内容正文:
分级练(11) 二次函数与幂函数
分级一 提能强化
1.若幂函数f(x)=(m2-4m+4)·xm2-6m+8在(0,+∞)上为增函数,则m的值为( )
A.1或3 B.1
C.3 D.2
B 解析:由题意得m2-4m+4=1,m2-6m+8>0,解得m=1.
2.(多选)已知点(a,)在幂函数f(x)=(a-1)xb的图象上,则函数f(x)是( )
A.奇函数
B.(0,+∞)上的增函数
C.偶函数
D.(0,+∞)上的减函数
AD 解析:由题意得a-1=1,且=ab,因此a=2,且b=-1,故f(x)=x-1是奇函数,且在(0,+∞)上是减函数.
3.若幂函数y=x-1,y=xm与y=xn在第一象限内的图象如图所示,则m与n的取值情况为( )
A.-1<m<0<n<1
B.-1<n<0<m
C.-1<m<0<n
D.-1<n<0<m<1
D 解析:幂函数y=xα,当α>0时,y=xα在(0,+∞)上为增函数,且0<α<1时,图象上凸,∴0<m<1;当α<0时,y=xα在(0,+∞)上为减函数,不妨令x=2,根据图象可得2-1<2n,∴-1<n<0.综上可得,-1<n<0<m<1.
4.已知函数f(x)=ax2+bx+c,若a>b>c且a+b+c=0,则它的图象可能是( )
D 解析:由a>b>c且a+b+c=0,得a>0,c<0,所以函数图象开口向上,排除A,C.又f(0)=c<0,所以排除B.
5.(多选)由于被墨水污染,一道数学题仅能见到如下文字:已知二次函数y=ax2+bx+c的图象过点(1,0),…,求证:这个二次函数的图象关于直线x=2对称.根据现有信息,题中的二次函数可能具有的性质是( )
A.在x轴上截得的线段的长度是2
B.与y轴交于点(0,3)
C.顶点是(-2,-2)
D.过点(3,0)
ABD 解析:由已知得所以b=-4a,c=3a,所以二次函数为y=a(x2-4x+3),其顶点的横坐标为2,所以顶点一定不是(-2,-2).其余选项经验证可得.
6.已知函数f(x)=3x2-2(m+3)x+m+3的值域为[0,+∞),则实数m的取值范围为( )
A.{0,-3}
B.[-3,0]
C.(-∞,-3]∪[0,+∞)
D.{0,3}
A 解析:∵函数f(x)=3x2-2(m+3)x+m+3的值域为[0,+∞),∴Δ=[-2(m+3)]2-4×3×(m+3)=0,解得m=-3或m=0,∴实数m的取值范围为{0,-3}.
7.若二次函数f(x)=ax2-x+b(a≠0)的最小值为0,则a+4b的取值范围是________.
答案:[2,+∞) 解析:依题意,知a>0,且Δ=1-4ab=0,所以4ab=1,且b>0.故a+4b≥2=2,当且仅当a=4b,即a=1,b=时等号成立.所以a+4b的取值范围是[2,+∞).
8.已知幂函数f(x)=(),若f(a-1)<f(8-2a),则a的取值范围是________.
答案:(3,4) 解析:由幂函数f(x)=()=x-,可得函数f(x)的定义域为(0,+∞),且是减函数.由f(a-1)<f(8-2a),可得解得3<a<4,即实数a的取值范围为(3,4).
9.是否存在实数a∈[-2,1],使函数f(x)=x2-2ax+a的定义域为[-1,1]时,值域为[-2,2].若存在,求a的值;若不存在,请说明理由.
解:f(x)=(x-a)2+a-a2.
当-2≤a<-1时,f(x)在[-1,1]上为增函数,
∴由得a=-1(舍去);
当-1≤a≤0时,由得a=-1;
当0<a≤1时,由得a不存在.
综上可得,存在实数a满足题目条件,a=-1.
分级二 知能探究
10.若幂函数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.
11.已知点(2,)在幂函数f(x)=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.b<a<c B.a<b<c
C.b<c<a D.a<c<b
C 解析:因为点(2,)在函数f(x)的图象上,所以=2n,解得n=-3,所以f(x)=x-3,易知当x>0时,f(x)单调递减.因为<<1,ln π>ln e=1,所以f()>f()>f(ln π),即a>c>b.
12.已知二次函数f(x)满足f(2+x)=f(2-x),且f(x)在[0,2]上是增函数,若f(a)≥f(0),则实数a的取值范围是________.
答案:[0,4] 解析:由题意可知函数f(x)的图象开口向下,对称轴为x=2(如图),若f(a)≥f(0),从图象观察可知0≤a≤4.
13.函数f(x)满足下列性质:①定义域为R,值域为[1,+∞);②图象关于直线x=2对称;③对任意x1,x2∈(-∞,0),且x1≠x2,都有<0.请写出函数f(x)的一个解析式________.(只要写出一个即可)
答案:f(x)=x2-4x+5 解析:由二次函数的对称性、值域及单调性可得解析式f(x)=(x-2)2+1.此时f(x)图象的对称轴为x=2,开口向上,满足②;因为对任意x1,x2∈(-∞,0),且x1≠x2,都有<0,等价于f(x)在(-∞,0)上单调递减,满足③;又f(x)=(x-2)2+1≥1,满足①.
14.已知函数f(x)=x2+mx-1,若对于任意x∈[m,m+1],都有f(x)<0成立,求实数m的取值范围.
解:因为函数图象开口向上,所以根据题意只需满足解得-<m<0.
15.求函数f(x)=-x(x-a)在x∈[-1,1]上的最大值.
解:函数f(x)=-(x-)2+的图象的对称轴为x=,应分<-1,-1≤≤1,>1,即a<-2,-2≤a≤2和a>2三种情形讨论.
①当a<-2时,由图①可知f(x)在[-1,1]上的最大值为f(-1)=-1-a=-(a+1).
②当-2≤a≤2时,由图②可知f(x)在[-1,1]上的最大值为f()=.
③当a>2时,由图③可知f(x)在[-1,1]上的最大值为f(1)=a-1.
综上可知,f(x)max=
分级三 素能创新
16.如图,正方形OABC的边长为a(a>1),函数y=3x2的图象交AB于点Q,函数y=x-的图象交BC于点P,求当|AQ|+|CP|取得最小值时a的值.
解:依题意得Q,P(a,),则|AQ|+|CP|=+=+,记=t(t>1),则f(t)=+≥2,当且仅当=,即t2=时等号成立,此时a=.
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