指数函数习题及答案
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课时 4 指数函数一 . 指数与指数幂的运算( 1)根式的观点①假如xna, a R, x R, n 1,且 nN ,那么 x 叫做 a 的 n 次方根. 当 n 是奇数时, a 的 n 次方根用符号 na 表示;当 n 是偶数时,正数 a 的正的 n 次方根用符号na 表示,负的 n 次方根用符号na表示; 0 的 n 次方根是 0;负数 a 没有 n 次方根.②式子 n a 叫做根式,这里 n 叫做根指数, a 叫做被开方数.当n 为奇数时, a 为随意实数;当 n 为偶数时, a.③根式的性质: (na )n a ;当 n 为奇数时, n a n a ;当 n 为偶数时, n a n | a |a (a 0) .a (a 0)( 2)分数指数幂的观点mna m (a①正数的正分数指数幂的意义是:a n 0, m,n N , 且 n 1) .0 的正分数指数幂等于0.②m(1m1 ) m( a正数的负分数指数幂的意义是:a n)n n (0, m, n N , 且 n1) .0 的负分数指aa数幂没存心义. 注意口诀: 底数取倒数,指数取相反数.( 3)分数指数幂的运算性质①a r a s a r s (a 0, r , s R)② (ar) sa rs (a 0, r , s R)③(ab)ra rb r (a0,b 0, rR)二 . 指数函数及其性质( 4)指数函数函数名称指数函数定义函数 ya x (a 0 且 a1) 叫做指数函数a 1a 1yy a xya xy图象y1y1(0,1)(0,1)OxOx定义域 R值域(0,+ ∞)过定点 图象过定点(0,1 ),即当 x=0 时, y=1.奇偶性非奇非偶单一性在 R 上是增函数在 R 上是减函数函数值的 y > 1(x > 0), y=1(x=0), 0< y < 1(x < 0)y > 1(x < 0), y=1(x=0), 0< y < 1(x > 0)变化状况a 变化对在第一象限内, a 越大图象越高,越凑近 y 轴; 在第一象限内, a 越小图象越高,越凑近 y 轴; 图象影响在第二象限内,a 越大图象越低,越凑近x 轴.在第二象限内,a 越小图象越低,越凑近x 轴.三 .例题剖析1.设 a 、 b 知足 0<a<b<1,以下不等式中正确的选项是 ( C)A.a a <a bB.b a <b bC.a a <b aD.b b <a b 分析: A 、B 不切合底数在 (0,1) 之间的单一性 ; C 、 D 指数同样 , 底小值小 . 应选 C. 2.若 0<a<1,则函数 y=a x 与 y=(a-1)x 2 的图象可能是 (D )分析: 当 0<a<1 时 ,y=a x 为减函数 ,a-1<0, 因此 y=(a-1)x2张口向下 , 应选 D.3.设指数函数 f(x)=a x (a>0 且 a ≠ 1),则以下等式中不正确的选项是 ( D )A.f(x+y)=f(x)f(y)f (x)B.f(x-y)=f ( y)C.f(nx)= [ f(x) ] nD.f [ (xy) n ] =[ f(x) ] n [ f(y) ] n (n ∈ N * )分析: 易知 A 、 B 、 C 都正确 .对于 D,f [(xy)n] =a (xy)n , 而[ f(x) ] n ·[f(y) ] n =(a x ) n ·(a y ) n =a nx+ny , 一般状况下 D 不建立 .11 34.设 a= ( 3) 3,b= ( 4)4,c= ( 3) 4,则 a 、b 、 c 的大小关系是 ( B )43 2A.c<a<b3分析: a= ( )B.c<b<aC.b<a<cD.b<c<a1 111(8133( 4)3 ( 4) 4=b, b=(4) 4)4(3) 4 =c.∴ a>b>c.3 332725.设 f(x)=4 x -2x+1,则 f -1 (0)=______1____________. 分析: 令 f -1 (0)=a, 则 f(a)=0 即有 4a -2 · 2a =0.2a · (2 a -2)=0, 而 2a >0,∴ 2a =2 得 a=1.6.函数 y=a x-3 +4(a>0 且 a ≠ 1)的反函数的图象恒过定点 ______(5,3)____________.分析: 因 y=a x 的图象恒过定点 (0,1), 向右平移 3 个单位 , 向上平移 4 个单位获得 y=a x-3 +4 的图象 , 易知恒过定点 (3,5).故其反函数过定点 (5,3).10 x 10 x.证明 f(x) 在 R 上是增函数 .7.已知函数 f(x)=x10 x10x1010x102x1,设 x 1<x 2∈ R,则f(x 1)-f(x2)=10x 1 1010x 1 10x 110x 210 x 2102 x 11 102 x 21 2(102 x 1102 x2).x 110x2 10x2 102 x1 1102 x21(102 x11)(102 x 2 1)∵ y=10 x是增函数 ,∴ 10 2x 1 10 2x 2 <0.而 10 2x 1 +1>0, 102 x 2 +1>0,故当 x <x 时 ,f(x)-f(x )<0,1212即 f(x 1)<f(x 2). 因此 f(x) 是增函数 .8.若定义运算 a b=b, ab,则函数 f(x)=3 x3-x 的值域为 ( A )a, a b,A.(0,1]B. [ 1,+∞ )C.(0,+ ∞ )D.(- ∞ ,+∞ )分析: 当 3x ≥3-x , 即 x ≥ 0 时 ,f(x)=3-x∈(0,1 ] ;x-x, 即 x<0 时 ,f(x)=3x∈ (0,1).3 x , x 0, 当 3<3∴ f(x)=x值域为 (0,1).3x ,0,9.函数 y=a x 与 y=-a -x (a>0,a ≠1) 的图象 ( C )A. 对于 x 轴对称B.对于 y 轴对称C.对于原点对称D.对于直线 y=-x 对称分析: 可利用函数图象的对称性来判断两图象的关系.10.当 x ∈[ -1,1]时 ,函数 f(x)=3 x-2 的值域为 _______[ -5,1 ] ___________.3分析: f(x) 在[ -1,1 ]上单一递加 .11.设有两个命题 :(1)对于 x 的不等式 x 2+2ax+4>0对全部 x ∈ R 恒建立 ;(2) 函数 f(x)=-(5-2a) x是减函数 .若命题 (1)和 (2)中有且仅有一个是真命题 ,则实数 a 的取值范围是 _______(- ∞ ,-2)__________.分析: (1) 为真命题=(2a) 2-16<0-2<a<2. (2)为真命题 5-2a>1 a<2.若 (1) 假 (2) 真 , 则 a ∈ (- ∞ ,-2]. 若 (1) 真 (2) 假, 则 a ∈ (-2,2)∩[ 2,+ ∞]=.故 a 的取值范围为 (- ∞ ,-2).12.求函数 y=4 -x -2-x +1,x ∈[ -3,2]的最大值和最小值 .解: 设 2-x=t, 由 x ∈[ -3,2 ]得 t ∈[ 1,8 ] , 于是 y=t 2-t+1=(t-1)2+3. 当 t= 1时 ,y3 .424有最小值 这时 x=1.当 t=8 时 ,y 有最大值57.这时 x=-3.2413.已知对于 x 的方程 2a2x-2-7a x-1 +3=0 有一个根是 2,求 a 的值和方程其他的根 . 解: ∵ 2 是方程 2a2x-2-9a x-1+4=0 的根 , 将 x=2 代入方程解得 a= 1或 a=4.2(1) 当 a= 1时 , 原方程化为 2· ( 1)2x-2-9(1) x-1 +4=0.①222x-1 2令 y=( 1) , 方程①变成 2y -9y+4=0,2解得 y 1=4,y 2= 1.∴ ( 1) x-1 =42x=-1,2( 1 ) x-1 = 1x=2.22(2) 当 a=4 时 , 原方程化为 2· 42x-2 -9 · 4x-1 +4=0. ②令 t=4 x-1 , 则方程②变成 2t 2-9t+4=0. 解得 t 1=4,t 2= 1.x-12=4x=2,∴44x-1 = 1x=- 1 .22故方程此外两根是当 a= 1时 ,x=-1;1 .2当 a=4 时 ,x=-214.函数 y= (1) 3 4xx 2的单一递加区间是 ( D )3A. [ 1,2]B.[ 2,3]C.(-∞ ,2]D.[ 2,+∞ )分析: 由于 y=3x2-4x+3 , 又 y=3t 单一递加 ,t=x 2-4x+3 在 x ∈[ 2,+ ∞ ) 上递加 , 故所求的递加区间为[ 2,+ ∞ ).15.已知 f(x)=3 x-b (2≤ x ≤ 4,b 为常数 ) 的图象经过点 (2,1), 则 F(x)=f 2(x)-2f(x) 的值域为 ( B )A. [ -1,+∞ )B. [ -1,63)C.[ 0,+∞ )D.(0,63 ]分析: 由 f(2)=1, 得 32-b =1,b=2,f(x)=3 x-2.∴ F (x)= [ f(x)-1 ]2-1=(3 x-2 -1) 2-1. 令 t=3 x-2 ,2 ≤x ≤4.2∴g(t)=(t-1) - 1,t ∈[ 1,9 ].2.1 指数函数练习1.以下各式中建立的一项A . ( n)71n 7 m 7B .12 ( 3)433m3C . 4 x 3y 3( x y) 4D .393321111 1 52.化简 (a 3 b 2 )( 3a 2 b 3 ) ( a 6 b 6 ) 的结果3D . 9a 2 A . 6aB . aC . 9a3.设指数函数 f ( x)a x ( a 0, a1) ,则以下等式中不正确的选项是f (x) A . f(x+y)=f(x) ·f(y)B . f ( x y )f ( y)C . f (nx)[ f ( x)]n (nQ )D . f ( xy) n [ f ( x)] n ·[f ( y)] n1 4.函数 y (x5) 0 ( x 2)2A . { x | x 5, x 2}B . { x | x 2}C . { x | x 5}D . { x | 2 x 5或 x 5}()()()(n N )( )5.若指数函数 y a x 在 [- 1,1]上的最大值与最小值的差是1,则底数 a 等于 ()A .15 B .1 5 C .15D .5 122 226.当 a0 时,函数 y axb 和 yb ax 的图象只可能是()7.函数 f ( x)2 |x| 的值域是()A . (0,1]B . (0,1)C . (0, )D . R8.函数 f ( x)2 x 1, x 0,知足 f ( x)1的 x 的取值范围1x 2 , x()A . ( 1,1)B . ( 1, )C . { x | x 0或 x2}D . { x | x 1或 x1}9.函数 y(1) x 2x2得单一递加区间是2()A .[ 1,1]B . ( , 1]C .[2,)D .[ 1,2]2exe x210.已知 f ( x)()2 ,则以下正确的选项是A .奇函数,在 R 上为增函数B .偶函数,在 R 上为增函数C .奇函数,在 R 上为减函数D .偶函数,在 R 上为减函数11.已知函数 f (x)的定义域是(1, 2),则函数 f (2 x ) 的定义域是.12.当 a >0 且 a ≠1 时,函数 f (x)=a x -2- 3 必过定点.三、解答题:13.求函数 y1的定义域 .x5 x 1114.若 a >0, b > 0,且 a+b=c ,求证: (1) 当r >1时, a r +b r < c r ; (2) 当r < 1时, a r +b r > c r .a x 1 15.已知函数 f ( x)(a >1) .a x1( 1)判断函数 f (x) 的奇偶性;( 2)证明 f (x)在 (-∞, +∞ )上是增函数 .xa16.函数 f(x) = a (a>0 ,且 a ≠1) 在区间 [1,2] 上的最大值比最小值大2,求 a 的值.参照答案一、 DCDDD AADDA二、 11. (0,1);12. (2,- 2) ;三、 13. 解:要使函数存心义一定:x 1 0x 1x0 x 0x 1∴ 定义域为 : x xR 且 x0, x 1a rrrb r此中a1,0b114. 解:ba,c rcccc.r >1 ,a rb ra b 1,r r r当因此+b< c ;时c c c crrrrr当 r < 1 时, aba b1, 因此 a +b >c .ccc c15. 解 :(1)是奇函数 .(2) 设x <x ,则 f (x 1 )ax11 ax21 。
2.1.2 指数函数及其性质知识清单1.指数函数的概念一般地,______________________叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是____.2.指数函数y =a x (a >0,且a ≠1)的图象和性质a >1 0<a<1图象定义域 R 值域 (0,+∞)性 质 过定点过点______,即x =____时,y =____函数值 的变化 当x >0时,______; 当x <0时,________ 当x >0时,________; 当x <0时,________单调性是R 上的________是R 上的________基础练习一、填空题1.下列以x 为自变量的函数中,是指数函数的是______.(填序号)①y =(-4)x ;②y =πx ;③y =-4x ;④y =a x +2(a >0且a ≠1). 2.函数f (x )=(a 2-3a +3)a x 是指数函数,则a 的值为________. 3.函数y =a |x |(a >1)的图象是________.(填序号)4.已知f (x )为R 上的奇函数,当x <0时,f (x )=3x,那么f (2)=________.5.如图是指数函数 ①y =a x ; ②y =b x ; ③y =c x ;④y =d x 的图象,则a 、b 、c 、d 与1的大小关系是________.6.函数y =(12)x -2的图象必过第________象限.7.函数f (x )=a x 的图象经过点(2,4),则f (-3)的值为____.8.若函数y =a x -(b -1)(a >0,a ≠1)的图象不经过第二象限,则a ,b 需满足的条件为________.9.函数y =8-23-x (x ≥0)的值域是________. 二、解答题10.比较下列各组数中两个值的大小:(1)0.2-1.5和0.2-1.7; (2)1314⎛⎫⎪⎝⎭和2314⎛⎫⎪⎝⎭; (3)2-1.5和30.2.11.2000年10月18日,美国某城市的日报以醒目标题刊登了一条消息:“市政委员会今天宣布:本市垃圾的体积达到50 000 m 3”,副标题是:“垃圾的体积每三年增加一倍”.如果把3年作为垃圾体积加倍的周期,请你完成下面关于垃圾的体积V (m 3)与垃圾体积的加倍的周期.(1) (2)根据报纸所述的信息,你估计3年前垃圾的体积是多少? (3)如果n =-2,这时的n ,V 表示什么信息?(4)写出n 与V 的函数关系式,并画出函数图象(横轴取n 轴). (5)曲线可能与横轴相交吗?为什么?12.定义运算a ⊕b =⎩⎪⎨⎪⎧a (a ≤b )b (a >b ),则函数f (x )=1⊕2x 的图象是________.(填序号)13.定义在区间(0,+∞)上的函数f (x )满足对任意的实数x ,y 都有f (x y )=yf (x ). (1)求f (1)的值;(2)若f (12)>0,解不等式f (ax )>0.(其中字母a 为常数).能力提升一、填空题1.设P ={y |y =x 2,x ∈R },Q ={y |y =2x ,x ∈R },则P 、Q 的关系为________. 2.函数y =16-4x 的值域是________.3.函数y =a 在[0,1]上的最大值与最小值的和为3,则函数y =2ax -1在[0,1]上的最大值是________.4.若函数f (x )=3x +3-x 与g (x )=3x -3-x 的定义域均为R ,则下列命题正确的是________.(填序号)①f (x )与g (x )均为偶函数;②f (x )为偶函数,g (x )为奇函数; ③f (x )与g (x )均为奇函数;④f (x )为奇函数,g (x )为偶函数.5.函数y =f (x )的图象与函数g (x )=e x +2的图象关于原点对称,则f (x )的解析式为________. 6.已知a =1335-⎛⎫ ⎪⎝⎭,b =1235-⎛⎫⎪⎝⎭,c =1243-⎛⎫ ⎪⎝⎭,则a ,b ,c 三个数的大小关系是________.7.春天来了,某池塘中的荷花枝繁叶茂,已知每一天新长出荷叶覆盖水面面积是前一天的2倍,若荷叶20天可以完全长满池塘水面,当荷叶刚好覆盖水面面积一半时,荷叶已生长了________天.8.已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,当x >0时,f (x )=1-2-x ,则不等式f (x )<-12的解集是________.9.函数y =2212x x-+⎛⎫ ⎪⎝⎭的单调递增区间是________.二、解答题10.(1)设f (x )=2u ,u =g (x ),g (x )是R 上的单调增函数,试判断f (x )的单调性; (2)求函数y =2212x x --的单调区间.11.函数f (x )=4x -2x +1+3的定义域为[-12,12].(1)设t =2x ,求t 的取值范围; (2)求函数f (x )的值域.12.函数y =2x -x 2的图象大致是________.(填序号)13.已知函数f (x )=2x-12x +1.(1)求f [f (0)+4]的值;(2)求证:f (x )在R 上是增函数;(3)解不等式:0<f (x -2)<1517.知识清单1.函数y =a x (a >0,且a ≠1) R 2.(0,1) 0 1 y >1 0<y <1 0<y <1 y >1 增函数 减函数 基础练习 1.②解析 ①中-4<0,不满足指数函数底数的要求,③中因有负号,也不是指数函数,④中的函数可化为y =a 2·a x ,a x 的系数不是1,故也不是指数函数. 2.2解析 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 2-3a +3=1,a >0且a ≠1,解得a =2. 3.②解析 该函数是偶函数.可先画出x ≥0时,y =a x 的图象,然后沿y 轴翻折过去,便得到x <0时的函数图象.4.-19解析 当x >0时,-x <0,∴f (-x )=3-x ,即-f (x )=(13)x ,∴f (x )=-(13)x .因此有f (2)=-(13)2=-19.5.b <a <1<d <c解析 作直线x =1与四个指数函数图象交点的坐标分别为(1,a )、(1,b )、(1,c )、(1,d ),由图象可知纵坐标的大小关系. 6.二、三、四解析 函数y =(12)x 的图象上所有的点向下平移2个单位,就得到函数y =(12)x -2的图象,所以观察y =(12)x -2的图象可知.7.18解析 由题意a 2=4,∴a =2.f (-3)=2-3=18.8.a >1,b ≥2解析 函数y =a x -(b -1)的图象可以看作由函数y =a x 的图象沿y 轴平移|b -1|个单位得到.若0<a <1,不管y =a x 的图象沿y 轴怎样平移,得到的图象始终经过第二象限;当a >1时,由于y =a x 的图象必过定点(0,1),当y =a x 的图象沿y 轴向下平移1个单位后,得到的图象不经过第二象限.由b -1≥1,得b ≥2.因此,a ,b 必满足条件a >1,b ≥2. 9.[0,8)解析 y =8-23-x =8-23·2-x =8-8·(12)x=8[1-(12)x ].∵x ≥0,∴0<(12)x ≤1,∴-1≤-(12)x <0,从而有0≤1-(12)x <1,因此0≤y <8.10.解 (1)考察函数y =0.2x . 因为0<0.2<1,所以函数y =0.2x 在实数集R 上是单调减函数.又因为-1.5>-1.7,所以0.2-1.5<0.2-1.7.(2)考察函数y =(14)x .因为0<14<1,所以函数y =(14)x 在实数集R 上是单调减函数.又因为13<23,所以1314⎛⎫ ⎪⎝⎭>2314⎛⎫ ⎪⎝⎭1.(3)2-1.5<20,即2-1.5<1;30<30.2,即1<30.2,所以2-1.5<30.2.11.解 (1)由于垃圾的体积每3年增加1倍,24年后即8个周期后,该市垃圾的体积是50 000×28=12 800 000(m 3).(2)根据报纸所述的信息,估计3年前垃圾的体积是50 000×2-1=25 000(m 3).(3)如果n =-2,这时的n 表示6年前,V 表示6年前垃圾的体积. (4)n 与V 的函数关系式是V =50 000×2n ,图象如图所示.(5)因为对任意的整数n,2n >0,所以V =50 000×2n >0,因此曲线不可能与横轴相交. 12.①解析 由题意f (x )=1⊕2x=⎩⎪⎨⎪⎧1, x ≥0;2x , x <0.13.解 (1)令x =1,y =2,可知f (1)=2f (1),故f (1)=0.(2)设0<x 1<x 2,∴存在s ,t 使得x 1=(12)s ,x 2=(12)t ,且s >t ,又f (12)>0,∴f (x 1)-f (x 2)=f [(12)s ]-f [(12)t ]=sf (12)-tf (12)=(s -t )f (12)>0,∴f (x 1)>f (x 2).故f (x )在(0,+∞)上是减函数. 又∵f (ax )>0,x >0,f (1)=0, ∴0<ax <1,当a =0时,x ∈∅,当a >0时,0<x <1a ,当a <0时,1a<x <0,不合题意.故x ∈∅.综上:a ≤0时,x ∈∅;a >0时,不等式解集为{x |0<x <1a}.能力提升 1.Q P解析 因为P ={y |y ≥0},Q ={y |y >0},所以Q P . 2.[0,4)解析 ∵4x >0,∴0≤16-4x <16, ∴16-4x ∈[0,4). 3.3解析 函数y =a x 在[0,1]上是单调的,最大值与最小值都在端点处取到,故有a 0+a 1=3,解得a =2,因此函数y =2ax -1=4x -1在[0,1]上是单调递增函数,当x =1时,y max =3. 4.②解析 f (-x )=3-x +3x =f (x ),g (-x )=3-x -3x =-g (x ).5.f (x )=-e -x -2解析 ∵y =f (x )的图象与g (x )=e x +2的图象关于原点对称,∴f (x )=-g (-x )=-(e -x +2)=-e -x -2. 6.c <a <b解析 ∵y =(35)x 是减函数,-13>-12,∴b >a >1.又0<c <1,∴c <a <b . 7.19解析 假设第一天荷叶覆盖水面面积为1,则荷叶覆盖水面面积y 与生长时间的函数关系为y =2x -1,当x =20时,长满水面,所以生长19天时,荷叶布满水面一半. 8.(-∞,-1)解析 ∵f (x )是定义在R 上的奇函数, ∴f (0)=0.当x <0时,f (x )=-f (-x )=-(1-2x )=2x -1.当x >0时,由1-2-x <-12,(12)x >32,得x ∈∅;当x =0时,f (0)=0<-12不成立;当x <0时,由2x -1<-12,2x <2-1,得x <-1.综上可知x ∈(-∞,-1). 9.[1,+∞)解析 利用复合函数同增异减的判断方法去判断.令u =-x 2+2x ,则y =(12)u 在u ∈R 上为减函数,问题转化为求u =-x 2+2x 的单调递减区间,即为x ∈[1,+∞).10.解 (1)设x 1<x 2,则g (x 1)<g (x 2).又由y =2u 的增减性得()12g x<()22g x ,即f (x 1)<f (x 2), 所以f (x )为R 上的增函数.(2)令u =x 2-2x -1=(x -1)2-2, 则u 在区间[1,+∞)上为增函数.根据(1)可知y =2212x x --在[1,+∞)上为增函数. 同理可得函数y 在(-∞,1]上为单调减函数.即函数y 的增区间为[1,+∞),减区间为(-∞,1].11.解 (1)∵t =2x 在x ∈[-12,12]上单调递增,∴t ∈[22,2].(2)函数可化为:f (x )=g (t )=t 2-2t +3,g (t )在[22,1]上递减,在[1,2]上递增,比较得g (22)<g (2). ∴f (x )min =g (1)=2, f (x )max =g (2)=5-2 2.∴函数的值域为[2,5-22]. 12.①解析 当x →-∞时,2x →0,所以y =2x -x 2→-∞, 所以排除③、④.当x =3时,y =-1,所以排除②.13.(1)解 ∵f (0)=20-120+1=0,∴f [f (0)+4]=f (0+4)=f (4)=24-124+1=1517.(2)证明 设x 1,x 2∈R 且x 1<x 2, 则22x>12x>0,22x-12x>0,∴f (x 2)-f (x 1)=212121212121x x x x ---++ =()()()21212222121x x x x -++>0,即f (x 1)<f (x 2),所以f (x )在R 上是增函数.(3)解 由0<f (x -2)<1517得f (0)<f (x -2)<f (4),又f (x )在R 上是增函数,∴0<x -2<4,即2<x <6,所以不等式的解集是{x |2<x <6}.。
例1 已知函数2()f x x bx c =-+满足(1)(1)f x f x +=-,且(0)3f =,则()x f b 与()x f c 的大小关系是_____.分析:先求b c ,的值再比较大小,要注意x x b c ,的取值是否在同一单调区间内. 解:∵(1)(1)f x f x +=-,∴函数()f x 的对称轴是1x =.故2b =,又(0)3f =,∴3c =.∴函数()f x 在(]1-,∞上递减,在[)1+,∞上递增. 若0x ≥,则321x x ≥≥,∴(3)(2)x x f f ≥;若0x <,则321x x <<,∴(3)(2)x x f f >.综上可得(3)(2)x x f f ≥,即()()x x f c f b ≥. [f(a-x)=f(b+x)的对称轴为啥是x=(a+b)/2? 可设对称轴为x=c,不妨令a-x<c<b+x. 易知a-x 到c 的距离等于b+x 到c 的距离. 于是 c-(a-x)=(b+x)-c, 解得c=(a+b)/2. 即对称轴为x=(a+b)/2.]例2 已知2321(25)(25)x x a a a a -++>++,则x 的取值范围是___________.分析:利用指数函数的单调性求解,注意底数的取值范围.解:∵2225(1)441a a a ++=++>≥,∴函数2(25)x y a a =++在()-+,∞∞上是增函数,∴31x x >-,解得14x >.∴x 的取值范围是14⎛⎫+ ⎪⎝⎭,∞. 评注:利用指数函数的单调性解不等式,需将不等式两边都凑成底数相同的指数式,并判断底数与1的大小,对于含有参数的要注意对参数进行讨论.3.若10x =3,10y =4,则10x-y =例4 求函数y =解:由题意可得2160x --≥,即261x -≤,∴20x -≤,故2x ≤. ∴函数()f x 的定义域是(]2-,∞.令26x t -=,则y =,又∵2x ≤,∴20x -≤. ∴2061x -<≤,即01t <≤.∴011t -<≤,即01y <≤.∴函数的值域是[)01,.评注:利用指数函数的单调性求值域时,要注意定义域对它的影响.5.求下列函数的定义域与值域.(1)y =231-x ; (2)y =4x +2x+1+1.解:(1)∵x-3≠0,∴y =231-x 的定义域为{x |x ∈R 且x ≠3}.又∵31-x ≠0,∴231-x ≠1, ∴y =231-x 的值域为{y |y>0且y ≠1}.(2)y =4x +2x+1+1的定义域为R.∵2x >0,∴y =4x +2x+1+1=(2x )2+2·2x +1=(2x +1)2>1.∴y =4x +2x+1+1的值域为{y |y>1}.6.若函数是奇函数,求 的值. .解:为奇函数, ,即,则 , 7.求函数y =23231+-⎪⎭⎫ ⎝⎛x x 的单调区间. 分析 这是复合函数求单调区间的问题可设y =u ⎪⎭⎫ ⎝⎛31,u =x 2-3x+2,其中y =u⎪⎭⎫ ⎝⎛31为减函数 ∴u =x 2-3x+2的减区间就是原函数的增区间(即减减→增)u =x 2-3x+2的增区间就是原函数的减区间(即减、增→减)解:设y =u⎪⎭⎫ ⎝⎛31,u =x 2-3x+2,y 关于u 递减, 当x ∈(-∞,23)时,u 为减函数, ∴y 关于x 为增函数;当x ∈[23,+∞)时,u 为增函数,y 关于x 为减函数. 8.已知函数f (x )=a -122+x (a ∈R ), (1) 求证:对任何a ∈R ,f (x )为增函数.(2) 若f (x )为奇函数时,求a 的值。
2.函数f (x )=x 2-bx +c 满足f (1+x )=f (1-x )且A .f (b x )≤f (c x) B .f (b x )≥f (c x) lg(a x -2x-5 ≥5 [9,(9,1,,1[1,[1,,1)上的最大值比最小值大,则234x x ---+11.(2011·银川模拟)若函数y =a 2x +2a x-1(a >0且a ≠1)在x ∈[-1,1]上的最大值为14,求a 的值.的值.12.已知函数f (x )=3x ,f (a +2)=18,g (x )=λ·3ax -4x的定义域为[0,1]. (1)求a 的值;的值;(2)若函数g (x )在区间[0,1]上是单调递减函数,求实数λ的取值范围.的取值范围.指数函数答案指数函数答案1.1.解析:由解析:由a ⊗b =îïíïìa a ≤bba >b得f (x )=1⊗2x=îïíïì2xx,1x答案:答案:A A 2. 2. 解析:∵解析:∵f (1(1++x )=f (1(1--x ),∴f (x )的对称轴为直线x =1,由此得b =2. 又f (0)(0)==3,∴c =3.3.∴∴f (x )在(-∞,-∞,1)1)1)上递减,在上递减,在上递减,在(1(1(1,+∞)上递增.,+∞)上递增.,+∞)上递增.若x ≥0,则3x ≥2x ≥1,∴f (3x )≥f (2x).若x <0<0,则,则3x<2x<1<1,∴,∴f (3x)>f (2x). ∴f (3x )≥f (2x ). 答案:答案:A A3.3.解析:由于函数解析:由于函数y =|2x-1|1|在在(-∞,-∞,0)0)0)内单调递减,在内单调递减,在内单调递减,在(0(0(0,+∞)内单调递增,而函数在,+∞)内单调递增,而函数在区间区间((k -1,k +1)1)内不单调,所以有内不单调,所以有k -1<0<k +1,解得-,解得-1<1<k <1. 答案:答案:C C4. 4. 解析:由题意得:解析:由题意得:A =(1,2)(1,2),,a x -2x >1且a >2>2,由,由A ⊆B 知a x -2x>1在(1,2)(1,2)上恒成立,即上恒成立,即a x -2x -1>0在(1,2)(1,2)上恒成立,令上恒成立,令u (x )=a x -2x -1,则u ′(x )=a x ln a -2x ln2>0ln2>0,所以函数,所以函数u (x )在(1,2)(1,2)上单调递增,则上单调递增,则u (x )>u (1)(1)==a -3,即a ≥3.≥3. 答案:答案:B B5. 5. 解析:数列解析:数列解析:数列{{a n }满足a n =f (n )(n ∈N *),则函数f (n )为增函数,为增函数,注意a 8-6>(3>(3--a )×7-)×7-33,所以îïíïìa >13-a >0a8-6-a -3,解得2<a <3.答案:答案:C C6. 6. 解析:解析:f (x )<12⇔x 2-a x <12⇔x 2-12<a x ,考查函数y =a x 与y =x 2-12的图象,的图象,当a >1时,必有a -1≥12,即1<a ≤2,≤2,当0<a <1时,必有a ≥12,即12≤a <1<1,,综上,12≤a <1或1<a ≤2.≤2.答案:答案:C C7. 7. 解析:当解析:当a >1时,y =a x 在[1,2][1,2]上单调递增,故上单调递增,故a 2-a =a 2,得a =32.当0<a <1时,y =ax 在[1,2][1,2]上单调递减,故上单调递减,故a -a 2=a 2,得a =12.故a =12或32.答案:12或328. 8. 解析:分别作出两个函数的图象,通过图象的交点个数来判断参数的取值范围.解析:分别作出两个函数的图象,通过图象的交点个数来判断参数的取值范围.解析:分别作出两个函数的图象,通过图象的交点个数来判断参数的取值范围.曲线曲线||y |=2x+1与直线y =b 的图象如图所示,由图象可得:如果的图象如图所示,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]1,1].. 答案:答案:[[-1,1]9. 9. 解析:如图满足条件的区间解析:如图满足条件的区间解析:如图满足条件的区间[[a ,b ],当a =-=-11,b =0或a =0,b =1时区间长度最小,最小值为1,当a =-=-11,b =1时区间长度最大,最大值为2,故其差为1. 答案:答案:1 110. 10. 解:要使函数有意义,则只需-解:要使函数有意义,则只需-x 2-3x +4≥0,即x 2+3x -4≤0,解得-4≤x ≤1.≤1. ∴函数的定义域为∴函数的定义域为{{x |-4≤x ≤1}.≤1}. 令t =-x 2-3x +4,则t =-x 2-3x +4=-=-((x +32)2+254,∴当-4≤x ≤1时,t max =254,此时x =-32,t min =0,此时x =-=-44或x =1.∴0≤t ≤254.∴0≤-x 2-3x +4≤52.∴函数y =2341()2x x ---+的值域为的值域为[[28,1]1]..+)+(≤-时,≤234()2x x ---+在,-32]-32,-32,,-32][1a,,1a ]=1a,即(1a+=13或-15(或13.。
指数函数习题及答案Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】指数函数习题一、选择题1.定义运算ab=,则函数f(x)=12x的图象大致为( )2.函数f(x)=x2-bx+c满足f(1+x)=f(1-x)且f(0)=3,则f(b x)与f(c x)的大小关系是( )A.f(b x)≤f(c x)B.f(b x)≥f(c x)C.f(b x)>f(c x)D.大小关系随x的不同而不同3.函数y=|2x-1|在区间(k-1,k+1)内不单调,则k的取值范围是( ) A.(-1,+∞)B.(-∞,1)C.(-1,1) D.(0,2)4.设函数f(x)=ln[(x-1)(2-x)]的定义域是A,函数g(x)=lg(-1)的定义域是B,若AB,则正数a的取值范围( )A.a>3 B.a≥3C.a> D.a≥5.已知函数f(x)=若数列{a n}满足a n=f(n)(n∈N*),且{a n}是递增数列,则实数a的取值范围是( )A.[,3) B.(,3)C.(2,3) D.(1,3)6.已知a>0且a≠1,f(x)=x2-a x,当x∈(-1,1)时,均有f(x)<,则实数a 的取值范围是( )A.(0,]∪[2,+∞)B.[,1)∪(1,4]C.[,1)∪(1,2]D.(0,)∪[4,+∞)二、填空题7.函数y=a x(a>0,且a≠1)在[1,2]上的最大值比最小值大,则a的值是________.8.若曲线|y|=2x+1与直线y=b没有公共点,则b的取值范围是________.9.(2011·滨州模拟)定义:区间[x1,x2](x1<x2)的长度为x2-x1.已知函数y=2|x|的定义域为[a,b],值域为[1,2],则区间[a,b]的长度的最大值与最小值的差为________.三、解答题10.求函数y=211.(2011·银川模拟)若函数y=a2x+2a x-1(a>0且a≠1)在x∈[-1,1]上的最大值为14,求a的值.12.已知函数f(x)=3x,f(a+2)=18,g(x)=λ·3ax-4x的定义域为[0,1].(1)求a的值;(2)若函数g(x)在区间[0,1]上是单调递减函数,求实数λ的取值范围.指数函数答案1.解析:由ab=得f(x)=12x=答案:A2.解析:∵f (1+x )=f (1-x ),∴f (x )的对称轴为直线x =1,由此得b =2. 又f (0)=3,∴c =3.∴f (x )在(-∞,1)上递减,在(1,+∞)上递增. 若x ≥0,则3x ≥2x ≥1,∴f (3x )≥f (2x ). 若x <0,则3x <2x <1,∴f (3x )>f (2x ). ∴f (3x )≥f (2x ). 答案:A3.解析:由于函数y =|2x -1|在(-∞,0)内单调递减,在(0,+∞)内单调递增,而函数在区间(k -1,k +1)内不单调,所以有k -1<0<k +1,解得-1<k <1. 答案:C4.解析:由题意得:A =(1,2),a x -2x >1且a >2,由AB 知a x -2x >1在(1,2)上恒成立,即a x -2x -1>0在(1,2)上恒成立,令u (x )=a x -2x -1,则u ′(x )=a x ln a -2x ln2>0,所以函数u (x )在(1,2)上单调递增,则u (x )>u (1)=a -3,即a ≥3. 答案:B5.解析:数列{a n }满足a n =f (n )(n ∈N *),则函数f (n )为增函数, 注意a 8-6>(3-a )×7-3,所以,解得2<a <3. 答案:C6.解析:f (x )<x 2-a x <x 2-<a x ,考查函数y =a x 与y =x 2-的图象, 当a >1时,必有a -1≥,即1<a ≤2, 当0<a <1时,必有a ≥,即≤a <1, 综上,≤a <1或1<a ≤2. 答案:C7.解析:当a >1时,y =a x 在[1,2]上单调递增,故a 2-a =,得a =.当0<a <1时,y =a x 在[1,2]上单调递减,故a -a 2=,得a =.故a =或. 答案:或8.解析:分别作出两个函数的图象,通过图象的交点个数来判断参数的取值范围.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]. 答案:[-1,1]9.解析:如图满足条件的区间[a ,b ],当a =-1,b =0或a =0,b =1时区间长度最小,最小值为1,当a =-1,b =1时区间长度最大,最大值为2,故其差为1. 答案:110.解:要使函数有意义,则只需-x 2-3x +4≥0,即x 2+3x -4≤0,解得-4≤x ≤1.∴函数的定义域为{x |-4≤x ≤1}.令t =-x 2-3x +4,则t =-x 2-3x +4=-(x +)2+,∴当-4≤x ≤1时,t max =,此时x =-,t min =0,此时x =-4或x =1. ∴0≤t ≤.∴0≤≤.∴函数y =2341()2x x --+[,1].由t =-x 2-3x +4=-(x +)2+(-4≤x ≤1)可知,当-4≤x ≤-时,t 是增函数, 当-≤x ≤1时,t 是减函数. 根据复合函数的单调性知:y =1()2[-4,-]上是减函数,在[-,1]上是增函数.∴函数的单调增区间是[-,1],单调减区间是[-4,-].11.解:令a x =t ,∴t >0,则y =t 2+2t -1=(t +1)2-2,其对称轴为t =-1.该二次函数在[-1,+∞)上是增函数.①若a >1,∵x ∈[-1,1],∴t =a x ∈[,a ],故当t =a ,即x =1时,y max =a 2+2a -1=14,解得a =3(a =-5舍去). ②若0<a <1,∵x ∈[-1,1],∴t =a x∈[a ,],故当t =,即x =-1时, y max =(+1)2-2=14. ∴a =或-(舍去). 综上可得a =3或.12.解:法一:(1)由已知得3a +2=183a =2a =log 32. (2)此时g (x )=λ·2x -4x , 设0≤x 1<x 2≤1,因为g (x )在区间[0,1]上是单调减函数,所以g (x 1)-g (x 2)=(2x 1-2x 2)(λ-2x 2-2x 1)>0恒成立,即λ<2x 2+2x 1恒成立.由于2x 2+2x 1>20+20=2,所以实数λ的取值范围是λ≤2. 法二:(1)同法一.(2)此时g (x )=λ·2x -4x ,因为g (x )在区间[0,1]上是单调减函数,所以有g ′(x )=λln2·2x -ln4·4x =ln2[-2·(2x )2+λ·2x ]≤0成立. 设2x =u ∈[1,2],上式成立等价于-2u 2+λu ≤0恒成立. 因为u ∈[1,2],只需λ≤2u 恒成立, 所以实数λ的取值范围是λ≤2.。
指数练习题及答案一、选择题1. 计算下列哪个指数表达式的值等于32:A. \(2^5\)B. \(4^3\)C. \(5^2\)D. \(3^4\)2. 如果 \(a^m = b^n\),且 \(a\) 和 \(b\) 都是正整数,\(m\) 和\(n\) 都是正整数,那么下列哪个选项是正确的?A. \(a = b\)B. \(m = n\)C. \(a = b^{\frac{1}{n}}\)D. 无法确定3. 指数函数 \(y = 2^x\) 的图像在 x 轴上的截距是:A. 0B. 1C. -1D. 没有截距4. 以下哪个表达式是正确的:A. \((a^m)^n = a^{mn}\)B. \((a^m)^n = a^{n^m}\)C. \((a^m)^n = a^{n/m}\)D. \((a^m)^n = a^{m/n}\)5. 如果 \(x\) 和 \(y\) 是正数,且 \(x^2 = y^3\),那么 \(x\)和 \(y\) 的关系是:A. \(x = y\)B. \(x = y^{\frac{3}{2}}\)C. \(x = y^{\frac{2}{3}}\)D. \(x = y^2\)二、填空题6. 计算 \(3^3\) 的结果是______。
7. 如果 \(2^6 = 64\),那么 \(2^{12}\) 等于______。
8. 根据指数法则,\((a \cdot b)^n = a^n \cdot b^n\),那么 \((3 \cdot 5)^2\) 等于______。
9. 如果 \(4^x = 16\),那么 \(x\) 的值是______。
10. 计算 \((\frac{1}{2})^{-2}\) 的结果是______。
三、解答题11. 证明:\((a^m)^n = a^{mn}\)。
12. 给定 \(a = 2\),\(m = 3\),\(n = 4\),计算 \((a^m)^n\)。
指数函数及其性质1.指数函数概念一般地,函数叫做指数函数,其中是自变量,函数的定义域为.且图象过定点,即当.在上是增函数在变化对图在第一象限内,从逆时针方向看图象,看图象,对数函数及其性质1.对数函数定义一般地,函数叫做对数函数,其中是自变量,函数的定义域.且图象过定点,即当时,在上是增函数上是减函数变化对图在第一象限内,从顺时针方向看图象,看图象,指数函数习题一、选择题 1.定义运算a ⊗b =⎩⎪⎨⎪⎧a (a ≤b )b (a >b ),则函数f (x )=1⊗2x的图象大致为( )2A B C D 3A C 4A C 5A C 6A C .[12,1)∪(1,2]D .(0,14)∪[4,+∞)二、填空题7.函数y =a x(a >0,且a ≠1)在[1,2]上的最大值比最小值大a2,则a 的值是________.8.若曲线|y |=2x+1与直线y =b 没有公共点,则b 的取值范围是________.9.(2011·滨州模拟)定义:区间[x 1,x 2](x 1<x 2)的长度为x 2-x 1.已知函数y =2|x |的定义域为[a ,b ],值域为[1,2],则区间[a ,b ]的长度的最大值与最小值的差为________.三、解答题10.求函数y=211.(2011·银川模拟)若函数y=a2x+2a x-1(a>0且a≠1)在x∈[-1,1]上的最大值为14,求a的值.12.已知函数f(x)=3x,f(a+2)=18,g(x)=λ·3ax-4x的定义域为[0,1].(1)求a的值;(2)若函数g(x)在区间[0,1]上是单调递减函数,求实数λ的取值范围.1.解析:由a ⊗b =⎩⎪⎨⎪⎧a (a ≤b )b (a >b )得f (x )=1⊗2x=⎩⎪⎨⎪⎧2x(x ≤0),1 (x >0).答案:A2. 解析:∵f (1+x )=f (1-x ),∴f (x )的对称轴为直线x =1,由此得b =2. 又f (0)=3,∴c =3.∴f (x )在(-∞,1)上递减,在(1,+∞)上递增.若x ≥0,则3x ≥2x ≥1,∴f (3x )≥f (2x).x x x xa x u当0<a <1时,必有a ≥12,即12≤a <1,综上,12≤a <1或1<a ≤2.答案:C7. 解析:当a >1时,y =a x 在[1,2]上单调递增,故a 2-a =a 2,得a =32.当0<a <1时,y =ax在[1,2]上单调递减,故a -a 2=a 2,得a =12.故a =12或32.答案:12或328. 解析:分别作出两个函数的图象,通过图象的交点个数来判断参数的取值范围.xxy ∴函数的单调增区间是[-32,1],单调减区间是[-4,-32].11. 解:令a x=t ,∴t >0,则y =t 2+2t -1=(t +1)2-2,其对称轴为t =-1.该二次函数在[-1,+∞)上是增函数.①若a >1,∵x ∈[-1,1],∴t =a x ∈[1a,a ],故当t =a ,即x =1时,y max =a 2+2a -1=14,解得a =3(a =-5舍去). ②若0<a <1,∵x ∈[-1,1],∴t =a x∈[a ,1a ],故当t =1a,即x =-1时,y max =(1a+1)2-2=14.∴a =13或-15(舍去).综上可得a =3或13.12. 解:法一:(1)由已知得3a +2=18⇒3a=2⇒a =log 32.(2)此时g (x )=λ·2x -4x, 设0≤x 1<x 2≤1,因为g (x )在区间[0,1]上是单调减函数,所以g (x 1)-g (x 2)=(2x 1-2x 2)(λ-2x 2-2x 1)>0恒成立,即λ<2x 2+2x 1恒成立.由于2x 2+2x 1>20+20=2,所以实数λ的取值范围是λ≤2. 法二:(1)同法一.(2)此时g (x )=λ·2x -4x,因为g (x )在区间[0,1]上是单调减函数,所以有g ′(x )=λln2·2x -ln4·4x=ln2[-2·(2x )2+λ·2x ]≤0成立.设2x =u ∈[1,2],上式成立等价于-2u 2+λu ≤0恒成立. 因为u ∈[1,2],只需λ≤2u 恒成立, 所以实数λ的取值范围是λ≤2.对数与对数函数同步练习一、选择题1、已知32a =,那么33log 82log 6-用a 表示是( )A 、2a -B 、52a -C 、23(1)a a -+D 、 23a a -2A 3g A 4A 5 6A 7A 、()2,11,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭B 、()1,11,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C 、2,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭D 、1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭8、函数212log (617)y x x =-+的值域是( )A 、RB 、[)8,+∞C 、(),3-∞-D 、[)3,+∞9、若log 9log 90m n <<,那么,m n 满足的条件是( )A 、 1 m n >>B 、1n m >>C 、01n m <<<D 、01m n <<<10、2log 13a <,则a 的取值范围是( )A 、()20,1,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭B 、2,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C 、2,13⎛⎫ ⎪⎝⎭D 、220,,33⎛⎫⎛⎫+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭11、下列函数中,在()0,2上为增函数的是( )A C A C 18、已知函数222(3)lg 6x f x x -=-,(1)求()f x 的定义域; (2)判断()f x 的奇偶性。
2 62 指数和指数函数一、选择题 1.(3 6 a 9)4( 6 3 a 9)4 等于( )(A )a 16(B )a 8(C )a 4(D )a 22. 若 a>1,b<0,且 a b+a -b=2,则 a b -a -b 的值等于( )(A ) (B ) ± 2(C )-2(D )23. 函数 f (x )=(a 2-1)x在 R 上是减函数,则 a 的取值范围是()(A ) a > 1 (B ) a < 2 (C )a< (D )1< a < 14. 下列函数式中,满足 f(x+1)= f(x)的是() 21 1 (A)(x+1)(B)x+(C)2x(D)2-x245.下列 f(x)=(1+a x )2⋅ a-x 是( )(A )奇函数 (B )偶函数(C )非奇非偶函数(D )既奇且偶函数1 1 11 1 16.已知 a>b,ab ≠ 0 下列不等式(1)a 2>b 2,(2)2a>2b,(3) < ,(4)a 3 >b 3 ,(5)( )a <( )ba b 3 3中恒成立的有( ) (A )1 个(B )2 个 (C )3 个 (D )4 个2 x - 17. 函数 y=是( )2 x+ 1 (A )奇函数(B )偶函数(C )既奇又偶函数(D )非奇非偶函数18. 函数 y=的值域是( )2 x- 1(A )(- ∞,1)(B )(- ∞, 0) ⋃ (0,+ ∞ )(C )(-1,+ ∞ ) (D )(- ∞ ,-1) ⋃ (0,+ ∞ )9. 下列函数中,值域为 R +的是( )1(A )y=5 2-xe x - e - x1(B )y=( )1-x(C )y= 3(D )y= 10. 函数 y= 的反函数是()2(A )奇函数且在 R +上是减函数(B )偶函数且在 R +上是减函数(C )奇函数且在 R +上是增函数 (D )偶函数且在 R +上是增函数11.下列关系中正确的是( )1 2 1 2 1 11 1 12 1 2(A )( ) 3 <( ) 3 <( ) 3(B )( ) 3 <( ) 3 <( ) 32 5 21 2 1 1 1 22 2 51 2 1 2 1 1(C )( ) 3 <( ) 3 <( )3 (D )( ) 3 <( ) 3 <( ) 3 5 2 25 2 22 ( 1 ) x - 1 21 -2 xx 12. 若函数 y=3+2x-1的反函数的图像经过 P 点,则 P 点坐标是()(A )(2,5) (B )(1,3) (C )(5,2) (D )(3,1)13. 函数 f(x)=3x +5,则 f -1(x)的定义域是( ) (A )(0,+ ∞ ) (B )(5,+ ∞ ) (C )(6,+ ∞ ) (D )(- ∞ ,+ ∞ )14. 若方程 a x-x-a=0 有两个根,则 a 的取值范围是( ) (A )(1,+ ∞ ) (B )(0,1) (C )(0,+ ∞ ) (D )15. 已知函数 f(x)=a x+k,它的图像经过点(1,7),又知其反函数的图像经过点(4,0),则函数 f(x)的表达式是( )(A)f(x)=2x +5 (B)f(x)=5x +3 (C)f(x)=3x+4(D)f(x)=4x+316. 已知三个实数 a,b=a a,c=a aa,其中 0.9<a<1,则这三个数之间的大小关系是()(A )a<c<b (B )a<b<c (C )b<a<c (D )c<a<b17.已知 0<a<1,b<-1,则函数 y=a x+b 的图像必定不经过( ) (A)第一象限 (B)第二象限 (C)第三象限 (D)第四象限 二、填空题31.若 a2 <a 2 ,则 a 的取值范围是 。
〖〗指数函数2.1.1指数与指数幂的运算(1)根式的概念 ①若是,,,1nxa a R x R n =∈∈>,且n N +∈,那么x 叫做a 的n 次方根.当n 是奇数时,a 的n当n 是偶数时,正数a 的正的n次方根用符号n次方根用符号0的n 次方根是0;负数a 没有n 次方根.n 叫做根指数,a 叫做被开方数.当n 为奇数时,a 为任意实数;当n 为偶数时,0a ≥.③根式的性质:n a =;当na =;当n 为偶数时,(0)|| (0) a a a a a ≥⎧==⎨-<⎩. (2)分数指数幂的概念①正数的正分数指数幂的意义是:0,,,m naa m n N +=>∈且1)n >.0的正分数指数幂等于0.②正数的负分数指数幂的意义是: 1()0,,,mm nn aa m n N a -+==>∈且1)n >.0的负分数指数幂没成心义. 注意口诀:底数取倒数,指数取相反数.(3)分数指数幂的运算性质①(0,,)rs r s aa a a r s R +⋅=>∈ ②()(0,,)r s rs a a a r s R =>∈ ③()(0,0,)r r r ab a b a b r R =>>∈2.1.2指数函数及其性质(4指数函数练习1.以下各式中成立的一项( )A .7177)(m n mn =B .31243)3(-=-C .43433)(y x y x +=+D .3339=2.化简)31()3)((656131212132b a b a b a ÷-的结果( )A .a 6B .a -C .a 9-D .29a3.设指数函数)1,0()(≠>=a a a x f x ,那么以劣等式中不正确的选项是( )A .f (x +y )=f(x )·f (y )B .)()(y f x f y x f =-)( C .)()]([)(Q n x f nx f n∈=D .)()]([·)]([)(+∈=N n y f x f xy f n n n4.函数210)2()5(--+-=x x y( )A .}2,5|{≠≠x x xB .}2|{>x xC .}5|{>x xD .}552|{><<x x x 或5.假设指数函数xa y =在[-1,1]上的最大值与最小值的差是1,那么底数a 等于 ( )A .251+ B .251+- C .251± D .215± 6.当a ≠0时,函数y ax b =+和y b ax =的图象只可能是 ( )7.函数||2)(x x f -=的值域是( ) A .]1,0(B .)1,0(C .),0(+∞D .R8.函数⎪⎩⎪⎨⎧>≤-=-0,0,12)(21x x x x f x ,知足1)(>x f 的x 的取值范围( )A .)1,1(-B . ),1(+∞-C .}20|{-<>x x x 或D .}11|{-<>x x x 或 9.函数22)21(++-=x x y 得单调递增区间是( ) A .]21,1[-B .]1,(--∞C .),2[+∞D .]2,21[ 10.已知2)(xx e e x f --=,那么以下正确的选项是( )A .奇函数,在R 上为增函数B .偶函数,在R 上为增函数C .奇函数,在R 上为减函数D .偶函数,在R 上为减函数11.已知函数f (x )的概念域是(1,2),那么函数)2(x f 的概念域是 . 12.当a >0且a ≠1时,函数f (x )=a x -2-3必过定点 . 三、解答题: 13.求函数y x x =--1511的概念域.14.若a >0,b >0,且a +b =c ,求证:(1)当r >1时,a r +b r <c r ;(2)当r <1时,a r +b r >c r .15.已知函数11)(+-=x x a a x f (a >1).(1)判定函数f (x )的奇偶性;(2)证明f (x )在(-∞,+∞)上是增函数.16.函数f(x)=a x(a>0,且a ≠1)在区间[1,2]上的最大值比最小值大a 2,求a 的值.指数函数练习参考答案一、DCDDD AAD D A二、11.(0,1); 12.(2,-2); 三、13. 解:要使函数成心义必需:x x x x x -≠-≠⎧⎨⎪⎩⎪⇒≠≠⎧⎨⎩101010∴概念域为:{}x x R x x ∈≠≠且01,14. 解:rrrrr c b c a c b a ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+,其中10,10<<<<cbc a . 当r >1时,1=+<⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛c b c a c b c a rr,因此a r +b r <c r; 当r <1时,1=+>⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛c b c a c b c a rr,因此a r +b r >c r .15.解:(1)是奇函数.(2)设x 1<x 2,则1111)()(221121+--+-=-x x x x a a a a x f x f 。
2024....二、多选题.函数,若对任意实数、,,则下列结论错误的是()(32log f x x x =++a b 0a b +>A .方程有且只有6个不同的解B .方程()()0f g x =解C .方程有且只有5个不同的解D .方程()()0f f x =解的零点个数为 .()4log =-y f x x16.已知函数,若方程有4个不同的实根,,,22log (1),13()1357,322x x f x x x x ⎧-<≤⎪=⎨-+>⎪⎩()34f x =1x 2x 3x 且,则.4x 1234x x x x <<<()341211x x x x ⎛⎫++=⎪⎝⎭答案:1.C【分析】根据函数的单调性,借助中间值比较大小.【详解】因为函数在单调递增,且,所以,即,2log y x =()0,∞+π2>22log π>log 21=1a >因为函数在单调递减,且,所以,即,0.5log y x =()0,∞+π1>0.50.5log π<log 1=00b <因为函数在单调递增,且,所以,即,πxy =(),-∞+∞20-<200<ππ1-<=01c <<所以,a c b >>故选:C 2.A【分析】由提供的数据知,描述西红柿种植成本与上市时间的变化关系函数不可能是单Q t 调函数,故选取二次函数进行描述,将表格所提供的三组数据代入,即得函2Q at bt c =++Q 数解析式,进而求解.【详解】因为随着时间的增加,种植成本先减少后增加,所以函数不单调,所以选取,且开口向上,2Q at bt c =++将表格中的三组数据分别代入,2Q at bt c =++得解得116360060,8410000100,11632400180,a b c a b c a b c =++⎧⎪=++⎨⎪=++⎩0.01,2.4,224,a b c =⎧⎪=-⎨⎪=⎩即,对称轴,开口向上,20.01 2.4224Q t t =-+ 2.412020.01t -=-=⨯在对称轴处即120天时函数取最小值.∴t =西红柿种植成本最低时的上市天数是120天.∴故选:A.3.C【分析】由指数函数的性质分别对和的情况讨论单调性并求值域,从而列方程组01a <<1a >即可得到答案.【详解】函数(且)的值域为,2x y a =-0a >1,11a x ≠-≤≤5,13⎡⎤-⎢⎥⎣⎦又由指数函数的单调性可知,当时,函数在上单调递减,值域是01a <<2xy a =-[]1,1-12,2a a -⎡⎤--⎣⎦所以有,即,解得;110152321a a a -<<⎧⎪⎪-=-⎨⎪-=⎪⎩101133a a a -<<⎧⎪⎪=⎨⎪=⎪⎩13a =当时,函数在上单调递增,值域是1a >2x y a =-[]1,1-12,2a a -⎡⎤--⎣⎦所以有,即 ,解得.11152321a a a ->⎧⎪⎪-=-⎨⎪-=⎪⎩11133a a a ->⎧⎪⎪=⎨⎪=⎪⎩3a =综上所述,或.13a =3a =故选:C.4.B【分析】结合已知条件,利用抽象函数的定义域以及对数、分式的定义域求法求解即可.【详解】因为函数的定义域是,()f x [1,2022]所以对于有:,(1)()lg f x g x x +=1120220lg 0x x x ≤+≤⎧⎪>⎨⎪≠⎩解得:且,02021x <≤1x ≠故函数的定义域是,()()1ln f x g x x+=(01)(1],,2021⋃故选:B .5.A【分析】根据题意,求得,得到,结合零点的存在性定理,3()0,(2)02f f >>3(1)()02f f ⋅<即可求解.【详解】由函数,且,可得,()348f x x x =+-()()10,30f f <>3()70,(2)2602f f =>=>所以,根据零点的存在性定理,3(1)()02f f ⋅<可得方程的近似解落在区间为.3480x x +-=31,2⎛⎫⎪⎝⎭故选:A.6.C【分析】根据给定条件,可得函数在R 上单调递增,再利用分段函数及对数函数单调性()f x 列出不等式求解即得.【详解】函数的定义域为R ,(2)1,1()log ,1a a x x f x x x --≤⎧=⎨>⎩由对任意,都有,得函数在R 上单调递增,12x x ≠1212()()f x f x x x ->-()f x 于是,解得,20130a a a ->⎧⎪>⎨⎪-≤⎩23a <≤所以实数的取值范围为.a (]2,3故选:C 7.B【分析】利用对数的换底公式和运算法则即可得解.【详解】,,,230x y k ==>Q 23log ,log x k y k ==∴11log 2,log 3k k x y ∴==,,则.12log 2log 3log 61k k k x y ∴=+=+=∴26k =6k =故选:B.8.A【分析】由函数的定义域排除C ,由函数的奇偶性排除D ,由特殊的函数值排除B ,结合奇偶性和单调性判断A.【详解】由得,则函数的定义域为,排除选项C ;30x ->33x -<<()ln 3y x =-()3,3-又,所以为偶函数,则图象关于y 轴对称,排除选项D ;()()ln 3ln 3x x --=-()ln 3y x =-当时,,排除选项B ,52x =1ln 02y =<因为为偶函数,且当时,函数单调递减,()ln 3y x =-30x >>()()ln 3ln 3y x x =-=-选项A 中图象符合.故选:A 9.ACD【分析】分析函数的奇偶性与单调性,由已知可得出,结合函数的奇偶性()f x a b >-()f x与单调性可得出合适的选项.【详解】令,对任意的,,即,()()22log 1g x x x =++x ∈R 21x x x+>≥-210x x ++>所以,函数的定义域为,()g x R 则.()()()()2222221log 1log 1log1g x x x x x g x x x⎛⎫-=+--=+-==- ⎪⎝⎭++所以,函数是定义域为的奇函数,()g x R 因为函数、为上的增函数,1u x =221u x =+[)0,∞+所以,内层函数在上为增函数,21u x x =++[)0,∞+外层函数在上为增函数,2log y u =()0,∞+所以,函数在上为增函数,()()22log 1g x x x =++[)0,∞+由于函数是定义域为的奇函数,则该函数在上为增函数,()g x R (],0-∞所以,函数在上单调递增,()()22log 1g x x x =++R 因为的定义域为,则,()f x R ()()()()()33f x x g x x g x f x -=-+-=--=-所以,函数为奇函数,()f x 又因为函数为上的增函数,所以,函数在上单调递增.3y x =R ()f x R 因为,所以,则,即,A 错B 对,0a b +>a b >-()()()f a f b f b >-=-()()0f a f b +>又、的大小不确定,故CD 错.a b 故选:ACD.方法点睛:函数的三个性质:单调性、奇偶性和周期性,在高考中一般不会单独命题,而是常将它们综合在一起考查,其中单调性与奇偶性结合、周期性与抽象函数相结合,并结合奇偶性求函数值,多以选择题、填空题的形式呈现,且主要有以下几种命题角度;(1)函数的单调性与奇偶性相结合,注意函数的单调性及奇偶性的定义,以及奇、偶函数图象的对称性.(2)周期性与奇偶性相结合,此类问题多考查求值问题,常利用奇偶性及周期性进行交换,将所求函数值的自变量转化到已知解析式的函数定义域内求解;(3)周期性、奇偶性与单调性相结合,解决此类问题通常先利用周期性转化自变量所在的区间,然后利用奇偶性和单调性求解.10.ABC【分析】根据题意,由函数的定义,只需满足集合中的每一个元素在集合中都有唯一一P Q 个元素与之对应即可,再结合选项逐一分析,即可得到结果.【详解】选项A ,,集合中的每一个元素在集合中都有唯一一个元素与之1:2f x y x→=P Q 对应,故A 正确;选项B ,,集合中的每一个元素在集合中都有唯一一个元素与之对应,故13:f x y x →=P Q B 正确;选项C ,,集合中的每一个元素在集合中都有唯一一个元素与之对应,1:2xf x y ⎛⎫→= ⎪⎝⎭P Q 故C 正确;选项D ,,集合中的1,在集合中没有元素与之对应,故D 错误;:ln f x y x →=P Q 故选:ABC 11.ABD【分析】根据奇偶性的定义即可判断A,根据基本函数的单调性即可判断BC ,根据反函数的性质即可判断D.【详解】对于A ,定义域为,关于原点对称,又由于()f x R ()()e e e e ,,22x x x xf x f x --++=-=,所以为偶函数,A 正确,()()=f x f x -()f x 对于B ,,由于函数在单调递增,所以在()e 121e 1e 1x x x f x -==-++e 1xy =+x ∈R 1e 1x y =+单调递减,因此在单调递增,B 正确,x ∈R ()21e 1xf x =-+x ∈R 对于C ,由于函数为定义域上的偶函数,当时,在区间上单调递lg y x=0x >lg y x =()0,∞+增,故C 错误,对于D ,由于函数与互为反函数,所以两者图象关于,D 正13xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭133log log y x x ==-y x =确,故选:ABD 12.ACD【分析】令,结合图象可得有3个不同的解,,,不妨设,()t x g =()0f t =1t 2t 3t 123t t t <<则可知,,,令,结合图象可得有2个不同的解121t -<<-2t =312t <<()m f x =()0g m =,,不妨设,则可知,,再数形结合求出复合函数的解的1m 2m 12m m <121m -<<-201m <<个数.【详解】A 选项,令,结合图象可得有3个不同的解,,,()t x g =()0f t =1t 2t 3t 不妨设,则可知,,,123t t t <<121t -<<-20t =312t <<由图可知有2个不同的解,有2个不同的解,有2个不同的解,()1g x t =()2g x t =()3g x t =即有6个不同的解,A 正确;()()0f g x =B 选项,令,结合图象可得有2个不同的解,,()m f x =()0g m =1m 2m 不妨设,则可知,,12m m <121m -<<-201m <<由图可知有1个解,有3个不同的解,()1f x m =()2f x m =即有4个不同的解,B 错误;()()0g f x =C 选项,令,结合图象可得有3个不同的解,,()m f x =()0f m =1m 2m 3m 且,,,121m -<<-20m =312m <<由图可知有1个解,有3个不同的解,有1个解,()1f x m =()2f x m =()3f x m =即有5个不同的解,C 正确;()()0f f x =D 选项,令,结合图象可得有两个不同的解,()t x g =()0g t =1t2t 不妨设,则可知,,12t t <121t -<<-201t <<由图可知有2个不同的解,有2个不同的解,()1g x t =()2g x t =即有4个不同的解,D 正确.()()0g g x =故选:ACD .13.193【分析】利用位数的定义,结合对数运算法则即可得解.k故答案为.14。
指数函数习题及答案
一.选择题
1.若函数f (x )=()x
a 1-在R 上是减函数,那么实数a 的取值范围是( )
A .a >1 且1≠a
B .1<a <2
C .a >1且2≠a
D .a >0
2.已知0>a ,41
=--a a ,则22-+a a 的值是( )
A .14
B .16
C .18
D .20
3.一套邮票现价值a 元,每过一年都将增值00b ,则10年后其价值为( ) A .()00110b a + B .()00101b a +
C .()
[
]10
001b a + D .()100
1b
a +
4.设f (x )=x
)2
1(,x ∈R ,那么f (x )是( ) A .偶函数且在(0,+∞)上是减函数
B .偶函数且在(0,+∞)上是增函数
C .奇函数且在(0,+∞)上是减函数
D .奇函数且在(0,+∞)上是增函数 5.函数y =-2
-x
的图象一定过哪些象限( )
A .一、二象限
B .二、三象限
C .三、四象限
D .一、四象限 6.函数y =a x 在[0,1]上的最大值与最小值和为3,则函数y =1
23-⋅x a 在[0,1]上的最大值是( )
A .3
B .1
C .6
D .
2
3 7.下列函数中值域为(0,+∞)的是( ) A .y =x
15
B .y =x )3
1( C .y =12
+-x
D .y =12-x
8.若-1<x <0,则不等式中成立的是( )
A .5-
x <5x <0.5x B .0.5x <5-
x <5x C .5x <5-
x <0.5x
D .5x <0.5x <5-
x
9.当a ≠0时,函数y a x b
=+和y b ax
=的图象只可能是( )
10.设指数函数)1,0()(≠>=a a a x f x
,则下列等式中不正确的是( )
A .)()()(y f x f y x f ⋅=+
B .)
()
(y f x f y x f =-)
( C .)()]([)(Q n x f nx f n
∈= D .)()]([·
)]([)(+∈=N n y f x f xy f n
n
n
二.填空题
11.已知函数f (x )=2
1)
3
1
(x -,其定义域是________________.
12.函数f (x )=a x -
1+3的图象一定过定点P ,则P 点的坐标是____________.
13.函数1
21+⎪
⎭
⎫
⎝⎛=x y ,[]1,2-∈x 的值域是_____________.
14.函数y =x
-3的图象与函数________________的图象关于y 轴对称. 三.解答题(共6小题,共80分) 15.(本小题12分)
(1)计算:3
1
2
2726141-⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪
⎭
⎫
⎝⎛- (2)化简:243
3221---÷⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛⋅a b b a
16.(12分)(1) 解不等式145
-+<x x a a
(a>0且a ≠1)
(2)函数⎪⎩⎪
⎨⎧>≤-=-0
,0
,12)(21x x x x f x ,求满足1)(>x f 的x 的取值范围
17.(14分) 求函数2
23
3x x y -++=的单调区间和最值(单调区间请加以证明).
18.(1)已知m x f x +-=
1
32
)(是奇函数,求常数m 的值; (2)画出函数|13|-=x
y 的图象,并利用图象回答:k 为何值时,方程k x
=-|13|无解?有一解?有两解?
19.(14分)已知函数4()42
x
x f x =+ (1)试求()(1)f a f a +-的值.
(2)求1232007(
)()()()2008200820082008
f f f f +++⋅⋅⋅+的值. 20.(14分)已知函数1
1
)(+-=x x a a x f (a >1).
(1)判断函数f (x )的奇偶性; (2)求f (x )的值域;
(3)证明f (x )在(-∞,+∞)上是增函数.
<指数函数>参考答案
1—10 BCDAC CBDAD
9.[-1,1] 10.(1,4) 11.27 12.[4
1
,2] 13.x y 3= 14.14
15.1>a 时,x>2;10<<a 时,x<2. 16.1-a
17.解:单调增区间:(,1]-∞;单调减区间:[1,)+∞;值域:(,81]-∞。
17.当x ≤0时,112
>--x
,得1-<x . 当x>0时,12
1>x 得1>x .
18.解: (1)常数1=m
(2)
当0<k 时,直线k y =与函数|13|-=x
y 的图象无交点,即方
程无解;
当0=k 或1≥k 时, 直线k y =与函数
|13|-=x
y 的图象有唯一的交点,所以方程有一解; 当10<<k 时, 直线k y =与函数|13|-=x
y 的图象有两个不同交点,所以方程有两解。
19.解:(1)a=1(;2)略;(3)略
20.解: (1)是奇函数.
(2)值域为(-1,1). 11)(+-=x x a a x f 1
21121+-=+-+=x x x a a a ,再求之. (3)设x 1<x 2,则1111)()(2
21
121+--+-=-x x x x a a a a x f x f =)
1)(1()
1)(1()1)(1(212121++-+-+-x x x x x x a a a a a a =(
)
(
)(
)
1
1221
2
1++-x x x x a a a a ∵a >1,x 1<x 2,∴a 1x <a 2x
. 又∵a 1x
+1>0,a 2x
+1>0, ∴f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2). 函数f(x)在(-∞,+∞)上是增函数.。