内容正文:
分级练(14) 幂函数
分级一 提能强化
1.幂函数y=f(x)经过点(27,3),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.奇函数,且在(0, +∞)上是减函数
C 解析:依题意,设f(x)=xα,将点(27, 3)代入上式,得3=27α,得到α=,即f(x)=x,所以该函数为奇函数,且在(0, +∞)上是增函数,故选C.
2.(2025·宁夏银川模拟)若幂函数y=xm是偶函数,且x∈(0, +∞)时为减函数,则实数m的值可能为( )
A.-2 B.- C. D.2
A 解析:由题意,∵幂函数y=xm是偶函数,且x∈(0,+∞)时为减函数,∴m为负偶数,∴实数m的值可能为-2,故选A.
3.设a=30.2,b=0.23,c=log0.2 3,则a,b,c的大小关系是( )
A.a>b>c B.b>a>c
C.a>c>b D.c>a>b
A 解析:∵1<30.2<30.5=,0.23=0.008,log0.23<log0.21=0,∴a>b>c.故选A.
4.若f(x)是幂函数,且满足=3,则f()等于( )
A.3 B.-3 C. D.-
C 解析:设f(x)=xα,∵=3,∴=2α=3,∴α=log23,∴f()=()log23=.故选C.
5.幂函数y=x|m-1|与y=x3m-m2(m∈Z)在(0,+∞)上都是增函数,则满足条件的整数m的值为( )
A.0 B.1和2
C.2 D.0和3
C 解析:由题意可得解得m=2,故选C.
6.已知a=(),b=(),c=log,则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.c<b<a
C.b<c<a D.c<a<b
A 解析:c=log>log=1,a=()=()5×=(),b=()4×=().因为y=x在(0,+∞)上为增函数,且<,所以a<b,又()<()0=1,即b<1,可得a<b<c. 故选A.
7.(多选)已知幂函数f(x)的图象经过点(4,2),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x≥9,则f(x)≥3
D.若x2>x1>0,则>f()
AC 解析:设幂函数f(x)=xα,将点(4,2)代入函数f(x)=xα得2=4α,则α=,所以f(x)=x,显然f(x)在定义域[0,+∞)上为增函数,所以A正确;f(x)的定义域为[0,+∞),所以f(x)不具有奇偶性,所以B不正确;当x≥9时,≥3,即f(x)≥3,所以C正确;当0<x1<x2时,[]2-f2()=()2-()2=-==-<0,即<f()成立,所以D不正确.故选AC.
8.(2025·四川成都模拟)已知幂函数f(x)=xα,当x>1时,恒有f(x)<x,则α的取值范围是__________.
答案:(-∞, 1) 解析:当x>1时,恒有f(x)<x,即当x>1时,函数f(x)=xα的图象在y=x的图象的下方,作出幂函数f(x)=xα在第一象限的图象,由图象可知(图略)α<1时满足题意.
9.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-的定义域为(0, +∞),且在定义域内是减函数,∴a+1>10-2a>0,解得3<a<5.
10.已知α∈,若幂函数f(x)=xα为奇函数,且在(0,+∞)上单调递减,则α=________.
答案:-1 解析:∵α∈{-2,-1,-,,1,2,3},幂函数f(x)=xα为奇函数,且在(0,+∞)上单调递减,∴α是奇数,且α<0,∴α=-1.
分级二 知能探究
11.幂函数y=xα,当α取不同的正数时,在区间[0,1]上它们的图象是一组美丽的曲线(如图),设点A(1,0),B(0,1),连接AB,线段AB恰好被其中的两个幂函数y=xa,y=xb的图象三等分,即有BM=MN=NA,则a-=( )
A.0 B.1 C. D.2
A 解析:因为BM=MN=NA,点A(1,0),B(0,1),所以M(,),N(,),分别代入y=xa,y=xb,得a=log,b=log,所以a-=log-=0. 故选A.
12.已知点(m,8)在幂函数f(x)=(m-1)xn的图象上,设a=f(()),b=f(ln π),c=f(-),则a,b,c的大小关系为( )
A.c<a<b B.a<b<c
C.b<c<a D.b<a<c
A 解析:根据题意知,m-1=1,所以m=2,所以2n=8,所以n=3,所以f(x)=x3.因为f(x)=x3是定义在R上的增函数,又-<0<()<()0=1<ln π,所以c<a<b.故选A.
13.(多选)已知函数f(x)是偶函数,当x>0时,f(x)=x,则在(-2,0)上,下列函数中与f(x)单调性相同的是( )
A.y=-x2+1 B.y=|x|
C.y=e|x| D.y=
BC 解析:由题意知函数f(x)=x在(-2, 0)上单调递减.A中函数在(-2, 0)上单调递增;B中函数在(-2, 0)上单调递减;C中函数在(-2, 0)上单调递减;D中函数在(-2, 0)上单调递增.故选BC.
14.(多选)已知函数f(x)=log(x+),则下列结论正确的是( )
A.f(x)的定义域为(0,+∞)
B.f(x)的值域为[-1,+∞)
C.f(x)是奇函数
D.f(x)在(0,1)上单调递增
AD 解析:由题知f(x)=log(x+),则x+>0且x≠0,解得x>0,所以f(x)的定义域为(0,+∞),故A正确;因为x+≥2,所以f(x)≤-1,故B错误;因为f(x)的定义域不关于原点对称,所以f(x)不是奇函数,故C错误;当x∈(0, 1)时,y=x+单调递减,y=logx也单调递减,故f(x)在(0, 1)上单调递增,故D正确.故选AD.
15.已知幂函数f(x)=x(m2+m)-1(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(m2+m)-1,即2=2(m2+m)-1.
∴m2+m=2,解得m=1或m=-2.
又∵m∈N*,∴m=1.
(2)由(1)知f(x)=x,则函数f(x)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<.
∴实数a的取值范围为[1,).
分级三 素能创新
16.已知幂函数f(x)=(m-1)2xm2-4m+2在(0,+∞)上单调递增,函数g(x)=2x-k,当x∈[1,2)时,记f(x),g(x)的值域分别为集合A,B,若A∪B=A,则实数k的取值范围是( )
A.(0,1) B.[0,1)
C.(0,1] D.[0,1]
D 解析:∵f(x)是幂函数,∴(m-1)2=1,解得m=2或m=0.若m=2,则f(x)=x-2在(0,+∞)上单调递减,不满足已知条件.若m=0,则f(x)=x2在(0,+∞)上单调递增,满足已知条件,即f(x)=x2.当x∈[1,2)时,f(x)∈[1,4),即A=[1,4);当x∈[1,2)时,g(x)∈[2-k,4-k),即B=[2-k,4-k).∵A∪B=A,∴B⊆A,∴2-k≥1且4-k≤4,解得0≤k≤1,故选D.
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