4.2 指数函数 练测评(新教材人教A版必修第一册)(Word含答案解析)

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名称 4.2 指数函数 练测评(新教材人教A版必修第一册)(Word含答案解析)
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文件大小 174.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2020-09-16 09:57:54

文档简介

4.2.1 指数函数的概念
必备知识基础练
知识点一
指数函数的概念
1.下列函数中是指数函数的是________.(填序号)
①y=2·()x;②y=2x-1;③y=x;④y=3;⑤y=x.
2.若函数y=(a2-3a+3)·ax是指数函数,则实数a=________.
3.若函数y=(2a-3)x是指数函数,则实数a的取值范围是________.
知识点二
指数函数的解析式及应用
4.指数函数y=f(x)的图象经过点,那么f(4)f(2)=(  )
A.8
B.16
C.32
D.64
5.已知函数f(x)是指数函数,且f=,则f(3)=________.
6.已知函数f(x)=ax+b(a>0,且a≠1)经过点(-1,5),(0,4),则f(-2)的值为________.
知识点三
指数函数的实际应用
7.某城市房价(均价)经过6年时间从1
200元/m2增加到了4
800元/m2,则这6年间平均每年的增长率是(  )
A.-1
B.+1
C.50%
D.600元
8.中国共产党第十八届中央委员会第五次全体会议认为,到2020年全面建成小康社会,是我们党确定的“两个一百年”奋斗目标的第一个百年奋斗目标.全会提出了全面建成小康社会新的目标要求:经济保持中高速增长,在提高发展平衡性、包容性、可持续性的基础上,到2020年国内生产总值和城乡居民人均收入比2010年翻一番,产业迈向中高端水平,消费对经济增长贡献明显加大,户籍人口城镇化率加快提高.
设从2011年起,城乡居民人均收入每一年比上一年都增长p%.下面给出了依据“到2020年城乡居民人均收入比2010年翻一番”列出的关于p的四个关系式:
①(1+p%)×10=2;
②(1+p%)10=2;
③10(1+p%)=2;
④1+10×p%=2.
其中正确的是(  )
A.①
B.②
C.③
D.④
关键能力综合练
一、选择题
1.下列函数中,指数函数的个数为(  )
①y=x-1;
②y=ax(a>0,且a≠1);
③y=1x;
④y=2x-1.
A.0
B.1
C.3
D.4
2.函数f(x)=(2a-3)ax是指数函数,则f(1)=(  )
A.8
B.
C.4
D.2
3.函数f(x)=ax(a>0且a≠1),对于任意实数x,y都有(  )
A.f(xy)=f(x)f(y)
B.f(xy)=f(x)+f(y)
C.f(x+y)=f(x)f(y)
D.f(x+y)=f(x)+f(y)
4.若点(a,27)在函数y=()x的图象上,则的值为(  )
A.
B.1
C.2
D.0
5.某产品计划每年成本降低p%,若三年后成本为a元,则现在成本为(  )
A.a(1+p%)元
B.a(1-p%)元
C.元
D.元
6.(探究题)据报道,某淡水湖的湖水在50年内减少了10%,若每年以相同的衰减率呈指数衰减,按此规律,设2019年的湖水量为m,从2019年起,经过x年后湖水量y与x的函数关系为(  )
A.y=0.9
B.y=(1-0.1)m
C.y=0.9m
D.y=(1-0.150x)m
二、填空题
7.已知函数f(x)为指数函数且f=,则f(-2)=________,f(f(-1))=________.
8.已知函数f(x)=+3(a>0且a≠1),若f(1)=4,则f(-1)=________.
9.某厂2018年的产值为a万元,预计产值每年以7%的速度增加,则该厂到2022年的产值为________万元.
三、解答题
10.已知函数f(x)=(a2+a-5)ax是指数函数.
(1)求f(x)的表达式;
(2)判断F(x)=f(x)-f(-x)的奇偶性,并加以证明.
学科素养升级练
1.(多选题)下列函数为指数函数的是(  )
A.y=2x
B.y=x2
C.y=xx
D.y=(6a-3)x.
2.某校甲、乙两食堂某年1月份的营业额相等,甲食堂的营业额逐月增加,并且每月的增加值相同;乙食堂的营业额也逐月增加,且每月增加的百分率相同.已知该年9月份两食堂的营业额又相等,则该年5月份(  )
A.甲食堂的营业额较高
B.乙食堂的营业额较高
C.甲、乙两食堂的营业额相等
D.不能确定甲、乙哪个食堂的营业额较高
3.(情境命题—生活情境)某公司拟投资100万元,有两种获利的情况可供选择:一种是年利率10%,按单利计算,5年后收回本金和利息;另一种是年利率9%,按每年复利一次计算,5年后收回本金和利息.哪一种投资更有利?这种投资比另一种投资5年后可多得利息多少元?
4.2 指数函数
4.2.1 指数函数的概念
必备知识基础练
1.解析:①中指数式()x的系数不为1,故不是指数函数;②中y=2x-1,指数位置不是x,故不是指数函数;④中指数不是x,故不是指数函数;⑤中指数为常数且底数不是唯一确定的值,故不是指数函数,故填③.
答案:③
2.解析:由y=(a2-3a+3)·ax是指数函数,可得解得a=2.
答案:2
3.解析:由题意知解得a>且a≠2.
答案:∪(2,+∞)
4.解析:设指数函数为y=ax(a>0且不等于1),将代入得:a-2=,解得a=-2或2.所以a=2,y=2x,则f(4)·f(2)=24·22=64.
答案:D
5.解析:设f(x)=ax(a>0,且a≠1),
由f=得
a===5-,
所以a=5,即f(x)=5x,所以f(3)=53=125.
答案:125
6.解析:由已知得解得所以f(x)=x+3,
所以f(-2)=-2+3=4+3=7.
答案:7
7.解析:这6年间平均每年的增长率为x,则1
200(1+x)6=4
800,解得x=-1=-1.故选A.
答案:A
8.解析:已知从2011年起,城乡居民人均收入每一年比上一年都增长p%.
则由到2020年城乡居民人均收入比2010年翻一番,可得:(1+p%)10=2;
正确的关系式为②.
答案:B
关键能力综合练
1.解析:由指数函数的定义可判定,只有②正确.
答案:B
2.解析:函数f(x)=(2a-3)ax是指数函数,∴2a-3=1,解得a=2.∴f(x)=2x,∴f(1)=2.故选D.
答案:D
3.解析:f(x+y)=ax+y=axay=f(x)f(y).故选C.
答案:C
4.解析:点(a,27)在函数y=()x的图象上,∴27=()a,即33=3,∴=3,解得a=6,∴=.故选A.
答案:A
5.解析:设现在成本为x元,则x(1-p%)3=a,∴x=.
答案:C
6.解析:解法一 设每年的衰减率为q%,则(q%)50=0.9,所以q%=0.9,
所以x年后的湖水量y=0.9m.
解法二 设每年的衰减率为q%,
则(1-q%)50=0.9,所以q%=1-0.9,
所以y=m·[1-(1-0.9)]x=0.9m.
答案:C
7.解析:设f(x)=ax(a>0且a≠1),
∴a==3,∴a=3,
∵f(x)=3x,∴f(-2)=,
f(f(-1))=f=3=.
答案: 
8.解析:由f(1)=4得a=3,把x=-1代入f(x)=+3得到f(-1)=0.
答案:0
9.解析:2018年产值为a,增长率为7%.
2019年产值为a+a×7%=a(1+7%)(万元).
2020年产值为a(1+7%)+a(1+7%)×7%=a(1+7%)2(万元).
……
2022年的产值为a(1+7%)4万元.
答案:a(1+7%)4
10.解析:(1)由a2+a-5=1,可得a=2或a=-3(舍去),
∴f(x)=2x.
(2)F(x)=2x-2-x,∴F(-x)=-F(x),
∴F(x)是奇函数.
学科素养升级练
1.解析:AD是指数函数;B是二次函数;C中底数x不是常数,它们都不符合指数函数的定义.故选AD.
答案:AD
2.解析:设甲、乙两食堂1月份的营业额均为m,甲食堂的营业额每月增加a(a>0),乙食堂的营业额每月增加的百分率为x.由题意,可得m+8a=m(1+x)8,则5月份甲食堂的营业额y1=m+4a,乙食堂的营业额y2=m(1+x)4=,因为y-y=(m+4a)2-m(m+8a)=16a2>0,所以y1>y2,故该年5月份甲食堂的营业额较高.
答案:A
3.解析:①本金100万元,年利率10%,按单利计算,5年后的本利和是100×(1+10%×5)=150(万元).②本金100万元,年利率9%,按每年复利一次计算,5年后的本利和是100×(1+9%)5≈153.86(万元).由①②可见,按年利率9%每年复利一次计算的,要比按年利率10%单利计算的更有利,5年后可多得利息3.86万元.4.2.2 指数函数的图象和性质(二)
必备知识基础练
知识点一
利用单调性比较大小
1.设a=0.60.6,b=0.61.5,c=1.50.6,则a,b,c的大小关系是(  )
A.aB.aC.bD.b2.比较下列各组数的大小:
(1)1.9-π与1.9-3;(2)0.72-与0.70.3;
(3)1.70.3与0.93.1;(4)0.60.4与0.40.6.
知识点二
简单的指数不等式的解法
3.不等式4x<42-3x的解集是________.
4.已知(a2+a+2)x>(a2+a+2)1-x,则x的取值范围是________.
5.解关于x的不等式:a2x+1≤ax-5(a>0,且a≠1).
知识点三
指数型函数的性质
6.函数y=3的单调递减区间是(  )
A.(-∞,+∞)
B.(-∞,0)
C.(0,+∞)
D.(-∞,0)和(0,+∞)
7.函数f(x)=的单调递增区间为(  )
A.(-∞,0]
B.[0,+∞)
C.(-1,+∞)
D.(-∞,-1)
8.设f(x)=|x|,x∈R,则f(x)是(  )
A.奇函数且在(0,+∞)上是增函数
B.偶函数且在(0,+∞)上是增函数
C.奇函数且在(0,+∞)上是减函数
D.偶函数且在(0,+∞)上是减函数
9.已知a为正实数,且f(x)=-是奇函数,则f(x)的值域为________.
关键能力综合练
一、选择题
1.下列判断正确的是(  )
A.2.52.5>2.53
B.0.82<0.83
C.π2<π
D.0.90.3>0.90.5
2.若函数f(x)=(1-2a)x在实数集R上是减函数,则实数a的取值范围是(  )
A.
B.
C.
D.
3.若2a+1<8-2a,则实数a的取值范围是(  )
A.
B.(1,+∞)
C.(-∞,1)
D.
4.已知函数f(x)=a2-x(a>0,且a≠1),当x>2时,f(x)>1,则f(x)在R上(  )
A.是增函数
B.是减函数
C.当x>2时是增函数,当x<2时是减函数
D.当x>2时是减函数,当x<2时是增函数
5.函数y=ax在[0,1]上的最大值与最小值的和为3,则函数y=2ax-1在[0,1]上的最大值是(  )
A.6
B.1 
C.3
D.
6.(易错题)若函数f(x)=是R上的增函数,则实数a的取值范围为(  )
A.(1,+∞)
B.(1,8)
C.(4,8)
D.[4,8)
二、填空题
7.已知函数f(x)=a-,若f(x)为R上的奇函数,则a=________.
8.(探究题)若函数y=2在区间(-∞,3)上单调递增,则实数a的取值范围是________.
9.已知函数f(x)=,则f(x)的单调递增区间为________,值域为________.
三、解答题
10.已知指数函数f(x)的图象过点P(3,8),且函数g(x)的图象与f(x)的图象关于y轴对称,又g(2x-1)学科素养升级练
1.(多选题)已知函数f(x)=ex-e-x,g(x)=ex+e-x,则以下结论错误的是(  )
A.任意的x1,x2∈R且x1≠x2,都有<0
B.任意的x1,x2∈R且x1≠x2,都有<0
C.f(x)有最小值,无最大值
D.g(x)有最小值,无最大值
2.设函数y=,若函数在(-∞,1]上有意义,则实数a的取值范围是________.
3.(学科素养—数学抽象)若定义域为R的函数f(x)=是奇函数.
(1)求a,b的值;
(2)用定义证明f(x)在(-∞,+∞)上为减函数;
(3)若对于任意t∈R,不等式f(t2-2t)4.2.2 指数函数的图象和性质(二)
必备知识基础练
1.解析:∵1.50.6>1.50=1,0.60.6<0.60=1,故1.50.6>0.60.6,又函数y=0.6x在(-∞,+∞)上是减函数,且1.5>0.6,所以0.61.5<0.60.6,故0.61.5<0.60.6<1.50.6,选C.
答案:C
2.解析:(1)由于指数函数y=1.9x在R上单调递增,
而-π<-3,∴1.9-π<1.9-3.
(2)∵函数y=0.7x在R上递减,而2-≈0.269<0.3,∴0.72->0.70.3.
(3)由指数函数的性质可知,1.70.3>1.70=1,0.93.1<0.90=1,∴1.70.3>0.93.1.
(4)∵y=0.6x在R上递减,∴0.60.4>0.60.6,又∵在y轴右侧,函数y=0.6x的图象在y=0.4x图象的上方,∴0.60.6>0.40.6,∴0.60.4>0.40.6.
3.解析:∵4x<42-3x,∴x<2-3x,∴x<.
答案:
4.解析:∵a2+a+2=2+>1,
∴(a2+a+2)x>(a2+a+2)1-x?x>1-x?x>.
∴x∈.
答案:
5.解析:①当0∴2x+1≥x-5,解得x≥-6.
②当a>1时,∵a2x+1≤ax-5,
∴2x+1≤x-5,解得x≤-6.
综上所述,当01时,不等式的解集为{x|x≤-6}.
6.解析:设u=,则y=3u,
因为u=在(-∞,0)和(0,+∞)上是减函数,
且y=3u在R上是增函数,
所以函数y=3的单调递减区间是(-∞,0)和(0,+∞).
答案:D
7.解析:∵f(x)=,0<<1,∴f(x)的单调递增区间为u(x)=x2-1的单调递减区间,即(-∞,0].
答案:A
8.解析:依题意,得f(-x)=|-x|=|x|=f(x),所以f(x)是偶函数.当x>0时,f(x)=|x|=x,函数f(x)单调递减.故选D.
答案:D
9.解析:由f(x)为奇函数可知f(0)=0,即-=0,解得a=2,则f(x)=-,故f(x)的值域为.
答案:
关键能力综合练
1.解析:∵y=0.9x是减函数,且0.5>0.3,∴0.90.3>0.90.5.
答案:D
2.解析:由已知,得0<1-2a<1,解得0答案:B
3.解析:函数y=x在R上为减函数,所以2a+1>8-2a,所以a>.故选A.
答案:A
4.解析:令2-x=t,则t=2-x是减函数.因为当x>2时,f(x)>1,所以当t<0时,at>1.所以0<a<1,所以f(x)在R上是增函数,故选A.
答案:A
5.解析:函数y=ax在[0,1]上是单调的,最大值与最小值都在端点处取到,故有a0+a1=3,解得a=2,因此函数y=2ax-1=4x-1在[0,1]上是单调递增函数,当x=1时,ymax=3.
答案:C
6.解析:由题意可知,f(x)在R上是增函数,
所以解得4≤a<8,故选D.
答案:D
7.解析:∵函数f(x)为奇函数,且x∈R,∴f(0)=a-=0.
∴a=.
答案:
8.解析:y=2在(-∞,3)上递增,即二次函数y=-x2+ax-1在(-∞,3)上递增,因此需要对称轴x=≥3,解得a≥6.
答案:[6,+∞)
9.解析:令x2-2x≥0,解得x≥2或x≤0,
∴f(x)的定义域为(-∞,0]∪[2,+∞),
令t=-1,则其在(-∞,0]上递减,在[2,+∞)上递增,
又y=t为减函数,故f(x)的增区间为(-∞,0].
∵t=-1,∴t≥-1,∴t∈(0,2].
故f(x)的值域为(0,2].
答案:(-∞,0] (0,2]
10.解析:设f(x)=ax(a>0且a≠1),
因为f(3)=8,所以a3=8,即a=2,
又因为g(x)与f(x)的图象关于y轴对称,
所以g(x)=x,
因此由g(2x-1)即2x-1<3x,
得2x-1>3x,解得x<-1.
所以x的取值范围是(-∞,-1).
学科素养升级练
1.解析:f(x)=ex-在R上单调递增,无最值,故选项AC错误;g(x)=ex+为偶函数,易知其在(-∞,0)为减函数,在(0,+∞)为增函数,且在x=1处取得最小值,无最大值,故选项B错误;故选ABC.
答案:ABC
2.解析:设t=2x,∵x∈(-∞,1],∴0<t≤2.
则原函数有意义等价于1+t+at2≥0在t∈(0,2]上恒成立,∴a≥-,设f(t)=-,
则f(t)=-=-2+,
∵0<t≤2,所以∈,
∴f(t)≤f=-,∴a≥-.
答案:
3.解析:(1)因为f(x)为R上的奇函数,所以f(0)=0,得b=1.
又f(-1)=-f(1),得a=1.
(2)证明:任取x1,x2∈R,且x1f(x1)-f(x2)=-

=,
因为x10,又(2x1+1)(2x2+1)>0,
故f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),
所以f(x)为R上的减函数.
(3)因为t∈R,不等式f(t2-2t)由f(x)为减函数,所以t2-2t>k-2t2,即k<3t2-2t恒成立,而3t2-2t=32-≥-,
所以k<-.即k的取值范围是.4.2.2 指数函数的图象和性质(一)
必备知识基础练
知识点一
指数函数的图象
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.02.函数y=a|x|(a>1)的图象是(  )
3.图中的曲线C1,C2,C3,C4是指数函数y=ax的图象,而a∈,则图象C1,C2,C3,C4对应的函数的底数依次是________,________,________,________.
4.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________.
知识点二
指数函数的定义域与值域
5.下列函数中,定义域与值域相同的是(  )
A.y=2x
B.y=
C.y=3
D.y=2
6.求下列函数的定义域和值域:
(1)y=;(2)y=2;(3)y=2.
关键能力综合练
一、选择题
1.函数f(x)=πx与g(x)=x的图象关于(  )
A.原点对称
B.x轴对称
C.y轴对称
D.直线y=-x对称
2.函数y=的定义域是(  )
A.(-∞,0)
B.(-∞,0]
C.[0,+∞)
D.(0,+∞)
3.当a>0,且a≠1时,函数f(x)=ax+1-1的图象一定过点(  )
A.(0,1)
B.(0,-1)
C.(-1,0)
D.(1,0)
4.函数f(x)=ax与g(x)=-x+a的图象大致是(  )
5.若函数y=ax+b-1(a>0,且a≠1)的图象经过第二、三、四象限,则一定有(  )
A.00
B.a>1,且b>0
C.0D.a>1,且b<0
6.(探究题)已知0二、填空题
7.(易错题)已知f(x)=ax(a>0,且a≠1)在[1,2]上的最大值与最小值之和为6,则a=________.
8.若函数f(x)=则函数f(x)的值域是________.
9.函数y=4x+2x+1+1的定义域是____________.值域是__________.
三、解答题
10.若函数f(x)=ax-1(a>0,且a≠1)的定义域和值域都是[0,2],求实数a的值.
学科素养升级练
1.(多选题)若指数函数y=ax在区间[-1,1]上的最大值和最小值的和为,则a的值可能是(  )
A.2
B.
C.3
D.
2.函数f(x)=的图象大致为(  )
3.(学科素养—数学抽象)已知函数f(x)=ax+b(a>0,且a≠1).
(1)若f(x)的图象如图①所示,求a,b的值;
(2)若f(x)的图象如图②所示,求a,b的取值范围;
(3)在(1)中,若|f(x)|=m有且仅有一个实数根,求m的取值范围.
4.2.2 指数函数的图象和性质(一)
必备知识基础练
1.解析:由图知f(x)单调递减,故00,∴b<0,选D.
答案:D
2.解析:该函数是偶函数.可先画出x≥0时,y=ax的图象,然后沿y轴翻折过去,便得到x<0时的函数图象.
答案:B
3.解析:作直线x=1,与各曲线交点的纵坐标即为底数a的值,而<<<π,故C1,C2,C3,C4对应函数的底数依次是,,π,.
答案:  π 
4.解析:令x=1,y=4+a0=4+1=5,故f(x)图象过定点(1,5).
答案:(1,5)
5.解析:A项中,y=2x的定义域为R,值域为(0,+∞),B项中,y=的定义域为{x|x≠1},值域为{y|y≠0};C项中,由x-1>0得x>1,所以y=3的定义域为(1,+∞),由>0得3>30=1,所以其值域也为(1,+∞);D项中,y=2的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),而2>0且2≠1,所以其值域为(0,1)∪(1,+∞).所以选C.
答案:C
6.解析:(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-4≠0,解得x≠4,所以函数y=2的定义域为{x∈R|x≠4}.
因为≠0,所以2≠1,
即函数y=2的值域为{y|y>0,且y≠1}.
(3)定义域为R.
∵2x-x2=-(x-1)2+1≤1,
∴22x-x2≤2.即y≤2.
故函数的值域为(0,2].
关键能力综合练
1.解析:设点(x,y)为函数f(x)=πx的图象上任意一点,则点(-x,y)为g(x)=π-x=x的图象上的点.因为点(x,y)与点(-x,y)关于y轴对称,所以函数f(x)=πx与g(x)=x的图象关于y轴对称,选C.
答案:C
2.解析:由2x-1≥0,得2x≥20,∴x≥0.
答案:C
3.解析:当x=-1时,显然f(x)=0,因此图象必过点(-1,0).
答案:C
4.解析:当a>1时,函数f(x)=ax单调递增,当x=0时,g(0)=a>1,此时两函数的图象大致为选项A.
答案:A
5.解析:函数y=ax+b-1(a>0,且a≠1)的图象是由函数y=ax的图象经过向上或向下平移而得到的,因其图象不经过第一象限,所以a∈(0,1).若经过第二、三、四象限,则需将函数y=ax(0答案:C
6.解析:由于0答案:C
7.解析:∵f(x)=ax(a>0,且a≠1)在[1,2]上的最大值与最小值之和为6,
∴a+a2=6,即a2+a-6=0,
∴a=2或a=-3(舍).
答案:2
8.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)
9.解析:显然定义域为R.
令2x=t(t>0),
则函数y=4x+2x+1+1可化为y=t2+2t+1=(t+1)2,
该函数在t∈(0,+∞)上递增,所以y>1,
即原函数的值域为(1,+∞).
答案:R (1,+∞)
10.解析:当0<a<1时,函数f(x)=ax-1(a>0,且a≠1)为减函数,所以无解.当a>1时,函数f(x)=ax-1(a>0,且a≠1)为增函数,所以解得a=.
综上,a的值为.
学科素养升级练
1.解析:指数函数y=ax在区间[-1,1]上的最大值和最小值的和为,
当a>1时,可得ymin=,ymax=a,
那么+a=,解得a=2,
当0那么+a=,解得a=,
故a的值可能是或2.
故选AB.
答案:AB
2.解析:f(x)==由指数函数的图象知B正确.
答案:B
3.解析:(1)f(x)的图象过点(2,0),(0,-2),
所以
又因为a>0,且a≠1,所以a=,b=-3.
(2)f(x)单调递减,所以0<a<1,又f(0)<0.
即a0+b<0,所以b<-1.
故a的取值范围为(0,1),b的取值范围为(-∞,-1).
(3)画出|f(x)|=|()x-3|的图象如图所示,要使|f(x)|=m有且仅有一个实数根,则m=0或m≥3.故m的取值范围为[3,+∞)∪{0}.