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指数函数、对数函数、幂函数教案

一、指数函数
1.形如(0,0)x y a a a =>≠的函数叫做指数函数,其中自变量是x ,函数定义域是R ,值域是(0,)+∞.
2.指数函数(0,0)x y a a a =>≠恒经过点(0,1).
3.当1a >时,函数x y a =单调性为在R 上时增函数;
当01a <<时,函数x y a =单调性是在R 上是减函数.
二、对数函数
1. 对数定义:
一般地,如果a (10≠>a a 且)的b 次幂等于N , 即N a b =,那么就称b 是以a 为底N 的对数,记作 b N a =log ,其中,a 叫做对数的底数,N 叫做真数。

着重理解对数式与指数式之间的相互转化关系,理解,b a N =与log a b N =所表示的是,,a b N 三个量之间的同一个关系。

2. 对数的性质:
(1)零和负数没有对数;(2)log 10a =;(3)log 1a a =
这三条性质是后面学习对数函数的基础和准备,必须熟练掌握和真正理解。

3. 两种特殊的对数是:①常用对数:以10作底 10log N 简记为lg N
②自然对数:以e 作底(为无理数),e = 28…… , log e
N 简记为ln N . 4.对数恒等式(1)log b a a b =;(2)log a N a N =
要明确,,a b N 在对数式与指数式中各自的含义,在指数式b a N =中,a 是底数,b 是指数,N 是幂;在对数式log a b N =中,a 是对数的底数,N 是真数,b 是以a 为底N 的对数,虽然,,a b N 在对数式与指数式中的名称不同,但对数式与指数式有密切的联系:求
对数log a N 就是求b a N =中的指数,也就是确定a 的多少次幂等于N 。

三、幂函数
1.幂函数的概念:一般地,我们把形如y x α
=的函数称为幂函数,其中x 是自变量,α是
常数;
注意:幂函数与指数函数的区别.
2.幂函数的性质:
(1)幂函数的图象都过点(1,1);
(2)当0α>时,幂函数在[0,)+∞上单调递增;当0α<时,幂函数在(0,)+∞上 单调递减;
(3)当2,2α=-时,幂函数是 偶函数 ;当11,1,3,3α=-时,幂函数是 奇函数 .
四、精典范例
例1、已知f(x)=x 3·(2
1121+-x ); (1)判断函数的奇偶性;
(2)证明:f(x)>0.
【解】:(1)因为2x -1≠0,即2x
≠1,所以x ≠0,即函数f(x)的定义域为{x ∈R|x ≠0} . 又f(x)=x 3(21121+-x )=1212·23-+x x x , f(-x)=1
212·21212·2)(33-+=-+---x x x x x x =f(x), 所以函数f(x)是偶函数。

(2)当x>0时,则x 3>0,2x >1,2x
-1>0,所以f(x)=.01212·23>-+x x x 又f(x)=f(-x),当x<0时,f(x) =f(-x)>0.
综上述f(x)>0.
例2、已知f(x)=),(1
222·R x a a x x ∈+-+若f(x)满足f(-x)=-f(x). (1)求实数a 的值;(2)判断函数的单调性。

【解】:(1)函数f(x)的定义域为R ,又f(x)满足f(-x)= -f(x),
所以f(-0)= -f(0),即f(0)=0.所以02
22=-a ,解得a=1, (2)设x 1<x 2,得0<2x
1<2x
2,则f(x 1) -f(x 2)=121212122211+--+-x x x x =)12)(12()22(22121++-x x x x
所以f(x 1) -f(x 2)<0,即f(x 1)<f(x 2).所以f(x)在定义域R 上为增函数. 例3、已知f(x)=log 2(x+1),当点(x,y)在函数y=f(x)的图象上运动时,点(23y ,x )在函数y=g(x)的图象上运动。

(1)写出y=g(x)的解析式;
(2)求出使g(x)>f(x)的x 的取值范围;
(3)在(2)的范围内,求y=g(x) -f(x)的最大值。

【解】:(1)令t y s x ==2
,3,则x=2s,y=2t. 因为点(x,y)在函数y=f(x)的图象上运动,所以2t=log 2(3s+1),
即t=
21log 2(3s+1),所以g(x)= 2
1log 2(3s+1) (2)因为g(x)>f(x)所以21log 2(3x+1)>log 2(x+1) 即100
1)1(132<<⇒⎩⎨⎧>++>+x x x x (3)最大值是log 23-23 例4、已知函数f(x)满足f(x 2
-3)=lg .622
-x x (1)求f(x)的表达式及其定义域;
(2)判断函数f(x)的奇偶性;
(3)当函数g(x)满足关系f[g(x)]=lg(x+1)时,求g(3)的值.
解:(1)设x 2-3=t ,则x 2=t+3, 所以f(t)=lg 3
3lg 633-+=-++t t t t 所以f(x)=lg
33-+x x 解不等式03
3>-+x x ,得x<-3,或x>3. 所以f(x)-lg 3
3-+x x ,定义域为(-∞,-3)∪(3,+∞). (2)f(-x)=lg 3
3lg 33lg 33-+-=+-=--+-x x x x x x =-f(x). (3)因为f[g(x)]=lg(x+1),f(x)=lg 33-+x x , 所以lg )1lg(3
)(3)(+=-+x x g x g , 所以,13
)(3)(+=-+x x g x g
(01,03
)(3)(>+>-+x x g x g ). 解得g(x)=
x x )2(3+, 所以g(3)=5。

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