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指数函数

指数函数概念:一般地,函数y=a^x(a>0,且a≠1)叫做指数函数,其中x是自变量,函数的定义域是R。

注意:⒈指数函数对外形要求严格,前系数要为1,否则不能为指数函数。

⒉指数函数的定义仅是形式定义。

指数函数的图像与性质:规律:1. 当两个指数函数中的a互为倒数时,两个函数关于y轴对称,但这两个函数都不具有奇偶性。

2.当a>1时,底数越大,图像上升的越快,在y轴的右侧,图像越靠近y轴;当0<a<1时,底数越小,图像下降的越快,在y轴的左侧,图像越靠近y轴。

在y轴右边“底大图高”;在y轴左边“底大图低”。

3.四字口诀:“大增小减”。

即:当a >1时,图像在R 上是增函数;当0<a <1时,图像在R 上是减函数。

4. 指数函数既不是奇函数也不是偶函数。

比较幂式大小的方法:1. 当底数相同时,则利用指数函数的单调性进行比较;2. 当底数中含有字母时要注意分类讨论;3. 当底数不同,指数也不同时,则需要引入中间量进行比较;4.对多个数进行比较,可用0或1作为中间量进行比较底数的平移:在指数上加上一个数,图像会向左平移;减去一个数,图像会向右平移。

在f(X)后加上一个数,图像会向上平移;减去一个数,图像会向下平移。

对数函数1.对数函数的概念由于指数函数y=a x 在定义域(-∞,+∞)上是单调函数,所以它存在反函数,我们把指数函数y=a x (a >0,a ≠1)的反函数称为对数函数,并记为y=log a x(a >0,a ≠1).因为指数函数y=a x 的定义域为(-∞,+∞),值域为(0,+∞),所以对数函数y=log a x 的定义域为(0,+∞),值域为(-∞,+∞).2.对数函数的图像与性质对数函数与指数函数互为反函数,因此它们的图像对称于直线y=x . 据此即可以画出对数函数的图像,并推知它的性质.为了研究对数函数y=log a x(a >0,a ≠1)的性质,我们在同一直角坐标系中作出函数y=log 2x ,y=log 10x ,y=log 10x,y=log 21x,y=log 101x 的草图由草图,再结合指数函数的图像和性质,可以归纳、分析出对数函数y=log a x(a>0,a≠1)的图像的特征和性质.见下表.图象a>1 a<1性质(1)x>0(2)当x=1时,y=0(3)当x>1时,y>00<x<1时,y<0(3)当x>1时,y<00<x<1时,y>0 (4)在(0,+∞)上是增函数(4)在(0,+∞)上是减函数补充性质设y1=log a x y2=log b x其中a>1,b>1(或0<a<1 0<b<1) 当x>1时“底大图低”即若a>b则y1>y2当0<x<1时“底大图高”即若a>b,则y1>y2比较对数大小的常用方法有:(1)若底数为同一常数,则可由对数函数的单调性直接进行判断.(2)若底数为同一字母,则按对数函数的单调性对底数进行分类讨论.(3)若底数不同、真数相同,则可用换底公式化为同底再进行比较.(4)若底数、真数都不相同,则常借助1、0、-1等中间量进行比较.3.指数函数与对数函数对比幂函数幂函数的图像与性质幂函数ny x =随着n 的不同,定义域、值域都会发生变化,可以采取按性质和图像分类记忆的方法.熟练掌握n y x =,当112,1,,,323n =±±±的图像和性质,列表如下. 从中可以归纳出以下结论:① 它们都过点()1,1,除原点外,任何幂函数图像与坐标轴都不相交,任何幂函数图像都不过第四象限.② 11,,1,2,332a =时,幂函数图像过原点且在[)0,+∞上是增函数.③ 1,1,22a =---时,幂函数图像不过原点且在()0,+∞上是减函数.④ 何两个幂函数最多有三个公共点..定义域R R R奇偶性奇奇奇非奇非偶奇在第Ⅰ象限的增减性在第Ⅰ象限单调递增在第Ⅰ象限单调递增在第Ⅰ象限单调递增在第Ⅰ象限单调递增在第Ⅰ象限单调递减ny x=奇函数偶函数非奇非偶函数1n>01n<<0 n<O xyO xyO xyO xyO xyO xyO xyO xyO xy幂函数y x α=(x ∈R ,α是常数)的图像在第一象限的分布规律是:①所有幂函数y x α=(x ∈R ,α是常数)的图像都过点)1,1(;②当21,3,2,1=α时函数y x α=的图像都过原点)0,0(;③当1=α时,y x α=的的图像在第一象限是第一象限的平分线(如2c );④当3,2=α时,y x α=的的图像在第一象限是“凹型”曲线(如1c )⑤当21=α时,y x α=的的图像在第一象限是“凸型”曲线(如3c )⑥当1-=α时,y x α=的的图像不过原点)0,0(,且在第一象限是“下滑”曲线(如4c )当0>α时,幂函数y x α=有下列性质:(1)图象都通过点)1,1(),0,0(;(2)在第一象限内都是增函数;(3)在第一象限内,1>α时,图象是向下凸的;10<<α时,图象是向上凸的; (4)(在第一象限内,过点)1,1(后,图象向右上方无限伸展。

当0<α时,幂函数y x α=有下列性质:1)图象都通过点)1,1(;2)在第一象限内都是减函数,图象是向下凸的;3)在第一象限内,图象向上与y 轴无限地接近;向右无限地与x 轴无限地接近; 4)在第一象限内,过点)1,1(后,α越大,图象下落的速度越快。

无论α取任何实数,幂函数y x α=的图象必然经过第一象限,并且一定不经过第四象限。

对号函数函数xbax y +=(a>0,b>0)叫做对号函数,因其在(0,+∞)的图象似符号“√”而得名,利用对号函数的图象及均值不等式,当x>0时,a b x b ax 2≥+(当且仅当x b ax =即abx =时取等号),由此可得函数xbax y +=(a>0,b>0,x ∈R +)的性质:当ab x =时,函数x b ax y +=(a>0,b>0,x ∈R +)有最小值a b2,特别地,当a=b=1时函数有最小值2。

函数x b ax y +=(a>0,b>0)在区间(0,a b )上是减函数,在区间(ab,+∞)上是增函数。

因为函数x b ax y +=(a>0,b>0)是奇函数,所以可得函数xbax y +=(a>0,b>0,x ∈R -) 性质:当a b x -=时,函数x b ax y +=(a>0,b>0,x ∈R -)有最大值-a b 2,特别地,当a=b=1时函数有最大值-2。

函数x b ax y +=(a>0,b>0)在区间(-∞,-a b )上是增函数,在区间(-ab,0)上是减函奇函数和偶函数如果对于函数f(x)的定义域内的任意一个x 值,都有f(-x)=-(x).那么就称f(x)为奇函数.如果对于函数f(x)的定义域内的任意一个x 值,都有f(-x)=f(x),那么就称f(x)为偶函数.说明:(1)由奇函数、偶函数的定义可知,只有当f(x)的定义域是关于原点成对称的若干区间时,才有可能是奇 (2)判断是不是奇函数或偶函数,不能轻率从事,例如判断f(x) 是不易的.为了便于判断有时可采取如下办法:计算f(x)+f(-x),视其结果而说明是否是奇函数.用这个方法判断此函数较为方便:f(x) (3)判断函数的奇偶性时,还应注意是否对定义域内的任何x 值,当x ≠0时,显然有f(-x)=-f(x),但当x=0时,f(-x)=f(x)=1,∴f(x)为非奇非偶函数.(4)奇函数的图象特征是关于坐标原点为对称的中心对称图形;偶函数的图象特征是关于y 轴为对称轴的对称图形.(5)函数的单调性与奇偶性综合应用时,尤其要注意由它们的定义出发来进行论证.例 如果函数f(x)是奇函数,并且在(0,+∞)上是增函数,试判断在(-∞,0)上的增减性. 解 设x1,x2∈(-∞,0),且x1<x2<0 则有-x1>-x2>0,∵f(x)在(0,+∞)上是增函数, ∴f(-x1)>f(-x2) 又∵f(x)是奇函数,∴f(x)=-f(x)对任意x 成立,∴=-f(x1)>-f(x2)∴f(x1)<f(x2).∴f(x)在(-∞,0)上也为增函数.由此可得出结论:一个奇函数若在(0,+∞)上是增函数,则在(-∞,0)上也必是增函数,即奇函数在(0,+∞)上与(-∞,0)上的奇偶性相同.类似地可以证明,偶函数在(0,+∞)和(-∞,0)上的奇偶性恰好相反.时,f(x)的解析式解∵x<0,∴-x>0.又∵f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x).偶函数图象对称性的拓广与应用我们知道,如果对于函数y=f(x)定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么函数y=f(x)就叫做偶函数.偶函数的图象关于y轴对称,反之亦真.由此可拓广如下:如果存在常数a,b,对于函数y=f(x)定义域内任意一个x,a+x,b-x仍在(a+b-x,f(x)),而f(a+b-x)=f[a+(b-x)]=f[b-(b-x)]=f(x),对称点P'(a+b-x,称:。

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