内容正文:
第四节 幂函数
课标解读
通过具体实例,结合y=x,y=,y=x2,y=,y=x3的图象,理解它们的变化规律,了解幂函数.
知识点 幂函数
1.幂函数的定义
一般地,函数y=xα称为幂函数,其中x是自变量,α是常数.
2.幂函数的图象(如下图)
3.幂函数的共同特征
(1)所有的幂函数在区间(0,+∞)上都有定义,因此在第一象限内都有图象,并且图象都通过点(1,1).
(2)如果α>0,则幂函数的图象通过原点,并且在区间[0,+∞)上是增函数.
(3)如果α<0,则幂函数在区间(0,+∞)上是减函数,且在第一象限内:当x从右边趋向于原点时,图象在y轴右方且无限逼近y轴;当x无限增大时,图象在x轴上方且无限逼近x轴.
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,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).
一、辨析正误(在括号内打“√”或“×”)
(1)幂函数的图象都经过点(0,0),(1,1).( × )
(2)幂函数的图象不可能出现在第四象限.( √ )
(3)当n>0时,幂函数y=xn在(0,+∞)上是增函数.( √ )
(4)若幂函数y=xn是奇函数,则y=xn是增函数.( × )
二、版本互鉴
1.(人教B版必修第二册P38习题44B T3改编)下列函数是奇函数的是( )
A.f(x)=x2+x-2 B.f(x)=x+3x
C.f(x)=x3+x D.f(x)=2x4+x-
答案:C
2.(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:()<()
3.(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.
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.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
D 解析:由图象可知,0<m<1,n<0.当x>1时,y=xn的图象在y=x-1的上方,则-1<n. 综上可知,-1<n<0<m<1.故选D.
考向1 比较大小问题
【例1】(1)若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
(2)(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)D (2)(-∞,-1)∪(,) 解析:(1)因为y=x在第一象限内是增函数,所以a=()>b=(),因为y=()x是减函数,所以a=()<c=(),所以b<a<c. 故选D.
(2)不等式(a+1)-<(3-2a)-等价于a+1>3-2a>0或3-2a<a+1<0或a+1<0<3-2a,解得a<-1或<a<.
已知a=2,b=3,c=25,则( )
A.b<a<c B.a<b<c
C.b<c<a D.c<a<b
A 解析:∵a=2=4,b=3,c=25=5,幂函数y=x在(0,+∞)上单调递增,∴b<a<c.故选A.
考向2:奇偶性与单调性的综合应用
【例2】幂函数y=xm2-2m-3(m∈Z)的图象如图所示,则实数m的值为( )
A.-1<m<3 B.0
C.1 D.2
C 解析:∵函数在(0,+∞)上单调递减,∴m2-2m-3<0,解得-1<m<3. ∵m∈Z,∴m=0,1,2. 而当m=0或2时,f(x)=x-3为奇函数,当m=1时,f(x)=x-4为偶函数.∴m=1. 故选C.
1.已知幂函数f(x)=(m2-3m+3)xm+1为偶函数,则m=( )
A.1 B.2
C.1或