内容正文:
第六章
幂函数、指数函数和对数函数
6.1 幂函数
课标要点
1.了解幂函数的概念,会求幂函数的解析式.
2.掌握幂函数的图象位置和形状变化,会根据幂函数的单调性比较幂值的大小.
3.理解和掌握幂函数在第一象限的分类特征,能运用数形结合的方法处理幂函数的有关问题.
学习重难点
重点:幂函数的图象与性质
难点:幂函数的图象与性质的应用
知识点 幂函数的概念
一般地,函数叫做幂函数,其中是自变量,是常数.
特别提醒
1)中前的系数为“1”
2)中的底数是单个的自变量“”
3)中是常数
随学随练
1.(25-26高一上·辽宁葫芦岛·阶段检测)下列函数不是幂函数的是( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高一上·河南信阳·期中)下列函数是幂函数的是( )
A. B.
C. D.
3.(多选)(25-26高一上·新疆·阶段检测)下列函数中是幂函数的是( )
A. B. C. D.
知识点 五个常见幂函数图象与性质(重点)
当时,我们得到五个幂函数:
;;;;
五个幂函数的性质
定义域
值域
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
非奇非偶
奇函数
单调性
在上单调递增
在上单调递减
在单调递增
在上单调递增
在单调递增
在上单调递减
在上单调递减
定点
易错提醒
函数的单调减区间为,注意中间用“逗号”或用“和”字,不可以用并集符号连接。
随学随练
1.(26-27高一上·全国·课后作业)如图所示,给出4个幂函数的图象,则图象与函数的大致对应是( )
A.①,②,③,④
B.①,②,③,④
C.①,②,③,④
D.①,②,③,④
2.(多选)(24-25高一上·福建福州·期末)已知函数,则( )
A.当时,是奇函数 B.当时,定义域为R
C.当时,值域为 D.当时,在R上单调递减
3.(2025·上海徐汇·二模)已知幂函数的图像过点,则该幂函数的值域是_____________.
拓展 幂函数性质(重点)
①,当时,在单调递增;
②,当时,在单调递减.
活学活用
1.(25-26高一上·辽宁锦州·期末)已知幂函数()的图象关于轴对称,且在上是减函数,则的值是______.
2.(24-25高二下·上海浦东新·期末)已知,若幂函数是偶函数且在区间上单调递增,则_____.
题型 判断函数是否为幂函数
解题贴士
该函数是否为(为常数)的形式,需满足
①指数为常数
②底数为自变量
③xα的系数为1
注:(1)形如,,…形式的函数都不是幂函数
(2)若一个函数为幂函数,则该函数也必具有(为常数)这一形式
▌例1 (24-25高一上·上海·随堂练习)下列函数是幂函数的是( )
A. B.
C. D.
▌例2 (24-25高一上·全国·课堂例题)判断下列函数是否为幂函数.
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6);
(7);
(8).
▌对点练1-1.(多选)(24-25高一上·全国·课后作业)下列函数中是幂函数的是( )
A. B.
C. D.
▌对点练1-2.(多选)(23-24高一上·湖南长沙·期末)下列哪些函数是幂函数( )
A. B. C. D.
▌对点练1-3.判一判:判断下列函数是否为幂函数.
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6).
题型求幂函数的值或解析式
▌例1(2026·上海闵行·二模)已知,若是幂函数,且,则______.
▌例2(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__________.
▌对点练2-1(25-26高一下·湖北十堰·阶段检测)已知幂函数,则( )
A.8 B.2 C.4 D.
▌对点练2-2(25-26高一下·湖南衡阳·开学考试)如果幂函数的图像经过点,那么解析式是________.
▌对点练2-3(24-25高一上·天津和平·期中)若幂函数的图象与轴没有交点,则________.
题型根据函数是幂函数求参数(重点)
▌例1(26-27高三上·辽宁·开学考试)若幂函数在上为增函数,则( ).
A. B. C. D.
▌例2(25-26高一下·河南·期末)若幂函数满足,则实数m的值为________.
▌对点练3-1(25-26高一下·湖北黄石·阶段检测)已知幂函数在单调递增,则( )
A. B.0 C.1 D.
▌对点练3-2(24-25高一上·上海·课后作业)若幂函数(为整数)的定义域为,则的值为________.
▌对点练3-3(25-26高一上·四川成都·阶段检测)已知幂函数在上是减函数,则实数______.
题型幂函数定义域
解题贴士
(1)当幂指数取正整数时,定义域为
当为正偶数时,值域为;当为奇数时,值域为
(2)当幂指数取零或负整数时,定义域为
当时,值域为;当为负偶数时,值域为;当为负奇数时,值域为
(3)当幂指数取分数时,可以先化为根式,再利用根式有意义求定义域和值域
▌例1(25-26高一上·河南·期中)已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
▌例2(25-26高一上·江苏南通·期末)已知幂函数的图象过点,则的定义域为___________.
▌对点练4-1(25-26高一上·广东深圳·期末)已知幂函数的图象过点,则函数的定义域是( )
A. B. C. D.
▌对点练4-2(25-26高一下·湖南衡阳·期中)若幂函数的定义域为,则实数______.
▌对点练4-3(25-26高一上·上海浦东新·期末)已知幂函数的图象过点,则的定义域为____________.
题型幂函数的值域
▌例1(25-26高一上·北京·期中)下列函数中,值域为的是( )
A. B. C. D.
▌例2已知幂函数满足:
①在上为增函数,
②对,都有,
求同时满足①②的幂函数的解析式,并求出时,的值域.
▌对点练5-1(25-26高三上·上海·期中)已知幂函数的图像过点,则该幂函数的值域为______.
▌对点练5-2(23-24高一上·全国·课后作业)已知,则使函数的值域为R,且为奇函数的所有α的值为______.
▌对点练5-3已知幂函数(其中,)满足:
①在区间上为减函数;
②对任意的,都有.
求幂函数的解析式,并求当时,的值域.
题型幂函数图象的判断及应用
▌例1(25-26高一上·新疆和田·期末)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
▌例2(25-26高一上·上海·期中)如图是四个幂函数的部分图像,已知取、2、、这四个值,则与对应的曲线为________.(从、、、中选择一个填写)
▌对点练6-1(25-26高一上·云南昆明·期末)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
▌对点练6-2(25-26高一上·广西玉林·期末)幂函数的大致图象为( )
A. B.
C. D.
▌对点练6-3如图,函数在上的图象对应的编号依次为( )
A.②①③ B.②③① C.①③② D.①②③
题型幂函数图象过定点问题
▌例1(26-27高一上·全国·课后作业)函数的图象恒过定点( )
A. B.
C. D.
▌例2(25-26高一下·陕西安康·期中)函数的图象过定点______.
▌对点练7-1(24-25高三上·黑龙江伊春·开学考试)已知为幂函数,为常数,且,则函数的图象经过的定点坐标为( )
A. B. C. D.
▌对点练7-2已知,则函数的图象恒过的定点的坐标为__.
▌对点练7-3函数恒过定点______.
题型幂函数的奇偶性(重点)
▌例1(25-26高一上·江苏无锡·期末)若函数是偶函数,且值域为,则可以是( )
A. B. C. D.
▌例2(25-26高一上·甘肃定西·期末)若幂函数是奇函数,则___________.
▌对点练8-1(25-26高一上·浙江绍兴·期中)已知幂函数是偶函数,且在上单调递减,则( )
A. B. C.0 D.2
▌对点练8-2(25-26高一上·天津·期中)已知幂函数的图象关于轴对称,且在上为减函数,则_____.
▌对点练8-3(24-25高一上·山东青岛·期中)已知幂函数的图象关于轴对称,且,则________.
题型根据幂函数的单调性求参数(重点)
▌例1(25-26高二下·辽宁抚顺·期末)已知幂函数在上单调递减,则实数的值为( )
A.0或1 B.或1 C.1 D.0
▌例2(25-26高一上·河北邯郸·期末)若幂函数在上是减函数,则的值为多少?__________.
▌对点练9-1(2026·湖南长沙·一模)已知幂函数在上单调递减,则实数m的值为( )
A.0或1 B.或1 C.1 D.0
▌对点练9-2(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期末)若幂函数在上单调递减,则实数( ).
A. B. C. D.
▌对点练9-3(25-26高一上·广东广州·期末)幂函数在上是增函数,则________.
题型根据幂函数的单调性解不等式(重点)
解题贴士
(1)确定可以利用的幂函数
(2)借助相应的幂函数的单调性,将不等式的大小关系,转化为自变量的大小关系
(3)解不等式(组)求参数范围,注意分类讨论思想的应用
▌例1(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.
▌例2(25-26高一上·重庆璧山·阶段检测)已知幂函数为奇函数.
(1)求;
(2)若,解关于的不等式.
▌对点练10-1(26-27高一上·全国·课后作业)若,则实数的取值范围是________;若,则实数的取值范围是________.
▌对点练10-2(25-26高一上·河北唐山·阶段检测)设是幂函数,若,则的取值范围是______.
▌对点练10-3(25-26高一上·辽宁·期末)已知幂函数的定义域为.
(1)求;
(2)解不等式.
题型根据幂函数的单调性比较大小(重点)
解题贴士
(1)若两个幂值的指数相同或可化为两个指数相同的幂值时,则可构造函数,利用幂函数的单调性比较大小
(2)若底数、指数均不同,则考虑用中间值法比较大小,这里的中间值可以是“0”或“1”
▌例1(25-26高一上·江苏连云港·期末)下列比较大小中错误的是( )
A. B.
C. D.
▌例2(26-27高一上·全国·课堂例题)比较幂值大小:
(1)和;
(2)和;
(3)和;
(4)和.
▌对点练11-1(25-26高三上·河南漯河·期末)已知,,,则( )
A. B.
C. D.
▌对点练11-2(25-26高一上·山西大同·期中)已知,则( )
A. B. C. D.
▌对点练11-3(25-26高三上·河北邯郸·开学考试)已知,则( )
A. B.
C. D.
基础通关
1.(26-27高二上·山东日照·开学考试)已知幂函数在上单调递减,则实数的值为( )
A.0 B.1 C.0或1 D.-1或1
2.(25-26高二下·北京·期中)以下哪个函数既是奇函数,又是增函数( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一上·安徽淮北·期末)幂函数在单调递减,则( )
A. B. C.3 D.-3
4.(25-26高一下·甘肃武威·开学考试)已知函数是幂函数,且为奇函数,则实数( )
A.2或 B. C.3 D.1
5.(25-26高一上·云南红河·期末)“”是“幂函数在上单调递增”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
6.(25-26高三上·吉林通化·阶段检测)已知,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
7.(多选)(23-24高三下·重庆·阶段检测)下列关于幂函数的说法正确的有( )
A.函数的定义域为R B.函数的值域为
C.函数为偶函数 D.不等式的解集为
8.(多选)(23-24高一上·河北沧州·期中)已知函数的图象可能为( )
A. B.
C. D.
9.(25-26高二下·上海·期末)已知,函数在上是严格增函数,且图象关于原点对称,则________.
10.(25-26高三上·上海·阶段检测)已知幂函数的图象过点,则的解集为_____.
素养提升
1.(25-26高一上·吉林延边·期末)已知函数(且)的图象恒过定点,幂函数的图象过点,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·四川宜宾·期中)已知幂函数满足,且当时,,则的最小值为__________.
3.(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__________.
4.(25-26高一上·河南·期末)已知幂函数()的图象经过点.
(1)求的值及的解析式;
(2)求不等式的解集.
5.(25-26高一上·上海虹口·期末)已知幂函数在上是严格减函数,其中.
(1)求的值;
(2)求关于的不等式的解集.
迁移创新
1.(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.
2.(25-26高一上·海南·期末)已知幂函数,满足,且,都有 成立,若关于的不等式恰有4个整数解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一上·天津武清·阶段检测)若函数为幂函数,且在单调递增.
(1)求实数的值;
(2)设函数,是否存在实数,使得当时恒成立,若存在,求的取值范围,若不存在,说明理由.
4.(25-26高一上·陕西西安·阶段检测)已知幂函数的图象关于轴对称,且在上单调递增.
(1)求和的值;
(2)若,求满足不等式的的取值范围.
5.(25-26高二上·广东中山·阶段检测)已知幂函数是奇函数,且在上单调递增.
(1)求函数的解析式;
(2)若正实数满足,求的最小值;
(3)对于定义域为D的函数满足存在区间,使在上的值域为,求实数h的取值范围.
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第六章
幂函数、指数函数和对数函数
6.1 幂函数
课标要点
1.了解幂函数的概念,会求幂函数的解析式.
2.掌握幂函数的图象位置和形状变化,会根据幂函数的单调性比较幂值的大小.
3.理解和掌握幂函数在第一象限的分类特征,能运用数形结合的方法处理幂函数的有关问题.
学习重难点
重点:幂函数的图象与性质
难点:幂函数的图象与性质的应用
知识点 幂函数的概念
一般地,函数叫做幂函数,其中是自变量,是常数.
特别提醒
1)中前的系数为“1”
2)中的底数是单个的自变量“”
3)中是常数
随学随练
1.(25-26高一上·辽宁葫芦岛·阶段检测)下列函数不是幂函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据幂函数的定义,逐一分析选项,判断其是否符合幂函数的形式.
【详解】对于选项A,符合幂函数的形式,是幂函数;
对于选项B,符合幂函数的形式,是幂函数;
对于选项C,不符合幂函数的形式,不是幂函数;
对于选项D,符合幂函数的形式,是幂函数.
故选:C.
2.(25-26高一上·河南信阳·期中)下列函数是幂函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据幂函数的定义直接判断即可.
【详解】幂函数的定义:,
可知,,均不是幂函数,是幂函数.
故选:D.
3.(多选)(25-26高一上·新疆·阶段检测)下列函数中是幂函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【分析】由幂函数的定义逐项判断.
【详解】幂函数是形如(为常数)的函数,
对于A:的系数是2,不是幂函数,A错误;
对于B:是,的情形,B正确;
对于C:是指数函数,C错误;
对于D:是,的情形,D正确;
故选:BD.
知识点 五个常见幂函数图象与性质(重点)
当时,我们得到五个幂函数:
;;;;
五个幂函数的性质
定义域
值域
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
非奇非偶
奇函数
单调性
在上单调递增
在上单调递减
在单调递增
在上单调递增
在单调递增
在上单调递减
在上单调递减
定点
易错提醒
函数的单调减区间为,注意中间用“逗号”或用“和”字,不可以用并集符号连接。
随学随练
1.(26-27高一上·全国·课后作业)如图所示,给出4个幂函数的图象,则图象与函数的大致对应是( )
A.①,②,③,④
B.①,②,③,④
C.①,②,③,④
D.①,②,③,④
【答案】B
【分析】由函数图像特征确定幂函数解析式特点,据此可得答案.
【详解】由选项情况设幂函数.
对于①,由图可得该函数定义域为,在上单调递增,为奇函数,在第一象限图象类似于二次函数,
从而,则满足情况;
对于②,由图可得该函数定义域为,在上单调递增,为偶函数,在第一象限图象类似于二次函数,
从而,则满足情况;
对于③,由图可得该函数定义域为,在上单调递增,为非奇非偶函数,在第一象限图象类似于,
从而,则满足情况;
对于④,由图得该函数定义域为,在上单调递减,为奇函数,在第一象限图象类似于,
从而,则满足情况.
综上可得选:B.
2.(多选)(24-25高一上·福建福州·期末)已知函数,则( )
A.当时,是奇函数 B.当时,定义域为R
C.当时,值域为 D.当时,在R上单调递减
【答案】ABC
【分析】根据相关幂函数的性质及奇偶性定义判断各项的正误即可.
【详解】A:由,其定义域为且,函数为奇函数,对;
B:,显然定义域为R,对;
C:,易知其值域为,对;
D:,根据相关幂函数的性质知函数在R上单调递增,错.
故选:ABC
3.(2025·上海徐汇·二模)已知幂函数的图像过点,则该幂函数的值域是_____________.
【答案】
【分析】根据幂函数定义代入点可得,即可得函数值域.
【详解】设幂函数,
代入点可得,即,
可得,
因为,可得,所以该幂函数的值域是.
故答案为:.
拓展 幂函数性质(重点)
①,当时,在单调递增;
②,当时,在单调递减.
活学活用
1.(25-26高一上·辽宁锦州·期末)已知幂函数()的图象关于轴对称,且在上是减函数,则的值是______.
【答案】1
【分析】根据幂函数的单调性可得,结合可得其值,代入检验后可得的值.
【详解】因为幂函数在上是减函数,故,
故,而,故,
当时,,此时幂函数的图象关于轴对称,符合题意;
当时,,此时幂函数的图象不关于轴对称,舍;
故答案为:
2.(24-25高二下·上海浦东新·期末)已知,若幂函数是偶函数且在区间上单调递增,则_____.
【答案】
【分析】利用幂函数的单调性得到,再利用奇函数和偶函数的定义逐个检验即可.
【详解】因为是幂函数且在区间上单调递增,所以,
当时,,其定义域为,关于原点对称,
且,此时是偶函数,符合题意,
当时,,定义域为,与题意不符,故排除,
当时,,其定义域为,关于原点对称,
且,此时是奇函数,不符合题意,故排除.
故答案为:.
题型 判断函数是否为幂函数
解题贴士
该函数是否为(为常数)的形式,需满足
①指数为常数
②底数为自变量
③xα的系数为1
注:(1)形如,,…形式的函数都不是幂函数
(2)若一个函数为幂函数,则该函数也必具有(为常数)这一形式
▌例1 (24-25高一上·上海·随堂练习)下列函数是幂函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据幂函数的定义即可得解.
【详解】根据幂函数的定义,A、B、C均不是幂函数,只有D选项,形如(为常数),是幂函数,所以D正确
故选:D.
▌例2 (24-25高一上·全国·课堂例题)判断下列函数是否为幂函数.
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6);
(7);
(8).
【答案】(1)幂函数
(2)幂函数
(3)幂函数
(4)幂函数
(5)不是幂函数
(6)不是幂函数
(7)不是幂函数
(8)幂函数
【分析】直接利用幂函数的定义判断即可.
【详解】(1)根据幂函数的定义:形如的函数叫幂函数,
而,符合幂函数的定义,所以是幂函数.
(2)根据幂函数的定义:形如的函数叫幂函数,
而,符合幂函数的定义,所以是幂函数.
(3)根据幂函数的定义:形如的函数叫幂函数,
而,符合幂函数的定义,所以是幂函数.
(4)根据幂函数的定义:形如的函数叫幂函数,
而,符合幂函数的定义,所以是幂函数.
(5)根据幂函数的定义:形如的函数叫幂函数,
而,前面有系数2,不符合幂函数的定义,所以不是幂函数.
(6)根据幂函数的定义:形如的函数叫幂函数,
而,不符合幂函数的定义,所以不是幂函数.
(7)根据幂函数的定义:形如的函数叫幂函数,
而,不符合幂函数的定义,所以不是幂函数.
(8)根据幂函数的定义:形如的函数叫幂函数,
而,符合幂函数的定义,所以是幂函数.
▌对点练1-1.(多选)(24-25高一上·全国·课后作业)下列函数中是幂函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】根据幂函数的定义直接判断即可.
【详解】幂函数是形如(为常数)的函数,
A选项是的情形,D选项是的情形,所以A和D都是幂函数;
B选项中的系数是,不是幂函数;C选项中的系数是,不是幂函数;
故选:AD.
▌对点练1-2.(多选)(23-24高一上·湖南长沙·期末)下列哪些函数是幂函数( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【分析】由幂函数的定义对比选项即可求解.
【详解】由幂函数的标准形式,对比选项可知,与符合题意.
故选:BD.
▌对点练1-3.判一判:判断下列函数是否为幂函数.
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6).
【答案】(1)不是幂函数;
(2)不是幂函数;
(3)幂函数
(4)不是幂函数;
(5)不是幂函数;
(6)幂函数
【分析】形如的函数叫幂函数,由幂函数的定义可知(1)(2)(4)(5)不是幂函数,只有(3)(6)为幂函数.
【详解】(1),当时,不是幂函数,所以该函数不是幂函数;
(2),两个幂函数和的形式,与幂函数的定义不相符,所以该函数不是幂函数;
(3),满足幂函数的定义相符,所以该函数是幂函数;
(4),底数不是,属于复合函数,与幂函数的定义不相符,所以该函数不是幂函数;
(5),系数不为,与幂函数的定义不相符,所以该函数不是幂函数;
(6),满足幂函数的定义相符,所以该函数是幂函数.
题型求幂函数的值或解析式
▌例1(2026·上海闵行·二模)已知,若是幂函数,且,则______.
【答案】
【分析】先根据幂函数的定义求出参数,再利用已知函数值求出幂指数得到完整解析式,最后代入计算得到的值.
【详解】已知,且是幂函数:
根据幂函数的定义,可得,解得;
将条件代入得,解得,即函数解析式为;
将代入解析式得.
▌例2(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:
▌对点练2-1(25-26高一下·湖北十堰·阶段检测)已知幂函数,则( )
A.8 B.2 C.4 D.
【答案】A
【详解】由幂函数的定义,知,解得,所以,则.
▌对点练2-2(25-26高一下·湖南衡阳·开学考试)如果幂函数的图像经过点,那么解析式是________.
【答案】
【详解】设,
所以,解得:,故.
▌对点练2-3(24-25高一上·天津和平·期中)若幂函数的图象与轴没有交点,则________.
【答案】/
【分析】由是幂函数有,结合基本函数的图象,排除掉与轴有交点时的值,即可求.
【详解】因为是幂函数,则,解得或,
若,则,此时的图象与轴没有交点,故成立;
若,则,此时的图象与轴有交点,故不成立;
综上,,即.
故答案为:.
题型根据函数是幂函数求参数(重点)
▌例1(26-27高三上·辽宁·开学考试)若幂函数在上为增函数,则( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据幂函数的定义及单调性求参数即可.
【详解】因为为幂函数,
所以,即,解得或.
当时,在上为增函数;
当时,不是增函数,所以.
▌例2(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.
▌对点练3-1(25-26高一下·湖北黄石·阶段检测)已知幂函数在单调递增,则( )
A. B.0 C.1 D.
【答案】C
【详解】因为幂函数 在单调递增,所以,解得:
▌对点练3-2(24-25高一上·上海·课后作业)若幂函数(为整数)的定义域为,则的值为________.
【答案】1
【分析】根据已知条件列出约束式即可求解.
【详解】若幂函数(为整数)的定义域为,则,解得,
而是整数,则只能,经检验符合题意.
故答案为:1
▌对点练3-3(25-26高一上·四川成都·阶段检测)已知幂函数在上是减函数,则实数______.
【答案】
【详解】因为为幂函数,
所以得 或,
又因为在上是减函数,所以.
题型幂函数定义域
解题贴士
(1)当幂指数取正整数时,定义域为
当为正偶数时,值域为;当为奇数时,值域为
(2)当幂指数取零或负整数时,定义域为
当时,值域为;当为负偶数时,值域为;当为负奇数时,值域为
(3)当幂指数取分数时,可以先化为根式,再利用根式有意义求定义域和值域
▌例1(25-26高一上·河南·期中)已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】分别分析函数和的定义域限制,列不等式组求解即可.
【详解】由,解得.
故选:D.
▌例2(25-26高一上·江苏南通·期末)已知幂函数的图象过点,则的定义域为___________.
【答案】
【分析】利用待定系数法求出幂函数,再由幂函数有意义列出不等式组求解.
【详解】设,
代入点,可得,解得,
所以,
要使有意义,
则,解得,
所以函数的定义域为.
▌对点练4-1(25-26高一上·广东深圳·期末)已知幂函数的图象过点,则函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据幂函数的图象过点,求出的解析式,从而得到的解析式,求得函数的定义域.
【详解】是幂函数,设,将代入解析式,
得,即,解得.
故,则,
所以,所以,
所以函数的定义域是.
故选:D.
▌对点练4-2(25-26高一下·湖南衡阳·期中)若幂函数的定义域为,则实数______.
【答案】3
【详解】解:由题意得,解得或,
当时,,
此时定义域不为,故舍去;
当时,,满足题意.
▌对点练4-3(25-26高一上·上海浦东新·期末)已知幂函数的图象过点,则的定义域为____________.
【答案】
【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,解得或,
故的定义域为
故答案为:
题型幂函数的值域
▌例1(25-26高一上·北京·期中)下列函数中,值域为的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据幂函数单调性求值域判断A;利用二次函数性质求值域判断B;利用绝对值的含义求值域判断C;利用求值域判断D.
【详解】对于A,因在上单调递增,故其值域为,不合题意;
对于B,,则其值域为,不合题意;
对于C,,则其值域为,不合题意;
对于D,因,则,即的值域为,符合题意.
故选:D
▌例2已知幂函数满足:
①在上为增函数,
②对,都有,
求同时满足①②的幂函数的解析式,并求出时,的值域.
【答案】,
【分析】利用幂函数的性质及题设条件可确定表达式,进而确定其在指定区间上的值域.
【详解】因为在上为增函数,所以,解得,
又,所以,或.
又因为,所以是偶函数,所以为偶数.
当时,满足题意;当时,不满足题意,
所以,
又因为在上递增,所以,,
故时,的值域是.
▌对点练5-1(25-26高三上·上海·期中)已知幂函数的图像过点,则该幂函数的值域为______.
【答案】
【分析】代入点可得,结合即可得函数值域.
【详解】将点代入可得,即,
可得,
因为,可得,所以该幂函数的值域是.
故答案为:.
▌对点练5-2(23-24高一上·全国·课后作业)已知,则使函数的值域为R,且为奇函数的所有α的值为______.
【答案】1,3
【分析】根据幂函数的性质分析可得.
【详解】当时,,为奇函数,但值域为,不满足条件;
当时,为奇函数,值域为R,满足条件;
当时,为偶函数,值域为,不满足条件;
当时,为奇函数,值域为R,满足条件.
故答案为:1,3
▌对点练5-3已知幂函数(其中,)满足:
①在区间上为减函数;
②对任意的,都有.
求幂函数的解析式,并求当时,的值域.
【答案】,值域为
【解析】根据条件分析,0,1,依次检验①②,即可得解.
【详解】解:,,,0,1.
对任意,都有,即,是偶函数.
当时,,满足条件①②;
当时,,不满足条件①;
当时,,条件①②都不满足,故同时满足条件①②的幂函数的解析式为,且在区间上是增函数,当时,函数的值域为.
【点睛】此题考查根据幂函数的概念结合单调性和奇偶性求函数解析式,根据函数解析式求函数值域.
题型幂函数图象的判断及应用
▌例1(25-26高一上·新疆和田·期末)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据幂函数的图象及偶函数的性质即可求解.
【详解】因为幂函数的指数,所以在单调递减,
又因为定义域为,,
所以为偶函数,则在单调递增,
故选:B.
▌例2(25-26高一上·上海·期中)如图是四个幂函数的部分图像,已知取、2、、这四个值,则与对应的曲线为________.(从、、、中选择一个填写)
【答案】
【分析】根据幂函数的图象特征即可求解.
【详解】当时,幂函数在上单调递增;
当时,幂函数在上单调递减;
且在直线的右侧,图象自下而上所对应的函数的幂指数依次增大.
因为,所以与对应的曲线为.
故答案为:.
▌对点练6-1(25-26高一上·云南昆明·期末)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】首先判断函数的定义域和值域,再根据幂函数的性质判断即可.
【详解】函数的定义域为,值域为,排除B,D选项,
又函数函数图像为曲线非直线,故C错误,
A选项图像大致符合函数图像.
故选:A
▌对点练6-2(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
▌对点练6-3如图,函数在上的图象对应的编号依次为( )
A.②①③ B.②③① C.①③② D.①②③
【答案】B
【分析】根据幂函数的单调性判断即可.
【详解】根据幂函数的单调性,
当时,在上单调递增,
且时,在上的图象增长速度越来越快,
时,在上的图象匀速增长,
时,在上的图象的图象增长速度越来越慢,
当时,在上单调递减,
因为,所以②为的图象,③为的图象,①为的图象.
故选:B.
题型幂函数图象过定点问题
▌例1(26-27高一上·全国·课后作业)函数的图象恒过定点( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,利用幂函数的图象与性质,即可求解.
【详解】由函数,令,可得且,
所以函数的图象恒过定点.
▌例2(25-26高一下·陕西安康·期中)函数的图象过定点______.
【答案】
【详解】由,解得,代入函数,可得,
所以函数图象恒过定点.
▌对点练7-1(24-25高三上·黑龙江伊春·开学考试)已知为幂函数,为常数,且,则函数的图象经过的定点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】结合幂函数的性质计算即可得.
【详解】因为幂函数的图象过定点,即有,
所以,
即的图象经过定点.
故选:B.
▌对点练7-2已知,则函数的图象恒过的定点的坐标为__.
【答案】
【分析】令求解即可.
【详解】令,得,
故函数图象过定点,
故答案为:
▌对点练7-3函数恒过定点______.
【答案】
【分析】令即可求得定点坐标.
【详解】当,即时,,函数恒过定点.
故答案为:.
题型幂函数的奇偶性(重点)
▌例1(25-26高一上·江苏无锡·期末)若函数是偶函数,且值域为,则可以是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据幂函数的性质逐一分析每个选项.
【详解】A选项,,需满足,即定义域为,
定义域不关于原点对称,不是偶函数,A选项错误;
C选项,,值域为,值域不符合题意,C选项错误;
D选项,,需满足,即定义域为,
定义域不关于原点对称,不是偶函数,D选项错误;
B选项,,定义域为,定义域关于原点对称,
且,是偶函数,且值域也满足,B选项正确.
故选:B
▌例2(25-26高一上·甘肃定西·期末)若幂函数是奇函数,则___________.
【答案】2
【分析】利用幂函数的定义以及奇函数的性质即可求解
【详解】由题可知,即,解得或.
当时,,其定义域为,,此时为奇函数;
当时,,其定义域为,,此时为偶函数;
综上,.
故答案为:
▌对点练8-1(25-26高一上·浙江绍兴·期中)已知幂函数是偶函数,且在上单调递减,则( )
A. B. C.0 D.2
【答案】B
【分析】根据幂函数的定义与性质,列不等式求出的取值范围,再结合函数奇偶性的定义验证是否满足条件即可.
【详解】函数在上单调递减,
所以,即,解得,
又因为,所以或或,
当或时,,其定义域为,,此时为奇函数,不满足题意;
当时,,其定义域为,,此时为偶函数,满足题意.
所以.
故选:B
▌对点练8-2(25-26高一上·天津·期中)已知幂函数的图象关于轴对称,且在上为减函数,则_____.
【答案】
【分析】根据幂函数定义及奇偶性、单调性求解.
【详解】由可得,
当时,,函数是奇函数,不符合题意;
当时,,定义域为,函数不是偶函数,不符合题意;
当时,,函数为偶函数,且在上为减函数,符合题意.
故答案为:
▌对点练8-3(24-25高一上·山东青岛·期中)已知幂函数的图象关于轴对称,且,则________.
【答案】2
【分析】根据的图象关于轴对称,则为偶数.条件,得到函数在上单调递增,则.结合分类讨论即可.
【详解】的图象关于轴对称,则为偶数时.
又因,则函数在上单调递增,则,解得.
又因为,则,,.
对于,因为函数为偶函数.
当时,为奇数,函数为奇函数,不符合题意.
当时,为偶数,函数为偶函数,符合题意.
当时,为奇数,函数为奇函数,不符合题意.
故答案为:2.
题型根据幂函数的单调性求参数(重点)
▌例1(25-26高二下·辽宁抚顺·期末)已知幂函数在上单调递减,则实数的值为( )
A.0或1 B.或1 C.1 D.0
【答案】A
【分析】根据幂函数的定义和性质直接解题即可.
【详解】由题可知,解得或1.所以实数的值为0或1.
▌例2(25-26高一上·河北邯郸·期末)若幂函数在上是减函数,则的值为多少?__________.
【答案】
【分析】利用幂函数的定义得到系数,因为幂函数在上是减函数,则,解出即可.
【详解】∵是幂函数,
,
即或,
若在上是减函数;
若在上是增函数;
故答案为:
▌对点练9-1(2026·湖南长沙·一模)已知幂函数在上单调递减,则实数m的值为( )
A.0或1 B.或1 C.1 D.0
【答案】C
【分析】根据幂函数的定义及单调性即可求解.
【详解】由于为幂函数,所以,解得或,
又函数在上单调递减,
所以,即
故当时符合条件.
▌对点练9-2(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期末)若幂函数在上单调递减,则实数( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据幂函数的定义可求出参数值,结合幂函数的单调性即可求解.
【详解】因为函数为幂函数,所以,即,解得,或;
当时,函数在上单调递减,符合题意;
当时,函数在上单调递增,不符合题意;
所以.
故选:C.
▌对点练9-3(25-26高一上·广东广州·期末)幂函数在上是增函数,则________.
【答案】2
【分析】根据幂函数定义解方程,再由函数单调性求得.
【详解】易知,即,解得或;
又因为在上是增函数,所以.
题型根据幂函数的单调性解不等式(重点)
解题贴士
(1)确定可以利用的幂函数
(2)借助相应的幂函数的单调性,将不等式的大小关系,转化为自变量的大小关系
(3)解不等式(组)求参数范围,注意分类讨论思想的应用
▌例1(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.
▌例2(25-26高一上·重庆璧山·阶段检测)已知幂函数为奇函数.
(1)求;
(2)若,解关于的不等式.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据幂函数的定义和奇偶性,可求得参数;
(2)利用函数的单调性解不等式即可.
【详解】(1)因为函数是幂函数,
所以,解得或,
又因为是奇函数,
所以.
(2)由(1)知,所以在上单调递增,
所以由可得,
所以,即,
解得,
所以不等式解集为.
▌对点练10-1(26-27高一上·全国·课后作业)若,则实数的取值范围是________;若,则实数的取值范围是________.
【答案】
【分析】构造幂函数,利用幂函数的单调性可得答案.
【详解】因为函数是定义在上的增函数,则由
,可得,解得,
故实数的取值范围是.
由,
可得,解得,
故实数的取值范围是.
▌对点练10-2(25-26高一上·河北唐山·阶段检测)设是幂函数,若,则的取值范围是______.
【答案】
【分析】根据幂函数的定义求出的值,得到函数解析式,结合函数的单调性解不等式即可.
【详解】因为是幂函数,所以,解得,所以.
易知是增函数.
因为,所以,解得.
故答案为:.
▌对点练10-3(25-26高一上·辽宁·期末)已知幂函数的定义域为.
(1)求;
(2)解不等式.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用幂函数的定义求解即可;
(2)利用函数的单调性解不等式即可.
【详解】(1)因为函数是幂函数,
所以,解得或,
当时,定义域为,符合题意,
当时,定义域为,不符合题意,
故.
(2)由(1)得,所以在上单调递增,
所以由可得,
所以,
所以,解得.
题型根据幂函数的单调性比较大小(重点)
解题贴士
(1)若两个幂值的指数相同或可化为两个指数相同的幂值时,则可构造函数,利用幂函数的单调性比较大小
(2)若底数、指数均不同,则考虑用中间值法比较大小,这里的中间值可以是“0”或“1”
▌例1(25-26高一上·江苏连云港·期末)下列比较大小中错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用的正负对幂函数的增减性的影响可分别判定四个选项的正误.
【详解】对于A,令,由幂函数性质可知时,在第一象限内函数单调递增,
因为,所以,故A正确;
对于B,令,由幂函数性质可知时,在第一象限内函数单调递减,
且为偶函数,所以,
因为,所以,所以,故B正确;
对于C,令,由幂函数性质可知时,在第一象限内函数单调递减,
因为所以,故C正确;
对于D,令,由幂函数性质可知时,在第一象限内函数单调递增,
且为奇函数,所以,
因为,所以,所以,故D错误.
故选:D.
▌例2(26-27高一上·全国·课堂例题)比较幂值大小:
(1)和;
(2)和;
(3)和;
(4)和.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)因为函数在上为减函数,
且,所以.
(2)因为,且函数在上为增函数,
又因为,则,所以.
(3)因为,,且函数在上为减函数,
又因为 ,则,所以.
(4)因为,,,
所以.
▌对点练11-1(25-26高三上·河南漯河·期末)已知,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【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,
又因为,所以.
故选:A.,
▌对点练11-2(25-26高一上·山西大同·期中)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】通过计算,再结合的单调性即可求解.
【详解】因为,
,
,
,
所以,
由幂函数在单调递增,
所以,
故选:A
▌对点练11-3(25-26高三上·河北邯郸·开学考试)已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据指数性质化简,构造函数,根据单调性比较大小.
【详解】,,对于幂函数,
因为指数,故在上单调递增,又,所以.
故选:C.
基础通关
1.(26-27高二上·山东日照·开学考试)已知幂函数在上单调递减,则实数的值为( )
A.0 B.1 C.0或1 D.-1或1
【答案】A
【详解】由题可知,
解方程可得或,
解不等式可得,
所以,
综上:实数的值为.
2.(25-26高二下·北京·期中)以下哪个函数既是奇函数,又是增函数( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】对于A,因为和都是定义在上的增函数,所以是增函数,
又,所以为奇函数,A符合;
对于B,由反比例函数性质可知,在定义域内不单调,B不符合;
对于C,由对勾函数性质可知,在定义域内不单调,C不符合;
对于D,因为,所以,所以是偶函数,
由幂函数性质可知,函数在上单调递增,在上单调递减,D不符合.
3.(25-26高一上·安徽淮北·期末)幂函数在单调递减,则( )
A. B. C.3 D.-3
【答案】D
【详解】由为幂函数可得,即,
又幂函数在单调递减可得,即,
所以.
4.(25-26高一下·甘肃武威·开学考试)已知函数是幂函数,且为奇函数,则实数( )
A.2或 B. C.3 D.1
【答案】B
【分析】根据幂函数的定义以及奇函数的性质求解即可.
【详解】由题意得,所以,
所以,解得或,
当时,为偶函数,故不符合题意,
当时,,为奇函数,故符合题意.
综上所述:.
故选:B.
5.(25-26高一上·云南红河·期末)“”是“幂函数在上单调递增”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】由幂函数的概念,即可求出,或,均满足在上单调递增以及充分条件、必要条件的概念,即可得到结果.
【详解】因为是幂函数,
所以,解得,或,
又时,在上单调递增,
时,在上单调递增,
所以“”是“幂函数,
在上单调递增”的充分不必要条件.
故选:A.
6.(25-26高三上·吉林通化·阶段检测)已知,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用幂函数的单调性比较大小.
【详解】依题意,,而幂函数在上单调递减,又,
因此,所以的大小关系为.
故选:C
7.(多选)(23-24高三下·重庆·阶段检测)下列关于幂函数的说法正确的有( )
A.函数的定义域为R B.函数的值域为
C.函数为偶函数 D.不等式的解集为
【答案】BC
【分析】AB选项,根据幂函数的指数特征求出定义域和值域;C选项,利用函数奇偶性定义进行判断;D选项,解不等式,得到不等式解集.
【详解】A选项,的定义域为,A错误;
B选项,,故值域为,B正确;
C选项,定义域为,关于原点对称,又,
故为偶函数,C正确;
D选项,不等式,故,解得或,D错误.
故选:BC
8.(多选)(23-24高一上·河北沧州·期中)已知函数的图象可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】AD选项,可以看出,从而得到在上恒成立,A错误,D正确;B选项,当时满足要求;C选项,当时满足要求.
【详解】AD选项,可以看出函数为偶函数,且在上单调递减,
故,此时在上恒成立,A错误,D正确.
当时,,选项D符合.
当时,的定义域为,
B选项,可以看出且为偶数,当时,满足要求,选项B正确.
C选项,当时,满足,选项C正确.
故选:BCD
9.(25-26高二下·上海·期末)已知,函数在上是严格增函数,且图象关于原点对称,则________.
【答案】
【详解】根据幂函数的单调性性质:若幂函数在上严格增,则;
已知,得α的可能取值为;
又函数图象关于原点对称等价于函数为奇函数,且定义域关于原点对称:
当时,,定义域为,不关于原点对称,不符合要求;
当时,,定义域为R,对任意,均满足,是奇函数,
图象关于原点对称,且在上严格增,符合所有条件,
综上,.
10.(25-26高三上·上海·阶段检测)已知幂函数的图象过点,则的解集为_____.
【答案】
【分析】设幂函数,根据函数过点求出,即可得到函数解析式,再分析函数的单调性与奇偶性,利用单调性与奇偶性将函数不等式转化为自变量的不等式,解得即可.
【详解】依题意设幂函数,因为已知幂函数的图象过点,
所以,解得,所以,
显然是偶函数,且在上单调递增,
所以,
即有,解得或,
所以的解集为.
故答案为:.
素养提升
1.(25-26高一上·吉林延边·期末)已知函数(且)的图象恒过定点,幂函数的图象过点,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据指数的运算性质求的坐标,根据幂函数定义求,利用函数性质解不等式即可.
【详解】函数(且)的图象恒过定点,
设幂函数,,
因为幂函数的图象过点,
则,解得,即,
显然函数的定义域为全体实数,
因为,
所以函数是偶函数,
由幂函数的单调性的性质,函数在上单调递增,
则,即,即,
整理可得,解得或,
所以不等式的解集为.
故选:D.
2.(24-25高一上·四川宜宾·期中)已知幂函数满足,且当时,,则的最小值为__________.
【答案】2
【分析】根据幂函数的定义结合奇偶性可得,进而可得,整理可得,结合基本不等式运算求解.
【详解】因为函数为幂函数,
则,解得或,
又因为,可知为奇函数,则,可得,
又因为,即,可得,
则,即,
当且仅当,即或时,等号成立,
所以的最小值为2.
3.(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:
4.(25-26高一上·河南·期末)已知幂函数()的图象经过点.
(1)求的值及的解析式;
(2)求不等式的解集.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)由幂函数的定义求得,再结合点求得,即可;
(2)由(1)将不等式展开,结合一元二次不等式求解即可.
【详解】(1)因为为幂函数,所以,解得,
因为的图象经过点,
所以,则,
解得或,
又,故,则,
所以.
(2)由(1)知,
则即为,
整理得,即,
解得,
所以原不等式的解集为.
5.(25-26高一上·上海虹口·期末)已知幂函数在上是严格减函数,其中.
(1)求的值;
(2)求关于的不等式的解集.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据幂函数的定义和单调性求出值.
(2)根据函数的单调性求出不等式的解集即可.
【详解】(1)由已知可得,
即,
解得或
当,则在上严格减,符合条件,
当,则在上严格增,不符合条件,
综上所述,.
(2)由(1)及不等式,有,
可得,
解得或.
故所求解集为.
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1.(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.
2.(25-26高一上·海南·期末)已知幂函数,满足,且,都有 成立,若关于的不等式恰有4个整数解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据幂函数的定义及单调性求得,然后利用二次函数的对称性确定整数解,进而列不等式求解的范围即可.
【详解】依题意,,解得或,
又在区间上单调递增,所以,所以.
关于的不等式恰有4个整数解,
因为抛物线的对称轴是,则4个整数解分别为,
于是可得 解得.
故选:B
3.(25-26高一上·天津武清·阶段检测)若函数为幂函数,且在单调递增.
(1)求实数的值;
(2)设函数,是否存在实数,使得当时恒成立,若存在,求的取值范围,若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据幂函数的定义和单调性求解即可;
(2)由(1)得是一元二次函数,利用一元二次函数的图象和性质分情况讨论即可.
【详解】(1)因为函数为幂函数,且在单调递增,
所以,解得.
(2)由(1)得,则是一元二次函数,
当时恒成立,只需即可,
当时,在上单调递增,
,
解得,与矛盾,此时无解;
当时,在单调递减,在单调递增,
,解得,
当时,在上单调递减,
,
解得,与矛盾,此时无解;
综上.
4.(25-26高一上·陕西西安·阶段检测)已知幂函数的图象关于轴对称,且在上单调递增.
(1)求和的值;
(2)若,求满足不等式的的取值范围.
【答案】(1),.
(2)
【分析】(1)根据函数为幂函数可得,求得,结合幂函数的性质即可求得的值;
(2)根据(1)的结论,可得,解不等式可得答案.
【详解】(1)解:∵是幂函数,
∴,解得.
由在上单调递增得,解得.
∵,
∴或.
当时,函数,图象关于轴对称,符合题意.
当时,函数,图象关于原点对称,不合题意.
综上,,.
(2)解:由(1)得,,
∴.
即,可化为,
解此分式不等式,得或,
故的取值范围是.
5.(25-26高二上·广东中山·阶段检测)已知幂函数是奇函数,且在上单调递增.
(1)求函数的解析式;
(2)若正实数满足,求的最小值;
(3)对于定义域为D的函数满足存在区间,使在上的值域为,求实数h的取值范围.
【答案】(1)函数的解析式为:;
(2)的最小值为4;
(3)实数h的取值范围为;
【分析】(1)根据幂函数的定义得,可计算得出,再根据是奇函数,所以,可计算出满足题意,最终得出;
(2)结合第(1)问,利用基本不等式中“1”的代换,即可计算出的最小值;
(3)根据,化简得,得出在定义域内单调递增,所以,最终可转换为二次函数和直线交点的问题求解实数h的取值范围.
【详解】(1)因为是幂函数,
所以,解得,即,
又因为是奇函数,且在上单调递增,
所以,解得,因为,所以,或者;
时,,此时为奇函数,且在上单调递增,满足题意;
时,,此时为偶函数,不满足题意;
所以;
(2)由(1)得:,;
因为为正实数,结合基本不等式得:,当时,取等号,
所以;所以的最小值为4.
(3)因为,,定义域为;
在定义域内单调递增,所以
,所以,为方程的两个实数根,即在上有两个不同的实数根;
令,,则,则方程等价于,在上有两个不相等的实数根;
设,在上的图象如图所示:
对称轴为,;
方程,在上有两个不相等的实数根等价于直线与的图像有两个不同的交点,
由图象得:;
所以实数h的取值范围为.
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