内容正文:
高考总复习 数学
第二章 函数
第6节 幂函数
y=xα
x
α
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
{y|y≠0}
奇函数
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
×
√
√
衔接教材 夯基固本
落实
D
衔接教材 夯基固本
落实
BD
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
衔接教材 夯基固本
落实
B
关键能力 进阶突破
提升
2
关键能力 进阶突破
提升
关键能力 进阶突破
提升
C
关键能力 进阶突破
提升
关键能力 进阶突破
提升
关键能力 进阶突破
提升
关键能力 进阶突破
提升
B
关键能力 进阶突破
提升
关键能力 进阶突破
提升
关键能力 进阶突破
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ABD
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1.通过具体实例,结合y=x,y=,y=x2,y=,y=x3的图象,理解它们的变化规律,了解幂函数.
2.运用函数建立模型,解决简单的实际问题.
一、幂函数的定义
一般地,函数_______叫做幂函数,其中___是自变量,___是常数.
幂函数的特征:(1)自变量x处在幂底数的位置,幂指数α为常数;(2)xα的系数为1;(3)解析式只有一项.
二、常见的五种幂函数的图象和性质
函数
y=x
y=x2
y=x3
y=x
y=x-1
图象
性
质
定义域
R
R
R
{x|x≥0}
{x|x≠0}
值域
R
{y|y≥0}
R
{y|y≥0}
___________
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
非奇非偶函数
___________
单调性
增函数
在(-∞,0]上单调递减;在(0,+∞)上单调递增
增函数
增函数
在(-∞,0)和(0,+∞)上单调递减
巧识幂函数的图象和性质
一、思考辨析(对的打“√”,错的打“×”)
1.函数y=2x是幂函数.( )
2.当n>0时,幂函数y=xn在(0,+∞)上单调递增.( )
3.若幂函数的图象与坐标轴相交,则交点一定是坐标原点.( )
二、教材典题改编
1.(人教A版必修第一册P91T1改编)已知幂函数f(x)的图象过点(2,),则f(4)的值是( )
A.64 B.4
C. D.
2.(多选)(人教A版必修第一册P91习题3.3T1改编)已知α∈{-1,1,2,3},则使函数y=xα的值域为R,且为奇函数的α的值为( )
A.-1 B.1
C.2 D.3
解析:当α=-1时,y=x-1=为奇函数,但值域为{y|y≠0},不满足条件;当α=1时,y=x为奇函数,值域为R,满足条件;当α=2时,y=x2为偶函数,值域为{y|y≥0},不满足条件;当α=3时,y=x3为奇函数,值域为R,满足条件.
3.(人教A版必修第一册P91T2改编)已知a=0.40.3,b=0.30.3,c=0.30.4,则a,b,c的大小关系是________.(用“<”连接)
答案:c<b<a
解析:由指数函数,幂函数的单调性可知0.30.4<0.30.3,0.40.3>0.30.3,即c<b<a.
三、易误易混澄清
(忽视幂函数的定义域)已知幂函数f(x)=x-,若f(a+1)<f(10-2a),则实数a的取值范围为________.
答案:(3,5)
解析:∵f(x)=x-=(x>0),且在(0,+∞)上是减函数,
∴解得3<a<5.
考点一 幂函数的图象与性质
[例1] (1)若幂函数y=xm与y=xn在第一象限内的图象如图所示,则( )
A.-1<n<0<m<1 B.n<-1,0<m<1
C.-1<n<0,m>1 D.n<-1,m>1
(2)幂函数f(x)=(m2-3m+3)xm的图象关于y轴对称,则实数m=________.
解析:(1)由图象知,y=xm在(0,+∞)上单调递增,所以m>0,又y=xm的图象增长得越来越慢,所以m<1,y=xn在(0,+∞)上单调递减,所以n<0,又当x>1时,y=xn的图象在y=x-1的下方,所以n<-1.综上所述,n<-1,0<m<1.
(2)由幂函数定义,知m2-3m+3=1,解得m=1或m=2.当m=1时,f(x)=x的图象不关于y轴对称,舍去;当m=2时,f(x)=x2的图象关于y轴对称,因此m=2.
幂函数的图象与性质的关系
(1)幂函数的形式是y=xα(α∈R),其中只有一个参数α,因此只需一个条件即可确定其解析式;
(2)判断幂函数y=xα(α∈R)的奇偶性及求定义域时,当α是分数时,一般先将解析式化为根式的形式,再判断其奇偶性;
(3)若幂函数y=xα在(0,+∞)上单调递增,则α>0,若在(0,+∞)上单调递减,则α<0.
训练1 (1)(2025·无锡模拟)“n=1”是“幂函数f(x)=(n2-3n+3)x2n-3在(0,+∞)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.既不充分也不必要条件
解析:因为f(x)=(n2-3n+3)x2n-3是幂函数,所以n2-3n+3=1,即n2-3n+2=0,解得n=1或n=2,当n=1时,f(x)=x-1=在(0,+∞)上单调递减;当n=2时,f(x)=x在(0,+∞)上单调递增.所以“n=1”是“幂函数f(x)=(n2-3n+3)x2n-3在(0,+∞)上单调递减”的充要条件.
(2)有四个幂函数:①f(x)=x-1;②f(x)=x-2;③f(x)=x3;④f(x)=x.某同学研究了其中的一个函数,他给出这个函数的三个性质:(ⅰ)偶函数;(ⅱ)值域是{y|y∈R,且y≠0};(ⅲ)在(-∞,0)上单调递增.如果他给出的三个性质中,有两个正确,一个错误,则他研究的函数是________.(填序号)
答案:②
解析:f(x)=x-1只满足性质(ⅱ),f(x)=x3只满足性质(ⅲ),f(x)=x只满足性质(ⅲ).f(x)=x-2是偶函数,在(-∞,0)上单调递增,但是其值域是{y|y>0}.
考点二 幂函数性质的应用
[例2] (1)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
(2)若(a+1)<(3-2a),则实数a的取值范围是________.
[-1,)
解析:(1)因为y=x在第一象限内单调递增,所以a=()>c=(),因为y=()x是减函数,所以c=()>b=(),所以a>c>b.
(2)因为函数y=x的定义域为[0,+∞),且在定义域内为增函数,所以解得-1≤a<.
比较幂值大小的策略
(1)同底不同指的幂值大小比较:利用指数函数的单调性进行比较;
(2)同指不同底的幂值大小比较:利用幂函数的单调性进行比较;
(3)既不同底又不同指的幂值大小比较:常找到一个中间值,通过比较幂值与中间值的大小来进行比较.
训练2 (1)(多选)幂函数f(x)=(m2-5m+7)·x在(0,+∞)上单调递增,则以下说法正确的是( )
A.m=3
B.函数f(x)在(-∞,0)上单调递增
C.函数f(x)是偶函数
D.函数f(x)的图象关于原点对称
解析:因为幂函数f(x)=(m2-5m+7)·x在(0,+∞)上单调递增,所以解得m=3,所以f(x)=x3,所以f(-x)=(-x)3=-x3=-f(x),故f(x)=x3为奇函数,函数图象关于原点对称,所以f(x)在(-∞,0)上单调递增.
(2)已知幂函数f(x)的图象过点(-8,-2),且f(a+1)≤-f(a-3),则实数a的取值范围是________.
答案:(-∞,1]
解析:设f(x)=xα,则(-8)α=-2,解得α=,所以f(x)=x,则f(x)在R上是增函数,且为奇函数,所以f(a+1)≤-f(a-3)等价于f(a+1)≤f(3-a),则a+1≤3-a,解得a≤1.
$$