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新高考数学一轮复习讲义+分层练习 2.6《指数与指数函数》教案 (2份打包,原卷版+教师版)
展开2.了解指数函数模型的实际背景,理解指数函数的概念及其单调性,掌握指数函数图象通过的特殊点,会画底数为2,3,10,eq \f(1,2),eq \f(1,3)的指数函数的图象.
3.体会指数函数是一类重要的函数模型.
1.根式
(1)n次方根的概念
①若xn=a,则x叫做a的n次方根,其中n>1且n∈N*.式子eq \r(n,a)叫做根式,这里n叫做根指数,a叫做被开方数.
②a的n次方根的表示
xn=a⇒eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=\r(n,a),当n为奇数且n∈N*,n>1时,,x=±\r(n,a),当n为偶数且n∈N*时.))
(2)根式的性质
①(eq \r(n,a))n=a(n∈N*,n>1).
②eq \r(n,an)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a,n为奇数,,|a|=\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a,a≥0,,-a,a<0,))n为偶数.))
2.有理数指数幂
(1)幂的有关概念
①正分数指数幂:aeq \s\up8(\f(m,n))=eq \r(n,am)(a>0,m,n∈N*,且n>1);
②负分数指数幂:a﹣eq \f(m,n)=eq \f(1,aeq \s\up5(\f(m,n)))=eq \f(1,\r(n,am))(a>0,m,n∈N*,且n>1);
③0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂无意义.
(2)有理数指数幂的运算性质
①aras=ar+s(a>0,r,s∈Q);
②(ar)s=ars(a>0,r,s∈Q);
③(ab)r=arbr(a>0,b>0,r∈Q).
3.指数函数的图象与性质
eq \a\vs4\al([常用结论])
1.指数函数图象的画法
画指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象,应抓住三个关键点:(1,a),(0,1),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,\f(1,a))).
2.指数函数的图象与底数大小的比较
如图是指数函数(1)y=ax,(2)y=bx,(3)y=cx,(4)y=dx的图象,底数a,b,c,d与1之间的大小关系为c>d>1>a>b>0.由此我们可得到以下规律:在第一象限内,指数函数y=ax(a>0,a≠1)的图象越高,底数越大.
3.指数函数y=ax(a>0,a≠1)的图象和性质跟a的取值有关,要特别注意应分a>1与0<a<1来研究.
一、思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)eq \r(n,an)=(eq \r(n,a))n=a.( )
(2)(﹣1)eq \s\up5(\f(2,4))=(﹣1)eq \s\up5(\f(1,2))=eq \r(-1).( )
(3)函数y=ax2+1(a>1)的值域是(0,+∞).( )
(4)若am<an(a>0且a≠1),则m<n.( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×
二、教材改编
1.函数f(x)=21﹣x的大致图象为( )
A B C D
答案为:A.
解析:f(x)=21﹣x=(eq \f(1,2))x-1,又f(0)=2,f(1)=1,故排除B,C,D,故选A.]
2.若函数f(x)=ax(a>0,且a≠1)的图象经过点P(2,eq \f(1,2)),则f(﹣1)=________.
eq \r(2).
[由题意知eq \f(1,2)=a2,所以a=eq \f(\r(2),2),所以f(x)=(eq \f(\r(2),2))x,所以f(﹣1)=(eq \f(\r(2),2))-1=eq \r(2).]
3.化简eq \r(4,16x8y4)(x<0,y<0)=________.
[答案] ﹣2x2y
4.已知a=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,5)))eq \s\up12(-\f(1,3)),b=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,5)))eq \s\up12(-\f(1,4)),c=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2)))eq \s\up12(-\f(3,4)),则a,b,c的大小关系是________.
c<b<a.
[∵y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,5)))eq \s\up1(x)是减函数,∴eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,5)))eq \s\up12(-\f(1,3))>eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,5)))eq \s\up12(-\f(1,4))>eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,5)))eq \s\up1(0),则a>b>1,
又c=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2)))eq \s\up12(-\f(3,4))<eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2)))eq \s\up1(0)=1,∴c<b<a.]
考点1 指数幂的运算
指数幂运算的一般原则
(1)有括号的先算括号里的,无括号的先算指数运算.
(2)先乘除后加减,负指数幂化成正指数幂的倒数.
(3)底数是负数,先确定符号;底数是小数,先化成分数;底数是带分数的,先化成假分数.
(4)若是根式,应化为分数指数幂,尽可能用幂的形式表示,运用指数幂的运算性质来解答.
1.化简eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)))eq \s\up12(-\f(1,2))·eq \f((\r(4ab-1))3,(0.1)-1·(a3·b-3)eq \s\up12(\f(1,2)))(a>0,b>0)=________.
eq \f(8,5) [原式=2×eq \f(23·aeq \s\up5(\f(3,2))·beq \s\up5(-\f(3,2)),10·aeq \s\up5(\f(3,2))·beq \s\up5(-\f(3,2)))=21+3×10﹣1=eq \f(8,5).]
2.计算:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(27,8)))eq \s\up12(-\f(2,3))+0.002eq \s\up12(-\f(1,2))﹣10(eq \r(5)﹣2)﹣1+π0=________.
﹣eq \f(167,9).[原式=(-eq \f(3,2))-2+500eq \s\up5(\f(1,2))﹣eq \f(10(\r(5)+2),(\r(5)-2)(\r(5)+2))+1=eq \f(4,9)+10eq \r(5)﹣10eq \r(5)﹣20+1=﹣eq \f(167,9).]
运算结果不能同时含有根号和分数指数幂,也不能既有分母又含有负指数,形式力求统一.
考点2 指数函数的图象及应用
(1)与指数函数有关的函数图象的研究,往往利用相应指数函数的图象,通过平移、对称、翻折变换得到其图象.
(2)一些指数方程、不等式问题的求解,往往利用相应的指数型函数图象数形结合求解.
(1)函数f(x)=ax﹣b的图象如图,其中a,b为常数,则下列结论正确的是( )
A.a>1,b<0
B.a>1,b>0
C.0<a<1,b>0
D.0<a<1,b<0
(2)若曲线y=|3x﹣1|与直线y=m有两个不同交点,则实数m的取值范围是________.
(1)D (2)(0,1) [(1)由f(x)=ax﹣b的图象可以观察出,函数f(x)=ax﹣b在定义域上单调递减,所以0<a<1.函数f(x)=ax﹣b的图象是在f(x)=ax的基础上向左平移得到的,所以b<0.故选D.
(2)曲线y=|3x﹣1|的图象是由函数y=3x的图象向下平移一个单位长度后,再把位于x轴下方的图象沿x轴翻折到x轴上方得到的,而直线y=m的图象是平行于x轴的一条直线,它的图象如图所示,由图象可得,如果曲线y=|3x﹣1|与直线y=m有两个公共点,则m的取值范围是(0,1).]
[母题探究]
1.(变条件)若本例(2)条件变为:方程3|x|﹣1=m有两个不同实根,则实数m的取值范围是________.
(0,+∞) [作出函数y=3|x|﹣1与y=m的图象如图所示,数形结合可得m的取值范围是(0,+∞).
]
2.(变条件)若本例(2)的条件变为:函数y=|3x﹣1|+m的图象不经过第二象限,则实数m的取值范围是________.
(﹣∞,﹣1] [作出函数y=|3x﹣1|+m的图象如图所示.
由图象知m≤﹣1,即m∈(﹣∞,﹣1].]
应用指数函数图象的技巧
(1)画指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象,应抓住三个关键点:(1,a),(0,1),(-1,eq \f(1,a)).
(2)已知函数解析式判断其图象一般是取特殊点,判断所给的图象是否过这些点,若不满足则排除.
(3)对于有关指数型函数的图象问题,一般是从最基本的指数函数的图象入手,通过平移、对称变换而得到.特别地,当底数a与1的大小关系不确定时应注意分类讨论.
1.函数f(x)=1﹣e|x|的图象大致是( )
A B C D
答案为:A.解析:f(x)=1﹣e|x|是偶函数,图象关于y轴对称,又e|x|≥1,∴f(x)≤0,符合条件的图象只有A.]
2.函数y=ax﹣b(a>0,且a≠1)的图象经过第二、三、四象限,则ab的取值范围是________.
(0,1) [因为函数y=ax﹣b的图象经过第二、三、四象限,所以函数y=ax﹣b单调递减且其图象与y轴的交点在y轴的负半轴上.令x=0,则y=a0﹣b=1﹣b,由题意得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(0<a<1,,1-b<0,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(0<a<1,,b>1,))故ab∈(0,1).]
3.已知实数a,b满足等式2 019a=2 020b,下列五个关系式:①0<b<a;②a<b<0;③0<a<b;④b<a<0;⑤a=b.其中不可能成立的关系式有________(填序号).
③④ [作出y=2 019x及y=2 020x的图象如图所示,由图可知a>b>0,a=b=0或a<b<0时,有2 019a=2 020b,故③④不可能成立.]
考点3 指数函数的性质及应用
指数函数性质的应用主要是利用单调性解决相关问题,而指数函数的单调性是由底数a决定的,因此解题时通常对底数a按0<a<1和a>1进行分类讨论.
比较指数式的大小
(1)已知a=20.2,b=0.40.2,c=0.40.6,则( )
A.a>b>c B.a>c>b
C.c>a>b D.b>c>a
(2)设函数f(x)=x2﹣a与g(x)=ax(a>1且a≠2)在区间(0,+∞)上具有不同的单调性,则M=(a﹣1)0.2与N=(eq \f(1,a))0.1的大小关系是( )
A.M=N B.M≤N
C.M<N D.M>N
(1)A (2)答案为:D.解析:(1)由0.2<0.6,0.4<1,并结合指数函数的图象可知0.40.2>0.40.6,即b>c.因为a=20.2>1,b=0.40.2<1,所以a>b.综上,a>b>c.
(2)因为f(x)=x2﹣a与g(x)=ax(a>1且a≠2)在区间(0,+∞)上具有不同的单调性,所以a>2,所以M=(a﹣1)0.2>1,N=(eq \f(1,a))0.1<1,所以M>N.故选D.]
指数式的大小比较,依据的就是指数函数的单调性,原则上化为同底的指数式,并要注意底数范围是(0,1)还是(1,+∞),若不能化为同底,则可化为同指数,或利用中间变量比较,如本例(1).
解简单的指数方程或不等式
(1)已知函数f(x)=a+eq \f(1,4x+1)的图象过点(1,﹣eq \f(3,10)),若﹣eq \f(1,6)≤f(x)≤0,则实数x的取值范围是________.
(2)方程4x+|1﹣2x|=11的解为________.
(1)[0,eq \f(1,2)] (2)x=lg23.
[(1)∵f(x)=a+eq \f(1,4x+1)的图象过点(1,﹣eq \f(3,10)),∴a+eq \f(1,5)=﹣eq \f(3,10),即a=﹣eq \f(1,2).
∴f(x)=﹣eq \f(1,2)+eq \f(1,4x+1).∵﹣eq \f(1,6)≤f(x)≤0,∴﹣eq \f(1,6)≤eq \f(1,4x+1)﹣eq \f(1,2)≤0,∴eq \f(1,3)≤eq \f(1,4x+1)≤eq \f(1,2),
∴2≤4x+1≤3,即1≤4x≤2,∴0≤x≤eq \f(1,2).
(2)当x≥0时,原方程化为4x+2x﹣12=0,即(2x)2+2x﹣12=0.
∴(2x﹣3)(2x+4)=0,∴2x=3,即x=lg23.
当x<0时,原方程化为4x﹣2x﹣10=0.令t=2x,则t2﹣t﹣10=0(0<t<1).
由求根公式得t=eq \f(1±\r(1+40),2)均不符合题意,故x<0时,方程无解.]
(1)af(x)=ag(x)⇔f(x)=g(x).(2)af(x)>ag(x),当a>1时,等价于f(x)>g(x);当0<a<1时,等价于f(x)<g(x).(3)有些含参指数不等式,需要分离变量,转化为求有关函数的最值问题.
与指数函数有关的复合函数的单调性
(1)函数f(x)=(eq \f(1,2))eq \s\up1(-x2+2x+1)的单调减区间为________.
(2)函数f(x)=4x﹣2x+1的单调增区间是________.
(1)(﹣∞,1] (2)[0,+∞) [(1)设u=﹣x2+2x+1,∵y=(eq \f(1,2))u在R上为减函数,所以函数f(x)=(eq \f(1,2))eq \s\up1(-x2+2x+1)的减区间即为函数u=﹣x2+2x+1的增区间.
又u=﹣x2+2x+1的增区间为(﹣∞,1],所以f(x)的减区间为(﹣∞,1].
(2)设t=2x(t>0),则y=t2﹣2t的单调增区间为[1,+∞),令2x≥1,得x≥0,又y=2x在R上单调递增,所以函数f(x)=4x﹣2x+1的单调增区间是[0,+∞).]
[逆向问题] 已知函数f(x)=2|2x﹣m|(m为常数),若f(x)在区间[2,+∞)上单调递增,则m的取值范围是________.
(﹣∞,4].
[令t=|2x﹣m|,则t=|2x﹣m|在区间[eq \f(m,2),+∞)上单调递增,在区间(-∞,eq \f(m,2)]上单调递减.而y=2t在R上单调递增,所以要使函数f(x)=2|2x﹣m|在[2,+∞)上单调递增,则有eq \f(m,2)≤2,即m≤4,所以m的取值范围是(﹣∞,4].]
求解与指数函数有关的复合函数问题,首先要熟知指数函数的定义域、值域、单调性等相关性质,其次要明确复合函数的构成,涉及值域、单调区间、最值等问题时,都要借助“同增异减”这一性质分析判断.
指数函数性质的综合应用
(1)函数f(x)=a+eq \f(b,ex+1)(a,b∈R)是奇函数,且图象经过点(ln3,eq \f(1,2)),则函数f(x)的值域为( )
A.(﹣1,1) B.(﹣2,2)
C.(﹣3,3) D.(﹣4,4)
(2)若不等式1+2x+4x·a>0在x∈(﹣∞,1]时恒成立,则实数a的取值范围是________.
(1)A (2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,4),+∞)).
[(1)函数f(x)为奇函数,定义域是R,则f(0)=a+eq \f(b,2)=0①,
函数图象过点(ln3,eq \f(1,2)),则f(ln 3)=a+eq \f(b,4)=eq \f(1,2)②.
结合①②可得a=1,b=﹣2,则f(x)=1﹣eq \f(2,ex+1).
因为ex>0,所以ex+1>1,所以0<eq \f(2,ex+1)<2,所以﹣1<1﹣eq \f(2,ex+1)<1,
即函数f(x)的值域为(﹣1,1).
(2)从已知不等式中分离出实数a,得a>﹣[(eq \f(1,4))x+(eq \f(1,2))x].
因为函数y=(eq \f(1,4))x和y=(eq \f(1,2))x在R上都是减函数,
所以当x∈(﹣∞,1]时,(eq \f(1,4))x≥eq \f(1,4),(eq \f(1,2))x≥eq \f(1,2),所以(eq \f(1,4))x+(eq \f(1,2))x≥eq \f(1,4)+eq \f(1,2)=eq \f(3,4),
从而得﹣[(eq \f(1,4))x+(eq \f(1,2))x]≤﹣eq \f(3,4).故实数a的取值范围为a>﹣eq \f(3,4).]
指数函数的综合问题,主要涉及单调性、奇偶性、最值问题,应在有关性质的基础上,结合指数函数的性质进行解决,而指数函数性质的重点是单调性,注意利用单调性实现问题的转化.
1.函数y=(eq \f(1,2))x2+2x﹣1的值域是( )
A.(﹣∞,4) B.(0,+∞)
C.(0,4] D.[4,+∞)
C.[设t=x2+2x﹣1,则y=(eq \f(1,2))t.因为0<eq \f(1,2)<1,所以y=(eq \f(1,2))t为关于t的减函数.
因为t=(x+1)2﹣2≥﹣2,所以0<y=(eq \f(1,2))t≤(eq \f(1,2))﹣2=4,故所求函数的值域为(0,4].]
2.已知实数a≠1,函数f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(4x,x≥0,,2a-x,x<0,))若f(1﹣a)=f(a﹣1),则a的值为________.
eq \f(1,2) [当a<1时,41﹣a=21,所以a=eq \f(1,2);当a>1时,代入可知不成立,所以a的值为eq \f(1,2).]
3.设函数f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1((\f(1,2))x-7,x<0,,\r(x),x≥0,))若f(a)<1,则实数a的取值范围是________.
(﹣3,1) [当a<0时,不等式f(a)<1可化为(eq \f(1,2))a﹣7<1,即(eq \f(1,2))a<8,
即(eq \f(1,2))a<(eq \f(1,2))﹣3,∴a>﹣3.又a<0,∴﹣3<a<0.
当a≥0时,不等式f(a)<1可化为eq \r(a)<1.
∴0≤a<1,综上,a的取值范围为(﹣3,1).]
指数与指数函数
建议用时:45分钟
一、选择题
1.设a>0,将eq \f(a2,\r(a·\r(3,a2)))表示成分数指数幂的形式,其结果是( )
A.aeq \s\up8(\f(1,2)) B.aeq \s\up8(\f(5,6)) C.aeq \s\up8(\f(7,6)) D.aeq \s\up8(\f(3,2))
答案为:C.解析:eq \f(a2,\r(a·\r(3,a2)))=eq \f(a2,\r(a·aeq \s\up8(\f(2,3))))=eq \f(a2,\r(aeq \s\up8(\f(5,3))))=eq \f(a2,aeq \s\up8(\f(5,6)))=aeq \s\up7(2-eq \f(5,6))=aeq \s\up8(\f(7,6)).故选C.]
2.已知函数f(x)=4+2ax﹣1的图象恒过定点P,则点P的坐标是( )
A.(1,6) B.(1,5)
C.(0,5) D.(5,0)
答案为:A.解析:由于函数y=ax的图象过定点(0,1),当x=1时,f(x)=4+2=6,故函数f(x)=4+2ax﹣1的图象恒过定点P(1,6).]
3.设a=0.60.6,b=0.61.5,c=1.50.6,则a,b,c的大小关系是( )
A.a<b<c B.a<c<b
C.b<a<c D.b<c<a
答案为:C.解析:y=0.6x在R上是减函数,又0.6<1.5,∴0.60.6>
又y=x0.6为R上的增函数,∴1.50.6>0.60.6,∴1.50.6>0.60.6>0.61.5,即c>a>b.]
4.函数y=eq \f(xax,|x|)(0<a<1)的图象的大致形状是( )
A B C D
答案为:D.解析:函数的定义域为{x|x≠0},所以y=eq \f(xax,|x|)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(ax,x>0,,-ax,x<0,))当x>0时,函数是指数函数y=ax,其底数0<a<1,所以函数递减;当x<0时,函数y=﹣ax的图象与指数函数y=ax(0<a<1)的图象关于x轴对称,所以函数递增,所以应选D.]
5.已知函数f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(1-2-x,x≥0,,2x-1,x<0,))则函数f(x)是( )
A.偶函数,在[0,+∞)上单调递增
B.偶函数,在[0,+∞)上单调递减
C.奇函数,且单调递增
D.奇函数,且单调递减
答案为:C.解析:易知f(0)=0,当x>0时,f(x)=1﹣2﹣x,﹣f(x)=2﹣x﹣1,此时﹣x<0,则f(﹣x)=2﹣x﹣1=﹣f(x);当x<0时,f(x)=2x﹣1,﹣f(x)=1﹣2x,此时,﹣x>0,则f(﹣x)=1﹣2﹣(﹣x)=1﹣2x=﹣f(x).即函数f(x)是奇函数,且单调递增,故选C.]
二、填空题
6.若函数f(x)=a|2x﹣4|(a>0,a≠1)满足f(1)=eq \f(1,9),则f(x)的单调递减区间是________.
[2,+∞) [由f(1)=eq \f(1,9)得a2=eq \f(1,9),所以a=eq \f(1,3)或a=﹣eq \f(1,3)(舍去),即f(x)=(eq \f(1,3))|2x﹣4|.
由于y=|2x﹣4|在(﹣∞,2]上单调递减,在[2,+∞)上单调递增,
所以f(x)在(﹣∞,2]上单调递增,在[2,+∞)上单调递减.]
7.不等式2eq \s\up8(-x2+2x)>(eq \f(1,2))x+4的解集为________.
(﹣1,4).
[原不等式等价为2eq \s\up8(-x2+2x)>2﹣x﹣4,又函数y=2x为增函数,∴﹣x2+2x>﹣x﹣4,
即x2﹣3x﹣4<0,∴﹣1<x<4.]
8.若直线y1=2a与函数y2=|ax﹣1|(a>0且a≠1)的图象有两个公共点,则a的取值范围是________.
(0,eq \f(1,2)) [(数形结合法)当0<a<1时,作出函数y2=|ax﹣1|的图象,
由图象可知0<2a<1,∴0<a<eq \f(1,2);同理,当a>1时,解得0<a<eq \f(1,2),与a>1矛盾.
综上,a的取值范围是(0,eq \f(1,2)).]
三、解答题
9.已知函数f(x)=(eq \f(1,3))eq \s\up8(ax2-4x+3).
(1)若a=﹣1,求f(x)的单调区间;
(2)若f(x)有最大值3,求a的值;
(3)若f(x)的值域是(0,+∞),求a的值.
[解] (1)当a=﹣1时,f(x)=(eq \f(1,3))eq \s\up8(-x2-4x+3),
令u=﹣x2﹣4x+3=﹣(x+2)2+7.
则u在(﹣∞,﹣2)上单调递增,在(﹣2,+∞)上单调递减,
而y=(eq \f(1,3))u在R上单调递减,
所以f(x)在(﹣∞,﹣2)上单调递减,在(﹣2,+∞)上单调递增,
即函数f(x)的单调递增区间是(﹣2,+∞),单调递减区间是(﹣∞,﹣2).
(2)令h(x)=ax2﹣4x+3,则f(x)=(eq \f(1,3))h(x),由于f(x)有最大值3,
所以h(x)应有最小值﹣1.
因此必有eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a>0,,\f(12a-16,4a)=-1,))解得a=1,
即当f(x)有最大值3时,a的值为1.
(3)由f(x)的值域是(0,+∞)知,函数y=ax2﹣4x+3的值域为R,则必有a=0.
10.已知函数f(x)=b·ax(其中a,b为常量,且a>0,a≠1)的图象经过点A(1,6),B(3,24).
(1)求f(x)的表达式;
(2)若不等式(eq \f(1,a))x+(eq \f(1,b))x﹣m≥0在(﹣∞,1]上恒成立,求实数m的取值范围.
[解] (1)因为f(x)的图象过A(1,6),B(3,24),
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(b·a=6,,b·a3=24.))所以a2=4,又a>0,所以a=2,b=3.所以f(x)=3·2x.
(2)由(1)知a=2,b=3,则x∈(﹣∞,1]时,(eq \f(1,2))x+(eq \f(1,3))x﹣m≥0恒成立,
即m≤(eq \f(1,2))x+(eq \f(1,3))x在(﹣∞,1]上恒成立.
又因为y=(eq \f(1,2))x与y=(eq \f(1,3))x均为减函数,所以y=(eq \f(1,2))x+(eq \f(1,3))x也是减函数,
所以当x=1时,y=(eq \f(1,2))x+(eq \f(1,3))x有最小值eq \f(5,6).
所以m≤eq \f(5,6).即m的取值范围是(﹣∞,eq \f(5,6)].
1.已知a,b∈(0,1)∪(1,+∞),当x>0时,1<bx<ax,则( )
A.0<b<a<1 B.0<a<b<1
C.1<b<a D.1<a<b
答案为:C.解析:∵当x>0时,1<bx,∴b>1.
∵当x>0时,bx<ax,∴当x>0时,(eq \f(a,b))x>1.∴eq \f(a,b)>1,∴a>b.∴1<b<a,故选C.]
2.设f(x)=ex,0<a<b,若p=f(eq \r(ab)),q=f(eq \f(a+b,2)),r=eq \r(f(a)f(b)),则下列关系式中正确的是( )
A.q=r<p B.p=r<q
C.q=r>p D.p=r>q
答案为:C.解析:∵0<a<b,∴eq \f(a+b,2)>eq \r(ab),又f(x)=ex在(0,+∞)上为增函数,
∴f(eq \f(a+b,2))>f(eq \r(ab)),即q>p.又r=eq \r(f(a)f(b))=eq \r(eaeb)=eeq \s\up8(eq \f(a+b,2))=q,故q=r>p.故选C.]
3.已知函数f(x)=ax(a>0,a≠1)在[1,2]上的最大值比最小值大eq \f(a,2),则a的值为________.
eq \f(1,2)或eq \f(3,2) [当0<a<1时,a﹣a2=eq \f(a,2),∴a=eq \f(1,2)或a=0(舍去).
当a>1时,a2﹣a=eq \f(a,2),∴a=eq \f(3,2)或a=0(舍去).综上所述,a=eq \f(1,2)或eq \f(3,2).]
4.已知定义域为R的函数f(x)=eq \f(-2x+b,2x+1+a)是奇函数.
(1)求a,b的值;
(2)若对任意的t∈R,不等式f(t2﹣2t)+f(2t2﹣k)<0恒成立,求k的取值范围.
[解] (1)因为f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=0,
即eq \f(-1+b,2+a)=0,解得b=1,所以f(x)=eq \f(-2x+1,2x+1+a).
又由f(1)=﹣f(﹣1)知eq \f(-2+1,4+a)=﹣eq \f(-\f(1,2)+1,1+a),解得a=2.
(2)由(1)知f(x)=eq \f(-2x+1,2x+1+2)=﹣eq \f(1,2)+eq \f(1,2x+1),
由上式易知f(x)在R上为减函数,又因为f(x)是奇函数,从而不等式f(t2﹣2t)+f(2t2﹣k)<0等价于f(t2﹣2t)<﹣f(2t2﹣k)=f(﹣2t2+k).
因为f(x)是R上的减函数,由上式推得t2﹣2t>﹣2t2+k.
即对一切t∈R有3t2﹣2t﹣k>0,从而Δ=4+12k<0,解得k<﹣eq \f(1,3).
故k的取值范围为(﹣∞,﹣eq \f(1,3)).
1.设y=f(x)在(﹣∞,1]上有定义,对于给定的实数K,定义fK(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(f(x),f(x)≤K,,K,f(x)>K.))给出函数f(x)=2x+1﹣4x,若对于任意x∈(﹣∞,1],恒有fK(x)=f(x),则( )
A.K的最大值为0 B.K的最小值为0
C.K的最大值为1 D.K的最小值为1
答案为:D.解析:根据题意可知,对于任意x∈(﹣∞,1],若恒有fK(x)=f(x),则f(x)≤K在x≤1上恒成立,即f(x)的最大值小于或等于K即可.
令2x=t,则t∈(0,2],f(t)=﹣t2+2t=﹣(t﹣1)2+1,可得f(t)的最大值为1,所以K≥1,故选D.]
2.已知函数f(x)=eq \f(1,4x)﹣eq \f(λ,2x-1)+3(﹣1≤x≤2).
(1)若λ=eq \f(3,2),求函数f(x)的值域;
(2)若函数f(x)的最小值是1,求实数λ的值.
[解] (1)f(x)=eq \f(1,4x)﹣eq \f(λ,2x-1)+3=(eq \f(1,2))2x﹣2λ·(eq \f(1,2))x+3(﹣1≤x≤2).
设t=(eq \f(1,2))x,得g(t)=t2﹣2λt+3(eq \f(1,4)≤t≤2).
当λ=eq \f(3,2)时,g(t)=t2﹣3t+3=(t﹣eq \f(3,2))2+eq \f(3,4)(eq \f(1,4)≤t≤2).
所以g(t)max=g(eq \f(1,4))=eq \f(37,16),g(t)min=g(eq \f(3,2))=eq \f(3,4).所以f(x)max=eq \f(37,16),f(x)min=eq \f(3,4),
故函数f(x)的值域为[eq \f(3,4),eq \f(37,16)].
(2)由(1)得g(t)=t2﹣2λt+3=(t﹣λ)2+3﹣λ2(eq \f(1,4)≤t≤2),
①当λ≤eq \f(1,4)时,g(t)min=g(eq \f(1,4))=﹣eq \f(λ,2)+eq \f(49,16),
令﹣eq \f(λ,2)+eq \f(49,16)=1,得λ=eq \f(33,8)>eq \f(1,4),不符合,舍去;
②当eq \f(1,4)<λ≤2时,g(t)min=g(λ)=﹣λ2+3,
令﹣λ2+3=1,得λ=eq \r(2)(λ=﹣eq \r(2)<eq \f(1,4),不符合,舍去);
③当λ>2时,g(t)min=g(2)=﹣4λ+7,
令﹣4λ+7=1,得λ=eq \f(3,2)<2,不符合,舍去.
综上所述,实数λ的值为eq \r(2).
y=ax
a>1
0<a<1
图象
定义域
R
值域
(0,+∞)
性质
过定点(0,1)
当x>0时,y>1;
当x<0时,0<y<1
当x>0时,0<y<1;
当x<0时,y>1
在R上是增函数
在R上是减函数
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