摘要:
**基本信息**
聚焦幂函数概念与性质,分层设计基础巩固、综合应用、拓展提升三阶练习,通过概念辨析、图像识别、综合解题实现从单一知识点到复杂应用的递进巩固,培养抽象能力、推理意识与创新意识。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础巩固|幂函数定义、图像定点、奇偶性|以命题判断(如第1题)、简单填空(如第7题)为主,强化概念记忆与直接应用|
|综合应用|单调性、奇偶性、图像识别|通过图像辨析(第2题)、大小比较(第4题)、多选题(第5题),培养推理意识与几何直观|
|拓展提升|解析式确定、恒成立问题|以解答题(第12、13题)为主,综合函数性质与不等式,发展创新意识与模型观念|
内容正文:
1.下列命题正确的是( )
A.当a=0时,函数y=xa的图象是一条直线
B.幂函数的图象都经过(0,0),(1,1)两点
C.幂函数的图象不可能出现在第三象限
D.图象不经过点(-1,1)的幂函数,一定不是偶函数
答案:D
2.在同一平面直角坐标系内,函数y=xa(a≠0)和y=ax-的图象可能是( )
答案:C
3.函数的图象恒过定点( )
A.(1,0) B.(2,1)
C.(0,-1) D.(m+1,1)
答案:B
4.已知a=0.3,b=0.3,c=-0.3,则a,b,c的大小关系为( )
A.a<c<b B.a<b<c
C.b<c<a D.b<a<c
答案:D
5.(多选)下列函数中,在(0,+∞)上单调递增且图象关于y轴对称的是( )
A.f(x)=x3 B.f(x)=x2
C.f(x)=x-2 D.f(x)=|x|
解析:BD [A选项,f(x)=x3的定义域为R,在(0,+∞)上单调递增,但f(-x)=-x3≠f(x),即f(x)=x3不是偶函数,其图象不关于y轴对称,A不符合题意;B选项,f(x)=x2的定义域为R,在(0,+∞)上单调递增,且f(-x)=(-x)2=x2=f(x),所以f(x)=x2是偶函数,图象关于y轴对称,B符合题意;C选项,f(x)=x-2的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),在(0,+∞)上单调递减,C不符合题意;D选项,f(x)=|x|的定义域为R,在(0,+∞)上单调递增,且f(-x)=|-x|=|x|=f(x),所以f(x)=|x|是偶函数,图象关于y轴对称,D符合题意.]
6.(多选)已知幂函数f(x)的图象经过点(9,3),则( )
A.函数f(x)为减函数
B.函数f(x)为偶函数
C.当x≥4时,f(x)≥2
D.当x2>x1>0时,<f
解析:CD [设幂函数f(x)=xα,则f(9)=9α=3,解得α=,所以,定义域为[0,+∞).
A选项,因为>0,所以f(x)在[0,+∞)上为增函数,故A错误;B选项,因为f(x)的定义域不关于原点对称,所以函数f(x)不是偶函数,故B错误;C选项,由A可知,f(x)在[0,+∞)上单调递增,故当x≥4时,f(x)≥f(4)==2,故C正确;D选项,当x2>x1>0时,
2-2
=-
==-<0,
又f(x)≥0,所以<f,D正确.]
7.已知y=f(x)是奇函数,当x≥0时,,则f(-8)的值是 ________ .
答案:-4
8.幂函数y=f(x)的图象经过点,则满足f(x)=-27的x值等于 ________ .
解析:设f(x)=xα,由题意可知2α=,α=-3,即f(x)=x-3.由x-3=-27可知x=-.
答案:-
9.若,则实数a的取值范围是 ________ ;若,则实数a的取值范围是 ________ .
解析:因为函数是定义在[0,+∞)上的增函数,则由
可得解得-1≤a<.故实数a的取值范围是.
由,
可得解得<a≤,
故实数a的取值范围是.
答案:
10.比较下列各组数的大小:
(1)0.5与0.5;
(2)-1与-1;
(3) .
解:(1)∵幂函数y=x0.5在(0,+∞)上是单调递增的,
又>,∴0.5>0.5.
(2)∵幂函数y=x-1在(-∞,0)上是单调递减的,又-<-,
∴-1>-1.
11.已知幂函数y=x3m-9(m∈N*)的图象关于y轴对称,且在(0,+∞)上函数值随x的增大而减小,求满足的a的范围.
解:∵函数在(0,+∞)上递减,
∴3m-9<0,解得m<3,又m∈N*,∴m=1,2.
又函数图象关于y轴对称,∴3m-9为偶数,故m=1,
∴原不等式可化为,
即<,
移项统分<0,
解得<a<或a<-1.
∴a的取值范围为(-∞,-1)∪.
12.已知幂函数为偶函数,且在区间(0,+∞)上是单调减函数.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)讨论F(x)=a-的奇偶性.
解:(1)∵f(x)在(0,+∞)上单调递减,∴m2-2m-3<0⇒(m-3)(m+1)<0⇒-1<m<3,∵m∈Z,∴m=0,1,2,
当m=0,2时,f(x)=x-3,不合题意,当m=1时,f(x)=x-4,符合题意,
∴f(x)=x-4.
(2)由(1)知,F(x)=-bx3,
①当a≠0且b≠0时,F(x)为非奇非偶函数;
②当a≠0且b=0时,F(x)为偶函数;
③当a=0且b≠0时,F(x)为奇函数;
④当a=0且b=0时,F(x)既是奇函数又是偶函数.
13.已知幂函数f(x)=(m2-4m+4)x5-3m在(0,+∞)上单调递增,二次函数g(x)=ax2+2x+c.
(1)求实数m的值.
(2)当c=1时,∀x∈[1,2],f(x)的图象恒在g(x)图象的下方,求实数a的取值范围.
(3)若a≤,∀x∈R,g(x)≥0恒成立,求的最小值.
解:(1)因为幂函数f(x)=(m2-4m+4)x5-3m在(0,+∞)上单调递增,
所以解得m=1.
(2)由(1)得f(x)=x2,
当c=1时,g(x)=ax2+2x+1.
因为∀x∈[1,2],f(x)的图象恒在g(x)图象的下方,
所以∀x∈[1,2],都有f(x)<g(x),
即x2<ax2+2x+1,
分离参数可得a>--+1对∀x∈[1,2]恒成立,
所以a>max.
因为x∈[1,2],所以∈,
所以--+1=-2+2≤-+2=-,即max=-,所以a>-.又a≠0,所以实数a的取值范围为∪(0,+∞).
(3)若a≤,∀x∈R,g(x)=ax2+2x+c≥0(a≠0)恒成立,
则所以
即
所以==-1≥-1=-1=-1≥-1=,
当且仅当a=,c==时取等号,
所以的最小值为.
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