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4.2指数函数第一课时-人教A版(2021)高中数学必修第一册同步讲义

第四章指数函数与对数函数4.2指数函数第1课时指数函数的概念【课程标准】1.了解指数函数的概念2.区分两类指数函数,了解不同点。

3.掌握指数函数的性质【知识要点归纳】1.指数函数的定义一般地,函数(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.特别提醒:(1)规定y=a x中a>0,且a≠1的理由:①当a≤0时,a x可能无意义;②当a>0时,x可以取任何实数;③当a=1时,a x=1 (x∈R),无研究价值.因此规定y=a x中a>0,且a≠1.(2)要注意指数函数的解析式:①底数是大于0且不等于1的常数.②指数函数的自变量必须位于指数的位置上.③a x的系数必须为1.④指数函数等号右边不能是多项式,如y=2x+1不是指数函数.2.指数函数的图象和性质指数函数y=a x(a>0,且a≠1)的图象和性质如下表:R 判断一个函数是指数函数的方法(1)形式:只需判断其解析式是否符合y =a x (a >0,且a ≠1)这一结构特征. (2)看是否具备指数函数解析式具有的三个特征.只要一个特征不具备,则该函数不是指数函数.例1 下列函数中是指数函数的是________.(填序号)[跟踪训练] 1 (1)函数f (x )=(m 2-m +1)a x (a >0,且a ≠1)是指数函数,则m =________.(2)若函数f (x )是指数函数,且f (2)=2,则f (x )=( )A.(2)xB.2xC.⎝ ⎛⎭⎪⎫12xD.⎝ ⎛⎭⎪⎫22x()()()()()()()2123231=________.x x f x a a a f x a a a f =-=-例2.函数是指数函数,则的取值范围是________.函数是指数函数,则例3.已知指数函数的图像过点(2,81),求这个函数的解析式指数函数图象问题(1)指数函数的图象过定点(0,1),求指数型函数图象所过的定点时,只要令指数为0,求出对应的y 的值,即可得函数图象所过的定点. (2)巧用图象变换:函数图象的平移变换(左右平移、上下平移). (3)利用函数的性质:奇偶性与单调性.例2 (1) 函数f (x )=a x +1-2(a >0且a ≠1)的图象恒过定点________.[跟踪训练] 2 (1)已知函数f (x )=4+a x +1(a >0,且a ≠1)的图象经过定点P ,则点P 的坐标是( )A.(-1,5)B.(-1,4)C.(0,4)D.(4,0) (2)函数y =2|x |的图象是( )【当堂检测】一.选择题(共6小题)1.若函数(21)(x y a x =-是自变量)是指数函数,则a 的取值范围是( )A .0a >且1a ≠B .0a 且1a ≠C .12a >且1a ≠ D .12a2.函数()2x f x =和函数1()()2x g x =的图象关于( )对称.A .原点B .y x =C .y 轴D .x 轴3.若函数1(0x m y a a +=+>且1)a ≠的图象恒过定点(1,2)P -,则m 的值是( ) A .1-B .0C .1D .24.已知0.60.3a =,0.50.3b =,0.50.4c =,则( ) A .a b c >>B .a c b >>C .b c a >>D .c b a >>5.下列函数不是指数函数的是( ) A .12x y +=B .3x y -=C .4x y =D .32x y =6.函数x y a =在[0,1]上最大值与最小值的和为3,则(a = )A .2B .12C .4D .14二.填空题(共2小题)7.已知函数1()32x f x a -=+的图象恒过定点P ,则点P 的坐标是 .8.已知函数23(0,1)x y a a a -=+>≠的图象恒过定点A ,且点A 在幂函数()y f x =的图象上,则()f x = .当堂检测答案一.选择题(共6小题)1.若函数(21)(x y a x =-是自变量)是指数函数,则a 的取值范围是( )A .0a >且1a ≠B .0a 且1a ≠C .12a >且1a ≠ D .12a【分析】根据指数函数的定义,列出不等式组求出a 的取值范围. 【解答】解:函数(21)(x y a x =-是自变量)是指数函数,则210211a a ->⎧⎨-≠⎩,解得12a >且1a ≠;所以a 的取值范围是1{|2a a >且1}a ≠. 故选:C .【点评】本题考查了指数函数的定义与应用问题,是基础题. 2.函数()2x f x =和函数1()()2x g x =的图象关于( )对称.A .原点B .y x =C .y 轴D .x 轴【分析】根据1()2()()2x x f x g x --===,即可得到结论.【解答】解:1()2()()2x x f x g x --===,∴函数()2x f x =和函数1()()2x g x =的图象关于y 轴对称,故选:C .【点评】本题考查了指数函数的图象和性质,属于基础题.3.若函数1(0x m y a a +=+>且1)a ≠的图象恒过定点(1,2)P -,则m 的值是( ) A .1-B .0C .1D .2【分析】令0x m +=求出x 的值和此时y 的值,从而求出函数的图象恒过定点坐标,即可求出m 的值.【解答】解:令0x m +=得:x m =-,此时012y a =+=, 所以函数的图象恒过定点(,2)m -, 即点(,2)P m -,所以1m -=-,即1m =, 故选:C .【点评】本题主要考查了指数型函数过定点问题,令指数整体为0是本题的解题关键,是基础题.4.已知0.60.3a =,0.50.3b =,0.50.4c =,则( ) A .a b c >>B .a c b >>C .b c a >>D .c b a >>【分析】由题意利用指数函数、幂函数的单调性和特殊点,判断a 、b 、c 的大小关系. 【解答】解:函数0.3x y =在R 上是减函数,0.60.5>, 0.50.60.30.3∴>,即b a >.又函数0.5y x ==(0,)+∞上是增函数,0.40.3>,0.50.50.40.3∴>,即c b >.综上,可得c b a >>, 故选:D .【点评】本题主要考查指数函数、幂函数的单调性和特殊点,属于基础题. 5.下列函数不是指数函数的是( ) A .12x y +=B .3x y -=C .4x y =D .32x y =【分析】由指数函数的定义即可判断出选项A 不是指数函数. 【解答】解:指数函数是形如(0x y a a =>且1)a ≠的函数,对于1:222x x A y +==⨯,系数不是1,所以不是指数函数; 对于1:3()3x x B y -==,符合指数函数的定义,所以是指数函数;对于:4x C y =,符合指数函数的定义,所以是指数函数;对于3:28x x D y ==,符合指数函数的定义,所以是指数函数; 故选:A .【点评】本题主要考查了指数函数的定义,是基础题.6.函数x y a =在[0,1]上最大值与最小值的和为3,则(a = )A .2B .12C .4D .14【分析】由x y a =的单调性,可得其在0x =和1时,取得最值,列出方程求出a 的值.【解答】解:根据题意,由x y a =的单调性,可知其在[0,1]上是单调函数,即当0x =和1时,取得最值, 即013a a +=,可得01a =, 则12a =, 即2a =, 故选:A .【点评】本题考查了指数函数的单调性以及其图象的特殊点问题,是基础题目. 二.填空题(共2小题)7.已知函数1()32x f x a -=+的图象恒过定点P ,则点P 的坐标是 (1,5) . 【分析】令10x -=求出x 的值和此时y 的值,从而求出点P 的坐标. 【解答】解:令10x -=得:1x =,此时032325y a =+=+=,∴函数()f x 的图象恒过定点(1,5),即点(1,5)P , 故答案为:(1,5).【点评】本题主要考查了指数型函数过定点问题,令a 的指数整体等于0是本题的解题关键,是基础题.8.已知函数23(0,1)x y a a a -=+>≠的图象恒过定点A ,且点A 在幂函数()y f x =的图象上,则()f x = 2x .【分析】令幂指数等于0,求得x 、y 的值,可得点A 的坐标,再利用待定系数法求幂函数的解析式.【解答】解:对于函数23(0,1)x y a a a -=+>≠,令20x -=,求得2x =,4y =,可得它的的图象恒过定点(2,4)A ,点A 在幂函数()y f x =的图象上,∴设()f x x α=,则有42α=,2α∴=,则2()f x x =, 故答案为:2x .【点评】本题主要考查指数函数的单调性和特殊点,用待定系数法求幂函数的解析式,属于基础题.。

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