内容正文:
第4节 幂函数与二次函数
数学
课程标准要求
2.理解二次函数的图像和性质,能用二次函数、方程、不等式之间的关系解决简单问题.
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必备知识·课前回顾
关键能力·课堂突破
数学
必备知识·课前回顾 回归教材 夯实四基
知识梳理
1.幂函数
(1)幂函数的定义:一般地,函数 称为幂函数,其中x是自变量,α为 .
y=xα
(2)五种幂函数的图像:
常数
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(3)五种幂函数的性质:
函数
性质 y=x y=x2 y=x3 y= y=x-1
定义域 R R R [0,+∞) (-∞,0)∪(0,+∞)
值域 R [0,+∞) R [0,+∞) (-∞,0)∪(0,+∞)
奇偶性 奇 偶 奇 非奇非偶 奇
单调性 增 x∈ 时,增;
x∈ 时,减 增 增 x∈(0,+∞)时,减;
x∈ 时,减
(0,+∞)
(-∞,0]
(-∞,0)
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释疑
1.幂函数y=xα在第一象限内的两个重要结论
(1)恒过点(1,1).
(2)当x∈(0,1)时,α越大,函数值越小;当x∈(1,+∞)时,α越大,函数值越大.
2.两个幂函数的图像最多只有3个交点(如y=x,y=x3的图像).
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2.二次函数
(1)二次函数解析式的三种形式
ax2+bx+c(a≠0)
a(x-m)2+n(a≠0)
a(x-x1)(x-x2)(a≠0)
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(2)二次函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)的图像和性质
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重要结论
(2)二次函数y=f(x)对定义域内所有x,都有f(a+x)=f(a-x)成立的充要条件是函数y=f(x)的图像关于直线x=a对称(a为常数).
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对点自测
1.(新教材习题改编)已知幂函数f(x)=xa(a∈R)的图像过点(16,2),若f(m)=3,则实数m的值为( )
A.9 B.12
C.27 D.81
D
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解析:令x=2,结合图像有2a<2c<2b,所以a<c<b.故选D.
2.如图是①y=xa;②y=xb;③y=xc在第一象限内的图像,则a,b,c的大小关系为
( )
A.c<b<a
B.a<b<c
C.b<c<a
D.a<c<b
D
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解析:由二次函数y=x2+bx+c图像的对称轴是直线x=2,且开口向上,可知f(2)是最小值,f(1)=f(3)<f(4),所以f(2)<f(1)<f(4).故选C.
3.二次函数y=x2+bx+c图像的对称轴是直线x=2,则有( )
A.f(1)<f(2)<f(4) B.f(2)<f(4)<f(1)
C.f(2)<f(1)<f(4) D.f(4)<f(2)<f(1)
C
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4.若二次函数y=mx2+2x+1的图像恒在x轴上方,则实数m的取值范围是 .
答案:(1,+∞)
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解析:因为f(x)有最大值,所以a<0.又|a|=1,所以a=-1.由题意得点(1,4)是抛物线的顶点.所以所求抛物线的解析式为f(x)=-(x-1)2+4,即f(x)=-x2+2x+3.
5.已知二次函数f(x)=ax2+bx+c,当x=1时,f(x)有最大值4,且|a|=1,则它的解析式为 .
答案:f(x)=-x2+2x+3
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考点一 幂函数的图像与性质
关键能力·课堂突破 类分考点 落实四翼
1.已知函数f(x)=xk(k为常数,k∈Q),在下列函数图像中,不是函数y=f(x)图像的是( )
C
解析:函数f(x)=xk(k为常数,k∈Q)为幂函数,图像不经过第四象限,所以C中函数图像不是函数y=f(x)的图像.故选C.
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D
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C
解析:因为(m-1)2=1,所以m=0或2.当m=0时,f(x)=x2,此时函数f(x)=x2在区间(0,+∞)上单调递增,当m=2时,f(x)=x-2,不满足题意.故选C.
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D
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题后悟通
1.求解与幂函数图像有关的问题,应根据幂函数在第一象限内图像的特征,结合其奇偶性、单调性等性质研究.
2.比较幂值的大小时,若同底数的幂函数用指数函数的性质比较,若同指数,可构造幂函数,利用幂函数的性质比较大小,若不同底数、指数时可利用中间变量或作差(作商)法比较.
注意:研究幂函数y=xα(α∈R)的奇偶性、定义域、值域时,若α是分数时,一般先将其化为根式,再求解.
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考点二 二次函数的解析式
例1 已知二次函数f(x)满足f(2)=-1,f(-1)=-1,且f(x)的最大值是8,试确定该二次函数的解析式.
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求二次函数的解析式,一般用待定系数法,其关键是根据已知条件恰当选择二次函数解析式的