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第四节 幂函数与二次函数
课标解读:1.通过具体实例,结合函数y=x,y=x2,y=x3,y=x,y=x-1的图象,理解它们的变化规律,了解幂函数.2.掌握二次函数的图象与性质(单调性、对称性、顶点、最值等).
考向预测:以幂函数的图象与性质的应用为主,常与指数函数、对数函数交汇命题;以二次函数的图象与性质的应用为主,常与方程、不等式等知识交汇命题,着重考查函数与方程、转化与化归及数形结合思想,题型一般为选择题、填空题,中档难度.预计2024年高考对于幂函数的考查最多出一道选择题,以幂函数的图象和性质应用为主.对于二次函数的考查一般与其他知识综合,题型一般为选择题、填空题,中档难度.
1.幂函数
(1)幂函数的定义
一般地,函数y=xα叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.
(2)常见的五种幂函数的图象和性质比较
函数
y=x
y=x2
y=x3
y=x
y=x-1
图象
性质
定义域
R
R
R
{x|x≥0}
{x|x≠0}
值域
R
{y|y≥0}
R
{y|y≥0}
{y|y≠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上单调递增
在(-∞,0]上单调递减;在(0,+∞)上单调递增
在R上单调递增
在[0,+∞)上单调递增
在(-∞,0)和(0,+∞)上单调递减
公共点
(1,1)
(3)在同一坐标系中的五个幂函数的图象
2.二次函数解析式的三种形式
一般式:f(x)=ax2+bx+c(a≠0);
顶点式:f(x)=a(x-h)2+k(a≠0);
两根式:f(x)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0).
3.二次函数的图象和性质
解析式
f(x)=ax2+bx+c(a>0)
f(x)=ax2+bx+c(a<0)
图象
定义域
R
R
值域
单调性
在上单调递减;在上单调递增
在上单调递增;在上单调递减
对称性
函数的图象关于直线x=-对称
1.二次函数的单调性、最值与抛物线的开口方向和对称轴及给定区间的范围有关.
2.(1)幂函数的图象一定会出现在第一象限内,一定不会出现在第四象限.
(2)幂函数的图象过定点(1,1),如果幂函数的图象与坐标轴相交,则交点一定是原点.
(3)若幂函数y=xα在(0,+∞)上单调递增,则α>0;若在(0,+∞)上单调递减,则α<0.
1.概念辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)函数y=-x是幂函数.( )
(2)当α<0时,幂函数y=xα在定义域内单调递减.( )
(3)若幂函数y=xα是偶函数,则α为偶数.( )
(4)若二次函数y=ax2+bx+c的两个零点确定,则二次函数的解析式确定.( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)×
2.小题热身
(1)已知幂函数y=f(x)的图象过点(2,),则f=( )
A.- B.
C.± D.
答案 B
解析 设f(x)=xα,∴2α=,α=,∴f(x)=x,∴f=.
(2)如图是①y=xa,②y=xb,③y=xc在第一象限的图象,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
答案 D
解析 根据幂函数的性质,可知选D.
(3)已知函数y=2x2-6x+3,x∈[-1,1],则y的最小值是_________.
答案 -1
解析 因为函数y=2x2-6x+3的图象的对称轴为直线x=>1,所以函数y=2x2-6x+3在[-1,1]上单调递减,所以ymin=2-6+3=-1.
(4)已知α∈,若幂函数f(x)=xα为奇函数,且在(0,+∞)上单调递减,则α=_________.
答案 -1
解析 由y=xα为奇函数,知α取-1,1,3,又y=xα在(0,+∞)上单调递减,∴α<0,∴α=-1.
考点一 幂函数的图象与性质
(1)若幂函数y=x-1,y=xm与y=xn在第一象限内的图象如图所示,则m与n的取值情况为( )
A.-1<m<0<n<1
B.-1<n<0<m<
C.-1<m<0<n<
D.-1<n<0<m<1
答案 D
解析 幂函数y=xα,当α>0时,y=xα在(0,+∞)上单调递增,且0<α<1时,图象上凸,∴0<m<1.当α<0时,y=xα在(0,+∞)上单调递减.不妨令x=2,由图象得2-1<2n,则-1<n<0.综上,-1<n<0<m<1.故选D.
(2)(2022·辽宁名校联盟联考)当x∈(0,+∞)时,幂函数y=(m2-m-1)xm2-2m-3为减函数,则m=_________.
答案 2
解析 由m2-m-1=