指数函数及其性质常见题型

指数函数培优经典题指数函数是数学中常见的一种函数类型，它具有多种应用和特性。

本文将介绍一些指数函数的经典题目，帮助读者加深对该函数的理解和应用能力。

问题一：指数函数的定义与性质1.1 定义：指数函数是以底数为常数、指数为自变量的函数形式，可以表示为$f(x) = a^x$，其中$a$为底数。

1.2 性质：指数函数具有以下几个重要性质：- 当$a。

0$且$a \neq 1$时，函数图像上升，且过点$(0,1)$；- 当$a < 0$且$a \neq 1$时，函数图像下降，且过点$(0,1)$；- 当$a。

1$时，函数图像右移，且整体上升趋势；- 当$0 < a < 1$时，函数图像右移，且整体下降趋势；- 当$a < 0$时，指数函数在整数域上没有定义。

问题二：指数函数的应用题2.1 指数函数的增长与衰减假设某种细菌的个数随时间的变化服从指数函数规律，已知该种细菌在初始时刻有1000个，经过2小时后，细菌的个数减少到800个。

求该细菌的指数函数表达式。

解答：根据题意，我们可以列出以下方程：$800 = 1000 \cdot a^2$将方程两边同时除以1000，得到：$\frac{800}{1000} = a^2$化简得：$0.8 = a^2$开平方得：$a = \pm \sqrt{0.8}$由于细菌个数不能为负数，所以$a = \sqrt{0.8}$，即指数函数的表达式为$f(x) = \sqrt{0.8}^x$。

2.2 指数函数与复利计算假设某人将元存入银行，年利率为4%，每年复利一次。

求多少年后该人的存款将翻倍？解答：根据复利计算公式，我们可以列出以下方程：$ = \cdot (1 + 0.04)^n$将方程两边同时除以，得到：$2 = (1 + 0.04)^n$化简得：$\log_{1.04}(2) = n$通过计算，约得到$n \approx 17$。

所以，该人的存款将在大约17年后翻倍。

——习题课题型一：与指数有关的复合函数的定义域和值域1、 含指数函数的复合函数的定义域（1） 由于指数函数()1,0≠>=a a a y x 且的定义域是R ，所以函数()x f a y =的定义域与()x f 的定义域相同.（2） 对于函数()()1,0≠>=a a a f y x且的定义域，关键是找出x a t =的值域哪些部分()t f y =的定义域中. 2、 含指数函数的复合函数的定义域 （1） 在求形如()x f ay =()1,0≠>a a 且的函数值域时，先求得()x f 的值域（即()x f t =中t 的范围），再根据t a y =的单调性列出指数不等式，得出t a 的范围，即()x f a y =的值域.（2） 在求形如()x a f y =()1,0≠>a a 且的函数值域时，易知0>x a （或根据()x a f y =对x 限定的更加具体的范围列指数不等式，得出xa 的具体范围），然后再()+∞∈,0t 上，求()t f y =的值域即可. 【例】求下列函数的定义域和值域.（1）114.0-=x y ； （2）153-=x y ； （3）x a y -=1.题型二：利用指数函数的单调性解指数不等式解题步骤：（1）利用指数函数的单调性解不等式，首先要将不等式两端都凑成底数相同的指数式.（2）()()()()()()⎩⎨⎧<<>>>⇔>10,1,a x g x f a x g x f a a x g x f 【例】（1）解不等式22113≤⎪⎭⎫ ⎝⎛-x ； （2）已知()1,06132≠><++-a a a a x x x ，求x 的取值范围.题型三：指数函数的最值问题解题思路：指数函数在定义域R 上是单调函数，因此在R 的某一闭区间子集上也是单调函数，因此在区间的两个端点处分别取到最大值和最小值.需要注意的是，当底数未知时，要对底数分情况讨论.【例】函数()()1,0≠>=a a a x f x 在[]2,1上的最大值比最小值大2a ，求a 的值.题型四：与指数函数有关的单调性1、研究形如()x f a y =()1,0≠>a a 且的函数的单调性时，有如下结论：（1）当1>a 时，函数()x f a y =的单调性与()x f 的单调性相同；（2）当10<<a 时，函数()x f ay =的单调性与()x f 的单调性相反. 2、研究形如()x a y ϕ=()1,0≠>a a 且的函数的单调性时，有如下结论：（1）当1>a 时，函数()x ay ϕ=的单调性与()t y ϕ=的单调性相同； （2）当10<<a 时，函数()xa y ϕ=的单调性与()t y ϕ=的单调性相反. 注意：做此类题时，一定要考虑复合函数的定义域. 【例】1.已知1,0≠>a a 且，讨论()232++-=x xa x f 的单调性.2.求下列函数的单调区间.（1）322-+=x xa y ； （2）12.01-=x y题型五：指数函数与函数奇偶性的综合应用虽然指数函数不具有奇偶性，但一些指数型函数可能具有奇偶性，对于此类问题可利用定义进行判断或证明.【例】1. 已知函数()a x f x ++=131为奇函数，则a 的值为 . 2. 已知函数()()R x a x f x∈+-=211是奇函数，则实数a 的值为 . 3. 已知函数()()1,02111≠>+-=a a a x f x ，判断函数()x f 的奇偶性.题型六：图像变换的应用1、平移变换：若已知x a y =的图像，（1）把x a y =的图像向左平移b 个单位，则得到b x a y +=的图像；（2）把x a y =的图像向右平移b 个单位，则得到b x a y -=的图像；（3）把x a y =的图像向上平移b 个单位，可得到b a y x +=的图像；（4）把x a y =的图像向下平移b 个单位，则得到b a y x-=的图像.2、对称变换：若已知x a y =的图像，（1）函数x a y =的图像与x a y -=的图像关于y 轴对称；（2）函数x a y =的图像与x a y -=的图像关于x 轴对称；（3）函数xa y =的图像与x a y --=的图像关于坐标原点对称. 【例】1. 画出下列函数的图象，并说明它们是由函数x y 2=的图像经过怎样的变换得到的.①12-=x y ；②12+=x y ；③x y 2=；④12-=x y ；⑤x y 2-=；⑥x y --=22. 函数a x y +=与x a y =()1,0≠>a a 且的图像可能是（ ）A B C D3.若直线a y 2=与函数11+-=x a y ()1,0≠>a a 且的图像有两个公共点，则a 的取值范围是 .。

指数函数及其性质【知识点分析及例题】1、指数函数的概念：函数y=a x (a>0且a ≠1)叫做指数函数，其中x 是自变量，a 为常数，函数定义域为R.注意： （1）形式上的严格性：只有形如y=a x (a>0且a ≠1)的函数才是指数函数．像23xy =⋅，12xy =，31x y =+等函数都不是指数函数．（2）为什么规定底数a 大于零且不等于1：①如果0a =，则000x x ⎧>⎪⎨≤⎪⎩xx时，a 恒等于，时,a 无意义.②如果0a <，则对于一些函数，比如(4)x y =-，当11,,24x x ==⋅⋅⋅时，在实数范围内函数值不存在．③如果1a =，则11x y ==是个常量，就没研究的必要了． y=a x0<a<1时图象 a>1时图象图象性质 ①定义域R ，值域 （0，+∞） ②a 0=1, 即x=0时，y=1，图象都经过(0，1)点 ③a x =a ，即x=1时，y 等于底数a④在定义域上是单调减函数 ④在定义域上是单调增函数 ⑤x<0时，a x >1 x>0时，0<a x <1 ⑤x<0时，0<a x <1 x>0时，a x >1 ⑥ 既不是奇函数，也不是偶函数（1）当底数大小不定时，必须分“1a >”和“01a <<”两种情形讨论。

（2）当01a <<时，,0x y →+∞→；当1a >时,0x y →-∞→。

当1a >时，a 的值越大，图象越靠近y 轴，递增速度越快。

当01a <<时，a 的值越小，图象越靠近y 轴，递减的速度越快。

（3）指数函数x y a =与1xy a ⎛⎫= ⎪⎝⎭的图象关于y 轴对称。

（4）利用函数的单调性，结合图象还可以看出：在[a ，b]上)10()(≠>=a a a x f x 且，值域是)](),([b f a f 或)](),([a f b f（5）若0≠x ，则1)(≠x f ；)(x f 取遍所有正数当且仅当R x ∈； （6）对于指数函数)10()(≠>=a a a x f x 且，总有a f =)1(； 3、指数函数底数变化与图像分布规律① xy a = ②xy b = ③xy c = ④x y d =注意：（1）0＜b ＜a ＜1＜d ＜c（2）x ∈(0,+∞)时，x x x x b a d c <<< （底大幂大） （3）x ∈(－∞,0)时，x x x x b a d c >>> 4、指数式大小比较方法(1)单调性法：化为同底数指数式，利用指数函数的单调性进行比较. (2)中间量法（中间量为1） (3)分类讨论法 (4)比较法比较法有作差比较与作商比较两种，其原理分别为：①若0A B A B ->⇔>；0A B A B -<⇔<；0A B A B -=⇔=；②当两个式子均为正值的情况下，可用作商法，判断1A B >，或1AB<即可．【例题】题型一、指数函数的概念例1、指出下列函数哪些是指数函数？（1）4x y =；（2）4y x =；（3）4x y =-；（4）(4)x y =-；（5）1(21)(1)2x y a a a =->≠且；例2、函数2(33)x y a a a =-+是指数函数，求a 的值．题型二、指数函数的图像例3、函数与的图象大致是( ).例4、函数（）的图象是（）例5、若，，则函数的图象一定在（）A．第一、二、三象限 B．第一、三、四象限C．第二、三、四象限 D．第一、二、四象限例6、指数函数y＝a x，y＝b x，y＝c x，y＝d x的图像如图所示，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＜cC．b＜a＜1＜d＜c D．c＜d＜1＜a＜b题型三、函数的定义域、值域例7、求下列函数的定义域、值域.(1)313xxy=+；(2)y=4x-2x+1；(3)21139x--；(4)211xxy a-+=(a为大于1的常数)例8、已知，当其值域为时，的取值范围是；函数的值域是__________ ．题型四、比较大小例9、判断下列各数的大小关系(1)1.8a与 1.8a+1；(2)24-231(),3,()331；(3)22.5，(2.5)0， 2.51()2；(4)23(0,1)a a a a>≠与例10、比较下列各组数的大小：（1）若，比较与；（2）若，比较与；（3）若，比较与；（4）若，且，比较a与b；（5）若，且，比较a与b．例11、已知2321(25)(25)x x a a a a -++>++，则x 的取值范围是___________．例12、讨论函数221()3x xf x -⎛⎫= ⎪⎝⎭的单调性，并求其值域．题型六、判断函数的奇偶性例13、判断下列函数的奇偶性：)()21121()(x x f xϕ+-= (()x ϕ为奇函数)例14、已知函数11)(+-=x x a a x f (a ＞1).（1）判断函数f (x )的奇偶性；（2）证明f (x )在(－∞，+∞)上是增函数.例15、 某乡镇现在人均粮食占有量为360千克，如果该乡镇人口平均每年增长1.2%，粮食总产量平均每年增长4%．设x 年后年人均粮食占有量为y 千克，求出函数y 关于x 的解析式．例16、设12()2x x af x b+-+=+（a ，b 为实常数）。

2.1.2指数函数的图象和性质1．下列函数是指数函数的是( )．A ．y ＝x 5B ．y ＝4x 3C ．43x y ⎛⎫= ⎪⎝⎭D ．y ＝13x ⎛⎫- ⎪⎝⎭＋2 2．函数f (x )＝132a ⎛⎫- ⎪⎝⎭·a x 是指数函数，则12f ⎛⎫ ⎪⎝⎭的值为( )．A ．2B ．－2C ．-D ．3．函数||12x y -⎛⎫= ⎪⎝⎭的图象是( )．4．函数f (x )＝a x (a ＞0且a ≠1)对于任意的实数x ，y 都有( )．A ．f (xy )＝f (x )f (y )B ．f (xy )＝f (x )＋f (y )C ．f (x ＋y )＝f (x )f (y )D ．f (x ＋y )＝f (x )＋f (y )5．已知f (x )＝a －x (a ＞0且a ≠1)，且f (－2)＞f (－3)，则a 的取值范围是( )．A ．a ＞0B ． a ＞1C ．a ＜1D ．0＜a ＜16．函数y ( )．A ．[0，＋∞)B ．[0,4]C ．[0,4)D ．(0,4)7．若f (x )是指数函数，且f (2)－f (1)＝6，则f (x )＝__________.8．已知(a 2＋2a ＋5)3x ＞(a 2＋2a ＋5)1－x ，则x 的取值范围是__________．9．函数y =的定义域是__________．10．函数y ＝a x (a ＞0且a ≠1)在区间[1,2]上的最大值比最小值大2a ，求a 的值．参考答案1. 答案： C2. 答案：D解析：∵函数f (x )是指数函数， ∴12a －3＝1，a ＝8.∴f (x )＝8x ，12182f ⎛⎫== ⎪⎝⎭3. 答案：B4. 答案：C解析：f (x ＋y )＝a x ＋y ＝a x ·a y ＝f (x )·f (y )，故选C ．5. 答案：D 解析：由于f (x )＝a －x ＝1xa ⎛⎫ ⎪⎝⎭，而f (－2)＞f (－3)，说明f (x )是递增函数，从而11a >，0＜a ＜1，故选D ．6. 答案：C解析：∵4x ＞0，∴16－4x ＜16.∴函数y =[0,4)．7. 答案：3x解析：设f (x )＝a x (a ＞0且a ≠1)，则a 2－a ＝6，解得a ＝3，即f (x )＝3x .8. 答案：14⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭，解析：对于任意实数a ，a 2＋2a ＋5＝(a ＋1)2＋4≥4＞1，故y ＝(a 2＋2a ＋5)x 是递增函数，因此有3x ＞1－x ，即14x >. 9. 答案：(－∞，0] 解析：由21402x -⎛⎫-≥ ⎪⎝⎭，得22－x ≥22，∴2－x ≥2，x ≤0.10. 解：当a ＞1时，y ＝a x 在[1,2]上是递增函数，∴y max ＝f (2)＝a 2，y min ＝f (1)＝a .∴f (2)－f (1)＝2a ，即a 2－a ＝2a .∴32a =. 当0＜a ＜1时， y ＝a x 在[1,2]上是递减函数， ∴y max ＝f (1)，y min ＝f (2)，即f (1)－f (2)＝2a ，即a －a 2＝2a . ∴12a =. 综上所述，12a =或32a =.。

指数函数及其性质题型及解析1.下列函数中，是指数函数的是（）①y=（-2）x②y=（）x③y=x2 ④y=x-1⑤y=5x+1⑥y=x4⑦y=3x⑧y=﹣2•3x ⑨y=πx⑩y=（-3）x分析：根据指数函数y=a x（a＞0且a≠1）的定义进行判断即可．解：根据指数函数y=a x（a＞0且a≠1）的定义，得；①中y=（﹣2）x底数﹣2＜0，不是指数函数，②中y=是指数函数，③，④都是幂函数，不是指数函数；⑤y=5x+1不是指数函数；⑥y=x4是幂函数，不是指数函数；⑦y=3x是指数函数；⑧y=﹣2•3x不是指数函数．⑨满足指数函数的定义，故正确；⑩﹣3＜0，不是指数函数，故错误．2.为了得到函数y=2x﹣3﹣1的图象，只需把函数y=2x上所有点（）A．向右平移3个单位长度，再向下平移1个单位长度 B．向左平移3个单位长度，再向下平移1个单位长度C．向右平移3个单位长度，再向上平移1个单位长度 D．向左平移3个单位长度，再向上平移1个单位长度分析：函数图象的平移问题：在x上的变化符合“左加右减”，而在y上的变化符合“上加下减”．解：函数图象的平移问题：在x上的变化符合“左加右减”，而在y上的变化符合“上加下减”．把函数y=2x 的图象向右平移3个单位长度得到函数y=2x﹣3的图象，再将所得图象再向下平移1个单位长度，得到函数y=2x﹣3﹣1的图象，故选A3.若指数函数的图象经过点（2／3，4），求该函数的解析式及f（﹣1／2）的值分析：设出指数函数的解析式，利用函数图象经过点的坐标求出函数解析式，再计算f（﹣1／2）的值解：设指数函数y=f（x）=a x（a＞0且a≠1），且函数的图象经过点（2／3，4），∴=4，解得a=8；∴该函数的解析式为y=f（x）=8x，∴f（﹣）===4.①若函数y=（3a﹣1）x为指数函数，求a的取值范围分析：由函数y=（3a﹣1）x为指数函数，知，由此能求出a的取值范围；根据指数函数的定义可得求解即可，解：∵函数y=（3a﹣1）x为指数函数，∴，解得a＞，且a，∴a的取值范围为（，）∪（，+∞）．②函数y=（2a2﹣3a+2）a x是指数函数，求a的取值解：若函数y=（2a2﹣3a+2）a x是指数函数，则解得：a=5.已知x＞0，指数函数y=（a2﹣8）x的值恒大于1，求实数a的取值范围分析：利用指数函数的性质，可知其底数a2﹣8＞1，解之即得实数a的取值范围解：因为x＞0，指数函数y=（a2﹣8）x的值大于1恒成立，∴a2﹣8＞1，即a2＞9，解得a＞3或a＜﹣3．∴实数a的取值范围是（﹣∞，﹣3）∪（3，+∞）6.已知指数函数f（x）=（a﹣1）x.（1）若f（x）在R上是增函数，求a的取值范围（2）若f（x）是R上的减函数，求a的取值范围分析：根据指数函数的图象和性质，即可得到答案．欲使得指数函数f（x）=（a﹣1）x是R上的增函数，只须其底数大于1即可，从而求得a的取值范围．欲使得指数函数f（x）=（a﹣1）x是R上的减函数，只须其底数小于1即可，从而求得a的取值范围解：（1）指数函数f（x）=（a﹣1）x在R上是增函数，∴a﹣1＞1，即a＞2，故a的取值范围是（2，+∞）（2）指数函数f（x）=（a﹣1）x在R上是减函数，∴0＜a﹣1＜1，即1＜a＜2，故a的取值范围是（1，2）7.在同一坐标系作出下列函数的图象，并指出它们与指数函数y=2x的图象的关系（1）y=2x+1与y=2x+2；（2）y=2x﹣1与y=2x﹣2；（3）y=2x﹣1与y=2x+1．分析：（1）y=2x+1的图象由函数y=2x的图象向左平移1单位得到；y=2x+2的图象由函数y=2x的图象向左平移2单位得到；（2）y=2x﹣1的图象由函数y=2x的图象向右平移1个单位得到；y=2x﹣2的图象由函数y=2x的图象向右平移2个单位得到；（3）y=2x﹣1的图象由函数y=2x的图象向下平移1个单位得到；y=2x+1的图象由函数y=2x的图象向上平移1个单位得到．解：y=2x+1与y=2x+2的图象如图，y=2x﹣1与y=2x﹣2的图象如图，y=2x﹣1与y=2x+1的图象如图（1）y=2x+1的图象由函数y=2x的图象向左平移1单位得到；y=2x+2的图象由函数y=2x的图象向左平移2单位得到；（2）y=2x﹣1的图象由函数y=2x的图象向右平移1个单位得到；y=2x﹣2的图象由函数y=2x的图象向右平移2个单位得到；（3）y=2x﹣1的图象由函数y=2x的图象向下平移1个单位得到；y=2x+1的图象由函数y=2x的图象向上平移1个单位得到．8.指数函数y=a x y=b x y=c x y=d x在同一坐标系中图象如图，求a、b、c、d大小关系分析：比较指数函数的底数的大小，根据函数图象的单调性可知c＞1，d＞1，0＜a＜1，0＜b＜1，然后再比较c，d的大小，a，b的大小．解：由函数的图象可知，c＞d＞1＞a＞b＞09.比较大小①0.70.8，0.80.7②30.8与30.7 ③0.70.1与0.7﹣0.1分析：先分析底数与1的关系，进而确定对应函数的单调性，再比较两个式子指数的大小，由指数函数y=0.7x 为单调递减函数可得，0.70.8＜0.70.7，由幂函数y=x0.7为增函数可得，0.70.7＜0.80.7，，从而可得解：①由指数函数y=0.7x为单调递减函数可得，0.70.8＜0.70.7，由幂函数y=x0.7为增函数可得，0.70.7＜0.80.7，所以，0，70.8＜0.70.7＜0.80.7②∵3＞1，∴y=3x为增函数，又∵0.8＞0.7，∴30.8＞30.7③∵0＜0.7＜1，∴y=0.7x为减函数，又∵0.1＞﹣0.1．∴0.70.1＜0.7﹣0.1．10.解关于x的不等式（1）＞34（2）a2x+1≥a x﹣5分析：（1）直接由指数函数的单调性化指数不等式为一元二次不等式求解；（2）对a分类讨论，然后由指数函数的单调性化指数不等式为一元一次不等式求解．解：（1）由＞34，得x2﹣3x＞4，解得：x＜﹣1或x＞4．∴不等式＞34的解集为（﹣∞，﹣1）∪（4，+∞）；（2）当0＜a＜1时，由a2x+1≥a x﹣5，得2x+1≤x﹣5，解得x≤﹣6；当a＞1时，由a2x+1≥a x﹣5，得2x+1≥x﹣5，解得x≥﹣6．∴当0＜a＜1时，原不等式的解集为（﹣∞，﹣6]；当a＞1时，原不等式的解集为[6，+∞）11.2000年第五次人口普查，中国人口已达到13亿，年增长率约为1%．为了有效地控制人口过快增长，实行计划生育成为我国一项基本国策．按照上述材料中的1%的增长率，从2000年起，x年后我国的人口将达到2000年的多少？x年后的人口是2000年人口的多少倍？解：设经过x年我国人口将达到y亿人，则y=13(1+1%)x（亿人），y÷13=(1+1%)x（倍）。

指数函数及其性质【知识梳理】1．指数函数的定义函数xy a =(0a >且1a ≠)叫做指数函数，其中x 是自变量，函数的定义域为R . 2．指数函数的图象和性质1a > 01a <<图 象性 质定义域R值域 ()0,+∞过定点 过点()0,1即x =0时，y =1单调性是R 上的增函数是R 上的减函数【常考题型】题型一、指数函数的概念【例1】 (1)下列函数：①23xy =⋅；②13x y +=；③3x y =；④3y x =.其中，指数函数的个数是( ) A ．0 B ．1 C ．2D ．3(2)函数()22xy a a =-是指数函数，则( ) A ．1a =或3a = B ．1a = C ．3a =D ．0a >且1a ≠[解析] (1)①中，3x的系数是2，故①不是指数函数；②中，13x y +=的指数是1x +，不是自变量x ，故②不是指数函数；③中，3xy =的系数是1，幂的指数是自变量x ，且只有3x一项，故③是指数函数；④中，3y x =中底数为自变量，指数为常数，故④不是指数函数．所以只有③是指数函数．(2)由指数函数定义知()22101a a a ⎧-=⎪⎨>≠⎪⎩且，所以解得3a =.[答案] (1)B (2)C 【类题通法】判断一个函数是否为指数函数的方法判断一个函数是否是指数函数，其关键是分析该函数是否具备指数函数三大特征： (1)底数0a >，且1a ≠. (2)xa 的系数为1.(3)xy a =中“a 是常数”，x 为自变量，自变量在指数位置上． 【对点训练】下列函数中是指数函数的是________(填序号)．①2xy =⋅；②12x y -=；③2xy π⎛⎫= ⎪⎝⎭；④x y x =；⑤13y x=-；⑥13y x =.解析：①中指数式x的系数不为1，故不是指数函数；②中11222x x y -==⋅，指数式2x的系数不为1，故不是指数函数；④中底数为x ，不满足底数是唯一确定的值，故不是指数函数；⑤中指数不是x ，故不是指数函数；⑥中指数为常数且底数不是唯一确定的值，故不是指数函数．故填③.答案：③题型二、指数函数的图象问题【例2】 (1)如图是指数函数①xy a =，②xy b =，③xy c =，④xy d =的图象，则a ，b ，c ，d 与1的大小关系为( )A ．1a b c d <<<<B ．1b a d c <<<<C ．1a b c d <<<<D ．1a b d c <<<< (2)函数33x y a-=+(0a >，且1a ≠)的图象过定点________．[解析] (1)由图象可知③④的底数必大于1，①②的底数必小于1.过点()1,0作直线1x =，如图所示，在第一象限直线1x =与各曲线的交点的纵坐标即为各指数函数的底数，则1d c <<，1b a <<，从而可知a ，b ，c ，d 与1的大小关系为1b a d c <<<<.(2)法一：因为指数函数xy a =(0a >，且1a ≠)的图象过定点()0,1，所以在函数33x y a -=+中，令3x =，得134y =+=，即函数的图象过定点()3,4．法二：将原函数变形，得33x y a--=，然后把3y -看作是()3x -的指数函数，所以当30x -=时，31y -=，即3x =，4y =，所以原函数的图象过定点()3,4．[答案] (1)B (2)()3,4 【类题通法】底数a 对函数图象的影响(1)底数a 与1的大小关系决定了指数函数图象的“升降”：当1a >时，指数函数的图象“上升”；当01a <<时，指数函数的图象“下降”．(2)底数的大小决定了图象相对位置的高低：不论是1a >，还是01a <<，在第一象限底数越大，函数图象越靠近y 轴．当1a b >>时，①若0x >，则1xxa b >>；②若0x <，则10xxb a >>>.当10a b >>>时，①若0x >，则10xxa b >>>；②若0x <，则1xxb a >>.【对点训练】若函数()1x y a b =+-(0a >，且1a ≠)的图象不经过第二象限，则有( ) A ．1a >且1b < B ．01a <<且1b ≤ C ．01a <<且0b >D ．1a >且0b ≤解析：选D 由指数函数图象的特征可知01a <<时，函数()1x y a b =+-(0a >，且1a ≠)的图象必经过第二象限，故排除选项B 、C.又函数()1xy a b =+-(0a >，且1a ≠)的图象不经过第二象限，则其图象与y 轴的交点不在x 轴上方，所以当0x =时，()010y a b =+-≤，即0b ≤，故选项D 正确.题型三、与指数函数有关的定义域、值域问题【例3】 求下列函数的定义域和值域：(1)y =(2)142x y -=；(3)23y ⎛= ⎪⎝⎭.[解] (1)要使函数式有意义，则130x-≥，即0313x≤=， 因为函数3xy =在R 上是增函数，所以0x ≤，故函数y (],0-∞．因为0x ≤，所以031x<≤，所以0131x≤-<，[)0,1，即函数y [)0,1．(2)要使函数式有意义，则40x -≠，解得4x ≠，所以函数142x y -=的定义域为{}R 4x x ∈≠．因为104x ≠-，所以1421x -≠，即函数142x y -=的值域为{}01y y y >≠且．(3)要使函数式有意义，则0x -≥，解得0x =，所以函数23xy -⎛⎫= ⎪⎝⎭的定义域为{}0x x =．而23xy -⎛⎫= ⎪⎝⎭0213⎛⎫== ⎪⎝⎭，则函数23xy -⎛⎫= ⎪⎝⎭的值域为{}1y y =．【类题通法】指数型函数的定义域、值域的求法(1)求与指数函数有关的函数的定义域时，首先观察函数是xy a =型还是()f x y a=型，前者的定义域是R ，后者的定义域与()f x 的定义域一致，而求()x y f a =型函数的定义域时，往往转化为解指数不等式(组)．(2)求与指数函数有关的函数的值域时，在运用前面介绍的求函数值域的方法的前提下，要注意指数函数的值域为()0,+∞，切记准确运用指数函数的单调性．【对点训练】求函数22312x x y --⎛⎫= ⎪⎝⎭的定义域和值域．解：定义域为R .∵()2223144x x x --=--≥-，∴22312x x --⎛⎫⎪⎝⎭41162-⎛⎫≤= ⎪⎝⎭　.又∵223102x x --⎛⎫> ⎪⎝⎭，∴函数22312x x y --⎛⎫= ⎪⎝⎭的值域为(]0,16．【练习反馈】1．已知10n m >>>，则指数函数①xy m =，②xy n =的图象为( )解析：选C 由于01m n <<<，所以xy m =与xy n =都是减函数，故排除A 、B ，作直线1x =与两个曲线相交，交点在下面的是函数xy m =的图象，故选C.2．若函数()12xy a =-是实数集R 上的增函数，则实数a 的取值围为( )A.1,2⎛⎫+∞⎪⎝⎭ B ．(),0-∞C.1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭D.11,22⎛⎫-⎪⎝⎭ 解析：选B 由题意知，此函数为指数函数，且为实数集R 上的增函数，所以底数121a ->，解得0a <.3．指数函数()y f x =的图象过点()2,4，那么()()24f f ⋅=________. 解析：设()x f x a =(0a >且1a ≠)， 又()224f a ==，∴()()24232444464f f a a ⋅=⋅=⋅==.答案：644．函数()113xf x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，[]1,2x ∈-的值域为________．解析：∵12x -≤≤，∴11393x⎛⎫≤≤ ⎪⎝⎭.∴811293x⎛⎫-≤-≤ ⎪⎝⎭.∴值域为8,29⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.答案：8,29⎡⎤-⎢⎥⎣⎦5．已知函数()1x f x a -=(0x ≥)的图象经过点12,2⎛⎫ ⎪⎝⎭，其中0a >且1a ≠.(1)求a 的值；(2)求函数()y f x =(0x ≥)的值域． 解：(1)因为函数图象过点12,2⎛⎫ ⎪⎝⎭，所以2112a -=，则12a =. (2)()112x f x -⎛⎫= ⎪⎝⎭(0x ≥)，由0x ≥得，11x -≥-，于是11110222x --⎛⎫⎛⎫<≤= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭. 所以函数的值域为(]0,2．。

高中数学：指数函数的图像和性质练习及答案指数函数的图象与性质1.指数函数y＝a x，y＝b x，y＝c x，y＝d x在同一坐标系内的图象如图所示，则a、b、c、d的大小顺序是( )A．b<a<d<cB．a<b<d<cC．b<a<c<dD．b<c<a<d2.已知1>n>m>0，则指数函数①y＝m x，②y＝n x的图象为( )A．B．C．D．3.函数y＝a x－(a>0，且a≠1)的图象可能是( )A．B．C．D．4.把函数y＝f(x)的图象向左，向下分别平移2个单位，得到y＝2x的图象，则f(x)的解析式是( ) A．f(x)＝2x＋2＋2B．f(x)＝2x＋2－2C．f(x)＝2x－2＋2D．f(x)＝2x－2－25.若关于x的方程|a x－1|＝2a(a>0且a≠1)有两个不等实根，则a的取值范围是( )A．(0，1)∪(1，＋∞)B．(0，1)C．(1，＋∞)D．(0，)6.已知函数f(x)＝|2x－1－1|.(1)作出函数y＝f(x)的图象；(2)若a<c，且f(a)>f(c)，求证：2a＋2c<4.指数函数的定义域7.已知函数f(x)的定义域是(1，2)，则函数f(2x)的定义域是( ) A．(0，1)B．(2，4)C．(，1)D．(1，2)8.函数y＝的定义域是________．指数函数的值域9.函数y＝的值域为________．10.当x∈[0，1]时，函数f(x)＝3x＋2的值域为________．指数函数的性质11.若函数f(x)＝3x＋3－x与g(x)＝3x－3－x的定义域均为R，则( ) A．f(x)与g(x)均为偶函数B．f(x)为偶函数，g(x)为奇函数C．f(x)与g(x)均为奇函数D．f(x)为奇函数，g(x)为偶函数12.关于指数函数，有下列几个命题：①指数函数的定义域为(0，＋∞)；②指数函数的值域是不包括1的；③指数函数f(x)＝2x和f(x)＝()x关于y轴对称；④指数函数都是单调函数．其中正确的命题有________(填写正确命题的序号)．13.指数函数f(x)＝a x(a>0，a≠1)对于任意的x1、x2∈R，都有f(x1)f(x2)________f(x1＋x2)．(填“>”，“<”或“＝”)指数幂的大小比较14.a＝与b＝()5的大小关系是( )A．a>bB．a<bC．a＝bD．大小关系不定15.设<()b<()a<1，那么( )A．a a<a b<b aB．a a<b a<a bC．a b<a a<b aD．a b<b a<a a16.设函数f(x)定义在实数集上，且y＝f(x＋1)是偶函数，且当x≥1时，f(x)＝3x－1，则有( ) A．f()<f()<f()B．f()<f()<f()C．f()<f()<f()D．f()<f()<f()指数方程的解法17.集合M＝{3，2a}，N＝{a，b}，若M∩N＝{2}，则M∪N等于( )A．{0，1，2}B．{0，1，3}C．{0，2，3}D．{1，2，3}18.方程2m·3n－3n＋1＋2m＝13的非负整数解(m，n)＝________.19.若方程()x＋()x－1＋a＝0有正数解，则实数a的取值范围是________．指数不等式的解法20.已知不等式为≤3x<27，则x的取值范围( )A．－≤x<3B．≤x<3C．RD．≤x<21.已知f(x)＝a－x(a>0，且a≠1)，且f(－2)>f(－3)，则a的取值范围是( ) A．a>0B．a>1C．a<1D．0<a<122.不等式<2－2x的解集是________．指数函数的单调性23.函数y＝的递减区间为( )A．(－∞，－3]B．[－3，＋∞)C．(－∞，3]D．[3，＋∞)24.若函数y＝(1－2a)x是实数集R上的增函数，则实数a的取值范围为( ) A．(，＋∞)B．(－∞，0)C．(－∞，)D．(－，)25.已知函数f(n)＝是增函数，则实数a的取值范围是( )A．(0，1)B．(7，8)C．[7，8)D．(4，8)26.函数y＝的递增区间是________．27.已知函数f(x)＝.(1)若a＝1，求f(x)的单调区间；(2)若f(x)有最大值3，求a的值．指数函数的最值28.已知函数y＝ax(a>1)在区间[1，2]上的最大值与最小值之差为2，则实数a的值为( ) A．B．2C．3D．429.已知函数y＝9x－2·3x－1，求该函数在区间x∈[－1，1]上的最大值和最小值．30.已知f(x)＝9x－2·3x＋4，x∈[－1，2]．(1)设t＝3x，x∈[－1，2]，求t的最大值与最小值；(2)求f(x)的最大值与最小值．与指数函数相关的函数的奇偶性31.函数y＝的图象( )A．关于原点对称B．关于直线y＝－x对称C．关于y轴对称D．关于直线y＝x对称32.已知定义在R上的奇函数f(x)和偶函数g(x)满足f(x)＋g(x)＝a x－a－x＋2(a>0，且a≠1)．若g(2)＝a，则f(2)等于( )A．2B．C．D．a233.函数f(x)＝k·a－x(k，a为常数，a>0且a≠1)的图象过点A(0，1)，B(3，8)，(1)求函数f(x)的解析式；(2)若函数g(x)＝，试判断函数g(x)的奇偶性，并给出证明．答案1.指数函数y＝a x，y＝b x，y＝c x，y＝d x在同一坐标系内的图象如图所示，则a、b、c、d的大小顺序是( )A．b<a<d<cB．a<b<d<cC．b<a<c<dD．b<c<a<d【答案】A【解析】作直线x＝1与各图象相交，交点的纵坐标即为底数，故从下到上依次增大．所以b<a<d<c.故选A.2.已知1>n>m>0，则指数函数①y＝m x，②y＝n x的图象为( )A．B．C．D．【答案】C【解析】由1>n>m>0可知①②应为两条递减指数函数曲线，故只可能是选项C或D，进而再判断①②与n和m的对应关系，不妨选择特殊点，令x＝1，则①②对应的函数值分别为m和n，由m<n知选C.故选C.3.函数y＝a x－(a>0，且a≠1)的图象可能是( )A．B．C．D．【答案】D【解析】当a>1时，y＝a x－为增函数，且在y轴上的截距为0<1－<1，排除A，B.当0<a<1时，y＝a x－为减函数，且在y轴上的截距为1－<0，故选D.4.把函数y＝f(x)的图象向左，向下分别平移2个单位，得到y＝2x的图象，则f(x)的解析式是( ) A．f(x)＝2x＋2＋2B．f(x)＝2x＋2－2C．f(x)＝2x－2＋2D．f(x)＝2x－2－2【答案】C【解析】y＝2x向上，向右分别平移2个单位得f(x)的图象，所以f(x)＝2x－2＋2.5.若关于x的方程|a x－1|＝2a(a>0且a≠1)有两个不等实根，则a的取值范围是( )A．(0，1)∪(1，＋∞)B．(0，1)C．(1，＋∞)D．(0，)【答案】D【解析】方程|a x－1|＝2a(a>0且a≠1)有两个不相等的实数根转化为函数y＝|a x－1|与y＝2a有两个交点．①当0<a<1时，如图(1)，∴0<2a<1，即0<a<.②当a>1时，如图(2)，而y＝2a>1不符合要求．综上，0<a<.6.已知函数f(x)＝|2x－1－1|.(1)作出函数y＝f(x)的图象；(2)若a<c，且f(a)>f(c)，求证：2a＋2c<4.【答案】(1)f(x)＝其图象如图所示．(2)证明由图知，f(x)在(－∞，1]上是减函数，在[1，＋∞)上是增函数，故结合条件知必有a<1.若c≤1，则2a<2，2c≤2，所以2a＋2c<4；若c>1，则由f(a)>f(c)，得1－2a－1>2c－1－1，即2c－1＋2a－1<2，所以2a＋2c<4.综上知，总有2a＋2c<4.7.已知函数f(x)的定义域是(1，2)，则函数f(2x)的定义域是( )A．(0，1)B．(2，4)C．(，1)D．(1，2)【答案】A【解析】根据题意可知1<2x<2，则0<x<1，所以函数f(2x)的定义域是(0，1)．8.函数y＝的定义域是________．【答案】(－∞，]【解析】要使函数y＝有意义，则必须()3x－1－≥0，即()3x－1≥()3，∴3x－1≤3，解得x≤.∴函数y＝的定义域是(－∞，]．故答案为(－∞，]．9.函数y＝的值域为________．【答案】[0，4)【解析】∵2x>0，∴0≤16－2x<16，则0≤<4，故函数y＝的值域为[0，4)．10.当x∈[0，1]时，函数f(x)＝3x＋2的值域为________．【答案】[3，5]【解析】因为指数函数y＝3x在区间[0，1]上是增函数，所以30≤3x≤31，即1≤3x≤3，于是1＋2≤3x＋2≤3＋2，即3≤f(x)≤5.11.若函数f(x)＝3x＋3－x与g(x)＝3x－3－x的定义域均为R，则( )A．f(x)与g(x)均为偶函数B．f(x)为偶函数，g(x)为奇函数C．f(x)与g(x)均为奇函数D．f(x)为奇函数，g(x)为偶函数【答案】B【解析】因为f(x)，g(x)的定义域均为R，且f(－x)＝3－x＋3x＝f(x)，g(－x)＝3－x－3x＝－g(x)，所以f(x)为偶函数，g(x)为奇函数，故选B.12.关于指数函数，有下列几个命题：①指数函数的定义域为(0，＋∞)；②指数函数的值域是不包括1的；③指数函数f(x)＝2x和f(x)＝()x关于y轴对称；④指数函数都是单调函数．其中正确的命题有________(填写正确命题的序号)．【答案】③④【解析】①指数函数的定义域为R，故①错误；②指数函数的值域是(0，＋∞)，故②错误；③∵f(x)＝()x＝2－x，∴指数函数f(x)＝2x和f(x)＝()x关于y轴对称，故③正确；④当a>1时，y＝ax是增函数；当0<a<1时，y＝ax是减函数，所以指数函数都是单调函数，故④正确．故答案为③④.13.指数函数f(x)＝a x(a>0，a≠1)对于任意的x1、x2∈R，都有f(x1)f(x2)________f(x1＋x2)．(填“>”，“<”或“＝”)【答案】＝【解析】∵对于指数函数f(x)＝a x(a>0，a≠1)，任意取x 1、x2∈R，有f(x1)f(x2)＝＝＝f(x1＋x2)．故答案为＝.14.a＝与b＝()5的大小关系是( )A．a>bB．a<bC．a＝bD．大小关系不定【答案】A【解析】考察函数y＝()x与y＝()x知，前者是一个增函数，后者是一个减函数，∴>()0＝1，()5<()0＝1，∴>()5，即a>b，故选A.15.设<()b<()a<1，那么( )A．a a<a b<b aB．a a<b a<a bC．a b<a a<b aD．a b<b a<a a【答案】C【解析】∵<()b<()a<1，且y＝()x在R上是减函数．∴0<a<b<1，∴指数函数y＝a x在R上是减函数，∴a b<a a，∴幂函数y＝x a在R上是增函数，∴a a<b a，∴a b<a a<b a，故选C.16.设函数f(x)定义在实数集上，且y＝f(x＋1)是偶函数，且当x≥1时，f(x)＝3x－1，则有( ) A．f()<f()<f()B．f()<f()<f()C．f()<f()<f()D．f()<f()<f()【答案】B【解析】∵y＝f(x＋1)是偶函数，故函数的图象关于直线x＝1对称，则f()＝f()，f()＝f()，又∵当x≥1时，f(x)＝3x－1为增函数，且<<，故f()<f()<f()，即f()<f()<f()，故选B.17.集合M＝{3，2a}，N＝{a，b}，若M∩N＝{2}，则M∪N等于( )A．{0，1，2}B．{0，1，3}C．{0，2，3}D．{1，2，3}【答案】D【解析】因为2是它们的公共元素，所以2a＝2，a＝1，b＝2，因此M∪N＝{1，2，3}，选D.18.方程2m·3n－3n＋1＋2m＝13的非负整数解(m，n)＝________.【答案】(3，0)，(2，2)【解析】方程2m·3n－3n＋1＋2m＝13变形为3n(2m－3)＋2m＝13.(*)∵m，n为非负整数，∴当m＝0，1时，经验证无解，应舍去．当m＝2时，(*)化为3n＋22＝13，解得n＝2.此时方程的非负整数解为(2，2)．当m＝3时，(*)化为5·3n＋23＝13，即3n＝1，解得n＝0.当m≥4时，2m－3≥13，左边>右边，(*)无非负整数解．综上可知：方程2m·3n－3n＋1＋2m＝13的非负整数解(m，n)＝(3，0)，(2，2)．故答案为(3，0)，(2，2)．19.若方程()x＋()x－1＋a＝0有正数解，则实数a的取值范围是________．【答案】(－3，0)【解析】令()x＝t，∵方程有正根，∴t∈(0，1)．方程转化为t2＋2t＋a＝0，∴a＝1－(t＋1)2.∵t∈(0，1)，∴a∈(－3，0)．20.已知不等式为≤3x<27，则x的取值范围( )A．－≤x<3B．≤x<3C．RD．≤x<【答案】A【解析】由题意可得≤3x≤33，再根据函数y＝3x在R上是增函数，可得－≤x<3，故选A.21.已知f(x)＝a－x(a>0，且a≠1)，且f(－2)>f(－3)，则a的取值范围是( )A．a>0B．a>1C．a<1D．0<a<1【答案】D【解析】∵f(－2)＝a2，f(－3)＝a3.f(－2)>f(－3)，即a2>a3，故0<a<1.选D.22.不等式<2－2x的解集是________．【答案】{x|x>3，或x<－1}【解析】原不等式化为<()2x，又y＝()x为减函数，故x2－3>2x，解得{x|x>3，或x<－1}．23.函数y＝的递减区间为( )A．(－∞，－3]B．[－3，＋∞)C．(－∞，3]D．[3，＋∞)【答案】B【解析】设u＝(x＋3)2，y＝()u，∵u＝(x＋3)2在(－∞，－3]上递减，在[－3，＋∞)上递增，而y＝()u在R上递减，∴y＝在[－3，＋∞)上递减．24.若函数y＝(1－2a)x是实数集R上的增函数，则实数a的取值范围为( )A．(，＋∞)B．(－∞，0)C．(－∞，)D．(－，)【答案】B【解析】由题意知函数为指数函数，且为实数集R上的增函数，所以底数1－2a>1，解得a<0.25.已知函数f(n)＝是增函数，则实数a的取值范围是( )A．(0，1)B．(7，8)C．[7，8)D．(4，8)【答案】D【解析】因为函数f(n)＝是增函数，所以解得4<a<8.26.函数y＝的递增区间是________．【答案】[2，＋∞)【解析】函数y＝的单调递增区间即为y＝x2－4x＋3的单调递增区间，∵y＝x2－4x＋3的单调递增区间为[2，＋∞)，故答案为[2，＋∞)．27.已知函数f(x)＝.(1)若a＝1，求f(x)的单调区间；(2)若f(x)有最大值3，求a的值．【答案】(1)a＝1，得f(x)＝，∵∈(0，1)，∴f(x)的外层函数是一个递减的指数函数；令t＝x2－4x＋3，则其减区间为(－∞，2)，增区间为(2，＋∞)．∴f(x)的增区间为(－∞，2)，减区间为(2，＋∞)(2)∵f(x)有最大值为3，∈(0，1)，函数t＝ax2－4x＋3有最小值－1，∴函数t＝ax2－4x＋3在区间(－∞，)上是减函数，在区间(，＋∞)上是增函数由此可得，a>0且f()＝＝3，得－＋3＝－1，解之得a＝1.综上所述，当f(x)有最大值3时，a的值为1.28.已知函数y＝ax(a>1)在区间[1，2]上的最大值与最小值之差为2，则实数a的值为( ) A．B．2C．3D．4【答案】B【解析】y＝a x(a>1)在[1，2]上是增函数，最大值为a2，最小值为a1，所以a2－a1＝2，解得a＝2或a＝－1(舍)．29.已知函数y＝9x－2·3x－1，求该函数在区间x∈[－1，1]上的最大值和最小值．【答案】令3x＝t，∵－1≤x≤1，∴≤t≤3，∴y＝t2－2t－1＝(t－1)2－2(其中≤t≤3)．∴当t＝1时(即x＝0时)，y取得最小值－2，当t＝3时(即x＝1时)，y取得最大值2. 30.已知f(x)＝9x－2·3x＋4，x∈[－1，2]．(1)设t＝3x，x∈[－1，2]，求t的最大值与最小值；(2)求f(x)的最大值与最小值．【答案】(1)∵t＝3x在[－1，2]是单调增函数，∴t max＝32＝9，t min＝3－1＝.(2)令t＝3x，∵x∈[－1，2]，∴t∈[，9]，原方程变为：f(x)＝t2－2t＋4，∴f(x)＝(t－1)2＋3，t∈[，9]，∴当t＝1时，此时x＝0，f(x)min＝3，当t＝9时，此时x＝2，f(x)max＝67.题组10 与指数函数相关的函数的奇偶性31.函数y＝的图象( )A．关于原点对称B．关于直线y＝－x对称C．关于y轴对称D．关于直线y＝x对称【答案】A【解析】设函数y＝f(x)＝，则此函数的定义域为R.f(－x)＝＝＝－f(x)，故函数是奇函数，故它的图象关于原点O对称，故选A.32.已知定义在R上的奇函数f(x)和偶函数g(x)满足f(x)＋g(x)＝a x－a－x＋2(a>0，且a≠1)．若g(2)＝a，则f(2)等于( )A．2B．C．D．a2【答案】B【解析】∵f(x)是奇函数，g(x)是偶函数，∴由f(x)＋g(x)＝ax－a－x＋2，①得f(－x)＋g(－x)＝－f(x)＋g(x)＝a－x－ax＋2，②①＋②，得g(x)＝2，①－②，得f(x)＝ax－a－x.又g(2)＝a，∴a＝2，∴f(x)＝2x－2－x，∴f(2)＝22－2－2＝.33.函数f(x)＝k·a－x(k，a为常数，a>0且a≠1)的图象过点A(0，1)，B(3，8)，(1)求函数f(x)的解析式；(2)若函数g(x)＝，试判断函数g(x)的奇偶性，并给出证明．【答案】(1)由已知得∴k＝1，a＝，∴f(x)＝2x.(2)函数g(x)为奇函数．证明：g(x)＝，其定义域为R，又g(－x)＝＝＝－＝－g(x)，∴函数g(x)为奇函数．。