高中数学基本初等函数 数学必修1——基本初等函数

数学必修1——基本初等函数  

一. 教学内容:

基本初等函数

指数的概念与运算,指数函数,对数的概念与运算,对数函数,幂函数的概念和性质,基本初等函数的应用。

 

二. 教学重点

幂函数、指数函数、对数函数的图像和性质及其应用

 

三. 高考要求

1. 指数函数

(1)通过具体实例(如细胞的分裂,药物在人体内残留量的变化等),了解指数函数模型的实际背景;

(2)理解有理指数幂的含义,通过具体实例了解有理指数幂的意义,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. 知道指数函数与对数函数互为反函数(a>0,a≠1)。

4. (通过实例)了解幂函数的概念;结合函数 的图象,了解它们的变化情况。

5. (利用计算工具,比较)了解指数函数、对数函数以及幂函数增长的差异;(结合实例)体会直线上升、指数增长、对数增长等不同函数类型增长的含义。

 

【教学过程】

一、基本知识回顾及应用举例

1. 指数与对数运算

(1)根式的概念:

①定义:若一个数的次方等于,则这个数称的次方根。即若,则称的次方根,,

1)当为奇数时,次方根记作;

2)当为偶数时,负数没有次方根,而正数有两个次方根且互为相反数,记作。

②性质:1);2)当为奇数时,;

3)当为偶数时,。

(2)幂的有关概念    (  )

①规定:1)

3);(4)、N*  且。

②性质:1)、Q);

2)、Q);

3)Q)。

(注)上述性质对r、R均适用。

(3)对数的概念

①定义:如果的b次幂等于N,就是,那么数称以为底N的对数,记作其中称对数的底,N称真数。

1)以10为底的对数称常用对数,记作;

2)以无理数为底的对数称自然对数,,记作;

②基本性质:

1)真数N为正数(负数和零无对数);2);

3);4)对数恒等式:。

③运算性质:如果则

1);

2);

3)R)。

④换底公式:

1);2)。

2. 指数函数、对数函数、幂函数

(1)指数函数:

①定义:函数称指数函数,

1)函数的定义域为R;2)函数的值域为;

3)当时函数为减函数,当时函数为增函数。

②函数图像:

1)指数函数的图象都经过点(0,1),且图象都在第一、二象限;

2)指数函数都以轴为渐近线(当时,图象向左无限接近轴,当时,图象向右无限接近轴);

3)对于相同的,函数的图象关于轴对称。

③函数值的变化特征:

(2)对数函数:

①定义:函数称对数函数,

1)函数的定义域为;2)函数的值域为R;

3)当时函数为减函数,当时函数为增函数;

4)对数函数与指数函数互为反函数。

②函数图像:

1)对数函数的图象都经过点(0,1),且图象都在第一、四象限;

2)对数函数都以轴为渐近线(当时,图象向上无限接近轴;当时,图象向下无限接近轴);

3)对于相同的,函数的图象关于轴对称。

③函数值的变化特征:

(3)幂函数

y=xa(a为常数)是幂函数. 它在第一象限内的情况分为a>1,0<a<1;a<0三种情况,其中a>0时,y=xa,在(0,+∞)内为增函数;a<0时,y=xa,在(0,+∞)内为减函数。

 a

【典型例题】

例1. (1)计算:;

(2)化简:。

解:(1)原式=

(2)原式=

点评: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;一般地进行指数幂运算时,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。

 

例2. 已知,求的值。

解:∵,

∴,

∴,

∴,

∴,

∴,

又∵,

∴。

点评:本题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。

 

例3. 计算

(1);(2);

(3)。

解:(1)原式

           ;

(2)原式

           ;

(3)分子=;

分母=;

原式=。

点评: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。

 

例4. (1).若logx=z,则x、y、z之间满足

A. y7=xz                        B. y=x7z                        C.y=7xz                        D.y=zx

解:由logx=zxz=x7z=y,即y=x7z.

答案:B

(2)(2006辽宁 文13)方程的解为          。

解:考查对数运算。原方程变形为,即,得。且有。从而结果为。

点评:关于含指数式、对数式等式的形式,解题思路是转化为不含指数、对数式的普通等式或方程的形式,再来求解。

 

例5. 下列函数中值域为正实数的是

A. y=-5x                            B.y=()1-xI             C.y=            D.y=

解:∵y=()x的值域是正实数,而1-x∈R,∴y=()1-x的值域是正实数.

答案:B

 

例6. 已知f(x)的定义域为[0,1],则函数y=f[log(3-x)]的定义域是__________.

解:由0≤log(3-x)≤1

log1≤log(3-x)≤log

≤3-x≤12≤x≤.

答案:[2,]

 

例7.(1)(2004年湖北,文5)若函数y=ax+b-1(a>0且a≠1)的图象经过二、三、四象限,则一定有

A. 0<a<1且b>0                                          B.a>1且b>0

C. 0<a<1且b<0                                          D.a>1且b<0

解:作函数y=ax+b-1的图象.

答案:C

(2)(2004年全国Ⅱ,理6)函数y=-ex的图象

高中数学基本初等函数 数学必修1——基本初等函数

A. 与y=ex的图象关于y轴对称                       B.与y=ex的图象关于坐标原点对称

C.与y=e-x的图象关于y轴对称                       D.与y=e-x的图象关于坐标原点对称

解:图象法.

答案:D

 

例8. 函数y=()的递增区间是___________.

解:∵y=()x在(-∞,+∞)上是减函数,

而函数y=x2-2x+2=(x-1)2+1的递减区间是(-∞,1),∴原函数的递增区间是(-∞,1).

答案:(-∞,1)

 

例9. (1) 下图是指数函数(1)y=ax,(2)y=bx,(3)y=cx,(4)y=dx的图象,则a、b、c、d与1的大小关系是

A. a<b<1<c<d                                           B.b<a<1<d<c

C. 1<a<b<c<d                                           D.a<b<1<d<c

剖析:可先分两类,即(3)(4)的底数一定大于1,(1)(2)的底数小于1,然后再从(3)(4)中比较c、d的大小,从(1)(2)中比较a、b的大小.

解法一:当指数函数的底数大于1时,图象上升,且当底数越大,图象向上越靠近于y轴;当底数大于0小于1时,图象下降,底数越小,图象向右越靠近于x轴.得b<a<1<d<c.

解法二:令x=1,由图知c1>d1>a1>b1,

∴b<a<1<d<c.

答案:B

(2)已知函数f(x)=则f(2+log23)的值为

A.                        B.                        C.                       D.

解:∵3<2+log23<4,3+log23>4,

∴f(2+log23)=f(3+log23)=()3+log23=.

答案:D

 

例10. 已知函数为常数)

(1)求函数f(x)的定义域;

(2)若a=2,试根据单调性定义确定函数f(x)的单调性。

(3)若函数y=f(x)是增函数,求a的取值范围。

解:(1)由

∵a>0,x≥0

  

∴f(x)的定义域是。

(2)若a=2,则

设, 则

故f(x)为增函数。

(3)设

 

   ①

∵f(x)是增函数,

∴f(x1)>f(x2)

即  ②

联立①、②知a>1,

∴a∈(1,+∞)。

点评:该题属于纯粹的研究复合对数函数性质的问题,我们抓住对数函数的特点,结合一般函数求定义域、单调性的解题思路,对“路”处理即可。

 

【模拟试题】

1. 下列各式中成立的一项是(    )

A.                           B.   

C.                     D.  

2. 化简的结果为(    )

       A.                      B.                      C.                   D. 

3. 设指数函数,则下列等式中不正确的是                     (    )

A. f(x+y)=f(x)·f(y)                        B.  

C.              D. 

4. 若指数函数在[-1,1]上的最大值与最小值的差是1,则底数a等于       (    )

A.                B.            C.         D.  

5. 当时,函数和的图象只可能是(    )

6. 函数的值域是(    )

       A.                    B.                    C.         D. R

7. 函数,满足的的取值范围(    )

A.                                                 B.      

C.                        D.  

8. 函数的单调递增区间是(    )

    A.                B.              C.         D. 

9. 函数(为常数),若时,恒成立,则

A.                   B.                  C.           D. 

10. 若,当时,的大小关系为 

    A.            B.            C.     D. 

11. (04年全国卷一.文2)已知函数

    A.                        B. -                   C. 2                   D. -2

12. 设(    )

A. 0                          B. 1                          C. 2                   D. 3

13. 若函数的图象与x轴有公共点,则m的取值范围是(    )

    A. m≤-1                B. -1≤m<0            C. m≥1         D. 0<m≤1

14. 函数的定义域是(     )

A.                B.              C.      D. 

15. (2006湖北)设f(x)=,则的定义域为(     )

    A.                               B. (-4,-1)(1,4)

    C. (-2,-1)(1,2)                               D. (-4,-2)(2,4)

16. 已知函数f (x)的定义域是(1,2),则函数的定义域是                 .

17. 当a>0且a≠1时,函数f (x)=ax-2-3必过定点            .

18. 已知-1<a<0,则三个数由小到大的顺序是              

19. 求的定义域

 

 




【试题答案】

1~5 DCDDA                    6~10 ADDAB         11. B

12. 解:C;,。

13. 解:,

画图象可知-1≤m<0。

答案为B。

14. D

15. B.

14与15提示:求函数的定义域就是求使解析式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。

16. (0,1);    17.(2,-2);     18.;

19. 当;当

  

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