人教A版(2019) 必修 第一册 第四章 指数函数与对数函数4.2.2 第1课时 指数函数的图象和性质(共打包5份)

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名称 人教A版(2019) 必修 第一册 第四章 指数函数与对数函数4.2.2 第1课时 指数函数的图象和性质(共打包5份)
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版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2023-08-05 18:00:18

文档简介

(共36张PPT)
第四章
指数函数与对数函数
R
(0,+∞)
上方
(0,1)


y>1
00y>1
综合应用 素养提升
随堂演练 对点落实
课 时 作 业(二十九)
谢谢观看!
y




1
1
0
X
X
A
B
y
y




1
1
0
X
X
C
D4.2.2第1课时 指数函数的图象和性质
知识点 指数函数的图象与性质
[问题导引1] 试在同一坐标系中用描点法画出y=2x及y=的图象.
提示: 列表:
x … -2 -1 0 1 2 …
y=2x … 0.25 0.5 1 2 4 …
y=()x … 4 2 1 0.5 0.25 …
描点并连线如图所示:
[问题导引2] 结合图象,它们有什么特点和联系吗?
提示: 共同点:都在x轴上方,都过点(0,1).不同点:y=的图象是下降的,y=2x的图象是上升的.联系:两者关于y轴对称.
指数函数的图象和性质
a>1 0图象
性质 定义域:R
值域:(0,+∞),即图象位于x轴上方
过定点(0,1),即x=0时,y=1
在R上是增函数 在R上是减函数
当x>0时,y>1;当x<0时,00时,01
[点拨] (1)当底数a大小不确定时,必须分a>1和0(2)指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象恒过点(0,1),(1,a),(-1,),只要确定了这三个点的坐标,即可快速地画出指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的大致图象.
已知1>n>m>0,则指数函数①y=mx,②y=nx的图象是(  )
C [由1>n>m>0可知,两曲线应为递减的曲线,故排除A,B项,再由n>m.故选C.]
1.解决指数函数图象问题的注意点
(1)熟记当底数a>1和0(2)在y轴右侧,指数函数的图象“底大图高”.
2.指数函数的图象的变换
(1)平移规律:设b>0,
①y=ax的图象y=ax+b的图象;
②y=ax的图象y=ax-b的图象;
③y=ax的图象y=ax+b的图象;
④y=ax的图象y=ax-b的图象.  
(2)对称规律:
y=ax(a>0,且a≠1)的图象 与y=a-x的图象关于y轴对称
与y=-ax的图象关于x轴对称
与y=-a-x的图象关于坐标原点对称
  
即时练1.函数y=2-x的图象是(  )
B [y=2-x=是(-∞,+∞)上的减函数,过定点(0,1).]
即时练2.若0A.第一、二象限 B.第二、四象限
C.第一、二、四象限 D.第二、三、四象限
A [当0应用1 指数型函数的定义域和值域
求下列函数的定义域和值域:
(1)y=2;(2)y=;(3)y=();(4)y=4x+2x+1+3.
解析: (1)∵x满足x≠0,∴定义域为{x|x≠0}.
∵≠0,∴2≠1.
∴y=2的值域为{y|y>0,且y≠1}.
(2)要使函数式有意义,则1-3x≥0,即3x≤1=30.
因为函数y=3x在R上是增函数,所以x≤0.
故函数y=的定义域为(-∞,0].
因为x≤0,所以0<3x≤1,所以0≤1-3x<1.
所以∈[0,1),即函数y=的值域为[0,1).
(3)要使函数式有意义,则-|x|≥0,解得x=0.
所以函数y=()的定义域为{x|x=0}.
因为x=0,所以()=()0=1,即函数y=()的值域为{y|y=1}.
(4)显然定义域为R.
由题意,得y=4x+2x+1+3=(2x+1)2+2,
由于2x>0,
所以(2x+1)2>1,
所以y=4x+2x+1+3的值域是(3,+∞).
函数y=af(x)定义域、值域的求法
(1)定义域:形如y=af(x)形式的函数的定义域是使得f(x)有意义的x的取值集合.
(2)值域:①换元,令t=f(x);
②求t=f(x)的定义域x∈D;
③求t=f(x)的值域t∈M;
④利用y=at的单调性求y=at,t∈M的值域.
即时练3.函数f(x)=+的定义域是(  )
A.[2,4) B.[2,4)∪(4,+∞)
C.(2,4)∪(4,+∞) D.[2,+∞)
B [依题意有解得x≥2且x≠4,所以函数
f(x)的定义域是[2,4)∪(4,+∞).]
即时练4.(2021·四川实验外国语学校高一期中)当x∈[-1,1]时,函数f(x)=3x-2的值域是(  )
A. B.[1,1]
C. D.[0,1]
C [因为指数函数y=3x在区间[-1,1]上单调递增,所以3-1≤3x≤31,于是3-1-2≤3x-2≤31-2,即-≤f(x)≤1.故选C.]
应用2 指数函数图象的应用
(1)已知函数f(x)=4+ax-1(a>0,且a≠1)的图象恒过定点P,则定点P的坐标是__________.
(2)在平面直角坐标系中,若直线y=m与函数f(x)=|2x-1|的图象只有一个交点,则实数m的取值范围是__________.
解析: (1)令x=1,y=4+a0=4+1=5,故函数f(x)的图象恒过定点P(1,5).即点P的坐标为(1,5).
(2)画出函数f(x)=|2x-1|的图象,如图所示.
若直线y=m与函数f(x)=|2x-1|的图象只有1个交点,则m≥1或m=0,
即实数m的取值范围是{m|m≥1或m=0}.
答案: (1)(1,5) (2){m|m≥1或m=0}
(1)由于指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象恒过点(0,1),因此当我们讨论与指数函数有关的函数图象过定点的问题时,只需令指数为0,解出x,从而得出相应的y,即可求出定点的坐标.
(2)在运用图象求解问题时,要注意渐近线y=0与指数函数图象没有交点.  
即时练5.设f(x)=若方程f(x)=a(a为实数)有2个根,则a的取值范围是(  )
A.(0,1) B.(0,1]
C.(1,+∞) D.[1,+∞)
D [f(x)的大致图象如图所示.
由图可知,当且仅当a≥1时,y=a与y=f(x)有两个交点,从而f(x)=a有2个根.故选D.]
1.函数y=2|x|的图象是(  )
B [y=2|x|=故选B.]
2.函数f(x)=的定义域是(  )
A.(-∞,0] B.[0,+∞)
C.(-∞,0) D.(-∞,+∞)
A [要使函数有意义,必须1-2x≥0,
所以2x≤1,所以2x≤20,
所以x≤0,即定义域为(-∞,0].故选A.]
3.函数f(x)=a1-x+5(a>0 且a≠1)的图象必过定点__________.
解析: 由1-x=0,得x=1.此时f(x)=6.
所以函数f(x)=a1-x+5(a>0 且a≠1)的图象必过定点(1,6).
答案: (1,6)
4.已知函数f(x)=ax-1(x≥0)的图象经过点,其中a>0,且a≠1,求函数y=f(x)的值域.
解析: 由题意得f(2)=a2-1=a1=,所以a=;所以f(x)=(x≥0),
因为函数f(x)=在[0,+∞)上是减函数,
所以当x=0时,f(x)有最大值,所以f(x)max=f(0)==2,
所以f(x)∈(0,2],即函数y=f(x)(x≥0)的值域为(0,2].
课时作业(二十九) 指数函数的图象和性质
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
[基础达标]
1.函数y=3|x|-2的值域是(  )
A.R B.(-2,+∞)
C.[-2,+∞) D.[-1,+∞)
D [令|x|=t,t≥0,则y=3t-2,因为3t≥1,所以y≥-1.故选D.]
2.函数y=5x与y=5-x的图象(  )
A.关于y轴对称 B.关于x轴对称
C.关于原点对称 D.关于直线y=x对称
A [设f(x)=5x,得f(-x)=5-x,由于函数y=f(x)与函数y=f(-x)的图象关于y轴对称,因此函数y=5x与y=5-x的图象关于y轴对称.故选A.]
3.若函数y=2x+m的图象经过第一、三、四象限,则实数m的取值范围是(  )
A.(-∞,-1) B.(-∞,0)
C.(-∞,-1] D.(-∞,0]
A [由题意,得当x=0时,y=1+m<0,得m<-1.]
4.(多选)下列说法正确的是(  )
A.函数y=3x与y=的图象关于y轴对称
B.函数y=3x与y=的图象关于x轴对称
C.函数y=3x与y=-的图象关于原点对称
D.函数y=3x与y=-3x的图象关于x轴对称
ACD [易知函数y=ax与y==a-x的图象关于y轴对称,且函数y=与y=-的图象关于x轴对称,所以函数y=ax与y=-的图象关于原点对称,所以B说法错误.]
5.如果指数函数f(x)=(1-3a)x是R上的增函数,那么a的取值范围是________.
解析: 由题意知1-3a>1,即a<0.
答案: (-∞,0)
6.若a>0,且a≠1,则函数f(x)=a2x-4+3的图象恒过的定点的坐标为__________.
解析: 令2x-4=0,得x=2,∴f(2)=a0+3=4,∴函数f(x)=a2x-4+3的图象恒过定点(2,4).
答案: (2,4)
7.求下列函数的定义域、值域.
(1)y=0.3;(2)y=3.
解析: (1)由x-1≠0得x≠1,所以函数定义域为{x|x≠1}.由≠0得y≠1,所以函数值域为{y|y>0且y≠1}.
(2)由5x-1≥0得x≥,所以函数定义域为.由≥0得y≥1,
所以函数值域为{y|y≥1}.
[能力提升]
8.如图所示是指数函数①y=ax,②y=bx,③y=cx,④y=dx的图象,则a,b,c,d与1的大小关系是(  )
A.aC.1B [在y轴的右侧,指数函数的图象由下到上底数依次增大.由指数函数图象的升降,知c>d>1,09.(多选)下列说法正确的是(  )
A.函数f(x)=在定义域上是减函数
B.函数f(x)=2x-x2与x轴有且只有两个交点
C.函数y=2|x|的最小值是1
D.在同一坐标系中函数y=2x与y=2-x的图象关于y轴对称
CD [
对于A,f(x)=在定义域上不具有单调性,故命题错误;对于B,在同一坐标系中,画出y=2x与y=x2的图象,有三个交点,故函数f(x)=2x-x2与x轴有三个交点,一个负值,两个正值,故命题错误;对于C,因为|x|≥0,所以2|x|≥20=1,所以函数y=2|x|的最小值是1,故命题正确;对于D,在同一坐标系中,函数y=2x与y=2-x的图象关于y轴对称,命题正确.故选CD.]
10.函数y=(a>0,且a≠1)的定义域是(-∞,0],则实数a的取值范围是________.
解析: 由ax-1≥0,得ax≥1.
因为函数的定义域是(-∞,0],所以ax≥1的解集为(-∞,0],所以0答案: (0,1)
11.若函数f(x)=则函数f(x)的值域是____________.
解析: 由x<0,得0<2x<1;由x>0,∴-x<0,0<2-x<1,∴-1<-2-x<0.
∴函数f(x)的值域为(-1,0)∪(0,1).
答案: (-1,0)∪(0,1)
12.已知函数f(x)=ax+b(a>0,a≠1).
(1)若f(x)的图象如图①所示,求a,b的取值范围;
(2)若f(x)的图象如图②所示,|f(x)|=m有且仅有一个实数解,求出m的范围.
解析: (1)由f(x)为减函数可知a的取值范围为(0,1),又f(0)=1+b<0,所以b的取值范围为(-∞,-1).
(2)由题干图②可知,y=|f(x)|的图象如图所示.
由图象可知使|f(x)|=m有且仅有一解的m的值为m=0或m≥3.4.2.2第1课时 指数函数的图象和性质
知识点 指数函数的图象与性质
[问题导引1] 试在同一坐标系中用描点法画出y=2x及y=的图象.
提示: 列表:
x … -2 -1 0 1 2 …
y=2x … 0.25 0.5 1 2 4 …
y=()x … 4 2 1 0.5 0.25 …
描点并连线如图所示:
[问题导引2] 结合图象,它们有什么特点和联系吗?
提示: 共同点:都在x轴上方,都过点(0,1).不同点:y=的图象是下降的,y=2x的图象是上升的.联系:两者关于y轴对称.
指数函数的图象和性质
a>1 0图象
性质 定义域:R
值域:(0,+∞),即图象位于x轴上方
过定点(0,1),即x=0时,y=1
在R上是增函数 在R上是减函数
当x>0时,y>1;当x<0时,00时,01
[点拨] (1)当底数a大小不确定时,必须分a>1和0(2)指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象恒过点(0,1),(1,a),(-1,),只要确定了这三个点的坐标,即可快速地画出指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的大致图象.
已知1>n>m>0,则指数函数①y=mx,②y=nx的图象是(  )
1.解决指数函数图象问题的注意点
(1)熟记当底数a>1和0(2)在y轴右侧,指数函数的图象“底大图高”.
2.指数函数的图象的变换
(1)平移规律:设b>0,
①y=ax的图象y=ax+b的图象;
②y=ax的图象y=ax-b的图象;
③y=ax的图象y=ax+b的图象;
④y=ax的图象y=ax-b的图象.  
(2)对称规律:
y=ax(a>0,且a≠1)的图象 与y=a-x的图象关于y轴对称
与y=-ax的图象关于x轴对称
与y=-a-x的图象关于坐标原点对称
  
即时练1.函数y=2-x的图象是(  )
即时练2.若0A.第一、二象限 B.第二、四象限
C.第一、二、四象限 D.第二、三、四象限
应用1 指数型函数的定义域和值域
求下列函数的定义域和值域:
(1)y=2;(2)y=;(3)y=();(4)y=4x+2x+1+3.
函数y=af(x)定义域、值域的求法
(1)定义域:形如y=af(x)形式的函数的定义域是使得f(x)有意义的x的取值集合.
(2)值域:①换元,令t=f(x);
②求t=f(x)的定义域x∈D;
③求t=f(x)的值域t∈M;
④利用y=at的单调性求y=at,t∈M的值域.
即时练3.函数f(x)=+的定义域是(  )
A.[2,4) B.[2,4)∪(4,+∞)
C.(2,4)∪(4,+∞) D.[2,+∞)
即时练4.(2021·四川实验外国语学校高一期中)当x∈[-1,1]时,函数f(x)=3x-2的值域是(  )
A. B.[1,1]
C. D.[0,1]
应用2 指数函数图象的应用
(1)已知函数f(x)=4+ax-1(a>0,且a≠1)的图象恒过定点P,则定点P的坐标是__________.
(2)在平面直角坐标系中,若直线y=m与函数f(x)=|2x-1|的图象只有一个交点,则实数m的取值范围是__________.
(1)由于指数函数y=ax(a>0,且a≠1)的图象恒过点(0,1),因此当我们讨论与指数函数有关的函数图象过定点的问题时,只需令指数为0,解出x,从而得出相应的y,即可求出定点的坐标.
(2)在运用图象求解问题时,要注意渐近线y=0与指数函数图象没有交点.  
即时练5.设f(x)=若方程f(x)=a(a为实数)有2个根,则a的取值范围是(  )
A.(0,1) B.(0,1]
C.(1,+∞) D.[1,+∞)
1.函数y=2|x|的图象是(  )
2.函数f(x)=的定义域是(  )
A.(-∞,0] B.[0,+∞)
C.(-∞,0) D.(-∞,+∞)
3.函数f(x)=a1-x+5(a>0 且a≠1)的图象必过定点__________.
4.已知函数f(x)=ax-1(x≥0)的图象经过点,其中a>0,且a≠1,求函数y=f(x)的值域.
课时作业(二十九) 指数函数的图象和性质
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
[基础达标]
1.函数y=3|x|-2的值域是(  )
A.R B.(-2,+∞)
C.[-2,+∞) D.[-1,+∞)
2.函数y=5x与y=5-x的图象(  )
A.关于y轴对称 B.关于x轴对称
C.关于原点对称 D.关于直线y=x对称
3.若函数y=2x+m的图象经过第一、三、四象限,则实数m的取值范围是(  )
A.(-∞,-1) B.(-∞,0)
C.(-∞,-1] D.(-∞,0]
4.(多选)下列说法正确的是(  )
A.函数y=3x与y=的图象关于y轴对称
B.函数y=3x与y=的图象关于x轴对称
C.函数y=3x与y=-的图象关于原点对称
D.函数y=3x与y=-3x的图象关于x轴对称
5.如果指数函数f(x)=(1-3a)x是R上的增函数,那么a的取值范围是________.
6.若a>0,且a≠1,则函数f(x)=a2x-4+3的图象恒过的定点的坐标为__________.
7.求下列函数的定义域、值域.
(1)y=0.3;(2)y=3.
(2)由5x-1≥0得x≥,所以函数定义域为.由≥0得y≥1,
[能力提升]
8.如图所示是指数函数①y=ax,②y=bx,③y=cx,④y=dx的图象,则a,b,c,d与1的大小关系是(  )
A.aC.19.(多选)下列说法正确的是(  )
A.函数f(x)=在定义域上是减函数
B.函数f(x)=2x-x2与x轴有且只有两个交点
C.函数y=2|x|的最小值是1
D.在同一坐标系中函数y=2x与y=2-x的图象关于y轴对称
10.函数y=(a>0,且a≠1)的定义域是(-∞,0],则实数a的取值范围是________.
11.若函数f(x)=则函数f(x)的值域是____________.
12.已知函数f(x)=ax+b(a>0,a≠1).
(1)若f(x)的图象如图①所示,求a,b的取值范围;
(2)若f(x)的图象如图②所示,|f(x)|=m有且仅有一个实数解,求出m的范围.课时作业(二十九) 指数函数的图象和性质
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
[基础达标]
1.函数y=3|x|-2的值域是(  )
A.R B.(-2,+∞)
C.[-2,+∞) D.[-1,+∞)
D [令|x|=t,t≥0,则y=3t-2,因为3t≥1,所以y≥-1.故选D.]
2.函数y=5x与y=5-x的图象(  )
A.关于y轴对称 B.关于x轴对称
C.关于原点对称 D.关于直线y=x对称
A [设f(x)=5x,得f(-x)=5-x,由于函数y=f(x)与函数y=f(-x)的图象关于y轴对称,因此函数y=5x与y=5-x的图象关于y轴对称.故选A.]
3.若函数y=2x+m的图象经过第一、三、四象限,则实数m的取值范围是(  )
A.(-∞,-1) B.(-∞,0)
C.(-∞,-1] D.(-∞,0]
A [由题意,得当x=0时,y=1+m<0,得m<-1.]
4.(多选)下列说法正确的是(  )
A.函数y=3x与y=的图象关于y轴对称
B.函数y=3x与y=的图象关于x轴对称
C.函数y=3x与y=-的图象关于原点对称
D.函数y=3x与y=-3x的图象关于x轴对称
ACD [易知函数y=ax与y==a-x的图象关于y轴对称,且函数y=与y=-的图象关于x轴对称,所以函数y=ax与y=-的图象关于原点对称,所以B说法错误.]
5.如果指数函数f(x)=(1-3a)x是R上的增函数,那么a的取值范围是________.
解析: 由题意知1-3a>1,即a<0.
答案: (-∞,0)
6.若a>0,且a≠1,则函数f(x)=a2x-4+3的图象恒过的定点的坐标为__________.
解析: 令2x-4=0,得x=2,∴f(2)=a0+3=4,∴函数f(x)=a2x-4+3的图象恒过定点(2,4).
答案: (2,4)
7.求下列函数的定义域、值域.
(1)y=0.3;(2)y=3.
解析: (1)由x-1≠0得x≠1,所以函数定义域为{x|x≠1}.由≠0得y≠1,所以函数值域为{y|y>0且y≠1}.
(2)由5x-1≥0得x≥,所以函数定义域为.由≥0得y≥1,
所以函数值域为{y|y≥1}.
[能力提升]
8.如图所示是指数函数①y=ax,②y=bx,③y=cx,④y=dx的图象,则a,b,c,d与1的大小关系是(  )
A.aC.1B [在y轴的右侧,指数函数的图象由下到上底数依次增大.由指数函数图象的升降,知c>d>1,09.(多选)下列说法正确的是(  )
A.函数f(x)=在定义域上是减函数
B.函数f(x)=2x-x2与x轴有且只有两个交点
C.函数y=2|x|的最小值是1
D.在同一坐标系中函数y=2x与y=2-x的图象关于y轴对称
CD [
对于A,f(x)=在定义域上不具有单调性,故命题错误;对于B,在同一坐标系中,画出y=2x与y=x2的图象,有三个交点,故函数f(x)=2x-x2与x轴有三个交点,一个负值,两个正值,故命题错误;对于C,因为|x|≥0,所以2|x|≥20=1,所以函数y=2|x|的最小值是1,故命题正确;对于D,在同一坐标系中,函数y=2x与y=2-x的图象关于y轴对称,命题正确.故选CD.]
10.函数y=(a>0,且a≠1)的定义域是(-∞,0],则实数a的取值范围是________.
解析: 由ax-1≥0,得ax≥1.
因为函数的定义域是(-∞,0],所以ax≥1的解集为(-∞,0],所以0答案: (0,1)
11.若函数f(x)=则函数f(x)的值域是____________.
解析: 由x<0,得0<2x<1;由x>0,∴-x<0,0<2-x<1,∴-1<-2-x<0.
∴函数f(x)的值域为(-1,0)∪(0,1).
答案: (-1,0)∪(0,1)
12.已知函数f(x)=ax+b(a>0,a≠1).
(1)若f(x)的图象如图①所示,求a,b的取值范围;
(2)若f(x)的图象如图②所示,|f(x)|=m有且仅有一个实数解,求出m的范围.
解析: (1)由f(x)为减函数可知a的取值范围为(0,1),又f(0)=1+b<0,所以b的取值范围为(-∞,-1).
(2)由题干图②可知,y=|f(x)|的图象如图所示.
由图象可知使|f(x)|=m有且仅有一解的m的值为m=0或m≥3.课时作业(二十九) 指数函数的图象和性质
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
[基础达标]
1.函数y=3|x|-2的值域是(  )
A.R B.(-2,+∞)
C.[-2,+∞) D.[-1,+∞)
2.函数y=5x与y=5-x的图象(  )
A.关于y轴对称 B.关于x轴对称
C.关于原点对称 D.关于直线y=x对称
3.若函数y=2x+m的图象经过第一、三、四象限,则实数m的取值范围是(  )
A.(-∞,-1) B.(-∞,0)
C.(-∞,-1] D.(-∞,0]
4.(多选)下列说法正确的是(  )
A.函数y=3x与y=的图象关于y轴对称
B.函数y=3x与y=的图象关于x轴对称
C.函数y=3x与y=-的图象关于原点对称
D.函数y=3x与y=-3x的图象关于x轴对称
5.如果指数函数f(x)=(1-3a)x是R上的增函数,那么a的取值范围是________.
6.若a>0,且a≠1,则函数f(x)=a2x-4+3的图象恒过的定点的坐标为__________.
7.求下列函数的定义域、值域.
(1)y=0.3;(2)y=3.
(2)由5x-1≥0得x≥,所以函数定义域为.由≥0得y≥1,
[能力提升]
8.如图所示是指数函数①y=ax,②y=bx,③y=cx,④y=dx的图象,则a,b,c,d与1的大小关系是(  )
A.aC.19.(多选)下列说法正确的是(  )
A.函数f(x)=在定义域上是减函数
B.函数f(x)=2x-x2与x轴有且只有两个交点
C.函数y=2|x|的最小值是1
D.在同一坐标系中函数y=2x与y=2-x的图象关于y轴对称
10.函数y=(a>0,且a≠1)的定义域是(-∞,0],则实数a的取值范围是________.
11.若函数f(x)=则函数f(x)的值域是____________.
12.已知函数f(x)=ax+b(a>0,a≠1).
(1)若f(x)的图象如图①所示,求a,b的取值范围;
(2)若f(x)的图象如图②所示,|f(x)|=m有且仅有一个实数解,求出m的范围.