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第5讲 第四章 幂函数、指数函数与对数函数复习讲义
一、幂函数
幂函数的定义:
当指数固定,等式 确定了变量随变量变化的规律,称为指数为的幂函数;
判断一个函数是幂函数的方法:
= 1 \* GB3 ① 把形如的函数称为幂函数,其中是自变量,是常数;
= 2 \* GB3 ② 幂函数的特征:①的系数为1;②的底数是自变量;③的指数为常数;
形如,等的函数都不是幂函数;
1. 函数图像关于原点对称
在平面坐标系中,关于原点对称的点的纵坐标、横坐标均互为相反数;
点关于原点对称的点的坐标为;
2. 函数图像关于数轴对称
函数图像关于轴对称:在平面直角坐标系中,关于轴对称的点的纵坐标相等,横坐标互为相反数;点关于轴对称的点的坐标为;
函数图像关于轴对称(拓展):在平面直角坐标系中,关于轴对称的点的横坐标相等,纵坐标互为相反数;点关于轴对称的点的坐标为;
3. 幂函数的严格增(减)性
在区间上,幂函数的函数值随着的严格增大(减少)而严格增大(减少),此时称幂函数在区间上是严格增(减)函数;
4. 幂函数图像通过定点:
5. 函数图像的平移变换
函数图像平移变换的规律:
的图像向左(+)或向右(-)平移个单位长度得到函数或的图像;
的图像向上(+)或向下(-)平移个单位长度得到函数或的图像;
二、指数函数
指数函数的定义
当底数固定,且,时,等式,确定了变量随变量变化规律,称为底为的指数函数.
判断一个函数是指数函数的方法:
(1)需判断其解析式是否符合这一结构特征.
(2)看是否具备指数函数解析式具有的三个特征:
①底数为大于0且不等于1的常数;
②自变量的位置在指数上,且的系数是1;
③的系数是1;
1. 指数函数的性质
(1)定义域为R,函数值为恒正;(2)当时,;
2. 指数函数的单调性
当时,指数函数在R上是严格增函数;
当时,指数函数在R上是严格减函数;
3. 指数函数的图像特征
(1)函数图像都在轴右侧,无限趋近于轴,但永不相交;
(2)过定点
(3)由左至右图像上升
(4)由左至右图像下降
三、对数函数
对数函数的定义
当底数固定,且,时,以为底的对数,确定了变量随变量变化的规律,称为底为的对数函数;对数函数的定义域为:;
1. 反函数
因为是的解,所以说对数运算是指数运算的一种逆运算,作为函数,称对数函数是指数函数的反函数;
2. 定理(对数的基本不等式): 当,时,;
3.对数函数性质
(1)定义域为;(2)当时,;
(3)当时,在区间上是严格增函数;当时,在区间上是严格减函数;
4. 对数函数的图像特征
(1)函数图像都在轴右侧,无限趋近于轴,但永不相交;
(2)过定点
(3)由左至右图像上升
(4)由左至右图像下降
知识点1. 幂函数的定义
例1.已知函数是幂函数,且,则的解析式为 ______
解:由题意,设,因为,,得,即,则,,
即,故答案为;
知识点2. 函数的图像的对称性
例1. 作出下列函数的图像:(1);(2);(3);
练1:已知函数,函数的图像与函数的图像关于原点对称.
(1)写出函数的解析式;
(2)判断函数的奇偶性,并说明理由;
(3)若时,总有成立,求实数的取值范围.
解:(1)∵函数的图像与的图像关于原点对称,
∴,即,.
(2)函数是偶函数.理由如下:
记,即,.
∵,∴函数为偶函数,即函数为偶函数.
(3)记,.
由题知恒成立,∴.
令,
∵,,∴单调递减,∴,
∴,即实数的取值范围是.
【说明】函数关于原点对称的推广:
证明:“函数的图像关于点成中心对称图形”的充要条件为“函数满足”。
【提示】可以借助于解析几何求解轨迹方程的“相关点法” 理解:
【证明】设是函数图像上任意一点,即则关于点对称的对称点是.
又函数的图像关于点成中心对称图形,
所以也在函数图像上,,
所以即
故亦即
反之,同理可证,故待证结论成立;
【两个结论】
(1)若函数对定义域内任意自变量满足,则函数的图像关于点中心对称;
(2)函数与的图像关于点中心对称.
【说明】关于数轴对称的推广及其几个重要的结论:
(一)函数图像本身的对称性(自身对称)
1.函数满足(为常数)的充要条件是的图像关于直线对称;
2.函数满足(为常数)的充要条件是的图像关于直线对称。
3.函数满足的充要条件是图像关于直线
对称。
(二)两个函数的图像对称性(相互对称)
1. 曲线与关于轴对称;
2. 曲线与关于轴对称;
3. 曲线与关于直线对称;
4. 曲线关于直线对称曲线为;
5. 曲线关于直线对称曲线为;
6.
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