6、式、分?jǐn)?shù)指數(shù)冪統(tǒng)一為分?jǐn)?shù)指數(shù)冪,以便利用法則計(jì)算,但應(yīng)注意:(1)必須同底數(shù)冪相乘,指數(shù)才能相加;(2)運(yùn)算的先后順序.
2.當(dāng)?shù)讛?shù)是負(fù)數(shù)時(shí),先確定符號(hào),再把底數(shù)化為正數(shù).
3.運(yùn)算結(jié)果不能同時(shí)含有根號(hào)和分?jǐn)?shù)指數(shù),也不能既有分母又含有負(fù)指數(shù).
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 計(jì)算:
(1)÷;
(2)(0.027)---2+-(-1)0;
(3)已知m+m-=4,求.
【解】 (1)原式=(aa-)÷(a-a)
=(a3)÷(a2)=a÷a=1.
(2)原式=--(7)2+-1
=-49+-1=-45.
(3)∵m+m-=4,∴m+m-1+2=16,
∴m+m-1=14,
∴==m+m-1
7、+1=14+1=15.
考向二 [023] 指數(shù)函數(shù)圖象的應(yīng)用
已知f(x)=|2x-1|,
(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)比較f(x+1)與f(x)的大??;
(3)試確定函數(shù)g(x)=f(x)-x2零點(diǎn)的個(gè)數(shù).
【思路點(diǎn)撥】 (1)作出f(x)的圖象,數(shù)形結(jié)合求解.
(2)在同一坐標(biāo)系中分別作出f(x)、f(x+1)圖象,數(shù)形結(jié)合求解.
(3)在同一坐標(biāo)系中分別作出函數(shù)f(x)與y=x2的圖象,數(shù)形結(jié)合求解.
【嘗試解答】 (1)由f(x)=|2x-1|=可作出函數(shù)的圖象如圖.因此函數(shù)f(x)在(-∞,0)上遞減;函數(shù)f(x)在(0,+∞)上遞增.
(2)
8、在同一坐標(biāo)系中分別作出函數(shù)f(x)、f(x+1)的圖象,如圖所示.
由圖象知,當(dāng)|2x0+1-1|=|2x0-1|時(shí),解得x0=log2,兩圖象相交,從圖象可見,當(dāng)x<log2時(shí),f(x)>f(x+1);
當(dāng)x=log2時(shí),f(x)=f(x+1);
當(dāng)x>log2時(shí),f(x)<f(x+1).
(3)將g(x)=f(x)-x2的零點(diǎn)轉(zhuǎn)化為函數(shù)f(x)與y=x2圖象的交點(diǎn)問題,在同一坐標(biāo)系中分別作出函數(shù)f(x)=|2x-1|和y=x2的圖象如圖所示,有四個(gè)交點(diǎn),故g(x)有四個(gè)零點(diǎn).
規(guī)律方法2 1.指數(shù)型函數(shù)的圖象與性質(zhì)(單調(diào)性、最值、大小比較、零點(diǎn)等)的求解往往利用
9、相應(yīng)指數(shù)函數(shù)的圖象,通過平移、對(duì)稱變換得到其圖象,然后數(shù)形結(jié)合使問題得解.
2.一些指數(shù)方程、不等式問題的求解,往往利用相應(yīng)指數(shù)型函數(shù)圖象數(shù)形結(jié)合求解.
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 若直線y=2a與函數(shù)y=|ax-1|(a>0,a≠1)的圖象有兩個(gè)公共點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【解】 分底數(shù)0<a<1與a>1兩種情況,分別在同一直角坐標(biāo)系中作出兩函數(shù)的圖象,如圖:
從圖中可以看出,只有當(dāng)0<a<1,且0<2a<1,
即0<a<時(shí),兩函數(shù)才有兩個(gè)交點(diǎn).
所以實(shí)數(shù)a的取值范圍為.
考向三 [024] 指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)及其應(yīng)用
(1)函數(shù)f(x)=-x2-4x+3的單調(diào)遞減區(qū)間為_______
10、_,值域?yàn)開_______.
(2)(xx·威海模擬)已知函數(shù)f(x)=1-(a>0且a≠1)是定義在(-∞,+∞)上的奇函數(shù).
①求a的值;
②求函數(shù)的值域;
③當(dāng)x∈(0,1]時(shí),tf(x)≥2x-2恒成立,求實(shí)數(shù)t的取值范圍.
【思路點(diǎn)撥】 (1)根據(jù)復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性求解.
(2)由f(0)=0求a,借助ax的范圍求值域,借助二次函數(shù)恒成立的知識(shí)求t的取值范圍.
【嘗試解答】 (1)令g(x)=-x2-4x+3=-(x+2)2+7,由于g(x)在(-∞,-2)上單調(diào)遞增,在(-2,+∞)上單調(diào)遞減,而y=t在R上為單調(diào)遞減,所以f(x)在(-∞,-2)上單調(diào)遞減.又g(x)
11、=-(x+2)2+7≤7,
∴f(x)≥7=3-7.
【答案】 (-∞,-2) [3-7,+∞)
(2)①∵f(x)是定義在(-∞,+∞)上的奇函數(shù),
∴f(0)=0,即1-=0.
解得a=2.
②∵y=,
∴2x=.
由2x>0知>0,
∴-1<y<1.
即f(x)的值域?yàn)?-1,1).
③不等式tf(x)≥2x-2等價(jià)于
≥2x-2,
即(2x)2-(t+1)2x+t-2≤0.
令2x=u,∵x∈(0,1],∴u∈(1,2].
又u∈(1,2]時(shí),u2-(t+1)u+t-2≤0恒成立.
∴
解得t≥0.
故所求t的取值范圍為[0,+∞).
規(guī)律方法3
12、 1.求解與指數(shù)函數(shù)有關(guān)的復(fù)合函數(shù)問題,首先要熟知指數(shù)函數(shù)的定義域、值域、單調(diào)性等相關(guān)性質(zhì),其次要明確復(fù)合函數(shù)的構(gòu)成,涉及值域、單調(diào)區(qū)間、最值等問題時(shí),都要借助“同增異減”這一性質(zhì)分析判斷.
2.對(duì)于同時(shí)含ax、a2x的表達(dá)式,通??梢粤顃=ax進(jìn)行換元,但換元過程中一定要注意新元的范圍,換元后轉(zhuǎn)化為我們熟悉的一元二次關(guān)系.
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 (1)函數(shù)y=x-x+1在x∈[-3,2]上的值域是________.
(2)已知函數(shù)f(x)=(a>0且a≠1).
①求f(x)的定義域和值域;
②討論f(x)的奇偶性;
③討論f(x)的單調(diào)性.
【解析】 (1)因?yàn)閤∈[-3,2],若令t=x
13、,
則t∈,則y=t2-t+1=2+.
當(dāng)t=時(shí),ymin=;當(dāng)t=8時(shí),ymax=57.
【答案】
(2)①f(x)的定義域是R,令y=,得ax=-.
∵ax>0,∴->0,解得-1<y<1,
∴f(x)的值域?yàn)閧y|-1<y<1}.
②∵f(-x)===-f(x),
∴f(x)是奇函數(shù).
③f(x)==1-.
設(shè)x1,x2是R上任意兩個(gè)實(shí)數(shù),且x1<x2,
則f(x1)-f(x2)=-
=.
∵x1<x2,∴當(dāng)a>1時(shí),ax2>ax1>0,
從而ax1+1>0,ax2+1>0,ax1-ax2<0,
∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),f(
14、x)為R上的增函數(shù),當(dāng)0<a<1時(shí),ax1>ax2>0,
從而ax1+1>0,ax2+1>0,ax1-ax2>0,
∴f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),f(x)為R上的減函數(shù).
思想方法之五 指數(shù)冪大小比較的絕招——構(gòu)造法
構(gòu)造法是通過對(duì)問題的觀察、分析,抓住特征,聯(lián)想熟知的數(shù)學(xué)模型,然后變換命題,恰當(dāng)?shù)貥?gòu)造新的數(shù)學(xué)模型來達(dá)到解題目的.
在冪的大小比較中,常用的構(gòu)造方式有兩種:
(1)構(gòu)造冪函數(shù),該方法適合“同指不同底”的兩個(gè)實(shí)數(shù)的大小比較.
(2)構(gòu)造指數(shù)函數(shù),該方法適合“同底不同指”的兩個(gè)實(shí)數(shù)的大小比較.
在此基礎(chǔ)上,借助該函數(shù)的性質(zhì)(單調(diào)性等)
15、比較兩個(gè)數(shù)值的大?。?
——— [1個(gè)示范例] ——— [1個(gè)對(duì)點(diǎn)練] ———
(xx·天津高考)已知a=21.2,b=-0.8,c=2log52,則a,b,c的大小關(guān)系為( )
A.c