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高一数学(指数与指数函数)(学生版)

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指数与指数函数

一、学习目标:

1.理解分数指数的概念,掌握有理指数幂的运算性质

(1)理解n次方根,n次根式的概念及其性质,能根据性质进行相应的根式计算;

(2)能认识到分数指数是指数概念由整数向有理数的一次推广,了解它是根式的一种新的写法,能正确 进行根式与分数指数幂的互化; (3)能利用有理指数运算性质简化根式运算.

2.掌握无理指数幂的概念,将指数的取值范围推广到实数集;

3.通过指数范围的扩大,我们要能理解运算的本质,认识到知识之间的联系和转化,认识到符号化思 想的重要性,在抽象的符号或字母的运算中提高运算能力;

4.通过对根式与分数指数幂的关系的认识,能学会透过表面去认清事物的本质; 5.掌握指数函数的概念,了解对底数的限制条件的合理性,明确指数函数的定义域; 6.掌握指数函数图象:

(1)能在基本性质的指导下,用列表描点法画出指数函数的图象,能从数形两方面认识指数函数的性 质;

(2)掌握底数对指数函数图象的影响; (3)从图象上体会指数增长与直线上升的区别.

7.学会利用指数函数单调性来比较大小,包括较为复杂的含字母讨论的类型;

8.通过对指数函数的概念、图象、性质的学习,培养观察、分析归纳的能力,进一步体会数形结合的 思想方法;

9.通过对指数函数的研究,要认识到数学的应用价值,更善于从现实生活中发现问题,解决问题.

重点

1.分数指数幂的概念及其运算性质; 2.指数函数的图象和性质.

难点

1.根式的概念和分数指数幂的概念;2.底数的变化对指数函数图象的影响.

二、知识要点梳理

1.整数指数幂的概念及运算性质

(1)整数指数幂的概念

1

(2)运算法则 ① ②

; ;

③ ④

.

2.根式的概念和运算法则

(1)n次方根的定义:

若x=y(n∈N,n>1,y∈R),则x称为y的n次方根. n为奇数时,正数y的奇次方根有一个,是正数,记为零的奇次方根为零,记为

;负数没有偶次方根;零的偶次方根为零,记为

.

;负数y的奇次方根有一个,是负数,记为

n

*

n为偶数时,正数y的偶次方根有两个,记为

(2)根式的意义与运算法则

3.分数指数幂的概念和运算法则

*

为避免讨论,我们约定a>0,n,mN,且为既约分数,分数指数幂可如下定义:

4.有理数指数幂的运算性质

(1)

2

(2) (3)

p

当a>0,p为无理数时,a是一个确定的实数,上述有理数指数幂的运算性质仍适用. 注意:

(1)根式问题常利用指数幂的意义与运算性质,将根式转化为分数指数幂运算;

(2)根式运算中常出现乘方与开方并存,要注意两者的顺序何时可以交换、何时不能交换.如

.

(3)幂指数不能随便约分.如

5.指数函数

(1)定义: 函数y=a(a>0且a≠1)叫做指数函数,其中x是自变量,a为常数,函数定义域为R.

(2)图象及性质: y=a 01时图象 xx

图象 ①定义域R,值域 (0,+∞) ②a=1, 即x=0时,y=1,图象都经过(0,1)点 ③a=a,即x=1时,y等于底数a 性质 ④在定义域上是单调减函数 ⑤x<0时,a>1 x>0时,0xxx0 ④在定义域上是单调增函数 ⑤x<0时,00时,a>1 xx三、规律方法指导

1.指数幂的一般运算步骤:

有括号先算括号里的;无括号先做指数运算.负指数幂化为正指数幂的倒数.底数是负数,先确定符号,底数是小数,先要化成分数,底数是带分数,先要化成假分数,然后要尽可能用幂的形式表示,便于用指数运算性

22222332

质.在化简运算中,也要注意公式:a-b=(a-b)(a+b),(a±b)=a±2ab+b,(a±b)=a±3ab2333223322

+3ab±b,a-b=(a-b)(a+ab+b),a+b=(a+b)(a-ab+b)的运用,能够简化运算.

3

2.指数式大小比较方法

(1)单调性法:化为同底数指数式,利用指数函数的单调性进行比较. (2)中间量法 (3)分类讨论法 (4)比较法

比较法有作差比较与作商比较两种,其原理分别为:

①若

②当两个式子均为正值的情况下,可用作商法,判断,或即可.

经典例题透析

类型一、指数运算、化简、求值

1.计算:

(1);

(2)

(3)

举一反三:

【变式1】计算下列各式:

(1); (2).

4

【变式2】计算下列各式:

2.化简下列各式.

(1) ; (2); (3).

举一反三:

【变式1】化简:

.

【变式2】化简下列式子:

(1) (2) (3)

【变式3】找出下面化简过程中的错误,并给出正确解法. 化简.

错解:原式

.

5

3.已知,求的值.

举一反三:

【变式1】(1)已知2x+2-x=a(a为常数),求8x+8-x的值.

(2)已知x+y=12, xy=9,且x【变式2】求值:

(1)已知,求的值;

(2)已知a>0, b>0, 且ab=ba, b=9a,求a的值.

类型二、函数的定义域、值域

4.求下列函数的定义域、值域.

(1);(2)y=4x-2x+1;(3);(4)(a为大于1的常数)

举一反三:

【变式1】求下列函数的定义域: (1)

(2)

(3)

(4)

6

类型三、指数函数的单调性及其应用

5.(利用指数函数的单调性比较大小)判断下列各数的大小关系:

(1)1.7a与1.7a+1; (2)0.8-0.1与0.8-0.2

(3)

(4)22.5,(2.5)0

(5)1.080.3

与0.983.1

(6)

举一反三:

【变式1】比较大小:

(1)22.1与22.3 (2)3.53与3.23 (3)0.9-0.3与1.1-0.1

(4)0.90.3与0.70.4

(5).

【变式2】比较1.5-0.2

, 1.30.7

的大小.

6.求函数(x[-3,2])的单调区间,并求出它的值域.

举一反三: 【变式1】求函数的值域及单调区间.

【变式2】(复合函数的单调性)求函数的单调区间.

7

7. (分类讨论指数函数的单调性)化简:

8. 已知,其中a>0,且a≠1,当x满足什么条件时,y19.证明函数在定义域上为增函数.

类型四、判断函数的奇偶性

10.判断下列函数的奇偶性: (为奇函数)

举一反三:

【变式1】判断函数的奇偶性:

.

类型五、指数函数的图象问题

11.为了得到函数的图象,可以把函数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

的图象( )

12.已知函数f(x)=a+b的图象过点(1,3),且将其图象关于直线y=x翻折后图象过点(2,0),求函数f(x)的解析式.

8

x

举一反三:

【变式1】(2011 四川文4)函数的图象关于直线对称的图象大致是( )

学习成果测评

一、选择题:

1.化简,结果是( )

A.

B. C. D.

2.等于( )

A.

B.

C.

D. 3.若,且

,则

的值等于( )

A. B.

C.

D.2

4.函数在R上是减函数,则的取值范围是( ) A.

B.

C.

D.

5.下列函数式中,满足的是( )

A. B. C.

D.

6.(2011 湖北理6)已知定义在上的奇函数和偶函数

满足

,若

,则

( )

9

A.2 B. C. D.

7.已知,下列不等式(1);(2);(3);(4);

(5)中恒成立的有( )

A.1个 B.2个 C.3个 D.4个

8.函数是( )

A.奇函数 B.偶函数 C.既是奇函数又是偶函数 D.非奇非偶函数

9.函数的值域是( )

A. B.

C.

D.

10.已知

,则函数

的图像必定不经过( )

A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限

11.是偶函数,且不恒等于零,则( )

A.是奇函数 B.可能是奇函数,也可能是偶函数 C.是偶函数 D.不是奇函数,也不是偶函数

12.一批设备价值万元,由于使用磨损,每年比上一年价值降低,则年后这批设备的价值

为( ) A. B.

C.

D.

二、填空题:

13.(2011 广东广州)设函数若,则的取值范围是_________.

14.函数的值域是_______________.

15.函数

的单调递减区间是_______________.

10

16.若,则_______________.

三、解答题: 17.设,解关于的不等式.

18.已知,求的最小值与最大值.

19.设,,试确定的值,使为奇函数.

20.已知函数,求其单调区间及值域.

21.若函数的值域为,试确定的取值范围.

22.已知函数

(1)判断函数的奇偶性; (2)求该函数的值域; (3)证明是

上的增函数.

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能力提升

1.某甲以每股17.25元购进股票一万股,一年后以每股18.96元抛售,该年银行月利率是复利,试问某甲在买股票与存入银行之间何者获利较大?

2.某种产品的成本原来是万元,近几年来,由于搞技术创新,降低了能耗,使得该产品的成本每年平均比上一年降低了半以下.

.试画出成本随时间变化的函数图象,并从图中求出多少年后该产品成本降为原来的一

,按月计

综合探究

某工厂今年月,月,月生产某产品分别为万件,

万件,

万件.为了估测以后每个月的产量,以

这三个月的产品数量为依据,用一个函数模拟该产品的月产量与月份数的关系.模拟函数可以选二次函数或函数

(其中,,为常数).已知月份该产品的产量为

万件,请问,用以上哪个函数

作为模拟函数较好?并说明理由.

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