内容正文:
2025-2026学年《解题秘籍》高一数学暑假能力提升精讲精练讲义(人教A版2019必修第一册)
3.3幂函数11题型分类
课程标准
学习目标
①了解幂函数的概念,会求幂函数的解析式;
②掌握常见幂函数的图像;
③利用幂函数的单调性比较指数式大小。
④利用幂函数的性质解不等式及待定参数的求解
通过本节课的学习,要求掌握幂函数的概念,能根据幂函数的要求求出幂函数的解析式,并能根据幂函数的性质求待定参数.
一、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.
注意:幂函数的特征
(1)xα的系数是1;
(2)xα的底数x是自变量;
(3)xα的指数α为常数.
只有满足这三个条件,才是幂函数.对于形如y=(2x)α,y=2x5,y=xα+6等的函数都不是幂函数.
二、一些常用幂函数的图象
同一坐标系中,幂函数y=x,y=x2,y=x3,y=x-1,y=x的图象(如图).
3、 一些常用幂函数的性质
函数
特征
性质
y=x
y=x2
y=x3
y=x
y=x-1
定义域
R
R
R
[0,+∞)
{x|x≠0}
值域
R
[0,+∞)
R
[0,+∞)
{y|y≠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,+∞)上单调递增
在(-∞,+∞)上单调递增
在[0,+∞)上单调递增
在(0,
+∞)上单调递减
在(-∞,0]上单调递减
在(-∞,0)上单调递减
注意:幂函数的性质
(1)所有的幂函数在(0,+∞)上都有定义,并且图象都过点(1,1);
(2)如果α>0,那么幂函数的图象过原点,并且在区间[0,+∞)上单调递增;
(3)如果α<0,那么幂函数的图象在区间(0,+∞)上单调递减,在第一象限内,当x从右边趋向于原点时,图象在y轴右方无限接近y轴,当x从原点趋向于+∞时,图象在x轴上方无限接近x轴;
(4)在(1,+∞)上,随幂指数的逐渐增大,图象越来越靠近y轴.
(一)
幂函数的概念
判断一个函数是否为幂函数的方法
判断一个函数是否为幂函数的依据是该函数是否为y=xα(α为常数)的形式,即函数的解析式为一个幂的形式,且需满足:(1)指数为常数;(2)底数为自变量;(3)系数为1.
题型1:判断一个函数是否为幂函数
1.(2025高一·浙江丽水·期末)下列函数中,为幂函数的是( )
A. B. C. D.
2.(2024高三·全国月考)下列函数为幂函数的是( )
A. B. C. D.
3.(2025高一·全国月考)下列函数是幂函数的是( )
A. B. C. D.
题型2:求幂函数解析式或求值
4.(25-26高一·全国·单元测试)若函数是幂函数,且,则 .
5.(2025高三·上海虹口月考)已知幂函数的图象经过点,则 .
6.(2025高一·广西柳州月考)下列幂函数中,其图象关于原点对称且过点的是 ( )
A. B. C. D.
7.(2025高二·湖南郴州月考)若幂函数的图像过点,则此函数的解析式是 .
题型3:根据幂函数求参数
8.(2025高二·河北沧州·期末)已知幂函数的定义域为R,则的值为( ).
A. B.3 C.或3 D.2
9.(2025高二·江西·期末)“点在幂函数图象上”的充要条件是 .
10.(2025高二·广西南宁·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
11.(2025高一·辽宁朝阳月考)已知幂函数,则 .
(二)
幂函数的图象及应用
依据图象高低判断幂指数大小,相关结论为: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).
题型4:幂函数过定点问题
12.(25-26高一·全国·单元测试)已知为幂函数,则函数的图象经过的定点坐标为 .
13.【多选】(2025高三·全国月考)以下关于幂函数图像的说法,正确的有( )
A.的图像一定过原点 B.的图像一定过点
C.的图像可能经过第三象限 D.的图像可能经过第四象限
14.(2025高一·四川凉山·期末)函数的图象恒过点 .
题型5:幂函数的图象及应用
15.(25-26高一·全国·期末)已知幂函数的图象经过点,则函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
16.(2026高三·全国月考)下面给出4个幂函数的图象,则图象与函数对应的是( )
A.①,②,③,④
B.①,②,③,④
C.①,②,③,④
D.①,②,③,④.
17.(2025高二·山东日照·期末)函数的大致图象为( )
A. B.
C. D.
18.(2025高一·浙江杭州·期末)如图所示的幂函数图象对应的解析式可能为( )
A. B. C. D.
(三)
求幂函数的定义域和值域
幂函数的定义域和值域要根据解析式来确定,要保证解析式有意义,值域要在定义域范围内求解.幂函数的定义域由幂指数a确定:①当幂指数取正整数时,定义域为R;②当幂指数取零或负整数时,定义域为(一∞,0) (0,+∞);③当幂指数取分数时,可以先化成根式(在第四章会学到),再根据根式的要求求定义域.
题型6:求幂函数的定义域
19.(2025高一·上海宝山·期中)幂函数的定义域是( )
A. B. C. D.
20.(2025高一·上海·课堂例题)求下列函数的定义域,并作出它们的大致图象:
(1);
(2);
(3).
21.(2025高一·上海·课堂例题)若幂函数(为整数)的定义域为,求的值.
22.(2025高一·上海月考)在函数①;②;③;④;⑤;⑥中,定义域是的有 个.
题型7:求幂函数的值域
23.(2025·上海徐汇·模拟预测)已知幂函数的图像过点,则该幂函数的值域是 .
24.(2025高一·上海·期末)函数的定义域是,则它的值域是 .
25.(2025高一·辽宁盘锦月考)下列四组函数中,同组两个函数的值域相同的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
26.(2025高三·上海月考)设,若幂函数的定义域与值域相同,则的所有可能取值组成的集合为 .
(四)
利用幂函数的性质比较大小
(1)比较幂大小的三种常用方法:
(2)利用幂函数单调性比较大小时要注意的问题:
比较大小的两个实数必须在同一函数的同一个单调区间内,否则无法比较大小.
题型8:利用函数的单调性比较大小
27.(25-26高三·重庆月考)“”是“”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
28.(25-26高一·全国·单元测试)已知点在幂函数的图象上,设,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
29.【多选】(2025高三·全国月考)已知幂函数的图象经过点,,是函数图象上的任意不同两点,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.
D.
30.(2025高二·北京月考)已知,,,则( )
A. B. C. D.
题型9:利用函数单调性求参数的取值范围
31.(25-26高一·全国·单元测试)已知幂函数,若且都有成立,则m的值为( )
A.2 B.2或 C. D.
32.(2025高一·天津·期中)函数为幂函数,若函数在上单调递增,则实数 .
33.(2025高二·山西运城·期末)命题p:幂函数在上单调递减.命题q:当时,恒成立.若p,q均为真命题,则p是q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
34.(2025高二·上海·期末)若幂函数,在上是严格减函数,则 .
35.(2025·湖南娄底·模拟预测)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
(五)
幂函数的性质综合应用
利用幂函数解不等式的步骤
利用幂函数解不等式,实质是已知两个函数值的大小,判断自变量的大小,常与幂函数的单调性、奇偶性等综合命题.求解步骤如下:
(1)确定可以利用的幂函数;
(2)借助相应的幂函数的单调性,将不等式的大小关系,转化为自变量的大小关系;
(3)解不等式(组)求参数范围,注意分类讨论思想的应用.
题型10:利用幂函数解不等式
36.(2025高一·湖南怀化·期末)已知函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
37.(2025高一·全国月考)已知幂函数的图象关于轴对称,且在上是减函数,求满足的的取值范围.
38.(2025高一·上海宝山月考)已知幂函数的图像经过点.
(1)求此幂函数的表达式和定义域;
(2)若,求实数的取值范围.
39.(2025高一·湖北·期末)已知幂函数的图象过点,若,则实数m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
40.(2025高一·湖北月考)已知幂函数是偶函数,则不等式的解集为 .
41.(2025高一·全国月考)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 .
42.(2025高二·广东深圳·期末)已知幂函数的图象关于轴对称,且在上单调递减,则满足的的取值范围为( )
A. B. C. D.
题型11:利用幂函数的单调性、奇偶性及其应用
43.【多选】(2025高一·贵州遵义月考)幂函数在上是增函数,则以下说法正确的是( )
A. B.函数在上单调递增
C.函数是偶函数 D.函数的图象关于原点对称
44.【多选】(2025高一·广东深圳·期中)幂函数在区间上单调递增,则下列说法正确的是( )
A. B.是减函数 C.是偶函数 D.是奇函数
一、单选题
1.(2025高一·全国月考)下列函数中是幂函数的是( )
A. B.
C. D.
2.(2025高一·全国月考)已知是幂函数,且在第一象限内是单调递减的,则的值为( )
A.-3 B.2 C.-3或2 D.3
3.(2025高一·全国月考)下面给出4个幂函数的图像,则图像与函数大致对应的是( )
A.①,②,③,④
B.①,②,③,④
C.①,②,③,④
D.①,②,③,④
4.(2025·全国III卷)已知,,,则
A. B.
C. D.
5.(安徽省部分重点高中2025-2026学年高一学期11月联考数学试题)幂函数在区间上单调递增,且,则的值( )
A.恒大于0 B.恒小于0
C.等于0 D.无法判断
6.(2025高三·山东济南·期末)设,则使函数的值域为R且为奇函数的所有a值为( )
A.1,3 B.,1 C.,3 D.,1,3
二、多选题
7.(2025高一·福建漳州·期末)若函数,则( )
A.的图象经过点和
B.当的图象经过点时,为奇函数
C.当的图象经过点时,为偶函数
D.当时,存在使得
8.(25-26高一·全国·单元测试)已知,则( )
A.当时,的定义域为 B.当时,
C.当时,是偶函数 D.当时,是奇函数
9.(2025高三·海南月考)已知幂函数图像经过点,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,则 D.若,则
三、填空题
10.(2025·宁夏银川·模拟预测)函数,和的图像都通过同一个点,则该点坐标为 .
11.(2025高一·全国月考)已知幂函数的图象过点,则函数在区间上的最小值是 ;最大值是 .
12.(2025高一·全国·期末)已知幂函数的图象关于原点对称,则满足成立的实数a的取值范围为 .
13.(2025高三·广东月考)若幂函数的图象过点,则函数的最大值为___________.
四、解答题
14.(2025高一·福建月考)已知幂函数f(x)=(m2–5m+7)x–m–1(m∈R)为偶函数.
(1)求的值;
(2)若f(2a+1)=f(a),求实数a的值.
15.(2025高一·福建龙岩·期中)已知幂函数是定义在R上的偶函数.
(1)求的解析式;
(2)在区间上,的图象总在函数图象的上方,求实数k的取值范围.
16.(2025高一·陕西铜川·期中)若点在幂函数的图象上,点在幂函数的图象上.
(1)求和的解析式;
(2)定义求函数的最大值以及单调区间.
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3.3幂函数11题型分类
课程标准
学习目标
①了解幂函数的概念,会求幂函数的解析式;
②掌握常见幂函数的图像;
③利用幂函数的单调性比较指数式大小。
④利用幂函数的性质解不等式及待定参数的求解
通过本节课的学习,要求掌握幂函数的概念,能根据幂函数的要求求出幂函数的解析式,并能根据幂函数的性质求待定参数.
一、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.
注意:幂函数的特征
(1)xα的系数是1;
(2)xα的底数x是自变量;
(3)xα的指数α为常数.
只有满足这三个条件,才是幂函数.对于形如y=(2x)α,y=2x5,y=xα+6等的函数都不是幂函数.
二、一些常用幂函数的图象
同一坐标系中,幂函数y=x,y=x2,y=x3,y=x-1,y=x的图象(如图).
3、 一些常用幂函数的性质
函数
特征
性质
y=x
y=x2
y=x3
y=x
y=x-1
定义域
R
R
R
[0,+∞)
{x|x≠0}
值域
R
[0,+∞)
R
[0,+∞)
{y|y≠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,+∞)上单调递增
在(-∞,+∞)上单调递增
在[0,+∞)上单调递增
在(0,
+∞)上单调递减
在(-∞,0]上单调递减
在(-∞,0)上单调递减
注意:幂函数的性质
(1)所有的幂函数在(0,+∞)上都有定义,并且图象都过点(1,1);
(2)如果α>0,那么幂函数的图象过原点,并且在区间[0,+∞)上单调递增;
(3)如果α<0,那么幂函数的图象在区间(0,+∞)上单调递减,在第一象限内,当x从右边趋向于原点时,图象在y轴右方无限接近y轴,当x从原点趋向于+∞时,图象在x轴上方无限接近x轴;
(4)在(1,+∞)上,随幂指数的逐渐增大,图象越来越靠近y轴.
(一)
幂函数的概念
判断一个函数是否为幂函数的方法
判断一个函数是否为幂函数的依据是该函数是否为y=xα(α为常数)的形式,即函数的解析式为一个幂的形式,且需满足:(1)指数为常数;(2)底数为自变量;(3)系数为1.
题型1:判断一个函数是否为幂函数
1.(2025高一·浙江丽水·期末)下列函数中,为幂函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】利用幂函数的定义,对各个选项逐一分析判断,即可求解.
【解析】由幂函数的定义知,和是幂函数,
和不是幂函数,分别是二次函数和指数函数,
故选:AC.
2.(2024高三·全国月考)下列函数为幂函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据幂函数的定义判断即可得答案.
【解析】利用幂函数的定义:形如的函数叫做幂函数,故只有为幂函数.
故选:A.
3.(2025高一·全国月考)下列函数是幂函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据幂函数定义判断即可.
【解析】由幂函数的定义可知,是幂函数.
故选:C.
题型2:求幂函数解析式或求值
4.(25-26高一·全国·单元测试)若函数是幂函数,且,则 .
【答案】64
【分析】由题意求得,代入即可得解.
【解析】设,由,得,解得,所以,所以.
故答案为:64.
5.(2025高三·上海虹口月考)已知幂函数的图象经过点,则 .
【答案】
【分析】根据函数所过点可得解析式,代入即可求得结果.
【解析】,,,.
故答案为:.
6.(2025高一·广西柳州月考)下列幂函数中,其图象关于原点对称且过点的是 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先通过该幂函数为奇函数排除A、B,由定义域可排除C,再分析D可得答案.
【解析】由于幂函数为奇函数,而AB选项的解析式非奇函数,故可排除,
对于C,为奇函数,但是,故可排除,
对于D,为奇函数,且经过两点,满足题意,
故选:D.
7.(2025高二·湖南郴州月考)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.
【解析】设幂函数,代入点,得,所以,
所以函数的解析式.
故答案为:
题型3:根据幂函数求参数
8.(2025高二·河北沧州·期末)已知幂函数的定义域为R,则的值为( ).
A. B.3 C.或3 D.2
【答案】B
【分析】根据幂函数的定义进行求解即可.
【解析】因为函数为幂函数,所以,
计算可得或,
当时,,定义域为,所以舍去,所以.
故选:B.
9.(2025高二·江西·期末)“点在幂函数图象上”的充要条件是 .
【答案】
【分析】利用幂函数的定义确定,即得,由点在幂函数图象上即可推得等价条件.
【解析】是幂函数等价于,即.则得.
则点在幂函数图象上,当且仅当点满足方程,即.
故答案为:.
10.(2025高二·广西南宁·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.
【解析】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
11.(2025高一·辽宁朝阳月考)已知幂函数,则 .
【答案】
【分析】由幂函数定义可得,然后可得答案.
【解析】由幂函数定义可得,则,
则.
故答案为:
(二)
幂函数的图象及应用
依据图象高低判断幂指数大小,相关结论为: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).
题型4:幂函数过定点问题
12.(25-26高一·全国·单元测试)已知为幂函数,则函数的图象经过的定点坐标为 .
【答案】(1,2)
【分析】根据幂函数的性质确定所过定点,即可确定所过定点.
【解析】因为幂函数的图象过定点(1,1),即有,
所以,即的图象经过定点(1,2),
故答案为:.
13.【多选】(2025高三·全国月考)以下关于幂函数图像的说法,正确的有( )
A.的图像一定过原点 B.的图像一定过点
C.的图像可能经过第三象限 D.的图像可能经过第四象限
【答案】BC
【分析】根据幂函数的定义域,定点,图象等分别判断各个选项即可.
【解析】函数不过原点,A选项错误;
而,所有幂函数的图像一定过点,B选项正确;
函数为奇函数,图像经过一、三象限,C选项正确;
当时,,的图像不可能在第四象限,D选项错误.
故选:BC.
14.(2025高一·四川凉山·期末)函数的图象恒过点 .
【答案】
【分析】根据幂函数的图象过定点求解.
【解析】令,
此时,无论取何值,都有.
所以函数图象恒过点.
故答案为:
题型5:幂函数的图象及应用
15.(25-26高一·全国·期末)已知幂函数的图象经过点,则函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据幂函数图象上的点求出幂函数的解析式,
方法一:排除法,根据函数的定义域及偶函数图象特征排除,即可判断;
方法二:排除法,根据幂函数的单调性和函数值的符号排除,即可判断.
【解析】设幂函数的解析式为,由其图象经过点,得,解得,
于是.
方法一:函数的定义域为,关于原点对称,排除A,D;
因为,所以函数为偶函数,
图象关于轴对称,排除C.
方法二:因为,所以在上单调递减,排除A,D;
又,排除C.
故选:B.
16.(2026高三·全国月考)下面给出4个幂函数的图象,则图象与函数对应的是( )
A.①,②,③,④
B.①,②,③,④
C.①,②,③,④
D.①,②,③,④.
【答案】B
【分析】根据幂函数的性质逐一验证即可求解.
【解析】图象①对应的幂函数的幂指数必然大于1,排除A,D.
图象②中幂函数是偶函数且在第一象限单调递增,幂指数必为正偶数,排除C.
故选:B.
17.(2025高二·山东日照·期末)函数的大致图象为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用幂函数的性质判断即可.
【解析】函数是幂函数,定义域为R,是偶函数,排除D;
由,得函数在上单调递增,排除C;
且当时,函数的图象在下方,排除A,选项B符合要求.
故选:B
18.(2025高一·浙江杭州·期末)如图所示的幂函数图象对应的解析式可能为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】对每个选项中的函数一一判断其性质,结合特殊值,即可判断是否符合题意,即得答案.
【解析】对于A,,定义域为,当时,,不符合题意;
对于B,当时,,不符合题意;
对于C,,定义域为,函数为偶函数,
且在上单调递减,在上单调递增,符合题意;
对于D,,当时,,不符合题意,
故选:C
(三)
求幂函数的定义域和值域
幂函数的定义域和值域要根据解析式来确定,要保证解析式有意义,值域要在定义域范围内求解.幂函数的定义域由幂指数a确定:①当幂指数取正整数时,定义域为R;②当幂指数取零或负整数时,定义域为(一∞,0) (0,+∞);③当幂指数取分数时,可以先化成根式(在第四章会学到),再根据根式的要求求定义域.
题型6:求幂函数的定义域
19.(2025高一·上海宝山·期中)幂函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用幂函数的定义直接求出定义域.
【解析】函数的定义域为.
故选:B
20.(2025高一·上海·课堂例题)求下列函数的定义域,并作出它们的大致图象:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)定义域为,图象见解析
(2)定义域为,图象见解析
(3)定义域为,图象见解析
【分析】根据幂函数的性质求定义域,再根据性质画出函数的图象.
【解析】(1)函数的定义域为,
因为,所以函数在第一象限单调递增,且满足,
所以函数是奇函数,关于原点对称,过点,,,
作出函数的大致图象,如下图所示,
(2)函数的定义域为,
因为,所以函数在第一象限单调递减,且过点,,,
作出函数的大致图象,如图所示,
(3)的定义域为,
因为,所以函数在第一象限单调递增,且满足,
所以函数是偶函数,关于轴对称,且过点,,,
21.(2025高一·上海·课堂例题)若幂函数(为整数)的定义域为,求的值.
【答案】0或1或2
【分析】由幂函数的性质可知,,再结合条件,即可求解.
【解析】若幂函数的定义域为,
则,得,且,
所以.
22.(2025高一·上海月考)在函数①;②;③;④;⑤;⑥中,定义域是的有 个.
【答案】3
【分析】根据次方根,分数指数幂的意义来求解函数的定义域,利用非负数存在偶次方根,任意的实数存在奇次方根来求解函数的定义域.
【解析】解:①的定义域为;
②的定义域为;
③的定义域为;
④的定义域为;
⑤的定义域为;
⑥的定义域为.
故定义域为的有①③⑥,共3个,
故答案为:3.
题型7:求幂函数的值域
23.(2025·上海徐汇·模拟预测)已知幂函数的图像过点,则该幂函数的值域是 .
【答案】
【分析】根据幂函数定义代入点可得,即可得函数值域.
【解析】设幂函数,
代入点可得,即,
可得,
因为,可得,所以该幂函数的值域是.
故答案为:.
24.(2025高一·上海·期末)函数的定义域是,则它的值域是 .
【答案】
【分析】设,由可得,将求函数在上的值域转化为求二次函数在上的值域来解决.
【解析】由,
设,因,则,
而函数在上单调递减,在上单调递增,
则,故函数的值域为.
故答案为:.
25.(2025高一·辽宁盘锦月考)下列四组函数中,同组两个函数的值域相同的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【答案】C
【分析】根据幂函数的性质逐项分析即得.
【解析】对于A,的定义域为,∵,∴的值域为,
的定义域和值域均为,故A错误;
对于B,的定义域为,其值域为,
的定义域为,其值域为,故B错误;
对于C,的定义域为,其值域为,
的定义域为,其值域为,故C正确;
对于D,的定义域为,其值域为,
的定义域和值域均为,故D错误,
故选:C.
26.(2025高三·上海月考)设,若幂函数的定义域与值域相同,则的所有可能取值组成的集合为 .
【答案】
【分析】根据幂函数的性质一一验证即可.
【解析】当时,,其定义域和值域均为,符合题意,
当时,,其定义域为,值域为,不符合题意,
当时,,其定义域和值域均为,符合题意,
当时,,其定义域和值域均为R,符合题意,
当时,,其定义域为R,值域为,不符合题意,
当时,,其定义域和值域均为R,符合题意,
综上当幂函数的值域与定义域相同时,则a的所有可能取值组成的集合为.
故答案为:.
(四)
利用幂函数的性质比较大小
(1)比较幂大小的三种常用方法:
(2)利用幂函数单调性比较大小时要注意的问题:
比较大小的两个实数必须在同一函数的同一个单调区间内,否则无法比较大小.
题型8:利用函数的单调性比较大小
27.(25-26高三·重庆月考)“”是“”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
【答案】C
【分析】根据函数的单调性结合充分条件和必要条件的定义,即可判断.
【解析】由是R上单调增函数,得.
故“”是“”为充要条件.
故选:C.
28.(25-26高一·全国·单元测试)已知点在幂函数的图象上,设,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据已知条件求出的解析式,利用幂函数的单调性即可判断选项.
【解析】由于点在幂函数的图象上,所以在上单调递减.
由于,所以,
又,所以,
所以,即
故选:D
29.【多选】(2025高三·全国月考)已知幂函数的图象经过点,,是函数图象上的任意不同两点,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【分析】设,根据幂函数所过的点求出的解析式,设,,由幂函数的性质可判断与的单调性,由单调性比较大小得到正确答案即可.
【解析】因为是幂函数,可设,
因为幂函数的图象经过点,
所以,即,解得,所以,定义域为,
设,定义域为,因为,
所以由幂函数性质得在上单调递增,
若,则有,即,故A错误,B正确;
设,定义域为,
因为,所以由幂函数性质得在上单调递减,
若,则有,即,故C正确,D错误.
故选:BC
30.(2025高二·北京月考)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据幂函数的单调性比较大小即可.
【解析】由幂函数为上的增函数,
且,
所以,即,
故选:A
题型9:利用函数单调性求参数的取值范围
31.(25-26高一·全国·单元测试)已知幂函数,若且都有成立,则m的值为( )
A.2 B.2或 C. D.
【答案】D
【分析】先根据幂函数的概念求出或,再根据幂函数在上的单调性进行选择.
【解析】因为是幂函数,所以,解得或.
因为且都有成立,
所以在上单调递减,所以.
故选:D
32.(2025高一·天津·期中)函数为幂函数,若函数在上单调递增,则实数 .
【答案】2
【分析】由幂函数得或,结合幂函数的单调性确定参数值.
【解析】由题设,可得或,
当,显然在R上不是增函数,不满足;
当,在R上单调递增,满足.
所以.
故答案为:2
33.(2025高二·山西运城·期末)命题p:幂函数在上单调递减.命题q:当时,恒成立.若p,q均为真命题,则p是q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
【答案】A
【分析】根据幂函数的单调性及基本不等式求出命题p,q,进而根据充分、必要条件的定义判断即可.
【解析】命题p:幂函数在上单调递减,
则,即;
命题q:当时,恒成立,
因为,
当且仅当,即时等号成立,则.
所以p是q的充分不必要条件.
故选:A.
34.(2025高二·上海·期末)若幂函数,在上是严格减函数,则 .
【答案】
【分析】由幂函数的性质逐个判断即可.
【解析】由幂函数的性质可知:
当时,可知在上是严格增函数,
当时,可知在上是严格增函数,
当时,可知在上是严格减函数,
故答案为:
35.(2025·湖南娄底·模拟预测)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.
【解析】因为在上单调递增,所以只需要
解得.
故选:D.
(五)
幂函数的性质综合应用
利用幂函数解不等式的步骤
利用幂函数解不等式,实质是已知两个函数值的大小,判断自变量的大小,常与幂函数的单调性、奇偶性等综合命题.求解步骤如下:
(1)确定可以利用的幂函数;
(2)借助相应的幂函数的单调性,将不等式的大小关系,转化为自变量的大小关系;
(3)解不等式(组)求参数范围,注意分类讨论思想的应用.
题型10:利用幂函数解不等式
36.(2025高一·湖南怀化·期末)已知函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用函数的奇偶性和单调性即可求解不等式.
【解析】由于,所以是偶函数,
又因为,由当时,在上是减函数,
所以在上是减函数,
则,可得,
平方得:,解得,
故选:D.
37.(2025高一·全国月考)已知幂函数的图象关于轴对称,且在上是减函数,求满足的的取值范围.
【答案】或
【分析】由幂函数在上单调递减,可得且,可得m的值为1或2,再结合图象关于轴对称确定函数解析式,最后结合幂函数的单调性解出不等式求出a的取值范围即可.
【解析】因为幂函数在上单调递减,
所以,解得,
又,所以,当时,,当时,,
因为函数图像关于轴对称,所以是偶数,解得;
则为,
由幂函数性质得在上均为减函数,
故等价于或或,
解得或,得到的取值范围为或.
38.(2025高一·上海宝山月考)已知幂函数的图像经过点.
(1)求此幂函数的表达式和定义域;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)根据幂函数定义借助待定系数法计算即可得其解析式,计算即可得其定义域;
(2)结合函数单调性与定义域要求计算即可得.
【解析】(1)设,则有,解得,
故,其定义域为;
(2)由,则在上单调递减,
故有,即,即.
39.(2025高一·湖北·期末)已知幂函数的图象过点,若,则实数m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据幂函数的概念求得解析式,再利用幂函数的单调性的性质解不等式即可.
【解析】设,
因为幂函数的图象过点,
所以,即,所以,
于是不等式可转化为,即,
所以,即或,
故选:D
40.(2025高一·湖北月考)已知幂函数是偶函数,则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】根据幂函数的定义,结合是偶函数,可得,再根据单调性解不等式即可.
【解析】幂函数是偶函数,
,解得或,
当时,为奇函数,不符合题意,
当时,为偶函数,符合题意,
,在内单调递增,且为偶函数,
可化为,
两边取平方可得:,
整理的,解得,
的解集为.
故答案为:.
41.(2025高一·全国月考)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 .
【答案】
【分析】先根据幂函数单调性和对称性求得,然后探究函数的性质,利用单调性解不等式组即可求解.
【解析】因为幂函数在上单调递减,所以,解得,
又,所以.
又幂函数的图象关于轴对称,所以为偶数,
所以,故不等式为,
因为函数的定义域为,且在和上单调递减,
当时,,当时,,
故不等式可化为或或,解得或,即实数的取值范围为.
故答案为:
42.(2025高二·广东深圳·期末)已知幂函数的图象关于轴对称,且在上单调递减,则满足的的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据幂函数的性质求出的值,再根据幂函数的单调性求解不等式.
【解析】已知幂函数在上单调递减,则
解不等式得:,所以
此时幂函数为,其图像关于轴对称,满足条件,所以
将代入不等式,得:
因为幂函数在上单调递增,所以由
可得:
解不等式,得:
满足不等式的的取值范围是
故选:D.
题型11:利用幂函数的单调性、奇偶性及其应用
43.【多选】(2025高一·贵州遵义月考)幂函数在上是增函数,则以下说法正确的是( )
A. B.函数在上单调递增
C.函数是偶函数 D.函数的图象关于原点对称
【答案】ABD
【分析】根据幂函数的定义和单调性可得,即可根据奇偶函数的定义判定为奇函数,结合选项即可逐一求解.
【解析】因为幂函数在上是增函数,
所以解得,所以,
所以,故为奇函数,函数图象关于原点对称,
所以在上单调递增,ABD正确,C错误
故选:ABD.
44.【多选】(2025高一·广东深圳·期中)幂函数在区间上单调递增,则下列说法正确的是( )
A. B.是减函数 C.是偶函数 D.是奇函数
【答案】AC
【分析】利用幂函数的定义及单调性求出,再逐项判断即可.
【解析】由幂函数在区间上单调递增,得,解得,A正确;
函数,函数在定义域R上不单调,是偶函数,不是奇函数,BD错误,C正确.
故选:AC
一、单选题
1.(2025高一·全国月考)下列函数中是幂函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据幂函数的定义即可得到结果.
【解析】根据幂函数的定义知,是幂函数,
都不是幂函数.
故选:C.
【点睛】本题考查幂函数的定义,属于基础题.
2.(2025高一·全国月考)已知是幂函数,且在第一象限内是单调递减的,则的值为( )
A.-3 B.2 C.-3或2 D.3
【答案】A
【分析】根据幂函数的定义判断即可.
【解析】由是幂函数,
知,解得或.
∵该函数在第一象限内是单调递减的,∴.
故.
故选:A.
【点睛】本题考查了幂函数的定义以及函数的单调性问题,属于基础题.
3.(2025高一·全国月考)下面给出4个幂函数的图像,则图像与函数大致对应的是( )
A.①,②,③,④
B.①,②,③,④
C.①,②,③,④
D.①,②,③,④
【答案】A
【分析】根据幂函数的图像特征,对照四个选项一一验证,即可得到答案.
【解析】函数为奇函数且定义域为R,该函数图像应与①对应;
函数,且该函数是偶函数,其图像关于y轴对称,该函数图像应与②对应;
的定义域、值域都是,该函数图像应与③对应;
,其图像应与④对应.
故选:A.
4.(2025·全国III卷)已知,,,则
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为,,,
因为幂函数在R上单调递增,所以,
因为指数函数在R上单调递增,所以,
即b<a<c.
故选:A.
5.(安徽省部分重点高中2025-2026学年高一学期11月联考数学试题)幂函数在区间上单调递增,且,则的值( )
A.恒大于0 B.恒小于0
C.等于0 D.无法判断
【答案】A
【分析】由已知条件求出的值,则可得幂函数的解析式,再利用幂函数的性质判断即可
【解析】由函数是幂函数,可得,解得或.
当时,;当时,.
因为函数在上是单调递增函数,故.
又,所以,
所以,则.
故选:A.
6.(2025高三·山东济南·期末)设,则使函数的值域为R且为奇函数的所有a值为( )
A.1,3 B.,1 C.,3 D.,1,3
【答案】A
【分析】根据幂函数的性质,分别判断幂函数的值域和奇偶性是否满足条件即可.
【解析】当时,,为奇函数,但值域为,不满足条件.
当时,,为奇函数,值域为R,满足条件.
当时,为偶函数,值域为,不满足条件.
当时,为奇函数,值域为R,满足条件.
故选:A.
【点睛】本题主要考查幂函数的图象和性质,属于容易题.
二、多选题
7.(2025高一·福建漳州·期末)若函数,则( )
A.的图象经过点和
B.当的图象经过点时,为奇函数
C.当的图象经过点时,为偶函数
D.当时,存在使得
【答案】BC
【分析】利用幂函数的性质一一判断求解即可.
【解析】根据幂函数的图象性质可知,当时,幂函数不经过点,故A错误;
当的图象经过点时,,
因为经过点,
所以时,的定义域为,时,的定义域为,都关于坐标原点对称,
又,
所以为奇函数,B正确;
当的图象经过点时,,
因为经过点,
所以时,的定义域为,时,的定义域为,都关于坐标原点对称,
又,
所以为偶函数,C正确;
当时,在单调递增,
所以,D错误,
故选:BC.
8.(25-26高一·全国·单元测试)已知,则( )
A.当时,的定义域为 B.当时,
C.当时,是偶函数 D.当时,是奇函数
【答案】BC
【分析】由幂函数的性质逐一判断各个选项即可求解.
【解析】A错误,当时,,此时的定义域为;
B正确,当时,在上单调递增,所以;
C正确,当时,,所以是偶函数;
D错误,当时,,则,定义域不关于原点对称所以不是奇函数.
故选:BC.
9.(2025高三·海南月考)已知幂函数图像经过点,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,则 D.若,则
【答案】AC
【分析】先代入点求出幂函数的解析式,根据幂函数的性质直接可得单调性和奇偶性,可判断AB;由时,可得可判断C;利用展开与0比较可判断D.
【解析】设幂函数
将点代入函数得:,则,
所以,
显然在定义域上为增函数,所以A正确;
因为的定义域为,所以不具有奇偶性,所以B不正确;
当时,,即,所以C正确;
时,
,
所以,又,
所以成立,所以D不正确.
故选:AC
【点睛】关键点睛:本题主要考查了幂函数的性质,解答本题的关键是由,化简得到,从而判断出选项D的正误.
三、填空题
10.(2025·宁夏银川·模拟预测)函数,和的图像都通过同一个点,则该点坐标为 .
【答案】
【分析】根据幂函数的性质既可以求得.
【解析】根据三个函数可得定义域为:,则根据幂函数的性质可知这三个函数都经过点.
故答案为:
11.(2025高一·全国月考)已知幂函数的图象过点,则函数在区间上的最小值是 ;最大值是 .
【答案】 0
【分析】由题意,设,结合的图象过点求出,进而可得,再根据单调性求解最值.
【解析】设,是常数,则,
解得,则,
所以,在区间上单调递增,
所以函数的最小值是,最大值是.
故答案为:0;.
12.(2025高一·全国·期末)已知幂函数的图象关于原点对称,则满足成立的实数a的取值范围为 .
【答案】
【分析】利用幂函数的定义及性质求出m值,再解一元二次不等式即可得解.
【解析】因函数是幂函数,则,解得或,
当时,是偶函数,其图象关于y轴对称,与已知的图象关于原点对称矛盾,
当时,是奇函数,其图象关于原点对称,于是得,
不等式化为:,即,解得:,
所以实数a的取值范围为.
故答案为:
13.(2025高三·广东月考)若幂函数的图象过点,则函数的最大值为___________.
【答案】/
【分析】先设,根据题意得到,进而,利用换元法结合二次函数的性质即可求解.
【解析】设幂函数,
因为幂函数的图象经过点,
所以,因此,
所以,
所以,令,则,,
∴时,.
故答案为:##
四、解答题
14.(2025高一·福建月考)已知幂函数f(x)=(m2–5m+7)x–m–1(m∈R)为偶函数.
(1)求的值;
(2)若f(2a+1)=f(a),求实数a的值.
【答案】(1)16(2)a=–1或a=–.
【分析】(1)根据幂函数定义求m,再根据偶函数性质进行取舍,最后求函数值,(2)根据幂函数定义域以及单调性列方程组,解得结果.
【解析】(1)函数f(x)=(m2–5m+7)x–m–1(m∈R)为幂函数,
∴m2–5m+7=1,
解得m=2或m=3;
m=2时,f(x)=x–3,不是偶函数,舍去;
m=3时,f(x)=x–4,为偶函数,满足题意;
∴f(x)=x–4,
∴=16;
(2)若f(2a+1)=f(a),
则(2a+1)–4=a–4,
即,
解得a=–1或a=–.
【点睛】本题考查幂函数定义以及性质,考查基本求解能力.
15.(2025高一·福建龙岩·期中)已知幂函数是定义在R上的偶函数.
(1)求的解析式;
(2)在区间上,的图象总在函数图象的上方,求实数k的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由和函数为偶函数可直接求解;
(2)可将问题转化为对恒成立,对进行分类讨论,分离参数,结合基本不等式即可求解.
【解析】(1)因为是幂函数,所以,解得或,又函数为偶函数,故,;
(2)原题可等价转化为对恒成立,
当时恒成立;
当时,分离参数得,即,由对勾函数图象特点可知在上单减,故,所以;
当时,分离参数得,由对勾函数图象特点可知在上单减,,所以,
所以
16.(2025高一·陕西铜川·期中)若点在幂函数的图象上,点在幂函数的图象上.
(1)求和的解析式;
(2)定义求函数的最大值以及单调区间.
【答案】(1),(2)1,单调增区间为,单调减区间为;
【解析】试题分析; (1)设代入点的坐标,解方程可得 的解析式;
(2)由定义,求得 的解析式,通过二次函数和反比例函数的性质,可得最大值和单调区间.
试题解析;:(1)设
点在幂函数的图象上,点在幂函数的图象上
解得 解得分
(2)
的单调增区间为,的单调减区间为;
时,函数值最大,
【点睛】本题考查幂函数的解析式的求法,同时考查分段函数的运用,函数的单调性和最值的求法,,解题时注意待定系数法以及数形结合思想的运用.
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