2作差变形.即求f(X2)—f(X|),通过因式分解、配方、有理化等方法,向有利于判断差的符号的方向变形.
3定号.根据给定的区间和X2—X]的符号确定f(X2)—f(X】)的符号,当符号不确定时,可以
进行分类讨论.
④判断.根据单调性定义作出结论.
(3)対于复合函数y=f(g(x)河以总结为:
当函数f(x)和g(x)的单调性相同时,复合函数尸f(g(x))是增函数;
当函数f(x)和g(x)的单调性相异即不同时,复合函数y=f(g(x))是减函数;乂简称为口诀“同增异减
(4)判断函数的奇偶性:
一是利用定义法,即首先是定义域关于原点对称,再次是考察式子f(x)与f(・x)的关系,最后确定函数的奇偶性;
二是作出函数图象或从已知图象观察,若图象关于原点或y轴对称,则函数具有奇偶性.
应用示例
思路1
例1在同一坐标系下作出下列函数的图彖,并指出它们与指数函数y=2x的图象的关系.⑴尸2山与y=2x+2;
(2)y=2vl与y=2v2.
活动:
教师适当时候点拨,学生回想作图的方法和步骤,特别是指数函数图象的作法,学生回答并到黑板上作图,教师指点学生,列出对应值表,抓住关键点,特别是(0,1)点咸用计算机作图.解:
(1)列出函数数据表作出图象如图2-1-2-12.
X
・3
・2
・1
0
1
2
3
2X
0.125
0.25
0.5
1
2
4
8
2^+1
0.25
0.5
1
2
4
8
16
2丫+2
().5
1
2
4
8
16
32
Ox
图2-1-2-12
比较町知函数y=2x+,.y=2品与『=2%的图彖的关系为:
将指数函数y=F的图彖向左平行移动1个单位长度,就得到函数y=2x+1的图象;将指数函数y=2x的图象向左平行移动2个单位长度,就得到函数尸2也的图象.
(2)列出函数数据表作出图象如图2-1-2-13
X
-3
・2
・1
0
1
2
3
2X
0.125
0.25
0.5
1
2
4
8
1
0.625
0.125
0.25
0.5
1
2
4
0.3125
0.625
0.125
0.25
0.5
1
2
比较对知函数y=2“i、y=2x'2与y=2x的图彖的关系为:
将指数函数y=»的图象向右平行移动1个单位氏度,就得到函数y=2小的图象;将指数函数y=2x的图象向右平行移动2个单位长度,就得到函数y=2“的图彖.
点评:
类似地我们得到尸F与y=ax+m(a>0,a#l,meR)之间的关系:
y=ax+m(a>0,meR)的图象可以由y=ax的图象变化而來.
当m>0吋,y=F的图象向左移动m个单位得到y=ax+m的图象;
当m<0时,尸护的图象向右移动向|个单位得到y=ax+ni的图象.上述规律也简称为“左加右减二
变式训练
为了得到函数y=2心・1的图象,只需把函数尸2"的图象()
A.向右平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
B.向左平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
C.向右平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
D.向左平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
答案:
B
点评:
对于有些复合函数的图象,常用变换方法作出.
_2X+b
例2已知定义域为R的两数f(x)=—.—是奇函数.
2+a
(1)求a,b的值;
(2)若对任意的伍R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0恒成立,求k的取值范I札
活动:
学生审题,考虑解题思路.求值一般是构建方程,求取值范围一般要转化为不等式,如果有困难,教师可以提示,
(1)从条件出发,充分利用奇函数的性质,由于定义域为R,所以f(O)=O,f(-l)=-f(l),
(2)在
(1)的基础上求出f(x),转化为关于k的不等式,利用恒成立问题再转化.
(1)解:
因为f(x)是奇函数,
.一1
所以f(0)=0,即=0=>b=1,
a+2
1-2V
所以f(x)=7^;
1-21-;
乂由f(l)=f(・l)知==>a=2・
d+4a+1
1-2V11
(2)解法一:
由
(1)知f(x)==——+,易知f(x)在(・oo,+oo)上为减函数.
2+2x+l22X+1
又因f(x)是奇函数,从而不等式:
f(t2-2t)+f(2t2-k)<0,
等价于f(t2-2t)<-f(2t2-k)=f(k-2t2),因f(x)为减函数,山上式推得:
t2-2t>k-2t2,BP对一切tWR有3t2-2t-k>0,
从而判别式A=4+12k<0,
解法二由⑴知2时
即(2,"+1+2)(1-2/2_2/)+(2f2-2f+2)(1-2,2-k)<0.
整理得2宀fl,因底数2>1,故3t2-2t-k>0,
上式对一•切tGR均成立,从而判别式△=4+12k<0,即k<--.
3
点评:
记住下列函数的增减性,对解题是十分有用的,若f(x)为增(减)函数,则丄为减(增)函数.
思路2
例1
£丫ci
设a>0,f(x)=—+—在R上满足f(-x)=f(x).
aex
⑴求a的值;
(2)证明f(x)在(0,+co)上是增函数.
活动:
学牛先思考或讨论,如果有困难,教师提示,引导.
(1)求单独一个字母的值,一般是转化为方程,利用f(-x)=f(x)nJ*建立方程.
(2)证明增减性一般用定义法,回忆定义法证明增减性的步骤,规范书写的格式.
1e'a
⑴解:
依题意,对一切xeR冇f(-x)=f(x)成立,即——+acx=—+—.
aexaex
所以(a-—)(ex——)=0对一切xER成立.由此可得a-丄=0,即a2=l.
aexci
乂因为a>0,所以a=L
(2)证明:
设00,x2>0,x2-xi>0,WX2+xi>0,八一">0,1—eX2+x,<0,
所以f(X1)-f(x2)<0,即f(x)在(0,+oo)上是增函数.
点评:
在已知等式f(・x)=f(x)成立的条件下,对应系数相等,求出a,也可用特殊值求解.证明函数的单调性,严格按定义写出步骤,判断过程尽量明显直观.
例2已知函数f(x)=3x,Kx=a+2nj-,f(x)=18,g(x)=3ar-4v的定义域为[0,1].
⑴求g(x)的解析式;
⑵求g(x)的单调区间,确定其增减性并试用定义证明;
⑶求g(x)的值域.
解:
(1)因为f(x)=3x,Kx=a+2时f(x)=18,
所以f(a+2)=3a+2=18.所以3a=2.
所以g(x)=3ax-4x=(3a)x-4\
W以g(x)=2x-4\
(2)因为函数g(x)的定义域为[0,1],令t=2:
因为xW[0,1]时,函数t=2x在区间[0,1]上单调递增,
所以蛙[1,2],则g(t)=t-r=-(t2-t)=-(t--)2+--,te[1,2].
24
因为函数t=V在区间[0,1]上单调递增,函数g(t)=t-t2在炖[1,2]上单调递减,所以函数g(x)在区间[0,1]上单调递减.
证明:
设X]和X2是区间[0,1]上任意两个值,且X产X2,
g(x2)-g(X])=2A2-4勺-2X}+4X,=(2。
-2X,)_(2乃-2V,)(2A2+2X,)=(2乃_2山)(1_2山_2七),
因为0所以2巾>2Xl,且1<2X,<2,1<2忑<2.
所以2<2A*-2V2<4.
所以-3<1-2V1-2Y2<-1,可知(2。
-2v,)(1-2x,-T1)<0.
所以g(x2)所以函数g(x)在区间[0,1]上单调递减
(3)因为函数g(x)在区间[0,1]上单调递减,
所以xw[0,1]吋,有g(l)因为g(l)=21-41=-2,g(O)=2o-4°=O,
所以-2故函数g(x)的值域为[-2,0].
点评:
此题是一道有关函数的概念、函数性质的应用、推理、证明综合题,要通盘考虑.知能训练
求函数y=(丄)卩+2怦|的单调区间.
活动:
教师提示,因为指数含有两个绝对值,要去绝对值,要分段讨论,同时注意底数的大小,分析出指数的单调区间,再确定函数的单调区间,利用复合函数的单调性学生思考讨论,然后解答.
解:
山题意可知2与-丄是区间的分界点.
2
当XV-丄时,因为y=(丄)》+2=(丄严毛3亠丄-翼
2222
所以此时函数为增函数.
当-丄22282
所以此时函数为减函数.
当x>2时,因为y=(丄),+2x+x-2=(-)3x-,=2,'3x=2•(-)x,
228
所以此时函数为减函数.
当Xiw[,2)凶丘[2,+oo)时,因为2*(—)X2-—•(―)X]=2•2~3x2—23*2A,
2882
=2〔-3勺_2-3-r>
又因为1-3X2-(-3-xi)=4-3X2+X1=4+x1-3X2<0,所以1-3x2<-3-xi,
即•(*)'
所以此时函数为减函数.
综上所述,函数f(x)在(-8,]上单调递增,在[,+8)上单调递减.
22
拓展提升
4V
设m4”+2
(l)f(a)+f(l-a)的值;
⑵f(丄)+f(丄)+/*(丄)+…+f(列)的值.
1001100110011001
活动:
学生思考,观察,教师提示学生注意式了的特点,做这种题目,一定要有预见性,即第
(2)问要用到第
(1)问的结果,联系函数的知识解决.
4“
解:
⑴"5+严+2
4
F4"
丄+丄=灶丸
4"+22+4"4"+2
1、2、“3、“1000、
(2)f()+f()+/()+…+f()
1001100110011001
「「“1、「“2、“999、]「“500、501A_
—[[/()+f()]+[f()+f()]H[/()+f()]
100010011000100110011001=500x1=500.
点评:
第⑵问是第
(1)问的继续,笫⑴问是第
(2)问的基础,两个问号是衔接的,利用前一个问号解决后一个问号是我们经常遇到的情形,要注意问号与问号之间的联系.
课堂小结
本节课复习了指数函数的性质,借助指数函数的性质的运用,我们对函数的单调性和奇偶性又进行了复习巩固,利用单调性和奇偶性解决了一些问题,対常考的函数图象的变换进行了学习,耍高度重视,在不断学习中升华捉高.
作业
课本P59习题2JA组5.
设计感想
指数函数作为一•类基本的初等函数,它虽然不貝有函数通性中的奇偶性,但是它与英他函数复合构成具有比鮫复朵的单调性的函数,同时也可以复合出比较特殊的奇函数和偶函数,判断
复合函数的单调性和奇偶性要I•分小心严格按规疋的要求,冇时借助数形结介可帮我们找到解题思路,木堂课是在以前基础上的提高与深化,同时又兼顾了高考常考的内容,1大1此涉及面广,容量大,要集中梢力,加快速度,高质量完成教学任务.
习题详解
(课木54页练习)
232
2.
(1)VP"=X3,
(2)寸=(a+b)4,(3)乂(m-n)?
=(m-n)3,
⑷7(m-n)4=(m-n)2,(5)Jp&q'=p3q2,(6)#==m2=m2.
J.2J.1丄+丄+丄
(2)2V3xVh5xV12=2x3x(-)3x(3x22)6=233x33+3+5=2x3=6;
1\_1215
⑶a2a'a8=a248=a8;
2.
(1)要使函数冇意义,需x・220,即沦2,所以函数y=3皿的定义域为{x|x>2};
1-
⑵要使函数有意义,需X怂即函数y=(-)A的定义域是{XIx/0}.2
3.y=2x(xENi:
)
(课本第59页习题2.1)
l.(l)100;
(2)-0.l;(3)4-;r;(4)x-y.
li.
丄11丨+丨+丄
•Vm_m2•m3•_m2340_
(3)——=—=5^=m=L
代/万y•加丁m^mA
点评:
遇到多重根号的式子,可以由里向外依次去掉根号,也可根据幕的运算性质来进行.对于
(1),可先按底数5,再按回键,再按1EL,最后按三I,即町求得它的值.
对于⑵洗按底数&31,再按bd键,再按1习2,最后按口即可.答案:
2.8810;
对于(3)这种无理指数幕,先按底数3,再按罔键,再按忙键,再按2,最后按日即可答案:
4.7288;
对于(4)这种无理指数幕,可先按底数2,其次按bd键,再按兀键,最后按二1即可.
1x12—xl2.o
⑶(x'y4)=x3y4=x4y';
111122
xx424y333=24y;
\_
⑹(-2X4y3)(3x2y3)(^x4y3)=[.2x3x(-4)]
_!
_丄丄_丄1_丄
12
MB*
(7)(2x2+3y可)(2x-3y)=(2x》)2-(3y)2=4x-9y;
点评:
进行冇理数指数幕的运算时,要严格按法则和运算顺序,同时注意运算结果的形式,但结果不能既有分数指数又有根式,也不能既冇分母又有负指数.
5.
(1)要使函数有意义,需3-xER,即xWR,所以函数y=23'x的定义域为R.
(2)耍使函数有意义,需2x+lWR,即xGR,所以函数y=32x+,的定义域为R
(3)要使函数有意义,需5xFR,即xFR,所以函数y=(-)5x的定义域为R
£
(4)要使函数有意义,需xHO,所以函数y=0.7;的定义域为{x|x*0}.
点评:
求函数的定义域一是分式的分母不为零,二是偶次根号的被开方数人于零,0的0次幕没有意义.
6.解:
设经过x年的产量为y,—年内的产量是a(l+丄-),两年内产量是a(l+-^-)2,...,x年内
100100
的产最是a(l+-^)x,则y=a(l+-^-)x(xeN*,x100100
点评:
根据实际问题,归纳是关键,注意X的取值范Fit
7.
(1)3°与3°7的底数都是3,它们可以看成函数y=3;当x=0.8和0.7时的函数值;因为3>1,所以函数y=3x在R上是增函数.而0.7O.&所以3°-7<30'8.
(2)0.75小与0.75°」的底数都是0.75,它们可以看成函数y=0.75x,当x=-0.1和0.1时的函数值;因为1>0.75,所以函数y=0.75x在R上是减函数.而・0」<0丄所以0.75°」<0.75小
(3)1.012-7与1.01'5的底数都是1.01,它们可以看成函数y=1.01x,当x=2.7和3.5时的函数值;因为1・01>1,所以函数y=1.01x在R上是增函数.而2.7V3.5,所以1.0127<1.0135.
(4)0.9丹与0.99"的底数都是0.99,它们可以看成函数y=0.99x,当x=3.3和4.5吋的函数值;因为0.99V1,所以函数y=0.99x在R上是减函数.而3.3<4.5,所以0.9945<0.99<3.
8.(l)2m,2n可以看成函数y=2:
当x=m和n时的函数值;因为2>1,所以函数尸2*在R上是增函数.因为2m<2n,所以mvn.
⑵0.2m,0.2n可以看成函数y=02;当x=m和n时的函数值;因为0.2<1,所以函数尸0.才在R上是减函数•因为0.2m<0.2n,所以m>n.
⑶玄“卅可以看成函数yF,当xw和n时的函数值;因为0所以m>n.
⑷a^a11可以看成函数y=ax,当x=m和n时的函数值;因为a>1,所以函数y=ax在R上是增函数.因为aba:
所以m>n.
点评:
利用指数函数的单调性是解题的关键.
1丄
9.
(1)死亡生物组织内碳14的剩余量P与时间t的函数解析式为P=(-)5730.
]9x5730,
当时间经过九个“半衰期''后,死广牛•物组织内的碳14的含量为P=(丄)刁莎=(丄)冬0.002.
22
答:
当时间经过九个“半衰期”后,死亡生物纽织内的碳14的含量约为死亡前含量的2%。
因此,还能用一般的放射性探测器测到碳14的存在.
]10000/
(2)设大约经过t万年后,用一般的放射性探测器测不到碳14,那么(丄)歸<0.001,解得t>5.7.
2
答:
人约经过6力年后川一般的放射性探测器是测不到碳14的.
1.当OVaVl时,
a*7>a妆i2nx・7V4x—lnx>—3;
当a>l时,
a2x-7>a4x-i=2x-7>4x-1=>x<-3.
综上当0—3};当a>l吋,不等式的解集是{x|x<—3}.
2.分析:
像这种条件求值,一般考虑整体的思想,同时观察指数的特点,要注重完全平方公式的运用.
丄_1
解:
(1)设y=x2+x2,
那么y2=(x空+x2)2=x+x"+2.
由于x+x"=3,所以y=V5.
(2)设y=x2+x'2,
那么y=(x+x_1)2-2.
由于x+x'=3,
所以y=7.
⑶设y=x2-x-2,
那么y=(x+x1)(x-x1),
而(x-x')2=x2-2+x_2=V5,
所以y=±3运.
点评:
整体代入和平方差,完全平方公式的灵活运用是解题的突破口.
3.解:
已知本金为a元.
1期后的木利和为yi=a+axr=a(l+r),
2期后的本利和为y2=a(1+r)+a(1+r)xr=a(1+r)2,
3期后的本利和为y3=a(14-r)3,
•••
x期后的本利和为y=a(l+r)x.
将a=l000,r=0.0225,x=5代入上式得
y=a(l+r)x=l000x(1+0.0225)5=1OOOx1.02255~1118.
答:
本利和y随存期x变化的函数关系式为y=a(l+r)\5期示的木利和约为1118元.
4.解:
(1)因为y】=y2,所以a3x+1=a'2x.
所以3x+l=-2x.
所以x=.
5
(2)因为y】>y2,所以a3x+1>a2x.所以当a>l时,3x+l>・2x.
所以x>.
5
所以当0(设计者:
刘玉亭)