内容正文:
二次函数与幂函数
一、知识梳理
1. 二次函数
1.二次函数解析式的三种形式
一般式: ;
顶点式: ;
零点式: .
2. 二次函数的图象和性质
解析式
图象
定义域
值域
递增区间
递减区间
对称性
函数的图象关于直线 对称
3. 知识拓展
二次函数 在闭区间 上的最大 (小) 值
1. 当 时,最小值为 ,最大值为 ;
2. 当 时,最小值为 ,最大值为 ;
3. 当 时,最小值为 ,最大值为 ;
4. 当 时,最小值为 ,最大值为 .
4. 幂函数
1. 幂函数的定义
一般地,函数 叫做幂函数,其中 是自变量, 是常数.
2.几个常用幂函数的图象和性质
函数
图象
定义域
值域
奇偶性
奇
偶
奇
非奇非偶
奇
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.
5. 知识拓展
函数 的定义域、值域与图象
图象
定义域
值域
二、练习题
1.判断正误. (对的打“√”,错的打“✗”)
(1)幂函数的图象在四个象限均有可能出现. ( )
(2)当幂指数 时,幂函数 是减函数. ( )
(3)当 时,幂函数 在 上是增函数. ( )
(4)二次函数 不可能是偶函数. ( )
2. 已知二次函数 ,当 ___时,函数图象的顶点在 轴上;当 ___时,函数图象的顶点在 轴上; 当 ___时,函数图象经过原点.
3. 已知幂函数 的图象过点 , 则 ___.
4. 若函数 在区间 上是减函数,则实数 的取值范围是 ___.
题型一 二次函数的图象及性质
角度 1 二次函数的图象与解析式
5. 已知函数 ,若 ,且 ,则函数 的图象可能是 ( )
A B C D
归纳总结 研究二次函数图象的关键点:
(1)二次项系数的符号;(2)图象的对称轴;(3)图象经过的特殊点.
6. (多选) 下列结论正确的是 ( )
A. 若二次函数的图象过点 ,则二次函数的解析式为
B. 若抛物线的顶点为 ,且过点 , 则此抛物线方程为
C. 若二次函数的图象与 轴交于点 和 ,且过点 ,则二次函数的解析式为
D. 若抛物线 经过点 ,其顶点的纵坐标为 6,则这个抛物线的方程为
角度 2 一元二次方程根的分布
7. 已知关于 的方程 的两根分别在区间 内,则实数 的取值范围为 ___.
技巧点拨 解决一元二次方程根的分布情况, 确定方程中参数的取值范围,主要从以下三个方面出发.
(1)判别式的符号.
(2)对称轴与所给区间的位置关系.
(3)区间端点处函数值的符号.
8. 若方程 的两根都大于 2,则实数 的取值范围是___.
题型二 幂函数的图象及性质
9. (多选) 已知函数 是幂函数,对任意 , ,且 ,满足 . 若 ,且 的值为负值,则下列结论可能成立的有 ( )
A. B. C. D.
10. 已知幂函数 是定义域上的奇函数,则 ( )
A. 或 3 B. 3 C. D.
11. 的大小关系是 ( )
A. B.
C. D.
归纳总结 1. 对于幂函数 的图象,根据 确定图象在第一象限的位置,其余象限部分由奇偶性决定.
2. 在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择恰当的函数,借助其单调性进行比较.
考点 1 二次函数
12. 若函数 在区间 上的最大值是 ,最小值是 , 则 的值 ( )
A. 与 有关,且与 有关 B. 与 有关,但与 无关
C. 与 无关,且与 无关 D. 与 无关,但与 有关
13. 加工爆米花时,爆开且不糊的粒数占加工总粒数的百分比称为“可食用率”. 在特定条件下,可食用率 与加工时间 (单位: 分钟) 满足函数关系 ( 是常数),如图,记录了三次实验的数据. 根据上述函数模型和实验数据, 可以得到最佳加工时间为 ( )
A.3.50 分钟 B.3.75 分钟 C.4.00 分钟 D.4.25 分钟
14. 已知 是平面直角坐标系中的点集. 设 是 中两点间的距离的最大值, 是 表示的图形的面积,则( )
A. B. C. D.
15. 已知 ,函数 若对任意 , 恒成立,则 的取值范围是 ___.
考点 2 幂函数
16. 设函数 ,则 ( )
A. 是奇函数,且在 单调递增 B. 是奇函数,且在 单调递减
C. 是偶函数,且在 单调递增 D. 是偶函数,且在 单调递减
17. 已知 是奇函数, 当 时, ,则 的值是 ___.
18. 写出一个同时具有下列性质①②③的函数 :___ ① ; ②当 时, ③ 是奇函数.
基础夯实
19. 已知函数 的图象如图所示,则 的解析式可能是 ( )
A. B. C. D.
20. 已知函数 , 则 “ ” 是 “ 在 上单调递增” 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
21. 已知函数 ,若对任意的 ,总存在 ,使得 , 则实数 的取值范围是 ( )
A. B. C. D. 以上都不对
22. 给定函数 . 用 表示 , 中的较小者,记为 , ,则 的最大值为 ( )
A. B. 1 C. 0 D. 2
能力提升
23. (多选) 下列命题正确的是 ( )
A. 的图象是一条直线
B. 幂函数的图象都经过点
C. 函数 的图象过点 ,若 ,则
D. 幂函数的图象不可能出现在第四象限
24. (多选) 已知不等式 的解集为 ,则 ( )
A. B.
C. D.
25. (多选) 已知函数 下列关于函数 的结论正确的是 ( )
A. 的定义域是 B. 的值域是
C. 若 ,则 D. 的图象与直线 有一个交点
26. 已知幂函数 是偶函数,且在区间 上为严格减函数, ,则 ___.
27. 已知幂函数 在 上单调递减,则 的值为___.
28. 请写出一个满足以下条件的幂函数 : ① 定义域为 ; ② 为增函数; ③对任意的 ,都有 ,则 ___.
参考答案与解析
1. (1)× (2)× (3)√ (4)×
2. 4;2 或 14;
3.
4.
5. 选 D. 由 且 ,得 ,所以函数图象开口向上,排除 ; 又 ,所以排除 . 故选 D.
6. 选 AB. 选项 A,设 . 将 , 代入 ,得 解得 所以二次函数解析式为 , A 正确;
选项 B,设 . 因为抛物线 的顶点为 ,且过点 ,
所以 解得 所以抛物线方程为 , 故 B 正确;
对于 ,将 代入 ,得 ,故 错误; 对于 ,将 代入 ,得 ,故 错误. 故选 AB.
7. 填
解析 令 ,根据题意得 即
则 的取值范围为 .
8. 填
解析 令 ,
可得 即
解得 .
9. 选 BC. 因为函数 为幂函数, ,解得 或 .
当 时, ,当 时, .
对任意 ,且 ,满足 ,
函数 在 上为增函数,
故 .
易得 ,从而函数 是定义在 上的单调递增的奇函数.
又因为 ,即 ,得 ,所以 ,排除 .
①当 时, ,故 ;
② 当 时, ,故 ,故 ;
③ 当 时,由 知, ,故 或 或 ,即 或 或 .
综上可知, ,且 或 或 . 故选 BC.
10. 选 D. 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(奇 偶 = 奇),符合题意,所以 . 故选 D.
11. 选 D. .
易知幂函数 在 上单调递增,且 ,
,即 ,故选 D.
12. 选 B. 因为最值在 中取, 所以最值之差一定与 无关,与 有关,选 B.
13. 选 B. 由已知得 解得 当 时, 最大,即最佳加工时间为 3.75 分钟. 故选 B.
14. 选 C. 对于 ,
当 时, ,此时函数图象为线段 ;
当 时, ,此时函数图象为曲线段 ,如图所示.
又对任意 ,函数 在 上单调递增, .
因此 表示的图形为曲线段 ,线段 和线段 之间的曲边三角形 ,
易得 ,
中两点间距离的最大值为 表示的图形的面积为 ,即 . 故选 C.
15. 填
解析 ① 当 时,因为 恒成立,所以 ,参变量分离得 ,令 ,所以当 或 时, 取得最小值,为 2,所以 .
② 当 时,因为 恒成立,所以 ,参变量分离得 ,令 ,所以当 时, 取得最大值,为 ,所以 . 由①②可得 .
16. 选 A. 函数 的定义域为 ,关于原点对称, ,故 是奇函数,排除 选项. 在区间 上单调递增. 故选 A.
17. 填 -4
解析 因为 是奇函数,且当 时, ,所以
18. 填 (答案不唯一)
解析 因为 ,所以 是幂函数; 当 时, ,所以函数 在 上是增函数;因为 是奇函数,所以 是偶函数. 因此函数 可以是
故答案为 (答案不唯一).
知识拓展 常见的抽象函数模型
1. 一次函数 型,特征式为 .
2. 指数函数 ( 且 ) 型,特征式为 或
3. 对数函数 型,特征式为 .
4. 幂函数 型,特征式为 .
19. 选 D. 由选项设 ,由第一象限的图象知: ,又函数图象关于原点对称,即函数 是奇函数,因此 正确. 故选 .
20. 选 A. 当 时,函数 在 上单调递增,
则 时,一定有 在 上单调递增,而 在 上单调递增,不一定满足 ,故 “ ” 是 “ 在 上单调递增” 的充分不必要条件. 故选 A.
21. 选 A. 对任意的 ,总存在 ,使得 ,(不等式恒成立与有解问题转化为函数的最大 (小) 值问题)
,当且仅当 时取等号, ,
当 时, 在 上为增函数,
,解得 ;
当 时, 在 上为减函数,
,解得 ,
当 时, 成立.
综上所述, 的取值范围为 . 故选 A.
22. 选 A. 令 ,得 ,
所以
当 时, ,则 ; 当 时,由于 图象的对称轴为直线 , 开口向下,因此 时, 时, . 综上, . 故选 A.
23. 选 BCD. 对于 ,因为 ,所以点 不在 的图象上,故 的图象不是一条直线,故 A 错误;
对于 ,幂函数的图象都经过点 ,故 正确;
对于 ,因为函数 的图象过点 ,所以 ,解得 ,所以 ,若 ,则 ,故 正确;
对于 D, 幂函数的图象不可能出现在第四象限, 故 D 正确.
故选 BCD.
24. 选 BCD. 由题意可得 和 是方程 的两根,且 ,
,所以 即 ,故 错误;
因为 ,所以 ,所以 ,即 ,故 B 正确;
,故 C 正确; 因为 ,且 , 所以 ,即 ,故 正确.
故选 BCD.
25. 选 BCD. 对于 的定义域是 ,故 错误;
对于 ,当 时, ,当 时, 5,所以 的值域是 ,因此 正确;
对于 ,由 的分析可知,若 ,则 解得 , 因此 C 正确;
对于 ,画出 的图象如图所示,由图可知,选项 正确.
故选 BCD.
26. 填 1
解析 因为幂函数在区间 上为严格减函数,
所以 ,解得 ,
又 ,所以 ,
因为幂函数是偶函数,所以 是偶数,
所以 是奇数,所以 ,
此时函数为 ,符合题意.
27. 填 5
解析 因为幂函数 在 上单调递减,所以 解得 .
28. 填 (答案不唯一)
解析 由题意可知 的定义域为 ,且 在 上为增函数.
下面证明该函数满足③:
取任意的 ,
则 ,当且仅当 时取等号,
即 ,即 满足③,故答案为 .
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