内容正文:
第12讲 幂函数
【人教A版2019】
模块一
幂函数的概念
1.幂函数的概念
(1)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.
(2)幂函数的特征:
①xα的系数为1;
②xα的底数是自变量;
③xα的指数为常数.
只有同时满足这三个条件,才是幂函数.
2.幂函数的解析式
幂函数的形式是(∈R),其中只有一个参数,因此只需一个条件即可确定其解析式.
【题型1 对幂函数的概念的理解】
【例1】(24-25高一上·全国·课后作业)下列函数是幂函数的是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据幂函数定义判断即可.
【解答过程】由幂函数的定义可知,是幂函数.
故选:C.
【变式1.1】(25-26高一上·全国·课后作业)在函数,,,中,幂函数的个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.3
【解题思路】利用幂函数定义直接判断作答.
【解答过程】函数是幂函数,
函数,都是二次函数,函数是一次函数,它们都不是幂函数,
所以所给函数中幂函数的个数是1.
故选:B.
【变式1.2】(24-25高一上·云南西双版纳·期中)下列结论正确的是( )
A.幂函数的图象一定过原点
B.时,幂函数是增函数
C.幂函数的图象会出现在第四象限
D.既是二次函数,又是幂函数
【解题思路】利用幂函数的简单性质判断即可.
【解答过程】解:幂函数图象不一定过原点,例如,函数的图象不经过原点,故A不正确;
当时,幂函数,,在定义域内均为增函数,故B正确;
由函数的定义及幂函数在第一象限均有图象可知,幂函数的图象不会出现在第四象限,故C不正确;
函数是二次函数,但是不是幂函数,幂函数得形如,故D不正确.
故选:B.
【变式1.3】(24-25高一上·上海·随堂练习)下列函数是幂函数的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据幂函数的定义即可得解.
【解答过程】根据幂函数的定义,A、B、C均不是幂函数,只有D选项,形如(为常数),是幂函数,所以D正确
故选:D.
【题型2 求幂函数的函数值、解析式】
【例2】(24-25高一上·新疆喀什·期末)已知函数是幂函数.则( )
A. B.2 C. D.1
【解题思路】根据函数是幂函数求参数,再求函数值即可.
【解答过程】因为函数是幂函数,所以,所以,
所以,所以.
故选:C.
【变式2.1】(24-25高一上·河南·阶段练习)已知幂函数的图象经过点,则该函数的解析式为( )
A. B. C. D.
【解题思路】由幂函数定义可设,由条件列方程求,可得结论.
【解答过程】因为函数为幂函数,故可设,
因为函数的图象过点,
所以,
所以,
所以,即.
故选:A.
【变式2.2】(24-25高一上·云南昆明·期中)已知幂函数的图象过点,则( )
A. B.
C. D.
【解题思路】利用待定系数法求解即可.
【解答过程】设,
由的图象过点,
则,解得,
所以,
故选:A.
【变式2.3】(24-25高一上·山西阳泉·期中)已知幂函数满足,求的值( )
A.3 B. C.4 D.
【解题思路】设幂函数的一般式,代入题干即可求解.
【解答过程】设幂函数的解析式为,,
所以.
故选:D.
【题型3 根据函数是幂函数求参数值】
【例3】(24-25高一上·吉林延边·期末)已知幂函数的图象不过原点,则实数的值为( )
A. B. C. D.或
【解题思路】根据幂函数的定义以及性质可得出关于实数的等式和不等式,解之即可.
【解答过程】因为幂函数的图象不过原点,则,解得.
故选:B.
【变式3.1】(24-25高一上·吉林延边·期末)已知幂函数的图象不过原点,则实数的值为( )
A. B. C. D.或
【解题思路】根据幂函数的定义以及性质可得出关于实数的等式和不等式,解之即可.
【解答过程】因为幂函数的图象不过原点,
则,
解得.
故选:B.
【变式3.2】(24-25高一上·广东广州·阶段练习)已知点在幂函数的图象上,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【解题思路】根据幂函数的概念求解.
【解答过程】由题意得且,解得,
则,
故选:C.
【变式3.3】(24-25高一上·全国·课后作业)已知函数的图象过点,则实数( )
A. B. C.或 D.或
【解题思路】运用幂函数经过的定点,代入计算即可.
【解答过程】的图象过点,则,即,
解得或.
故选:D.
模块二
幂函数的图象与性质
1.常见幂函数的图象与性质
幂函数
图象
定义域
R
R
R
值域
R
R
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R上为增函数
,增函数
,减函数
在R上为增函数
在上为增函数
,增函数
,减函数
定点
(1,1)
温馨提示:幂函数在区间(0,+∞)上,当a>0时,y=xα是增函数;当α<0时,y=xα是减函数.
2.一般幂函数的图象与性质
(1)一般幂函数的图象:
①当α=1时,y=x的图象是一条直线.
②当α=0时,y==1(x≠0)的图象是一条不包括点(0,1)的直线.
③当α为其他值时,相应幂函数的图象如下表:
(p、q互质)
p,q都是奇数
p是偶数,q是奇数
p是奇数,q是偶数
(2)一般幂函数的性质:
通过分析幂函数的图象特征,可以得到幂函数的以下性质:
①所有的幂函数在(0,+)上都有定义,并且图象都过点(1,1).
②α>0时,幂函数的图象过原点,并且在区间[0,+)上是增函数.
③α<0时,幂函数在区间(0,+)上是减函数.在第一象限内,当x从右边趋向原点时,图象在y轴右方
无限地逼近y轴正半轴,当x趋于+时,图象在x轴上方无限地逼近x轴正半轴.
④任何幂函数的图象与坐标轴仅相交于原点,或不相交,任何幂函数的图象都不过第四象限.
⑤任何两个幂函数的图象最多有三个公共点.除(1,1),(0,0),(-1,1),(-1,-1)外,其他任何一点都不是两个
幂函数的公共点.
3.比较幂值的大小
在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较,准确掌握各个幂函数的图象和性质是解题的关键.
4.对勾函数的图象与性质
参考幂函数的性质,探究函数的性质.
(1)图象如图:与直线y=x,y轴无限接近.
(2)函数的定义域为{x|x≠0};
(3)函数的值域为(-∞,-2]∪[2,+∞).
(4)奇偶性:∵,∴函数为奇函数.
(5)单调性:由函数的图象可知,函数在(-∞,-1),(1,+∞)上单调递增,在
(-1,0),(0,1)上单调递减.
【题型4 求幂函数的定义域、值域】
【例4】(24-25高一上·上海宝山·期中)幂函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【解题思路】利用幂函数的定义直接求出定义域.
【解答过程】函数的定义域为.
故选:B.
【变式4.1】(24-25高三上·福建·阶段练习)已知是幂函数,则“是正偶数”是“的值域为”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
【解题思路】利用幂函数的性质结合充分、必要条件的定义判定即可.
【解答过程】当是正偶数时,显然,即其值域为.
当时,的值域为,但不是正偶数.
故“是正偶数”是“的值域为”的充分不必要条件.
故选:A.
【变式4.2】(24-25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
【解题思路】根据幂函数定义域得到不等式,结合求出,检验后得到答案.
【解答过程】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.
【变式4.3】(24-25高一上·辽宁盘锦·阶段练习)下列四组函数中,同组两个函数的值域相同的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【解题思路】根据幂函数的性质逐项分析即得.
【解答过程】对于A,的定义域为,∵,∴的值域为,
的定义域和值域均为,故A错误;
对于B,的定义域为,其值域为,
的定义域为,其值域为,故B错误;
对于C,的定义域为,其值域为,
的定义域为,其值域为,故C正确;
对于D,的定义域为,其值域为,
的定义域和值域均为,故D错误,
故选:C.
【题型5 幂函数的图象】
【例5】(24-25高一上·四川·期末)下列图象可能为幂函数图象的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】利用幂函数必过的点来判断即可.
【解答过程】幂函数(为常数)的性质有:
若自变量有意义,则必过原点,根据这条性质,排除A、B、C,
故D正确;
故选:D.
【变式5.1】(24-25高一上·湖北武汉·阶段练习)图中、、为三个幂函数在第一象限内的图象,则指数的值依次可以是( )
A.,3, B.,3,
C.,,3 D.,,3
【解题思路】结合图象及幂函数的性质判断即可.
【解答过程】由图可知,:在第一象限内单调递减,则指数的值满足;
:在第一象限内单调递增,且图象呈现上凸趋势,则指数的值满足;
:在第一象限内单调递增,且图象呈现下凸趋势,则指数的值满足.
故选:D.
【变式5.2】(24-25高一上·云南昆明·阶段练习)函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据幂函数的奇偶性以及单调性和增长速度判断图象可得结论.
【解答过程】易知满足,即函数为偶函数;
图象关于轴对称,可排除D,
易知当时,函数单调递增,可排除C,
且当时,函数的增长速度越来越慢,其图象在图象下方,排除A;
故选:B.
【变式5.3】(24-25高一上·北京·阶段练习)如图所示的曲线是幂函数在第一象限内的图象.已知a分别取,2四个值,则与曲线相应的a依次为( )
A. B. C. D.
【解题思路】由幂函数的图象性质,观察得答案.
【解答过程】根据幂函数的性质可知,当时,在上递增,且在上越大,增长速度越快,
当时,在上递减,从而可知,曲线对应的,
曲线对应的依次为.
故选:A.
【题型6 由幂函数的图象与性质求参数】
【例6】(24-25高一上·浙江衢州·阶段练习)已知幂函数为奇函数,且在区间上单调递增,则等于( )
A.1 B.2 C.1或3 D.3
【解题思路】根据幂函数为奇函数,且在区间上单调递增可得答案.
【解答过程】因为在区间上单调递增,所以,解得,
又因为,所以,且为奇函数,所以,
故选:C.
【变式6.1】(24-25高一上·天津北辰·阶段练习)若函数为幂函数,且在区间上单调递增,则( )
A. B.3 C.或3 D.2或
【解题思路】由幂函数及单调性列出满足的条件求解即可.
【解答过程】函数为幂函数,且在区间上单调递增,
所以,解得,
故选:A.
【变式6.2】(24-25高一上·四川成都·期中)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
【解题思路】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.
【解答过程】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,符合题意,
当时,函数是奇函数,不关于轴对称,故舍去,
所以.
故选:A.
【变式6.3】(24-25高一上·上海·期中)已知幂函数是奇函数,且在上是增函数,则满足条件的不同有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解题思路】根据幂函数定义确定,确定或,再根据条件:函数在上是增函数,确定,确定或,再根据函数为奇函数验证的值即可求解.
【解答过程】因为函数幂函数,
所以,解得或,
因为函数在上是增函数,
所以,解得,所以(舍去),
因为函数是奇函数,当时,幂指数,不合题意;
当时,幂指数,为奇函数,符合题意;
所以满足条件的为.
故选:A.
【题型7 比较幂值的大小】
【例7】(24-25高一上·天津·期中)已知,则a,b,c的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】利用幂函数的单调性比较大小即可.
【解答过程】,
幂函数在上单调递增,
因为,
所以,
即,
所以,
故选:D.
【变式7.1】(24-25高一上·甘肃白银·阶段练习)设,,,则( )
A. B.
C. D.
【解题思路】将,,换算成幂函数的形式,然后根据函数的单调性求解.
【解答过程】由题意可知,,,
因为在上是增函数,且,
所以.
故选:C.
【变式7.2】(24-25高一上·山东·期中)下列比较大小中正确的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据幂函数单调性分别判断各选项.
【解答过程】A选项:由函数在上单调递增,所以,A选项错误;
B选项:由函数在上单调递减,则,B选项错误;
C选项:,,
又函数在上单调递增,所以,即,C选项正确;
D选项:,函数在上单调递增,
则,即,D选项错误;
故选:C.
【变式7.3】(24-25高一上·全国·课后作业)若幂函数是上的偶函数,且在区间上单调递减,若,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【解题思路】运用幂函数知识,结合偶函数和单调性性质,转化比较大小即可.
【解答过程】为偶函数,所以,又因为幂函数在上单调递减,
所以,即.
故选:B.
【题型8 利用幂函数的性质解不等式】
【例8】(24-25高一上·湖北·阶段练习)已知幂函数是定义域上的奇函数,则满足的实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据幂函数的定义求出的值,再代入解析式中检验,即可得到,从而得到函数的单调性,根据单调性将函数不等式转化为自变量的不等式,解得即可.
【解答过程】因为为幂函数,所以,解得或,
当时,,此时为偶函数,不符合题意;
当时,,此时为奇函数,符合题意;
所以,则的定义域为,且函数在上单调递减,
则在上单调递减,
所以不等式,
即或或,
解得或无解或,
所以实数的取值范围为.
故选:C.
【变式8.1】(24-25高一上·江苏南京·阶段练习)已知幂函数的图象关于轴对称,且在上单调递减,则满足的实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】结合幂函数性质由条件求,结合函数的性质化简不等式,解不等式可得结论.
【解答过程】因为函数在上单调递减,
所以,又,
所以,
因为函数的图象关于轴对称,
所以为偶数,
所以,
函数的定义域为,
且函数在和上单调递减,
当时,,当时,,
所以不等式可化为
或或,
所以或,
所以的取值范围为.
故选:C.
【变式8.2】(24-25高一上·吉林长春·期中)已知幂函数在上单调递增,且的图象关于轴对称.
(1)求的值及函数的解析式;
(2)若,求实数的取值范围.
【解题思路】(1)根据条件,由幂函数的性质,可得,即可求解;
(2)由(1)知,结合条件,利用函数的奇偶性和单调性得,即可求解.
【解答过程】(1)由幂函数在上单调递增知,,解得,
又,则或或,
当或时,,此时,不符合的图象关于轴对称,故舍去.
当时,,定义域为,且,所以图像关于轴对称,符合题意.
综上所述,.
(2)由(1)得,易知为偶函数,且在上单调递增,
因为,所以,
两边平方,得,
化简得,解得或,
故实数的取值范围为.
【变式8.3】(24-25高一上·北京·期中)已知幂函数在定义域上不单调.
(1)求函数的解析式;
(2)函数是否具有奇偶性?请说明理由;
(3)若,求实数的取值范围.
【解题思路】(1)由幂函数的定义可得或,结合函数的单调性验证得解.
(2)结合奇函数和偶函数的定义,判断函数的奇偶性;
(3)利用奇函数的性质化简不等式,再结合函数的单调性通过讨论化简不等式求其解.
【解答过程】(1)由幂函数,得,解得或,
若,则在定义域内单调递增,不合题意;
若,则在定义域内单调递减,
但在定义域内不单调,符合题意;
所以函数的解析式为.
(2)函数为奇函数,理由如下:
函数的定义域关于原点对称,
且,所以函数为奇函数.
(3)由及为奇函数,
得,
即,
而在上递减且恒负,在上递减且恒正,
所以或或,解得或,
所以实数的取值范围.
一、单选题
1.(24-25高一上·重庆·期末)已知幂函数的图象过点,则( )
A.2 B.8 C. D.16
【解题思路】由点求得函数解析式即可求解;
【解答过程】设,
则,解得:,
所以,
故选:A.
2.(24-25高一上·重庆·阶段练习)幂函数,在上单调递减, 则( )
A.2 B. C. D.
【解题思路】利用幂函数的定义及单调性列式求解即得.
【解答过程】由幂函数,在上单调递减,得,所以.
故选:C.
3.(24-25高一上·重庆·期中)已知函数是幂函数,且为奇函数,则实数( )
A.或 B.
C. D.
【解题思路】利用幂函数的定义及奇函数的概念即可求解.
【解答过程】由题意得,所以,所以,
解得或,
当时,,为偶函数,故不符合题意,
当时,,为奇函数,故符合题意.
综上所述:.
故选:B.
4.(24-25高一上·上海宝山·期中)幂函数的图象一定经过( )
A.第一、三象限 B.第二、四象限 C.第一、三象限和原点 D.第二、四象限和原点
【解题思路】根据幂函数的解析式确定图象特征即可判断得解.
【解答过程】幂函数是定义在R上的奇函数,其图象经过第一、三象限和原点.
故选:C.
5.(24-25高一上·河北邢台·阶段练习)“幂函数在单调递减”是“”的( )
A.既不充分也不必要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.充要条件
【解题思路】根据幂函数的定义求出m的值,再根据充分、必要条件的定义判断即可.
【解答过程】若为幂函数,则,解得或,
因为当时,在上单调递减;
当时,在上单调递增,
故由“幂函数在单调递减”当且仅当“”成立,
即“幂函数在单调递减”是“”的既不充分也不必要条件.
故选:A.
6.(24-25高一上·安徽安庆·阶段练习)已知,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据幂函数单调性分析判断即可.
【解答过程】因为在R上单调递增,所以,即,
又因为,又且在上单调递增,
所以,,所以.
故选:A.
7.(24-25高一上·甘肃兰州·阶段练习)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.是偶函数 B.的图象恒在轴上方
C.的图象经过原点 D.是上的减函数
【解题思路】化简的解析式,结合函数的定义域、单调性、奇偶性及图象性质逐项判断可得结果.
【解答过程】由题意得,,定义域为.
由函数定义域不关于原点对称可得为非奇非偶函数,选项A错误.
由得,故的图象恒在轴上方,选项B正确.
由函数定义域为可知的图象不经过原点,选项C错误.
因为,所以根据幂函数的单调性可知在上为减函数,选项D错误.
故选:B.
8.(24-25高一上·重庆·阶段练习)已知幂函数的图象经过点,若,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】由幂函数的单调性、奇偶性即可求解;
【解答过程】设,则,得,
则为增函数,且为奇函数,
则由,得,解得或.
故选:C.
二、多选题
9.(24-25高一上·河南郑州·阶段练习)下列函数中是幂函数的是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据幂函数的定义直接得出结果.
【解答过程】根据幂函数的定义,知道,,都是幂函数.不是幂函数,是正比例函数.
故选:ABD.
10.(24-25高一上·吉林长春·期末)幂函数,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.函数是偶函数 D.函数的值域为
【解题思路】根据幂函数的定义求出判断A,根据单调性比较大小判断B,根据偶函数定义判断C,根据幂函数的性质求出值域判断D.
【解答过程】对于A,因为是幂函数,
所以,可得或(舍去),则,正确;
对于B,,,所以,错误;
对于C,定义域为,且,所以函数是偶函数,正确;
对于D,由,得函数的值域为,正确.
故选:ACD.
11.(24-25高一上·浙江金华·期末)已知,则下列说法正确的是( )
A.当时,的值域为R B.当时,
C.当时,是偶函数 D.当时,是奇函数
【解题思路】根据幂指数的取值,结合幂函数的性质一一判断各选项,即可得答案.
【解答过程】当时,,此时的值域为,故A错误;
当时,在R上单调递增,所以,故B正确;
当时,,,定义域为,关于原点对称,
,所以是偶函数,故C正确;
当时,,则,定义域不关于原点对称,故为非奇非偶函数,D错误.
故选:BC.
三、填空题
12.(24-25高一上·上海·期末)已知幂函数图象经过点,则= .
【解题思路】代入求解幂函数的解析式,即可代入求解.
【解答过程】将代入中可得,故,故
因此,
故答案为:.
13.(24-25高一上·安徽宣城·阶段练习)已知幂函数在上是减函数,则的值为 .
【解题思路】根据已知条件,结合幂函数的定义与性质,即可求解.
【解答过程】幂函数在上是减函数,
则,
解得.
故答案为:.
14.(24-25高一上·上海奉贤·阶段练习)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 .
【解题思路】根据幂函数的图象和性质之间的关系进行判断即可.
【解答过程】当时,突函数在上单调递减,
当时,幂函数在上单调递增,
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
故与曲线相应的依次为.
故答案为:.
四、解答题
15.(24-25高一上·河南郑州·期中)已知幂函数在上单调递减.
(1)求函数的解析式;
(2)若,求的取值范围.
【解题思路】(1)根据函数是幂函数,单调性计算求参即可.
(2)根据单调性求不等式.
【解答过程】(1)由幂函数在上单调递减,
可得,解得,
所以.
(2)由函数图象关于轴对称,且在上单调递增,
则可化为,平方得,
化简得,解得,
所以的取值范围是.
16.(24-25高一上·全国·课后作业)比较下列各组数的大小:
(1)和;
(2)和;
(3)和;
(4),和.
【解题思路】根据幂函数的单调性比较大小.
【解答过程】(1)∵函数在上单调递减,又,∴.
(2),函数在上单调递增,
又,∴,∴,即.
(3),.
函数在上单调递减,又,
∴,即.
(4)∵,,,∴.
17.(24-25高一上·陕西渭南·期中)已知幂函数在上单调递增,且其图象经过点.
(1)求的解析式;
(2)若,用定义法证明:函数在上单调递增.
【解题思路】(1)根据幂函数定义和单调性可得结果.
(2)由(1)得,利用函数单调性定义可证明结论.
【解答过程】(1)由题意得,,解得,
∴的解析式为.
(2)由函数图象经过点得,,解得,
∴.
对,且,
,
∵,∴,
∴,即,
∴函数在上单调递增.
18.(24-25高一上·上海金山·期中)已知幂函数经过点.
(1)求此幂函数的表达式和定义域;
(2)已知点,点在此幂函数的图象上,且满足,求实数的取值范围.
【解题思路】(1)依题意可得,求出的值,即可求出函数解析式及定义域;
(2)首先判断函数的单调性,即可得到,解得即可.
【解答过程】(1)幂函数经过点,
,即,解得,
;
因为,所以的定义域为.
(2)由于函数在其定义域上单调递减,
又因为点,点在此幂函数的图象上,且满足,
可得,解得,
所以.
19.(24-25高一上·广东深圳·阶段练习)已知幂函数的图象经过点.
(1)求的解析式;
(2)设函数.
①判断的奇偶性并证明;
②判断在区间上的单调性,并用定义加以证明.
【解题思路】(1)设幂函数,将点代入求解;
(2)先得到,再利用奇偶性和单调性的定义判断.
【解答过程】(1)解:依题意,设幂函数,
则,解得,
所以.
(2)①为奇函数,证明如下:
由(1)得,,
则其定义域为,关于原点对称,
又,所以函数为奇函数.
②在区间上单调递减,证明如下:
任取,且,
则,
因为,所以,,,
所以,即,
所以函数在区间上单调递减.
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第12讲 幂函数
【人教A版2019】
模块一
幂函数的概念
1.幂函数的概念
(1)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.
(2)幂函数的特征:
①xα的系数为1;
②xα的底数是自变量;
③xα的指数为常数.
只有同时满足这三个条件,才是幂函数.
2.幂函数的解析式
幂函数的形式是(∈R),其中只有一个参数,因此只需一个条件即可确定其解析式.
【题型1 对幂函数的概念的理解】
【例1】(24-25高一上·全国·课后作业)下列函数是幂函数的是( )
A. B. C. D.
【变式1.1】(25-26高一上·全国·课后作业)在函数,,,中,幂函数的个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.3
【变式1.2】(24-25高一上·云南西双版纳·期中)下列结论正确的是( )
A.幂函数的图象一定过原点
B.时,幂函数是增函数
C.幂函数的图象会出现在第四象限
D.既是二次函数,又是幂函数
【变式1.3】(24-25高一上·上海·随堂练习)下列函数是幂函数的是( )
A. B.
C. D.
【题型2 求幂函数的函数值、解析式】
【例2】(24-25高一上·新疆喀什·期末)已知函数是幂函数.则( )
A. B.2 C. D.1
【变式2.1】(24-25高一上·河南·阶段练习)已知幂函数的图象经过点,则该函数的解析式为( )
A. B. C. D.
【变式2.2】(24-25高一上·云南昆明·期中)已知幂函数的图象过点,则( )
A. B.
C. D.
【变式2.3】(24-25高一上·山西阳泉·期中)已知幂函数满足,求的值( )
A.3 B. C.4 D.
【题型3 根据函数是幂函数求参数值】
【例3】(24-25高一上·吉林延边·期末)已知幂函数的图象不过原点,则实数的值为( )
A. B. C. D.或
【变式3.1】(24-25高一上·吉林延边·期末)已知幂函数的图象不过原点,则实数的值为( )
A. B. C. D.或
【变式3.2】(24-25高一上·广东广州·阶段练习)已知点在幂函数的图象上,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【变式3.3】(24-25高一上·全国·课后作业)已知函数的图象过点,则实数( )
A. B. C.或 D.或
模块二
幂函数的图象与性质
1.常见幂函数的图象与性质
幂函数
图象
定义域
R
R
R
值域
R
R
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R上为增函数
,增函数
,减函数
在R上为增函数
在上为增函数
,增函数
,减函数
定点
(1,1)
温馨提示:幂函数在区间(0,+∞)上,当a>0时,y=xα是增函数;当α<0时,y=xα是减函数.
2.一般幂函数的图象与性质
(1)一般幂函数的图象:
①当α=1时,y=x的图象是一条直线.
②当α=0时,y==1(x≠0)的图象是一条不包括点(0,1)的直线.
③当α为其他值时,相应幂函数的图象如下表:
(p、q互质)
p,q都是奇数
p是偶数,q是奇数
p是奇数,q是偶数
(2)一般幂函数的性质:
通过分析幂函数的图象特征,可以得到幂函数的以下性质:
①所有的幂函数在(0,+)上都有定义,并且图象都过点(1,1).
②α>0时,幂函数的图象过原点,并且在区间[0,+)上是增函数.
③α<0时,幂函数在区间(0,+)上是减函数.在第一象限内,当x从右边趋向原点时,图象在y轴右方
无限地逼近y轴正半轴,当x趋于+时,图象在x轴上方无限地逼近x轴正半轴.
④任何幂函数的图象与坐标轴仅相交于原点,或不相交,任何幂函数的图象都不过第四象限.
⑤任何两个幂函数的图象最多有三个公共点.除(1,1),(0,0),(-1,1),(-1,-1)外,其他任何一点都不是两个
幂函数的公共点.
3.比较幂值的大小
在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较,准确掌握各个幂函数的图象和性质是解题的关键.
4.对勾函数的图象与性质
参考幂函数的性质,探究函数的性质.
(1)图象如图:与直线y=x,y轴无限接近.
(2)函数的定义域为{x|x≠0};
(3)函数的值域为(-∞,-2]∪[2,+∞).
(4)奇偶性:∵,∴函数为奇函数.
(5)单调性:由函数的图象可知,函数在(-∞,-1),(1,+∞)上单调递增,在
(-1,0),(0,1)上单调递减.
【题型4 求幂函数的定义域、值域】
【例4】(24-25高一上·上海宝山·期中)幂函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【变式4.1】(24-25高三上·福建·阶段练习)已知是幂函数,则“是正偶数”是“的值域为”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
【变式4.2】(24-25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
【变式4.3】(24-25高一上·辽宁盘锦·阶段练习)下列四组函数中,同组两个函数的值域相同的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【题型5 幂函数的图象】
【例5】(24-25高一上·四川·期末)下列图象可能为幂函数图象的是( )
A. B.
C. D.
【变式5.1】(24-25高一上·湖北武汉·阶段练习)图中、、为三个幂函数在第一象限内的图象,则指数的值依次可以是( )
A.,3, B.,3,
C.,,3 D.,,3
【变式5.2】(24-25高一上·云南昆明·阶段练习)函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【变式5.3】(24-25高一上·北京·阶段练习)如图所示的曲线是幂函数在第一象限内的图象.已知a分别取,2四个值,则与曲线相应的a依次为( )
A. B. C. D.
【题型6 由幂函数的图象与性质求参数】
【例6】(24-25高一上·浙江衢州·阶段练习)已知幂函数为奇函数,且在区间上单调递增,则等于( )
A.1 B.2 C.1或3 D.3
【变式6.1】(24-25高一上·天津北辰·阶段练习)若函数为幂函数,且在区间上单调递增,则( )
A. B.3 C.或3 D.2或
【变式6.2】(24-25高一上·四川成都·期中)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
【变式6.3】(24-25高一上·上海·期中)已知幂函数是奇函数,且在上是增函数,则满足条件的不同有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【题型7 比较幂值的大小】
【例7】(24-25高一上·天津·期中)已知,则a,b,c的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【变式7.1】(24-25高一上·甘肃白银·阶段练习)设,,,则( )
A. B.
C. D.
【变式7.2】(24-25高一上·山东·期中)下列比较大小中正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式7.3】(24-25高一上·全国·课后作业)若幂函数是上的偶函数,且在区间上单调递减,若,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【题型8 利用幂函数的性质解不等式】
【例8】(24-25高一上·湖北·阶段练习)已知幂函数是定义域上的奇函数,则满足的实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式8.1】(24-25高一上·江苏南京·阶段练习)已知幂函数的图象关于轴对称,且在上单调递减,则满足的实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式8.2】(24-25高一上·吉林长春·期中)已知幂函数在上单调递增,且的图象关于轴对称.
(1)求的值及函数的解析式;
(2)若,求实数的取值范围.
【变式8.3】(24-25高一上·北京·期中)已知幂函数在定义域上不单调.
(1)求函数的解析式;
(2)函数是否具有奇偶性?请说明理由;
(3)若,求实数的取值范围.
一、单选题
1.(24-25高一上·重庆·期末)已知幂函数的图象过点,则( )
A.2 B.8 C. D.16
2.(24-25高一上·重庆·阶段练习)幂函数,在上单调递减, 则( )
A.2 B. C. D.
3.(24-25高一上·重庆·期中)已知函数是幂函数,且为奇函数,则实数( )
A.或 B.
C. D.
4.(24-25高一上·上海宝山·期中)幂函数的图象一定经过( )
A.第一、三象限 B.第二、四象限 C.第一、三象限和原点 D.第二、四象限和原点
5.(24-25高一上·河北邢台·阶段练习)“幂函数在单调递减”是“”的( )
A.既不充分也不必要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.充要条件
6.(24-25高一上·安徽安庆·阶段练习)已知,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
7.(24-25高一上·甘肃兰州·阶段练习)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.是偶函数 B.的图象恒在轴上方
C.的图象经过原点 D.是上的减函数
8.(24-25高一上·重庆·阶段练习)已知幂函数的图象经过点,若,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.(24-25高一上·河南郑州·阶段练习)下列函数中是幂函数的是( )
A. B. C. D.
10.(24-25高一上·吉林长春·期末)幂函数,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.函数是偶函数 D.函数的值域为
11.(24-25高一上·浙江金华·期末)已知,则下列说法正确的是( )
A.当时,的值域为R B.当时,
C.当时,是偶函数 D.当时,是奇函数
三、填空题
12.(24-25高一上·上海·期末)已知幂函数图象经过点,则= .
13.(24-25高一上·安徽宣城·阶段练习)已知幂函数在上是减函数,则的值为 .
14.(24-25高一上·上海奉贤·阶段练习)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 .
四、解答题
15.(24-25高一上·河南郑州·期中)已知幂函数在上单调递减.
(1)求函数的解析式;
(2)若,求的取值范围.
16.(24-25高一上·全国·课后作业)比较下列各组数的大小:
(1)和;
(2)和;
(3)和;
(4),和.
17.(24-25高一上·陕西渭南·期中)已知幂函数在上单调递增,且其图象经过点.
(1)求的解析式;
(2)若,用定义法证明:函数在上单调递增.
18.(24-25高一上·上海金山·期中)已知幂函数经过点.
(1)求此幂函数的表达式和定义域;
(2)已知点,点在此幂函数的图象上,且满足,求实数的取值范围.
19.(24-25高一上·广东深圳·阶段练习)已知幂函数的图象经过点.
(1)求的解析式;
(2)设函数.
①判断的奇偶性并证明;
②判断在区间上的单调性,并用定义加以证明.
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