内容正文:
§4 函数的奇偶性与简单的幂函数
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4.2 简单幂函数的图象和性质
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◆ 课前预习
◆ 课中探究
探究点一 幂函数的定义
探究点二 幂函数的图象的认识
探究点三 幂函数性质的应用
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【学习目标】
1.掌握幂函数的概念和定义.
2.学会使用函数的知识自主分析、研究指数不同时幂函数的图象和性质的
不同情况,学会从函数的定义域、奇偶性、单调性等方面入手分析幂函数的性
质,掌握探究函数性质的一般方法和步骤.
3.通过自主探究幂函数的图象和性质,培养知识的应用能力,提高数学运
算和逻辑推理的核心素养.
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知识点 幂函数
1.幂函数的定义:一般地,形如________ 为常数 的函数,即底数是自变量、
指数是常数的函数称为幂函数.
2.简单幂函数的图象和性质
(1)在 上都有意义,图象都过点______.
(2)当时,图象都过原点,并且在上__________;当 时,
图象是除去点的直线;当时,图象都不过原点,并且在
上__________.
单调递增
单调递减
课 前 预 习
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【诊断分析】
判断正误.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)函数 是幂函数.( )
×
[解析] 根据幂函数的定义可知, 不是幂函数.
(2)函数 是幂函数.( )
√
[解析] 根据幂函数的定义可知, 是幂函数.
课 前 预 习
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(3)幂函数的图象都过点和点 .( )
×
[解析] 只有当时,幂函数 的图象才同时过点和点 .
(4)若幂函数的图象与坐标轴相交,则交点一定是原点.( )
√
[解析] 由幂函数的定义及图象知,对于幂函数 为常数,当 时,
该函数的图象与坐标轴相交于原点,当 时,该函数的图象与坐标轴不相交.
(5)当时,幂函数 是定义域上的减函数.( )
×
[解析] 如函数在定义域 上不是减函数.
课 前 预 习
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探究点一 幂函数的定义
例1(1) [2024·辽宁阜新高级中学高一月考]现有下列函数: ;
;;; .其中幂函数的个数为
( )
C
A.4 B.3 C.2 D.1
[解析] 幂函数的一般表达式为 为常数 ,逐一对比可知题中的幂函数
有, ,共2个.故选C.
课 中 探 究
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(2)已知函数是幂函数,则实数 ( )
A
A.2或 B. C.4 D.2
[解析] 由幂函数的定义知,解得或 .故选A.
课 中 探 究
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[素养小结]
在利用幂函数的定义解题时要特别注意,幂函数 的系数必须是1,且没
有其他项.
课 中 探 究
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探究点二 幂函数的图象的认识
例2 已知函数,,,
的大致图象如图所示,则有理数,,, 的大小关系为( )
B
A.
B.
C.
D.
[解析] 根据幂函数的图象可知,,, ,所以
.故选B.
课 中 探 究
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变式 已知幂函数的图象过点,则 的大致图象为( )
B
A. B. C. D.
[解析] 因为函数为幂函数,所以设,由 ,可得
,所以,则,所以函数的定义域为 ,
排除A,C,D,故选B.
课 中 探 究
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[素养小结]
(1)依据图象高低判断幂函数的指数大小,相关结论为:①在 上,指数越
大,幂函数图象越靠近轴(简记为指大图低);②在 上,指数越大,
幂函数图象越远离 轴(简记为指大图高).
(2)依据图象确定幂函数的指数 与0,1的大小关系,即根据幂函数在第一象
限内的图象(类似于或或 的图象)来判断.
课 中 探 究
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探究点三 幂函数性质的应用
例3(1) 已知幂函数的图象关于 轴对称,
如图所示,则( )
D
A.为奇数,且 B.为奇数,且
C.为偶数,且 D.为偶数,且
[解析] 因为函数的图象关于 轴对称,所以
函数为偶函数,即为偶数.由题图知函数 的定义域为
,且在上单调递减,则有,所以 .故选D.
课 中 探 究
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(2)比较下列各题中两个值的大小.
①, ;
解:因为为上的增函数,且 ,所以 .
②, .
解:因为为上的减函数,且 ,所以 .
课 中 探 究
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变式(1) 已知,,,则,, 的大小关系为( )
A
A. B. C. D.
[解析] 因为,,,且在 上单调递增,
,所以,即 .故选A.
课 中 探 究
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(2)若幂函数的图象过点,则在 上的最大值为( )
C
A. B. C.1 D.
[解析] 设幂函数 ,将代入,得,解得 ,
则,它在上单调递减,故在上的最大值为 .
故选C.
课 中 探 究
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(3)已知幂函数满足,则实数 的取值范围是
______.
[解析] 因为为幂函数,所以,则,故 的定义
域为,且在定义域上为增函数.由,可得 解得
,故的取值范围为 .
课 中 探 究
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[素养小结]
1.比较幂函数的函数值大小的方法:
(1)若指数相同,则利用幂函数的单调性比较大小.
(2)若指数不同,则可采用中介值法,如先与0比较大小,若都大于0,再与1
比较,直到比较出所有数的大小.若中介值法不行则要采用估值法,判断各数的
范围,进而比较出各数的大小.
2.利用幂函数的性质解不等式,应借助相应的幂函数的单调性和奇偶性,将不
等式转化为自变量的大小关系来求解.
课 中 探 究
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