内容正文:
第12讲 幂函数
【人教A版2019】
·模块一 幂函数的概念
·模块二 幂函数的图象与性质
·模块三 课后作业
模块一
幂函数的概念
1.幂函数的概念
(1)幂函数的概念:一般地,函数y=xα叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.
(2)幂函数的特征:
①xα的系数为1;
②xα的底数是自变量;
③xα的指数为常数.
只有同时满足这三个条件,才是幂函数.
【考点1 对幂函数的概念的理解】
【例1.1】(23-24高一上·新疆·阶段练习)下列函数中幂函数的是( )
A. B. C. D.
【例1.2】(23-24高一上·陕西咸阳·期中)现有下列函数:①;②;③;④;⑤,其中幂函数的个数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【变式1.1】(23-24高一上·江西吉安·期中)下列函数是幂函数的是( )
A. B. C. D.
【变式1.2】(23-24高一上·云南西双版纳·期中)下列结论正确的是( )
A.幂函数的图象一定过原点
B.时,幂函数是增函数
C.幂函数的图象会出现在第四象限
D.既是二次函数,又是幂函数
【考点2 求幂函数的函数值、解析式】
【例2.1】(23-24高一上·四川泸州·阶段练习)已知幂函数的图象过点,则等于( )
A.16 B.8 C.4 D.2
【例2.2】(23-24高一上·四川成都·期中)幂函数的图象过点,则此函数的解析式为( )
A.() B.
C. D.
【变式2.1】(23-24高一上·四川遂宁·期中)已知幂函数的图象过点,则( )
A.5 B.6 C.8 D.9
【变式2.2】(23-24高二上·辽宁·开学考试)已知点在幂函数的图象上,则( )
A. B. C. D.
模块二
幂函数的图象与性质
1.常见幂函数的图象与性质
幂函数
图象
定义域
R
R
R
值域
R
R
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上为增函数
,增函数
,减函数
在R上为增函数
在上为增函数
,增函数
,减函数
定点
(1,1)
温馨提示:幂函数在区间(0,+∞)上,当a>0时,y=xα是增函数;当α<0时,y=xα是减函数.
2.一般幂函数的图象与性质
(1)一般幂函数的图象:
①当α=1时,y=x的图象是一条直线.
②当α=0时,y==1(x≠0)的图象是一条不包括点(0,1)的直线.
③当α为其他值时,相应幂函数的图象如下表:
(p、q互质)
p,q都是奇数
p是偶数,q是奇数
p是奇数,q是偶数
(2)一般幂函数的性质:
通过分析幂函数的图象特征,可以得到幂函数的以下性质:
①所有的幂函数在(0,+)上都有定义,并且图象都过点(1,1).
②α>0时,幂函数的图象过原点,并且在区间[0,+)上是增函数.
③α<0时,幂函数在区间(0,+)上是减函数.在第一象限内,当x从右边趋向原点时,图象在y轴右方
无限地逼近y轴正半轴,当x趋于+时,图象在x轴上方无限地逼近x轴正半轴.
④任何幂函数的图象与坐标轴仅相交于原点,或不相交,任何幂函数的图象都不过第四象限.
⑤任何两个幂函数的图象最多有三个公共点.除(1,1),(0,0),(-1,1),(-1,-1)外,其他任何一点都不是两个
幂函数的公共点.
3.对勾函数的图象与性质
参考幂函数的性质,探究函数的性质.
(1)图象如图:与直线y=x,y轴无限接近.
(2)函数的定义域为;
(3)函数的值域为(-,-2]∪[2,+).
(4)奇偶性:,函数为奇函数.
(5)单调性:由函数的图象可知,函数在(-,-1),(1,+)上单调递增,在
(-1,0),(0,1)上单调递减.
【考点1 求幂函数的定义域、值域】
【例1.1】(23-24高一上·北京延庆·期末)下列函数中定义域为的是( )
A. B.
C. D.
【例1.2】(2024高一·全国·专题练习)在下列函数中,定义域和值域不同的是( )
A. B. C. D.
【变式1.1】(23-24高一上·广东珠海·期中)给出5个幂函数:①;②;③;④;⑤,其中定义域为的是( )
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【变式1.2】(23-24高一上·河北衡水·期中)幂函数的图象过点,则函数的值域是( )
A. B. C. D.
【考点2 幂函数的图象】
【例2.1】(23-24高一上·河南南阳·阶段练习)幂函数的图象如图,则将的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【例2.2】(23-24高一上·四川成都·期中)若幂函数的图像经过点,则的图像可能是( )
A. B.
C. D.
【变式2.1】(23-24高一上·陕西西安·阶段练习)如图的曲线是幂函数在第一象限内的图象.已知分别取,,,四个值,与曲线、、、相应的依次为( )
A.,,, B.,,,
C.,,, D.,,,
【变式2.2】(23-24高一上·山东青岛·期中)在同一直角坐标系中,二次函数与幂函数图象的关系可能为( )
A. B.
C. D.
【考点3 由幂函数的图象与性质求参数】
【例3.1】(23-24高一上·湖北襄阳·期末)当时,函数为减函数的m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【例3.2】(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)若是幂函数,且在上单调递增,则的值为( )
A.或 3 B.1 或 C. D.3
【变式3.1】(23-24高一上·浙江湖州·阶段练习)已知幂函数为偶函数,且在上单调递减,则实数的值( )
A.2 B. C.2或 D.不存在
【变式3.2】(23-24高一上·云南曲靖·期中)已知幂函数的图象在上单调递减,则的取值是( )
A.1 B.-3 C.1或-3 D.2
【考点4 比较幂值的大小】
【例4.1】(23-24高一上·天津·期中)若,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【例4.2】(23-24高一上·广东佛山·阶段练习)若,,,则a、b、c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【变式4.1】(23-24高一上·云南昆明·期中)已知幂函数且,则下列选项中正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式4.2】(2024·四川泸州·一模)已知点在幂函数的图象上,设,,,则a,b,c的大小关系为( )
A.b<a<c B.a<b<c C.b<c<a D.a<c<b
【考点5 利用幂函数的性质解不等式】
【例5.1】(23-24高一上·甘肃酒泉·期末)已知幂函数在上单调递减.
(1)求实数的值;
(2)若,求实数的取值范围.
【例5.2】(23-24高一上·宁夏吴忠·阶段练习)已知幂函数在上是增函数
(1)求的解析式;
(2)若,求的取值范围.
【变式5.1】(23-24高一上·湖南长沙·期中)已知幂函数在定义域内单调递增.
(1)求的解析式;
(2)求关于x的不等式的解集.
【变式5.2】(23-24高一上·河北石家庄·期中)已知幂函数()的图象关于轴对称,且在上是减函数.
(1)求和的值;
(2)求满足的的取值范围.
模块三
课后作业
一、单选题
1.(23-24高一上·浙江杭州·期中)幂函数的图象过点,则等于( )
A. B.2 C. D.
2.(23-24高一上·贵州六盘水·期末)若函数是幂函数,则实数( )
A.0 B.1 C.2 D.3
3.(23-24高一上·山西吕梁·阶段练习)已知幂函数的图象过点,则的定义域为( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高一上·云南临沧·期末)幂函数的图象过点,则关于该幂函数的下列说法正确的是( )
A.经过第一象限和第三象限
B.只经过第一象限
C.是奇函数
D.是偶函数
5.(23-24高一·全国·课堂例题)幂函数在第一象限内的图象依次是如图中的曲线( )
A. B.
C. D.
6.(23-24高一上·上海·阶段练习)下列幂函数中,是奇函数,且在上是增函数的是( )
A. B. C. D.
7.(23-24高一上·重庆·期中)已知,则( )
A. B. C. D.
8.(23-24高一上·吉林白山·期末)已知幂函数在上是减函数,则的解集为( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.(23-24高一上·浙江杭州·阶段练习)已知幂函数的图象经过点,则( )
A.函数为增函数
B.函数为偶函数
C.当时,
D.当时,
10.(23-24高一上·福建福州·期中)下列说法正确的是( )
A.若幂函数的图象经过点,则解析式为
B.若函数,则在区间上单调递减
C.幂函数 始终经过点和
D.若幂函数图像关于轴对称,则
三、填空题
11.(23-24高一上·广东韶关·期中)已知函数是幂函数,则的值为 .
12.(23-24高一上·上海闵行·期末)如图为三个幂函数在其定义域上的局部图像,则实数从小到大的排列顺序为 .(请用“”连接)
四、解答题
13.(2024高一上·上海·专题练习)比较下列各组数的大小.
(1)与;
(2)与.
14.(23-24高一上·上海·阶段练习)已知幂函数的图像关于点对称.
(1)求该幂函数的解析式;
(2)设函数,在如图的坐标系中作出函数的图象;
(提示:列表、描点、连线作图)
15.(23-24高一上·广西钦州·期中)已知是幂函数.
(1)求、的值;
(2)若,求实数的取值范围.
16.(23-24高一上·广东潮州·期中)已知幂函数在上单调递减.
(1)求的解析式;
(2)若在上恒成立,求实数的取值范围.
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第12讲 幂函数
【人教A版2019】
·模块一 幂函数的概念
·模块二 幂函数的图象与性质
·模块三 课后作业
模块一
幂函数的概念
1.幂函数的概念
(1)幂函数的概念:一般地,函数y=xα叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.
(2)幂函数的特征:
①xα的系数为1;
②xα的底数是自变量;
③xα的指数为常数.
只有同时满足这三个条件,才是幂函数.
【考点1 对幂函数的概念的理解】
【例1.1】(23-24高一上·新疆·阶段练习)下列函数中幂函数的是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据幂函数的定义直接得出结果.
【解答过程】A:函数为一次函数,故A不符合题意;
B:函数为二次函数,故B不符合题意;
C:函数为二次函数,故C不符合题意;
D:函数为幂函数,故D符合题意.
故选:D.
【例1.2】(23-24高一上·陕西咸阳·期中)现有下列函数:①;②;③;④;⑤,其中幂函数的个数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【解题思路】由幂函数的定义即可求解.
【解答过程】由于幂函数的一般表达式为:;
逐一对比可知题述中的幂函数有①;⑤共两个.
故选:C.
【变式1.1】(23-24高一上·江西吉安·期中)下列函数是幂函数的是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据幂函数的定义判断可得出结论.
【解答过程】由幂函数的定义可知,B选项中的函数为幂函数,ACD选项中的函数都不是幂函数.
故选:B.
【变式1.2】(23-24高一上·云南西双版纳·期中)下列结论正确的是( )
A.幂函数的图象一定过原点
B.时,幂函数是增函数
C.幂函数的图象会出现在第四象限
D.既是二次函数,又是幂函数
【解题思路】利用幂函数的简单性质判断即可.
【解答过程】解:幂函数图象不一定过原点,例如,函数的图象不经过原点,故A不正确;
当时,幂函数,,在定义域内均为增函数,故B正确;
由函数的定义及幂函数在第一象限均有图象可知,幂函数的图象不会出现在第四象限,故C不正确;
函数是二次函数,但是不是幂函数,幂函数得形如,故D不正确.
故选:B.
【考点2 求幂函数的函数值、解析式】
【例2.1】(23-24高一上·四川泸州·阶段练习)已知幂函数的图象过点,则等于( )
A.16 B.8 C.4 D.2
【解题思路】利用待定系数法求出函数解析式,再计算的值.
【解答过程】设,因为幂函数的图象过点,
所以解得
故选:D.
【例2.2】(23-24高一上·四川成都·期中)幂函数的图象过点,则此函数的解析式为( )
A.() B.
C. D.
【解题思路】设出幂函数解析式,将点的坐标代入即可求解.
【解答过程】设幂函数,将点代入得,所以.
所以幂函数的解析式为,要使函数有意义,则,
故函数的解析式为().
故选:A.
【变式2.1】(23-24高一上·四川遂宁·期中)已知幂函数的图象过点,则( )
A.5 B.6 C.8 D.9
【解题思路】先由幂函数的定义用待定系数法设出其解析式,代入点的坐标,求出幂函数的解析式,再求的值
【解答过程】由题意令,由于图象过点,得,,所以,得
故选:D.
【变式2.2】(23-24高二上·辽宁·开学考试)已知点在幂函数的图象上,则( )
A. B. C. D.
【解题思路】由幂函数的定义可以求出,然后将点的坐标代入即可求出,由此即可得解.
【解答过程】由幂函数的定义可知,解得;
将点代入,得,解得;
所以.
故选:B.
模块二
幂函数的图象与性质
1.常见幂函数的图象与性质
幂函数
图象
定义域
R
R
R
值域
R
R
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上为增函数
,增函数
,减函数
在R上为增函数
在上为增函数
,增函数
,减函数
定点
(1,1)
温馨提示:幂函数在区间(0,+∞)上,当a>0时,y=xα是增函数;当α<0时,y=xα是减函数.
2.一般幂函数的图象与性质
(1)一般幂函数的图象:
①当α=1时,y=x的图象是一条直线.
②当α=0时,y==1(x≠0)的图象是一条不包括点(0,1)的直线.
③当α为其他值时,相应幂函数的图象如下表:
(p、q互质)
p,q都是奇数
p是偶数,q是奇数
p是奇数,q是偶数
(2)一般幂函数的性质:
通过分析幂函数的图象特征,可以得到幂函数的以下性质:
①所有的幂函数在(0,+)上都有定义,并且图象都过点(1,1).
②α>0时,幂函数的图象过原点,并且在区间[0,+)上是增函数.
③α<0时,幂函数在区间(0,+)上是减函数.在第一象限内,当x从右边趋向原点时,图象在y轴右方
无限地逼近y轴正半轴,当x趋于+时,图象在x轴上方无限地逼近x轴正半轴.
④任何幂函数的图象与坐标轴仅相交于原点,或不相交,任何幂函数的图象都不过第四象限.
⑤任何两个幂函数的图象最多有三个公共点.除(1,1),(0,0),(-1,1),(-1,-1)外,其他任何一点都不是两个
幂函数的公共点.
3.对勾函数的图象与性质
参考幂函数的性质,探究函数的性质.
(1)图象如图:与直线y=x,y轴无限接近.
(2)函数的定义域为;
(3)函数的值域为(-,-2]∪[2,+).
(4)奇偶性:,函数为奇函数.
(5)单调性:由函数的图象可知,函数在(-,-1),(1,+)上单调递增,在
(-1,0),(0,1)上单调递减.
【考点1 求幂函数的定义域、值域】
【例1.1】(23-24高一上·北京延庆·期末)下列函数中定义域为的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】将分数指数幂化为根式,再根据幂函数的图像与性质即可得到答案.
【解答过程】,定义域为,故A错误;
,定义域为,故B错误;
,定义域为,故C正确;
,定义域为,故D错误,
故选:C.
【例1.2】(2024高一·全国·专题练习)在下列函数中,定义域和值域不同的是( )
A. B. C. D.
【解题思路】把幂函数写成根式的形式即可求出定义域及值域,逐项分析即可得解.
【解答过程】由可知,,,定义域、值域相同;
由可知,,定义域、值域相同;
由可知,,,定义域、值域相同;
由可知,,,定义域、值域不相同.
故选:D.
【变式1.1】(23-24高一上·广东珠海·期中)给出5个幂函数:①;②;③;④;⑤,其中定义域为的是( )
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【解题思路】根据幂函数的定义域求得正确答案.
【解答过程】①的定义域为,不符合.
②的定义域为,符合.
③的定义域为,不符合.
④的定义域为,符合.
⑤的定义域为,不符合.
所以符合的是②④.
故选:C.
【变式1.2】(23-24高一上·河北衡水·期中)幂函数的图象过点,则函数的值域是( )
A. B. C. D.
【解题思路】设,带点计算可得,得到,令转化为二次函数的值域求解即可.
【解答过程】设,
代入点得
,
则,令,
函数的值域是.
故选:C.
【考点2 幂函数的图象】
【例2.1】(23-24高一上·河南南阳·阶段练习)幂函数的图象如图,则将的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据幂函数的图象和性质结合已知图象分析判断即可.
【解答过程】对于幂函数,若函数在上单调递增,则,若函数在上单调递减,则,
所以,
当时,若的图象在的上方,则,若的图象在的下方,则,
所以,
因为当时,指数越大,图象越高,所以,
综上,,
故选:B.
【例2.2】(23-24高一上·四川成都·期中)若幂函数的图像经过点,则的图像可能是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】函数,代入图像经过的点,求得的值,分析函数性质,选择函数图像.
【解答过程】设幂函数,因为图像经过点,
所以,解得,则此幂函数的表达式为.
幂函数,函数定义域为,在上单调递减,
,函数为偶函数,图像关于轴对称,
只有D选项符合.
故选:D.
【变式2.1】(23-24高一上·陕西西安·阶段练习)如图的曲线是幂函数在第一象限内的图象.已知分别取,,,四个值,与曲线、、、相应的依次为( )
A.,,, B.,,,
C.,,, D.,,,
【解题思路】根据函数图象在第一象限的单调性和增长速度得到和的值,再将代入和,比较出大小,得到答案.
【解答过程】由图象可知,曲线在第一象限单调递增,
且增长速度越来越快,故,所以,
曲线在第一象限单调递增,且增长速度越来越慢,故,故,
曲线和在第一象限均单调递减,故,
其中当时,,,而,
故为的图象,为的图象.
故选:A.
【变式2.2】(23-24高一上·山东青岛·期中)在同一直角坐标系中,二次函数与幂函数图象的关系可能为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】分、,、四种情况及二次函数幂函数的性质,逐一判断即可得答案.
【解答过程】解:因为二次函数的对称轴为,
当时,二次函数的图象开口向上,对称轴,幂函数在上单调递增,
对于C,由题意可得此时,得,所以幂函数,图象为直线,故不正确;
当时,二次函数的图象开口向上,对称轴,幂函数在上单调递减,
对于D,由题意可得此时,得,所以幂函数,图象为反比例函数的图象,满足题意,故正确;
当时,二次函数的图象开口向下,对称轴,幂函数在上单调递减,
对于B,由题意可得此时,得,所以幂函数,图象为反比例函数的图象,不满足题意,故不正确;
当时,二次函数的图象开口向下,对称轴,幂函数在上单调递增,
对于A,由题意可得此时,得以,所以幂函数,当时,图象在直线下方,不满足题意,故不正确;
故选:D.
【考点3 由幂函数的图象与性质求参数】
【例3.1】(23-24高一上·湖北襄阳·期末)当时,函数为减函数的m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据幂函数的性质以及一元二次不等式的解法求解.
【解答过程】当时,因为函数在为减函数,
所以,解得;
当时,因为函数在为减函数,
所以函数在为增函数,
所以,解得或(舍);
综上m的取值范围为,
故选:C.
【例3.2】(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)若是幂函数,且在上单调递增,则的值为( )
A.或 3 B.1 或 C. D.3
【解题思路】根据幂函数的性质即可求解.
【解答过程】因为是幂函数,
则,则或,
当,,不符合题意,
当,,则在区间上是单调递增函数,符合题意,则;
故选:D.
【变式3.1】(23-24高一上·浙江湖州·阶段练习)已知幂函数为偶函数,且在上单调递减,则实数的值( )
A.2 B. C.2或 D.不存在
【解题思路】由幂函数的图像特征及函数的奇偶性,单调性可求解.
【解答过程】由幂函数为偶函数,即且为偶数,
解得,所以,且在上单调递减,满足题意,
故选:B.
【变式3.2】(23-24高一上·云南曲靖·期中)已知幂函数的图象在上单调递减,则的取值是( )
A.1 B.-3 C.1或-3 D.2
【解题思路】先根据幂函数的定义得: 或,然后再根据函数在上单调性进行取舍.
【解答过程】∵为幂函数,∴ 或;
当时,,在上单调递减;
当时,,在上单调递增,不满足题意.
综上可知:.
故选:A.
【考点4 比较幂值的大小】
【例4.1】(23-24高一上·天津·期中)若,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据对应的幂函数单调性进行求解.
【解答过程】由题意得函数在上单调递增,
因为,所以得:,故A项正确.
故选:A.
【例4.2】(23-24高一上·广东佛山·阶段练习)若,,,则a、b、c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【解题思路】利用幂函数在第一象限内是增函数,即可判断的大小.
【解答过程】因为,,,
又在第一象限内是增函数,,
所以,即.
故选:D.
【变式4.1】(23-24高一上·云南昆明·期中)已知幂函数且,则下列选项中正确的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据函数单调性及,比较出大小关系.
【解答过程】因为,所以在上单调递增,
又因为,
所以,
所以.
故选:C.
【变式4.2】(2024·四川泸州·一模)已知点在幂函数的图象上,设,,,则a,b,c的大小关系为( )
A.b<a<c B.a<b<c C.b<c<a D.a<c<b
【解题思路】首先根据幂函数所过的点求解幂函数解析式并判断函数单调性,然后通过自变量大小关系结合函数单调性判断函数值大小关系即可
【解答过程】已知幂函数经过点,可得:,解得:.
即,易知在上为单调递减函数.
由于,可得:,即;
又因为,,可得:,即;
综上所述:.
故选:B.
【考点5 利用幂函数的性质解不等式】
【例5.1】(23-24高一上·甘肃酒泉·期末)已知幂函数在上单调递减.
(1)求实数的值;
(2)若,求实数的取值范围.
【解题思路】(1)根据幂函数的定义和单调性即可求得.
(2)构造函数,根据其单调性即可求出实数的取值范围.
【解答过程】(1)因为幂函数,所以,
即,解得或,
又因为幂函数在上单调递减,所以,即,
则(舍去),所以.
(2)因为,,则,
因为在上单调递增,所以,则,
所以实数的取值范围为.
【例5.2】(23-24高一上·宁夏吴忠·阶段练习)已知幂函数在上是增函数
(1)求的解析式;
(2)若,求的取值范围.
【解题思路】(1)利用幂函数的定义与性质即可得解;
(2)利用的单调性与定义域即可得解.
【解答过程】(1)因为是幂函数,
所以,解得或,
又在上是增函数,故,
,则.
(2)由(1)知在上是增函数,
又,的定义域为,
,解得,
的取值范围是.
【变式5.1】(23-24高一上·湖南长沙·期中)已知幂函数在定义域内单调递增.
(1)求的解析式;
(2)求关于x的不等式的解集.
【解题思路】(1)取,再验证单调性得到答案.
(2)根据函数的单调性和定义域得到不等式,解得答案.
【解答过程】(1)幂函数在定义域内单调递增,
故,解得或,
当时,在上单调递减,在上单调递增,不满足;
当时,在上单调递增,满足;
故.
(2)在上单调递增,,
故,解得或,即.
【变式5.2】(23-24高一上·河北石家庄·期中)已知幂函数()的图象关于轴对称,且在上是减函数.
(1)求和的值;
(2)求满足的的取值范围.
【解题思路】(1)按题意列方程即可求解.
(2)由函数的单调性即可求解.
【解答过程】(1)∵幂函数,∴,解得或1,
又因为幂函数在上是减函数,∴,解得,
∵,∴或,又因为幂函数图象关于轴对称,
当时,,图象关于轴对称,符合题意;
当时,,图象关于原点对称,不合题意,
综上,或1,;
(2)由(1)可得,∴原不等式可化为
而函数在和上分别为减函数,
所以不等式可化为:或或,
解得或.
模块三
课后作业
一、单选题
1.(23-24高一上·浙江杭州·期中)幂函数的图象过点,则等于( )
A. B.2 C. D.
【解题思路】首先将代入表达式求得参数,进一步将代入函数表达式即可求解.
【解答过程】由题意,解得,所以.
故选:A.
2.(23-24高一上·贵州六盘水·期末)若函数是幂函数,则实数( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【解题思路】根据幂函数的定义求解即可.
【解答过程】因为是幂函数,所以,解得,
故选:D.
3.(23-24高一上·山西吕梁·阶段练习)已知幂函数的图象过点,则的定义域为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】依据题意设出解析式,求出解析式后求解具体函数定义域即可.
【解答过程】是幂函数,设,将代入解析式,
得,解得,故,则,
故,解得
故选:B.
4.(23-24高一上·云南临沧·期末)幂函数的图象过点,则关于该幂函数的下列说法正确的是( )
A.经过第一象限和第三象限
B.只经过第一象限
C.是奇函数
D.是偶函数
【解题思路】根据题意求出幂函数的解析式,作出该函数的图象,即可得出合适的选项.
【解答过程】设,因为幂函数的图象过点,则,解得,
所以,,该函数的定义域为,
当时,,作出函数的图象如下图所示:
由图可知,函数的图象只经过第一象限,不经过第三象限,且该函数是非奇非偶函数.
故选:B.
5.(23-24高一·全国·课堂例题)幂函数在第一象限内的图象依次是如图中的曲线( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据幂函数的指数的大小与曲线的位置关系(可在直线右侧)比较从而得出结论.
【解答过程】在第一象限内直线的右侧,幂函数的图象从上到下相应的指数由大变小,即“指大图高”,
所以幂函数在第一象限内的图象为在第一象限内的图象为,
在第一象限内的图象为在第一象限内的图象为.
故选:D.
6.(23-24高一上·上海·阶段练习)下列幂函数中,是奇函数,且在上是增函数的是( )
A. B. C. D.
【解题思路】A选项,不满足单调性;CD选项,不满足为奇函数,B选项满足要求.
【解答过程】A选项,中,,故在上单调递减,A错误;
B选项,中,故在上单调递增,
又定义域为R,,
故为奇函数,满足要求,B正确;
C选项,的定义域为,故不是奇函数,C错误;
D选项,的定义域为R,,故为偶函数,D错误.
故选:B.
7.(23-24高一上·重庆·期中)已知,则( )
A. B. C. D.
【解题思路】利用幂函数的单调性判定即可.
【解答过程】由单调递增,
则可知,
由单调递增,
又,可得
所以.
故选:C.
8.(23-24高一上·吉林白山·期末)已知幂函数在上是减函数,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据是幂函数且在上是减函数求出的值,再将所求不等式两边同时平方求出的范围.
【解答过程】 是幂函数,
,解得或,
当时,不满足在上是减函数,
当时,满足在上是减函数,
,
将不等式的两边同时平方得,,解得,
的解集为.
故选:A.
二、多选题
9.(23-24高一上·浙江杭州·阶段练习)已知幂函数的图象经过点,则( )
A.函数为增函数
B.函数为偶函数
C.当时,
D.当时,
【解题思路】根据题意,求得幂函数为,利用奇偶性的定义,以及幂函数的图象与性质,结合指数幂的运算性质,逐项判定,即可求解.
【解答过程】设幂函数的解析式为,
因为幂函数的图象过点,可得,解得,即,
所以函数的定义域为,不关于原点对称,所以函数为非奇非偶函数,
且在上单调递增,所以A正确,B不正确;
当时,可得,所以C正确;
当时, ,
因为,所以,所以D正确.
故选:ACD.
10.(23-24高一上·福建福州·期中)下列说法正确的是( )
A.若幂函数的图象经过点,则解析式为
B.若函数,则在区间上单调递减
C.幂函数 始终经过点和
D.若幂函数图像关于轴对称,则
【解题思路】A选项,代入点的坐标,得到;B选项,判断出为偶函数,且在上单调递减,故在上单调递增;C选项,因为,所以,,故C正确;D选项,先根据函数为幂函数和图像关于轴对称,得到,再判断出,结合函数单调性比较出大小.
【解答过程】A选项,设,将代入,,即,
解得,故解析式为,A错误;
B选项,因为,所以在上单调递减,
又定义域为,,
故为偶函数,故在上单调递增,B错误;
C选项,因为,所以,,
故幂函数 始终经过点和,C正确;
D选项,由题意得,解得或,
当时,为偶函数,满足图像关于轴对称,
当时,为奇函数,不满足图像关于轴对称,舍去,
其中恒成立,
故,
又在上单调递增,故,D正确.
故选:CD.
三、填空题
11.(23-24高一上·广东韶关·期中)已知函数是幂函数,则的值为 或 .
【解题思路】根据幂函数的定义求出m的值即可.
【解答过程】由题意知,,解得或.
故答案为:或.
12.(23-24高一上·上海闵行·期末)如图为三个幂函数在其定义域上的局部图像,则实数从小到大的排列顺序为 .(请用“”连接)
【解题思路】利用幂函数的性质判断的大小即可得解.
【解答过程】对于,由其图象可知,例如;
对于,由其图象可知,例如;
对于,由其图象可知,例如;
所以.
故答案为:.
四、解答题
13.(2024高一上·上海·专题练习)比较下列各组数的大小.
(1)与;
(2)与.
【解题思路】(1)根据题意,结合幂函数的单调性,即可求解;
(2)根据题意,结合函数的单调性,即可求解.
【解答过程】(1)解:由幂函数在定义域为单调递减函数,
因为,所以.
(2)解:由幂函数的定义域为,
且在为单调递减函数,又由,
所以函数为奇函数,所以在为递减函数,
又因为,所以.
14.(23-24高一上·上海·阶段练习)已知幂函数的图像关于点对称.
(1)求该幂函数的解析式;
(2)设函数,在如图的坐标系中作出函数的图象;
(提示:列表、描点、连线作图)
【解题思路】(1)根据题意结合幂函数的定义和性质分析求解;
(2)由(1)可得:,列表、描点、连线作图.
【解答过程】(1)因为为幂函数,则,解得或,
若,则,图象关于原点对称,符合题意;
若,则,图象不关于原点对称,不符合题意;
综上所述:.
(2)由(1)可得:,则的定义域为,
可得
1
2
3
2
3
1
则的图象为:
15.(23-24高一上·广西钦州·期中)已知是幂函数.
(1)求、的值;
(2)若,求实数的取值范围.
【解题思路】(1)根据幂函数的定义列出关于的方程组,由此求解出的值;
(2)分析的定义域和单调性,然后列出关于的不等式组,由此求解出结果.
【解答过程】(1)因为是幂函数,
所以,解得;
(2)由(1)可知,定义域为,且,
所以是上的单调递增函数,
又因为,
所以,解得,
所以的取值范围是.
16.(23-24高一上·广东潮州·期中)已知幂函数在上单调递减.
(1)求的解析式;
(2)若在上恒成立,求实数的取值范围.
【解题思路】(1)由幂函数的概念与性质直接列式求解;
(2)分离参数,利用基本不等式求最值即可求解.
【解答过程】(1)因为幂函数在上单调递减,
则,解得,故
(2)由(1)可知,对任意的恒成立,
由基本不等式可得,
当且仅当时,即当时,等号成立,
所以,,因此,实数的取值范围是.
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