2.7幂函数与二次函数讲义-2025届高三数学一轮复习

2025-02-27
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普通

资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 -
年级 高三
章节 -
类型 教案-讲义
知识点 一次函数与二次函数,幂函数
使用场景 高考复习-一轮复习
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
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文件大小 1.94 MB
发布时间 2025-02-27
更新时间 2025-02-27
作者 jy66
品牌系列 -
审核时间 2025-02-27
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内容正文:

2-7 幂函数与二次函数 讲义 一、幂函数 (一)、幂函数的概念 1.定义:一般地,形如y=xα(α∈R)的函数称为幂函数,其中底数x是自变量,α为常数. 2.幂函数的特征:xα的系数是1;xα的底数x是自变量;xα的指数α为常数. 只有满足这三个条件,才是幂函数. (二)、幂函数的图象 1.图象:对幂函数图象只要抓住在第一象限内三条线分第一象限为六个区域,即x=1,y=1,y=x分区域. 根据α<0,0<α<1,α=1,α>1的取值确定位置后,其余象限部分由奇偶性决定. 2.五种常见幂函数 函数特征性质 y=x y=x2 y=x3 y= y=x-1 图象 定义域 R R {x|x≥0} {x|x≠0} 值域 R {y|y≥0} R {y|y≥0} {y|y≠0} 奇偶性 奇 奇 非奇非偶 奇 单调性 增 (-∞,0)减,(0,+∞)增 增 增 (-∞,0)和(0,+∞)减 定点 (0,0),(1,1) (1,1) (三)、幂函数的性质 1.幂函数在(0,+∞)上都有定义; 2.定点:幂函数的图象过定点(1,1);当α>0时,幂函数的图象都过点(1,1)和(0,0), 3.单调性:(1)当α>0时,幂函数在(0,+∞)上单调递增, 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; (2)当α<0时,幂函数在(0,+∞)上单调递减; 4.奇偶性: 5.与在第一象限内的图象关于直线y=x对称. 6.在第一象限,直线x=a(a>1)同各幂函数相交,按交点从下到上,则幂指数从小到大.(指大图高) 7.在(1,+∞)上,随幂指数的逐渐增大,图象越来越靠近y轴. 二、二次函数 (一)、有关概念 1.一般式:;对称轴:;顶点:; 2.顶点式:;对称轴:;顶点:; 3.零点式:其中:是方程:的两根; 是与x轴的两个交点. (一)、二次函数的性质 1.函数的图象关于直线对称。 2.时,开口向上,在对称轴()左侧,y值随x值的增大而减少;在对称轴右侧;y的值随x值的增大而增大。当时,y取得最小值; 3.时,在对称轴()左侧,y值随x值的增大而增大;在对称轴右侧;y的值随x值的增大而减少。当时,y取得最大值. 三、一元二次不等式、简单的分式不等式、简单的绝对值不等式 1.“三个二次”:一元二次不等式、一元二次方程、二次函数的联系 判别式 两不等实根: 两相等实根 无实数根 R ∅ ∅ 2.分式不等式 (1) ⇔f(x)g(x)>0; (2)⇔f(x)g(x)<0; (3) ⇔f(x)g(x)≥0且g(x)≠0; (4)⇔f(x)g(x)0且g(x)≠0. 3.简单的绝对值不等式: |x|>a(a>0)(-∞,-a)∪(a,+∞); |x|<a(a>0)(-a,a). 【常用结论】 1.与二次函数有关的恒成立问题:设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),则 (1)f(x)>0恒成立的充要条件是 (2)f(x)<0恒成立的充要条件是 (3)f(x)>0(a<0)在区间[m,n]恒成立的充要条件是 (4)f(x)<0(a>0)在区间[m,n]恒成立的充要条件是 2.对于不等式ax2+bx+c>0,求解时不要忘记a=0时的情形. 考点一 幂函数的概念 【例1-1】(2024·山东日照·二模)已知幂函数图象过点,则函数的解析式为(    ) A. B. C. D. 【例1-2】若幂函数y=(m2-3m+3)·的图象不过原点,则m的取值是(  ) A.-1≤m≤2    B.m=1或m=2    C.m=2    D.m=1 1. (2023·四川成都·一模)已知幂函数的图象过点,则(    ) A. B.1 C.2 D.3 2.已知幂函数f(x)=k2·xa+1的图象过点,则k+a=(  ) A.        B.-        C.或-        D.2 3.(2024·江西·模拟预测)已知幂函数的图象过点,则(       ) A.0 B.2 C.4 D.5 4.已知幂函数f(x)=(m2-3m+3)xm+1为偶函数,则m=(  ) A.1        B.2        C.1或2        D.3 5. (2024·全国·高三专题练习)已知幂函数的图象过点,则 . 考点二 幂函数的图象 【例2-1】若幂函数y=x-1,y=xm与y=xn在第一象限内的图象如图所示,则m与n的取值情况为(  ) A.-1<m<0<n<1    B.-1<n<0<m    C.-1<m<0<n    D.-1<n<0<m<1 【例2-2】函数与在同一直角坐标系中的图象不可能为(    ) A. B. C. D. 【例2-3】(2023·山西运城·学业考试)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. 【例2-4】幂函数y=x(m∈Z)的图象如图所示,则m的值为(  ) A.-1        B.0        C.1        D.2 【思维升华】幂函数图象的规律 1.幂函数图象一定经过第一象限;一定不经过第四象限;是否经过第二、三象限,要看函数的奇偶性; 2.幂函数的图象最多能同时出现在两个象限内; 3.如果幂函数图象与坐标轴相交,则交点一定是原点; 4.当α为奇数时,幂函数的图象关于原点对称;当α为偶数时,幂函数的图象关于y轴对称. 1.已知幂函数的图象经过点,则该幂函数的大致图象是(    ) A. B.  C. D.   2. (2024·四川南充·二模)已知函数的图象如图所示,则的解析式可能是(    ) A. B. C. D. 3. (2024·湖南·模拟预测)如图,已知幂函数在上的图象分别是下降,急速上升,缓慢上升,则(    ) A. B. C. D. 4.(2024·全国·高三专题练习)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 考点三 幂函数的性质 命题点1 单调性与奇偶性 【例3-1-1】下列函数中,既是偶函数,又是在区间上单调递减的函数为( ) A. B. C. D. 【例3-1-2】幂函数的图象关于轴对称,且在上是减函数,则的值是(   ) A.1 B.2 C.3 D.4 【例3-1-3】(2024高三上·广东佛山·月考)当时,幂函数递减,则 . 命题点2 利用幂函数的单调性比较大小 【例3-2-1】已知幂函数f(x)=,若f(a+1)<f(10-2a),则a的取值范围是________. 【例3-2-2】(2024高三上·辽宁大连·期中)已知幂函数的图象过点,且,则a的取值范围是 . 【例3-2-3】(2024·全国·高三专题练习)幂函数f(x)=mxn过点,a=f(m),b=f(n),c=f(ln 2),则(  ) A.c<b<a B.c<a<b C.b<c<a D.a<b<c 【例3-2-4】已知a=,b=,c=,则a,b,c的大小关系为(  ) A.b<a<c     B.a<b<c     C.c<b<a     D.c<a<b 【例3-2-5】若a=,b=,c=,则a,b,c的大小关系是(  ) A.a<b<c     B.c<a<b     C.b<c<a     D.b<a<c 【例3-2-6】设a=0.60.6,b=0.61.5,c=1.50.6,则a,b,c的大小关系是(  ) A.a<b<c     B.a<c<b     C.b<a<c     D.b<c<a 命题点3 幂函数性质的综合应用 【例3-3-1】(2024·吉林·模拟预测)请写出一个幂函数满足以下条件:①定义域为;②为增函数;③对任意的,,都有,则 . 【例3-3-2】已知x,,满足,,则(    ) A.-1 B.0 C.1 D.2 1.如图所示是函数(m、且互质)的图象,则(    ) A.m,n是奇数且 B.m是偶数,n是奇数,且 C.m是偶数,n是奇数,且 D.m,n是偶数,且 2.(2024·广东广州·模拟预测)若幂函数在上单调递增,则实数的值为(    ) A.2 B.1 C. D. 3.已知幂函数f(x)=(n2+2n-2)·xn2-3n(n∈Z)在(0,+∞)上是减函数,则n的值为(  ) A.-3        B.1        C.2        D.1或2 4.幂函数y=f(x)的图象经过点(3,),则f(x)是(  ) A.偶函数,且在(0,+∞)上是增函数      B.偶函数,且在(0,+∞)上是减函数 C.奇函数,且在(0,+∞)上是增函数      D.非奇非偶函数,且在(0,+∞)上是减函数 5.若幂函数的图象经过点,则它的单调递增区间是(  ) A.(0,+∞)      B.[0,+∞)     C.(-∞,+∞)     D.(-∞,0) 6.已知函数f(x)=x2-m是定义在区间[-3-m,m2-m]上的奇函数,则下列成立的是(  ) A.f(m)<f(0)    B.f(m)=f(0)    C.f(m)>f(0)    D.f(m)与f(0)大小不确定 7.已知幂函数y= (m∈Z)的图象与x轴和y轴没有交点,且关于y轴对称,则m等于(  ) A.1      B.0,2      C.-1,1,3      D.0,1,2 8.(2022·四川乐山·一模)已知幂函数和,其中,则有下列说法: ①和图象都过点;②和图象都过点;③在区间上,增长速度更快的是;④在区间上,增长速度更快的是. 则其中正确命题的序号是(    ) A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 9.(2023·江西南昌·一模)已知函数,若对于任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是(    ) A. B. C. D. 10.若a=,b=,c=,则a,b,c的大小关系是(  ) A.a>b>c     B.a>c>b     C.c>a>b     D.b>c>a 11.设x=0.20.3,y=0.30.2,z=0.30.3,则x,y,z的大小关系为(  ) A.x<z<y     B.y<x<z     C.y<z<x     D.z<y<x 12.(2024·福建三明·三模)若 ,则(   ) A. B. C. D. 13.(2024·全国·模拟预测)(多选)下列函数中既是奇函数,又是定义域上的减函数的是(    ) A. B. C. D. 14.(多选)已知幂函数图像经过点,则下列命题正确的有(    ) A.函数为增函数 B.函数为偶函数 C.若,则 D.若,则 15.已知幂函数f(x)=x(m∈N*)的图象经过点(2,). (1)试确定m的值;(2)求满足条件f(2-a)>f(a-1)的实数a的取值范围. 16.已知幂函数f(x)=(-2m2+m+2)xm+1为偶函数. (1)求f(x)的解析式;(2)若函数h(x)=f(x)+ax+3-a≥0在区间[-2,2]上恒成立,求实数a的取值范围. 考点四 二次函数与一元二次不等式 命题点1 二次函数性质 【例4-1-1】二次函数f(x)=x2-bx+c满足f(0)=3,对∀x∈R,都有f(1+x)=f(1-x),则f(x)的解析式为____. 【例4-1-2】(2024·广东揭阳·二模)已知函数在上不单调,则的取值范围为(    ) A. B. C. D. 【例4-1-3】(2024·四川成都·二模)函数的值域为.若,则实数的取值范围是(    ) A. B. C. D. 【例4-1-4】(2024·陕西渭南·二模)已知函数是上的增函数,则实数a的取值范围是(   ) A. B. C. D. 思维升华 1.求二次函数解析式的方法 2.解决二次函数图象与性质问题时要注意: (1)抛物线的开口方向,对称轴位置,定义区间三者相互制约,要注意分类讨论. (2)要注意数形结合思想的应用,尤其是给定区间上的最值问题,先“定性”(作草图),再“定量”(看图求解). (3)二次函数在闭区间上的最值主要有三种类型:轴定区间定、轴动区间定、轴定区间动. 无论哪种类型,解题的关键都是图象的对称轴与区间的位置关系, 当含有参数时,要依据图象的对称轴与区间的位置关系进行分类讨论. 命题点2 一元二次不等式、简单的分式不等式、绝对值不等式 【例4-2-1】不等式的解集是(    ) A. B. C. D. 【例4-2-2】关于x的不等式x2+px-2<0的解集是(q,1),则p+q的值为(  ) A.-2 B.-1 C.1 D.2 【例4-2-3】若关于的不等式的解集为,则关于的不等式的解集为( ) A. B. C. D. 命题点3 一元二次方程根的分布 【例4-3-1】关于x的一元二次方程有一个根小于,另一个根大于1,则a的取值范围是 . 【例4-3-2】关于x的方程至少有一个负根的充要条件是(    ) A. B. C. D. 【例4-3-3】关于的方程有两个不相等的实数根,且,那么的取值范围是(    ) A. B. C. D. 命题点4 一元二次不等式的恒成立问题 【例4-4-1】已知a是实数,函数f(x)=2ax2+2x-3在x∈[-1,1]上恒小于零,则实数a的取值范围是________. 【例4-4-2】已知为实数,若不等式对任意恒成立,则的最大值是 . 【例4-4-3】已知关于x的不等式kx2-6kx+k+8≥0对任意x∈R恒成立,则k的取值范围是(  ) A.[0,1] B.(0,1] C.(-∞,0)∪(1,+∞)  D.(-∞,0]∪[1,+∞) 思维升华 不等式恒成立求参数范围,一般有两个解题思路:一是分离参数;二是不分离参数,直接求最值.这两个思路,最后都是转化为求函数的最值问题. 1.(2024·福建福州·一模)已知集合,,则(    ) A.或 B. C. D.或 2.(23-24高三上·河南南阳·阶段练习)不等式的解集是(    ) A.或 B.或 C. D. 3.f(x)=ax2+(a-3)x+1在区间[-1,+∞)上单调递减,则实数a的取值范围是(  ) A.[-3,0) B.(-∞,-3] C.[-2,0] D.[-3,0] 4.(2024·辽宁·一模)若函数在区间内单调递减,则的取值范围是(    ) A. B. C. D. 5.(2024·山东·二模)已知函数在区间上单调递增,则的取值范围是(    ). A. B. C. D. 6.(23-24高三下·福建·开学考试)函数的值域为,则实数a的取值范围为 . 7.(2024·河南信阳·模拟预测)(多选)若在上单调,则实数的值可以为(    ) A. B. C. D.3 8.已知二次函数f(x)=ax2+bx+1(a,b∈R),x∈R,若函数f(x)的最小值为f(-1)=0,则f(x)=________. 9.已知定义在R上的奇函数f(x)满足:当x≥0时,f(x)=x3,若不等式f(-4t)>f(2m+mt2)对任意实数t恒成立,则实数m的取值范围是________. 10.(2024·河南·模拟预测)已知函数在上的最大值为,在上的最大值为,若,则实数的取值范围是 . 1.(2024·全国·高考真题)已知集合,则(    ) A. B. C. D. 2.(2024·上海·高考真题)已知则不等式的解集为 . 3.(2023·全国·高考真题)设函数在区间上单调递减,则的取值范围是(    ) A. B. C. D. 4.(2022·北京·一模)下列函数中,定义域与值域均为R的是(       ) A. B. C. D. 5.(2021·全国·高考真题)写出一个同时具有下列性质①②③的函数 . ①;②当时,;③是奇函数. 学科网(北京)股份有限公司第 1 页 共 25 页 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $$ 2-7 幂函数与二次函数 讲义 一、幂函数 (一)、幂函数的概念 1.定义:一般地,形如y=xα(α∈R)的函数称为幂函数,其中底数x是自变量,α为常数. 2.幂函数的特征:xα的系数是1;xα的底数x是自变量;xα的指数α为常数. 只有满足这三个条件,才是幂函数. (二)、幂函数的图象 1.图象:对幂函数图象只要抓住在第一象限内三条线分第一象限为六个区域,即x=1,y=1,y=x分区域. 根据α<0,0<α<1,α=1,α>1的取值确定位置后,其余象限部分由奇偶性决定. 2.五种常见幂函数 函数特征性质 y=x y=x2 y=x3 y= y=x-1 图象 定义域 R R {x|x≥0} {x|x≠0} 值域 R {y|y≥0} R {y|y≥0} {y|y≠0} 奇偶性 奇 奇 非奇非偶 奇 单调性 增 (-∞,0)减,(0,+∞)增 增 增 (-∞,0)和(0,+∞)减 定点 (0,0),(1,1) (1,1) (三)、幂函数的性质 1.幂函数在(0,+∞)上都有定义; 2.定点:幂函数的图象过定点(1,1);当α>0时,幂函数的图象都过点(1,1)和(0,0), 3.单调性:(1)当α>0时,幂函数在(0,+∞)上单调递增, 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; (2)当α<0时,幂函数在(0,+∞)上单调递减; 4.奇偶性: 5.与在第一象限内的图象关于直线y=x对称. 6.在第一象限,直线x=a(a>1)同各幂函数相交,按交点从下到上,则幂指数从小到大.(指大图高) 7.在(1,+∞)上,随幂指数的逐渐增大,图象越来越靠近y轴. 二、二次函数 (一)、有关概念 1.一般式:;对称轴:;顶点:; 2.顶点式:;对称轴:;顶点:; 3.零点式:其中:是方程:的两根; 是与x轴的两个交点. (一)、二次函数的性质 1.函数的图象关于直线对称。 2.时,开口向上,在对称轴()左侧,y值随x值的增大而减少;在对称轴右侧;y的值随x值的增大而增大。当时,y取得最小值; 3.时,在对称轴()左侧,y值随x值的增大而增大;在对称轴右侧;y的值随x值的增大而减少。当时,y取得最大值. 三、一元二次不等式、简单的分式不等式、简单的绝对值不等式 1.“三个二次”:一元二次不等式、一元二次方程、二次函数的联系 判别式 两不等实根: 两相等实根 无实数根 R ∅ ∅ 2.分式不等式 (1) ⇔f(x)g(x)>0; (2)⇔f(x)g(x)<0; (3) ⇔f(x)g(x)≥0且g(x)≠0; (4)⇔f(x)g(x)0且g(x)≠0. 3.简单的绝对值不等式: |x|>a(a>0)(-∞,-a)∪(a,+∞); |x|<a(a>0)(-a,a). 【常用结论】 1.与二次函数有关的恒成立问题:设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),则 (1)f(x)>0恒成立的充要条件是 (2)f(x)<0恒成立的充要条件是 (3)f(x)>0(a<0)在区间[m,n]恒成立的充要条件是 (4)f(x)<0(a>0)在区间[m,n]恒成立的充要条件是 2.对于不等式ax2+bx+c>0,求解时不要忘记a=0时的情形. 考点一 幂函数的概念 【例1-1】(2024·山东日照·二模)已知幂函数图象过点,则函数的解析式为(    ) A. B. C. D. 【答案】B【解】设解析式为,由于函数过点,故,解得, 该解析式为;故选:B 【例1-2】若幂函数y=(m2-3m+3)·的图象不过原点,则m的取值是(  ) A.-1≤m≤2    B.m=1或m=2    C.m=2    D.m=1 【答案】B【解】由幂函数性质可知m2-3m+3=1,∴m=1或m=2. 又幂函数图象不过原点,∴m2-m-2≤0,即-1≤m≤2,∴m=1或m=2. 1. (2023·四川成都·一模)已知幂函数的图象过点,则(    ) A. B.1 C.2 D.3 【答案】C【分析】根据题意可得,求解即可. 【解】因为幂函数的图象过点,所以,解得;故选:C. 2.已知幂函数f(x)=k2·xa+1的图象过点,则k+a=(  ) A.        B.-        C.或-        D.2 【答案】C【解】因为f(x)=k2·xa+1是幂函数,所以k2=1,所以k=±1.又f(x)的图象过点, 所以=,所以a+1=,所以a=-,所以k+a=±1-=-或. 3.(2024·江西·模拟预测)已知幂函数的图象过点,则(       ) A.0 B.2 C.4 D.5 【答案】C【分析】根据幂函数的形式及过定点即可求解. 【解】因为为幂函数,所以; 又的图象过点,即,解得;所以;故选:C. 4.已知幂函数f(x)=(m2-3m+3)xm+1为偶函数,则m=(  ) A.1        B.2        C.1或2        D.3 【答案】A【解】∵函数f(x)为幂函数,∴m2-3m+3=1,即m2-3m+2=0,解得m=1或m=2.当m=1时,幂函数f(x)=x2为偶函数,满足条件;当m=2时,幂函数f(x)=x3为奇函数,不满足条件.故选A. 5. (2024·全国·高三专题练习)已知幂函数的图象过点,则 . 【答案】【分析】由题意将点代入即可求得幂函数表达式,然后代入即可得解. 【解】不妨设幂函数表达式为,由题意有,解得, 所以幂函数表达式为,所以;故答案为:. 考点二 幂函数的图象 【例2-1】若幂函数y=x-1,y=xm与y=xn在第一象限内的图象如图所示,则m与n的取值情况为(  ) A.-1<m<0<n<1    B.-1<n<0<m    C.-1<m<0<n    D.-1<n<0<m<1 【答案】D【解】y=xα,当α>0时,y=xα在(0,+∞)上为增函数,且0<α<1时,图象上凸,∴0<m<1;当α<0时,y=xα在(0,+∞)上为减函数,不妨令x=2,根据图象可得2-1<2n,∴-1<n<0,综上所述,故选D. 【例2-2】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. 【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. 【例2-3】(2023·山西运城·学业考试)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. 【答案】A【分析】作直线分别与曲线相交,结合函数的单调性即可判断. 【解】因为函数为增函数,所以, 所以作直线分别与曲线相交,交点由上到下分别对应的n值为, 由图可知,曲线相应n值为;故选:A 【例2-4】幂函数y=x(m∈Z)的图象如图所示,则m的值为(  ) A.-1        B.0        C.1        D.2 【答案】C【解】由于图象不过原点,且在第一象限下降,故m2-2m-3<0,即-1<m<3; 函数是偶函数,故m2-2m-3为负偶数,将m=0,1,2分别代入,知当m=1时,满足要求. 【思维升华】幂函数图象的规律 1.幂函数图象一定经过第一象限;一定不经过第四象限;是否经过第二、三象限,要看函数的奇偶性; 2.幂函数的图象最多能同时出现在两个象限内; 3.如果幂函数图象与坐标轴相交,则交点一定是原点; 4.当α为奇数时,幂函数的图象关于原点对称;当α为偶数时,幂函数的图象关于y轴对称. 1.已知幂函数的图象经过点,则该幂函数的大致图象是(    ) A. B.  C. D.   【答案】C【分析】设幂函数为,然后将坐标代入可求出函数解析式,从而可得函数图象. 【解】设幂函数为,则,,得,得, 所以,定义域为,所以排除AD, 因为,所以函数为偶函数,所以排除B,故选:C 2. (2024·四川南充·二模)已知函数的图象如图所示,则的解析式可能是(    ) A. B. C. D. 【答案】D【分析】根据幂函数的性质一一判断即可. 【解】对于A:函数的定义域为,显然不符合题意,故A错误; 对于B:函数的定义域为,显然不符合题意,故B错误; 对于C:函数的定义域为,又为奇函数, 又在上函数是下凸递增,故不符合题意,故C错误; 对于D:定义域为,又为奇函数,且在上是上凸递增,故D正确;故选:D 3. (2024·湖南·模拟预测)如图,已知幂函数在上的图象分别是下降,急速上升,缓慢上升,则(    ) A. B. C. D. 【答案】B【分析】由幂函数在内的单调性以及增长速度和指数幂的关系即可判断. 【解】由题意结合图象可知;故选:B. 4.(2024·全国·高三专题练习)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. 【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. 考点三 幂函数的性质 命题点1 单调性与奇偶性 【例3-1-1】下列函数中,既是偶函数,又是在区间上单调递减的函数为( ) A. B. C. D. 【答案】A【解】由偶函数定义知,仅A,C为偶函数, C. 在区间上单调递增函数,故选A. 【例3-1-2】幂函数的图象关于轴对称,且在上是减函数,则的值是(   ) A.1 B.2 C.3 D.4 【答案】A【分析】首先根据幂函数的单调性,确定得到取值,再回代函数确定函数的奇偶性,即可求解. 【解】因为幂函数,在区间上是减函数,所以,解得:, 因为,得, 当时,函数是奇函数,不关于轴对称,故舍去, 当时,函数是偶函数,关于轴对称,故舍去, 当时,函数是奇函数,不关于轴对称,故舍去,所以;故选:A 【例3-1-3】(2024高三上·广东佛山·月考)当时,幂函数递减,则 . 【答案】【解】由题意可知或, 当时,,此时在第一象限是单调递减函数,符合题意; 当时,,此时在第一象限是单调递增函数,不符合题意;综上:. 命题点2 利用幂函数的单调性比较大小 【例3-2-1】已知幂函数f(x)=,若f(a+1)<f(10-2a),则a的取值范围是________. 【答案】(3,5)【解】f(x)=的定义域为(0,+∞),且函数f(x)在(0,+∞)上单调递减, 由f(a+1)<f(10-2a),得解得3<a<5. 【例3-2-2】(2024高三上·辽宁大连·期中)已知幂函数的图象过点,且,则a的取值范围是 . 【答案】【解】因为的图象过点;所以,解得 所以在定义域上递减,故,解得. 【例3-2-3】(2024·全国·高三专题练习)幂函数f(x)=mxn过点,a=f(m),b=f(n),c=f(ln 2),则(  ) A.c<b<a B.c<a<b C.b<c<a D.a<b<c 【答案】B【解】因为函数f(x)=mxn为幂函数,故m=1;又函数f(x)过点,所以, 解得n=3,故函数f(x)=x3,则函数为增函数;因为n>m>ln 2,故c<a<b. 【例3-2-4】已知a=,b=,c=,则a,b,c的大小关系为(  ) A.b<a<c     B.a<b<c     C.c<b<a     D.c<a<b 【答案】C【解】a=,b=,c=,由幂函数y=在(0,+∞)上为增函数,知a>b>c,故选C. 【例3-2-5】若a=,b=,c=,则a,b,c的大小关系是(  ) A.a<b<c     B.c<a<b     C.b<c<a     D.b<a<c 【答案】D【解】因为y=在第一象限内是增函数,所以a=>b=, 因为y=是减函数,所以a=<c=,所以b<a<c.故选D. 【例3-2-6】设a=0.60.6,b=0.61.5,c=1.50.6,则a,b,c的大小关系是(  ) A.a<b<c     B.a<c<b     C.b<a<c     D.b<c<a 【答案】C【解】因为递减,由0.6<1.5可知; 因为在递增,0.6<1.5可知;综上,.选C. 命题点3 幂函数性质的综合应用 【例3-3-1】(2024·吉林·模拟预测)请写出一个幂函数满足以下条件:①定义域为;②为增函数;③对任意的,,都有,则 . 【答案】(答案不唯一)【分析】根据幂函数性质写出一个符合①②的幂函数,作差法说明其也满足③. 【解】的定义域为,且在上为增函数;下面证明该函数满足③: 取任意的,,, 则,当且仅当时取等号,即, 即满足③,故答案为: 【例3-3-2】已知x,,满足,,则(    ) A.-1 B.0 C.1 D.2 【答案】B【分析】令,易得为奇函数且为增函数,再由,,变形得到可求解. 【解】令,则,∴为奇函数. ∵,∴;又∵,∴, ∴;又∵在R上递增,∴,即.故选:B. 1.如图所示是函数(m、且互质)的图象,则(    ) A.m,n是奇数且 B.m是偶数,n是奇数,且 C.m是偶数,n是奇数,且 D.m,n是偶数,且 【答案】B【分析】根据图象得到奇偶性及上递增,结合m、且互质,从而得到答案. 【解】由图象可看出为偶函数,且在上单调递增, 故且为偶数,又m、且互质,故n是奇数;故选:B 2.(2024·广东广州·模拟预测)若幂函数在上单调递增,则实数的值为(    ) A.2 B.1 C. D. 【答案】A【分析】根据条件,利用幂函数的定义和性质,即可求出结果. 【解】幂函数在上是增函数,所以解得;故选:A. 3.已知幂函数f(x)=(n2+2n-2)·xn2-3n(n∈Z)在(0,+∞)上是减函数,则n的值为(  ) A.-3        B.1        C.2        D.1或2 【答案】B【解】由于f(x)为幂函数,所以n2+2n-2=1,解得n=1或n=-3. 当n=1时,f(x)=x-2=在(0,+∞)上是减函数; 当n=-3时,f(x)=x18在(0,+∞)上是增函数.故n=1符合题意.故选B. 4.幂函数y=f(x)的图象经过点(3,),则f(x)是(  ) A.偶函数,且在(0,+∞)上是增函数      B.偶函数,且在(0,+∞)上是减函数 C.奇函数,且在(0,+∞)上是增函数      D.非奇非偶函数,且在(0,+∞)上是减函数 【答案】C【解】设f(x)=xα,将点(3,)代入f(x)=xα,解得α=,所以, 可知函数f(x)是奇函数,且在(0,+∞)上是增函数,故选C. 5.若幂函数的图象经过点,则它的单调递增区间是(  ) A.(0,+∞)      B.[0,+∞)     C.(-∞,+∞)     D.(-∞,0) 【答案】D【解】设f(x)=xα,则2α=,α=-2,即f(x)=x-2,是偶函数,递增区间是(-∞,0).故选D. 6.已知函数f(x)=x2-m是定义在区间[-3-m,m2-m]上的奇函数,则下列成立的是(  ) A.f(m)<f(0)    B.f(m)=f(0)    C.f(m)>f(0)    D.f(m)与f(0)大小不确定 【答案】A【解】因为函数f(x)是奇函数,所以-3-m+m2-m=0,解得m=3或-1.当m=3时, 函数f(x)=x-1,定义域不是[-6,6],不合题意; 当m=-1时,函数f(x)=x3在定义域[-2,2]上单调递增,又m<0,所以f(m)<f(0). 7.已知幂函数y= (m∈Z)的图象与x轴和y轴没有交点,且关于y轴对称,则m等于(  ) A.1      B.0,2      C.-1,1,3      D.0,1,2 【答案】C【解】∵幂函数y= (m∈Z)的图象与x轴、y轴没有交点,且关于y轴对称, ∴m2-2m-3≤0,且m2-2m-3(m∈Z)为偶数,由m2-2m-3≤0,得-1≤m≤3,又m∈Z, ∴m=-1,0,1,2,3.当m=-1时,m2-2m-3=1+2-3=0,为偶数,符合题意; 当m=0时,m2-2m-3=-3,为奇数,不符合题意; 当m=1时,m2-2m-3=1-2-3=-4,为偶数,符合题意; 当m=2时,m2-2m-3=4-4-3=-3,为奇数,不符合题意; 当m=3时,m2-2m-3=9-6-3=0,为偶数,符合题意.综上所述,m=-1,1,3. 8.(2022·四川乐山·一模)已知幂函数和,其中,则有下列说法: ①和图象都过点;②和图象都过点;③在区间上,增长速度更快的是;④在区间上,增长速度更快的是. 则其中正确命题的序号是(    ) A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 【答案】A【分析】由幂函数的性质进行分析判断即可 【解】幂函数的图象过定点,①正确, 在区间上,越大增长速度更快,③正确,故选:A. 9.(2023·江西南昌·一模)已知函数,若对于任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是(    ) A. B. C. D. 【答案】D【分析】由幂函数的奇偶性及单调性即可解得. 【解】易知是奇函数且单调递增, 故原不等式等价于即 所以,所以在任意的上恒成立,故;故选:D 10.若a=,b=,c=,则a,b,c的大小关系是(  ) A.a>b>c     B.a>c>b     C.c>a>b     D.b>c>a 【答案】B【解】因为y=在第一象限内为增函数,所以a=>c=, 因为y=是减函数,所以c=>b=,所以a>c>b. 11.设x=0.20.3,y=0.30.2,z=0.30.3,则x,y,z的大小关系为(  ) A.x<z<y     B.y<x<z     C.y<z<x     D.z<y<x 【答案】A【解】由函数y=0.3x在R上单调递减,可得y>z.由函数y=x0.3在(0,+∞)上单调递增, 可得x<z.所以x<z<y. 12.(2024·福建三明·三模)若 ,则(   ) A. B. C. D. 【答案】A【分析】根据幂函数单调性判断的大小,对数函数单调性判断a的范围,即可得答案. 【解】由题意得, 由于在上单调递增,故; 而在上单调递减,故,故,故选:A 13.(2024·全国·模拟预测)(多选)下列函数中既是奇函数,又是定义域上的减函数的是(    ) A. B. C. D. 【答案】AD【分析】由解析式直接判断函数的奇偶性与单调性即可得解. 【解】对于A,是奇函数,在其定义域上单调递减,故A正确; 对于B,是在其定义域上单调递增的指数函数,故B错误; 对于C,,故在其定义域上不单调递减,故C错误; 对于D,是奇函数,在其定义域上单调递减,故D错误;故选:AD. 14.(多选)已知幂函数图像经过点,则下列命题正确的有(    ) A.函数为增函数 B.函数为偶函数 C.若,则 D.若,则 【答案】BD【分析】先代点求出幂函数的解析式,根据幂函数的性质直接可得单调性和奇偶性,可判断A,B,由,可判断C,假设 ,对不等式进行证明,即可判断D. 【解】将点代入函数得:,则;所以, 显然在定义域上为减函数,所以A错误; ,所以为偶函数,所以B正确; 当时,,即,所以C错误; 当若时, ;假设,整理得 ,化简得,, 即证明 成立, 利用基本不等式, ,因为,故等号不成立, 成立;即成立,所以D正确;故选:BD. 15.已知幂函数f(x)=x(m∈N*)的图象经过点(2,). (1)试确定m的值;(2)求满足条件f(2-a)>f(a-1)的实数a的取值范围. 【解】(1)∵幂函数f(x)的图象经过点(2,),∴=2,即=2. ∴m2+m=2,解得m=1或m=-2.又∵m∈N*,∴m=1. (2)由(1)知f(x)=,则函数的定义域为[0,+∞),并且在定义域上为增函数. 由f(2-a)>f(a-1),得解得1≤a<.∴a的取值范围为. 16.已知幂函数f(x)=(-2m2+m+2)xm+1为偶函数. (1)求f(x)的解析式;(2)若函数h(x)=f(x)+ax+3-a≥0在区间[-2,2]上恒成立,求实数a的取值范围. 【解】(1)由f(x)为幂函数知-2m2+m+2=1,得m=1或m=-. 当m=1时,f(x)=x2,符合题意;当m=-时,f(x)=,不合题意,舍去.所以f(x)=x2. (2)h(x)=--a+3,令h(x)在[-2,2]上的最小值为g(a). ①当-<-2,即a>4时,g(a)=h(-2)=7-3a≥0,所以a≤.又a>4,所以a不存在; ②当-2≤-≤2,即-4≤a≤4时,g(a)=h=--a+3≥0,所以-6≤a≤2. 又-4≤a≤4,所以-4≤a≤2; ③当->2,即a<-4时,g(a)=h(2)=7+a≥0,所以a≥-7.又a<-4,所以-7≤a<-4. 综上可知,a的取值范围为[-7,2]. 考点四 二次函数与一元二次不等式 命题点1 二次函数性质 【例4-1-1】二次函数f(x)=x2-bx+c满足f(0)=3,对∀x∈R,都有f(1+x)=f(1-x),则f(x)的解析式为____. 【答案】f(x)=x2-2x+3【解】由f(0)=3,得c=3,又f(1+x)=f(1-x), ∴函数f(x)的图象关于直线x=1对称,∴=1,∴b=2,∴f(x)=x2-2x+3. 【例4-1-2】(2024·广东揭阳·二模)已知函数在上不单调,则的取值范围为(    ) A. B. C. D. 【答案】C【分析】根据给定条件,利用二次函数的单调性列出不等式求解即得. 【解】函数的图象对称轴为,依题意,,得, 所以的取值范围为;故选:C 【例4-1-3】(2024·四川成都·二模)函数的值域为.若,则实数的取值范围是(    ) A. B. C. D. 【答案】B【分析】化复合函数为,,根据已知条件,确定的取值范围,再根据的取值范围确定的取值范围即可. 【解】因为,令,所以; 令函数的值域为,因为, 所以,所以必须能取到上的所有值, ,解得;故选:B 【例4-1-4】(2024·陕西渭南·二模)已知函数是上的增函数,则实数a的取值范围是(   ) A. B. C. D. 【答案】B【分析】根据给定条件,利用分段函数单调性,结合一次、二次函数单调性求解即得. 【解】由是上的增函数,得,解得, 所以实数a的取值范围是;故选:B 思维升华 1.求二次函数解析式的方法 2.解决二次函数图象与性质问题时要注意: (1)抛物线的开口方向,对称轴位置,定义区间三者相互制约,要注意分类讨论. (2)要注意数形结合思想的应用,尤其是给定区间上的最值问题,先“定性”(作草图),再“定量”(看图求解). (3)二次函数在闭区间上的最值主要有三种类型:轴定区间定、轴动区间定、轴定区间动. 无论哪种类型,解题的关键都是图象的对称轴与区间的位置关系, 当含有参数时,要依据图象的对称轴与区间的位置关系进行分类讨论. 命题点2 一元二次不等式、简单的分式不等式、绝对值不等式 【例4-2-1】不等式的解集是(    ) A. B. C. D. 【答案】C【分析】分式不等式转化成整式不等式求解即可. 【解】由,解得或;故选:C 【例4-2-2】关于x的不等式x2+px-2<0的解集是(q,1),则p+q的值为(  ) A.-2 B.-1 C.1 D.2 【答案】B【解】依题意得q,1是方程x2+px-2=0两根,∴q+1=-p,即p+q=-1. 【例4-2-3】若关于的不等式的解集为,则关于的不等式的解集为( ) A. B. C. D. 【答案】D【解】由的解集为,可得:, 为:,解得为:.故选:D 命题点3 一元二次方程根的分布 【例4-3-1】关于x的一元二次方程有一个根小于,另一个根大于1,则a的取值范围是 . 【答案】【分析】根据二次函数图像特征,满足,即得a的取值范围. 【解】设,开口向上, 由题意知,即,解得, 所以.故答案为:. 【例4-3-2】关于x的方程至少有一个负根的充要条件是(    ) A. B. C. D. 【答案】D【分析】根据实数是不是为零进行分类讨论,结合根的判别式及韦达定理即可得解. 【解】当时,方程为,此时方程的根为负根, 当时,方程, 当方程有二个负根时,则有, 当方程有一个负根一个正根时,则有, 综上所述:当关于x的方程至少有一个负根时,有, 即关于x的方程至少有一个负根的充要条件是;故选:D. 【例4-3-3】关于的方程有两个不相等的实数根,且,那么的取值范围是(    ) A. B. C. D. 【答案】D【分析】说明时,不合题意,从而将化为,令,结合其与x轴有两个交点,且分布在1的两侧,可列不等式即可求得答案. 【解】当时,即为,不符合题意; 故,即为,令, 由于关于的方程有两个不相等的实数根,且, 则与x轴有两个交点,且分布在1的两侧, 故时,,即,解得,故,故选:D 命题点4 一元二次不等式的恒成立问题 【例4-4-1】已知a是实数,函数f(x)=2ax2+2x-3在x∈[-1,1]上恒小于零,则实数a的取值范围是________. 【答案】【解】由题意知2ax2+2x-3<0在[-1,1]上恒成立. 当x=0时,-3<0,符合题意,a∈R;当x≠0时,a<-, 因为∈(-∞,-1]∪[1,+∞),所以当x=1时,不等号右边式子取最小值,所以a<.. 【例4-4-2】已知为实数,若不等式对任意恒成立,则的最大值是 . 【答案】6【分析】不等式等价变为,令得, 构造函数,从而,又, 利用不等式性质即可求解范围. 【解】因为,所以, 则不等式等价于, 等价于,令,则, 从而,令,由对勾函数的性质知, 因为,即,所以, 令,则,解得, 所以, 当且仅当即时取等号,故的最大值是6;故答案为:6 【例4-4-3】已知关于x的不等式kx2-6kx+k+8≥0对任意x∈R恒成立,则k的取值范围是(  ) A.[0,1] B.(0,1] C.(-∞,0)∪(1,+∞)  D.(-∞,0]∪[1,+∞) 【答案】A【解】当k=0时,不等式kx2-6kx+k+8≥0可化为8≥0,恒成立; 当k≠0时,要满足关于x的不等式kx2-6kx+k+8≥0对任意x∈R恒成立, 只需解得0<k≤1;综上,k的取值范围是[0,1]. 思维升华 不等式恒成立求参数范围,一般有两个解题思路:一是分离参数;二是不分离参数,直接求最值.这两个思路,最后都是转化为求函数的最值问题. 1.(2024·福建福州·一模)已知集合,,则(    ) A.或 B. C. D.或 【答案】B【分析】根据分式不等式和一元二次不等式得解法解出集合,再按照集合的并集运算即可. 【解】,则,且,解得, 则集合,;则;故选:B. 2.(23-24高三上·河南南阳·阶段练习)不等式的解集是(    ) A.或 B.或 C. D. 【答案】C【分析】先因式分解,然后分和求解即可. 【解】, 当时,不等式显然不成立; 当时,,所以原不等式,解得. 综上,原不等式的解集为;故选:C 3.f(x)=ax2+(a-3)x+1在区间[-1,+∞)上单调递减,则实数a的取值范围是(  ) A.[-3,0) B.(-∞,-3] C.[-2,0] D.[-3,0] 【答案】D【解】当a=0时,f(x)=-3x+1在[-1,+∞)上单调递减,满足题意. 当a≠0时,f(x)的对称轴为直线x=, 由f(x)在[-1,+∞)上单调递减,知解得-3≤a<0;综上,a的取值范围为[-3,0]. 4.(2024·辽宁·一模)若函数在区间内单调递减,则的取值范围是(    ) A. B. C. D. 【答案】A【分析】利用“同增异减”判断复合函数的单调性,从而求参数的取值范围. 【解】设,,则在上单调递增. 因为在区间内单调递减,所以函数在区间内单调递减, 结合二次函数的图象和性质,可得:,解得4;故选: 5.(2024·山东·二模)已知函数在区间上单调递增,则的取值范围是(    ). A. B. C. D. 【答案】A【分析】结合二次函数的性质,解得,再由,进而求得的取值范围. 【解】对称轴是,因为函数在区间上是增函数,所以,解得, 又因为,因此,所以的取值范围是;故选:A. 6.(23-24高三下·福建·开学考试)函数的值域为,则实数a的取值范围为 . 【答案】【分析】利用分段函数的值域是各段值域的并集,结合二次函数的单调性列不等式求解即可. 【解】当时,若,可得;若,,函数的值域不可能为; 当时,,所以函数在 ,上单调递增,若函数的值域为,只需, 可得.由上知,实数a的取值范围为.故答案为: 7.(2024·河南信阳·模拟预测)(多选)若在上单调,则实数的值可以为(    ) A. B. C. D.3 【答案】BD【分析】分别讨论和两种情况,结合二次函数的图像分析,即可得到答案. 【解】①当,即时,,所以的对称轴为,则的图象如下: 结合图象可知,要使函数在上单调,则或, 解得:或,即或; ②当,即或,令,则的对称轴为, 则的图象如下: 结合图象可知,要使函数在上单调, 则,或,或,或;解得:,或, 综上:或;故选:BD 8.已知二次函数f(x)=ax2+bx+1(a,b∈R),x∈R,若函数f(x)的最小值为f(-1)=0,则f(x)=________. 【答案】f(x)=x2+2x+1【解】设函数f(x)的解析式为f(x)=a(x+1)2=ax2+2ax+a,由已知f(x)=ax2+bx+1, 所以a=1,b=2a=2,故f(x)=x2+2x+1. 9.已知定义在R上的奇函数f(x)满足:当x≥0时,f(x)=x3,若不等式f(-4t)>f(2m+mt2)对任意实数t恒成立,则实数m的取值范围是________. 【答案】(-∞,-)【解】由题意知f(x)在R上是增函数,结合f(-4t)>f(2m+mt2)对任意实数t恒成立, 知-4t>2m+mt2对任意实数t恒成立, ∴mt2+4t+2m<0对任意实数t恒成立⇒⇒m∈(-∞,-). 10.(2024·河南·模拟预测)已知函数在上的最大值为,在上的最大值为,若,则实数的取值范围是 . 【答案】【分析】作出的图象,分和两种情况讨论函数在上的最大值和在上的最大值,列出关系,解不等式即可得到答案. 【解】由函数,作出的图象如下:由题得:, 当时,函数在上的最大值为,即, 要使,则,令,解得:,,,, 由图可得,要使函数在上的最大值为,且, 则,或,解得:. 当时,由图,在上最大值, 在上单调递增,最大值,不可能成立, 综上,实数的取值范围是, 1.(2024·全国·高考真题)已知集合,则(    ) A. B. C. D. 【答案】A【分析】化简集合,由交集的概念即可得解. 【解】因为,且注意到,从而.故选:A. 2.(2024·上海·高考真题)已知则不等式的解集为 . 【答案】【分析】求出方程的解后可求不等式的解集. 【解】方程的解为或, 故不等式的解集为,故答案为:. 3.(2023·全国·高考真题)设函数在区间上单调递减,则的取值范围是(    ) A. B. C. D. 【答案】D【分析】利用指数型复合函数单调性,判断列式计算作答. 【解】函数在R上单调递增,而函数在区间上单调递减, 则有函数在区间上单调递减,因此,解得, 所以的取值范围是;故选:D 4.(2022·北京·一模)下列函数中,定义域与值域均为R的是(       ) A. B. C. D. 【答案】C【分析】利用指数函数,对数函数,幂函数和反比例函数的性质判断. 【解】A. 函数的定义域为,值域为R;B. 函数的定义域为R,值域为; C. 函数的定义域为R,值域为R;D. 函数的定义域为,值域为,故选:C 5.(2021·全国·高考真题)写出一个同时具有下列性质①②③的函数 . ①;②当时,;③是奇函数. 【答案】(答案不唯一,均满足)【分析】根据幂函数的性质可得所求的. 【解】取,则,满足①, ,时有,满足②, 的定义域为,又,故是奇函数,满足③. 故答案为:(答案不唯一,均满足) 学科网(北京)股份有限公司第 1 页 共 25 页 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $$

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