内容正文:
课时作业(十二) 二次函数与幂函数
基础过关练
一、单项选择题
1.(2025·成都石室中学模拟)幂函数f(x)=(m2-3m-3)xm 在区间(0,+∞)上单调递减,则下列说法正确的是( )
A.m=4 B.f(x)是减函数
C.f(x)是奇函数 D.f(x)是偶函数
答案 C
解析 函数f(x)=(m2-3m-3)xm 为幂函数,则m2-3m-3=1,解得m=4 或m=-1.
当m=4 时,f(x)=x4 在区间(0,+∞)上单调递增,不满足条件,排除A;
当m=-1 时,f(x)=x-1 在区间(0,+∞)上单调递减,满足题意.
函数f(x)=x-1 在(-∞,0)和(0,+∞)上单调递减,但不是减函数,排除B;
因为函数定义域关于原点对称,且f(-x)==-f(x),所以函数f(x)是奇函数,不是偶函数,故C正确,D错误.故选C.
2.已知幂函数y=(m2-3m+3)xm+1 的图象关于y 轴对称,则m 等于( )
A.1 B.2
C.1或2 D.3
答案 A
解析 由于函数是幂函数,所以m2-3m+3=1,解得m=1 或m=2.
当m=1 时,y=x2,是偶函数,图象关于y 轴对称,符合题意.
当m=2 时,y=x3,是奇函数,图象不关于y 轴对称,不符合题意.
所以m 的值为1.故选A.
3.(2025·成都模拟)若函数f(x)=4x2-kx-8在[4,5]上是单调函数,则k的取值范围是( )
A.[32,40]
B.(-∞,32]∪[40,+∞)
C.(-∞,32]
D.[40,+∞)
答案 B
解析 因为f(x)=4x2-kx-8的对称轴为直线x=,且其图象开口向上,
所以≤4或≥5,解得k≤32或k≥40,
所以k的取值范围是(-∞,32]∪[40,+∞).
4.(2025·济南月考)已知f(x)=,若0<a<b<1,则下列各式中正确的是( )
A.f(a)<f(b)<f<f
B.f<f<f(b)<f(a)
C.f(a)<f(b)<f<f
D.f<f(a)<f<f(b)
答案 B
解析 f(x)==x-2 在(0,+∞)上单调递减,0<a<b<1,故0<a<b<1<<,
故f<f<f(b)<f(a).故选B.
5.已知函数f(x)=-x2+2x+5在区间[0,m]上的值域为[5,6],则实数m的取值范围是( )
A.(0,1] B.[1,3]
C.(0,2] D.[1,2]
答案 D
解析 f(x)=-x2+2x+5=-(x-1)2+6,
f(x)的图象开口向下,对称轴为直线x=1,画出f(x)的图象如图所示,
由于f(x)在区间[0,m]上的值域为[5,6],
由图可知,m的取值范围是[1,2].
6.(2025·杭州质检)已知幂函数f(x)=(n2+2n-2)·xn2-2n在(0,+∞)上是减函数,则n 的值为( )
A.-3 B.1
C.3 D.1或-3
答案 B
解析 因为函数f(x)是幂函数,则n2+2n-2=1,
所以n=-3或n=1.
当n=-3时,f(x)=x15在(0,+∞)上是增函数,不合题意.
当n=1时,f(x)=x-1在(0,+∞)上是减函数,成立.故选B.
二、多项选择题
7.(2025·合肥模拟)已知函数f(x)=xα的图象经过点(4,2),则下列说法正确的是( )
A.函数f(x)为偶函数
B.函数f(x)为增函数
C.当x>1时,f(x)>1
D.当0<x1<x2时,<f
答案 BCD
解析 由于函数f(x)=xα的图象经过点(4,2),
故有4α=2,∴α=,
故f(x)=.
显然,函数f(x)为非奇非偶函数,且为增函数,故A错误,B正确;
当x>1时,f(x)=>1,故C正确;
由于函数f(x)为上凸型函数,
故当0<x1<x2时,<f ,故D正确.
8.设abc<0,则函数y=ax2+bx+c的图象可能是( )
答案 AB
解析 A中,a<0,b<0,c<0,∴abc<0,符合题意;
B中,a<0,b>0,c>0,∴abc<0,符合题意;
C中,a>0,b>0,c>0,∴abc>0,不符合题意;
D中,a>0,b<0,c<0,∴abc>0,不符合题意.
三、填空题
9.(2025·杭州模拟)已知幂函数f(x)过点(2,),则满足f(2-a)>f(a-1)的实数a 的取值范围是________.
答案
解析 设幂函数f(x)=xα,其图象过点(2,),则2α=,解得α=,所以幂函数f(x)=x,且函数在其定义域[0,+∞)上单调递增.
因为f(2-a)>f(a-1),所以解得1≤a<,
所以实数a的取值范围是.
10.已知二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),且顶点到x轴的距离等于2,则二次函数的表达式为____________________.
答案 y=x2+x-或y=-x2-x+
解析 因为二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),
所以可设二次函数为y=a(x+3)(x-1)(a≠0),
展开得y=ax2+2ax-3a,
顶点的纵坐标为=-4a,
由于二次函数图象的顶点到x轴的距离为2,
所以|-4a|=2,即a=±,
所以二次函数的表达式为y=x2+x-或y=-x2-x+.
四、解答题
11.(2025·南昌模拟)已知幂函数f(x)=xm2-2m-3 (m为正整数)的图象关于y轴对称,且在(0,+∞)上是严格减函数,求满足(a+1)->(3-2a)- 的实数a的取值范围.
解 因为函数f(x)在(0,+∞)上是严格减函数,所以m2-2m-3<0,解得-1<m<3.
由m为正整数,则m=1 或m=2,
又函数f(x)的图象关于y轴对称,得f(x)是偶函数,
而当m=2 时,22-2×2-3=-3,f(x)=x-3 为奇函数,不符题意.
当m=1 时,12-2×1-3=-4,f(x)=x-4 为偶函数,于是m=1.
因为y=x- 为奇函数,在(-∞,0)与(0,+∞)上均为严格减函数,
所以(a+1)->(3-2a)- 等价于a+1<3-2a<0 或3-2a>a+1>0 或a+1>0>3-2a,
解得-1<a< 或a>,即a∈∪.
12.(2025·郴州模拟)已知二次函数f(x)=ax2+bx+c,且满足条件:①不等式f(x)<0的解集为{x|1<x<2};②函数y=f(x)的图象过点(3,2).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)设g(x)=f(x)-mx,若函数g(x)在区间[1,2]上的最小值为3,求实数m的值.
解 (1)条件①:因为不等式f(x)<0的解集为
{x|1<x<2},
所以1,2是一元二次方程ax2+bx+c=0的两个根,
所以即
条件②:函数y=f(x)的图象过点(3,2),
所以9a+3b+c=2.
所以则
此时f(x)=x2-3x+2.
(2)由(1)知g(x)=x2-(m+3)x+2,其对称轴为直线x=,
当≤1,即m≤-1时,
g(x)min=g(1)=3-(m+3)=-m=3,
解得m=-3;
当≥2,即m≥1时,
g(x)min=g(2)=6-(2m+6)=-2m=3,
解得m=-(舍去);
当1<<2,即-1<m<1时,
g(x)min=g=-+2=3,无解.
综上所述,所求实数m的值为-3.
考能提升练
13.函数f(x)=(m2-m-1)xm2+m-3 是幂函数,对任意x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,满足<0,若a,b∈R,且a<0<b,|a|<|b|,则f(a)+f(b)的值( )
A.恒大于0 B.恒小于0
C.等于0 D.无法判断
答案 B
解析 因为对任意x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,满足<0,所以f(x)在(0,+∞)上单调递减,
由f(x)=(m2-m-1)xm2+m-3 是幂函数,可得m2-m-1=1,
解得m=2或m=-1,
当m=2时,f(x)=x3,在(0,+∞)上单调递增,故不成立;
当m=-1时,f(x)=x-3,在(0,+∞)上单调递减,满足条件,
故m=-1,f(x)=x-3,故f(x)为奇函数,
因为a<0<b,|a|<|b|,所以0<-a<b,
所以f(-a)>f(b),
所以-f(a)>f(b),
所以f(a)+f(b)<0.
14.设函数f(x)=,g(x)=ax2+bx(a,b∈R,a≠0),若y=f(x)的图象与y=g(x)的图象有且仅有两个不同的公共点A(x1,y1),B(x2,y2),则下列判断正确的是( )
A.当a<0时,x1+x2<0,y1+y2>0
B.当a<0时,x1+x2>0,y1+y2<0
C.当a>0时,x1+x2<0,y1+y2<0
D.当a>0时,x1+x2>0,y1+y2>0
答案 B
解析 令f(x)=g(x),可得=ax+b.
设F(x)=,G(x)=ax+b,
根据题意,F(x)的图象与G(x)=ax+b的图象只有两个交点,
不妨设x1<x2,结合图形可知,当a>0时(如图1),
G(x)=ax+b的图象与F(x)图象的左支相切,与右支有一个交点,
根据对称性可得|x1|>x2,即-x1>x2>0,此时x1+x2<0,y2=>=-y1,
∴y1+y2>0,
同理可得,当a<0时(如图2),
x1+x2>0,y1+y2<0.
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