内容正文:
第4节 二次函数与幂函数
课程标准解读
1.了解幂函数的概念;结合函数y=x,y=x2,y=x3,y=x,y=的图象,理解它们的变化规律.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.
[知识梳理]
1.幂函数
(1)幂函数的定义
一般地,函数y=xα称为幂函数,其中α为常数.
(2)常见的五种幂函数的图象
(3)幂函数的性质
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轴右方且无限地逼近y轴;当x无限增大时,图象在x轴上方且无限地逼近x轴.
幂函数的图象一定会出现在第一象限,一定不会出现在第四象限.图象若与坐标轴有交点,则一定交于坐标原点.
2.二次函数解析式的三种形式
(1)一般式:f(x)=ax2+bx+c(a≠0).
(2)顶点式:f(x)=a(x-h)2+k(a≠0),顶点坐标为(h,k).
(3)零点式:f(x)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0),x1,x2为f(x)的零点.
3.二次函数的图象与性质
解析式
f(x)=ax2+bx+c
(a>0)
f(x)=ax2+bx+c
(a<0)
图象
定义域
R
值域
[,+∞)
(-∞,]
单调性
在[-,+∞)上单调递增;
在(-∞,-]上单调递减
在(-∞,-]上单调递增;
在[-,+∞)上单调递减
奇偶性
当b=0时为偶函数,当b≠0时为非奇非偶函数
顶点
(-,)
对称性
图象关于直线x=-成轴对称图形
常用结论
1.若f(x)=ax2+bx+c(a≠0),则当时,恒有f(x)>0;当a<0且Δ<0时,恒有f(x)<0.
2.幂函数的图象:在第一象限内,在直线x=1右侧,其指数越大,图象越高,即“指大图高”.
[诊断自测]
1.思考辨析(在括号内打“ √”或“×”)
(1)函数y=2x是幂函数.( )
(2)当α>0时,幂函数y=xα在(0,+∞)上单调递增.( )
(3)当n是偶数时,幂函数y=x(m,n∈Z,且m是奇数)是偶函数.( )
(4)二次函数y=ax2+bx+c(x∈[a,b])的最值一定是.( )
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)×
2.(教材改编)函数y=x-的大致图象是( )
解析:B 由幂函数的性质可知,函数y=x-的图象在(0,+∞)上单调递减,故A、C错误;函数y=x-为偶函数,故D错误.
3.(教材改编)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:f(x)=x2-2ax+b的图象关于x=a对称,
∴f(x)在[1,a]上为减函数,
又f(x)的值域为[1,a],
∴
∴a=2,a=1(舍),∴b=5.
答案:5
4.(易错自纠)已知幂函数f(x)=(n2+2n-2)·xn2-3n(n∈Z)的图象关于y轴对称,且在(0,+∞)上是减函数,则n=________.
解析:由题意知n2+2n-2=1,解得n=1或n=-3,经检验n=1符合题意.
答案:1
5.(2023·合肥一中质检)设函数f(x)=为奇函数,则g(x)=x2+ax+b的单调递增区间是________.
解析:∵f(x)的定义域为(-1,1),且f(x)为奇函数,
∴f(0)=a-1=0,则a=1,
∴g(x)=x2+x+b的单调递增区间为[-,+∞).
答案:[-,+∞)
考点一 幂函数的图象和性质(基础性)
1.(多选题)下列说法正确的是( )
A.若幂函数的图象经过点(,2),则其解析式为y=x-3
B.若函数f(x)=x-,则f(x)在区间(-∞,0)上单调递减
C.幂函数y=xα(α>0)的图象始终经过点(0,0)和(1,1)
D.若函数f(x)=,则对于任意的x1,x2∈[0,+∞),都有≤f()
解析:CD 若幂函数的图象经过点(,2),则其解析式为y=x-,故A错误.函数f(x)=x-是偶函数,且在(0,+∞)上单调递减,故其在(-∞,0)上单调递增,故B错误.幂函数y=xα(α>0)的图象始终经过点(0,0)和(1,1),故C正确.作出y=的图象,易知≤f()成立,D正确.
2.(2023·青岛联考)不等式(x2+1)>(3x+5)的解集为( )
A.[-,-1)∪(4,+∞)
B.(-1,4)
C.(4,+∞)
D.(-∞,-1)∪(4,+∞)
解析:A 不等式(x2+1)>(3x+5)等价于x2+1>3x+5≥0,
解得-≤x<-1或x>4.
3.(2