2019-2020年高考數(shù)學總復習 第二章 函數(shù)概念與基本初等函數(shù) 第5講 指數(shù)與指數(shù)函數(shù).doc
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2019-2020年高考數(shù)學總復習 第二章 函數(shù)概念與基本初等函數(shù) 第5講 指數(shù)與指數(shù)函數(shù) 最新考綱 1.了解指數(shù)函數(shù)模型的實際背景;2.理解有理指數(shù)冪的含義,了解實數(shù)指數(shù)冪的意義,掌握冪的運算;3.理解指數(shù)函數(shù)的概念及指數(shù)函數(shù)的單調性,掌握指數(shù)函數(shù)圖象通過的特殊點;4.知道指數(shù)函數(shù)是一類重要的函數(shù)模型. 知 識 梳 理 1.分數(shù)指數(shù)冪 (1)規(guī)定:正數(shù)的正分數(shù)指數(shù)冪的意義是=(a>0,m,n∈N*,且n>1);正數(shù)的負分數(shù)指數(shù)冪的意義是=(a>0,m,n∈N*,且n>1);0的正分數(shù)指數(shù)冪等于0;0的負分數(shù)指數(shù)冪沒有意義. (2)有理指數(shù)冪的運算性質:aras=ar+s,(ar)s=ars,(ab)r=arbr,其中a>0,b>0,r,s∈Q. 2.指數(shù)函數(shù)的圖象與性質 y=ax a>1 0<a<1 圖象 定義域 (1)R 值域 (2)(0,+∞) 性質 (3)過定點(0,1) (4)當x>0時,y>1;當x<0時,0<y<1 (5)當x>0時,0<y<1;當x<0時,y>1 (6)在(-∞,+∞)上是增函數(shù) (7)在(-∞,+∞)上是減函數(shù) 診 斷 自 測 1.判斷正誤(在括號內(nèi)打“√”或“”) 精彩PPT展示 (1)()4=-4.() (2)==.() (3)函數(shù)y=2x-1是指數(shù)函數(shù).() (4)函數(shù)y=|x|的值域是(-∞,1].() 2.已知函數(shù)f(x)=ax(0<a<1),對于下列命題: ①若x>0,則0<f(x)<1; ②若x<1,則f(x)>0; ③若f(x1)>f(x2),則x1<x2. 其中正確的命題( ) A.有3個 B.有2個 C.有1個 D.不存在 解析 結合指數(shù)函數(shù)圖象可知①②③正確. 答案 A 3.(xx陜西卷)下列函數(shù)中,滿足“f(x+y)=f(x)f(y)”的單調遞增函數(shù)是( ) A.f(x)=x3 B.f(x)=3x C.f(x)=x D.f(x)=x 解析 ∵ax+y=axay,滿足f(x+y)=f(x)f(y), ∴可先排除A,C,又因為f(x)為單調遞增函數(shù),故選B. 答案 B 4.若函數(shù)y=(a2-1)x在(-∞,+∞)上為減函數(shù),則實數(shù)a的取值范圍是________. 解析 由y=(a2-1)x在(-∞,+∞)上為減函數(shù),得0<a2-1<1,∴1<a2<2,即1<a<或-<a<-1. 答案 (-,-1)∪(1,) 5.(人教A必修1P52例4(1)改編)計算: =________. 答案 4a 考點一 指數(shù)冪的運算 例1 化簡下列各式: (1)[(0.06)-2.5]--π0; (2). 規(guī)律方法 (1)指數(shù)冪的運算首先將根式、分數(shù)指數(shù)冪統(tǒng)一為分數(shù)指數(shù)冪,以便利用法則計算,但應注意:①必須同底數(shù)冪相乘,指數(shù)才能相加;②運算的先后順序.(2)當?shù)讛?shù)是負數(shù)時,先確定符號,再把底數(shù)化為正數(shù).(3)運算結果不能同時含有根號和分數(shù)指數(shù),也不能既有分母又含有負指數(shù). 考點二 指數(shù)函數(shù)的圖象及其應用 例2 (1)函數(shù)f(x)=ax-b的圖象如圖,其中a,b為常數(shù),則下列結論正確的是( ) A.a(chǎn)>1,b<0 B.a(chǎn)>1,b>0 C.0<a<1,b>0 D.0<a<1,b<0 (2)已知實數(shù)a,b滿足等式2 014a=2 015b,下列五個關系式:①0<b<a;②a<b<0;③0<a<b;④b<a<0;⑤a=b.其中不可能成立的關系式有( ) A.1個 B.2個 C.3個 D.4個 解析 (1)由f(x)=ax-b的圖象可以觀察出,函數(shù)f(x)=ax-b在定義域上單調遞減,所以0<a<1.函數(shù)f(x)=ax-b的圖象是在f(x)=ax的基礎上向左平移得到的,所以b<0,故選D. (2)設2 014a=2 015b=t,如圖所示,由函數(shù)圖象,可得 若t>1,則有a>b>0;若t=1,則有a=b=0;若0<t<1,則有a<b<0. 故①②⑤可能成立,而③④不可能成立. 答案 (1)D (2)B 規(guī)律方法 (1)已知函數(shù)解析式判斷其圖象一般是取特殊點,判斷選項中的圖象是否過這些點,若不滿足則排除.(2)對于有關指數(shù)型函數(shù)的圖象問題,一般是從最基本的指數(shù)函數(shù)的圖象入手,通過平移、伸縮、對稱變換而得到.特別地,當?shù)讛?shù)a與1的大小關系不確定時應注意分類討論.(3)有關指數(shù)方程、不等式問題的求解,往往利用相應的指數(shù)型函數(shù)圖象,數(shù)形結合求解. 【訓練2】 (xx衡水模擬)若曲線|y|=2x+1與直線y=b沒有公共點,則b的取值范圍是________. 解析 曲線|y|=2x+1與直線y=b的圖象如圖所示,由圖象可知:如果|y|=2x+1與直線y=b沒有公共點,則b應滿足的條件是b∈[-1,1]. 答案 [-1,1] 考點三 指數(shù)函數(shù)的性質及其應用 例3 (1)下列各式比較大小正確的是( ) A.1.72.5>1.73 B.0.6-1>0.62 C.0.8-0.1>1.250.2 D.1.70.3<0.93.1 (2)若函數(shù)f(x)=ax(a>0,a≠1)在[-1,2]上的最大值為4,最小值為m,且函數(shù)g(x)=(1-4m)在[0,+∞)上是增函數(shù),則a=________. 解析 (1)A中,∵函數(shù)y=1.7x是增函數(shù),2.5<3, ∴1.72.5<1.73. B中,∵y=0.6x在R上是減函數(shù),-1<2,∴0.6-1>0.62. C中,∵(0.8)-1=1.25, ∴問題轉化為比較1.250.1與1.250.2的大小. ∵y=1.25x在R上是增函數(shù),0.1<0.2, ∴1.250.1<1.250.2,即0.8-0.1<1.250.2. D中,∵1.70.3>1,0<0.93.1<1,∴1.70.3>0.93.1. (2)若a>1,有a2=4,a-1=m,此時a=2,m=,此時g(x)=-為減函數(shù),不合題意.若0<a<1,有a-1=4,a2=m,故a=,m=,檢驗知符合題意. 答案 (1)B (2) 規(guī)律方法 (1)應用指數(shù)函數(shù)的單調性可以比較同底數(shù)冪值的大?。?2)與指數(shù)函數(shù)有關的指數(shù)型函數(shù)的定義域、值域(最值)、單調性、奇偶性的求解方法,與前面所講一般函數(shù)的求解方法一致,只需根據(jù)條件靈活選擇即可. 【訓練3】 設函數(shù)f(x)=kax-a-x(a>0且a≠1)是定義域為R的奇函數(shù). (1)若f(1)>0,試求不等式f(x2+2x)+f(x-4)>0的解集; (2)若f(1)=,且g(x)=a2x+a-2x-4f(x),求g(x)在[1,+∞)上的最小值. 解 因為f(x)是定義域為R的奇函數(shù), 所以f(0)=0,所以k-1=0,即k=1,f(x)=ax-a-x. (1)因為f(1)>0,所以a->0, 又a>0且a≠1,所以a>1. 因為f′(x)=axln a+a-xln a=(ax+a-x)ln a>0, 所以f(x)在R上為增函數(shù),原不等式可化為f(x2+2x)>f(4-x), 所以x2+2x>4-x,即x2+3x-4>0, 所以x>1或x<-4. 所以不等式的解集為{x|x>1或x<-4}. (2)因為f(1)=,所以a-=, 即2a2-3a-2=0,所以a=2或a=-(舍去). 所以g(x)=22x+2-2x-4(2x-2-x)= (2x-2-x)2-4(2x-2-x)+2. 令t(x)=2x-2-x(x≥1),則t(x)在(1,+∞)為增函數(shù)(由(1)可知),即t(x)≥t(1)=, 所以原函數(shù)為ω(t)=t2-4t+2=(t-2)2-2, 所以當t=2時,ω(t)min=-2,此時x=log2(1+). 即g(x)在x=log2(1+)時取得最小值-2. [思想方法] 1.判斷指數(shù)函數(shù)圖象上底數(shù)大小的問題,可以先通過令x=1得到底數(shù)的值再進行比較. 2.比較兩個指數(shù)冪大小時,盡量化同底或同指,當?shù)讛?shù)相同,指數(shù)不同時,構造同一指數(shù)函數(shù),然后比較大小;當指數(shù)相同,底數(shù)不同時,構造兩個指數(shù)函數(shù),利用圖象比較大?。? 3.指數(shù)函數(shù)y=ax(a>0,a≠1)的單調性和底數(shù)a有關,當?shù)讛?shù)a與1的大小關系不確定時應注意分類討論. 4.與指數(shù)函數(shù)有關的復合函數(shù)的單調性,要弄清復合函數(shù)由哪些基本初等函數(shù)復合而成;而與其有關的最值問題,往往轉化為二次函數(shù)的最值問題. [易錯防范] 1.指數(shù)冪的運算容易出現(xiàn)的問題是誤用指數(shù)冪的運算法則,或在運算中變換的方法不當,不注意運算的先后順序等. 2.復合函數(shù)的問題,一定要注意函數(shù)的定義域. 3.形如a2x+bax+c=0或a2x+bax+c≥0(≤0)形式,常借助換元法轉化為二次方程或不等式求解,但應注意換元后“新元”的范圍. 基礎鞏固題組 (建議用時:40分鐘) 一、選擇題 1.若x=log43,則(2x-2-x)2=( ) A. B. C. D. 解析 由x=log43,得4x=3,即2x=,2-x=, 所以(2x-2-x)2=2=. 答案 D 2.函數(shù)y=ax-a(a>0,且a≠1)的圖象可能是( ) 解析 當x=1時,y=0,故函數(shù)y=ax-a(a>0,且a≠1)的圖象必過點(1,0),顯然只有C符合. 答案 C 3.(xx武漢模擬)設a=()1.4,b=,c=ln ,則a,b,c的大小關系是 ( ) A.a(chǎn)>b>c B.b>c>a C.c>a>b D.b>a>c 解析 c=ln <1=()0<a=()1.4<<b=,故選D. 答案 D 4.(xx東北三校聯(lián)考)函數(shù)f(x)=ax-1(a>0,a≠1)的圖象恒過點A,下列函數(shù)中圖象不經(jīng)過點A的是( ) A.y= B.y=|x-2| C.y=2x-1 D.y=log2(2x) 解析 f(x)=ax-1(a>0,a≠1)的圖象恒過點(1,1),又由0=知(1,1)不在函數(shù)y=的圖象上. 答案 A 5.若函數(shù)f(x)=a|2x-4|(a>0,a≠1),滿足f(1)=,則f(x)的單調遞減區(qū)間是( ) A.(-∞,2] B.[2,+∞) C.[-2,+∞) D.(-∞,-2] 解析 由f(1)=得a2=, ∴a=或a=-(舍去),即f(x)=|2x-4|. 由于y=|2x-4|在(-∞,2]上遞減,在[2,+∞)上遞增, 所以f(x)在(-∞,2]上遞增,在[2,+∞)上遞減.故選B. 答案 B 二、填空題 6.(a>0)的值是________. 解析?。剑剑? 答案 7.函數(shù)f(x)=ax(a>0,a≠1)在[1,2]中的最大值比最小值大,則a的值為________. 解析 當0<a<1時,a-a2=, ∴a=或a=0(舍去).當a>1時,a2-a=, ∴a=或a=0(舍去).綜上所述,a=或. 答案 或 8.已知函數(shù)f(x)=a-x(a>0,且a≠1),且f(-2)>f(-3),則a的取值范圍是________. 解析 因為f(x)=a-x=x,且f(-2)>f(-3),所以函數(shù)f(x)在定義域上單調遞增,所以>1,解得0<a<1. 答案 (0,1) 三、解答題 9.求下列函數(shù)的定義域、值域及單調性. (1)y=6+x-2x2;(2)y=-|x|. 解 (1)函數(shù)的定義域為R, 令u=6+x-2x2,則y=u. ∵二次函數(shù)u=6+x-2x2=-22+, ∴函數(shù)的值域為. 又∵二次函數(shù)u=6+x-2x2的對稱軸為x=,在上u=6+x-2x2是減函數(shù),在上是增函數(shù),又函數(shù)y=u是減函數(shù), ∴y=6+x-2x2在上是增函數(shù),在上是減函數(shù). (2)定義域為x∈R. ∵|x|≥0,∴y=-|x|=|x|≥0=1. 故y=-|x|的值域為{y|y≥1}. 又∵y=-|x|是偶函數(shù), 且y=-|x|= 所以函數(shù)y=-|x|在(-∞,0]上是減函數(shù), 在[0,+∞)上是增函數(shù).(此題可借助圖象思考) 10.已知f(x)是定義在實數(shù)集R上的奇函數(shù),且當x∈(0,1)時,f(x)=. (1)求函數(shù)f(x)在(-1,1)上的解析式; (2)判斷f(x)在(0,1)上的單調性. 解 (1)∵f(x)是x∈R上的奇函數(shù),∴f(0)=0. 設x∈(-1,0),則-x∈(0,1). f(-x)===-f(x),∴f(x)=-, ∴f(x)= (2)設0<x1<x2<1, f(x1)-f(x2)= =, ∵0<x1<x2<1,∴2x1<2x2,2x1+x2>20=1, ∴f(x1)-f(x2)>0,∴f(x)在(0,1)上為減函數(shù). 能力提升題組 (建議用時:25分鐘) 11.函數(shù)y=ax-b(a>0且a≠1)的圖象經(jīng)過第二、三、四象限,則ab的取值范圍為( ) A.(1,+∞) B.(0,+∞) C.(0,1) D.無法確定 解析 函數(shù)經(jīng)過第二、三、四象限,所以函數(shù)單調遞減且圖象與y軸的交點在負半軸上.而當x=0時,y=a0-b=1-b,由題意得解得所以ab∈(0,1). 答案 C 12.若關于x的方程|ax-1|=2a(a>0且a≠1)有兩個不等實根,則a的取值范圍是( ) A.(0,1)∪(1,+∞) B.(0,1) C.(1,+∞) D. 解析 方程|ax-1|=2a(a>0且a≠1)有兩個實數(shù)根轉化為函數(shù)y=|ax-1|與y=2a有兩個交點. ①當0<a<1時,如圖(1),∴0<2a<1,即0<a<. ②當a>1時,如圖(2),而y=2a>1不符合要求. 綜上,0<a<. 答案 D 13.當x∈[-2,2]時,ax<2(a>0,且a≠1),則實數(shù)a的范圍是________. 解析 x∈[-2,2]時,ax<2(a>0,且a≠1), 若a>1,y=ax是一個增函數(shù),則有a2<2,可得a<, 故有1,故有- 配套講稿:
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