内容正文:
2.6 幂函数与二次函数
知识梳理
一.幂函数的概念
1.幂函数的概念
一般地,函数y=xα叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.
2.特征
系数: 1
底数: 仅是自变量x
指数: 常数
【注】只有同时满足这三个特征的函数才是幂函数.对于形如y=(3x)α,y=2xα,y=xα+5……等形式的函数都不是幂函数.
二.幂函数的图象与性质
1. 常见5种幂函数的图象与性质
y=x
y=x2
y=x3
y=x-1
图象
定义域
R
R
R
[0,+∞)
(-∞,0)(0,+∞)
值域
R
[0,+∞)
R
[0,+∞)
(-∞,0)(0,+∞)
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
非奇非偶函数
奇函数
单调性
在(-∞,+∞)上单调递增
在(-∞,0]
上单调递减,
在(0,+∞)
上单调递增
在(-∞,+∞)上单调递增
在[0,+∞)上单调递增
在(-∞,0)上单调减,在(0,+∞)上单调递减
定点
(1,1),(0,0)
(1,1),(0,0)
(1,1),(0,0)
(1,1),(0,0)
(1,1)
2. 同一坐标系内幂函数的图象
【观察可得】幂指数互为倒数的幂函数在第一象限内的图象关于直线y=x对称.
(1)幂函数指数对图象的影响
α的范围
过定点
单调性
α>0[来
α>1
(0,0),(1,1)
单增
下凸递增,越来越靠近y轴
0<α<1
上凸递增,越来越靠近x轴
α<0
(1,1)
单减
递减,且以两坐标轴为渐近线
特殊
α=0
y==1(x≠0)的图象是一条不包括点(0,1)的直线.
α=1
y=x的图象是一条直线.
(2)幂函数在第一象限内指数变化规律
在(0,1)上,指数越大,幂函数图象越靠近x轴(简记为指大图低);
在(1,+∞)上,指数越大,幂函数图象越远离x轴(简记为指大图高).
3. 幂函数的性质总结
(1)所有的幂函数在都有定义,并且图象都通过点;
(2)定点与单调性
α的范围
过定点
单调性
α>0[来
α>1
(0,0),(1,1)
单增
下凸递增,越来越靠近y轴
0<α<1
上凸递增,越来越靠近x轴
α<0
(1,1)
单减
递减,且以两坐标轴为渐近线
(3) 奇偶性与所过象限
整数 奇数 → 奇函数
偶数 → 偶函数
分子为偶数且分母为奇数,则为偶函数
分数 分子分母都是奇数,才是奇函数
分母为偶数,则非奇非偶
奇函数过一三象限,偶函数过一二象限,非奇非偶函数只过一象限
典例剖析
【考点一 幂函数的定义】
【题型一 幂函数的判断】
【方法技巧】判断一个函数是否为幂函数的方法
形式: y=xα (α为常数)
①指数为常数;②底数为自变量;③系数为1.
1.下列函数中,属于幂函数的是( )
A. B. C. D.
【变式】(25广西南宁高二下期末)“”是“为幂函数”的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分
C.充要 D.既不充分也不必要
2.(25湖南郴州水业水平测试)若幂函数的图像过点,则此函数的解析式是 .
【考点二 幂函数的图象与性质】
【题型一 幂函数的图象特征】
(过定点)
3.(24广东揭阳高一上月考)(多选)已知,且,下列函数中一定经过点的是( )
A. B.
C. D.
4.(24福建莆田高一上期中)已知函数的图象恒过定点,若点在一次函数的图象上,其中,,则的最小值为 .
(图象特征判断)
5.若幂函数与在第一象限内的图象如图所示,则与的取值情况为( )
A. B.
C. D.
6.(安徽淮北高一下开学)给定一组函数解析式:;;;:;;及如图所示的一组函数图象,请按照图象顺序将7个函数解析式依次排序 .
【题型二 幂函数的性质及应用】
(单调性)
7.(25山东济宁高二下期末)若幂函数在上是增函数,则实数 .
【变式】(25湖南娄底高三下模拟)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(25重庆八中高二下期末)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【变式】(24天津高三上月考)三个数的大小顺序是( )
A. B. C. D.
(单调性、奇偶性综合)
9.(25四川成都高一下期末)(多选)已知幂函数的图象经过点,则下列说法正确的是( )
A.的定义域为 B.的值域为
C.为偶函数 D.是其定义域上的减函数
10.(24江苏南京高一上月考)已知幂函数的图象关于轴对称,且在上单调递减,则满足的实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式】(24河南高二上开学)已知幂函数为奇函数.
(1)求函数的解析式;
(2)若,求a的取值范围.
知识梳理
三.二次函数
1.二次函数解析式的三种形式
①一般式:;
②顶点式:;其中,为抛物线顶点坐标,为对称轴方程.
③零点式:,其中,是抛物线与轴交点的横坐标.
2.二次函数的图象和性质
函数
二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)
图象
a>0
a<0
定义域
R
值域
对称轴
x=-
顶点坐标
奇偶性
b=0时,y=ax2+bx+c(a≠0)是偶函数,否则,非奇非偶函数
递增区间
递减区间
3. 二次函数在闭区间的最值(值域)问题
二次函数在闭区间上必有最大值和最小值,它只能在区间的端点或二次函数的顶点处取得,可分别求值再比较大小,最后确定最值. 闭区间上二次函数最值的取得一定是在区间端点或顶点处.
(1)三种类型:定轴定区间、动轴定区间、定轴动区间.
(2)解题关键:确认对称轴与区间的位置关系,当含有参数时,要依据对称轴与区间的位置关系进行分类讨论. 要注意数形结合。
典例剖析
【考点三 二次函数及应用】
【题型一 二次函数的解析式与图象判断】
11.(25福建福州高一上期中)若函数是二次函数,满足,则=( )
A. B. C. D.
12.(24云南高一下期末)抛物线的部分图象如图所示,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
13.已知二次函数图象如图所示,则下列说法不正确的是( )
A.在区间上单调递减
B.不等式的解集为
C.
D.不等式的解集为
【题型二 二次函数的单调性及应用】
14.(1)若函数的单调递增区间是,则实数的取值范围是 ;
(2)若函数在区间上单调递增,则实数的取值范围是 .
【练习】“”是“函数在区间上单调递减”的( ).
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
15.(25广西桂平高一下期中)已知函数在上具有单调性,则k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
16.(24北京高一上期中)若函数在区间上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式】(24浙江杭州高一上期末)已知函数.
(1)若,求函数的单调区间;
(2)若函数在区间上单调递增,求实数的取值范围;
【题型三 二次函数在闭区间上的值域(最值)问题】
【归纳总结】二次函数在闭区间上的最值(值域)问题
1. 根本:利用图象,确认对称轴与区间的关系,确定最值在何处取得,是端点还是顶点,进而求解
2. 分类讨论思路:抓住“三点一轴”,三点指的是区间两个端点和区间中点,一轴指对称轴。根据对称轴与区间的不同位置关系加以分类讨论,从而确定参数.
常分成:①轴处在区间的左侧;②轴处在区间的右侧;③轴穿过区间内部(部分题目还需讨论轴与区间中点的位置关系)
(定轴定区间)
17.(24贵州六盘水高一上期末模拟)如果函数,那么函数的值域为( )
A. B. C. D.
18.(25贵州遵义高一下月考)对任意,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式】当时,不等式恒成立,则的取值范围是 .
(动轴定区间)
19.(24河北廊坊高一上月考)已知函数(),设函数在区间上的最小值为,求的表达式;
(定轴动区间)
20.(24浙江杭州高一上入学)已知二次函数,当时,函数最大值为,最小值为.若,则的值为( )
A. B. C. D.
【变式】(24湖北武汉高一上开学)已知二次函数.当时,函数的最大值为,最小值为,若,求的值.
【题型四 根据二次函数的值域(最值)求参数】
21.(24山东菏泽高三上期末)已知函数,若函数的最大值为0,则实数m的值为 .
【变式】(24湖北武汉高一上开学)已知二次函数在时有最小值,则 .
22.(24湖北十堰高一上期末)已知函数 ,若函数 在区间 上的最大值为 求a的值.
23.已知函数在时的最小值为,则实数的取值范围是 .
24.(24上海高二下期末)若函数的定义域与值域都是,则实数 .
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2.6 幂函数与二次函数
知识梳理
一.幂函数的概念
1.幂函数的概念
一般地,函数y=xα叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.
2.特征
系数: 1
底数: 仅是自变量x
指数: 常数
【注】只有同时满足这三个特征的函数才是幂函数.对于形如y=(3x)α,y=2xα,y=xα+5……等形式的函数都不是幂函数.
二.幂函数的图象与性质
1. 常见5种幂函数的图象与性质
y=x
y=x2
y=x3
y=x-1
图象
定义域
R
R
R
[0,+∞)
(-∞,0)(0,+∞)
值域
R
[0,+∞)
R
[0,+∞)
(-∞,0)(0,+∞)
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
非奇非偶函数
奇函数
单调性
在(-∞,+∞)上单调递增
在(-∞,0]
上单调递减,
在(0,+∞)
上单调递增
在(-∞,+∞)上单调递增
在[0,+∞)上单调递增
在(-∞,0)上单调减,在(0,+∞)上单调递减
定点
(1,1),(0,0)
(1,1),(0,0)
(1,1),(0,0)
(1,1),(0,0)
(1,1)
2. 同一坐标系内幂函数的图象
【观察可得】幂指数互为倒数的幂函数在第一象限内的图象关于直线y=x对称.
(1)幂函数指数对图象的影响
α的范围
过定点
单调性
α>0[来
α>1
(0,0),(1,1)
单增
下凸递增,越来越靠近y轴
0<α<1
上凸递增,越来越靠近x轴
α<0
(1,1)
单减
递减,且以两坐标轴为渐近线
特殊
α=0
y==1(x≠0)的图象是一条不包括点(0,1)的直线.
α=1
y=x的图象是一条直线.
(2)幂函数在第一象限内指数变化规律
在(0,1)上,指数越大,幂函数图象越靠近x轴(简记为指大图低);
在(1,+∞)上,指数越大,幂函数图象越远离x轴(简记为指大图高).
3. 幂函数的性质总结
(1)所有的幂函数在都有定义,并且图象都通过点;
(2)定点与单调性
α的范围
过定点
单调性
α>0[来
α>1
(0,0),(1,1)
单增
下凸递增,越来越靠近y轴
0<α<1
上凸递增,越来越靠近x轴
α<0
(1,1)
单减
递减,且以两坐标轴为渐近线
(3) 奇偶性与所过象限
整数 奇数 → 奇函数
偶数 → 偶函数
分子为偶数且分母为奇数,则为偶函数
分数 分子分母都是奇数,才是奇函数
分母为偶数,则非奇非偶
奇函数过一三象限,偶函数过一二象限,非奇非偶函数只过一象限
典例剖析
【考点一 幂函数的定义】
【题型一 幂函数的判断】
【方法技巧】判断一个函数是否为幂函数的方法
形式: y=xα (α为常数)
①指数为常数;②底数为自变量;③系数为1.
1.下列函数中,属于幂函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由幂函数的定义即可求解.
【详解】形如(α为常数且α∈R)为幂函数,要求底数为变量且系数为1,
对比选项仅有B:符合要求.
故选:B.
【变式】(25广西南宁高二下期末)“”是“为幂函数”的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分
C.充要 D.既不充分也不必要
【答案】A
【分析】求得为幂函数时的值,利用充分条件和必要条件的定义判断即可.
【详解】当时,为幂函数,故充分性满足;
当为幂函数时,,
即,解得或,故必要性不满足,
所以“”是“为幂函数”的充分不必要条件.
故选:A
2.(25湖南郴州水业水平测试)若幂函数的图像过点,则此函数的解析式是 .
【答案】
【分析】待定系数法,设幂函数的解析式,代点可得.
【详解】设幂函数,代入点,得,所以,
所以函数的解析式.
故答案为:
【考点二 幂函数的图象与性质】
【题型一 幂函数的图象特征】
(过定点)
3.(24广东揭阳高一上月考)(多选)已知,且,下列函数中一定经过点的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【来源】广东省揭阳市揭东区第三中学2024-2025学年高一上学期第2次阶段考试数学试题
【分析】代入计算函数值即可求解.
【详解】因为时,,,
故选:BCD.
4.(24福建莆田高一上期中)已知函数的图象恒过定点,若点在一次函数的图象上,其中,,则的最小值为 .
【答案】4
【分析】求出函数的图象恒过定点,得到,使用基本不等式求的最小值.
【详解】函数的图象恒过定点,所以 ,
因为,所以,
当时,的最小值为4.
故答案为:4
(图象特征判断)
5.若幂函数与在第一象限内的图象如图所示,则与的取值情况为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据幂函数的图像性质,逐项分析判断即可求解.
【详解】当时,幂函数在上单调递增,且时,图象上凸,.
当时,幂函数在上单调递减.不妨令,由图象得,则.
综上可知,.
故选择:D.
6.(安徽淮北高一下开学)给定一组函数解析式:;;;:;;及如图所示的一组函数图象,请按照图象顺序将7个函数解析式依次排序 .
【答案】
【分析】根据幂函数的定义域,奇偶性和单调性分别进行判断即可.
【详解】:的定义域为,当时,对应第6个图象;
是偶函数,图象关于y轴对称,当时为增函数,且当时,对应第4个图象;
的定义域为,在上为减函数,对应第3个图象;
的定义域为是偶函数,在上为减函数,对应第2个图象:
的定义域为,在上是增函数,且当时,,对应第7个图象;
的定义域为是奇函数,在是减函数,对应第1个图象;
是奇函数的应用为R,则上是增函数,对应第5个图象
故7个函数解析式依次排序,
故答案为
【点睛】本题主要考查幂函数图象的判断,结合函数的定义域奇偶性,单调性分别进行判断是解决本题的关键.
【题型二 幂函数的性质及应用】
(单调性)
7.(25山东济宁高二下期末)若幂函数在上是增函数,则实数 .
【答案】4
【分析】根据给定条件,利用幂函数的定义及单调性列式求解.
【详解】由幂函数在上是增函数,得,
所以.
故答案为:4
【变式】(25湖南娄底高三下模拟)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据二次函数以及幂函数的单调性,结合分界点处两函数的单调性与整体保持一致列不等式求解即可.
【详解】因为在上单调递增,所以只需要
解得.
故选:D.
8.(25重庆八中高二下期末)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用指数函数的单调性可判断,利用幂函数的单调性可判断,得解.
【详解】因为是R上的减函数,又,所以,即,
因为函数在上单调递增,,所以,即,
.
故选:D.
【变式】(24天津高三上月考)三个数的大小顺序是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用幂函数、对数函数的性质比较大小即得.
【详解】依题意,,
所以.
故选:D
(单调性、奇偶性综合)
9.(25四川成都高一下期末)(多选)已知幂函数的图象经过点,则下列说法正确的是( )
A.的定义域为 B.的值域为
C.为偶函数 D.是其定义域上的减函数
【答案】BC
【分析】根据幂函数的定义域、值域、奇偶性和单调性对选项逐一判断即可.
【详解】设,其图象经过点,
则,解得,故,
那么的定义域为,故A错误;
的值域为,故B正确;
因为,则为偶函数,故C正确;
因为在上单调递增,在上单调递减,不能说是在其定义域上的减函数,故D错误.
故选:BC.
10.(24江苏南京高一上月考)已知幂函数的图象关于轴对称,且在上单调递减,则满足的实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】结合幂函数性质由条件求,结合函数的性质化简不等式,解不等式可得结论.
【详解】因为函数在上单调递减,
所以,又,
所以,
因为函数的图象关于轴对称,
所以为偶数,
所以,
函数的定义域为,
且函数在和上单调递减,
当时,,当时,,
所以不等式可化为
或或,
所以或,
所以的取值范围为.
故选:C.
【变式】(24河南高二上开学)已知幂函数为奇函数.
(1)求函数的解析式;
(2)若,求a的取值范围.
【答案】(1).
(2).
【分析】(1)根据题意得出,求得或,代入解析式,结合为奇函数,确定结论;
(2)由(1)得到在上为增函数,不等式转化为,即可求解.
【详解】(1)由题意,幂函数,
可得,
即,解得或,
当时,函数为奇函数,
当时,为非奇非偶函数,
因为为奇函数,所以.
(2)由(1)知,可得在上为增函数,
因为,所以,
解得,
所以a的取值范围为.
知识梳理
三.二次函数
1.二次函数解析式的三种形式
①一般式:;
②顶点式:;其中,为抛物线顶点坐标,为对称轴方程.
③零点式:,其中,是抛物线与轴交点的横坐标.
2.二次函数的图象和性质
函数
二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)
图象
a>0
a<0
定义域
R
值域
对称轴
x=-
顶点坐标
奇偶性
b=0时,y=ax2+bx+c(a≠0)是偶函数,否则,非奇非偶函数
递增区间
递减区间
3. 二次函数在闭区间的最值(值域)问题
二次函数在闭区间上必有最大值和最小值,它只能在区间的端点或二次函数的顶点处取得,可分别求值再比较大小,最后确定最值. 闭区间上二次函数最值的取得一定是在区间端点或顶点处.
(1)三种类型:定轴定区间、动轴定区间、定轴动区间.
(2)解题关键:确认对称轴与区间的位置关系,当含有参数时,要依据对称轴与区间的位置关系进行分类讨论. 要注意数形结合。
典例剖析
【考点三 二次函数及应用】
【题型一 二次函数的解析式与图象判断】
11.(25福建福州高一上期中)若函数是二次函数,满足,则=( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用待定系数法,由题意建立方程组,可得答案.
【详解】设(),由,则,
由,则,
整理可得,则,解得,
所以.
故选:B.
12.(24云南高一下期末)抛物线的部分图象如图所示,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据图象,结合二次函数的图象的开口方向、对称轴、 函数值、零点个数逐项判断即可.
【详解】抛物线的开口向下, ,
抛物线的对称轴为, , ,
抛物线与轴相交于正半轴, , ,故A错误;
抛物线的对称轴为, , ,故B错误;
由图象可知,当时,函数值小于0,即,
故C正确;
抛物线与轴有两个交点, , ,故D错误.
故选:C.
13.已知二次函数图象如图所示,则下列说法不正确的是( )
A.在区间上单调递减
B.不等式的解集为
C.
D.不等式的解集为
【答案】C
【分析】A选项,根据图象分析单调性即可;B选项,根据三个“二次”的关系解不等式;C选项,根据图象判断函数值的大小;D选项,根据三个“二次”的关系得到是的两个根和,然后解不等式.
【详解】由图可知,二次函数图象的对称轴为,又图象开口向上,
所以在区间上单调递减,A对;
由图知:不等式的解集为,B对;
由图知:,C错;
根据二次函数与一元二次方程的关系,是的两个根,
所以,,且,
所以,解集为,D对.
故选:C.
【题型二 二次函数的单调性及应用】
14.(1)若函数的单调递增区间是,则实数的取值范围是 ;
(2)若函数在区间上单调递增,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】(1)对称轴直线恰好在直线处,即,即.
(2)对称轴直线应在直线处或其左侧,即,解得.
【练习】“”是“函数在区间上单调递减”的( ).
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】由充分条件和必要条件的概念,以及二次函数的单调性可得结果.
【详解】充分性:当时,,
易知函数在区间上单调递减.
必要性:若在区间上单调递减,
则需,即,
故“”是“函数在区间上单调递减”的充分不必要条件.
故选:A.
15.(25广西桂平高一下期中)已知函数在上具有单调性,则k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由对称轴与区间的关系构造不等式求解即可.
【详解】由题意二次函数对称轴为:,
要使得函数在上具有单调性,
需满足或,
得或,
则k的取值范围为.
故选:B
16.(24北京高一上期中)若函数在区间上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】分和两种情况讨论,再结合的性质求解即可.
【详解】当时,在区间上单调递增,符合题意,
当时,
因为为二次函数,且函数在区间上单调递增,
所以,解得,所以实数的取值范围是.
故选:.
【变式】(24浙江杭州高一上期末)已知函数.
(1)若,求函数的单调区间;
(2)若函数在区间上单调递增,求实数的取值范围;
【答案】(1)单调增区间为,单调减区间为
(2)
【分析】(1)确定二次函数对称轴即可求解;
(2)由,,三种情况分类讨论即可;
【详解】(1)由条件可得,对称轴为:,由开口向上,
所以函数的单调增区间为,单调减区间为;
(2),
当时,,显然在区间上单调递增,符合;
当时,对称轴为:,且开口向上,
若函数在区间上单调递增,需满足:,
解得:,
当时,对称轴为:,且开口向下,
若函数在区间上单调递增,需满足:,
解得:,
综上若函数在区间上单调递增,实数的取值范围;
【题型三 二次函数在闭区间上的值域(最值)问题】
【归纳总结】二次函数在闭区间上的最值(值域)问题
1. 根本:利用图象,确认对称轴与区间的关系,确定最值在何处取得,是端点还是顶点,进而求解
2. 分类讨论思路:抓住“三点一轴”,三点指的是区间两个端点和区间中点,一轴指对称轴。根据对称轴与区间的不同位置关系加以分类讨论,从而确定参数.
常分成:①轴处在区间的左侧;②轴处在区间的右侧;③轴穿过区间内部(部分题目还需讨论轴与区间中点的位置关系)
(定轴定区间)
17.(24贵州六盘水高一上期末模拟)如果函数,那么函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据二次函数在区间上的单调性,即可得到结果.
【详解】,开口向上,对称轴为直线,
在区间上单调递增,
,
时,的值域是.
故选:C
18.(25贵州遵义高一下月考)对任意,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由已知可得,再求函数,的最小值即可得取值范围.
【详解】因为对任意,不等式恒成立.
所以,其中,
设,,因为,
所以当时,函数,取最小值,最小值为,
所以,
故选:A.
【变式】当时,不等式恒成立,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】利用二次函数的单调性与最值,结合一元二次不等式的恒成立关系求解.
【详解】当时,有恒成立,满足题意;
当时,令,对称轴为,
时,在单调递减,单调递增,
则有,解得,
时,在单调递增,单调递减,
则有,解得,
综上可知,的取值范围是.
故答案为:.
(动轴定区间)
19.(24河北廊坊高一上月考)已知函数(),设函数在区间上的最小值为,求的表达式;
【答案】
【分析】由函数的图象是开口向上抛物线,且对称轴为,分类讨论,求得函数的最大值,进而求得的表达式;
【详解】解:函数的图象是开口向上抛物线,且对称轴为,
当时,函数在区间上单调递增,所以;
当时,函数在区间上单调递减,所以;
当时,函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,
所以,
所以的表达式为.
(定轴动区间)
20.(24浙江杭州高一上入学)已知二次函数,当时,函数最大值为,最小值为.若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】对实数的取值进行分类讨论,分析二次函数的增减性,求出、,根据可求得实数的值.
【详解】二次函数的对称轴为直线,且,
若,且当时,随着的增大而减小,
故,,
因为,故,整理得,,
故方程无解,不合乎题意;
若,当时,随着的增大而减小;当时,随着的增大而增大.
故,
若,则,此时,
若,则,由得,可得,
因为,解得,所以,.
综上所述,.
故选:C.
【变式】(24湖北武汉高一上开学)已知二次函数.当时,函数的最大值为,最小值为,若,求的值.
【答案】或
【分析】分三种情况讨论,根据二次函数的性质得到最大值和最小值,进而根据得到关于的方程,解方程即可.
【详解】
当时,对进行分类讨论:
①当时,即,随着的增大而减小,
当时,,
当时,,
∴,∴,
解得:(不合题意,舍去);
②当时,顶点的横坐标在取值范围内,∴,
当时,在时,,
,即,
解得:,(不合题意,舍去);
当时,在时,,
∴,即,
解得:,(不合题意,舍去);
③当时,随着的增大而增大,
当时,,
当时,,
∴,即,
解得:(不合题意,舍去);
综上所述:或.
【点睛】方法点睛:“定轴动区间”型二次函数最值的方法:
(1)根据对称轴与区间的位置关系进行分类讨论;
(2)根据二次函数的单调性,分别讨论参数在不同取值下的最值,必要时需要结合区间端点对应的函数值进行分析;
(3)将分类讨论的结果整合得到最终结果.
【题型四 根据二次函数的值域(最值)求参数】
21.(24山东菏泽高三上期末)已知函数,若函数的最大值为0,则实数m的值为 .
【答案】或
【分析】利用二次函数的性质即可求解;
【详解】,
由二次函数的性质,的最大值为,
因为函数的最大值为0,
所以即,解得或.
【变式】(24湖北武汉高一上开学)已知二次函数在时有最小值,则 .
【答案】3或
【分析】将一般式化为顶点式,求出对称轴,分和,两种情况讨论求解即可.
【详解】解:∵二次函数,
∴对称轴为直线,
①,抛物线开口向上,时有最小值,
∴时,有最小值,
解得:;
②,抛物线开口向下,
∵对称轴为直线,抛物线上的点离对称轴越远,函数值越小,
又时有最小值,
∴时,有最小值,
解得: ;
故答案为:3或.
22.(24湖北十堰高一上期末)已知函数 ,若函数 在区间 上的最大值为 求a的值.
【答案】
【分析】对对称轴分类讨论,结合函数单调性分析,即可求出a的值.
【详解】的对称轴为
当 即 时, 在 上递增, 无最大值不合题意;
当 即 时,在 上递减,无最大值不合题意;
当 即 时, 的最大值为 解得 ( 舍去),
所以
23.已知函数在时的最小值为,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】由对称轴求得最小值为,确定,求解即可.
【详解】由,可得对称轴为,
当时,,
也即,
解得:,
故答案为:
24.(24上海高二下期末)若函数的定义域与值域都是,则实数 .
【答案】5
【分析】由题意得,解方程组可得的值.
【详解】函数的对称轴方程为,
所以函数在上为减函数,
又函数在上的值域也为,
则,即,
由①得:,代入②得:,解得:(舍),.
把代入得:.
故答案为:5.
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