内容正文:
第二章
函数
第四讲 幂函数与二次函数
知识梳理·双基自测
名师讲坛·素养提升
考点突破·互动探究
提能训练 练案[9]
知识梳理 · 双基自测
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知 识 梳 理
知识点一 幂函数
1.幂函数的定义
一般地,函数_________叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.
2.常见的五种幂函数的图象
y=xα
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第二章 函数
3.幂函数的性质
(1)幂函数在(0,+∞)上都有定义;
(2)当α>0时,幂函数的图象都过点__________和__________,且在(0,+∞)上单调递增;
(3)当α<0时,幂函数的图象都过点__________,且在(0,+∞)上单调递减;
(4)当α为奇数时,y=xα为__________;当α为偶数时,y=xα为__________.
(1,1)
(0,0)
(1,1)
奇函数
偶函数
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第二章 函数
知识点二 二次函数
1.二次函数解析式的三种形式
一般式:f(x)=____________________.
顶点式:f(x)=a(x-m)2+n(a≠0),顶点坐标为__________.
零点式:f(x)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0),x1,x2为f(x)的________.
ax2+bx+c(a≠0)
(m,n)
零点
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第二章 函数
2.二次函数的图象和性质
解析式 f(x)=ax2+bx+c(a>0) f(x)=ax2+bx+c(a<0)
图象
定义域 R R
值域
__________________
__________________
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b=0
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第二章 函数
归 纳 拓 展
二次函数在闭区间上的最值
设二次函数f(x)=ax2+bx+c(a>0),闭区间为[m,n].
a<0时可以对应得到,你会吗?
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第二章 函数
双 基 自 测
题组一 走出误区
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(2)幂函数y=xn(n>0)在(0,+∞)上单调递增.( )
(3)二次函数y=ax2+bx+c(x∈R)不可能是奇函数.( )
(4)若幂函数的图象与坐标轴相交,则交点一定是原点.( )
[答案] (1)× (2)√ (3)√ (4)√
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[答案] C
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3.(必修1习题3.1T6改编)函数f(x)=-2x2+4x,x∈[-1,2]的值域为( )
A.[-6,2] B.[-6,1]
C.[0,2] D.[0,1]
[答案] A
[解析] 函数f(x)=-2x2+4x的图象开口向下,关于直线x=1对称,在x=1取得最大值2,在x=-1取得最小值-6.故选A.
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第二章 函数
4.(必修1P58T6改编)已知f(x)=x2-2 025x,若f(m)=f(n),m≠n,则f(m+n)等于( )
A.2 025 B.-2 025
C.0 D.10 025
[答案] C
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题组三 走向考场
5.(2022·上海卷)下列幂函数中,定义域为R的是( )
[答案] C
[解析] 选项A中函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),选项B中函数的定义域为(0,+∞),选项C中函数的定义域为R,选项D中函数的定义域为[0,+∞),故选C.
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第二章 函数
C.当m=4时,y=f(x)的图象关于y轴对称
D.y=f(x)的图象恒过点(-1,-1)
[答案] BC
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考点突破 · 互动探究
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幂函数图象与性质——自主练透
1.(多选题)(2026·成都模拟)已知函数f(x)=xα(α为常数),则下列说法正确的是( )
A.函数f(x)的图象恒过定点(1,1)
B.当α=-1时,函数f(x)是减函数
C.当α=3时,函数f(x)是奇函数
[答案] AC
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第二章 函数
2.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
D.-1<n<0<m<1
[答案] D
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第二章 函数
[解析] 幂函数y=xα,当α>0时,y=xα在(0,+∞)上单调递增,且0<α<1时,图象上凸,∴0<m<1.当α<0时,y=xα在(0,+∞)上单调递减.不妨令x=2,由图象得2-1<2n<1,则-1<n<0.综上可知,-1<n<0< m<1.
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A.a>b>c B.a>c>b
C.c>a>b D.b>c>a
[答案] B
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第二章 函数
名师点拨:
1.幂函数的形式是y=xα(α∈R),其中只有一个参数α,因此只需一个条件即可确定其解析式.
2.在区间(0,1)上,幂函数中指数越大,函数图象越靠近x轴(简记为“指大图低”),在区间(1,+∞)上,幂函数中指数越大,函数图象越远离x轴.
3.在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较,准确掌握各个幂函数的图象和性质是解题的关键.
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第二章 函数
二次函数的图象与性质
考向1 二次函数的解析式——师生共研
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[解析] 解法一:利用“一般式”解题.
设f(x)=ax2+bx+c(a≠0).
∴所求二次函数为f(x)=-4x2+4x+7.
解法二:利用“顶点式”解题.
设f(x)=a(x-m)2+n(a≠0).
∵f(2)=f(-1),
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第二章 函数
解法三:利用“零点式”解题.
由已知f(x)+1=0的两根为x1=2,x2=-1,
故可设f(x)+1=a(x-2)(x+1)(a≠0),
即f(x)=ax2-ax-2a-1.
解得a=-4或a=0(舍去).
∴所求函数的解析式为f(x)=-4x2+4x+7.
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第二章 函数
名师点拨:
根据已知条件确定二次函数解析式,一般用待定系数法,选择规律如下:
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【变式训练】
已知函数f(x)=2x2+mx+n的图象过点(1,-1),且满足f(-2)=f(3),则函数f(x)的解析式为______________.
[答案] f(x)=2x2-2x-1
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考向2 二次函数的图象和性质——多维探究
角度1 二次函数的图象
(多选题)(2026·银川模拟)已知函数y=ax2+bx+c的
部分图象如图所示,则( )
A.abc<0
B.b+c>0
C.2a+b+c>0
[答案] BD
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第二章 函数
名师点拨:二次函数图象的识别方法
二次函数的图象应从开口方向、对称轴、顶点坐标以及图象与坐标轴的交点等方面识别.
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第二章 函数
角度2 二次函数的单调性与最值
已知函数f(x)=x2-tx-1.
(1)若f(x)在区间(-1,2)上不单调,求实数t的取值范围;
(2)若x∈[-1,2],求f(x)的最小值g(t).
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第二章 函数
[引申]本例条件不变,求当x∈[-1,2]时,f(x)的最大值G(t).
[解析] f(-1)=t,f(2)=3-2t,f(2)-f(-1)=3-3t,
当t≥1时,f(2)-f(-1)≤0,
∴f(2)≤f(-1),∴f(x)max=f(-1)=t;
当t<1时,f(2)-f(-1)>0,
∴f(2)>f(-1),
∴f(x)max=f(2)=3-2t,
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第二章 函数
名师点拨:
解决“二次函数在给定区间上的最值”问题一般先用配方法化为f(x)=a(x-h)2+k(a≠0)的形式,根据图象的对称轴方程x=h和所给区间并结合图象求解.
1.对称轴和区间都固定时,根据单调性和图象直接求解.
2.若区间固定,对称轴变动,这时要讨论顶点横坐标是否在区间中;若对称轴固定,区间变动,这时要讨论区间与对称轴的位置关系,讨论的目的是明确对称轴和区间的位置关系,再根据函数单调性求最值或值域.
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第二章 函数
【变式训练】
1.(角度1)(2026·长沙模拟)已知a,b,c∈R,二次函数f(x)=ax2+bx+c.若f(0)=f(4)>f(1),则( )
A.a>0,4a+b=0 B.a<0,4a+b=0
C.a>0,2a+b=0 D.a<0,2a+b=0
[答案] A
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第二章 函数
2.(角度2)(多选题)(2025·榆林模拟)已知函数f(x)=x2+(2a-1)x-3,若函数f(x)在[-1,3]上的最大值为1,则实数a的值为( )
[答案] AD
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第二章 函数
名师讲坛 · 素养提升
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二次函数恒成立问题
二次函数的恒成立问题是高考命题的热点,此类问题的处理方法较为灵活,旨在培养学生的数学抽象、逻辑推理等核心素养.
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第二章 函数
[解析] (1)由题意得Δ=(2a)2-4(-a+2)≤0,即a2+a-2≤0,解得-2≤a≤1,所以实数a的取值范围是[-2,1].
(2)因为对于∀x∈[-1,1],f(x)≥0恒成立,所以f(x)min≥0,x∈[-1,1].函数f(x)图象的对称轴方程为x=-a.
当-a≤-1,即a≥1时,f(x)在区间[-1,1]上单调递增,则f(x)min=f(-1)=3-3a.解3-3a≥0,得a≤1,所以a=1.
当-1<-a<1,即-1<a<1时,f(x)min=f(-a)=-a2-a+2.解-a2-a+2≥0,得-2≤a≤1,所以-1<a<1.
当-a≥1,即a≤-1时,f(x)在区间[-1,1]上单调递减,则f(x)min=f(1)=a+3.解a+3≥0,得a≥-3,所以-3≤a≤-1.
综上可得,实数a的取值范围是[-3,1].
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第二章 函数
(3)∃x∈[-1,1],f(x)≥0成立,则f(x)max≥0,x∈[-1,1].函数f(x)图象的对称轴方程为x=-a.
当-a≤0,即a≥0时,f(x)max=f(1)=a+3.
解a+3≥0,得a≥-3,所以a≥0.
当-a>0,即a<0时,f(x)max=f(-1)=3-3a.解3-3a≥0,得a≤1,所以a<0.
综上可得,实数a的取值范围是R.
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第二章 函数
[探究] 本题的几个小题表面形式非常相似,究其本质却大相径庭,应认真审题,深入思考,多加训练,准确使用其成立的充要条件.
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第二章 函数
名师点拨:恒成立问题的解法
1.解决恒成立问题一定要搞清谁是自变量,谁是参数.一般地,知道谁的范围,谁就是变量,求谁的范围,谁就是参数.(1)(2)(3)x是变量,(4)a是变量.
2.对于二次不等式恒成立问题常见的类型有两种,一是在全集R上恒成立,二是在某给定区间上恒成立.
对第一种情况恒大于0就是相应的二次函数的图象在给定的区间上全部在x轴上方,恒小于0就是相应的二次函数的图象在给定的区间上全部在x轴下方;
对第二种情况,要充分结合函数图象进行分类讨论(也可采用分离参数的方法).
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【变式训练】
(2025·北京一零一中学模拟)已知函数f(x)=x2-x+1,在区间[-1,1]上不等式f(x)>2x+m恒成立,求实数m的取值范围.
[解析] 解法一:f(x)>2x+m等价于x2-x+1>2x+m,
即x2-3x+1-m>0,
令g(x)=x2-3x+1-m,要使g(x)=x2-3x+1-m>0在[-1,1]上恒成立,
只需使函数g(x)=x2-3x+1-m在[-1,1]上的最小值大于0即可,
∵g(x)=x2-3x+1-m在[-1,1]上单调递减,
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第二章 函数
∴g(x)min=g(1)=-m-1.
由-m-1>0,得m<-1.因此满足条件的实数m的取值范围是(-∞,-1).
所以g(x)在区间[-1,1]上单调递减,
则g(x)在区间[-1,1]上的最小值为g(x)min=g(1)=-1,所以m<-1.
因此满足条件的实数m的取值范围是(-∞,-1).
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提能训练 练案[9]
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A组基础巩固
一、单选题
1.已知函数f(x)=(m-1)x2-2mx+3是偶函数,则在(-∞,0)上此函数( )
A.单调递增 B.不是单调函数
C.单调递减 D.不能确定
[答案] A
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第二章 函数
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第二章 函数
2.若f(x)=x2-ax+1有负值,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-2]
B.(-2,2)
C.(-∞,-2)∪(2,+∞)
D.(1,3)
[答案] C
[解析] ∵f(x)=x2-ax+1有负值,∴Δ=a2-4>0,则a>2或a<-2.
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[答案] D
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4.(2025·湖南一模)已知幂函数f(x)=(m2+2m-2)xm+2在(0,+∞)上单调递增,则m的值为( )
A.1 B.-3
C.-4 D.1或-3
[答案] A
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第二章 函数
5.已知函数f(x)=3x2-12x+5在区间[0,n]上的最大值为5,最小值为-7,则n的取值范围是( )
A.[2,+∞) B.[2,4]
C.(-∞,2] D.[0,2]
[答案] B
[解析] 因为函数f(x)=3x2-12x+5=3(x-2)2-7,所以函数f(x)图象的对称轴为直线x=2,且函数f(x)的最小值为f(2)=-7.令f(x)=5,解得x=0或4,因为f(x)在区间[0,n]上的最大值为5,最小值为-7,所以n的取值范围是2≤n≤4,故选B.
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6.函数f(x)=ax2+2x+1与g(x)=xa在同一直角坐标系中的图象不可能为( )
[答案] B
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第二章 函数
[解析] 对于A,二次函数的图象开口向下,所以a<0,此时g(x)=xa在(0,+∞)上单调递减,与图中符合;对于B,二次函数的图象开口向上,所以a>0,此时g(x)=xa在(0,+∞)上单调递增,与图中不符合;对于C,二次函数的图象开口向上,所以a>0,此时g(x)=xa在(0,+∞)上单调递增,与图中符合;对于D,二次函数的图象开口向上,所以a>0,此时g(x)=xa在(0,+∞)上单调递增,与图中符合.故选B.
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[答案] A
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8.(2026·山东模拟)已知f(x)=-2x2+bx+c,不等式f(x)>0的解集为(-1,3).若对任意的x∈[-1,0],f(x)+m≥4恒成立,则m的取值范围是( )
A.(-∞,2] B.[4,+∞)
C.[2,+∞) D.(-∞,4]
[答案] B
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二、多选题
9.(2026·福建漳州期末)若函数f(x)=xα,则( )
A.f(x)的图象经过点(0,0)和(1,1)
B.当f(x)的图象经过点(-1,-1)时,f(x)为奇函数
C.当f(x)的图象经过点(-1,1)时,f(x)为偶函数
[答案] BC
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B.f(x)的定义域是R
C.f(x)是偶函数
D.不等式f(x-1)≥f(2)的解集是[-1,1)∪(1,3]
[答案] ACD
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第二章 函数
11.已知函数y=x2-4x+1的定义域为[1,t],在该定义域内函数的最大值与最小值之和为-5,则实数t的值可以为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
[答案] BC
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第二章 函数
[解析] 函数y=x2-4x+1是开口向上,对称轴为直线x=2的抛物线,因为函数的定义域为[1,t],所以当x=1时,y=-2,当x=2时,y=-3,因为在[1,t]内函数的最大值与最小值之和为-5,所以当y=-2时,x=1或x=3,所以2≤t≤3.故选BC.
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三、填空题
12.(2026·大庆模拟)已知函数f(x)=(m2-m-1)·x4m+3是幂函数,且在(0,+∞)上单调递增,则f(2)=________.
[答案] 211
解得m=2,所以f(x)=x11,f(2)=211.
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13.已知二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),且顶点到x轴的距离等于2,则二次函数的表达式为____________________________.
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第二章 函数
14.(2026·四川内江期中)已知幂函数f(x)过点(9,3),若f(2a-1)<f(3-2a),则实数a的取值范围是________.
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四、解答题
(1)求实数m的值;
(2)若函数g(x)=x-f(x),且x∈(0,+∞),
①判断函数g(x)的单调性,并证明;
②求使不等式g(2t-1)<g(t)成立的实数t的取值范围.
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[解析] (1)由题意知m2-3m+3=1,解得m=1或m=2,
当m=1时,幂函数y=x-1,
此时幂函数在(0,+∞)上单调递减,符合题意;
当m=2时,幂函数y=x4,
此时幂函数在(0,+∞)上单调递增,不符合题意.
所以实数m的值为1.
g(x)在区间(0,+∞)上单调递增.证明如下:
任取0<x1<x2,
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则g(x1)-g(x2)<0,即g(x1)<g(x2),
故g(x)在区间(0,+∞)上单调递增.
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②由①知,g(x)在区间(0,+∞)上单调递增,
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B组能力提升
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[答案] D
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2.已知函数f(x)=x2-2(a-1)x+a,若对于区间[-1,2]上任意两个不相等的实数x1,x2,都有f(x1)≠f(x2),则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,0] B.[0,3]
C.(-∞,0]∪[3,+∞) D.[3,+∞)
[答案] C
[解析] 二次函数f(x)=x2-2(a-1)x+a图象的对称轴为直线x=a-1,∵对于任意x1,x2∈[-1,2]且x1≠x2,都有f(x1)≠f(x2),即f(x)在区间[-1,2]上是单调函数,∴a-1≤-1或a-1≥2,∴a≤0或a≥3,即实数a的取值范围为(-∞,0]∪[3,+∞).
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D.f(x)的图象与直线y=2有一个交点
[答案] BCD
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A.恒大于0 B.恒小于0
C.等于0 D.无法判断
[答案] A
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(1)求f(x)的解析式;
(2)判断f(x)的单调性,并进行证明;
(3)若f(a+1)>f(2a-3),求实数a的取值范围.
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[解析] (1)由题意利用幂函数的定义和性质,求得m的值,可得结论.
证明:设x2>x1≥0,即x2-x1>0,
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6.已知二次函数f(x)的最小值为1,且f(0)=f(2)=3.
(1)求函数f(x)的解析式;
(3)若函数f(x)在区间[2a,a+1]上不单调,求实数a的取值范围.
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[解析] (1)∵f(0)=f(2)=3,
∴二次函数f(x)的对称轴为x=1,
设函数f(x)=a(x-1)2+1(a>0),
则f(0)=a+1=3,
解得a=2.
故f(x)=2(x-1)2+1=2x2-4x+3.
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(3)∵函数f(x)在区间[2a,a+1]上不单调,
∴2a<1<a+1,
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[答案] 12
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2.(2026·河南模拟)已知函数f(x)=x3,若|f(x1)-f(x2)|=2,则|x1-x2|的最大值为__________.
[答案] 2
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谢谢观看
单调性
在_____________上单调递减,在上单调递增
在_____________上单调递增,在上单调递减
顶点坐标
__________________
奇偶性
当_______时为偶函数
对称轴
函数的图象关于直线x=-成轴对称
(1)当-≤m时,最小值为f(m),最大值为f(n);
(2)当m<-≤时,最小值为f,最大值为f(n);
(3)当<-≤n时,最小值为f,最大值为f(m);
(4)当->n时,最小值为f(n),最大值为f(m).
(1)函数y=2x是幂函数.( )
题组二 走进教材
2.(必修1习题3.3 T1改编)已知幂函数f(x)=k·xα的图象过点,则k+α=( )
A. B.1
C. D.2
[解析] 由题意得k=1,又函数f(x)的图象过点,所以α=,解得α=,则k+α=.
[解析] 先求出函数的对称轴方程,利用二次函数的对称性求解即可.函数f(x)=x2-2 025x的对称轴为直线x=,∵f(m)=f(n),∴m,n关于函数f(x)=x2-2 025x图象的对称轴对称,∴m+n=2 025,∴f(m+n)=f(2 025)=0.故选C.
A.y=x-1 B.y=x
C.y=x D.y=x
6.(多选题)(2025·成都模拟)已知幂函数f(x)=(-3a+1)xm2-3m+2,其中a,m∈R,则下列说法正确的是( )
A.a=-1
B.当<m<1时,f(2)>f(1)
[解析] 因为f(x)=(-3a+1)xm2-3m+2是幂函数,所以-3a+1=1,得a=0,故A错误;当<m<1时,m2-3m+2=(m-1)(m-2)>0,根据幂函数的性质可知,此时f(x)在(0,+∞)上单调递增,即f(2)>f(1),故B正确;当m=4时,f(x)=x42-3×4+2=x6,满足f(-x)=f(x),所以f(x)是偶函数,其图象关于y轴对称,故C正确;根据幂函数的性质可知,y=f(x)的图象恒过点(1,1),故D错误.故选BC.
D.当α=时,函数f(x)的值域为(0,+∞)
[解析] 对于选项A,幂函数都过点(1,1);对于选项B,y=有两个减区间(-∞,0)和(0,+∞),但它不是减函数;对于选项C,y=x3是奇函数;对于选项D,y=的值域为[0,+∞).故选AC.
B.-1<n<0<m<
C.-1<m<0<n<
3.若a=,b=,c=,则a,b,c的大小关系是( )
[解析] 因为y=x在第一象限内单调递增,所以a=>c=,因为y=x是减函数,所以c=>b=,所以a>c>b.
由题意得解得
∴抛物线的对称轴为x==,
∴m=.
又根据题意,函数有最大值8,∴n=8,
∴y=f(x)=a2+8.
∵f(2)=-1,∴a2+8=-1,解得a=-4,
∴f(x)=-42+8=-4x2+4x+7.
又函数有最大值8,即=8,
[解析] ∵函数f(x)=2x2+mx+n满足f(-2)=f(3),∴函数的图象关于x=对称,∴-=,解得m=-2,即f(x)=2x2-2x+n,又∵函数f(x)的图象过点(1,-1),∴2-2+n=-1,解得n=-1,所以函数f(x)的解析式为f(x)=2x2-2x-1.
D.关于x的方程cx2+bx+a=0的解集为
[解析] 由题图知,当x=0时,y=c>0,图象开口向下,则a<0, -3+1=-<0,即>0,则b<0,所以abc>0,故A错误;当x=1时,a+b+c=0且a<0,所以b+c>0,故B正确;因为2a+b+c=a+a+b+c=a<0,故C错误;解法一:由cx2+bx+a=0得a2+b·+c=0,因为-3,1是方程ax2+bx+c=0的两根,所以-,1是方程a2+b·+c=0的两根,所以关于x的方程cx2+bx+a=0的解集为.
解法二:由根与系数的关系得所以所以cx2+bx+a=0,即为-3ax2+2ax+a=0,化简得-a(x-1)(3x+1)=0,因为a<0,解得x=1或x=-,即关于x的方程cx2+bx+a=0的解集为,故D正确.
[解析] f(x)=x2-tx-1=2-1-.
(1)依题意,-1<<2,
解得-2<t<4,
所以实数t的取值范围是(-2,4).
(2)①当≥2,即t≥4时,f(x)在[-1,2]上单调递减,
所以f(x)min=f(2)=3-2t.
②当-1<<2,即-2<t<4时,
f(x)min=f=-1-.
③当≤-1,
即t≤-2时,f(x)在[-1,2]上单调递增,
所以f(x)min=f(-1)=t.
综上,g(t)=
综上有G(t)=
[解析] 由f(0)=f(4),得f(x)=ax2+bx+c的图象的对称轴为直线x=-=2,∴4a+b=0,又f(0)>f(1),f(4)>f(1),∴f(x)先减后增,∴a>0,故选A.
A.- B.0
C. D.-1
[解析] 函数f(x)的图象的对称轴为直线x=-.当-≤1,即a≥-时,f(x)max=f(3)=6a+3,所以6a+3=1,即a=-,满足题意;当->1,即a<-时,f(x)max=f(-1)=-2a-1,所以-2a-1=1,即a=-1,满足题意.综上可知,a=-或-1.故选AD.
(4)因为对于∀a∈[-1,1],f(x)>0,令g(a)=(2x-1)a+x2+2,则g(a)>0在[-1,1]上恒成立,所以解得x≠-1,故实数x的取值范围是{x|x≠-1}.
解法二:f(x)>2x+m等价于m<x2-3x+1,令g(x)=x2-3x+1,其图象的对称轴x=>1,
[解析] 因为函数f(x)=(m-1)x2-2mx+3是偶函数,所以函数图象关于y轴对称,即=0,解得m=0.所以f(x)=-x2+3为开口向下的抛物线,所以在(-∞,0)上函数单调递增,故选A.
3.(2026·全国专题练习)下列关于函数y=xα与y=αx(α∈{-1,,2,3})的图象正确的是( )
[解析] 函数y=xα是幂函数,而y=αx是一次函数.选项A,直线对应函数为y=x,曲线对应函数为y=x-1;选项B,直线对应函数为y=2x,曲线对应函数为y=x;选项C,直线对应函数为y=-x,曲线对应函数为y=x3;选项D,直线对应函数为y=2x,曲线对应函数y=x2.故D正确.故选D.
[解析] 由题意可得⇒⇒m=1.故选A.
7.(2026·江西一模)若直线y=t(0<t<1)与幂函数y=x3,y=,y=的图象从左到右依次交于不同的三点A,B,C,则|AC|=( )
A.-t2 B.-t3
C.- D.-t2
[解析] 当y=t时,由y=x3,得x=;由y=,得x=t2;由y=,得x=.因为0<t<1,所以y=tx是关于x的减函数.又-1<<2,所以>>t2,所以|AC|=-t2.故选A.
[解析] 因为f(x)>0的解集为(-1,3),所以-2x2+bx+c=0的两个根为-1,3,所以得令g(x)=f(x)+m,则g(x)=-2x2+4x+6+m=-2(x-1)2+8+m.当x∈[-1,0]时,g(x)min=m,因为g(x)≥4在[-1,0]上恒成立,所以m≥4.故选B.
D.当α>0时,存在f(x)使得f()<f()
[解析] 根据幂函数的图象性质可知,当α<0时,幂函数不经过点(0,0),A错误;当f(x)的图象经过点(-1,-1)时,f(-1)=(-1)α=-1,因为f(x)经过点(-1,-1),所以α>0时,f(x)的定义域为R,α<0时,f(x)的定义域为{x|x≠0},都关于坐标原点对称,又f(-x)=(-x)α=(-1)αxα=-xα=-f(x),所以f(x)为奇函数,B正确;当f(x)的图象经过点(-1,1)时,f(-1)=(-1)α=1,因为f(x)经过点(-1,1),所以α>0时,f(x)的定义域为R,α<0时,f(x)的定义域为{x|x≠0},都关于坐标原点对称,又f(-x)=(-x)α=xα=f(x),所以f(x)为偶函数,C正确;当α>0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增,所以f()>f(),D错误.故选BC.
10.(2026·浙江衢州月考)已知幂函数f(x)=xm,则下列结论正确的有( )
A.f(-32)=
[解析] 因为函数是幂函数,所以m+=1,得m=-,即f(x)=x,f(-32)=[(-2)5]=(-2)-4=,故A正确;函数的定义域是{x|x≠0},故B不正确;∵f(-x)=f(x),所以函数是偶函数,故C正确;函数f(x)=x在(0,+∞)是减函数,不等式f(x-1)≥f(2)等价于|x-1|≤2,解得-2≤x-1≤2,且x-1≠0,得-1≤x≤3,且x≠1,即不等式的解集是[-1,1)∪(1,3],故D正确.故选ACD.
[解析] 由题意可知
[答案] y=x2+x-或y=-x2-x+
[解析] 因为二次函数的图象过点(-3,0),(1,0),所以可设二次函数为y=a(x+3)(x-1)(a≠0),展开得y=ax2+2ax-3a,顶点的纵坐标为=-4a,由于二次函数图象的顶点到x轴的距离为2.所以|-4a|=2,即a=±,所以二次函数的表达式为y=x2+x-或y=-x2-x+.
[答案]
[解析] 由题可设f(x)=xα,因为函数f(x)过点(9,3),所以9α=3,得α=,所以函数f(x)=x,所以函数f(x)=x是定义在[0,+∞)上的增函数,所以若f(2a-1)<f(3-2a),则⇒⇒≤a<1,所以实数a的取值范围是.
15.(2026·安徽模拟)若函数f(x)=(m2-3m+3)xm2+2m-4为幂函数,且在(0,+∞)上单调递减.
(2)①g(x)=x-f(x)=x-,
则g(x1)-g(x2)=-
=(x1-x2)-=(x1-x2),
由0<x1<x2可得x1-x2<0,1+>0,
又由g(2t-1)<g(t)可得
解得<t<1,
所以实数t的取值范围是.
1.已知幂函数y=x(p,q∈N*,q>1且p,q互质)的图象如图所示,则( )
A.p,q均为奇数,且>1
B.q为偶数,p为奇数,且>1
C.q为奇数,p为偶数,且>1
D.q为奇数,p为偶数,且0<<1
[解析] 由幂函数的图象关于y轴对称,可知该函数为偶函数,所以p为偶数,则q为奇数.因为幂函数y=x的图象在第一象限内向上凸起,且在(0,+∞)上单调递增,所以0<<1.
3.(多选题)(2026·四川南充阆中中学开学考)已知函数f(x)=下列关于函数f(x)的结论正确的是( )
A.f(x)的定义域是R
B.f(x)的值域是(-∞,5)
C.若f(x)=3,则x=
[解析] f(x)的定义域是(-∞,2),故A错误;当x≤-1时,x+2≤1,当-1<x<2时,0≤x2<4,1≤x2+1<5,所以f(x)的值域是(-∞,5),故B正确;由B的分析可知,若f(x)=3,则解得x=,故C正确;画出f(x)的图象如图所示,由图可知,D正确.故选BCD.
4.已知函数f(x)=(m2-m-5)xm2-6是幂函数,对任意x1,x2∈(0, +∞),且x1≠x2,满足>0,若a,b∈R,且a+b>0,则f(a)+f(b)的值( )
[解析] ∵函数f(x)=(m2-m-5)xm2-6是幂函数,∴m2-m-5=1,解得m=-2或m=3.∵对任意x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,满足>0,∴函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,∴m2-6>0,∴m=3,∴f(x)=x3.若a,b∈R,且a+b>0,则a>-b,∴f(a)>f(-b)=-f(b),∴f(a)+f(b)>0.故选A.
5.已知幂函数f(x)=(m2-2m+1)x的图象过点(4,2).
∵幂函数f(x)=(m2-2m+1)x的图象过点(4,2),∴m2-2m+1=1,4=2,求得m=2,
故有f(x)=x.
(2)f(x)=x在其定义域[0,+∞)上单调递增.
则f(x2)-f(x1)=-=>0,
即f(x2)>f(x1),
故函数f(x)在其定义域[0,+∞)上单调递增.
(3)由题意利用函数的单调性的定义、函数的定义域,求得a的范围.
若f(a+1)>f(2a-3),则>,
∴a+1>2a-3≥0,求得≤a<4.
∴实数a的取值范围为.
(2)求f(x)在上的最大值;
(2)∵>,
∴f(x)max=f=2×2+1=,
即f(x)在上的最大值为.
解得,0<a<.
故实数a的取值范围为.
C组拓展应用(选作)
1.(2026·江西一模)已知幂函数f(x)=(n2-6n+9)xn-3在(0,+∞)上单调递增,若正数a、b满足3a+4b=n,则+的最小值为_________.
[解析] 因为幂函数f(x)=(n2-6n+9)xn-3在(0,+∞)上单调递增,则解得n=4,正数a、b满足3a+4b=4,则+=(3a+4b)=≥=12,当且仅当时,即当时,等号成立,因此,+的最小值为12.
[解析] 因为f(x)为增函数,不妨设x1>x2,则|f(x1)-f(x2)|=f(x1)-f(x2)=2,即x-x=(x1-x2)(x+x1x2+x)=(x1-x2)[(x1-x2)2+3x1x2]=2,变形得3x1x2=-(x1-x2)2.若x1,x2异号,则3x1x2=-3x1(-x2)≥-32,即-(x1-x2)2≥-32,解得x1-x2≤2,当且仅当x1=1,x2=-1时,等号成立.若x1,x2同号或x1,x2中有一个为0,则3x1x2=-(x1-x2)2≥0,解得x1-x2≤2.综上,|x1-x2|的最大值为2.
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