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    专题07 指数与指数函数(考点清单+知识导图+ 15个考点清单&题型解读)-2024-2025学年高一数学上学期期末考点大串讲(人教A版2019必修第一册)

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    专题07 指数与指数函数(考点清单+知识导图+ 15个考点清单&题型解读)-2024-2025学年高一数学上学期期末考点大串讲(人教A版2019必修第一册)

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    这是一份专题07 指数与指数函数(考点清单+知识导图+ 15个考点清单&题型解读)-2024-2025学年高一数学上学期期末考点大串讲(人教A版2019必修第一册),文件包含专题07指数与指数函数考点清单+知识导图+15个考点清单题型解读原卷版docx、专题07指数与指数函数考点清单+知识导图+15个考点清单题型解读解析版docx等2份学案配套教学资源,其中学案共74页, 欢迎下载使用。

    【清单01】整数指数幂
    1、正整数指数幂的定义:,其中,
    2、正整数指数幂的运算法则:
    ①()
    ②(,,)
    ③()
    ④()
    ⑤()
    【清单02】根式
    1、次根式定义:
    一般地,如果,那么叫做的次方根,其中,且.
    特别的:
    ①当是奇数时,正数的次方根是一个正数,负数的次方根是一个负数.这时,的次方根用符号表示.
    ②当是偶数时,正数的次方根有两个,这两个数互为相反数.这时,正数的正的次方根用符号表示,叫做的次算术根;负的次方根用符号表示.正的次方根与负的次方根可以合并写成().
    ③负数没有偶次方根;
    ④的任何次方根都是,记作
    2、根式:
    式子叫做根式,这里叫做根指数,叫做被开方数.
    在根式符号中,注意:
    ①,
    ②当为奇数时,对任意都有意义
    ③当为偶数时,只有当时才有意义.
    3、与的区别:
    ①当为奇数时,()
    ②当为偶数时,()
    ③当为奇数时,且,
    ④为偶数时,且,
    【清单03】分式指数幂
    1、正数的正分数指数幂的意义是(,,)于是,在条件,,下,根式都可以写成分数指数幂的形式.
    2、正数的负分数指数幂的意义与负整数指数幂的意义相仿,我们规定,(,,).
    3、的正分数指数幂等于,的负分数指数幂没有意义.
    【清单04】有理数指数幂
    ①(,)
    ②(,)
    ③(,)
    知识点05:无理数指数幂
    ①(,)
    ②(,)
    ③(,)
    【清单05】指数函数的概念
    1、一般地,函数叫做指数函数,其中指数是自变量,底数是一个大于0且不等于1的常量,定义域是.
    2、学习指数函数的定义,注意一下几点
    (1)定义域为:
    (2)规定是因为:
    ①若,则(恒等于1)没有研究价值;
    ②若,则时,(恒等于0),而当时,无意义;
    ③若,则中为偶数,为奇数时,无意义.
    ④只有当或时,即,可以是任意实数.
    (3)函数解析式形式要求:
    指数函数只是一个新式定义,判断一个函数是指数函数的关键有三点:①的系数必须为1;②底数为大于0且不等于1的常数,不能是自变量;③指数处只有一个自变量,而不是含自变量的多项式.
    【清单06】指数函数的图象与性质
    1、函数的图象和性质如下表:
    2、指数函数的底数对图象的影响
    函数的图象如图所示:
    观察图象,我们有如下结论:
    2.1.底数与1的大小关系决定了指数函数图象的“升”与“降”.
    (1)当时,指数函数的图象是“上升”的,且当时,底数的值越大,函数的图象越“陡”,说明其函数值增长的越快.
    (2)当时,指数函数的图象是“下降”的,且当时,底数的值越小,函数的图象越“陡”,说明其函数值减小的越快.
    2.2.底数的大小决定了图象相对位置的高低:不论是还是,底数越大,在第一象限内的函数图象越“靠上”.
    在同一平面直角坐标系中,底数的大小决定了图象相对位置的高低;
    在轴右侧,图象从上到下相应的底数由大变小,即“底数大图象高”;
    在轴左侧,图象从上到下相应的底数由小变大,即“底数大图象低”;
    【清单07】指数函数的定义域与值域
    1、定义域:
    (1)指数函数的定义域为
    (2)的定义域与函数的定义域相同
    (3)的定义域与函数的定义域不一定相同.
    2、值域
    (1)指数函数的值域为
    (2)求形如的函数的值域,先求的值域,然后结合得性质确定的值域
    (3)求形如的值域,转化为先求的值域,再将的取值范围代入函数中.
    【清单08】指数函数的图象变换
    已知函数
    1、平移变换




    2、对称变换



    3、翻折变换
    ①(去掉轴左侧图象,保留轴右侧图象;将轴右侧图象翻折到轴左侧)
    ②(保留轴上方的图象,将轴下方的图象翻折到轴上方)
    【考点题型一】根式的化简求值
    核心方法:①当为奇数时,()
    ②当为偶数时,()
    ③当为奇数时,且,
    ④为偶数时,且,
    【例1】(24-25高一上·上海浦东新·期中)当时,化简 .
    【答案】4
    【知识点】根式的化简求值
    【分析】将根式里面进行配方,结合的范围即可化简.
    【详解】因为,所以,
    所以,
    故答案为:4.
    【变式1-1】(24-25高一上·江苏徐州·期中)已知,则( )
    A.-1B.1C.D.
    【答案】B
    【知识点】根式的化简求值
    【分析】根据根式的性质化简求值即可.
    【详解】因为,
    所以,
    故选:B
    【变式1-2】(多选)(24-25高一上·浙江·期中)下列计算正确的是( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】CD
    【知识点】根式的化简求值、指数幂的运算
    【分析】根据指数幂的运算法则即可判断.
    【详解】对A,,故A错误;
    对B,,故B错误;
    对C,,故C正确;
    对D,,故D正确.
    故选:CD.
    【考点题型二】分数指数幂的化简求值
    核心方法:根据分数指数幂定义
    ①(,,)
    ②(,,)
    【例2】(24-25高一上·天津·期中)计算下列各式:
    (1)(其中a>0,结果化为幂的形式);
    (2)
    (3)
    【答案】(1)
    (2)
    (3)
    【知识点】指数幂的运算、分数指数幂与根式的互化、指数幂的化简、求值
    【分析】(1)根据根式的运算与指数幂的运算法则化简即可;
    (2)根据根式的性质与指数幂的运算法则化简即可;
    (3)根据指数幂的运算法则化简即可.
    【详解】(1)原式;
    (2)原式;
    (3)原式.
    【变式2-1】(24-25高一上·广东深圳·期中)计算: .
    【答案】3
    【知识点】分数指数幂与根式的互化、指数幂的化简、求值
    【分析】利用指数幂的运算法则,结合根式与指数幂的互化即可得解.
    【详解】
    .
    故答案为:3.
    【变式2-2】(24-25高一上·福建漳州·期中)计算: .
    【答案】
    【知识点】指数幂的化简、求值
    【分析】根据分数指数幂运算法则计算可得结果.
    【详解】易知原式;
    故答案为:
    【考点题型三】条件求值
    核心方法:完全平方公式;立方公式
    【例3】(24-25高一上·上海·期中)已知,那么等于 .
    【答案】
    【知识点】指数幂的化简、求值
    【分析】根据,再结合时,则,即可求解.
    【详解】由,
    因为,则,
    故,即得.
    故答案为:.
    【变式3-1】(24-25高一上·宁夏吴忠·期中)(1)已知,求下列各式的值:
    ①;
    ②.
    【答案】①7;②47
    【知识点】根式的化简求值、指数幂的化简、求值
    【分析】(1)根据分数指数幂以及根式的运算性质计算出结果;
    ①由求解出结果;②由求解出结果.
    【详解】①因为,所以,即,所以;
    ②由①知,两边平方得,.
    【变式3-2】(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)已知,求下列各式的值:
    ①;
    ②.
    【答案】(1);(2)①7;②
    【知识点】根式的化简求值、指数幂的运算、指数幂的化简、求值
    【分析】利用平方关系求解.
    【详解】①因为,所以,即,所以;
    ②因为,又因为,所以
    【考点题型四】指数幂的综合运算
    【例4】(23-24高一上·天津南开·期中)计算:
    (1);
    (2).
    【答案】(1)
    (2)
    【知识点】指数幂的运算
    【分析】根据幂的运算性质,可得答案.
    【详解】(1)
    .
    (2).
    【变式4-1】(23-24高一上·山西太原·期中)计算下列各式的值
    (1);
    (2).
    【答案】(1)
    (2)
    【知识点】指数幂的运算、指数幂的化简、求值
    【分析】(1)根据指数运算公式直接求值;
    (2)根据指数运算公式化简求值.
    【详解】(1)

    (2)
    .
    【变式4-2(23-24高一上·山东泰安·期中)(1)计算:;
    (2)已知,求的值.
    【答案】(1)108;(2)2
    【知识点】指数幂的运算
    【分析】根据指数的运算性质分别计算即可.
    【详解】(1)原式

    (2)因为,所以,
    所以.
    【考点题型五】指数函数的定义与求值(参数)
    【例5】(24-25高一上·河北张家口·阶段练习)已知指数函数在上单调递增,则的值为( )
    A.3B.2C.D.
    【答案】B
    【知识点】由指数(型)的单调性求参数、根据函数是指数函数求参数
    【分析】令系数为,解出的值,又函数在上单调递增,可得答案.
    【详解】解得,
    又函数在上单调递增,则,
    故选:B
    【变式5-1】(24-25高一上·云南红河·阶段练习)已知指数函数,则的值为 .
    【答案】27
    【知识点】求函数值、根据函数是指数函数求参数
    【分析】根据指数函数定义求得,进而代入求解即可.
    【详解】因为为指数式,则,解得或,
    又因为且,可得,即,
    所以.
    故答案为:27.
    【变式5-2】(2024高三·全国·专题练习)函数是指数函数,则a的取值范围是
    【答案】
    【知识点】根据函数是指数函数求参数
    【解析】根据指数函数的定义要满足条件得到关于的取值范围.
    【详解】解:函数是指数函数,且,,由解得或,.所以a的取值范围为:.
    故答案为:.
    【点睛】本题考查指数函数定义的应用,属于基础题.
    【考点题型六】指数函数的图象过定点
    核心方法:
    【例6】(24-25高三上·河北·阶段练习)函数的图象恒过的定点为 .
    【答案】
    【知识点】指数型函数图象过定点问题
    【分析】根据题意结合指数函数定点分析求解即可.
    【详解】令,解得,且,
    所以函数的图象恒过的定点为.
    故答案为:.
    【变式6-1】(24-25高一上·福建龙岩·阶段练习)已知函数的图像恒过定点,且点在直线上,则的最小值为( )
    A.4B.1C.2D.
    【答案】C
    【知识点】指数型函数图象过定点问题、基本不等式“1”的妙用求最值
    【分析】由指数函数性质得定点坐标,代入直线方程得的关系,然后由基本不等式求得最小值.
    【详解】由得,又,所以定点为,
    从而,
    ,当且仅当时等号成立,
    故选:C
    【变式6-2】(24-25高一上·上海·期中)已知函数(且)的图象恒过定点,点的坐标是 .
    【答案】
    【知识点】指数型函数图象过定点问题
    【分析】根据指数函数过定点的性质即可确定的坐标.
    【详解】令,解得,此时,
    点的坐标为.
    故答案为:.
    【考点题型七】指数(型)函数图象的识别
    【例7】(24-25高一上·北京·期中)函数的大致图象是( )
    A. B.
    C. D.
    【答案】B
    【知识点】判断指数型函数的图象形状
    【分析】根据函数的值域,以及指数函数的图象特征,即可判断选项.
    【详解】,所以,排除AC,且,排除D.
    故选:B
    【变式7-1】(24-25高一上·江苏无锡·期中)函数的部分图象大致为( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】A
    【知识点】函数图像的识别、判断指数型函数的图象形状、指数函数图像应用
    【分析】根据函数的奇偶性,结合特殊值排除即可.
    【详解】定义域为,且,则原函数为奇函数.排除B.
    再取特殊值,且为正数.排除D.
    当时,,越大函数值越接近1,排除C.
    故选:A.
    【变式7-2】(24-25高三上·辽宁沈阳·阶段练习)函数的大致图象是( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】D
    【知识点】函数奇偶性的应用、函数图像的识别、具体函数的定义域
    【分析】由奇偶性及函数值即可判断.
    【详解】由知:,
    ,偶函数,AC错,
    ,B错,
    故选:D
    【变式7-3】(多选)(24-25高一上·广东·期中)函数 且的图象可能为( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】BC
    【知识点】函数奇偶性的定义与判断、函数图像的识别、判断指数型函数的图象形状、指数函数图像应用
    【分析】结合指数函数的图象性质,分,分别研究单调性和渐近线,进而得到答案.
    【详解】当时,,
    显然当时,函数单调递增,当时,函数单调递减,
    函数图象的渐近线为,而,故A,B不符合;
    对于C,D,因为渐近线为,故,故时,,故选项C符合,D不符合;
    当时,,
    当时,函数单调递增,当时,函数单调递减,
    函数图象的渐近线为,而,故B符合,A,C,D不符合;
    故选:BC.
    【考点题型八】画指数(型)函数图象
    核心方法:根据函数图象变换方法
    【例8】(2024高三·全国·专题练习)作出函数的图象.
    【答案】图象见解析
    【知识点】指数函数图像应用
    【分析】根据图象变换的知识,由的图象进行图象变换,从而画出函数的图象.
    【详解】设,其图象可看作由函数的图象向右平移1个单位,
    再向下平移1个单位得到,
    而,其图象可由的图象保留时的图象,
    然后将该部分关于y轴对称得到,
    则图象如图示:
    【变式8-1】(24-25高一上·全国·课前预习)已知直线与函数的图象有两个公共点,求实数a的取值范围.
    【答案】.
    【知识点】画出具体函数图象、根据函数零点的个数求参数范围、指数函数图像应用
    【分析】依题意,作出函数的图象,要使两者有两个公共点,需使,即可求得参数范围.
    【详解】
    由,作出函数的图象如图.
    由图知,要使直线与该图象有两个公共点,则有,即.
    故实数a的取值范围为.
    【变式8-2】(2023高三·全国·专题练习)已知的图象,指出下列函数的图象是由的图象通过怎样的变换得到的.
    (1);
    (2);
    (3);
    (4).
    【答案】(1)答案见解析
    (2)答案见解析
    (3)答案见解析
    (4)答案见解析
    【知识点】指数函数图像应用
    【分析】直接根据函数图像的平移和对称法则得到答案.
    【详解】(1)的图象是由的图象向左平移1个单位长度得到的.
    (2)的图象是由的图象向上平移1个单位长度得到的.
    (3)与的图象关于y轴对称,
    作的图象关于轴的对称图形便可得到的图象.
    (4)为偶函数,其图象关于轴对称,
    故保留当时,的图象,再作其关于轴的对称图形,即可得到的图象.
    【考点题型九】利用指数函数的单调性比较大小
    核心方法:根据指数函数的单调性
    【例9】(多选)(24-25高一上·河南洛阳·期中)下列大小关系正确的是( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】AC
    【知识点】比较指数幂的大小、判断一般幂函数的单调性
    【分析】利用指数函数和幂函数单调性来比较各选项中数的大小.
    【详解】对于A选项,对于指数函数,因为,指数函数单调递减.
    又因为,,即.
    所以,A选项正确.
    对于B选项,对于,是单调递减函数,.
    在单调递增,,所以,B选项错误.
    对于C选项,,.
    是单调递增函数,.所以,C选项正确.
    对于D选项,,.
    是单调递增函数,,则,其倒数关系为.
    所以,D选项错误.
    故选:AC.
    【变式9-1】(浙江省台州市山海协作体2024-2025学年高一上学期期中联考数学试题)已知,,,则下列正确的是( )
    A.B.C.D.
    【答案】D
    【知识点】比较指数幂的大小
    【分析】根据指数函数的单调性,即可判断.
    【详解】,,,
    单调递减,,
    所以,即.
    故选:D
    【变式9-2】(24-25高一上·天津南开·期中)若,则( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】D
    【知识点】比较指数幂的大小
    【分析】根据指数函数的单调性结合中间量法求解即可.
    【详解】因为函数是增函数,
    所以,即,
    又,
    所以.
    故选:D.
    【考点题型十】利用指数函数的单调性解不等式
    核心方法:根据指数函数的单调性
    【例10】(23-24高一上·重庆·阶段练习)已知函数为奇函数.
    (1)求实数的值及函数的值域;
    (2)若,求实数的取值范围.
    【答案】(1)1,
    (2)
    【知识点】由函数奇偶性解不等式、由奇偶性求参数、根据函数的单调性解不等式、判断指数型复合函数的单调性
    【分析】(1)由奇函数的性质可得,即可求出m的值;由可得,即可求解;
    (2)利用函数的奇偶性和单调性解不等式即可求解.
    【详解】(1)因为的定义域为R,且为奇函数,
    则有,即,
    经检验,符合题意,所以.
    又,则,即,即,
    则,所以函数的值域为.
    另解:显然是R上的增函数,且,
    由函数单调性的性质可得在上递增,
    即也在上递增,故当时,,同时,
    由增函数性质可得,故函数的值域为.
    (2)由,可得,
    又函数为奇函数,则,
    所以 ,
    又是R上的单调增函数,由函数单调性的性质可得是R上的单调减函数,
    即是R上的单调增函数,
    由可化为,即,
    所以实数的取值范围为.
    【变式10-1】(23-24高一上·广东深圳·期中)设函数(,且)是定义域为的奇函数,且的图象过点.
    (1)求t和a的值;
    (2)若,求实数k的取值范围;
    【答案】(1)
    (2)
    【知识点】判断指数型复合函数的单调性、根据函数的单调性解不等式、由奇偶性求参数、函数不等式恒成立问题
    【分析】(1)直接利用奇函数性质可得到的值,再代回解析式看是否符合奇函数的条件,由函数过点代入求a.
    (2)利用奇函数的性质可得,再由函数单调性脱去“”,转化为二次不等式恒成立求解即可.
    【详解】(1)因为函数(,且)是定义域为的奇函数,
    所以,所以,
    所以,解得,
    所以,
    因为函数的定义域为关于原点对称,且,
    所以函数是奇函数,故满足题意,
    又因为的图象过点,
    所以,,且,
    解得或(舍去),
    综上t和a的值分别为2,2.
    (2)由(1)可知函数是奇函数,
    所以不等式等价于,
    因为指数函数在上单调递增,
    所以由复合函数单调性可知在上单调递增,
    所以不等式等价于,
    即,不等式恒成立,
    当且仅当,解得,
    所以实数k的取值范围为.
    【变式10-2】(23-24高一上·福建厦门·期中)已知函数是奇函数.
    (1)求的值,并判断的单调性(注:无需证明的单调性);
    (2)若,求的取值范围.
    【答案】(1),在和上都是减函数.
    (2).
    【知识点】判断指数型复合函数的单调性、根据函数的单调性解不等式、由奇偶性求参数、由函数奇偶性解不等式
    【分析】(1)由奇函数的定义求得参数,再由单调性定义证明.
    (2)利用奇函数性质变形不等式,再由单调性求解.
    【详解】(1)由题意恒成立,即,整理得,
    ∴,,
    ,它在和上都是减函数,
    设且均不为0,,
    若,则,,,所以,即,
    ∴在上是减函数,
    同理若,则,,,所以,即,
    ∴在上是减函数.
    (2),时,,时,,
    ,是奇函数,则,
    ,若,则,不合题意,
    ∴且,解得.
    【变式10-3】(22-23高一上·新疆乌鲁木齐·期末)已知是定义在上的奇函数
    (1)判断在上的单调性,并用定义证明;
    (2)若,求实数的取值范围.
    【答案】(1)在上单调递减,证明见解析;
    (2)
    【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、判断指数型复合函数的单调性、根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
    【分析】(1)根据指数型复合函数单调性判断,再利用定义证明单调性的步骤,取值、作差、变形、定号、下结论即可;
    (2)根据奇函数和单调性原不等式等价于,即可求解.
    【详解】(1)解:因为,在上单调递增,
    所以在上单调递减,证明如下:
    证明: .
    设,则,
    所以,
    因为,所以,
    所以,
    所以在上是减函数;
    (2)解:因为函数是奇函数,
    所以成立,等价于成立,
    因为在上是减函数,
    所以,,即,解得:,
    所以实数的取值范围为.
    【考点题型十一】指数型复合函数的单调性
    核心方法:复合函数单调性法则
    【例11】(24-25高三上·四川广安·阶段练习)函数的单调递增区间是
    【答案】
    【知识点】求函数的单调区间、判断指数型复合函数的单调性
    【分析】利用指数函数、二次函数的单调性,结合复合函数单调性求解即得.
    【详解】函数的定义域为R,令,
    则函数在上单调递增,在上单调递减,
    而函数在定义域上单调递减,
    因此函数在上单调递减,在上单调递增,
    所以函数的单调递增区间是.
    故答案为:
    【变式11-1】(多选)(24-25高三上·海南省直辖县级单位·期中)已知函数,则下列说法正确的是( )
    A.定义域为R
    B.值域为
    C.在上单调递增
    D.在上单调递减
    【答案】ABD
    【知识点】求指数型复合函数的值域、判断指数型复合函数的单调性
    【分析】根据函数的解析式可判断A;求出的值域再利用指数函数的单调性可判断B;根据复合函数的单调性可判断CD.
    【详解】对于A,函数的定义域为R,故A正确;
    对于B,因为,所以,
    故函数的值域为,故B正确;
    对于CD,因为在R上是减函数,
    在上是减函数,在上是增函数,
    所以函数在上单调递减,C错误,D正确.
    故选:ABD.
    【变式11-2】(2024高一·全国·专题练习)设函数(且)在区间上单调递增,则的取值范围是( )
    A.B.C.D.
    【答案】A
    【知识点】由指数(型)的单调性求参数、判断指数型复合函数的单调性
    【分析】利用指数函数及复合函数的单调性计算即可.
    【详解】易知,显然在上单调递增,
    在上单调递减,
    因为在区间1,+∞上单调递增,结合复合函数的单调性可知,且,
    所以.
    故选:A
    【考点题型十二】与指数函数(指数型复合函数)有关的值域
    核心方法:换元法
    【例12】(24-25高一上·广东广州·期中)已知函数,函数.
    (1)若,求函数的最小值;
    (2)若对,都存在,使得,求实数的取值范围.
    【答案】(1)
    (2)
    【知识点】求已知指数型函数的最值、函数不等式恒成立问题
    【分析】(1)首先利用指数运算,化简函数,再利用换元,结合对勾函数的单调性,即可求解函数的最值;
    (2)首先将函数和在定义域的最小值设为,由题意可知,首先求得,,确定的取值范围,再讨论去绝对值,求,然后解不等式,即可求解.
    【详解】(1)若,

    因为,令,则,
    又因为在上单调递增,
    当,即时,函数取得最小值;
    (2)设在上的最小值为,在上的最小值为,
    由题意可知,,
    若,

    因为,令,则,
    又因为在上单调递增,
    当,即时,函数取得最小值2,即;
    所以在上的最小值应该满足,;
    因为,解得:或,
    当时,且,则,
    可得,
    可得的最小值为,则,解得:,
    当时,且,,
    可得,
    可知,的最小值为,则,解得:,
    综上可知,的取值范围是.
    【点睛】关键点点睛:本题第二问的关键是求函数的最小值,根据,缩小的取值范围,再讨论去绝对值.
    【变式12-1】(23-24高一上·广东深圳·期末)已知定义在上的函数()
    (1)若,求函数在上的最大值;
    (2)若存在,使得,求实数的取值范围.
    【答案】(1)8
    (2)
    【知识点】求已知指数型函数的最值、函数不等式能成立(有解)问题
    【分析】(1)换元,令,可得,结合二次函数求最值;
    (2)由,换元令,整理得,结合函数单调性分析求解.
    【详解】(1)若,则,
    因为x∈0,2,令,
    可得的图象开口向上,对称轴为,
    可知:当时,取得最大值,
    所以函数在0,2上的最大值为8.
    (2)因为,
    即,
    整理得,
    令,当且仅当,即时,等号成立,
    则,,
    则,整理得,
    由题意可知:方程在内有解,
    因为在内单调递增,可知在内单调递增,
    则,可得,
    所以实数的取值范围为.
    【变式12-2】(23-24高一下·辽宁抚顺·开学考试)已知函数.
    (1)若,求的单调区间;
    (2)若有最小值3,求的值.
    【答案】(1)单调递增区间为,单调递减区间为.
    (2).
    【知识点】判断指数型复合函数的单调性、根据指数函数的最值求参数、根据二次函数的最值或值域求参数
    【分析】(1)令,利用复合函数的单调性分析求解;
    (2)设,结合指数函数单调性可知的最小值为1,然后分和两种情况,结合二次函数最值分析求解.
    【详解】(1)因为,所以.
    设,则.
    因为,所以为R上的单调递增函数.
    又在上单调递增,在上单调递减.
    所以函数的单调增区间为,单调减区间为.
    (2)设,则.因为,所以为R上的单调增函数.
    因为有最小值3,所以,的最小值为1.
    当时,,无最小值,不合题意;
    当时,则,解得.
    【考点题型十三】可化为一元二次函数型指数型复合函数值域问题
    核心方法:换元法
    【例13】(23-24高一上·云南昆明·期末)已知函数,.
    (1)当时,求的最小值;
    (2)记的最小值为,求的解析式.
    【答案】(1)
    (2)
    【知识点】与二次函数相关的复合函数问题、求已知指数型函数的最值、复合函数的最值
    【分析】(1)当时代入,再结合换元法和二次函数性质即可;
    (2)由(1)知,令,,则原函数可化为,根据对称轴与区间位置关系分情况讨论即可求得.
    【详解】(1)设,因为,则,
    则,,
    当时,,,
    ∴时,,即当时,.
    (2)由(1)知,,
    其图象的对称轴为.
    ①当时,在上单调递增,所以;
    ②当时,,
    ③当时,在上单调递减,所以.
    综上,.
    【变式13-1】(23-24高一上·吉林长春·期中)已知函数,且,.
    (1)求a,b的值,并写出的解析式;
    (2)设,求在的最大值和最小值.
    【答案】(1),,
    (2)最大值为,最小值为.
    【知识点】求已知指数型函数的最值、求解析式中的参数值
    【分析】(1)根据,列出方程组,解出的值,进而可得的解析式;
    (2)先求出,然后利用换元法,结合二次函数的知识可求出结果.
    【详解】(1)由,得,
    解得,.且.
    所以a,b的值分别为1,2,的解析式为.
    (2),
    令,则由得,
    所以变为,.
    对称轴为直线,,
    所以当,即时,;
    当,即时,.
    综上时,的最大值为,最小值为.
    【变式13-2】(24-25高一上·青海海东·阶段练习)已知指数函数(且)的图象过点.
    (1)求函数的解析式;
    (2)求函数在上的值域和单调区间.
    【答案】(1)
    (2)值域为;单调递减区间为,单调递增区间为
    【知识点】求指数函数解析式、判断指数型复合函数的单调性、求已知指数型函数的最值
    【分析】(1)由可求出的值,可得出函数的解析式;
    (2)令,,利用复合函数的单调性可得出函数在上的单调增区间和减区间,并由此求出函数的值域.
    【详解】(1)解:因为函数(且)的图象过点,则,解得,
    因此,.
    (2)解:,令,因为,则,
    令,
    当时,函数单调递减,此时,,
    当时,函数单调递增,此时,,
    又因为函数单调递增,
    所以,函数在上的减区间为,增区间为.
    故当时,,
    又因为,,故,
    所以,函数在上的值域为.
    【考点题型十四】与指数函数的相关的综合问题(单调性,奇偶性,解不等式,求值域,恒成立等问题)
    核心方法:
    【例14】(24-25高一上·湖南·期中)已知定义在上的奇函数,偶函数,.
    (1)求的值;
    (2)判断hx的奇偶性,判断并用定义法证明hx的单调性;
    (3)已知对任意恒成立,求实数的取值范围.
    【答案】(1)
    (2)为奇函数,证明见解析
    (3)
    【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、函数奇偶性的定义与判断、由奇偶性求参数、函数不等式恒成立问题
    【分析】(1)根据奇偶性定义研究式子恒成立即可求得的值;
    (2)利用奇偶性定义判断,利用单调性定义证明即可;
    (3)可将不等式转化为,再应用函数的单调性转化成,再分类讨论解出的取值范围即可.
    【详解】(1)解:由题意,为奇函数,为偶函数,
    所以f−x=−fx,即,
    所以恒成立,所以;
    所以,即,
    所以恒成立,所以
    (2)因为,
    则的定义域为,
    因为,所以hx为奇函数;
    因为,
    于是任取,且,



    所以hx为上增函数;
    (3)解:因为,
    所以即,
    又因为hx为R上增函数,所以对任意x∈R恒成立,
    当时,解集不为R,所以;
    当时,只需,可得到.
    综上实数的取值范围是
    【变式14-1】(24-25高一上·河南南阳·期中)已知指数函数的图象过点,函数.
    (1)求的解析式;
    (2)判断在上的单调性,并用定义证明;
    (3)若不等式对恒成立,求t的取值范围.
    【答案】(1)
    (2)单调递增,证明见解析
    (3)
    【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、求指数函数解析式、函数不等式恒成立问题
    【分析】(1)根据指数函数的定义及函数图象所过点求解;
    (2)利用函数单调性的定义证明即可;
    (3)根据函数单调性转化为恒成立,分离参数得解.
    【详解】(1)设(,且),由,得,
    所以.
    (2)在上单调递增.
    证明如下:
    由题意得.
    ,,且,

    .
    由,得,,则,.
    所以,即,
    故在上单调递增.
    (3)由题意得,所以是偶函数.
    由,得,
    易得,,
    因为在上单调递增,
    所以由,得.
    当时,恒成立;
    当时,.
    因为,所以,
    得,即t的取值范围为.
    【变式14-2】(24-25高一上·贵州黔西·期中)已知定义域为的函数是奇函数.
    (1)求的值;
    (2)证明:在上为减函数;
    (3)若对于任意,不等式恒成立,求的取值范围.
    【答案】(1),
    (2)证明见解析
    (3)
    【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、由奇偶性求参数、由函数奇偶性解不等式、函数不等式恒成立问题
    【分析】(1)定义域为R的奇函数满足,据此求解即可;
    (2)根据定义证明单调性即可;
    (3)根据奇函数性质转化成,再结合函数单调性求解.
    【详解】(1)因为为R上的奇函数,
    所以,得.
    又,得.
    经检验,符合题意.
    (2)任取,且,
    则.
    因为,根据指数函数单调性,所以.
    又因为,
    所以,所以为R上的减函数.
    (3)因为,不等式恒成立,
    所以.
    因为为奇函数,所以.
    因为为R上的减函数,
    所以,即恒成立,
    而,取得等号.
    所以.
    【变式14-3】(24-25高一上·天津津南·期中)已知函数为奇函数.
    (1)求实数的值;
    (2)判断函数在其定义域上的单调性,并用定义法证明;
    (3)若不等式成立,求实数的取值范围.
    【答案】(1)
    (2)为上的增函数,证明见解析
    (3)
    【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、利用函数单调性求最值或值域、由奇偶性求函数解析式
    【分析】(1)根据函数的奇函数的性质与定义求参数即可得结论;
    (2)利用单调性的定义,取值,作差,变形,定号,从而可证得函数单调性;
    (3)根据函数的奇偶性与单调性得不等式为,再利用不等式的恒成立、能成立求解最值即可得结论.
    【详解】(1)∵为上的奇函数.
    ∴,∴,∴
    检验:此时为奇函数,满足条件;
    (2)为上的增函数,
    证明:,且,

    ∵,∴,∴,
    ∴,即,∴为上的增函数.
    (3)∵,∴,
    ∵在上的奇函数,∴,
    ∵为上的增函数,∴,
    ∵对恒成立,∴,
    ∵在上单调递增,∴,
    ,使不等式成立,∴,
    ∵在上单增,在上单减,
    ∴,∴,∴,
    另解:,使不等式成立,
    ∴,
    ∵,∴在上单减,在上单增

    ∴即 ∴对恒成立
    ∴,
    ∵在上单增,∴,
    ∴,∴.
    【考点题型十五】指数函数中新定义问题
    【例15】(24-25高一上·上海徐汇·期中)对于函数,若其定义域内存在非零实数满足,则称为“伪奇函数”.若其定义域内存在非零实数满足,则称为“伪偶函数”
    (1)已知函数,判断是否为“伪奇函数”;是否为“伪偶函数”,并说明理由;
    (2)若幂函数使得在上是“伪奇函数”,是“伪偶函数”,求实数m的取值范围;
    (3)若整数使得是定义在上的“伪奇函数”,求m的取值集合.
    【答案】(1)不是伪奇函数;不是伪偶函数,理由见解析
    (2)
    (3)
    【知识点】利用函数单调性求最值或值域、一元二次方程根的分布问题、函数新定义、等式的性质与方程的解
    【分析】(1)求出即可判断是否为“伪奇函数”;求解方程即可判断是否为“伪偶函数”;
    (2)利用幂函数的定义求出,从而得到的解析式,由条件可知在上存在非零实数解,然后利用参变量分离,结合函数的单调性求出范围;同时根据是“伪偶函数”求出范围,进而可得到答案;
    (3)由定义,将问题转化为(在上存在非零实数解,令,则,构造函数,利用二次函数的性质,列不等式求解即可.
    【详解】(1)因为,其定义域为,则,

    因为恒成立,从而,
    故在函数定义域内不存在使得,即不存在使得f−x=−fx,
    所以不是“伪奇函数”.
    若,则,
    则,且,解得,
    故在函数定义域内不存在非零实数满足,
    所以不是“伪偶函数”.
    (2)因是幂函数,
    则,所以,,
    所以,,
    因为在上是“伪奇函数”,
    所以在上存在非零实数解,
    所以在上存在非零实数解,
    则,且,
    令,则,且,
    令,且,

    当且时,,则,
    当且时,,则,
    可得函数在上单调递减,在上单调递增,
    又,,,
    所以,当且时,,即,故,
    因为是“伪偶函数”,
    所以存在非零实数解,
    即存在非零实数解,显然,
    综上,实数的取值范围为.
    (3)由定义可得,在上存在非零实数解,
    则在上存在非零实数解,
    即在上存在非零实数解,
    所以(在上存在非零实数解,
    令,
    ∵,当且仅当,即时取等号,
    又,∴,
    则方程在上有实数解,
    令,对称轴为,
    当时,则,所以,故;
    当时,则,即,
    故,
    综上,,
    又为整数,则,
    所以的取值集合为.
    【点睛】关键点睛:本题为新概念题,解题关键是正确理解“伪奇函数”“伪偶函数”的概念,运用转化的思想,把问题转化为方程有解的问题,利用换元的思想简化运算并完成计算.
    【变式15-1】(24-25高一上·江西南昌·期中)对于定义在区间上的函数f(x),若.
    (1)已知试写出、的表达式;
    (2)设且函数如果与恰好为同一函数,求a的取值范围;
    (3)若存在最小正整数k,使得 对任意的成立,则称函数为上的"k阶收缩函数",已知,函数是上的“3阶收缩函数”,求b的取值范围.
    【答案】(1),
    (2)
    (3)
    【知识点】函数新定义、判断指数函数的单调性
    【分析】(1)根据函数、在上的单调性可得出、的表达式;
    (2)若与恰好为同一函数,只需要在上是单调递减,讨论的取值由复合函数的单调性即可求解;
    (3)根据题意,结合在上的单调性和值域,分,,三种情况讨论求解即可.
    【详解】(1)因为函数在上单调递减,
    则,
    因为函数在上单调递增,则.
    (2)若与恰好为同一函数,只需要在上是单调递增,
    当时,令,则,
    由,则,对称轴,
    根据复合函数的单调性,函数显然在为单调递减,故成立.
    当时,令,由,则,只需,
    化简得,解得,
    综上所述,a的取值范围为.
    (3)当时,函数在上单调递减,
    则,,
    由题意,对于任意的恒成立,
    即对于任意的恒成立,符合题意.
    当时,函数在1,2上单调递减,在上单调递增,
    则,,
    当时,,即,恒成立,符合题意;
    当时,,即,恒成立,符合题意;
    当时,函数在1,2上单调递减,在上单调递增,
    则,,
    由题意,当时,,即,恒成立,符合题意;
    当时,,即,不恒成立,不符合题意;
    当时,,即,不恒成立,不符合题意.
    综上所述,b的取值范围为.
    【点睛】关键点点睛:本题考查函数新定义问题,解题的关键在于确定新函数的解析式,根据题意将其转化为函数不等式成立的问题,再结合恒成立思想求解.
    【变式15-2】(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期中)对于定义在区间D上的函数,若存在闭区间和常数c,使得对任意,都有,且对任意,当时,恒成立,则称函数为区间D上的“卷函数”.
    (1)判断函数是否为上的“卷函数”?并说明理由:
    (2)设是(1)中的“卷函数”,若不等式对恒成立,求实数x的取值范围;
    (3)若函数是区间上的“卷函数”,求的值.
    【答案】(1)函数为上的“卷函数”,理由见解析
    (2)
    (3)4
    【知识点】函数新定义、基本不等式求和的最小值、函数不等式恒成立问题
    【分析】(1)写出函数的分段函数形式,再结合新定义判断即可;
    (2)令,结合二次函数的性质及题意可得不等式恒成立,进而结合函数的值域可得,进而求解即可;
    (3)根据题意可得存在区间和常数,使得恒成立,即,列出方程组即可求得m、c、n的值,代入函数验证是否满足题意即可确定m、n的值,进而求解.
    【详解】(1)函数为上的“卷函数”,理由如下:
    对于函数,
    当时,,且当或时,恒成立,
    所以函数为上的“卷函数”.
    (2)由于,当且仅当,即时等号成立,
    令,则,
    所以,
    因为函数在上单调递增,
    所以当时,,
    由题意,不等式对恒成立,
    即不等式恒成立,
    由(1)知,当时,,且当或时,恒成立,
    则,解得,
    即实数x的取值范围为.
    (3)因为函数是区间上的“卷函数”,
    则存在区间和常数,使得恒成立.
    所以恒成立,即,
    解得或,
    当时,,
    当时,,当时,恒成立.
    此时,是区间上的“卷函数”.
    当时,.
    当时,,当时,,
    此时,不是区间上的“卷函数”.
    综上所述,,,
    所以.
    【点睛】方法点睛:新定义题型的特点是:通过给出一个新概念,或约定一种新运算,或给出几个新模型来创设全新的问题情景,要求考生在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的:遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、验证、运算,使问题得以解决.
    提升训练
    一、单选题
    1.(24-25高一上·宁夏银川·期中)设指数函数且,则“”是“是增函数”的 ( )
    A.充分不必要条件B.必要不充分条件
    C.充要条件D.既不充分也不必要条件
    【答案】C
    【知识点】探求命题为真的充要条件、判断指数函数的单调性
    【分析】根据指数函数的底数与单调性的关系直接判断即可.
    【详解】由指数函数的性质可知,“是增函数”“”,
    所以“”是“是增函数”的充要条件,
    故选:C.
    2.(24-25高一上·广东清远·期中)设,,,则( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】A
    【知识点】比较指数幂的大小、由幂函数的单调性比较大小
    【分析】利用函数,和的单调性,结合条件,即可求解.
    【详解】因为是减函数,所以,
    因为在上单调递增,又,所以,
    又是增函数,所以,则,
    故选:A.
    3.(24-25高一上·黑龙江·期中)已知函数(且)在上单调递减,则实数的取值范围为( )
    A.B.C.D.
    【答案】A
    【知识点】根据函数的单调性求参数值、根据分段函数的单调性求参数
    【分析】由指数函数和分段函数的单调性求解即可;
    【详解】由题知,解得.
    故选:A.
    4.(24-25高一上·广东·期中)函数的值域是( )
    A.B.C.D.
    【答案】C
    【知识点】求指数型复合函数的值域
    【分析】利用换元法及二次函数的性质计算可得.
    【详解】令,因为,所以,
    则,
    令,,
    所以当时取得最小值,且,又,,
    所以,即函数的值域是.
    故选:C
    5.(24-25高一上·广东·期中)函数的图象大致为( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】A
    【知识点】函数奇偶性的定义与判断、函数图像的识别
    【分析】根据奇偶性可排除CD,根据或时,可排除B.
    【详解】由于的定义域为,关于原点对称,
    且为偶函数,故图象关于轴对称,排除CD,
    又当或时,,可排除B,
    故选:A
    6.(24-25高一上·湖南·期中)已知定义在R上的奇函数是常数,存在实数使得成立,则实数的取值范围为( )
    A.B.C.D.
    【答案】D
    【知识点】函数奇偶性的定义与判断、根据函数的单调性解不等式、由奇偶性求参数、由函数奇偶性解不等式
    【分析】结合指数函数的单调性和奇偶性,以及运用参数分离和基本不等式、结合能成立思想,可得所求范围.
    【详解】因为是R上的奇函数,所以,所以.
    因为,所以,解得,
    所以,
    检验,此时为R上的奇函数,
    因为函数为减函数,
    所以函数fx为增函数;
    因为能成立,
    所以能成立,
    参变分离,即能成立.
    因为(当且仅当,即时取等号),
    故选:D.
    7.(24-25高一上·江苏镇江·期中)已知函数,则满足不等式的的范围是( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】A
    【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、函数奇偶性的定义与判断、根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
    【分析】分别用定义判断函数的单调性和奇偶性,然后将转换为求解即可.
    【详解】函数定义域为关于原点对称,
    ,所以为奇函数,
    在定义域为内任意选取两个自变量,且,

    因为,所以,,
    所以,即,
    所以函数在上单调递增,
    因为,即,即,
    结合单调性知,即,解得,
    所以的范围是,
    故选:A.
    8.(24-25高一上·福建福州·期中)设函数和,若两函数在区间上的单调性相同,则把区间叫做的“稳定区间”,已知区间为函数的“稳定区间”,则实数a的取值范围为( )
    A.B.C.D.
    【答案】C
    【知识点】由指数(型)的单调性求参数、函数新定义
    【分析】依题意可知函数与函数在区间上同增或者同减,则根据同增或同减分两种情况讨论即可.
    【详解】函数在上单调递减,函数在上单调递增,
    若区间为函数的“稳定区间”,
    则函数与函数在区间上同增或者同减,
    ①若两函数在区间上单调递增,则在区间上恒成立,
    可得,解得;
    ②若两函数在区间上单调递减,则在区间上恒成立,
    即,不等式组无解;
    综上所述;.
    故选;C.
    二、多选题
    9.(23-24高一上·安徽马鞍山·期中)设,,且,则下列关系式中一定不成立的是( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】BC
    【知识点】比较指数幂的大小、由已知条件判断所给不等式是否正确
    【分析】根据指数函数的单调性即可比较AB,作出函数的图像,借助函数图象结合选项逐一判断CD.
    【详解】,故可作出的图象如图所示,

    由图可知,要使且成立,则有且,
    故必有且,
    又,即为,所以.
    由于函数为单调递增函数,且,所以,故AD可能,CB不可能,
    故选:BC.
    10.(23-24高一下·辽宁·阶段练习)已知函数,则( )
    A.若是偶函数,则
    B.无论取何值,都不可能是奇函数
    C.在区间上单调递减
    D.的最大值小于1
    【答案】ABC
    【知识点】判断指数型复合函数的单调性、求已知指数型函数的最值、由奇偶性求参数
    【分析】对于A,由函数定义得,由此即可验算;对于B,由实数域上奇函数的必要条件即可判断;对于C,由指数函数、复合函数单调性即可判断;对于D,由复合型指数函数的值域和最值即可判断.
    【详解】对于A项,若是偶函数,则,
    所以,即可得,故A项正确;
    对于B项,不过点,故B项正确;
    对于C项,在上单调递减,又在上单调递增,
    所以在上单调递减,故C项正确;
    对于D项,,又在上单调递增,
    所以的最大值为,所以最大值大于等于1,故D项错误.
    故选:ABC.
    三、填空题
    11.(24-25高一上·天津津南·期中)已知函数的值域为,则实数的取值范围为 .
    【答案】
    【知识点】根据分段函数的值域(最值)求参数
    【分析】利用图象以及的值域来求得实数的取值范围.
    【详解】依题意,,

    ,当时,,
    由解得或,
    而,结合图象可知:.
    故答案为:
    12.(24-25高一上·福建福州·期中)设函数,,若对任意的,存在,使得,则实数m的取值范围是 .
    【答案】
    【知识点】根据指数函数的值域或最值求参数(定义域)、函数不等式能成立(有解)问题
    【分析】首先求出与的取值范围,依题意可得的值域为函数的值域的子集,即,即可得到不等式组,解得即可.
    【详解】函数,,则,
    函数,,则,
    因为对任意的,存在,使得,
    所以的值域为函数的值域的子集,即,
    所以,解得,
    即实数m的取值范围是.
    故答案为:
    四、解答题
    13.(山东省百师联考2024-2025学年高一上学期期中考试数学试题)已知函数.
    (1)当时,求的值域;
    (2)若的最小值为3,求k的值;
    (3)在(2)的条件下,若不等式有实数解,求实数a的取值范围.
    【答案】(1);
    (2);
    (3).
    【知识点】求指数型复合函数的值域、对勾函数求最值、根据二次函数的最值或值域求参数、函数不等式能成立(有解)问题
    【分析】(1)由题设,结合二次函数及指数函数性质求值域;
    (2)令,则,结合二次函数性质讨论对称轴的位置及题设求参数值;
    (3)问题化为有解,求右侧最小值,即可得范围.
    【详解】(1)由题设,而,
    所以;
    (2)令,则,开口向上且对称轴为,
    当时,在上递增,此时无最值,不满足;
    当时,在上递减,在上递增,
    所以,可得(正值舍).
    (3)由题意有解,即有解,
    对于,当且仅当时取等号,
    又趋向正负无穷时,分别趋向于0、正无穷,故均趋向于正无穷,
    故只需,即.
    14.(广西壮族自治区玉林市2024-2025学年高一上学期11月期中考试数学试题)已知定义域为的函数是奇函数,且.
    (1)求出a,b的值,判断函数在上的单调性,并用定义证明;
    (2)若,求实数m的取值范围.
    【答案】(1),函数在上单调递增,证明见解析
    (2)
    【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、根据函数的单调性解不等式、由奇偶性求参数、由函数奇偶性解不等式
    【分析】(1)根据题意可得,进而解出a,b的值,再利用函数单调性的定义证明单调性即可;
    (2)根据函数的奇偶性可将不等式化为,再结合单调性及定义域求解即可.
    【详解】(1)由题意,函数是定义在上的奇函数,且
    所以,解得,
    此时,则,符合题意,
    所以.
    函数在上单调递增,证明如下:
    由,
    任取,且,


    因为,所以,,
    则,即,
    所以函数在上单调递增.
    (2)由题意,函数是定义在上的奇函数,
    由,即,
    由(1)知,函数在上单调递增,
    则,解得,
    即实数m的取值范围为.
    15.(24-25高一上·天津津南·期中)已知函数.
    (1)求不等式的解集;
    (2)若函数,求在[1,3]的最小值;
    (3)若使得不等式成立,求实数的取值范围.
    【答案】(1)
    (2)1
    (3)或
    【知识点】与二次函数相关的复合函数问题、判断指数函数的单调性、分类讨论解绝对值不等式
    【分析】(1)根据指数函数的性质解指数不等式即可得解集;
    (2)利用指数函数的性质结合基本不等式求最值即可;
    (3)根据指数函数与二次函数的性质,结合换元转化求函数最值即可得实数的取值范围.
    【详解】(1)因为,且函数在上为减函数,
    所以不等式的解集为;
    (2)
    因为,所以,则,
    当且仅当,则,即时取等号,取得最小值为1.
    (3)因为,所以,
    令,∴,
    所以当时,.
    因为,则只需,所以,解得或.
    16.(24-25高一上·福建福州·期中)已知函数,的定义域均为,且是奇函数,是偶函数,,其中为自然对数的底数.
    (1)求,的解析式;
    (2)根据定义证明函数在区间上单调递增;
    (3)若不等式对任意的恒成立,求实数的取值范围.
    【答案】(1),
    (2)证明见解析
    (3)
    【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、求指数型复合函数的值域、函数不等式恒成立问题、函数方程组法求解析式
    【分析】(1)根据函数的奇偶性得到,再解关于,的方程组即可;
    (2)根据单调性的定义证明即可;
    (3)参变分离可得对任意的恒成立,结合对勾函数的性质求出的最小值,即可得解.
    【详解】(1)因为是奇函数,是偶函数,
    所以,,
    因为,则,即,
    解得,;
    (2)由(1)知,设且,


    因为且,所以,,即,,
    所以,即,即,
    所以在区间上单调递增;
    (3)因为不等式对任意的恒成立,
    即不等式对任意的恒成立,
    由(2)可得当时,
    所以对任意的恒成立,
    令,则,又对勾函数在上单调递增,在上单调递减,
    ,,所以,
    所以,当且仅当,
    即时取等号,
    所以,即实数的取值范围为.
    17.(辽宁省普通高中2024-2025学年高一上学期11月期中考试数学试题)若函数与满足:对任意的,总存在唯一的,使成立,则称是在区间上的“阶伴随函数”;当时,则称为区间上的“阶自伴函数”.
    (1)判断是否为区间上的“2阶自伴函数”?并说明理由;
    (2)若为区间上的“9阶自伴函数”,求的值;
    (3)若是在区间上的“2阶伴随函数”,求实数的取值范围.
    【答案】(1)不是,证明见解析;
    (2).
    (3)
    【知识点】求指数型复合函数的值域、函数新定义、函数不等式恒成立问题
    【分析】(1)由解聘 ,再由判断是否不一定有即得;
    (2)由,求得,然后由确定的范围,再利用这个范围是的子集求得;
    (3)方法一:由,求得,然后由确定的范围,再利用这个范围是的子集求得的范围;方法二:令,求出,等价转化得在0,1上的值域必定包含区间1,2,且的值域在1,2对应的自变量是唯一的,最后对进行分类讨论即可.
    【详解】(1)是区间上的“2阶自伴函数”
    对任意的,,
    则,首先中唯一的,
    其次时,,,因此,不一定有,
    例如取,由解得,
    所以不是区间上的“2阶自伴函数”;
    (2)由已知,对任意,,,
    ,所以且,
    即,解得.
    (3)方法一:由题意,,

    ,则,所以,
    设,则,
    于是,,
    ,,
    所以对,恒成立,或恒成立,
    恒成立,则,解得,
    恒成立,则,解得,
    综上,的取值范围是.
    方法二:,
    令,则,则,
    所以.
    因为是在区间0,1上的"2阶伴随函数",
    所以对任意的,总存在唯一的,使得成立,
    所以,
    即在0,1上的值域必定包含区间1,2,
    且的值域在1,2对应的自变量是唯一的;
    又因为开口向上,对称轴为.
    ①当,即时,在$[0,1]$上单调递增,则必有,解得;
    ②当,即时,在$[0,1]$上单调递减,则必有,解得;
    ③当,即时,在上单调递减,在上单调递增,如图,由唯一性,
    则必有,此时无解;
    ④当,即时,在上单调递减,在上单调递增,如图,由唯一性,
    则必有,此时无解.
    综上所述,的取值范围为.
    【点睛】方法点睛:本题考查学生的创新意识,解题关键是理解新定义并能应用转化,对为区间上的“阶自伴函数”,求参数范围问题,只要解方程,用表示(注意唯一解),然后由求得的范围,再利用此范围是的子集可求得参数(或范围).
    底数
    图象


    定义域
    值域
    定点
    图象过定点
    单调性
    增函数
    减函数
    函数值的变化情况
    当时,
    当时,
    当时,
    当时,
    当时,
    当时,
    对称性
    函数与的图象关于轴对称

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