四、指数函数、对数函数、幂函数 2
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指数与对数函数幂函数知识点总结指数函数、对数函数和幂函数是高中数学中的重要内容,是数学中常见的数学函数类型。
下面将对这三种函数进行详细介绍和总结。
1.指数函数指数函数是以底数为常数,指数为自变量的函数。
通常表示为f(x)=a^x,其中a>0且不等于1、指数函数的特点有:-当a>1时,函数为增函数,曲线向上开口。
-当0<a<1时,函数为减函数,曲线向下开口。
-当x=0时,f(0)=1,即指数为0时,函数值等于1-当x为正无穷大时,函数趋于正无穷大;当x为负无穷大时,函数趋于0。
指数函数的应用广泛,例如在金融领域中的复利计算、生物学中的生长模型、物理学中的放射性衰变等都可以使用指数函数模型来描述。
2.对数函数对数函数是指输出的指数与给定的底数相等的函数,常用的对数函数有以e为底的自然对数函数ln(x)和以10为底的通用对数函数log(x)。
对数函数的特点有:-对数函数的定义域为正实数。
- 对数函数的基本性质是函数值等于对应的指数值,即log_a(a^x) = x。
- 自然对数函数ln(x)与指数函数e^x互为反函数。
-对数函数可以帮助解决指数方程和指数不等式等问题。
对数函数在数学中广泛应用,例如在科学计算、数据压缩、信号传输和信息论等领域都有应用。
3.幂函数幂函数是形如f(x)=a^x的函数,其中a是常数且大于0。
幂函数的特点有:-当a>1时,函数为增函数,曲线向上开口。
-当0<a<1时,函数为减函数,曲线向下开口。
-当x=0时,f(0)=1,即幂为0时,函数值等于1-当x为正无穷大时,函数趋于正无穷大;当x为负无穷大时,函数趋于0。
幂函数与指数函数相似,但是幂函数的底数是常数。
幂函数在自然科学领域中经常出现,例如在物理学中的速度、加速度和质量等计算中经常使用幂函数模型。
指数函数、对数函数和幂函数是数学中的基本函数类型,它们在实际问题中有着广泛的应用。
在学习指数函数、对数函数和幂函数时,需要熟练掌握其定义、性质和应用。
幂函数指数函数与对数函数的性质与计算幂函数、指数函数与对数函数是数学中常见的函数类型,它们具有一些独特的性质以及特定的计算方式。
在本文中,我们将探讨这些函数的基本概念、性质以及如何进行计算。
一、幂函数的性质与计算幂函数是形如y=x^n的函数,其中n为实数。
幂函数的性质如下:1. 幂函数的定义域为实数集R,值域则取决于n的值。
- 当n为正奇数时,f(x)为增函数,值域为R+(正实数集);- 当n为正偶数时,f(x)为非负且有最小值0,值域为[0, +∞);- 当n为负数时,f(x)有正负之分,值域为R+和R-(负实数集),且在不同的定义域上具有不同的增减性;- 当n为0时,0的0次方没有定义。
2. 幂函数的图像特点:- 当n为正数时,随着x的增大,函数值也随之增大,图像呈现递增趋势;- 当n为负数时,随着x的增大,函数值递减,图像呈现递减趋势。
3. 幂函数的计算方法:- 幂函数的运算法则遵循指数运算法则,如x^m * x^n = x^(m+n),x^m / x^n = x^(m-n),(x^m)^n = x^(m*n)等。
二、指数函数的性质与计算指数函数是形如y=a^x的函数,其中a为常数且a>0且a≠1。
指数函数的性质如下:1. 指数函数的定义域为实数集R,值域为正实数集R+。
2. 指数函数以a为底,随着自变量x的增大,函数值呈现指数增长的特征。
3. 指数函数的计算方法:- 当a为正数时,指数函数的运算法则与幂函数相似,如a^m *a^n = a^(m+n),a^m / a^n = a^(m-n)等。
- 当a为负数时,指数函数的运算方法可以通过转化为幂函数的形式进行计算。
三、对数函数的性质与计算对数函数是指数函数的逆运算,以b为底,记作y=logₐx。
对数函数的性质如下:1. 对数函数的定义域为正实数集R+,值域为实数集R。
2. 对数函数以b为底,将正实数x映射到实数y,即b^y=x。
3. 对数函数的计算方法主要包括:- 同底数的对数乘法法则:logₐ(x * y) = logₐx + logₐy;- 同底数的对数除法法则:logₐ(x / y) = logₐx - logₐy;- 对数的换底公式:logₐx = log_bx / log_ba,其中a、b为正实数且a≠1,b≠1。
指数函数、对数函数、幂函数的图像与性质(一)指数与指数函数1.根式(1)根式的概念(2).两个重要公式①⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧<-≥==)0()0(||a a a a a aa nn ;②a a n n =)((注意a 必须使n a 有意义)。
2.有理数指数幂 (1)幂的有关概念 ①正数的正分数指数幂:0,,1)m na a m n N n *=>∈>、且; ②正数的负分数指数幂: 10,,1)mnm naa m n N n a-*==>∈>、且③0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义.注: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运算。
(2)有理数指数幂的性质 ①a r a s =a r+s (a>0,r 、s ∈Q ); ②(a r )s =a rs (a>0,r 、s ∈Q ); ③(ab)r =a r b s (a>0,b>0,r ∈Q );. 3.指数函数的图象与性质n 为奇数 n 为偶数注:如图所示,是指数函数(1)y=a x ,(2)y=b x,(3),y=c x (4),y=d x 的图象,如何确定底数a,b,c,d 与1之间的大小关系?提示:在图中作直线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 。
即无论在轴的左侧还是右侧,底数按逆时针方向变大。
(二)对数与对数函数 1、对数的概念 (1)对数的定义如果(01)x a N a a =>≠且,那么数x 叫做以a 为底,N 的对数,记作log N a x =,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数。
(2)几种常见对数2、对数的性质与运算法则(1)对数的性质(0,1a a >≠且):①1log 0a =,②lo g 1aa =,③lo g Na a N =,④lo g N a aN =。
数学各种函数名称
数学中的各种函数名称有很多,以下是一些常见的函数类型及其名称:
1.常函数:y=c
2.幂函数:y=x^n
3.指数函数:y=a^x
4.对数函数:y=log_a|x|
5.三角函数:
1.正弦函数:y=sinx
2.余弦函数:y=cosx
3.正切函数:y=tanx
4.余切函数:y=cotx
5.正割函数:y=secx
6.余割函数:y=cscx
6.反三角函数:
1.反正弦函数:y=arcsinx
2.反余弦函数:y=arccosx
3.反正切函数:y=arctanx
4.反余切函数:y=arccotx
7.其他函数:
1.abs:绝对值函数
2.sqrt:平方根函数
3.ceiling:向上取整函数
4.floor:向下取整函数
5.trunc:截断函数
6.round:四舍五入函数
7.signif:符号函数
8.sinh:双曲正弦函数
9.cosh:双曲余弦函数
10.tanh:双曲正切函数
11.coth:双曲余切函数
12.asinh:双曲反正弦函数
13.acosh:双曲反余弦函数
14.atanh:双曲反正切函数
15.acoth:双曲反余切函数
以上只是部分数学函数的名称,实际上数学中的函数种类繁多,每一种都有其特定的定义和性质。
幂函数对数函数指数函数增长速度比较幂函数、对数函数和指数函数是高中数学中经常涉及的三种基本函数类型。
这三种函数具有不同的定义和性质,它们的增长速度也各不相同。
下面,我将从三个方面分别阐述幂函数、对数函数和指数函数的增长速度及其比较。
一、幂函数的增长速度幂函数的一般形式为y=x^a,其中a为正实数,x为自变量,y为因变量。
当a>1时,幂函数的增长速度比线性函数快,而当0<a<1时,则比线性函数慢。
幂函数随着x的增大而增大,增长速度越来越快,但增长速度的大小与指数a的大小有关。
例如,y=x^2和y=x^3的增长速度比y=x和y=x^1.5快,因为x^2和x^3比x和x^1.5的增长速度更快。
另一方面,y=x^0.5和y=x^0.3的增长速度比y=x慢,因为x^0.5和x^0.3比x的增长速度更慢。
二、对数函数的增长速度对数函数的一般形式为y=loga(x),其中a为正实数且a ≠ 1,x为正实数。
对数函数随着x的增大而增加,但增长速度非常缓慢。
例如,y=log2(x)和y=log3(x)的增长速度比y=log5(x)和y=log10(x)慢,因为以2或3为底的对数的增长速度比以5或10为底的对数慢。
三、指数函数的增长速度指数函数的一般形式为y=a^x,其中a为正实数且a ≠ 1,x为自变量。
指数函数随着x的增大而快速增加。
例如,y=2^x和y=3^x的增长速度比y=1.5^x和y=1.1^x快,因为2和3比1.5和1.1更大。
比较三种函数的增长速度根据上述三种函数的增长速度特性,我们可以得出以下结论:1. 当x越来越大时,指数函数的增长速度最快,其次是幂函数,最慢的是对数函数。
2. 如果幂函数和指数函数的底相同,那么指数函数的增长速度比幂函数快。
例如,y=2^x的增长速度比y=x^2的增长速度快。
3. 如果对数函数和指数函数的底相同,那么对数函数的增长速度比指数函数慢。
例如,y=log2(x)的增长速度比y=2^x的增长速度慢。
指数函数、对数函数、幂函数一、考点、要点、疑点:考点:1、理解指数与对数;2、理解指数函数、对数函数的图象与性质。
3、了解幂函数。
要点:1、根式:一般地,如果一个数的n 次方等于a (n >1,且n ∈N *),那么这个数叫做a 的n次方根.也就是,若a x n=,则x 叫做a 的n 次方根,其中n >1,且n ∈N *。
式子n a 叫做根式,这里n 叫做根指数,a 叫做被开方数.2、根式的有关性质:(1) 当n 为奇数时,正数的n 次方根是一个正数,负数的n 次方根是一个负数,这时,a 的n 次方根只有一个,用符号n a 表示.(2) 当n 为偶数时,正数的n 次方根有两个,它们互为相反数,这时,正数的正的n 次方根用符号n a 表示,负的n 次方根用符号-n a 表示, 正负两个n 次方根可以合写为:±n a (a >0) (3) 负数没有偶次方根;零的任何次方根都是零 。
3、分数指数幂的意义:n mnm a a=,nm nm aa1=-(a >0,m ,n 都是正整数)0的正分数指数幂为0,0的负分数指数幂没有意义。
4、分数(有理数)指数幂的运算性质: rs s r r r r s r s rrr sra ab a ab a aa aa a =⋅===⋅-+)(,)(,, 5、指数函数: 一般地,函数xa y =(a >0,且a ≠1)叫做指数函数,其中x 是自变量,其定义域是R ,值域为(0,+∞)。
指数函数的图象与性质:6、对数:一般地,如果a (a >0,a ≠1)的b 次幂等于N ,就是N a b=,那么数b 叫做以a 为底N 的对数,记作b N a =log , 其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数,式子N a log 叫做对数式常用对数:通常将N 10log 叫做常用对数,为了简便,N 的常用对数记作lg N 自然对数:通常将以无理数e (2.71828…)为底的对数叫做自然对数,为了简便,N 的自然对数N e log 简记作ln N . 7、对数运算性质:(1) 负数和零没有对数; (2) 01log =a ;(3) 1log =a a ; (4) 对数恒等式:N a Na =log ;(5)换底公式:aNN b b a log log log =8、对数运算法则:(1) )(log log log MN N M a a a =+ (2)NM N M a a a log log log =- (3) M n Ma na log log =(以上,a >0,且a ≠1,M >0,N >0)9、对数函数: 一般地,函数y =x a log (a >0,且a ≠1) 叫做对数函数,其定义域为(0,+∞),值域为(-∞,+∞)。
(对数函数y =x a log 与指数函数互xa y =为反函数,它们的图象关于直线y=x 对称。
)对数函数图象与性质:10、幂函数:一般地,函数αx y =称作幂函数,其中x 是自变量,α是常数。
几个特殊的幂函数:(1)y x = (2)12y x = (3)2y x = (4)1y x -=(5)3y x =用描点法在同一坐标系内画出以上五个函数图像,通过观察图像,可以看出:幂函数性质(1)所有的幂函数在(0,+∞)都有定义,并且图象都过点(1,1); (2)α>0时,幂函数的图象都通过原点,并且在[0,+∞]上,是增函数 (3)α<0时,幂函数的图象在区间(0,+∞)上是减函数.疑点:1、研究指数、对数问题时尽量要为同底,另外,注意指数、对数的联系。
2、解对数函数问题时,你注意到真数与底数的限制条件了吗? (真数大于零,底数大于零且不等于1,字母底数还需讨论。
)3、注意指数函数与幂函数的区别(自变量x 所在的位置)。
4、几类常见的抽象函数 :①正比例函数型:()(0)f x kx k =≠ ---------------()()()f x y f x f y ±=±;②幂函数型:2()f x x = --------------()()()f xy f x f y =,()()()x f x f yf y =; ③指数函数型:()xf x a = ------------()()()f x y f x f y +=,()()()f x f x y f y -=;④对数函数型:()log a f x x = -----()()()f xy f x f y =+,()()()xf f x f y y=-;⑤三角函数型:()tan f x x = ----- ()()()1()()f x f y f x y f x f y ++=-。
指数函数习题例1: 比较下列各题中两值的大小观察这些指数值的特征,思考比较大小的方法。
(1)(2)两题底相同,指数不同,(3)(4)两题可化为同底的,可以利用函数的单调性比较大小。
(5)题底不同,指数相同,可以利用函数的图像比较大小。
(6)题底不同,指数也不同,可以借助中介值比较大小。
例2:已知下列不等式 , 比较m ,n 的大小 :这是指数函数性质的简单应用,使学生在解题过程中加深对指数函数的图像及性质的理解和记忆。
1、化简:⑴、65212121132)(ba bab a ⋅⋅⋅⋅---⑵、4223ba ab b a2、计算:⑴、1412121)32(10)427()23(10)3001(---⨯-⨯⨯+⑵、)21)(21)(21)(21)(21(214181161321-----+++++3、已知322=+-xx,求x x -+44,x x -+88,x x )22()2(+,x x 3322()2(+的值。
二、提高题4、求函数)32(425152-≥++=x x x y 的值域。
幂函数练习例1.已知函数()()2531m f x m m x--=--,当 m 为何值时,()f x :(1)是幂函数;(2)是幂函数,且是()0,+∞上的增函数;(3)是正比例函数;(4)是反比例函数;(5)是二次函数;例2.比较大小:(1)11221.5,1.7 (2)33( 1.2),( 1.25)--(3)1125.25,5.26,5.26---(4)30.530.5,3,log 0.5习题1. 下列函数中不是幂函数的是( )A.y =B.3y x = C.2y x = D.1y x -=2. 下列函数在(),0-∞上为减函数的是( )A.13y x = B.2y x = C.3y x = D.2y x -= 3. 下列幂函数中定义域为{}0x x >的是( ) A.23y x = B.32y x = C.23y x -= D.32y x-=4.函数y =(x 2-2x )21-的定义域是( )A .{x |x ≠0或x ≠2}B .(-∞,0) (2,+∞)C .(-∞,0)] [2,+∞]D .(0,2)5.函数y =(1-x 2)21的值域是( )A .[0,+∞]B .(0,1)C .(0,1)D .[0,1] 6.函数y =32)215(x x -+的定义域是 。
综合练习 一.基础题:1、① 25log 20log 42-=② lg 2lg50lg5lg 20lg100lg5lg 2+-= ③ 已知12log ,,54,3log 255表示用b a a b===_______________ 2、函数xy 12=的定义域是 ,值域为 。
3、函数)23(log21-=x y 的定义域是:4、如图,曲线1C ,2C ,3C ,4C 分别表示指数函数 xa y =,xb y =,xc y =,xd y =的图象, 则d c b a ,,,及0 ,1按从小到大可以排列为: 。
5、若02log 2log b a ,则b a ,及0 ,1按从小到大可以排列为: 。
6、下列不等式中,正确的有 : ① 3.04.05.05.0 ② 3.0log 4.0log 5.05.0 ③ 5.05.03.04.0 ④ 23.03.02--7、⎭⎬⎫⎩⎨⎧-∈3,21,1,1α,则使函数αx y =的定义域为R 且为奇函数的所有α的值为 二、典型例题解析: 例1、设132log <a,则实数a 的取值范围是 . 例2、若函数的图象经过第二且)10(1)(≠>-+=a a b a x f x、三、四象限,则实数b a ,的取值范围分别是 , 。
例3、⎩⎨⎧≤+-=1,log 1,4)13()( x x x a x a x f a 是(,)-∞+∞上的减函数,那么a 的取值范围是例4、设10<<a ,)22(log )(2--=xx a a a x f ,则使0)(<x f 的x 的取值范围是 例5、若ln 2ln 3ln 5,,235a b c ===,则c b a ,,的大小关系为:例6、对于函数f (x )定义域中任意的x 1,x 2(x 1≠x 2),有如下结论: ① f (x 1+x 2)=f (x 1)·f (x 2); ② f (x 1·x 2)=f (x 1)+f (x 2) ③1212()()f x f x x x -->0;④ 1212()()()22x x f x f x f ++<. 当x x f 2log )(=时,上述结论中正确结论的序号是例7、已知函数)2(log ax y a -=在]1,0[上是x 的减函数,则a 的取值范围是例8、已知函数)1,0(11log )(≠--=a a x mxx f a 是奇函数, (1)求m 的值及函数的定义域;(2)判断)(x f 在(1,+∞)上的单调性; (3)当)2,(,1-∈a r x a 时,)(x f 的值域是(1,+∞),求a ,r 的值三、练习:1、64log 2log 273=2、设,0.(),0.x e x g x lnx x ⎧≤=⎨>⎩,则1(())2g g =__________3、函数x y 2log 2-=的定义域为:4、若函数)1,0)(1(log )(≠+=a a x x f a 的定义域和值域都是]1,0[,则a =5、若1,10- b a ,则函数b a x f x+=)(的图象不经过第 象限。
6、方程1)3lg(lg =++x x 的解x = ;7、设函数⎩⎨⎧≤=-1,log 1,2)(81 x x x x f x ,则满足41)(=x f 的x = ;8、若函数)2(log )(22a x x x f a ++=是奇函数,则a =参考解答:课前热身:1、① 2 ② 1 ③bab 21+ 2、}1,0{},0{≠≠y y y x x 且 3、]132(,4、c d a b 105、10 a b6、③7、1,3例题解析:1、),1(32,0(+∞ 2、0,10 b a 3、)31,71[4、)3log ,(a -∞5、b a c6、②③7、)2,1(8、(1)1-=m ,定义域),1()1,(+∞--∞ (2)当1 a 时,增函数 ;当10 a 时,减函数 (3)1,32-=+=r a课堂练习:1、21 2、213、]4,0(4、25、一6、27、38、22。