内容正文:
第4节 幂函数与二次函数
[课程标准要求]
1.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.
2.理解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.
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与性质
函数
y=x
y=x2
y=x3
y=
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)
2.二次函数
(1)二次函数解析式的三种形式
一般式
f(x)=ax2+bx+c(a≠0),图象的对称轴是x=-,顶点坐标是(-,)
顶点式
f(x)=a(x-m)2+n(a≠0),图象的对称轴是x=m,顶点坐标是(m,n)
零点式
f(x)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0),其中x1,x2是方程ax2+bx+c=0的两根,图象的对称轴是x=
(2)二次函数的图象与性质
函数
y=ax2+bx+c
(a>0)
y=ax2+bx+c
(a<0)
图象
(抛物线)
定义域
R
值域
[,+∞)
(-∞,]
对称轴
x=-
顶点
坐标
(-,)
奇偶性
当b=0时,是偶函数,
当b≠0时,是非奇非偶函数
单调性
在(-∞,-]上是减函数,在[-,+∞)上是增函数
在(-∞,-]上是增函数,在[-,+∞)上是减函数
1.(多选题)下列关于幂函数图象和性质的描述中,正确的是( AB )
A.幂函数的图象都过点(1,1)
B.幂函数的图象都不经过第四象限
C.幂函数必定是奇函数或偶函数中的一种
D.幂函数必定是增函数或减函数中的一种
解析:因为1α=1,所以幂函数的图象都经过点(1,1),故A正确;当x>0时,xα>0,幂函数的图象都不经过第四象限,故B正确;y=的定义域为[0,+∞),为非奇非偶函数,故C错误;y=在(-∞,0)和(0,+∞)上为减函数,但在定义域内不是减函数,故D错误.
2.如图是①y=xa;②y=xb;③y=xc在第一象限内的图象,则a,b,c的大小关系为( D )
A.c<b<a B.a<b<c
C.b<c<a D.a<c<b
解析:令x=2,结合图象有2a<2c<2b,
所以a<c<b.
3.若一次函数y=ax+b的图象经过第二、第三、第四象限,则二次函数y=ax2+bx的图象可能是( C )
解析:因为一次函数y=ax+b的图象经过第二、第三、第四象限,
所以a<0,b<0,
所以二次函数y=ax2+bx的图象开口向下,对称轴x=-<0,且过原点,所以A,B,D不正确.
4.若函数f(x)=4x2-kx-8在[5,20]上单调,则实数k的取值范围为 .
解析:由题意,得≥20或≤5,
解得k≥160或k≤40.
答案:(-∞,40]∪[160,+∞)
5.(2022·浙江杭州联考)已知函数f(x)=x2-2ax+b(a>1)的定义域和值域都为[1,a],则b= .
解析:因为f(x)=x2-2ax+b的图象关于直线x=a对称,
所以f(x)在[1,a]上为减函数,
又f(x)的值域为[1,a],
所以
解得a=2或a=1(舍去),
所以b=5.
答案:5
幂函数的图象与性质
1.(2022·河南郑州调研)若幂函数y=f(x)的图象过点(4,2),则幂函数y=f(x)的大致图象是( C )
解析:设幂函数的解析式为y=xα,因为幂函数y=f(x)的图象过点(4,2),所以2=4α,解得α=,所以y=,其定义域为[0,+∞),且是增函数,当0<x<1时,其图象在直线y=x的上方,对照选项,C正确.
2.已知a=,b=,c=2,则( A )
A.b<a<c B.a<b<c
C.b<c<a D.c<a<b
解析:由题意得b=<==a,
a==<4<5=2=c,所以b<a<c.
3.(2022·湖南长沙质检)幂函数f(x)=(m2-3m+3)xm的图象关于y轴对称,则实数m= .
解析:由幂函数定义,知m2-3m+3=1,解得m=1或m=2,当m=1时,f(x)=x的图象不关于y轴对称,舍去,当m=2时,f(x)=x2的图象关于y轴对称,因此m=2.
答案:2
4.若(a+