内容正文:
第三节 二次函数与幂函数
课标解读
1.了解幂函数的概念.
2.结合函数y=x,y=x2,y=x3,y=,y=x的图象,了解它们的变化情况.
3.掌握二次函数的图象和性质,能用二次函数、方程、不等式之间的关系解决简单问题.
知识点一 幂函数
1.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
3.幂函数的性质
(1)幂函数在(0,+∞)上都有定义.
(2)当α>0时,幂函数的图象都过点(1,1)和(0,0),且在(0,+∞)上单调递增.
(3)当α<0时,幂函数的图象都过点(1,1),且在(0,+∞)上单调递减.
知识点二 二次函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)的图象和性质
a>0
a<0
图象
定义域
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
最值
当x=-时,ymin=
当x=-时,ymax=
幂函数的特征
(1)自变量x处在幂底数的位置,幂指数α为常数;
(2)xα的系数为1;
(3)解析式只有一项.
有关幂函数的几个结论
对于形如f(x)=x (其中m∈N*,n∈Z,m与n互质)的幂函数:
(1)当n为偶数时,f(x)为偶函数,图象关于y轴对称;
(2)当m,n都为奇数时,f(x)为奇函数,图象关于原点对称;
(3)当m为偶数时,自变量满足x>0(或x≥0),f(x)是非奇非偶函数,图象只在第一象限(或第一象限及原点处).
(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)若f(x)=ax2+bx+c(a≠0),则当时,恒有f(x)>0;当时,恒有f(x)<0.
一、辨析正误(在括号内打“√”或“×”)
(1)二次函数y=ax2+bx+c,x∈[a,b]的最值一定是.( × )
(2)二次函数y=ax2+bx+c,x∈R不可能是偶函数.( × )
(3)函数y=2x是幂函数.( × )
(4)如果幂函数的图象与坐标轴相交,则交点一定是原点.( √ )
(5)当n<0时,幂函数y=xn是定义域上的减函数.( × )
二、版本互鉴
1.(人教A版必修第一册P91 T1改编)已知幂函数f(x)的图象过点(2,),则f(4)的值是( )
A.64 B.4
C. D.
答案:D
2.(北师大版必修第一册P64 T2改编)已知函数y=-x2+4x+2在区间[3,m]上的最大值为10,则m的取值范围是________.
答案:[4,+∞)
3.(人教A版必修第一册P91 T2改编)()与()的大小关系是________.(用“<”连接)
答案:()<()
4.(人教A版必修第一册P91 T2改编)已知a=0.40.3,b=0.30.3,c=0.30.4,则a,b,c的大小关系是________.(用“<”连接)
答案:c<b<a 解析:由指数函数,幂函数的单调性可知0.30.4<0.30.3,0.40.3>0.30.3,即c<b<a.
考点 幂函数的图象与性质(自悟通)
1.函数y=x-1的图象关于x轴对称的图象大致是( )
B 解析:y=x的图象位于第一象限且为增函数,所以函数图象是上升的,函数y=x-1的图象可看作由y=x的图象向下平移一个单位长度得到的(如选项A中的图象所示).将y=x-1的图象关于x轴对称后即为选项B.
2.已知幂函数f(x)=(n∈Z)的图象关于y轴对称,且在(0,+∞)上单调递减,则n的值为( )
A.-3 B.1
C.2 D.1或2
B 解析:因为幂函数f(x)=在(0,+∞)上单调递减,所以所以n=1.又n=1时,f(x)=x-2的图象关于y轴对称,故n=1.
3.(多选)已知函数f(x)=xα的图象经过点(4,2),则( )
A.函数f(x)在定义域内为增函数
B.函数f(x)为偶函数
C.当x>1时,f(x)>1
D.当0<x1<x2时,<f()
ACD 解析:由题意得4α=2,∴α=,∴f(x)=x=,∴函数f(x)在上单调递增,且为非奇非偶函数,故A正确,B错误;当x>1时,f(x)=>1,故C正确;由函数图象知f(x)=为“上凸函数”,故D正确.
4.(2023·山东潍坊模拟)若(a+1)-<(3-2a)-,则实数a的取值范围是____________.
答案:(-∞,-1)∪(,) 解析:不等式(a+1)-<(3-2a)-等价于或或解得a<-1或<a<.
幂函数图象与性质的应用
(1)可以借助幂函数的图象理解函数的对称性、单调性.
(2)在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比