指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)圖像與性質(zhì)
《指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)圖像與性質(zhì)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)圖像與性質(zhì)(15頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、. 指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)的圖像與性質(zhì) (一)指數(shù)與指數(shù)函數(shù) 1.根式 ( 1)根式的概念 根式的概念 符號表示 備注 如果 xn a ,那么 x 叫做 a 的 n 次方根 n 1且 n N 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 n a 零的 n 次方根是零 方根是一個負數(shù) 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) n a ( a 0) 負數(shù)沒有偶次方根
2、 ( 2).兩個重要公式 a n 為奇數(shù) ① n a n a( a 0) ; | a | 0) n 為偶數(shù) a(a ② (n a ) n a (注意 a 必須使 n a 有意義)。 2.有理數(shù)指數(shù)冪 ( 1)冪的有關概念 m n am (a ①正數(shù)的正分數(shù)指數(shù)冪 : a n 0, m、 n N ,且n 1) ;
3、 m 1 1 ②正數(shù)的負分數(shù)指數(shù)冪 : a n 0, m、 n N ,且 n 1) m (a a n n am ③0 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 . 注: 分數(shù)指數(shù)冪與根式可以互化,通常利用分數(shù)指數(shù)冪進行根式的運算。 ( 2)有理數(shù)指數(shù)冪的性質(zhì) ① aras=ar+s(a>0,r、 s∈ Q); ② (ar)s=ars(a>0,r、 s∈ Q); ③ (ab)r=arbs(a>0,b>0,r ∈ Q);. 3.指數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì)
4、
.
.
y=ax a>1 00 時, y>1;
(2) 當 x>0 時, 0
5、4) ,y=dx 的圖象,如何確 定底數(shù) a,b,c,d 與 1 之間的大小關系? 提示:在圖中作直線 x=1 ,與它們圖象交點的縱坐標即為它們各自底數(shù)的值,即 c1>d1>1>a1>b1,∴ c>d>1>a>b 。即無論在軸的左側還是右側,底數(shù)按逆時針方向變大。 (二)對數(shù)與對數(shù)函數(shù) 1、對數(shù)的概念 (1)對數(shù)的定義 如果 ax N ( a 0且 a 1) ,那么數(shù) x 叫做以 a 為底, N 的對數(shù),記作 x log aN ,其中 a 叫做對數(shù)的底數(shù), N 叫做真
6、數(shù)。 (2)幾種常見對數(shù) 對數(shù)形式 特點 記法 一般對數(shù) 底數(shù)為 a a 0,且a 1 log a N 常用對數(shù) 底數(shù)為 10 lg N 自然對數(shù) 底數(shù)為 e ln N 2、對數(shù)的性質(zhì)與運算法則 (1)對數(shù)的性質(zhì)( a 0,且a 1 ):① log a 1 0,② l
7、og aa 1,③ alog aN N ,④ log aa N N 。 . . (2)對數(shù)的重要公式: ①換底公式: logb N loga N (a,b均為大于零且不等于 1,N 0) ; loga b ② log a b1 a 。 logb (3)對數(shù)的運算法則: 如果 a 0,且a 1 , M 0, N 0 那么 ① log
8、 a (MN ) log a M log a N ; ② log a M log a N ; log a M N ③ log a M n n log a M ( n R) ; ④ log m bn n log a b 。 a m 3、對數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì) a 1 0 a 1 圖 象
9、 性 ( 1)定義域:(0,+ ) 質(zhì) ( 2)值域: R ( 3)當 x=1 時, y=0 即過定點( 1, 0) ( 4)當 0 x 1時, y ( ,0) ; ( 4)當 x 1 時, y ( ,0) ; 當 x 1 時, y (0, ) 當 0 x 時, y (0, ) 1 ( 5)在( 0,+ )上為增函數(shù) ( 5)在( 0,+ )上為減函數(shù) 注:確定圖中各函數(shù)的底數(shù) a,b, c, d 與 1 的大小關系 提示:作
10、一直線
y=1,該直線與四個函數(shù)圖象交點的橫坐標即為它們相應的底數(shù)。
∴ 0 11、置,
而
指數(shù)函數(shù)的自變量在指數(shù)位置。
2、冪函數(shù)的圖象
1
注:在上圖第一象限中如何確定
y=x 3, y=x
2,y=x , y x2
, y=x
-1
方法:可畫出 x=x 0
;
1
當 x0>1 時,按交點的高低,從高到低依次為
y=x 3, y=x 2, y=x , y
x2
, y=x -1;
1
當 0 12、交點的高低,從高到低依次為
y=x -1, y
x2 , y=x , y=x 2, y=x 3 。
3、冪函數(shù)的性質(zhì)
y=xy=x 2
y=x 3
1
y=x -1
y
x2
定義域
R
R
R
[0,
)
R且 x
0
x | x
值域
R
[0,
)
R
[0,
)
R且 y
0
y | y
奇偶性
奇
偶
奇
非奇非偶
奇
單調(diào)性
增
x∈ [ 13、0,
)時,增; 增
增
x∈ (0,+
)時,減;
x∈ (
,0]
時,減
x∈ (-
,0) 時,減
定點
( 1, 1)
三:例題詮釋,舉一反三
知識點 1:指數(shù)冪的化簡與求值
例 1.(2007 育才 A)
[( 3 3)
2
2
1
1
3 (5 4)0 .5
(0.008) 3
(0.02 ) 2
(0.32) 2
] 0.06250.25
(1)計算:8
9
;
.
.
14、
4
1
2
a 3
8a 3 b
23 b
a 3
a 2
(a
3
)
2
2
a
5
a
3
a
(2)化簡: 4b3
23
ab
a3
變式:( 2007 執(zhí)信 A )化簡下列各式(其中各字母均 15、為正數(shù))
:
2
1
1
1
(a3 b 1 ) 2
a2
b3
;
(1)
6
a b5
5
1
2
1
1
2
3
1
(2) 6
a3
b
( 3a 2b
)
(4a3
b
)2.
16、
1
2
1.5 3
(
7
)0
80.254 2
( 3 2
3) 6
(
2)3
(3)
6
3
知識點 2:指數(shù)函數(shù)的圖象及應用
例 2.(2009
廣附 A) 已知實數(shù) a、b 滿足等式 (
1
) a
(
1
) b
,下 17、列五個關系式:
① 0< b<a;②a< b<
2
3
0;③ 0< a< b;④ b<a< 0;⑤ a=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
變式:( 2010 華附 A )若直線 y
2a 與函數(shù) y
| ax
1 | ( a
0 且 a
1) 的圖象有兩個公共
點,則 a 的取值范圍是 ______ 18、_.
知識點 3:指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)
例 3.( 2010 省實 B )已知定義域為
R 的函數(shù) f (x)
2x
b
2x 1
是奇函數(shù)。
2
(Ⅰ)求 b 的值;
(Ⅱ)判斷函數(shù)
f
x
的單調(diào)性 ;
19、
(Ⅲ)若對任意的
t
R ,不等式
f ( t2
2t)
f (2t 2
k )
0 恒成立,求 k 的取值范圍.
變式:( 2010 東莞 B )設 a> 0,f(x)=
ex
a
是 R 上的偶函數(shù) .
a
ex
( 1)求 a 的值;
( 2)求證: f(x) 在( 0, +∞)上是增函數(shù) .
知識點 4:對數(shù)式的化簡與求值
例 4.( 2010 云浮 A )計算:( 1) log 2
3 (2
3 )
(2) 2(lg 2 )2 +lg 20、 2 lg5+ (lg 2) 2
lg 2
1 ;
.
.
(3) 1 lg 32 - 4 lg 8 +lg 245 .
2
49
3
變式:( 2010 惠州 A )化簡求值 .
(1) log 2
7
+log 212- 1 log242-1;
48
2
( 2) (lg2) 2+lg2 lg50+lg25;
( 3) (log 32+log 92) (log43+log 83).
知識點 5:對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)
例 5.( 2011 深圳 A )對于
0
a
1
21、
,給出下列四個不等式:
① log a (1
a)
log a (a
1
② log a (1
a) log a (1
1
) ;
);
a
a
③ a1 a
a
1
1
④ a1
1
1
a ;
aa
a ;
其中成立 22、的是(
)
(A )①與③( B)①與④( C)②與③( D)②與④
變式:( 2011 韶關 A )已知
0< a< 1,b>1,ab> 1,則 loga
1 ,log a b,log b
1 的大小關系是
(
)
b
b
A.log a
1
log b
1
B. log a b
1
1
log a b
b
23、
log a
log b
b
b
b
C. log a
b log b
1
log a
1
D. log b
1
log a
1
log a b
b
b
b
b
例 6.( 2010 廣州 B )已知函數(shù) f(x)=log ax(a> 0,a≠ 1),如果對于任意
x∈[ 3,+∞)都有 |f(x)|
≥ 1 成立,試求 24、 a 的取值范圍 .
變式:( 2010 廣雅 B )已知函數(shù) f ( x)=log 2(x2-ax-a)在區(qū)間( -∞ ,
1-
3 ]上是單調(diào)遞減函
數(shù).求實數(shù) a 的取值范圍 .
知識點
6:冪函數(shù)的圖象及應用
例 7.(2009 佛山 B) 已知點 ( 2,2) 在冪函數(shù)
f ( x)
的圖象上,點
1
,在冪函數(shù)
g (x)
的圖象
25、
,
2
4
上.問當 x 為何值時有:(1)
f ( x) g (x) ;(2) f ( x)
g (x) ;(3) f (x) g (x) .
變式:( 2009 揭陽 B)已知冪函數(shù)
f(x)=x m2
2m 3 ( m∈ Z)為偶函數(shù),且在區(qū)間(
0,+∞)
上是單調(diào)減函數(shù) .( 1)求函數(shù) f 26、(x);
( 2)討論 F( x) =a
f( x)
b
的奇偶性 .
xf( x)
四:方向預測、勝利在望
1
x
的定義域為(
)
1.( A )函數(shù) f ( x) lg
x
4
A . (1, 4)
B . [1,4)
C. (-∞, 1)∪ (4,+∞ )
D. (-∞, 1]∪ (4,+∞ )
2.( A )以下四個數(shù)中的最大者 27、是(
)
(A) (ln2) 2
(B) ln(ln2)
(C) ln 2
(D) ln2
3( B )設 a>1,函數(shù) f(x)=log
a
1
,
則 a=( )
x 在區(qū)間[ a,2a]上的最大值與最小值之差為
2
(A) 2 ( B) 2 ( C) 2 2 ( D) 4
4.( A )已知 f (x) 是周期為 2 的奇函數(shù),當 0 x 1 時, f ( x) lg x. 設
.
28、
.
a
6
3
5
f ( ), b
f ( ), c
f ( ), 則( )
5
2
2
( A ) a b
c
( B) b a
c
( C) c b a
( D) c a b
5.( B 29、)設 f(x)=
2ex 1 , x
2,
則不等式 f(x)>2 的解集為(
)
log 3 ( x2
1), x
2,
(A) ( 1, 2)
( 3, +∞)
(B) ( 10
,+∞)
(C)( 1,2)
(
10 , +∞)
(D) ( 1, 2)
6.( A )設 P
log 2 3, Q
log 3 2 , R
30、log2 (log 3
2) ,則(
)
A. R Q P
B. P R Q
C. Q R P
D. R P Q
7. (A) 已知 log 1
b
log 1 a
log 1
c ,則 (
)
2
2
2
A . 2b
2a
2c
B. 2a
2b
2c
C. 2c
2b
2a
D . 2c
2a
2b 31、
8.( B)下列函數(shù)中既是奇函數(shù),又是區(qū)間
1,1
上單調(diào)遞減的是(
)
( A ) f ( x)
sin x
(B)
f ( x)
x
1
(C)
f (x)
1
(ax
a x )
(D)
f (x)
ln
2
x
2
2
x
9.( A )函數(shù) y
log 1 (3x
2)
的定義域是:(
)
32、
2
A [1,
)
B ( 32 ,
)
C
[ 32 ,1]
D ( 32 ,1]
10.(A) 已知函數(shù) y
log 1
x與y
kx 的圖象有公共點
A,且點 A 的橫坐標為 2,則 k ( )
4
A .
1
B .
1
C. 33、
1
D .
1
4
4
2
2
11.( B )若函數(shù) f (x)
a x
b
1( a
0且 a
1)的圖象經(jīng)過第二
、三、四象限,則一定
有(
)
A . 0 a 1且 b 0
B. a 1且 b 0
34、
C. 0 a 1且b 0
D. a 1且 b 0
[a, 2a]
.
(B)
若函數(shù)
f (x)
log a
x(0
a 1)
在區(qū)間
上的最大值是最小值的
3 倍,則 a=
12
(
)
A.
2
B.
2
C.
1
D.
1
35、
4
2
4
2
13.(A) 已知 0< x< y< a< 1,則有(
)
( A ) log a ( xy)
0
( B)
0
log a ( xy)
1
( C) 1
log a (xy )
2
( D ) log a ( xy)
2
14.( A ) 36、已知 f ( x 6 )
log 2 x ,那么 f
(8) 等于(
)
( A )
4
( B) 8
( C) 18
( D)
1
3
2
15.( B )函數(shù) y= lg|x|
(
)
A .是偶函數(shù),在區(qū)間 (-∞,0 37、) 上單調(diào)遞增
B .是偶函數(shù),在區(qū)間
(- ∞,0)上單調(diào)遞減
C.是奇函數(shù),在區(qū)間
(0,+ ∞)上單調(diào)遞增
D .是奇函數(shù),在區(qū)間
(0,+ ∞)上單調(diào)遞減
16.( A )函數(shù) y
lg( 4
x )
____________________________.
x
3
的定義域是
17.( B )函數(shù) y
a1
x (a
0, a
1) 的圖象恒過定點
A , 38、若點 A 在直線
.
.
1
1
.
mx ny 1 0(mn 0) 上,則
的最小值為
m
n
ex , x 0.
1
18.( A )設 g( x)
則 g ( g( )) __________
lnx, x
0.
2
19.( B )若函數(shù) f(x) =
2 x2
2 ax a
1 的定義域為 R,則 a 的取值范圍為 ___________.
20. (B) 若函數(shù) f (x)
loga ( x
39、x 2
2a2 ) 是奇函數(shù),則 a=
.
21.(B) 已知函數(shù)
f ( x)
1
1
x ,求函數(shù) f ( x) 的定義域,并討論它的奇偶性和單調(diào)
x
log 2 1
x
性.
參考答案:
三:例題詮釋,舉一反三
例 1. 解:(1) 2 ,( 2) a2
9
1
3
1
3
5 ab .
b 3 (a3b 2 )
5 a 2
b 2
5
1
(3)110
4
變式:解:( 1) 1,
(32)
4ab
2
40、
4
ab
例 2.
解: B
變式:解: (0, 1 ) ;
2
例 3.
解:(Ⅰ) b
1 (Ⅱ)減函數(shù)。
1
(Ⅲ) k
3
變式:解:( 1) a=1.( 2)略
7 12
4842 2
例 4. 解:(1) -1. ( 2) 1. ( 3) 1 .
41、
2
1
3
(1)
3
(2) 2.
(3)
5
2
.
log 2
變式:解:
2
log 2
2
2
4
2
例 5. 解: 選 D 。變式:解: C
例 6. 解: (1, 3]∪[ 1 , 1)
3
變式:解: {a|2-2
3 ≤ a<2}
例 7. 解:(1)當 x
1 或 x
1 時, f ( x)
g( x) ;
( 2)當 x
42、1 時, f (x)
g( x) ;
( 3)當 1
x 1且 x
0 時, f ( x) g( x) .
變式:解:( 1) f(x)=x -4.
( 2) F( x)
a
3
∴ F( -x) =
a
3.
=
2
bx
,
x
2 +bx
x
①當 a≠0,且 b≠ 0 時, F( x)為非奇非偶函數(shù);
②當 a=0,b≠ 0 時, F( x)為奇函數(shù);
.
.
③當 a≠0 43、,b=0 時, F( x)為偶函數(shù);
④當 a=0,b=0 時, F( x)既是奇函數(shù),又是偶函數(shù) .
四:方向預測、勝利在望
1—5 ADDDC ;
6—
10 AADDA ;
11— 15 CADDB.
16. (- , 3) (3,4)
17. 4
18. 1
19.[-1,0]
20.
2
2
2
x
0
,
1
x
01 x
1,
21. [解 ]x 須滿足
1
x
由
得
44、1
x
0
1
x
所以函數(shù) f ( x)
因為函數(shù) f ( x)
的定義域為(- 1, 0)∪( 0,1) .
的定義域關于原點對稱,且對定義域內(nèi)的任意 x,有
f ( x)
1
log 2 1
x
( 1
log 2
1
x)
f (x) ,所以 f ( x) 是奇函數(shù) .
x
1
x
x
1
x
研究 f ( x) 在( 0,1)內(nèi)的單調(diào)性,任取
x1、 x2∈( 0,1),且設 x1 45、x1 )
1
log 2
1
x1
1
1
x2
f (x2 )
1
x1
x2
log 2
x2
x1
1
( 1
1 )
[log 2 (
2
1)
log 2 ( 2
1)],
由 1
x1
x2
1
x2
1
x1
1
0, log2 (
2
1)
log 2 (
2
1) 0,
x1
x2
1
x2
1
x1
得 f ( x1 )
f ( x2 ) >0,即 f ( x) 在( 0, 1)內(nèi)單調(diào)遞減,
由于 f ( x)
是奇函數(shù),所以
f ( x) 在(- 1, 0)內(nèi)單調(diào)遞減 .
.
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