指数函数的图像及性质的应用
(1) y 2x1, y 2x2
作出图象,显示出函数数据表
x
-3 -2 -1 0 1 2 3
y 2x 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8
y 2x1 0.25 0.5
1
2
4
8
1 6
y 2x2
0.5
1
2
4
8
1 6
3 2
比较函数
y 2x
y 2x1 y 2x2 的图象关系.
例3、根据条件,确定实数x的取值范围
(1).2x 0.5
(2).2x 1
(3).0.22x1 1 25
(4).8 ( 1 )2x1 2
解:(2).2x 1 20
y 2x 在R上单调递增
x 0
单调性应用简单的指数不等式
例3、根据条件,确定实数x的取值范围
(1).2x 0.5
则
f
(
x1
)
(
1 5
) x12
2
x1
,
f
(
x
2
)
(
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 )x22 2 x 5
2
,
∵f(x1)>0, f(x2)>0,
f ( x2 ) ( 1 )x22 2 x2 x12 2x1 f ( x1 ) 5
( 1 ) . ( x2 x1 )( x2 x1 2) 5
∵ x1<x2≤1,
当x 0时,y 1 当x 0时,0 y 1
指数函数图象的变换 一(平移问题)
例1.说明下列函数图象与指数函数y=2x的 图象关系,并画出它们的图象:
(1) y 2x1, y 2x2; (2) y 2x1, y 2x2;
(3) y 2x 1, y 2x 1.
(x)
2x 2 x 1
b a
是奇函数
(1)求a,
b的值(2)若对任意t
R,
不等式
利用 f(0)=
0
f (t 2 2t) f (2t 2 k) 0恒成立,求k的取值范围。
解:(1) f (x)为奇函数,定义域为 R f (0) 0
即-1 b 0 b 1 2a
单调性应用简单的指数不等式
例3、根据条件,确定实数x的取值范围
(1).2x 0.5
(2).2x 1
(3).0.22x1 1 25
(4).8 ( 1 )2x1 2
解:(1).2x 0.5 1 21 2
y 2x 在R上单调递增
x 1
单调性应用简单的指数不等式
(2) y 2x1, y 2x2
作出图象,显示出函数数据表
x
-3
-2 -1 0 1 2 3
y 2x 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8
y 2x1 0.0625 0.125 0.25 0.5 1 2 4
y 2x2 0.0312
5
0.062 5
0.12 5
0.2 5
∴ x2-x1>0, x1+x2-2<0. 此时 (x2-x1)(x1+x2-2)<0.
( 1 )( x2 x1 )( x2 x1 2) 5
( 1 )0 5
f ( x2 ) 1, f ( x1 )
即
f ( x2 ) f ( x1).
所以 f( x ) 在 (-∞,1]上为增函数.
【注意】 以上不等式为同底型:af(x)>ag(x)(a> 0,且 a≠1)形式,解此种不等式的依据是指数函 数的单调性,要养成判断底数取值范围的习惯, 若不确定,就需进行讨论,即
af(x)>ag(x)⇔fx>gx,a>1. fx<gx,0<a<1.
思考:
本例中,若将“a-5x>ax+7(a>0,且a≠1)” 改为“(a2+a+2)-5x>(a2+a+2)x+7”,如何求 解?
y (1)u 在定义域内单调递减, 5
而y (1)x2 2x 在(- ,1]上单调递增。 5
复合函数的单调性
内u=g(x) 增函数 减函数 增函数 减函数
外y=f(u) 增函数 减函数 减函数 增函数
复
增函数 增函数 减函数 减函数
y=f[g(x)]
规律:
当内外函数的单调性相同时,其复合函数是增函数;
归纳 指数函数在底数 0 a 1 及 a 1 这两种
情况下的图象和性质:
0 a 1
a 1
y=ax
y
y
y=ax
(0<a<1)
图
(0,1)
(a>1)
象
y=1 y=1
(0,1)
0
x
定义域: R
0
x
值域:(0,+∞)
性 过定点(0,1),即x=0时,y=1
质
在R上是减函数
在R上是增函数
当x 0时,y 1 当x 0时,0 y 1
(1).2x 0.5
(2).2x 1
(3).0.22x1 1 25
(4).8 ( 1 )2x1 2
解:(4).8 ( 1 )2x1即23 2(2x1) 2
解指数型不y等 式2x 在,R将上不单等调递式增两边化 为底数相同的指数式,再利用函数 的单调性求3解 (2x 1)即x 2
1
函数y 2 x4的定义域为{x | x 4}.
由x 4 0得 1 0. x4
1
y 2x4 1
1
函数y 2 x4的值域为{y | y 0,且y 1}.
求函数 y=41x+21x+1 的值域. 【错解】 令 t=21x,则原函数可化为 y=t2 +t+1=t+212+34≥34,当 t=-12时,ymin=34,即 函数的值域是[34,+∞). 【错因】 原函数的自变量 x 的取值范围是 R,换元后 t=21x>0,而不是 t∈R,错解中,把 t 的取值范围错当成了 R.
(2)由已知有 f (t 2 2t) f (2t 2 k)
又 f (x)为奇函数 f (x) f (x) f (t 2 2t) f (k 2t 2 )
由(1)知f
二 对称问题 例2 说出下列函数的图象与指数函数 y=2x
的图象的关系,并画出它们的示意图.
(1) y 2x (2) y 2x (3) y 2x
y
(x,y)和(-yx,-y)关
y
于原点对称!
o
x
o
x
o
x
(x,y)和(-x,y) 关于y轴对称!
(x,y)和(x,-y)关 于x轴对称!
-4
y
9 8 7 6 5 4 3 2 1
-2 O
2
4x
比较函数
y 2x
y 2x1 y 2x2 的图象关系.
-4
y
9 8 7 6 5 4 3 2 1
-2 O
2
4x
比较函数
y 2x
y 2x1 y 2x2 的图象关系.
-4
y
9 8 7 6 5 4 3 2 1
-2 O
2
4x
思考:
如果a5x ax7 (a 0,且a 1), 求x的取值范围。
【解】 ①当 a>1 时,∵a-5x>ax+7, ∴-5x>x+7,解得 x<-76. ②当 0<a<1 时,∵a-5x>ax+7, ∴-5x<x+7 解得 x>-76. 综上所述,x 的取值范围是:当 a>1 时, x<-76;当 0<a<1 时,x>-76.
f
(x)
1 2x 2x1 a
又 f (1) f (1)
1- 1 2
12
a
2
1 a 4 a
a 2,b 1
例6、已知定义在R上的函数f
(x)
2x 2 x 1
b a
是奇函数
(1)求a,b的值(2)若对任意t R,不等式
f (t 2 2t) f (2t 2 k) 0恒成立,求k的取值范围。
又 x2 - 2x =(x -1)2 -1≥-1,
0 (1)x2 2x ≤ ( 1)1 5,
5
5
所以函数的值域是(0,5].
复合函数:
如果y是u的函数,而u又是x的函数,即
y=f(u),u=g(x),那么y关于x的函数y=f[g(x)]
叫做函数f和g的复合函数,u叫做中间变量.
如:函数f (x) (1)x22x 由y (1)u 和 u x2 2x
u(x)在(,1]上是减函数 ,在[1,)是增函数
又y (1)u 在R上是减函数. 3
f (x)在(,1]上是增函数,在[1,)是减函数
指数形式的复合函数的定义域与值域
1
例5、求函数 y 2 x4的定义域与值域 .
1
解:由函数 y 2 x4 得x 4 0. x 4
当内外函数的单调性不相同时,其复合函数是减函数
“同增异减”“异”“同” 指内外函数单调性的异
练习:求函数y (1) x2 2x的单调减区间 3
解:函数f (x) (1)x2 2x 由y (1)u 和 u x2 2x
3
3
复合而成.
y (1)u 和 u x2 2x 的定义域均为R 3
5
4
3
的图象关系.
2
1
-4
O
-2
2
4x
(3) y 2x 1, y 2x 1. y