内容正文:
3.3幂函数
A级 基础练习
1.已知幂函数y=f(x)的图象过点(2,),则下列关于f(x)的说法正确的是( )
A.奇函数
B.偶函数
C.定义域为(0,+∞)
D.在(0,+∞)上单调递增
2.已知函数f(x)=(m2-2m-2)xm+2,则“m=3”是“f(x)是幂函数”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
3.(多选题)已知幂函数y=xα的大致图象如图所示,则α值可能为 ( )
A. B.
C. D.3
4.若幂函数f(x)=(m2-3m+1)xm+1的图象关于原点对称,则m=( )
A.3 B.2 C.1 D.0
5.若(a+1<(3-2a,则实数a的取值范围是( )
A.[-1,] B.[-1,)
C.(-∞,) D.(-∞,]
6.已知f(x)为幂函数,则函数g(x)=f(x)+1的图象经过的定点坐标为 .
7.比较下列各组中两个值的大小:
(1)1.与1.;
(2)0.61.3与0.71.3;
(3)3.与5..
B级 拔高提升
8.(2026湖南名校联考)若0<a<b<1,则下列选项正确的是( )
A.aa<ba,bb<ab B.ba<aa,bb<ab
C.ba<aa,ab<bb D.aa<ba,ab<bb
9.函数f(x)=(m2-m-1)是幂函数,对任意x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,满足>0,若a,b∈R,且a+b>0,ab<0,则f(a)+f(b)的值( )
A.恒大于0 B.恒小于0
C.等于0 D.无法判断
10.(2026上海期中)已知k∈Z,设幂函数y=的图象关于原点中心对称,且与x轴及y轴均无交点,则k的值为 .
11.已知4.1α>4.3α,则α的取值范围是 .
12.设命题p:幂函数f(x)=在(0,+∞)内单调递减,命题q:关于x的不等式mx2+4mx-4<0对任意实数x恒成立.
(1)若命题q为真命题,求实数m的取值范围;
(2)若命题p和q中有且只有一个是真命题,求实数m的取值范围.
13.已知幂函数f(x)=(-3m2-2m+2)x1+3m在(0,+∞)上为增函数.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若函数g(x)=f(x)-(2a+1)x+a2-1在区间(a,2a-1)上单调递减,求实数a的取值范围.
参考答案
1.D 设幂函数f(x)=xα(α为常数),∵幂函数y=f(x)图象过点(2,),∴2α=,∴α=,∴幂函数f(x)=.∵>0,∴幂函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,∴选项D正确;
∵幂函数f(x)=的定义域为[0,+∞),函数图象不关于原点对称,也不关于y轴对称,∴幂函数f(x)既不是奇函数也不是偶函数,∴选项A,B,C错误,故选D.
2.A ∵函数f(x)=(m2-2m-2)xm+2,由“m=3”,推出m2-2m-2=1,f(x)=x5,即“f(x)是幂函数”,故充分性成立;由“f(x)是幂函数”,可得m2-2m-2=1,求得m=3或m=-1,故必要性不成立,故函数f(x)=(m2-2m-2)xm+2,则“m=3”是“f(x)是幂函数”的充分不必要条件.故选A.
3.AC 根据幂函数y=xα的图象在第一象限内是单调增函数,且关于原点对称,通过与直线y=x的图象比较知,0<α<1,且幂函数为奇函数;所以由选项知,α值可能为.故选AC.
4.D 因为f(x)是幂函数,所以m2-3m+1=1,解得m=0或m=3.
当m=0时,f(x)=x的图象关于原点对称,符合题意;
当m=3时,f(x)=x4的图象关于y轴对称,不符合题意.故选D.
5.B 不等式(a+1<(3-2a,等价于解得-1≤a<,所以实数a的取值范围是[-1,).故选B.
6.(1,2) 因为幂函数的图象过定点(1,1),即有f(1)=1,
所以g(1)=f(1)+1=2,即g(x)的图象经过定点(1,2).
7.解(1)∵幂函数y=在区间(0,+∞)上单调递增,且1.5<1.6,∴1.<1..
(2)∵幂函数y=x1.3在区间(0,+∞)上单调递增,且0.6<0.7,∴0.61.3<0.71.3.
(3)∵幂函数y=在区间(0,+∞)上单调递减,且3.5<5.3,∴3.>5..
8.D 构造函数g(x)=xa,h(x)=xb,
因为0<a<b<1,所以g(x)在区间(0,+∞)上单调递增,所以g(a)<g(b),即aa<ba,
因为0<a<b<1,所以h(x)在区间(0,+∞)上单调递增,所以h(a)<h(b),即ab<bb.故选D.
9.A 由已知函数f(x)=(m2-m-1)是幂函数,可得m2-m-1=1,解得m=2或m=-1,当m=2时,f(x)=x3,当m=-1时,f(x)=x-3,对任意的x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,满足>0,函数在(0,+∞)上单调递增,所以m=2,此时f(x)=x3.
又a+b>0,ab<0,可知a,b异号,且正数的绝对值大于负数的绝对值,则f(a)+f(b)恒大于0,故选A.
10.1或3或5 因为该函数的图象与x轴及y轴均无交点,所以k2-6k<0,解得0<k<6.因为k∈Z,所以k=1,2,3,4,5,分别对应函数y=x-5,y=x-8,y=x-9,y=x-8,y=x-5,显然y=x-8的图象不关于原点中心对称,其他函数的图象关于原点中心对称,所以k的值为1或3或5.
11. (-∞,0)因为0<4.1<4.3,而4.1α>4.3α,所以y=xα在(0,+∞)上单调递减,故α<0.
12.解(1)当m=0时,不等式为-4<0恒成立,满足题意;
当m≠0时,要使二次不等式mx2+4mx-4<0恒成立,则解得-1<m<0.
综上,-1<m≤0,所以实数m的取值范围为(-1,0].
(2)由命题p:幂函数f(x)=在(0,+∞)内单调递减,得m2+2m<0,解得-2<m<0,①
命题p和q中有且只有一个是真命题,则p真q假或p假q真.
当p真q假时,由q假得m≤-1或m>0,②
联立①②解不等式组,得-2<m≤-1;
当q真p假时,由q真得-1<m≤0,③
p假得m≤-2或m≥0,④
联立③④解不等式组得m=0.
综上所述,若命题p和q中有且只有一个是真命题,则实数m的取值范围为(-2,-1]∪{0}.
13. (1)∵幂函数的解析式为f(x)=(-3m2-2m+2)x1+3m,
∴-3m2-2m+2=1,解得m=-1或m=.
当m=-1时,f(x)=x-2,在(0,+∞)上为减函数,不符合题意,舍去;
当m=时,f(x)=x2,在(0,+∞)上为增函数,符合题意,
∴f(x)=x2.
(2)∵g(x)=f(x)-(2a+1)x+a2-1=x2-(2a+1)x+a2-1在区间(a,2a-1)上单调递减,
又∵函数g(x)的减区间为,
∴(a,2a-1)⊆,
∴解得1<a≤,
则实数a的取值范围是.
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