内容正文:
@第二章 函数的概念与基本初等函数
2.5 幂函数
5A>!
1.了解幂函数的概念.
2.结合函数y=x,y=x2,y=x3,y=x
1
2,y=x-1 的图象,了解它们的变化情况.
3.了解几种特殊函数的图象与性质.
AMc
-
-@)
1.幂函数
(1)幂函数的定义
一般地,函数 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和性质比较
函数 y=x y=x2 y=x3 y=x
1
2 y=x-1
图象
性
质
定
义
域
R R R
值
域 R R
奇
偶
性
函数 函数 函数
函数
函数
单
调
性
在 R 上 单
调递增
在
上 单 调 递
减;在
上 单
调递增
在 R 上 单
调递增
在
上 单 调
递增
在
上 单 调
递减
公
共
点
(3)幂函数y=xα 的性质
① 幂函数在(0,+∞)上都有定义;
② 当α>0时,幂函数的图象都过点
和 ,且在(0,+∞)上单调递增;
③ 当α<0时,幂函数的图象都过点
,且在(0,+∞)上单调递减.
2.双勾函数y=f(x)=ax+
b
x
(ab>0)
(1)函数y=f(x)=ax+
b
x
(a>0,b>0)的
图象与性质
图象如图:
性质:
① 定义域:(-∞,0)∪ (0,+∞);
② 值域:(-∞,-2 ab]∪ [2 ab,+∞);
③ 奇偶性:奇函数,函数图象整体呈两个“对
勾”的形状,且函数图象关于原点对称,即
f(x)+f(-x)=0;
④ 图象在第一、三象限,当x>0时,f(x)在
x=
b
a
时,取最小值2 ab,
当x <0时,f(x)在x=-
b
a
时,取最大
值-2 ab;
⑤ 单调性:增区间为 b
a
,+∞ , - ∞,
-
b
a ,减区间为0,
b
a ,- ba ,0 .
(2)函数y=f(x)=ax+
b
x
(a<0,b<0)的
图象与性质
039
hh
图象如图:
性质:
① 定义域:(-∞,0)∪ (0,+∞);
② 值域:(-∞,-2 ab]∪ [2 ab,+∞);
③ 奇偶性:奇函数,函数图象整体呈两个“对
勾”的形状,且函数图象关于原点对称,即
f(x)+f(-x)=0;
④ 图象在第二、四象限,当x<0时,f(x)在
x=-
b
a
时,取最小值2 ab;当x >0时,
f(x)在x=
b
a
时,取最大值-2 ab;
⑤单调性:增区间为0,ba ,- ba ,0 ,减
区间为 b
a
,+∞ ,-∞,- ba .
3.双刀函数y=ax+
b
x
(ab<0)
(1)a>0,b<0,作图如下:
① 定义域:(-∞,0)∪ (0,+∞);
② 值域:R;
③ 奇偶性:奇函数;
④ 无最大值也无最小值;
⑤ 单调性:增区间为(-∞,0),(0,+∞).
(2)a<0,b>0,作图如下:
① 定义域:(-∞,0)∪ (0,+∞);
② 值域:R;
③ 奇偶性:奇函数;
④ 无最大值也无最小值;
⑤ 单调性:减区间为(-∞,0),(0,+∞).
常用结论与知识拓展
1.(1)幂函数的图象一定会出现在第一象限内,一
定不会出现在第四象限.
(2)幂函数的图象过定点(1,1),若幂函数的图象
与坐标轴相交,则交点一定是原点.
(3)若幂函数y=xα 在(0,+∞)上单调递增,则
α>0;若在(0,+∞)上单调递减,则α<0.
2.双勾函数y=ax+
b
x
(ab>0)的极值与图象的
拐点可利用基本不等式求得.
-"
1.判断下列命题是否正确,正确的在括号内画
“√”,错误的画“×”.
(1)y=2x
1
2 是幂函数. ( )
(2)幂函数的图象必过点(0,0)和(1,1).
( )
(3)幂函数的图象都不过第二、四象限. ( )
(4)当n>0时,幂函数y=xn 在(0,+∞)上
是增函数. ( )
(5)若幂函数y=xα 的图象关于原点对称,则
y=xα 在定义域内y 随x 的增大而增大.
( )
(6)函数y=x+
m
x
的单调增区间是(-∞,
- m),(m,+∞). ( )
2.(教材改编题)写出一个为奇函数的幂函数
f(x)= .
3.(教材改编题)已知幂函数f(x)=kxα 的图象
过点 1
2
,2
2 ,则k+α= .
4.(教材改编题)已知幂函数f(x)=xα(α∈R)
的图象过点(16,2),若f(m)=3,则实数m 的
值为 .
040
@第二章 函数的概念与基本初等函数
5.(多选题)已知函数f(x)=x+
4
x
,x ∈ [1,
3],下列叙述正确的是 ( )
A.f(x)在区间[1,2]上递减,在区间[2,3]
上递增
B.f(x)的最大值为4
C.f(x)的最小值为
13
3
D.f(x)>
13
3
的解集是 1,43
A
/c5%1@
考点1 幂函数的图象及性质
【例1】 (1)已知函数f(x)=(m2-m -1)·
xm
2-2m-3 是幂函数,且在(0,+∞)上单调递
减,则实数m= .
(2)已知幂函数f(x)=x(m
2+m)-1(m∈N*)的图
象经过点(2,2),则m = ,满足条
件f(2-a)>f(a-1)的实数a的取值范
围为 .
1.幂函数的形式是y=xα(α∈R),其中只有一
个参数α,因此只需一个条件即可确定其解析式.
2.判断幂函数y=xα(α∈R)的奇偶性时,当α
是分数时,一般将其先化为根式,再判断.
【对点训练1】 (1)已知函数f(x)=(m-1)2·
xm
2-4m+2 是在(0,+∞)上单调递增的幂函
数,则实数m= .
(2)(多选题)下列函数中,值域是R的幂函数有
( )
A.y=x
1
3 B.y=x
C.y=x
2
3 D.y=
2
3
x
(3)(多选题)已知幂函数f(x)的图象经过点
3,33 ,则下列说法正确的是 ( )
A.f(x)的定义域为R
B.f(x)存在最值
C.f(x)是减函数
D.f(x)不具有奇偶性
考点2 双勾函数
命题角度1 双勾函数的图象及性质
【例2】 已知f(x)=x+
a
x
(a>0).
(1)判断f(x)的奇偶性;
(2)讨论f(x)的单调性,并证明;
(3)若a=9,对任意的x ∈ [1,5],不等式
f(x)<2m2-m 恒成立,求实数m 的取值
范围.
当ab>0时,函数f(x)=ax+
b
x
为双勾函数.
若a>0,b>0,则函数在区间 -
b
a
,0 , 0,
b
a 上单调递减,在区间 -∞,- ba , ba ,
+∞ 上单调递增.
若a <0,b<0,则函数在区间 -
b
a
,0 ,
0, ba 上 单 调 递 增,在 区 间 -∞,- ba ,
b
a
,+∞ 上单调递减.
双勾函数f(x)=x+
a
x
(a>0)的单调递增区
间为(-∞,- a),(a,+∞);单调递减区间为
(- a,0),(0,a).
041
hh
【对点训练2】 已知函数f(x)=x+
4
x.
若对任
意x1,x2 ∈
1
2
,4
,|f(x1)-f(x2)|≤
m+
2
m
恒成立,求实数m 的取值范围.
命题角度2 变形及延伸
【例3】 已知函数f(x)=x +
1
x
(x >0),
g(x)=x2+
1
x2+
af(x)(a∈R,x >0).
(1)求f(x)的值域;
(2)讨论g(x)在(0,+∞)上的单调性;
(3)设a<0,M =min-6,-
3
8a
2 ,证明:
g(x)≥M.
在同时含有x+
1
x
,x2+
1
x2
的函数中,要注意
应用关系式 x+
1
x
2
=x2+
1
x2+
2进行相互转化,
为了简捷,必要时可以用换元法进行整体代换,但是
要注意换元后变量的范围不能发生改变.
【对点训练3】 已知函数f(x)=x2+
1
x2
.
(1)求f(x)的定义域并判断f(x)的奇
偶性;
(2)讨论f(x)的单调性.
考点3 双刀函数
【例4】 试讨论函数y=x-
1
x
的定义域、值域、
单调性、奇偶性,并画出函数图象.
当ab<0时,函数f(x)=ax+
b
x
为双刀函数.
若a>0,b<0,则函数在区间(-∞,0),(0,+∞)
上是增函数,若a<0,b>0,则函数在区间(-∞,
0),(0,+∞)上是减函数.
042
@第二章 函数的概念与基本初等函数
【对点训练4】 (1)已 知 函 数 f(x)=2x -
a
2x
(a>0).
① 判断f(x)在其定义域上的单调性,并用
函数单调性的定义加以证明;
② 讨论函数f(x)的奇偶性,并说明理由.
(2)已知a>0且a≠1,f(x)=ax -
1
ax
.
① 判断函数f(x)的奇偶性;
② 讨论f(x)的单调性并用单调性定义证明.
学习至此,请完成课时作业10
2.6 指数与指数函数
5A>!
1.通过对有理数指数幂a
m
n(a>0,m,n为正整数,且n>1)、实数指数幂ax(a>0,x∈R)含义的认识,了
解指数幂的拓展过程,掌握指数幂的运算性质.
2.通过具体实例,了解指数函数的实际意义,理解指数函数的概念.探索并理解指数函数的单调性与特殊点.
AMc
-
-@)
1.根式
(1)如果xn =a,那么x 叫做a的n次方根.
(2)式子
n
a 叫做 ,其中n 叫做根指
数,a叫做被开方数.
(3)(
n
a)n=a.当n为奇数时,
n
an =a;当n为
偶数时,nan =|a|=
a,a≥0,
-a,a<0.
2.有理数指数幂
概念
正分数指数幂:a
m
n =
n
am
负分数指数幂:a
-
m
n =
1
a
m
n
=
1
n
am
0的正分数指数幂等于0,0的负分
数指数幂没有意义
a>0,m,n ∈
N*,n>1
续表
运算
性质
ar·as =ar+s
(ar)s =ars
(ab)r =arbr
a >0,b>0,
r,s∈Q
3.指数函数的概念、图象与性质
项目 y=ax(a>0,且a≠1)
图象
0<a<1 a>1
图象特征
在x 轴上方,过定点(0,1)
当x逐渐增大时,图
象逐渐下降
当x逐渐增大时,图
象逐渐上升
043
hh
若m =0,显然成立,
若m≠0,则 m<0
,
Δ<0, 解得-4<m<0.
∴m ∈ (-4,0].
(2)∵ 不等式f(x)<-m+5在x∈
[1,3]上有解,
整理为m(x2-x+1)<6在x∈[1,
3]上有解,
∵x2-x+1= x-
1
2
2
+
3
4 >0
,
∴m <
6
x2-x+1
在x∈[1,3]上有
解,即求g(x)=
6
x2-x+1
在[1,3]
上的最大值,
∵h(x)=x2-x+1的对称轴为直线
x =
1
2
,
∴h(x)在[1,3]上单调递增,
∴h(x)min = h(1)= 1,h(x)max =
h(3)=7,
∴ 1
x2-x+1
∈
1
7
,1 ⇒
6
x2-x+1
∈
6
7
,6 ,
可得g(x)max =6,∴m <6.
对点训练6:(4,+∞) -
1
2
,+∞
解析:关 于x 的 不 等 式 mx2 +4x +
m-3>0对于任意实数x 恒成立,则
m >0,
Δ =42-4m(m-3)<0, 解得m 的
取值范围是(4,+∞).
若 mx2+4x+m-3>0在(-1,1)上
有解,则 m >
3-4x
x2+1
在(-1,1)上有
解,易知当-1<x≤
3
4
时,3-4x
x2+1
≥
0,当34 <x<1
时,3-4x
x2+1
<0,此时
记t=x-
3
4
,则0<t<
1
4
,g(t)=
-4t
t+
3
4
2
+1
= -
4
t+
25
16t+
3
2
, 在
0,14 上单调递减,故g(t)>- 12,
综上可知,3-4x
x2+1
>-
1
2
,故m 的取值
范围是 -
1
2
,+∞ .
例7:解:(1)当0<x≤10时,y=12x-
1
2x
2+2x -30= -12x2+10x-
30;
当 10 < x ≤ 50 时,y = 12x -
14x+
450
x -115 -30 = -2x -
450
x +85.
故y =
-
1
2x
2+10x-30,0<x ≤10,
-2x-
450
x +85
,10<x ≤50.
(2)当0<x ≤10时,函 数 y =
-
1
2x
2+10x-30为开口向下的二
次函数,且对称轴为直线x =10,
所以y= -
1
2x
2+10x-30在(0,10]
上单调递增,
故ymax= -
1
2×10
2+10×10-30=
20(万元);
当10<x≤50时,y= -2x-
450
x +
85= - 2x+
450
x +85≤
-2 2x·
450
x +85=25
,
当且仅当2x =
450
x
,即x =15时,等
号成立.
即当x =15时,ymax =25(万元).
因为20<25,所以当年代加工量为
15万件时,该农民专业合作社为这一
品牌服装代加工费的年利润最大,最
大值为25万元.
对点训练7:解:(1)由题意知0≤x ≤5
时,v=45海里/小时,
当5≤x ≤50时,设v(x)=ax +
b(a≠0),
则 50a+b=0,
5a+b=45, 解得 a= -1,b=50,
故v(x)= 45
,0≤x ≤5,
-x+50,5<x ≤50.
(2)由 (1)可 得 f(x)= xv(x)=
45x,0≤x ≤5,
-x2+50x,5<x ≤50,
当0≤x ≤5时,f(x)=45x,此时
f(x)max =45×5=225;
当5<x ≤50时,f(x)= -x2 +
50x = -(x-25)2+625,
当x=25时,f(x)取到最大值为625,
由于225<625,故当船只密集度为
25艘/海里 时, 通 过 的 船 只 数 量
f(x)=xv(x)可以达到最大值,最大
值为625.
2.5 幂函数
必备知识回顾
知识梳理
1.(1)y =xα (2){x|x ≥0} {x|
x ≠0} {y|y≥0} {y|y≥0}
{y|y≠0} 奇 偶 奇 非奇非偶
奇 (-∞,0] (0,+∞) [0,+∞)
(-∞,0)和(0,+∞) (1,1)
(3)②(1,1) (0,0) ③(1,1)
基础检测
1.(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
(6)×
2.x(答案不唯一) 3.32 4.81
5.AD 设x1,x2 是区间[1,3]上的两个
任意 实 数,且 x1 <x2,则 f(x1)-
f(x2)=x1-x2+
4
x1
-
4
x2
= (x1-
x2)1-
4
x1x2 .因为x1 <x2,所以
x1-x2<0,当1≤x1<x2≤2时,
1<x1x2<4,所以
4
x1x2
>1,所以1-
4
x1x2
<0,所以f(x1)>f(x2),所以
f(x)在区间[1,2]上是减函数.当2≤
x1 <x2 ≤3时,4<x1x2 <9,所以
0<
4
x1x2
<1,所以1-
4
x1x2
>0,所以
f(x1)<f(x2),所 以 f(x)在 区 间
[2,3]上是增函数,故 A正确.由函数
的单调性知f(x)的最小值为f(2)=
2+
4
2 =4.
又f(1)=5,f(3)=3+
4
3 =
13
3 <f
(1),所以f(x)的最大值
为f(1)=5,故B,C错误.由f(x)>
13
3
得x+
4
x >
13
3
,即3x2 -13x +
12>0,解得x>3或x<
4
3
,又1≤
x≤3,所以1≤x<
4
3
,所以f(x)>
13
3
的 解 集 是 1,43 ,故 D正 确.故
选AD.
关键能力提升
例1:(1)2
解析:由题意知m2-m-1=1,解得
m = -1或m=2.当m= -1时,m2-
2m-3=0,则f(x)在(0,+∞)上为
常数,不符合题意.当 m =2时,m2-
2m -3 = -3,则 f(x)= x-3 在
(0,+∞)上单调递减,符合题意.所以
m =2.
(2)1 1≤a<
3
2
解析:因为f(x)的图象过点(2,2),
所以 2=2(m
2+m)-1,所以m2+m =2,
又m ∈N*,所以 m =1.即f(x)=
x
1
2,其定义域为{x|x≥0},且在定义
域上函数为增函数,所以由f(2-a)>
f(a-1)得0≤a-1<2-a,解得1≤
a<
3
2.
对点训练1:(1)0
解析:因为(m-1)2=1,所以m=0或
2.当m =0时,f(x)=x2,此时函数
f(x)=x2 在区间(0,+∞)上单调递
增,当m =2时,f(x)=x-2,不满足
题意.
(2)AB 对于A,函数y=x
1
3 =
3x,
定义域为 R,值域为 R,满足条件;对于
B,函数y=x,定义域为R,值域为R,
满足条 件;对 于 C,函 数y =x
2
3 =
3
x2,定义域为 R,在第一象限内单调
递增,又 x2 ≥ 0,所 以 值 域 为 [0,
+∞),不满足条件;对于D,函数y =
2
3
x
为 指 数 函 数,故 排 除 D.故
选AB.
(3)CD 设f(x)=xα(α ∈ R),则
f(3)= 3α =
3
3
,解 得 α = -
1
2
,
∴f(x)=x
-12 =
1
x
.对于 A,f(x)
的定 义 域 为(0,+ ∞),A 错 误;对 于
B,∵f(x) 的 值 域 为 (0,+ ∞),
∴f(x)无最值,B错误;对于C,∵α<
0,∴f(x)在(0,+ ∞)上 是 减 函 数,
C正确;对于D,∵f(x)定义域不关于
原点对称,∴f(x)不具有奇偶性,D正
确.故选CD.
例2:解:(1)f(x)的定义域为{x|x≠0}.
∵f(- x)= (- x)+
a
(-x)=
-452-
参
考
答
案
- x+
a
x = -f(x),
即f(-x)= -f(x),∴f(x)为奇函数.
(2)f(x)在(- a,0),(0,a)上单调
递减,在(-∞,- a),(a,+∞)上
单调递增.
证明如下,
对 ∀x1,x2∈(0,+∞),且x1<x2,
则 f(x1)-f(x2)= x1+
a
x1 -
x2+
a
x2 =
(x1-x2)(x1x2-a)
x1x2
,
x1x2 >0,x1-x2 <0,
当x1,x2∈(0,a)时,则x1x2-a<0,
∴f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>
f(x2),故 f(x)在(0,a)上 单 调
递减;
当x1,x2∈(a,+∞)时,则x1x2-
a > 0,∴f(x1)-f(x2)< 0,即
f(x1)<f(x2),故f(x)在(a,+∞)
上单调递增;
∴f(x)在(0,a)上 单 调 递 减,在
(a,+∞)上单调递增.
同理可证f(x)在(- a,0)上单调递
减,在(-∞,- a)上单调递增.
综上所述,f(x)在(- a,0),(0,a)
上 单 调 递 减, 在 (- ∞,- a),
(a,+∞)上单调递增.
(3)若a=9,则f(x)=x+
9
x
,
由(2)可得,f(x)在[1,3)上单调递
减,在[3,5]上单调递增,
∵f(1)=10,f(5)=
34
5
,即f(1)>
f(5),∴f(x)在[1,5]上的最大值为
f(1)=10.
又 ∵ 对 任 意 的 x ∈ [1,5],不 等 式
f(x)<2m2 -m 恒 成 立,则10<
2m2-m,解得m >
5
2
或m <-2,
故实数m 的取值范围为(-∞,-2)∪
5
2
,+∞ .
对点训练2:解:函数f(x)在
1
2
,2 上
递减,在(2,4]上递增,f(2)=4,而
f
1
2 =172,f(4)=5,所以f(x)max=
17
2
,f(x)min =4,故对任意x1,x2 ∈
1
2
,4 ,|f(x1)-f(x2)|≤m+2m
恒成立等价于|f(x1)-f(x2)|max≤
m+
2
m
,而|f(x1)-f(x2)|max =
17
2 -4=
9
2
,即m+
2
m ≥
9
2
,显然当
m <0时不等式不成立,所以原不等式
可变形得2m2-9m+4≥0且m>0,
解得0<m ≤
1
2
或m ≥4,即实数m
的取值范围为 0,12 ∪ [4,+∞).
例3:解:(1)由基本不等式,因为x >0,
所以f(x)≥2 x·
1
x =2
,当且仅
当x=1时,等号成立,所以f(x)的值
域为[2,+∞).
(2)g(x)=x2+
1
x2
+a x+
1
x =
x+
1
x
2
+a x+
1
x -2,令t=
x+
1
x
,t≥2,设h(t)=t2 +at-
2(t≥2),
当-
a
2 ≤2
,即a≥-4时,
当x∈(0,1)时,t∈(2,+∞),t关于
x 单 调 递 减,h(t)单 调 递 增,所 以
g(x)单调递减;
当x∈(1,+∞)时,t∈(2,+∞),t关
于x 单调递增,h(t)单调递增,所以
g(x)单调递增;
当 -
a
2 >2
,即a <-4时,令x +
1
x = -
a
2
, 解 得 x1 = -
a
4 -
a2-16
4
,x2 = -
a
4 +
a2-16
4
,
当 x ∈ 0,-
a
4 -
a2-16
4 时,
t∈ -
a
2
,+∞ ,t关于x单调递减,
h(t)单调递增,所以g(x)单调递减;
当 x ∈ -
a
4 -
a2-16
4
,1 时,
t∈ 2,-
a
2 ,t 关于x 单 调 递 减,
h(t)单调递减,所以g(x)单调递增;
当 x ∈ 1,-
a
4 +
a2-16
4 时,
t∈ 2,-
a
2 ,t 关于x 单 调 递 增,
h(t)单调递减,所以g(x)单调递减;
当x ∈ -
a
4+
a2-16
4
,+∞ 时,
t∈ -
a
2
,+∞ ,t关于x单调递增,
h(t)单调递增,所以g(x)单调递增.
综上可知,当a≥-4时,g(x)在(0,1)
上单调递减,在(1,+∞)上单调递增;
当a<-4时,
g(x) 在 0,-
a
4 -
a2-16
4 和
1,-
a
4 +
a2-16
4 上单调递减,
在 -
a
4 -
a2-16
4
,1 和 - a4 +
a2-16
4
,+∞ 上单调递增.
(3)证明:根据(2)的结论,当 -4≤
a<0时,g(x)的最小值为g(1)=
h(2)=2+2a≥2+2×(-4)= -6,
此时,0<a2 ≤16,得 -6≤-
3
8a
2,
M = -6,所以g(x)≥M,
当a<-4时,g(x)的最小值可能是
g(x1)或g(x2),而x1+
1
x1
=x2+
1
x2
= -
a
2
,所以g(x1)=g(x2)=
h -
a
2 = -a
2
4 -2
,
此时,a2 >16,-6>-
3
8a
2,M =
-
3
8a
2,又因为-
a2
4-2>-
3
8a
2,所
以g(x)>M,
综上可知,当a<0时,g(x)≥M.
对点训练3:解:(1)函数f(x)=x2+
1
x2
定义域为{x|x≠0},f(-x)=x2+
1
x2
=f(x),∴f(x)为偶函数.
(2)设任意的x1,x2 满足0<x1<x2,
f(x1)-f(x2)=x21 +
1
x21
-x22 -
1
x22
= (x21-x22)+
1
x21
-
1
x22 =
(x21-x22)(x21x22-1)
x21x22
=
(x1-x2)(x1+x2)(x1x2-1)(x1x2+1)
x21x22
,
∵0<x1 <x2,∴x21x22 >0,x1 -
x2 <0,x1+x2 >0,x1x2+1>0,
当0<x1<x2≤1时,x1x2-1<0,
则f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>
f(x2),∴f(x)在(0,1]上单调递减,
当1<x1 <x2 时,x1x2-1>0,则
f(x1)-f(x2)< 0,即 f(x1)<
f(x2),∴f(x)在(1,+∞)上单调递增,
∵f(x)为偶函数,∴ 函数f(x)单调
性如下:
当x∈(-∞,-1)时,函数f(x)单调
递减;当x∈[-1,0)时,函数f(x)单
调递增;
当x∈(0,1]时,函数f(x)单调递减;
当x ∈ (1,+∞)时,函数f(x)单调
递增.
例4:解:定义域为{x|x≠0},值域为R.
∀x1,x2 ∈ (-∞,0),且x1 <x2,则
y1-y2 =x1-
1
x1
- x2-
1
x2 =
(x1-x2)(x1x2+1)
x1x2
.
∵x1,x2 ∈ (-∞,0),且x1 <x2,
∴x1x2 >0,
x1-x2 <0,x1x2+1>0,
∴y1-y2 <0,即y1 <y2.
∴y=x-
1
x
在(-∞,0)上为增函数.
∀x1,x2 ∈ (0,+∞),且x1 <x2,则
y1-y2 =
(x1-x2)(x1x2+1)
x1x2
.
∵x1,x2 ∈ (0,+∞),且x1 <x2,
∴x1x2>0,x1x2+1>0,x1-x2<0.
∴y1-y2 <0,即y1 <y2.
∴y =x -
1
x
在(0,+ ∞)上 为 增
函数.
设f(x)=y=x-
1
x
,∵f(-x)=
-x-
1
-x = -
x-
1
x = -f(x).
∴f(x)=y =x-
1
x
是奇函数.
y =x-
1
x
的图象如图.
-453-
hh
对点训练4:(1)解:① 函数f(x)的定义
域为R,f(x)在其定义域上单调递增.
证明如下:
任取x1,x2 ∈R,设x1 <x2,
则 f(x2)-f(x1)= 2
x2-
a
2
x2 -
2
x1-
a
2
x1 =(2x2-2x1)1+ a2x1+x2 ,
易知2
x2-2
x1 >0,1+
a
2
x1+x2
>0,故
f(x2)-f(x1)>0,f(x2)>f(x1),
所以函数f(x)在其定义域上单调递增.
②f(x)= 2x -
a
2x
,f(- x) =
2-x -
a
2-x
,
当a=1时,f(-x)=2-x -
1
2-x
=
-f(x),函数为奇函数;
当a≠1时,f(0)=1-a≠0,函数不
是奇函数,
f(1)=2-
a
2
,f(-1)=
1
2 -2a
,
f(1)不恒等于f(-1),函数不是偶函
数,故为非奇非偶函数.
综上所述,当a=1时,函数f(x)是奇
函数,当a≠1时,函数f(x)既不是奇
函数也不是偶函数.
(2)解:①易知函数f(x)的定义域是R,
f(-x)=a-x -
1
a-x
=
1
ax
-ax =
-f(x),∴ 函数f(x)为奇函数.
②当a>1时,f(x)在R上是增函数,
当0<a<1时,f(x)在R上是减函
数.证明如下:
设任意的x1,x2 ∈R,且x1 <x2,
f(x1)-f(x2)=a
x1 -
1
a
x1
-a
x2 +
1
a
x2
= (a
x1 -a
x2)-
a
x2 -a
x1
a
x1a
x2
=
(a
x1 -a
x2)(a
x1a
x2 +1)
a
x1a
x2
,
当a>1时,由x1<x2 得0<a
x1 <
a
x2,a
x1 - a
x2 < 0,∴f(x1) -
f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),f(x)
在R上是增函数,
当0<a<1时,由x1<x2 得a
x1 >
a
x2 >0,a
x1 -a
x2 >0,∴f(x1)-
f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),f(x)
在R上是减函数.
2.6 指数与指数函数
必备知识回顾
知识梳理
1.(2)根式
3.(0,+∞) y =1
基础检测
1.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2.9 3.-1 2 4.7.9
5.AB 由3a-b ≤1,即3a-b ≤30,所以
a-b≤0,则a≤b,故 A正确;因为
c2 ≥0,所以ac2 ≤bc2,故B正确;当
a=1,b=2时a2<b2,故C错误;因
为f(x)=x|x|= -
x2,x <0,
x2,x ≥0, 则
f(x)在 R 上 为 增 函 数,由a ≤b 得
a|a|≤b|b|,故D错误.故选AB.
关键能力提升
例1:(1)- -a
解析:因为 -
1
a
有意义,所以a <
0,所 以 a = - a2, 所 以 a ·
-
1
a = - a
2 × -
1
a =
- a2× -
1
a = - -a.
(2)解:① 将a
1
2 +a
-12 = 5 两边平
方,得a+a-1+2=5,即a+a-1=3.
② 将a+a-1 =3两边平方,得a2+
a-2+2=9,即a2+a-2 =7.
对点训练1:(1)3+22 (2)
8
5
例2:(1)AD 因 为 函 数
y=ax +b-1(a>0,
且a≠1)的图象经过
第一、三、四象限,所以
其大致图象如图所示.
由 图 象 可 知 函 数 为 增
函数,所以a>1,当x=0时,y=1+
b-1=b<0,故选AD.
(2)(0,1)
解析:作出曲线y =
|2x -1|的 图 象 与
直线y =b 如 图 所
示.由图象可得b 的
取值范围是(0,1).
对点训练2:(1)B 如图,观察易知a,b
的关系式 ①0<b<a;②a<b<0;
⑤a=b=0可能成立;③0<a<b,
④b<a<0不可能成立.
(2)(-∞,-1]
解析:在同一平面直角坐标 系 中 画 出
y=|3x -1|与y= -m 的图象,如图
所示.由函数y=|3x -1|+m 的图象
不经过第二象限,则y =|3x -1|与
y= -m 在第二象限没有交点,由图象
知 -m ≥1,即m ≤-1.
例3:A 由2x -2y <3-x -3-y,得2x -
3-x <2y-3-y,即2x -
1
3
x
<2y-
1
3
y
.设f(x)=2x -
1
3
x
,则
f(x)<f(y).因为函数y =2x 在 R
上为增函数,y = -
1
3
x
在 R上为
增函数,所以f(x)=2x-
1
3
x
在R
上为增 函 数,则 由f(x)<f(y),得
x <y,所以y-x >0,所以y-x+
1>1,所以ln(y-x+1)>0,故选A.
对点训练3:(1)b>a>c
解析:由y=1.01x 在R上递增,则a=
1.010.5 <b=1.010.6,由y =x0.5 在
[0,+∞)上递增,则a=1.010.5>c=
0.60.5.所以b>a>c.
(2)b<c<a
解析:根据a=0.60.4,c=0.40.4,由幂
函数的性质可得a>c,又b=0.40.6,
c=0.40.4,由函数y=0.4x 的性质可得
b<c,所以b<c<a.
例4:(1) 18
,2
解析: 1
4
x-2
= (2-2)x-2 =2-2x+4,
∴2x
2+1≤2-2x+4,即x2+1≤-2x+4,
即x2+2x-3≤0,∴-3≤x≤1,此
时y =2x 的 值 域 为 [2-3,21],即 为
1
8
,2 .
(2)12
解析:当a<1时,41-a =21,解得a=
1
2
;当a>1时,22a-1 =4a-1,即-1=
-2不成立.故a 的值为
1
2.
对点训练4:1 -6
解析:因为y =2x 在 R上单调递增,
则2x
2-2x-3 <
1
2
3x-3
= 23-3x,即
x2-2x-3<3-3x,
即x2+x-6<0,解得-3<x<2,
因为 -3<x<2也是x2+ax+b<
0的解,
所以 -3+2= -a,
-3×2=b, 解得 a=1,b= -6,
此时x2+ax+b<0,即x2+x-6<
0,解得 -3<x <2,满足题意.
例5:(1)(1,+∞)
解析:原不等式可化为a>-4x +2x+1
对x ∈R恒成立,令t=2x,则t>0,
∴y = -4x +2x+1 = -t2 +2t =
-(t-1)2+1≤1,当t=1时,ymax=
1,∴a>1.
(2)-∞,-
1
3 ∪ (1,+∞)
解析:由题意知f(x)是奇函数,且在R
上为减函数,则f(t2-2t)+f(2t2-
1)<0,即f(t2-2t)<-f(2t2-1)=
f(1-2t2).所以t2-2t>1-2t2,解
得t>1或t<-
1
3.
对点训练5:(1)3- 41
2
,3+ 41
2
解析:设g(x)=2
024x -2
024-x +
x3+2x,则函数g(x)的定义域为 R,
因为g(-x)=2
024-x -2
024x +
(-x)3-2x = -(2
024x -2
024-x +
x3+2x)= -g(x),故函数g(x)为
奇函 数,因 为 函 数 y =2
024x,y =
-2
024-x,y =x3,y=2x 均为R上
的增函数,故函数g(x)为R上的增函
数,因为f(x)=2
024x-3-2
0243-x +
(x-3)3+2(x-3)+6=g(x-3)+
6,由f(x2-4)+f(2-3x)≤12可得
g(x2-4-3)+g(2-3x-3)+12≤
12,可得g(x2-7)≤-g(-1-3x)=
-454-