内容正文:
4.4 幂函数
[课时跟踪检测]
1.幂函数f(x)=xα的图象经过点(2,4),则f等于 ( )
A. B.
C.- D.2
解析:选B 幂函数f(x)=xα的图象经过点(2,4),
则2α=4,解得α=2.∴f(x)=x2,∴f==.
2.下列函数中,既是偶函数,又在区间(0,+∞)上单调递减的函数是 ( )
A.y=x-2 B.y=x-1
C.y=x2 D.y=
解析:选A 所给选项都是幂函数,其中y=x-2和y=x2是偶函数,y=x-1和y=不是偶函数,故排除选项B、D.又y=x2在区间(0,+∞)上单调递增,不符合题意,y=x-2在区间(0,+∞)上单调递减,符合题意.
3.函数y=的图象是 ( )
解析:选B 因为当x>1时,x>;当x=1时,x=,所以A、C、D均不正确,故选B.
4.已知f(x)=,若0<a<b<1,则下列各式正确的是 ( )
A.f(a)<f(b)<f<f
B.f<f<f(b)<f(a)
C.f(a)<f(b)<f<f
D.f<f(a)<f<f(b)
解析:选C 因为函数f(x)=在(0,+∞)上是增函数,又0<a<b<1<<,
故f(a)<f(b)<f<f.
5.(2023·天津高考)若a=1.010.5,b=1.010.6,c=0.60.5,则a,b,c的大小关系为 ( )
A.c>a>b B.c>b>a
C.a>b>c D.b>a>c
解析:选D 法一:因为函数f(x)=1.01x是增函数,且0.6>0.5>0,所以1.010.6>1.010.5>1,即b>a>1;因为函数g(x)=0.6x是减函数,且0.5>0,所以0.60.5<0.60=1,即c<1.综上,b>a>c.故选D.
法二:因为函数f(x)=1.01x是增函数,且0.6>0.5,所以1.010.6>1.010.5,即b>a;因为函数h(x)=x0.5在(0,+∞)上单调递增,且1.01>0.6>0,所以1.010.5>0.60.5,即a>c.综上,b>a>c.故选D.
6.在同一坐标系内,函数y=xa(a≠0)和y=ax-的图象可能是 ( )
解析:选C 当a<0时,函数y=ax-是减函数,且与y轴交点的纵坐标为->0,y=xa在(0,+∞)上是减函数,B、D均错误;对于A、C,若a>0,则y=ax-是增函数,y=xa在(0,+∞)上是增函数,A错误,C正确.
7.(多选)下列不等式在a<b<0的条件下能成立的是 ( )
A.a-1>b-1 B.<
C.b2<a2 D.>
解析:选ABC 分别构造函数y=x-1,y=,y=x2,y=,其中函数y=x-1,y=x2在(-∞,0)上为减函数,故A、C成立.
而y=,y=为(-∞,0)上的增函数,从而B成立,D不成立.
8.若函数f(x)=(m+2)xa是幂函数,且其图象过点(2,4),则函数g(x)=loga(x+m)的单调递增区间为 ( )
A.(-2,+∞) B.(1,+∞)
C.(-1,+∞) D.(2,+∞)
解析:选B 由题意得m+2=1,解得m=-1,
则f(x)=xa,将(2,4)代入函数的解析式,得
2a=4,解得a=2.故g(x)=loga(x+m)=log2(x-1),令x-1>0,解得x>1,故g(x)在(1,+∞)上单调递增.
9.(5分)已知幂函数f(x)=xα的部分对应值如表:
x
1
f(x)
1
则f(x)的单调递增区间是 .
解析:因为f=,所以=,
即α=,
所以f(x)=的单调递增区间是[0,+∞).
答案:[0,+∞)
10.(5分)已知幂函数f(x)=xα(α∈R)的图象经过点(8,4),则不等式f(6x+3)≤9的解集为 .
解析:由题意知8α=4,故α=log84=,由于f(x)==为R上的偶函数且在(0,+∞)上单调递增,故f(6x+3)≤9,即f(6x+3)≤f(27),所以|6x+3|≤27,解得-5≤x≤4.
答案:[-5,4]
11.(5分)幂函数y=xα,当α取不同的正数时,在区间[0,1]上它们的图象是一簇美丽的曲线(如图).设点A(1,0),B(0,1),连接AB,线段AB恰好被其中的两个幂函数y=xα,y=xβ的图象三等分,即有BM=MN=NA,那么αβ等于 .
解析:由题意,得M,N,可得==,即α=lo,β=lo.所以αβ=lo·lo=·=1.
答案:1
12.(10分)已知幂函数f(x)=xα的图象过点P,试画出f(x)的图象并指出该函数的定义域与单调区间.
解:因为f(x)=xα的图象过点P,
所以f(2)=,即2α=,
得α=-2,即f(x)=x-2,f(x)的图象如图所示,
定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),单调递减区间为(0,+∞),单调递增区间为(-∞,0).
13.(10分)已知幂函数y=x3m-9(m∈N+)的图象关于y轴对称,且在(0,+∞)上单调递减,求满足(a+1<(3-2a的a的取值范围.
解:因为函数y=x3m-9在(0,+∞)上单调递减,
所以3m-9<0,解得m<3.
又因为m∈N+,所以m=1,2.
又因为函数y=x3m-9的图象关于y轴对称,
所以3m-9为偶数,故m=1.
则原不等式可化为(a+1<(3-2a.
因为y=在(-∞,0),(0,+∞)上单调递减,
所以a+1>3-2a>0或3-2a<a+1<0或a+1<0<3-2a,
解得<a<或a<-1.
故a的取值范围是(-∞,-1)∪.
14.(15分)已知幂函数g(x)过点,且f(x)=x2+ag(x).
(1)求g(x)的解析式;(5分)
(2)讨论函数f(x)的奇偶性,并说明理由.(10分)
解:(1)设幂函数的解析式g(x)=xα(α为常数).
因为幂函数g(x)过点,所以2α=,解得α=-1,所以g(x)=.
(2)由(1)得f(x)=x2+.
①当a=0时,f(x)=x2.
由于f(-x)=(-x)2=x2=f(x),
可知f(x)为偶函数.
②当a≠0时,由于f(-x)=(-x)2+=x2-≠x2+=f(x),且f(-x)=(-x)2+=x2-≠-=-f(x),所以f(x)是非奇非偶函数.
综上,当a=0时,f(x)为偶函数;当a≠0时,f(x)为非奇非偶函数.
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