指数与指数函数-2020年高考数学(文)含解析.pdf
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1、考 点 0 7 指 数 与 指 数 函 数。,考 拥 原 文(1)了 解 指 数 函 数 模 型 的 实 际 背 景.(2)理 解 有 理 指 数 基 的 含 义,了 解 实 数 指 数 幕 的 意 义,掌 握 累 的 运 算.(3)理 解 指 数 函 数 的 概 念,理 解 指 数 函 数 的 单 调 性,掌 握 指 数 函 数 图 象 通 过 的 特 殊 点.(4)知 道 指 数 函 数 是 一 类 重 要 的 函 数 模 型.上 知 识 整 合 一、指 数 与 指 数 塞 的 运 算 1.根 式(1)次 方 根 的 概 念 与 性 质 n次 方 根 概 念 一 般 地,如 果 x=a,那
2、 么 x 叫 做 的 次 方 根,其 中 weN*.性 质 当 是 奇 数 时,正 数 的 次 方 根 是 一 个 正 数,负 数 的 次 方 根 是 一 个 负 数.这 时,。的 次 方 根 用 符 号 后 表 示.当 是 偶 数 时,正 数。的 次 方 根 有 两 个,这 两 个 数 互 为 相 反 数.这 时,正 数。的 正 的 几 次 方 根 用 符 号 折 表 示,负 的 次 方 根 用 符 号-标 表 示.正 的 次 方 根 与 负 的 n 次 方 根 可 以 合 并 写 成 土 标(a 0).负 数 没 有 偶 次 方 根.0 的 任 何 次 方 根 都 为 0,记 作 啦=0.
3、(2)根 式 的 概 念 与 性 质根 式 概 念 式 子 板 叫 做 根 式,这 里“叫 做 根 指 数,。叫 做 被 开 方 数.性 质(布)且 n6N*).当 为 奇 数 时,后=a.当 为 偶 数 时,/7=h|=J6,c,-.一 Q,Q 0,于 是,在 条 件 aO,?,eN*,且 下,根 式 都 可 以 写 成 分 数 指 数 幕 的 形 式.2 1 正 数 的 负 分 数 指 数 幕 的 意 义 与 负 整 数 指 数 幕 的 意 义 相 仿,我 们 规 定。=(4 0,2,1*,且 a 1).0 的 正 分 数 指 数 幕 等 于 0,0 的 负 分 数 指 数 幕 没 有 意
4、 义.(2)有 理 数 指 数 累 规 定 了 分 数 指 数 基 的 意 义 之 后,指 数 的 概 念 就 从 整 数 指 数 累 推 广 到 了 有 理 数 指 数.整 数 指 数 基 的 运 算 性 质 对 于 有 理 数 指 数 基 也 同 样 适 用,即 对 于 任 意 有 理 数 r,s,均 有 下 面 的 运 算 性 质:优=屋+,(a0,r,seQ);3)=ars(a 0,r,5 G Q);(ab)r-arbr(a 0,b 0,r e Q).(3)无 理 数 指 数 累 对 于 无 理 数 指 数 幕,我 们 可 以 从 有 理 数 指 数 幕 来 理 解,由 于 无 理 数
5、 是 无 限 不 循 环 小 数,因 此 可 以 取 无 理 数 的 不 足 近 似 值 和 过 剩 近 似 值 来 无 限 逼 近 它,最 后 我 们 也 可 得 出 无 理 数 指 数 事 是 一 个 确 定 的 实 数.一 般 地,无 理 数 指 数 幕 是 无 理 数)是 一 个 确 定 的 实 数.有 理 数 指 数 塞 的 运 算 性 质 同 样 适 用 于 无 理 数 指 数 暴.二、指 数 函 数 的 图 象 与 性 质 1.指 数 函 数 的 概 念 一 般 地,函 数 y=(a0,且 awl)叫 做 指 数 函 数,其 中 是 自 变 量,函 数 的 定 义 域 是 R.【
6、注】指 数 函 数 y=a a 0,且 a。1)的 结 构 特 征:(1)底 数:大 于 零 且 不 等 于 1的 常 数;(2)指 数:仅 有 自 变 量 x;(3)系 数:,的 系 数 是 1.2.指 数 函 数 旷=(a0,且 awl)的 图 象 与 性 质 0a图 象,I 意 1 t d zO xy/r=ax二 厂 二 422r*定 义 域 R值 域(。,+8)奇 偶 性 非 奇 非 偶 函 数对 称 性 函 数 尸“r 与 尸 的 图 象 关 于 y 轴 对 称 过 定 点 过 定 点(0,1),即 x=0 时,y=单 调 性 在 R 上 是 减 函 数 在 R 上 是 增 函 数
7、函 数 值 的 变 化 情 况 当 x 1;当 x 0 时,0 y 0 时,yl;当 x 0 时,0yl底 数 对 图 象 的 影 响 指 数 函 数 在 同 一 坐 标 系 中 的 图 象 的 相 对 位 置 与 底 数 大 小 关 系 如 下 图 所 示,其 中 0cdlab.在 y 轴 右 侧,图 象 从 上 到 下 相 应 的 底 数 由 大 变 小;在 y 轴 左 侧,图 象 从 下 到 上 相 应 的 底 数 由 大 变 小.*即 无 论 在 y 轴 的 左 侧 还 是 右 侧,底 数 按 逆 时 针 方 向 变 大.【注】速 记 口 诀:指 数 增 减 要 看 清,抓 住 底 数
8、 不 放 松;反 正 底 数 大 于 0,不 等 于 1 已 表 明;底 数 若 是 大 于 I,图 象 从 下 往 上 增;底 数 0 至 IJ1之 间,图 象 从 上 往 下 减;无 论 函 数 增 和 减,图 象 都 过(0,1)点 3.有 关 指 数 型 函 数 的 性 质(1)求 复 合 函 数 的 定 义 域 与 值 域形 如 y=aM的 函 数 的 定 义 域 就 是/(X)的 定 义 域.求 形 如 y=/(,)的 函 数 的 值 域,应 先 求 出 了(X)的 值 域,再 由 单 调 性 求 出 y=a/(”的 值 域.若“的 范 围 不 确 定,则 需 对。进 行 讨 论.
9、求 形 如 y=/)的 函 数 的 值 域,要 先 求 出=优 的 值 域,再 结 合 y=./(“)的 性 质 确 定 出 y=/(优)的 值 域.(2)判 断 复 合 函 数 y=/(优)的 单 调 性 令 日,阳,如 果 复 合 的 两 个 函 数 y=a与 w=/(x)的 单 调 性 相 同,那 么 复 合 后 的 函 数 丁=。/(*)在,九,川 上 是 增 函 数;如 果 两 者 的 单 调 性 相 异(即 一 增 一 减),那 么 复 合 函 数 y=a/在 阿,网 上 是 减 函 数.(3)研 究 函 数 的 奇 偶 性 一 是 定 义 法,即 首 先 是 定 义 域 关 于
10、原 点 对 称,然 后 分 析 式 子/(幻 与 式-x)的 关 系,最 后 确 定 函 数 的 奇 偶 性.二 是 图 象 法,作 出 函 数 的 图 象 或 从 已 知 函 数 图 象 观 察,若 图 象 关 于 坐 标 原 点 或 y 轴 对 称,则 函 数 具 有 奇 偶 性.点 考 向,考 向 一 指 数 与 指 数 幕 的 运 算 指 数 塞 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.(2)先 乘 除 后 加 减,负 指 数 塞 化 成 正 指 数 哥 的 倒 数.(3)底 数 是 负 数,先 确 定 符 号;底
11、 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 累,尽 可 能 用 累 的 形 式 表 示,运 用 指 数 基 的 运 算 性 质 来 解 答.(5)有 理 数 指 数 基 的 运 算 性 质 中,其 底 数 都 大 于 零,否 则 不 能 用 性 质 来 运 算.(6)将 根 式 化 为 指 数 运 算 较 为 方 便,对 于 计 算 的 结 果,不 强 求 统 一 用 什 么 形 式 来 表 示.如 果 有 特 殊 要 求,要 根 据 要 求 写 出 结 果.但 结 果 不 能 同 时 含 有 根
12、号 和 分 数 指 数,也 不 能 既 有 分 母 又 含 有 负 指 数.典 例 引 领 典 例 1 化 简 并 求 值:(1)yla3b2y/a/2 1V.1 1a4b2 a 3田【答 案】(1)!(2).2 h22 3(2)【解 析】(1)227ida3b2 荷 2、/A?.京 庐 7ab1-a 加 9X 533x5=2-1x55 4加 _ _j ac r=ab=序 团-a方 a占 b72【名 师 点 睛】把 根 式 化 为 分 数 指 数 辕,再 按 照 幕 的 运 算 法 则 进 行 运 算 即 可.变 式 拓 展 考 向 二 与 指 数 函 数 有 关 的 图 象 问 题 指 数
13、函 数 产/(4 0,且 1)的 图 象 变 换 如 下:y=ax的 图 象 左 移 R r。)个 单 位 右 移 仁(9 0)个 单 位 上 移 r(p 0)个 单 位 下 移(9 0)个 单 位 关 于 x 轴 对 称 关 于 y 轴 对 称 关 于 原 点 对 称 的 图 象 的 图 象=0+*的 图 象 丫=一 少 的 图 象 y=-ax的 图 象 y=a-x的 图 象 尸 一 尸 的 图 象【注】可 概 括 为:函 数 y=/(x)沿 x 轴、y 轴 的 变 换 为“上 加 下 减,左 加 右 减 典 例 引 领 典 例 2 函 数 y=a*a(a 0,且。彳 1)的 图 象 可 能
14、 是【答 案】C【解 析】当 x=l时,y=a一。=0,所 以 产 一 的 图 象 必 过 定 点(1,0),结 合 选 项 可 知 选 C.变 式 拓 展 2.函 数/(月=*”的 图 像 是A.B.考 向 三 指 数 函 数 单 调 性 的 应 用 1.比 较 幕 的 大 小 的 常 用 方 法:(1)对 于 底 数 相 同,指 数 不 同 的 两 个 累 的 大 小 比 较,可 以 利 用 指 数 函 数 的 单 调 性 来 判 断;(2)对 于 底 数 不 同,指 数 相 同 的 两 个 幕 的 大 小 比 较,可 以 利 用 指 数 函 数 图 象 的 变 化 规 律 来 判 断;(
15、3)对 于 底 数 不 同,且 指 数 也 不 同 的 基 的 大 小 比 较,可 先 化 为 同 底 的 两 个 幕,或 者 通 过 中 间 值 来 比 较.2.解 指 数 方 程 或 不 等 式 简 单 的 指 数 方 程 或 不 等 式 的 求 解 问 题.解 决 此 类 问 题 应 利 用 指 数 函 数 的 单 调 性,要 特 别 注 意 底 数。的 取 值 范 围,并 在 必 要 时 进 行 分 类 讨 论.典 例 引 领 2 3 2典 例 3 设。=则 的 大 小 关 系 是 A.a ch B.a b cC.c a h D.b c a【答 案】A【解 析】对 于 函 数 y 广,
16、在 其 定 义 域 上 是 减 函 数,313 25 52(1/,即 72I T,即 Q C.从 而 Z?c 1与 0。b a B.a b cC.a cb D.b a c典 例 引 领(-)r-7,x0A.(-oo,l)B.(-3,+oo)C.(-3,1)D.(-(x),-3)(l,+8)【答 案】C(解 析】当。0 时,不 等 式 f(a)1可 化 为(g)-7 1,即(3)”8,解 得 3。0;当 时,不 等 式 f(a)l可 化 为 2“T 1,所 以 0 4。1.故 a 的 取 值 范 围 是(3,1).故 选 C.【名 师 点 睛】利 用 指 数 函 数 的 单 调 性,分 别 讨
17、论 当 a 0 及 时,a 的 取 值 范 围,最 后 综 合 即 可 得 出 结 果.变 式 拓 展4.若 则 1 1A.一 m nC.I n(m-n)0B.log w logjn2 2D.T tm-n 1考 向 四 指 数 型 函 数 的 性 质 及 其 应 用 1.指 数 型 函 数 中 参 数 的 取 值 或 范 围 问 题 应 利 用 指 数 函 数 的 单 调 性 进 行 合 理 转 化 求 解,同 时 要 特 别 注 意 底 数 a 的 取 值 范 围,并 当 底 数 不 确 定 时 进 行 分 类 讨 论.2.指 数 函 数 的 综 合 问 题 要 把 指 数 函 数 的 概
18、念 和 性 质 同 函 数 的 其 他 性 质(如 奇 偶 性、周 期 性)相 结 合,同 时 要 特 别 注 意 底 数 不 确 定 时,对 底 数 的 分 类 讨 论.典 例 引 领 典 例 5 已 知 函 数 6=了 匕-j 则/(x)是 A.奇 函 数,且 在 R上 是 增 函 数 B.偶 函 数,且 在(0,+8)上 是 增 函 数 C.奇 函 数,且 在 R上 是 减 函 数 D.偶 函 数,且 在(0,+8)上 是 减 函 数【答 案】C【解 析】易 知 函 数/(%)的 定 义 域 为 R,关 于 原 点 对 称,且“一 力 1 _ex+l1 _ eA 12-ev+l-2则-x
19、)+/(x)=0,所 以/(x)是 奇 函 数,显 然 函 数/(x)=右 一 是 减 函 数.故 选 C.变 式 拓 展 5.若 函 数/)=3*+3-*与 g(x)=3,3一,的 定 义 域 均 为 R,则 A.八 尤)与 g(x)均 为 偶 函 数 B.x)为 奇 函 数,g(x)为 偶 函 数 C.八 x)与 g(x)均 为 奇 函 数 D.4组 为 偶 函 数,g(x)为 奇 函 数 典 例 引 领 2gZ r 2A.a 0C.a 0【答 案】D【解 析】当 x W 2 时,/(x)=少 7=22T,单 调 递 减,:.f(x)的 最 小 值 为 12)=1;当 x2 时,f(x)=
20、log2(x+a)单 调 递 增,若 满 足 题 意,只 需 log2(x+a)2l恒 成 立,即 x+a 2 2 恒 成 立,。2(2-%)2,:.a0.故 选 D./1、/-2 典 例 7 函 数 y=K J 的 值 域 为.【答 案】(0,2【解 析】设 f=V 2x=(xIp1 2 1,又 由 指 数 函 数 y=(g)为 单 调 递 减 函 数,即 可 求 解.由 题 意,设,=/-2 x=(xIp1 2 1,又 由 指 数 函 数 y=(!)为 单 调 递 减 函 数,知 当/2-1 时,0 y 4 2,即 函 数 y=”的 值 域 为(0,2.变 式 拓 展 6.若 关 于 x
21、的 不 等 式 2、+|-2-、一。0 的 解 集 包 含 区 间(0),则。的 取 值 范 围 为 A.C.B.D.(,1)声 点 冲 关 充 11.计 算:2冗 3 Q+x%=(2 JA.3 B.2C.2+x D.1+2犬 2.若 函 数 f(x)=,则 函 数/(%)的 值 域 是 A.(8,2)B.0,+8)C.(-8,0)u(0,2)D.(-8,23.设 4=0.6。61=0.夕 5,=1.56,则。,瓦 c 的 大 小 关 系 是 C.(-00,1)A.a b c B.b a cC.acb D.b c aZ1X2-2X4.函 数/(%)=g)的 单 调 递 减 区 间 为 A.(0
22、,4-oo)B.(l1+oo)D.(-0 0,-1)山(1+1)优 5.函 数 y=伍 1)的 图 象 的 大 致 形 状 是 X6.已 知 函 数/(x)=2(x tany B.In(x2+2)ln(y2+1)1 13 3C.D.x yx y8.已 知 函 数/(x)=-8+36x4O在 口,2)上 的 值 域 为 A,函 数 g(x)=2*+。在 1,2)上 的 值 域 为 8.若 x e A 是 x e 8 的 必 要 不 充 分 条 件,则。的 取 值 范 围 是 A.-4,+oo)B.(-14,-4C.-14T D.(-14,-HX)9.己 知/(无)是 定 义 域 为 R 的 偶
23、函 数,且 x 0 时,/(x)=(1)r,则 不 等 式 的 解 集 为 C.(-2,2)D.(-1,1)10.函 数/(x)=log2x+1与 g(x)=2-X T 在 同 一 平 面 直 角 坐 标 系 下 的 图 象 大 致 是11.设 函 数 与 g(X)=罐(a 1且 a w 2)在 区 间(o,+8)上 具 有 不 同 的 单 调 性,则 M=(a-1产(1V1与 N=上 的 大 小 关 系 是 a)A.M=N B.M NC.M N12.定 义 新 运 算 笆):当 m N n时,m n=m;当 m n 时,rn n=n.设 函 数/(x)=(2*笆)2)-(1 0 log2x)
24、-2 则 f(x)在(0,2)上 的 值 域 为 A.(0,12)B.(0,12C.(1,12)D.(1,12|2r i|x 2取 值 范 围 是 A.(16,32)B.(18,34)C.(17,35)D.(6,7)14.已 知 函 数/(x)=a*-2+1(a 0 且 a w l)的 图 象 过 定 点 P,则 点 尸 的 坐 标 为.15.已 知 Q+QT=3,则。2+。5=.16.已 知 函 数 y 的 定 义 域 为 R,则 实 数。的 取 值 范 围 是.17.已 知 函 数,(x)=X,若/(0)=2,则 实 数 a 的 值 是 _.loga(x-l),xl18.已 知 14=7=
25、4=2,则+=.a b c19.若 不 等 式-%2+2x+3 S 23a对 任 意 实 数 X都 成 立,则 实 数 a的 最 大 值 为.20.已 知 函 数/(x)=4 5 i n M 反 o s,若/=+,则 函 数 y=3+行 的 图 象 恒 过 定 点 21.已 知 函 数/(力=优+力(a0,a0l)的 定 义 域 和 值 域 都 是 1,0,则/=.22.(1)(0 _ 1)。+保)?+(逝 尸;(2)log525+1 g+InVe+2,og23.23.已 知 函 数/(x)=9加 台 山 一 生(1)若 m=1,求 方 程/(x)=0 的 根;若 对 任 意 xe1,1,8恒
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