内容正文:
第10讲 幂函数、对勾函数与一次分
式函数
1
课前基础巩固
课堂考点探究
课时作业
2
1.通过具体实例,结合,,,, 的图象,理解
它们的变化规律,了解幂函数.
2.了解对勾函数的图象与性质.
3.掌握一次分式函数的值域、对称性等性质.
课 标 要 求
3
◆ 知识聚焦 ◆
1.对勾函数的图象
(1)当<m></m>,<m></m>同号时,函数
<m></m>的图象形状酷似对
勾,故称“对勾函数”,其图象如图所示.
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4
(2)当,异号时,函数 的图象如图所示.
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5
2.对勾函数的性质#2
函数
图象
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6
性质 定义域
值域 ,当且仅当 ,即
时取到端点值
顶点坐标 ,
奇偶性 奇函数
续表
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7
性质 单调性 在上单调递减,在 上单调递减,在
上单调递增,在 上单调递增
渐近线 ,
续表
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3.幂函数
(1)定义:一般地,函数 称为幂函数,其中 为常数.
(2)常见的五种幂函数的图象和性质比较
函数
图象
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9
函数
性质 定义
域 _________ _________
值域 _________ _________ _________
奇偶
性 ____函数 ____函数 ____函
数 _________
函数 ____函数
奇
偶
奇
非奇非偶
奇
续表
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函数
性质 单调
性 在 上单
调递增 在
________
上单调递
减;在
_________
上单调递
增 在 上单
调递增 在
________
上单调递
增 在_______和______
上单
调递减
续表
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11
函数
性质 公共
点 ______
续表
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4.一次分式函数
1.定义:我们把形如<m></m>的函数称为一次分式
函数.
2.一次分式函数 的图象和性质:
(1)图象
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13
(2)性质
①定义域:;值域: ;
②对称中心: ;
③渐近线方程:和 ;
④单调性:当时,函数在区间和 上单调
递减;当时,函数在区间和 上单调递增.
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14
常用结论
幂函数的性质
幂函数在 上都有定义;
当时,幂函数的图象都过点和,且在 上单调
递增;
当时,幂函数的图象都过点,且在 上单调递减;
当 为奇数时, 为奇函数;当 为偶数时, 为偶函
数;当 取正整数时,定义域为;当 取零或负整数时,定义域
为;当 取分数时,可以化为根式,利用根式的
要求求定义域.
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15
◆ 对点演练 ◆
题组一 常识题
1.[教材改编]已知幂函数的图象过点 ,则函数
___.
[解析] 设 ,则 ,解得,故函数 .
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2.[教材改编]已知.若幂函数 为
奇函数,且在上单调递减,则 ____.
[解析] 由 为奇函数,知 从 ,1,3中取,又
在上单调递减,, .
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3.[教材改编]已知函数在 上的最
大值比最小值大,则 ___.
1
[解析] 易知为奇函数,因为在 上的最大值比最小
值大,所以在上的最大值比最小值大.
当 ,即时,在 上单调递增,则
,解得.
当,即时,在 上单调递减,
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在上单调递增,则 ,
因为,所以 ,
所以,
解得 (舍去)或(舍去).
综上可得 .
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题组二 常错题
4.[忽略对勾函数在给定区间上单调性的特殊性出错]已知函数
,则的定义域为_________________, 的值域
为__________________.
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[解析] 要使函数有意义,则需满足 ,所以函数
的定义域为.
当 时,可得,当且仅当,即 时,
等号成立,所以;
当 时,可得,
当且仅当 ,即时,等号成立,所以.
所以函数 的值域为 .
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5.[忽略幂函数的定义域]已知幂函数 ,若
,则 的取值范围为______.
[解析] 幂函数在定义域 上单调递减,
由,得
解得 .
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22
探究点一 幂函数的图象和性质
例1(1)已知幂函数, ,
, 在第一象限内的图象如图所
示,则( )
A. B.
C. D.
[思路点拨]作出直线 ,与四个函数的图象各有一个交点,得到
,进而得到,,, 的大小关系.
√
课 堂 考 点 探 究
23
[解析] 作出直线,可知当 时,
,则 .故选B.
课 堂 考 点 探 究
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(2)幂函数在 上单调递减,则下
列说法正确的是( )
A. B.是减函数 C.是奇函数 D. 是偶函数
[思路点拨]利用幂函数的定义以及单调性即可求出 的值,进而可
得正确答案.
√
课 堂 考 点 探 究
25
[解析] 因为函数 为幂函数,所以
,解得或.
当时, 在上单调递增,不满足题意;
当时, 在上单调递减,满足题意.
故, ,故A错误.
函数在和 上单调递减,但
,故 不是减函数,故B错误.
因为函数的定义域关于原点对称,且 ,所以
函数 是奇函数,不是偶函数,故C正确,D错误.故选C.
课 堂 考 点 探 究
26
(3)若,则 的取值范围是_______________
_____________.
[解析] 因为, 为偶函数,定义域
为,且在上单调递减,所以 解得
且或所以 的取值范围为 .
[思路点拨]由为偶函数,定义域为 ,且在
上单调递减,得到不等式组进行求解即可.
课 堂 考 点 探 究
27
[总结反思]
幂函数的性质因幂指数大于或等于1,大于0且小于1,等于或小于0
而不同,解题时要善于根据幂指数的符号和其他性质确定幂函数的解
析式、参数取值等.
课 堂 考 点 探 究
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变式题(1)已知幂函数 在其定义域上
是奇函数,则 ( )
A.或3 B.3 C. D.
[解析] 由函数 是幂函数,得
,解得或.
当时, 是上的偶函数,不符合题意;
当时, 是上的奇函数,
符合题意.所以 .故选D.
√
课 堂 考 点 探 究
29
(2)形如 的函数称为幂函数,写出一个满足条件“函数的图
象关于原点对称且与坐标轴没有交点”的幂函数: __________
_______________.
(答案不唯一)
[解析] 由幂函数的图象关于原点对称,得幂函数 为奇函数,又
幂函数的图象与坐标轴没有交点,所以 的幂指数
为负数,不妨取,所以 .
课 堂 考 点 探 究
30
探究点二 对勾函数的性质
例2(1)已知函数,,求函数 的
单调区间和值域;
[思路点拨]换元并利用对勾函数的单调性求解.
课 堂 考 点 探 究
31
解:函数,,令 ,则
, .
由对勾函数的性质知,函数,在 上单调递减,
在 上单调递增,又是增函数,当时,,
当 时,,因此在上单调递减,在 上单调
递增,则,,,所以函数 的
单调递减区间是,单调递增区间是,值域是 .
课 堂 考 点 探 究
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(2)对于任意,恒成立,求 的取
值范围.
[思路点拨]变形函数式,再利用对勾函数的单调性求出最小值即可.
解:当时, ,
令,显然函数在 上单调递增,
则当时,,于是当时, 取得最小值5.
因为对任意,恒成立,所以,则 的取
值范围是 .
课 堂 考 点 探 究
33
[总结反思]
(1)牢记对勾函数解析式的特征及其图象拐点、单调区间、最值等;
(2)善于识别并可以将代数式变形转化为对勾函数形式再解决最值、
恒成立等有关问题.
课 堂 考 点 探 究
34
变式题(1)设若是 的最小值,则
的取值范围为( )
A. B. C. D.
[解析] 由题知,由于是的最小值,因此 在
上单调递减,则.又, 恒成立,
而,当且仅当时取等号,所以 ,
解得.综上,的取值范围为 .故选A.
√
课 堂 考 点 探 究
35
(2)若对任意,不等式恒成立,则实数 的
取值范围是_______.
[解析] 由得.
当 时, ,
而,当且仅当 时取
等号,所以,解得;
当时,不等式恒成立;
课 堂 考 点 探 究
36
,当且仅当 时取等号,
所以,解得.
综上所述,的取值范围是 .
课 堂 考 点 探 究
探究点三 一次分式函数及其应用
例3 已知函数,其中 .
(1)当函数的图象关于点对称时,求 的值;
解: ,
所以的图象的对称中心为,则 .
课 堂 考 点 探 究
38
(2)若函数在上单调递减,求 的取值范围.
解:由知直线为 的图象的一条渐近线,
又由一次分式函数的性质知,当且仅当 ,即
时,在上单调递减,故的取值范围是 .
例3 已知函数,其中 .
课 堂 考 点 探 究
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[总结反思]
(1)熟练掌握一次分式函数分离参数的方法与技巧;(2)能够识
别复合函数中的一次分式函数模型,抓住其本质,根据需要作出函
数的大致图象,数形结合求解.
课 堂 考 点 探 究
40
变式题 函数 的值域为_______.
[解析] 令,则由与 复合
而成.因为单调递增,所以 ,
又当 时,,所以的值域是 .
课 堂 考 点 探 究
41
课时作业
42
◆ 基础热身 ◆
1.已知幂函数 的图象经过点,则 ( )
A. B.2 C.4 D.8
[解析] 依题意可得 ,即 ,解得 .
故选C.
√
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2.[2026·广东河源高级中学、东莞六中、中山实验中学联考]已知幂
函数在上单调递增,则 的值为
( )
A.1 B. C. D.2
[解析] 因为幂函数在 上单调递增,
所以解得 .故选A.
√
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3.若函数在上单调递减,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
[解析] 对勾函数在和 上单调递增,
在和上单调递减,所以 .故选B.
√
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4.记,, ,则( )
A. B. C. D.
[解析] 因为,幂函数在 上单调
递增,,所以,所以 .
因为对数函数在 上单调递减,所以
,故 .故选D.
√
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5.(多选题)已知幂函数,其中, ,
则下列说法正确的是( )
A.
B.当时,
C.当时,的图象关于 轴对称
D.的图象恒过定点
√
√
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[解析] 对于A,因为 是幂函数,所以
,解得,故A错误;
对于B,当 时, ,
根据幂函数的性质可知,此时是增函数,则,故B正确;
对于C,当 时,,满足,
所以的图象关于 轴对称,故C正确;
对于D,根据幂函数性质可知, 的图象恒过定点,故D错误.
故选 .
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6.(多选题)已知函数 ,则( )
A.的值域是 B.的定义域为
C. D.
[解析] 由,得的定义域为 ,
值域为,所以点是 的图象的对称中心,则
.
综上,A,C,D正确,B错误.故选 .
√
√
√
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7.函数在 上的最大值为__,最小值为___.
1
[解析] 因为函数,所以函数 在
区间上单调递增,所以函数在区间 上的最小值为
,最大值为 .
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8.[2025·辽宁大连三校联考] 已知幂函数 ,则使
得不等式组成立的自然数 的值为______.
3或4
[解析] 因为为幂函数,所以 ,解得
,则.
由可得 ,
解得,所以符合条件的自然数 的值为3或4.
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◆ 综合提升 ◆
9.如图所示是函数(, 且互质)的图象,则( )
A.,是奇数且
B.是偶数,是奇数,且
C.是偶数,是奇数,且
D.是奇数,是偶数,且
√
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[解析] 由图象可看出 为偶函数,且在
上单调递增,当时,随着 的增加,
增加得越来越慢,故且 为偶数,又
,且互质,所以 是奇数.故选B.
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10.[2025·广东佛山二模]已知函数, 是奇
函数,在上单调递减,则是 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
√
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[解析] 若是奇函数,则 ,即
恒成立,所以,则 ,
因为在上单调递增,所以在 上单调递
减,充分性成立;
若在 上单调递减,
因为在上单调递增,所以,故 ,
此时不一定有,必要性不成立.
所以是 的充分不必要条件.故选A.
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11.已知函数是幂函数,对任意 ,
,且,满足.若,,且 ,
,则 的值( )
A.恒大于0 B.恒小于0 C.等于0 D.无法判断
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[解析] 因为函数对任意,,且 ,满足
,所以在 上单调递减.
由是幂函数,可得 ,解得
或.
当时,在 上单调递增,不满足题意;
当时,在 上单调递减,满足题意,故,
且为奇函数.
因为, ,所以,所以,
所以 ,所以 .故选B.
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12.(多选题)已知函数 ,则下列结论正确的是
( )
A.存在,使得
B.函数 的图象是一个中心对称图形
C.曲线有且只有一条斜率为 的切线
D.存在实数,,使得函数的定义域为,值域为
√
√
√
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[解析] 由题知.若 ,则
,可得,所以 ,所以存在
,使得 ,A选项正确;
,则
的图象关于点对称,所以函数 的图象是一个中心对
称图形,B选项正确;
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,当且仅当 时取等号,所以,
所以曲线没有斜率为 的切线,C选项错误;
令,则,所以 ,易知,
两个函数的图象有两个交点,所以存在实数,,
使得函数的定义域为,值域为 ,D选项正确. 故选 .
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13.已知函数, ,
,若对于任意 ,总存在
,使得成立,则实数 的取值范围为______.
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[解析] , ,
因为,所以,设 ,则
,, .
由对勾函数的性质可得,当时,单调递减,
当 时,单调递增,
当 时,函数 取得最小值,
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,
当 时,,
当时, ,
设函数的值域为,则 .
由,
得 在上单调递减,则在上的最大值为 ,
最小值为,
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设的值域为 ,则.
若对于任意,总存在 ,使得
成立,则,即解得 ,
所以实数的取值范围是 .
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14.已知函数满足, ,
若函数与的图象有4个交点,, ,
,则 ____.
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[解析] 由可知,函数 满足
,所以的图象关于点 中心对称.
,显然函数的图象是由 的图象先向
右平移1个单位长度,再向上平移3个单位长度得到的,而 的图
象关于原点对称,所以的图象关于点 中心对称.
故 .
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◆ 能力拓展 ◆
15.(多选题)已知函数 ,若对于任意正实数
,,,均存在以,,为三边长的三角形,则整数 的
取值可能是( )
A. B.1 C.2 D.3
√
√
√
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[解析] 因为对任意正实数,,,都存在以,, 为三边
长的三角形,所以对任意的,, 恒成立.
,因为 ,所以
,当且仅当,即时取“ ”.
令,则.当,即 时,
该函数在上单调递减,则;当时, ;
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,即时,该函数在上单调递增,则 .
当时,因为,,所以 ,
解得;
当时, ,满足条件;
当时,,且 ,所以,
解得.
综上可得,.故选 .
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