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1、-指数函数 指数函数是高中数学中的一个基本初等函数,有关指数函数的图象与性质的题目类型较多,同时也是学习后续数学内容的基础和高考考查的重点,本文对此部分题目类型作了初步总结,与大家共同探讨. 1.比较大小 例1 已知函数满足,且,则与的大小关系是_____. 分析:先求的值再比较大小,要注意的取值是否在同一单调区间内. 解:∵, ∴函数的对称轴是. 故,又,∴. ∴函数在上递减,在上递增. 若,则,∴; 若,则,∴. 综上可得,即. 评注:①比较大小的常用方法有:作差法、作商法、利
2、用函数的单调性或中间量等.②对于含有参数的大小比较问题,有时需要对参数进行讨论. 2.求解有关指数不等式 例2 已知,则x的取值范围是___________. 分析:利用指数函数的单调性求解,注意底数的取值范围. 解:∵, ∴函数在上是增函数, ∴,解得.∴x的取值范围是. 评注:利用指数函数的单调性解不等式,需将不等式两边都凑成底数相同的指数式,并判断底数与1的大小,对于含有参数的要注意对参数进行讨论. 3.求定义域及值域问题 例3 求函数的定义域和值域. 解:由题意可得,即, ∴
3、,故.∴函数的定义域是.---- 令,则, 又∵,∴.∴,即. ∴,即. ∴函数的值域是. 评注:利用指数函数的单调性求值域时,要注意定义域对它的影响. 4.最值问题 例4 函数在区间上有最大值14,则a的值是_______. 分析:令可将问题转化成二次函数的最值问题,需注意换元后的取值范围. 解:令,则,函数可化为,其对称轴为. ∴当时,∵, ∴,即. ∴当时,. 解得或(舍去); 当时,∵, ∴,即, ∴时,, 解得或(舍去),∴a的值是3或. 评注:利用指数函数的
4、单调性求最值时注意一些方法的运用,比如:换元法,整体代入等. 5.解指数方程 例5 解方程. 解:原方程可化为,令,上述方程可化为,解得或(舍去),∴,∴,经检验原方程的解是. 评注:解指数方程通常是通过换元转化成二次方程求解,要注意验根. 6.图象变换及应用问题---- 例6 为了得到函数的图象,可以把函数的图象( ). A.向左平移9个单位长度,再向上平移5个单位长度 B.向右平移9个单位长度,再向下平移5个单位长度 C.向左平移2个单位长度,再向上平移5个单位长度 D.向右平移
5、2个单位长度,再向下平移5个单位长度 分析:注意先将函数转化为,再利用图象的平移规律进行判断. 解:∵,∴把函数的图象向左平移2个单位长度,再向上平移5个单位长度,可得到函数的图象,故选(C). 评注:用函数图象解决问题是中学数学的重要方法,利用其直观性实现数形结合解题,所以要熟悉基本函数的图象,并掌握图象的变化规律,比如:平移、伸缩、对称等.习题1、比较下列各组数的大小: (1)若,比较与; (2)若,比较与; (3)若,比较与; (4)若,且,比较a与b; (5)若,且,比较a与b.
6、 分析:设均为正数,则,即比较两个正数的大小,可比较它们的商与1的大小.掌握指数函数的图象规律,还要掌握底的变化对图象形状的影响.这主要有两方面:其一是对;对.用语言叙述即在y轴右侧,底越大其图象越远离x轴;在y轴左侧,底越大,其图象越接近x轴.这部分内容即本题(2),(3)所说的内容.其二是当底均大于1时,底越大,其图象越接近y轴;当底均小于1时,底越小,其图象越接近y轴.一个便于记忆的方法是:若以离1远者为底,则其图象接近y轴.当然这是指底数均大于1或均小于1.这部分内容即本题(4)与(5). 解:
7、(1)由,故,此时函数为减函数.由,故. (2)由,故.又,故.从而. (3)由,因,故.又,故.从而.---- (4)应有.因若,则.又,故,这样.又因,故.从而,这与已知矛盾. (5)应有.因若,则.又,故,这样有.又因,且,故.从而,这与已知矛盾. 小结:比较通常借助相应函数的单调性、奇偶性、图象来求解.2、(1)指数函数①②满足不等式,则它们的图象是(). 分析:此题应首先根据底数的范围判断图象的升降性,再根据两个底数的大小比较判断对应的曲线. 解:由可知①②应为两条递减
8、的曲线,故只可能是或,进而再判断①②与和的对应关系,此时判断的方法很多,不妨选特殊点法,令,①②对应的函数值分别为和,由可知应选. (2)曲线分别是指数函数,和的图象,则与1的大小关系是( ). ---- ( 分析:首先可以根据指数函数单调性,确定,在轴右侧令,对应的函数值由小到大依次为,故应选. 小结:这种类型题目是比较典型的数形结合的题目,第(1)题是由数到形的转化,第(2)题则是由图到数的翻译,它的主