高考数学一轮复习 专题3.5 指数与指数函数(讲)
展开高考数学一轮复习策略
1、揣摩例题。
课本上和老师讲解的例题,一般都具有一定的典型性和代表性。要认真研究,深刻理解,要透过“样板”,学会通过逻辑思维,灵活运用所学知识去分析问题和解决问题,特别是要学习分析问题的思路、解决问题的方法,并能总结出解题的规律。
2、精练习题
复习时不要搞“题海战术”,应在老师的指导下,选一些源于课本的变式题,或体现基本概念、基本方法的基本题,通过解题来提高思维能力和解题技巧,加深对所学知识的深入理解。在解题时,要独立思考,一题多思,一题多解,反复玩味,悟出道理。
3、加强审题的规范性
每每大考过后,总有同学抱怨没考好,纠其原因是考试时没有注意审题。审题决定了成功与否,不解决这个问题势必影响到高考的成败。那么怎么审题呢? 应找出题目中的已知条件 ;善于挖掘题目中的隐含条件 ;认真分析条件与目标的联系,确定解题思路 。
4、重视错题
“错误是最好的老师”,但更重要的是寻找错因,及时进行总结,三五个字,一两句话都行,言简意赅,切中要害,以利于吸取教训,力求相同的错误不犯第二次。
专题3.5 指数与指数函数
新课程考试要求 | 1.了解指数幂的含义,掌握有理指数幂的运算。 2.理解指数函数的概念,掌握指数函数的图象、性质及应用. 3.了解指数函数的变化特征. |
核心素养 | 培养学生数学抽象(例5)、数学运算(多例)、逻辑推理(例8)、直观想象(例6.7.9)等核心数学素养. |
考向预测 | 1.指数幂的运算; 2.指数函数的图象和性质的应用; 3.与指数函数相关,考查视图用图能力、数形结合思想的应用、函数单调性的应用、运算能力等,常与的对数函数等结合考查,如比较函数值的大小; |
【知识清单】
1.根式和分数指数幂
1.n次方根
定义 | 一般地,如果xn=a,那么x叫做a的__n次方根__,其中n>1,且n∈N* | |||
个数 | n是奇数 | a>0 | x>0 | x仅有一个值,记为 |
a<0 | x<0 | |||
n是偶数 | a>0 | x有两个值,且互为相反数,记为± | ||
| a<0 | x不存在 |
2.根式
(1)概念:式子叫做根式,其中n叫做根指数,a叫做被开方数.
(2)性质:
①()n=a.
②=
3.分数指数幂
(1)规定:正数的正分数指数幂的意义是a=(a>0,m,n∈N*,且n>1);正数的负分数指数幂的意义是a-=(a>0,m,n∈N*,且n>1);0的正分数指数幂等于0;0的负分数指数幂没有意义.
(2)有理指数幂的运算性质:aras=ar+s;(ar)s=ars;(ab)r=arbr,其中a>0,b>0,r,s∈Q.
2.指数函数的图象和性质
(1)概念:函数y=ax(a>0且a≠1)叫做指数函数,其中指数x是变量,函数的定义域是R,a是底数.
(2)指数函数的图象与性质
| a>1 | 0<a<1 |
图象 | ||
定义域 | R | |
值域 | (0,+∞) | |
性质 | 过定点(0,1),即x=0时,y=1 | |
当x>0时,y>1; 当x<0时,0<y<1 | 当x<0时,y>1; 当x>0时,0<y<1 | |
在(-∞,+∞)上是增函数 | 在(-∞,+∞)上是减函数 |
【考点分类剖析】
考点一 根式、指数幂的化简与求值
【典例1】(2021·湖南长沙市·高三其他模拟)镜片的厚度是由镜片的折射率决定,镜片的折射率越高,镜片越薄,同时镜片越轻,也就会带来更为舒适的佩戴体验.某次社会实践活动中,甲、乙、丙三位同学分别制作了三种不同的树脂镜片,折射率分别为,,.则这三种镜片中,制作出最薄镜片和最厚镜片的同学分别为( )
A.甲同学和乙同学 B.丙同学和乙同学
C.乙同学和甲同学 D.丙同学和甲同学
【典例2】计算:.
【规律方法】
化简原则:①化根式为分数指数幂;②化负指数幂为正指数幂;③化小数为分数;④注意运算的先后顺序.
【变式探究】
1.计算:1.5-×0+80.25×+(×)6-
2.计算:×0+×-=________.
【易错提醒】
1.根式:
(1)任何实数均有奇次方根,仅有非负数才有偶次方根,负数没有偶次方根.
(2)=0(n>1,且n∈N*).
(3)有限制条件的根式化简的步骤
2.有理数指数幂的运算性质中,其底数都大于零,否则不能用性质来运算.
3.把根式化成分数指数幂的形式时,不要轻易对进行约分,否则,有时会改变a的取值范围而导致出错,如,a∈R,化成分数指数幂应为a,a∈R,而a=,则有a≥0,所以化简时,必须先确定a的取值范围.
4.结果要求:①若题目以根式形式给出,则结果用根式表示;②若题目以分数指数幂的形式给出,则结果用分数指数幂的形式表示;③结果不能同时含有根式和分数指数幂,也不能既有分母又有负分数指数幂.
考点二:根式、指数幂的条件求值
【典例3】已知则的值为__________.
【典例4】设,求 的值.
【总结提升】
根式、指数幂的条件求值,是代数式求值问题的常见题型,一般步骤是:
(1)审题:从整体上把握已知条件和所求代数式的形式和特点;
(2)化简:①化简已知条件;②化简所求代数式;
(3)求值:往往通过整体代入,简化解题过程.如本题求值问题实质上考查整体思想,考查完全平方公式、立方和(差)公式的应用,如,,,解题时要善于应用公式变形.
【变式探究】
已知,求下列各式的值.
(1);(2);(3)
考点三:指数函数的概念
【典例5】(2021·四川凉山彝族自治州·高三三模(文))函数,且,则( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【规律方法】
判断一个函数是否是指数函数,关键是看解析式是否符合y=ax(a>0,a≠1)这一结构形式.
【变式探究】
若y=(a2-3a+3)ax是指数函数,则有 ( )
A.a=1或2 B.a=1
C.a=2 D.a>0且a≠1
考点四:指数函数的图象
【典例6】(2021·吉林长春市·高三其他模拟(文))如图,①②③④中不属于函数,,的一个是( )
A.① B.② C.③ D.④
【典例7】(2020·浙江绍兴市阳明中学高三期中)函数y=ax-(a>0,且a≠1)的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【总结提升】
1.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、伸缩、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.
2.判断指数函数图象上底数大小的问题,可以先通过令x=1得到底数的值再进行比较.
3.识图的三种常用方法
(1)抓住函数的性质,定性分析:
①从函数的定义域,判断图象的左右位置;从函数的值域,判断图象的上下位置;
②从函数的单调性,判断图象的变化趋势;
③从周期性,判断图象的循环往复;
④从函数的奇偶性,判断图象的对称性.
⑤从函数的特征点,排除不合要求的图象.
(2)抓住函数的特征,定量计算:
从函数的特征点,利用特征点、特殊值的计算分析解决问题.
(3)根据实际背景、图形判断函数图象的方法:
①根据题目所给条件确定函数解析式,从而判断函数图象(定量分析);
②根据自变量取不同值时函数值的变化、增减速度等判断函数图象(定性分析).
4.过定点的图象
(1)画指数函数y=ax(a>0,a≠1)的图象,应抓住三个关键点(0,1),(1,a), .特别注意,指数函数的图象过定点(0,1);
(2) 与的图象关于y轴对称;
(3)当a>1时,指数函数的图象呈上升趋势,当0<a<1时,指数函数的图象呈下降趋势;简记:撇增捺减.
【变式探究】
1.(2020·上海高一课时练习)函数和(其中且)的大致图象只可能是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示是下列指数函数的图象:
(1)y=ax;(2)y=bx;(3)y=cx;(4)y=dx.
则a,b,c,d与1的大小关系是 ( )
A.a<b<1<c<d B.b<a<1<d<c
C.1<a<b<c<d D.a<b<1<d<c
【特别提醒】
指数函数的图象随底数变化的规律可归纳为:在第一象限内,图象自下而上对应的底数依次增大.
高频考点五:指数函数的性质及其应用
【典例8】(2020·浙江高三月考)已知,且,设,,则( )
A. B. C. D.
【典例9】(2021·北京高三其他模拟)已知函数则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【典例10】(2020·上海高三专题练习)函数的值域是_________.
【典例11】(2019·黑龙江省大庆四中高一月考(文))已知函数的图像经过点,
(1)求值;
(2)求函数的值域;
【规律方法】
1.比较幂值大小时,要注意区分底数相同还是指数相同.是用指数函数的单调性,还是用幂函数的单调性或指数函数的图象解决.要注意图象的应用,还应注意中间量0、1等的运用.
2.指数函数的图象在第一象限内底大图高(逆时针方向底数依次变大).当幂的底数不确定时,要注意讨论底数的不同取值情况.
3.根据指数函数图象判断底数大小的问题,可以通过直线x=1与图象的交点进行判断.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.
规律:在y轴右(左)侧图象越高(低),其底数越大.
4.简单的指数不等式的求解问题.解决此类问题应利用指数函数的单调性,要特别注意底数a的取值范围,并在必要时进行分类讨论.
5.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,涉及单调性问题时,要借助“同增异减”这一性质分析判断.
6.有关指数方程、不等式问题的求解,往往是利用相应的指数型函数图象和性质,数形结合求解.
【变式探究】
1.(2018年新课标I卷文)设函数,则满足的x的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(2019·天津高三高考模拟)若,则函数的值域是
A. B. C. D.
3.(2021·江苏高三月考)已知函数,且,则( )
A. B.
C. D.
4.(山东省高考真题)已知函数的定义域和值域都是,则 .
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