一、知识框图
撰稿:刘杨 审稿:严春梅 责编:丁会敏
二、目标认知学习目标
1.指数函数
(1)通过具体实例,了解指数函数模型的实际背景;
(2)理解有理指数幂的含义,通过具体实例了解实数指数幂的意义,掌握幂的运算. (3)理解指数函数的概念和意义,能借助计算器或计算机画出具体指数函数的图象,探索并理解指数函
数的单调性与特殊点;
(4)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。
2.对数函数
(1)理解对数的概念及其运算性质,知道用换底公式能将一般对数转化成自然对数或常用对数;通过阅
读材料,了解对数的发现历史以及对简化运算的作用;
(2)通过具体实例,直观了解对数函数模型所刻画的数量关系,初步理解对数函数的概念,体会对数函
数是一类重要的函数模型;能借助计算器或计算机画出具体对数函数的图象,探索并了解对数函数
的单调性与特殊点; 3.反函数
与对数函数
互为反函数(a>0,a≠1).
知道指数函数 4.幂函数
(1)了解幂函数的概念;
(2)结合函数
的图象,了解它们的变化情况.
重点
指数函数、对数函数、幂函数的性质,熟练掌握指数、对数运算法则,明确算理,能对常见的指数型函数、对数型函数进行变形处理.
难点
指数函数、对数函数、幂函数为载体的复合函数来考察函数的性质.
三、知识要点梳理
1.根式的概念
知识点一:指数及指数幂的运算
的次方根的定义:一般地,如果
,那么叫做的次方根,其中
当为奇数时,正数的次方根为正数,负数的次方根是负数,表示为偶数时,正数的次方根有两个,这两个数互为相反数可以表示为 负数没有偶次方根,0的任何次方根都是0. 式子
2.n次方根的性质:
叫做根式,叫做根指数,叫做被开方数.
.
;当为
(1)当为奇数时, (2)
3.分数指数幂的意义:
;当为偶数时,
;
注意:0的正分数指数幂等与0,负分数指数幂没有意义.
4.有理数指数幂的运算性质: (1)
(2)
(3)
知识点二:指数函数及其性质
1.指数函数概念 一般地,函数为
2.指数函数函数性质:函数 名称 定义 .
叫做指数函数,其中是自变量,函数的定义域
指数函数 函数 且叫做指数函数 图象 定义域 值域 过定点 奇偶性 单调性 在上是增函数 图象过定点,即当非奇非偶 时,. 在上是减函数 函数值的 变化情况 变化对图象的影响
在第一象限内,从逆时针方向看图象,逐渐增大;在第二象限内,从逆时针方向看图象,逐渐减小. 知识点三:对数与对数运算
1.对数的定义 (1)若叫做底数,
,则叫做以为底的对数,记作,其中
叫做真数. (2)负数和零没有对数. (3)对数式与指数式的互化:
2.几个重要的对数恒等式
3.常用对数与自然对数 常用对数:
4.对数的运算性质 如果 ①加法:
,那么
;自然对数:
,即
(其中
…).
,
,
.
.
,即
②减法: ③数乘: ④
⑤
⑥换底公式:
知识点四:对数函数及其性质
1.对数函数定义 一般地,函数域
2.对数函数性质:函数 名称 定义 函数 .
叫做对数函数,其中是自变量,函数的定义
对数函数 且叫做对数函数 图象 定义域 值域 过定点 奇偶性 单调性 在上是增函数 图象过定点 ,即当非奇非偶 在上是减函数 时,. 函数值的 变化情况 变化对图象的影响 在第一象限内,从顺时针方向看图象,逐渐增大;在第四象限内,从顺时针方向看图象,逐渐减小.
知识点五:反函数
1.反函数的概念 设函数得式子
在
的定义域为.如果对于
在
,值域为,从式子中解出,
,
中的任何一个值,通过式子
表示是
的函数,函数
.
中都有唯一确定的值和它对应,那么式子
的反函数,记作
与反函数
叫做函数
2.反函数的性质 (1)原函数 (2)函数 (3)若
,习惯上改写成
的图象关于直线对称.
的值域、定义域.
的定义域、值域分别是其反函数在原函数
的图象上,则
在反函数的图象上.
(4)一般地,函数要有反函数则它必须为单调函数.
3.反函数的求法
(1)确定反函数的定义域,即原函数的值域; (2)从原函数式 (3)将
改写成
中反解出
;
,并注明反函数的定义域.
知识点六:幂函数
1.幂函数概念 形如
的函数,叫做幂函数,其中为常数.
2.幂函数的性质
(1)图象分布:幂函数图象分布在第一、二、三象限,第四象限 无图象.幂函数是偶函数时,图象分布在第一、二象限(图象 关于
轴对称);是奇函数时,图象分布在第一、三象限(图
象关于原点对称);是非奇非偶函数时,图象只分布在第一象 限.
(2)过定点:所有的幂函数在 点
.
都有定义,并且图象都通过
(3)单调性:如果
,则幂函数的图象过原点,并且在
,则幂函数的图象在
轴.
上为增函数.如果
上为减函数,在第一象限内,图象无限接近轴与
(4)奇偶性:当(其中
为奇数时,幂函数为奇函数,当为偶数时,幂函数为偶函数.当
互质,和偶数时,则
),若为奇数为奇数时,则是奇函数,若为奇数为
是偶函数,若为偶数为奇数时,则
,当
是非奇非偶函数. 时,若
,其图象在直线
(5)图象特征:幂函数
下方,若 方,若
,其图象在直线
下方.
,其图象在直线
上方,当
时,若,其图象在直线上
四、规律方法指导
思维总结
1.
(其中)是同一数量关系的三种
不同表示形式,因此在许多问题中需要熟练进行它们之间的相互转化,选择最好的形式进行运算.在运算中,根式常常化为指数式比较方便,而对数式一般应化为同底;
2.要熟练运用初中学习的多项式各种乘法公式;进行数式运算的难点是运用各种变换技巧,如配方、因式分解、有理化(分子或分母)、拆项、添项、换元等等,这些都是经常使用的变换技巧,必须通过各种题型的训练逐渐积累经验;
3.解决含指数式或对数式的各种问题,要熟练运用指数、对数运算法则及运算性质,更关键是熟练运用指数与对数函数的性质,其中单调性是使用率比较高的知识;
4.指数、对数函数值的变化特点是解决含指数、对数式的问题时使用频繁的关键知识,要达到滚瓜烂熟,运用自如的水平,在使用时常常还要结合指数、对数的特殊值共同分析; 5.含有参数的指数、对数函数的讨论问题是重点题型,解决这类问题的最基本的分类方案是以“底”大于1或小于1分类;
6.在学习中含有指数、对数的复合函数问题大多数都是以综合形式出现,如与其它函数(特别是二次函数)形成的复合函数问题,与方程、不等式、数列等内容形成的各类综合问题等等,因此要努力提高综合能力.
指数函数、对数函数、幂函数单元复习与巩固
一、知识框图
撰稿:刘杨 审稿:严春梅 责编:丁会敏
二、目标认知学习目标
1.指数函数
(1)通过具体实例,了解指数函数模型的实际背景;
(2)理解有理指数幂的含义,通过具体实例了解实数指数幂的意义,掌握幂的运算. (3)理解指数函数的概念和意义,能借助计算器或计算机画出具体指数函数的图象,探索并理解指数函
数的单调性与特殊点;
(4)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。
2.对数函数
(1)理解对数的概念及其运算性质,知道用换底公式能将一般对数转化成自然对数或常用对数;通过阅
读材料,了解对数的发现历史以及对简化运算的作用;
(2)通过具体实例,直观了解对数函数模型所刻画的数量关系,初步理解对数函数的概念,体会对数函
数是一类重要的函数模型;能借助计算器或计算机画出具体对数函数的图象,探索并了解对数函数
的单调性与特殊点; 3.反函数
与对数函数
互为反函数(a>0,a≠1).
知道指数函数 4.幂函数
(1)了解幂函数的概念;
(2)结合函数
的图象,了解它们的变化情况.
重点
指数函数、对数函数、幂函数的性质,熟练掌握指数、对数运算法则,明确算理,能对常见的指数型函数、对数型函数进行变形处理.
难点
指数函数、对数函数、幂函数为载体的复合函数来考察函数的性质.
三、知识要点梳理
1.根式的概念
知识点一:指数及指数幂的运算
的次方根的定义:一般地,如果
,那么叫做的次方根,其中
当为奇数时,正数的次方根为正数,负数的次方根是负数,表示为偶数时,正数的次方根有两个,这两个数互为相反数可以表示为 负数没有偶次方根,0的任何次方根都是0. 式子
2.n次方根的性质:
叫做根式,叫做根指数,叫做被开方数.
.
;当为
(1)当为奇数时, (2)
3.分数指数幂的意义:
;当为偶数时,
;
注意:0的正分数指数幂等与0,负分数指数幂没有意义.
4.有理数指数幂的运算性质: (1)
(2)
(3)
知识点二:指数函数及其性质
1.指数函数概念 一般地,函数为
2.指数函数函数性质:函数 名称 定义 .
叫做指数函数,其中是自变量,函数的定义域
指数函数 函数 且叫做指数函数 图象 定义域 值域 过定点 奇偶性 单调性 在上是增函数 图象过定点,即当非奇非偶 时,. 在上是减函数 函数值的 变化情况 变化对图象的影响
在第一象限内,从逆时针方向看图象,逐渐增大;在第二象限内,从逆时针方向看图象,逐渐减小. 知识点三:对数与对数运算
1.对数的定义 (1)若叫做底数,
,则叫做以为底的对数,记作,其中
叫做真数. (2)负数和零没有对数. (3)对数式与指数式的互化:
2.几个重要的对数恒等式
3.常用对数与自然对数 常用对数:
4.对数的运算性质 如果 ①加法:
,那么
;自然对数:
,即
(其中
…).
,
,
.
.
,即
②减法: ③数乘: ④
⑤
⑥换底公式:
知识点四:对数函数及其性质
1.对数函数定义 一般地,函数域
2.对数函数性质:函数 名称 定义 函数 .
叫做对数函数,其中是自变量,函数的定义
对数函数 且叫做对数函数 图象 定义域 值域 过定点 奇偶性 单调性 在上是增函数 图象过定点 ,即当非奇非偶 在上是减函数 时,. 函数值的 变化情况 变化对图象的影响 在第一象限内,从顺时针方向看图象,逐渐增大;在第四象限内,从顺时针方向看图象,逐渐减小.
知识点五:反函数
1.反函数的概念 设函数得式子
在
的定义域为.如果对于
在
,值域为,从式子中解出,
,
中的任何一个值,通过式子
表示是
的函数,函数
.
中都有唯一确定的值和它对应,那么式子
的反函数,记作
与反函数
叫做函数
2.反函数的性质 (1)原函数 (2)函数 (3)若
,习惯上改写成
的图象关于直线对称.
的值域、定义域.
的定义域、值域分别是其反函数在原函数
的图象上,则
在反函数的图象上.
(4)一般地,函数要有反函数则它必须为单调函数.
3.反函数的求法
(1)确定反函数的定义域,即原函数的值域; (2)从原函数式 (3)将
改写成
中反解出
;
,并注明反函数的定义域.
知识点六:幂函数
1.幂函数概念 形如
的函数,叫做幂函数,其中为常数.
2.幂函数的性质
(1)图象分布:幂函数图象分布在第一、二、三象限,第四象限 无图象.幂函数是偶函数时,图象分布在第一、二象限(图象 关于
轴对称);是奇函数时,图象分布在第一、三象限(图
象关于原点对称);是非奇非偶函数时,图象只分布在第一象 限.
(2)过定点:所有的幂函数在 点
.
都有定义,并且图象都通过
(3)单调性:如果
,则幂函数的图象过原点,并且在
,则幂函数的图象在
轴.
上为增函数.如果
上为减函数,在第一象限内,图象无限接近轴与
(4)奇偶性:当(其中
为奇数时,幂函数为奇函数,当为偶数时,幂函数为偶函数.当
互质,和偶数时,则
),若为奇数为奇数时,则是奇函数,若为奇数为
是偶函数,若为偶数为奇数时,则
,当
是非奇非偶函数. 时,若
,其图象在直线
(5)图象特征:幂函数
下方,若 方,若
,其图象在直线
下方.
,其图象在直线
上方,当
时,若,其图象在直线上
四、规律方法指导
思维总结
1.
(其中)是同一数量关系的三种
不同表示形式,因此在许多问题中需要熟练进行它们之间的相互转化,选择最好的形式进行运算.在运算中,根式常常化为指数式比较方便,而对数式一般应化为同底;
2.要熟练运用初中学习的多项式各种乘法公式;进行数式运算的难点是运用各种变换技巧,如配方、因式分解、有理化(分子或分母)、拆项、添项、换元等等,这些都是经常使用的变换技巧,必须通过各种题型的训练逐渐积累经验;
3.解决含指数式或对数式的各种问题,要熟练运用指数、对数运算法则及运算性质,更关键是熟练运用指数与对数函数的性质,其中单调性是使用率比较高的知识;
4.指数、对数函数值的变化特点是解决含指数、对数式的问题时使用频繁的关键知识,要达到滚瓜烂熟,运用自如的水平,在使用时常常还要结合指数、对数的特殊值共同分析; 5.含有参数的指数、对数函数的讨论问题是重点题型,解决这类问题的最基本的分类方案是以“底”大于1或小于1分类;
6.在学习中含有指数、对数的复合函数问题大多数都是以综合形式出现,如与其它函数(特别是二次函数)形成的复合函数问题,与方程、不等式、数列等内容形成的各类综合问题等等,因此要努力提高综合能力.
经典例题透析
类型一:指数、对数运算
1.(1)计算:;
(2)化简:.
思路点拨:运算时尽量把根式转化为分数指数幂,而小数也要化为分数为好.
解:(1)原式=
;
(2)原式=
.
总结升华:根式的化简求值问题就是将根式化成分数指数幂的形式,然后利用分数指数
幂的运算性质求解,对化简求值的结果,一般用分数指数幂的形式保留;一般的进行指数幂运算时,化负指数为正指数,化根式为分数指数幂,化小数为分数运算,同时兼顾运算的顺序.
举一反三:
【变式一】化简下列各式:
(1); (2).
解:(1)
;
(2)
.
2.已知,求的值.
思路点拨:先化简再求值是解决此类问题的一般方法. 解:∵ ∴ ∴ ∴ ∴ ∴ 又∵
,
, ,
,
, , ,
∴.
总结升华:解题时观察已知与所求之间的关系,同时乘法公式要熟练,直接代入条件求解繁琐,故应先化简变形,创造条件简化运算.
举一反三:
【变式一】已知:,求:的值.
解:
∴ 当 (1)
3.计算
时,.
; (2)
;
(3) 解:(1)原式
.
;
(2)原式
(3)分子=
;
;
分母=;
原式=.
总结升华:这是一组很基本的对数运算的练习题,虽然在考试中这些运算要求并不高,但是数式运算是学习数学的基本功,通过这样的运算练习熟练掌握运算公式、法则,以及学习数式变换的各种技巧.
4.设、、为正数,且满足
(1)求证:;
(2)若 解析:
,,求、、的值.
(1)证明:左边
;
(2)解:由 ∴
得
……………①
,
由 由① 由①得 ∵
, ∴
,
②得
得………… ……………②
……………………………………③ ,代入
得
,
………………………………④ ,从而
.
由③、④解得
总结升华:对于含对数因式的证明和求值问题,还是以对数运算法则为主,将代数式化简到最简形式再来处理即可.
类型二:指数函数、对数函数、幂函数的图象与性质
5.设( )
A.0 B.1 C.2 D.3 解:C;
,
.
总结升华:利用指数函数、对数函数的概念,求解函数的值.
举一反三:
【变式一】(2011 陕西文11)设,则______.
解:∵
.
,∴,所以,即
6. (2011 江西理)若,则的定义域为( ) .
A. B. C. D.
答案:A 总结升华:求函数定义域就是使得解析是有意义的自变量的取值范围,在对数函数中只有真数大于零时才有意义.对于抽象函数的处理要注意对应法则的对应关系.
7.已知
,则x=
即,t∈R.
.
,试求函数f(x)的单调区间.
解:令 所以
因为f(-x)=f(x),所以f(x)为偶函数,故只需讨论f(x)在[0,+∞)上的单调性. 任取
,
,且使
,则
(1)当a>1时,由
,
,有
,
,所以
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