内容正文:
课时作业(九) 二次函数与幂函数
[基础保分练]
1.(2025·上海黄浦区高三模拟)设m∈R,若幂函数y=xm2-2m+1定义域为R,且其图象关于y轴成轴对称,则m的值可以为( )
A.1 B.4
C.7 D.10
答案:C
2.(2023·天津河西区高三期末)下面关于函数f(x)=x2+3x+4的说法正确的是( )
A.f(x)>0恒成立
B.f(x)的最大值是5
C.f(x)与y轴无交点
D.f(x)没有最小值
答案:A
3.(2025·北京高三模拟)已知幂函数y1=xa,y2=xb,y3=xc,y4=xd 在第一象限的图象如图所示,则( )
A.a>b>c>d
B.b>c>d>a
C.d>b>c>a
D.c>b>d>a
答案:B
4.已知二次函数f(x)满足f(x+1)=x2-x+2,若f(x)>3x+m在区间[-1,3]上恒成立,则实数m满足( )
A.m<-5 B.m>-5
C.m<11 D.m>11
答案:A
5.(2025·石家庄模拟)设a∈R,函数f=若f的最小值为f,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
A 解析:当x>1时,x2+-3a=x2++-3a≥3-3a=12-3a,
当且仅当x2=时,等号成立,
即当x>1时,函数f的最小值为12-3a;
当x≤1时,f=x2-2ax+9=2+9-a2,
要使得函数f的最小值为f,则满足解得1≤a≤2,
即实数a的取值范围是.
6.(多选)已知函数f(x)=ax2+2ax+4(a>0),若x1<x2,则( )
A.当x1+x2>-2时,f(x1)<f(x2)
B.当x1+x2=-2时,f(x1)=f(x2)
C.当x1+x2>-2时,f(x1)>f(x2)
D.f(x1)与f(x2)的大小与a有关
答案:AB
7.(多选)已知函数f(x)=|x2-2ax+b|(x∈R),给出下列命题,其中是真命题的是( )
A.若a2-b≤0,则f(x)在区间[a,+∞)上单调递增
B.存在a∈R,使得f(x)为偶函数
C.若f(0)=f(2),则f(x)的图象关于直线x=1对称
D.若a2-b-2>0,则函数h(x)=f(x)-2有2个零点
答案:AB
8.(多选)函数f(x)=-x2+ax-6,g(x)=x+4,若对任意x1∈(0,+∞),存在x2∈(-∞,-1],使得f(x1)≤g(x2),则实数a的可能取值为( )
A.4 B.5
C.6 D.7
答案:ABC
9.(2025·深圳模拟)已知函数f(x) 的图象关于原点对称,且在定义域内单调递增,则满足上述条件的幂函数可以为f(x)=________.
答案:x3(答案不唯一) 解析:设幂函数f(x)=xα,由题意得f(x)=xα 为奇函数,且在定义域内单调递增,所以α=2n+1(n∈N)或α=(m,n 是奇数且互质),所以满足上述条件的幂函数可以为f(x)=x3.
10.(2024·泉州模拟)已知幂函数y=f(x)的图象过点(2,),则复数z=f(2)+f(5)·i(其中i为虚数单位)的模的大小为__________.
答案: 解析:设幂函数f(x)=xa,因为函数图象过点(2,),
所以2a=,解得a=,所以f(x)=x,
所以f(2)=2=,f(5)=5=,
∴z=f(2)+f(5)·i=+i,∴|z|=.
[技能提分练]
11.(多选)(2024·潮州二模)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f(x) 的定义域为R
B.函数f(x) 为非奇非偶函数
C.过点P且与f(x) 图象相切的直线方程为y=x+
D.若x2>x1>0,则>f
答案:BC
12.(2024·重庆二模)关于x的不等式(x-1)9 999-29 999·x9 999≤x+1的解集为________.
答案:[-1,+∞) 解析:由题设,(x-1)9 999-(2x)9 999≤x+1,而y=x9 999 在R上单调递增,
当x-1>2x,即x<-1时,(x-1)9 999-(2x)9 999>0>x+1,原不等式不成立;
当x-1≤2x ,即x≥-1时,(x-1)9 999-(2x)9 999≤0≤x+1,原不等式恒成立.
综上,关于x的不等式的解集为[-1,+∞).
13.(2023·长沙模拟)已知函数f(x)=x2,g(x)=2a,a为常数.若对任意x1,x2∈,且x1<x2,都有f(x1)-f(x2)<g(x1)-g(x2),则实数a的取值范围是________.
答案:[0,1] 解析:对于任意x1,x2∈[0,2],且x1<x2,都有f(x1)-f(x2)<g(x1)-g(x2),即f(x1)-g(x1)<f(x2)-g(x2),令F(x)=f(x)-g(x)=x2-2a,即F(x1)<F(x2)只需F(x)在[0,2]上单调递增即可,
当x=1时,F=1,函数图象恒过点;
当x>1时,F(x)=x2-2ax+2a;
当x<1时,F(x)=x2+2ax-2a,
要使F(x)在区间[0,2]上单调递增,则当1<x≤2时,F(x)=x2-2ax+2a的图象的对称轴为直线x=a,即a≤1;
当0≤x<1时,F(x)=x2+2ax-2a的对称轴为直线x=-a,即a≥0,
且1+2a×1-2a≤1-2a×1+2a,综上,a的取值范围为[0,1].
14.已知函数f(x)=|x2-ax+2|+a,a∈R,若f(x) 在区间[-1,1] 上的最大值是3,则a 的取值范围是________.
答案:(-∞,0] 解析:由题意知f(0)=2+a≤3,即a≤1,所以f(1)=|3-a|+a=3-a+a=3,又f(-1)=|3+a|+a≤3,所以a≤0.下证当a≤0时,f(x) 在[-1,1]上的最大值为3.当x∈(0,1]时,f(x)=|x2-ax+2|+a=x2-ax+2+a,f(x)max=f(1)=3;当x∈[-1,0]时,若≤-1,即a≤-2,则f(x)max=f(0)<3,满足f(x)≤3;若-1<≤0,即-2<a≤0,此时f=+a=2-+a=-(a-2)2+3<3,
而f(x)max=max,满足f(x)≤3.
综上,a的取值范围为(-∞,0].
15.定义:如果在函数y=f(x)的定义域内的给定区间[a,b]上存在x0(a<x0<b),满足f(x0)=,则称函数y=f(x)是[a,b]上的“平均值函数”,x0是它的一个均值点,如y=x4是[-1,1]上的平均值函数,0就是它的均值点.现有函数f(x)=-x2+mx+1是[-1,1]上的平均值函数,求实数m的取值范围.
解:因为函数f(x)=-x2+mx+1是[-1,1]上的平均值函数,设x0为均值点,所以=m=f(x0),即关于x0的一元二次方程-x+mx0+1=m在(-1,1)内有实数根,解方程得x0=1或x0=m-1.
所以必有-1<m-1<1,即0<m<2,所以实数m的取值范围是(0,2).
16.(2025·天津模拟)已知值域为[-1,+∞) 的二次函数f(x) 满足f(-1+x)=f(-1-x),且方程f(x)=0 的两个实根x1,x2 满足|x1-x2|=2.
(1)求f(x) 的表达式;
(2)函数g(x)=f(x)-kx 在区间[-2,2] 上的最大值为f(2),最小值为f(-2),求实数k的取值范围.
解:(1)由f(-1+x)=f(-1-x),可得f(x) 的图象关于直线x=-1 对称.
因为函数f(x) 的值域为[-1,+∞),所以二次函数的顶点坐标为(-1,-1),所以设f(x)=a(x+1)2-1=ax2+2ax+a-1.
由根与系数的关系,可得x1+x2=-2,x1x2=,因为方程f(x)=0 的两个实根x1,x2 满足|x1-x2|=2.
则|x1-x2|====2,解得a=1,所以f(x)=x2+2x.
(2)由于函数g(x)在区间[-2,2]上的最大值为f(2),最小值为f(-2),则函数g(x)在区间[-2,2]上单调递增,又g(x)=f(x)-kx=x2+2x-kx,即g(x)=x2+(2-k)x,所以g(x)的对称轴方程为x=,则≤-2,即k≤-2,故k的取值范围为(-∞,-2].
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