内容正文:
第08讲:幂函数期末高频考点题型讲与练
【考点梳理】
· 题型一:幂函数的定义
· 题型二:幂函数的定义域和值域问题
· 题型三:幂函数的定点和图像问题
· 题型四:幂函数的单调性问题
· 题型五:幂函数单选性解不等式
· 题型六:幂函数比较大小问题
· 题型七:幂函数的奇偶性问题
· 题型八:幂函数的综合问题
【知识梳理】
知识点01:.幂函数
(1)定义:一般地,函数y=xα叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.
(2)幂函数的图象比较
知识点02:五个幂函数的性质
y=x
y=x2
y=x3
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
偶
奇
非奇非偶
奇
单调性
增
在[0,+∞) 上增,
在(-∞,0] 上减
增
增
在(0,+∞)上减,
在(-∞,0)上减
知识点03 一般幂函数的图象特征
1.所有的幂函数在(0,+∞)上都有定义,并且图象都过点(1,1).
2.当α>0时,幂函数的图象通过原点,并且在区间[0,+∞)上是增函数.特别地,当α>1时,幂函数的图象下凸;当0<α<1时,幂函数的图象上凸.
3.当α<0时,幂函数的图象在区间(0,+∞)上是减函数.
4.幂指数互为倒数的幂函数在第一象限内的图象关于直线y=x对称.
5.在第一象限,作直线x=a(a>1),它同各幂函数图象相交,按交点从下到上的顺序,幂指数按从小到大的顺序排列.
【题型归纳】
题型一:幂函数的定义
1.(23-24高一上·安徽阜阳·期末)已知幂函数的图象不经过第二象限,则( )
A. B.或 C.或 D.
2.(23-24高一上·河南漯河·期末)已知幂函数在上为减函数,则等于( )
A.3 B.4 C. D.或4
3.(23-24高一上·江苏南京·期末)已知幂函数在上单调递增,则( )
A. B. C. D.
题型二:幂函数的定义域和值域问题
4.(21-22高一上·黑龙江绥化·期末)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
5.(21-22高一上·安徽·期末)已知幂函数的图象过点,则下列说法中正确的是( )
A.的定义域为 B.的值域为
C.为偶函数 D.为减函数
6.(23-24高一上·云南昆明·期末)已知函数,则( )
A.时,是偶函数 B.时,的值域为
C.的图象恒过定点和 D.时,是减函数
题型三:幂函数的定点和图像问题
7.(23-24高一上·浙江衢州·期末)函数在的图象如图所示,则曲线对应的函数分别为( )
A. B.
C. D.
8.(22-23高一上·上海浦东新·期末)关于幂函数的图象,下列选项描述正确的是( )
A.幂函数的图象一定经过和
B.幂函数的图象一定关于y轴或原点对称
C.幂函数的图象一定不经过第四象限
D.两个不同的幂函数的图象最多有两个公共点
9.(24-25高一上·上海·期中)如图是幂函数的部分图像,已知分别取这四个值,则与曲线相应的依次为( )
A. B.
C. D.
题型四:幂函数的单调性问题
10.(23-24高一上·重庆·期末)是幂函数在上单调递减的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要件
11.(23-24高一上·贵州安顺·期末)下列选项中满足在定义域上单调递增的函数为( )
A. B. C. D.
12.(23-24高一上·重庆永川·期中)已知函数是幂函数,且在上单调递增,则实数( )
A.-1 B.-1或2 C.2 D.3
题型五:幂函数单选性解不等式
13.(23-24高一上·江西新余·期末)若幂函数图象过点,且,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
14.(21-22高一上·宁夏·期中)已知函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
15.(21-22高一上·浙江·期末)设函数,若,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
题型六:幂函数比较大小问题
16.(23-24高一上·福建厦门·期末)已知,,,则( )
A. B.
C. D.
17.(23-24高一上·湖北武汉·期末)设,,,则( )
A. B.
C. D.
18.(23-24高一上·湖南郴州·期末)设,,,则( )
A. B. C. D.
题型七:幂函数的奇偶性问题
19.(2022高三·全国·专题练习)幂函数是偶函数,且在(0,+∞)上是减函数,则m的值为( )
A.﹣6 B.1 C.6 D.1或﹣6
20.(21-22高一上·广东广州·期中)已知幂函数图像经过点.则下列命题正确的有( )
A.函数在上为增函数
B.函数为偶函数
C.若,则
D.若,则
21.(23-24高一上·辽宁大连·期末)写出一个幂函数的解析式,使之同时具有以下三个性质:①定义域为;②是偶函数;③当时,.则函数的解析式为 .
题型八:幂函数的综合问题
22.(23-24高一上·湖北·期末)已知幂函数()为偶函数,且在上单调递减.
(1)求和的值;
(2)求满足的实数的取值范围.
23.(23-24高一上·安徽安庆·期末)已知幂函数是定义在R上的偶函数.
(1)求函数的解析式;
(2)当时,求函数的最值,并求对应的自变量的值.
24.(23-24高一上·天津·期末)若函数为幂函数,且在单调递减.
(1)求实数的值;
(2)若函数,且,
(ⅰ)写出函数的单调性,无需证明;
(ⅱ)求使不等式成立的实数的取值范围.
【强化精练】
一、单选题
25.(23-24高一下·广东深圳·期末)已知幂函数,则“”是“在上单调递增”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
26.(23-24高一上·北京海淀·期末)在同一个坐标系中,函数,,的图象可能是( )
A.B. C. D.
27.(23-24高一上·云南德宏·期末)已知,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
28.(23-24高一上·福建龙岩·期末)若幂函数的图象过点,则的定义域是( )
A. B. C. D.
29.(23-24高一上·云南昭通·期末)(且)的图象恒过定点,幂函数过点,则为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
30.(23-24高一上·四川宜宾·期末)已知幂函数为偶函数,若函数在区间上为单调函数,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
31.(23-24高一上·江苏南京·期中)已知幂函数为偶函数,若函数在区间上为单调函数,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
32.(23-24高一上·浙江温州·期中)已知函数是幂函数,对任意,,且,满足,若a,,且,则的值( )
A.恒大于0 B.恒小于0 C.等于0 D.无法判断
二、多选题
33.(22-23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
34.(23-24高一上·江苏盐城·期末)已知幂函数的图象经过点,则( ).
A.函数为增函数
B.当时,
C.函数为偶函数
D.
35.(21-22高一上·广西玉林·期末)已知函数的图象经过点则( )
A.的图象经过点 B.的图象关于轴对称
C.在上单调递减 D.在内的值域为
36.(23-24高一上·福建漳州·期末)已知幂函数的图象经过点,则下列说法正确的是( )
A.函数是偶函数 B.函数是增函数
C.的解集为 D.
37.(23-24高一上·山东滨州·期末)已知幂函数的图象经过点,则下列说法正确的为( )
A.为偶函数 B.为增函数
C.若,则 D.若,则
三、填空题
38.(24-25高一上·河北唐山·期中)已知幂函数在上单调递增,则实数的值为 .
39.(23-24高一上·江苏常州·期末)写出一个在区间上单调递增且为奇函数的幂函数: .
40.(23-24高一上·湖北武汉·期末)若幂函数为偶函数,则不等式的解集为 .
41.(23-24高一上·安徽·期末)已知幂函数的图象经过点,那么的解析式为 ;不等式的解集为 .
42.(23-24高一上·江西九江·期末)若函数,且的图象过定点 A,且点 A在幂函数 上,则 .
43.(23-24高一上·上海·期末)已知,若函数的值域为,则的取值范围是 .
四、解答题
44.(23-24高一上·山西吕梁·期末)已知幂函数的图象关于原点对称.
(1)求实数m的值;
(2)设,(且),若不等式对任意恒成立,求t的取值范围.
45.(23-24高一上·内蒙古呼伦贝尔·期末)已知函数的图象经过点
(1)求函数的解析式;
(2)设函数,求恒成立的的取值范围.
46.(23-24高一上·安徽六安·期中)已知幂函数为偶函数.
(1)求的解析式;
(2)若,求实数的取值范围.
47.(23-24高一上·河北邯郸·期中)已知幂函数在上单调递增.
(1)求的解析式;
(2)判断的奇偶性,并证明.
48.(23-24高一上·湖南·期中)已知幂函数既不是奇函数,也不是偶函数.
(1)求的值;
(2)若函数的最小值为,求实数的值.
49.(23-24高一上·湖北襄阳·期中)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)解关于的不等式 ,其中.
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第08讲:幂函数期末高频考点题型讲与练
【考点梳理】
· 题型一:幂函数的定义
· 题型二:幂函数的定义域和值域问题
· 题型三:幂函数的定点和图像问题
· 题型四:幂函数的单调性问题
· 题型五:幂函数单选性解不等式
· 题型六:幂函数比较大小问题
· 题型七:幂函数的奇偶性问题
· 题型八:幂函数的综合问题
【知识梳理】
知识点01:.幂函数
(1)定义:一般地,函数y=xα叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.
(2)幂函数的图象比较
知识点02:五个幂函数的性质
y=x
y=x2
y=x3
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
偶
奇
非奇非偶
奇
单调性
增
在[0,+∞) 上增,
在(-∞,0] 上减
增
增
在(0,+∞)上减,
在(-∞,0)上减
知识点03 一般幂函数的图象特征
1.所有的幂函数在(0,+∞)上都有定义,并且图象都过点(1,1).
2.当α>0时,幂函数的图象通过原点,并且在区间[0,+∞)上是增函数.特别地,当α>1时,幂函数的图象下凸;当0<α<1时,幂函数的图象上凸.
3.当α<0时,幂函数的图象在区间(0,+∞)上是减函数.
4.幂指数互为倒数的幂函数在第一象限内的图象关于直线y=x对称.
5.在第一象限,作直线x=a(a>1),它同各幂函数图象相交,按交点从下到上的顺序,幂指数按从小到大的顺序排列.
【题型归纳】
题型一:幂函数的定义
1.(23-24高一上·安徽阜阳·期末)已知幂函数的图象不经过第二象限,则( )
A. B.或 C.或 D.
【答案】D
【分析】根据幂函数的概念求出,再由函数图象不经过第二象限得出即可.
【详解】解:因为是幂函数,所以,解得或,
当时,,显然其图象不经过第二象限,满足题意;
当时,,其图象经过第二象限,不满足题意;
综上,.
故选:D.
2.(23-24高一上·河南漯河·期末)已知幂函数在上为减函数,则等于( )
A.3 B.4 C. D.或4
【答案】C
【分析】由题意可得且,从而可求出的值.
【详解】因为为幂函数,
所以,即,解得或,
因为幂函数在上为减函数,
所以,得,
所以,
故选:C
3.(23-24高一上·江苏南京·期末)已知幂函数在上单调递增,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据幂函数的定义求出参数的值,再分析其性质即可得出答案.
【详解】因为函数为幂函数,
所以,解得或,
又因为在上单调递增,
故,所以.
故选:B
题型二:幂函数的定义域和值域问题
4.(21-22高一上·黑龙江绥化·期末)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求使函数有意义的的取值范围可得答案.
【详解】由已知解得,所以f(x)的定义域为.
故选:B.
5.(21-22高一上·安徽·期末)已知幂函数的图象过点,则下列说法中正确的是( )
A.的定义域为 B.的值域为
C.为偶函数 D.为减函数
【答案】C
【分析】首先求出幂函数解析式,再根据幂函数的性质一一判断即可.
【详解】解:因为幂函数的图象过点,所以,所以,所以,定义域为,且,即为偶函数,因为,所以,所以,故A错误,B错误,C正确,又 在上单调递减,根据偶函数的对称性可得在上单调递增,故D错误;
故选:C
6.(23-24高一上·云南昆明·期末)已知函数,则( )
A.时,是偶函数 B.时,的值域为
C.的图象恒过定点和 D.时,是减函数
【答案】A
【分析】根据幂函数的性质一一判断即可.
【详解】对于A,当时定义域为,
且,所以为偶函数,故A正确;
对于B,当时,,则的值域为,故B错误;
对于C,当时,定义域为,函数不过点,故C错误;
对于D,当时,在上单调递增,故D错误;
故选:A
题型三:幂函数的定点和图像问题
7.(23-24高一上·浙江衢州·期末)函数在的图象如图所示,则曲线对应的函数分别为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】运用特例法进行判断即可.
【详解】,
因为,
所以曲线对应的函数分别为,
故选:B
8.(22-23高一上·上海浦东新·期末)关于幂函数的图象,下列选项描述正确的是( )
A.幂函数的图象一定经过和
B.幂函数的图象一定关于y轴或原点对称
C.幂函数的图象一定不经过第四象限
D.两个不同的幂函数的图象最多有两个公共点
【答案】C
【分析】由幂函数的性质对选项一一判断即可得出答案.
【详解】对于A,函数的图象不经过点,所以A不正确;
对于B,是非奇非偶函数,所以B不正确;
对于C,对于幂函数,当时,一定成立,
所以任何幂函数的图象都不经过第四象限,所以C正确;
对于D,,则令,解得:或或,
所以幂函数和有三个交点,所以D不正确.
故选:C.
9.(24-25高一上·上海·期中)如图是幂函数的部分图像,已知分别取这四个值,则与曲线相应的依次为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据幂函数的图象和性质之间的关系进行判断即可.
【详解】当时,幂函数在上单调递增,
当时,幂函数在上单调递减,
并且在直线的右侧,图象自下而上所对应的函数的幂指数依次增大,
所以,所以.
故选:A
题型四:幂函数的单调性问题
10.(23-24高一上·重庆·期末)是幂函数在上单调递减的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要件
【答案】C
【分析】利用幂函数的定义及性质,结合充分条件、必要条件的定义判断即得.
【详解】由幂函数在上单调递减,得,解得,
反之,,幂函数在上单调递减,
所以是幂函数在上单调递减的充要条件.
故选:C
11.(23-24高一上·贵州安顺·期末)下列选项中满足在定义域上单调递增的函数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】
A选项,不满足在上单调递增;BCD选项,结合函数解析式可直接判断出函数单调性,得到答案.
【详解】A选项,在上单调递增,
而的定义域为,故不满足在定义域上单调递增,A错误;
B选项,在上单调递减,在上单调递增,故B错误;
C选项,的定义域为R,且,
故在R上单调递增,满足要求,C正确;
D选项,在R上单调递减,D错误.
故选:C
12.(23-24高一上·重庆永川·期中)已知函数是幂函数,且在上单调递增,则实数( )
A.-1 B.-1或2 C.2 D.3
【答案】C
【分析】根据幂函数得到定义,求得或,再结合幂函数的单调性,即可求解.
【详解】由函数,可得,解得或,
当时,函数在上单调递增,符合题意;
当时,函数在上单调递减,不符合题意,
所以实数的值为.
故选:C.
题型五:幂函数单选性解不等式
13.(23-24高一上·江西新余·期末)若幂函数图象过点,且,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先由条件求得的值,即得函数;分别判断该函数的奇偶性和在区间上的单调性;最后将抽象不等式转化成,再通过两边平方化成一元二次不等式求解即得.
【详解】把代入可得:,易得:,则,
显然函数的定义域为R,由知为偶函数.
且,由,
因故,即,故函数在上为增函数.
由,将两边平方整理可得:,
解得:或.
故选:C.
14.(21-22高一上·宁夏·期中)已知函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先判断函数的奇偶性与单调性,进而利用性质解抽象不等式即可.
【详解】∵,均为奇函数,且为R上的增函数,
∴函数为奇函数,在R上为增函数,
由,可得,
∴,即,
∴,
故选:B
15.(21-22高一上·浙江·期末)设函数,若,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】分别在和的情况下,根据解析式构造不等式,解不等式求得结果.
【详解】当时,,,解得:;
当时,,解得:;
综上所述:的取值范围为.
故选:A.
题型六:幂函数比较大小问题
16.(23-24高一上·福建厦门·期末)已知,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用指数函数和幂函数的单调性可得出、、的大小关系.
【详解】因为指数函数为上的增函数,则,
又因为幂函数在上为增函数,则,故.
故选:D.
17.(23-24高一上·湖北武汉·期末)设,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据指数函数、对数函数、幂函数的单调性分别判断出的范围,然后可得到结果.
【详解】由对数函数单调性可知:,
由指数函数单调性可知:,
由幂函数单调性可知:,
所以,
故选:D.
18.(23-24高一上·湖南郴州·期末)设,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据幂函数的性质比较,再根据与1的大小关系进行比较即可.
【详解】因为幂函数是上的单调递增函数,
且,所以,
又,故,
故选:B.
题型七:幂函数的奇偶性问题
19.(2022高三·全国·专题练习)幂函数是偶函数,且在(0,+∞)上是减函数,则m的值为( )
A.﹣6 B.1 C.6 D.1或﹣6
【答案】B
【分析】由题意可得, ,且为偶数,由此求得m的值.
【详解】∵幂函数是偶函数,且在(0,+∞)上是减函数,
∴,且为偶数
或
当时,满足条件;当时,,舍去
因此:m=1
故选:B
20.(21-22高一上·广东广州·期中)已知幂函数图像经过点.则下列命题正确的有( )
A.函数在上为增函数
B.函数为偶函数
C.若,则
D.若,则
【答案】C
【分析】设,代入可求得;由定义域知AB错误;根据幂函数单调性可知C正确;作差法可证得,由此知D错误.
【详解】设,则,解得:,;
对于AB,定义域为,定义域不关于原点对称,AB错误;
对于C,在上单调递增,当时,,C正确;
对于D,当时,,
,又,
,D错误.
故选:C.
21.(23-24高一上·辽宁大连·期末)写出一个幂函数的解析式,使之同时具有以下三个性质:①定义域为;②是偶函数;③当时,.则函数的解析式为 .
【答案】(答案不唯一)
【分析】由题意①定义域为;②是偶函数;故不妨取,是正整数,且容易验证,此时满足③当时,,故令,即可得满足题意的一个幂函数的解析式.
【详解】由题意当时,定义域为,且是偶函数(直接由解析式看出),
当时,,,故满足题意.
故答案为:(答案不唯一).
题型八:幂函数的综合问题
22.(23-24高一上·湖北·期末)已知幂函数()为偶函数,且在上单调递减.
(1)求和的值;
(2)求满足的实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据幂函数以及奇偶性等知识求得.
(2)根据函数的单调性以及对分类讨论来求得的取值范围.
【详解】(1)由函数为幂函数,
则,解得;
由()在上单调递减,
得,解得,而,故或,
当时,,定义域为,且为偶函数,符合题意.
当时,,定义域为,函数为奇函数,不符合题意;
故.
(2)由(1)得,则,即.
故或或,
解得或或,.
故实数的取值范围为.
23.(23-24高一上·安徽安庆·期末)已知幂函数是定义在R上的偶函数.
(1)求函数的解析式;
(2)当时,求函数的最值,并求对应的自变量的值.
【答案】(1)
(2)当时,函数的最小值为;当时,函数的最大值为7
【分析】(1)由幂函数的定义和函数的奇偶性,求出的值,得函数解析式;
(2)求出函数的解析式,由定义域结合解析式,利用配方法求最值.
【详解】(1)根据题意可得,即,
所以,解得,
又函数是定义在R上的偶函数,
所以,即函数的解析式为.
(2)由(1)可知
因,所以,
所以当,即,函数的最小值为;
当时,,函数的最大值为7.
24.(23-24高一上·天津·期末)若函数为幂函数,且在单调递减.
(1)求实数的值;
(2)若函数,且,
(ⅰ)写出函数的单调性,无需证明;
(ⅱ)求使不等式成立的实数的取值范围.
【答案】(1)1
(2)(ⅰ)在区间单调递增;(ⅱ)
【分析】(1)根据幂函数的定义求出的值再由题设条件取舍;
(2)(ⅰ)根据单调性相同的两函数在公共区间上具有相同的单调性性质即得;
(ⅱ)利用(ⅰ)的结论求解抽象不等式即得.
【详解】(1)由题意知,解得:或,
当时,幂函数,此时幂函数在上单调递减,符合题意;
当时,幂函数,此时幂函数在上单调递增,不符合题意;
所以实数的值为1.
(2)(ⅰ),在区间单调递增.证明如下:
任取,则,
由可得:,,则,即,
故在区间单调递增.
(ⅱ)由(ⅰ)知,在区间单调递增,又由可得:
则,解得.
【强化精练】
一、单选题
25.(23-24高一下·广东深圳·期末)已知幂函数,则“”是“在上单调递增”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】根据幂函数单调性和充要条件的判定即可得到答案.
【详解】当“ ”时,根据幂函数性质知在上单调递增,则充分性成立;
反之,若“在上单调递增”则“”,必要性也成立,
故“”是“在上单调递增”的充分必要条件,
故选:C.
26.(23-24高一上·北京海淀·期末)在同一个坐标系中,函数,,的图象可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据的单调性相反排除AD,然后根据幂函数图象判断出的范围,由此可得答案.
【详解】因为在同一坐标系中,所以函数,的单调性一定相反,
且图象均不过原点,故排除AD;
在BC选项中,过原点的图象为幂函数的图象,且由图象可知,
所以单调递减,单调递增,故排除B,所以C正确.
故选:C.
27.(23-24高一上·云南德宏·期末)已知,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用幂函数,指数函数,对数函数的单调性求出的范围,从而判断大小.
【详解】由在上单调递增,又,所以,
由在R上单调递减,又,所以,
由是上的减函数,又,所以.
所以.
故选:A.
28.(23-24高一上·福建龙岩·期末)若幂函数的图象过点,则的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,根据幂函数的图象过点求出的值,即可求出的定义域,再根据抽象函数的定义域计算规则得到,解得即可.
【详解】设,依题意可得,解得,所以,
所以的定义域为,值域为,且,
对于函数,则,解得,
即函数的定义域是.
故选:B
29.(23-24高一上·云南昭通·期末)(且)的图象恒过定点,幂函数过点,则为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】根据对数函数的性质可求得定点,由幂函数的概念设,由条件列式求出,进而可得答案.
【详解】,令,得,,
则(且)恒过定点,
设,则,即,即,∴,
故选:D.
30.(23-24高一上·四川宜宾·期末)已知幂函数为偶函数,若函数在区间上为单调函数,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】幂函数为偶函数,解得,函数在区间上为单调函数,利用二次函数的性质,列不等式求实数a的取值范围.
【详解】为幂函数,则,解得或,
时,;时,.
为偶函数,则.
函数在区间上为单调函数,
则或,解得或,
所以实数a的取值范围为.
故选:D.
31.(23-24高一上·江苏南京·期中)已知幂函数为偶函数,若函数在区间上为单调函数,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】用幂函数和偶函数定义确定,再用二次函数对称轴与单调区间的关系讨论即可.
【详解】因为函数为幂函数,则,得或.
当时,为偶函数,符合题意;
当时,为非奇非偶函数,不合题意,
所以,,
则,对称轴为直线.
①若函数在上为增函数,则,解得;
②若函数在上为减函数,则,解得.
综上所述,实数a的取值范围是
故选:B.
32.(23-24高一上·浙江温州·期中)已知函数是幂函数,对任意,,且,满足,若a,,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】A
【分析】先通过函数是幂函数以及单调性求出的解析式,再利用单调性和奇偶性可得答案.
【详解】因为函数是幂函数,
所以,解得或,
又因为对任意,且,满足,
即对任意,都有,
故函数是幂函数且在上单调递增,
所以,
所以,
则,明显为上的奇函数,
由得,
所以,
所以.
故选:A.
二、多选题
33.(22-23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】根据幂函数定义和性质,函数值求解,偶函数的判定即可逐个选项判断.
【详解】因为是幂函数,且,
所以,可得,则,A正确;
又定义域为,,B正确;
又,,C错误;
由,可知D正确.
故选:ABD
34.(23-24高一上·江苏盐城·期末)已知幂函数的图象经过点,则( ).
A.函数为增函数
B.当时,
C.函数为偶函数
D.
【答案】CD
【分析】根据给定条件,求出幂函数的解析式,再结合幂函数的性质逐项判断即得.
【详解】设幂函数,则,解得,,
对于A,函数在上单调递减,在上单调递增,A错误;
对于B,当时,,B错误;
对于C,函数的定义域为,,函数为偶函数,C正确;
对于D,,,D正确.
故选:CD
35.(21-22高一上·广西玉林·期末)已知函数的图象经过点则( )
A.的图象经过点 B.的图象关于轴对称
C.在上单调递减 D.在内的值域为
【答案】CD
【分析】由已知求得函数解析式,再根据幂函数的性质判断.
【详解】由题意,则,∴,
∴是奇函数,图象关于原点对称,在上是减函数,值域为,
,
故选:CD
36.(23-24高一上·福建漳州·期末)已知幂函数的图象经过点,则下列说法正确的是( )
A.函数是偶函数 B.函数是增函数
C.的解集为 D.
【答案】BCD
【分析】根据点的坐标确定,函数为奇函数得到A错误,函数为增函数得到B正确,计算得到CD正确,得到答案.
【详解】设幂函数,函数过点,即,解得,即,
对选项A:函数定义域为,,函数为奇函数,错误;
对选项B:函数是增函数,正确;
对选项C:,解得,正确;
对选项D:,正确;
故选:BCD.
37.(23-24高一上·山东滨州·期末)已知幂函数的图象经过点,则下列说法正确的为( )
A.为偶函数 B.为增函数
C.若,则 D.若,则
【答案】BD
【分析】由已知点的坐标先求出函数解析式,然后结合幂函数的性质检验各选项即可判断.
【详解】设幂函数,由于图象经过点,
所以,即,
所以,
故在定义域,上单调递增,B正确;
为非奇非偶函数,A不符合题意;
当,解得,故C正确;
当时,
,
故,即成立,D正确.
故选:BD
三、填空题
38.(24-25高一上·河北唐山·期中)已知幂函数在上单调递增,则实数的值为 .
【答案】3
【分析】根据幂函数的定义以及单调性即可列关系求解.
【详解】由题意可得,解得,
故答案为:3
39.(23-24高一上·江苏常州·期末)写出一个在区间上单调递增且为奇函数的幂函数: .
【答案】(答案不唯一,写一个即可)
【分析】由幂函数的性质求解即可.
【详解】因为幂函数在区间上单调递增且为奇函数,所以幂函数可以为,
故答案为:(答案不唯一,写一个即可)
40.(23-24高一上·湖北武汉·期末)若幂函数为偶函数,则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】由幂函数的概念和性质确定的值,再根据单调性求解不等式.
【详解】因为为幂函数,
则,解得,或,
当时,,为奇函数,不符合题意;
当时,,为偶函数,符合题意,
且在上单调递减,在上单调递增,
若,则,
解得或,即不等式的解集为.
故答案为:.
41.(23-24高一上·安徽·期末)已知幂函数的图象经过点,那么的解析式为 ;不等式的解集为 .
【答案】
【分析】利用幂函数过的点求出的解析式,再利用单调性解不等式即可.
【详解】设幂函数,依题意,,即,因此,解得,
所以函数的解析式为;
显然函数在上单调递减,且,
于是不等式为:,解得,即或,
所以不等式的解集为.
故答案为:;
42.(23-24高一上·江西九江·期末)若函数,且的图象过定点 A,且点 A在幂函数 上,则 .
【答案】
【分析】求出幂函数解析式,根据指数函数的性质求得定点坐标,代入幂函数解析式可得.
【详解】是幂函数,则,∴,
中,令,得,,∴定点为,
∴,又,∴.
故答案为:.
43.(23-24高一上·上海·期末)已知,若函数的值域为,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】求出函数在时的值域,根据给定条件确定当时的取值集合,再分类讨论求解即得.
【详解】函数在上单调递增,函数值集合为,
由函数的值域为,得函数在时的取值集合包含
当时,在上单调递减,函数值集合为,不符合题意,
当时,,函数值集合为,不符合题意,
当时,在上单调递增,函数值集合为,
由,得,解得,由,得,因此,
所以的取值范围是.
故答案为:
四、解答题
44.(23-24高一上·山西吕梁·期末)已知幂函数的图象关于原点对称.
(1)求实数m的值;
(2)设,(且),若不等式对任意恒成立,求t的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据幂函数定义得到方程,求出或2,由奇偶性舍去不合要求的解;
(2)方法一:换元后得到,分和两种情况,变形后,结合对勾函数的单调性,求出答案;方法二:换元后得到,分和两种情况,结合二次函数的对称轴和最值,得到不等式,求出答案.
【详解】(1)由幂函数的定义可知,所以或2,
当时,为偶函数,不关于原点对称,舍去,
当时,关于原点对称,
所以;
(2)方法一:由(1)得,,
令,,,记,
若函数在上恒成立,
①若时,则函数,即恒成立,
令,,
由对勾函数性质得在上单调递增,故,
则,所以,故.
②若时,则需在恒成立,
所以,,由对勾函数性质可得,故.
综上所述:函数在上恒成立时.
方法二:由(1)得,,
令,,,记,
若函数在上恒成立,
①若时,则函数,
由于对称轴,函数在区间上为增函数,
恒成立,所以,故符合题意.
②若时,则需在恒成立,
则:或,
或,解得,
综上所述:函数在上恒成立.则.
【点睛】方法点睛:对于求不等式成立时的参数范围问题,一般有三个方法:
一是分离参数法, 使不等式一端是含有参数的式子,另一端是一个区间上具体的函数,通过对具体函数的研究确定含参式子满足的条件;
二是讨论分析法,根据参数取值情况分类讨论;
三是数形结合法,将不等式转化为两个函数,通过两个函数图像确定条件.
45.(23-24高一上·内蒙古呼伦贝尔·期末)已知函数的图象经过点
(1)求函数的解析式;
(2)设函数,求恒成立的的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将点代入计算即可;
(2)直接解二次不等式即可.
【详解】(1)由已知得,所以,
所以函数的解析式为;
(2)由(1)得,
则恒成立,即恒成立,解得.
所以的取值范围为.
46.(23-24高一上·安徽六安·期中)已知幂函数为偶函数.
(1)求的解析式;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用幂函数的定义求参数m,然后利用偶函数即可求解解析式.
(2)利用幂函数单调性解不等式即可,注意定义域的限制.
【详解】(1)由于函数是幂函数,故,
解得或,
当时,不是偶函数,不合题意;
当时,是偶函数,符合题意.故.
(2)由(1)知,则原不等式化为,
结合幂函数在上为增函数,得,
解得,即实数的取值范围为.
47.(23-24高一上·河北邯郸·期中)已知幂函数在上单调递增.
(1)求的解析式;
(2)判断的奇偶性,并证明.
【答案】(1)
(2)详见解析
【分析】(1)由幂函数的概念可得,再结合幂函数在单调递增可确定a的值,则解析式可求;
(2)首先判断定义域是否关于原点对称,再看与的关系即可判断.
【详解】(1)由幂函数的概念可知,解得或,
又因为幂函数在单调递增,故,即;
(2)为偶函数,
证明如下:定义域为R,,
故为偶函数.
48.(23-24高一上·湖南·期中)已知幂函数既不是奇函数,也不是偶函数.
(1)求的值;
(2)若函数的最小值为,求实数的值.
【答案】(1)
(2)或.
【分析】(1)先根据函数是幂函数求参,再结合奇函数定义判断即可确定参数;
(2)应用换元法转化为已知二次函数最值求出参数.
【详解】(1)令,整理为,解得或,
①当时,,可得,
由,知函数为奇函数,不合题意;
②当时,,可得,由函数的定义域为,满足题意.
由①②知,的值为;
(2)由(1)有,可得,
令(),有,可得,可化为,
令(),
①当时,,
又由的最小值为,有,解得;
②当时,,
又由的最小值为,有,解得(舍去)或,
由①②知或.
49.(23-24高一上·湖北襄阳·期中)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)解关于的不等式 ,其中.
【答案】(1)3,
(2)答案见解析
【分析】(1)根据幂函数的定义和性质即可求解;
(2)由(1)可得原不等式变形为,分类讨论含参一元二次不等式即可求解.
【详解】(1)因为为幂函数,且在上单调递增,
则,解得,所以;
(2)不等式0,即
当,,即不等式解集为,
当,或,即不等式解集为,
当,或,即不等式解集为.
所以,当,不等式解集为,
当,不等式解集为,
当,不等式解集为.
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学科网(北京)股份有限公司
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