必修一指数与指数函数总结汇编
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高中数学必修1知识点总结—指数及指数函数1、 根式na (一般的,如果n x a =,那么x 叫做a 的n 次方根,其中*1,n n N >∈且.)35325325n n n ⎧=⎪⎨-=-⎪⎩正数的次方根是正数如当是奇数时,负数的次方根是负数如20,n a n an ⎧>±⎪⎨⎪⎩正数的次方根有个,且互为相反数如:则次方根为当是偶数时,负数没有偶次方根0的任何次方根都是0,记作0n2、nna的讨论 n nn a a =当是奇数时,;,0,0n n a a n a a a a ≥⎧==⎨-≤⎩当是偶数时, (2)分数指数幂的概念)分数指数幂的概念①正数的正分数指数幂的意义是:(0,,,mnmna a a 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:11()()(0,,,m mmnnnaa m n N a a-+==>∈且1)n >.0的负分数指数幂没有意义.义. 注意口诀:底数取倒数,指数取相反数.底数取倒数,指数取相反数. (3)分数指数幂的运算性质)分数指数幂的运算性质①(0,,)rsr saa aa r s R +⋅=>∈ ②()(0,,)r s rsa a a r s R =>∈③()(0,0,)rr rab a b a b r R =>>∈一、 指数计算公式:()Q s r a ∈>,,0_____=⋅s r a a ________=sraa _____)(=s r a ______)(=r ab )1,,0_______(>∈>=*n N n m a anm,________=n na 练习 计算下列各式的值:计算下列各式的值:(1))4()3)((636131212132b a b a b a ÷- (2)()322175.003129721687064.0+⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛---(3)421033)21(25.0)21()4(--⨯+-- (4)33)3(625π-+-2.已知31=+-x x ,则=+-22x x 已知23=a,513=b,则=-ba 23=____________. 3. 若21025x x =,则10x x-等于_________________【2.1.2】指数函数及其性质(4)指数函数)指数函数函数名称函数名称指数函数指数函数定义定义函数(0x y a a =>且1)a ≠叫做指数函数叫做指数函数图象图象1a >01a <<定义域定义域 R 值域值域(0,)+∞过定点过定点 图象过定点(0,1),即当0x=时,1y =.奇偶性奇偶性 非奇非偶非奇非偶单调性单调性在R 上是增函数上是增函数在R 上是减函数上是减函数函数值的函数值的 变化情况变化情况1(0)1(0)1(0)x x x a x a x a x >>==<< 1(0)1(0)1(0)x x x a x a x a x <>==>< a 变化对变化对 图象的影响图象的影响 在第一象限内,a 越大图象越高;在第二象限内,a 越大图象越低.越大图象越低.题型1、求函数经过的点 1、2)(f 1-=+x a x )10(≠>a a 且过定点______________2、函数y=4+a x -1的图象恒过定点P 的坐标是________________3.已知指数函数图像经过点)3,1(-p ,则=)3(f题型2、 图像问题1.下列说法中:下列说法中:①任取x ∈R 都有3x >2x ; ②当a >1时,任取x ∈R 都有a x >a -x ;③函数y =(3)-x 是增函数;④函数y =2|x |的最小值为1 ;⑤在同一坐标系中,y =2x 与y =2-x 的图象对称于y 轴。
全国通用2023高中数学必修一第四章指数函数与对数函数基础知识点归纳总结单选题1、定义在R 上的奇函数f(x)在(−∞,0]上单调递增,且f(−2)=−2,则不等式f(lgx)−f (lg 1x )>4的解集为( )A .(0,1100)B .(1100,+∞)C .(0,100)D .(100,+∞) 答案:D分析:利用函数为奇函数,将不等式转化为f(lgx)>f (2),再利用函数的单调性求解.因为函数f(x)为奇函数,所以f(−x)=−f (x ),又f(−2)=−2,f(2)=2,所以不等式f(lgx)−f (lg 1x )>4,可化为2f(lgx)>4=2f (2),即f(lgx)>f (2),又因为f(x)在(−∞,0]上单调递增,所以f(x)在R 上单调递增,所以lgx >2,解得x >100.故选:D.2、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 .第四象限答案:A解析:根据指数函数的图象结合图象的平移可得正确的选项.因为0<a <1,故y =a x 的图象经过第一象限和第二象限,且当x 越来越大时,图象与x 轴无限接近.因为b <−1,故y =a x 的图象向下平移超过一个单位,故y =a x +b 的图象不过第一象限.故选:A .3、果农采摘水果,采摘下来的水果会慢慢失去新鲜度.已知某种水果失去新鲜度h 与其采摘后时间t (天)满足的函数关系式为ℎ=m ⋅a t .若采摘后10天,这种水果失去的新鲜度为10%,采摘后20天,这种水果失去的新鲜度为20%.那么采摘下来的这种水果在多长时间后失去50%新鲜度(已知lg2≈0.3,结果取整数)( )A .23天B .33天C .43天D .50天答案:B分析:根据题设条件先求出m 、a ,从而得到ℎ=120⋅2110t ,据此可求失去50%新鲜度对应的时间. {10%=m ⋅a 1020%=m ⋅a 20⇒{a 10=2,m =120,故a =2110,故ℎ=120⋅2110t , 令ℎ=12,∴2t 10=10,∴t 10lg2=1,故t =100.3≈33,故选:B.4、已知函数f(x)=9+x 2x ,g(x)=log 2x +a ,若存在x 1∈[3,4],对任意x 2∈[4,8],使得f(x 1)≥g(x 2),则实数a 的取值范围是( )A .(−∞,134]B .(134,+∞)C .(0,134)D .(1,4)答案:A分析:将问题化为在对应定义域内f(x 1)max ≥g(x 2)max ,结合对勾函数和对数函数性质求它们的最值,即可求参数范围.由题意知:f(x)在[3,4]上的最大值大于或等于g(x)在[4,8]上的最大值即可.当x ∈[3,4]时,f(x)=9x +x ,由对勾函数的性质得:f(x)在[3,4]上单调递增,故f(x)max =f(4)=94+4=254.当x ∈[4,8]时,g(x)=log 2x +a 单调递增,则g(x)max =g(8)=log 28+a =3+a ,所以254≥3+a ,可得a ≤134.故选:A5、已知函f (x )=log 2(√1+4x 2+2x)+3,且f (m )=−5,则f (−m )=( )A .−1B .−5C .11D .13答案:C分析:令g (x )=log 2(√1+4x 2+2x),则f (x )=g (x )+3,则先判断函数g (−x )+g (x )=0,进而可得f (−x )+f (x )=6,即f (m )+f (−m )=6,结合已知条件即可求f (−m )的值.令g (x )=log 2(√1+4x 2+2x),则f (x )=g (x )+3,因为g (x )+g (−x )=log 2(√1+4x 2+2x)+log 2(√1+4x 2−2x)=log 2(1+4x 2−4x 2)=0,所以f (−x )+f (x )=g (−x )+3+g (x )+3=6,则f (m )+f (−m )=6,又因为f (m )=−5,则f (−m )=11,故选:C.6、设函数f (x )=ln |2x +1|﹣ln |2x ﹣1|,则f (x )( )A .是偶函数,且在 (12,+∞)单调递增B .是奇函数,且在 (−12,12)单调递增C .是偶函数,且在(−∞,−12)单调递增D .是奇函数,且在 (−∞,−12)单调递增答案:B分析:先求出f (x )的定义域结合奇偶函数的定义判断f (x )的奇偶性,设t =|2x+12x−1|,则y =ln t ,由复合函数的单调性判断f (x )的单调性,即可求出答案.解:由{2x +1≠02x −1≠0 ,得x ≠±12. 又f (﹣x )=ln |﹣2x +1|﹣ln |﹣2x ﹣1|=﹣(ln |2x +1|﹣ln |2x ﹣1|)=﹣f (x ),∴f (x )为奇函数,由f (x )=ln |2x +1|﹣ln |2x ﹣1|=ln |2x+12x−1|, ∵2x+12x−1=1+22x−1=1+1x−12.可得内层函数t =|2x+12x−1|的图象如图,在(﹣∞,−12),(12,+∞)上单调递减,在(−12,12)上单调递增, 又对数式y =lnt 是定义域内的增函数,由复合函数的单调性可得,f (x )在(−12,12)上单调递增,在(﹣∞,−12),(12,+∞)上单调递减.故选:B .7、已知y 1=(13)x,y 2=3x ,y 3=10−x ,y 4=10x ,则在同一平面直角坐标系内,它们的图象大致为()A .B .C .D .答案:A分析:根据指数函数的单调性及图像特征进行比较,即可判断.y 2=3x 与y 4=10x 是增函数,y 1=(13)x与y 3=10−x =(110)x 是减函数,在第一象限内作直线x =1,该直线与四条曲线交点的纵坐标的大小对应各底数的大小,易知:选A .故选:A8、化简√a 3b 2√ab 23(a 14b 12)4⋅√b a 3 (a >0,b >0)的结果是( )A .b aB .a bC .a 2bD .b 2a 答案:B分析:直接利用根式与分数指数幕的互化及其化简运算,求解即可.√a 3b 2√ab 23(a 14b 12)4⋅√a 3=a 32b⋅a 16b 13(a 14b 12)4⋅a −13⋅b 13 =a 32+16−1+13b 1+13−2−13=ab −1=a b 故选:B 9、函数f (x )=√3−x +log 13(x +1)的定义域是( ) A .[−1,3)B .(−1,3)C .(−1,3]D .[−1,3]答案:C分析:由题可得{3−x ≥0x +1>0,即得. 由题意得{3−x ≥0x +1>0, 解得−1<x ≤3,即函数的定义域是(−1,3].故选:C.10、若函数y =(m 2−m −1)⋅m x 是指数函数,则m 等于( )A .−1或2B .−1C .2D .12答案:C分析:根据题意可得出关于实数m 的等式与不等式,即可解得实数m 的值.由题意可得{m 2−m −1=1m >0m ≠1,解得m =2. 故选:C.填空题11、方程lg (x 2−x −2)=lg (6−x −x 2)的解为 __________ .答案:x =−2分析:由题意知lg (x 2−x −2)=lg (6−x −x 2),可求出x 的值,再结合真数大于零进行检验,从而可求出最终的解.由lg (x 2−x −2)=lg (6−x −x 2),得x 2−x −2=6−x −x 2,所以x =±2,又因为x 2−x −2>0且6−x −x 2>0,所以x =−2;所以答案是:x =−2.12、已知函数f (x )的定义域是[-1,1],则函数f (log 2x )的定义域为____.答案:[12,2]分析:根据给定条件列出使函数f (log 2x )有意义的不等式组,再求出其解集即可.因函数f (x )的定义域是[-1,1],则在f (log 2x )中,必有−1≤log 2x ≤1,解不等式可得:{12≤x ≤2x >0,即12≤x ≤2, 所以函数f (log 2x )的定义域为[12,2].所以答案是:[12,2]13、函数f(x)=4+log a (x −1)(a >0且a ≠1)的图象恒过定点_________答案:(2,4)分析:令对数的真数为1,即可求出定点的横坐标,再代入求值即可;解:因为函数f(x)=4+log a(x−1)(a>0且a≠1),令x−1=1,解得x=2,所以f(2)=4+log a1=4,即函数f(x)恒过点(2,4);所以答案是:(2,4)解答题14、对于函数f(x),若其定义域内存在实数x满足f(−x)=−f(x),则称f(x)为“伪奇函数”.(1)已知函数f(x)=x−2x+1,试问f(x)是否为“伪奇函数”?说明理由;(2)若幂函数g(x)=(n−1)x3−n(n∈R)使得f(x)=2g(x)+m为定义在[−1,1]上的“伪奇函数”,试求实数m的取值范围;(3)是否存在实数m,使得f(x)=4x−m⋅2x+1+m2−3是定义在R上的“伪奇函数”,若存在,试求实数m的取值范围;若不存在,请说明理由.答案:(1)不是;(2)[−54,−1];(3)[1−√3,2√2].分析:(1)先假设f(x)为“伪奇函数”,然后推出矛盾即可说明;(2)先根据幂函数确定出g(x)的解析式,然后将问题转化为“2m=−(2x+2−x)在[−1,1]上有解”,根据指数函数的值域以及对勾函数的单调性求解出m的取值范围;(3)将问题转化为“2m2−6=−(4x+4−x)+2m(2x+2−x)在R上有解”,通过换元法结合二次函数的零点分布求解出m的取值范围.(1)假设f(x)为“伪奇函数”,∴存在x满足f(−x)=−f(x),∴−x−2−x+1=−x−2x+1有解,化为x2+2=0,无解,∴f(x)不是“伪奇函数”;(2)∵g(x)=(n−1)x3−n(n∈R)为幂函数,∴n=2,∴g(x)=x,∴f(x)=2x+m,∵f(x)=2x+m为定义在[−1,1]的“伪奇函数”,∴2−x+m=−2x−m在[−1,1]上有解,∴2m=−(2x+2−x)在[−1,1]上有解,令2x=t∈[12,2],∴2m=−(t+1t)在t∈[12,2]上有解,又对勾函数y=t+1t 在[12,1)上单调递减,在(1,2]上单调递增,且t=12时,y=52,t=2时,y=52,∴y min=1+1=2,y max=52,∴y=t+1t的值域为[2,52],∴2m∈[−52,−2],∴m∈[−54,−1];(3)设存在m满足,即f(−x)=−f(x)在R上有解,∴4−x−m⋅2−x+1+m2−3=−(4x−m⋅2x+1+m2−3)在R上有解,∴2m2−6=−(4x+4−x)+2m(2x+2−x)在R上有解,令2x+2−x=t∈[2,+∞),取等号时x=0,∴2m2−6=−(t2−2)+2mt在[2,+∞)上有解,∴t2−2mt+2m2−8=0在[2,+∞)上有解(*),∵Δ=4m2−4(2m2−8)≥0,解得m∈[−2√2,2√2],记ℎ(t)=t2−2mt+2m2−8,且对称轴t=m,当m∈[−2√2,2]时,ℎ(t)在[2,+∞)上递增,若(*)有解,则ℎ(2)=22−2mt+2m2−8≤0,∴m∈[1−√3,2],当m∈(2,2√2]时,ℎ(t)在[2,m)上递减,在(m,+∞)上递增,若(*)有解,则ℎ(m)=m2−2m2+2m2−8=m2−8≤0,即m2−8≤0,此式恒成立,∴m∈(2,2√2],综上可知,m∈[1−√3,2√2].小提示:关键点点睛:解答本题(2)(3)问题的关键在于转化思想的运用,通过理解“伪奇函数”的定义,将问题转化为方程有解的问题,利用换元的思想简化运算并完成计算.15、吉祥物“冰墩墩”在北京2022年冬奥会强势出圈,并衍生出很多不同品类的吉祥物手办.某企业承接了“冰墩墩”玩具手办的生产,已知生产此玩具手办的固定成本为200万元.每生产x万盒,需投入成本ℎ(x)万元,当产量小于或等于50万盒时ℎ(x)=180x+100;当产量大于50万盒时ℎ(x)=x2+60x+3500,若每盒玩具手办售价200元,通过市场分析,该企业生产的玩具手办可以全部销售完(利润=售价-成本,成本=固定成本+生产中投入成本)(1)求“冰墩墩”玩具手办销售利润y(万元)关于产量x(万盒)的函数关系式;(2)当产量为多少万盒时,该企业在生产中所获利润最大?答案:(1)y={20x−300,0≤x≤50−x2+140x−3700,x>50,x∈N(2)70万盒分析:(1)根据题意分0≤x≤50和x>50两种情况求解即可;(2)根据分段函数中一次与二次函数的最值求解即可.(1)当产量小于或等于50万盒时,y=200x−200−180x−100=20x−300,当产量大于50万盒时,y=200x−200−x2−60x−3500=−x2+140x−3700,故销售利润y(万元)关于产量x(万盒)的函数关系式为y={20x−300,0≤x≤50−x2+140x−3700,x>50,x∈N (2)当0≤x≤50时,y≤20×50−300=700;当x>50时,y=−x2+140x−3700,当x=1402=70时,y=−x2+140x−3700取到最大值,为1200.因为700<1200,所以当产量为70万盒时,该企业所获利润最大.。
高中数学必修一第四章指数函数与对数函数知识点总结全面整理单选题1、若函数f(x)=ln(ax+√x2+1)是奇函数,则a的值为()A.1B.-1C.±1D.0答案:C分析:根据函数奇函数的概念可得ln(−ax+√x2+1)+ln(ax+√x2+1)=0,进而结合对数的运算即可求出结果.因为f(x)=ln(ax+√x2+1)是奇函数,所以f(-x)+f(x)=0.即ln(−ax+√x2+1)+ln(ax+√x2+1)=0恒成立,所以ln[(1−a2)x2+1]=0,即(1−a2)x2=0恒成立,所以1−a2=0,即a=±1.当a=1时,f(x)=ln(x+√x2+1),定义域为R,且f(−x)+f(x)=0,故符合题意;当a=−1时,f(x)=ln(−x+√x2+1),定义域为R,且f(−x)+f(x)=0,故符合题意;故选:C.2、声强级L1(单位:dB)与声强I的函数关系式为:L1=10lg(I10−12).若普通列车的声强级是95dB,高速列车的声强级为45dB,则普通列车的声强是高速列车声强的()A.106倍B.105倍C.104倍D.103倍答案:B分析:设普通列车的声强为I1,高速列车的声强为I2,由声强级得95=10lg(I110−12),45=10lg(I210−12),求出I1、I2相除可得答案.设普通列车的声强为I1,高速列车的声强为I2,因为普通列车的声强级是95dB,高速列车的声强级为45dB,所以95=10lg(I110−12),45=10lg(I210−12),95=10lg(I110−12)=10(lgI1+12),解得−2.5=lgI1,所以I1=10−2.5,45=10lg(I210−12)=10(lgI2+12),解得−7.5=lgI2,所以I2=10−7.5,两式相除得I 1I 2=10−2.510−7.5=105,则普通列车的声强是高速列车声强的105倍. 故选:B.3、设a =log 2π,b =log 6π,则( ) A .a −b <0<ab B .ab <0<a −b C .0<ab <a −b D .0<a −b <ab 答案:D分析:根据对数函数的性质可得a −b >0,ab >0, 1b−1a <1,由此可判断得选项.解:因为a =log 2π>log 22=1,0=log 61<b =log 6π<log 66=1,所以a >1,0<b <1,所以a −b >0,ab >0,故排除A 、B 选项; 又1b −1a =a−b ab=log π6−log π2=log π3<log ππ<1,且ab >0,所以0<a −b <ab ,故选:D.4、如图所示,函数y =|2x −2|的图像是( )A .B .C .D .答案:B分析:将原函数变形为分段函数,根据x =1及x ≠1时的函数值即可得解. ∵y =|2x−2|={2x −2,x ≥12−2x ,x <1,∴x =1时,y =0,x ≠1时,y >0.5、已知a=log20.6,b=log20.8,c=log21.2,则()A.c>b>a B.c>a>bC.b>c>a D.a>b>c答案:A分析:由对数函数得单调性即可得出结果.∵y=log2x在定义域上单调递增,∴log20.6<log20.8<log21.2,即c>b>a.故选:A.6、若n<m<0,则√m2+2mn+n2−√m2−2mn+n2等于()A.2m B.2n C.−2m D.−2n答案:C分析:根据根式的计算公式,结合参数范围,即可求得结果.原式=|m+n|−|m−n|,∵n<m<0,∴m+n<0,m−n>0,∴原式=−(m+n)−(m−n)=−2m.故选:C小提示:本题考查根式的化简求值,属简单题,注意参数范围即可.7、已知a=ln1,b=30.3,c=1og54,则a,b,c的大小关系是()3A.a<b<c B.b<a<c C.a<c<b D.c<a<b答案:C解析:分别将a,b,c与0,1比较大小,从而得到a,b,c的大小关系.<ln1=0,b=30.3>30=1,0=log51<c=1og54<log55=1,所以可知b>c>a 因为a=ln13故选:C8、方程log2x=log4(2x+3)的解为()C.3D.−1或3答案:C分析:根据对数运算性质化为同底的对数方程,结合对数真数大于零可求得结果.∵log2x=log4(2x+3)=12log2(2x+3)=log2√2x+3,∴{x>02x+3>0x=√2x+3,解得:x=3.故选:C.多选题9、甲乙两人同时各接受了600个零件的加工任务,甲比乙每分钟加工的数量多,两人同时开始加工,加工过程中甲因故障停止一会后又继续按原速加工,直到他们完成任务.如图表示甲比乙多加工的零件数量y(个)与加工时间x(分)之间的函数关系,A点横坐标为12,B点坐标为(20,0),C点横坐标为128.则下面说法中正确的是()A.甲每分钟加工的零件数量是5个B.在60分钟时,甲比乙多加工了120个零件C.D点的横坐标是200D.y的最大值是216答案:ACD分析:甲每分钟加工的数量是600120=5,所以选项A正确;在60分钟时,甲比乙多加工了(60-20)×2=80个零件,所以选项B错误;设D的坐标为(t,0),由题得△AOB∽△CBD,则有1220=128−20t−20,解可得t=200,所以选项C正确;当x=128时,y=216,所以y的最大值是216.所以选项D正确. 根据题意,甲一共加工的时间为(12−0)+(128−20)=120分钟,一共加工了600个零件,则甲每分钟加工的数量是600120=5,所以选项A 正确,设D 的坐标为(t,0),在区间(128,t)和(12,20 )上,都是乙在加工,则直线AB 和CD 的斜率相等, 则有∠ABO =∠CDB ,在区间(20,128)和(0,12)上,甲乙同时加工,同理可得∠AOB =∠CBD , 则△AOB ∽△CBD , 则有1220=128−20t−20,解可得t =200;即点D 的坐标是(200,0),所以选项C 正确; 由题得乙每分钟加工的零件数为600200=3个,所以甲每分钟比乙多加工5-3=2个,在60分钟时,甲比乙多加工了(60-20)×2=80个零件,所以选项B 错误; 当x =128时,y =(128−20)×2=216,所以y 的最大值是216.所以选项D 正确. 故选:ACD10、(多选题)下列各式既符合分数指数幂的定义,值又相等的是( ) A .(-1)13和(−1)26B .343和13-43C .212和414D .4−32和(12)−3答案:BC分析:根据分数指数幂的定义以及运算法则逐个验证与化简,即可判断选择.A 不符合题意,(-1)13和(−1)26不符合分数指数幂的定义,但(-1)13=√-13=-1,(-1)26=√(-1)26=1; B 符合题意,13-43=343.C 符合题意,414=√224=212;D 不符合题意,4−32和(12)−3均符合分数指数幂的定义,但4-32=1432=18,(12)−3 =23=8.故选:BC小提示:本题考查分数指数幂的定义以及运算法则,考查基本分析判断与化简能力,属基础题.11、已知a+a−1=3,则下列选项中正确的有()A.a2+a−2=7B.a3+a−3=16C.a12+a−12=±√5D.a32+a−32=2√5答案:AD分析:由a+1a =3(a>0),可得:a2+a−2=(a+1a)2−2;a3+a−3=(a+a−1)(a2+a−2−1);(a12+a−12)2=a+a−1+2;a√aa√a=(a+a−1)(a12+a−12)−(a12+a−12),即可判断出正误.解:∵a+1a=3,∴a2+a−2=(a+1a)2−2=32−2=7,因此A正确;a3+a−3=(a+a−1)(a2+a−2−1)=3×(7−1)=18,因此B不正确;∵(a12+a−12)2=a+a−1+2=3+2=5,a>0,解得a12+a−12=√5,因此C不正确;∵a√aa√a=(a+a−1)(a12+a−12)−(a12+a−12)=3√5−√5=2√5,因此D正确.故选:AD.填空题12、已知函数f(x)=ln(√1+x2−x)−1,若f(2x−1)+f(4−x2)+2>0,则实数x的取值范围为______. 答案:x<−1或x>3分析:令g(x)=f(x)+1=ln(√x2+1−x),分析出函数g(x)为R上的减函数且为奇函数,将所求不等式变形为g(x2−4)<g(2x−1),可得出关于x的不等式,解之即可.令g(x)=f(x)+1=ln(√x2+1−x),对任意的x∈R,√x2+1−x>|x|−x≥0,故函数g(x)的定义域为R,因为g(x)+g(−x)=ln(√x2+1−x)+ln(√x2+1+x)=ln(x2+1−x2)=0,则g(−x)=−g(x),所以,函数g(x)为奇函数,当x≤0时,令u=√1+x2−x,由于函数u1=√1+x2和u2=−x在(−∞,0]上均为减函数,故函数u=√1+x2−x在(−∞,0]上也为减函数,因为函数y=lnu在(0,+∞)上为增函数,故函数g(x)在(−∞,0]上为减函数,所以,函数g(x)在[0,+∞)上也为减函数,因为函数g(x)在R上连续,则g(x)在R上为减函数,由f(2x−1)+f(4−x2)+2>0可得g(2x−1)+g(4−x2)>0,即g(x2−4)<g(2x−1),所以,x2−4>2x−1,即x2−2x−3>0,解得x<−1或x>3.所以答案是:x<−1或x>3.13、若函数f(x)={2x+2,x≤1,log2(x−1),x>1在(−∞,a]上的最大值为4,则a的取值范围为________.答案:[1,17]分析:根据函数解析式画出函数图象,再根据指数函数、对数函数的性质判断函数的单调性,再求出f(x)= 4时x的值,即可得解.解:因为f(x)={2x+2,x≤1,log2(x−1),x>1,当x∈(−∞,1]时,易知f(x)=2x+2在(−∞,1]上单调递增,当x∈(1,+∞)时,f(x)=log2(x−1)在(1,+∞)上单调递增.作出f(x)的大致图象,如图所示.由图可知,f(1)=4,f(17)=log2(17−1)=4,因为f(x)在(−∞,a]上的最大值为4,所以a的取值范围为[1,17].所以答案是:[1,17]14、函数f(x)=4+log a(x−1)(a>0且a≠1)的图象恒过定点_________ 答案:(2,4)分析:令对数的真数为1,即可求出定点的横坐标,再代入求值即可;解:因为函数f(x)=4+log a(x−1)(a>0且a≠1),令x−1=1,解得x=2,所以f(2)=4+log a1=4,即函数f(x)恒过点(2,4);所以答案是:(2,4)解答题15、已知函数f(x)=ln(x+a)(a∈R)的图象过点(1,0),g(x)=x2−2e f(x).(1)求函数f(x)的解析式;(2)若函数y=f(x)+ln(2x−k)在区间(1,2)上有零点,求整数k的值;(3)设m>0,若对于任意x∈[1m,m],都有g(x)<−ln(m−1),求m的取值范围.答案:(1)f(x)=lnx;(2)k的取值为2或3;(3)(1,2).解析:(1)根据题意,得到ln(1+a)=0,求得a的值,即可求解;(2)由(1)可得y=ln(2x2−kx),得到2x2−kx−1=0,设ℎ(x)=2x2−kx−1,根据题意转化为函数y=ℎ(x)在(1,2)上有零点,列出不等式组,即可求解;(3)求得g(x)的最大值g(m),得出g(x)max<−ln(m−1),得到m2−2m<−ln(m−1),设ℎ(m)=m2−2m+ln(m−1)(m>1),结合ℎ(m)单调性和最值,即可求解.(1)函数f(x)=ln(x+a)(a∈R)的图像过点(1,0),所以ln(1+a)=0,解得a=0,所以函数f(x)的解析式为f(x)=lnx.(2)由(1)可知y=lnx+ln(2x−k)=ln(2x2−kx),x∈(1,2),令ln(2x2−kx)=0,得2x2−kx−1=0,设ℎ(x)=2x2−kx−1,则函数y=f(x)+ln(2x−k)在区间(1,2)上有零点,等价于函数y=ℎ(x)在(1,2)上有零点,所以{ℎ(1)=1−k<0ℎ(2)=7−2k>0,解得1<k<72,因为k∈Z,所以k的取值为2或3.(3)因为m>0且m>1m ,所以m>1且0<1m<1,因为g(x)=x2−2e f(x)=x2−2x=(x−1)2−1,所以g(x)的最大值可能是g(m)或g(1m),因为g(m)−g(1m )=m2−2m−(1m2−2m)=m2−1m2−(2m−2m)=(m−1m )(m+1m−2)=(m−1m)⋅(m−1)2m>0所以g(x)max=g(m)=m2−2m,只需g(x)max<−ln(m−1),即m2−2m<−ln(m−1),设ℎ(m)=m2−2m+ln(m−1)(m>1),ℎ(m)在(1,+∞)上单调递增,又ℎ(2)=0,∴m2−2m+ln(m−1)<0,即ℎ(m)<ℎ(2),所以1<m<2,所以m的取值范围是(1,2).小提示:已知函数的零点个数求解参数的取值范围问题的常用方法:1 、分离参数法:一般命题的情境为给出区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为从f(x)中分离出参数,构造新的函数,求得新函数的最值,根据题设条件构建关于参数的不等式,从而确定参数的取值范围;2 、分类讨论法:一般命题的情境为没有固定的区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为结合函数的单调性,先确定参数分类的标准,在每个小区间内研究函数零点的个数是否符合题意,将满足题意的参数的各校范围并在一起,即为所求的范围.。
指数函数(一)指数与指数幂的运算1.根式的概念:一般地,如果x a ,那么x 叫做a 的n 次方根,其中n >1,且n ∈N .负数没有偶次方根;0的任何次方根都是0,记作n 00。
当n 是奇数时,n a n a ,当n 是偶数时,n a n |a |2.分数指数幂正数的分数指数幂的意义,规定:n *a (a 0)a (a 0)am nna m (a 0,m ,n N *,n 1)m na1ar m n1na m(a 0,m ,n N *,n 1)0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义3.实数指数幂的运算性质(1)a ·a a r r s(a 0,r,s R );r srs (a )a (2)(a 0,r,s R );rr s(ab)a a (3)(a0,r,s R ).x (二)指数函数及其性质1、指数函数的概念:一般地,函数y a (a 0,且a 1)叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域为R.注意:指数函数的底数的取值范围,底数不能是负数、零和1.2、指数函数的图象和性质a>10<a<111定义域 R 值域y>0在R 上单调递减非奇非偶函数函数图象都过定点(0,1)定义域 R 值域y>0在R 上单调递增非奇非偶函数函数图象都过定点(0,1)注意:利用函数的单调性,结合图象还可以看出:(1)在[a,b]上,f(x)a (a 0且a 1)值域是[f(a),f(b)]或[f(b),f(a)](2)若x 0,则f(x)1;f(x)取遍所有正数当且仅当x R ;(3)对于指数函数f(x)a (a0且a 1),总有f(1)a ;指数函数·例题解析x x【例1】求下列函数的定义域与值域:(1)y =312-x(2)y =2x +2-1(3)y =3-3x -1解(1)定义域为x∈R 且x≠2.值域y>0且y≠1.(2)由2x+2-1≥0,得定义域{x|x≥-2},值域为y≥0.(3)由3-3x-1≥0,得定义域是{x|x≤2},∵0≤3-3x-1<3,∴值域是0≤y <3.(1)y =2练习:【例2】指数函数y=a x ,y=b x ,y=c x ,y=d x 的图像如图2.6-2所示,则a、b、c、d、1之间的大小关系是 [ ]A.a<b<1<c<d B.a<b<1<d<c C. b<a<1<d<c D.c<d<1<a<b解选(c),在x 轴上任取一点(x,0),则得b<a<1<d<c.练习:指数函数①( ).②满足不等式,则它们的图象是1x -4|x |;(2)y =();(3)y =4+223x x +1+1;【例3】比较大小:(1)2、32、54、88、916的大小关系是:(2)0.6-4513-2()2.(3)4.54.1________3.73.61213253849解(1)∵2=2,32=2,54=2,88=2,916=2,函数y=2x,2>1,该函数在(-∞,+∞)上是增函数,13241又<<<<,∴32<88<54<916<2.3859213-2解 (2)∵0.6>1,1>(),2413--∴0.65>()2.2-45解(3)借助数4.53.6打桥,利用指数函数的单调性,4.54.1>4.53.6,作函数y1=4.5x,y2=3.7x的图像如图2.6-3,取x=3.6,得4.53.6>3.73.6∴ 4.54.1>3.73.6.说明如何比较两个幂的大小:若不同底先化为同底的幂,再利用指数函数的单调性进行比较,如例2中的(1).若是两个不同底且指数也不同的幂比较大小时,有两个技巧,其一借助1作桥梁,如例2中的(2).其二构造一个新的幂作桥梁,这个新的幂具有与4.54.1同底与3.73.6同指数的特点,即为4.53.6(或3.74.1),如例2中的(3).练习:(1)1.72.5与 1.7( 2 )0.83-0.1与0.8-0.2( 3 ) 1.70.3与0.93.1(4)3.52.1和2.72.0【例4】比较大小n-1a n与n a n+1(a>0且a≠1,n>1).n-1解a nn+1n a=a1n(n-1)当0<a<1,∵n>1,1>0,n(n-1)<1,∴n-1a n<n a n+11当a>1时,∵n>1,>0,n(n-1)∴a∴a1n(n-1)1n(n-1)>1,n-1a n>n a n+1【例5】作出下列函数的图像:1(1)y=()x+12(2)y=2x-2,(3)y=2|x-1|(4)y=|1-3x|11解 (1)y=()x+1的图像(如图2.6-4),过点(0,)及(-1,1).221x是把函数y=()的图像向左平移1个单位得到的.2解(2)y=2x-2的图像(如图2.6-5)是把函数y=2x的图像向下平移2个单位得到的.解(3)利用翻折变换,先作y=2|x|的图像,再把y=2|x|的图像向右平移1个单位,就得y=2|x-1|的图像(如图2.6-6).解(4)作函数y=3x的图像关于x轴的对称图像得y=-3x的图像,再把y=-3x 的图像向上平移1个单位,保留其在x 轴及x 轴上方部分不变,把x 轴下方的图像以x 轴为对称轴翻折到x 轴上方而得到.(如图2.6-7)a x -1【例8】已知f(x)=x (a >1)(1)判断f(x)的奇偶性; (2)求f(x)的值域;(3)a +1证明f(x)在区间(-∞,+∞)上是增函数.解(1)定义域是R .a -x -1a x -1f(-x)=-x =-x =-f(x),a +1a +1∴函数f(x)为奇函数.a x -1-1-y y +1(2)函数y =x ,∵y ≠1,∴有a x ==>0⇒-1<y <1,y -11-y a +1即f(x)的值域为(-1,1).(3)设任意取两个值x 1、x 2∈(-∞,+∞)且x 1<x 2.f(x 1)-f(x 2)a x l -1a x 2-12(a x l -a x 2)=x +1-x +1=x ,∵a >1,x 1<x 2,a x 1<a x 2,(a x 1+1)x a l a 2(a l +1)(a 2+1)(a x 2+1)>0,∴f(x 1)<f(x 2),故f(x)在R 上为增函数.单元测试题一、选择题:(本题共12小题,每小题5分,共60分)11111--⎫⎛-⎫⎛-⎫⎛-⎫⎛⎫⎛1、化简 1+232⎪1+216⎪1+28⎪1+24⎪1+22⎪,结果是()⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝1-⎫1⎛A、 1-232⎪2⎝⎭-1111---⎛⎫⎛⎫1B、 1-232⎪ C、1-232 D、 1-232⎪2⎝⎝⎭⎭-1⎛36a 9⎫⎛63a 9⎫等于()2、 ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭A、a 1644B、a 8C、a 4D、a 23、若a >1,b <0,且a +a A、6b -b =22,则a b -a -b 的值等于()B、±2C、-2D、24、函数f (x )=a -1在R 上是减函数,则a 的取值范围是()A、a >1B、a <2C、a <5、下列函数式中,满足f (x +1)=A、(2)x2 D、1<a <21f (x )的是( )211(x +1) B、x + C、2x D、2-x24x 2-x 6、下列f (x )=(1+a )a 是()A、奇函数B、偶函数C、非奇非偶函数D、既奇且偶函数111137、已知a >b ,ab ≠0,下列不等式(1)a >b ;(2)2>2;(3)<;(4)a >b 3;a b22a b ⎛1⎫⎛1⎫(5) ⎪< ⎪中恒成立的有()⎝3⎭⎝3⎭A、1个B、2个C、3个D、4个a b2x -18、函数y =x 是()2+1A、奇函数B、偶函数C、既奇又偶函数D、非奇非偶函数9、函数y =1的值域是()2x -1A、(-∞,1)B、(-∞,0)(0,+∞) C、(-1,+∞) D、(-∞,-1)(0,+∞)x 10、已知0<a <1,b <-1,则函数y =a +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11、F (x )= 1+⎛⎝2⎫⎪⋅f (x )(x ≠0)是偶函数,且f (x )不恒等于零,则f (x )( )x 2-1⎭A、是奇函数B、可能是奇函数,也可能是偶函数C、是偶函数D、不是奇函数,也不是偶函数12、一批设备价值a 万元,由于使用磨损,每年比上一年价值降低b %,则n 年后这批设备的价值为()A、na (1-b %) B、a (1-nb %) C、a [1-(b %)] D、a (1-b %)二、填空题:(本题共4小题,每小题4分,共16分,请把答案填写在答题纸上)x -y =。
(名师选题)部编版高中数学必修一第四章指数函数与对数函数基础知识点归纳总结单选题1、已知函数f(x)={log 12x,x >0,a ⋅(13)x ,x ≤0,若关于x 的方程f[f(x)]=0有且只有一个实数根,则实数a 的取值范围是( )A .(−∞,0)∪(0,1)B .(−∞,0)∪(1,+∞)C .(−∞,0)D .(0,1)∪(1,+∞)答案:B分析:利用换元法设t =f (x ),则等价为f (t )=0有且只有一个实数根,分a <0,a =0,a >0 三种情况进行讨论,结合函数的图象,求出a 的取值范围.令f(x)=t ,则方程f[f(x)]=0等价于f(t)=0,当a =0时,此时当x ≤0时,f (x )=a ⋅(13)x =0,此时函数有无数个零点,不符合题意;当a ≠0,则f(x)=a ⋅(13)x≠0,所以由f(t)=log 12t =0,得t =1, 则关于x 的方程f[f(x)]=0有且只有一个实数根等价于关于x 的方程f(x)=1有且只有一个实数根,作出f(x)的图象如图:当a <0时,由图象可知直线y =1与y =f(x)的图象只有一个交点,恒满足条件;当a >0时,要使直线y =1与y =f(x)的图象只有一个交点,则只需要当x ≤0时,直线y =1与f(x)=a ⋅(13)x 的图象没有交点, 因为x ≤0 时,f (x )=a ⋅(13)x ∈[a,+∞),此时f (x ) 最小值为a , 所以a >1,综上所述,实数a 的取值范围是(−∞,0)∪(1,+∞),故选:B.2、设f(x)=log 2(1x+a +1)是奇函数,若函数g(x)图象与函数f(x)图象关于直线y =x 对称,则g(x)的值域为( )A .(−∞,−12)∪(12,+∞)B .(−12,12)C .(−∞,−2)∪(2,+∞)D .(−2,2)答案:A分析:先求出f(x)的定义域,然后利用奇函数的性质求出a 的值,从而得到f(x)的定义域,然后利用反函数的定义,即可求出g(x)的值域.因为f(x)=log 2(1x+a +1), 所以1x+a +1=1+x+a x+a>0可得x <−a −1或x >−a , 所以f(x)的定义域为{x|x <−a −1或x >−a},因为f(x)是奇函数,定义域关于原点对称,所以−a −1=a ,解得a =−12,所以f(x)的定义域为(−∞,−12)∪(12,+∞), 因为函数g(x)图象与函数f(x)图象关于直线y =x 对称,所以g(x)与f(x)互为反函数,故g(x)的值域即为f(x)的定义域(−∞,−12)∪(12,+∞).故选:A .3、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 .第四象限答案:A解析:根据指数函数的图象结合图象的平移可得正确的选项.因为0<a <1,故y =a x 的图象经过第一象限和第二象限,且当x 越来越大时,图象与x 轴无限接近.因为b <−1,故y =a x 的图象向下平移超过一个单位,故y =a x +b 的图象不过第一象限.故选:A .4、果农采摘水果,采摘下来的水果会慢慢失去新鲜度.已知某种水果失去新鲜度h 与其采摘后时间t (天)满足的函数关系式为ℎ=m ⋅a t .若采摘后10天,这种水果失去的新鲜度为10%,采摘后20天,这种水果失去的新鲜度为20%.那么采摘下来的这种水果在多长时间后失去50%新鲜度(已知lg2≈0.3,结果取整数)( )A .23天B .33天C .43天D .50天答案:B分析:根据题设条件先求出m 、a ,从而得到ℎ=120⋅2110t ,据此可求失去50%新鲜度对应的时间.{10%=m ⋅a 1020%=m ⋅a 20⇒{a 10=2,m =120 ,故a =2110,故ℎ=120⋅2110t , 令ℎ=12,∴2t 10=10,∴t 10lg2=1,故t =100.3≈33,故选:B.5、已知函数f(x)=9+x 2x ,g(x)=log 2x +a ,若存在x 1∈[3,4],对任意x 2∈[4,8],使得f(x 1)≥g(x 2),则实数a 的取值范围是( )A .(−∞,134]B .(134,+∞)C .(0,134)D .(1,4) 答案:A分析:将问题化为在对应定义域内f(x 1)max ≥g(x 2)max ,结合对勾函数和对数函数性质求它们的最值,即可求参数范围.由题意知:f(x)在[3,4]上的最大值大于或等于g(x)在[4,8]上的最大值即可.当x ∈[3,4]时,f(x)=9x +x ,由对勾函数的性质得:f(x)在[3,4]上单调递增,故f(x)max =f(4)=94+4=254.当x ∈[4,8]时,g(x)=log 2x +a 单调递增,则g(x)max =g(8)=log 28+a =3+a ,所以254≥3+a ,可得a ≤134.故选:A6、计算:2lg √5−lg 4−12=( )A .10B .1C .2D .lg 5答案:B分析:应用对数的运算性质求值即可.2lg √5−lg 4−12=lg(√5)2+lg √4=lg5+lg2=lg10=1.故选:B7、设函数f (x )=ln |2x +1|﹣ln |2x ﹣1|,则f (x )( )A .是偶函数,且在 (12,+∞)单调递增B .是奇函数,且在 (−12,12)单调递增 C .是偶函数,且在(−∞,−12)单调递增D .是奇函数,且在 (−∞,−12)单调递增答案:B分析:先求出f (x )的定义域结合奇偶函数的定义判断f (x )的奇偶性,设t =|2x+12x−1|,则y =ln t ,由复合函数的单调性判断f (x )的单调性,即可求出答案.解:由{2x +1≠02x −1≠0 ,得x ≠±12. 又f (﹣x )=ln |﹣2x +1|﹣ln |﹣2x ﹣1|=﹣(ln |2x +1|﹣ln |2x ﹣1|)=﹣f (x ),∴f (x )为奇函数,由f (x )=ln |2x +1|﹣ln |2x ﹣1|=ln |2x+12x−1|,∵2x+12x−1=1+22x−1=1+1x−12.可得内层函数t =|2x+12x−1|的图象如图,在(﹣∞,−12),(12,+∞)上单调递减,在(−12,12)上单调递增,又对数式y =lnt 是定义域内的增函数,由复合函数的单调性可得,f (x )在(−12,12)上单调递增,在(﹣∞,−12),(12,+∞)上单调递减.故选:B .8、已知y 1=(13)x,y 2=3x ,y 3=10−x ,y 4=10x ,则在同一平面直角坐标系内,它们的图象大致为()A .B .C .D .答案:A分析:根据指数函数的单调性及图像特征进行比较,即可判断.y 2=3x 与y 4=10x 是增函数,y 1=(13)x 与y 3=10−x =(110)x是减函数,在第一象限内作直线x =1,该直线与四条曲线交点的纵坐标的大小对应各底数的大小,易知:选A .故选:A多选题9、已知函数f (x )=lnx +ln (2−x ),则( )A .f (x )在(0,2)单调递增B .f (x )在(0,1)单调递增,在(1,2)单调递减C .y =f (x )的图象关于直线x =1对称D .y =f (x )的图象关于点(1,0)对称答案:BC分析:由题可得函数的定义域,化简函数f (x )=lnx (2−x )=ln (−x 2+2x ),分析函数的单调性和对称性,从而判断选项.函数的定义域满足{x >02−x >0,即0<x <2, 即函数的定义域是{x |0<x <2 },∵f (x )=lnx (2−x )=ln (−x 2+2x ),设t =−x 2+2x =−(x −1)2+1,则函数在(0,1)单调递增,在(1,2)单调递减,又函数y =lnt 单调递增,由复合函数单调性可知函数f (x )在(0,1)单调递增,在(1,2)单调递减,故A 错误,B 正确;因为f (1+x )=ln (1+x )+ln (1−x ),f (1−x )=ln (1−x )+ln (1+x ),所以f (1−x )=f (1+x ),即函数y =f (x )图象关于直线x =1对称,故C 正确;又f (12)=ln 12+ln (2−12)=ln 34,f (32)=ln 32+ln (2−32)=ln 34, 所以f (12)=f (32)=ln 34,所以D 错误.故选:BC .10、已知函数f (x )={|lnx |,x >0−x 2+1,x ≤0,若存在a <b <c ,使得f (a )=f (b )=f (c )成立,则( ) A .bc =1B .b +c =1C .a +b +c >1D .abc <−1答案:AC分析:采用数形结合可知−1<a ≤0,1e ≤b <1,1<c ≤e ,然后简单计算可知b +c >1,bc =1,a +b +c >1,故可知结果.如图:可知−1<a ≤0,1e ≤b <1,1<c ≤e ,则b +c >c >1, 且−lnb =lnc ,所以lnb +lnc =lnbc =0,即bc =1.因为bc =1,所以abc =a ∈(−1,0],a +b +c =a +1c +c >a +2>1. 故选:AC.11、(多选)某食品的保鲜时间t (单位:小时)与储藏温度x (单位:℃)满足函数关系t ={64,x ≤0,2kx+6,x >0,且该食品在4 ℃的保鲜时间是16小时.已知甲在某日上午10时购买了该食品,并将其遗放在室外,且此日的室外温度随时刻的变化如图所示,则下列结论中正确的是()A.该食品在6 ℃的保鲜时间是8小时B.当x∈[-6,6]时,该食品的保鲜时间t随着x的增大而逐渐减少C.到了此日13时,甲所购买的食品还在保鲜时间内D.到了此日14时,甲所购买的食品已然过了保鲜时间答案:AD即可写出解析式,再结合各选项的描述及函数图象判断正误即可.分析:由题设可得k=−12由题设,可得24k+6=16,解得k=−1,2∴t={64,x≤0,26−x2,x>0∴x=6,则t=23=8,A正确;x∈[−6,0]时,保鲜时间恒为64小时,x∈(0,6]时,保鲜时间t随x增大而减小,B错误;此日11时,温度超过11度,其保鲜时间不超过2小时,故到13时甲所购食品不在保鲜时间内,C错误;由上分析知:此日14时,甲所购食品已过保鲜时间,D正确.故选:AD.填空题),则指数函数的解析式为___.12、若指数函数的图像经过点(2,14)x答案:f(x)=(12分析:设指数函数的解析式为f(x)=a x(a>0且a≠1),代入(2,1)计算即可得解.4解:设指数函数的解析式为f(x)=a x(a>0且a≠1),∴a2=1,4解得a=1,2∴f(x)=(1)x.2所以答案是:f(x)=(1)x.2。
高一指数函数知识点归纳总结高一是学习数学的关键时期,其中涉及到很多重要概念和知识点,其中之一就是指数函数。
指数函数是数学中一个非常重要的概念,它包含了很多基本概念和公式,今天我将对高一指数函数的知识点进行归纳总结。
一、指数函数的定义与性质指数函数是以常数e(自然对数的底数)为底的幂函数,通常写作f(x) = a^x。
其中,a称为底数,x称为指数。
指数函数具有以下性质:1.当a>1时,指数函数是递增函数;当0<a<1时,指数函数是递减函数。
2.指数函数的图像都经过点(0,1)。
3.当x为无穷大时,指数函数无界。
当x为负无穷大时,指数函数趋近于0。
4.指数函数在x轴上没有零点,但可以接近于零。
二、指数函数的图像与性质指数函数的图像特点非常明显,它表现出一种特殊的形态,具有以下特点:1.当底数a大于1时,指数函数的图像呈现逐渐上升的曲线。
2.当底数0<a<1时,指数函数的图像呈现逐渐下降的曲线。
3.指数函数的图像随着底数的变化而发生形态的改变,当底数为1时,指数函数的图像变为y=1,成为一条水平直线。
4.指数函数的图像在过点(0,1)处的切线斜率恒为底数a。
三、指数函数的基本性质和运算规律指数函数有一些基本性质和运算规律,这些规律对于解题非常有帮助:1.指数函数的幂运算性质:a^m * a^n = a^(m+n),a^m / a^n = a^(m-n)。
2.指数函数的幂函数运算性质:(a^m)^n = a^(m*n)。
3.指数函数的乘方的运算性质:(a*b)^n = a^n * b^n。
4.指数函数的除法的运算性质:(a/b)^n = a^n / b^n。
5.指数函数的负指数幂的运算性质:a^(-n) = 1 / a^n。
6.指数函数与自然对数函数的关系:a^x = e^(x * ln(a))。
7.指数函数的对数函数:ln(a^x) = x * ln(a),其中ln表示以e为底的对数。
高中数学必修一第四章指数函数与对数函数高频考点知识梳理单选题1、已知函数f (x )=x 2+e x −12(x <0)与g (x )=x 2+ln (x +a )图象上存在关于y 轴对称的点,则a 的取值范围是( )A .√e )B .(−∞,√e )C .√e )D .(0,√e ) 答案:B分析:f (x )=x 2+e x −12(x <0)关于y 轴对称的函数为:f(−x)=x 2+e −x −12(x >0),函数f (x )=x 2+e x −12(x <0)与g (x )=x 2+ln (x +a )图象上存在关于y 轴对称的点, 即f(−x)=g(x)有解,通过数形结合即可得解.f (x )=x 2+e x −12(x <0)关于y 轴对称的函数为:f(−x)=x 2+e −x −12(x >0), 函数f (x )=x 2+e x −12(x <0)与g (x )=x 2+ln (x +a )图象上存在关于y 轴对称的点, 即f(−x)=g(x)有解,即x 2+e −x −12=x 2+ln(x +a),整理的:e −x −12=ln(x +a),y =e −x −12和y =ln(x +a)的图像存在交点,如图:临界值在x =0处取到(虚取),此时a =√e , 故当a <√e 时y =e −x −12和y =ln(x +a)的图像存在交点,故选:B.2、下列各组函数中,表示同一个函数的是( )A .y =1与y =x 0B .y =x 与y =(√x)2C .y =2log 2x 与y =log 2x 2D .y =ln 1+x 1−x 与y =ln (1+x )−ln (1−x )答案:D分析:分别计算每个选项中两个函数的定义域和对应关系,定义域和对应关系都相同的是同一个函数,即可得正确选项.对于A :y =1定义域为R ,y =x 0定义域为{x|x ≠0},定义域不同不是同一个函数,故选项A 不正确; 对于B :y =x 定义域为R ,y =(√x)2的定义域为{x|x ≥0},定义域不同不是同一个函数,故选项B 不正确; 对于C :y =2log 2x 的定义域为{x|x >0},y =log 2x 2定义域为{x|x ≠0},定义域不同不是同一个函数,故选项C 不正确;对于D :由1+x 1−x >0可得(x +1)(x −1)<0,解得:−1<x <1,所以y =ln 1+x 1−x 的定义域为{x|−1<x <1},由{1+x >01−x >0可得−1<x <1,所以函数y =ln (1+x )−ln (1−x )的定义域为{x|−1<x <1}且y =ln (1+x )−ln (1−x )=ln1+x 1−x ,所以两个函数定义域相同对应关系也相同是同一个函数,故选项D 正确,故选:D.3、已知对数式log (a+1)24−a (a ∈Z )有意义,则a 的取值范围为( )A .(−1,4)B .(−1,0)∪(0,4)C .{1,2,3}D .{0,1,2,3}答案:C分析:由对数的真数大于0,底数大于0且不等于1列出不等式组,然后求解即可.由题意可知:{a +1>0a +1≠124−a >0 ⇔{a >−1a ≠0a <4 ,解之得:−1<a <4且a ≠0.∵a ∈Z ,∴a 的取值范围为{1,2,3}.故选:C.4、若函数f (x )=ln(ax +√x 2+1)是奇函数,则a 的值为( )A .1B .-1C .±1D .0答案:C分析:根据函数奇函数的概念可得ln(−ax +√x 2+1)+ln(ax +√x 2+1)=0,进而结合对数的运算即可求出结果.因为f (x )=ln(ax +√x 2+1)是奇函数,所以f (-x )+f (x )=0.即ln(−ax +√x 2+1)+ln(ax +√x 2+1)=0恒成立,所以ln [(1−a 2)x 2+1]=0,即(1−a 2)x 2=0 恒成立,所以1−a 2=0,即a =±1.当a =1时,f (x )=ln(x +√x 2+1),定义域为R ,且f (−x )+f (x )=0,故符合题意;当a =−1时,f (x )=ln(−x +√x 2+1),定义域为R ,且f (−x )+f (x )=0,故符合题意;故选:C.5、果农采摘水果,采摘下来的水果会慢慢失去新鲜度.已知某种水果失去新鲜度h 与其采摘后时间t (天)满足的函数关系式为ℎ=m ⋅a t .若采摘后10天,这种水果失去的新鲜度为10%,采摘后20天,这种水果失去的新鲜度为20%.那么采摘下来的这种水果在多长时间后失去50%新鲜度(已知lg2≈0.3,结果取整数)( )A .23天B .33天C .43天D .50天答案:B分析:根据题设条件先求出m 、a ,从而得到ℎ=120⋅2110t ,据此可求失去50%新鲜度对应的时间.{10%=m ⋅a 1020%=m ⋅a 20⇒{a 10=2,m =120,故a =2110,故ℎ=120⋅2110t , 令ℎ=12,∴2t 10=10,∴t 10lg2=1,故t =100.3≈33,故选:B.6、已知函数f(x)=a x−2+1(a >0,a ≠1)恒过定点M(m,n),则函数g(x)=n −m x 不经过( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限答案:C解析:利用指数函数的性质求出m ,n ,得出g(x)的解析式,从而得出结论.∵f(x)=a x−2+1(a>0,a≠1)恒过定点(2,2),∴m=n=2,∴g(x)=2−2x,∴g(x)为减函数,且过点(0,1),∴g(x)的函数图象不经过第三象限.故选:C.7、计算:2lg√5−lg4−12=()A.10B.1C.2D.lg5答案:B分析:应用对数的运算性质求值即可.2lg√5−lg4−12=lg(√5)2+lg√4=lg5+lg2=lg10=1.故选:B8、在同一平面直角坐标系中,一次函数y=x+a与对数函数y=log a x(a>0且a≠1)的图象关系可能是()A.B.C.D.答案:C分析:根据对数函数的图象以及直线方程与图象关系分别进行讨论即可.A.由对数图象知0<a<1,此时直线的纵截距a>1,矛盾,B.由对数图象知a>1,此时直线的纵截距0<a<1,矛盾,C.由对数图象知0<a<1,此时直线的纵截距0<a<1,保持一致,D.由对数图象知a>1,此时直线的纵截距a<0,矛盾,故选:C.多选题9、已知函数f(x)={e x−1,x≥m−(x+2)2,x<m(m∈R),则()A.对任意的m∈R,函数f(x)都有零点.B.当m≤−3时,对∀x1≠x2,都有(x1−x2)(f(x1)−f(x2))<0成立.C.当m=0时,方程f[f(x)]=0有4个不同的实数根.D.当m=0时,方程f(x)+f(−x)=0有2个不同的实数根.答案:AC分析:讨论m的取值范围即可判断函数零点个数,可判断A;当m≤−3时,由指数函数与二次函数的单调性可判断B;当m=0时,令t=f(x),由f(t)=0得t=0或t=−2,结合图象可判断C;当m=0时,方程f(x)+f(−x)=0,则f(x)=−f(−x),结合图象可判断D.当e x−1=0时,x=0;当−(x+2)2=0时,x=−2;所以当m>0时,函数f(x)只有1个零点,当−2<m≤0时,函数f(x)只有2个零点,m≤−2时,函数f(x)只有1个零点,故A正确;当m≤−3时,由指数函数与二次函数的单调性知,函数f(x)为单调递增函数,故B错;当m=0时,令t=f(x),由f(t)=0得t=0或t=−2,作出函数f(x)的图象如图所示,当t=f(x)=−2时,方程f[f(x)]=0有两个解;t=f(x)=0方程f[f(x)]=0有两个解;所以方程f[f(x)]=0有4个不同的实数根,故C正确;当m=0时,方程f(x)+f(−x)=0,则f(x)=−f(−x),如图所示,有1个不同的交点,则故D错误.故选:AC10、(多选)如图,某池塘里浮萍的面积y(单位:m2)与时间t(单位:月)的关系为y=at.关于下列说法正确的是()A.浮萍每月的增长率为1B.第5个月时,浮萍面积就会超过30m2C.浮萍每月增加的面积都相等D.若浮萍蔓延到2m2,3m2,6m2所经过的时间分别是t1,t2,t3,则t1+t2=t3答案:ABD解析:由图象过(1,2)点,可得函数关系式y=2t.再由2t+1−2t2t =2t(2−1)2t=1,可判断A;当t=5时,计算函数值可判断B;计算第二个月比第一个月增加量,和第三个月比第二个月增加量,比较可判断C;运用指数与对数互化得t1,t2,t3,可判断D.图象过(1,2)点,∴2=a1,即a=2,∴y=2t.∵2t+1−2t2t =2t(2−1)2t=1,∴每月的增长率为1,A正确.当t=5时,y=25=32>30,∴B正确.∵第二个月比第一个月增加y2-y1=22-2=2(m2),第三个月比第二个月增加y3-y2=23-22=4(m2)≠y2-y1,∴C不正确.∵2=2t1,3=2t2,6=2t3,∴t1=log22,t2=log23,t3=log26,∴t1+t2=log22+log23=log26=t3,D正确.故选:ABD.小提示:本题考查指数函数模型的实际应用,理解生活中的数据在数学的函数模型中的体现,属于中档题. 11、下列命题正确的是()A.若a>0,且a≠1,则∀x>0,y>0,log a(x+y)=log a x+log a yB.若a>0,且a≠1,则∃x>0,y>0,log a x⋅log a y=log a(xy)C.∀a>0,b>0,ln(ab)=lna+lnbD.∀a>1,b>0,a log a b=b答案:BCD分析:根据对数的运算法则即可判断.解:对于选项AC,由对数的运算性质知∀x>0,y>0有log a(xy)=log a x+log a y,而log a(x+y)≠log a x+ log a y,选项A错误,C正确;对于选项B,当x=y=1时,log a x⋅log a y=log a(xy)成立,选项B正确;对于选项D,由对数的概念可知选项D正确.故选:BCD.填空题12、已知f(x)是奇函数,且当x<0时,f(x)=−e ax.若f(ln2)=8,则a=__________.答案:-3分析:当x>0时−x<0,f(x)=−f(−x)=e−ax代入条件即可得解.因为f(x)是奇函数,且当x>0时−x<0,f(x)=−f(−x)=e−ax.又因为ln2∈(0,1),f(ln2)=8,所以e−aln2=8,两边取以e为底的对数得−aln2=3ln2,所以−a=3,即a=−3.小提示:本题主要考查函数奇偶性,对数的计算.渗透了数学运算、直观想象素养.使用转化思想得出答案.13、函数y=log a(kx−5)+b(a>0且a≠1)恒过定点(2,2),则k+b=______.答案:5分析:根据对数函数的图象与性质,列出方程组,即可求解.由题意,函数y =log a (kx −5)+b 恒过定点(2,2),可得{2k −5=1b =2,解得k =3,b =2,所以k +b =3+2=5. 所以答案是:5.14、计算:1634−8×(6449)−12−8×(87)−1= ________. 答案:−6分析:结合指数幂的运算性质,计算即可.由题意,1634−8×(6449)−12−8×(87)−1= (24)34−8×[(87)2]−12−8×78= 23−8×(87)−1−7=8−8×78−7=8−7−7=−6.所以答案是:−6.解答题15、设函数f (x )=log 3(9x )⋅log 3(3x ),且19≤x ≤9.(1)求f (3)的值;(2)若令t =log 3x ,求实数t 的取值范围;(3)将y =f (x )表示成以t(t =log 3x)为自变量的函数,并由此求函数y =f (x )的最大值与最小值及与之对应的x 的值.答案:(1)6;(2)[−2,2];(3)f(x)min =−14,此时x =−√39;f(x)max =12,此时x =9.分析:(1)根据题目函数的解析式,代入x =3计算函数值;(2)因为t =log 3x ,根据对数函数的单调性求出实数t 的取值范围;(3)根据换元法将函数转化为二次函数,借助二次函数的单调性求出函数取最大值,最小值,接着再求取最值时对应的x 的值.(1)f (3)=log 327⋅log 39=3×2=6;(2)t =log 3x ,又∵19≤x ≤9,∴−2≤log 3x ≤2,∴−2≤t ≤2,所以t 的取值范围为[−2,2];(3)由f (x )=(log 3x +2)(log 3x +1)=(log 3x)2+2log 3x +2=t 2+3t +2,令g (t )=t 2+3t +2=(t +32)2−14,t ∈[−2,2], ①当t =−32时,g(t)min =−14,即log 3x =−32,解得x =√39, 所以f(x)min =−14,此时x =−√39; ②当t =2时,g(t)max =g (2)=12,即log 3x =2⇒x =9,∴f(x)max =12,此时x =9.小提示:求函数最值和值域的常用方法:(1)单调性法:先确定函数的单调性,再由单调性求最值;(2)图象法:先作出函数的图象,再观察其最高点、最低点,求出最值;(3)基本不等式法:先对解析式变形,使之具备“一正二定三相等”的条件后用基本不等式求出最值;(4)导数法:先求导,然后求出在给定区间上的极值,最后结合端点值,求出最值;(5)换元法:对比较复杂的函数可通过换元转化为熟悉的函数,再用相应的方法求最值.。
高中数学必修一第四章指数函数与对数函数重点知识点大全单选题1、已知函数f(x)={x−2,x∈(−∞,0) lnx,x∈(0,1)−x2+4x−3,x∈[1,+∞),若函数g(x)=f(x)−m恰有两个零点,则实数m不可能...是()A.−1B.0C.1D.2答案:D解析:依题意画出函数图象,函数g(x)=f(x)−m的零点,转化为函数y=f(x)与函数y=m的交点,数形结合即可求出参数m的取值范围;解:因为f(x)={x−2,x∈(−∞,0) lnx,x∈(0,1)−x2+4x−3,x∈[1,+∞),画出函数图象如下所示,函数g(x)=f(x)−m的有两个零点,即方程g(x)=f(x)−m=0有两个实数根,即f(x)=m,即函数y= f(x)与函数y=m有两个交点,由函数图象可得m≤0或m=1,故选:D小提示:函数零点的求解与判断方法:(1)直接求零点:令f(x)=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间[a,b]上是连续不断的曲线,且f(a)·f(b)<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.2、若2x−2y<3−x−3−y,则()A.ln(y−x+1)>0B.ln(y−x+1)<0C.ln|x−y|>0D.ln|x−y|<0答案:A分析:将不等式变为2x−3−x<2y−3−y,根据f(t)=2t−3−t的单调性知x<y,以此去判断各个选项中真数与1的大小关系,进而得到结果.由2x−2y<3−x−3−y得:2x−3−x<2y−3−y,令f(t)=2t−3−t,∵y=2x为R上的增函数,y=3−x为R上的减函数,∴f(t)为R上的增函数,∴x<y,∵y−x>0,∴y−x+1>1,∴ln(y−x+1)>0,则A正确,B错误;∵|x−y|与1的大小不确定,故CD无法确定.故选:A.小提示:本题考查对数式的大小的判断问题,解题关键是能够通过构造函数的方式,利用函数的单调性得到x,y的大小关系,考查了转化与化归的数学思想.3、已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=log2(x+2)+t,f(−6)=()A.−2B.2C.−4D.4答案:A分析:因f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=0,从而可求t,再由奇函数的定义即可求出f(−6)的值. 解:∵f(x)是定义在R上的奇函数,又当x≥0时,f(x)=log2(x+2)+t,∴f(0)=log2(0+2)+t=0,∴t=−1,∴当x≥0时,f(x)=log2(x+2)−1,∴f(−6)=−f(6)=−[log2(6+2)−1]=−(log223−1)=−2,故选:A.4、已知函数f(x)={2,x>mx2+4x+2,x≤m,若方程f(x)−x=0恰有三个根,那么实数m的取值范围是()A.[−1,2)B.[−1,2]C.[2,+∞)D.(−∞,−1]答案:A分析:由题意得,函数y=f(x)与函数y=x有三个不同的交点,结合图象可得出结果.解:由题意可得,直线y=x与函数f(x)=2(x>m)至多有一个交点,而直线y=x与函数f(x)=x2+4x+2(x≤m)至多两个交点,函数y=f(x)与函数y=x有三个不同的交点,则只需要满足直线y=x与函数f(x)=2(x>m)有一个交点直线y=x与函数f(x)=x2+4x+2(x≤m)有两个交点即可,如图所示,y=x与函数f(x)=x2+4x+2的图象交点为A(−2,−2),B(−1,−1),故有m≥−1.而当m≥2时,直线y=x和射线y=2(x>m)无交点,故实数m的取值范围是[−1,2).故选:A.5、中国茶文化博大精深,某同学在茶艺选修课中了解到,茶水的口感与茶叶类型和水的温度有关,某种绿茶用80℃左右的水泡制可使茶汤清澈明亮,营养也较少破坏.为了方便控制水温,该同学联想到牛顿提出的物体在常温环境下温度变化的冷却模型:如果物体的初始温度是θ1℃,环境温度是θ0℃,则经过t分钟后物体的温度θ℃将满足θ=θ0+(θ1−θ0)e−kt,其中k是一个随着物体与空气的接触状况而定的正常数.该同学通过多次测量平均值的方法得到初始温度为100℃的水在20℃的室温中,12分钟以后温度下降到50℃.则在上述条件下,100℃的水应大约冷却( )分钟冲泡该绿茶(参考数据:ln2≈0.7,ln3≈1.1)A .3B .3.6C .4D .4.8答案:B分析:根据题意求出k 的值,再将θ=80℃,θ1=100℃,θ0=20℃代入θ=θ0+(θ1−θ0)e −kt 即可求得t 的值.由题可知:50=20+(100−20)e −12k ⇒(e −k )12=38⇒e −k =(38)112, 冲泡绿茶时水温为80℃,故80=20+(100−20)⋅e −kt ⇒(e −k )t =34⇒t ⋅ln e −k =ln 34⇒t =ln34ln (38)112=12(ln 3−2ln 2)ln 3−3ln 2≈12(1.1−2×0.7)1.1−3×0.7=3.6.故选:B.6、若ln2=a ,ln3=b ,则log 818=( )A .a+3ba 3B .a+2b 3a C .a+2ba 3D .a+3b 3a答案:B分析:先换底,然后由对数运算性质可得.log 818=ln18ln8=ln(32×2)ln23=2ln3+ln23ln2=2b+a 3a . 故选:B7、已知x ,y ,z 都是大于1的正数,m >0,log x m =24,log y m =40,log xyz m =12,则log z m 的值为( )A .160B .60C .2003D .320 答案:B分析:根据换底公式将log x m =24,log y m =40,log xyz m =12,化为log m x =124,log m y =140,log m xyz =112,再根据同底数的对数的加减法运算即可得解.解:因为log x m =24,log y m =40,log xyz m =12,所以log m x =124,log m y =140,log m xyz =112,即log m x +log m y +log m z =112, ∴log m x =112−log m y −log m z =112−124−140=160,∴log z m =60.故选:B .8、函数f(x)=2x −1x 的零点所在的区间可能是( )A .(1,+∞)B .(12,1)C .(13,12)D .(14,13) 答案:B分析:结合函数的单调性,利用零点存在定理求解.因为f(1)=2−11=1>0,f(12)=√2−2<0,f(13)=√23−3<0f(14)=√24−4<0, 所以f(12)⋅f(1)<0,又函数f(x)图象连续且在(0,+∞)单调递增, 所以函数f(x)的零点所在的区间是(12,1), 故选:B .小提示:本题主要考查函数的零点即零点存在定理的应用,属于基础题.多选题9、已知函数f(x)=log a (x +1),g(x)=log a (1−x)(a >0,a ≠1),则( )A .函数f(x)+g(x)的定义域为(−1,1)B .函数f(x)+g(x)的图象关于y 轴对称C .函数f(x)+g(x)在定义域上有最小值0D .函数f(x)−g(x)在区间(0,1)上是减函数答案:AB解析:求出函数f(x)+g(x)和f(x)−g(x)的解析式,再判断函数的定义域、奇偶性、借助复合函数的单调性与最值即可得出结论.解:∵f(x)=log a (x +1),g(x)=log a (1−x)(a >0,a ≠1),∴f(x)+g(x)=log a (x +1)+log a (1−x),由x +1>0且1−x >0得−1<x <1,故A 对;由f(−x)+g(−x)=log a (−x +1) +log a (1+x)=f(x)+g(x)得函数f(x)+g(x)是偶函数,其图象关于y 轴对称,B 对;∵−1<x <1,∴f(x)+g(x)=log a (1−x 2),∵y =1−x 2在[0,1)上单调递减,由复合函数的单调性可知,当0<a <1时,函数f(x)+g(x)在[0,1)上单调递增,有最小值f(0)+g(0)=log a (1−0)=0;当a >1时,函数f(x)+g(x)在[0,1)上单调递减,无最小值;故 C 错;∵f(x)−g(x)=log a (x +1)−log a (1−x),当0<a <1时,f(x)=log a (x +1)在(0,1)上单调递减,g(x)=log a (1−x)在(0,1)上单调递增,函数f(x)−g(x)在(0,1)上单调递减;当a >1时,f(x)=log a (x +1)在(0,1)上单调递增,g(x)=log a (1−x)在(0,1)上单调递减,函数f(x)−g(x)在(0,1)上单调递增;故D 错;故选:AB .小提示:本题主要考查函数奇偶性与单调性的性质应用,考查逻辑推理能力,属于中档题.10、若10a =4,10b =25,则( )A .a +b =2B .b −a =1C .ab >8lg 22D .b −a >lg6答案:ACD分析:利用指对数的运算性质及其关系求出a +b 、b −a 、ab ,结合对数函数的单调性判断各选项的正误. 由题设,10a+b =100,即a +b =2,A 正确;10b−a =254,即b −a =lg 254>lg 244=lg6,B 错误,D 正确;由a =2lg2,b =2lg5,则ab =4lg2lg5>4lg2lg4=8lg 22,C 正确;故选:ACD11、已知函数f (x )=lnx +ln (2−x ),则( )A .f (x )在(0,1)上单调递增B .f (x )在(1,2)上单调递增C.y=f(x)的图象关于直线x=1对称D.y=f(x)的值域为(−∞,0]答案:ACD分析:利用复合函数的单调性可判断AB选项的正误;利用函数对称性的定义可判断C选项的正误;利用对数函数的单调性可判断D选项的正误.对于函数f(x)=lnx+ln(2−x),有{x>02−x>0,可得0<x<2,即函数f(x)的定义域为(0,2),且f(x)=ln[x(2−x)](x∈(0,2)),令t=x(2−x)=−(x−1)2+1∈(0,1],则f(x)=lnt∈(−∞,0],D对;函数t=x(2−x)在(0,1]上单调递增,在[1,2)上单调递减,而外层函数y=lnt为增函数,所以,函数f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递增,A对,B错;因为f(2−x)=ln(2−x)+ln[2−(2−x)]=ln(2−x)+lnx=f(x),即y=f(x)的图象关于直线x=1对称,C对.故选:ACD.填空题12、心理学家有时用函数L(t)=A(1−e−kt)测定在时间t(单位:min)内能够记忆的量L,其中A表示需要记忆的量,k表示记忆率.假设一个学生需要记忆的量为200个单词,此时L表示在时间t内该生能够记忆的单词个数.已知该生在5min内能够记忆20个单词,则k的值约为(ln0.9≈−0.105,ln0.1≈−2.303)______.答案:0.021分析:该生在5min内能够记忆20个单词,将A=200,L(5)=20带入即可得出结论.由题意可知200(1−e−5k)=20,所以,e−5k=0.9,所以ln e−5k=ln0.9≈−0.105,解得k≈0.021.所以答案是:0.021.13、已知定义在R上的函数f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,且y=f(x−1)的图象关于x=1对称,若实数a满足f(log12a)<f(−2),则a的取值范围是___________.答案:(14,4)分析:由题可判断f(x)为偶函数,再根据单调性即可求解不等式.根据题意y=f(x−1)的图象关于x=1对称,则函数f(x)的图象关于y轴对称,即函数f(x)为偶函数,由f(log12a)<f(−2)得f(log2a)<f(2),又由函数f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,则f(log2a)<f(2)⇒f(|log2a|)<f(2)⇒|log2a|<2,解可得:14<a<4.所以答案是:(14,4).14、化简(√a−1)2+√(1−a)2+√(1−a)33=________.答案:a-1分析:根据根式的性质即可求解.由(√a−1)2知a-1≥0,a≥1.故原式=a-1+|1-a|+1-a=a-1.所以答案是:a-1解答题15、美国对中国芯片的技术封锁激发了中国“芯”的研究热潮.某公司研发的A,B两种芯片都已经获得成功.该公司研发芯片已经耗费资金2千万元,现在准备投入资金进行生产.经市场调查与预测,生产A芯片的毛收入与投入的资金成正比,已知每投入1千万元,公司获得毛收入0.25千万元;生产B芯片的毛收入y(千万元)与投入的资金x(千万元)的函数关系为y=kx a(x>0),其图像如图所示.(1)试分别求出生产A,B两种芯片的毛收入y(千万元)与投入资金x(千万元)的函数关系式;(2)现在公司准备投入40千万元资金同时生产A,B两种芯片,求可以获得的最大利润是多少.答案:(1)生产A,B两种芯片的毛收入y(千万元)与投入资金x(千万元)的函数关系式分别为y=0.25x,y=√x(x>0),(2)9千万元分析:(1)根据待定系数法可求出函数解析式,(2)将实际问题转换成二次函数求最值的问题即可求解解:(1)因为生产A芯片的毛收入与投入的资金成正比,所以设y=mx(m>0),因为当x=1时,y=0.25,所以m=0.25,所以y=0.25x,即生产A芯片的毛收入y(千万元)与投入资金x(千万元)的函数关系式为y=0.25x,对于生产B芯片的,因为函数y=kx a(x>0)图像过点(1,1),(4,2),所以{1=k k⋅4a=2,解得{k=1a=12,所以y=x12,即生产B芯片的毛收入y(千万元)与投入的资金x(千万元)的函数关系为y=√x(x>0),(2)设投入x千万元生产B芯片,则投入(40−x)千万元生产A芯片,则公司所获利用f(x)=0.25(40−x)+√x−2=−14(√x−2)2+9,所以当√x=2,即x=4千万元时,公司所获利润最大,最大利润为9千万元。
高中数学必修一第四章指数函数与对数函数知识点总结归纳完整版单选题1、已知函数y=a x、y=b x、y=c x、y=d x的大致图象如下图所示,则下列不等式一定成立的是()A.b+d>a+c B.b+d<a+c C.a+d>b+c D.a+d<b+c答案:B分析:如图,作出直线x=1,得到c>d>1>a>b,即得解.如图,作出直线x=1,得到c>d>1>a>b,所以b+d<a+c.故选:B2、如图所示,函数y=|2x−2|的图像是()A .B .C .D .答案:B分析:将原函数变形为分段函数,根据x =1及x ≠1时的函数值即可得解. ∵y =|2x−2|={2x −2,x ≥12−2x ,x <1,∴x =1时,y =0,x ≠1时,y >0. 故选:B.3、在同一平面直角坐标系中,一次函数y =x +a 与对数函数y =log a x (a >0且a ≠1)的图象关系可能是( )A .B .C .D .答案:C分析:根据对数函数的图象以及直线方程与图象关系分别进行讨论即可. A .由对数图象知0<a <1,此时直线的纵截距a >1,矛盾, B .由对数图象知a >1,此时直线的纵截距0<a <1,矛盾, C .由对数图象知0<a <1,此时直线的纵截距0<a <1,保持一致, D .由对数图象知a >1,此时直线的纵截距a <0,矛盾, 故选:C .4、函数f(x)=2x −1x 的零点所在的区间可能是( )A .(1,+∞)B .(12,1)C .(13,12)D .(14,13)答案:B分析:结合函数的单调性,利用零点存在定理求解.因为f(1)=2−11=1>0,f(12)=√2−2<0,f(13)=√23−3<0f(14)=√24−4<0,所以f(12)⋅f(1)<0,又函数f(x)图象连续且在(0,+∞)单调递增,所以函数f(x)的零点所在的区间是(12,1),故选:B .小提示:本题主要考查函数的零点即零点存在定理的应用,属于基础题. 5、已知55<84,134<85.设a =log 53,b =log 85,c =log 138,则( ) A .a <b <c B .b <a <c C .b <c <a D .c <a <b 答案:A分析:由题意可得a 、b 、c ∈(0,1),利用作商法以及基本不等式可得出a 、b 的大小关系,由b =log 85,得8b =5,结合55<84可得出b <45,由c =log 138,得13c =8,结合134<85,可得出c >45,综合可得出a 、b 、c 的大小关系.由题意可知a 、b 、c ∈(0,1),a b =log 53log 85=lg3lg5⋅lg8lg5<1(lg5)2⋅(lg3+lg82)2=(lg3+lg82lg5)2=(lg24lg25)2<1,∴a <b ;由b =log 85,得8b =5,由55<84,得85b <84,∴5b <4,可得b <45; 由c =log 138,得13c =8,由134<85,得134<135c ,∴5c >4,可得c >45.综上所述,a <b <c . 故选:A.小提示:本题考查对数式的大小比较,涉及基本不等式、对数式与指数式的互化以及指数函数单调性的应用,考查推理能力,属于中等题.6、若y =log 3a 2−1x 在(0,+∞)内为增函数,且y =a −x 也为增函数,则a 的取值范围是( ) A .(√33,1)B .(0,12)C .(√33,√63)D .(√63,1) 答案:D分析:根据函数单调性,列出不等式组{3a 2−1>10<a <1求解,即可得出结果.若y =log 3a 2−1x 在(0,+∞)内为增函数,则3a 2−1>1,由y =a −x 为增函数得0<a <1.解不等式组{3a 2−1>10<a <1,得a 的取值范围是(√63,1).故选:D.小提示:本题主要考查由对数函数与指数函数的单调性求参数,涉及不等式的解法,属于基础题型. 7、已知a =lg2,10b =3,则log 56=( ) A .a+b 1+a B .a+b 1−a C .a−b 1+a D .a−b1−a 答案:B分析:指数式化为对数式求b ,再利用换底公式及对数运算性质变形. ∵a =lg2, 10b =3, ∴b =lg3, ∴log 56=lg6lg5=lg2×3lg 102=lg2+lg31−lg2=a+b1−a .故选:B .8、定义在R 上的奇函数f(x)在(−∞,0]上单调递增,且f(−2)=−2,则不等式f(lgx)−f (lg 1x )>4的解集为( )A .(0,1100)B .(1100,+∞)C .(0,100)D .(100,+∞) 答案:D分析:利用函数为奇函数,将不等式转化为f(lgx)>f (2),再利用函数的单调性求解. 因为函数f(x)为奇函数,所以f(−x)=−f (x ),又f(−2)=−2,f(2)=2,所以不等式f(lgx)−f (lg 1x )>4,可化为2f(lgx)>4=2f (2),即f(lgx)>f (2),又因为f(x)在(−∞,0]上单调递增, 所以f(x)在R 上单调递增, 所以lgx >2, 解得x >100. 故选:D. 多选题9、下列化简结果中正确的有(m 、n 均为正数)( ) A .(1a m)n=a −mn B .√a n n=a C .a m n=a m a nD .(π−3.14)0=1答案:AD分析:A.由指数幂的运算判断; B.由根式的性质判断;C.由分数指数幂和根式的转化判断;D.由规定判断. A. (1a m )n=(a −m )n =a −mn ,故正确; B. √a n n={a,n 为奇数|a |,n 为偶数 ,故错误;C. a m n=√a m n,故错误; D. (π−3.14)0=1,故正确. 故选:AD10、设函数f (x )={|x 2+3x |,x ≤1log 2x,x >1,若函数f (x )+m =0有五个零点,则实数m 可取( )A .−3B .1C .−12D .−2答案:CD分析:函数f (x )+m =0有五个零点等价于y =f(x)与y =−m 有五个不同的交点,作出f(x)图像,利用图像求解即可函数f (x )+m =0有五个零点等价于y =f(x)与y =−m 有五个不同的交点,作出f(x)图像可知,当x =−32时,f (−32)=|(−32)2+3×(−32)|=94若y =f(x)与y =−m 有五个不同的交点, 则−m ∈(0,94), ∴m ∈(−94,0), 故选:CD .11、下列运算(化简)中正确的有( ). A .(a 16)−1⋅(a −2)−13=a 12B .(x a −1y)a⋅(4y −a )=4x C .[(1−√2)2]12−(1+√2)−1+(1+√2)0=3−2√2D .2a 3b 23⋅(−5a 23b 13)÷(4√a 4b 53)=−52a 73b −23答案:ABD分析:根据指数幂的运算法则逐一验证即可 对于A :(a 16)−1⋅(a−2)−13=a−16+23=a12,故A 正确;对于B :(xa −1y)a⋅(4y−a )=4x1a×a y a−a =4xy 0=4x ,故B 正确; 对于C :[(1−√2)2]12−(1+√2)−1+(1+√2)0=[(√2−1)2]12−1+√2+1=√2−1−(√2−1)+1=1,故C 错误;对于D :2a 3b 23⋅(−5a 23b 13)÷(4√a 4b 53)=[2×(−5)÷4]a3+23−43b23+13−53=−52a 73b −23,故D 正确;故选:ABD 填空题12、不等式2022x ≤1的解集为______. 答案:(−∞,0]分析:根据给定不等式利用指数函数单调性求解即可作答.依题意,不等式2022x ≤1化为:2022x ≤20220,而函数y =2022x 在R 上单调递增,解得x ≤0, 所以不等式2022x ≤1的解集为(−∞,0]. 所以答案是:(−∞,0]13、√a ⋅√a ⋅√a 3的分数指数幂表示为____________答案:a 34分析:本题可通过根式与分数指数幂的互化得出结果.√a ⋅√a ⋅√a 3=√a ⋅√a ⋅a 123=√a ⋅√a 323=√a ⋅a 12=√a 32=a 34, 所以答案是:a 34.14、函数f(x)=lg(kx)−2lg(x +1)仅有一个零点,则k 的取值范围为________. 答案:(−∞,0)∪{4}分析:由题意f(x)仅有一个零点,令y 1=kx 、y 2=(x +1)2,即y 1、y 2在f(x)定义域内只有一个交点,讨论k >0、k <0并结合函数图象,求k 的范围.由题意,f(x)=lg(kx)−2lg(x +1)=0,即lg(kx)=lg(x +1)2, ∴在f(x)定义域内,y 1=kx 、y 2=(x +1)2只有一个交点,当k>0时,即(0,+∞)上y1、y2只有一个交点;∴仅当y1、y2相切,即x2+(2−k)x+1=0中Δ=(2−k)2−4=0,得k=4或k=0(舍),∴当k=4时,(0,+∞)上y1、y2只有一个交点;当k<0时,即(−1,0)上y1、y2只有一个交点,显然恒成立.∴k∈(−∞,0)∪{4}.所以答案是:(−∞,0)∪{4}解答题(a>0,a≠1).15、已知函数f(x)=1−2a|x|+1(1)判断f(x)的奇偶性并证明;,求a的值.(2)若f(x)在[−1,1]上的最大值为13答案:(1)偶函数;证明见解析;(2)a=2.解析:(1)利用奇偶函数的定义证明;(2)讨论去绝对值,并分a>1和0<a<1两种情况讨论函数的单调性,求函数的最大值,建立方程,求a的值. 解:(1)f(x)的定义域为R,又f(−x)=1−2a|−x|+1=1−2a|x|+1=f(x)⇒f(−x)=f(x),所以f(x)为偶函数;(2)因为f(x)为偶函数,当0≤x≤1时,f(x)=1−2a|x|+1=1−2a x+1,若a∈(0,1),f(x)=1−2a x+1,函数单调递减,f(x)max=f(0)=0,若a∈(1,+∞),f(x)=1−2a x+1,函数单调递增,f(x)max=f(1)=1−2a+1=13⇒a=2,当−1≤x<0,f(x)=1−2a|x|+1=1−2a−x+1,若a∈(0,1),f(x)=1−2a−x+1,函数单调递增,f(x)max=f(0)=0,若a∈(1,+∞),f(x)=1−2a−x+1,函数单调递减,f(x)max=f(−1)=1−2a+1=13⇒a=2,综上,a=2.小提示:关键点点睛:本题考查指数型复合函数证明奇偶性以及根据函数的最值,求参数的取值范围,本题的关键是求函数的单调性,关键是利用函数是偶函数,先去绝对值,再利用复合函数的单调性求函数的单调性,从而确定函数的最值.。
高中数学必修一重点知识总结指数函数部分1.指数函数和指数型函数的概念(1)函数x y a =(0a >且1a ≠)叫做指数函数。
其中,底数a 为常数,自变量x 在指数位置,定义域是R ,值域为()0,+∞。
【注意】幂函数:y x α=,自变量x 在底数位置,次数α为常数。
(2)形如x y ka b =+(0k ≠;0a >且1a ≠)的函数叫做指数型函数。
指数型函数是刻画指数增长或指数衰减变化规律的非常有用的函数模型。
2.指数函数图像3.指数函数图象的性质(1)图象都过()0,1点;定义域都为R ,值域都为()0,+∞。
(2)01a <<时在R 上单调递减;1a >时在R 上单调递增。
(3)当1a >时,底数越大,在y 轴右侧图象越靠近y 轴;当01a <<时,底数越小,在y 轴左侧图象越靠近y 轴。
4.指数函数的对称性(4)底数互为倒数的两个指数函数的图象关于y 轴对称。
即x y a =与1xy a ⎛⎫= ⎪⎝⎭图象关于于y 轴对称。
4.常见题型(1)根据指数函数解析式的特点(系数为1,次数只有一个x 等)求参数值。
(2)给几个指数函数的解析式找出它们分别对应的图象。
(3)根据几个指数函数的图象,判断它们底数的大小关系。
(4)根据指数函数恒过过定点(0,1)的性质,求指数型函数或相关复合函数中的参数值。
(5)构造指数函数后,利用指数函数的单调性比较两个形式复杂的实数的大小。
(6)求与指数函数复合后的函数的定义域、值域、单调区间、最值、奇偶性等。
(7)画出指数函数整体加绝对值、或是次数加绝对值后的函数图象,并结合图象的性质做题。
第二章 第一节 指数计算与指数函数
一、 指数计算公式:()Q s r a ∈>,,0
_____=
⋅s
r a a ________=s r
a
a _____)(=s r a ______)(=r ab
)1,,0_______(>∈>=*
n N n m a a
n
m ,
________=n n
a
练习 计算下列各式的值:
(1))4()3)((6
36131212132b a b a b a ÷- (2)()
3
2
2
175.00
3
129721687064
.0+⎪⎭
⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛---
(3)42
1
033)2
1(25.0)21()4(--⨯+-- (4)33)3(625π-+-
2.已知31
=+-x x ,则=+-22x x 已知23=a ,5
13=
b
,则=-b
a 23
=____________. 3. 若210
25x
=,则10x -等于_________________
题型1、求函数经过的点
1、2)(f 1
-=+x a x )10(≠>a a 且过定点______________
2、函数y=4+a x -1的图象恒过定点P 的坐标是________________ 3.已知指数函数图像经过点)3,1(-p ,则=)3(f
题型2、 图像问题
1.下列说法中: ①任取x ∈R 都有3x >2x ; ②当a >1时,任取x ∈R 都有a x >a -
x ;③函数y =(3)-
x
是增函数;④函数y =2|x |的最小值为1 ;⑤在同一坐标系中,y =2x 与y =2-
x 的图象对称于y 轴。
正确的是___________________
2.在同一坐标系下,函数y =a x ,y =b x ,y =c x ,y =d x 的图象如下图,则a 、b 、c 、d 、1之间从小到大的顺序是__________.
3、函数y =2x
+k -1(a >0,a ≠1)的图象不经过第四象限,则k 的取值范围是__________.
4、函数f (x )=a x (a >0,a ≠1)满足f (2)=81,则f (-2
1
)的值为_____________ 5、若指数函数x a y )12(+=在R 上是增函数,则实数a 的取值范围为 题型3 求值域
1、求函数23)(+=x
x f 在区间[1-,2]上的值域。
2、求函数y =4x -2x +1+1, x ∈)2,1[-的值域。
3、求函数y =3
3
22++-x x 的单调区间和值域.
题型4 比较大小
练:设5
.1344.029.01)21
(,8,4-===y y y ,则
( )
A .y 3>y 1>y 2
B .y 2>y 1>y 3
C .y 1>y 2>y 3
D .y 1>y 3>y 2
题型5 解指数不等式
步骤:①化同底;②去底(底>1变号,底<1不变号) 练习:1、不等式162
2
<-+x x
的解集是 .
2、函数821-=-x y 的定义域为(
)
A .[)∞+,3
B .[)∞+,4
C .()∞+,3
D .()∞+,
4 3.不等式x
x 28
3312--<⎪
⎭
⎫
⎝⎛的解集是__________________________
题型6 综合应用
(
)
的是的图像,下列说法正确对于函数1
21
2.9+-=x x y
A 、关于原点对称
B 、关于y 轴对称
C 、关于x 轴对称
D 、关于直线y=x 对称
2、已知函数f(x)=x a 在[-2,2]上恒有f(x)<2,求a 的取值范围
3、已知函数2
()131
x
f x =-
+. (1)求函数()f x 的定义域,并证明函数f (x )在其定义域上都是增函数. (2)证明f(x)的奇偶性
(3)解不等式()2(31)230f m m f m -++-<。