2022届高三数学一轮复习(原卷版)第四节 指数与指数函数 教案.doc
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1、 1 第四节第四节 指数与指数函数指数与指数函数 核心素养立意下的命题导向核心素养立意下的命题导向 1.将根式与指数幂相结合考查它们之间的互化,凸显数学运算的核心素养将根式与指数幂相结合考查它们之间的互化,凸显数学运算的核心素养 2与方程、不等式等相结合考查指数函数图象的应用,凸显直观想象的核心素养与方程、不等式等相结合考查指数函数图象的应用,凸显直观想象的核心素养 3与二次函数、不等式等问题综合考查指数型函数的性质及应用,凸显数学运算、直观想与二次函数、不等式等问题综合考查指数型函数的性质及应用,凸显数学运算、直观想象和逻辑推理的核心素养象和逻辑推理的核心素养 理清主干知识理清主干知识 1根
2、式根式 (1)根式的概念根式的概念 若若 xna,则,则 x 叫做叫做 a 的的 n 次方根,其中次方根,其中 n1 且且 nN N*.式子式子 na叫做根式,这里叫做根式,这里 n 叫做根叫做根指数,指数,a 叫做被开方数叫做被开方数 (2)a 的的 n 次方根的表示次方根的表示 xna x na 当当n为奇数且为奇数且n1时时 ,xna 当当n为偶数且为偶数且n1时时 . 2有理数指数幂有理数指数幂 幂的有幂的有 关概念关概念 正分数指数幂:正分数指数幂:amnnam(a0,m,nN N*,且,且 n1) 负分数指数幂:负分数指数幂:amn1amn1nam(a0,m,nN N*,且,且 n
3、1) 0 的正分数指数幂等于的正分数指数幂等于_0_,0 的负分数指数幂的负分数指数幂无意义无意义 有理数有理数 指数幂指数幂 的性质的性质 arasars(a0,r,sQ Q) (ar)sars(a0,r,sQ Q) (ab)rarbr(a0,b0,rQ Q) 3指数函数的图象和性质指数函数的图象和性质 yax a1 0a0 时,恒有时,恒有 y1; 当当 x0 时,恒有时,恒有 0y1; 当当 x0 时,恒有时,恒有 0y1 当当 x1 函数在定义域函数在定义域 R R 上为增函数上为增函数 函数在定义域函数在定义域 R R 上为减函数上为减函数 4指数函数的图象与底数大小的比较指数函数的
4、图象与底数大小的比较 如图是指数函数如图是指数函数(1)yax,(2)ybx,(3)ycx,(4)ydx的图象,底数的图象,底数 a,b,c,d 与与 1 之间之间的大小关系为的大小关系为 cd1ab. 由此我们可得到以下规律:在由此我们可得到以下规律:在 y 轴右轴右(左左)侧图象越高侧图象越高(低低),其底数越大,其底数越大 澄清盲点误点澄清盲点误点 一、关键点练明一、关键点练明 1(指数型函数图象指数型函数图象)函数函数 y2x1的图象是的图象是( ) 答案:答案:A 2(指数幂的运算指数幂的运算)计算:计算:022 21412_. 答案:答案:118 3(根式的意义根式的意义)若若 2
5、a1 23 12a 3,则实数,则实数 a 的取值范围为的取值范围为_ 解析:解析: 2a1 2|2a1|,3 12a 312a. 3 因为因为|2a1|12a.故故 2a10,所以,所以 a12. 答案答案: ,12 4(函数过定点函数过定点)函数函数 f(x)ax21(a0 且且 a1)的图象恒过定点的图象恒过定点_ 解析:解析:令令 x20,得,得 x2.此时此时 a012,定点为定点为(2,2) 答案:答案:(2,2) 5(指数函数的值域指数函数的值域)函数函数 y3x22x 的值域为的值域为_ 解析:解析:设设 ux22x,则,则 y3u,ux22x(x1)211,所以,所以 y3u
6、3113,所以,所以函数函数 y3x22x 的值域是的值域是 13, . 答案答案: 13, 二、易错点练清二、易错点练清 1(化简化简nan(aR R)时忽略时忽略 n 的范围的范围)计算计算 3 1 2 3 4 1 2 4_. 答案答案:2 2 2(错误理解指数函数的概念错误理解指数函数的概念)若函数若函数 f(x)(a23) ax为指数函数,则为指数函数,则 a_. 答案:答案:2 3(忽视对底数忽视对底数 a 的讨论的讨论)若函数若函数 f(x)ax在在1,1上的最上的最大值为大值为 2,则,则 a_. 答案:答案:2 或或12 4 考点一考点一 指数幂的化简与求值指数幂的化简与求值
7、典例典例 (1)a3a5a4(a0)的值是的值是( ) A1 Ba Ca15 Da1710 (2) 235022 21412(0.01)0.5_. 解析解析 (1)a3a5a4a3a12 a45a1 43- -2 5a1710.故选故选 D. (2)原式原式114 4912 110012114231101161101615. 答案答案 (1)D (2)1615 方法技巧方法技巧 1指数幂运算的一般原则指数幂运算的一般原则 (1)有括号的先算括号里的,无括号的先做指数运算有括号的先算括号里的,无括号的先做指数运算 (2)先乘除后加减,负指数幂化成正指数幂的倒数先乘除后加减,负指数幂化成正指数幂的
8、倒数 (3)底数是负数,先确定符号;底数是小数,先化成分数;底数是带分数的,先化成假分数底数是负数,先确定符号;底数是小数,先化成分数;底数是带分数的,先化成假分数 (4)若是根式,应化为分数指数幂,尽可能用幂的形式表示,运用指数幂的运算性质来解答若是根式,应化为分数指数幂,尽可能用幂的形式表示,运用指数幂的运算性质来解答 2化简指数幂常用的技巧化简指数幂常用的技巧 (1) bap abp(ab0); (2)a( )a1mm,anm( )a1mn(式子有意义式子有意义); (3)1 的代换,如的代换,如 1a1a,1a12a12等;等; (4)乘法公式的常见变形,如乘法公式的常见变形,如(a1
9、2b12)(a12b12)ab,(a12 b12)2a 2a12b12b,(a13 b13)(a23 a13b13b23)a b. 针对训练针对训练 1化简化简 a23 b1 12 a12 b136a b5(a0,b0)的结果是的结果是( ) 5 Aa Bab Ca2b D1a 解析:解析:选选 D 原式原式a13b12a12b13a16b56a161 1- - -3 2 b11 5+ -23 61a. 2已知已知 14a7b4c2,则,则1a1b1c_. 解析:解析:由题设可由题设可得得 21a14,21b7,21c4,则,则 211ab 1472, 2111abc 2423,1a1b1c3
10、. 答案:答案:3 3若若 x0,则,则(2x14332)(2x14332)4x12 (xx12)_. 解析:解析:因为因为 x0,所以原式,所以原式(2x14)2(332)24x12 x4x12 x124x12433224x 1124x 11224x12334x124x027423. 答案:答案:23 考点二考点二 指数函数的图象及应用指数函数的图象及应用 典题例析典题例析 (1)已知函数已知函数 f(x)(xa)(xb)(其中其中 ab)的图象如图所示,则函数的图象如图所示,则函数 g(x)axb 的图象是的图象是( ) (2)(多选多选)已知实数已知实数 a,b 满足等式满足等式 2 0
11、20a2 021b,下列四个关系式中成立的关系式是,下列四个关系式中成立的关系式是( ) A0ba B0ab Cab Dab0 (3)函数函数 y|3x2|m 的图象不经过第二象限,则实数的图象不经过第二象限,则实数 m 的取值范围是的取值范围是_ 解析解析 (1)由函数由函数 f(x)的图象可知,的图象可知,b10a1, g(x)axb 的图象是递减的又的图象是递减的又 g(0)a0b1b1 时,时,0ba,A 正确正确 当当 t1 时,时,ab0,C 正确正确 当当 0t1 时,时,ab1,b1,b0 C0a0 D0a1,b0 解析:解析:选选 D 由由 f(x)axb的图象可以观察出,函
12、数的图象可以观察出,函数 f(x)axb在定义域上单调递减,所以在定义域上单调递减,所以0a1.函数函数 f(x)axb的图象是在的图象是在 f(x)ax的基础上向左平移得到的,所以的基础上向左平移得到的,所以 b0.故选故选 D. 3若函数若函数 f(x) 12|1x|m 的图象与的图象与 x 轴有公共点,则轴有公共点,则 m 的取值范围是的取值范围是_ 7 解析:解析:作出函数作出函数 g(x) 12|1x|的图象如图所示,由图象可知的图象如图所示,由图象可知 0g(x)1,则,则 mg(x)mm1,即,即 mf(x)m1.要使函数要使函数 f(x) 12|1x|m 的图象与的图象与 x
13、轴有公共点,则轴有公共点,则 1m0,m0,解得解得1m0,且,且 a1),满足,满足 f(1)19,则,则 f(x)的单调递减区间是的单调递减区间是( ) A(,2 B2,) C2,) D(,2 解析解析 由由 f(1)19,得,得 a219,解得,解得 a13或或 a13(舍去舍去),即,即 f(x) 13|2x4|. 由于由于 y|2x4|在在(,2上递减,在上递减,在2,)上递增,上递增, 所以所以 f(x)在在(,2上递增,在上递增,在2,)上递减,故选上递减,故选 B. 答案答案 B 方法技巧方法技巧 与指数函数有关的复合函数的单调性,要弄清复合函数由哪些基本初等函数复合而成,要与
14、指数函数有关的复合函数的单调性,要弄清复合函数由哪些基本初等函数复合而成,要注意数形结合思想的运用注意数形结合思想的运用 考法考法(二二) 比较指数式大小比较指数式大小 例例 2 已知已知 f(x)2x2x,a 7914,b 9715,clog279,则,则 f(a),f(b),f(c)的大小关系的大小关系为为( ) Af(b)f(a)f(c) Bf(c)f(b)f(a) Cf(c)f(a)f(b) Df(b)f(c) 9715b0,clog279bc,所以,所以 f(c)f(b)f(a) 答案答案 B 方法技巧方法技巧 比较指数幂大小的常用方法比较指数幂大小的常用方法 单调性法单调性法 取中
15、间取中间 不同底的指数函数化同底后就可以应用指数函数的单调性比较大小,所以能够不同底的指数函数化同底后就可以应用指数函数的单调性比较大小,所以能够化同底的尽可能化同底化同底的尽可能化同底 值法值法 不同底、不同指数的指数函数比较大小时,先与中间值不同底、不同指数的指数函数比较大小时,先与中间值(特别是特别是 0,1)比较大小,比较大小,然后得出大小关系然后得出大小关系 8 图解法图解法 根据指数函数的特征,在同一平面直角坐标系中作出它们的函数图象,借助图根据指数函数的特征,在同一平面直角坐标系中作出它们的函数图象,借助图象比较大小象比较大小 考法考法(三三) 解指数方程或不等式解指数方程或不等
16、式 例例 3 设函数设函数 f(x) 12x7,x0,x,x0,若若 f(a)1,则实数,则实数 a 的取值范围是的取值范围是( ) A(,3) B(1,) C(3,1) D(,3)(1,) 解析解析 当当 a0 时,不等式时,不等式 f(a)1 可化为可化为 12a71,即,即 12a8,即,即 12a 123, 因为因为 0123,此时,此时3a0; 当当 a0 时,不等式时,不等式 f(a)1 可化为可化为 a1, 所以所以 0a0,则函数,则函数 f(x)4x2x13(xA)的最小值为的最小值为( ) A4 B2 C2 D4 (2)若函数若函数 f(x) 13243axx有最大值有最大
17、值 3,则,则 a_. 解析解析 (1)由题知集合由题知集合 Ax|2x2又又 f(x)(2x)222x3,设,设 2xt,则,则14t0,12a164a1,解得解得 a1, 9 即当即当 f(x)有最大值有最大值 3 时,时,a 的值为的值为 1. 答案答案 (1)D (2)1 方法技巧方法技巧 解决形如解决形如 ya2xb axc(a0,且,且 a1)型函数最值问题,多利用换元法,即令型函数最值问题,多利用换元法,即令 tax,转化,转化为为 yt2btc 的最值问题,注意根据指数函数求的最值问题,注意根据指数函数求 t 的范围的范围 针对训练针对训练 1设设 a0.60.6,b0.61.
18、5,c1.50.6,则,则 a,b,c 的大小关系是的大小关系是( ) Aabc Bacb Cbac Dbca 解析:解析:选选 C 因为函数因为函数 y0.6x在在 R R 上单调递减,所以上单调递减,所以 b0.61.5a0.60.61,所以所以 ba0,且,且 a1),下面给出四个命题,其中真,下面给出四个命题,其中真命题是命题是( ) A函数函数 f(x)的图象关于原点对称的图象关于原点对称 B函数函数 f(x)在在 R R 上不具有单调性上不具有单调性 C函数函数 f(|x|)的图象关于的图象关于 y 轴对称轴对称 D当当 0a1 时,时,f(x)在在 R R 上为增函数,当上为增函
19、数,当 0a1 时,时,f(x)在在 R R 上为减函数,上为减函数,B 是假命题;是假命题;yf(|x|)是偶函数,其图象关于是偶函数,其图象关于 y 轴对称,轴对称,C 是真命题;当是真命题;当 0a0 在在 x(,1时恒成立,则实数时恒成立,则实数 a 的取值范围是的取值范围是_ 解析:解析:从已知不等式中分离出实数从已知不等式中分离出实数 a,得,得 a 14x 12x.因为函数因为函数 y 14x和和 y 12x在在 R R 10 上都是减函数,所以当上都是减函数,所以当 x(,1时,时, 14x14, 12x12,所,所以以 14x 12x141234,从,从而得而得 14x 12
20、x34.故实数故实数 a 的取值范围为的取值范围为 34, . 答案:答案: 34, 一、创新命题视角一、创新命题视角学通学活巧迁移学通学活巧迁移 1(2021 昆明模拟昆明模拟)能说明能说明“已知已知 f(x)2|x1|,若,若 f(x)g(x)对任意的对任意的 x0,2恒成立,则在恒成立,则在0,2上,上,f(x)ming(x)max”为假命题的一个函数为假命题的一个函数 g(x)_.(填出一个函数即可填出一个函数即可) 解析:解析:易知函数易知函数 f(x)2|x1|在在 x0,2上的最小值是上的最小值是 1,取,取 g(x)x12,作出,作出 f(x),g(x)在在0,2上的图象如图所
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