資源簡介 指數函數的圖象和性質(二)學習目標 1.掌握指數函數的性質,培養邏輯推理的核心素養. 2.學會用指數函數的性質解決求函數的定義域、值域以及與單調性有關的問題,培養數學運算的核心素養.任務一 指數函數的性質問題.結合指數函數y=2x,y=3x,y=,y=的圖象,類比研究冪函數性質的方法,函數y=ax(a>0,且a≠1) 有什么性質呢?提示:可以從函數的定義域、值域、單調性、圖象的變化特征等方面考慮.指數函數y=ax(a>0,且a≠1)的圖象和性質圖象和性質 a>1 0<a<1圖象性質 定義域:R值域:(0,+∞)過定點(0,1),即當x=0時,y=1當x<0時,0<y<1;當x>0時,y>1 當x<0時,y>1;當x>0時,0<y<1在R上是增函數,當x值趨近于正無窮大時,函數值趨近于正無窮大;當x值趨近于負無窮大時,函數值趨近于0 在R上是減函數,當x值趨近于正無窮大時,函數值趨近于0;當x值趨近于負無窮大時,函數值趨近于正無窮大函數y=ax和y=(a>0,且a≠1)的圖象關于y軸對稱,且它們在R上的單調性相反[微思考] 指數函數y=ax(a>0,且a≠1)的底數a對圖象有哪些影響?提示:底數a與1的大小關系決定了指數函數圖象的增減性:a>1時,圖象單調遞增;0<a<1時,圖象單調遞減.底數的大小決定了圖象相對位置的高低:不論是a>1,還是0<a<1,在第一象限內底數越小,函數圖象越靠近x軸;底數越大,函數圖象越靠近y軸.角度1 比較大小(鏈教材P85例1,P88例3,P90例5)比較下列各題中兩個數的大小:(1)1.40.3與1.40.4;(2)0.31.4與0.31.5;(3)a-3.14與(a>0且a≠1);(4)1.20.3和0.81.2.解:(1)因為函數y=1.4x在R上是增函數,且0.3<0.4,所以1.40.3<1.40.4.(2)因為函數y=0.3x在R上是減函數,且1.4<1.5,所以0.31.4>0.31.5.(3)當a>1時,因為函數y=ax在R上是增函數,且-3.14>-π,故a-3.14>a-π=.當0<a<1時,因為函數y=ax在R上是減函數,且-3.14>-π,故a-3.14<a-π=.(4)由指數函數的性質,1.20.3>1.20=1,又0.81.2<0.80=1,所以1.20.3>0.81.2.比較冪值大小的三種類型及處理方法對點練1.(1)(多選題)下列判斷正確的有( )A.> B.20.3<20.5C.π2> D.0.70.8<0.70.7答案:BCD解析:因為函數y=在R上是減函數,且-1.4>-2.1,所以<,故A不正確;因為函數y=2x在R上是增函數,且0.3<0.5,所以20.3<20.5,故B正確;因為函數y=πx在R上是增函數,且2>,所以π2>,故C正確;因為函數y=0.7x在R上是減函數,0.8>0.7,所以0.70.8<0.70.7,故D正確.故選BCD.(2)比較下列各題中兩個冪的值的大小:①(2.3,(2.4;②(,(;③(-0.31,0.3.解:①因為y=是(0,+∞)上的增函數,且2.3<2.4,所以(2.3<(2.4.②因為y=是(0,+∞)上的減函數,且<,所以(>(.③因為y=為偶函數,且是(0,+∞)上的增函數,而|-0.31|<|0.35|,所以(-0.31<0.3.角度2 解簡單的指數不等式(鏈教材P85例2)解下列不等式:(1)<32x; (2)≤;(3)<ax+6(a>0,且a≠1).解:(1)因為函數y=3x在R上是增函數,所以x2-2x+3<2x,即x2-4x+3<0,解得1<x<3,所以原不等式的解集為{x|1<x<3}.(2)因為=,所以原不等式等價于≤,因為函數y=在R上是減函數,所以解得x≥16,所以原不等式的解集為{x|x≥16}.(3)當0<a<1時,因為函數f(x)=ax在R上是減函數,則不等式<ax+6化為x2-3x+1>x+6,即x2-4x-5>0,解得x<-1或x>5;當a>1時,因為函數f(x)=ax在R上是增函數,則不等式<ax+6化為x2-3x+1<x+6,即x2-4x-5<0,解得-1<x<5,綜上所述,當0<a<1時,原不等式的解集為{x|x<-1,或x>5};當a>1時,原不等式的解集為.指數型不等式的解法1.指數型不等式af(x)>(a>0,且a≠1)的解法:當a>1時,f(x)>g(x);當0<a<1時,f(x)<g(x).2.如果不等式的形式不是同底指數式的形式,要首先進行變形將不等式兩邊的底數進行統一,此時常用到以下結論:1=a0(a>0,且a≠1),a-x= (a>0,且a≠1)等.再利用指數函數單調性化為常規的不等式來解,注意底數對不等號方向的影響.對點練2.(1)不等式>16的解集為( )A.B.∪C.∪D.(2)集合A={x|y=},則集合A中實數x的取值范圍為 .答案:(1)B (2)[-3,+∞)解析:(1)由不等式>16等價于>24,可得>4,所以2x+1<-4或2x+1>4,解得x<-或x>,所以不等式>16的解集為∪.故選B.(2)由題意得4x-≥0,所以4x≥4-3,所以x≥-3.即實數x的取值范圍為[-3,+∞).任務二 指數型函數的定義域與值域(鏈教材P88例4)求下列函數的定義域和值域:(1)y=;(2)y=.解:(1)因為x應滿足x-4≠0,所以x≠4,所以定義域為{x|x≠4,x∈R}.因為≠0,所以≠1,所以y=的值域為{y|y>0,且y≠1}.(2)由題意知1-≥0,所以≤1=,所以x≥0,所以定義域為{x|x≥0,x∈R}.因為x≥0,所以≤1.又因為>0,所以0<≤1.所以0≤1-<1,所以0≤y<1,所以此函數的值域為[0,1).指數型函數的定義域、值域的求法1.求與指數函數有關的函數的定義域時,首先觀察函數是y=af(x)型還是y=f(ax)型,前者的定義域與f(x)的定義域一致,求后者的定義域時,往往轉化為解指數不等式(組).2.求與指數函數有關的函數的值域時,在運用前面介紹的求函數值域的方法的前提下,要注意指數函數的值域為(0,+∞),切記準確運用指數函數的單調性.對點練3.已知函數f(x)=ax(a>0,且a≠1)的圖象經過點.(1)求a的值;(2)求函數g(x)=a|x-1|(-3≤x≤3)的值域.解:(1)因為f(x)=ax的圖象經過點,則a4=4,又a>0,所以a=.(2)當-3≤x≤3時,-4≤x-1≤2,則0≤≤4,因為>1,所以f(x)=()x在R上是增函數,則()0≤(≤()4,即1≤(≤4,所以g(x)的值域為.任務三 指數函數性質的綜合應用已知函數f(x)=-.(1)判斷f(x) 的奇偶性,并說明理由;(2)當x∈[1,2] 時,求f(x) 的值域.解:(1)f(x)為奇函數,理由如下:由題意知,f(x)的定義域為R,關于原點對稱,由f(x)=-=,得f(-x)=-=-=,所以f(x)=-f(-x),故f(x)為奇函數.(2)f(x)=-,因為函數y=2x+1在[1,2]上是增函數,所以函數y=在[1,2]上是減函數,則函數y=-在[1,2]上是增函數,故函數f(x)在[1,2]上是增函數,且f(1)=,f(2)=,所以f(x)在[1,2]上的值域為[,].函數性質的綜合應用1.解題過程中要關注、體會性質的應用,如果性質應用不充分,會導致解題步驟煩瑣或無法求解,如本題中奇偶性、單調性的應用.2.一元二次不等式的恒成立問題,可以結合相應的一元二次函數的圖象,轉化為等價的條件求解,恒成立問題還可以利用分離參數,轉化為最值問題求解.對點練4.已知函數f(x)=2x+a·2-x是定義在R上的偶函數.(1)求a的值,并證明函數f(x)在上單調遞增;(2)求函數h(x)=f(x)+f,x∈[0,1]的值域.解:(1)因為函數f(x)在R上為偶函數,所以f(x)=f(-x),即2x+a·2-x=2-x+a·2x,(1-a)(2x-2-x)=0恒成立,即a=1.所以f(x)=2x+2-x,對任意的0≤x1<x2,f(x1)-f(x2)=(+)-(+)=,因為0≤x1<x2,<,>0,-1>0,所以f(x1)<f(x2),f(x)在區間上是單調遞增函數.(2)函數h(x)=f(x)+f=2x+2-x+22x+2-2x=+-2.令t(x)=2x+2-x=2x+,因為x∈[0,1],所以2x∈[1,2],所以t∈,令φ(t)=t2+t-2,故函數φ(t)在上單調遞增,當t=2時,h(x)min=φ(2)=4;當t=時,h(x)max=φ=.則函數h(x)的值域為.任務 再現 指數函數的性質及應用方法 提煉 單調性法、中間變量法、數形結合法、換元法、分類討論法易錯 警示 求值域時易忽視指數函數隱含的條件ax>0;利用單調性解決問題時,易忽視對底數的討論1.函數f(x)=的定義域為( )A.[0,2] B.[2,4]C.(-∞,2] D.[2,+∞)答案:C解析:函數f(x)=有意義,則必有4-2x≥0,解得x≤2,所以定義域為(-∞,2].故選C.2.函數y=2x-1-2(x≤2)的值域為( )A. B.(-∞,0]C. D.答案:C解析:因為x≤2,那么可知x-1≤1,而函數y=2x在R上是增函數,故有0<2x-1≤21=2,所以-2<y=2x-1-2≤0,所以函數的值域為(-2,0],故C正確.故選C.3.設y1=40.9,y2=80.48,y3=,則y1,y2,y3的大小關系為( )A.y3>y1>y2 B.y2>y1>y3C.y1>y2>y3 D.y1>y3>y2答案:D解析:利用冪的運算性質可得,y1=40.9=21.8,y2=80.48=21.44,y3==21.5,再由y=2x是增函數,知y1>y3>y2.故選D.4.設函數f(x)=2x-2-x,則使得f(x2)+f(2x-3)<0成立的x的解集是 .答案:(-3,1)解析:函數f(x)=2x-2-x的定義域為R,f(-x)=2-x-2x=-f(x),則f(x)為奇函數,f(x)=2x-2-x=2x-,因為y=2x在R上為增函數,y=在R上為減函數,所以y=-在R上為增函數,所以f(x)在R上為增函數,不等式f(x2)+f(2x-3)<0化為f(x2)<-f(2x-3)=f(3-2x),即x2<3-2x,解得-3<x<1,所以原不等式的解集為(-3,1).課時分層評價26 指數函數的圖象和性質(二)(時間:40分鐘 滿分:100分)(1—9題,每小題5分,共45分)1.函數f(x)=的定義域為( )A.B.∪C.D.∪答案:D解析:函數f(x)=解得x≥2且x≠5.則函數定義域為∪.故選D.2.已知0.3m>0.3n,則m,n的大小關系為( )A.m>n B.m<nC.m=n D.不能確定答案:B解析:函數y=0.3x是R上的減函數,由0.3m>0.3n,得m<n.故選B.3.函數y=2|x|的最小值為( )A.0 B.1C.2 D.3答案:B解析:因為|x|≥0,當且僅當x=0時,等號成立,且y=2x在R上單調遞增,可得y=2|x|≥20=1,所以函數y=2|x|的最小值為1.故選B.4.函數y=-x+b與y=b-x(其中b>0,且b≠1)在同一坐標系中的圖象只可能是( )答案:C解析:因為函數y=-x+b的圖象是一條直線,函數y=b-x的圖象是一條曲線,又由k=-1<0,b>0,故函數y=-x+b的圖象過一、二、四象限,故可以排除A,B;又由C,D中函數y=b-x的圖象都是上升的,故0<b<1,則函數y=-x+b的圖象與y軸的交點在點(0,1)下方.故選C.5.已知f(x)=3x-b(b為常數)的圖象經過點(2,1),則f(4)的值為( )A.3 B.6C.9 D.81答案:C解析:因為f(x)=3x-b(b為常數)的圖象經過點(2,1),f(2)=32-b=1,所以2-b=0,可知b=2,所以f(x)=3x-2,f(4)=9,可知C正確.故選C.6.(多選題)已知e=2.718 28…為自然常數,π=3.141 59…為圓周率,則( )A.e3<eπ B.e3>3πC.3e<πe D.3e>π3答案:AC解析:因為函數y=ex是增函數,且3<π,所以e3<eπ,故A正確;因為函數y=x3是增函數,且e<3,所以e3<33,又函數y=3x是增函數,且3<π,所以33<3π,所以e3<3π,故B錯誤;因為函數y=xe在(0,+∞)上是增函數,且3<π,所以3e<πe,故C正確;因為函數y=πx是增函數,且e<3,所以πe<π3,所以3e<πe<π3,故D錯誤.故選AC.7.函數f(x)=的定義域為 .答案:{x|-1≤x≤1,且x≠0}解析:要使f(x)有意義,則:解得-1≤x≤1且x≠0,所以f(x)的定義域為{x|-1≤x≤1,且x≠0}.8.若函數f(x)=則f(x)的值域為 .答案:∪解析:當x>0時,f(x)=2;當x≤0時,f(x)=2x∈,故f(x)的值域為∪.9.若函數f(x)=在上單調遞增,則實數m的最小值為 .答案:3解析:因為f(x)==作函數f(x)=的圖象如下,結合圖象可知,函數f(x)=在[3,+∞)上單調遞增,所以m≥3,則實數m的最小值為3.10.(10分)已知指數函數f(x)=ax(a>0,且a≠1)的圖象過點.(1)求函數f(x)的解析式;(2)求函數g(x)=f2(x)-2f(x)+5在x∈上的值域.解:(1)因為函數f(x)=ax(a>0,且a≠1)的圖象過點,則f(3)=a3=8,解得a=2,因此f(x)=2x.(2)g(x)=-2×2x+5,令t=2x,因為x∈,則t∈,令h(t)=t2-2t+5=+4,當t∈時,函數h(t)單調遞減,此時,x∈[-1,0],當t∈時,函數h(t)單調遞增,此時,x∈,故當x∈時,g(x)min=g(0)=4,又因為g(-1)=+4=,g(2)=+4=13,故g(x)max=13,所以函數g(x)在.(11—13題,每小題5分,共15分)11.設f(x)=,x∈R,則f(x)是( )A.奇函數且在(-∞,0)上單調遞減B.偶函數且在(-∞,0)上單調遞減C.奇函數且在(0,+∞)上單調遞減D.偶函數且在(0,+∞)上單調遞減答案:D解析:依題意,得x∈R,且f(-x)===f(x),所以f(x)是偶函數.當x>0時,f(x)==,則f(x)單調遞減;當x<0時,f(x)===3x,則f(x)單調遞增.故選D.12.(多選題)設函數f(x)=a-|x|(a>0,且a≠1),若f(2)=4,則( )A.f(-2)>f(-1) B.f(-1)>f(-2)C.f(-2)>f(2) D.f>f(3)答案:AD解析:因為f(x)=a-|x|,f(2)=4,所以a-2=4,解得a=(負值舍去),則f(x)==2|x|,易得f(x)是偶函數,且在(-∞,0)上單調遞減,在(0,+∞)上單調遞增,故f(-2)>f(-1),f(-2)=f(2),f(-4)=f(4)>f(3),故A,D正確,B,C錯誤.故選AD.13.若函數f(x)=當x∈時,f(x)有最小值,則實數a的取值范圍是 .答案:(-∞,0)解析:由指數函數和二次函數圖象可得f(x)在上的圖象如圖所示,顯然當a<0時,f(x)≥f(0)=1,此時f(x)有最小值;當0≤a<1時,f(x)>f(a),沒有最小值,所以實數a的取值范圍為(-∞,0).14.(10分)已知函數f(x)=b·ax(a,b為常數且a>0,且a≠1)的圖象經過點A(1,27),B(2,243).(1)試求a,b的值;(2)若不等式+-m≥0在x∈(-∞,0]時恒成立,求實數m的取值范圍.解:(1)由于函數f(x)的圖象經過A(1,27),B(2,243),所以解得a=9,b=3.(2)原不等式+-m≥0即為+-m≥0,即m≤+在x∈(-∞,0]時恒成立,而y=+在x∈(-∞,0]時單調遞減,故在x=0時,+有最小值為2,故m≤2.所以實數m的取值范圍是(-∞,2].15.(5分)(新定義)(多選題)高斯是德國著名的數學家,近代數學奠基者之一,用其名字命名的“高斯函數”為:設x∈R,用[x]表示不超過x的最大整數,則y=[x]稱為高斯函數,例如:[-π]=-4,[1.5]=1,已知函數f(x)=,設g(x)=[f(x)],則下列結論正確的是( )A.f(x)是奇函數B.g(x)是奇函數C.f(x)在R上是增函數D.g(x)的值域是{-1,0}答案:ACD解析:由f(-x)===-f(x)且x∈R,則f(x)是奇函數,故A正確;由f(x)=1-,根據指數函數、復合函數單調性易知:f(x)在R上是增函數,故C正確;由g(1)=[f(1)]=[1-]=0,g(-1)=[f(-1)]=[1-]=-1,顯然g(-1)≠-g(1),故B錯誤;當x≥0時,1+2x≥2,則f(x)=1-∈[0,1),此時g(x)=0;當x<0時,1<1+2x<2,則f(x)=1-∈(-1,0),此時g(x)=-1;所以g(x)的值域是{-1,0},故D正確.故選ACD.16.(15分)已知函數y=f(x)是定義在R上的奇函數,且當x>0時,f(x)=1-.(1)求函數f(x)在R上的解析式;(2)若對任意實數m,f(m)+f(m2-t)>0恒成立,求實數t的取值范圍.解:(1)任取x<0,則-x>0,f(x)=-f(-x)=-1=,當x>0時,f(x)=1-=,而f(0)=0符合上式,所以函數f(x)在R上的解析式為f(x)=.(2)任取x1,x2∈R且x1<x2,f(x1)-f(x2)=-==,由x1<x2,得>0,<1,+1>0,+1>0,則f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),因此f(x)在R上單調遞增,而f(x)是奇函數,原不等式化為f(m)>-f(m2-t)=f(t-m2),于是m>t-m2,即t<m2+m,依題意,對 m∈R,t<m2+m恒成立,而m2+m=(m+)2-≥-,當且僅當m=-時取等號,從而t<-,所以實數t的取值范圍為(-∞,-).21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共59張PPT)指數函數的圖象和性質(二) 第三章 §3 指數函數學習目標1.掌握指數函數的性質,培養邏輯推理的核心素養. 2.學會用指數函數的性質解決求函數的定義域、值域以及與單調性有關的問題,培養數學運算的核心素養.任務一 指數函數的性質問題導思指數函數y=ax(a>0,且a≠1)的圖象和性質新知構建圖象和性質 a>1 0<a<1圖象 性質 定義域:____值域:___________過定點________,即當x=0時,y=1R(0,+∞)(0,1)圖象和性質 a>1 0<a<1性質 當x<0時,_________;當x>0時,______ 當x<0時,______;當x>0時,_________在R上是____函數,當x值趨近于正無窮大時,函數值趨近于__________;當x值趨近于負無窮大時,函數值趨近于___ 在R上是____函數,當x值趨近于正無窮大時,函數值趨近于___;當x值趨近于負無窮大時,函數值趨近于__________0<y<1y>1y>10<y<1增正無窮大0減0正無窮大指數函數y=ax(a>0,且a≠1)的底數a對圖象有哪些影響?提示:底數a與1的大小關系決定了指數函數圖象的增減性:a>1時,圖象單調遞增;0<a<1時,圖象單調遞減.底數的大小決定了圖象相對位置的高低:不論是a>1,還是0<a<1,在第一象限內底數越小,函數圖象越靠近x軸;底數越大,函數圖象越靠近 y軸.微思考角度1 比較大小(鏈教材P85例1,P88例3,P90例5)比較下列各題中兩個數的 大小:(1)1.40.3與1.40.4;解:因為函數y=1.4x在R上是增函數,且0.3<0.4,所以1.40.3<1.40.4.典例1(2)0.31.4與0.31.5;解:因為函數y=0.3x在R上是減函數,且1.4<1.5,所以0.31.4>0.31.5.(4)1.20.3和0.81.2.解:由指數函數的性質,1.20.3>1.20=1,又0.81.2<0.80=1,所以1.20.3>0.81.2.比較冪值大小的三種類型及處理方法規律方法√√√典例2 規律方法√ [-3,+∞)返回任務二 指數型函數的定義域與值域典例3指數型函數的定義域、值域的求法1.求與指數函數有關的函數的定義域時,首先觀察函數是y=af(x)型還是y=f(ax)型,前者的定義域與f(x)的定義域一致,求后者的定義域時,往往轉化為解指數不等式(組).2.求與指數函數有關的函數的值域時,在運用前面介紹的求函數值域的方法的前提下,要注意指數函數的值域為(0,+∞),切記準確運用指數函數的單調性.規律方法返回任務三 指數函數性質的綜合應用典例4函數性質的綜合應用1.解題過程中要關注、體會性質的應用,如果性質應用不充分,會導致解題步驟煩瑣或無法求解,如本題中奇偶性、單調性的 應用.2.一元二次不等式的恒成立問題,可以結合相應的一元二次函數的圖象,轉化為等價的條件求解,恒成立問題還可以利用分離參數,轉化為最值問題求解.規律方法返回課堂小結任務再現 指數函數的性質及應用方法提煉 單調性法、中間變量法、數形結合法、換元法、分類討論法易錯警示 求值域時易忽視指數函數隱含的條件ax>0;利用單調性解決問題時,易忽視對底數的討論隨堂評價√√因為x≤2,那么可知x-1≤1,而函數y=2x在R上是增函數,故有0<2x-1≤21=2,所以-2<y=2x-1-2≤0,所以函數的值域為(-2,0],故C正確.故選C.√4.設函數f(x)=2x-2-x,則使得f(x2)+f(2x-3)<0成立的x的解集是__________.(-3,1)返回課時分層評價√2.已知0.3m>0.3n,則m,n的大小關系為A.m>n B.m<nC.m=n D.不能確定√函數y=0.3x是R上的減函數,由0.3m>0.3n,得m<n.故選B.3.函數y=2|x|的最小值為A.0 B.1C.2 D.3√因為|x|≥0,當且僅當x=0時,等號成立,且y=2x在R上單調遞增,可得y=2|x|≥20=1,所以函數y=2|x|的最小值為1.故選B.4.函數y=-x+b與y=b-x(其中b>0,且b≠1)在同一坐標系中的圖象只可能是因為函數y=-x+b的圖象是一條直線,函數y=b-x的圖象是一條曲線,又由k=-1<0,b>0,故函數y=-x+b的圖象過一、二、四象限,故可以排除A,B;又由C,D中函數y=b-x的圖象都是上升的,故0<b<1,則函數y=-x+b的圖象與y軸的交點在點(0,1)下方.故選C.√5.已知f(x)=3x-b(b為常數)的圖象經過點(2,1),則f(4)的值為A.3 B.6C.9 D.81√因為f(x)=3x-b(b為常數)的圖象經過點(2,1),f(2)=32-b=1,所以2-b=0,可知b=2,所以f(x)=3x-2,f(4)=9,可知C正確.故選C.6.(多選題)已知e=2.718 28…為自然常數,π=3.141 59…為圓周率,則A.e3<eπ B.e3>3πC.3e<πe D.3e>π3√因為函數y=ex是增函數,且3<π,所以e3<eπ,故A正確;因為函數y=x3是增函數,且e<3,所以e3<33,又函數y=3x是增函數,且3<π,所以33<3π,所以e3<3π,故B錯誤;因為函數y=xe在(0,+∞)上是增函數,且3<π,所以3e<πe,故C正確;因為函數y=πx是增函數,且e<3,所以πe<π3,所以3e<πe<π3,故D錯誤.故選AC.√ {x|-1≤x≤1,且x≠0} 3√ √ √(-∞,0) √√√ 返回 展開更多...... 收起↑ 資源列表 北師大版高中數學必修第一冊第三章指數運算與指數函數3.3.1指數函數的概念3.2指數函數的圖象和性質(二)課件.ppt 北師大版高中數學必修第一冊第三章指數運算與指數函數3.3.2指數函數的圖象和性質(二)學案.docx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫