高中数学必修1第三章《指数函数、对数函数和幂函数》学案(25份)
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高中数学第三章指数函数、对数函数和幂函数学案(打包25套)苏教版必修1
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高中数学第三章指数函数对数函数和幂函数3.1指数函数3.1.2指数函数3学案苏教版必修1201710163121.doc
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高中数学第三章指数函数对数函数和幂函数3.2对数函数3.2.1对数的概念课堂导学案苏教版必修1201710163127.doc
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高中数学第三章指数函数对数函数和幂函数3.2对数函数3.2.2对数的运算性质课堂导学案苏教版必修1201710163129.doc
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高中数学第三章指数函数对数函数和幂函数3.2对数函数3.2.3对数函数的概念及基本性质课堂导学案苏教版必修1201710163133.doc
高中数学第三章指数函数对数函数和幂函数3.2对数函数3.2.4对数函数的图象与性质的应用课堂导学案苏教版必修1201710163134.doc
高中数学第三章指数函数对数函数和幂函数3.2对数函数互动课堂学案苏教版必修1201710163135.doc
高中数学第三章指数函数对数函数和幂函数3.2对数函数习题课学案苏教版必修1201710163136.doc
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高中数学第三章指数函数对数函数和幂函数3.3幂函数课堂导学案苏教版必修1201710163138.doc
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3.1 指数函数
课堂导学
三点剖析
一、指数函数的图象和性质
【例1】在同一个坐标系中画出下列各函数的图象:
①y=2x;②y=5x;③y=( )x;④y=( )x.
(1)观察四个函数的图象,看它们有何特点?你能从中总结出一般性结论吗?
(2)由y=5x的图象,怎样画出y=5x+3的图象?怎样画出y=5x+3的图象?
解析:指数函数y=ax(a>0且a≠1)恒过两个点(0,1)和(1,a).这四个函数都经过(0,1),又分别经过(1,2)(1,5)(1, )(1, ).再由函数的单调性就可以画出四个函数的大致图象(如右图).
(1)根据图象可知函数①与④,②与③分别关于y轴对称.
规律:①一般地,指数函数y=ax(a>0且a≠1)与y=a-x(a>0且a≠1)的图象关于y轴对称.
②y=ax(a>0且a≠1)中,当底a>1时,在y轴右侧,底越大图象越靠近于y轴;在y轴左侧,底越大图象越靠近于x轴.当底0<a<1时,在y轴左侧,底越小图象越靠近于y轴;在y轴右侧,底越小图象越靠近于x轴.
(2)把y=5x的图象向左平移3个单位可得y=5x+3的图象,把y=5x的图象向上平移3个单位可得y=5x+3的图象.
温馨提示
(1)记住例1中(1)的结论,在同一坐标系中画指数函数的简图或比较幂的大小时,可直接应用.
(2)函数图象的平移规律:
y=f(x) y=f(x+a);
y=f(x) y=f(x)+h.
二、底数a>1和0<a<1的不同性质及应用
【例2】 比较下列各题中两个数的大小.
(1)1.72.5,1.73;(2)0.8-0.1,0.8-0.2;(3)1.70.3,0.93.1.
解析:(1)考查指数函数y=1.7x,由于底数1.7>1,所以指数函数y=1.7x在(-∞,+∞)上是增函数.∵2.5<3,∴1.72.5<1.73.
(2)考查函数y=0.8x,由于0<0.8<1,所以指数函数y=0.8x在(-∞,+∞)上为减函数.∵-0.1>-0.2,∴0.8-0.1<0.8-0.2.
(3)由指数函数的性质得1.70.3>1.70=1,0.93.1<0.90=1.∴1.70.3>0.93.1.
温馨提示
比较两个同底的指数的大小,若底数为字母,应分类讨论(底数大于1,大于0
3.2 对数函数
3.2.1 对数
第1课时 对数的概念
1.理解对数的概念.
2.能熟练地进行指数式与对数式的互化.
3.掌握常用对数与自然对数的定义.
4.了解对数恒等式.
1.对数的概念
一般地,如果ab=N(a>0,a≠1),那么数b叫做以a为底N的对数,记为logaN=b,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.
指数式和对数式的关系:如图所示.
对数式logaN可看作一个记号,表示关于x的方程ax=N(a>0,a≠1)的解;也可以看作一种运算,即已知底为a(a>0,a≠1),幂为N,求幂指数的运算,因此,对数式logaN又可看作幂运算的逆运算.
【做一做1-1】将对数式log232=5化成指数式为__________.
答案:25=32
【做一做1-2】方程3x=4的解为__________.
答案:x=log34
2.对数的性质
(1)0和负数没有对数;
(2)1的对数是0,即loga1=0;
(3)底数的对数等于1,即logaa=1;
(4) =N;
(5)logaam=m.
【做一做2】log216+logaa2+logb1=________.
答案:6
3.常用的两种对数
(1)以10为底的对数叫做常用对数,并把log10N简记为lg_N,如log102记为lg 2,log105记为lg 5等.
(2)在科学技术中,常使用以无理数e=2.718 28…为底数的对数,以e为底数的对数称为自然对数.正数N的自然对数logeN一般简记为ln_N,如loge2记为ln 2,loge5记为ln 5等.
【做一做3】计算lg 10=________,ln e=________.
答案:1 1
对数式与指数式有何关系?在对数符号logaN中,为什么规定a>0,a≠1,N>0呢?
剖析:从对数的概念不难发现无论是指数式ab=N,还是对数式logaN=b都反映的是a,b,N三数之间的关系.
在对数符号logaN中,若a<0,则N为某些值时,logaN不存在,如log(-2)8不存在.
若a=0,则N不为0时,logaN不存在;N为0时,logaN可以为任何正数,不惟一.
若a=1,则N不为1时,logaN不存在;N为1时,logaN可以为任何实数,不惟一
3.2 对数函数
互动课堂
疏导引导
2.3.1 对数
1.对数的定义:一般地,当a>0且a≠1时,若ab=N,则b叫以a为底N的对数,记作logaN=b,其中a叫对数的底数,N叫真数.
2.对数式与指数式的互化:ab=NlogaN=b(a>0,a≠1).
3.三条对数性质:logaa=1;loga1=0;零和负数没有对数(即真数必须大于零).对数恒等式:alogaN=N(a>0,a≠1,N>0).
4.常用对数:以10为底的对数称为常用对数,对数log10N简记为lgN.
自然对数:以e为底的对数称为自然对数,logeN记为lnN,其中e=2.718 28….
●案例1对于对数,除了对数的定义,还有对数的性质,你能说说这些相关的内容吗?
【探究】对数部分,我们首先应当掌握对数的意义,即对数式与指数式之间的对应关系.另外对于对数我们应该掌握一些常用的性质:如(1)loga1=0(1的对数是0);(2)logaa=1(底数的对数是1);(3)alogaN=N(对数恒等式);(4)logaN= (b>0且b≠1)(换底公式);(5)logaM+logaN=logaMN;(6)logaM-logaN= ;(7)nlogaN=logaNn;(8) logaN=logamNn.以上各式均有条件a>0且a≠1.
【溯源】这些常用的性质在指数运算中非常有用,需要记牢.有的性质可以用口诀来帮助记忆,比如,性质(5)(6)(7)可以这样来记:
积的对数变为加,商的对数变为减,
幂的乘方取对数,要把指数提到前.
●案例2试计算lg4+lg5lg20+lg25的值.
【探究】利用lg2与lg5之间的特殊关系lg2+lg5=lg10=1,或利用lg5与lg20的关系lg20+lg5=lg100=2求解.
【答案】】原式=lg4+lg5(lg20+lg5)=lg4+lg5lg100=lg4+2lg5=2lg2+2lg5=2(lg2+lg5)=2.
【溯源】求几个对数式的加减运算,若每个对数式是同底的,可以利用同底数的对数运算法则化为一个对数式;也可反其道而行之,即把每个对数的真数写成积或商的形式,再利用积或商的对数运算法则化为同底对数的和与差,然后进行合并约简.
3.3 幂函数
1.了解幂函数的概念,会画出幂函数y=x,y=x2,y=x3,y=1x, 的图象.
2.能根据幂函数的图象,了解幂函数的性质.
3.会用几个常见的幂函数性质比较大小.
1.幂函数
一般地,我们把形如y=xα(α∈R)的函数叫做幂函数,其中x为自变量,α为常数.
幂函数的定义域是使xα有意义的所有x的集合,因α的不同,定义域也不同,如函数y=x2的定义域为R,而函数y=1x的定义域为{x|x∈R,且x≠0}.
判断函数是否为幂函数时要根据定义,即xα的系数为1,指数位置的α为一个常数,或者经过变形后满足条件的均可.
【做一做1】下列函数是幂函数的有________.
①y=x2
②y=1x
③y=x3+x
④y=2x
⑤y=x-3
答案:①②⑤
2.幂函数的图象与性质
函数y=x,y=x2,y=x3,y=x-1, ,在同一平面直角坐标系中的图象如图所示.
从图中可以观察得到它们的特征如下:
【做一做2-1】 , , 的大小关系是__________.
答案:a<b<c
【做一做2-2】函数 的奇偶性是__________,单调性是__________.
答案:奇函数 在R上单调递增
【做一做2-3】函数y=x-2的值域为__________.
答案:(0,+∞)
当n取不同的有理数时,幂函数y=xn的图象及性质.
剖析:我们只研究n是有理数的情况,规定n=pq是既约分数:
(1)如下表所示:
y=xn 奇函数(p奇q奇) 偶函数(p偶q奇) 非奇非偶函数(q偶)
n>1
0<n<1
n<0
(2)当n∈N*时,定义域为R;
当n=0时,定义域为{x|x≠0};
当n为负整数时,定义域为{x|x≠0};
当n=pq(p,q∈N*,q>1,且p,q互质)时,①若q为偶数,则定义域为[0,+∞),②若q为奇数,则定义域为R,
当n=-pq(p,q∈N*,q>1,且p,q互质)时,①若q为偶数,则定义域为(0,+∞),②若q为奇数,则定义域为{x|x≠0}.
(3)①在(0,+∞)上都有定义,并且图象都过点(1,1).
②当n>0时,图象都通过原点,并且在(0,+∞)上的图象是上升的,向上无限伸展,是增函数;当n=0时,图象是除去点(0,1)的直线y=1;当n<0时,图象都不过原点,并且在(0,+∞)上的图象是下降的,向右与x轴无限靠近,是减函数.
③在直线x=1的右侧,指数n越大图象位置越高.
题型一 幂函数的性质
【例1】当x∈(0,+∞)时,幂函数y=(m2-m-1)x-5m-3为减函数,求实数m的值.
分析:幂函数的一般形式为y=xα,说明其系数为1,由此确定m值.
解:由条件得m2-m-1=1,-5m-3<0,解得m=2.
反思:对于幂函数y=xα来说,其系数为1,当题目中还有其他性质时,必须根据此性质写出约束条件.本题函数在(0,+∞)上为减函数,说明指数小于0.
【例2】将四个数1.20.5,1.20.6,0.51.2,0.61.2按从小到大的顺序排列.
分析:本题要用到两类函数,既要运用指数函数的性质,又要运用幂函数的性质,不能混淆两种函数.
解:因为函数y=1.2x在R上单调递增,
所以1.20.6>1.20.5>1.20=1.
因为函数y=x1.2在(0,+∞)上单调递增,