内容正文:
2024-2025学年《解题秘籍》高一数学同步知识·题型精讲精练讲义(人教A版2019必修第一册)
3.3幂函数11题型分类
一、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.
注意:幂函数的特征
(1)xα的系数是1;
(2)xα的底数x是自变量;
(3)xα的指数α为常数.
只有满足这三个条件,才是幂函数.对于形如y=(2x)α,y=2x5,y=xα+6等的函数都不是幂函数.
二、一些常用幂函数的图象
同一坐标系中,幂函数y=x,y=x2,y=x3,y=x-1,y=x的图象(如图).
3、 一些常用幂函数的性质
函数
特征
性质
y=x
y=x2
y=x3
y=x
y=x-1
定义域
R
R
R
[0,+∞)
{x|x≠0}
值域
R
[0,+∞)
R
[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(-∞,+∞)上单调递增
在[0,+∞)上单调递增
在(-∞,+∞)上单调递增
在[0,+∞)上单调递增
在(0,
+∞)上单调递减
在(-∞,0]上单调递减
在(-∞,0)上单调递减
注意:幂函数的性质
(1)所有的幂函数在(0,+∞)上都有定义,并且图象都过点(1,1);
(2)如果α>0,那么幂函数的图象过原点,并且在区间[0,+∞)上单调递增;
(3)如果α<0,那么幂函数的图象在区间(0,+∞)上单调递减,在第一象限内,当x从右边趋向于原点时,图象在y轴右方无限接近y轴,当x从原点趋向于+∞时,图象在x轴上方无限接近x轴;
(4)在(1,+∞)上,随幂指数的逐渐增大,图象越来越靠近y轴.
(一)
幂函数的概念
判断一个函数是否为幂函数的方法
判断一个函数是否为幂函数的依据是该函数是否为y=xα(α为常数)的形式,即函数的解析式为一个幂的形式,且需满足:(1)指数为常数;(2)底数为自变量;(3)系数为1.
题型1:判断一个函数是否为幂函数
1-1.(2024高一·全国·课堂例题)下列函数:①;②;③是幂函数吗?
1-2.(2024高一·全国·课后作业)在函数①,②,③,④,,⑥中,是幂函数的是( )
A.①②④⑤ B.③④⑥ C.①②⑥ D.①②④⑤⑥
1-3.(2024高一·全国·课后作业)给出下列函数:
①;②;③;④;⑤;⑥,其中是幂函数的有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
题型2:求幂函数解析式或求值
2-1.(2024高一上·江苏扬州·期中)已知幂函数的图像经过点,则的值为( )
A. B. C. D.
2-2.(2024高一上·北京·期末)已知函数是幂函数,若,则 .
2-3.(2024高一上·全国·课后作业)已知幂函数f(x)=xα(α为常数)的图象经过点,则f(9)=( )
A. B.
C.3 D.
2-4.(2024·浙江·模拟预测)已知是幂函数,且满足:①;②在上单调递增,请写出符合上述条件的一个函数 .
2-5.(2024高一上·安徽合肥·期末)已知幂函数 (α是常数)的图象经过点,那么( )
A.4 B.-4 C. D.-
题型3:根据幂函数求参数
3-1.(24-25高一上·上海·单元测试)函数是幂函数,则 .
3-2.(2024高一上·湖北孝感·阶段练习)函数是幂函数,则实数的值是( )
A. B. C.或 D.且
3-3.(2024高一下·上海杨浦·开学考试)已知幂函数的图像不经过原点,则实数 .
(二)
幂函数的图象及应用
依据图象高低判断幂指数大小,相关结论为:在(0,1]上,指数越大,幂函数图象越靠近x轴(简记为指大图低);在[1,+∞)上,指数越大,幂函数图象越远离x轴(简记为指大图高).
题型4:幂函数过定点问题
4-1.(2024高一上·广东东莞·期中)函数的图象过定点 .
4-2.(2024高一上·上海浦东新·阶段练习)幂函数的图象不可能在第四象限,但所有图象过定点,定点坐标为 .
4-3.(2024高一上·全国·课后作业)函数恒过定点 .
4-4.(2024高一上·云南曲靖·期中)幂函数的图象过点,则函数的图象经过定点 .
题型5:幂函数的图象及应用
5-1.(2024·新疆阿勒泰·三模)已知函数则函数,则函数的图象大致是( )
A. B.
C. D.
5-2.(2024·全国·模拟预测)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
5-3.(2024高三·全国·对口高考)已知幂函数(且p与q互质)的图像如图所示,则( )
A.p、q均为奇数且 B.p为奇数,q为偶数且
C.p为奇数,q为偶数且 D.p为偶数,q为奇数且
5-4.(2024高一上·福建泉州·期中)已知幂函数,其图像与坐标轴无交点,则实数m的值为 .
5-5.(2024高一上·黑龙江哈尔滨·期末)若点在幂函数的图象上,则的图象大致是( )
A.B.
C.D.
5-6.(2024高三·全国·对口高考)给定一组函数解析式:
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦.
如图所示一组函数图象.图象对应的解析式号码顺序正确的是( )
A.⑥③④②⑦①⑤ B.⑥④②③⑦①⑤
C.⑥④③②⑦①⑤ D.⑥④③②⑦⑤①
(三)
求幂函数的定义域和值域
幂函数的定义域和值域要根据解析式来确定,要保证解析式有意义,值域要在定义域范围内求解.幂函数的定义域由幂指数a确定:①当幂指数取正整数时,定义域为R;②当幂指数取零或负整数时,定义域为(一∞,0) (0,+∞);③当幂指数取分数时,可以先化成根式(在第四章会学到),再根据根式的要求求定义域.
题型6:求幂函数的定义域
6-1.(2024高一·全国·课后作业)若幂函数的图象经过点,求的定义域.
6-2.(2024·上海杨浦·一模)函数的定义域为 .
6-3.(2024高一上·浙江·期末)已知幂函数,则此函数的定义域为 .
题型7:求幂函数的值域
7-1.(2024高一·全国·课后作业)已知幂函数的图像过点,则 的值域是( )
A. B.
C. D.
7-2.(2024·四川泸州·模拟预测)函数的值域为 .
7-3.(2024高三下·上海嘉定·阶段练习)已知函数,若函数的值域为,则实数的取值范围为 .
7-4.(2024高一上·河北石家庄·期中)若幂函数的图象过点,则的值域为 .
(四)
利用幂函数的性质比较大小
(1)比较幂大小的三种常用方法:
(2)利用幂函数单调性比较大小时要注意的问题:
比较大小的两个实数必须在同一函数的同一个单调区间内,否则无法比较大小.
题型8:利用函数的单调性比较大小
8-1.(2024高一上·安徽合肥·期末)已知,,,则( )
A. B.
C. D.
8-2.(2024高一下·浙江·期中)记,则( )
A. B.
C. D.
8-3.(2024高一上·全国·课后作业)设,,,则( )
A. B. C. D.
8-4.(2024高三·河北·学业考试)已知,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
题型9:利用函数单调性求参数的取值范围
9-1.(2024高一·上海·随堂练习)函数是幂函数,且在上时是严格减函数,则实数 .
9-2.(2024高二下·辽宁本溪·期末)已知幂函数在第一象限内单调递减,则( )
A. B. C.2 D.4
9-3.(24-25高一上·上海·随堂练习)若幂函数在区间上是严格减函数,则实数的值可能为( ).
A.1 B.
C. D.2
9-4.(2024·四川成都·模拟预测)幂函数在区间上单调递减,则下列说法正确的是( )
A. B.是减函数
C.是奇函数 D.是偶函数
(五)
幂函数的性质综合应用
利用幂函数解不等式的步骤
利用幂函数解不等式,实质是已知两个函数值的大小,判断自变量的大小,常与幂函数的单调性、奇偶性等综合命题.求解步骤如下:
(1)确定可以利用的幂函数;
(2)借助相应的幂函数的单调性,将不等式的大小关系,转化为自变量的大小关系;
(3)解不等式(组)求参数范围,注意分类讨论思想的应用.
题型10:利用幂函数解不等式
10-1.(2024高三上·四川遂宁·阶段练习)若,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
10-2.(2024高一上·安徽·期中)已知幂函数的图象经过点,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
10-3.(2024高三上·四川绵阳·阶段练习)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
10-4.(2024高一上·上海浦东新·期中)不等式的解集为 .
10-5.(2024高一上·江苏盐城·阶段练习)函数,则不等式的解集为 .
题型11:利用幂函数的单调性、奇偶性及其应用
11-1.(2024高一下·黑龙江齐齐哈尔·开学考试)已知幂函数在区间上单调递增.请从如下2个条件:①对任意的,都有;②对任意的,都有中任选1个作为已知条件,求解下列问题.
(1)求的解析式;
(2)在(1)问的条件下,当时,求的值域.
(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.)
11-2.(2024高一·全国·课后作业)已知函数:①,②,③,④,既是偶函数,又在上为增函数的是 .
11-3.(2024高一上·上海杨浦·期末)已知,若幂函数奇函数,且在上为严格减函数,则 .
11-4.(2024高一上·安徽马鞍山·期中)已知幂函数为奇函数.
(1)求的值;
(2)若,求实数的取值范围.
一、单选题
1.(2024高一上·四川成都·期末)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
2.(2024高一上·青海西宁·期末)已知点在幂函数的图象上,则( )
A. B.
C. D.
3.(2024高一上·内蒙古包头·期末)已知幂函数的图象过点,则等于( )
A. B. C. D.
4.(2024·海南·模拟预测)已知为幂函数,则( ).
A.在上单调递增 B.在上单调递减
C.在上单调递增 D.在上单调递减
5.(2024高三下·上海浦东新·阶段练习)设,若幂函数定义域为R,且其图像关于y轴成轴对称,则m的值可以为( )
A.1 B.4 C.7 D.10
6.(2024高二下·陕西咸阳·期末)现有下列函数:①;②;③;④;⑤;⑥;⑦,其中幂函数的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
7.(2024高一·全国·课后作业)已知幂函数的图像关于轴对称,则等于( )
A.1 B.2 C.1或2 D.3
8.(2024高三上·上海浦东新·阶段练习)如图所示是函数(均为正整数且互质)的图象,则( )
A.是奇数且
B.是偶数,是奇数,且
C.是偶数,是奇数,且
D.是奇数,且
9.(24-25高二下·福建莆田·期中)如图所示,图中的曲线是幂函数在第一象限的图象,已知取,四个值,则相应于,,,的依次为( )
A.,,, B.,,,
C.,,, D.,,,
10.(2024高一上·安徽·期末)若幂函数在区间上单调递减,则( )
A.3 B.1 C.或3 D.1或
11.(2024高一上·重庆九龙坡·期末)已知,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
12.(2024高一·全国·课后作业)已知,若,则下列各式中正确的是( )
A. B.
C. D.
13.(2024高一下·辽宁本溪·阶段练习)若幂函数在区间上单调递增,则( )
A. B.3 C.或3 D.1或
14.(2024高一上·浙江杭州·期末)已知幂函数在上是减函数,则n的值为( )
A. B.1 C.3 D.1或
15.(2024高一上·江西萍乡·期末)已知幂函数的图像过点,则的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
16.(2024高一上·云南德宏·期末)下列函数既是幂函数又是奇函数的是( )
A. B. C. D.
17.(2024高一上·全国·课后作业)如图,下列3个幂函数的图象,则其图象对应的函数可能是( )
A.①,②,③ B.①,②,③
C.①,②,③ D.①,②,③
18.(2024高一下·内蒙古呼和浩特·开学考试)已知幂函数的图象过点,则( ).
A. B.4 C. D.8
二、多选题
19.(2024高一下·山西忻州·开学考试)已知幂函数的图象过点,则( )
A.是偶函数 B.是奇函数
C.在上为减函数 D.在上为减函数
20.(2024高一上·宁夏银川·期末)幂函数,,则下列结论正确的是( )
A. B.函数是偶函数
C. D.函数的值域为
21.(2024高一上·重庆长寿·期末)下列函数既是幂函数,又在上单调递减的是( )
A. B.
C. D.
22.(2024高一上·云南红河·期末)已知幂函数的图象经过点,则下列说法正确的是( )
A.函数为增函数
B.函数为偶函数
C.当时,
D.当时,
三、填空题
23.(2024高一·全国·课后作业)幂函数是偶函数,且在上为增函数,则函数解析式为 .
24.(2024高一上·宁夏吴忠·期中)若是幂函数,且,则
25.(2024高一下·江苏南京·阶段练习)请写出一个满足条件①和②的幂函数,条件:①是偶函数;②为上的减函数.则 .
26.(2024高一上·广东肇庆·期中)已知幂函数的图象过点和,则实数m= .
27.(2024高一·全国·课后作业)幂函数的图像一定经过第 象限
28.(2024高一上·江苏徐州·阶段练习)若幂函数过点,则满足不等式的实数的取值范围是 .
29.(2024高一上·陕西咸阳·期末)已知幂函数满足,则 .
30.(2024·宁夏银川·二模)已知函数是幂函数,且为偶函数,则实数 .
31.(2024高一上·辽宁·期末)已知幂函数在第一象限单调递减,则 .
32.(2024高三上·河南许昌·期末)已知函数是幂函数,且在上是增函数,则实数的值为 .
33.(2024高三下·上海杨浦·阶段练习)已知幂函数的图像过点,则的值为 .
34.(2024高一上·江西赣州·期中)幂函数在上为减函数,则的值为 .
35.(2024高三下·上海·阶段练习)已知函数,则关于的表达式的解集为 .
36.(2024高一上·全国·课后作业)已知幂函数,若,则a的取值范围是 .
37.(2024高一上·浙江宁波·期中)已知幂函数过点,则满足的实数的取值范围是 .
38.(2024高二下·陕西宝鸡·期末)幂函数在上单调递减,则的值为 .
四、解答题
39.(2024高一上·四川眉山·期末)已知幂函数的图象经过点.
(1)求的解析式,并指明函数的定义域;
(2)设函数,用单调性的定义证明在单调递增.
40.(2024高一·全国·课后作业)比较下列各组数的大小:
(1),;
(2),;
(3),,.
41.(2024高一·全国·课后作业)求不等式的解.
42.(2024高三·全国·课后作业)已知幂函数(m为正整数)的图像关于y轴对称,且在上是严格减函数,求满足的实数a的取值范围.
43.(2024高一上·福建龙岩·期末)已知幂函数为偶函数,.
(1)若,求;
(2)已知,若关于x的不等式在上恒成立,求的取值范围.
44.(2024高一下·四川广安·阶段练习)已知幂函数在上单调递增.
(1)求m的值及函数的解析式;
(2)若函数在上的最大值为3,求实数a的值.
45.(2024高一上·辽宁辽阳·期末)已知幂函数为奇函数.
(1)求的解析式;
(2)若正数满足,若不等式恒成立.求的最大值.
46.(2024高一上·山东枣庄·期末)已知幂函数的图像关于y轴对称.
(1)求m的值;
(2)若函数,求的单调递增区间.
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$$2024-2025学年《解题秘籍》高一数学同步知识·题型精讲精练讲义(人教A版2019必修第一册)
3.3幂函数11题型分类
一、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.
注意:幂函数的特征
(1)xα的系数是1;
(2)xα的底数x是自变量;
(3)xα的指数α为常数.
只有满足这三个条件,才是幂函数.对于形如y=(2x)α,y=2x5,y=xα+6等的函数都不是幂函数.
二、一些常用幂函数的图象
同一坐标系中,幂函数y=x,y=x2,y=x3,y=x-1,y=x的图象(如图).
3、 一些常用幂函数的性质
函数
特征
性质
y=x
y=x2
y=x3
y=x
y=x-1
定义域
R
R
R
[0,+∞)
{x|x≠0}
值域
R
[0,+∞)
R
[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(-∞,+∞)上单调递增
在[0,+∞)上单调递增
在(-∞,+∞)上单调递增
在[0,+∞)上单调递增
在(0,
+∞)上单调递减
在(-∞,0]上单调递减
在(-∞,0)上单调递减
注意:幂函数的性质
(1)所有的幂函数在(0,+∞)上都有定义,并且图象都过点(1,1);
(2)如果α>0,那么幂函数的图象过原点,并且在区间[0,+∞)上单调递增;
(3)如果α<0,那么幂函数的图象在区间(0,+∞)上单调递减,在第一象限内,当x从右边趋向于原点时,图象在y轴右方无限接近y轴,当x从原点趋向于+∞时,图象在x轴上方无限接近x轴;
(4)在(1,+∞)上,随幂指数的逐渐增大,图象越来越靠近y轴.
(一)
幂函数的概念
判断一个函数是否为幂函数的方法
判断一个函数是否为幂函数的依据是该函数是否为y=xα(α为常数)的形式,即函数的解析式为一个幂的形式,且需满足:(1)指数为常数;(2)底数为自变量;(3)系数为1.
题型1:判断一个函数是否为幂函数
1-1.(2024高一·全国·课堂例题)下列函数:①;②;③是幂函数吗?
【答案】答案见解析.
【分析】利用幂函数的定义判断.
【详解】形如(为常数)的函数叫幂函数,显然它们都不满足幂函数的定义,所以都不是幂函数.
1-2.(2024高一·全国·课后作业)在函数①,②,③,④,,⑥中,是幂函数的是( )
A.①②④⑤ B.③④⑥ C.①②⑥ D.①②④⑤⑥
【答案】C
【分析】根据幂函数的定义可判断.
【详解】幂函数是形如(,为常数)的函数,①是的情形,②是的情形,⑥是的情形,所以①②⑥都是幂函数;③是指数函数,不是幂函数;⑤中的系数是2,所以不是幂函数;④是常函数,不是幂函数.
故选:C.
1-3.(2024高一·全国·课后作业)给出下列函数:
①;②;③;④;⑤;⑥,其中是幂函数的有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
【答案】B
【解析】由幂函数的定义即可判断.
【详解】由幂函数的定义:形如(为常数)的函数为幂函数,
则可知①和④是幂函数.
故选;B.
题型2:求幂函数解析式或求值
2-1.(2024高一上·江苏扬州·期中)已知幂函数的图像经过点,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由条件列方程求即可.
【详解】因为幂函数的图像经过点,
所以,
所以,
故选:B.
2-2.(2024高一上·北京·期末)已知函数是幂函数,若,则 .
【答案】2
【分析】设,是常数,代入已知条件运算求解.
【详解】设,是常数,则,解得
则.
故答案为:2.
2-3.(2024高一上·全国·课后作业)已知幂函数f(x)=xα(α为常数)的图象经过点,则f(9)=( )
A. B.
C.3 D.
【答案】C
【分析】代点的坐标求出α的值,得到函数的解析式,即得解.
【详解】由题意f(2)=2α=,
所以α=,所以f(x)=,
所以f(9)==3.
故选:C
2-4.(2024·浙江·模拟预测)已知是幂函数,且满足:①;②在上单调递增,请写出符合上述条件的一个函数 .
【答案】(答案不唯一)(形如,为正奇数,为正偶数,均可)
【分析】由条件结合幂函数的性质确定函数的解析式即可.
【详解】因为是幂函数,且在上单调递增,
故可设,(,互质),
又,所以为奇数,为偶数,
故为符合条件的一个函数,
故答案为:(形如,为正奇数,为正偶数,均可).
2-5.(2024高一上·安徽合肥·期末)已知幂函数 (α是常数)的图象经过点,那么( )
A.4 B.-4 C. D.-
【答案】A
【分析】首先代入函数解析式求出,即可得到函数解析式,再代入求出函数值即可;
【详解】因为幂函数(是常数)的图象经过点,
所以,解得,
所以,
所以;
故选:A
题型3:根据幂函数求参数
3-1.(24-25高一上·上海·单元测试)函数是幂函数,则 .
【答案】
【分析】根据幂函数的定义,结合一元二次方程的解法,即可得解
【详解】因为函数是幂函数,所以,
解得:或(舍)
故答案为:.
3-2.(2024高一上·湖北孝感·阶段练习)函数是幂函数,则实数的值是( )
A. B. C.或 D.且
【答案】C
【分析】根据幂函数的定义列方程求解即可.
【详解】由幂函数的定义知,
即,解得或.
故选:C
3-3.(2024高一下·上海杨浦·开学考试)已知幂函数的图像不经过原点,则实数 .
【答案】
【分析】根据幂函数的定义及定义域直接求参数值.
【详解】由已知函数为幂函数,
得,解得或,
当时,,定义域为,函数图像不经过原点,
当时,,定义域为,且,函数图像经过原点,
综上所述:,
故答案为:.
(二)
幂函数的图象及应用
依据图象高低判断幂指数大小,相关结论为:在(0,1]上,指数越大,幂函数图象越靠近x轴(简记为指大图低);在[1,+∞)上,指数越大,幂函数图象越远离x轴(简记为指大图高).
题型4:幂函数过定点问题
4-1.(2024高一上·广东东莞·期中)函数的图象过定点 .
【答案】
【分析】利用求得正确答案.
【详解】当时,,
所以定点为.
故答案为:
4-2.(2024高一上·上海浦东新·阶段练习)幂函数的图象不可能在第四象限,但所有图象过定点,定点坐标为 .
【答案】
【分析】根据幂函数的图象与性质,直接求出定点坐标即得.
【详解】因为对任意实数,当时,,
所以所有幂函数的图象都过点.
故答案为:
4-3.(2024高一上·全国·课后作业)函数恒过定点 .
【答案】
【分析】令即可求得定点坐标.
【详解】当,即时,,函数恒过定点.
故答案为:.
4-4.(2024高一上·云南曲靖·期中)幂函数的图象过点,则函数的图象经过定点 .
【答案】
【分析】根据幂函数过点可求解析式,写出,根据函数的解析式可求所过定点.
【详解】因为幂函数过点,可解得,
所以,
故,
当时,,
故恒过定点.
故答案为
【点睛】本题主要考查了幂函数的解析式,函数过定点,属于中档题.
题型5:幂函数的图象及应用
5-1.(2024·新疆阿勒泰·三模)已知函数则函数,则函数的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由可知 图像与的图像关于轴对称,由 的图像即可得出结果.
【详解】因为,所以 图像与的图像关于轴对称,
由解析式,作出的图像如图
从而可得图像为B选项.
故选:B.
5-2.(2024·全国·模拟预测)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用特殊值法即可排除错误选项.
【详解】由,排除A,D,
当时,,所以,排除C.
故选:B.
5-3.(2024高三·全国·对口高考)已知幂函数(且p与q互质)的图像如图所示,则( )
A.p、q均为奇数且 B.p为奇数,q为偶数且
C.p为奇数,q为偶数且 D.p为偶数,q为奇数且
【答案】D
【分析】根据图像的对称性及形状结合幂函数的图像特征可直接解答.
【详解】由图像知函数为偶函数,所以p为偶数,且由图像的形状判定,
又因为p与q互质,所以q为奇数,
故选:D.
5-4.(2024高一上·福建泉州·期中)已知幂函数,其图像与坐标轴无交点,则实数m的值为 .
【答案】
【分析】根据幂函数定义,由求得m,再根据函数图象与坐标轴无交点确定即可.
【详解】由幂函数知,
得或.
当时,图象与坐标轴有交点,
当时,与坐标轴无交点,
∴.
故答案为:
5-5.(2024高一上·黑龙江哈尔滨·期末)若点在幂函数的图象上,则的图象大致是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】利用待定系数法求出幂函数的解析式,再进行判断即可得出答案.
【详解】设幂函数,将点代入,得,解得,
所以,定义域为,且在定义域内单调递增,大致图像为B,
故选:B.
5-6.(2024高三·全国·对口高考)给定一组函数解析式:
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦.
如图所示一组函数图象.图象对应的解析式号码顺序正确的是( )
A.⑥③④②⑦①⑤ B.⑥④②③⑦①⑤
C.⑥④③②⑦①⑤ D.⑥④③②⑦⑤①
【答案】C
【分析】根据幂函数的图象的性质判断各图象对应解析式的形式,即可得答案.
【详解】图象(1)关于原点对称,为奇函数,且不过原点、第一象限递减,故满足;
图象(2)关于轴对称,为偶函数,且不过原点、第一象限递减,故满足;
图象(3)非奇非偶函数,且不过原点、第一象限递减,故满足;
图象(4)关于轴对称,为偶函数,且过原点、第一象限递增,故满足;
图象(5)关于原点对称,为奇函数,且过原点、第一象限递增,故满足;
图象(6)非奇非偶函数,且过原点、第一象限递增,而增长率随增大递减,故满足;
图象(7)非奇非偶函数,且过原点、第一象限递增,而增长率随增大递增,故满足;
故图象对应解析式顺序为⑥④③②⑦①⑤.
故选:C
(三)
求幂函数的定义域和值域
幂函数的定义域和值域要根据解析式来确定,要保证解析式有意义,值域要在定义域范围内求解.幂函数的定义域由幂指数a确定:①当幂指数取正整数时,定义域为R;②当幂指数取零或负整数时,定义域为(一∞,0) (0,+∞);③当幂指数取分数时,可以先化成根式(在第四章会学到),再根据根式的要求求定义域.
题型6:求幂函数的定义域
6-1.(2024高一·全国·课后作业)若幂函数的图象经过点,求的定义域.
【答案】
【分析】设,根据幂函数的图象经过点求出,可得函数的解析式,根据解析式可得定义域.
【详解】因为为幂函数,所以设.
又的图象经过点,可得,
解得,所以.
故f(x)的定义域为.
6-2.(2024·上海杨浦·一模)函数的定义域为 .
【答案】
【解析】将函数解析式变形为,即可求得原函数的定义域.
【详解】,所以,.
因此,函数的定义域为.
故答案为:.
6-3.(2024高一上·浙江·期末)已知幂函数,则此函数的定义域为 .
【答案】.
【分析】根据幂函数的定义,求得,得到,进而求得函数的定义域.
【详解】由幂函数,可得,解得,即,
则满足,即幂函数的定义域为.
故答案为:.
题型7:求幂函数的值域
7-1.(2024高一·全国·课后作业)已知幂函数的图像过点,则 的值域是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】先求出幂函数解析式,根据解析式即可求出值域.
【详解】幂函数的图像过点,
,解得,
,
的值域是.
故选:D.
7-2.(2024·四川泸州·模拟预测)函数的值域为 .
【答案】
【分析】根据的解析式求得的值域.
【详解】时,,
时,,
所以的值域为.
故答案为:
7-3.(2024高三下·上海嘉定·阶段练习)已知函数,若函数的值域为,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】判断单调递增,讨论或,根据分段函数的值域可得且,解不等式即可求解.
【详解】由函数单调递增,
①当时,若,有,
而,此时函数的值域不是;
②当时,若,有,而,
若函数的值域为,必有,可得.
则实数的取值范围为.
故答案为:
7-4.(2024高一上·河北石家庄·期中)若幂函数的图象过点,则的值域为 .
【答案】
【分析】设,根据条件求出,然后可得答案.
【详解】设,因为幂函数的图象过点,所以
所以,所以
故答案为:
(四)
利用幂函数的性质比较大小
(1)比较幂大小的三种常用方法:
(2)利用幂函数单调性比较大小时要注意的问题:
比较大小的两个实数必须在同一函数的同一个单调区间内,否则无法比较大小.
题型8:利用函数的单调性比较大小
8-1.(2024高一上·安徽合肥·期末)已知,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据分数指数幂和根式的互换,进而即可判断,,的大小.
【详解】由,,,
所以.
故选:A.
8-2.(2024高一下·浙江·期中)记,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】把三个数的指数都化为0.1,利用幂函数的单调性比大小.
【详解】,,
,
,由幂函数在上单调递增,所以.
故选:C
8-3.(2024高一上·全国·课后作业)设,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据幂函数的单调性比较大小.
【详解】构造幂函数,由该函数在定义域内单调递增,且,故
故选:B
8-4.(2024高三·河北·学业考试)已知,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据幂函数的单调性确定函数值大小,即可得a,b,c的大小关系.
【详解】由于幂函数在上单调递增,又,,,
,所以,则.
故选:D.
题型9:利用函数单调性求参数的取值范围
9-1.(2024高一·上海·随堂练习)函数是幂函数,且在上时是严格减函数,则实数 .
【答案】0
【分析】由幂函数的定义结合其性质列出方程得出实数.
【详解】由,得或,
再把和分别代入,检验得.
故答案为:0
9-2.(2024高二下·辽宁本溪·期末)已知幂函数在第一象限内单调递减,则( )
A. B. C.2 D.4
【答案】D
【分析】利用幂函数的定义和幂函数在第一象限内的单调性即可求解.
【详解】由幂函数的定义可知,解得,
由幂函数在第一象限内单调递减,可得,
则,
所以.
故选:.
9-3.(24-25高一上·上海·随堂练习)若幂函数在区间上是严格减函数,则实数的值可能为( ).
A.1 B.
C. D.2
【答案】C
【分析】根据幂函数的单调性可得答案.
【详解】若幂函数在区间上是严格减函数,只要即可.
故选:C.
9-4.(2024·四川成都·模拟预测)幂函数在区间上单调递减,则下列说法正确的是( )
A. B.是减函数
C.是奇函数 D.是偶函数
【答案】C
【分析】根据幂函数的定义及单调性可判断AB,再由奇函数的定义判断CD.
【详解】函数为幂函数,则,解得或.
当时,在区间上单调递增,不满足条件,排除A;
当时,在区间上单调递减,满足题意.
函数在和上单调递减,但不是减函数,排除B;
因为函数定义域关于原点对称,且,
所以函数是奇函数,不是偶函数,故C正确,D错误.
故选:C.
(五)
幂函数的性质综合应用
利用幂函数解不等式的步骤
利用幂函数解不等式,实质是已知两个函数值的大小,判断自变量的大小,常与幂函数的单调性、奇偶性等综合命题.求解步骤如下:
(1)确定可以利用的幂函数;
(2)借助相应的幂函数的单调性,将不等式的大小关系,转化为自变量的大小关系;
(3)解不等式(组)求参数范围,注意分类讨论思想的应用.
题型10:利用幂函数解不等式
10-1.(2024高三上·四川遂宁·阶段练习)若,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由幂函数在定义域内为增函数解不等式
【详解】因为函数在定义域内为增函数,且,
所以,即,
所以不等式的解集为,
故选:A
10-2.(2024高一上·安徽·期中)已知幂函数的图象经过点,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据幂函数的图象经过点,得,再结合单调性与偶函数的性质解不等式即可.
【详解】设,由题意得,,解得,
∴,∴为偶函数且在上单调递减.
∵,∴,解得或.
故选:D.
10-3.(2024高三上·四川绵阳·阶段练习)“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】结合函数定义域和单调性得到不等式组,求出所满足的的取值范围,进而判断出结果.
【详解】因为定义域为,且为增函数,又,所以,解得:,因为,而,故“”是“”的充分不必要条件.
故选:A
10-4.(2024高一上·上海浦东新·期中)不等式的解集为 .
【答案】
【分析】根据幂函数的单调性求解即可.
【详解】函数的定义域为且在上单调递减,
则由,
得,解得,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
10-5.(2024高一上·江苏盐城·阶段练习)函数,则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】根据不等式,结合幂函数的单调性建立不等式组,解之即可求解.
【详解】由题意知,幂函数在上单调递减,
由,得,
解得,即不等式的解集为.
故答案为:
题型11:利用幂函数的单调性、奇偶性及其应用
11-1.(2024高一下·黑龙江齐齐哈尔·开学考试)已知幂函数在区间上单调递增.请从如下2个条件:①对任意的,都有;②对任意的,都有中任选1个作为已知条件,求解下列问题.
(1)求的解析式;
(2)在(1)问的条件下,当时,求的值域.
(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.)
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
【分析】(1)根据题意,由幂函数的性质列出方程即可求得,从而得到函数的解析式;
(2)根据题意,由幂函数的值域即可求得结果.
【详解】(1)∵,其中,
当时,当时,当时,(),
∵在区间上单调递增,∴,或
选①时,可知函数为偶函数,则的解析式为,
选②时,可知函数为奇函数,则的解析式为.
(2)若函数
易知在上单调递减,在上单调递增
当时,,当时,,
∴的值域为.
若,易知在上是增函数
当时,,当时,,
∴的值域为.
11-2.(2024高一·全国·课后作业)已知函数:①,②,③,④,既是偶函数,又在上为增函数的是 .
【答案】①④
【分析】结合幂函数的性质,分别判断选项中四个函数的奇偶性以及在上的单调性,看是否符合题意,即得答案.
【详解】对于①,设,定义域为,满足,
故为偶函数,又,在上为增函数,符合题意;
对于②,定义域为R,且为偶函数,在上为增函数,
故在上为减函数,不符题意;
对于③,定义域为R,设,则,
故为奇函数,不符题意;
对于④,定义域为,设,满足,
故为偶函数,在上为减函数,故在上为增函数,符合题意,
故答案为:①④
11-3.(2024高一上·上海杨浦·期末)已知,若幂函数奇函数,且在上为严格减函数,则 .
【答案】-1
【分析】根据幂函数在上为严格减函数,可得,再由幂函数奇函数即可得答案.
【详解】解:因为幂函数在上为严格减函数,
所以,
所以,
又因为幂函数奇函数,且,
所以,
故答案为:-1
11-4.(2024高一上·安徽马鞍山·期中)已知幂函数为奇函数.
(1)求的值;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2)或.
【分析】(1)根据幂函数的定义得到或,根据奇偶性即可得到的值,再计算即可;
(2)根据幂函数的单调性结合条件可得或或,进而即得.
【详解】(1)由,得或,
当时,是奇函数,满足题意,
当时,是偶函数,不满足题意,
所以,;
(2)因为的定义域为,单调减区间为,,
由,可得或或,
解得或,
所以实数的取值范围为或.
一、单选题
1.(2024高一上·四川成都·期末)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用函数的奇偶性及幂函数的性质进行排除可得答案.
【详解】因为,所以为偶函数,排除A,B选项;
易知当时,为增函数,且增加幅度较为缓和,所以D不正确.
故选:C.
2.(2024高一上·青海西宁·期末)已知点在幂函数的图象上,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据幂函数的定义求出a,将已知点的坐标代入解析式即可求解.
【详解】函数是幂函数,
,即点在幂函数的图象上,
2,即,故.
故选:D.
3.(2024高一上·内蒙古包头·期末)已知幂函数的图象过点,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据幂函数的定义,设出解析式,代入点可得答案.
【详解】设,因为幂函数的图象过点,所以,
即,所以.
故选:C.
4.(2024·海南·模拟预测)已知为幂函数,则( ).
A.在上单调递增 B.在上单调递减
C.在上单调递增 D.在上单调递减
【答案】B
【分析】首先根据幂函数的定义求出参数的值,即可得到函数解析式,再分析其性质.
【详解】因为是幂函数,所以,解得或,
所以或,
对于,函数在上单调递增,在上单调递减;
对于,函数在上单调递减,且为奇函数,故在上单调递减;
故只有B选项“在上单调递减”符合这两个函数的性质.
故选:B
5.(2024高三下·上海浦东新·阶段练习)设,若幂函数定义域为R,且其图像关于y轴成轴对称,则m的值可以为( )
A.1 B.4 C.7 D.10
【答案】C
【分析】
根据幂函数的定义域和幂函数的奇偶性可以确定m的值.
【详解】
解:由题意知,
因为其图像关于y轴成轴对称,则.
故选:C.
6.(2024高二下·陕西咸阳·期末)现有下列函数:①;②;③;④;⑤;⑥;⑦,其中幂函数的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据幂函数的定义逐个辨析即可
【详解】幂函数满足形式,故,满足条件,共2个
故选:B
7.(2024高一·全国·课后作业)已知幂函数的图像关于轴对称,则等于( )
A.1 B.2 C.1或2 D.3
【答案】A
【分析】根据幂函数以及幂函数的对称性确定正确答案.
【详解】由于函数是幂函数,所以,解得或.
当时,,是偶函数,图像关于轴对称,符合题意.
当时,,是奇函数,图像不关于轴对称,不符合题意.
所以的值为.
故选:A
8.(2024高三上·上海浦东新·阶段练习)如图所示是函数(均为正整数且互质)的图象,则( )
A.是奇数且
B.是偶数,是奇数,且
C.是偶数,是奇数,且
D.是奇数,且
【答案】B
【分析】由幂函数性质及时两图象的位置关系可知;由图象可知为偶函数,进而确定的特征.
【详解】由幂函数性质可知:与恒过点,即在第一象限的交点为,
当时,,则;
又图象关于轴对称,为偶函数,,
又互质,为偶数,为奇数.
故选:B.
9.(24-25高二下·福建莆田·期中)如图所示,图中的曲线是幂函数在第一象限的图象,已知取,四个值,则相应于,,,的依次为( )
A.,,, B.,,,
C.,,, D.,,,
【答案】B
【分析】根据幂函数的图象在第一象限内的特征即可得答案.
【详解】解:根据幂函数的性质,在第一象限内的图象:
当时,越大,递增速度越快,故的,的;
当时,越大,曲线越陡峭,所以曲线的,曲线的.
故选:B
10.(2024高一上·安徽·期末)若幂函数在区间上单调递减,则( )
A.3 B.1 C.或3 D.1或
【答案】A
【分析】由题目条件可得且.
【详解】因为函数为幂函数,且在区间上单调递减,所以且,又,可得或.
当时,满足,舍去;
当时,满足.
综上.
故选:A.
11.(2024高一上·重庆九龙坡·期末)已知,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据幂函数的单调性进行判断即可.
【详解】,因为函数是实数集上的增函数,
所以由可得:,即,
故选:C
12.(2024高一·全国·课后作业)已知,若,则下列各式中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】确定函数在上单调递减,得到函数值的大小关系.
【详解】在上单调递减,,故,
故.
故选:B.
13.(2024高一下·辽宁本溪·阶段练习)若幂函数在区间上单调递增,则( )
A. B.3 C.或3 D.1或
【答案】A
【分析】根据幂函数的概念和单调性可求出结果.
【详解】因为函数为幂函数,且在区间上单调递增,
所以且,
由,得或,
当时,,满足题意;
当时,足,不符合题意.
综上.
故选:A.
14.(2024高一上·浙江杭州·期末)已知幂函数在上是减函数,则n的值为( )
A. B.1 C.3 D.1或
【答案】B
【分析】先由函数是幂函数,得到或,再分别讨论,是否符合在上是减函数的条件.
【详解】因为函数是幂函数,则,
所以或.
当时,在上是增函数,不合题意.
当时在上是减函数,成立.
故选:B.
15.(2024高一上·江西萍乡·期末)已知幂函数的图像过点,则的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】A
【分析】根据题意,得到幂函数的解析式,然后代入计算即可得到结果.
【详解】根据题意,设幂函数为,则可得,所以,
即
故选:A
16.(2024高一上·云南德宏·期末)下列函数既是幂函数又是奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用幂函数及函数的奇偶性的定义,结合各选项进行判断即可.
【详解】对于A,由幂函数的定义知是幂函数,由题意可知的定义域为,,所以是奇函数,符合题意;故A正确;
对于B,由幂函数的定义知是幂函数,由题意可知的定义域为,,所以是偶函数,不符合题意;故B错误;
对于C,由幂函数的定义知不是幂函数,不符合题意;故C错误;
对于D,由幂函数的定义知不是幂函数,不符合题意;故D错误;
故选:A.
17.(2024高一上·全国·课后作业)如图,下列3个幂函数的图象,则其图象对应的函数可能是( )
A.①,②,③ B.①,②,③
C.①,②,③ D.①,②,③
【答案】A
【分析】根据幂函数的图象与性质,逐个判定,即可求解.
【详解】由函数是反比例函数,其对应图象为①;
函数的定义域为,应为图②;
因为的定义域为且为奇函数,故应为图③.
故选:A.
18.(2024高一下·内蒙古呼和浩特·开学考试)已知幂函数的图象过点,则( ).
A. B.4 C. D.8
【答案】C
【分析】根据幂函数的定义设函数的解析式,再代入已知点求出函数解析式,再求值即可.
【详解】因为函数为幂函数,所以可设f(x)=xa,
因为图象过,
所以 ,
所以,即,
所以
故选:C
二、多选题
19.(2024高一下·山西忻州·开学考试)已知幂函数的图象过点,则( )
A.是偶函数 B.是奇函数
C.在上为减函数 D.在上为减函数
【答案】AD
【分析】利用幂函数定义即过点可得,再根据函数奇偶性定义即可判断是偶函数,由幂函数单调性即可判断D正确.
【详解】根据幂函数定义可得,解得;
又因为图象过点,所以可得,即;
易知函数的定义域为,且满足,
所以是偶函数,故A正确,B错误;
由幂函数性质可得,当时,为单调递减,再根据偶函数性质可得在上为增函数;故C错误,D正确.
故选:AD
20.(2024高一上·宁夏银川·期末)幂函数,,则下列结论正确的是( )
A. B.函数是偶函数
C. D.函数的值域为
【答案】ABD
【分析】根据函数为幂函数,求得m的值,判断A;根据函数奇偶性定义可判断B;根据幂函数的单调性可判断C;根据函数解析式可求函数值域,判断D.
【详解】因为是幂函数,所以,
解得或,又因为,故,A正确;
则,定义域为,满足,故是偶函数,B正确;
为偶函数,在上单调递减,故,C错误;
函数的值域为,D正确,
故选:ABD
21.(2024高一上·重庆长寿·期末)下列函数既是幂函数,又在上单调递减的是( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【分析】根据幂函数的性质,逐一判断每个函数是否满足题目中的条件即可.
【详解】对于A,函数在上单调递减但不是幂函数,故选项A错误;
对于B,函数是幂函数,在上单调递增,故选项B错误;
对于C,函数是幂函数且在上单调递减,故选项C正确;
对于D,函数是幂函数且在上单调递减,故选项D正确,
故选:CD.
22.(2024高一上·云南红河·期末)已知幂函数的图象经过点,则下列说法正确的是( )
A.函数为增函数
B.函数为偶函数
C.当时,
D.当时,
【答案】ACD
【分析】根据给定条件,求出幂函数的解析式,再逐项分析判断作答.
【详解】设幂函数,则,解得,所以,
对于A,的定义域为,在上单调递增,A正确;
对于B,因为的定义域不关于原点对称,函数不是偶函数,B错误;
对于C,当时,,C正确;
对于D,当时,,
又,所以,D正确.
故选:ACD
三、填空题
23.(2024高一·全国·课后作业)幂函数是偶函数,且在上为增函数,则函数解析式为 .
【答案】或
【分析】根据幂函数的定义和性质得到关于的不等式组,解得即可求出的值.
【详解】是幂函数,也是偶函数,
且在上为增函数,
且为偶数,
解得或,
当时,,
当时,.
故答案为:或
24.(2024高一上·宁夏吴忠·期中)若是幂函数,且,则
【答案】9
【分析】设出幂函数解析式,根据解出参数,将代入计算即可.
【详解】解:因为是幂函数,记,因为,
所以,解得,故,
所以.
故答案为:9
25.(2024高一下·江苏南京·阶段练习)请写出一个满足条件①和②的幂函数,条件:①是偶函数;②为上的减函数.则 .
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据幂函数的性质即可求解.
【详解】设,根据幂函数为偶函数,则为偶数,又为上单调递减,故 ,故可取,
故答案为:(答案不唯一)
26.(2024高一上·广东肇庆·期中)已知幂函数的图象过点和,则实数m= .
【答案】2
【分析】由幂函数的定义可设,代入运算即可得解.
【详解】由题意,设,
因为幂函数的图象经过点,
所以,解得,
所以.
又幂函数的图象经过点,
所以.
故答案为:.
27.(2024高一·全国·课后作业)幂函数的图像一定经过第 象限
【答案】一、三
【分析】由函数的奇偶性及幂函数恒过定点可得.
【详解】因为为自然数,所以为偶数,所以为奇数,
所以是奇函数,
且函数的图像经过和点并且在单调递增,
所以幂函数的图像一定经过第一、三象限.
故答案为:一、三
28.(2024高一上·江苏徐州·阶段练习)若幂函数过点,则满足不等式的实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】利用待定系数法求出幂函数的解析式,再利用函数定义域和单调性求不等式的解集.
【详解】设幂函数,其图像过点,则,解得;
∴,函数定义域为,在上单调递增,
不等式等价于,解得;
则实数的取值范围是.
故答案为:
29.(2024高一上·陕西咸阳·期末)已知幂函数满足,则 .
【答案】
【分析】根据幂函数的定义和单调性进行求解即可.
【详解】因为函数为幂函数,
则,解得或,
又因为,所以,
故答案为:.
30.(2024·宁夏银川·二模)已知函数是幂函数,且为偶函数,则实数 .
【答案】2
【分析】由函数是幂函数,则,解出的值,再验证函数是否为偶函数,得出答案.
【详解】由函数是幂函数,则,得或,
当时,函数,其定义域为,,则是偶函数,满足条件;
当时,函数是奇函数,不合题意.
故答案为:2.
31.(2024高一上·辽宁·期末)已知幂函数在第一象限单调递减,则 .
【答案】
【分析】根据题意得,即可解决.
【详解】由题知,幂函数在第一象限单调递减,
所以,解得(舍去),或,
所以,
所以,
故答案为:
32.(2024高三上·河南许昌·期末)已知函数是幂函数,且在上是增函数,则实数的值为 .
【答案】1
【分析】先由幂函数的定义可得,求出的值,再由在上是增函数,可得答案.
【详解】因为函数是幂函数,则,解得或,
又因为在上是增函数,所以,所以.
故答案为:1
33.(2024高三下·上海杨浦·阶段练习)已知幂函数的图像过点,则的值为 .
【答案】
【分析】设幂函数为,代入点计算,从而得函数解析式,再代入计算即可.
【详解】设幂函数为,由题意,,
解得,所以幂函数解析式为,
所以.
故答案为:
34.(2024高一上·江西赣州·期中)幂函数在上为减函数,则的值为 .
【答案】
【分析】由函数是幂函数,列方程求出的值,再验证是否满足题意.
【详解】由函数是幂函数,则,
解得或;
当时,,在上为减函数,满足题意;
当时,,在上为增函数,不合题意.
故答案为:.
35.(2024高三下·上海·阶段练习)已知函数,则关于的表达式的解集为 .
【答案】
【分析】利用幂函数的性质及函数的奇偶性和单调性即可求解.
【详解】由题意可知,的定义域为,
所以,
所以函数是奇函数,
由幂函数的性质知,函数在函数上单调递增,
由,得,即,
所以,即,解得,
所以关于的表达式的解集为.
故答案为:.
36.(2024高一上·全国·课后作业)已知幂函数,若,则a的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据题意得到幂函数的定义域和单调性,得到不等式的等价不等式组,即可求解.
【详解】由幂函数,
可得函数的定义域为,且是递减函数,
因为,可得,解得,
即实数的取值范围为.
故答案为:
37.(2024高一上·浙江宁波·期中)已知幂函数过点,则满足的实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】可得幂函数,且函数在其定义域上单调递增.
因为,所以,解得,
所以实数a的取值范围是.
故答案为:
38.(2024高二下·陕西宝鸡·期末)幂函数在上单调递减,则的值为 .
【答案】2
【分析】利用幂函数定义求出m值,再借助幂函数单调性即可判断作答.
【详解】解:因为函数是幂函数,
则有,解得或,
当时,函数在上单调递增,不符合题意,
当时,函数在上单调递减,符合题意.
所以的值为
故答案为:
四、解答题
39.(2024高一上·四川眉山·期末)已知幂函数的图象经过点.
(1)求的解析式,并指明函数的定义域;
(2)设函数,用单调性的定义证明在单调递增.
【答案】(1),
(2)证明见解析
【分析】(1)由待定系数法可得解析式,根据解析式有意义可得定义域;
(2)按照步骤:取值,作差,定号,下结论证明即可.
【详解】(1)设,则,,
则,
的定义域是;
(2)由(1)知,任取,则
,
,,,,
,即,
在上单调递增.
40.(2024高一·全国·课后作业)比较下列各组数的大小:
(1),;
(2),;
(3),,.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用幂函数的单调性进行比较大小.
(2)利用幂函数的单调性、不等式的性质进行比较大小.
(3)利用幂函数的单调性、分数指数幂的性质进行大小比较.
【详解】(1)因为幂函数在上单调递减,且,所以.
(2)因为幂函数在上为增函数,且,,所以,所以,所以.
(3),,,因为幂函数在上单调递增,所以.
41.(2024高一·全国·课后作业)求不等式的解.
【答案】
【分析】将不等式化为二次不等式求解,得出答案.
【详解】解:等价于,
则,即,
解得,
故答案为:.
42.(2024高三·全国·课后作业)已知幂函数(m为正整数)的图像关于y轴对称,且在上是严格减函数,求满足的实数a的取值范围.
【答案】
【分析】根据函数为幂函数以及函数的性质,可确定参数m的取值,结合幂函数的单调性,分类讨论求解不等式,可得答案.
【详解】因为函数在上是严格减函数,所以,解得.
由m为正整数,则或,
又函数的图像关于y轴对称,得是偶函数,
而当时,,为奇函数,不符题意,
当时,,为偶函数,于是.
因为为奇函数,在与上均为严格减函数,
所以等价于或或,
解得或,即.
43.(2024高一上·福建龙岩·期末)已知幂函数为偶函数,.
(1)若,求;
(2)已知,若关于x的不等式在上恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先利用幂函数的定义及性质求出,再利用列方程求出;
(2)将问题转化为,构造函数,利用函数单调性的定义判断的单调性,根据单调性可求得,进而可得的取值范围
【详解】(1)对于幂函数,得,
解得或,
又当时,不为偶函数,
,
,
,
,
解得;
(2)关于x的不等式在上恒成立,
即在上恒成立,
即,
先证明在上单调递增:
任取,
则,
,
,,又,
,
,即,
故在上单调递增,
,
,又,
解得.
44.(2024高一下·四川广安·阶段练习)已知幂函数在上单调递增.
(1)求m的值及函数的解析式;
(2)若函数在上的最大值为3,求实数a的值.
【答案】(1),;
(2).
【分析】(1)根据幂函数及其区间单调性列方程、不等式求参数,进而写出解析式;
(2)由(1)及已知得,结合二次函数性质及其区间最值,讨论对称轴与区间位置关系求参数值.
【详解】(1)幂函数在上单调递增,
故,解得,故;
(2)由(1)知:,
所以,
所以函数的图象为开口向下的抛物线,对称轴为直线;
由于在上的最大值为3,
①当时,在上单调递增,故,解得;
②当时,在上单调递减,故,解得;
③当时,在上单调递增,在上单调递减,故,解得(舍去)或(舍去).
综上所述,.
45.(2024高一上·辽宁辽阳·期末)已知幂函数为奇函数.
(1)求的解析式;
(2)若正数满足,若不等式恒成立.求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据幂函数定义可构造方程求得的值,结合奇偶性可得结果;
(2)由,利用基本不等式可求得的最小值,由此可得结果.
【详解】(1)为幂函数,,解得:或;
当时,,则,即为偶函数,不合题意,舍去;
当时,,则,即为奇函数,符合题意;
综上所述:.
(2)由(1)得:,即,又,,
(当且仅当,即,时取等号),
.
46.(2024高一上·山东枣庄·期末)已知幂函数的图像关于y轴对称.
(1)求m的值;
(2)若函数,求的单调递增区间.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题知,进而解方程并根据图像关于y轴对称求解即可;
(2)由(1)知,进而分,两种情况讨论求解即可;
【详解】(1)解:由题意知,解得,或.
又因为的图像关于y轴对称,所以为偶函数,从而.
所以,.
(2)解:由(1)知,,
当时,,对称轴为,
所以在上单调递减,在上单调递增.
当时,,对称轴为,
所以在上单调递减,在上单调递增.
所以,的单调递增区间为.
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