2020-2021学年第四章 指数函数、对数函数与幂函数4.1 指数与指数函数4.1.2 指数函数的性质与图像图片ppt课件
展开1.理解指数函数的概念,了解底数的限制条件的合理性.
2.掌握指数函数图像的性质.
3.会应用指数函数的性质求复合函数的定义域、值域.
古希腊著名数学家阿基米德与国王下棋.国王输了,问阿基米德要什么奖赏?阿基米德说:“我只要在棋盘上的第一格放一粒米,第二格放二粒,第三格放四粒,第四格放八粒…….按此方法放到第64个格子就行了.” 国王一听,随即答应了.但是所有64个方格上的颗粒总数为1+2+4+8+…+263,经过计算约为18.447亿吨大米!国王如何赏得起?今天我们就从这个关于数学指数增长的故事开始今天的学习吧!
问题1 用列表、描点、连线的画图步骤,先完成下列表格,再画出指数函数y=2x与y= 的图像.
提示 y=2x和y= 的图像如上图所示.
指数函数的定义一般地,函数 称为指数函数,其中a是常数, .
(1)系数为1.(2)底数为常数a.(3)自变量x为指数.
(1)(多选)下列一定是指数函数的是A.y=ax(a>0且a≠1)B.y=xa(a>0且a≠1)C.y=D.y=(a-2)ax
A中a的范围正确,故是指数函数;B中y=xa(a>0且a≠1)中底数是变量,故不是指数函数;C中y= 显然是指数函数;D中只有a-2=1,即a=3时为指数函数.
(2)已知指数函数y=(2b-3)ax经过点(1,2),则a=____,b=____.
由指数函数定义可知2b-3=1,即b=2.将点(1,2)代入y=ax,得a=2.
判断一个函数是否为指数函数的方法(1)底数的值是否符合要求.(2)ax前的系数是否为1.(3)指数是否符合要求.
(1)若函数y=a2(2-a)x是指数函数,则A.a=1或-1 B.a=1C.a=-1 D.a>0且a≠1
因为函数y=a2(2-a)x是指数函数,
得 ,
所以a=5,即f(x)=5x,所以f(3)=53=125.
提示 当01时,底数越大,图像越靠近y轴.底数互为倒数的两个指数函数的图像关于y轴对称.
函数y=ax(a>0且a≠1)的图像
(1)函数图像只出现在x轴上方.(2)当x=0时,有a0=1,故指数函数过定点(0,1).(3)当01时,底数越大,图像越靠近y轴.(5)任意底数互为倒数的两个指数函数的图像关于y轴对称.
(1)下列几个函数的图像如图所示:①y=ax;②y=bx;③y=cx;④y=dx.则a,b,c,d与0和1的关系是A.0由指数函数图像知当底数大于1时为增函数,并且底数越大增加的越快,因此得到c>d>1,当底数大于0小于1时,1>a>b>0,所以0(2)若函数y=ax+b-1(a>0且a≠1)的图像经过第二、三、四象限,则一定有A.00 B.a>1,且b>0C.01,且b<0
函数y=ax+b-1(a>0且a≠1)的图像是由函数y=ax的图像经过向上或向下平移而得到的,因其图像不经过第一象限,所以a∈(0,1).若经过第二、三、四象限,则需将函数y=ax(0处理指数函数图像问题的策略(1)抓住特殊点:指数函数的图像过定点(0,1),求指数型函数图像所过的定点时,只要令指数为0,求出对应的y的值,即可得函数图像所过的定点.(2)巧用图像变换:函数图像的平移变换(左右平移、上下平移).(3)利用函数的性质:奇偶性与单调性.
(1)函数y=ax-3+3(a>0且a≠1)的图像过定点________.
因为指数函数y=ax(a>0且a≠1)的图像过定点(0,1),所以在函数y=ax-3+3中,令x-3=0,得x=3,此时y=1+3=4,即函数y=ax-3+3的图像过定点(3,4).
(2)函数y=a|x|(a>1)的图像是
函数y=a|x|是偶函数,当x>0时,y=ax.由已知a>1,所以y=ax在(0,+∞)上是增函数.又当x=0时,函数y=a0=1,即过定点(0,1),所以选项B的图像符合.
问题3 由问题2中的函数图像,比一比y=ax与y= (a>0且a≠1)的图像有哪些相同点?有哪些不同点?
提示 相同点:定义域、值域、最值的情况、奇偶性、经过一个共同点;不同点:单调性、函数值的变化.我们还发现y=ax与y= (a>0且a≠1)这两个底数互为倒数的函数图像关于y轴对称.
函数y=ax(a>0且a≠1)的图像和性质
求下列函数的定义域和值域:(1)y= ;
∵x应满足x-4≠0,∴x≠4,∴定义域为{x|x≠4,x∈R}.
∵ ≠0,∴ ≠1,
∴y= 的值域为{y|y>0且y≠1}.
∴此函数的值域为[1,+∞).
∴x≥0,∴定义域为[0,+∞).
∴0≤y<1,∴此函数的值域为[0,1).
函数y=af(x)的定义域与值域的求法(1)形如y=af(x)的函数的定义域就是f(x)的定义域.(2)形如y=af(x)的值域,应先求出f(x)的值域,再由函数的单调性求出af(x)的值域.若a的取值范围不确定,则需对a进行分类讨论.
解得x∈[2,4)∪(4,+∞).
[2,4)∪(4,+∞)
又∵3x>0,∴1+3x>1,
∴函数的值域为(0,1).
1.知识清单: (1)指数函数的概念. (2)指数函数的图像. (3)指数函数的性质:定义域、值域、单调性及过定点.2.方法归纳:数形结合法.3.常见误区:(1)在求值域时易忽视指数函数隐含的条件ax>0(a>0且a≠1). (2)形如函数y=af(x)(a>0且a≠1)过定点的问题,要使f(x)=0.
1.函数y=15x的图像是
因为指数函数y=15x的底数15>1,所以函数y=15x是R上的增函数,排除A,C;又因为当x=0时,y=1,即图像过定点(0,1),排除D.
2.函数y= 的定义域是A.(-∞,0) B.(-∞,0]C.[0,+∞) D.(0,+∞)
由2x-1≥0,得2x≥20,所以x≥0.
3.函数y=(k+2)ax+2-b(a>0且a≠1)是指数函数,则k=____,b=_____.
4.函数y=ax+1+2(a>0且a≠1)的图像恒过定点________.
当x+1=0,得x=-1,此时y=1+2=3,即函数y=ax+1+2的图像过定点(-1,3).
5.函数f(x)=3x+1的值域为__________.
∵3x>0,∴3x+1>1,即函数的值域是(1,+∞).
2.指数函数y=ax与y=bx的图像如图所示,则A.a<0,b<0B.a<0,b>0C.01D.0A.(-3,0]B.(-3,1]C.(-∞,-3)∪(-3,0]D.(-∞,-3)∪(-3,1]
4.若函数y=(1-2a)x是实数集R上的增函数,则实数a的取值范围为
∵y=(1-2a)x是R上的增函数,则1-2a>1,∴a<0.
要使函数式有意义,则16-4x≥0.又因为4x>0,所以0≤16-4x<16,即函数y= 的值域为[0,4).
5.函数y= 的值域是A.[0,+∞) B.[0,4]C.[0,4) D.(0,4)
6.函数f(x)= -1,x∈[-1,2]的值域为__________.
7.函数y=ax-2+1(a>0且a≠1)的图像必经过点________.
∵a0=1,∴当x=2时,ax-2+1=2,∴函数y=ax-2+1必经过点(2,2).
8.已知函数f(x)=ax+b(a>0且a≠1)经过点(-1,5),(0,4),则f(-2)的值为_____.
9.已知函数f(x)=ax-1(x≥0)的图像经过点 ,其中a>0且a≠1.(1)求a的值;
(2)求函数y=f(x)(x≥0)的值域.
由x≥0,得x-1≥-1.
所以函数的值域为(0,2].
10.求下列函数的定义域和值域.(1)y= ;
由1-x≥0,得x≤1.∴定义域为(-∞,1].设t= ≥0,则3t≥30=1,∴值域为[1,+∞).
(2)y=5-x-1.
定义域为R,∵5-x>0,∴5-x-1>-1,∴值域为(-1,+∞).
11.函数f(x)=ax与g(x)=-x+a的图像大致是
因为g(x)=-x+a的斜率为-1,所以g(x)=-x+a在定义域内单调递减,所以CD选项错误.当a>1时,函数f(x)=ax单调递增,当x=0时,g(0)=a>1,此时两函数的图像大致为选项A.
12.函数y=ax-a(a>0且a≠1)的大致图像可能是
如果函数的图像是A,那么由1-a=1,得a=0,这与a>0且a≠1相矛盾,故A不可能;如果函数的图像是B,那么由a1-a<0,得0<0,这是不可能的,故B不可能;如果函数的图像是C,那么由0<1-a<1,得0(-1,0)∪(0,1)
由x<0,得0<2x<1;∵x>0,∴-x<0,0<2-x<1,∴-1<-2-x<0.∴函数f(x)的值域为(-1,0)∪(0,1).
由已知,得f(1)=2;又当x>0时,f(x)=2x>1,而f(a)+f(1)=0,∴f(a)=-2,即a≤0,∴a+1=-2,解得a=-3.
15.二次函数y=ax2+2bx的图像顶点横坐标的取值范围为(-2,-1),则y= -1的图像大致为
因为二次函数y=ax2+2bx的图像顶点横坐标的取值范围为(-2,-1),
16.已知函数y= .(1)画出函数的图像(简图);
得到的函数图像如图中实线部分所示.
另一部分:y=3x(x<0)的图像 y=3x+1(x<-1)的图像.
(2)由图像指出函数的单调区间;
由图像知函数的单调递增区间是(-∞,-1],单调递减区间是(-1,+∞).
(3)由图像指出当x取何值时函数有最值,并求出最值.
由图像知当x=-1时,函数有最大值1,无最小值.
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