小學數(shù)學復習教案
發(fā)表時間:2020-12-01高考數(shù)學(理科)一輪復習指數(shù)與指數(shù)函數(shù)學案有答案。
學案7指數(shù)與指數(shù)函數(shù)
導學目標: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,并掌握指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性與函數(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.
自主梳理
1.指數(shù)冪的概念
(1)根式
如果一個數(shù)的n次方等于a(n1且n∈N*),那么這個數(shù)叫做a的n次方根.也就是,若xn=a,則x叫做________,其中n1且n∈N*.式子na叫做________,這里n叫做________,a叫做____________.
(2)根式的性質(zhì)
①當n為奇數(shù)時,正數(shù)的n次方根是一個正數(shù),負數(shù)的n次方根是一個負數(shù),這時,a的n次方根用符號________表示.
②當n為偶數(shù)時,正數(shù)的n次方根有兩個,它們互為相反數(shù),這時,正數(shù)的正的n次方根用符號________表示,負的n次方根用符號________表示.正負兩個n次方根可以合寫成________(a0).
③(na)n=____.
④當n為偶數(shù)時,nan=|a|=a,a≥0,-a,a0.
⑤當n為奇數(shù)時,nan=____.
⑥負數(shù)沒有偶次方根.
⑦零的任何次方根都是零.
2.有理指數(shù)冪
(1)分數(shù)指數(shù)冪的表示
①正數(shù)的正分數(shù)指數(shù)冪是
=________(a0,m,n∈N*,n1).
②正數(shù)的負分數(shù)指數(shù)冪是
=____________=______________(a0,m,n∈N*,n1).
③0的正分數(shù)指數(shù)冪是______,0的負分數(shù)指數(shù)冪無意義.
(2)有理指數(shù)冪的運算性質(zhì)
①aras=________(a0,r,s∈Q).
②(ar)s=________(a0,r,s∈Q).
③(ab)r=________(a0,b0,r∈Q).
3.指數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì)
a10a1
圖象
定義域(1)________
值域(2)________
性質(zhì)(3)過定點________
(4)當x0時,______;當x0時,______(5)當x0時,________;當x0時,______
(6)在(-∞,+∞)上是______(7)在(-∞,+∞)上是______
自我檢測
1.下列結(jié)論正確的個數(shù)是()
①當a0時,=a3;
②nan=|a|;
③函數(shù)y=-(3x-7)0的定義域是(2,+∞);
④若100a=5,10b=2,則2a+b=1.
A.0B.1C.2D.3
2.函數(shù)y=(a2-3a+3)ax是指數(shù)函數(shù),則有()
A.a(chǎn)=1或a=2B.a(chǎn)=1
C.a(chǎn)=2D.a(chǎn)0且a≠1
3.如圖所示的曲線C1,C2,C3,C4分別是函數(shù)y=ax,y=bx,y=cx,y=dx的圖象,則a,b,c,d的大小關(guān)系是()
A.a(chǎn)b1cd
B.a(chǎn)b1dc
C.ba1cd
D.ba1dc
4.若a1,b0,且ab+a-b=22,則ab-a-b的值等于()
A.6B.2或-2
C.-2D.2
5.(2011六安模擬)函數(shù)f(x)=ax-b的圖象如圖,其中a、b為常數(shù),則下列結(jié)論正確的是()
A.a(chǎn)1,b0
B.a(chǎn)1,b0
C.0a1,b0
D.0a1,b0
探究點一有理指數(shù)冪的化簡與求值
例1已知a,b是方程9x2-82x+9=0的兩根,且ab,
求:(1)a-1+b-1ab-1;÷3a-83a15.
變式遷移1化簡(a、b0)的結(jié)果是()
A.baB.a(chǎn)bC.abD.a(chǎn)2b
探究點二指數(shù)函數(shù)的圖象及其應(yīng)用
例2已知函數(shù)y=(13)|x+1|.
(1)作出函數(shù)的圖象(簡圖);
(2)由圖象指出其單調(diào)區(qū)間;
(3)由圖象指出當x取什么值時有最值,并求出最值.
變式遷移2(2009山東)函數(shù)y=ex+e-xex-e-x的圖象大致為()
探究點三指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用
例3如果函數(shù)y=a2x+2ax-1(a0且a≠1)在區(qū)間[-1,1]上的最大值是14,求a的值.
變式遷移3(2011龍巖月考)已知函數(shù)f(x)=(12x-1+12)x3.
(1)求f(x)的定義域;
(2)證明:f(-x)=f(x);
(3)證明:f(x)0.
分類討論思想的應(yīng)用
例(12分)已知f(x)=aa2-1(ax-a-x)(a0且a≠1).
(1)判斷f(x)的奇偶性;
(2)討論f(x)的單調(diào)性;
(3)當x∈[-1,1]時f(x)≥b恒成立,求b的取值范圍.
【答題模板】
解(1)函數(shù)定義域為R,關(guān)于原點對稱.
又因為f(-x)=aa2-1(a-x-ax)=-f(x),
所以f(x)為奇函數(shù).[3分]
(2)當a1時,a2-10,
y=ax為增函數(shù),y=a-x為減函數(shù),從而y=ax-a-x為增函數(shù),
所以f(x)為增函數(shù).[5分]
當0a1時,a2-10,
y=ax為減函數(shù),y=a-x為增函數(shù),從而y=ax-a-x為減函數(shù),
所以f(x)為增函數(shù).
故當a0,且a≠1時,f(x)在定義域內(nèi)單調(diào)遞增.[7分]
(3)由(2)知f(x)在R上是增函數(shù),
∴在區(qū)間[-1,1]上為增函數(shù),
∴f(-1)≤f(x)≤f(1),
∴f(x)min=f(-1)=aa2-1(a-1-a)=aa2-11-a2a
=-1.[10分]
∴要使f(x)≥b在[-1,1]上恒成立,則只需b≤-1,
故b的取值范圍是(-∞,-1].[12分]
【突破思維障礙】
本例第(2)(3)問是難點,討論f(x)的單調(diào)性對參數(shù)a如何分類,分類的標準和依據(jù)是思維障礙之一.
【易錯點剖析】
在(2)中,函數(shù)的單調(diào)性既與ax-a-x有關(guān),還與aa2-1的符號有關(guān),若沒考慮aa2-1的符號就會出錯,另外分類討論完,在表達單調(diào)性的結(jié)論時,要綜合討論分類的情況,如果沒有一個總結(jié)性的表達也要扣分,在表達時如果不呈現(xiàn)a的題設(shè)條件中的范圍也是錯誤的.
1.一般地,進行指數(shù)冪的運算時,化負指數(shù)為正指數(shù),化根式為分數(shù)指數(shù)冪,化小數(shù)為分數(shù)進行運算,便于用運算性質(zhì)進行乘、除、乘方、開方運算,可以達到化繁為簡的目的.
2.比較兩個指數(shù)冪大小時,盡量化同底數(shù)或同指數(shù),當?shù)讛?shù)相同,指數(shù)不同時,構(gòu)造同一指數(shù)函數(shù),然后比較大?。划斨笖?shù)相同,底數(shù)不同時,構(gòu)造兩個指數(shù)函數(shù),利用圖象比較大?。?br>
3.指數(shù)函數(shù)在同一直角坐標系中的圖象的相對位置與底數(shù)大小的關(guān)系如圖所示,則0cd1ab.在y軸右側(cè),圖象從上到下相應(yīng)的底數(shù)由大變小;在y軸左側(cè),圖象從下到上相應(yīng)的底數(shù)由大變?。患礋o論在y軸的左側(cè)還是右側(cè),底數(shù)按逆時針方向變大.
(滿分:75分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.函數(shù)y=的值域是()
A.[0,+∞)B.[1,+∞)
C.(-∞,+∞)D.[2,+∞)
2.(2011金華月考)函數(shù)y=xax|x|(0a1)的圖象的大致形狀是()
3.(2010重慶)函數(shù)f(x)=4x+12x的圖象()
A.關(guān)于原點對稱B.關(guān)于直線y=x對稱
C.關(guān)于x軸對稱D.關(guān)于y軸對稱
4.定義運算a?b=aa≤b,bab,則函數(shù)f(x)=1?2x的圖象是()
5.若關(guān)于x的方程|ax-1|=2a(a0,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.(0,12)
題號12345
答案
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.(2011嘉興月考)函數(shù)f(x)=-x+3a,x0,ax,x≥0(a0且a≠1)是R上的減函數(shù),則a的取值范圍是________.
7.(2010江蘇)設(shè)函數(shù)f(x)=x(ex+ae-x),x∈R是偶函數(shù),則實數(shù)a=________.
8.若函數(shù)f(x)=ax-1(a0且a≠1)的定義域和值域都是[0,2],則實數(shù)a的值為________.
三、解答題(共38分)
9.(12分)(2011衡陽模擬)已知定義域為R的函數(shù)f(x)=-2x+b2x+1+a是奇函數(shù).
(1)求a,b的值;
(2)若對任意的t∈R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)0恒成立,求k的取值范圍.
10.(12分)(2010北京豐臺區(qū)期末)已知函數(shù)f(x)=3x,f(a+2)=18,g(x)=λ3ax-4x的定義域為[0,1].
(1)求a的值.
(2)若函數(shù)g(x)在區(qū)間[0,1]上是單調(diào)遞減函數(shù),求實數(shù)λ的取值范圍.
11.(14分)(2011東莞模擬)函數(shù)y=1+2x+4xa在x∈(-∞,1]上y0恒成立,求a的取值范圍.
答案自主梳理
1.(1)a的n次方根根式根指數(shù)被開方數(shù)(2)①na②na-na±na③a⑤a2.(1)①nam②1nam③0(2)①ar+s②ars③arbr3.(1)R(2)(0,+∞)(3)(0,1)(4)y10y1(5)0y1y1(6)增函數(shù)(7)減函數(shù)
自我檢測
1.B[只有④正確.①中a0時,0,a30,所以≠a3;②中,n為奇數(shù)時且a0時,nan=a;③中定義域為[2,73)∪(73,+∞).]
2.C[∵y=(a2-3a+3)ax是指數(shù)函數(shù),∴a2-3a+3=1,解得a=2或a=1(舍去).]
3.D[y軸左、右的圖象對應(yīng)函數(shù)的底數(shù)按逆時針方向增大.所以cd1,1ab0.]
4.D[(ab-a-b)2=(ab+a-b)2-4=4,
∵a1,b0,∴ab1,0a-b1,∴ab-a-b=2.]
5.D[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(diào)遞減,所以0a1;
函數(shù)f(x)=ax-b的圖象是在f(x)=ax的基礎(chǔ)上向左平移得到的,所以b0.]
課堂活動區(qū)
例1解題導引1.指數(shù)冪的化簡原則
(1)化負數(shù)指數(shù)為正指數(shù);
(2)化根式為分數(shù)指數(shù)冪;
(3)化小數(shù)為分數(shù).
2.指數(shù)冪的化簡結(jié)果要求為
有關(guān)有理指數(shù)冪的化簡結(jié)果不要同時含有根號和分數(shù)指數(shù)冪,也不要既有分母又含有負指冪,即盡量化成與題目表示形式一致且統(tǒng)一的最簡結(jié)果.
解∵a,b是方程的兩根,而由9x2-82x+9=0解得x1=19,x2=9,且ab,
故a=19,b=9,
(1)化去負指數(shù)后求解.
a-1+b-1ab-1=1a+1b1ab=a+bab1ab=a+b.
∵a=19,b=9,∴a+b=829,即原式=829.
(2)原式=÷()==.
∵a=19,
∴原式=3.
變式遷移1C[原式=
==ab-1=ab.]
例2解題導引在作函數(shù)圖象時,首先要研究函數(shù)與某一基本函數(shù)的關(guān)系,然后通過平移、對稱或伸縮來完成.
解(1)方法一由函數(shù)解析式可得
y=(13)|x+1|=13x+1,x≥-1,3x+1,x-1.
其圖象由兩部分組成:
一部分是:y=(13)x(x≥0)――→向左平移1個單位
y=(13)x+1(x≥-1);
另一部分是:y=3x(x0)――→向左平移1個單位y=3x+1(x-1).
如圖所示.
方法二①由y=(13)|x|可知函數(shù)是偶函數(shù),其圖象關(guān)于y軸對稱,故先作出y=(13)x的圖象,保留x≥0的部分,當x0時,其圖象是將y=(13)x(x≥0)圖象關(guān)于y軸對折,從而得出y=(13)|x|的圖象.
②將y=(13)|x|向左移動1個單位,即可得y=(13)|x+1|的圖象,如圖所示.
(2)由圖象知函數(shù)在(-∞,-1]上是增函數(shù),在[-1,+∞)上是減函數(shù).
(3)由圖象知當x=-1時,有最大值1,無最小值.
變式遷移2A[y=ex+e-xex-e-x=1+2e2x-1,當x0時,e2x-10,且隨著x的增大而增大,故y=1+2e2x-11且隨著x的增大而減小,即函數(shù)y在(0,+∞)上恒大于1且單調(diào)遞減.又函數(shù)y是奇函數(shù),故只有A正確.]
例3解題導引1.指數(shù)函數(shù)y=ax(a0且a≠1)的圖象與性質(zhì)與a的取值有關(guān),要特別注意區(qū)分a1與0a1來研究.
2.指數(shù)函數(shù)與二次函數(shù)復合而成的初等函數(shù)的性質(zhì)可通過換元的方法轉(zhuǎn)化為指數(shù)函數(shù)或二次函數(shù)的性質(zhì).
解設(shè)t=ax,則y=f(t)=t2+2t-1=(t+1)2-2.
(1)當a1時,t∈[a-1,a],
∴ymax=a2+2a-1=14,解得a=3,滿足a1;
(2)當0a1時,t∈[a,a-1],
∴ymax=(a-1)2+2a-1-1=14,
解得a=13,滿足0a1.
故所求a的值為3或13.
變式遷移3(1)解由2x-1≠0x≠0,
所以定義域為(-∞,0)∪(0,+∞).
(2)證明f(x)=(12x-1+12)x3可化為f(x)=2x+122x-1x3,
則f(-x)=2-x+122-x-1(-x)3
=2x+122x-1x3=f(x),
所以f(-x)=f(x).
(3)證明當x0時,2x1,x30,
所以(12x-1+12)x30.
因為f(-x)=f(x),
所以當x0時,f(x)=f(-x)0.
綜上所述,f(x)0.
課后練習區(qū)
1.B[由y=中x≥0,所以y=≥20=1,即函數(shù)的值域為[1,+∞).]
2.D[函數(shù)的定義域為{x|x∈R,x≠0},且y=xax|x|=ax,x0-ax,x0.當x0時,函數(shù)是一個指數(shù)函數(shù),其底數(shù)a滿足0a1,所以函數(shù)遞減;當x0時,函數(shù)圖象與指數(shù)函數(shù)y=ax的圖象關(guān)于x軸對稱,函數(shù)遞增.]
3.D[函數(shù)定義域為R,關(guān)于原點對稱,
∵f(-x)=4-x+12-x=1+4x2x=f(x),
∴f(x)是偶函數(shù),圖象關(guān)于y軸對稱.]
4.A[當x0時,02x1,此時f(x)=2x;
當x≥0時,2x≥1,此時f(x)=1.
所以f(x)=12x=2xx0,1x≥0.]
5.D[方程|ax-1|=2a有兩個不等實根可轉(zhuǎn)化為函數(shù)y=|ax-1|與函數(shù)y=2a有兩個不同交點,作出函數(shù)y=|ax-1|的圖象,從圖象觀察可知只有02a1時,符合題意,即0a12.]
6.[13,1)
解析據(jù)單調(diào)性定義,f(x)為減函數(shù)應(yīng)滿足:
0a1,3a≥a0,即13≤a1.
7.-1
解析設(shè)g(x)=ex+ae-x,則f(x)=xg(x)是偶函數(shù).
∴g(x)=ex+ae-x是奇函數(shù).
∴g(0)=e0+ae-0=1+a=0,
∴a=-1.
8.3
解析當a1時,f(2)=2,
∴a2-1=2,a=3,經(jīng)驗證符合題意;
當0a1時,f(0)=2,即1-1=2,無解.
∴a=3.
9.解(1)∵f(x)是定義域為R的奇函數(shù),
∴f(0)=0,即-1+b2+a=0,解得b=1,…………………………………………………(2分)
從而有f(x)=-2x+12x+1+a.
又由f(1)=-f(-1)知
-2+14+a=--12+11+a,
解得a=2.經(jīng)檢驗a=2適合題意,
∴所求a、b的值分別為2、1.……………………………………………………………(4分)
(2)由(1)知f(x)=-2x+12x+1+2=-12+12x+1.
由上式易知f(x)在(-∞,+∞)上為減函數(shù).…………………………………………(6分)
又因f(x)是奇函數(shù),
從而不等式f(t2-2t)-f(2t2-k)
=f(-2t2+k).……………………………………………………………………………(8分)
因為f(x)是減函數(shù),由上式推得t2-2t-2t2+k.
即對一切t∈R有3t2-2t-k0.
從而判別式Δ=4+12k0,解得k-13.………………………………………………(12分)
10.解方法一(1)由已知得3a+2=183a=2a=log32.…………………………(4分)
(2)此時g(x)=λ2x-4x,
設(shè)0≤x1x2≤1,因為g(x)在區(qū)間[0,1]上是單調(diào)遞減函數(shù),
所以g(x1)-g(x2)=0恒成立,……………………………(8分)
即λ恒成立.由于=2,所以,實數(shù)λ的取值范圍是λ≤2.
……………………………………………………………………………………………(12分)
方法二(1)由已知得3a+2=183a=2a=log32.
……………………………………………………………………………………………(4分)
(2)此時g(x)=λ2x-4x,
因為g(x)在區(qū)間[0,1]上是單調(diào)減函數(shù),
所以有g(shù)′(x)=λln22x-ln44x=2xln2(-22x+λ)≤0成立,…………………………(8分)
所以只需要λ≤22x恒成立.所以實數(shù)λ的取值范圍是λ≤2.…………………………(12分)
11.解由題意得1+2x+4xa0在x∈(-∞,1]上恒成立,
即a-1+2x4x在x∈(-∞,1]上恒成立.………………………………………………(6分)
又因為-1+2x4x=-(12)2x-(12)x,
設(shè)t=(12)x,
∵x≤1,∴t≥12
且函數(shù)f(t)=-t2-t=-(t+12)2+14(t≥12)
在t=12時,取到最大值.
∴(12)x=12即x=1時,-1+2x4x的最大值為-34,………………………………………(12分)
∴a-34.…………………………………………………………………………………(14分)
相關(guān)知識
高考數(shù)學(理科)一輪復習冪函數(shù)學案含答案
學案9冪函數(shù)
導學目標:1.了解冪函數(shù)的概念.2.結(jié)合函數(shù)y=x,y=x2,y=x3,y=1x,y=x12的圖象,了解它們的變化情況.
自主梳理
1.冪函數(shù)的概念
形如______的函數(shù)叫做冪函數(shù),其中____是自變量,____是常數(shù).
2.冪函數(shù)的性質(zhì)
(1)五種常見冪函數(shù)的性質(zhì),列表如下:
定義域值域奇偶性單調(diào)性過定點
y=xRR奇?↗(1,1)
y=x2R[0,+∞)偶[0,+∞)↗
(-∞,0]↙
y=x3RR奇?↗
y=
[0,+∞)[0,+∞)非奇
非偶[0,+∞)↗
y=x-1(-∞,0)
∪(0,+∞)(-∞,0)
∪(0,+∞)奇(-∞,0)↙
(0,+∞)↙
(2)所有冪函數(shù)在________上都有定義,并且圖象都過點(1,1),且在第____象限無圖象.
(3)α0時,冪函數(shù)的圖象通過點________________,并且在區(qū)間(0,+∞)上是________,α0時,冪函數(shù)在(0,+∞)上是減函數(shù),圖象________原點.
自我檢測
1.(2011石家莊月考)如圖中曲線是冪函數(shù)y=xn在第一象限的圖象.已知n取±2,±12四個值,則相應(yīng)于曲線C1,C2,C3,C4的n值依次為()
A.-2,-12,12,2
B.2,12,-12,-2
C.-12,-2,2,12
D.2,12,-2,-12
2.已知函數(shù):①y=2x;②y=log2x;③y=x-1;④y=.則下列函數(shù)圖象(在第一象限部分)從左到右依次與函數(shù)序號的正確對應(yīng)順序是()
A.②①③④B.②③①④
C.④①③②D.④③①②
3.(2011滄州模擬)設(shè)α∈{-1,1,12,3},則使函數(shù)y=xα的定義域為R且為奇函數(shù)的所有α值為()
A.1,3B.-1,1C.-1,3D.-1,1,3
4.與函數(shù)y=xx+1的圖象形狀一樣的是()
A.y=2xB.y=log2xC.y=1xD.y=x+1
5.已知點(33,33)在冪函數(shù)f(x)的圖象上,則f(x)的表達式是()
A.f(x)=x3B.f(x)=x-3
C.f(x)=D.f(x)=
探究點一冪函數(shù)的定義與圖象
例1已知冪函數(shù)f(x)的圖象過點(2,2),冪函數(shù)g(x)的圖象過點(2,14).
(1)求f(x),g(x)的解析式;
(2)求當x為何值時:①f(x)g(x);②f(x)=g(x);③f(x)g(x).
變式遷移1若點(2,2)在冪函數(shù)f(x)的圖象上,點(-2,14)在冪函數(shù)g(x)的圖象上,定義h(x)=f(x),f(x)≤g(x),g(x),f(x)g(x),
試求函數(shù)h(x)的最大值以及單調(diào)區(qū)間.
探究點二冪函數(shù)的單調(diào)性
例2比較下列各題中值的大小.
(1),;(2),;
(3),;(4),和.
變式遷移2(1)比較下列各組值的大小:
①________;
②0.20.5________0.40.3.
(2)已知(0.71.3)m(1.30.7)m,則m的取值范圍是__________________________.
探究點三冪函數(shù)的綜合應(yīng)用
例3(2011葫蘆島模擬)已知函數(shù)f(x)=(m∈N*)的圖象關(guān)于y軸對稱,且在(0,+∞)上是減函數(shù),求滿足的a的范圍.
變式遷移3已知冪函數(shù)f(x)=(m∈N*)
(1)試確定該函數(shù)的定義域,并指明該函數(shù)在其定義域上的單調(diào)性;
(2)若該函數(shù)還經(jīng)過點(2,2),試確定m的值,并求滿足條件f(2-a)f(a-1)的實數(shù)a的取值范圍.
1.冪函數(shù)y=xα(α∈R),其中α為常數(shù),其本質(zhì)特征是以冪的底x為自變量,指數(shù)α為常數(shù),這是判斷一個函數(shù)是否是冪函數(shù)的重要依據(jù)和唯一標準.
2.在(0,1)上,冪函數(shù)中指數(shù)越大,函數(shù)圖象越靠近x軸(簡記為“指大圖低”),在(1,+∞)上,冪函數(shù)中指數(shù)越大,函數(shù)圖象越遠離x軸.冪函數(shù)的圖象一定會出現(xiàn)在第一象限內(nèi),一定不會出現(xiàn)在第四象限內(nèi),至于是否出現(xiàn)在第二、三象限內(nèi),要看函數(shù)的奇偶性;冪函數(shù)的圖象最多只能同時出現(xiàn)在兩個象限內(nèi);如果冪函數(shù)的圖象與坐標軸相交,則交點一定是原點.
(滿分:75分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.右圖是函數(shù)y=(m,n∈N*,m、n互質(zhì))的圖象,則()
A.m,n是奇數(shù),且mn1
B.m是偶數(shù),n是奇數(shù),且mn1
C.m是偶數(shù),n是奇數(shù),且mn1
D.m是奇數(shù),n是偶數(shù),且mn1
2.(2010陜西)下列四類函數(shù)中,具有性質(zhì)“對任意的x0,y0,函數(shù)f(x)滿足f(x+y)=f(x)f(y)”的是()
A.冪函數(shù)B.對數(shù)函數(shù)
C.指數(shù)函數(shù)D.余弦函數(shù)
3.下列函數(shù)圖象中,正確的是()
4.(2010安徽)設(shè)a=,b=,c=,則a,b,c的大小關(guān)系是()
A.a(chǎn)cbB.a(chǎn)bc
C.cabD.bca
5.下列命題中正確的是()
①冪函數(shù)的圖象都經(jīng)過點(1,1)和點(0,0);
②冪函數(shù)的圖象不可能在第四象限;
③當n=0時,函數(shù)y=xn的圖象是一條直線;
④冪函數(shù)y=xn當n0時是增函數(shù);
⑤冪函數(shù)y=xn當n0時在第一象限內(nèi)函數(shù)值隨x值的增大而減?。?br>
A.①和④B.④和⑤
C.②和③D.②和⑤
題號12345
答案
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.(2011邯鄲模擬)若冪函數(shù)y=的圖象不經(jīng)過原點,則實數(shù)m的值為________.
7.已知a=xα,b=,c=,x∈(0,1),α∈(0,1),則a,b,c的大小順序是________.
8.已知函數(shù)f(x)=xα(0α1),對于下列命題:①若x1,則f(x)1;②若0x1,則0f(x)1;③當x0時,若f(x1)f(x2),則x1x2;④若0x1x2,則f(x1)x1f(x2)x2.
其中正確的命題序號是________.
三、解答題(共38分)
9.(12分)設(shè)f(x)是定義在R上以2為最小正周期的周期函數(shù).當-1≤x1時,y=f(x)的表達式是冪函數(shù),且經(jīng)過點(12,18).求函數(shù)在[2k-1,2k+1)(k∈Z)上的表達式.
10.(12分)已知f(x)=(n=2k,k∈Z)的圖象在[0,+∞)上單調(diào)遞增,解不等式f(x2-x)f(x+3).
11.(14分)(2011荊州模擬)已知函數(shù)f(x)=(k∈Z)滿足f(2)f(3).
(1)求k的值并求出相應(yīng)的f(x)的解析式;
(2)對于(1)中得到的函數(shù)f(x),試判斷是否存在q0,使函數(shù)g(x)=1-qf(x)+(2q-1)x在區(qū)間[-1,2]上的值域為[-4,178]?若存在,求出q;若不存在,請說明理由.
答案自主梳理
1.y=xαxα2.(2)(0,+∞)四(3)(0,0),(1,1)增函數(shù)不過
自我檢測
1.B[方法一由冪函數(shù)的圖象與性質(zhì),n0時不過原點,故C3,C4對應(yīng)的n值均為負,C1,C2對應(yīng)的n值均為正;
由增(減)快慢知n(C1)n(C2)n(C3)n(C4).
故C1,C2,C3,C4的n值依次為
2,12,-12,-2.
方法二作直線x=2分別交C1,C2,C3,C4于點A1,A2,A3,A4,則其對應(yīng)點的縱坐標顯然為22,,,2-2,故n值分別為2,12,-12,-2.]
2.D[第一個圖象過點(0,0),與④對應(yīng);第二個圖象為反比例函數(shù)圖象,表達式為y=kx,③y=x-1恰好符合,
∴第二個圖象對應(yīng)③;
第三個圖象為指數(shù)函數(shù)圖象,表達式為y=ax,且a1,①y=2x恰好符合,∴第三個圖象對應(yīng)①;
第四個圖象為對數(shù)函數(shù)圖象,表達式為y=logax,且a1,②y=log2x恰好符合,∴第四個圖象對應(yīng)②.
∴四個函數(shù)圖象與函數(shù)序號的對應(yīng)順序為④③①②.]
3.A4.C5.B
課堂活動區(qū)
例1解(1)設(shè)f(x)=xα,
∵圖象過點(2,2),故2=(2)α,
解得α=2,∴f(x)=x2.
設(shè)g(x)=xβ,∵圖象過點(2,14),
∴14=2β,解得β=-2.
∴g(x)=x-2.
(2)在同一坐標系下作出f(x)=x2與g(x)=x-2的圖象,如圖所示.
由圖象可知,f(x),g(x)的圖象均過點(-1,1)和(1,1).
∴①當x1,或x-1時,f(x)g(x);
②當x=1,或x=-1時,f(x)=g(x);
③當-1x1且x≠0時,f(x)g(x).
變式遷移1解求f(x),g(x)解析式及作出f(x),g(x)的圖象同例1,
如例1圖所示,
則有:h(x)=x-2,x-1或x1,x2,-1≤x≤1.
根據(jù)圖象可知函數(shù)h(x)的最大值為1,單調(diào)增區(qū)間為(-∞,-1)和(0,1);單調(diào)減區(qū)間為(-1,0)和(1,+∞).
例2解題導引比較兩個冪的大小關(guān)鍵是搞清楚是底數(shù)相同,還是指數(shù)相同,若底數(shù)相同,利用指數(shù)函數(shù)的性質(zhì);若指數(shù)相同,利用冪函數(shù)的性質(zhì);若底數(shù)、指數(shù)皆不相同,考慮用中間值法,常用0和1“搭橋”進行分組.
解(1)函數(shù)y=3x是增函數(shù),∴30.830.7.
(2)函數(shù)y=x3是增函數(shù),∴0.2130.233.
(3)∵,
∴.
(4)=1;0=1;
0,∴.
變式遷移2(1)①②
(2)m0
解析根據(jù)冪函數(shù)y=x1.3的圖象,
當0x1時,0y1,∴00.71.31.
又根據(jù)冪函數(shù)y=x0.7的圖象,
當x1時,y1,∴1.30.71.
于是有0.71.31.30.7.
對于冪函數(shù)y=xm,由(0.71.3)m(1.30.7)m知,當x0時,隨著x的增大,函數(shù)值也增大,∴m0.
例3解∵函數(shù)f(x)在(0,+∞)上遞減,
∴m2-2m-30,解得-1m3.
∵m∈N*,∴m=1,2.
又函數(shù)的圖象關(guān)于y軸對稱,
∴m2-2m-3是偶數(shù),
而22-2×2-3=-3為奇數(shù),
12-2×1-3=-4為偶數(shù),
∴m=1.
而y=在(-∞,0),(0,+∞)上均為減函數(shù),
∴等價于a+13-2a0,
或0a+13-2a,或a+103-2a,
解得a-1或23a32.
故a的范圍為{a|a-1或23a32}.
變式遷移3解(1)m2+m=m(m+1),m∈N*,
而m與m+1中必有一個為偶數(shù),
∴m(m+1)為偶數(shù).
∴函數(shù)f(x)=(m∈N*)的定義域為[0,+∞),并且在定義域上為增函數(shù).
(2)∵函數(shù)f(x)經(jīng)過點(2,2),
∴2=,即.
∴m2+m=2.
解得m=1或m=-2.
又∵m∈N*,∴m=1.
由f(2-a)f(a-1)得2-a≥0,a-1≥02-aa-1.
解得1≤a32.
∴a的取值范圍為[1,32).
課后練習區(qū)
1.C[由圖象知,函數(shù)為偶函數(shù),
∴m為偶數(shù),n為奇數(shù).
又函數(shù)圖象在第一限內(nèi)上凸,∴mn1.]
2.C[∵(x+y)α≠xαyα,
∴冪函數(shù)f(x)=xα不具有此性質(zhì).
∵loga(x+y)≠logaxlogay,
∴對數(shù)函數(shù)f(x)=logax不具有此性質(zhì).
∵ax+y=axay,∴指數(shù)函數(shù)f(x)=ax具有此性質(zhì).
∵cos(x+y)≠cosxcosy,
∴余弦函數(shù)y=cosx不具有此性質(zhì).]
3.C[對A、B,由y=x+a知a1,可知A、B圖象不正確;
D中由y=x+a知0a1,∴y=logax應(yīng)為減函數(shù),D錯.]
4.A[∵y=在x∈(0,+∞)遞增,
∴,即ac,
∵y=(25)x在x∈(-∞,+∞)遞減,
∴,即cb,
∴acb.]
5.D
6.1或2
解析由m2-3m+3=1m2-m-2≤0解得m=1或2.
經(jīng)檢驗m=1或2都適合.
7.cab
解析∵α∈(0,1),∴1ααα2.
又∵x∈(0,1),∴xα,即cab.
8.①②③
解析作出y=xα(0α1)在第一象限內(nèi)的圖象,如圖所示,
可判定①②③正確,
又fxx表示圖象上的點與原點連線的斜率,
當0x1x2時應(yīng)有fx1x1fx2x2,故④錯.
9.解設(shè)在[-1,1)中,f(x)=xn,
由點(12,18)在函數(shù)圖象上,求得n=3.……………………………………………………(4分)
令x∈[2k-1,2k+1),則x-2k∈[-1,1),
∴f(x-2k)=(x-2k)3.……………………………………………………………………(8分)
又f(x)周期為2,∴f(x)=f(x-2k)=(x-2k)3.
即f(x)=(x-2k)3(k∈Z).………………………………………………………………(12分)
10.解由條件知1-n2+2n+30,
-n2+2n+30,解得-1n3.…………………………………………………………(4分)
又n=2k,k∈Z,∴n=0,2.
當n=0,2時,f(x)=x13,
∴f(x)在R上單調(diào)遞增.…………………………………………………………………(8分)
∴f(x2-x)f(x+3)轉(zhuǎn)化為x2-xx+3.
解得x-1或x3.
∴原不等式的解集為(-∞,-1)∪(3,+∞).………………………………………(12分)
11.解(1)∵f(2)f(3),
∴f(x)在第一象限是增函數(shù).
故-k2+k+20,解得-1k2.
又∵k∈Z,∴k=0或k=1.
當k=0或k=1時,-k2+k+2=2,
∴f(x)=x2.…………………………………………………………………………………(6分)
(2)假設(shè)存在q0滿足題設(shè),由(1)知
g(x)=-qx2+(2q-1)x+1,x∈[-1,2].
∵g(2)=-1,∴兩個最值點只能在端點(-1,g(-1))和頂點(2q-12q,4q2+14q)處取得.
……………………………………………………………………………………………(8分)
而4q2+14q-g(-1)=4q2+14q-(2-3q)=4q-124q≥0,
∴g(x)max=4q2+14q=178,…………………………………………………………………(12分)
g(x)min=g(-1)=2-3q=-4.
解得q=2.∴存在q=2滿足題意.……………………………………………………(14分)
高一數(shù)學《指數(shù)函數(shù)》學案
高一數(shù)學《指數(shù)函數(shù)》學案
.2.2指數(shù)函數(shù)(一)的教學設(shè)計
教材分析:
.2.2“指數(shù)函數(shù)”是在學生系統(tǒng)地學習了函數(shù)概念及性質(zhì),掌握了指數(shù)與指數(shù)冪的運算性質(zhì)的基礎(chǔ)上展開研究的.作為重要的基本初等函數(shù)之一,指數(shù)函數(shù)既是函數(shù)近代定義及性質(zhì)的第一次應(yīng)用,也為今后研究其他函數(shù)提供了方法和模式,為后續(xù)的學習奠定基礎(chǔ).指數(shù)函數(shù)在知識體系中起了承上啟下的作用,同時在生活及生產(chǎn)實際中有著廣泛的應(yīng)用,因此它也是對學生進行情感價值觀教育的好素材,所以指數(shù)函數(shù)應(yīng)重點研究.
學情分析:
通過初中階段的學習和高中對函數(shù)、指數(shù)的運算等知識的系統(tǒng)學習,學生對函數(shù)已經(jīng)有了一定的認識,學生對用“描點法”描繪出函數(shù)圖象的方法已基本掌握,已初步了解數(shù)形結(jié)合的思想.另外,學生對由特殊到一般再到特殊的數(shù)學活動過程已有一定的體會.
教學目標:
知識與技能:理解指數(shù)函數(shù)的概念和意義,能正確作出其圖象,掌握指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)并能自覺、靈活地應(yīng)用其性質(zhì)(單調(diào)性、中介值)比較大小.
過程與方法:
(1)體會從特殊到一般再到特殊的研究問題的方法,培養(yǎng)學生觀察、歸納、猜想、概括的能力,讓學生了解數(shù)學來源于生活又在生活中有廣泛的應(yīng)用;理解并掌握探求函數(shù)性質(zhì)的一般方法;
(2)從數(shù)和形兩方面理解指數(shù)函數(shù)的性質(zhì),體會數(shù)形結(jié)合、分類討論的數(shù)學思想方法,提高思維的靈活性,培養(yǎng)學生直觀、嚴謹?shù)乃季S品質(zhì).
情感、態(tài)度與價值觀:
(1)體驗從特殊到一般再到特殊的學習規(guī)律,認識事物之間的普遍聯(lián)系與相互轉(zhuǎn)化,培養(yǎng)學生用聯(lián)系的觀點看問題,激發(fā)學生自主探究的精神,在探究過程中體驗合作學習的樂趣;
(2)讓學生在數(shù)形結(jié)合中感悟數(shù)學的統(tǒng)一美、和諧美,進一步培養(yǎng)學生的學習興趣.
教學重點:指數(shù)函數(shù)的圖象和性質(zhì)
教學難點:指數(shù)函數(shù)概念的引入及指數(shù)函數(shù)性質(zhì)的應(yīng)用
教法研究:
本節(jié)課準備由實際問題引入指數(shù)函數(shù)的概念,這樣可以讓學生知道指數(shù)函數(shù)的概念來源于客觀實際,便于學生接受并有利于培養(yǎng)學生用數(shù)學的意識.
利用函數(shù)圖象來研究函數(shù)性質(zhì)是函數(shù)中的一個非常重要的思想,本節(jié)課將是利用特殊的指數(shù)函數(shù)圖象歸納總結(jié)指數(shù)函數(shù)的性質(zhì),這樣便于學生研究其變化規(guī)律,理解其性質(zhì)并掌握一般地探求函數(shù)性質(zhì)的方法同時運用現(xiàn)代信息技術(shù)學習、探索和解決問題,幫助學生理解新知識
本節(jié)課使用的教學方法有:直觀教學法、啟發(fā)引導法、發(fā)現(xiàn)法
教學過程:
一、問題情境:
問題1:某種細胞分裂時,由一個分裂成2個,2個分裂成4個,4個分裂成8個,以此類推,一個這樣的細胞分裂x次后,得到的細胞個數(shù)y與x的函數(shù)關(guān)系式是什么?
問題2:一種放射性物質(zhì)不斷變化為其它物質(zhì),每經(jīng)過一年剩余質(zhì)量約是原來的,設(shè)該物質(zhì)的初始質(zhì)量為1,經(jīng)過年后的剩余質(zhì)量為,你能寫出之間的函數(shù)關(guān)系式嗎?
分析可知,函數(shù)的關(guān)系式分別是與
問題3:在問題1和2中,兩個函數(shù)的自變量都是正整數(shù),但在實際問題中自變量不一定都是正整數(shù),比如在問題2中,我們除了關(guān)心1年、2年、3年后該物質(zhì)的剩余量外,還想知道3個月、一年半后該物質(zhì)的剩余量,怎么辦?
這就需要對函數(shù)的定義域進行擴充,結(jié)合指數(shù)概念的的擴充,我們也可以將函數(shù)的定義域擴充至全體實數(shù),這樣就得到了一個新的函數(shù)──指數(shù)函數(shù).
二、數(shù)學建構(gòu):
1]定義:
一般地,函數(shù)叫做指數(shù)函數(shù),其中.
問題4:為什么規(guī)定?
問題5:你能舉出指數(shù)函數(shù)的例子嗎?
閱讀材料(“放射性碳法”測定古物的年代):
在動植物體內(nèi)均含有微量的放射性,動植物死亡后,停止了新陳代謝,不在產(chǎn)生,且原有的會自動衰變.經(jīng)過5740年(的半衰期),它的殘余量為原來的一半.經(jīng)過科學測定,若的原始含量為1,則經(jīng)過x年后的殘留量為=.
這種方法經(jīng)常用來推算古物的年代.
練習1:判斷下列函數(shù)是否為指數(shù)函數(shù).
(1)(2)
(3)(4)
說明:指數(shù)函數(shù)的解析式y(tǒng)=中,的系數(shù)是1.
有些函數(shù)貌似指數(shù)函數(shù),實際上卻不是,如y=+k(a0且a1,kZ);
有些函數(shù)看起來不像指數(shù)函數(shù),實際上卻是,如y=(a0,且a1),因為它可以化為y=,其中0,且1
2]通過圖象探究指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)及其簡單應(yīng)用:利用幾何畫板及其他多媒體軟件和學生一起完成
問題6:我們研究函數(shù)的性質(zhì),通常都研究哪些性質(zhì)?一般如何去研究?
函數(shù)的定義域,值域,單調(diào)性,奇偶性等;
利用函數(shù)圖象研究函數(shù)的性質(zhì)
問題7:作函數(shù)圖象的一般步驟是什么?
列表,描點,作圖
探究活動1:用列表描點法作出,的圖像(借助幾何畫板演示),觀察、比較這兩個函數(shù)的圖像,我們可以得到這兩個函數(shù)哪些共同的性質(zhì)?請同學們仔細觀察.
引導學生分析圖象并總結(jié)此時指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)(底數(shù)大于1):
(1)定義域?R
(2)值域?函數(shù)的值域為
(3)過哪個定點?恒過點,即
(4)單調(diào)性?時,為上的增函數(shù)
(5)何時函數(shù)值大于1?小于1?當時,;當時,
問題8::是否所有的指數(shù)函數(shù)都是這樣的性質(zhì)?你能找出與剛才的函數(shù)性質(zhì)不一樣的指數(shù)函數(shù)嗎?
(引導學生自我分析和反思,培養(yǎng)學生的反思能力和解決問題的能力).
根據(jù)學生的發(fā)現(xiàn),再總結(jié)當?shù)讛?shù)小于1時指數(shù)函數(shù)的相關(guān)性質(zhì)并作比較.
問題9:到現(xiàn)在,你能自制一份表格,比較及兩種不同情況下的圖象和性質(zhì)嗎?
(學生完成表格的設(shè)計,教師適當引導)
圖
象
性
質(zhì)
(1)定義域:R
值域:
(1)定義域:R
值域:
(2)是R上的增函數(shù)(2)是R上的減函數(shù)
(3)過(0,1),
即x=0時,y=1(3)過(0,1),
即x=0時,y=1
(4)當x0時,y1;
當x0時,y1.(4)當x0時,0y1;
當x0時,y1.
問題10:在畫圖過程中,你還發(fā)現(xiàn)了指數(shù)函數(shù)圖象間的其他關(guān)系嗎?
比如與的圖象間具有怎樣的關(guān)系?可否得出進一步的一般性的結(jié)論?
結(jié)論:圖像關(guān)于軸對稱
三、數(shù)學運用:
例1、比較下列各組數(shù)中兩個值的
分析:充分利用指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性來研究,注意對底數(shù)的判定以及“第三者”的介入(充當中間角色).
(解題過程板書,強調(diào)規(guī)范)
探究活動2:兩個指數(shù)函數(shù)的自變量相等時,如何比較函數(shù)值的大小?比如之間的大小關(guān)系?
如右圖,作一條直線分別與、圖像交與、兩點,則,結(jié)合圖象很容易發(fā)現(xiàn):.
你還能舉出一個這樣的例子嗎?(引導學生分析得出結(jié)論既與底數(shù)和1的關(guān)系有關(guān),又與自變量和0的關(guān)系有關(guān))
那么兩個指數(shù)函數(shù)的函數(shù)值相等時,自變量大小又該如何比較?
練習2:若,試比較、的大?。?br>
若,試比較、的大?。?br>
你還能舉出這樣的例子嗎?
例2(1)已知,求實數(shù)x的取值范圍;
(2)已知,求實數(shù)x的取值范圍.
分析:充分利用單調(diào)性解指數(shù)不等式,注意化為同底.
探究活動3:探究下列函數(shù)的圖象與指數(shù)函數(shù)的圖象的關(guān)系.
(1);(2)
思考探究:(1)與,且,圖象之間有何關(guān)系?
(2)受該結(jié)論啟發(fā),課后思考研究函數(shù)與,圖象之間的關(guān)系.
四、回顧反思(由學生總結(jié)提煉本節(jié)課知識與方法及數(shù)學思想):
1.本節(jié)課學習了哪些知識,指數(shù)函數(shù)的概念、圖象和性質(zhì)你掌握了嗎?
2.指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)是怎么被我們大家發(fā)現(xiàn)的,有哪些應(yīng)用?在應(yīng)用的時候,我們應(yīng)該考慮哪些性質(zhì)?
3.重視歸納概括、數(shù)形結(jié)合、分類討論等數(shù)學思想方法.
五、課后作業(yè):
1.閱讀課本有關(guān)內(nèi)容,搜集指數(shù)函數(shù)在實際生活中的應(yīng)用實例;
2.課本52頁第1-5題;54-55頁1-4題,8、9題:
3.思考題:
(1)研究函數(shù)的定義域.
(2)與,圖象之間的關(guān)系?
板書設(shè)計:
板書內(nèi)容:課題、指數(shù)函數(shù)的概念、指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)及(僅是標題,具體性質(zhì)不板書)、例1及例2部分內(nèi)容規(guī)范解題格式的書寫、回顧反思等.
教后反思:
針對課堂教學實際反思教法和學法,進一步完善本設(shè)計.
指數(shù)函數(shù)
一名優(yōu)秀的教師在教學方面無論做什么事都有計劃和準備,作為高中教師就需要提前準備好適合自己的教案。教案可以讓學生更好地進入課堂環(huán)境中來,幫助高中教師提高自己的教學質(zhì)量。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢?小編為此仔細地整理了以下內(nèi)容《指數(shù)函數(shù)》,僅供參考,大家一起來看看吧。
2.2.2指數(shù)函數(shù)(1)
宿遷市馬陵中學范金泉
教學目標:
1.掌握指數(shù)函數(shù)的概念(能理解對a的限定以及自變量的取值可推廣至實數(shù)范圍),會作指數(shù)函數(shù)的圖像;
2.能歸納出指數(shù)函數(shù)的幾個基本性質(zhì),并通過由指數(shù)函數(shù)的圖像歸納其性質(zhì)的學習過程,培養(yǎng)學生探究、歸納分析問題的能力.
教學重點:
指數(shù)函數(shù)的定義、圖象和性質(zhì).
教學難點:
指數(shù)函數(shù)性質(zhì)的歸納.
教學過程:
一、創(chuàng)設(shè)情境
課本第45頁的細胞分裂問題和第49頁的古蓮子中的14C的衰變問題.
二、學生活動
(1)閱讀課本45頁內(nèi)容;
(2)動手畫函數(shù)的圖象.
三、數(shù)學建構(gòu)
1.指數(shù)函數(shù)的概念:一般地,函數(shù)y=ax(a>0且a≠1)叫做指數(shù)函數(shù),它的定義域是R,值域為(0,+).
練習:
(1)觀察并指出函數(shù)y=x2與函數(shù)y=2x有什么區(qū)別?
(2)指出函數(shù)y=23x,y=2x+3,y=32x,y=4x,y=ax(a>0,且a≠1)中哪些是指數(shù)函數(shù),哪些不是,為什么?
思考:為什么要強調(diào)a>0,且a≠1?a≠1自然將所有的正數(shù)分為兩部分
(0,1)和(1,+),這兩個區(qū)間對函數(shù)的性質(zhì)會有什么影響呢?
2.指數(shù)函數(shù)的圖象和性質(zhì).
(1)在同一坐標系畫出的圖象,觀察并總結(jié)函數(shù)y=ax(a>0,且a≠1)的性質(zhì).
圖象
定義域
值域
性質(zhì)
(2)借助于計算機技術(shù),在同一坐標系畫出y=10x,,,等函數(shù)的圖象,進一步驗證函數(shù)y=ax(a>0,且a≠1)的性質(zhì),并探討函數(shù)y=ax與y=ax(a>0,且a≠1)之間的關(guān)系.
四、數(shù)學應(yīng)用
(一)例題:
1.比較下列各組數(shù)的大?。?br>
(1)(2)(3)
2.求下列函數(shù)的定義域和值域:
(1)(2)(3)
3.已知函數(shù)f(x)=,g(x)=(a>0且a≠1),若f(x)>g(x),求x的取值范圍.
(二)練習:
(1)判斷下列函數(shù)是否是指數(shù)函數(shù):①y=23x;②y=3x1;③y=x3;
④y=-3x;⑤y=(-3)x;⑥y=x;⑦y=3x2;⑧y=xx;⑨y=(2a-1)x(a>,且a≠1).
(2)若函數(shù)y=(a2-3a+3)ax是指數(shù)函數(shù),則它的單調(diào)性為.
課后思考題:求函數(shù)的值域,并判斷其奇偶性和單調(diào)性.
五、小結(jié)
1.指數(shù)函數(shù)的定義(研究了對a的限定以及定義域和值域)
2.指數(shù)函數(shù)的圖像
3.指數(shù)函數(shù)的性質(zhì):
(1)定點:(0,1);
(2)單調(diào)性:a>1,單調(diào)增;0<a<1,單調(diào)減.
六、作業(yè)
課本P52-2,3.
高考數(shù)學(理科)一輪復習對數(shù)與對數(shù)函數(shù)學案帶答案
俗話說,凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。作為教師就需要提前準備好適合自己的教案。教案可以更好的幫助學生們打好基礎(chǔ),幫助教師有計劃有步驟有質(zhì)量的完成教學任務(wù)。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢?為滿足您的需求,小編特地編輯了“高考數(shù)學(理科)一輪復習對數(shù)與對數(shù)函數(shù)學案帶答案”,供大家借鑒和使用,希望大家分享!
學案8對數(shù)與對數(shù)函數(shù)
導學目標:1.理解對數(shù)的概念及其運算性質(zhì),知道用換底公式能將一般對數(shù)轉(zhuǎn)化為自然對數(shù)或常用對數(shù),了解對數(shù)在簡化運算中的作用.2.理解對數(shù)函數(shù)的概念,理解對數(shù)函數(shù)的單調(diào)性與函數(shù)圖象通過的特殊點,知道指數(shù)函數(shù)y=ax與對數(shù)函數(shù)y=logax互為反函數(shù)(a0,a≠1),體會對數(shù)函數(shù)是一類重要的函數(shù)模型.
自主梳理
1.對數(shù)的定義
如果________________,那么數(shù)x叫做以a為底N的對數(shù),記作__________,其中____叫做對數(shù)的底數(shù),______叫做真數(shù).
2.對數(shù)的性質(zhì)與運算法則
(1)對數(shù)的性質(zhì)(a0且a≠1)
①=____;②=____;
③=____;④=____.
(2)對數(shù)的重要公式
①換底公式:logbN=________________(a,b均大于零且不等于1);
②=,推廣=________.
(3)對數(shù)的運算法則
如果a0且a≠1,M0,N0,那么
①loga(MN)=___________________________;
②logaMN=______________________;
③logaMn=__________(n∈R);
④=nmlogaM.
3.對數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì)
a10a1
圖
象
性
質(zhì)(1)定義域:______
(2)值域:______
(3)過點______,即x=____時,y=____
(4)當x1時,______
當0x1時,______(5)當x1時,______當0x1時,______
(6)是(0,+∞)上的______函數(shù)(7)是(0,+∞)上的______函數(shù)
4.反函數(shù)
指數(shù)函數(shù)y=ax與對數(shù)函數(shù)____________互為反函數(shù),它們的圖象關(guān)于直線______對稱.
自我檢測
1.(2010四川)2log510+log50.25的值為()
A.0B.1C.2D.4
2.(2010遼寧)設(shè)2a=5b=m,且1a+1b=2,則m的值為()
A.10B.10C.20D.100
3.(2009遼寧)已知函數(shù)f(x)滿足:當x≥4時,f(x)=12x;當x4時,f(x)=f(x+1).則f(2+log23)的值為()
A.124B.112C.18D.38
4.(2010安慶模擬)定義在R上的偶函數(shù)f(x)在[0,+∞)上遞增,f(13)=0,則滿足0的x的取值范圍是()
A.(0,+∞)B.(0,12)∪(2,+∞)
C.(0,18)∪(12,2)D.(0,12)
5.(2011臺州期末)已知0ab1c,m=logac,n=logbc,則m與n的大小關(guān)系是______.
探究點一對數(shù)式的化簡與求值
例1計算:(1);
(2)12lg3249-43lg8+lg245;
(3)已知2lgx-y2=lgx+lgy,求.
變式遷移1計算:
(1)log2748+log212-12log242-1;
(2)(lg2)2+lg2lg50+lg25.
探究點二含對數(shù)式的大小比較
例2(1)比較下列各組數(shù)的大小.
①log323與log565;
②log1.10.7與log1.20.7.
(2)已知log12blog12alog12c,比較2b,2a,2c的大小關(guān)系.
變式遷移2(1)(2009全國Ⅱ)設(shè)a=log3π,b=log23,c=log32,則()
A.a(chǎn)bcB.a(chǎn)cb
C.bacD.bca
(2)設(shè)a,b,c均為正數(shù),且2a=,(12)b=,(12)c=log2c,則()
A.a(chǎn)bcB.cba0
C.cabD.bac
探究點三對數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì)
例3已知f(x)=logax(a0且a≠1),如果對于任意的x∈[13,2]都有|f(x)|≤1成立,試求a的取值范圍.
變式遷移3(2010全國Ⅰ)已知函數(shù)f(x)=|lgx|,若0ab,且f(a)=f(b),則a+2b的取值范圍是()
A.(22,+∞)B.[22,+∞)
C.(3,+∞)D.[3,+∞)
分類討論思想的應(yīng)用
例(12分)已知函數(shù)f(x)=loga(1-ax)(a0,a≠1).
(1)解關(guān)于x的不等式:loga(1-ax)f(1);
(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2)(x1≠x2)是f(x)圖象上的兩點,求證:直線AB的斜率小于0.
【答題模板】
(1)解∵f(x)=loga(1-ax),
∴f(1)=loga(1-a).∴1-a0.∴0a1.
∴不等式可化為loga(1-ax)loga(1-a).
∴1-ax0,1-ax1-a.,即ax1,axa.∴0x1.
∴不等式的解集為(0,1).[4分]
(2)證明設(shè)x1x2,則f(x2)-f(x1)=-=.
∵1-ax0,∴ax1.
∴a1時,f(x)的定義域為(-∞,0);[6分]
0a1時,f(x)的定義域為(0,+∞).
當0a1時,∵x2x10,∴.
∴1.∴0.
∴f(x2)f(x1),即y2y1.
同理可證,當a1時,也有y2y1.[10分]
綜上:y2y1,即y2-y10.∴kAB=y(tǒng)2-y1x2-x10.
∴直線AB的斜率小于0.[12分]
【突破思維障礙】
解決含參數(shù)的對數(shù)問題,不可忽視對底數(shù)a的分類討論,即a1或0a1,其次要看定義域,如果將函數(shù)變換,務(wù)必保證等價性.
1.求解與對數(shù)函數(shù)有關(guān)的復合函數(shù)的單調(diào)性的步驟:
(1)確定定義域;
(2)弄清函數(shù)是由哪些基本初等函數(shù)復合而成的,將復合函數(shù)分解成基本初等函數(shù)y=f(u),u=g(x);
(3)分別確定這兩個函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(4)若這兩個函數(shù)同增或同減,則y=f(g(x))為增函數(shù),若一增一減,則y=f(g(x))為減函數(shù),即“同增異減”.
2.用對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)比較大小
(1)同底數(shù)的兩個對數(shù)值的大小比較
例如,比較logaf(x)與logag(x)的大小,
其中a0且a≠1.
①若a1,則logaf(x)logag(x)f(x)g(x)0.
②若0a1,則logaf(x)logag(x)0f(x)g(x).
(2)同真數(shù)的對數(shù)值大小關(guān)系如圖:
圖象在x軸上方的部分自左向右底逐漸增大,即0cd1ab.
3.常見對數(shù)方程式或?qū)?shù)不等式的解法
(1)形如logaf(x)=logag(x)(a0且a≠1)等價于f(x)=g(x),但要注意驗根.對于logaf(x)logag(x)等價于0a1時,a1時,
(2)形如F(logax)=0、F(logax)0或F(logax)0,一般采用換元法求解.
(滿分:75分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.(2010北京市豐臺區(qū)高三一調(diào))設(shè)M={y|y=(12)x,x∈[0,+∞)},N={y|y=log2x,x∈(0,1]},則集合M∪N等于()
A.(-∞,0)∪[1,+∞)B.[0,+∞)
C.(-∞,1]D.(-∞,0)∪(0,1)
2.(2010全國Ⅰ)設(shè)a=log32,b=ln2,c=5-12,則()
A.a(chǎn)bcB.bca
C.cabD.cba
3.(2010天津)若函數(shù)f(x)=log2x,x0,log12(-x),x0,若f(a)f(-a),則實數(shù)a的取值范圍是()
A.(-1,0)∪(0,1)B.(-∞,-1)∪(1,+∞)
C.(-1,0)∪(1,+∞)D.(-∞,-1)∪(0,1)
4.(2011濟南模擬)設(shè)函數(shù)f(x)定義在實數(shù)集上,f(2-x)=f(x),且當x≥1時,f(x)=lnx,則有()
A.f(13)f(2)f(12)
B.f(12)f(2)f(13)
C.f(12)f(13)f(2)
D.f(2)f(12)f(13)
5.(2011青島模擬)已知函數(shù)f(x)=ax+logax(a0,a≠1)在[1,2]上的最大值與最小值之和為loga2+6,則a的值為()
A.12B.14C.2D.4
題號12345
答案
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.2lg5+23lg8+lg5lg20+lg22=________.
7.(2011湖南師大附中檢測)已知函數(shù)f(x)=lgax+a-2x在區(qū)間[1,2]上是增函數(shù),則實數(shù)a的取值范圍是____________.
8.已知f(3x)=4xlog23+233,則f(2)+f(4)+f(8)+…+f(28)=________.
三、解答題(共38分)
9.(12分)已知f(x)=2+log3x,x∈[1,9],求y=[f(x)]2+f(x2)的最大值及y取最大值時x的值.
10.(12分)(2011北京東城1月檢測)已知函數(shù)f(x)=loga(x+1)-loga(1-x),a0且a≠1.
(1)求f(x)的定義域;
(2)判斷f(x)的奇偶性并予以證明;
(3)若a1時,求使f(x)0的x的解集.
11.(14分)(2011鄭州模擬)已知函數(shù)f(x)=lg(ax-bx)(a1b0).
(1)求y=f(x)的定義域;
(2)在函數(shù)y=f(x)的圖象上是否存在不同的兩點,使得過這兩點的直線平行于x軸;
(3)當a,b滿足什么條件時,f(x)在(1,+∞)上恒取正值.
答案自主梳理
1.a(chǎn)x=N(a0,且a≠1)x=logaNaN2.(1)①N②0③N④1(2)①logaNlogab②logad(3)①logaM+logaN②logaM-logaN③nlogaM3.(1)(0,+∞)(2)R(3)(1,0)10(4)y0y0(5)y0y0(6)增(7)減4.y=logaxy=x
自我檢測
1.C2.A
3.A[因為32+log234,故f(2+log23)=f(2+log23+1)=f(3+log23).又3+log234,故f(3+log23)=123+log23=12313=124.]
4.B[由題意可得:f(x)=f(-x)=f(|x|),f(|log18x|)f(13),f(x)在[0,+∞)上遞增,于是|log18x|13,解得x的取值范圍是(0,12)∪(2,+∞).]
5.mn
解析∵m0,n0,∵mn=logaclogcb=logablogaa=1,∴mn.
課堂活動區(qū)
例1解題導引在對數(shù)運算中,先利用冪的運算把底數(shù)或真數(shù)進行變形,化成分數(shù)指數(shù)冪的形式,使冪的底數(shù)最簡,然后再運用對數(shù)運算法則化簡合并,在運算中要注意化同底和指數(shù)與對數(shù)互化.
解(1)方法一利用對數(shù)定義求值:
設(shè)=x,
則(2+3)x=2-3=12+3=(2+3)-1,
∴x=-1.
方法二利用對數(shù)的運算性質(zhì)求解:
=
==-1.
(2)原式=12(lg32-lg49)-43lg812+
12lg245=12(5lg2-2lg7)-43×32lg2+12(2lg7+lg5)
=52lg2-lg7-2lg2+lg7+12lg5
=12lg2+12lg5
=12lg(2×5)=12lg10=12.
(3)由已知得lg(x-y2)2=lgxy,
∴(x-y2)2=xy,即x2-6xy+y2=0.
∴(xy)2-6(xy)+1=0.∴xy=3±22.
∵x-y0,x0,y0,∴xy1,∴xy=3+22,
∴l(xiāng)og(3-22)xy=log(3-22)(3+22)
=log3-2213-22=-1.
變式遷移1解(1)原式=log2748+log212-log242-log22
=log27×1248×42×2=log2122=log22-32=-32.
(2)原式=lg2(lg2+lg50)+lg25
=21g2+lg25=lg100=2.
例2解題導引比較對數(shù)式的大小或證明等式問題是對數(shù)中常見題型,解決此類問題的方法很多,①當?shù)讛?shù)相同時,可直接利用對數(shù)函數(shù)的單調(diào)性比較;②若底數(shù)不同,真數(shù)相同,可轉(zhuǎn)化為同底(利用換底公式)或利用對數(shù)函數(shù)圖象,數(shù)形結(jié)合解得;③若不同底,不同真數(shù),則可利用中間量進行比較.
解(1)①∵log323log31=0,
而log565log51=0,∴l(xiāng)og323log565.
②方法一∵00.71,1.11.2,
∴0log0.71.1log0.71.2.
∴1log0.71.11log0.71.2,
由換底公式可得log1.10.7log1.20.7.
方法二作出y=log1.1x與y=log1.2x的圖象,
如圖所示,兩圖象與x=0.7相交可知log1.10.7log1.20.7.
(2)∵y=log12x為減函數(shù),
且log12blog12alog12c,∴bac.
而y=2x是增函數(shù),∴2b2a2c.
變式遷移2(1)A[a=log3π1,b=12log23,則12b1,c=12log3212,∴abc.]
(2)A[∵a,b,c均為正,
∴l(xiāng)og12a=2a1,log12b=(12)b∈(0,1),
log2c=(12)c∈(0,1).
∴0a12,12b1,1c2.
故abc.]
例3解題導引本題屬于函數(shù)恒成立問題,即對于x∈[13,2]時,|f(x)|恒小于等于1,恒成立問題一般有兩種思路:一是利用圖象轉(zhuǎn)化為最值問題;二是利用單調(diào)性轉(zhuǎn)化為最值問題.由于本題底數(shù)a為參數(shù),需對a分類討論.
解∵f(x)=logax,
則y=|f(x)|的圖象如右圖.
由圖示,可使x∈[13,2]時恒有|f(x)|≤1,
只需|f(13)|≤1,即-1≤loga13≤1,
即logaa-1≤loga13≤logaa,
亦當a1時,得a-1≤13≤a,即a≥3;
當0a1時,得a-1≥13≥a,得0a≤13.
綜上所述,a的取值范圍是(0,13]∪[3,+∞).
變式遷移3C
[畫出函數(shù)f(x)=|lgx|的圖象如圖所示.∵0ab,f(a)=f(b),∴0a1,b1,∴l(xiāng)ga0,lgb0.由f(a)=f(b),
∴-lga=lgb,ab=1.
∴b=1a,∴a+2b=a+2a,
又0a1,函數(shù)t=a+2a在(0,1)上是減函數(shù),
∴a+2a1+21=3,即a+2b3.]
課后練習區(qū)
1.C[∵x≥0,∴y=(12)x∈(0,1],∴M=(0,1].
當0x≤1時,y=log2x∈(-∞,0],即N=(-∞,0].∴M∪N=(-∞,1].]
2.C[∵1a=log231,1b=log2e1,log23log2e.
∴1a1b1,∴0ab1.
∵a=log32log33=12,∴a12.
b=ln2lne=12,∴b12.
c=5-12=1512,∴cab.]
3.C[①當a0時,f(a)=log2a,f(-a)=,
f(a)f(-a),即log2a=log21a,
∴a1a,解得a1.
②當a0時,f(a)=,f(-a)=log2(-a),
f(a)f(-a),即log2(-a)=,
∴-a1-a,解得-1a0,
由①②得-1a0或a1.]
4.C[由f(2-x)=f(x)知f(x)的圖象關(guān)于直線x=2-x+x2=1對稱,又當x≥1時,f(x)=lnx,所以離對稱軸x=1距離大的x的函數(shù)值大,
∵|2-1||13-1||12-1|,
∴f(12)f(13)f(2).]
5.C[當x0時,函數(shù)ax,logax的單調(diào)性相同,因此函數(shù)f(x)=ax+logax是(0,+∞)上的單調(diào)函數(shù),f(x)在[1,2]上的最大值與最小值之和為f(1)+f(2)=a2+a+loga2,由題意得a2+a+loga2=6+loga2.即a2+a-6=0,解得a=2或a=-3(舍去).]
6.3
7.(1,2)
解析因為f(x)=lga+a-2x在區(qū)間[1,2]上是增函數(shù),所以g(x)=a+a-2x在區(qū)間[1,2]上是增函數(shù),且g(1)0,于是a-20,且2a-20,即1a2.
8.2008
解析令3x=t,f(t)=4log2t+233,
∴f(2)+f(4)+f(8)+…+f(28)=4×(1+2+…+8)+8×233=4×36+1864=2008.
9.解∵f(x)=2+log3x,
∴y=[f(x)]2+f(x2)=(2+log3x)2+2+log3x2=log23x+6log3x+6=(log3x+3)2-3.……(4分)
∵函數(shù)f(x)的定義域為[1,9],
∴要使函數(shù)y=[f(x)]2+f(x2)有意義,必須1≤x2≤9,1≤x≤9,∴1≤x≤3,∴0≤log3x≤1,(8分)
∴6≤(log3x+3)2-3≤13.
當log3x=1,即x=3時,ymax=13.
∴當x=3時,函數(shù)y=[f(x)]2+f(x2)取最大值13.………………………………………(12分)
10.解(1)f(x)=loga(x+1)-loga(1-x),則x+10,1-x0,解得-1x1.
故所求函數(shù)f(x)的定義域為{x|-1x1}.………………………………………………(4分)
(2)由(1)知f(x)的定義域為{x|-1x1},
且f(-x)=loga(-x+1)-loga(1+x)
=-[loga(x+1)-loga(1-x)]
=-f(x),故f(x)為奇函數(shù).………………………………………………………………(8分)
(3)因為當a1時,f(x)在定義域{x|-1x1}內(nèi)是增函數(shù),所以f(x)0x+11-x1.
解得0x1.所以使f(x)0的x的解集是{x|0x1}.…………………………………(12分)
11.解(1)由ax-bx0,得(ab)x1,且a1b0,得ab1,所以x0,即f(x)的定義域為(0,+∞).…………………………………………………………………………………………(4分)
(2)任取x1x20,a1b0,則0,,所以0,
即.故f(x1)f(x2).
所以f(x)在(0,+∞)上為增函數(shù).………………………………………………………(8分)
假設(shè)函數(shù)y=f(x)的圖象上存在不同的兩點A(x1,y1)、B(x2,y2),使直線平行于x軸,則x1≠x2,y1=y(tǒng)2,這與f(x)是增函數(shù)矛盾.
故函數(shù)y=f(x)的圖象上不存在不同的兩點使過兩點的直線平行于x軸.…………(10分)
(3)因為f(x)是增函數(shù),所以當x∈(1,+∞)時,f(x)f(1).這樣只需f(1)=lg(a-b)≥0,即當a≥b+1時,f(x)在(1,+∞)上恒取正值.……………………………………………(14分)