正整数指数函数与指数概念
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初中数学指数与对数的基本概念知识点总结在初中数学学习中,指数与对数是重要的数学概念。
本文将对指数与对数的基本概念和相关性质进行总结和讲解。
一、指数的基本概念指数,又称幂数,在数学中用以表示乘方运算中的特殊运算符。
在指数运算中,底数表示被乘方的数,指数表示幂次。
1.1 指数的定义指数的定义如下:对于任意一个正整数a,a的n次方定义为a相乘n次,表示为an,其中a为底数,n为指数。
1.2 指数的性质指数具有许多重要的性质,以下为一些重要的性质:- 同底数指数相乘,底数不变,指数相加。
即:a^m * a^n = a^(m + n) - 同底数指数相除,底数不变,指数相减。
即:a^m / a^n = a^(m - n) - 指数为0的幂等于1。
即:a^0 = 1- 指数为1的幂等于底数本身。
即:a^1 = a二、对数的基本概念对数是指数运算的逆运算,表示为log。
对数可以帮助我们解决指数运算中的问题,例如求指数方程的解等。
2.1 对数的定义设a为正常数,且a≠1,若正整数b满足a^b=x,则称b为以a为底数,x为真数的对数,记作loga x=b。
2.2 对数的性质对数也具有许多重要的性质,以下为一些重要的性质:- loga (mn) = loga m + loga n,对数的底数不变时,对数的乘法等于真数的对数之和- loga (m/n) = loga m - loga n,对数的底数不变时,对数的除法等于真数的对数之差- loga m^n = n * loga m,对数的底数不变时,对数的幂等于幂次乘以真数的对数- loga 1 = 0,对数的底数不变时,对数的1等于0三、指数与对数之间的关系指数与对数是数学中相互关联的概念,通过指数和对数的特性,可以相互转化并求解相关问题。
3.1 指数与对数的互逆性指数与对数运算是互为逆运算的,即:- 若 a^x = y ,则 loga y = x- 若 loga x = y ,则 a^y = x3.2 指数方程与对数方程的转化对于含有指数的方程,可以通过取对数来转化为含有对数的方程,从而更容易求解。
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a x n=,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00=n 。
当n 是奇数时,a a nn=,当n 是偶数时,⎩⎨⎧<≥-==)0()0(||a a a a a a nn2.分数指数幂正数的分数指数幂的意义,规定:)1,,,0(*>∈>=n N n m a a an m nm)1,,,0(11*>∈>==-n N n m a a aanmnm nm0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)r a ·s r r a a += ),,0(R s r a ∈>; (2)rs s r a a =)( ),,0(R s r a ∈>; (3)s r r a a ab =)( ),,0(R s r a ∈>.(二)指数函数及其性质1、指数函数的概念:一般地,函数)1,0(≠>=a a a y x且叫做指数函数,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注意:利用函数的单调性,结合图象还可以看出:(1)在[a ,b]上,)1a 0a (a )x (f x≠>=且值域是)]b (f ),a (f [或)]a (f ),b (f [(2)若0x ≠,则1)x (f ≠;)x (f 取遍所有正数当且仅当R x ∈; (3)对于指数函数)1a 0a (a )x (f x≠>=且,总有a )1(f =;指数函数·例题解析【例1】求下列函数的定义域与值域:(1)y 3(2)y (3)y 12x===-+---213321x x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≤<.0y 3练习:(1)412-=x y ; (2)||2()3x y =; (3)1241++=+x x y ;【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 <dB .a <b <1<d <cC . b <a <1<d <cD .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( ).【例3】比较大小:(1)2(2)0.6、、、、的大小关系是:.248163235894512--()(3)4.54.1________3.73.6解(1)y 221()x ∵,,,,,函数=,>,该函数在-∞,+∞上是增函数,又<<<<,∴<<<<.222242821621338254912284162123135258389493859=====解 (2)0.6110.6∵>,>,∴>.----451245123232()()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y 1=4.5x ,y 2=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 1.73 ( 2 )0.10.8-与0.20.8-( 3 ) 1.70.3 与 0.93.1(4)5.31.2和7.20.2【例4】解比较大小与>且≠,>.当<<,∵>,>,a a a aan n n n n n nn n nn n -+-+-=-11111111(a 0a 1n 1)0a 1n 10()()∴<,∴<当>时,∵>,>,∴>,>a a a n n aa a n n n n n n n n n n n n 1111111111()()()--+--+-1a 1n 101【例5】作出下列函数的图像:(1)y (2)y 22x ==-,()121x +(3)y =2|x-1| (4)y =|1-3x |解 (1)y (264)(0)(11)y 1=的图像如图.-,过点,及-,.是把函数=的图像向左平移个单位得到的.()()1212121x x + 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)【例8】已知=>f(x)(a 1)a a x x -+11(1)判断f(x)的奇偶性; (2)求f(x)的值域;(3)证明f(x)在区间(-∞,+∞)上是增函数.解 (1)定义域是R .f(x)f(x)-==-,a a a a x x x x ---+=--+1111∴函数f(x)为奇函数.(2)y y 1a 1y 1x 函数=,∵≠,∴有=>-<<,a a y y y y x x -+---=+-⇒1111110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)==,∵>,<,<,++>,∴<,故在上为增函数.a a a a a a a a a a a a x l x l x x x l x x l xx x x x -+-+--++112121*********()()()a 1x x (1)(1)0f(x )f(x )f(x)R 1212单元测试题一、选择题:(本题共12小题,每小题5分,共60分)1、化简1111132168421212121212-----⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++++ ⎪⎪⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,结果是( )A 、11321122--⎛⎫- ⎪⎝⎭B 、113212--⎛⎫- ⎪⎝⎭ C 、13212-- D 、1321122-⎛⎫- ⎪⎝⎭2、44等于( )A 、16aB 、8a C 、4a D 、2a3、若1,0a b ><,且bba a-+=则b b a a --的值等于( )A 、6B 、2±C 、2-D 、24、函数()2()1xf x a =-在R 上是减函数,则a 的取值范围是( ) A 、1>a B 、2<a C、a < D、1a <<5、下列函数式中,满足1(1)()2f x f x +=的是( ) A 、1(1)2x + B 、14x + C 、2x D 、2x -6、下列2()(1)x xf x 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7、已知,0a b ab >≠,下列不等式(1)22a b >;(2)22a b>;(3)ba 11<;(4)1133a b >;(5)1133a b⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭中恒成立的有( ) A 、1个 B 、2个 C 、3个 D 、4个8、函数2121x x y -=+是( )A 、奇函数B 、偶函数C 、既奇又偶函数D 、非奇非偶函数 9、函数121x y =-的值域是( ) A 、(),1-∞ B 、()(),00,-∞+∞ C 、()1,-+∞ D 、()(,1)0,-∞-+∞10、已知01,1a b <<<-,则函数xy 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、2()1()(0)21x F x f x x ⎛⎫=+⋅≠ ⎪-⎝⎭是偶函数,且()f x 不恒等于零,则()f x ( ) 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 、(1%)na b -B 、(1%)a nb -C 、[1(%)]na b - D 、(1%)na 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)13、若103,104xy==,则10x y-= 。