大家好,今天给各位分享配对指数函数图像的一些知识,其中也会对高1数学问题进行解释,文章篇幅可能偏长,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在就马上开始吧!
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一、高1数学问题
指数、对数以及指数函数与对数函数,是高中代数非常重要的内容。无论在高考及数学竞赛中,都具有重要地位。熟练掌握指数对数概念及其运算性质,熟练掌握指数函数与对数函数这一对反函数的性质、图象及其相互关系,对学习好高中函数知识,意义重大。
指数的概念是由乘方概念推广而来的。相同因数相乘a·a……a(n个)=an导出乘方,这里的n为正整数。从初中开始,首先将n推广为全体整数;然后把乘方、开方统一起来,推广为有理指数;最后,在实数范围内建立起指数概念。
欧拉指出:“对数源出于指数”。一般地,如果a(a>0,a≠1)的b次幂等于N,就是ab=N,那么数b叫做以a为底N的对数,记作:logaN=b
其中a叫做对数的底数,N叫做真数。
ab=N与b=logaN是一对等价的式子,这里a是给定的不等于1的正常数。当给出b求N时,是指数运算,当给出N求b时,是对数运算。指数运算与对数运算互逆的运算。
ax·ay=ax+y,(ax)y=axy,(ab)x=ax·bx(a>0,a≠1,b>0,b≠1)
2.对数运算法则(性质)也有3条:
3.指数运算与对数运算的关系:
4.负数和零没有对数;1的对数是零,即
loga1=0;底的对数是1,即logaa=1
函数y=ax(a>0,且a≠1)叫做指数函数。它的基本情况是:
(1)定义域为全体实数(-∞,+∞)
(2)值域为正实数(0,+∞),从而函数没有最大值与最小值,有下界,y>0
(3)对应关系为一一映射,从而存在反函数--对数函数。
(4)单调性是:当a>1时为增函数;当0<a<1时,为减函数。
(5)无奇偶性,是非奇非偶函数,但y=ax与y=a-x的图象关于y轴对称,y=ax与y=-ax的图象关于x轴对称;y=ax与y=logax的图象关于直线y=x对称。
(6)有两个特殊点:零点(0,1),不变点(1,a)
(7)抽象性质:f(x)=ax(a>0,a≠1),
f(x+y)=f(x)·f(y),f(x-y)=f(x)/f(y)
函数y=logax(a>0,且a≠1)叫做对数函数,它的基本情况是:
(2)值域为全体实数(-∞,+∞)
(3)对应关系为一一映射,因而有反函数——指数函数。
(4)单调性是:当a>1时是增函数,当0<a<1时是减函数。
(5)无奇偶性。但y=logax与y=log(1/a)x关于x轴对称,y=logax与y=loga(-x)图象关于y轴对称,y=logax与y=ax图象关于直线y=x对称。
(7)抽象运算性质f(x)=logax(a>0,a≠1),
例1.若f(x)=(ax/(ax+√a)),求f(1/1001)+f(2/1001)+f(3/1001)+…+f(1000/1001)
分析:和式中共有1000项,显然逐项相加是不可取的。需找出f(x)的结构特征,发现规律,注意到1/1001+1000/1001=2/1001+999/1001=3/1001+998/1001=…=1,
而f(x)+f(1-x)=(ax/(ax+√a))+(a1-x/(a1-x+√a))=(ax/(ax+√a))+(a/(a+ax·√a))=(ax/(ax+√a))+((√a)/(ax+√a))=((ax+√a)/(ax+√a))=1规律找到了,这启示我们将和式配对结合后再相加:
原式=[f(1/1001)+f(1000/1001)]+[f(2/1001)+f(999/1001)]+…+[f(500/1001)+f(501/1001)]=(1+1+…+1)5000个=500
说明:观察比较,发现规律f(x)+f(1-x)=1是本例突破口。
(1)取a=4就是1986年的高中数学联赛填空题:设f(x)=(4x/(4x+2)),那么和式f(1/1001)+f(2/1001)+f(3/1001)+…+f(1000/1001)的值=。
(2)上题中取a=9,则f(x)=(9x/(9x+3)),和式值不变也可改变和式为求f(1/n)+f(2/n)+f(3/n)+…+f((n-1)/n).
(3)设f(x)=(1/(2x+√2)),利用课本中推导等差数列前n项和的方法,可求得f(-5)+f(-4)+…+f(0)+…+f(5)+f(6)的值为。这就是2003年春季上海高考数学第12题。
(A)1/2(B)(1/5)10log25(C)10log45(D)10log52
解:∵5log25=(10/2)log25=(10log25)/(2log25)=(1/5)×10log25
说明:这里用到了对数恒等式:alogaN=N(a>0,a≠1,N>0)
这是北京市1997年高中一年级数学竞赛试题。
解法1:先运用复合二次根式化简的配方法对真数作变形。
解法2:利用算术根基本性质对真数作变形,有
说明:乘法公式的恰当运用化难为易,化繁为简。
例4.试比较(122002+1)/(122003+1)与(122003+1)/(122004+1)的大小。
解:对于两个正数的大小,作商与1比较是常用的方法,记122003=a>0,则有
((122002+1)/(122003+1))÷((122003+1)/(122004+1))=((a/12)+1)/(a+1)·((12a+1)/(a+1))=((a+12)(12a+1))/(12(a+1)2)=((12a2+145a+12)/(12a2+24a+12))>1
故得:((122002+1)/(122003+1))>((122003+1)/(122004+1))
例5.已知(a,b为实数)且f(lglog310)=5,则f(lglg3)的值是()
(A)-5(B)-3(C)3(D)随a,b的取值而定
解:设lglog310=t,则lglg3=lg(1/log310)=-lglog310=-t
说明:由对数换底公式可推出logab·logba=(lgb/lga)·(lga/lgb)=1,即logab=(1/logba),因而lglog310与lglg3是一对相反数。设中的部分,则g(x)为奇函数,g(t)+g(-t)=0。这种整体处理的思想巧用了奇函数性质使问题得解,关键在于细致观察函数式结构特征及对数的恒等变形。
例6.已知函数y=((10x-10-x)/2)(X∈R)
(2)判断函数y=f-1(x)是奇函数还是偶函数
分析:(1)求y=(10x-10-x)/2的反函数首先用y把x表示出来,然后再对调x,y即得到y=f-1(x);
(2)判断函数y=f-1(x)的奇偶性要依据奇函数或偶函数的定义,看当X∈R时是否有
解:(1)由y=((10x-10-x)/2)(X∈R)可得2y=10x-10-x,设10x=t,上式化为:2y=t-t-1两边乘t,得2yt=t2-1整理得:t2-2yt-1=0,解得:
由于t=10x>0,故将舍去,得到:将t=10x代入上式,即得:
所以函数y=((10x-10-x)/2)的反函数是
说明:①从本题求解及判断过程可以得到更一般的结论:函数y=((ax-a-x)/2)(X∈R,a>0,a≠1)的反函数是,它们都是奇函数。当a=2,3,10或e时就构造了新的特殊的题目。进一步还可以研究它们的单调性,如1992年高考数学试题:函数y=((ex-e-x)/2)的反函数
(A)是奇函数,它在(0,+∞)上是减函数;
(B)是偶函数,它在(0,+∞)上是减函数;
(C)是奇函数,它在(0,+∞)上是增函数;
(D)是偶函数,它在(0,+∞)上是增函数。
②函数y=((ax-a-x)/2)是由y=f(x)=ax构造而得,全日制普通高级中学教科书(试验修订本。必修)《数学》第一册(上)(人民教育出版社中学数学室编著)P107复习参考题二B组第6题:设y=f(x)是定义在R上的任一函数,
求证:(1)F1(x)=f(x)+f(-x)是偶函数;
(2)F2(x)=f(x)-f(-x)是奇函数。
而f(x)=F1(X)+F2(x),它说明,定义在R上的任一函数都可以表示成一个奇函数(F2(x))与一个偶函数(F1(x))的代数和。从这个命题出发,由f(x)=ax就可以构造出诸多奇函数,比如,y=((ax-a-x)/2);y=((ax-a-x)/(ax+a-x))=((a2x-1)/(a2x+1))等等用自然对数的底e≈2.71828…(无理数)作底,作函数sh(x)=((ex-e-x)/2),ch(x)=((ex+e-x)/2),th(x)=((ex-e-x)/(ex+e-x))它们分别叫做双曲正弦函数,双曲余弦函数,双曲正切函数,它们具有如下性质:
(2)sh(x+y)=sh(x)·ch(y)+ch(x)·sh(y);
(3)ch(x+y)=ch(x)·ch(y)+sh(x)·sh(y);
(4)th(x+y)=((th(x)+th(y))/(1+th(x)·th(y)));
其中①⑧⑨合起来,就是课本P107的第8题。
例7.已知函数f(x)=loga((1+x)/(1-x))(a>0,a≠1)
(2)判断f(x)的奇偶性并给以证明;
(3)当a>1时,求使f(x)>0的x取值范围;
解:(1)由对数的定义域知((1+x)/(1-x))>0
解这个分式不定式,得:(x+1)(x-1)<0,-1<x<1
(2)f(-x)=loga((1-x)/(1+x))=log((1+x)/(1-x))-1=-loga((1+x)/(1-x))=-f(x)
由奇函数的定义知,函数f(x)是奇函数。
(3)由loga((1+x)/(1-x))>0<=>loga((1+x)/(1-x))>loga1,
因为a>1,所以由对数函数的单调性知((1+x)/(1-x))>1,考虑由(1)知x<1,1-x>0,去分母,得:1+x>1-x,x>0故:0<x<1
所以对于a>1,当x∈(0,1)时函数f(x)>0
(4)由y=loga((1+x)/(1-x))得:((1+x)/(1-x))=ay应用会比分比定理得:((1+x)+(1-x))/((1+x)-(1-x))=((ay+1)/(ay-1))即:(2/2x)=((ay+1)/(ay-1))
∴x=((ay-1)/(ay+1))交换x,y得:
y=((ax-1)/(ax+1)),它就是函数f(x)=loga((1+x)/(1-x))的反函数f-1(x)即f-1(x)=((ax-1)/(ax+1))
说明:(1)函数y=loga((1+x)/(1-x))与y=((ax-1)/(ax+1))是一对反函数。取a=e,函数y=((ex-1)/(ex+1))的反函数的定义域是。这就是89年的高考题目。
(2)已知f(x)=lg((1-x)/(1+x)),a,b∈(-1,1)求证:f(a)+f(b)=f((a+b)/(1+ab))(P89习题2.8第4题)可以看作该类函数的性质。
(3)y=ax与y=logax;y=((ax-a-x)/2)与;y=((ax-1)/(ax+1))与y=loga((1+x)/(1-x))这三对互反函数及其性质需要理解记忆。
例8.22003的十进制表示是个P位数,52003的十进位表示是个q位数,则p+q=。
①×②得:10p+q-2<(2×5)2003<10p+q
例9.已知x2-2x+loga(a2-a)=0有一正根和一负根,求实数a的范围。
解:方程有一正根一负根的充分必要条件是:
loga(a2-a)<0(由韦达定理而来)①
由a>0,a≠1,a2-a=a(a-1)>0,可得a>1②,从而由loga(a2-a)<0=loga1得:a2-a<1,a2-a-1<0,解得:③,由②③得:
例10.设y=log(1/2)[a2x+2(ab)x-b2x+1](a>0,b>0),求使y为负值的x的取值范围
1.设a,b,c都是正数,且3a=4b=6c,那么()
(A)(1/c)=(1/a)+(1/b),(B)(2/c)=(2/a)+(1/b),(C)(1/c)=(2/a)+(2/b),(D)(2/c)=(1/a)+(2/b)
2.F(x)=(1+((2/(2x-1)))·f(x)(x≠0)是偶函数,且f(x)不恒等于零,则f(x)()
(C)可能是奇函数也可能是偶函数(D)不是奇函数也不是偶函数
3.若f(x)=3x+5,则f-1(x)的定义域是()
(A)(0,+∞)(B)(5,+∞)(C)(8,+∞)(D)(-∞,+∞)
5.已知m,n为正整数,a>0,a≠1,且logam+loga(1+(1/m))+loga(1+(1/(m+1))+…+loga(1+(1/(m+n-1)))=lgam+logan。求m,n
6.X=((1/(log(1/2)(1/3))+(1/(log(1/5)(1/3))的值属于区间()
(A)(-2,-1)(B)(1,2)(C)(-3,-2)(D)(2,3)
(1)lg20+log10025(2)lg5·lg20+(lg2)2
8.若集合{x,xy,lg(xy)}={0,∣x∣,y},则log8(x2+y2)=。
9.若x∈(1,10),则lg2x,lgx2,lglgx的大小顺序是:
(A)lg2x<lgx2<lglgx(B)lg2x<lglgx<lgx2
(C)lgx2<lg2x<lglgx(D)lglgx<lg2x<lgx2
11.集合{x∣-1≤log(1/x)10<-(1/2),x∈N}的真子集的个数是。
12.求函数y=(1/4)x2-2x-3的单调区间。
13.已知指数函数f(x)=ax(a>0,且a≠1),求满足f(3x2-4x-5)>f(2x2-3x+1)的x的取值。
14.解方程8log6(x2-7x+15)=5log68
15.设有关于x的不等式lg(∣x+3∣+∣x-7∣)>a
(2)当a为何值时,这个不等式的解集为R?
1.(B);2.(A);3.(B);4.216;5.m=2,n=2;
6.(D);7.(1)2,(2)1;8.1/3;9.(D);
10.1/2;11.290-1;12.单调增区间(-∞,1],单调减区间[1,+∞)
13.当a>1时,x<-2或x>3,当0<a<1时,-2<x<3;
二、高中数学知识点总结
高中数学内容包括集合与函数、三角函数、不等式、数列、复数、排列、组合、二项式定理、立体几何、平面解析几何等部分。具体总结如下:
内容子交并补集,还有幂指对函数。性质奇偶与增减,观察图象最明显。复合函数式出现,性质乘法法则辨,若要详细证明它,还须将那定义抓。指数与对数函数,两者互为反函数。底数非1的正数,1两边增减变故。函数定义域好求。分母不能等于0,偶次方根须非负,零和负数无对数。正切函数角不直,余切函数角不平;其余函数实数集,多种情况求交集。
三角函数是函数,象限符号坐标注。函数图象单位圆,周期奇偶增减现。同角关系很重要,化简证明都需要。正六边形顶点处,从上到下弦切割中心记上数字1,连结顶点三角形;向下三角平方和,倒数关系是对角,顶点任意一函数,等于后面两根除。诱导公式就是好,负化正后大化小,变成税角好查表,化简证明少不了。二的一半整数倍,奇数化余偶不变,将其后者视锐角,符号原来函数判。两角和的余弦值,化为单角好求值。
解不等式的途径,利用函数的性质。对指无理不等式,化为有理不等式。高次向着低次代,步步转化要等价。数形之间互转化,帮助解答作用大。证不等式的方法,实数性质威力大。求差与0比大小,作商和1争高下。直接困难分析好,思路清晰综合法。非负常用基本式,正面难则反证法。还有重要不等式,以及数学归纳法。图形函数来帮助,画图建模构造法。
等差等比两数列,通项公式N项和。两个有限求极限,四则运算顺序换。数列问题多变幻,方程化归整体算。数列求和比较难,错位相消巧转换,取长补短高斯法,裂项求和公式算。归纳思想非常好,编个程序好思考:一算二看三联想,猜测证明不可少。还有数学归纳法,证明步骤程序化:首先验证再假定,从 K向着K加1,推论过程须详尽,归纳原理来肯定。
虚数单位i一出,数集扩大到复数。一个复数一对数,横纵坐标实虚部。对应复平面上点,原点与它连成箭。箭杆与X轴正向,所成便是辐角度。箭杆的长即是模,常将数形来结合。代数几何三角式,相互转化试一试。代数运算的实质,有i多项式运算。i的正整数次慕,四个数值周期现。一些重要的结论,熟记巧用得结果。虚实互化本领大,复数相等来转化。
1、高中数学许多概念都有着密切的联系,如平行线段与平行向量、平面角与空间角、方程与不等式、映射与函数、对立事件与互斥事件等等,在教学中应善于寻找、分析其联系与区别,有利于学生掌握概念的本质。
2、再如,函数概念有两种定义,一种是初中给出的定义,是从运动变化的观点出发,其中的对应关系是将自变量的每一个取值,与唯一确定的函数值对应起来:另一种是高中给出的定义,是从集合、对应的观点出发,其中的对应关系是将原象集合中的每一个元素与象集合中唯一确定的元素对应起来。
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