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专题06 幂函数的图象与性质
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考点巩固:必考题型讲透练透,能力提升
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【考点01】幂函数的概念
我们把形如y=xα的函数称为幂函数,其中x是自变量,α是常数.
【考点02】幂函数的图象和性质
(1)幂函数的图象
在同一平面直角坐标系中,幂函数y=x,y=x2,y=x3,y=x,y=x-1的图象如图所示:
(2)幂函数的性质
y=x
y=x2
y=x3
y=x
y=x-1
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(-∞,+∞)上是增函数
在(-∞,0]上是减函数,在[0,+∞)上是增函数
在(-∞,+∞)上是增函数
在[0,+∞)上是增函数
在(-∞,0)上是减函数,在(0,+∞)上是减函数
定点
(1,1),(0,0)
(1,1),(0,0)
(1,1),(0,0)
(1,1),(0,0)
(1,1)
注:(1)当α>0时,幂函数y=xα具有如下性质:
①函数的图象过点(0,0),(1,1).
②在第一象限内,函数的图象随x的增大而上升,即函数在区间[0,+∞)上是增函数.
(2)当α<0时,幂函数y=xα具有的性质为:
①函数的图象都过点(1,1).
②在第一象限内,函数的图象随x的增大而下降,函数在区间(0,+∞)上是减函数.
【二级结论1】幂函数奇偶性规律
(3)对于形如(其中m∈N*,n∈Z,m与n互质)的幂函数
①当n为偶数时,f(x)为偶函数,图象关于y轴对称;
②当m,n都为奇数时,f(x)为奇函数,图象关于原点对称;
③当m为偶数时,(或),是非奇非偶函数,图象只在第一象限(或第一象限及原点处)
【二级结论2】幂函数y=xα在第一象限的两个重要结论
(1)恒过点(1,1);
(2)当x∈(0,1)时,α越大,函数值越小;当x∈(1,+∞)时,α越大,函数值越大.
【题型1 幂函数的概念辨析】
高妙技法
幂函数的判断及应用
(1)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,需满足:①指数为常数,②底数为自变量,③xα的系数为1.形如y=(3x)α,y=2xα,y=xα+5…形式的函数都不是幂函数.
(2)若一个函数为幂函数,则该函数也必具有y=xα(α为常数)这一形式.
1.【多选】(24-25高一上·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.
【详解】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.【多选】(23-24高一上·湖南长沙·期末)下列哪些函数是幂函数( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【分析】由幂函数的定义对比选项即可求解.
【详解】由幂函数的标准形式,对比选项可知,与符合题意.
故选:BD.
3.(21-22高二下·陕西咸阳·期末)现有下列函数:①;②;③;④;⑤;⑥;⑦,其中幂函数的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据幂函数的定义逐个辨析即可
【详解】幂函数满足形式,故,满足条件,共2个
故选:B
4.(24-25高一上·湖北·期末)下列函数是幂函数且是奇函数的是( )
A.y=2x B.
C. D.
【答案】C
【分析】由幂函数解析式结构特点及奇偶性概念逐个判断即可;
【详解】对于A,易知不是幂函数,错误;
对于B,易知其为偶函数,错误;
对于C,由解析式可知为幂函数;,定义域为,
又,奇函数,正确;
对于D,易知其为偶函数,错误;
故选:C
【题型2 求幂函数的解析式或值】
高妙技法
若已知图象过点,将点坐标代入,解方程求。得到解析式后,求函数值直接代入自变量
5.(23-24高一上·山东聊城·期末)已知幂函数的图象通过点,则 .
【答案】/0.5
【分析】由幂函数的定义,结合函数过求得函数解析式,进而可得的值.
【详解】设幂函数的解析式为
∵幂函数过点
∴
∴
∴该函数的解析式为,
∴.
故答案为:
6.(22-23高一上·内蒙古呼和浩特·月考)已知幂函数的图象过点,则的值为 .
【答案】/
【分析】设,根据函数过点求出,即可得到函数解析式,再代入计算可得.
【详解】解:设,则,所以,
所以,所以.
故答案为:
7.(24-25高一上·上海宝山·期末)幂函数的图像过点,则的值为( )
A.64 B.2 C.16 D.8
【答案】B
【分析】利用待定系数法求解析式,然后求函数值.
【详解】设幂函数的解析式为,则,解得,
所以,.
故选:B.
8.(24-25高一上·云南楚雄·期末)已知幂函数满足,则( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】B
【分析】将代入幂函数的解析式中可求得的值,进而可求解.
【详解】因为幂函数满足,
所以,所以,
则,从而.
故选:B.
【题型3 根据函数是幂函数求参数值】
高妙技法
由幂函数定义,令函数系数为 1,列方程求参数初步值。
9.(24-25高一下·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.
【详解】由幂函数定义可得,则,
则.
故答案为:
10.(24-25高一上·江苏镇江·期末)已知幂函数经过点,则的值是 .
【答案】
【分析】由题意得,求出,再把点的坐标代入函数中可求出,从而可求出的值.
【详解】因为函数为幂函数,
所以,得,所以,
因为幂函数的图象过点,
所以,则,得,解得,
所以.
故答案为:
11.(24-25高一上·江苏徐州·期末)若幂函数的图象经过点,则( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【分析】根据幂函数的概念可求得,利用函数图象过点可得,由此可计算的值.
【详解】因为函数为幂函数,
所以,即,所以,
因为函数的图象经过点,
所以,即,
所以,解得,
所以.
故选:A.
12.(24-25高二下·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.
【详解】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:.
13.(24-25高二下·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.
【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
14.(25-26高一上·全国·课后作业)若函数是幂函数,则实数的值是( )
A.1或 B. C.2 D.或2
【答案】D
【详解】由幂函数的定义知,解得或.
【题型4 幂函数的定义域问题】
高妙技法
1.为正整数时,定义域为;为负整数时,定义域为。
2.为分数(最简),若为奇数,定义域为;为偶数,定义域为。
15.【多选】(22-23高一上·江苏南通·期末)已知幂函数的图象经过点,则( )
A.
B.的定义域为
C.的值域为
D.的解集为
【答案】BCD
【分析】根据幂函数的定义,结合幂函数的性质逐一判断即可.
【详解】设,因为的图象经过点,
所以,显然选项A不正确;
因为只有非负实数有算术平方根,所以的定义域为,因此选项B正确;
因为,所以有,因此选项C正确;
由,所以选项D正确,
故选:BCD
16.(23-24高一上·山西吕梁·月考)已知幂函数的图象过点,则的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】依据题意设出解析式,求出解析式后求解具体函数定义域即可.
【详解】是幂函数,设,将代入解析式,
得,解得,故,则,
故,解得
故选:B
17.(23-24高一上·广东广州·期中)幂函数图象过点,则的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设出幂函数,代入点坐标得到函数解析式,确定函数定义域,得到,解得答案.
【详解】设幂函数为,则,故,,
则的定义域为,
故满足,解得.
故选:A
18.(21-22高一上·黑龙江绥化·期末)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求使函数有意义的的取值范围可得答案.
【详解】由已知解得,所以f(x)的定义域为.
故选:B.
19.(24-25高一上·上海·课后作业)若幂函数(为整数)的定义域为,则的值为 .
【答案】1
【分析】根据已知条件列出约束式即可求解.
【详解】若幂函数(为整数)的定义域为,则,解得,
而是整数,则只能,经检验符合题意.
故答案为:1
【题型5 幂函数的值域问题】
高妙技法
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确定:
(1)当幂指数取正整数时,定义域为,
当为正偶数时,值域为;当为奇数时,值域为.
(2)当幂指数取零或负整数时,定义域为,
当时,值域为;当为负偶数时,值域为;当为负奇数时,值域为.
(3)当幂指数取分数时,可以先化为根式,再利用根式有意义求定义域和值域.
20.(24-25高三上·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.
【详解】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:.
21.(22-23高一上·贵州毕节·期末)下列函数中,定义域和值域不相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据一次函数、反比例函数、幂函数和分段函数的性质,逐个选项进行判断即可得到答案.
【详解】对于A:函数的定义域为,值域也为,不符合题意;
对于B:函数的定义域和值域都为,不符合题意;
对于C:的定义域和值域都为,不符合题意;
对于D:的定义域为;
当时,;当时,;
所以值域为,定义域和值域不相同,符合题意;
故选:D.
22.(25-26高一上·上海浦东新·月考)函数,的值域为 .
【答案】
【分析】根据基本初等函数性质,判断函数单调性,判断函数值域.
【详解】可知和在上都单调递增,
则在上都单调递增,
所以函数在上的最小值为,最大值为,则函数值域为.
故答案为:.
23.(24-25高一上·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.
【详解】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:.
【题型6 幂函数的图象及应用】
高妙技法
1.幂函数图象的画法
①确定幂函数在第一象限内的图象:先根据α的取值,确定幂函数y=xα在第一象限内的图象.
②确定幂函数在其他象限内的图象:根据幂函数的定义域及奇偶性确定幂函数f(x)在其他象限内的图象.
2.解决幂函数图象问题应把握的原则
(1)依据图象高低判断幂指数的大小,相关结论为:①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);②在(1,+∞)上,指数越大,幂函数图象越远离x轴(简记为指大图高).
(2)依据图象确定幂指数α与0,1的大小关系,即根据幂函数在第一象限内的图象(类似于y=x-1或y=或y=x3)来判断.
24.(24-25高一上·辽宁·期末)如图,①②③④对应四个幂函数的图象,则①对应的幂函数可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据①对应的函数图象特点分析.
【详解】由图可知,①对应的幂函数:函数的定义域为,在第一象限内单调递增,
且图象呈现上凸趋势,则指数的值满足,排除选项AD;
又的定义域为R,的定义域为,
故符合题意.
故选:C.
25.(25-26高三上·江苏淮安·月考)幂函数的图象一定不经过哪个象限( )
A.一 B.二 C.三 D.四
【答案】D
【分析】由题意可知当时,,进而可得结论.
【详解】因为,当时,可得,
所以幂函数的图象一定不经过第四象限.
故选:D.
26.(24-25高一上·江苏淮安·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.
【详解】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.
27.(2022高二下·浙江·学业考试)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.
【详解】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
28.(23-24高一上·四川广安·期末)已知幂函数的图象经过点,则该幂函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】待定系数法求出解析式,从而选出答案.
【详解】设幂函数解析式为,将代入得,
即,故,解得,
所以,C选项为其图象.
故选:C
29.(24-25高一上·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.
【详解】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
30.(25-26高一上·福建龙岩·月考)在同一坐标系内,函数()和的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据幂函数的图象和一次函数的图象求出的取值范围,即可进行判断.
【详解】对于A,结合函数的图象得,结合的图象得,即,可能成立,故A正确;
对于B,结合函数的图象得,结合的图象得,即,两者矛盾,故B错误;
对于C,结合函数的图象得,结合的图象得,即,两者矛盾,故C错误;
对于D,结合函数的图象得,结合的图象得,无解,故D错误;
故选:A.
31.(23-24高一上·北京海淀·期末)在同一个坐标系中,函数的部分图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据指数、对数函数和幂函数的图象与性质,结合排除法即可求解.
【详解】因为在同一坐标系中,
所以的单调性一定相反,且图象均不过原点,故排除AD;
在BC选项中,过原点的图象为幂函数的图象,
由图象可知,所以单调递减,单调递增,故排除B,
故选:C.
32.(25-26高一上·江苏扬州·期中)已知幂函数的图象与轴相交,则实数 .
【答案】2
【分析】根据幂函数的定义及图象特征判断.
【详解】由题可知,,所以,即.
解得或.
当时,,其定义域为,值域为,与轴不相交;
当时,,在轴相交于坐标原点.
所以.
故答案为:2.
33.(24-25高一下·河南·开学考试)已知幂函数的图象经过第三象限,则( )
A. B.1 C. D.2
【答案】A
【分析】由幂函数的概念求得,再验证即可;
【详解】由题意得,得.当时,的图象不经过第三象限;
当时,的图象经过第三象限.综上,.
故选:A
【题型7 幂函数的图象过定点问题】
高妙技法
1. 基本定点为(1,1),代入任何幂函数均成立。
1. 若函数为,令得,定点为。
34.(23-24高一上·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.
【详解】令,
此时,无论取何值,都有.
所以函数图象恒过点.
故答案为:
35.(25-26高一·全国·假期作业)函数的图象恒过定点( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用幂函数的性质,令,可得定点的横坐标,然后利用幂函数的性质求定点的纵坐标.
【详解】令,即时,
,
图象恒过定点.
故选:B.
36.(25-26高一上·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.
【详解】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:.
37.(25-26高一上·山西·月考)已知函数(为常数)的图象恒过定点,则 .
【答案】3
【分析】根据幂函数过定点得的图象过定点,进而得
【详解】令,则,故的图象过定点,
故,.
故答案为:3.
38.(24-25高一上·上海·期中)函数(是有理数)的图象过一定点,则的坐标为 .
【答案】
【分析】根据幂函数恒过定点求解.
【详解】由幂函数的性质可知,恒过定点,
故答案为:
39.(24-25高三上·上海·期中)设与是两个不同的幂函数,记,则中的元素个数的可能是( ).
A.0、1、2、 B.1、2、3 C.1、2、3、4 D.0、1、2、3
【答案】B
【分析】由幂函数的函数图像及性质可以得出结论.
【详解】设,,
由幂函数图像可知,,故至少存在一个解;
②若,在0处都有定义,则,故可能存在解,
③若,同为奇函数或者偶函数,由对称性可知,或,故可能存在解,
综上所述:中的元素个数的可能是:1,2,3.
故选:B.
【题型8 判断幂函数的单调性】
高妙技法
关键是"根据指数的符号分区间判断";
1.当时,幂函数在上单调递增;在的单调性需结合奇偶性;
2.当时,幂函数在上单调递减;同样需用奇偶性分析负区间;
3.对定义域分段的幂函数(如为偶分数),仅在对应区间判断单调性.
40.(24-25高一上·江苏苏州·期末)设幂函数,则“”是“在定义域内单调递减”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】B
【分析】利用幂函数的性质即可作出判断.
【详解】若幂函数在定义域内单调递减,则必有;
但如,不在定义域内单调递减.
故选:B.
41.(24-25高一上·江苏宿迁·期末)已知幂函数图象经过点,则函数的增区间为 .
【答案】
【分析】直接代入即可求出,则得到其增区间.
【详解】由题意得,则,则,
则其增区间为.
故答案为:.
42.(24-25高三上·江苏常州·期末)已知幂函数满足以下两个条件:①是奇函数,②在上单调递减.请写出符合要求的的一个解析式 .
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据幂函数的奇偶性、第一象限的单调性写出一个满足要求的幂函数.
【详解】对于幂函数在上单调递减,则,
函数为奇函数,取,即满足要求.
故答案为:(答案不唯一)
43.(24-25高一上·江苏扬州·期末)若幂函数的图象经过点,则下列说法正确的是( )
A.为偶函数 B.方程的实数根为
C.在上为增函数 D.的值域为
【答案】B
【分析】先代点求出幂函数的解析式,然后判断幂函数的性质即可.
【详解】设,代入点可得,所以,
所以,因为,所以,即函数的定义域为,
对于A:因为的定义域为,不关于原点对称,
所以既不是为偶函数也不是奇函数,故A错误;
对于B:令,所以,解得,故B正确;
对于C,因为,因为,所以在上为减函数,故C错误;
对于D:因为,所以,所以,
的值域为,故D错误.
故选:B.
44.【多选】(23-24高一上·江苏盐城·期末)幂函数,,则下列结论正确的有( ).
A. B.函数在定义域内单调递减
C. D.函数的值域为
【答案】AD
【分析】根据幂函数的性质可得,进而可得,由幂函数的性质即可结合选项逐一求解.
【详解】由为幂函数可得,解得或,
又,所以.所以,故A正确;
因为函数的定义域为,关于原点对称,
由,知函数为偶函数,
由于,故在区间上单调递减,
根据偶函数性质知在区间上单调递增,故B错误;
,故C错误;
因为的定义域为,则,所以的值域为,故D正确.
故选:AD.
【题型9 判断与幂函数相关的复合函数的单调性】
高妙技法
核心是“用同增异减法则,分内外层函数分析”。
1.设复合函数为,其中是幂函数,先确定内外层定义域。
2.分别判断内层函数和外层幂函数的单调性。
3.若内外层均增或均减,复合函数递增;一增一减则递减。
45.(23-24高一上·江苏南京·期末)已知幂函数的图象过点,则函数的单调递增区间为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用待定系数法求出幂函数的解析式,然后利用复合函数的单调性得出结果.
【详解】设,因为的图象过点,
所以,解得,即,
可得在上单调递减,
则函数,
由,解得或,
则函数在上单调递减,在上单调递增,
所以函数的单调递增区间为.
故选:A.
46.(21-22高一上·江苏南通·期末)函数的单调递减区间为 .
【答案】
【分析】由根式内部的代数式大于等于0,求得原函数的定义域,再求出内层函数的减区间,即可得到原函数的减区间.
【详解】由,得或,
令,该函数在上单调递减,而y=是定义域内的增函数,
∴函数的单调递减区间为.
故答案为:.
47.(22-23高一上·重庆渝中·期中)函数的单调减区间为 ;
【答案】
【分析】先求解原函数的定义域,然后根据复合函数单调性分析求解即可.
【详解】解:令,则可以看作是由与复合而成的函数.
令,得或.
易知在上是减函数,在上是增函数,而在上是增函数,
所以的单调递减区间为.
故答案为:.
48.(2022高三·全国·专题练习)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】,由结合函数的递减区间可得结果.
【详解】,
由得,又,
所以函数的单调递减区间为.
故选:.
【题型10 由幂函数的单调性求参数】
高妙技法
1.若幂函数在单调递增,則;单调递减则。
2.分段函数在定义域上的具有一种单调性,则要求分段函数在每段定义域上的单调性保持一致,还对断点处的函数值的大小有要求,如果是增函数,则在断点处左边的函数值右边的函数值,如果是减函数,则在断点处左边的函数值右边的函数值。
49.(23-24高一上·江苏镇江·期中)幂函数在上递减,则实数( )
A. B. C.2 D.2或
【答案】C
【分析】根据条件,利用幂函数的定义及性质,即可求解.
【详解】因为为幂函数,则,
即,解得或,
当时,在上递减,所以满足题意,
当时,在上递增,所以不满足题意,
综上,实数,
故选:C.
50.(24-25高一上·安徽合肥·期末)若幂函数,且在上是增函数,则实数 .
【答案】2
【分析】根据幂函数的定义求出m的值,判断在上是增函数即可.
【详解】若幂函数在区间上是增函数,
则由解得:或,
时,,是增函数,
时,,在上是减函数(不合题意,舍去),
故答案为:2.
51.(24-25高一上·河北唐山·期中)已知幂函数在上单调递增,则实数的值为 .
【答案】3
【分析】根据幂函数的定义以及单调性即可列关系求解.
【详解】由题意可得,解得,
故答案为:3
52.(21-22高一上·江苏无锡·期末)“”是“幂函数在上是减函数”的一个()
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】由幂函数在上是减函数,可得,由此求出的值,由充分、必要条件的定义判断即可.
【详解】由题意,当时,在上是减函数,故充分性成立;
若幂函数在上是减函数,
则,解得或,故必要性不成立,
因此""是"幂函数在上是减函数"的一个充分不必要条件.
故选:B
53.(24-25高一上·内蒙古呼伦贝尔·期末)已知幂函数,对任意且,都有,若,则的值( )
A.恒大于0 B.等于0 C.恒小于0 D.无法判断
【答案】C
【分析】由函数为幂函数可得或,再结合函数的性质确定,结合单调性的性质可得结论.
【详解】因为函数为幂函数,
所以,
解得或;
因为对任意且,都有,
可知函数在上单调递增,
当时,,此时函数在上单调递减,矛盾,
当时,,函数在上单调递增,满足条件,
所以,,
函数为奇函数,函数在上单调递增,
由,可得,所以,即,
所以.
故选:C.
54.(24-25高二下·云南临沧·期末)已知,函数在上是单调函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用相关幂函数及复合函数性质得,,在上单调递增,结合已知列不等式求参数范围.
【详解】对于,,结合相关幂函数性质,易知其在上单调递增,故函数在R上单调递增,
所以,即.
故选:D.
55.(24-25高一上·湖北荆州·期末)已知函数在区间上单调递减,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据复合函数单调性及二次函数对称轴与区间的关系可得a的取值范围.
【详解】由题意得,二次函数对称轴为直线,幂函数在为增函数,
∵函数区间上单调递减,
∴,解得,
∴a的取值范围是.
故选:D.
【题型11 比较幂值的大小】
高妙技法
比较幂值大小的方法
(1)若两个幂值的指数相同或可化为两个指数相同的幂值时,则可构造函数,利用幂函数的单调性比较大小.
(2)若底数、指数均不同,则考虑用中间值法比较大小,这里的中间值可以是“0”或“1”.
56.(24-25高二下·重庆·期末)“”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】根据幂函数的单调性得到答案.
【详解】在R上单调递增,故,,
“”是“”的充要条件.
故选:C.
57.【多选】(23-24高一上·浙江金华·期末)已知,则下列说法正确的是( )
A.当时,的值域为R B.当时,
C.当时,是偶函数 D.当时,是奇函数
【答案】BC
【分析】根据幂指数的取值,结合幂函数的性质一一判断各选项,即可得答案.
【详解】当时,,此时的值域为,故A错误;
当时,在R上单调递增,所以,故B正确;
当时,,,定义域为,关于原点对称,
,所以是偶函数,故C正确;
当时,,则,定义域不关于原点对称,故为非奇非偶函数,D错误.
故选:BC
58.(24-25高一上·安徽安庆·月考)已知,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据幂函数单调性分析判断即可.
【详解】因为在R上单调递增,所以,即,
又因为,又且在上单调递增,
所以,,所以.
故选:A.
59.(21-22高一上·安徽芜湖·期中)已知,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由于,进而结合幂函数在上单调递减比较大小即可.
【详解】解:,
因为幂函数在上单调递减,,
所以,即.
故选:B
60.(21-22高一上·安徽·期中)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】根据题意求出函数解析式,再由奇偶性与单调性判断即可.
【详解】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.
61.【多选】(23-24高一上·江苏盐城·期末)已知幂函数的图象经过点,则( ).
A.函数为增函数
B.当时,
C.函数为偶函数
D.
【答案】CD
【分析】根据给定条件,求出幂函数的解析式,再结合幂函数的性质逐项判断即得.
【详解】设幂函数,则,解得,,
对于A,函数在上单调递减,在上单调递增,A错误;
对于B,当时,,B错误;
对于C,函数的定义域为,,函数为偶函数,C正确;
对于D,,,D正确.
故选:CD
【题型12 利用幂函数的单调性解不等式】
高妙技法
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.
62.(24-25高一上·上海·期末)已知,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据函数的定义域、单调性列不等式组,解不等式组即可得解.
【详解】函数的定义域为,
且为偶函数,在上单调递减,在上单调递增,
所以,等价于,
所以,
即
即且,
故实数a的取值范围是,
故答案为:.
63.(24-25高一上·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.
【详解】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
64.(24-25高一上·甘肃定西·期末)已知函数为幂函数,且,若,则实数的取值范围是 .
【答案】.
【分析】待定系数法求出幂函数的解析式,利用幂函数的单调性求解.
【详解】设,则,解得,
所以,定义域为,且在定义域上单调递减,
故,解得.
故答案为:.
65.(24-25高一上·甘肃平凉·期末)已知幂函数的图象经过点,则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】先根据幂函数过点求出函数,再结合函数的单调性列出不等式计算求解.
【详解】设幂函数,由题意得,解得,故,
所以,则,即为.
令,解得.
根据在上为单调递增函数,
则有,解得或,故所求解集为,
故答案为:.
66.【多选】(24-25高三上·贵州·月考)已知幂函数,则( )
A. B.的定义域为
C.为非奇非偶函数 D.不等式的解集为
【答案】AC
【分析】根据幂函数的定义得到方程,求出的值,即可求出函数解析式,从而判断A、B、C;判断函数的单调性,根据单调性将函数不等式转化为自变量的不等式,解得即可判断D.
【详解】A:由幂函数知,,解得,故A正确;
B,C:,则的定义域为,所以函数为非奇非偶函数,故B错误,C正确;
D:由知函数在上单调递增,
所以由可得,解得,
即不等式的解集为,故D错误.
故选:AC
【题型13 幂函数的奇偶性的应用】
高妙技法
1.判断奇偶性:先看定义域是否关于原点对称,再验证 与 的关系, 为整数时,奇数则奇,偶数则偶。
2.应用时,可将负自变量转化为正自变量,如求 ,若为奇函数则 。
3.利用奇偶性简化图象绘制或值域、单调性的分析。
67.(24-25高一上·湖北武汉·期末)若幂函数为偶函数,则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】根据幂函数的定义和性质可得,代入解不等式即可.
【详解】因为为幂函数,
则,解得或,
若,则为偶函数,符合题意;
若,则为奇函数,不符合题意;
综上所述:.
不等式,即为,等价于,解得,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
68.(22-23高一上·江苏无锡·期末)已知幂函数的图象关于y轴对称,则的值为 .
【答案】
【分析】先通过函数为幂函数求出的值,再通过图象关于y轴对称来确定的值.
【详解】由已知得,解得或,
当时,,其图象关于y轴对称,
当时,,其图象关于原点对称.
故答案为:
69.(23-24高一上·天津·期末)已知函数是幂函数,且该函数是偶函数,则的值是 .
【答案】4
【分析】根据函数为幂函数及函数为偶函数,求出,从而代入求值即可.
【详解】由题意得,解得或1,
当时,为奇函数,不合要求,
当时,为偶函数,满足要求,
故.
故答案为:4
70.(22-23高一上·陕西西安·期末)已知幂函数为偶函数,则实数的值为 .
【答案】
【分析】根据幂函数定义和奇偶性直接求解即可.
【详解】为幂函数,,解得:或;
当时,为偶函数,满足题意;
当时,为奇函数,不合题意;
综上所述:.
故答案为:.
71.(2023·江苏南京·二模)幂函数满足:任意有,且,请写出符合上述条件的一个函数 .
【答案】(答案不唯一)
【分析】取,再验证奇偶性和函数值即可.
【详解】取,则定义域为R,且,
,,满足.
故答案为:.
72.(22-23高二上·河南·开学考试)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.
73.(22-23高一上·山东枣庄·期末)已知幂函数的图像关于y轴对称.
(1)求m的值;
(2)若函数,求的单调递增区间.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题知,进而解方程并根据图像关于y轴对称求解即可;
(2)由(1)知,进而分,两种情况讨论求解即可;
【详解】(1)解:由题意知,解得,或.
又因为的图像关于y轴对称,所以为偶函数,从而.
所以,.
(2)解:由(1)知,,
当时,,对称轴为,
所以在上单调递减,在上单调递增.
当时,,对称轴为,
所以在上单调递减,在上单调递增.
所以,的单调递增区间为.
【题型14 幂函数的单调性和奇偶性的综合应用】
高妙技法
关键是 "先定奇偶性缩范围,再用单调性解问题"。
1.判断幂函数的奇偶性,确定函数在对称区间的性质关联,如奇函数在 与 单调性一致。
2.分析函数在某一区间(如 )的单调性,结合奇偶性推导另一区间的单调性。
3.综合两者解决比较大小、解不等式等问题,避免忽略定义域限制。
74.(24-25高二下·上海浦东新·期末)已知,若幂函数是偶函数且在区间上单调递增,则 .
【答案】
【分析】利用幂函数的单调性得到,再利用奇函数和偶函数的定义逐个检验即可.
【详解】因为是幂函数且在区间上单调递增,所以,
当时,,其定义域为,关于原点对称,
且,此时是偶函数,符合题意,
当时,,定义域为,与题意不符,故排除,
当时,,其定义域为,关于原点对称,
且,此时是奇函数,不符合题意,故排除.
故答案为:.
75.(24-25高一下·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.
【详解】由于函数的定义域为,
且,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,
则由,可得,
平方得:,解得,
故选:D.
76.(24-25高一上·江苏无锡·期末)已知幂函数()的图象关于原点对称,且在上单调递减,若,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【分析】先根据幂函数的性质求出的值,再根据幂函数的单调性解不等式即可.
【详解】因为幂函数()的图象关于原点对称,且在上单调递减,
所以且为奇数,
又,所以,
则,即为,
因为函数的定义域为且为减函数,
所以,解得,
所以实数a的取值范围是.
故答案为:.
77.(23-24高二下·吉林长春·期末)已知幂函数在上单调递增,且的图象关于轴对称.
(1)求的值及函数的解析式;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)根据条件,由幂函数的性质,可得,即可求解;
(2)由(1)知,结合条件,利用函数的奇偶性和单调性得,即可求解.
【详解】(1)由幂函数在上单调递增知,,解得,
又,则或或,
当或时,,此时,不符合的图象关于轴对称,故舍去.
当时,,定义域为,且,所以图像关于轴对称,符合题意.
综上所述,.
(2)由(1)得,易知为偶函数,且在上单调递增,
因为,所以,
两边平方,得,
化简得,解得或,
故实数的取值范围为.
78.(24-25高一上·江苏南京·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.
79.(23-24高一上·江西新余·期末)若幂函数图象过点,且,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先由条件求得的值,即得函数;分别判断该函数的奇偶性和在区间上的单调性;最后将抽象不等式转化成,再通过两边平方化成一元二次不等式求解即得.
【详解】把代入可得:,易得:,则,
显然函数的定义域为R,由知为偶函数.
且,由,
因故,即,故函数在上为增函数.
由,将两边平方整理可得:,
解得:或.
故选:C.
80.(23-24高一上·河南开封·期中)已知幂函数的图象关于轴对称,且在上是减函数.
(1)求和的值;
(2)若实数满足,求的最小值.
【答案】(1)或1,
(2)2
【分析】(1)根据幂函数的概念和性质求解;
(2)由(1)得,变形可得,然后利用基本不等式中1的妙用求出最小值.
【详解】(1)幂函数,则,解得或1,
又幂函数在上是减函数,故,解得,
因为,故或,
当时,幂函数为,图象关于轴对称,符合题意;
当时,幂函数为,图象关于原点对称,不合题意,
综上所述:或1,;
(2)∵实数满足,
∴,则,
∴
.
当且仅当且,即时等号成立.
所以的最小值是2.
【题型15 幂函数性质的综合应用 】
高妙技法
解决与幂函数有关的综合性问题的方法
首先要考虑幂函数的概念,对于幂函数y=xα(α是常数),由于α的取值不同,所以相应幂函数的单调性和奇偶性也不同.同时,注意分类讨论思想的应用.
81.【多选】(24-25高二下·黑龙江牡丹江·期末)下列说法正确的是( )
A.若函数是幂函数,则实数的值是或2
B.幂函数始终经过点和
C.若函数,则在区间上单调递减
D.若函数,则对于任意的,有
【答案】ABD
【分析】由幂函数可得,即可对A判断;由幂函数的性质,即可对B判断;由为偶函数且在上单调递减,即可对C判断;要证,即证,化简得,从而可对D判断.
【详解】A:函数是幂函数,则,解得或,经检验符合题意,故A正确;
B:幂函数始终经过点和,故B正确;
C:函数,,
则为偶函数且在上单调递减,所以在区间上单调递增,故C错误;
D:则对于任意的,要证,即证,
即,即,则成立,故D正确.
故选:ABD.
82.【多选】(25-26高一上·西藏拉萨·期末)关于幂函数,下列结论正确的是( )
A.的图象经过原点 B.为偶函数
C.的值域为 D.在区间上单调递增
【答案】BC
【分析】先由是幂函数得到的值,从而可得的解析式,然后根据幂函数的图象性质依次判断各选项即可.
【详解】由题意,,所以,所以,即.
对于A,的定义域为,故的图象不经过原点,A错误;
对于B,因为的定义域为,且,故为偶函数,B正确;
对于C,由于,故值域为,C正确;
对于D,由于,故在区间上单调递减,D错误.
故选:BC.
83.【多选】(24-25高一上·新疆巴音郭楞·期末)已知幂函数的图象经过点,则下列判断正确的有( )
A.在区间上为减函数 B.的值域为R
C.方程的实数根为 D.为偶函数
【答案】AD
【分析】A选项,利用待定系数法求解析式,然后判断单调性即可;B选项,根据幂函数的性质判断;C选项,解方程即可;D选项,根据奇偶性的定义判断.
【详解】由题意可设幂函数,的图象经过点,
则,解得,故,在上为减函数,故A正确;
的值域为,故B错误;
,则,解得,故C错误;
,定义域为,故为偶函数,故D正确.
故选:AD.
84.【多选】(24-25高一上·贵州黔东南·期末)已知幂函数,则下列说法正确的有( )
A.或3 B.一定为奇函数
C.一定为减函数 D.必过点
【答案】ABD
【分析】根据幂函数的概念可求的值,再结合幂函数的性质对各选项进行判断.
【详解】对于A,根据幂函数的定义可得或,故A正确;
对于B,当或时,或都为奇函数,故B正确;
对于C,当时,不是减函数,当时,是增函数,故C错误;
对于D,因为对任意都有,所以幂函数均经过点,故D正确.
故选:ABD
85.【多选】(24-25高二上·云南红河·期末)已知幂函数,则( )
A.
B.的定义域为
C.为非奇非偶函数
D.不等式的解集为
【答案】AB
【分析】根据幂函数得,进而确定其定义域、奇偶性、区间单调性,并应用单调性解不等式判断各项正误.
【详解】对于A:由题意,解得,正确;
对于B:的定义域为,正确;
对于C:,所以函数为偶函数,错误;
对于D:为偶函数且在单调递增,
由得,解得或,错误;
故选:AB
86.【多选】(24-25高一上·浙江宁波·期末)已知函数,如果存在不全为零的实数a,b,使得为奇函数,那么叫做关于的“类奇函数”.下列结论正确的有( )
A.为“类奇函数”
B.为“类奇函数”
C.若为“类奇函数”,则可以是偶函数
D.若是关于的“类奇函数”,则的图象关于点成中心对称图形
【答案】ACD
【分析】利用新定义,构造函数,根据奇偶性的定义以及性质,结合函数图象变换,逐项判断可得答案.
【详解】对于A,当时,可得,令,因为关于原点对称,
,所以为奇函数,所以叫做关于的“类奇函数”,
故A正确;
对于B,对于,其定义域为,若存在不全为零的实数a,b,使得
为奇函数,设,因为的定义域为,
不关于原点对称,所以不是“类奇函数”;
对于C,若,则为偶函数,则,令,
其定义域为,,所以是奇函数,
所以是“类奇函数”,故C正确;
对于D,若是关于的“类奇函数”,则为奇函数,
设,因为是奇函数,其图象关于对称,
所以的图象关于点成中心对称图形,故D正确.
故选:ACD.
【点睛】关键点点睛:解题的关键点是对新定义的理解和应用.
一、单选题
1.(24-25高一上·江苏常州·期末)下列函数中,是奇函数且在上单调递减的为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根奇偶函数的性质和幂函数的性质对选项一一判断即可得出答案.
【详解】对于A, 的定义域为,
且,所以在定义域内为偶函数,故A错误;
对于B, 的定义域为R,
且,所以在定义域内为偶函数,故B错误;
对于C,,的定义域为,
且是奇函数, 因为,所以在单调递减,故C正确;
对于D,的定义域为R,且是奇函数,
因为,所以在单调递增,故D错误;
故选: C.
2.(23-24高一上·江苏苏州·期末)已知幂函数的图象过点,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设,根据条件求出,然后根据函数的解析式,列出不等式求得定义域.
【详解】设,∵函数的图象过点,
∴,则,∴,
∴,
∴且,即,
则函数的定义域为.
故选:D.
3.(24-25高二下·江苏苏州·期末)“”是“函数在区间上单调递增”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】由幂函数性质分析充分性和必要性即可得解.
【详解】当时,幂函数单调递增,充分性成立;
幂函数在区间上单调递增,则,必要性成立.
综上,“”是“函数在区间上单调递增”的充要条件.
故选:C.
4.(24-25高一上·贵州铜仁·期末)已知幂函数的图象过点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设,根据求出的值,由此可得出幂函数的解析式.
【详解】根据题意,设,则,可得,解得,故.
故选:D.
5.(22-23高一上·江苏泰州·期末)已知函数,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据分段函数解析式计算可得.
【详解】因为,
所以.
故选:D
6.(23-24高二下·江苏苏州·期末)已知幂函数在上单调递减,则实数的值为( )
A.或1 B.或2 C.1 D.
【答案】C
【分析】根据幂函数的定义和性质求解即可.
【详解】因为幂函数在上单调递减,
所以,解得.
故选:C.
7.(22-23高一上·四川遂宁·期中)若函数为幂函数,且在区间上单调递减,则( )
A. B.3 C.或3 D.2或
【答案】B
【分析】根据函数为幂函数以及幂函数具有的性质,可列式计算,即得答案.
【详解】由题意函数为幂函数,且在区间上单调递减,
可得,且,
解得,
故选:B
8.(23-24高一上·江苏南京·期末)已知幂函数在上单调递增,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据幂函数的定义求出参数的值,再分析其性质即可得出答案.
【详解】因为函数为幂函数,
所以,解得或,
又因为在上单调递增,
故,所以.
故选:B
9.(23-24高一上·江苏南京·期中)已知幂函数为偶函数,若函数在区间上为单调函数,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】用幂函数和偶函数定义确定,再用二次函数对称轴与单调区间的关系讨论即可.
【详解】因为函数为幂函数,则,得或.
当时,为偶函数,符合题意;
当时,为非奇非偶函数,不合题意,
所以,,
则,对称轴为直线.
①若函数在上为增函数,则,解得;
②若函数在上为减函数,则,解得.
综上所述,实数a的取值范围是
故选:B.
10.(22-23高一上·江苏无锡·期末)已知,,,则a,b,c的大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】运用指数函数、对数函数、幂函数的单调性及对数运算性质寻找中间值比较大小即可.
【详解】∵,∴,
∵,∴,
∵,∴.
∴,
故选:A.
11.(24-25高一上·江苏淮安·期中)已知幂函数的图象与坐标轴没有公共点,则实数m的取值为( )
A.2 B. C.0或 D.0或2
【答案】C
【分析】根据幂函数的定义及性质得解.
【详解】由题意可知,,解得或,
故选:C
12.(25-26高一上·全国·期末)幂函数过点,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设,代入点解出,再由单调性和偶函数的性质解不等式即可.
【详解】设,
由题意可得,解得,
所以在上单调递增,且,为偶函数,
所以,
解得,所以不等式的解集为.
故选:C.
13.(2023·江西南昌·一模)已知函数,若对于任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由幂函数的奇偶性及单调性即可解得.
【详解】易知是奇函数且单调递增,
故原不等式等价于
即
所以,
所以在任意的上恒成立,故.
故选:D
二、多选题
14.(2023·吉林长春·模拟预测)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】BD
【分析】先代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A,B,由,可判断C,
假设,对不等式进行证明,即可判断D.
【详解】将点代入函数得:,则.
所以,显然在定义域上为减函数,所以A错误;
,所以为偶函数,所以B正确;
当时,,即,所以C错误;
当若时,
假设,整理得
,化简得,,
即证明成立,
利用基本不等式,,因为,故等号不成立,成立;
即成立,所以D正确.
故选:BD.
15.(20-21高一上·江苏盐城·期末)已知幂函数的图象经过点,则下列命题正确的有( )
A.该函数在定义域上是偶函数
B.对定义域上任意实数,,且,都有
C.对定义域上任意实数,,且,都有
D.对定义域上任意实数,,都有
【答案】BC
【分析】求出函数,可求得定义域不关于原点对称,从而可判断选项A;由函数为增函数,即可判断选项B;作差判断符合,即可判断选项C;计算与,即可判断选项D.
【详解】解:因为幂函数的图象经过点,所以,所以,
所以,定义域为,,为非奇非偶函数,故A错误;
由幂函数的性质可知在,上为增函数,所以对任意实数,,,不妨设,则,所以,,所以,故B正确;
任意实数,,,不妨设,则,又,所以,即,所以,故C正确.
,,所以与不一定相等,故D错误.
故选:BC.
16.(21-22高一上·山东烟台·期末)幂函数,则下列结论正确的是( )
A. B.函数是偶函数
C. D.函数的值域为
【答案】ABD
【分析】根据幂函数定义可知,即可解得的值,结合是正整数即可对选项做出判断.
【详解】由幂函数定义可知,系数,解得或,
又因为,所以;故A正确;
时,,其定义域为,且满足,所以函数是偶函数,即B正确;
由可知,函数在为单调递减,所以,所以C错误;
函数的值域为,即D正确;
故选:ABD.
17.(22-23高一上·江苏南京·期末)若幂函数的图像经过点,则下列命题中,正确的有( )
A.函数为奇函数 B.函数为偶函数
C.函数在为减函数 D.函数在为增函数
【答案】AC
【分析】先根据幂函数图像经过点,求出函数解析式,然后利用幂函数的基本性质即可求解.
【详解】因为是幂函数,所以设,
又的图像经过点,所以,所以,即,
所以函数为奇函数,且在为减函数,故AC正确,BD错误;
故选:AC.
三、填空题
18.(24-25高一上·上海金山·期末)已知点在某一个幂函数的图像上.求幂函数的表达式为 .
【答案】
【分析】根据幂函数的表达式即可求解.
【详解】点在幂函数的图像上,
,解得,
的表达式为.
故答案为:.
19.(23-24高一上·江苏南京·期末)已知幂函数的图象经过点,则的值是 .
【答案】/
【分析】根据幂函数的图象过的点求出,可得函数解析式,代入求值,即得答案.
【详解】由题意知幂函数的图象经过点,
故,即,
故,
故答案为:
20.(23-24高一上·江苏镇江·期末)幂函数满足下列性质:(1)对定义域中任意的,有;(2)对中任意的,都有,请写出满足这两个性质的一个幂函数的表达式 .
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据幂函数满足的性质,即可写出答案.
【详解】由题意知幂函数满足性质:对定义域中任意的,有,
则函数为偶函数;
又函数满足对中任意的,都有,
可知函数为上的单调递减函数,
故满足题目中要求,
故答案为:
21.(23-24高二下·江苏镇江·期末)若闭区间满足:①函数在上单调;②函数在上的值域为,,则称区间为函数的次方收缩区间.函数的次方的一个收缩区间为 ;若函数存在次方收缩区间,则k的取值范围是 .
【答案】 且
【分析】令函数的次方的一个收缩区间为,根据幂函数的单调性及函数新定义有且,即可求区间,令的次方收缩区间为,结合函数单调性及函数新定义有是的两个根,利用二次函数与一元二次方程的关系列不等式求参数范围.
【详解】由在R上单调递增,令函数的次方的一个收缩区间为,
所以在上单调递增,且值域为,故且,可得,
所以函数的次方的一个收缩区间为,
由在R上单调递增,令其次方收缩区间为且,对应值域为,
所以,即是的两个根,记,
则,可得且.
故答案为:,且
22.(24-25高一上·江苏南通·期末)已知幂函数是偶函数,则 ,设,若对于任意,,则实数的最大值为 .
【答案】 -2 -1
【分析】根据幂函数的定义和偶函数的性质即可解出,令,将不等式转化为恒成立问题,即可求解.
【详解】由已知幂函数是偶函数,则有,解得或,
又,则指数须为偶数,所以.
所以,则,
不等式可化为,令,
则,时取等号,不等式变为.
当时,不等式不成立;
当时,令二次函数,其对称轴为,,
要使在时恒成立,
则且,解得,所以的最大值为.
故答案为:-2;-1.
四、解答题
23.(23-24高一上·山东日照·期末)已知幂函数为偶函数.
(1)求的解析式;
(2)若在上是单调函数,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据函数为幂函数得,从而求出代入解析式检验,进而可求出的解析式;
(2)求出的对称轴,然后由在上是单调函数,得或,从而可求出实数的取值范围.
【详解】(1)由题意,解得或3,
若是偶函数,代入检验可得,故;
(2),对称轴是,
若在上是单调函数,则或,解得或.
所以实数的取值范围为或.
24.(24-25高一上·陕西西安·期末)已知幂函数在区间上单调递增.
(1)求的解析式;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据幂函数的定义和性质来求得的值,从而求得的解析式.
(2)根据函数的单调性化简不等式,从而求得的取值范围.
【详解】(1)是幂函数,
,解得或,
又幂函数在区间上单调递增,
,即.
(2))易知在上单调递增,
又,
,即,
解得,
实数的取值范围为.
25.(24-25高一上·山东威海·期末)已知幂函数的图象关于轴对称,函数.
(1)判断在上的单调性并证明;
(2)设函数,.若,,求的取值范围.
【答案】(1)函数在上单调递增;证明见解析
(2)
【分析】(1)根据幂函数的性质确定的值,进而确定函数的解析式,再根据函数单调性的定义证明.
(2)先根据函数的单调性,确定集合,再分情况讨论二次函数在给定区间上的最值,根据条件列出不等式求参数的取值范围.
【详解】(1)由,所以或,
由幂函数的图象关于轴对称,所以.
故.
所以.
函数在上单调递增,下面用单调性定义证明:
设,
则.
因为,所以,,,所以,
所以,即.
所以函数在上单调递增.
(2)因为函数在上单调递增,且,
所以,.
对,.
当即时,在上单调递增,所以,
由.
当即时,在上单调递减,在上单调递增,所以.
由,无解.
当即时,在上单调递减,所以,
由,这与矛盾,无解.
综上可知:.
故的取值范围是:.
26.(24-25高一下·云南曲靖·期末)已知幂函数在上单调递增.
(1)求的值;
(2)若函数,判断在上的单调性并用定义法证明你的结论.
【答案】(1)
(2)在上单调递增,证明见解析
【分析】(1)由幂函数的性质即可列方程求解;
(2)由题意得,由对勾函数性质可判断在上单调递增,再结合定义法证明即可.
【详解】(1)因为是幂函数,所以,
解得或,
因为在上单调递增,所以,所以,则.
(2)由(1)可知,则,故在上单调递增.
证明如下:
任取,,且,
则.
因为,所以.
因为,,所以,所以,
所以,即,
所以,即在上单调递增.
27.(24-25高一上·云南昆明·期末)已知函数为幂函数,且满足.
(1)求实数的值;
(2)若函数,其定义域为.
①根据定义证明在上为减函数;
②求使不等式成立的实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)①证明见解析;②
【分析】(1)根据幂函数的定义和偶函数的性质求解即可;
(2)①利用单调性的定义按照步骤证明即可;
②利用的单调性解不等式即可.
【详解】(1)因为为幂函数,
所以,解得或,
又因为,所以为奇函数,故.
(2)①证明:由(1)知,则,
设,
则,
因为,所以,所以,
故.
所以在上为减函数.
②因为在上为减函数.,其定义域为,
所以等价于,解得,
所以实数的取值范围为.
28.(24-25高一上·福建漳州·期末)已知幂函数在区间单调递增.
(1)求k的值;
(2)若函数,则是否存在实数m,使得的最小值为4?若存在,求m的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)1
(2)存在m=3
【分析】(1)根据幂函数的定义,可求得k值,根据的单调性,分析判断,即可得答案.
(2)由(1)得,则,分别讨论对称轴、和三种情况,根据二次函数的性质,求解即可得答案.
【详解】(1)因为是幂函数,所以,
解得或,
当时,在区间单调递减,不符合题意,
当时,在区间单调递增,符合题意,
所以.
(2)由 (1) 函数的解析式为,
由函数,得,
函数为开口向上,对称轴为的抛物线,
①当即时,则,解得,满足题意;
②当时,即时,则,无解,舍去;
③当时,即时,则,解得,不满足,舍去;
综上所述,存在使得的最小值为4.
29.(25-26高一上·广东揭阳·期中)已知幂函数.
(1)求的解析式;
(2)求方程的解集;
(3)判断函数在上的单调性,并用函数单调性的定义证明你的结论.
【答案】(1)
(2)
(3)在上为减函数,证明见解析
【分析】(1)根据幂函数的定义可得出关于的等式,解出的值,即可得出函数的解析式;
(2)根据函数的定义域和单调性结合可得出关于的等式与不等式,即可得出原方程的解集;
(3)化简函数的解析式,任取、且,作差,变形后判断的符号,结合函数单调性的定义即可得出结论.
【详解】(1)因为函数为幂函数,则,解得,故.
(2)因为函数的定义域为,且该函数在上为增函数,
由可得,解得,
故方程的解集为.
(3)函数在上单调递减,证明如下:
任取、且,
,
因为,所以,,所以,
所以,即,
故函数在上为减函数.
30.(24-25高一上·安徽六安·期末)已知函数为幂函数,且在区间上单调递增,令.
(1)求函数的解析式;
(2)当时,求函数在区间上的值域;
(3)若存在,使得能成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据幂函数的定义以及单调性可得出关于的等式与不等式,解出的值,即可得出函数的解析式;
(2)令,求出函数在区间上的值域即可;
(3)令,可得,不等式转化为,由参变量分离法可得,其中,结合基本不等式可求得的取值范围.
【详解】(1)因为幂函数在区间上单调递增,
则,解得,
故.
(2)当时,可得,
令,因为,所以,即可得,
所以,函数在区间上单调递减,
当时,,当时,.
所以函数在区间上的值域为.
(3)令,因为,所以,
因为,即转化为,
由参变量分离法可得,其中,所以,,
由基本不等式可得,
当且仅当时,即当时,等号成立,所以,
综上可知,实数的取值范围为.
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专题06 幂函数的图象与性质
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考点巩固:必考题型讲透练透,能力提升
复习提升:真题感知+提升专练,全面突破
【考点01】幂函数的概念
我们把形如y=xα的函数称为幂函数,其中x是自变量,α是常数.
【考点02】幂函数的图象和性质
(1)幂函数的图象
在同一平面直角坐标系中,幂函数y=x,y=x2,y=x3,y=x,y=x-1的图象如图所示:
(2)幂函数的性质
y=x
y=x2
y=x3
y=x
y=x-1
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(-∞,+∞)上是增函数
在(-∞,0]上是减函数,在[0,+∞)上是增函数
在(-∞,+∞)上是增函数
在[0,+∞)上是增函数
在(-∞,0)上是减函数,在(0,+∞)上是减函数
定点
(1,1),(0,0)
(1,1),(0,0)
(1,1),(0,0)
(1,1),(0,0)
(1,1)
注:(1)当α>0时,幂函数y=xα具有如下性质:
①函数的图象过点(0,0),(1,1).
②在第一象限内,函数的图象随x的增大而上升,即函数在区间[0,+∞)上是增函数.
(2)当α<0时,幂函数y=xα具有的性质为:
①函数的图象都过点(1,1).
②在第一象限内,函数的图象随x的增大而下降,函数在区间(0,+∞)上是减函数.
【二级结论1】幂函数奇偶性规律
(3)对于形如(其中m∈N*,n∈Z,m与n互质)的幂函数
①当n为偶数时,f(x)为偶函数,图象关于y轴对称;
②当m,n都为奇数时,f(x)为奇函数,图象关于原点对称;
③当m为偶数时,(或),是非奇非偶函数,图象只在第一象限(或第一象限及原点处)
【二级结论2】幂函数y=xα在第一象限的两个重要结论
(1)恒过点(1,1);
(2)当x∈(0,1)时,α越大,函数值越小;当x∈(1,+∞)时,α越大,函数值越大.
【题型1 幂函数的概念辨析】
幂函数的判断及应用
(1)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,需满足:①指数为常数,②底数为自变量,③xα的系数为1.形如y=(3x)α,y=2xα,y=xα+5…形式的函数都不是幂函数.
(2)若一个函数为幂函数,则该函数也必具有y=xα(α为常数)这一形式.
1.【多选】(24-25高一上·浙江丽水·期末)下列函数中,为幂函数的是( )
A. B. C. D.
2.【多选】(23-24高一上·湖南长沙·期末)下列哪些函数是幂函数( )
A. B. C. D.
3.(21-22高二下·陕西咸阳·期末)现有下列函数:①;②;③;④;⑤;⑥;⑦,其中幂函数的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.(24-25高一上·湖北·期末)下列函数是幂函数且是奇函数的是( )
A.y=2x B.
C. D.
【题型2 求幂函数的解析式或值】
若已知图象过点,将点坐标代入,解方程求。得到解析式后,求函数值直接代入自变量
5.(23-24高一上·山东聊城·期末)已知幂函数的图象通过点,则 .
6.(22-23高一上·内蒙古呼和浩特·月考)已知幂函数的图象过点,则的值为 .
7.(24-25高一上·上海宝山·期末)幂函数的图像过点,则的值为( )
A.64 B.2 C.16 D.8
8.(24-25高一上·云南楚雄·期末)已知幂函数满足,则( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【题型3 根据函数是幂函数求参数值】
由幂函数定义,令函数系数为 1,列方程求参数初步值。
9.(24-25高一下·辽宁朝阳·月考)已知幂函数,则 .
10.(24-25高一上·江苏镇江·期末)已知幂函数经过点,则的值是 .
11.(24-25高一上·江苏徐州·期末)若幂函数的图象经过点,则( )
A. B. C.2 D.
12.(24-25高二下·江西·期末)“点在幂函数图象上”的充要条件是 .
13.(24-25高二下·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
14.(25-26高一上·全国·课后作业)若函数是幂函数,则实数的值是( )
A.1或 B. C.2 D.或2
【题型4 幂函数的定义域问题】
1.为正整数时,定义域为;为负整数时,定义域为。
2.为分数(最简),若为奇数,定义域为;为偶数,定义域为。
15.【多选】(22-23高一上·江苏南通·期末)已知幂函数的图象经过点,则( )
A.
B.的定义域为
C.的值域为
D.的解集为
16.(23-24高一上·山西吕梁·月考)已知幂函数的图象过点,则的定义域为( )
A. B.
C. D.
17.(23-24高一上·广东广州·期中)幂函数图象过点,则的定义域为( )
A. B. C. D.
18.(21-22高一上·黑龙江绥化·期末)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
19.(24-25高一上·上海·课后作业)若幂函数(为整数)的定义域为,则的值为 .
【题型5 幂函数的值域问题】
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确定:
(1)当幂指数取正整数时,定义域为,
当为正偶数时,值域为;当为奇数时,值域为.
(2)当幂指数取零或负整数时,定义域为,
当时,值域为;当为负偶数时,值域为;当为负奇数时,值域为.
(3)当幂指数取分数时,可以先化为根式,再利用根式有意义求定义域和值域.
20.(24-25高三上·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 .
21.(22-23高一上·贵州毕节·期末)下列函数中,定义域和值域不相同的是( )
A. B. C. D.
22.(25-26高一上·上海浦东新·月考)函数,的值域为 .
23.(24-25高一上·上海·期末)函数的定义域是,则它的值域是 .
【题型6 幂函数的图象及应用】
1.幂函数图象的画法
①确定幂函数在第一象限内的图象:先根据α的取值,确定幂函数y=xα在第一象限内的图象.
②确定幂函数在其他象限内的图象:根据幂函数的定义域及奇偶性确定幂函数f(x)在其他象限内的图象.
2.解决幂函数图象问题应把握的原则
(1)依据图象高低判断幂指数的大小,相关结论为:①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);②在(1,+∞)上,指数越大,幂函数图象越远离x轴(简记为指大图高).
(2)依据图象确定幂指数α与0,1的大小关系,即根据幂函数在第一象限内的图象(类似于y=x-1或y=或y=x3)来判断.
24.(24-25高一上·辽宁·期末)如图,①②③④对应四个幂函数的图象,则①对应的幂函数可以是( )
A. B.
C. D.
25.(25-26高三上·江苏淮安·月考)幂函数的图象一定不经过哪个象限( )
A.一 B.二 C.三 D.四
26.(24-25高一上·江苏淮安·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.
27.(2022高二下·浙江·学业考试)函数的大致图象为( )
A. B.
C. D.
28.(23-24高一上·四川广安·期末)已知幂函数的图象经过点,则该幂函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
29.(24-25高一上·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.
30.(25-26高一上·福建龙岩·月考)在同一坐标系内,函数()和的图象可能是( )
A. B.
C. D.
31.(23-24高一上·北京海淀·期末)在同一个坐标系中,函数的部分图象可能是( )
A. B.
C. D.
32.(25-26高一上·江苏扬州·期中)已知幂函数的图象与轴相交,则实数 .
33.(24-25高一下·河南·开学考试)已知幂函数的图象经过第三象限,则( )
A. B.1 C. D.2
【题型7 幂函数的图象过定点问题】
1. 基本定点为(1,1),代入任何幂函数均成立。
1. 若函数为,令得,定点为。
34.(23-24高一上·四川凉山·期末)函数的图象恒过点 .
35.(25-26高一·全国·假期作业)函数的图象恒过定点( )
A. B. C. D.
36.(25-26高一上·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 .
37.(25-26高一上·山西·月考)已知函数(为常数)的图象恒过定点,则 .
38.(24-25高一上·上海·期中)函数(是有理数)的图象过一定点,则的坐标为 .
39.(24-25高三上·上海·期中)设与是两个不同的幂函数,记,则中的元素个数的可能是( ).
A.0、1、2、 B.1、2、3 C.1、2、3、4 D.0、1、2、3
【题型8 判断幂函数的单调性】
关键是"根据指数的符号分区间判断";
1.当时,幂函数在上单调递增;在的单调性需结合奇偶性;
2.当时,幂函数在上单调递减;同样需用奇偶性分析负区间;
3.对定义域分段的幂函数(如为偶分数),仅在对应区间判断单调性.
40.(24-25高一上·江苏苏州·期末)设幂函数,则“”是“在定义域内单调递减”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
41.(24-25高一上·江苏宿迁·期末)已知幂函数图象经过点,则函数的增区间为 .
42.(24-25高三上·江苏常州·期末)已知幂函数满足以下两个条件:①是奇函数,②在上单调递减.请写出符合要求的的一个解析式 .
43.(24-25高一上·江苏扬州·期末)若幂函数的图象经过点,则下列说法正确的是( )
A.为偶函数 B.方程的实数根为
C.在上为增函数 D.的值域为
44.【多选】(23-24高一上·江苏盐城·期末)幂函数,,则下列结论正确的有( ).
A. B.函数在定义域内单调递减
C. D.函数的值域为
【题型9 判断与幂函数相关的复合函数的单调性】
核心是“用同增异减法则,分内外层函数分析”。
1.设复合函数为,其中是幂函数,先确定内外层定义域。
2.分别判断内层函数和外层幂函数的单调性。
3.若内外层均增或均减,复合函数递增;一增一减则递减。
45.(23-24高一上·江苏南京·期末)已知幂函数的图象过点,则函数的单调递增区间为( )
A. B.
C. D.
46.(21-22高一上·江苏南通·期末)函数的单调递减区间为 .
47.(22-23高一上·重庆渝中·期中)函数的单调减区间为 ;
48.(2022高三·全国·专题练习)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【题型10 由幂函数的单调性求参数】
1.若幂函数在单调递增,則;单调递减则。
2.分段函数在定义域上的具有一种单调性,则要求分段函数在每段定义域上的单调性保持一致,还对断点处的函数值的大小有要求,如果是增函数,则在断点处左边的函数值右边的函数值,如果是减函数,则在断点处左边的函数值右边的函数值。
49.(23-24高一上·江苏镇江·期中)幂函数在上递减,则实数( )
A. B. C.2 D.2或
50.(24-25高一上·安徽合肥·期末)若幂函数,且在上是增函数,则实数 .
51.(24-25高一上·河北唐山·期中)已知幂函数在上单调递增,则实数的值为 .
52.(21-22高一上·江苏无锡·期末)“”是“幂函数在上是减函数”的一个()
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
53.(24-25高一上·内蒙古呼伦贝尔·期末)已知幂函数,对任意且,都有,若,则的值( )
A.恒大于0 B.等于0 C.恒小于0 D.无法判断
54.(24-25高二下·云南临沧·期末)已知,函数在上是单调函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
55.(24-25高一上·湖北荆州·期末)已知函数在区间上单调递减,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【题型11 比较幂值的大小】
比较幂值大小的方法
(1)若两个幂值的指数相同或可化为两个指数相同的幂值时,则可构造函数,利用幂函数的单调性比较大小.
(2)若底数、指数均不同,则考虑用中间值法比较大小,这里的中间值可以是“0”或“1”.
56.(24-25高二下·重庆·期末)“”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
57.【多选】(23-24高一上·浙江金华·期末)已知,则下列说法正确的是( )
A.当时,的值域为R B.当时,
C.当时,是偶函数 D.当时,是奇函数
58.(24-25高一上·安徽安庆·月考)已知,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
59.(21-22高一上·安徽芜湖·期中)已知,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
60.(21-22高一上·安徽·期中)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
61.【多选】(23-24高一上·江苏盐城·期末)已知幂函数的图象经过点,则( ).
A.函数为增函数
B.当时,
C.函数为偶函数
D.
【题型12 利用幂函数的单调性解不等式】
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.
62.(24-25高一上·上海·期末)已知,则实数的取值范围是 .
63.(24-25高一上·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.
64.(24-25高一上·甘肃定西·期末)已知函数为幂函数,且,若,则实数的取值范围是 .
65.(24-25高一上·甘肃平凉·期末)已知幂函数的图象经过点,则不等式的解集为 .
66.【多选】(24-25高三上·贵州·月考)已知幂函数,则( )
A. B.的定义域为
C.为非奇非偶函数 D.不等式的解集为
【题型13 幂函数的奇偶性的应用】
1.判断奇偶性:先看定义域是否关于原点对称,再验证 与 的关系, 为整数时,奇数则奇,偶数则偶。
2.应用时,可将负自变量转化为正自变量,如求 ,若为奇函数则 。
3.利用奇偶性简化图象绘制或值域、单调性的分析。
67.(24-25高一上·湖北武汉·期末)若幂函数为偶函数,则不等式的解集为 .
68.(22-23高一上·江苏无锡·期末)已知幂函数的图象关于y轴对称,则的值为 .
69.(23-24高一上·天津·期末)已知函数是幂函数,且该函数是偶函数,则的值是 .
70.(22-23高一上·陕西西安·期末)已知幂函数为偶函数,则实数的值为 .
71.(2023·江苏南京·二模)幂函数满足:任意有,且,请写出符合上述条件的一个函数 .
72.(22-23高二上·河南·开学考试)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.
73.(22-23高一上·山东枣庄·期末)已知幂函数的图像关于y轴对称.
(1)求m的值;
(2)若函数,求的单调递增区间.
【题型14 幂函数的单调性和奇偶性的综合应用】
关键是 "先定奇偶性缩范围,再用单调性解问题"。
1.判断幂函数的奇偶性,确定函数在对称区间的性质关联,如奇函数在 与 单调性一致。
2.分析函数在某一区间(如 )的单调性,结合奇偶性推导另一区间的单调性。
3.综合两者解决比较大小、解不等式等问题,避免忽略定义域限制。
74.(24-25高二下·上海浦东新·期末)已知,若幂函数是偶函数且在区间上单调递增,则 .
75.(24-25高一下·湖南怀化·期末)已知函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
76.(24-25高一上·江苏无锡·期末)已知幂函数()的图象关于原点对称,且在上单调递减,若,则实数a的取值范围是 .
77.(23-24高二下·吉林长春·期末)已知幂函数在上单调递增,且的图象关于轴对称.
(1)求的值及函数的解析式;
(2)若,求实数的取值范围.
78.(24-25高一上·江苏南京·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.
79.(23-24高一上·江西新余·期末)若幂函数图象过点,且,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
80.(23-24高一上·河南开封·期中)已知幂函数的图象关于轴对称,且在上是减函数.
(1)求和的值;
(2)若实数满足,求的最小值.
【题型15 幂函数性质的综合应用 】
解决与幂函数有关的综合性问题的方法
首先要考虑幂函数的概念,对于幂函数y=xα(α是常数),由于α的取值不同,所以相应幂函数的单调性和奇偶性也不同.同时,注意分类讨论思想的应用.
81.【多选】(24-25高二下·黑龙江牡丹江·期末)下列说法正确的是( )
A.若函数是幂函数,则实数的值是或2
B.幂函数始终经过点和
C.若函数,则在区间上单调递减
D.若函数,则对于任意的,有
82.【多选】(25-26高一上·西藏拉萨·期末)关于幂函数,下列结论正确的是( )
A.的图象经过原点 B.为偶函数
C.的值域为 D.在区间上单调递增
83.【多选】(24-25高一上·新疆巴音郭楞·期末)已知幂函数的图象经过点,则下列判断正确的有( )
A.在区间上为减函数 B.的值域为R
C.方程的实数根为 D.为偶函数
84.【多选】(24-25高一上·贵州黔东南·期末)已知幂函数,则下列说法正确的有( )
A.或3 B.一定为奇函数
C.一定为减函数 D.必过点
85.【多选】(24-25高二上·云南红河·期末)已知幂函数,则( )
A.
B.的定义域为
C.为非奇非偶函数
D.不等式的解集为
86.【多选】(24-25高一上·浙江宁波·期末)已知函数,如果存在不全为零的实数a,b,使得为奇函数,那么叫做关于的“类奇函数”.下列结论正确的有( )
A.为“类奇函数”
B.为“类奇函数”
C.若为“类奇函数”,则可以是偶函数
D.若是关于的“类奇函数”,则的图象关于点成中心对称图形
一、单选题
1.(24-25高一上·江苏常州·期末)下列函数中,是奇函数且在上单调递减的为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一上·江苏苏州·期末)已知幂函数的图象过点,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·江苏苏州·期末)“”是“函数在区间上单调递增”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
4.(24-25高一上·贵州铜仁·期末)已知幂函数的图象过点,则( )
A. B.
C. D.
5.(22-23高一上·江苏泰州·期末)已知函数,则的值为( )
A. B. C. D.
6.(23-24高二下·江苏苏州·期末)已知幂函数在上单调递减,则实数的值为( )
A.或1 B.或2 C.1 D.
7.(22-23高一上·四川遂宁·期中)若函数为幂函数,且在区间上单调递减,则( )
A. B.3 C.或3 D.2或
8.(23-24高一上·江苏南京·期末)已知幂函数在上单调递增,则( )
A. B. C. D.
9.(23-24高一上·江苏南京·期中)已知幂函数为偶函数,若函数在区间上为单调函数,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
10.(22-23高一上·江苏无锡·期末)已知,,,则a,b,c的大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
11.(24-25高一上·江苏淮安·期中)已知幂函数的图象与坐标轴没有公共点,则实数m的取值为( )
A.2 B. C.0或 D.0或2
12.(25-26高一上·全国·期末)幂函数过点,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
13.(2023·江西南昌·一模)已知函数,若对于任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
14.(2023·吉林长春·模拟预测)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
15.(20-21高一上·江苏盐城·期末)已知幂函数的图象经过点,则下列命题正确的有( )
A.该函数在定义域上是偶函数
B.对定义域上任意实数,,且,都有
C.对定义域上任意实数,,且,都有
D.对定义域上任意实数,,都有
16.(21-22高一上·山东烟台·期末)幂函数,则下列结论正确的是( )
A. B.函数是偶函数
C. D.函数的值域为
17.(22-23高一上·江苏南京·期末)若幂函数的图像经过点,则下列命题中,正确的有( )
A.函数为奇函数 B.函数为偶函数
C.函数在为减函数 D.函数在为增函数
三、填空题
18.(24-25高一上·上海金山·期末)已知点在某一个幂函数的图像上.求幂函数的表达式为 .
19.(23-24高一上·江苏南京·期末)已知幂函数的图象经过点,则的值是 .
20.(23-24高一上·江苏镇江·期末)幂函数满足下列性质:(1)对定义域中任意的,有;(2)对中任意的,都有,请写出满足这两个性质的一个幂函数的表达式 .
21.(23-24高二下·江苏镇江·期末)若闭区间满足:①函数在上单调;②函数在上的值域为,,则称区间为函数的次方收缩区间.函数的次方的一个收缩区间为 ;若函数存在次方收缩区间,则k的取值范围是 .
22.(24-25高一上·江苏南通·期末)已知幂函数是偶函数,则 ,设,若对于任意,,则实数的最大值为 .
四、解答题
23.(23-24高一上·山东日照·期末)已知幂函数为偶函数.
(1)求的解析式;
(2)若在上是单调函数,求实数的取值范围.
24.(24-25高一上·陕西西安·期末)已知幂函数在区间上单调递增.
(1)求的解析式;
(2)若,求实数的取值范围.
25.(24-25高一上·山东威海·期末)已知幂函数的图象关于轴对称,函数.
(1)判断在上的单调性并证明;
(2)设函数,.若,,求的取值范围.
26.(24-25高一下·云南曲靖·期末)已知幂函数在上单调递增.
(1)求的值;
(2)若函数,判断在上的单调性并用定义法证明你的结论.
27.(24-25高一上·云南昆明·期末)已知函数为幂函数,且满足.
(1)求实数的值;
(2)若函数,其定义域为.
①根据定义证明在上为减函数;
②求使不等式成立的实数的取值范围.
28.(24-25高一上·福建漳州·期末)已知幂函数在区间单调递增.
(1)求k的值;
(2)若函数,则是否存在实数m,使得的最小值为4?若存在,求m的值;若不存在,说明理由.
29.(25-26高一上·广东揭阳·期中)已知幂函数.
(1)求的解析式;
(2)求方程的解集;
(3)判断函数在上的单调性,并用函数单调性的定义证明你的结论.
30.(24-25高一上·安徽六安·期末)已知函数为幂函数,且在区间上单调递增,令.
(1)求函数的解析式;
(2)当时,求函数在区间上的值域;
(3)若存在,使得能成立,求实数的取值范围.
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