内容正文:
3.3 幂函数
知识点一、幂函数的定义
一般地,函数y=xα叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.
知识点二、幂函数的图像和性质
1.五个具体函数的图像:在同一平面直角坐标系内函数(1)y=x;(2)y=;(3)y=
x2;(4)y=x-1;(5)y=x3的图象如图.
2.图像特征
(1)所有的幂函数在(0,+∞)上都有定义,图象必过点(1,1),且一定会出现在第一象限内,
一定不会出现在第四象限.
(2)在第一象限内,直线x=1右侧部分的图像,由下向上幂函数的指数越来越大.
(3)当α>0时,幂函数的图象通过点(0,0),并且在区间[0,+∞)上单调递增.
(4)当α<0时,幂函数在区间(0,+∞)上单调递减.图像以x,y轴为渐近线,在第一象限
内,图像向上与y轴无限接近,向右无限与x轴接近.
3.五个幂函数的性质
y=x
y=x2
y=x3
y=
y=x-1
定义域
R
R
R
[0,+∞)
{x|x≠0}
值域
R
[0,+∞)
R
[0,+∞)
{y|y≠0}
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
非奇非偶
奇函数
单调性
增函数
在[0,+∞)上为增函数
在(-∞,0]上为减函数
增函数
增函数
在(0,+∞)上为减函数在(-∞,0)上为减函数
定点
均过定点(0,0),(1,1)
过点(1,1)
知识点三、一般幂函数的图像和性质
1.定义域:在(0,+∞)上都有定义,定义域与α值有关.
2.定点
(1)当α>0时,幂函数的图象通过点(0,0)和(1,1).
(2)当α<0时,幂函数的图象通过点(1,1).
3.单调性
(1)当α>0时,幂函数在[0,+∞)上单调递增.
(2)当α<0时,幂函数在区间(0,+∞)上单调递减.
4.幂函数在第一象限的图像特征
(1)当0<α<1时,第一象限的图像上凸,当α>1时,在第一象限的图像上下凸.
(2)当α<0时,在第一象限的图像都下凸.
题型一:幂函数的概念及定义域和值域
例1.在函数y=,y=2x2,y=x2+x,y=1中,幂函数的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
例2.函数f(x)=x-4的定义域为 ,值域为 .
例3.已知y=(m2+2m-2)+2n-3是幂函数,求m,n的值.
跟踪训练:
1.下列函数是幂函数的有 .
①y=3x2;②y=x2+1;③;④.
2.函数的定义域为 ,值域为 .
3.已知,若该函数为幂函数,求其解析式,并求出其定义域.
题型二:幂函数的图像及其应用
例1.若点(,2)在幂函数f(x)的图象上,点在幂函数g(x)的图象上,问当x为何值时,(1)f(x)>g(x);(2)f(x)=g(x);(3)f(x)<g(x).
例2.如图所示,图中的曲线是幂函数y=xn在第一象限的图象,已知n取±2,四个值,则相应于C1,C2,C3,C4的n依次为( )
A.-2,,,2 B.2,,,-2
C.,-2,2, D.2,,-2,
跟踪训练:
1.幂函数的图象如图所示,则m的值为( )
A.﹣1<m<3 B.0 C.1 D.2
2.若幂函数y=x﹣1,y=xm与y=xn在第一象限的图象如图所示,则m与n的取值情况为
( )
A.﹣1<m<0<n<1 B.﹣1<n<0<m
C.﹣1<m<0<n D.﹣1<n<0<m<1
3.幂函数f(x)=(a2﹣2a﹣2)xa在R上单调递增,则函数g(x)=bx+a+1(b>1)的图象过定点( )
A.(1,1) B.(1,2) C.(﹣3,1) D.(﹣3,2)
题型三:幂函数的单调性及其应用
例1.比较下列各组数中两个数的大小:
(1)与;
(2)与;
(3)与.
例2.已知幂函数y=x3m-9(m∈N*)的图象关于y轴对称且在(0,+∞)上单调递减,求满足
的a的取值范围.
跟踪训练:
1.(多选)以下比较大小的结论中正确的是( )
A.1.72.5<1.73 B.0.8﹣0.1<0.8﹣0.2
C.1.50.4<0.82 D.
2.比较下列各组数的大小.
(1)与;
(2)与.
3.已知幂函数f(x)=(m2﹣m+1)x﹣2m+1在(0,+∞)上单调递减,则实数m的值为( )
A.0或1 B.﹣1或1 C.1 D.0
4.已知幂函数为偶函数,且f(2)>f(3),m∈Z.
(1)求m;
(2)若f(a+2)<f(1﹣2a),求a的取值范围.
1.不论α取何值,函数y=(x﹣1)α+2的图象恒过点A,则点A的坐标为( )
A.(1,3) B.(2,3) C.(2,1) D.(0,3)
2.(多选)下列判断正确的有( )
A. B.20.3<20.5
C. D.0.70.8<0.70.7
3.(多选)已知幂函数f(x)的图象经过点,则下列结论正确的是( )
A.
B.f(x)是偶函数
C.f(x)在(0,+∞)上单调递增
D.不等式f(x)<1的解集为(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞)
4.函数y=xa,y=xb,y=xc的大致图象如图所示,则实数a,b,c的大小关系是( )
A.c<b<a B.a<b<c C.b<c<a D.c<a<b
5.已知幂函数y=f(x)的图象经过点(2,),则f(x)= .
6.已知函数f(x)=(m2﹣m﹣1)x2m﹣1是幂函数,且f(x)在(﹣∞,0)上单调递减,则
实数m= .
7.已知幂函数f(x)=(m2﹣10m﹣10)xm的定义域为R,则m= .
8.解答下列问题:
(1)函数y=的定义域是 ,值域是 ;
(2)函数y=的定义域是 ,值域是 ;
(3)函数y=的定义域是 ,值域是 ;
(4)函数y=的定义域是 ,值域是 .
1.幂函数的图象过点(2,),则该幂函数的解析式是( )
A.y= B.y=x2 C.y=x-1 D.y=x3
2.下列函数中,既是偶函数,又在区间(0,+∞)上单调递增的函数是( )
A.y= B.y=x C.y=x-1 D.y=x2
3.已知幂函数y=xn,y=xm,y=xp的图象如图,则( )
A.m>n>p B.m>p>n C.n>p>m D.p>n>m
4.已知函数f(x)=,若0<a<b<1,则下列各式中正确的是( )
A.f(a)<f(b)<< B.<<f(b)<f(a)
C.f(a)<f(b)<< D.<f(a)<<f(b)
5.幂函数在(0,+∞)单调递减,则a=( )
A. B. C.3 D.﹣3
6.(多选)下列大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
7.(多选)幂函数在(0,+∞)上是增函数,则以下说法正确
的是( )
A.m=3
B.函数f(x)在(﹣∞,0)上单调递增
C.函数f(x)是偶函数
D.函数f(x)的图象关于原点对称
8.若函数f(x)是幂函数,且满足f(4)=4f(2),则的值等于 .
9.已知幂函数f(x)=(k2﹣k﹣5)xk﹣1的图象关于y轴对称,则k= .
10.若幂函数y=(m2-2m-2)x-4m-2在x∈(0,+∞)上单调递减,则实数m的值是 .
11.若,则实数m的取值范围为 .
12.给出下面四个条件:①f(m+n)=f(m)+f(n);②f(m+n)=f(m)·f(n);③f(mn)=f(m)·f(n);④f(mn)=f(m)+f(n).如果m,n是幂函数y=f(x)定义域内的任意两个值,那么幂函数y=f(x)一定满足的条件的序号为 .
13.已知幂函数(m∈Z)的图象与x轴和y轴没有交点,且关于y轴对称,则m等于 .
14.已知函数,m为何值时,函数f(x)是:
(1)正比例函数;(2)反比例函数;(3)幂函数.
15.比较下列各组数的大小:
(1)和;(2)和.
16.已知幂函数f(x)=(m2+m﹣1)xm+1在(0,+∞)上单调递增.
(1)求实数m的值;
(2)若g(x)=f(x)﹣2ax+3在(1,+∞)上是增函数,求a的取值范围;
(3)求关于x的不等式f(x)<(a+2)x﹣2a的解集.
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3.3 幂函数
知识点一、幂函数的定义
一般地,函数y=xα叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.
知识点二、幂函数的图像和性质
1.五个具体函数的图像:在同一平面直角坐标系内函数(1)y=x;(2)y=;(3)y=
x2;(4)y=x-1;(5)y=x3的图象如图.
2.图像特征
(1)所有的幂函数在(0,+∞)上都有定义,图象必过点(1,1),且一定会出现在第一象限内,
一定不会出现在第四象限.
(2)在第一象限内,直线x=1右侧部分的图像,由下向上幂函数的指数越来越大.
(3)当α>0时,幂函数的图象通过点(0,0),并且在区间[0,+∞)上单调递增.
(4)当α<0时,幂函数在区间(0,+∞)上单调递减.图像以x,y轴为渐近线,在第一象限
内,图像向上与y轴无限接近,向右无限与x轴接近.
3.五个幂函数的性质
y=x
y=x2
y=x3
y=
y=x-1
定义域
R
R
R
[0,+∞)
{x|x≠0}
值域
R
[0,+∞)
R
[0,+∞)
{y|y≠0}
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
非奇非偶
奇函数
单调性
增函数
在[0,+∞)上为增函数
在(-∞,0]上为减函数
增函数
增函数
在(0,+∞)上为减函数在(-∞,0)上为减函数
定点
均过定点(0,0),(1,1)
过点(1,1)
知识点三、一般幂函数的图像和性质
1.定义域:在(0,+∞)上都有定义,定义域与α值有关.
2.定点
(1)当α>0时,幂函数的图象通过点(0,0)和(1,1).
(2)当α<0时,幂函数的图象通过点(1,1).
3.单调性
(1)当α>0时,幂函数在[0,+∞)上单调递增.
(2)当α<0时,幂函数在区间(0,+∞)上单调递减.
4.幂函数在第一象限的图像特征
(1)当0<α<1时,第一象限的图像上凸,当α>1时,在第一象限的图像上下凸.
(2)当α<0时,在第一象限的图像都下凸.
题型一:幂函数的概念及定义域和值域
例1.在函数y=,y=2x2,y=x2+x,y=1中,幂函数的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
解:∵y==x-2,∴是幂函数;y=2x2由于出现系数2,因此不是幂函数;y=x2+x是两项和的形式,不是幂函数;y=1=x0(x≠0),可以看出,常函数y=1的图象比幂函数y=x0的图象多了一个点(0,1),所以常函数y=1不是幂函数.故选:B.
例2.函数f(x)=x-4的定义域为 ,值域为 .
解:f(x)=x-4=,则x4≠0,即x≠0,故f(x)=x-4的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞).
由于x≠0,则,故值域为(0,+∞).
故答案为:(-∞,0)∪(0,+∞);(0,+∞).
例3.已知y=(m2+2m-2)+2n-3是幂函数,求m,n的值.
解:由题意得,解得:或,所以m=-3或1,n=.
跟踪训练:
1.下列函数是幂函数的有 .
①y=3x2;②y=x2+1;③;④.
解:①中系数为3,故不是幂函数;②中y=x2+1不是y=xα的形式,故不是幂函数;③中是幂函数;④中是幂函数.故答案为:③④.
2.函数的定义域为 ,值域为 .
解:因为,所以函数的定义为(0,+∞),由x>0,可得,所以函数的值域为(0,+∞).故答案为:(0,+∞);(0,+∞).
3.已知,若该函数为幂函数,求其解析式,并求出其定义域.
解:由题意得,解得:m=2或m=-1.
当m=2时,解析式为y=x-3,则函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞).
当m=-1时,解析式为y=x0,则函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞).
题型二:幂函数的图像及其应用
例1.若点(,2)在幂函数f(x)的图象上,点在幂函数g(x)的图象上,问当x为何值时,(1)f(x)>g(x);(2)f(x)=g(x);(3)f(x)<g(x).
解:设f(x)=xα,因为点(,2)在幂函数f(x)的图象上,所以将点(,2)代入f(x)=xα中,得2=,解得α=2,则f(x)=x2.同理可求得g(x)=x-2.
在同一坐标系中作出函数f(x)=x2和g(x)=x-2的图象(如图所示),观察图象可得,
(1)当x>1或x<-1时,f(x)>g(x);
(2)当x=1或x=-1时,f(x)=g(x);
(3)当-1<x<1且x≠0时,f(x)<g(x).
例2.如图所示,图中的曲线是幂函数y=xn在第一象限的图象,已知n取±2,四个值,则相应于C1,C2,C3,C4的n依次为( )
A.-2,,,2 B.2,,,-2
C.,-2,2, D.2,,-2,
解:根据幂函数y=xn的性质,在第一象限内的图象当n>0时,n越大,y=xn递增速度越快,故C1的n=2,C2的n=;当n<0时,|n|越大,曲线越陡峭,所以曲线C3的n=,曲线C4的n=-2.故选:B.
跟踪训练:
1.幂函数的图象如图所示,则m的值为( )
A.﹣1<m<3 B.0 C.1 D.2
解:根据幂函数的图象可知函数在第一象限内单调递减,且为偶函数.
则m2﹣2m﹣3<0,即﹣1<m<3,
∵m∈Z,∴m=0,或m=1,或m=2.
若m=0,则y为奇函数,不满足条件.
若m=1,则y为偶函数,满足条件.
若m=2.则y为奇函数,不满足条件.∴m=1.故选:C.
2.若幂函数y=x﹣1,y=xm与y=xn在第一象限的图象如图所示,则m与n的取值情况为
( )
A.﹣1<m<0<n<1 B.﹣1<n<0<m
C.﹣1<m<0<n D.﹣1<n<0<m<1
解:在第一象限作出幂函数y=xm,y=xn,y=x,y=1的图象,
在(0,1)内取同一值x0,作直线x=x0,与各图象有交点,则“点低指数大”,
如图,知0<m<1,﹣1<n<0,故选:D.
3.幂函数f(x)=(a2﹣2a﹣2)xa在R上单调递增,则函数g(x)=bx+a+1(b>1)的图象过定点( )
A.(1,1) B.(1,2) C.(﹣3,1) D.(﹣3,2)
解:因为f(x)=(a2﹣2a﹣2)xa为幂函数且在R上单调递增,
所以,解得a=3,所以g(x)=bx+a+1=bx+3+1(b>1),
又因为指数函数y=ax恒过定点(0,1),所以g(x)=bx+3+1(b>1)恒过定点(﹣3,2).
故选:D.
题型三:幂函数的单调性及其应用
例1.比较下列各组数中两个数的大小:
(1)与;
(2)与;
(3)与.
解:(1)∵幂函数y=x0.5在(0,+∞)上是单调递增的,又,∴.
(2)∵幂函数y=x-1在(-∞,0)上是单调递减的,又,∴.
(3)∵函数y1=在(0,+∞)上单调递增,又>1,∴> =1.
又∵函数y2=在(0,+∞)上单调递增,且<1,∴=1,∴.
例2.已知幂函数y=x3m-9(m∈N*)的图象关于y轴对称且在(0,+∞)上单调递减,求满足
的a的取值范围.
解:因为函数在(0,+∞)上单调递减,所以3m-9<0,
解得m<3.又因为m∈N*,所以m=1,2.
因为函数的图象关于y轴对称,
所以3m-9为偶数,故m=1.
则原不等式可化为.
因为y=在(-∞,0),(0,+∞)上均单调递减,
所以a+1>3-2a>0或3-2a<a+1<0或a+1<0<3-2a,
解得<a<或a<-1.
故a的取值范围是.
跟踪训练:
1.(多选)以下比较大小的结论中正确的是( )
A.1.72.5<1.73 B.0.8﹣0.1<0.8﹣0.2
C.1.50.4<0.82 D.
解:对于A,由指数函数y=1.7x在R上单调递增,且2.5<3,得1.72.5<1.73,选项A正确;对于B,由指数函数y=0.8x在R上单调递减,且﹣0.1>﹣0.2,得0.8﹣0.1<0.8﹣0.2,选项B正确;
对于C,由1.50.4>1.50=1,0.82=0.64<1,得1.50.4>0.82,选项C错误;
对于D,由,,得,选项D错误.
故选:AB.
2.比较下列各组数的大小.
(1)与;
(2)与.
解:(1)因为y在(0,+∞)上单调递增,所以,所以;
(2),,因为,所以,
即.
3.已知幂函数f(x)=(m2﹣m+1)x﹣2m+1在(0,+∞)上单调递减,则实数m的值为( )
A.0或1 B.﹣1或1 C.1 D.0
解:因为幂函数f(x)=(m2﹣m+1)x﹣2m+1在(0,+∞)上单调递减,
所以m2﹣m+1=1且﹣2m+1<0,解得m=1或m=0(舍).故选:C.
4.已知幂函数为偶函数,且f(2)>f(3),m∈Z.
(1)求m;
(2)若f(a+2)<f(1﹣2a),求a的取值范围.
解:(1)因为是幂函数且f(2)>f(3),所以f(x)在(0,+∞)上单调递减,
故m2﹣4m<0,解得0<m<4.又,则m=1,2,3,
当m=1时,f(x)=x﹣3,是奇函数,不满足偶函数;
当m=2时,f(x)=x﹣4,是偶函数,满足;
当m=3时,f(x)=x﹣3,是奇函数,不满足.所以m=2.
(2)由(1)得f(x)=x﹣4,其在(0,+∞)上单调递减,在(﹣∞,0)上单调递增,且图象关于y轴对称,
由f(a+2)<f(1﹣2a),可得0<|1﹣2a|<|a+2|,
平方得(1﹣2a)2<(a+2)2,解得:或,
所以a的取值范围是.
1.不论α取何值,函数y=(x﹣1)α+2的图象恒过点A,则点A的坐标为( )
A.(1,3) B.(2,3) C.(2,1) D.(0,3)
解:由幂函数y=xα的图象恒过点(1,1),所以函数y=(x﹣1)α的图象恒过点(2,1),
所以函数y=(x﹣1)α+2的图象恒过点(2,3).故选:B.
2.(多选)下列判断正确的有( )
A. B.20.3<20.5
C. D.0.70.8<0.70.7
解:由函数y=x﹣1在区间(﹣∞,0)上单调递减,可得,故A错误;
由函数y=2x在区间(﹣∞,+∞)上单调递增,可得20.3<20.5,故B正确;
由函数y为偶函数,且在区间(0,+∞)上单调递增,可得,故C错误;
由函数y=0.7x在区间(﹣∞,+∞)上单调递减,可得0.70.8<0.70.7,故D正确.
故选:BD.
3.(多选)已知幂函数f(x)的图象经过点,则下列结论正确的是( )
A.
B.f(x)是偶函数
C.f(x)在(0,+∞)上单调递增
D.不等式f(x)<1的解集为(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞)
解:设幂函数f(x)=xα(α为常数),
因为幂函数f(x)的图象经过点,所以2α,解得α=﹣2,所以f(x)=x﹣2,定义域为{x|x≠0},所以f(﹣2)=(﹣2)﹣2,故A错误;
因为f(﹣x)=(﹣x)﹣2=x﹣2=f(x),故函数f(x)为偶函数,故B正确;
因为y=x2在(0,+∞)上单调递增,且x2>0,所以f(x)=x﹣2在(0,+∞)上单调递减,故C错误;
不等式f(x)<1,即1,所以x2>1,解得x<﹣1或x>1,即不等式f(x)<1的解集为(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞),故D正确.
故选:BD.
4.函数y=xa,y=xb,y=xc的大致图象如图所示,则实数a,b,c的大小关系是( )
A.c<b<a B.a<b<c C.b<c<a D.c<a<b
解:取x,则由图象可知()a<()b<()c
∵01,相应的指数函数y=()x是减函数,∴c<b<a,故选:A.
5.已知幂函数y=f(x)的图象经过点(2,),则f(x)= .
解:设幂函数的解析式为y=xa,∵幂函数y=f(x)的图象过点(2,),
∴2a,解得a,∴f(x).故答案为:
6.已知函数f(x)=(m2﹣m﹣1)x2m﹣1是幂函数,且f(x)在(﹣∞,0)上单调递减,则
实数m= .
解:根据题意可得m2﹣m﹣1=1,解得m=2或m=﹣1;
当m=2时,函数f(x)=x3在(﹣∞,0)上单调递增,不合题意;
当m=﹣1时,函数f(x)=x﹣3在(﹣∞,0)上单调递减,符合题意;
所以m=﹣1.故答案为:﹣1.
7.已知幂函数f(x)=(m2﹣10m﹣10)xm的定义域为R,则m= .
解:f(x)=(m2﹣10m﹣10)xm,令m2﹣10m﹣10=1,即m2﹣10m﹣11=0,
解得m=﹣1或11,因为f(x)的定义域为R.所以m=11.故答案为:11.
8.解答下列问题:
(1)函数y=的定义域是 ,值域是 ;
(2)函数y=的定义域是 ,值域是 ;
(3)函数y=的定义域是 ,值域是 ;
(4)函数y=的定义域是 ,值域是 .
解:(1)由题意可得,函数y=的定义域R,值域[0,+∞).
(2)函数y=的定义域{x|x≠0},值域(0,+∞).
(3)函数y=的定义域{x|x≥0},值域[0,+∞).
(4)函数y=的定义域{x|x>0},值域(0,+∞).
1.幂函数的图象过点(2,),则该幂函数的解析式是( )
A.y= B.y=x2 C.y=x-1 D.y=x3
解:设f(x)=xα,则2α=,∴α=,∴f(x)=.故选:A.
2.下列函数中,既是偶函数,又在区间(0,+∞)上单调递增的函数是( )
A.y= B.y=x C.y=x-1 D.y=x2
解:由于y=x-1和y=x都是奇函数,故B,D不合题意.y=在(0,+∞)上单调递增,但不是偶函数,故A不满足题意.y=x2为偶函数,且在(0,+∞)上单调递增.故选:D.
3.已知幂函数y=xn,y=xm,y=xp的图象如图,则( )
A.m>n>p B.m>p>n C.n>p>m D.p>n>m
解:因为在区间(1,+∞)上,幂函数的指数越大,图象越远离x轴,
所以由图象可得:n>p>m,故选:C.
4.已知函数f(x)=,若0<a<b<1,则下列各式中正确的是( )
A.f(a)<f(b)<< B.<<f(b)<f(a)
C.f(a)<f(b)<< D.<f(a)<<f(b)
解:因为函数f(x)=在(0,+∞)上单调递增,又0<a<b<1<<,f(a)<f(b)<<.
故选:C.
5.幂函数在(0,+∞)单调递减,则a=( )
A. B. C.3 D.﹣3
解:由题意可得a2﹣8=1,即a=±3,又幂函数在(0,+∞)单调递减可得,即a<0,
所以a=﹣3.故选:D.
6.(多选)下列大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
解:对于A,因为y是定义域R上的减函数,且,所以,选项A正确;
对于B,根据幂函数y是定义域[0,+∞)上的单调增函数,得,
根据指数函数y是定义域R上的减函数,得,所以,选项B错误;
对于C,因为,且,所以,选项C正确;
对于D,因为幂函数y在(0,+∞)单调递减,且,所以,选项D错误.
故选:AC.
7.(多选)幂函数在(0,+∞)上是增函数,则以下说法正确
的是( )
A.m=3
B.函数f(x)在(﹣∞,0)上单调递增
C.函数f(x)是偶函数
D.函数f(x)的图象关于原点对称
解:在(0,+∞)上是增函数,则,解得m=3,故A正确;
故f(x)=x3,函数f(x)在R上单调递增,且为奇函数,故BD正确,C错误.
故选:ABD.
8.若函数f(x)是幂函数,且满足f(4)=4f(2),则的值等于 .
解:设f(x)=xα,∵f(4)=4f(2),∴4α=4×2α,解得α=2,∴f(x)=x2,∴=.
故答案为:.
9.已知幂函数f(x)=(k2﹣k﹣5)xk﹣1的图象关于y轴对称,则k= .
解:因为f(x)是幂函数,所以k2﹣k﹣5=1,解得k=3或k=﹣2,
当k=3时,f(x)=x2为偶函数,图象关于y轴对称;
当k=﹣2时,f(x)=x﹣3为奇函数,图象关于原点对称,不符.所以k=3.
故答案为:3.
10.若幂函数y=(m2-2m-2)x-4m-2在x∈(0,+∞)上单调递减,则实数m的值是 .
解:因为函数y=(m2-2m-2)x-4m-2既是幂函数又在(0,+∞)上单调递减,
所以,解得:,解得m=3.故答案为:3.
11.若,则实数m的取值范围为 .
解:因为y=在定义域[0,+∞)上是增函数,所以,解得-1≤m<.
故m的取值范围为.故答案为:.
12.给出下面四个条件:①f(m+n)=f(m)+f(n);②f(m+n)=f(m)·f(n);③f(mn)=f(m)·f(n);④f(mn)=f(m)+f(n).如果m,n是幂函数y=f(x)定义域内的任意两个值,那么幂函数y=f(x)一定满足的条件的序号为 .
解:设f(x)=xα,则f(m+n)=(m+n)α,f(m)+f(n)=mα+nα,f(m)·f(n)=mα·nα=(mn)α,f(mn)=(mn)α,所以f(mn)=f(m)·f(n)一定成立,其他三个不一定成立.故答案为:③.
13.已知幂函数(m∈Z)的图象与x轴和y轴没有交点,且关于y轴对称,则m等于 .
解:∵幂函数 (m∈Z)的图象与x轴、y轴没有交点,且关于y轴对称,
∴m2-2m-3≤0,且m2-2m-3(m∈Z)为偶数,
由m2-2m-3≤0,得-1≤m≤3,又m∈Z,∴m=-1,0,1,2,3.
当m=-1时,m2-2m-3=1+2-3=0,为偶数,符合题意;
当m=0时,m2-2m-3=-3,为奇数,不符合题意;
当m=1时,m2-2m-3=1-2-3=-4,为偶数,符合题意;
当m=2时,m2-2m-3=4-4-3=-3,为奇数,不符合题意;
当m=3时,m2-2m-3=9-6-3=0,为偶数,符合题意.
综上所述,m=-1,1,3.故答案为:-1,1,3.
14.已知函数,m为何值时,函数f(x)是:
(1)正比例函数;(2)反比例函数;(3)幂函数.
解:(1)若函数f(x)为正比例函数,则,解得:m=1.
(2)若函数f(x)为反比例函数,则,解得:m=-1.
(3)若函数f(x)为幂函数,则m2+2m=1,∴m=-1±.
15.比较下列各组数的大小:
(1)和;(2)和.
解 (1)函数y=在(0,+∞)上单调递减,
又3<3.2,所以.
(2)函数y=在(0,+∞)上单调递增,而>,所以>.
16.已知幂函数f(x)=(m2+m﹣1)xm+1在(0,+∞)上单调递增.
(1)求实数m的值;
(2)若g(x)=f(x)﹣2ax+3在(1,+∞)上是增函数,求a的取值范围;
(3)求关于x的不等式f(x)<(a+2)x﹣2a的解集.
解:(1)∵幂函数f(x)=(m2+m﹣1)xm+1在(0,+∞)上单调递增,
∴m2+m﹣1=1,整理得m2+m﹣2=0,解得m=﹣2或m=1;
当m=﹣2时,f(x)=x﹣1,f(x)在(0,+∞)上单调递减,不合题意;
当m=1时,f(x)=x2,f(x)在(0,+∞)上单调递增,符合题意;
∴m=1,即m的值为1;
(2)由(1)知,f(x)=x2,∴g(x)=x2﹣2ax+3,函数图像开口向上,对称轴为x=a;
又g(x)在(1,+∞)上是增函数,∴a≤1,即a的取值范围是{a|a≤1};
(3)不等式f(x)<(a+2)x﹣2a可化为x2<(a+2)x﹣2a,整理得x2﹣(a+2)x+2a<0,转化为(x﹣2)(x﹣a)<0;
又∵f(x)=x2,定义域为R,∴当a=2时,(x﹣2)2<0,无解;
当a>2时,由(x﹣2)(x﹣a)<0,解得2<x<a;
当a<2时,由(x﹣2)(x﹣a)<0,解得a<x<2;
综上,a=2时,不等式的解集为∅;
a>2时,不等式的解集为{x|2<x<a};
a<2时,不等式的解集为{x|a<x<2}.
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