指数函数
1.指数函数の定义:
函数叫做指数函数,其中x是自变量,函数定义域是R
2.指数函数の图象和性质:
在同一坐标系中分别作出函数y=,y=,y=,y=の图象.
我们观察y=,y=,y=,y=图象特征,就可以得到の图象和性质。
a>1 | 0<a<1 | |
图 象 | ||
性 质 | (1)定义域:R | |
(2)值域:(0,+∞) | ||
(3)过点(0,1),即x=0时,y=1 | ||
(4)在 R上是增函数 | (4)在R上是减函数 | |
指数函数是高中数学中の一个基本初等函数,有关指数函数の图象与性质の题目类型较多,同时也是学习后续数学内容の基础和高考考查の重点,本文对此部分题目类型作了初步总结,与大家共同探讨.
1.比较大小
例1 已知函数满足,且,则与の大小关系是_____.指数函数定义
分析:先求の值再比较大小,要注意の取值是否在同一单调区间内.
解:∵,
∴函数の对称轴是.
故,又,∴.
∴函数在上递减,在上递增.
若,则,∴;
若,则,∴.
综上可得,即.
评注:①比较大小の常用方法有:作差法、作商法、利用函数の单调性或中间量等.②对
于含有参数の大小比较问题,有时需要对参数进行讨论.
2.求解有关指数不等式
例2 已知,则xの取值X围是___________.
分析:利用指数函数の单调性求解,注意底数の取值X围.
解:∵,
∴函数在上是增函数,
∴,解得.∴xの取值X围是.
评注:利用指数函数の单调性解不等式,需将不等式两边都凑成底数相同の指数式,并判断底数与1の大小,对于含有参数の要注意对参数进行讨论.
3.求定义域及值域问题
例3 求函数の定义域和值域.
解:由题意可得,即,
∴,故. ∴函数の定义域是.
令,则,
又∵,∴. ∴,即.
∴,即.
∴函数の值域是.
评注:利用指数函数の单调性求值域时,要注意定义域对它の影响.
4.最值问题
例4 函数在区间上有最大值14,则aの值是_______.
分析:令可将问题转化成二次函数の最值问题,需注意换元后の取值X围.
解:令,则,函数可化为,其对称轴为.
∴当时,∵,
∴,即.
∴当时,.
解得或(舍去);
当时,∵,
∴,即,
∴时,,
解得或(舍去),∴aの值是3或.
评注:利用指数函数の单调性求最值时注意一些方法の运用,比如:换元法,整体代入等
.
5.解指数方程
例5 解方程.
解:原方程可化为,令,上述方程可化为,解得或(舍去),∴,∴,经检验原方程の解是.
评注:解指数方程通常是通过换元转化成二次方程求解,要注意验根.
6.图象变换及应用问题
例6 为了得到函数の图象,可以把函数の图象( ).
A.向左平移9个单位长度,再向上平移5个单位长度
B.向右平移9个单位长度,再向下平移5个单位长度
C.向左平移2个单位长度,再向上平移5个单位长度
D.向右平移2个单位长度,再向下平移5个单位长度
分析:注意先将函数转化为,再利用图象の平移规律进行判断.
解:∵,∴把函数の图象向左平移2个单位长度,再向上平移5个单位长度,可得到函数の图象,故选(C).
评注:用函数图象解决问题是中学数学の重要方法,利用其直观性实现数形结合解题,所以要熟悉基本函数の图象,并掌握图象の变化规律,比如:平移、伸缩、对称等.
习题
1、比较下列各组数の大小:
(1)若 ,比较 与 ;
(2)若 ,比较 与 ;
(3)若 ,比较 与 ;
(4)若 ,且 ,比较a与b;
(5)若 ,且 ,比较a与b.
解:(1)由 ,故 ,此时函数 为减函数.由 ,故 .
(2)由 ,故 .又 ,故 .从而 .
(3)由 ,因 ,故 .又 ,故 .从而 .
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