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(苏教版2019必修第一册)
6.1 幂函数9题型分类
知识点1 幂函数概念
形如的函数,叫做幂函数,其中为常数.
注:幂函数必须是形如的函数,幂函数底数为单一的自变量,系数为1,指数为常数.例如:等都不是幂函数.
知识点2 幂函数的图象及性质
1、作出下列函数的图象:
(1);(2);(3);(4);(5).
注:幂函数随着的取值不同,它们的定义域、性质和图象也不尽相同,但它们有一些共同的性质:
(1)所有的幂函数在都有定义,并且图象都过点;
(2)时,幂函数的图象通过原点,并且在区间上是增函数.特别地,当时,幂函数的图象下凸;当时,幂函数的图象上凸;
(3)时,幂函数的图象在区间上是减函数.在第一象限内,当从右边趋向原点时,图象在轴右方无限地逼近轴正半轴,当趋于时,图象在轴上方无限地逼近轴正半轴.
2、作幂函数图象的步骤如下:
(1)先作出第一象限内的图象;
(2)若幂函数的定义域为或,作图已完成;
若在或上也有意义,则应先判断函数的奇偶性
如果为偶函数,则根据轴对称作出第二象限的图象;
如果为奇函数,则根据原点对称作出第三象限的图象.
3、幂函数解析式的确定
(1)借助幂函数的定义,设幂函数或确定函数中相应量的值.
(2)结合幂函数的性质,分析幂函数中指数的特征.
(3)如函数是幂函数,求的表达式,就应由定义知必有,即.
4、幂函数值大小的比较
(1)比较函数值的大小问题一般是利用函数的单调性,当不便于利用单调性时,可与0和1进行比较.常称为“搭桥”法.
(2)比较幂函数值的大小,一般先构造幂函数并明确其单调性,然后由单调性判断值的大小.
(3)常用的步骤是:①构造幂函数;②比较底的大小;③由单调性确定函数值的大小.
(一)
幂函数必须是形如的函数,幂函数底数为单一的自变量,系数为1,指数为常数.
题型1:幂函数的概念
1-1.(2024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
1-2.(2024高一下·江西赣州·期中)在函数,中,幂函数的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
1-3.(2024高一·全国·课后作业)下列函数中不是幂函数的是( )
A. B. C. D.
(二)
幂函数的定义同指数函数、对数函数一样,是一种形式定义,对表现形式要求非常严格.判定一个函数是否为幂函数,关键看它是否具有幂函数的三个特征:①指数为常数,且为任意常数;②底数为自变量;③系数为1.
题型2:求幂函数解析式
2-1.(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.
2-2.(2024高二下·浙江温州·期中)已知幂函数的图象过点,则( )
A. B. C.4 D.8
2-3.(2024高一上·广东广州·期中)已知幂函数的图象过点,则的值为 .
2-4.(2024高一下·辽宁朝阳·阶段练习)已知点在幂函数的图象上,则( )
A. B. C. D.
(三)
五个幂函数的性质
定义域
值域
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
非奇非偶
奇函数
单调性
在上单调递增
在上单调递减
在单调递增
在上单调递增
在单调递增
在上单调递减
在上单调递减
定点
题型3:幂函数定义域问题
3-1.(2024高一·全国·课后作业)函数的定义域为 .
3-2.(2024高一上·湖北·期中)函数的定义域是( )
A. B. C. D.
3-3.(2024高一·全国·课后作业)函数的定义域为 .
3-4.(2024高一上·上海青浦·阶段练习)函数的定义域是 .
3-5.(2024高一上·上海青浦·期中)若幂函数的定义域为,求实数的值.
题型4:幂函数值域问题
4-1.(2024·四川泸州·模拟预测)函数的值域为 .
4-2.(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 .
4-3.(2024高一上·陕西咸阳·期末)已知,设函数,其定义域为或,则函数的最小值为 .
4-4.(2024高一·广东深圳·课后作业)若函数的值域为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
4-5.(2024高一·全国·课后作业)函数,其中,则其值域为 .
(四)
1.先根据幂函数在第一象限内的图象特征,确定幂指数的取值区间;再根据图象在轴左侧有无图象确定函数的定义域,进而确定中分母“”的奇偶性;当图象在轴左侧有图象时,再研究其图象关于轴(或原点)的对称性,从而确定函数的奇偶性,进而确定幂指数中分子“”的奇偶性.类似地,可作出幂函数的图象,即先作出第一象限的图象,再研究定义域在轴左侧有无图象,有图象时,再利用奇偶性作出图象即可.
2.所有的幂函数在都有定义,并且图象都过点
题型5:幂函数的图象
5-1.(2024高一上·全国·课后作业)函数的图象大致是( )
A. B.
C. D.
5-2.(2024高一上·山东青岛·阶段练习)函数与在同一直角坐标系中的图象不可能为( )
A. B.
C. D.
5-3.(2024高一上·全国·课后作业)右图的曲线是幂函数在第一象限内的图象,已知n分别取,,2四个值,相应的曲线对应的n依次为( )
A.,,1,2 B.2,1,,
C.,,2, D.2,,,
5-4.(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
题型6:幂函数定点问题
6-1.(2024高一上·上海静安·期中)不论实数取何值,函数恒过的定点坐标是 .
6-2.(2024高一上·上海徐汇·阶段练习)已知,则函数的图象恒过的定点的坐标为 .
6-3.(2024高一上·上海徐汇·期末)当时,函数的图象恒过定点A,则点A的坐标为 .
6-4.(2024高一上·天津滨海新·期中)已知函数,的图象恒过定点A,若点A在一次函数的图象上,其中m,,则的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.4
6-5.(2024高一·全国·课后作业)幂函数的图像一定经过第 象限
(五)
1.运用函数的单调性,必须对图象的特征有深刻的认识.可见,能很好地运用数形结合是解决函数问题的重要途径.
2.(1)两个数都是“同指数”的幂,因此可看作是同一个幂函数的两个不同的函数值,从而可根据幂函数的单调性做出判断.
(2)利用幂函数的奇偶性,先把底数化为正数的幂解决的问题.当然,若直接利用上幂函数的单调性解决问题也是可以的.
(3)引进数“1”和“0”,三个数分别与“1”和“0”比较,得出结论.
3.以内函数或外函数为幂函数构成的复合函数,来考查幂函数的图象和性质以及数形结合的思想方法,是考试命题的热点题型.解答这类问题的关键在于寻求相应的基本幂函数,再利用其图象与性质解决问题.
题型7:利用幂函数的单调性求解不等式问题
7-1.(2024高一·上海·专题练习)若<,则实数m的取值范围 .
7-2.(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 .
7-3.(2024高一上·全国·课后作业)已知幂函数,若,则a的取值范围是 .
题型8:比较大小
8-1.(2024高一上·广东深圳·期中)设,则与的大小为 .
8-2.(2024高一上·全国·课后作业)判断大小: .(填“”或“”)
8-3.(2024高一·全国·专题练习)已知幂函数的图象过点,则与的大小关系是 .
8-4.(2024高一上·北京房山·期末)已知,,,则的大小关系为 .
题型9:幂函数性质的综合运用
9-1.(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 .
9-2.(2024高一·全国·课后作业)已知幂函数()在是严格减函数,且为偶函数.
(1)求的解析式;
(2)讨论函数的奇偶性,并说明理由.
9-3.(2024高一上·浙江台州·阶段练习)已知幂函数在上单调递增.
(1)求的解析式及其值域;
(2)若,求的取值范围.
一、单选题
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.
2.(2024高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末)已知幂函数f(x)=xa的图象经过点P(2,),则函数y=f(x2)﹣2f(x)的最小值等于( )
A. B. C.1 D.﹣1
3.(2024高一上·江苏南京·期中)已知幂函数的定义域为,且,则的值为( )
A. B.0 C.1 D.2
4.(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.
5.(2024高一上·北京延庆·期末)下列函数中定义域为的是( )
A. B.
C. D.
6.(2024高一上·河北沧州·期末)下列函数是幂函数的是( )
A. B.
C. D.
7.(2024高一上·四川凉山·期末)若函数与图象关于对称,且,则必过定点( )
A. B. C. D.
8.(2024高二上·陕西西安·期末)函数在区间上( )
A.有最大值,无最小值 B.有最大值,有最小值
C.无最大值,无最小值 D.无最大值,有最小值
9.(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
10.(2024高一·全国·专题练习)已知幂函数在区间上是减函数,则的值为( )
A. B. C. D.
11.(2024高一·全国·专题练习)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.,,,
12.(2024高一下·甘肃白银·开学考试)若幂函数在上单调递增,则( )
A.-3或3 B.3 C.4 D.-4或4
13.(2024高一上·重庆万州·阶段练习)若, ,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
14.(2024高一上·浙江·期中)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
15.(2024高一上·贵州·阶段练习)已知函数,则的取值范围( )
A. B. C. D.
16.(2024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.
17.(2024高一上·贵州黔东南·期末)已知幂函数的图像过点,则的值为( )
A.2 B.1 C. D.0
18.(2024高一下·辽宁·阶段练习)幂函数在第一象限内是减函数,则( )
A.2 B. C. D.
19.(2024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.
20.(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.
21.(2024高三上·辽宁大连·阶段练习)幂函数在上单调递增,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
22.(2024高一上·湖北鄂州·期中)已知函数是幂函数.若对于,且,均有,则( )
A. B.8 C.4 D.
23.(2024高三上·黑龙江·阶段练习)函数是幂函数,对任意,,且,满足,若,,且,,则的值( )
A.恒大于0 B.恒小于0
C.等于0 D.无法判断
24.(2024高一上·湖南常德·期中)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
25.(2024高一上·黑龙江哈尔滨·期中)若是幂函数,且在上单调递增,则m的值为( )
A.―1或2 B.1或―2 C.1 D.―1
26.(2024高一上·宁夏吴忠·期中)已知幂函数在上单调递减,则函数在区间上的最小值是( )
A. B. C. D.
二、多选题
27.(2024高一上·内蒙古乌海·期中)已知,若为偶函数,则满足要求的a有( )
A. B.1 C.4 D.
28.(2024高一·全国·课后作业)已知幂函数(m,,m,n互质),下列关于的结论正确的是( )
A.m,n是奇数时,幂函数是奇函数
B.m是偶数,n是奇数时,幂函数是偶函数
C.m是奇数,n是偶数时,幂函数是偶函数
D.时,幂函数在上是减函数
29.(2024高一上·辽宁大连·阶段练习)已知是幂函数图像上的任意两点,则以下结论正确的是( )
A. B.
C. D.
30.(2024高一上·四川成都·期末)已知幂函数的图像经过点,则( )
A.函数为增函数 B.函数为偶函数
C.当时, D.当时,
31.(2024高一上·福建泉州·期末)已知函数则以下说法正确的是( )
A.若,则是上的减函数
B.若,则有最小值
C.若,则的值域为
D.若,则存在,使得
32.(2024高一上·河北邯郸·期末)已知点在幂函数的图像上,则函数是( )
A.奇函数 B.上的增函数
C.偶函数 D.上的减函数
33.(2024高一上·福建福州·期中)已知幂函数对任意且,都满足,若,则( )
A. B.C.D.
34.(2024高一上·辽宁沈阳·期中)已知函数( )
A.的值域为 B.的值域为
C.的值域为 D.的值域为
35.(2024高二下·山东烟台·阶段练习)下列关于函数,下列说法正确的是( )
A.为偶函数 B.在上单调递减
C.的值域为 D.的值域为
36.(2024高一上·江苏南京·期末)若幂函数的图像经过点,则下列命题中,正确的有( )
A.函数为奇函数 B.函数为偶函数
C.函数在为减函数 D.函数在为增函数
三、填空题
37.(2024高一上·全国·课后作业)函数恒过定点 .
38.(2024高一上·广东东莞·期中)函数的图象过定点 .
39.(2024高一·全国·课前预习)函数在区间[-4,-2]上的最小值是 .
40.(2024高一·全国·课后作业)设,,,把它们按从小到大的顺序排列是 .
41.(2024高一上·湖南郴州·阶段练习)若,则的取值范围是 .
42.(2024高一上·北京·期末)已知幂函数经过点,则不等式的解集为 .
43.(2024高一下·安徽·开学考试)已知幂函数的图象过点,且,则的取值范围是 .
44.(2024高一上·广东湛江·期中)已知幂函数的图象经过第三象限,则 .
45.(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 .
46.(2024高一·全国·课后作业)函数,比较两个函数值的大小: .
47.(2024高一上·陕西宝鸡·期中) 比较下面两个数的大小
48.(2024高一上·江西九江·期末)已知幂函数的图像关于直线对称,且在上单调递减,则关于的不等式的解集为 .
49.(2024高一·江苏·假期作业)函数的最小值为 .
50.(2024高一上·河北石家庄·期中)函数的单调增区间为
51.(2024高一上·福建漳州·期中)写出同时满足以下三个条件的一个函数 .
①;
②
③且.
52.(2024高一上·上海徐汇·期末)不等式的解为 .
53.(2024高一·全国·单元测试)已知a、b为正实数且,函数的定义域为.若函数在区间上的最大值为5,最小值为2,则函数在区间上的最大值与最小值的和为______.
四、解答题
54.(2024高一上·浙江宁波·阶段练习)已知函数为幂函数,且为奇函数.
(1)求m的值;
(2)求函数在的值域.
55.(2024高一上·广东东莞·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.
56.(2024高一上·吉林长春·期末)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像;
(3)直接写出函数的解集.
57.(2024高一上·广东东莞·期中)已知幂函数为偶函数.
(1)求的解析式;
(2)若函数是定义在R上的奇函数,当时,,求函数的解析式.
58.(2024·辽宁沈阳·一模)已知幂函数在上单调递增,函数.
(1)求的值;
(2)当时,记,的值域分别为集合,,设命题:,命题:,若命题是成立的必要条件,求实数的取值范围.
59.(2024高一上·福建泉州·期中)已知幂函数是偶函数.
(1)求的解析式;
(2)求函数的值域.
60.(2024高一上·湖北武汉·期末)已知函数为幂函数,且在上单调递增.
(1)求的值,并写出的解析式;
(2)令,,求的值域.
61.(2024高一上·上海青浦·期末)已知函数,若存在常数,使得对定义域内的任意,都有成立,则称函数是定义域上的“利普希兹条件函数”.
(1)判断函数是否为定义域上的“利普希兹条件函数”,若是,请证明:若不是,请说明理由;
(2)若函数是定义域上的“利普希兹条件函数”,求常数的最小值;
(3)是否存在实数,使得是定义域上的“利普希兹条件函数”,若存在,求实数的取值范围,若不存在,请说明理由.
62.(2024高一上·全国·课后作业)已知幂函数的图象关于y轴对称,且在区间上是减函数.
(1)求函数的解析式,并画出它的图象;
(2)讨论函数()的奇偶性.
63.(2024高一·全国·专题练习)已知幂函数在上单调递增.
(1)求m的值;
(2)求函数在上的最大值.
64.(2024高一上·辽宁沈阳·期末)已知幂函数,且在区间上单调递减.
(1)求的解析式及定义域;
(2)设函数,求证:在上单调递减.
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6.1 幂函数9题型分类
知识点1 幂函数概念
形如的函数,叫做幂函数,其中为常数.
注:幂函数必须是形如的函数,幂函数底数为单一的自变量,系数为1,指数为常数.例如:等都不是幂函数.
知识点2 幂函数的图象及性质
1、作出下列函数的图象:
(1);(2);(3);(4);(5).
注:幂函数随着的取值不同,它们的定义域、性质和图象也不尽相同,但它们有一些共同的性质:
(1)所有的幂函数在都有定义,并且图象都过点;
(2)时,幂函数的图象通过原点,并且在区间上是增函数.特别地,当时,幂函数的图象下凸;当时,幂函数的图象上凸;
(3)时,幂函数的图象在区间上是减函数.在第一象限内,当从右边趋向原点时,图象在轴右方无限地逼近轴正半轴,当趋于时,图象在轴上方无限地逼近轴正半轴.
2、作幂函数图象的步骤如下:
(1)先作出第一象限内的图象;
(2)若幂函数的定义域为或,作图已完成;
若在或上也有意义,则应先判断函数的奇偶性
如果为偶函数,则根据轴对称作出第二象限的图象;
如果为奇函数,则根据原点对称作出第三象限的图象.
3、幂函数解析式的确定
(1)借助幂函数的定义,设幂函数或确定函数中相应量的值.
(2)结合幂函数的性质,分析幂函数中指数的特征.
(3)如函数是幂函数,求的表达式,就应由定义知必有,即.
4、幂函数值大小的比较
(1)比较函数值的大小问题一般是利用函数的单调性,当不便于利用单调性时,可与0和1进行比较.常称为“搭桥”法.
(2)比较幂函数值的大小,一般先构造幂函数并明确其单调性,然后由单调性判断值的大小.
(3)常用的步骤是:①构造幂函数;②比较底的大小;③由单调性确定函数值的大小.
(一)
幂函数必须是形如的函数,幂函数底数为单一的自变量,系数为1,指数为常数.
题型1:幂函数的概念
1-1.(2024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
【答案】C
【分析】由幂函数的定义即可求解.
【详解】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.
1-2.(2024高一下·江西赣州·期中)在函数,中,幂函数的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【分析】根据幂函数的定义即可求解.
【详解】∵幂函数y=xa,
∴是幂函数,不是幂函数,不是幂函数,
不是幂函数,比幂函数的图象多一个点,
∴幂函数的个数为1.
故选:B.
1-3.(2024高一·全国·课后作业)下列函数中不是幂函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据幂函数的定义逐个分析选项即可.
【详解】对于选项A,,故它是幂函数.故A项正确;
对于选项B,是幂函数,故B项正确;
对于选项C,选项的系数为3,所以它不是幂函数.故C项不成立;
对于选项D,是幂函数,故D项正确.
故选:C.
(二)
幂函数的定义同指数函数、对数函数一样,是一种形式定义,对表现形式要求非常严格.判定一个函数是否为幂函数,关键看它是否具有幂函数的三个特征:①指数为常数,且为任意常数;②底数为自变量;③系数为1.
题型2:求幂函数解析式
2-1.(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.
2-2.(2024高二下·浙江温州·期中)已知幂函数的图象过点,则( )
A. B. C.4 D.8
【答案】C
【分析】设,代入,得,从而得,再将代入计算即可得答案.
【详解】解:因为函数是幂函数,
所以设,
代入,得,解得,
所以,
所以.
故选:C.
2-3.(2024高一上·广东广州·期中)已知幂函数的图象过点,则的值为 .
【答案】/
【分析】先代点求出幂函数的解析式,然后求函数值即可.
【详解】设,代入点可得,所以,
所以,所以.
故答案为:
2-4.(2024高一下·辽宁朝阳·阶段练习)已知点在幂函数的图象上,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意结合幂函数的定义列式求解.
【详解】由题意可得:,解得,
所以.
故选:B.
(三)
五个幂函数的性质
定义域
值域
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
非奇非偶
奇函数
单调性
在上单调递增
在上单调递减
在单调递增
在上单调递增
在单调递增
在上单调递减
在上单调递减
定点
题型3:幂函数定义域问题
3-1.(2024高一·全国·课后作业)函数的定义域为 .
【答案】
【分析】根据幂函数的定义域的知识确定正确答案.
【详解】解:由于,
所以,,解得
所以函数的定义域是.
故答案为:
3-2.(2024高一上·湖北·期中)函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数解析式有意义可得出关于实数的不等式组,由此可解得函数的定义域.
【详解】因为,
则有,解得且,因此的定义域是.
故选:B.
3-3.(2024高一·全国·课后作业)函数的定义域为 .
【答案】
【分析】结合指数幂的运算性质化简表达式,即可求解
【详解】由可知其定义域为.
故答案为:
3-4.(2024高一上·上海青浦·阶段练习)函数的定义域是 .
【答案】
【分析】由偶次根式被开方数大于等于零可直接求得结果.
【详解】,,解得:,
的定义域为.
故答案为:.
3-5.(2024高一上·上海青浦·期中)若幂函数的定义域为,求实数的值.
【答案】
【分析】由幂函数的概念建立方程,再验证定义域是否为.
【详解】因为是幂函数,
所以,解得,或.
当时,,即,定义域为,满足题意;
当时,,即,定义域为,故不满足题意.
综上所述,实数的值为.
题型4:幂函数值域问题
4-1.(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:
4-2.(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:
4-3.(2024高一上·陕西咸阳·期末)已知,设函数,其定义域为或,则函数的最小值为 .
【答案】1
【解析】根据定义得到,然后利用分段函数的性质求解.
【详解】由题意得:,
当或时,,
当时,,
综上:函数的最小值为1,
故答案为:1
4-4.(2024高一·广东深圳·课后作业)若函数的值域为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由题意,根据复合函数的值域得函数的最小值要小于等于,进而结合二次函数性质求解即可.
【详解】解:由题意:函数是一个复合函数,要使值域为,
则函数的值域要包括,即最小值要小于等于.
当时,显然不成立,
所以,当时,则有,解得,
所以的取值范围是.
故选:B.
4-5.(2024高一·全国·课后作业)函数,其中,则其值域为 .
【答案】/
【分析】利用换元法将函数化为,结合二次函数的性质即可得出结果.
【详解】设,则.因为,所以. 当时,.所以函数的值域为.
故答案为:
(四)
1.先根据幂函数在第一象限内的图象特征,确定幂指数的取值区间;再根据图象在轴左侧有无图象确定函数的定义域,进而确定中分母“”的奇偶性;当图象在轴左侧有图象时,再研究其图象关于轴(或原点)的对称性,从而确定函数的奇偶性,进而确定幂指数中分子“”的奇偶性.类似地,可作出幂函数的图象,即先作出第一象限的图象,再研究定义域在轴左侧有无图象,有图象时,再利用奇偶性作出图象即可.
2.所有的幂函数在都有定义,并且图象都过点
题型5:幂函数的图象
5-1.(2024高一上·全国·课后作业)函数的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据幂函数的性质直接判断即可.
【详解】由幂函数性质知:的定义域为,且在第一象限内单调递减,
ABC错误,D正确.
故选:D.
5-2.(2024高一上·山东青岛·阶段练习)函数与在同一直角坐标系中的图象不可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用二次函数的图象得出的正负,结合幂函数特点可得答案.
【详解】对于A,二次函数开口向下,所以,此时与图中符合;
对于B,二次函数开口向上,所以,此时在为增函数,不符合;
对于C,二次函数开口向上,所以,此时在为增函数,符合;
对于D,二次函数开口向上,所以,此时在为增函数,符合;
故选:B.
5-3.(2024高一上·全国·课后作业)右图的曲线是幂函数在第一象限内的图象,已知n分别取,,2四个值,相应的曲线对应的n依次为( )
A.,,1,2 B.2,1,,
C.,,2, D.2,,,
【答案】B
【分析】利用幂函数的图象性质逐一观察判断即可.
【详解】函数在第一象限内单调递减,对应的图象为;
对应的图象为一条过原点的直线,对应的图象为;
对应的图象为抛物线,对应的图象应为;
在第一象限内的图象是;
所以与曲线对应的n依次为2,1,,.
故选:B
5-4.(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
题型6:幂函数定点问题
6-1.(2024高一上·上海静安·期中)不论实数取何值,函数恒过的定点坐标是 .
【答案】
【分析】根据,即可知恒过定点.
【详解】因为,故当,即时,,
即函数恒过定点.
故答案为:.
6-2.(2024高一上·上海徐汇·阶段练习)已知,则函数的图象恒过的定点的坐标为 .
【答案】
【分析】令求解即可.
【详解】令,得,
故函数图象过定点,
故答案为:
6-3.(2024高一上·上海徐汇·期末)当时,函数的图象恒过定点A,则点A的坐标为 .
【答案】
【分析】根据幂函数恒过定点即可求解.
【详解】由于对任意的,恒经过点,所以函数的图象恒过定点,
故答案为:
6-4.(2024高一上·天津滨海新·期中)已知函数,的图象恒过定点A,若点A在一次函数的图象上,其中m,,则的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.4
【答案】D
【分析】求出定点A的坐标,并求出的关系,再利用基本不等式“1”的妙用求解即得.
【详解】依题意,,则,因此,
当且仅当时取等号,
所以当时,取得最小值4.
故选:D
6-5.(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
(五)
1.运用函数的单调性,必须对图象的特征有深刻的认识.可见,能很好地运用数形结合是解决函数问题的重要途径.
2.(1)两个数都是“同指数”的幂,因此可看作是同一个幂函数的两个不同的函数值,从而可根据幂函数的单调性做出判断.
(2)利用幂函数的奇偶性,先把底数化为正数的幂解决的问题.当然,若直接利用上幂函数的单调性解决问题也是可以的.
(3)引进数“1”和“0”,三个数分别与“1”和“0”比较,得出结论.
3.以内函数或外函数为幂函数构成的复合函数,来考查幂函数的图象和性质以及数形结合的思想方法,是考试命题的热点题型.解答这类问题的关键在于寻求相应的基本幂函数,再利用其图象与性质解决问题.
题型7:利用幂函数的单调性求解不等式问题
7-1.(2024高一·上海·专题练习)若<,则实数m的取值范围 .
【答案】
【分析】结合幂函数的定义域以及其在(0,+∞)上单调递增,列出不等式组求解即可.
【详解】因为幂函数的定义域是{x|},且在(0,+∞)上单调递增,
则原不等式等价于,解得,
所以实数m的取值范围是.
故答案为:.
7-2.(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:.
7-3.(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:
题型8:比较大小
8-1.(2024高一上·广东深圳·期中)设,则与的大小为 .
【答案】
【分析】由幂函数的单调性判断,
【详解】幂函数在上单调递增,而,则,
故答案为:
8-2.(2024高一上·全国·课后作业)判断大小: .(填“”或“”)
【答案】
【分析】根据的单调性比较大小即可.
【详解】由在上递减,又,
所以.
故答案为:
8-3.(2024高一·全国·专题练习)已知幂函数的图象过点,则与的大小关系是 .
【答案】
【分析】求出幂函数的解析式,利用幂函数的单调性与奇偶性,即可判断与的大小,得到答案.
【详解】设幂函数为,
因为幂函数的图象过点,可得,解得,
所以幂函数为,
此时函数的偶函数,且当时,函数是减函数,
则,所以.
故答案为:.
8-4.(2024高一上·北京房山·期末)已知,,,则的大小关系为 .
【答案】/a<c<b
【分析】根据幂函数的单调性和奇偶性求解即可.
【详解】解:函数在R上递增,,则,函数为偶函数且在单调递增,,则,
综上,.
故答案为:.
题型9:幂函数性质的综合运用
9-1.(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
9-2.(2024高一·全国·课后作业)已知幂函数()在是严格减函数,且为偶函数.
(1)求的解析式;
(2)讨论函数的奇偶性,并说明理由.
【答案】(1);(2)当时,为偶函数;当时,为奇函数;当且时,为非奇非偶函数.理由见解析.
【解析】(1)由题意可得:,解不等式结合即可求解;
(2)由(1)可得,分别讨论、、且时奇偶性即可求解.
【详解】(1)因为幂函数()在是严格减函数,
所以,即 ,解得:,
因为,所以,
当时,,此时为奇函数,不符合题意;
当时,,此时为偶函数,符合题意;
当时,,此时为奇函数,不符合题意;
所以,
(2),
令
当时,,,此时是奇函数,
当时,,此时是偶函数,
当且时,,,
,,此时是非奇非偶函数函数.
【点睛】关键点点睛:本题解题的关键点是利用幂函数的单调性求出可能性的取值,再利用奇偶性可确定的值,即可求解析式,第(2)问注意讨论的值.
9-3.(2024高一上·浙江台州·阶段练习)已知幂函数在上单调递增.
(1)求的解析式及其值域;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1),函数值域为
(2)
【分析】(1)根据幂函数定义得到,再验证单调性得到答案.
(2)变换得到,计算二次函数的最大值得到答案.
【详解】(1)幂函数在上单调递增,则,
解得或,
当时,,函数在上单调递减,不满足;
当时,,函数在上单调递增,满足;
综上所述:,函数值域为.
(2),即,即,
,当时,,故,即.
一、单选题
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.
2.(2024高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末)已知幂函数f(x)=xa的图象经过点P(2,),则函数y=f(x2)﹣2f(x)的最小值等于( )
A. B. C.1 D.﹣1
【答案】D
【分析】先由已知条件求得,再利用配方法求二次函数的最值即可得解.
【详解】解:已知幂函数f(x)=xa的图象经过点P(2,),
则,即,所以,
所以,
所以y=f(x2)﹣2f(x) ,
当且仅当,即时取等号,
即函数y=f(x2)﹣2f(x)的最小值等于,
故选:D.
【点睛】本题考查了幂函数解析式的求法,重点考查了二次函数求最值问题,属基础题.
3.(2024高一上·江苏南京·期中)已知幂函数的定义域为,且,则的值为( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】C
【分析】根据幂函数定义域得到不等式,结合求出,检验后得到答案.
【详解】因为幂函数的定义域为R,故,
解得,
又,所以,
检验,时,,即,满足题意.
故选:C
4.(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.
5.(2024高一上·北京延庆·期末)下列函数中定义域为的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】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.
【详解】,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.
6.(2024高一上·河北沧州·期末)下列函数是幂函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据幂函数的概念,即可得出答案.
【详解】B项可化为,根据幂函数的概念,可知函数是幂函数,即函数是幂函数.ACD均不是幂函数.
故选:B.
7.(2024高一上·四川凉山·期末)若函数与图象关于对称,且,则必过定点( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】求出函数的解析式,利用求出函数的图象所过的定点坐标,然后利用两函数图象的对称关系可求出函数所过定点的坐标.
【详解】,,,
所以,函数的图象过定点,
又函数与图象关于对称,因此,函数必过定点.
故选:D.
【点睛】本题考查函数图象所过定点坐标的计算,在解题时要熟悉指数、对数以及幂函数所过定点的坐标,考查计算能力,属于基础题.
8.(2024高二上·陕西西安·期末)函数在区间上( )
A.有最大值,无最小值 B.有最大值,有最小值
C.无最大值,无最小值 D.无最大值,有最小值
【答案】A
【分析】利用换元法将原函数转化为二次函数,结合二次函数的性质判定即可.
【详解】令,
由二次函数的性质可知,显然当时,即时,函数取得最大值,函数无最小值.
故选:A
9.(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.
10.(2024高一·全国·专题练习)已知幂函数在区间上是减函数,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据幂函数的定义,得到,求得或,再结合幂函数的性质,即可求解.
【详解】因为幂函数,可得,解得或,
又因为函数在上为单调递减函数,可得,所以.
故选:B.
11.(2024高一·全国·专题练习)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.,,,
【答案】D
【分析】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.
【详解】由于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”,故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.
12.(2024高一下·甘肃白银·开学考试)若幂函数在上单调递增,则( )
A.-3或3 B.3 C.4 D.-4或4
【答案】B
【分析】根据函数是幂函数得到,再根据其单调性,由求解.
【详解】解:由题意得,
解得得.
故选:B
13.(2024高一上·重庆万州·阶段练习)若, ,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用幂函数的单调性和值域,比较算式的大小.
【详解】幂函数在上单调递增,值域为,
由,则,又,
所以.
故选:D
14.(2024高一上·浙江·期中)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】判断出的奇偶性,结合幂函数的图象得到答案.
【详解】的定义域为R,又,
故为偶函数,
当时,,结合幂函数的图象可知,C正确.
故选:C
15.(2024高一上·贵州·阶段练习)已知函数,则的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据二次函数性质求值域.
【详解】因为,
所以当时,,当时,,
.
故选:B
16.(2024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.
【答案】C
【分析】设,带点计算可得,得到,令转化为二次函数的值域求解即可.
【详解】设,
代入点得
,
则,令,
函数的值域是.
故选:C.
17.(2024高一上·贵州黔东南·期末)已知幂函数的图像过点,则的值为( )
A.2 B.1 C. D.0
【答案】C
【分析】由幂函数定义可得,后结合图像过点可得答案.
【详解】由为幂函数,知.又函数图像过点,则,故.
故选:C
18.(2024高一下·辽宁·阶段练习)幂函数在第一象限内是减函数,则( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据幂函数定义求出m的可能值,再结合函数的单调性即可得解.
【详解】由幂函数的定义可知,解得,
由幂函数的单调性可知,所以.
故选:D.
19.(2024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.
【答案】A
【分析】设出幂函数解析式,将点的坐标代入即可求解.
【详解】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.
20.(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.
21.(2024高三上·辽宁大连·阶段练习)幂函数在上单调递增,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据幂函数的定义和性质求出,从而确定函数解析式,然后根据函数的奇偶性和单调性解不等式即可.
【详解】因为是幂函数,所以,解得或,
当时,,在上单调递减,不满足题意;
当时,,在上单调递增,满足题意,
所以,且是偶函数,
由于,所以,解得或,
故选:D.
22.(2024高一上·湖北鄂州·期中)已知函数是幂函数.若对于,且,均有,则( )
A. B.8 C.4 D.
【答案】A
【分析】根据幂函数定义及上下凸函数的性质求解即可.
【详解】因为是幂函数,
所以,解得或3.
因为,且,均有,
所以的图象在第一象限上凸,因此.
所以,所以.
故选:A.
23.(2024高三上·黑龙江·阶段练习)函数是幂函数,对任意,,且,满足,若,,且,,则的值( )
A.恒大于0 B.恒小于0
C.等于0 D.无法判断
【答案】B
【分析】利用幂函数的定义以及结合成立等价于函数为减函数可求出的值,利用函数的单调性与奇函数求解即可.
【详解】因为对任意,,且,满足,所以在上为减函数,
由已知是幂函数,可得,
解得或,
当时,,在上为增函数,故不成立.
当时,,在上为减函数,满足条件,
故,,故为奇函数,
因为,,所以,
所以,
所以,
所以.
故选:B
24.(2024高一上·湖南常德·期中)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】令,,利用复合函数的单调性求解.
【详解】解:由,得,即,
解得,所以 的定义域为,
令,在上递增,在上递减,又,在上递减,
所以在上递减,
所以函数的单调递减区间为,
故选:C
25.(2024高一上·黑龙江哈尔滨·期中)若是幂函数,且在上单调递增,则m的值为( )
A.―1或2 B.1或―2 C.1 D.―1
【答案】D
【分析】由幂函数的定义求m的值,然后验证函数的单调性即可得答案.
【详解】因为是幂函数,所以,解得或2,
当时,,在上单调递增,满足题意;
当时,,在上不单调,不满足题意;
故选:D.
26.(2024高一上·宁夏吴忠·期中)已知幂函数在上单调递减,则函数在区间上的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由已知求得,代入得出的解析式以及单调性,即可得出答案.
【详解】由已知可得,,解得,
所以,,.
所以,在区间上单调递增,
所以,在处取得最小值.
故选:D.
二、多选题
27.(2024高一上·内蒙古乌海·期中)已知,若为偶函数,则满足要求的a有( )
A. B.1 C.4 D.
【答案】AC
【分析】根据幂函数的奇偶性判断即可.
【详解】当时定义域为,且,
所以为偶函数,故A正确;
当时定义域为,所以为非奇非偶函数,故D错误;
当时定义域为,且为奇函数,故B错误;
当时定义域为,且,
所以为偶函数,故C正确;
故选:AC
28.(2024高一·全国·课后作业)已知幂函数(m,,m,n互质),下列关于的结论正确的是( )
A.m,n是奇数时,幂函数是奇函数
B.m是偶数,n是奇数时,幂函数是偶函数
C.m是奇数,n是偶数时,幂函数是偶函数
D.时,幂函数在上是减函数
【答案】AC
【分析】根据幂函数中结论一一分析即可.
【详解】
对A,当m,n是奇数时,的定义域为,关于原点对称,
,则幂函数是奇函数,故A中的结论正确;
对B,当m是偶数,n是奇数,幂函数在时无意义,故B中的结论错误;
对C,当m是奇数,n是偶数时,的定义域为,关于原点对称,
,则幂函数是偶函数,故C中的结论正确;
对D,时,幂函数在上是增函数,故D中的结论错误;
故选:AC.
29.(2024高一上·辽宁大连·阶段练习)已知是幂函数图像上的任意两点,则以下结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】利用幂函数的单调性判断ABC;利用作差法判断D.
【详解】幂函数的定义域为,
,,
∵函数在单调递增,,
∴,即,故A正确;
,,
∵函数在单调递减,,即,
∴,即,故B错误;
∵幂函数在上单调递增,,
∴,,即,∴,故C正确;
,
∵,
∴,即,故D正确.
故选:ACD.
30.(2024高一上·四川成都·期末)已知幂函数的图像经过点,则( )
A.函数为增函数 B.函数为偶函数
C.当时, D.当时,
【答案】AC
【分析】设幂函数的解析式,代入点,求得函数的解析式,根据幂函数的单调性可判断A、C项,根据函数的定义域可判断B项,结合函数的解析式,利用单调递增可判断D项.
【详解】设幂函数,则,解得,所以,
所以的定义域为,在上单调递增,故A正确,
因为的定义域不关于原点对称,所以函数不是偶函数,故B错误,
当时,,故C正确,
当时,因为在上单调递增,所以,即,故D错误.
故选:AC.
31.(2024高一上·福建泉州·期末)已知函数则以下说法正确的是( )
A.若,则是上的减函数
B.若,则有最小值
C.若,则的值域为
D.若,则存在,使得
【答案】ABC
【分析】把选项中的值分别代入函数,利用此分段函数的单调性判断各选项.
【详解】对于A,若,,在上单调递减,故A正确;
对于B,若,,当时,,在区间上单调递减,,则有最小值1, 故B正确;
对于C,若,,当时,,在区间上单调递减,;当时,,在区间上单调递增,,则的值域为,故C正确;
对于D,若,当时,;
当时,;
当时,,即当时,,所以不存在,使得,故D错误.
故选:ABC
32.(2024高一上·河北邯郸·期末)已知点在幂函数的图像上,则函数是( )
A.奇函数 B.上的增函数
C.偶函数 D.上的减函数
【答案】BC
【分析】由幂函数定义可得,将代入解析式可得,后可判断奇偶性与单调性.
【详解】由题意得,因此,则点在幂函数的图像上,,则,故.则是偶函数,且在上是增函数.
故选:BC
33.(2024高一上·福建福州·期中)已知幂函数对任意且,都满足,若,则( )
A. B.C.D.
【答案】BD
【分析】由已知函数为幂函数可得,再由已知可得此函数在上递增,则,从而可求出函数解析式,然后判断函数奇偶性和单调性,从而可判断选项AB,对于CD,作差比较即可.
【详解】因为为幂函数,
所以,解得或,
因为对任意且,都满足,
所以函数在上递增,
所以
当时,,不合题意,
当时,,
所以
因为,
所以为奇函数,
所以由,得,
因为在上为增函数,
所以,所以,
所以A错误,B正确,
对于CD,因为,
所以
,
所以,所以C错误,D正确,
故选:BD
34.(2024高一上·辽宁沈阳·期中)已知函数( )
A.的值域为 B.的值域为
C.的值域为 D.的值域为
【答案】ABD
【分析】选项A,变形为与二次函数有关的复合函数值域求解;
选项B,利用两个减函数的和为减函数,利用单调性求值域;
选项C,平方变形与A同理可求;
选项D,变形为与分式函数有关的复合函数值域求解,
关键是根号内函数分离常数变形为反比例函数求解即可.
【详解】要使,都有意义,则有,
故,
选项A,设,,
,
,
则的值域为,故A正确;
选项B,设,,
则在单调递减,
故,
,
则的值域为,故B正确;
选项C,设,
,
,
由选项A知,的值域为,则的值域为,
又,所以的值域为,故C错误;
选项D,设,且
,
由,则,
令,则,
则关于的函数在单调递减,
则的值域为,
即的值域为,故D正确.
故选:ABD.
35.(2024高二下·山东烟台·阶段练习)下列关于函数,下列说法正确的是( )
A.为偶函数 B.在上单调递减
C.的值域为 D.的值域为
【答案】ABD
【分析】利用函数奇偶性的定义可判断A;去绝对值分离常数可得函数的单调性即可判断B;根据单调性与奇偶性可判断C、D.
【详解】由题意,为偶函数,选项A正确.
当时,为单调递减函数,选项B正确.
当时,为单调递减函数,则,
因为函数为偶函数,当时,,选项D正确,C不正确.
故选:ABD.
36.(2024高一上·江苏南京·期末)若幂函数的图像经过点,则下列命题中,正确的有( )
A.函数为奇函数 B.函数为偶函数
C.函数在为减函数 D.函数在为增函数
【答案】AC
【分析】先根据幂函数图像经过点,求出函数解析式,然后利用幂函数的基本性质即可求解.
【详解】因为是幂函数,所以设,
又的图像经过点,所以,所以,即,
所以函数为奇函数,且在为减函数,故AC正确,BD错误;
故选:AC.
三、填空题
37.(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:.
38.(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:
39.(2024高一·全国·课前预习)函数在区间[-4,-2]上的最小值是 .
【答案】/-0.125
【分析】根据幂函数的单调性即可求解.
【详解】解析:因为函数在(-∞,0)上单调递减,
所以当x=-2时,.
故答案为:.
40.(2024高一·全国·课后作业)设,,,把它们按从小到大的顺序排列是 .
【答案】
【分析】利用幂函数的单调性,即可得到答案;
【详解】因为,,所以.
故答案为:
41.(2024高一上·湖南郴州·阶段练习)若,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据题意,由幂函数的性质列出不等式,求解即可得到结果.
【详解】函数为偶函数,且当时,单调递增,
则可得,
解得或
即的取值范围是
故答案为:
42.(2024高一上·北京·期末)已知幂函数经过点,则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】首先代入已知点求出,则,利用函数单调性即可得到不等式,解出即可.
【详解】设幂函数,
由题意得,解得,故,,
则,即为,
根据在上为单调增函数,则有,
解得,故解集为,
故答案为:.
43.(2024高一下·安徽·开学考试)已知幂函数的图象过点,且,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】设幂函数,将点代入求出的值,再利用幂函数的单调性求解即可.
【详解】设幂函数,,
因为幂函数的图象过点,所以,解得,
所以,的定义域为,且在上单调递减,
因为,所以,解得,
故答案为:
44.(2024高一上·广东湛江·期中)已知幂函数的图象经过第三象限,则 .
【答案】3
【分析】根据幂函数的定义及常见幂函数的图象求解即可.
【详解】由题意,得,解得或.
当时,的图象不经过第三象限,不符合题意.
当时,经过第三象限,符合题意.
故答案为:3.
45.(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:
46.(2024高一·全国·课后作业)函数,比较两个函数值的大小: .
【答案】
【分析】先判断出为偶函数,得到,.
利用在上为增函数,即可判断.
【详解】因为幂函数定义域为R,
,所以为偶函数.
所以,.
因为,所以在上为增函数.
因为,所以,所以.
故答案为:
47.(2024高一上·陕西宝鸡·期中) 比较下面两个数的大小
【答案】
【分析】根据幂函数的单调性比较即可.
【详解】解:因数幂函数在上单调递增,
又因为,
所以.
故答案为:
48.(2024高一上·江西九江·期末)已知幂函数的图像关于直线对称,且在上单调递减,则关于的不等式的解集为 .
【答案】
【分析】由幂函数单调递减得,结合图像关于对称即为偶函数,即可求得,利用幂函数的单调性即可解不等式.
【详解】由在上单调递减得,,故,又,故或2,当时,,满足条件;当时,,图像不关于直线对称,故.
因为函数在为减函数,故由不等式得,
或或.
解得或,综上:.
故答案为:
49.(2024高一·江苏·假期作业)函数的最小值为 .
【答案】2
【分析】(方法1:单调性法):求得函数的单调性,从而可得最小值;
(方法2:换元法):令,结合二次函数的性质求出最小值.
【详解】(方法1:单调性法):显然函数的定义域为,
因为函数与在定义域上均是增函数,
故在上是增函数,
所以当时, ,即函数的最小值为2.
(方法2:换元法):令,则,
所以原函数转化为,
易知在时,函数单调递增,
所以当时, ,
故函数的最小值为2.
故答案为:2.
50.(2024高一上·河北石家庄·期中)函数的单调增区间为
【答案】
【分析】根据复合函数的单调性“同增异减”可得答案.
【详解】由得,
因为在上单调递增,在上单调递减,且在时单调递增,
所以函数的单调递增区间为.
故答案为:.
51.(2024高一上·福建漳州·期中)写出同时满足以下三个条件的一个函数 .
①;
②
③且.
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据函数奇偶性、运算性质进行求解即可.
【详解】由①可以判断该函数是奇函数,
设;
因为,
所以满足②;
当且时,
,
所以函数满足③且,
故答案为:(答案不唯一)
【点睛】关键点睛:本题的关键是判断函数是奇函数,根据幂函数的性质进行选择函数.
52.(2024高一上·上海徐汇·期末)不等式的解为 .
【答案】
【分析】根据幂函数的性质确定幂函数的奇偶性与单调性即可解不等式.
【详解】解:幂函数的定义域为,且函数在上单调递增,
又,则为偶函数,所以在上单调递减,
则由不等式可得,平方后整理得,
即,解得,则不等式的解集为.
故答案为:.
53.(2024高一·全国·单元测试)已知a、b为正实数且,函数的定义域为.若函数在区间上的最大值为5,最小值为2,则函数在区间上的最大值与最小值的和为______.
【答案】7或/或7
【分析】由幂函数的性质求解即可
【详解】令,.
由幂函数的性质,可知的图像关于原点对称或者关于y轴对称.
又因为函数在区间上的最大值为5,最小值为2,
所以,当的图像关于原点对称时,
在区间上的最大值为7,最小值为4,
在区间上的最大值为,最小值为,
于是在区间上的最大值为,最小值为.
所以在区间上的最大值与最小值的和为;
同理可得,当的图像关于y轴对称时,
在区间上的最大值为5,最小值为2.
所以在区间上的最大值与最小值的和为;
因此,在区间上的最大值与最小值的和为7或.
故答案为:7或.
四、解答题
54.(2024高一上·浙江宁波·阶段练习)已知函数为幂函数,且为奇函数.
(1)求m的值;
(2)求函数在的值域.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据幂函数得到或,再验证奇偶性得到答案.
(2)确定,函数在上单调递增,计算最值得到值域.
【详解】(1)函数为幂函数,则,解得或;
当时,为奇函数,满足条件;
当时,为偶函数,不满足条件,舍去.
综上所述:.
(2),函数在上单调递增,
故,,故值域为
55.(2024高一上·广东东莞·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.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据幂函数的定义与单调性可得出关于的等式与不等式,解出的值,即可得出函数的解析式;
(2)由已知可得对任意的恒成立,利用基本不等式求出的最小值,即可得出实数的取值范围.
【详解】(1)解:因为幂函数在上单调递减,
则,解得,故.
(2)解: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.
56.(2024高一上·吉林长春·期末)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像;
(3)直接写出函数的解集.
【答案】(1)
(2)图像见解析
(3)
【分析】(1)利用幂函数的定义求出m值,再结合其图像性质即可得解.
(2)由(1)求出函数,再借助反比例函数与偶函数的对称性作出的图像.
(3)根据(2)中图像特征写出函数的单调区间.
【详解】(1)因为是幂函数,
所以,解得或,
当时,函数定义域是,
易得是奇函数,图像关于原点对称,则满足题意;
当时,函数,
易知是R上的偶函数,其图像关于y轴对称,关于原点不对称;
综上:幂函数的解析式是.
(2)因为函数,定义域为,
且,
所以是上的偶函数,
当时,在上单调递减,其图像是反比例函数在第一象限的图像,
作出函数在第一象限的图像,再将其关于y翻折即可得在定义域上的图像,如图,
(3)观察(2)中图像可得,
的解集为.
57.(2024高一上·广东东莞·期中)已知幂函数为偶函数.
(1)求的解析式;
(2)若函数是定义在R上的奇函数,当时,,求函数的解析式.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据幂函数定义得到方程,解出值,再检验即可;
(2)根据奇函数的性质求解解析式即可.
【详解】(1)∵为幂函数
∴,得或
当时,是奇函数不是偶函数,
当时,是偶函数,∴.
故的解析式.
(2)由(1)得,当时,
对于,则,
当时,,
∴,
又∵函数是定义在R上的奇函数,
∴即,
∴,,
∴函数的解析式
58.(2024·辽宁沈阳·一模)已知幂函数在上单调递增,函数.
(1)求的值;
(2)当时,记,的值域分别为集合,,设命题:,命题:,若命题是成立的必要条件,求实数的取值范围.
【答案】(1)0;
(2).
【分析】(1)由幂函数的定义,再结合单调性,即得解.
(2)求解,的值域,得到集合,,转化命题是成立的必要条件为,列出不等关系,即得解.
【详解】(1)依题意得:,或,
当时,在上单调递减,与题设矛盾,舍去,
当时,在上单调递增,
.
(2)由(1)得,当时,,即,
当时,,即,
∵命题是成立的必要条件,∴,∴,∴,
∴的取值范围是.
59.(2024高一上·福建泉州·期中)已知幂函数是偶函数.
(1)求的解析式;
(2)求函数的值域.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用幂函数定义及性质求解作答.
(2)由(1)的结论,利用换元法,结合二次函数求出函数最值作答.
【详解】(1)依题意,,即,解得或,
当时,,不是偶函数,当时,,是偶函数,
所以的解析式是.
(2)由(1)知,,,
设,则,,因此,
当时,,当或时,,于是,
所以函数的值域为.
60.(2024高一上·湖北武汉·期末)已知函数为幂函数,且在上单调递增.
(1)求的值,并写出的解析式;
(2)令,,求的值域.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)根据幂函数的定义以及单调性可得出关于实数的等式与不等式,求出的值,即可得出函数的解析式;
(2)求出函数的解析式,在时,利用单调性求出函数的值域;当时,换元,利用二次函数的基本性质可求得函数的值域,综合可得结果.
【详解】(1)解:因为为幂函数,且在上单调递增,
则,解得,所以,.
(2)解:,.
①当时,在上单调递减,
所以,,此时;
②当时,,
设,,可得,
,此时,
综上,的值域为.
61.(2024高一上·上海青浦·期末)已知函数,若存在常数,使得对定义域内的任意,都有成立,则称函数是定义域上的“利普希兹条件函数”.
(1)判断函数是否为定义域上的“利普希兹条件函数”,若是,请证明:若不是,请说明理由;
(2)若函数是定义域上的“利普希兹条件函数”,求常数的最小值;
(3)是否存在实数,使得是定义域上的“利普希兹条件函数”,若存在,求实数的取值范围,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)是,证明见解析
(2)
(3)存在,
【分析】(1),由,得,即可解决;(2)由题知均有成立,不妨设,得恒成立,由,得,即可解决;(3)由题得,不妨设,得,又,即可解决.
【详解】(1)由题知,函数,定义域为,
所以,
不妨设,
因为,
所以,
所以,
所以是利普希兹条件函数
(2)若函数是“利普希兹条件函数”,
则对于定义域上任意两个,
均有成立,
不妨设,则恒成立,
因为,
所以,
所以的最小值为.
(3)由题意得在上恒成立,
即,
不妨设,
所以,
因为,
所以,
所以.
62.(2024高一上·全国·课后作业)已知幂函数的图象关于y轴对称,且在区间上是减函数.
(1)求函数的解析式,并画出它的图象;
(2)讨论函数()的奇偶性.
【答案】(1),作图见解析
(2)答案见解析
【分析】(1)根据幂函数的奇偶性和单调性求解m,即可求出解析式,结合幂函数的图象与性质作图即可;
(2)化简解析式,根据的取值结合奇偶性结论判断即可.
【详解】(1)由幂函数在区间上是减函数,得,
即.又,得.
因为函数的图象关于y轴对称,所以是偶函数,所以是偶数.
将分别代入检验,得,所以.
的图象如下图所示.
(2)把代入的解析式,得,
则.
所以当,时,为非奇非偶函数;
当,时,为奇函数;
当,时,为偶函数;
当,时,既为奇函数又为偶函数.
63.(2024高一·全国·专题练习)已知幂函数在上单调递增.
(1)求m的值;
(2)求函数在上的最大值.
【答案】(1)0
(2)3
【分析】(1)利用幂函数的定义及幂函数的性质即可求解;
(2)根据(1)结论及二次函数的性质即可求解.
【详解】(1)因为幂函数在上单调递增.
所以,解得.
所以m的值为0.
(2)由(1)知,,
所以函数,
由二次函数的性质,函数为开口方向向下的抛物线,对称轴为.
所以在上单调递增,
所以在上的最大值为.
64.(2024高一上·辽宁沈阳·期末)已知幂函数,且在区间上单调递减.
(1)求的解析式及定义域;
(2)设函数,求证:在上单调递减.
【答案】(1),定义域为.
(2)证明见解析
【分析】(1)由幂函数的定义可得答案;
(2)求出利用单调性定义证明即可.
【详解】(1)因为幂函数,在区间上单调递减,
所以,解得或,
所以,定义域为.
(2)由(1)知函数,
设,则
因为,所以,
所以,即,
所以在上单调递减.
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