内容正文:
第12讲 幂函数(知识详解+10典例精讲+课后作业)
知识详解·核心内容
知识点01:幂函数的概念
知识点02:幂函数的图象与性质
典例精讲·例题解析
(举一反三)
题型01:求幂函数的解析式
题型02:求幂函数的值
题型03:根据函数是幂函数求参数值
题型04:求幂函数的定义域且与幂函数有关的复合函数定义域
题型05:幂函数图象的判断及应用
题型06:判断一般幂函数的单调性
题型07:判断五种常见幂函数的奇偶性
题型08:由幂函数的单调性求参数
题型09:由幂函数的单调性解不等式
题型10:由幂函数的单调性比较大小
课后作业·巩固延伸
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
【知识点01】幂函数的概念
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.
注意点:
(1)自变量前的系数是1.
(2)幂的系数为1.
(3)α是任意常数.
(4)函数的定义域与α有关.
【例1】判断下列函数哪些是幂函数:
① ② ③ ④
解:根据幂函数定义 (系数为1、仅含自变量幂次)逐一判定:
① :系数为1,底数为自变量,指数为常数,是幂函数;
② :系数为3≠1,不是幂函数;
③ :符合 形式(),是幂函数;
④ :含有常数项,不是幂函数。
结论:①③为幂函数,②④不是幂函数。
【知识点02】幂函数的图象与性质
通过以上信息,我们可以得到:
(1)函数y=x,y=x2,y=x3,y=和y=x-1的图象都通过点(1,1);
(2)函数y=x,y=x3,y=x-1是奇函数,函数y=x2是偶函数;
(3)在区间(0,+∞)上,函数y=x,y=x2,y=x3,y=单调递增,函数y=x-1单调递减;
(4)在第一象限内,函数y=x-1的图象向上与y轴无限接近,向右与x轴无限接近.
注意点:一般幂函数的图象特征
(1)所有的幂函数在(0,+∞)上都有定义,因此在第一象限内都有图象,并且图象都过点(1,1).
(2)当α>0时,幂函数的图象通过原点,并且在区间[0,+∞)上单调递增.
特别地,当α>1时,幂函数的图象下凸;当α=1时,幂函数的解析式为y=x;当0<α<1时,幂函数的图象上凸.
(3)当α<0时,幂函数的图象在区间(0,+∞)上单调递减,且函数在原点无意义.
(4)在(—∞,0)上,幂函数有无图象与α的取值有关,若函数为偶函数,函数图象一定出现在第二象限,若函数为奇函数,函数图象一定出现在第三象限.
(5)幂指数互为倒数的幂函数在第一象限内的图象关于直线y=x对称.
(6)在第一象限,作直线x=a(a>1),它同各幂函数图象相交,按交点从下到上的顺序,幂指数按从小到大的顺序排列.
【例2】已知幂函数 在区间 上单调递增,且。
(1)求该幂函数的解析式;
(2)判断函数的奇偶性。
解:步骤1:根据已知条件列方程求指数
由 得:
统一底数:
化简得:
根据指数相等原则:
步骤2:确定函数解析式
步骤3:求定义域判定奇偶性
定义域:,定义域不关于原点对称。
结论:(1)幂函数解析式为 ;(2)函数为非奇非偶函数
【题型01】求幂函数的解析式
【典例1-1】(24-25高一上·河南·阶段检测)已知幂函数的图象经过点,则该函数的解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由幂函数定义可设,由条件列方程求,可得结论.
【详解】因为函数为幂函数,故可设,
因为函数的图象过点,
所以,
所以,
所以,即.
故选:A.
【变式1-1】幂函数的图象过点,则此函数的解析式为( )
A.() B.
C. D.
【答案】A
【分析】设出幂函数解析式,将点的坐标代入即可求解.
【详解】设幂函数,将点代入得,所以.
所以幂函数的解析式为,要使函数有意义,则,
故函数的解析式为().
故选:A.
【变式1-2】写出满足的函数的一个解析式:__________.
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据幂函数的性质写出一个满足条件的函数即可.
【详解】对于,显然有,故满足题设.
故答案为:(答案不唯一)
【变式1-3】(25-26高一上·广东肇庆·期末)已知幂函数的图像过点,则幂函数的解析式是__________.
【答案】
【分析】利用幂函数概念,结合待定系数法即可求解.
【详解】幂函数的图像过点,则,
所以幂函数的解析式是,
故答案为:
【题型02】求幂函数的值
【典例2-1】(25-26高一上·贵州六盘水·期末)已知幂函数的图象过点,则( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【答案】B
【分析】将点代入函数的解析式求出,再求即可.
【详解】由题意,得,则,即,
则.
故选:B
【变式2-1】(25-26高一上·山东济宁·期末)若幂函数满足,则__________.
【答案】
【分析】根据幂函数的定义,结合代入法进行求解即可.
【详解】因为函数是幂函数,
所以设,
因为,所以.
所以.
故答案为:
【变式2-2】(25-26高一上·贵州毕节·阶段检测)已知幂函数的图象过点,则___________.
【答案】/
【分析】根据幂函数图象上的点求出解析式,利用解析式求值即可.
【详解】为幂函数,
可设,
,解得:,
,
.
【变式2-3】设是幂函数,已知,求,.
【答案】,
【分析】设函数解析式,代入求出解析式,可求,.
【详解】设幂函数.
由已知条件得.
故,,
于是,.
【题型03】根据函数是幂函数求参数值
【典例3-1】(25-26高一上·浙江杭州·期末)已知幂函数,则是__________.
【答案】1
【详解】因为函数为幂函数,
所以 .
【变式3-1】(25-26高一上·江苏盐城·期末)已知幂函数过点,则( )
A.0 B.2 C.1 D.3
【答案】C
【分析】根据幂函数的定义,得到,求得或,结合过点,即可求解.
【详解】由函数为幂函数,可得,
即,解得或,
当时,,此时不过点,舍去;
当时,,此时过点,所以.
故选:C.
【变式3-2】(多选)(25-26高一上·内蒙古赤峰·期中)已知幂函数,则m 的值可能为( )
A. B.2 C.7 D.
【答案】AC
【分析】根据幂函数的定义求解即可.
【详解】因为幂函数,
所以,解得或,
当时,,满足题意;
当时,,满足题意.
故选:AC
【变式3-3】(25-26高一下·河南·期末)若幂函数满足,则实数m的值为________.
【答案】
【详解】幂函数,
所以,解得或,
当时,,此时,当时,,此时,
又因为,所以满足要求,
即.
【题型04】求幂函数的定义域且与幂函数有关的复合函数定义域
【典例4-1】已知幂函数,则此函数的定义域为________.
【答案】.
【分析】根据幂函数的定义,求得,得到,进而求得函数的定义域.
【详解】由幂函数,可得,解得,即,
则满足,即幂函数的定义域为.
故答案为:.
【变式4-1】(25-26高一上·湖北孝感·期末)已知幂函数的图象经过点,则的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用待定系数法求得,再求函数定义域即可.
【详解】设,因为幂函数的图象经过点
所以,即,解得,
所以,故要使函数有意义,则,
所以函数的定义域为
故选:C
【变式4-2】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
【变式4-3】(24-25高一上·全国·课堂例题)求下列幂函数的定义域.
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】利用幂指数为分数的意义即为根式,来求定义域.
【详解】(1)由幂函数,可知定义域为;
(2)由幂函数,可知定义域为;
(3)由幂函数,可知定义域为.
【题型05】幂函数图象的判断及应用
【典例5-1】(25-26高一上·新疆阿克苏·期末)如图是某幂函数的图象,则该幂函数可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据幂函数的单调性与图象可得出合适的选项.
【详解】由图可知,该幂函数的定义域为,而ABC选项中的幂函数的定义域均为,
幂函数的定义域为,符合题意,
由图可知,该幂函数在上为增函数,且在第一象限内的图象呈“上凸”状,
故该函数为.
故选:D.
【变式5-1】(25-26高一上·广西玉林·期末)幂函数的大致图象为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】分析给定幂函数的性质,再结合图象特征判断即可.
【详解】幂函数的定义域为,图象不过原点,排除AB;
函数是偶函数,图象关于轴对称,在上单调递减,排除D,C符合.
故选:C
【变式5-2】(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.
【变式5-3】作出函数的大致图象,并说明它与函数图象之间的关系.
【答案】答案见解析
【分析】由结合图象的变换以及幂函数的性质,画出图象.
【详解】函数的定义域为,且.
所以左移3个单位,然后下移1个单位:即为的图象,
图象如图所示:
【题型06】判断一般幂函数的单调性
【典例6-1】(25-26高一上·河北承德·期末)幂函数的单调递增区间是__________.
【答案】(或)
【分析】根据幂函数的定义可得出关于的等式,解出的值,可得出函数的解析式,再利用二次函数的单调性可得出该函数的单调递增区间.
【详解】因为函数为幂函数,则,可得,所以,
所以函数的单调递增区间为.
故答案为:(或).
【变式6-1】(25-26高一上·四川成都·期末)下列函数中,既是幂函数,又在上单调递减的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用幂函数的定义,图像和性质求解.
【详解】,均不是幂函数,
在上单调递增,
是幂函数,且在上单调递减.
故答案为:B.
【变式6-2】(多选)(24-25高一上·青海西宁·阶段检测)已知幂函数的图象经过点,若,则( )
A. B.的图象经过点
C.是增函数 D.
【答案】BC
【分析】设幂函数解析式,代入点坐标可得选项A错误;由可得选项B正确;根据幂函数的单调性可得选项C正确;利用可得选项D错误.
【详解】设,由的图象经过点得,,解得,
∴,选项A错误.
由得的图象经过点,选项B正确.
在为增函数,选项C正确.
由得,,解得,选项D错误.
故选:BC.
【变式6-3】已知幂函数经过
(1)试求函数的解析式;
(2)写出函数的单调区间.
【答案】(1)
(2)单调递增区间为,无单调递减区间
【分析】(1)设出解析式,代入点的坐标,即可求出答案;
(2)求出函数的定义域,根据定义法即可得出函数的单调区间.
【详解】(1)设,
由已知可得,
所以,.
(2)由(1)知,,定义域为R,
,
则
.
因为,所以.
又,
所以,,即,
所以,在R上单调递增,
所以,的单调递增区间为,无单调递减区间.
【题型07】判断五种常见幂函数的奇偶性
【典例7-1】下列幂函数中过点 ,的偶函数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据幂函数为的形式,每个选项都是幂函数,再求出每个函数的定义域,判断奇偶性可排除A、D,再根据函数过点排除C,得到满足条件的幂函数为.
【详解】函数 定义域为 ,所以不是偶函数,选项A错误;
函数是幂函数,且 图像过点 ,,定义域为,
且 ,所以为偶函数,选项B正确;
函数定义域为 ,所以函数图像不过点,选项C不对;
函数的定义域为,所以不是偶函数,选项D错误;
故选:B
【变式7-1】(25-26高一上·江苏盐城·期中)已知,若幂函数为偶函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】逐一分析集合中每个对应的幂函数的定义域及与的关系,筛选出满足偶函数条件的.
【详解】当时,幂函数为,其定义域为,不关于原点对称,非偶函数.
当时,幂函数为,满足,是奇函数,非偶函数.
当时,幂函数为,定义域为,且,是偶函数.
当时,幂函数为,其定义域为,不关于原点对称,非偶函数.
故选:C
【变式7-2】(25-26高一上·河北·期中)下列命题中,正确的是( )
A.幂函数是奇函数
B.幂函数是偶函数
C.幂函数既是奇函数又是偶函数
D.幂函数既不是奇函数,又不是偶函数
【答案】ABD
【分析】根据函数奇偶性的定义判断即可.
【详解】由的定义域为,且,
即为奇函数,所以A正确;
由的定义域为,且,即为偶函数,所以B正确;
令的定义域为,且,不是偶函数,所以C不正确;
由的定义域为,显然定义域不关于原点对称,即为非奇非偶函数,
所以D正确.
故选:ABD.
【变式7-3】分别写出下列函数的定义域,并指出它们的奇偶性:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)奇函数;(2)非奇非偶函数;(3)偶函数;(4)非奇非偶函数;
【分析】首先求出函数的定义域,再利用函数的奇偶性定义即可求解.
【详解】(1),定义域为,关于原点对称,
,函数为奇函数.
(2),定义域为,不关于原点对称,
函数为非奇非偶函数.
(3)定义域为,
关于原点对称,且,函数为偶函数.
(4)定义域为,
定义域不关于原点对称,函数为非奇非偶函数.
【题型08】由幂函数的单调性求参数
【典例8-1】(25-26高一上·湖北·阶段检测)幂函数在上是减函数,则的值为( )
A.4或 B. C.或1 D.
【答案】C
【分析】首先根据函数是幂函数得到,求得的值,再代入验证.
【详解】因为函数是幂函数,所以,
解得:或,
当时,,满足函数在区间是减函数,
当时,,满足函数在区间是减函数.
故选:C
【变式8-1】(多选)(24-25高一上·浙江杭州·期中)幂函数满足时,,则的值可以是( )
A. B.3 C. D.
【答案】BC
【分析】根据题中条件,确定幂函数在上单调递增,进而可得结果.
【详解】因为幂函数满足时,,
所以幂函数在上单调递增,
因此,故AD错,BC正确;
故选:BC
【变式8-2】(25-26高一上·重庆·期末)幂函数在区间上单调递增,则______.
【答案】2
【分析】根据给定条件,利用幂函数定义及单调性列式求解.
【详解】由幂函数在区间上单调递增,
得,所以.
故答案为:2
【变式8-3】(25-26高一上·福建三明·期末)已知幂函数在单调递减,则___________.
【答案】
【分析】先根据幂函数定义求出 m 的可能值,再依据幂函数单调性确定符合条件的 m 值即可.
【详解】因为 是幂函数,所以系数必须为 ,
则,即,
解得 或 ,
幂函数在 上单调递减,要求指数 ,
所以 不满足 ,舍去,
满足 ,符合条件.
因此,.
故答案为:
【题型09】由幂函数的单调性解不等式
【典例9-1】若,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意分三种情况进行解答,结合幂函数的单调性即可解出答案.
【详解】①若且时,不等式成立,此时
②若,此时不等式组的解为;
③若,不等式组无解,
综上,实数a的取值范围是.
故选:A.
【变式9-1】不等式的解为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先求出函数的定义域,单调性,且当上,恒成立,当上,恒成立,从而分三种情况,列出不等式组,求出解集.
【详解】定义域为,且在与上均为减函数,
且当上,恒成立,当上,恒成立,
故①或②或③,
解①得:,
解②得:,
解③得:,
综上:不等式的解为.
故选:D
【变式9-2】(25-26高一上·河北·期末)若幂函数的图象过点,则不等式的解集为__________.
【答案】
【分析】设,根据函数过点求出参数的值,即可得到函数解析式,从而判断其单调性,根据函数的单调性将函数不等式转化为自变量的不等式即可求解.
【详解】设,则,即,所以,解得,
所以,则在定义域上单调递增;
所以由得,解得,
所以不等式的解集为.
故答案为:
【变式9-3】(25-26高一上·云南曲靖·期中)已知幂函数 是偶函数.
(1)求的值;
(2)解不等式.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据幂函数的定义及性质求解即可;
(2)根据偶函数及单调性将不等式化为,两边平方化简得,求解即可.
【详解】(1)幂函数为偶函数,
所以,解得或,
当时,,为奇函数,不符合题意,舍去;
当时,,为偶函数,满足题意;
所以.
(2)由(1)知, 为偶函数,且在上单调递增,
所以不等式,可化为,
所以,两边平方得,
化简得,解得或,
所以不等式的解集为.
【题型10】由幂函数的单调性比较大小
【典例10-1】(25-26高一上·云南楚雄·期末)已知,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】借助是增函数,直接得解.
【详解】因为是增函数,
因为,所以,
即.
故选:C
【变式10-1】(多选)(25-26高一上·浙江温州·期中)设,则的大小关系可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】取特值说明ABC的存在性,对于D证明其不成立.
【详解】对于A:时,,故A正确;
对于B:时,,故B正确;
对于C:时,,故C正确
对于D:若成立,则由且且,解得且,显然不存在实数满足,故D不正确.
故选:ABC
【变式10-2】(25-26高一上·陕西汉中·期中)若,,,则a,b,c的大小关系是__________.
【答案】
【分析】根据题意结合幂函数单调性分析判断即可.
【详解】因为在上单调递增,则,
所以.
故答案为:.
【变式10-3】(2025高一上·全国·专题练习)比较下列各题中两个幂的值的大小.
(1);
(2);
【答案】(1)
(2)
【分析】利用幂函数的单调性比较函数值的大小关系;
【详解】(1)为上的增函数,
又.
(2)为上的减函数,又,
.
知识点01幂函数的概念
1. 定义
一般地,形如 的函数称为幂函数。
其中:自变量为 , 为常数,。
2. 幂函数严格判定标准(考试必考)
同时满足以下条件才是幂函数:
(1)底数为纯自变量;
(2)指数为常数;
(3)系数为 1;
(4)无常数项、无多余加减因式。
3. 常见非幂函数(易错辨析)
均不是幂函数。
知识点02五大基础幂函数(高中核心)
必考5类基础幂函数:
各自定义域
:
:
:
:
:
知识点03幂函数通用图象与整体性质
1. 公共定点(所有幂函数通用)
任意幂函数 恒过定点:
2. 第一象限单调性(核心考点)
当 时, 在 上单调递增;
当 时, 在 上单调递减。
3. 原点处性质
,幂函数过原点 ;
,幂函数不过原点。
4. 奇偶性通用规律
(1)指数奇数、定义域对称:奇函数,如 ;
(2)指数偶数、定义域对称:偶函数,如 ;
(3)定义域不对称:非奇非偶,如 。
知识点04幂函数大小比较核心结论
1. 同指数不同底数
利用第一象限单调性比较:
,底数越大,函数值越大;
,底数越大,函数值越小。
2. 同底数不同指数
利用指数函数单调性比较。
3. 不同底数不同指数
引入中间量、 搭桥比较。
知识点05本节必背公式与结论清单
1. 幂函数定义式:
2. 通用定点:
3. 递增条件:
4. 递减条件:
知识点06高频易错点总结
1. 误把带系数、带常数项的函数当成幂函数;
2. 误以为所有幂函数都过原点(负数指数不过原点);
3. 忽略幂函数定义域,盲目判断奇偶性;
4. 混淆幂函数与指数函数:幂函数底数变、指数定,指数函数底数定、指数变。
一、单选题
1.(25-26高一上·浙江杭州·期中)幂函数的图象经过( ),且在第一象限内( )
A.第一、二象限 单调递减 B.第一、三象限 单调递减
C.第一、二象限 单调递增 D.第一、三象限 单调递增
【答案】C
【详解】幂函数的定义域为,由,得函数是偶函数,
其图象关于轴对称,又,则该函数图象在轴及上方,
而,则函数在上单调递增,
所以幂函数的图象经过第一、二象限,且在第一象限内单调递增.
2.(25-26高一上·四川凉山·期末)已知,,,则实数、、的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用幂函数的单调性可得出、、的大小关系.
【详解】因为幂函数在上为增函数,
且,,
,所以.
故选:B.
3.(25-26高一上·福建泉州·期中)若函数为幂函数,则函数在定义域内为( )
A.增函数 B.减函数 C.奇函数 D.偶函数
【答案】C
【详解】函数为幂函数,,得,
,定义域为,
,故在定义域内为奇函数,故D选项错误,C选项正确;
根据幂函数的性质知在,上单调递减,但在其整个定义域上不具有单调性,故选项A,B错误.
4.(25-26高一下·内蒙古赤峰·阶段检测)在下列函数中,既是偶函数又在区间内单调递增的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】直接根据偶函数的定义及简单幂函数的性质判断可得.
【详解】对于A,设,函数的定义域为,关于原点对称,
由可知函数是偶函数,
因,所以函数在区间内单调递减,故A不合题意;
对于B,因为函数的定义域为,不关于原点对称,所以函数为非奇非偶函数,故B不合题意;
对于C,,函数的定义域为,不关于原点对称,所以函数为非奇非偶函数,故C不合题意;
对于D,,函数的定义域为,关于原点对称,
由可知函数是偶函数,
又因为,所以函数在区间内单调递增,故D符合题意.
5.(25-26高一下·辽宁铁岭·阶段检测)已知幂函数在上单调递减,则( )
A.4 B. C. D.
【答案】D
【详解】因为函数是幂函数,
所以,解得或.
又在上单调递减,所以,所以.
6.(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期末)已知幂函数为奇函数,且在上单调递减,则满足不等式的实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由幂函数在上是单调递减函数,得到,解得的值,对的值进行讨论结合为奇函数得到,转化为,从此不等式的形式可得到幂函数,其定义域为,且在上为单调递增函数,则转化为,计算此不等式组得到的范围.
【详解】幂函数在上是单调递减函数,
,,
,,
当时,,,
故是偶函数,不符合题意;
当时,,,
故是奇函数,符合题意;
综上可知,,转化为,
的定义域为,且在上为单调递增函数,
转化为,,.
故选:D.
7.(25-26高一上·贵州黔南·期末)已知幂函数(为常数)的图象经过点,且,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据解得,继而确定的定义域与单调性,再结合定义域与单调性,解不等式即可.
【详解】∵幂函数的图象经过点,,解得,
故,.
因为,故在定义域上单调递增,
故由,可得解得.
故选:C.
8.(24-25高一上·湖北·阶段检测)已知幂函数是定义域上的奇函数,则满足的实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据幂函数的定义求出的值,再代入解析式中检验,即可得到,从而得到函数的单调性,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.
【详解】因为为幂函数,所以,解得或,
当时,,此时为偶函数,不符合题意;
当时,,此时为奇函数,符合题意;
所以,则的定义域为,且函数在上单调递减,
则在上单调递减,
所以不等式,
即或或,
解得或无解或,
所以实数的取值范围为.
故选:C
二、多选题
9.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·阶段检测)关于幂函数,下列结论正确的是( )
A.当时,图象关于原点对称 B.当时,定义域为
C.所有幂函数都过点 D.当时,函数在上单调递增
【答案】ACD
【分析】直接根据幂函数的图象和性质判断可得.
【详解】因为幂函数,
对A:若时,,所以函数图象关于原点对称,故A正确;
对B:若时,,所以函数的定义域为,故B错误;
对C:当时,,所以所有幂函数都过点,故C正确;
对D:由幂函数性质可知,当时,函数在上单调递增,故D正确.
故选:ACD
10.(25-26高一上·贵州遵义·期末)已知幂函数,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.的图象经过第三象限
【答案】AB
【分析】根据幂函数的定义,可得到关于的方程,进而求得的值,再根据的值逐一分析选项.
【详解】因为函数为幂函数,
所以,解得,所以选项A正确,选项B正确;
由,得,所以选项C错误;
又,所以其图象不经过第三象限,所以选项D错误.
故选:AB
11.(25-26高一上·安徽·阶段检测)已知幂函数.若,则( )
A. B.
C.的图象恒过点 D.的图象不过第二象限
【答案】ACD
【分析】根据幂函数可判断A,根据函数的单调性即可求解B,由幂函数的性质即可求解CD.
【详解】根据题意可得,解得,故,A正确.
因为,则,所以在上单调递增,因为,,
且,故,所以,B错误.
,因为,故,故其图象恒过点,C正确,
当时,,此时定义域为,故图像不经过第二象限,
当时,,当时,,故图像不经过第二象限,
当时,
当时,,故图像不经过第二象限,故D正确.
故选:ACD
三、填空题
12.(24-25高一上·福建泉州·期末)写出同时满足下列条件的一个函数的解析式__________.
①为幂函数;
②为偶函数;
③在区间上单调递减.
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据幂函数、偶函数、函数的单调性等知识进行分析,从而确定正确答案.
【详解】依题意,是幂函数,偶函数,且在区间上单调递减,
所以中,是偶数且为负数,
所以符合题意.
故答案为:(答案不唯一)
13.(25-26高一上·陕西延安·期中)已知幂函数是偶函数,则______.
【答案】1
【分析】根据幂函数的定义求得或,然后再根据偶函数求解即可.
【详解】因为是幂函数,所以,解得或.
当时,是偶函数,符合题意;
当时,不是偶函数,不符合题意.
故答案为:1
14.(25-26高一上·甘肃兰州·期末)已知幂函数是奇函数,则满足不等式的实数的取值范围为________.
【答案】
【分析】根据幂函数的定义及奇偶性求得,根据函数的性质解不等式即可.
【详解】因为是幂函数,所以,
解得或,
当时,是奇函数,符合题意;
当时,是偶函数,不符合题意;
所以,,因为在上单调递增,
,所以,解得,
即实数的取值范围为,
故答案为:.
四、解答题
15.(25-26高一·全国·寒假作业)比较,的大小.
【答案】
【分析】利用幂函数的单调性比较即可.
【详解】因为为上的减函数,且,
所以.
16.(24-25高一上·甘肃兰州·阶段检测)已知幂函数为偶函数.
(1)求的解析式;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据幂函数的定义可解得参数的值,再根据函数为偶函数即可求解;
(2)结合幂函数的单调性及奇偶性、定义域求解.
【详解】(1)∵函数为幂函数, ,即,解得或.
当时,,满足,此时为偶函数,符合题意;
当时,,不满足,此时不是偶函数,不符合题意.
综上可得,.
(2)由(1)得,所以在上单调递减,在上单调递增且为偶函数,
因为,
所以,
解得或或.
故实数的取值范围为.
17.(25-26高一上·陕西西安·阶段检测)已知幂函数的图象关于y轴对称,且在区间上单调递增.
(1)求的值;
(2)求满足不等式的实数的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)由幂函数的单调性和图象的对称性确定指数取值范围即可求解;
(2)直接根据函数解析式解不等式即可.
【详解】(1)由题意,幂函数的图象关于轴对称,且在上单调递增,故可知其指数为正偶数,
故有,解得或.
若,则,此时为偶函数,符合题意;
若,则,此时为偶函数,符合题意.
综上所述,或,.
(2)由,可得,整理得,
解得,即.
18.(25-26高一上·浙江宁波·期中)幂函数在第一象限的大致图象如图所示.
(1)求的解析式,并写出其值域;
(2)若,求的值.
【答案】(1),值域为
(2)
【分析】(1)根据幂函数的定义列方程可求出的两个可能取值,根据图象可排除一个,得到的解析式,进而可写出其值域;
(2)根据的解析式可得到的表达式,结合已知条件即可求解.
【详解】(1)因为是幂函数,
所以,解得或,
所以或.
由图知在第一象限的图象是曲线,不是直线,所以.
所以的定义域为,值域也为.
(2)由(1)知,
由得.
所以.
19.(25-26高一上·河北沧州·期末)已知幂函数在上单调递减.
(1)求的解析式;
(2)若命题:,为假命题,求实数的取值范围;
(3)求不等式的解集.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据幂函数的定义和性质求解即可.
(2)根据原命题为假,则其否定为真即可求解;
(3)分类讨论的正负,根据单调性求解即可.
【详解】(1)因为是幂函数,根据幂函数定义,则,系数为1,
所以,即或,
又因为函数在单调递减,所以,所以.
代入得:.
(2)因为原命题是假命题,所以其否定为真.
即:.
由(1)可知,,所以,
代入得:,
要小于函数在上的最小值.
易得,在单调递增,
所以最小值在时取到:,
所以.
(3)因为,定义域为,函数在和上均单调递减,
当,即时,由可得,
解得,则此时;
当,即时,由可得,
解得,则此时;
当,即时,恒成立,
当时,,无解,
综上:不等式的解集为
1
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第12讲 幂函数(知识详解+10典例精讲+课后作业)
知识详解·核心内容
知识点01:幂函数的概念
知识点02:幂函数的图象与性质
典例精讲·例题解析
(举一反三)
题型01:求幂函数的解析式
题型02:求幂函数的值
题型03:根据函数是幂函数求参数值
题型04:求幂函数的定义域且与幂函数有关的复合函数定义域
题型05:幂函数图象的判断及应用
题型06:判断一般幂函数的单调性
题型07:判断五种常见幂函数的奇偶性
题型08:由幂函数的单调性求参数
题型09:由幂函数的单调性解不等式
题型10:由幂函数的单调性比较大小
课后作业·巩固延伸
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
【知识点01】幂函数的概念
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.
注意点:
(1)自变量前的系数是1.
(2)幂的系数为1.
(3)α是任意常数.
(4)函数的定义域与α有关.
【例1】判断下列函数哪些是幂函数:
【知识点02】幂函数的图象与性质
通过以上信息,我们可以得到:
(1)函数y=x,y=x2,y=x3,y=和y=x-1的图象都通过点(1,1);
(2)函数y=x,y=x3,y=x-1是奇函数,函数y=x2是偶函数;
(3)在区间(0,+∞)上,函数y=x,y=x2,y=x3,y=单调递增,函数y=x-1单调递减;
(4)在第一象限内,函数y=x-1的图象向上与y轴无限接近,向右与x轴无限接近.
注意点:一般幂函数的图象特征
(1)所有的幂函数在(0,+∞)上都有定义,因此在第一象限内都有图象,并且图象都过点(1,1).
(2)当α>0时,幂函数的图象通过原点,并且在区间[0,+∞)上单调递增.
特别地,当α>1时,幂函数的图象下凸;当α=1时,幂函数的解析式为y=x;当0<α<1时,幂函数的图象上凸.
(3)当α<0时,幂函数的图象在区间(0,+∞)上单调递减,且函数在原点无意义.
(4)在(—∞,0)上,幂函数有无图象与α的取值有关,若函数为偶函数,函数图象一定出现在第二象限,若函数为奇函数,函数图象一定出现在第三象限.
(5)幂指数互为倒数的幂函数在第一象限内的图象关于直线y=x对称.
(6)在第一象限,作直线x=a(a>1),它同各幂函数图象相交,按交点从下到上的顺序,幂指数按从小到大的顺序排列.
【例2】已知幂函数 在区间 上单调递增,且。
(1)求该幂函数的解析式;
(2)判断函数的奇偶性。
【题型01】求幂函数的解析式
【典例1-1】(24-25高一上·河南·阶段检测)已知幂函数的图象经过点,则该函数的解析式为( )
A. B. C. D.
【变式1-1】幂函数的图象过点,则此函数的解析式为( )
A.() B.
C. D.
【变式1-2】写出满足的函数的一个解析式:__________.
【变式1-3】(25-26高一上·广东肇庆·期末)已知幂函数的图像过点,则幂函数的解析式是__________.
【题型02】求幂函数的值
【典例2-1】(25-26高一上·贵州六盘水·期末)已知幂函数的图象过点,则( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【变式2-1】(25-26高一上·山东济宁·期末)若幂函数满足,则__________.
【变式2-2】(25-26高一上·贵州毕节·阶段检测)已知幂函数的图象过点,则___________.
【变式2-3】设是幂函数,已知,求,.
【题型03】根据函数是幂函数求参数值
【典例3-1】(25-26高一上·浙江杭州·期末)已知幂函数,则是__________.
【变式3-1】(25-26高一上·江苏盐城·期末)已知幂函数过点,则( )
A.0 B.2 C.1 D.3
【变式3-2】(多选)(25-26高一上·内蒙古赤峰·期中)已知幂函数,则m 的值可能为( )
A. B.2 C.7 D.
【变式3-3】(25-26高一下·河南·期末)若幂函数满足,则实数m的值为________.
【题型04】求幂函数的定义域且与幂函数有关的复合函数定义域
【典例4-1】已知幂函数,则此函数的定义域为________.
【变式4-1】(25-26高一上·湖北孝感·期末)已知幂函数的图象经过点,则的定义域为( )
A. B. C. D.
【变式4-2】已知幂函数的图象过点,则的定义域为( )
A. B.
C. D.
【变式4-3】(24-25高一上·全国·课堂例题)求下列幂函数的定义域.
(1);
(2);
(3).
【题型05】幂函数图象的判断及应用
【典例5-1】(25-26高一上·新疆阿克苏·期末)如图是某幂函数的图象,则该幂函数可能是( )
A. B. C. D.
【变式5-1】(25-26高一上·广西玉林·期末)幂函数的大致图象为( )
A. B.
C. D.
【变式5-2】(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.
【变式5-3】作出函数的大致图象,并说明它与函数图象之间的关系.
【题型06】判断一般幂函数的单调性
【典例6-1】(25-26高一上·河北承德·期末)幂函数的单调递增区间是__________.
【变式6-1】(25-26高一上·四川成都·期末)下列函数中,既是幂函数,又在上单调递减的是( )
A. B. C. D.
【变式6-2】(多选)(24-25高一上·青海西宁·阶段检测)已知幂函数的图象经过点,若,则( )
A. B.的图象经过点
C.是增函数 D.
【变式6-3】已知幂函数经过
(1)试求函数的解析式;
(2)写出函数的单调区间.
【题型07】判断五种常见幂函数的奇偶性
【典例7-1】下列幂函数中过点 ,的偶函数是( )
A. B. C. D.
【变式7-1】(25-26高一上·江苏盐城·期中)已知,若幂函数为偶函数,则( )
A. B. C. D.
【变式7-2】(25-26高一上·河北·期中)下列命题中,正确的是( )
A.幂函数是奇函数
B.幂函数是偶函数
C.幂函数既是奇函数又是偶函数
D.幂函数既不是奇函数,又不是偶函数
【变式7-3】分别写出下列函数的定义域,并指出它们的奇偶性:
(1);
(2);
(3);
(4).
【题型08】由幂函数的单调性求参数
【典例8-1】(25-26高一上·湖北·阶段检测)幂函数在上是减函数,则的值为( )
A.4或 B. C.或1 D.
【变式8-1】(多选)(24-25高一上·浙江杭州·期中)幂函数满足时,,则的值可以是( )
A. B.3 C. D.
【变式8-2】(25-26高一上·重庆·期末)幂函数在区间上单调递增,则______.
【变式8-3】(25-26高一上·福建三明·期末)已知幂函数在单调递减,则___________.
【题型09】由幂函数的单调性解不等式
【典例9-1】若,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式9-1】不等式的解为( )
A. B. C. D.
【变式9-2】(25-26高一上·河北·期末)若幂函数的图象过点,则不等式的解集为__________.
【变式9-3】(25-26高一上·云南曲靖·期中)已知幂函数 是偶函数.
(1)求的值;
(2)解不等式.
【题型10】由幂函数的单调性比较大小
【典例10-1】(25-26高一上·云南楚雄·期末)已知,,则( )
A. B.
C. D.
【变式10-1】(多选)(25-26高一上·浙江温州·期中)设,则的大小关系可以是( )
A. B.
C. D.
【变式10-2】(25-26高一上·陕西汉中·期中)若,,,则a,b,c的大小关系是__________.
【变式10-3】(2025高一上·全国·专题练习)比较下列各题中两个幂的值的大小.
(1);
(2);
知识点01幂函数的概念
1. 定义
一般地,形如 的函数称为幂函数。
其中:自变量为 , 为常数,。
2. 幂函数严格判定标准(考试必考)
同时满足以下条件才是幂函数:
(1)底数为纯自变量;
(2)指数为常数;
(3)系数为 1;
(4)无常数项、无多余加减因式。
3. 常见非幂函数(易错辨析)
均不是幂函数。
知识点02五大基础幂函数(高中核心)
必考5类基础幂函数:
各自定义域
:
:
:
:
:
知识点03幂函数通用图象与整体性质
1. 公共定点(所有幂函数通用)
任意幂函数 恒过定点:
2. 第一象限单调性(核心考点)
当 时, 在 上单调递增;
当 时, 在 上单调递减。
3. 原点处性质
,幂函数过原点 ;
,幂函数不过原点。
4. 奇偶性通用规律
(1)指数奇数、定义域对称:奇函数,如 ;
(2)指数偶数、定义域对称:偶函数,如 ;
(3)定义域不对称:非奇非偶,如 。
知识点04幂函数大小比较核心结论
1. 同指数不同底数
利用第一象限单调性比较:
,底数越大,函数值越大;
,底数越大,函数值越小。
2. 同底数不同指数
利用指数函数单调性比较。
3. 不同底数不同指数
引入中间量、 搭桥比较。
知识点05本节必背公式与结论清单
1. 幂函数定义式:
2. 通用定点:
3. 递增条件:
4. 递减条件:
知识点06高频易错点总结
1. 误把带系数、带常数项的函数当成幂函数;
2. 误以为所有幂函数都过原点(负数指数不过原点);
3. 忽略幂函数定义域,盲目判断奇偶性;
4. 混淆幂函数与指数函数:幂函数底数变、指数定,指数函数底数定、指数变。
一、单选题
1.(25-26高一上·浙江杭州·期中)幂函数的图象经过( ),且在第一象限内( )
A.第一、二象限 单调递减 B.第一、三象限 单调递减
C.第一、二象限 单调递增 D.第一、三象限 单调递增
2.(25-26高一上·四川凉山·期末)已知,,,则实数、、的大小关系是( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高一上·福建泉州·期中)若函数为幂函数,则函数在定义域内为( )
A.增函数 B.减函数 C.奇函数 D.偶函数
4.(25-26高一下·内蒙古赤峰·阶段检测)在下列函数中,既是偶函数又在区间内单调递增的是( )
A. B. C. D.
5.(25-26高一下·辽宁铁岭·阶段检测)已知幂函数在上单调递减,则( )
A.4 B. C. D.
6.(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期末)已知幂函数为奇函数,且在上单调递减,则满足不等式的实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.(25-26高一上·贵州黔南·期末)已知幂函数(为常数)的图象经过点,且,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(24-25高一上·湖北·阶段检测)已知幂函数是定义域上的奇函数,则满足的实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·阶段检测)关于幂函数,下列结论正确的是( )
A.当时,图象关于原点对称 B.当时,定义域为
C.所有幂函数都过点 D.当时,函数在上单调递增
10.(25-26高一上·贵州遵义·期末)已知幂函数,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.的图象经过第三象限
11.(25-26高一上·安徽·阶段检测)已知幂函数.若,则( )
A. B.
C.的图象恒过点 D.的图象不过第二象限
三、填空题
12.(24-25高一上·福建泉州·期末)写出同时满足下列条件的一个函数的解析式__________.
①为幂函数;
②为偶函数;
③在区间上单调递减.
13.(25-26高一上·陕西延安·期中)已知幂函数是偶函数,则______.
14.(25-26高一上·甘肃兰州·期末)已知幂函数是奇函数,则满足不等式的实数的取值范围为________.
四、解答题
15.(25-26高一·全国·寒假作业)比较,的大小.
16.(24-25高一上·甘肃兰州·阶段检测)已知幂函数为偶函数.
(1)求的解析式;
(2)若,求实数的取值范围.
17.(25-26高一上·陕西西安·阶段检测)已知幂函数的图象关于y轴对称,且在区间上单调递增.
(1)求的值;
(2)求满足不等式的实数的取值范围.
18.(25-26高一上·浙江宁波·期中)幂函数在第一象限的大致图象如图所示.
(1)求的解析式,并写出其值域;
(2)若,求的值.
19.(25-26高一上·河北沧州·期末)已知幂函数在上单调递减.
(1)求的解析式;
(2)若命题:,为假命题,求实数的取值范围;
(3)求不等式的解集.
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