高中数学第二章2.1《指数函数》全套课件人教A版必修1
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高中数学
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指数函数
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高中数学第二章2.1《指数函数》全套课件人教A版必修1,高中数学,第二,指数函数,全套,课件,必修
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a2=aa n个 aaa an=aaa 知识回顾 整数指数幂 底数 正整数指数幂 1. (a0 ) 规定 12. a ( 0 , )a n N运算法则 aman=am+n (am)n=amn (ab)n= an, ( 0 , , )a m n ( 0 , 0 , )a b m Z ( 0 , , )a m n Z( 0 , , )a m n Z 20 3 2 33( 1 ) 2 ; ( 2 ) ; ( 3 ) 0 . 0 1 ; ( 4 ) ( 3 ) 02 计算: =1 49 1000000 6127a 000年发表的 未来 20年我国发展前景分析 判断 ,未来 20年,我国 内生产总值 )年平均增长率可望达到 那么在 2010年 , 我国的 000年的多少倍 ? 新课引入 它机体内原有的碳 14会按确定的规律衰减 ,大约每经过 5730年衰减为原来的一半 ,这个时间称为“半衰期” 人们获得了生物体内碳14含量 ,那么当生 物体死亡了万年后,它体内 碳 14的含量为多少? 573012 、 对 这两个数的意义如何?怎样运算? 10000573012平方根、立方根的概念 22=4 ( 2=4 2, 4的平方根 23=8 2叫 8的 立方根 ( 3=2叫 新课引入 如果一个数的平方等于 a,那么这个数叫做 果一个数的立方等于 a ,那么这个数叫做 正数的平方根有两个,这两个数互为相反数,负数没有平方根,零的平方根为零。正数的立方根为一个正数,负数的立方根为一个负数,零的立方根为零 25=32 2n=a 这里的 2又怎么叫呢? 1、 如果一个数的 a( n1且 nN * ),那么这个数叫做 a 的 是说,如果 xn=a, 那么 a的 其中 n1,且 nN * 。 当 数 时,正数的 数的 时, a的 表示。 n a当 数 时,正数的 两个数互为相反数,这是,正数 表示,负的 表示,因此正数 a的 表示,负数没偶次方根,零的任何次方根都为零 。 n an an a新课教学 2、 若 x n =a,则 其中 叫做根式, *( 2 1 , )( 2 , )n k ka n k n 式的运算 ( 1 ) ()nn (2) 当 () nn 当 ( 0 )|( 0 )nn 新课教学 例 1、求下列各式的值 332442(1 )( 2 )( 3 )( 4 ) ( )( 8 )( 1 0 )( 3 )() = 8 =10 = a b =a b | 3 | 3 例题讲解 44( 5 ) 1 0 0 100 55( 6 ) ( 0 . 1 ) ( 7 ) ( 4 ) 4练习 1、求下列各式的值 3432(1 ) ( 2 )( 3 ) ( 4 ) 5 2 6( 3 )( 3 5 )( 2 3 ) 35329 32练习 2、 在 (其中 n N* )这四个式子中,有意义的有 _ 2 2 122576 4( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 )( 2 ) ( 4 )nn (1)(2)(4) 练习 3、 若 求 24 4 1 1 2 a1/2 例题讲解 1、 2、二者的区别 3、运算依据 课堂小结 a的 ,则 的含义分别如何? ,1n N n0, ( 0 ) , ( 0 )a a a a 设 ,则 ; ; . ,m n Zm n m na a a ()m n m () n n na b a b4. 有意义吗? 2235 , 5前课复习 问题 :设 a0, , , 分别等于什么? 5 10a 3 97 124 3 97 933775 101243124 ( 0 , , , )mn a a m n N 且 1523 , 4分别表示什么根式? 我们规定负分数指数幂的意义为: 1( 0 , , , )a m n 且 的负分数指数幂没有意义 新课教学 问题 : 都有意义吗? 当 时, 何时无意义? 233352( 2 ) , ( 2 ) , ( 2 )*( , , 1 )m n N n0a当 a=0时,又如何? 与整数指数幂一样,分数指数幂具有相同的运算性质: (1 )( 2 ) ( ) ( , )( 3 ) ( )r s r sr s r sr r ra a aa a r s Za b a b( 1 )( 2 ) ( ) ( 0 , 0 , , )( 3 ) ( )r s r sr s r sr r ra a aa a a b r s Qa b a b 新课教学 )3()6)(2()2()1(6561312121328341( )8 例 1、 化简下列式子(式子中的字母是正数) 题讲解 例 2、 计算下列各式 )0()2(5)12525()1(32243aa 算时,计算结果 必须 把根式化为分数指数幂的 最简形式 。 412 5 555 6 5a例 3、 求值 22312523 1222492321217231252322312523)122()223()12(222解: 练习: 化简 222211113333(1 ) ( ) ( )( 2 ) ( ) ( ) ( ) ( )x y x 分析:多项式的除法可以考虑因式分解的方法,因而多项式的乘法公式在分数指数幂中仍然适用。 22111332 堂练习 例 4、 已知 求 的值 3311222222173,12注意:条件与结论之间的关系,适当将条件变形、转化,使条件与结论统一起来,注意整体代入思想。 分析:将 两边平方,可得到 1122 31 7,再将此式两边平方,可得到 22 47 而, 3 3 1 1 12 2 2 2( ) ( 1 ) 1 8xx x x x x 例题讲解 例 5、 已知 ,求 的值 311,331 2322 32 2 1 ()()y xx y x 1 238 422 3232 1 ()()y x 解: 化简 将 代入上式 311,338484 3311123( ) ( )331 2322 32 2 1 ()()y xx y x 注意: 对比较繁琐的表达式应先化简再求值,这样可以减少运算量。 例 6、 设 求 的值 6 7 , 6 0 3 , 4 3 22 7 8 1xy 解: 由 67,27 x 得 367,3 x 由 6 0 3 ,81 y 得 4 6033 y 相除得: 4 3 2933 4y 3x=2即 4y 3x 2=0 注意: 本题重在考察指数法则的灵活应用 例题讲解 课堂小结 利用分数指数幂来进行根式计算,其顺序是先把根式化为分数指数幂,再根据幂的运算性质进行计算。 对于计算的结果,不强求统一用什么形式来表示。但结果不能同时含有根号和分数指数,也不能既有分母,又含有负指数。 运用有理数指数幂运算性质进行化简,求值要注意掌握一定解题技巧,如凑完全平方、寻求同底幂等方法。 课堂小结: 化简、求值问题,要注意整体代换,借助于平方差、立方和、立方差等公式的运用 将指数合理拆分,进而因式分解是指数运算中的常用技巧 单项式乘单项式,单项式乘多项式,以及多项式除以单项式,多项式除以多项式的运算都没有变 课后作业 1、已知 求 的值 2、已知 求 的值 12 3234, 3 2 ,1()1 0 1 0 1 02 111( ) , ,2 55n N 2( 1 )nx x 4 812 25413333223338( 1 2 )24y 3、化简 =x 复习引入 问题 1、 比较下列指数的异同 、 1 1 0 1 2 23 22 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 ; 、 11 0 1 2 2321 1 1 1 1 1, , , , , ;2 2 2 2 2 2 2 12 能不能把它们看成函数值? 我们已经学过下列函数: ;1 x ;21x ;1x这些函数的一个共同点是都可以写成: 试问:有形如 的函数吗? 1、 认真观察并回答下列问题: (1)、一张白纸对折一次得两层,对折两次得 4层,对折 3次得 8层,问若对折 x 次所得层数为,则 y与 x 的函数关系是: 2 , ( )xy x N(2)、一根 1米长的绳子从中间剪一次剩下 米,再从中间剪一次剩下 米,若这条绳子剪 12141, ( )2xy x N复习引入 前面我们从两列指数和三个实例抽象得到两个函数: 1、定义 : 122 与函数 y = ax(a0, 且 a 1)叫做指数函数,其中 . 思考 :为何规定 a0,且 a1? 0 1 a 新课教学 当 a0时, ( ,0 等都没有意义; 2121 0 1 a 而当 a=1时,函数值 ,没有研究的必要 . 思考 :为何规定 a0,且 a1? 关于指数函数的定义域: 回顾上一节的内容,我们发现指数 中 以 指数函数的定义域是 R。 图象和用描点法作函数 xx x 2 1 2 3 y=2x 1/8 1/4 1/2 1 2 4 8 y=3x 1/27 1/9 1/3 1 3 9 27 函 数 图 象 特 征 1 x y o 1 2 3 2 -3 x 2 1 2 3 y=2 8 4 2 1 1/2 1/4 1/8 y=3 27 9 3 1 1/3 1/9 1/27 X O Y Y=1 .)31()21( 的图象和用描点法作函数 xx 函 数 图 象 特 征 21(31(思考:若不用描点法, 这两个函数的图象又该 如何作出呢? X O Y Y=1 y=3X y = 2 x 观察右边图象,回答下列问题: 问题一: 图象分别在哪几个象限? 问题二: 图象的上升、下降与底数 问题三: 图象中有哪些特殊的点? 答:四个图象都在第象限 答:当底数时图象上升;当底数时图象下降 答:四个图象都经过点 、 1a 0 1 01) (0,1) y 0 (01 01 00时 ,y1;当 01. 例 1、求下列函数的定义域 : 解、 3 0 3 由 , 得 01 1 得 0a 0 1 0a x a x 当 时 , ; 当 时 ,( ) 1 xf x a 、 2 12 、 313 、 , ( 0 , 1 )例题讲解 例 2、比较下列各组数的大小 : 解: 1 . 7 ( , ) 函 数 在 是 增 函 数 ,2 . 5 3又 ,2 . 5 31 . 7 1 . 7 、 11554334 34 函 数 在 是 减 函 数 ,1165又 ,11653443 、 2 . 5 31 . 7 , 1 . 7 、 116534,43 、 0 . 3 3 . 11 . 7 , 0 . 9 、 1 13 2 0 , 1 )a a a a和 , (例题讲解 解: 、 0 . 3 3 . 11 . 7 1 0 . 9 1 ,而 0 . 3 3 . 11 . 7 0 . 9 、 1 xa y a R当 时 , 是 上 的 增 函 数 ,1 13 201 xa y a R 当 时 , 是 上 的 减 函 数 ,1 13 2 、 0 . 3 3 . 11 . 7 , 0 . 9 、 1 13 2 0 , 1 )a a a a和 , (小结比较指数大小的方法: 、构造函数法: 要点是利用函数的单调性,数的特征是同底不同指(包括可以化为同底的),若底数是叁变量要注意分类讨论。 、搭桥比较法: 用别的数如 0或 1做桥。数的特征是不同底不同指。 例题讲解 (1)、比较大小: 、 2 . 7 3 . 51 . 0 1 1 . 0 1与 、 122 50 . 83 与(2)、 3 1 2122233y x 设 , , 确 定 为 何 指 时 ,1 2 1 2 1 2(1 ) ( 2 ) ( 3 )y y y y y y 有 ; ; 解、 、 2 . 7 3 . 51 . 0 1 1 . 0 1 1 . 0 1 是 上 的 增 函 数 ,112222550 . 8 1 1 0 . 833 而 , 、 (2)、 13 1 25x x x 由 得 ,2y= 是 上 的 减 函 数 ,3 、 1215x y y 时 , ;1215x y y 时 , ;课堂练习 (2)、 3 1 2122233y x 设 , , 确 定 为 何 指 时 ,1 2 1 2 1 2(1 ) ( 2 ) ( 3 )y y y y y y 有 ; ; 、 1215x y y 时 , ;变式训练 : 题 (2)中,若把 改为 把条件和结论互换可不可以? 233 1 2121 2 1 2 1 2( 1 ) ( 2 ) ( 3 )a y a xy y y y y y 1 、 设 , , 试 确 定 为 何 值 时 , 有; ; 3 1 223 22 、 解 不 等 式 : 3课堂练习 1、指数函数概念; 2、指数比较大小的方法; 、构造函数法:要点是利用函数的单调性,数的特征是同底不同指(包括可以化为同底的),若底数是参变量要注意分类讨论。 、搭桥比较法:用别的数如 0或 1做桥。数的特征是不同底不同指。 函数 y = ax(a0,且 a 1)叫做指数函数,其中 . 课堂小结 方法指导 :利用函数图像研究函数性质是一种直观而形象的方法,记忆指数函数性质时可以联想它的图像; 3、指数函数的性质: ( 1)定义域: 值 域: ( 2)函数的特殊值: ( 3)函数的单调性: a1 01) (0,1) y 0 (01 01 00时 ,y1;当 01. 函数 y = a x (a 0且 a 1 ) 的图象与性质 : a 1 0 a 1 图 象 性 质 (1) (2) (3) (4) (5) x y o 1 x y o 1 定义域 R 定义域 R 值域 ( 0 , + ) 值域 ( 0 , + ) 过点 ( 0 , 1 ) 过点 ( 0 , 1 ) 当 x 0时, y 1 当 x 0时, 0 y 1 当 x 0时, 0 y 1当 x 0时, y 1 在 在 前课复习 练习:比较下列各题中两个值的大小 , 用 “ ” 或 “ 练习:比较下列各数的大小 ,)(24 )( 28 8732 )(,32(1)65()56( 课堂练习 练习 2、解下列不等式 16)1( 22 8 3)31( 2 ) 2 )10()1( )3(22 2 解: 原不等式可化为 16)1( 22 6 2 函数 y=6x 在 x2+ 2x 解之得: - 2 1,则原不等式等价于 2x 原不等式的解集为( , 0) ( 1, ) (2)若 00 y|y0且 y1 1,+) 1,+) 练习 5、设 0 x2, 求函数 5234 21 解: 0 x2 1 2x 4 令 2x= t 则 1 t 4 y = 0.5 t + 5 = 0.5(+ t=3时, y 当 t=1时 , y 函数的值域为 求函数值域注意点: ( 1) y=af(x) 型 先求出定义域,再求出 f(x)的范围,最后根据指数函数的单调性求出值域。 ( 2) y=f(型 先求出定义域,再求出 t = 范围,最后求 y=f(t) 的值域(要注意 t 的范围)。 练习 x+3x+a4 x0对一切 1, 2上的实数 实数 7、 判断函数 y = a x 2 + 3 的图象是否恒过一定点?如果是,求出定点坐标,如果不是,说明理由。 解: 原函数可变为 y 3 = a x 2 32它是一个指数函数;它的图象恒过定点( 0, 1) 13021302422, 4) 课堂小结 指数函数性质的相关题型: 1、比较大小 2、解不等式 3、判断单调性 4、函数的值域 5、函数过定点问题 一、指数函数概念有关的问题。 _ _ _ _,1)1()(,0)1 9 9 9.(12的取值范围是则实数的值总大于函数时当年泉州会考220 , ( ) ( 1 ) 111| | 2:xx f x 时 的 值 总 大解 于;2|.;2|.;1|.;2|1. 4,3(原函数恒过定点 _ _ _32)2 0 0 0.(23 恒过定点函数年湘潭市统考题 3解323 3 4,3 1 , ,时 最 大 值 为 最 小 值 为解_,31,0)2002.(3 x 1,10 小值为最大值为时2,31 2,31 舍去 ()()( _ _,),10()()2 0 0 1.(4都有实数对于任意的且函数年北京春招( ) ,: x x y x yf x a a a a 解);()()(. );()()(. )()()(. )()()(. C 112 _ _ _)0(,24)()1 9 9 3.(511 设年全国1 ( 0 ) ( ) 0: ,f a f a 则解 令024 1 2 (1 较大小问题 . _)()(,3)0()1()1()().(12的大小关系是与则且满足函数南京统考)()(. xx )()(. xx )()(. xx . 的不同区间而改变大小关系随 ,1(,)1,(32)( 2内递增在内递减在 )0(,2 ,123,0 若,123,0 若( 1 ) 1 ): (f x f x 解12,1)( 的对称轴为)2()3( xx )2()3( xx .)43(,)32(,2,)34()2001.(22132313号连接起来用将年宝鸡市,3:3()43()32( 3231213 :解 先 分 类3)32(负数323131323122)34(2,)34(,且的数大于21)43(,)4(,)3(,)2(,)1()2001.(3的大小关系是与则的图象如图是指数函数年扬州市 1) (2) (3) (4) O X y ,)()()(0,)()2 0 01.(4212121的大小与试比较已知年内蒙古模拟 ): ( 解2121)(,)()( 21221 21 )(,)( 21 xx 10)(2122212121 且0,0 21 时当 )()()( 2121 21212 ,0,0 21 时当 21 221 1 2 1 21 2 ( ) ( ) 22x x x x x 1 2 1 2( ) ( ) ( ) .f x f x f x x即 有三、求定义域或值域问题 . 的定义域求函数黄冈调考913).(1 12 ,21所求函数的定义域为212 1 213093:3解212121,0(1)2 0 0 4.(20,1 定义域为时当 01 得解 由0,1 当0,10 当.)10(11)20 01.(3的值域且求函数年长沙市 11:12 解 由法 一0122,2120 1,0 )1,1( ( 1 ) 11:a y 解 法 二11 y)1,1( 9 9 9.(4 221 的定义域和值域求函数年无锡 ., 值域为.: 的 定 义 域 为解22)1(21 22 是减函数在而 Ry u21 2 调性问题 . .,2)31()( 2 并求值域的单调性讨论函数 (): .f x 的 定 义 域 为解 上是减函数在 1,1)1(2 22 )31()( 在其定义域内是减函数 ( 内为增函数在 31()( 在其定义域内为减函数又 31()(,22 则令)2 0 0 2.(1 年下市模拟题 .,1)( 上是减函数在 函数值域为31)31(2)31(0 2 1)1(2 22 .)(,10;)(,1)3()()(的单调性相反与函数函数时单调性相同与函数函数时当.)31()2000.(2 232 的增区间求函数年张家口市 31(23,41)31(,23:22在定义域内是减函数又函数的减区间对令解 23,函数的增区间为:)1,0(: )( 一类的函数有以下结论对于形如小结 ,)()2()( 的值域不确定函数单调性再根据指数函数的值域的值域先确定)()1( )( 的定义域相同的定义域与函数 _)54()2001.(3 |1| 的单调区间是函数年苏州市 1,1|1|)54(单调递增区间为区间的单调递减为 154,1,1,|1|
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