高考数学一轮复习 第二章 第5节指数与指数函数
展开知 识 梳 理
1.根式
(1)概念:式子eq \r(n,a)叫做根式,其中n叫做根指数,a叫做被开方数.
(2)性质:(eq \r(n,a))n=a(a使eq \r(n,a)有意义);当n为奇数时,eq \r(n,an)=a,当n为偶数时,eq \r(n,an)=|a|=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a,a≥0,,-a,a<0.))
2.分数指数幂
(1)规定:正数的正分数指数幂的意义是aeq \f(m,n)=eq \r(n,am)(a>0,m,n∈N*,且n>1);正数的负分数指数幂的意义是a-eq \f(m,n)=eq \f(1,\r(n,am))(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.
3.指数函数及其性质
(1)概念:函数y=ax(a>0且a≠1)叫做指数函数,其中指数x是自变量,函数的定义域是R,a是底数.
(2)指数函数的图象与性质
[微点提醒]
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),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,\f(1,a))).
2.在第一象限内,指数函数y=ax(a>0且a≠1)的图象越高,底数越大.
基 础 自 测
1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)
(1)eq \r(4,(-4)4)=-4.( )
(2)(-1)eq \f(2,4)=(-1)eq \f(1,2)=eq \r(-1).( )
(3)函数y=2x-1是指数函数.( )
(4)函数y=ax2+1(a>1)的值域是(0,+∞).( )
解析 (1)由于eq \r(4,(-4)4)=eq \r(4,44)=4,故(1)错.
(2)(-1)eq \s\up6(\f(2,4))=eq \r(4,(-1)2)=1,故(2)错.
(3)由于指数函数解析式为y=ax(a>0,且a≠1),
故y=2x-1不是指数函数,故(3)错.
(4)由于x2+1≥1,又a>1,∴ax2+1≥a.
故y=ax2+1(a>1)的值域是[a,+∞),(4)错.
答案 (1)× (2)× (3)× (4)×
2.(必修1P56例6改编)若函数f(x)=ax(a>0,且a≠1)的图象经过eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,\f(1,3))),
则f(-1)=( )
A.1 B.2 C.eq \r(3) D.3
解析 依题意可知a2=eq \f(1,3),解得a=eq \f(\r(3),3),
所以f(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),3)))eq \s\up12(x),所以f(-1)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),3)))eq \s\up12(-1)=eq \r(3).
答案 C
3.(必修1P59A6改编)某种产品的产量原来是a件,在今后m年内,计划使每年的产量比上一年增加p%,则该产品的产量y随年数x变化的函数解析式为( )
A.y=a(1+p%)x(0
C.y=a(1+xp%)(0
解析 设年产量经过x年增加到y件,则第一年为y=a(1+p%),第二年为y=a(1+p%)(1+p%)=a(1+p%)2,第三年为y=a(1+p%)(1+p%)(1+p%)=a(1+p%)3,…,则y=a(1+p%)x(0≤x≤m且x∈N).
答案 B
4.(2018·晋中八校一模)设a>0,将eq \f(a2,\r(a·\r(3,a2)))表示成分数指数幂,其结果是( )
A.aeq \s\up6(\f(1,2)) B.aeq \s\up6(\f(5,6)) C.aeq \s\up6(\f(7,6)) D.aeq \s\up6(\f(3,2))
解析 由题意得eq \f(a2,\r(a·\r(3,a2)))=a2-eq \f(1,2)-eq \f(1,3)=aeq \f(7,6).
答案 C
5.(2017·北京卷)已知函数f(x)=3x-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(x),则f(x)( )
A.是偶函数,且在R上是增函数
B.是奇函数,且在R上是增函数
C.是偶函数,且在R上是减函数
D.是奇函数,且在R上是减函数
解析 函数f(x)的定义域为R,
f(-x)=3-x-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(-x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(x)-3x=-f(x),
∴函数f(x)是奇函数.
又y=3x在R上是增函数,函数y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(x)在R上是减函数,
∴函数f(x)=3x-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(x)在R上是增函数.
答案 B
6.(2019·潍坊检测)设a=0.60.6,b=0.61.5,c=1.50.6,则a,b,c的大小关系是( )
A.aC.b解析 根据指数函数y=0.6x在R上单调递减可得0.61.5<0.60.6<0.60=1,而c=1.50.6>1,∴b答案 C
考点一 指数幂的运算
【例1】 化简下列各式:
(1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2\f(3,5)))eq \s\up12(0)+2-2·eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2\f(1,4)))eq \s\up6(-\f(1,2))-(0.01)0.5;
(2)eq \f(\r(a3b2\r(3,ab2)),(a\f(1,4)b\f(1,2))4a-\f(1,3)b\f(1,3))(a>0,b>0).
解 (1)原式=1+eq \f(1,4)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,9)))eq \s\up6(\f(1,2))-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,100)))eq \s\up6(\f(1,2))
=1+eq \f(1,4)×eq \f(2,3)-eq \f(1,10)=1+eq \f(1,6)-eq \f(1,10)=eq \f(16,15).
(2)原式=eq \f((a3b2a\s\up6(\f(1,3))b\s\up6(\f(2,3)))\s\up6(\f(1,2)),ab2a-\f(1,3)b\s (\f(1,3)))=aeq \f(3,2)+eq \f(1,6)-1+eq \f(1,3)b1+eq \f(1,3)-2-eq \f(1,3)=eq \f(a,b).
规律方法 1.指数幂的运算首先将根式、分数指数幂统一为分数指数幂,以便利用法则计算,但应注意:(1)必须同底数幂相乘,指数才能相加;(2)运算的先后顺序.
2.当底数是负数时,先确定符号,再把底数化为正数.
3.运算结果不能同时含有根号和分数指数,也不能既有分母又含有负指数.
【训练1】 化简下列各式:
(1)[(0.064eq \s\up6(\f(1,5)))-2.5]eq \s\up6(\f(2,3))-eq \r(3,3\f(3,8))-π0;
(2)eq \f(5,6)aeq \f(1,3)·b-2·(-3a-eq \s\up6(\f(1,2))b-1) ÷(4aeq \s\up6(\f(2,3))·b-3)eq \s\up6(\f(1,2)).
解 (1)原式=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(64,1 000)))\s\up6(\f(1,5))))\s\up6(-\f(5,2))))eq \s\up6(\f(2,3))-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(27,8)))eq \s\up6(\f(1,3))-1
=eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,10)))\s\up12(3)))eq \s\up12(\f(1,5)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(5,2)))×\f(2,3))-eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2)))\s\up12(3)))eq \s\up6(\f(1,3))-1
=eq \f(5,2)-eq \f(3,2)-1=0.
(2)原式=-eq \f(5,2)a-eq \f(1,6)b-3÷(4aeq \s\up6(\f(2,3))·b-3)eq \s\up6(\f(1,2))
=-eq \f(5,4)a-eq \f(1,6)b-3÷(aeq \s\up6(\f(1,3))b-eq \s\up6(\f(2,3)))=-eq \f(5,4)a-eq \s\up6(\f(1,2))·b-eq \s\up6(\f(2,3))
=-eq \f(5,4)·eq \f(1,\r(ab3))=-eq \f(5\r(ab),4ab2).
考点二 指数函数的图象及应用
【例2】 (1)(2019·镇海中学检测)不论a为何值,函数y=(a-1)2x-eq \f(a,2)恒过定点,则这个定点的坐标是( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1,-\f(1,2))) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1,\f(1,2)))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,-\f(1,2))) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,\f(1,2)))
(2)若函数f(x)=|2x-2|-b有两个零点,则实数b的取值范围是________.
解析 (1)y=(a-1)2x-eq \f(a,2)=aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(1,2)))-2x,令2x-eq \f(1,2)=0,得x=-1,
故函数y=(a-1)2x-eq \f(a,2)恒过定点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,-\f(1,2))).
(2)在同一平面直角坐标系中画出y=|2x-2|与y=b的图象,如图所示.
∴当0∴b的取值范围是(0,2).
答案 (1)C (2)(0,2)
规律方法 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.有关指数方程、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.
【训练2】 (1)函数f(x)=ax-b的图象如图所示,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.00
D.0(2)若曲线|y|=2x+1与直线y=b没有公共点,则b的取值范围是________.
解析 (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.
(2)画出曲线|y|=2x+1与直线y=b的图象如图所示.
由图象得|y|=2x+1与直线y=b没有公共点,则b应满足的条件是b∈[-1,1].
答案 (1)D (2)[-1,1]
考点三 指数函数的性质及应用 多维探究
角度1 指数函数的单调性
【例3-1】 (1)下列各式比较大小正确的是( )
>1.73 B.0.6-1>0.62
C.0.8-0.1>1.250.2 <0.93.1
(2)设函数f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))\s\up12(x)-7,x<0,,\r(x),x≥0,))若f(a)<1,则实数a的取值范围是________.
解析 (1)A中,∵函数y=1.7x在R上是增函数,2.5<3,
∴1.72.5<1.73,错误;
B中,∵y=0.6x在R上是减函数,-1<2,
∴0.6-1>0.62,正确;
C中,∵(0.8)-1=1.25,
∴问题转化为比较1.250.1与1.250.2的大小.
∵y=1.25x在R上是增函数,0.1<0.2,
∴1.250.1<1.250.2,即0.8-0.1<1.250.2,错误;
D中,∵1.70.3>1, 0<0.93.1<1,
∴1.70.3>0.93.1,错误.
(2)当a<0时,原不等式化为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(a)-7<1,
则2-a<8,解之得a>-3,所以-3当a≥0时,则eq \r(a)<1,0≤a<1.
综上知,实数a的取值范围是(-3,1).
答案 (1)B (2)(-3,1)
角度2 与指数函数有关的复合函数的单调性
【例3-2】 (1)已知函数f(x)=2|2x-m|(m为常数),若f(x)在区间[2,+∞)上是增加的,则m的取值范围是______.
(2)若函数f(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(ax2+2x+3)的值域是eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(1,9))),则f(x)的单调递增区间是________.
解析 (1)令t=|2x-m|,则t=|2x-m|在区间eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(m,2),+∞))上是增加的,在区间eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\c1(-∞,\f(m,2)))上是减少的.而y=2t在R上是增加的,所以要使函数f(x)=2|2x-m|在[2,+∞)上是增加的,则有eq \f(m,2)≤2,即m≤4,所以m的取值范围是(-∞,4].
(2)令g(x)=ax2+2x+3,
由于f(x)的值域是eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(1,9))),
所以g(x)的值域是[2,+∞).
因此有eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a>0,,\f(12a-4,4a)=2,))解得a=1,
这时g(x)=x2+2x+3,f(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(x2+2x+3).
由于g(x)的单调递减区间是(-∞,-1],
所以f(x)的单调递增区间是(-∞,-1].
答案 (1)(-∞,4] (2)(-∞,-1]
角度3 函数的最值问题 易错警示
【例3-3】 如果函数y=a2x+2ax-1(a>0,且a≠1)在区间[-1,1]上的最大值是14,则a的值为________.
解析 令ax=t,则y=a2x+2ax-1=t2+2t-1=(t+1)2-2.当a>1时,因为x∈[-1,1],所以t∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,a),a)),又函数y=(t+1)2-2在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,a),a))上单调递增,所以ymax=(a+1)2-2=14,解得a=3(负值舍去).当0答案 3或eq \f(1,3)
规律方法 1.比较指数式的大小的方法是:(1)能化成同底数的先化成同底数幂,再利用单调性比较大小;(2)不能化成同底数的,一般引入“1”等中间量比较大小.
2.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.
易错警示 在研究指数型函数的单调性时,当底数a与“1”的大小关系不确定时,要分类讨论.
【训练3】 (1)(2019·山师附中测评)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 \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,a)))eq \s\up12(0.1)的大小关系是( )
A.M=N B.M≤N
C.M
(2)函数f(x)=3eq \r(x2-5x+4)的单调递增区间为________,单调递减区间为________.
(3)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).若不等式eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,a)))eq \s\up12(x)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,b)))eq \s\up12(x)-m≥0在x∈(-∞,1]上恒成立,则实数m的最大值为________.
解析 (1)因为f(x)=x2-a与g(x)=ax(a>1,且a≠2)在(0,+∞)上具有不同的单调性.
所以a>2.
因此M=(a-1)0.2>1,N=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,a)))eq \s\up12(0.1)<1.
故M>N.
(2)依题意知x2-5x+4≥0,解得x≥4或x≤1,令u=eq \r(x2-5x+4)=eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(5,2)))\s\up12(2)-\f(9,4)),x∈(-∞,1]∪[4,+∞),所以当x∈(-∞,1]时,u是减函数,当x∈[4,+∞)时,u是增函数.而3>1,所以由复合函数的单调性可知,f(x)=3eq \r(x2-5x+4)在区间
(-∞,1]上是减函数,在区间[4,+∞)上是增函数.
(3)把A(1,6),B(3,24)代入f(x)=b·ax,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(6=ab,,24=b·a3,))结合a>0,且a≠1,解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=2,,b=3,))所以f(x)=3·2x.要使eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(x)≥m在区间(-∞,1]上恒成立,
只需保证函数y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(x)在区间(-∞,1]上的最小值不小于m即可.
因为函数y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(x)在区间(-∞,1]上为减函数,
所以当x=1时,y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(x)有最小值eq \f(5,6).所以只需m≤eq \f(5,6)即可.所以m的最大值为eq \f(5,6).
答案 (1)D (2)[4,+∞) (-∞,1] (3)eq \f(5,6)
[思维升华]
1.根式与分数指数幂的实质是相同的,分数指数幂与根式可以互化,通常利用分数指数幂进行根式的化简运算.
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.指数函数的单调性取决于底数a的大小,当底数a与1的大小关系不确定时应分01两种情况分类讨论.
[易错防范]
1.对与复合函数有关的问题,要弄清楚复合函数由哪些基本初等函数复合而成,并且一定要注意函数的定义域.
2.对可化为a2x+b·ax+c=0或a2x+b·ax+c≥0(≤0)形式的方程或不等式,常借助换元法解题,但应注意换元后“新元”的范围.
基础巩固题组
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.(2019·北京延庆区模拟)下列函数中,与函数y=2x-2-x的定义域、单调性与奇偶性均一致的是( )
A.y=sin x B.y=x3
C.y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(x) D.y=lg2x
解析 y=2x-2-x是定义域为R的单调递增函数,且是奇函数.而y=sin x不是单调递增函数,不符合题意;y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)是非奇非偶函数,不符合题意;
y=lg2x的定义域是(0,+∞),不符合题意;
y=x3是定义域为R的单调递增函数,且是奇函数符合题意.
答案 B
2.函数y=ax-eq \f(1,a)(a>0,且a≠1)的图象可能是( )
解析 若a>1时,y=ax-eq \f(1,a)在R上是增函数,
当x=0时,y=1-eq \f(1,a)∈(0,1),A,B不满足.
若0当x=0时,y=1-eq \f(1,a)<0,C错,D项满足.
答案 D
3.(2019·东北三校联考)函数f(x)=ax-1(a>0,a≠1)的图象恒过点A,下列函数中图象不经过点A的是( )
A.y=eq \r(1-x) B.y=|x-2|
C.y=2x-1 D.y=lg2(2x)
解析 f(x)过定点A(1,1),将点A(1,1)代入四个选项,y=eq \r(1-x)的图象不过点A(1,1).
答案 A
4.设x>0,且1
又x>0时,bx
∴eq \f(a,b)>1,∴a>b,∴1答案 C
5.若函数f(x)=a|2x-4|(a>0,且a≠1),满足f(1)=eq \f(1,9),则f(x)的单调递减区间是( )
A.(-∞,2] B.[2,+∞)
C.[-2,+∞) D.(-∞,-2]
解析 由f(1)=eq \f(1,9),得a2=eq \f(1,9),解得a=eq \f(1,3)或a=-eq \f(1,3)(舍去),即f(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))eq \s\up12(|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.
答案 B
二、填空题
6.化简eq \f((a\f(2,3)·b-1)-\f(1,2)·a-\f(1,2)·b\f(1,3),\r(6,a·b5))=________.
解析 原式=eq \f(a-\f(1,3)b\f(1,2)·a-\f(1,2)b\f(1,3),a\f(1,6)b\f(5,6))=a-eq \f(1,3)-eq \f(1,2)-eq \f(1,6)·beq \f(1,2)+eq \f(1,3)-eq \f(5,6)=eq \f(1,a).
答案 eq \f(1,a)
7.函数y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)))eq \s\up12(x)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)+1在区间[-3,2]上的值域是________.
解析 令t=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(x),因为x∈[-3,2],所以t∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,4),8)),故y=t2-t+1=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(t-\f(1,2)))eq \s\up12(2)+eq \f(3,4).当t=eq \f(1,2)时,ymin=eq \f(3,4);当t=8时,ymax=57.故所求函数的值域为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(3,4),57)).
答案 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(3,4),57))
8.设偶函数g(x)=a|x+b|在(0,+∞)上单调递增,则g(a)与g(b-1)的大小关系是________.
解析 由于g(x)=a|x+b|是偶函数,知b=0,
又g(x)=a|x|在(0,+∞)上单调递增,得a>1.
则g(b-1)=g(-1)=g(1),
故g(a)>g(1)=g(b-1).
答案 g(a)>g(b-1)
三、解答题
9.已知函数f(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(ax),a为常数,且函数的图象过点(-1,2).
(1)求a的值;
(2)若g(x)=4-x-2,且g(x)=f(x),求满足条件的x的值.
解 (1)由已知得eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(-a)=2,解得a=1.
(2)由(1)知f(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(x),
又g(x)=f(x),则4-x-2=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(x),
∴eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)))eq \s\up12(x)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)-2=0,
令eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)=t,则t>0,t2-t-2=0,即(t-2)(t+1)=0,
又t>0,故t=2,即eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)=2,解得x=-1,
故满足条件的x的值为-1.
10.(2019·长沙一中月考)已知函数f(x)=eq \f(3x+a,3x+1)为奇函数.
(1)求a的值;
(2)判断函数f(x)的单调性,并加以证明.
解 (1)因为函数f(x)是奇函数,且f(x)的定义域为R;所以f(0)=eq \f(1+a,1+1)=0,所以a=-1.
(2)由(1)知f(x)=eq \f(3x-1,3x+1)=1-eq \f(2,3x+1),函数f(x)在定义域R上单调递增.
理由:设x1
因为x1
(建议用时:20分钟)
11.(2019·天津河西区质检)在我国大西北,某地区荒漠化土地面积每年平均比上一年增长10.4%,专家预测经过x年可能增长到原来的y倍,则函数y=f(x)的图象大致为( )
解析 设原有荒漠化土地面积为b,经过x年后荒漠化面积为z,则z=b(1+10.4%)x,故y=eq \f(z,b)=(1+10.4%)x,其是底数大于1的指数函数.其图象应为选项D.
答案 D
12.(2019·衡阳检测)当x∈(-∞,-1]时,不等式(m2-m)·4x-2x<0恒成立,则实数m的取值范围是( )
A.(-2,1) B.(-4,3) C.(-3,4) D.(-1,2)
解析 原不等式变形为m2-m
故原不等式恒成立等价于m2-m<2,解得-1
13.(2018·上海卷)已知常数a>0,函数f(x)=eq \f(2x,2x+ax)的图象经过点Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(p,\f(6,5))),Qeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(q,-\f(1,5))).若2p+q=36pq,则a=________.
解析 因为f(x)=eq \f(2x,2x+ax)=eq \f(1,1+\f(ax,2x)),且其图象经过点P,Q,
则f(p)=eq \f(1,1+\f(ap,2p))=eq \f(6,5),即eq \f(ap,2p)=-eq \f(1,6),①
f(q)=eq \f(1,1+\f(aq,2q))=-eq \f(1,5),即eq \f(aq,2q)=-6,②
①×②得eq \f(a2pq,2p+q)=1,则2p+q=a2pq=36pq,
所以a2=36,解得a=±6,因为a>0,所以a=6.
答案 6
14.已知定义在R上的函数f(x)=2x-eq \f(1,2|x|),
(1)若f(x)=eq \f(3,2),求x的值;
(2)若2tf(2t)+mf(t)≥0对于t∈[1,2]恒成立,求实数m的取值范围.
解 (1)当x<0时,f(x)=0,故f(x)=eq \f(3,2)无解;
当x≥0时,f(x)=2x-eq \f(1,2x),
由2x-eq \f(1,2x)=eq \f(3,2),得2·22x-3·2x-2=0,
将上式看成关于2x的一元二次方程,
解得2x=2或2x=-eq \f(1,2),
因为2x>0,所以2x=2,所以x=1.
(2)当t∈[1,2]时,2teq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(22t-\f(1,22t)))+meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2t-\f(1,2t)))≥0,
即m(22t-1)≥-(24t-1),因为22t-1>0,
所以m≥-(22t+1),
因为t∈[1,2],所以-(22t+1)∈[-17,-5],
故实数m的取值范围是[-5,+∞).
新高考创新预测
15.(多填题)若f(x)=eq \f(a(2x+1)-2,2x+1)是R上的奇函数,则实数a的值为________,f(x)的值域为________.
解析 ∵函数f(x)是R上的奇函数,∴f(0)=0,
∴eq \f(2a-2,2)=0,解得a=1,f(x)=eq \f(2x-1,2x+1)=1-eq \f(2,2x+1).
∵2x+1>1,∴0
答案 1 (-1,1)a>1
0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
当x>0时,0
在(-∞,+∞)上是减函数
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