高考數(shù)學(xué)人教A版理科含答案導(dǎo)學(xué)案【第二章】函數(shù)與基本初等函數(shù)I 學(xué)案7

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1、 精品資料 學(xué)案7　指數(shù)與指數(shù)函數(shù) 導(dǎo)學(xué)目標(biāo)： 1.了解指數(shù)函數(shù)模型的實(shí)際背景.2.理解有理指數(shù)冪的含義，了解實(shí)數(shù)指數(shù)冪的意義，掌握冪的運(yùn)算． 3．理解指數(shù)函數(shù)的概念，并掌握指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性與函數(shù)圖象通過的特殊點(diǎn).4.知道指數(shù)函數(shù)是一類重要的函數(shù)模型． 自主梳理 1．指數(shù)冪的概念 (1)根式 如果一個(gè)數(shù)的n次方等于a(n>1且n∈N*)，那么這個(gè)數(shù)叫做a的n次方根．也就是，若xn＝a，則x叫做________，其中n>1且n∈N*.式子叫做________，這里n叫做________，a叫做____________． (

2、2)根式的性質(zhì) ①當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，正數(shù)的n次方根是一個(gè)正數(shù)，負(fù)數(shù)的n次方根是一個(gè)負(fù)數(shù)，這時(shí)，a的n次方根用符號(hào)________表示． ②當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，正數(shù)的n次方根有兩個(gè)，它們互為相反數(shù)，這時(shí)，正數(shù)的正的n次方根用符號(hào)________表示，負(fù)的n次方根用符號(hào)________表示．正負(fù)兩個(gè)n次方根可以合寫成________(a>0)． ③()n＝____. ④當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，＝|a|＝ ⑤當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，＝____. ⑥負(fù)數(shù)沒有偶次方根． ⑦零的任何次方根都是零． 2．有理指數(shù)冪 (1)分?jǐn)?shù)指數(shù)冪的表示 ①正數(shù)的正分?jǐn)?shù)指數(shù)冪是 ＝________(a>0，m，n∈N*，n>1)．

3、 ②正數(shù)的負(fù)分?jǐn)?shù)指數(shù)冪是 ＝____________＝______________(a>0，m，n∈N*，n>1)． ③0的正分?jǐn)?shù)指數(shù)冪是______，0的負(fù)分?jǐn)?shù)指數(shù)冪無意義． (2)有理指數(shù)冪的運(yùn)算性質(zhì) ①aras＝________(a>0，r，s∈Q)． ②(ar)s＝________(a>0，r，s∈Q)． ③(ab)r＝________(a>0，b>0，r∈Q)． 3．指數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì) a>1 00時(shí)，____

4、__；當(dāng)x<0時(shí)，______ (5)當(dāng)x>0時(shí)，________；當(dāng)x<0時(shí)，______ (6)在(－∞，＋∞) 上是______ (7)在(－∞，＋∞) 上是______ 自我檢測(cè) 1．下列結(jié)論正確的個(gè)數(shù)是 (　　) ①當(dāng)a<0時(shí)，＝a3； ②＝|a|； ③函數(shù)y＝－(3x－7)0的定義域是(2，＋∞)； ④若100a＝5,10b＝2，則2a＋b＝1. A．0 B．1 C．2 D．3 2．函數(shù)y＝(a2－3a＋3)ax是指數(shù)函數(shù)，則有

5、 (　　) A．a(chǎn)＝1或a＝2 B．a(chǎn)＝1 C．a(chǎn)＝2 D．a(chǎn)>0且a≠1 3．如圖所示的曲線C1，C2，C3，C4分別是函數(shù)y＝ax，y＝bx，y＝cx，y＝dx的圖象，則a，b，c，d的大小關(guān)系是 (　　) A．a(chǎn)1，b>0，且ab＋a－b＝2，則ab－a－b的值等于

6、 (　　) A. B．2或－2 C．－2 D．2 5．(2011六安模擬)函數(shù)f(x)＝ax－b的圖象如圖，其中a、b為常數(shù)，則下列結(jié)論正確的是(　　) A．a(chǎn)>1，b<0 B．a(chǎn)>1，b>0 C．00 D．00)的結(jié)果是 (　　) A.

7、 B．a(chǎn)b C. D．a(chǎn)2b 探究點(diǎn)二　指數(shù)函數(shù)的圖象及其應(yīng)用 例2　已知函數(shù)y＝()|x＋1|. (1)作出函數(shù)的圖象(簡(jiǎn)圖)； (2)由圖象指出其單調(diào)區(qū)間； (3)由圖象指出當(dāng)x取什么值時(shí)有最值，并求出最值． 變式遷移2　(2009山東)函數(shù)y＝的圖象大致為 (　　) 探究點(diǎn)三　指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用 例3　如果函數(shù)y＝a2x＋2ax－1(a>0且a≠1)在區(qū)間[－1,1]上的最大值是14，求a的值． 變式遷移3　(2011龍巖月考)已知函數(shù)f(x)＝(＋)x3. (1)求f(x)

8、的定義域； (2)證明：f(－x)＝f(x)； (3)證明：f(x)>0. 分類討論思想的應(yīng)用 例　(12分)已知f(x)＝(ax－a－x)(a>0且a≠1)． (1)判斷f(x)的奇偶性； (2)討論f(x)的單調(diào)性； (3)當(dāng)x∈[－1,1]時(shí)f(x)≥b恒成立，求b的取值范圍． 【答題模板】 解　(1)函數(shù)定義域?yàn)镽，關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱． 又因?yàn)閒(－x)＝(a－x－ax)＝－f(x)， 所以f(x)為奇函數(shù)．[3分] (2)當(dāng)a>1時(shí)，a2－1>0， y＝ax為增函數(shù)，y＝a－x為減函數(shù)，從而y＝ax－a－x為增函數(shù)， 所以f(x)為增函數(shù)．[

9、5分] 當(dāng)00，且a≠1時(shí)，f(x)在定義域內(nèi)單調(diào)遞增．[7分] (3)由(2)知f(x)在R上是增函數(shù)， ∴在區(qū)間[－1,1]上為增函數(shù)， ∴f(－1)≤f(x)≤f(1)， ∴f(x)min＝f(－1)＝(a－1－a)＝ ＝－1.[10分] ∴要使f(x)≥b在[－1,1]上恒成立，則只需b≤－1， 故b的取值范圍是(－∞，－1]．[12分] 【突破思維障礙】 本例第(2)(3)問是難點(diǎn)，討論f(x)的單調(diào)性對(duì)參數(shù)a如何分類，分類的標(biāo)準(zhǔn)

10、和依據(jù)是思維障礙之一． 【易錯(cuò)點(diǎn)剖析】 在(2)中，函數(shù)的單調(diào)性既與ax－a－x有關(guān)，還與的符號(hào)有關(guān)，若沒考慮的符號(hào)就會(huì)出錯(cuò)，另外分類討論完，在表達(dá)單調(diào)性的結(jié)論時(shí)，要綜合討論分類的情況，如果沒有一個(gè)總結(jié)性的表達(dá)也要扣分，在表達(dá)時(shí)如果不呈現(xiàn)a的題設(shè)條件中的范圍也是錯(cuò)誤的． 1．一般地，進(jìn)行指數(shù)冪的運(yùn)算時(shí)，化負(fù)指數(shù)為正指數(shù)，化根式為分?jǐn)?shù)指數(shù)冪，化小數(shù)為分?jǐn)?shù)進(jìn)行運(yùn)算，便于用運(yùn)算性質(zhì)進(jìn)行乘、除、乘方、開方運(yùn)算，可以達(dá)到化繁為簡(jiǎn)的目的． 2．比較兩個(gè)指數(shù)冪大小時(shí)，盡量化同底數(shù)或同指數(shù)，當(dāng)?shù)讛?shù)相同，指數(shù)不同時(shí)，構(gòu)造同一指數(shù)函數(shù)，然后比較大??；當(dāng)指數(shù)相同，底數(shù)不同時(shí)，構(gòu)造兩個(gè)指數(shù)函數(shù)，利用圖象比

11、較大?。? 3．指數(shù)函數(shù)在同一直角坐標(biāo)系中的圖象的相對(duì)位置與底數(shù)大小的關(guān)系如圖所示，則0

12、11金華月考)函數(shù)y＝(00，a≠1)有兩個(gè)不等實(shí)根，則a的取值范圍是(　　) A．(0,1)∪(1，＋∞) B．(0,1) C．(1，＋∞)

13、 D．(0，) 題號(hào) 1 2 3 4 5 答案 二、填空題(每小題4分，共12分) 6．(2011嘉興月考)函數(shù)f(x)＝(a>0且a≠1)是R上的減函數(shù)，則a的取值范圍是________． 7．(2010江蘇)設(shè)函數(shù)f(x)＝x(ex＋ae－x)，x∈R是偶函數(shù)，則實(shí)數(shù)a＝________. 8．若函數(shù)f(x)＝ax－1(a>0且a≠1)的定義域和值域都是[0,2]，則實(shí)數(shù)a的值為________． 三、解答題(共38分) 9．(12分)(2011衡陽模擬)已知定義域?yàn)镽的函數(shù)f(x)＝是奇函數(shù)． (1)求a，b的值； (2)若對(duì)任意

14、的t∈R，不等式f(t2－2t)＋f(2t2－k)<0恒成立，求k的取值范圍． 10．(12分)(2010北京豐臺(tái)區(qū)期末)已知函數(shù)f(x)＝3x，f(a＋2)＝18，g(x)＝λ3ax－4x的定義域?yàn)閇0,1]． (1)求a的值． (2)若函數(shù)g(x)在區(qū)間[0,1]上是單調(diào)遞減函數(shù)，求實(shí)數(shù)λ的取值范圍． 11．(14分)(2011東莞模擬)函數(shù)y＝1＋2x＋4xa在x∈(－∞，1]上y>0恒成立，求a的取值范圍． 答案 自主梳理 1．(1)a的n次方根　根式　根指數(shù)　被開方數(shù)　(2)① ②　－　?、踑　⑤a　2.(1)①?、凇　、?　

15、(2)①ar＋s　②ars?、踑rbr　3.(1)R　(2)(0，＋∞)　(3)(0,1)　(4)y>1　01　(6)增函數(shù)　(7)減函數(shù) 自我檢測(cè) 1．B　[只有④正確．①中a<0時(shí)，>0，a3<0，所以≠a3；②中，n為奇數(shù)時(shí)且a<0時(shí)，＝a；③中定義域?yàn)閇2，)∪(，＋∞)．] 2．C　[∵y＝(a2－3a＋3)ax是指數(shù)函數(shù)，∴a2－3a＋3＝1，解得a＝2或a＝1(舍去)．] 3．D　[y軸左、右的圖象對(duì)應(yīng)函數(shù)的底數(shù)按逆時(shí)針方向增大．所以c>d>1,1>a>b>0.] 4．D　[(ab－a－b)2＝(ab＋a－b)2－4＝4， ∵a>1，b

16、>0，∴ab>1,0

17、x＋9＝0解得x1＝，x2＝9，且a

18、法二　①由y＝()|x|可知函數(shù)是偶函數(shù)，其圖象關(guān)于y軸對(duì)稱，故先作出y＝()x的圖象，保留x≥0的部分，當(dāng)x<0時(shí)，其圖象是將y＝()x(x≥0)圖象關(guān)于y軸對(duì)折，從而得出y＝()|x|的圖象． ②將y＝()|x|向左移動(dòng)1個(gè)單位，即可得y＝()|x＋1|的圖象，如圖所示． (2)由圖象知函數(shù)在(－∞，－1]上是增函數(shù)，在[－1，＋∞)上是減函數(shù)． (3)由圖象知當(dāng)x＝－1時(shí)，有最大值1，無最小值． 變式遷移2　A　[y＝＝1＋，當(dāng)x>0時(shí)，e2x－1>0，且隨著x的增大而增大，故y＝1＋>1且隨著x的增大而減小，即函數(shù)y在(0，＋∞)上恒大于1且單調(diào)遞減．又函數(shù)y是奇函數(shù)，故只有A

19、正確．] 例3　解題導(dǎo)引　1.指數(shù)函數(shù)y＝ax(a>0且a≠1)的圖象與性質(zhì)與a的取值有關(guān)，要特別注意區(qū)分a>1與01時(shí)，t∈[a－1，a]， ∴ymax＝a2＋2a－1＝14，解得a＝3，滿足 a>1； (2)當(dāng)0

20、x≠0， 所以定義域?yàn)?－∞，0)∪(0，＋∞)． (2)證明　f(x)＝(＋)x3可化為f(x)＝x3， 則f(－x)＝(－x)3 ＝x3＝f(x)， 所以f(－x)＝f(x)． (3)證明　當(dāng)x>0時(shí)，2x>1，x3>0， 所以(＋)x3>0. 因?yàn)閒(－x)＝f(x)， 所以當(dāng)x<0時(shí)，f(x)＝f(－x)>0. 綜上所述，f(x)>0. 課后練習(xí)區(qū) 1．B　[由y＝中≥0，所以y＝≥20＝1，即函數(shù)的值域?yàn)閇1，＋∞)．] 2．D　[函數(shù)的定義域?yàn)閧x|x∈R，x≠0}，且y＝＝.當(dāng)x>0時(shí)，函數(shù)是一個(gè)指數(shù)函數(shù)，其底數(shù)a滿足0

21、，函數(shù)圖象與指數(shù)函數(shù)y＝ax的圖象關(guān)于x軸對(duì)稱，函數(shù)遞增．] 3．D　[函數(shù)定義域?yàn)镽，關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱， ∵f(－x)＝＝＝f(x)， ∴f(x)是偶函數(shù)，圖象關(guān)于y軸對(duì)稱．] 4．A　[當(dāng)x<0時(shí)，0<2x<1，此時(shí)f(x)＝2x； 當(dāng)x≥0時(shí)，2x≥1，此時(shí)f(x)＝1. 所以f(x)＝12x＝] 5．D　[方程|ax－1|＝2a有兩個(gè)不等實(shí)根可轉(zhuǎn)化為函數(shù)y＝|ax－1|與函數(shù)y＝2a有兩個(gè)不同交點(diǎn)，作出函數(shù)y＝|ax－1|的圖象，從圖象觀察可知只有0<2a<1時(shí)，符合題意，即0

22、1 解析　設(shè)g(x)＝ex＋ae－x，則f(x)＝xg(x)是偶函數(shù)． ∴g(x)＝ex＋ae－x是奇函數(shù)． ∴g(0)＝e0＋ae－0＝1＋a＝0， ∴a＝－1. 8. 解析　當(dāng)a>1時(shí)，f(2)＝2， ∴a2－1＝2，a＝，經(jīng)驗(yàn)證符合題意； 當(dāng)0

23、………………………………………………………(4分) (2)由(1)知f(x)＝＝－＋. 由上式易知f(x)在(－∞，＋∞)上為減函數(shù)．…………………………………………(6分) 又因f(x)是奇函數(shù)， 從而不等式f(t2－2t)<－f(2t2－k) ＝f(－2t2＋k)．……………………………………………………………………………(8分) 因?yàn)閒(x)是減函數(shù)，由上式推得t2－2t>－2t2＋k. 即對(duì)一切t∈R有3t2－2t－k>0. 從而判別式Δ＝4＋12k<0，解得k<－.………………………………………………(12分) 10．解　方法一　(1)由已知得3a＋2＝18?3a＝

24、2?a＝log32.…………………………(4分) (2)此時(shí)g(x)＝λ2x－4x， 設(shè)0≤x10恒成立，……………………………(8分) 即λ<恒成立．由于＝2，所以，實(shí)數(shù)λ的取值范圍是λ≤2. ……………………………………………………………………………………………(12分) 方法二　(1)由已知得3a＋2＝18?3a＝2?a＝log32. ……………………………………………………………………………………………(4分) (2)此時(shí)g(x)＝λ2x－4x， 因?yàn)間(x)在區(qū)間[0,1]上是

25、單調(diào)減函數(shù)， 所以有g(shù)′(x)＝λln 22x－ln 44x＝2xln 2(－22x＋λ)≤0成立，…………………………(8分) 所以只需要λ≤22x恒成立．所以實(shí)數(shù)λ的取值范圍是λ≤2.…………………………(12分) 11．解　由題意得1＋2x＋4xa>0在x∈(－∞，1]上恒成立， 即a>－在x∈(－∞，1]上恒成立．………………………………………………(6分) 又因?yàn)椋剑?)2x－()x， 設(shè)t＝()x， ∵x≤1，∴t≥ 且函數(shù)f(t)＝－t2－t＝－(t＋)2＋(t≥) 在t＝時(shí)，取到最大值． ∴()x＝即x＝1時(shí)，－的最大值為－，………………………………………(12分) ∴a>－.…………………………………………………………………………………(14分)