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【寒假作业】(沪教版2020)高中数学 高一寒假巩固提升训练 专题01幂函数、指数函数与对数函数全章复习攻略与难点强化训练-练习
展开一.幂函数的概念、解析式、定义域、值域
【知识点归纳】
幂函数的定义:一般地,函数y=xa叫做幂函数,其中x是自变量,a是常数.
解析式:y=xa=
定义域:当a为不同的数值时,幂函数的定义域的不同情况如下:
1.如果a为负数,则x肯定不能为0,不过这时函数的定义域还必须根据q的奇偶性来确定,即如果q为偶数,则x不能小于0,这时函数的定义域为大于0的所有实数;
2.如果同时q为奇数,则函数的定义域为不等于0的所有实数.
当x为不同的数值时,幂函数的值域的不同情况如下:
1.在x大于0时,函数的值域总是大于0的实数.
2.在x小于0时,则只有同时q为奇数,函数的值域为非零的实数.
而只有a为正数,0才进入函数的值域.
由于x大于0是对a的任意取值都有意义的.
二.幂函数的图象
【知识点归纳】
三.幂函数的性质
【知识点归纳】
所有的幂函数在(0,+∞)上都有各自的定义,并且图象都过点(1,1).
(1)当a>0时,幂函数y=xa有下列性质:
a、图象都通过点(1,1)(0,0);
b、在第一象限内,函数值随x的增大而增大;
c、在第一象限内,a>1时,图象开口向上;0<a<1时,图象开口向右;
d、函数的图象通过原点,并且在区间[0,+∞)上是增函数.
(2)当a<0时,幂函数y=xa有下列性质:
a、图象都通过点(1,1);
b、在第一象限内,函数值随x的增大而减小,图象开口向上;
c、在第一象限内,当x从右趋于原点时,图象在y轴上方趋向于原点时,图象在y轴右方无限逼近y轴,当x趋于+∞时,图象在x轴上方无限地逼近x轴.
(3)当a=0时,幂函数y=xa有下列性质:
a、y=x0是直线y=1去掉一点(0,1),它的图象不是直线.
四.幂函数的单调性、奇偶性及其应用
【知识点归纳】
1、幂函数定义:
一般地,函数y=xa(a∈R)叫做幂函数,其中x是自变量,a是常数.
(1)指数是常数;
(2)底数是自变量;
(3)函数式前的系数都是1;
(4)形式都是y=xa,其中a是常数.
2、幂函数与指数函数的对比
3、五个常用幂函数的图象和性质
(1)y=x; (2)y=x2; (3)y=x3; (4)y=; (5)y=x﹣1
4、幂函数的性质
(1)所有的幂函数在(0,+∞)都有定义,并且函数图象都通过点(1,1).
(2)如果a>0,则幂函数的图象过点(0,0),(1,1),并在[0,+∞)上为增函数.
(3)如果a<0,则幂函数的图象过点(1,1),并在(0,+∞)上为减函数.
(4)当a为奇数时,幂函数为奇函数,当a为偶数时,幂函数为偶函数.
五.指数函数的定义、解析式、定义域和值域
【知识点归纳】
指数函数的解析式、定义、定义域、值域
1、指数函数的定义:
一般地,函数y=ax(a>0,且a≠1)叫做指数函数,其中x是自变量,函数的定义域是R,值域是(0,+∞).
2、指数函数的解析式:
y=ax(a>0,且a≠1)
3、理解指数函数定义,需注意的几个问题:
①因为a>0,x是任意一个实数时,ax是一个确定的实数,所以函数的定义域为实数集R.
②规定底数a大于零且不等于1的理由:
如果a=0,当x>0时,ax恒等于0;当x≤0时,ax无意义;
如果a<0,比如y=(﹣4)x,这时对于x=,x=在实数范围内函数值不存在.
如果a=1,y=1x=1是一个常量,对它就没有研究的必要,
为了避免上述各种情况,所以规定a>0且a≠1.
六.指数函数的图象与性质
【知识点的认识】
1、指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象和性质:
2、底数对指数函数的影响:
①在同一坐标系内分别作函数的图象,易看出:当a>l时,底数越大,函数图象在第一象限越靠近y轴;同样地,当0<a<l时,底数越小,函数图象在第一象限越靠近x轴.
②底数对函数值的影响如图.
③当a>0,且a≠l时,函数y=ax 与函数y=的图象关于y轴对称.
3、利用指数函数的性质比较大小:
若底数相同而指数不同,用指数函数的单调性比较:
若底数不同而指数相同,用作商法比较;
若底数、指数均不同,借助中间量,同时要注意结合图象及特殊值.
七.指数型复合函数的性质及应用
【知识点归纳】
指数型复合函数性质及应用:
指数型复合函数的两个基本类型:y=f(ax)与y=af(x)
复合函数的单调性,根据“同增异减”的原则处理
U=g(x) y=au y=ag(x)
增 增 增
减 减 增
增 减 减
减 增 减.
八.指数函数的单调性与特殊点
【知识点归纳】
1、指数函数单调性的讨论,一般会以复合函数的形式出现,所以要分开讨论,首先讨论a的取值范围即a>1,0<a<1的情况.再讨论g(x)的增减,然后遵循同增、同减即为增,一减一增即为减的原则进行判断.
2、同增同减的规律:
(1)y=ax 如果a>1,则函数单调递增;
(2)如果0<a<1,则函数单调递减.
3、复合函数的单调性:
(1)复合函数为两个增函数复合:那么随着自变量X的增大,Y值也在不断的增大;
(2)复合函数为两个减函数的复合:那么随着内层函数自变量X的增大,内层函数的Y值就在不断的减小,而内层函数的Y值就是整个复合函数的自变量X.因此,即当内层函数自变量X的增大时,内层函数的Y值就在不断的减小,即整个复合函数的自变量X不断减小,又因为外层函数也为减函数,所以整个复合函数的Y值就在增大.因此可得“同增”若复合函数为一增一减两个函数复合:内层函数为增函数,则若随着内层函数自变量X的增大,内层函数的Y值也在不断的增大,即整个复合函数的自变量X不断增大,又因为外层函数为减函数,所以整个复合函数的Y值就在减小.反之亦然,因此可得“异减”.
九.指数函数的实际应用
【知识点归纳】
指数函数图象的应用:
函数的图象是直观地表示函数的一种方法.函数的很多性质,可以从图象上一览无余.数形结合就是几何与代数方法紧密结合的一种数学思想.指数函数的图象通过平移、翻转等变可得出一般函数的图象.利用指数函数的图象,可解决与指数函数有关的比较大小、研究单调性、方程解的个数、求值域或最值等问题.
十.指数式与对数式的互化
【知识点归纳】
ab=N⇔lgaN=b;
algaN=N;lgaaN=N
指数方程和对数方程主要有以下几种类型:
(1)af(x)=b⇔f(x)=lgab;lgaf(x)=b⇔f(x)=ab(定义法)
(2)af(x)=ag(x)⇔f(x)=g(x);lgaf(x)=lgag(x)⇔f(x)=g(x)>0(同底法)
(3)af(x)=bg(x)⇔f(x)lgma=g(x)lgmb;(两边取对数法)
(4)lgaf(x)=lgbg(x)⇔lgaf(x)=;(换底法)
(5)Algx+Blgax+C=0(A(ax)2+Bax+C=0)(设t=lgax或t=ax)(换元法)
十一.对数的运算性质
【知识点的认识】
对数的性质:①=N;②lgaaN=N(a>0且a≠1).
lga(MN)=lgaM+lgaN; lga=lgaM﹣lgaN;
lgaMn=nlgaM; lga=lgaM.
十二.对数函数的定义
【知识点归纳】
一般地,如果a(a>0,且a≠1)的b次幂等于N,那么数b叫做以a为底N的对数,记作lgaN=b,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.即ab=N,lgaN=b.
底数则要大于0且不为1.
十三.对数函数的定义域
【知识点归纳】
一般地,我们把函数y=lgax(a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,函数的定义域是(0,+∞),值域是R.
十四.对数函数的值域与最值
【知识点归纳】
一般地,我们把函数y=lgax(a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,函数的定义域是(0,+∞),值域是R.
定点:函数图象恒过定点(1,0)
十五.对数值大小的比较
【知识点归纳】
1、若两对数的底数相同,真数不同,则利用对数函数的单调性来比较.
2、若两对数的底数和真数均不相同,通常引入中间变量(1,﹣1,0)进行比较
3、若两对数的底数不同,真数也不同,则利用函数图象或利用换底公式化为同底的再进行比较.(画图的方法:在第一象限内,函数图象的底数由左到右逐渐增大)
十六.对数函数的图象与性质
【知识点归纳】
十七.对数函数的单调性与特殊点
【知识点归纳】
对数函数的单调性和特殊点:
1、对数函数的单调性
当a>1时,y=lgax在(0,+∞)上为增函数
当0<a<1时,y=lgax在(0,+∞)上为减函数
2、特殊点
对数函数恒过点(1,0)
十八.指数函数与对数函数的关系
【知识点归纳】
指数函数和对数函数的关系:
(1)对数函数与指数函数互为反函数,它们的定义域、值域互换,图象关于直线y=x对称.
(2)它们都是单调函数,都不具有奇偶性.当a>l时,它们是增函数;当O<a<l时,它们是减函数.
(3)指数函数与对数函数的联系与区别:
十九.反函数
【知识点归纳】
【定义】一般地,设函数y=f(x)(x∈A)的值域是C,根据这个函数中x,y 的关系,用y把x表示出,得到x=g(y).若对于y在中的任何一个值,通过x=g(y),x在A中都有唯一的值和它对应,那么,x=g(y)就表示y是自变量,x是因变量是y的函数,这样的函数y=g(x)(y∈C)叫做函数y=f(x)(x∈A)的反函数,记作y=f(﹣1)(x) 反函数y=f(﹣1)(x)的定义域、值域分别是函数y=f(x)的值域、定义域.
【性质】
反函数其实就是y=f(x)中,x和y互换了角色
(1)函数f(x)与他的反函数f﹣1(x)图象关于直线y=x对称;函数及其反函数的图形关于直线y=x对称
(2)函数存在反函数的重要条件是,函数的定义域与值域是一一映射;
(3)一个函数与它的反函数在相应区间上单调性一致;
(4)大部分偶函数不存在反函数(当函数y=f(x),定义域是{0} 且 f(x)=C (其中C是常数),则函数f(x)是偶函数且有反函数,其反函数的定义域是{C},值域为{0} ).奇函数不一定存在反函数,被与y轴垂直的直线截时能过2个及以上点即没有反函数.若一个奇函数存在反函数,则它的反函数也是奇函数.
(5)一切隐函数具有反函数;
(6)一段连续的函数的单调性在对应区间内具有一致性;
(7)严格增(减)的函数一定有严格增(减)的反函数【反函数存在定理】;
(8)反函数是相互的且具有唯一性;
(9)定义域、值域相反对应法则互逆(三反);
(10)原函数一旦确定,反函数即确定(三定)(在有反函数的情况下,即满足(2)).
一.幂函数的概念、解析式、定义域、值域(共7小题)
1.(2023秋•普陀区校级期中)下列函数是幂函数的是( )
A.B.y=2xC.y=2x2D.y=﹣x﹣1
2.(2023秋•嘉定区校级期中)若幂函数y=xα的图像经过点,则此幂函数的表达式是 .
3.(2023秋•静安区校级期中)若幂函数y=xa的图像经过点(2,2),则a= .
4.(2023秋•青浦区校级期中)幂函数y=xa在x>1时的图像位于直线y=x的下方,则a的取值范围是 .
5.(2023秋•宝山区校级期中)已知函数(a>0且a≠1)的图象恒过定点A,若幂函数y=g(x)的图象也经过该点,则= .
6.(2023秋•徐汇区校级期中)幂函数y=xa,当a取不同的正数时,在区间[0,1]上它们的图象是一组美丽的曲线(如图),设点A(1,0),B(0,1),连接AB,线段AB恰好被其中的两个幂函数y=xa,y=xb的图象三等分,即有BM=MN=NA,那么ab= .
7.(2023秋•黄浦区校级期中)已知函数是幂函数,且函数图象不经过第二象限,则实数m的值为 .
二.幂函数的图象(共2小题)
8.(2023•黄浦区校级模拟)如图所示是函数(m,n均为正整数且m,n互质)的图象,则( )
A.m,n是奇数且
B.m是偶数,n是奇数,且
C.m是偶数,n是奇数,且
D.m,n是奇数,且
9.(2023秋•杨浦区校级期中)函数的图象是( )
A.B.
C.D.
三.幂函数的性质(共6小题)
10.(2023秋•宝山区校级期中)幂函数y=(m2﹣m﹣1)•x﹣5m﹣3,当x∈(0,+∞)时为减函数,则实数m的值为( )
A.m=2B.m=﹣1C.m=﹣1或m=2D.m≠
11.(2023秋•奉贤区期中)下列幂函数在区间(0,+∞)上是严格增函数,且图像关于原点成中心对称的有 .(请填入全部正确的序号)
①; ②;③;④
12.(2023秋•静安区校级期中)已知幂函数①y=,②y=,③y=x3,④y=,其中图象关于y轴对称的是 .(填写全部正确的编号)
13.(2023秋•普陀区校级期中)已知幂函数f(x)=(m2+4m+4)xm+2在(0,+∞)上单调递减.
(1)求m的值;
(2)若(2a﹣1)﹣m<(a+3)﹣m,求a的取值范围.
14.(2023秋•静安区校级期中)已知幂函数(m∈Z)满足:①在区间(0,+∞)上是严格增函数;②函数图像关于原点对称.
(1)求同时满足①②的幂函数f(x)的表达式.
(2)在(1)条件下,y=f(x)图像先向左平移了2个单位,再向上平移了1个单位,恰好和函数y=g(x)的图像重合,求函数y=g(x)的表达式.
15.(2023秋•静安区校级期中)已知幂函数f(x)=(m2﹣5m+5)xm﹣2的图象关于点(0,0)对称.
(1)求该幂函数f(x)的解析式;
(2)设函数g(x)=|f(x)|,在如图的坐标系中作出函数g(x)的图象;
(3)直接写出函数g(x)的单调区间.
四.幂函数的单调性、奇偶性及其应用(共2小题)
16.(2020秋•天心区校级期末)下列大小关系,正确的是( )
A.0.993.3<0.994.5B.lg20.8<lg3π
C.0.535.2<0.355.2D.1.70.3<0.93.1
17.(2020秋•金山区校级月考)若(m+1)<(3﹣2m),则实数m的取值范围 .
五.指数函数的定义、解析式、定义域和值域(共4小题)
18.(2023秋•杨浦区校级期中)对任意x≤1,指数函数y=ax的值总大于,则实数a的取值范围是 .
19.(2023•奉贤区校级三模)点P(2,16)、Q(lg23,t)都在同一个指数函数的图像上,则t= .
20.(2023秋•奉贤区期中)若x>0时,指数函数y=(2a2﹣1)x的值总小于1,则实数a的取值范围为 .
21.(2023秋•杨浦区校级期中)若指数函数的图像经过点,则指数函数的解析式为 .
六.指数函数的图象与性质(共4小题)
22.(2023秋•普陀区校级期中)如图所示,函数y=|2x﹣2|的图象是( )
A.B.
C.D.
23.(2023秋•静安区校级期中)若函数y=()|1﹣x|+m的图象与x轴有公共点,则m的取值范围是( )
A.m≤﹣1B.﹣1≤m<0C.m≥1D.0<m≤1
24.(2023秋•静安区校级期中)指数函数y=ax(a>0,a≠1)在区间[0,4]上的最大值与最小值之和为17,则a= .
25.(2023秋•静安区期中)函数f(x)=ax(a>0且a≠1)在区间[1,2]上的最大值比最小值大,则a的值为 .
七.指数型复合函数的性质及应用(共2小题)
26.(2020秋•黄浦区校级期末)函数f(x)=x﹣3+ex的零点所在的区间是( )
A.(0,1)B.(1,3)C.(3,4)D.(4,+∞)
27.(2021秋•普陀区校级月考)已知函数f(x)=(a∈R),且f(1)>f(3),f(2)>f(3)( )
A.若k=1,则|a﹣1|<|a﹣2|B.若k=1,则|a﹣1|>|a﹣2|
C.若k=2,则|a﹣1|<|a﹣2|D.若k=2,则|a﹣1|>|a﹣2|
八.指数函数的单调性与特殊点(共6小题)
28.(2023秋•静安区校级期中)函数f(x)=ax+2﹣1(a>0且a≠1)经过与a无关的定点 .
29.(2023秋•青浦区校级期中)已知常数a>0且a≠1,假设无论a为何值,函数y=ax+4+3的图像恒经过一定点,则这个点的坐标为 .
30.(2023秋•浦东新区校级期中)函数f(x)=3x,x∈{1,2,3}的最小值为 .
31.(2023秋•静安区校级期中)已知常数a>0且a≠1,若无论a取何值,函数y=ax﹣b+m(b,m为实数)的图象过定点(1,3),则b+m的值为 .
32.(2023秋•普陀区校级期中)函数y=ax﹣1(a>0且a≠1)的图像一定过点 .
33.(2023秋•杨浦区校级期中)已知a,b∈R,则下列命题中正确的个数为( )
(1)若0<a<b<1,则aa<bb; (2)若0<a<b<1,则lgab<1;
(3)若a>b>1,则ab<ba; (4)若a>b,则.
A.3个B.2个C.1个D.0个
九.指数函数的实际应用(共1小题)
34.(2022秋•徐汇区校级期末)某细菌在培养过程中,每20分钟分裂一次(一个分裂为两个),经过1小时,这种细菌由一个可以繁殖成 个.
一十.对数函数的定义域(共5小题)
35.(2023秋•虹口区期末)函数的定义域为 .
36.(2023秋•宝山区校级期中)若lg(a﹣2)(5﹣a)有意义,则实数a的取值范围是 .
37.(2023秋•宝山区校级期中)已知函数y=lg(ax2+ax+1),若函数的定义域是R,则实数a的取值范围是 .
38.(2023秋•徐汇区校级期中)若对于任意实数x,代数式均有意义,则实数a的取值范围是 .
39.(2023秋•杨浦区校级期中)已知函数的定义域为集合A,集合B=[a﹣2,a+2].
(1)当a=2时,求A∪B;
(2)若A⋂B=B,求实数a的取值范围.
一十一.对数函数的值域与最值(共1小题)
40.(2022秋•杨浦区校级期中)已知函数f(x)=lgax(0<a<1)在[2,4]上的最大值比最小值大2,则a的值为 .
一十二.对数值大小的比较(共1小题)
41.(2022秋•徐汇区校级期末)如果a>1,那么a0.7,0.7a,lg0.7a的大小顺序为( )
A. B.0.7a<a0.7<lg0.7a
C. D.
一十三.对数函数的图象与性质(共5小题)
42.(2023秋•杨浦区校级期中)有四个命题:①若a>b,则a3>b3;②若a>b>1,则lga2>lgb2;③若a<b<0,c<d<0,则ac>bd;④若1<a<2且0<b<3,则﹣2<a﹣b<2.其中真命题的是( )
A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④
43.(2023秋•杨浦区校级期中)已知实数a满足0<a<1,则函数y=lgax在[a3,a2]上的最大值是( )
A.3B.2C.D.
44.(2023秋•静安区校级期中)若f(x)=lg(x2﹣2x+t)的值域为R,则t的取值范围是 .
45.(2023秋•普陀区校级期中)已知函数f(x)=lg2(x+a).
(1)当a=2时,解不等式:f(x)<2lg2x;
(2)若函数y=|f(x)|在x∈[﹣1,2]上的最大值为lg23,求a的值;
(3)当a>0时,记,若对任意的x∈(0,2),函数y=f(x)的图像总在函数y=g(x)的图像的下方,求正数a的取值范围.
46.(2023秋•宝山区校级期中)已知两条水平直线l1:y=m和l2:(其m>0),且直线l1与函数y=|lg2x|的图象从左至右相交于点A、B,直线l2与函数y=|lg8x|的图象从左至右相交于点C、D.若记线段AC和BD在x轴上的投影长度分别为a、b(投影点重合时长度为0).
(1)记点A、B、C、D的横坐标分别为xA、xB、xC、xD,求证:xAxB=xCxD;
(2)当a=b时,求m的值;
(3)当a≠0,m变化时,记,求函数y=f(m)的解析式及其最小值.
一十四.对数函数的单调性与特殊点(共1小题)
47.(2022秋•金山区期末)已知常数a>0且a≠1,无论a取何值,函数y=lga(3x﹣5)﹣4的图像恒过一个定点,则此定点为 .
一十五.指数函数与对数函数的关系(共1小题)
48.(2022秋•徐汇区校级期中)设2a=5b=m,且+=2,m= .
一十六.反函数(共3小题)
49.(2022秋•浦东新区校级期末)函数y=x2﹣2x+3(x≤0)的反函数为 .
50.(2022秋•徐汇区校级期末)定义在(0,+∞)上的函数y=f(x)的反函数为y=f﹣1(x),若为奇函数,则f﹣1(x)=2的解为 .
51.(2022秋•普陀区校级期末)设函数y=x2+1(x≥0)的反函数为y=f﹣1(x).若f﹣1(a)=2,则a= .
一十七.对数函数图象与性质的综合应用(共1小题)
52.(2021秋•宝山区校级期末)已知函数f(x)=a•2x﹣1+2﹣x(a为常数,x∈R)为偶函数.
(1)求a的值;并用定义证明f(x)在[0,+∞)上单调递增;
(2)解不等式:f(2lgax﹣1)>f(lgax+1).
一、填空题
1.函数的定义域为 .
2.一种专门侵占内存的计算机病毒,开机时占据内存,然后每2分钟自身又复制一次,复制后所占内存是原来的2倍,那么开机后经过 分钟,该病毒占据内存,其中.
3.函数(,且)在区间上的最大值比最小值大,则a的值为 .
4.已知函数为幂函数且在第一象限为增函数,则m的值是 .
5.若函数在区间上单调递减,则实数的取值范围是 .
6.已知函数是幂函数,它的表达式为,且当时,是严格减函数,则的取值集合是 .
7.当时,不等式恒成立,则实数的取值范围是 .
8.已知函数的图象过定点,函数也经过点,则的值为 .
9.已知在上恒成立,则实数m的最小值是 .
10.若是函数的反函数,且,则= .
11.已知函数满足,当时,,且.若,则下列结论中正确的是 .(填写序号)
①;
②;
③可能为0;
④可正可负.
12.以下条件,①;②;③;④;⑤,;⑥,.能够使得:成立的有 .
二、单选题
13.函数的图象是( )
A.B.
C.D.
14.若,则的取值范围是:( )
A.B.或
C.D.或
15.已知幂函数在上是减函数,则的值为( )
A.1或B.1C.D.或3
16.在同一直角坐标系中,与的图象可能是( )
A. B.
C. D.
三、问答题
17.已知对数函数的图象经过点.
(1)求函数的解析式;
(2)如果不等式成立,求实数的取值范围.
18.已知函数是指数函数.
(1)求的表达式;
(2)令,解不等式:.
19.设函数.
(1)求函数的定义域
(2)若,求函数在区间上的最大值.
(3)解不等式:.
20.设是实数,函数的表达式为.
(1)当时,求满足的的取值范围;
(2)求函数的值域(用表示).
21.已知函数的图象过点.
(1)当时,恒成立,求实数m的取值范围;
(2)若关于x的方程在上有解,求k的取值范围.
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式子
名称
a
x
y
指数函数:y=ax
底数
指数
幂值
幂函数:y=xa
指数
底数
幂值
y=x
y=x2
y=x3
y=
y=x﹣1
定义域
R
R
R
[0,+∞)
{x|x≠0}
值域
R
[0,+∞)
R
[0,+∞)
{y|y≠0}
奇偶性
奇
偶
奇
非奇非偶
奇
单调性
增
x∈[0,+∞)时,增
x∈(﹣∞,0]时,减
增
增
x∈(0,+∞)时,减
x∈(﹣∞,0)时,减
公共点
(1,1)(0,0)
(1,1)(0,0)
(1,1)(0,0)
(1,1)(0,0)
(1,1)
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;
x<0时,0<y<1
当x>0时,0<y<1;
x<0时,y>1
在R上是增函数
在R上是减函数
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