2017-2018学年人教A版必修一 2.1.2 指数函数及其性质课件教案与学案

文档属性

名称 2017-2018学年人教A版必修一 2.1.2 指数函数及其性质课件教案与学案
格式 zip
文件大小 1.7MB
资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2018-09-12 20:27:41

文档简介

课件30张PPT。2.1.2 指数函数及其性质
第1课时 指数函数的图象及性质 一个细胞分裂x次,得到的细胞的个数y与x
的函数关系式是: .......实例1 某种细胞分裂时,由1个分裂成2个,2个分裂成4个,… 《庄子·逍遥游》记载:一尺之椎,日取其
半,万世不竭.意思是一尺长的木棒,一天截取一
半,很长时间也截取不完.这样的一个木棒截取x
次,剩余长度y与x的关系是 . 实例2这个式子是怎么得出来的呢?截取
次数木棒
剩余1次2次3次4次x次实例1和实例2涉及的函数有什么共同特点呢?
接下来我们一起来探究这个问题.1.理解指数函数的概念 ; (重点)
2.掌握指数函数的图象和性质 ; (重点、难点)
3.培养学生实际应用函数的能力; 形如y=2x, 的函数是指数函数.那么,指数函数是怎样定义的呢? 一般地,函数____(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__.探究点1y=axR指数函数的概念:思考:在指数函数y=ax中,为什么要规定a>0,且
a≠1呢?
提示:若a=0,
若a<0,比如y=(-4)x,这时对于x= (n∈N*)
在实数范围内函数值无意义.
若a=1,y=1x=1是一个常量,因此对它就没有研
究的必要,为了避免上述各种情况,所以规定a>0且a≠1..(2)例1 下列函数中是指数函数的函数序号是幂系数为1底数为正数且不为1的常数自变量仅有这一种形式注意:例2 已知指数函数 f(x)=ax(a>0,且a≠1) 的图象经过点(3,π),求f(0),f(1),f(-3)的值.解析:指数函数的图象经过点(3,π),有f(3)=π,
即 a3=π, 解得
于是所以关键条件用 描点法 作出下列两组函数的图象,
然后写出其一些性质:探究点2 研究函数都会研究函数图象,如何画出指数函数的图象呢?描点法是作函数图象的通用方法哦011…0.0370.11
0.33
13927…
y=3-x…2793
10.330.110.037…
y=3x…321
0
-1
-2
-3

x(2) 与 的图象. 列表:同坐标系中画出两函数图象,并观察图象的特点关于y轴对称都过定点(1,0)关于y轴对称都过定点(1,0)y=ax (01)0101 图象共同特征:(1)图象可向左、右两方无限伸展(3)都经过坐标为(0,1)的点(2)图象都在x轴上方图象自左至右逐渐上升图象自左至右逐渐下降(2)在R上是减函数(1)过定点(0,1),即x=0时,y=1 性质(0,+∞) 值域R定义

图象a>10(1)指数函数图象的巧记方法: 一定二近三单调,
两类单调正相反.
(2)指数函数性质的巧记方法: 非奇非偶是单调,
性质不同因为a,
分清比1大或小,
依靠图象记性质.例3.比较下列各题中两个值的大小解:(1)根据函数y=1.7x的性质,1.72.5<1.73.(2)根据函数y=0.8x的性质,0.8-0.1<0.8-0.2.(3)根据函数y=1.7x的性质,1.70.3>1.70=1,
根据函数y=0.9x的性质,0.93.1<0.90=1,
所以1.70.3>0.93.1根据指数函数的性质不同底的要找中间值用“>”或“<”填空:>><<【变式练习】1.下列以x为自变量的函数中,是指数函数的是( )B2.若函数y=(a2-3a+3)ax是指数函数,则( )
A.a>1且a≠1 B.a=1
C.a=1或a=2 D.a=2
【解析】若函数y=(a2-3a+3)ax是指数函数,
则a2-3a+3=1,
解得a=2或a=1,
又因为指数函数的底数a>0且a≠1,
故a=2.D定义是考查的重点3.函数y=ax-3+2(a>0且a≠1)的图象一定经过点
P,则P点的坐标为(  )
A.(-2,-3) B.(3,3)
C.(3,2) D.(-3,-2)
【解析】因为y=ax-3+2(a>0且a≠1),
所以当x-3=0,即x=3时,y=3,
所以函数y=ax-3+2(a>0且a≠1)的图象过定点
P(3,3).B【解析】解法1
c,d大于1,且c>d
a,b大于0小于1
且b<a
∴b<a<1<d<c4.如图,指数函数:A. y=ax B.y=bx C.y=cx D. y=dx
的图象,则a,b,c,d与1的大小关系是________________. b<a<1<d<c结论:当a>1时,图象越靠近y轴,底数越大;
当0如图,作直线x=1,与这4个函数图象分别交于E、F、G、H四点,
由函数解析式易知
E(1, c),F(1,d),
G(1, a),H(1,b),
由图象可直观看出c>d>1>a>b5.已知指数函数f(x)的图象过点(3,8),
求f(6)的值.
【解析】设指数函数为:f(x)=ax(a>0且a≠1),
因为指数函数f(x)的图象过点(3,8), 所以8=a3,所以a=2,
所以f(x)=2x;
所以f(6)=26=64 所以f(6)的值为64. 指数函数定义图象性质2.指数函数的图象和性质底数图象
定义域R值域性质(1)过定点(0,1),即x=0时,y=1(2)在R上是减函数 (2)在R上是增函数水若长流能成河,山因积石方为高2.1.2 指数函数及其性质
第1课时 指数函数的图象及性质
学习目标:1.理解指数函数的概念与意义,掌握指数函数的定义域、值域的求法.(重点、难点)2.能画出具体指数函数的图象,并能根据指数函数的图象说明指数函数的性质.(重点)
[自 主 预 习·探 新 知]
1.指数函数的概念
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.
思考:指数函数定义中为什么规定a大于0且不等于1?
[提示] 规定a大于0且不等于1的理由:
(1)如果a=0,当x>0时,ax恒等于0;当x≤0时,ax无意义.
(2)如果a<0,如y=(-2)x,对于x=,,…时在实数范围内函数值不存在.
(3)如果a=1,y=1x是一个常量,对它无研究价值.为了避免上述各种情况,所以规定a>0且a≠1.
2.指数函数的图象和性质
a>1
0<a<1
图象
性质
定义域
R
值域
(0,+∞)
过定点
(0,1),即当x=0时,y=1
单调性
在R上是增函数
在R上是减函数
奇偶性
非奇非偶函数
对称性
函数y=ax与y=a-x的图象关于y轴对称
[基础自测]
1.思考辨析
(1)y=x2是指数函数.(  )
(2)函数y=2-x不是指数函数.(  )
(3)指数函数的图象一定在x轴的上方.(  )
[答案] (1)× (2)× (3)√
2.函数y=3-x的图象是(  )
A     B    C      D
B [∵y=3-x=x,∴B选项正确.]
3.若指数函数f(x)的图象过点(3,8),则f(x)的解析式为(  )
【导学号:37102229】
A.f(x)=x3      B.f(x)=2x
C.f(x)=x D.f(x)=x
B [设f(x)=ax(a>0且a≠1),则由f(3)=8得
a3=8,∴a=2,∴f(x)=2x,故选B.]
4.函数y=ax(a>0且a≠1)在R上是增函数,则a的取值范围是________.
(1,+∞) [结合指数函数的性质可知,若y=ax(a>0且a≠1)在R上是增函数,则a>1.]
[合 作 探 究·攻 重 难]
指数函数的概念
 (1)下列函数中,是指数函数的个数是(  )
①y=(-8)x;②y=2x2-1;③y=ax;
④y=(2a-1)x;⑤y=2·3x.
A.1           B.2
C.3 D.0
(2)已知函数f(x)为指数函数,且f=,则f(-2)=________.
【导学号:37102230】
(1)A (2) [(1)④为指数函数;
①中底数-8<0,
所以不是指数函数;
②中指数不是自变量x,而是x的函数,
所以不是指数函数;
③中底数a,只有规定a>0且a≠1时,才是指数函数;
⑤中3x前的系数是2,而不是1,
所以不是指数函数,故选A.
(2)设f(x)=ax(a>0且a≠1),由f=得a=,所以a=3,又f(-2)=a-2,所以f(-2)=3-2=.]
[规律方法] 
1.在指数函数定义的表达式中,要牢牢抓住三点:
(1)底数是大于0且不等于1的常数;
(2)指数函数的自变量必须位于指数的位置上;
(3)ax的系数必须为1.
2.求指数函数的解析式常用待定系数法.
[跟踪训练]
1.已知函数f(x)=(2a-1)x是指数函数,则实数a的取值范围是________.
∪(1,+∞) [由题意可知解得a>,且a≠1,
所以实数a的取值范围是∪(1,+∞).]
指数函数的图象的应用
 (1)函数f(x)=ax-b的图象如图2-1-1所示,其中a,b为常数,则下列结论正确的是(  )
图2-1-1
A.a>1,b<0 B.a>1,b>0
C.00 D.0(2)函数y=ax-3+3(a>0,且a≠1)的图象过定点________.
【导学号:37102231】
(1)D (2)(3,4) [(1)由于f(x)的图象单调递减,所以0又00,b<0,故选D.
(2)令x-3=0得x=3,此时y=4.故函数y=ax-3+3(a>0,且a≠1)的图象过定点(3,4).]
[规律方法] 
指数函数图象问题的处理技巧
?1?抓住图象上的特殊点,如指数函数的图象过定点.
?2?利用图象变换,如函数图象的平移变换?左右平移、上下平移?.
?3?利用函数的奇偶性与单调性.奇偶性确定函数的对称情况,单调性决定函数图象的走势.
[跟踪训练]
2.已知f(x)=2x的图象,指出下列函数的图象是由y=f(x)的图象通过怎样的变化得到:
(1)y=2x+1;(2)y=2x-1;(3)y=2x+1;
(4)y=2-x;(5)y=2|x|.
[解] (1)y=2x+1的图象是由y=2x的图象向左平移一个单位得到.
(2)y=2x-1的图象是由y=2x的图象向右平移1个单位得到.
(3)y=2x+1的图象是由y=2x的图象向上平移1个单位得到.
(4)∵y=2-x与y=2x的图象关于y轴对称,∴作y=2x的图象关于y轴的对称图形便可得到y=2-x的图象.
(5)∵y=2|x|为偶函数,故其图象关于y轴对称,故先作出当x≥0时,y=2x的图象,再作关于y轴的对称图形,即可得到y=2|x|的图象.]
指数函数的定义域、值域问题
[探究问题]
1.函数y=2x2+1的定义域与f(x)=x2+1的定义域什么关系?
提示:定义域相同.
2.如何求y=2x2+1的值域?
提示:可先令t=x2+1,则易求得t的取值范围为[1,+∞),又y=2t在[1,+∞)上是单调递增函数,故2t≥2,所以y=2x2+1的值域为[2,+∞).
 求下列函数的定义域和值域:
(1)y=;
(2)y=;
(3)y=4x+2x+1+2.
【导学号:37102232】
思路探究:―→
[解] (1)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).
(2)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y==0=1,
即函数y=的值域为{y|y=1}.
(3)因为对于任意的x∈R,函数y=4x+2x+1+2都有意义,所以函数y=4x+2x+1+2的定义域为R.因为2x>0,所以4x+2x+1+2=(2x)2+2×2x+2=(2x+1)2+1>1+1=2,
即函数y=4x+2x+1+2的值域为(2,+∞).
母题探究:1.若本例(1)的函数换为“y=”,求其定义域.
[解] 由x-1≥0得x≥0,∴x≤0,即函数的定义域为(-∞,0].
2.若本例(3)的函数增加条件“0≤x≤2”,再求函数的值域.
[解] ∵0≤x≤2,∴1≤2x≤4,∴y=4x+2x+1+2=(2x)2+2×2x+2=(2x+1)2+1.
令2x=t,则t∈[1,4],且f(t)=(t+1)2+1,
易知f(t)在[1,4]上单调递增,
∴f(1)≤f(t)≤f(4),即5≤f(t)≤26,
即函数y=4x+2x+1+2的值域为[5,26].
[规律方法] 
1.函数y=af(x)的定义域与y=f(x)的定义域相同.
2.函数y=af(x)的值域的求解方法如下:
(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.
3.求与指数函数有关的函数的值域时,要注意与求其它函数(如一次函数、二次函数)值域的方法相结合,要注意指数函数的值域为(0,+∞),切记准确运用指数函数的单调性.
[当 堂 达 标·固 双 基]
1.下列函数一定是指数函数的是(  )
A.y=2x+1 B.y=x3
C.y=3·2x D.y=3-x
D [由指数函数的定义可知D正确.]
2.函数y=x(x≥8)的值域是(  )
【导学号:37102233】
A.R B.
C. D.
B [因为y=x在[8,+∞)上单调递减,所以03.函数y=的定义域是________.
[0,+∞) [由1-x≥0得x≤1=0,∴x≥0,
∴函数y=的定义域为[0,+∞).]
4.若函数f(x)是指数函数,且f(2)=2,则f(x)=________.
【导学号:37102234】
x [设f(x)=ax(a>0且a≠1),则f(2)=a2=2,
∴a=(a=-舍去),∴f(x)=x.]
5.设f(x)=3x,g(x)=x.
(1)在同一坐标系中作出f(x),g(x)的图象;
(2)计算f(1)与g(-1),f(π)与g(-π),f(m)与g(-m)的值,从中你能得到什么结论?
[解] (1)函数f(x),g(x)的图象如图所示:
(2)f(1)=31=3,g(-1)=-1=3,
f(π)=3π,g(-π)=-π=3π,
f(m)=3m,g(-m)=-m=3m.
从以上计算的结果看,两个函数当自变量取值互为相反数时,其函数值相等,即当指数函数的底数互为倒数时,它们的图象关于y轴对称.
2.1.2 指数函数及其性质(一)
(一)教学目标1.知识与技能了解指数函数模型的实际背景,理解指数函数的概念,掌握指数函数的图象.2.过程与方法能借助计算器或计算机画出具体指数函数的图象,探索指数函数图象特征.3.情感、态度与价值观在解决简单实际问题的过程中,体会指数函数是一类重要的函数模型,激发学生学习数学的兴趣,努力培养学生的创新意识.(二)教学重点、难点1.教学重点:指数函数的概念和图象.2.教学难点:指数函数的概念和图象.(三)教学方法采用观察、分析、归纳、抽象、概括,自主探究,合作交流的教学方法,通过各种教学媒体(如计算机或计算器),调动学生参与课堂教学的主动性和积极性.(四)教学过程
教学环节
教学内容
师生互动
设计意图
复习引入
1. 在本章的开头,问题(1)中时间与GDP值中的,请问这两个函数有什么共同特征. 2. 这两个函数有什么共同特征,从而得出这两个关系式中的底数是一个正数,自变量为指数,即都可以用(>0且≠1来表示).
学生思考回答函数的特征.
由实际问题引入,不仅能激发学生的学习兴趣,而且可以培养学生解决实际问题的能力.
形成概念
理解概念
指数函数的定义一般地,函数(>0且≠1)叫做指数函数,其中是自变量,函数的定义域为R.回答:在下列的关系式中,哪些不是指数函数,为什么?(1) (2) (3)(4) (5) (6)(7) (8) (>1,且)小结:根据指数函数的定义来判断说明:因为>0,是任意一个实数时,是一个确定的实数,所以函数的定义域为实数集R.若<0,如在实数范围内的函数值不存在.若=1, 是一个常量,没有研究的意义,只有满足的形式才能称为指数函数, 如:不符合 .
学生独立思考,交流讨论,教师巡视,并注意个别指导,学生探讨分析,教师点拨指导.
由特殊到一般,培养学生的观察、归纳、概括的能力.
使学生进一步理解指数函数的概念.
深化
概念
我们在学习函数的单调性的时候,主要是根据函数的图象,即用数形结合的方法来研究. 下面我们通过
先来研究(>1)的图象,
用计算机完成以下表格,并且用计算机画出函数的图象
1
2
4
再研究先来研究(0<<1)的图象,
用计算机完成以下表格并绘出函数的图象.
1
2
4
从图中我们看出
通过图象看出
实质是上的
讨论:的图象关于轴对称,所以这两个函数是偶函数,对吗?
②利用电脑软件画出
的函数图象.
问题:从画出的图象中,你能发现函数的图象与底数间有什么样的规律.
从图上看(>1)与两函数图象的特征——关于轴对称.
学生列表计算,描点、作图.
教师动画演示.
学生观察、归纳、总结,教师诱导、点评.
通过列表、计算使学生体会、感受指数函数图象的化趋势,通过描点,作图培养学生的动手实践能力.
不同情况进行对照,使学生再次经历从特殊到一般,由具体到抽象的思维过程.培养学生的归纳概括能力.
应用
举例
例1:(P66 例6)已知指数函数(>0且≠1)的图象过点(3,π),求
学生思考、解答、交流,教师巡视,注意个别指导,发现带有普遍性的问题,应及时提到全体学生面前供大家讨论.
例1分析:要求
再把0,1,3分别代入,即可求得
解:将点(3,π),代入
得到,
即,
解得:,于是,
所以,

.
巩固所学知识,培养学生的数形结合思想和创新能力.
归纳
总结
1、理解指数函数
2、解题利用指数函数的图象,可有利于清晰地分析题目,培养数型结合与分类讨论的数学思想 .
学生先自回顾反思,教师点评完善.
通过师生的合作总结,使学生对本节课所学知识的结构有一个明晰的认识,形成知识体系.
课后
作业
作业:2.1 第四课时 习案
学生独立完成
巩固新知
提升能力
备选例题
例1 指出下列函数哪些是指数函数:
(1); (2);
(3); (4);
(5); (6);
(7); (8)且.
【分析】 根据指数函数定义进行判断.
【解析】 (1)、(5)、(8)为指数函数;
(2)是幂函数(后面2.3节中将会学习);
(3)是与指数函数的乘积;
(4)底数,不是指数函数;
(6)指数不是自变量,而底数是的函数;
(7)底数不是常数.
它们都不符合指数函数的定义.
【小结】准确理解指数函数的定义是解好本问题的关键.
例2 用计算机作出的图像,并在同一坐标系下作出下列函数的图象,并指出它们与指数函数y=的图象的关系,
⑴y=与y=.
⑵y=与y=.
解:⑴作出图像,显示出函数数据表
x
-3
-2
-1
0
1
2
3
0.125
0.25
0.5
1
2
4
8
0.25
0.5
1
2
4
8
16
0.5
1
2
4
8
16
32
比较函数y=、y=与y=的关系:将指数函数y=的图象向左平行移动1个单位长度,就得到函数y=的图象,将指数函数y=的图象向左平行移动2个单位长度,就得到函数y=的图象
⑵作出图像,显示出函数数据表
x
-3
-2
-1
0
1
2
3
0.125
0.25
0.5
1
2
4
8
0.625
0.125
0.25
0.5
1
2
4
0.3125
0.625
0.125
0.25
0.5
1
2
比较函数y=、y=与y=的关系:将指数函数y=的图象向右平行移动1个单位长度,就得到函数y=的图象,将指数函数y=的图象向右平行移动2个单位长度,就得到函数y=的图象
小结:⑴当m>0时,将指数函数y=的图象向右平行移动m个单位长度,就得到函数y=的图象;当m>0时,将指数函数y=的图象向左平行移动m个单位长度,就得到函数y=的图象
第二章 基本初等函数(Ⅰ)
2.1 指数函数
2.1.2 指数函数及其性质
第1课时 指数函数的图象及其性质
A级 基础巩固
一、选择题
1.以x为自变量的四个函数中,是指数函数的为(  )
A.y=(e-1)x     B.y=(1-e)x
C.y=3x+1 D.y=x2
解析:由指数函数的定义可知选A.
答案:A
2.函数y=的定义域为(  )
A.(-∞,3) B.(-∞,3]
C.(3,+∞) D.[3,+∞)
解析:由题意得2x-8≥0,所以2x≥23,解得x≥3,所以函数y=的定义域为[3,+∞).
答案:D
3.已知0<a<1,-1<b<0,则函数y=ax+b的图象必定不经过(  )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
解析:因为0<a<1,所以y=ax的图象在第一、二象限,且单调递减.因为-1<b<0,所以y=ax+b的图象是由y=ax的图象向下平移|b|个单位长度,因此y=ax+b的图象过第一、二、四象限,不经过第三象限.故选C.
答案:C
4.函数y=的值域是(  )
A.[0,+∞) B.[0,4]
C.[0,4) D.(0,4)
解析:由题意知0≤16-4x<16,所以0≤<4.
所以函数y=的值域为[0,4).
答案:C
5.若函数f(x)=ax+b-1(a>0,且a≠1)的图象经过第一、三、四象限,则一定有(  )
A.a>1,且b<1 B.0<a<1,且b<0
C.0<a<1,且b>0 D.a>1,且b<0
解析:已知函数f(x)=ax+b-1(a>0,且a≠1)的图象经过第一、三、四象限,画草图如图.
由图象可得即
解得故D正确.
答案:D
二、填空题
6.已知集合A={x|1≤2x<16},B={x|0≤x<3,x∈N},则A∩B=________.
解析:由1≤2x<16得0≤x<4,即A={x|0≤x<4},又B={x|0≤x<3,x∈N},所以A∩B={0,1,2}.
答案:{0,1,2}
7.已知f(x)的定义域为(0,1),则f(3x)的定义域为________.
解析:因为f(x)的定义域是(0,1),
所以0<3x<1,所以x<0.
答案:(-∞,0)
8.函数f(x)=2ax+1-3(a>0,且a≠1)的图象恒过的定点是________.
解析:因为y=ax的图象过定点(0,1),
所以令x+1=0,即x=-1,则f(x)=-1,
故f(x)=2ax+1-3的图象过定点(-1,-1).
答案:(-1,-1)
三、解答题
9.已知f(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,当x∈[-1,0]时,函数的解析式为f(x)=-(a∈R).
(1)试求a的值;
(2)写出f(x)在[0,1]上的解析式;
(3)求f(x)在[0,1]上的最大值.
解:(1)因为f(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,
所以f(0)=1-a=0,所以a=1.
(2)设x∈[0,1],则-x∈[-1,0],
所以f(x)=-f(-x)=-=2x-4x.
即当x∈[0,1]时,f(x)=2x-4x.
(3)f(x)=2x-4x=-+,
其中2x∈[1,2],
所以当2x=1时,f(x)max=0.
10.若0≤x≤2,求函数y=4x--3·2x+5的最大值和最小值.
解:y=4x--3·2x+5=(2x)2-3·2x+5.
令2x=t,则1≤t≤4,y=(t-3)2+,
所以当t=3时,ymin=;当t=1时,ymax=.
故该函数的最大值为ymax=,最小值为ymin=.
B级 能力提升
1.若f(x)=-x2+2ax与g(x)=(a+1)1-x在区间[1,2]上都是减函数,则a的取值范围是(  )
A.       B.
C.[0,1] D.(0,1]
解析:依题意-≤1且a+1>1,
解得0答案:D
2.已知f(x)=ax+b的图象如图所示,则f(3)=________.
解析:因为f(x)的图象过(0,-2),(2,0)且a>1,
所以
所以a=,b=-3,
所以f(x)=()x-3,f(3)=()3-3=3-3.
答案:3-3
3.若直线y=2a与函数y=|ax-1|(a>0,a≠1)的图象有两个不同的交点,求a的取值范围.
解:作出y=2a和y=|ax-1|的图象.
当0<a<1时,y=|ax-1|的图象如图①所示.
由已知,得0<2a<1,所以0<a<.
当a>1时,y=|ax-1|的图象如图②所示.
由已知,得0<2a<1,所以0<a<,这与a>1矛盾.
综上可知,0<a<.