内容正文:
第6章
6.1
幂函数
学习目标
1.了解幂函数的概念,会画出5个常见函数的图象,能根据简单的幂函数的图象,了解幂函数的变化情况和性质.
2.了解几个常见幂函数的性质,会用它们的单调性比较两个底数不同而指数相同的指数式的值大小.
3.进一步体会分类讨论和数形结合的思想方法,掌握由特殊到一般的综合归纳方法,激发自主研究与总结的能力.
核心素养:数学抽象、数学运算、逻辑推理.
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新知学习
一、幂函数的概念
1.幂函数的定义
一般地,我们把形如y=xα的函数称为幂函数,其中x是自变量,α是常数.
2幂函数的特征
(1) xα的系数为1;(2) xα的底数是自变量x,指数为常数α;(3)项数只有一项.只有同时满足这三个条件,才是幂函数.
对于形如y=(2x)α,y=2x5,y=xα+6等的函数都不是幂函数.
例如:在函数y=,y=2x2,y=x2+x,y=2x中,只有y==x-2是幂函数.
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【思考】函数y=x0是幂函数吗?
y=x0是幂函数,该函数的定义域为.
【思考】函数y=1是幂函数吗?
虽然x0=1,y=x0是幂函数,但是y=1不是幂函数,因为它不满足幂函数的结构特征.
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二、常见幂函数的图象和性质
1.五个常见幂函数的图象
当α=1,2,3,,-1时,对应的五个幂函数为y=x,y=x2,y=x3,y=,y=x-1,它们的图象如图所示.
【知识拓展】五个常见幂函数的图象特征y=xα
(1)所有幂函数在(0,+∞)上都有意义.
(2)幂函数的图象必过点(1,1),且一定会出现在第一象限内,不会出现在第四象限.
(3) 当α>0时,幂函数的图象同时又过点(0,0),且在区间[0,+∞)上是增函数;当α<0时,在区间(0,+∞)上是减函数.
(4)在第一象限内,直线x=1右侧部分的图象,由下向上幂函数的指数越来越大.
(5) 当α<0时, y=xα的图象以x, y轴为渐近线,在第一象限内,当x从+∞趋向于0时,图象在y轴右方无限地逼近y轴正半轴;当x从0趋向于+∞时,图象在x轴上方无限地逼近x轴正半轴.
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2.五个常见幂函数的性质
函数 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 奇函数 偶函数 奇函数 非奇非偶
函数 奇函数
单调性 在R上为增函数 在[0,+∞)上是增函数;
在(-∞,0]上是减函数 在R上为增函数 在[0,+∞)上是增函数 在(0,+∞)上是减函数;
在(-∞,0)上是减函数
图象过
定点 (0,0),
(1,1) (0,0),
(1,1) (0,0),
(1,1) (0,0),
(1,1) (1,1)
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示例 (1)函数y=的定义域是 ,值域是 ;
(2)函数y=的定义域是 ,值域是 .
【分析】可以将分数指数幂化成根式形式,依据根式有意义求定义域,进而求得值域.
【解】(1)函数y==的定义域是R,值域是[0,+∞).
(2)函数y==的定义域是(0,+∞),值域是(0,+∞).
【方法总结】幂函数的定义域和值域要根据解析式来确定,定义域要确保解析式有意义,值域要在定义域范围内求解.
(0,+∞)
R
[0,+∞)
(0,+∞)
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示例 设a=,b=,c=,则a,b,c的大小关系是( )
A. a<b<c B. c<a<b C. b<c<a D. b<a<c
【方法技巧】幂值的大小的比较方法
(1)比较大小问题一般是利用函数的单调性;
(2)当不便利用单调性时,可以与0和1进行比较;
(3)可以利用“作商法”比较大小,但要注意函数值的正负问题.
D
【解析】∵ y=在[0,+∞)上单调递增,∴ >.
又y=在[0,+∞)上单调递增, ∴ >=,∴ b<a <c.
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三、一般幂函数的图象和性质
幂函数y=xα在第一象限的图象特征
(1)当α>0时,幂函数的图象恒经过定点(0,0)和(1,1),且在[0,+∞)上为增函数.
(2) 当α<0时,幂函数的图象恒经过定点(1,1),且在(0,+∞)上为增函数.
(3) 在直线x=1的右侧,从x轴起,幂函数的指数α递增,即“指大图高,指小图低”.
(4)按α=0,α=1,α>1,0<α<1,α<0五种类型,列表如下:
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