.解析:选C 在同一坐标系内分别作出函数y =1x -1和y =2x-a 的图象,则由图知,当a ∈(0,2)时符合要求.2.解析:因为函数f(x)=2x与g(x)=2x的图象相交于点A(1,2),B(2,4),由图可知,[m,n]⊆[1,2],故|m-n|max=2-1=1.答案:1[高频滚动]1.解析:选C 由题意f(1-x)=f(1+x),得f(x)图象的对称轴为x=1,则a=2.易知f(x)在(-∞,1)上单调递增,当x∈[-1,1]时,f(x)>0,故只需f(-1)=b2-b-2>0,解得b>2或b<-1.2.解析:选B 由题易知,函数f(x)的值域是(-1,+∞),要使得f(a)=g(b),必须使得-x2+4x-3>-1,即x2-4x+2<0,解得2-2<x<2+ 2.。