基本初等函数常见典型考题赏析

2020-11-04 04:48张德理
中学生数理化·高一版 2020年10期
关键词:底数幂函数指数函数

张德理

基本初等函数是高中数学的重要内容之一,同学们要牢固掌握其概念、图像与性质以及应用等。

题型一:指数函数的图像及应用

例1 函数f(x)=1-e|x|的图像大致是( )。

解:由f(x)=1-e|x|是偶函数,其图像关于y 轴对称,可排除B,D。

因为e|x|≥1,所以f(x)的值域为(-∞,0],排除C。应选A。

由图像可知,函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递增。

因为x>x-1,且x-(x-1)=1,f(0)=1,所以要使f(x)+f(x-1)>1成立,结合函数f(x)的图像可知,只需满足x-1>-1,解得x>0。故所求x 的取值范围是(0,+∞)。

题型二:指数函数的性质及应用

有关指数不等关系的比较大小问题,常化为同底或同指的形式,利用指数函数的单调性,或1,0,-1 等中间量进行比较。简单的指数方程或不等式的求解问题,主要是利用指数函数的单调性,要特别注意底数的取值范围,并在必要时进行分类讨论。形如y=a2x+b·ax+c(a>0,且a≠1)型函数的最值问题常用换元法,即令t=ax转化为y=t2+bt+c 的最值问题,但要注意t 的取值范围。

题型三:对数函数的图像及应用

对数函数的底数的大小决定了图像相对位置的高低,无论是a>1还是0<a<1,在第一象限内,自左向右,图像对应的对数函数的底数逐渐变大。在x 轴上方,图像从左到右相应的底数由小变大;在x 轴下方,图像从右到左相应的底数由小变大(无论在x 轴的上方还是下方,底数都按顺时针方向变大)。研究对数型函数图像的思路:一般从最基本的对数函数的图像入手,通过平移、伸缩、对称变换得到,特别地,要注意底数a>1或0<a<1这两种不同情况。

例3 函数f(x)=|loga(x+1)|的大致图像是( )。

解:(方法1)函数f(x)=|loga(x+1)|的定义域为{x|x>-1},且对任意的x,均有f(x)≥0,结合选项可知选C。

(方法2)f(x)=|loga(x+1)|的图像可由y=logax 的图像向左平移1个单位,再把x 轴下方向上翻折得到的,结合选项知选C。

跟踪训练3:已知函数f(x)=|lnx|。若0<a<b,且f(a)=f(b),则a+4b 的取值范围是( )。

A.(4,+∞)

B.[4,+∞)

C.(5,+∞)

D.[5,+∞)

题型四:对数函数的性质及应用

对数函数的单调性与底数a 的值有关,在研究对数函数的单调性时,要按0<a<1和a>1进行分类讨论。求解简单的对数不等式问题,先利用对数的运算性质化为同底数的对数,再利用对数函数的单调性转化为一般不等式求解,对于某些对数不等式问题也可以转化为相应的函数图像,利用数形结合法求解。解决对数函数性质的综合问题要注意三点:①分清函数的底数是a∈(0,1),还是a∈(1,+∞)。②无论研究函数的什么性质或利用函数的某个性质,都要在其定义域上进行。③一定要注意对数问题转化的等价性。

题型五:幂函数的图像与性质的应用

这类问题要借助幂函数的图像,理解幂函数的对称性、单调性,准确掌握幂函数的图像和性质是解题的关键。在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较。

题型六:二次函数的图像与性质

二次函数的图像与性质在高考中单独考查的频率较低,与一元二次方程、一元二次不等式等知识交汇命题是高考的热点,多以选择题、填空题的形式出现,考查二次函数的图像与性质的应用。

例6 图2 是二次函数y=ax2+bx+c 图像的一部分,图像过点A(-3,0),对称轴为直线x=-1。现给出下面四个结论:①b2>4ac;②2a-b=1;③a-b+c=0;④5a<b。

其中正确的结论是( )。

A.②④ B.①④

C.②③ D.①③

题型七:函数图像的应用问题

利用函数图像可以解决很多与函数有关的问题,如利用函数图像解决函数的零点问题、方程根的问题、有关不等式问题等,解决这类问题的关键是根据题意画出相应函数的图像,利用数形结合思想求解。

例7 已知函数f(x)=x|x|-2x,则下列结论正确的是( )。

A.f(x)是偶函数,递增区间是(0,+∞)

B.f(x)是偶函数,递减区间是(-∞,1)

C.f(x)是奇函数,递减区间是(-1,1)

D.f(x)是奇函数,递增区间是(-∞,0)

由图可知,函数f(x)的图像关于原点对称,故函数f(x)为奇函数,且在(-1,1)上单调递减。应选C。

提示:要 使 当x ∈(1,2)时,不 等 式(x-1)2<logax 恒成立,只需函数y=(x-1)2在(1,2)上的图像在y=logax 的图像的下方即可。

当0<a<1时,显然不成立。如图4,当a>1时,要使当x∈(1,2)时,y=(x-1)2的图像在y=logax 的图像的下方,只需满足(2-1)2≤loga2,即loga2≥1,解得1<a≤2。

故实数a 的取值范围是(1,2]。应选A。

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