内容正文:
3.3 幂函数
总览
题型·解读
【重难点突破】2026-2027学年高一上学期数学常考题型
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【教材知识梳理】
幂函数
(1)幂函数的定义
一般地,形如的函数称为幂函数,其中x是自变量,为常数.
(2)常见的5种幂函数的图像
(3)常见的5种幂函数的性质
函数
定义域
R
R
R
___ ___
值域
R
_ _____
R
_ _____
奇偶性
___奇___
偶
___奇___
非奇非偶
奇
单调性
在R上
单调
递增
___在上单调递减_________
_在R上单调递增___
___在上单调递增_____
_在和上单调递减____
公共点
______
题型汇编
知识梳理与常考题型
【题型1】 求幂函数的解析式与值
基础知识
核心知识
幂函数标准形式为系数必须为1,为常数
方法技巧
依据定义设解析式代入已知点坐标求出
带回解析式再代入自变量求对应函数值
注意区分幂函数和指数函数幂函数底数是变量指数是常数
典型例题
【例题 1】(26-27高三上·新疆喀什·阶段检测)若幂函数的图象经过点,则( )
A. B. C. D.
【例题2】(2026·河南平顶山·模拟预测)已知幂函数的图象过点,则( )
A. B. C. D.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(26-27高一上·辽宁·期中)写出一个同时满足条件①②③的幂函数_____.
条件:①定义域为;②是偶函数;③在上单调递减.
【巩固练习2】(26-27高二·山东·学业考试模拟)已知幂函数的图象过点,则( )
A. B. C.3 D.6
【巩固练习3】(25-26高一下·上海宝山·期末)幂函数的图象过点,则实数____________.
【题型2】 求幂函数/幂函数型复合函数定义域
基础知识
核心知识
不同对应定义域不同
为正整数定义域
为正分数(既约)等价开方偶次根式要求底数
为负数等价分式底数不等于0
复合函数遵循内层函数定义域叠加限制
方法技巧
先把指数写成分数根式形式
列出分母不为0偶次根号下非负等限制条件
联立不等式组求解自变量范围
典型例题
【例题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.
【例题2】(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____________.
巩固练习
题型
【巩固练习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.
【巩固练习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________.
【巩固练习3】(24-25高一上·广东广州·期中)幂函数图象过点,则的定义域为( )
A. B. C. D.
【题型3】 求幂函数/幂函数型复合函数的值域
基础知识
核心知识
幂函数在对应单调区间上的取值范围由指数和定义域共同决定
复合函数遵循由内向外逐层求范围
方法技巧
先求内层函数取值范围
再结合外层幂函数单调性求出最终值域
画图辅助观察端点与趋势留意能否取到边界值
典型例题
【例题1】(25-26高一上·上海浦东新·阶段检测)函数,的值域为__________.
【例题2】(24-25高一上·全国·期中)已知幂函数在区间上单调递增.
(1)求k的值;
(2)(i)若,求的值;
(ii)求的值域.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(多选)某小组在研究性学习中发现:函数不全为0的图象可由反比例函数的图象通过平移得到.已知函数,则( )
A.是增函数 B.的值域为
C.没有对称轴 D.的图象关于点对称
【巩固练习2】(多选)已知函数( )
A.的值域为 B.的值域为
C.的值域为 D.的值域为
【巩固练习3】(26-27高三上·河南信阳·阶段检测)函数的值域为______.
【题型4】 由幂函数的值域求参数范围
基础知识
核心知识
幂函数单调性定义域共同决定值域
参数一般出现在定义域区间或者复合内层解析式
方法技巧
反向分析在给定参数区间上幂函数增减情况
结合值域边界列不等式
检验区间端点是否满足条件
典型例题
【例题1】(25-26高一上·福建龙岩·阶段检测)已知幂函数的图象关于轴对称.
(1)求的值;
(2)设,若对任意的,总存在,使成立,求实数的取值范围.
【例题2】已知定义在上的函数满足,若函数在上的值域与函数的值域相同,则( )
A.2 B.1 C. D.
巩固练习
题型
【巩固练习1】已知幂函数,满足
(1)求函数的解析式.
(2)若函数,是否存在实数m使得的最小值为0?
(3)若函数,是否存在实数,使函数在上的值域为?若存在,求出实数n的取值范围;若不存在,说明理由.
【巩固练习2】(25-26高一上·山西大同·期中)已知函数.
(1)求在上的值域;
(2)解不等式;
(3)若关于的方程在上有解,求的取值范围.
【巩固练习3】设函数的定义域为,如果存在,使得在上的值域也为,则称为“A佳”函数.已知幂函数在内是单调增函数.
(1)求函数的解析式.
(2)函数是否为“A佳”函数.若是,请指出所在区间;若不是,请说明理由.
【题型5】 幂函数有关的图像问题
基础知识
核心知识
所有幂函数都过定点()
在()单调递增
在()单调递减
在第一象限指数越大在处图像越高
方法技巧
优先画出第一象限图像再根据奇偶性补全其他象限
对比指数大小判断图像高低
利用图像判断单调性解不等式比较大小
典型例题
【例题1】(25-26高一上·全国·课前预习)在同一坐标系内,函数和的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【例题2】(26-27高一上·全国·课堂例题)幂函数,,,在第一象限内的图象依次对应图中的哪个曲线?
巩固练习
题型
【巩固练习1】(26-27高一上·全国·课堂例题)给定一组函数解析式:
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦.
如图所示一组函数图象.请写出图象对应的解析式号码.
【巩固练习2】(26-27高一上·全国·课后作业)如果幂函数的图象不过原点,则的取值范围为( )
A. B.或
C. D.或
【巩固练习3】(2026高三·全国·专题练习)已知幂函数的图象与x轴无交点,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【题型6】 幂函数过定点问题
基础知识
方法技巧
令底数部分等于1解出x再算出y得到定点坐标
区分普通幂函数与带参数复合幂型函数
不要误把指数为0的情况漏掉
典型例题
【例题1】(25-26高一下·陕西安康·期中)函数的图象过定点______.
【例题2】(25-26高一下·上海·阶段检测)函数的图像恒过点________________.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高一上·山西·阶段检测)已知函数(为常数)的图象恒过定点,则___________.
【巩固练习2】函数的图象恒过点___________.
【巩固练习3】(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.
【题型7】 与幂函数型有关复合函数的单调性与最值
基础知识
核心知识
复合函数单调性满足同增异减规则
外层是幂函数内层是一次二次等基础函数
方法技巧
先求函数定义域
拆分内层函数外层
分别判断两层在区间上增减性同增异减判断整体单调性
最值优先在端点或者内层极值点处取得
典型例题
【例题1】(26-27高一上·全国·课后作业)函数的单调递减区间为( )
A. B.
C. D.
【例题2】(25-26高一上·重庆·期中)(多选)若函数且,则( )
A. B.
C. D.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高三上·广东·期中)已知函数,满足,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【巩固练习2】(2025·四川·模拟预测)已知函数,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【巩固练习3】(24-25高一上·福建泉州·期中)函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【题型8】 与幂函数有关的奇偶性与单调性解不等式
基础知识
核心知识
奇函数满足偶函数满足
单调函数可以脱去函数符号转化自变量大小关系
方法技巧
先判断幂函数奇偶性确定对称区间单调性
转化时必须保证a b都在定义域内
偶函数要转化为简化计算
典型例题
【例题1】(26-27高一上·河南南阳·阶段检测)已知幂函数 在上是单调递减函数,则不等式的解集为_________.
【例题2】(26-27高三上·广东河源·阶段检测)已知幂函数在上是严格减函数,其中,则的值为_________;关于的不等式的解集为_________.
巩固练习
题型
【巩固练习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________.
【巩固练习2】(24-25高一上·广东深圳·期中)已知幂函数过点,若不等式成立,则满足不等式的实数m的解集是_________.
【巩固练习3】(2026·江苏泰州·模拟预测)已知函数是幂函数,对任意,,且,满足.若,且的值为负数,则下列结论中一定不成立的是( )
A., B.,
C., D.,
【题型9】 由幂函数的单调性比较大小
基础知识
核心知识
同一幂函数同一单调区间内自变量越大函数值越大(增函数)
底数为正数优先放到同一个幂函数上比较
底数负数先利用奇偶性转化为正数
方法技巧
同指数构造同一个幂函数用单调性比较底数
同底数用指数函数性质
都不同找中间量0或者1搭桥
负数底数先判断符号再比较
典型例题
【例题1】(26-27高一上·河南·期中)设幂函数的图象经过原点,若,则( )
A.
B.
C.
D.
【例题2】(26-27高一上·北京·期中)若,则它们的大小关系是( )
A. B.
C. D.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(26-27高一上·福建·期中)设幂函数的图象经过原点,若,则( )
A.
B.
C.
D.
【巩固练习2】(25-26高一上·河北唐山·阶段检测)已知,则的大小关系是______.(用小于号连接)
【巩固练习3】(25-26高三上·河南漯河·期末)已知,,,则( )
A. B.
C. D.
【题型10】 与幂函数有关的最值与不等式恒成立问题
基础知识
核心知识
恒成立问题恒成立等价
恒成立等价
方法技巧
先研究幂函数或者复合幂函数在给定区间单调性
求出函数最值
转化为最值满足和参数有关的不等式求解参数范围
注意定义域对最值的约束
典型例题
【例题1】(2026·江苏镇江·模拟预测)已知幂函数是偶函数.
(1)求的解析式;
(2)设,求在区间上的最小值的解析式:
(3)在(2)的条件下,若对任意的实数,总存在,使得成立,求实数的取值范围.
【例题2】(25-26高一上·天津西青·期末)已知幂函数的图象过点,且函数.
(1)求幂函数的解析式;
(2)判断并证明函数在上的单调性;
(3)若,使得不等式有解,求实数取值范围.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高一上·贵州遵义·阶段检测)已知幂函数在上单调递减,函数.
(1)求的解析式.
(2)已知对勾函数的形式为均为参数,,该函数在上单调递减,在上单调递增.
(i)当时,直接写出在上的单调区间;
(ii)若在上的最小值为,求的值.
【巩固练习2】(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.
【巩固练习3】(25-26高一上·广东汕头·阶段检测)已知幂函数的图象过点.
(1)求函数的解析式;
(2)判断函数的奇偶性并证明;
(3)函数在上的最小值为,求实数的值.
课后过关检测
一、单选题
1.(26-27高三上·安徽六安·阶段检测)已知幂函数的图象与轴没有公共点,则实数的值为( )
A. B. C. D.
2.(26-27高三上·江苏盐城·阶段检测)已知幂函数(且)为奇函数,且在区间上递增,则等于( )
A.1 B.1或3 C.2 D.3
3.(26-27高三上·江西·阶段检测)已知幂函数在上单调递减,则实数的值为( )
A. B. C. D.
4.(26-27高三上·江西·阶段检测)已知幂函数在区间上单调递减,且为偶函数,则( )
A. B.0 C.1 D.2
5.(25-26高二下·黑龙江·期末)已知幂函数的图象经过点,则图象的大致形状为( )
A. B.
C. D.
6.(25-26高二下·重庆沙坪坝·期末)已知幂函数过点,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
7.(25-26高二下·浙江·阶段检测)已知函数,不等式对于恒成立,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
8.(2026·江苏淮安·一模)幂函数(为常数),则( ).
A.当时,是奇函数 B.的图象过定点
C.当时,的值域为 D.若,则
9.(25-26高一上·贵州遵义·期末)下列说法正确的是( )
A.若幂函数的图象经过点,则解析式为
B.幂函数始终经过点和
C.若函数,则在区间上单调递减
D.若幂函数图象关于轴对称,则
10.(26-27高三上·河南·阶段检测)已知函数(为实数)的定义域为D,,且,则下列说法正确的是( )
A.的图象不经过第四象限
B.若为偶函数,则为偶数
C.若,则
D.
三、填空题
11.(26-27高三上·湖南·阶段检测)已知幂函数 为偶函数,则_______
12.(2026·四川南充·模拟预测)已知幂函数在上单调递减,若正数,满足,则的最小值为__________.
13.(25-26高一下·广西钦州·开学考试)写出一个满足下列条件的函数解析式_______.①;②,且. 有 ;③且 有 ;④.
14.(25-26高一上·广东湛江·阶段检测)已知幂函数在上递减,则不等式的解集为________.
四、解答题
15.(26-27高三上·福建厦门·阶段检测)已知幂函数为偶函数.
(1)求函数的解析式;
(2)若函数,且在的最小值为,求的值.
16.(25-26高一上·江西赣州·期末)已知幂函数在区间上单调递增,函数是定义域为的奇函数,且满足时,.
(1)求的解析式;
(2)解关于的不等式.
17.(26-27高一上·江苏扬州·阶段检测)已知幂函数经过点.
(1)求的解析式;
(2)设,若在上有且仅有一个零点,求的取值范围;
(3)若函数在上的最大值为,最小值为,且满足,求的取值范围.
18.(25-26高一上·上海宝山·期末)如果函数满足:对于任意,均有,其中为常数,则称函数在D上具有性质.
(1)分别判断函数,,是否在上具有性质,并说明理由.
(2)设函数在具有性质,对任意的实数,求证:函数具有性质.
(3)若在闭区间上具有,且,求证:对任意的都有.
$3.3 幂函数
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【教材知识梳理】
幂函数
(1)幂函数的定义
一般地,形如的函数称为幂函数,其中x是自变量,为常数.
(2)常见的5种幂函数的图像
(3)常见的5种幂函数的性质
函数
定义域
R
R
R
___ ___
值域
R
_ _____
R
_ _____
奇偶性
___奇___
偶
___奇___
非奇非偶
奇
单调性
在R上
单调
递增
___在上单调递减_________
_在R上单调递增___
___在上单调递增_____
_在和上单调递减____
公共点
______
题型汇编
知识梳理与常考题型
【题型1】 求幂函数的解析式与值
基础知识
核心知识
幂函数标准形式为系数必须为1,为常数
方法技巧
依据定义设解析式代入已知点坐标求出
带回解析式再代入自变量求对应函数值
注意区分幂函数和指数函数幂函数底数是变量指数是常数
典型例题
【例题 1】(26-27高三上·新疆喀什·阶段检测)若幂函数的图象经过点,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意,可设,
由 ,所以.
所以.
【例题2】(2026·河南平顶山·模拟预测)已知幂函数的图象过点,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据幂函数的定义求解即可.
【详解】设幂函数,则,所以,
故.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(26-27高一上·辽宁·期中)写出一个同时满足条件①②③的幂函数_____.
条件:①定义域为;②是偶函数;③在上单调递减.
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据幂函数的定义及性质即可求解.
【详解】令,因为,
所以是偶函数,满足② ;
任取,且,
则 ,
即,所以在上单调递减,满足③.
故答案为:(答案不唯一).
【巩固练习2】(26-27高二·山东·学业考试模拟)已知幂函数的图象过点,则( )
A. B. C.3 D.6
【答案】C
【详解】设幂函数,依题意,,解得,则,所以.
【巩固练习3】(25-26高一下·上海宝山·期末)幂函数的图象过点,则实数____________.
【答案】
【分析】将已知点的坐标代入幂函数解析式,结合指数运算性质求解实数的值
【详解】已知幂函数的图像过点,因此该点坐标满足函数解析式,将,代入得: ,
根据根式与分数指数幂的转换规则,,因此等式可改写为: ,
由于底数且,指数函数在上单调递调,同底数幂相等时指数相等,因此可得.
【题型2】 求幂函数/幂函数型复合函数定义域
基础知识
核心知识
不同对应定义域不同
为正整数定义域
为正分数(既约)等价开方偶次根式要求底数
为负数等价分式底数不等于0
复合函数遵循内层函数定义域叠加限制
方法技巧
先把指数写成分数根式形式
列出分母不为0偶次根号下非负等限制条件
联立不等式组求解自变量范围
典型例题
【例题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.
【例题2】(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:
巩固练习
题型
【巩固练习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.
【巩固练习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
【巩固练习3】(24-25高一上·广东广州·期中)幂函数图象过点,则的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设出幂函数,代入点坐标得到函数解析式,确定函数定义域,得到,解得答案.
【详解】设幂函数为,则,故,,
则的定义域为,
故满足,解得.
故选:A
【题型3】 求幂函数/幂函数型复合函数的值域
基础知识
核心知识
幂函数在对应单调区间上的取值范围由指数和定义域共同决定
复合函数遵循由内向外逐层求范围
方法技巧
先求内层函数取值范围
再结合外层幂函数单调性求出最终值域
画图辅助观察端点与趋势留意能否取到边界值
典型例题
【例题1】(25-26高一上·上海浦东新·阶段检测)函数,的值域为__________.
【答案】
【分析】根据基本初等函数性质,判断函数单调性,判断函数值域.
【详解】可知和在上都单调递增,
则在上都单调递增,
所以函数在上的最小值为,最大值为,则函数值域为.
故答案为:.
【例题2】(24-25高一上·全国·期中)已知幂函数在区间上单调递增.
(1)求k的值;
(2)(i)若,求的值;
(ii)求的值域.
【答案】(1)
(2)(i)2;(ii)
【分析】(1)由幂函数的定义可得,再利用在上单调递增,即可求解;
(2)(i)根据(1)可知,将转化为有关的式子即可求解,方法二:求出代入即可求解;(ii)根据换元法可设,再根据函数的对称轴,可求出最小值.,方法二:因为在上单调递增,可求解.
【详解】(1)由已知,得或,
又因为在区间上单调递增,所以.
(2),
(i)法一:
法二:可解得,
将即可求得.
(ii)法一:,
令,,
对称轴,所以当时取到最小值2,
所以值域为.
方法二:因为在上单调递增.
所以,所以值域为.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(多选)某小组在研究性学习中发现:函数不全为0的图象可由反比例函数的图象通过平移得到.已知函数,则( )
A.是增函数 B.的值域为
C.没有对称轴 D.的图象关于点对称
【答案】BD
【分析】通过常数分离法找到可平移的反比例函数,结合反比例函数知识可得.
【详解】,
所以的图象可由反比例函数向左平移1个单位,再向上平移2个单位得到,
的定义域是,它在和上是增函数,值域是,直线和都是它的对称轴,关于原点对称,
经过平移可知,在和上是增函数,在定义域内不是增函数,值域是,直线和都是它的对称轴,的图象关于点对称,
故选:BD.
【巩固练习2】(多选)已知函数( )
A.的值域为 B.的值域为
C.的值域为 D.的值域为
【答案】ABD
【分析】选项A,变形为与二次函数有关的复合函数值域求解;
选项B,利用两个减函数的和为减函数,利用单调性求值域;
选项C,平方变形与A同理可求;
选项D,变形为与分式函数有关的复合函数值域求解,
关键是根号内函数分离常数变形为反比例函数求解即可.
【详解】要使,都有意义,则有,
故,
选项A,设,,
,
,
则的值域为,故A正确;
选项B,设,,
则在单调递减,
故,
,
则的值域为,故B正确;
选项C,设,
,
,
由选项A知,的值域为,则的值域为,
又,所以的值域为,故C错误;
选项D,设,且
,
由,则,
令,则,
则关于的函数在单调递减,
则的值域为,
即的值域为,故D正确.
故选:ABD.
【巩固练习3】(26-27高三上·河南信阳·阶段检测)函数的值域为______.
【答案】
【详解】由且,得,
所以函数的定义域为,
,
又,所以,
由,得,
所以函数值域为.
【题型4】 由幂函数的值域求参数范围
基础知识
核心知识
幂函数单调性定义域共同决定值域
参数一般出现在定义域区间或者复合内层解析式
方法技巧
反向分析在给定参数区间上幂函数增减情况
结合值域边界列不等式
检验区间端点是否满足条件
典型例题
【例题1】(25-26高一上·福建龙岩·阶段检测)已知幂函数的图象关于轴对称.
(1)求的值;
(2)设,若对任意的,总存在,使成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用幂函数的定义及性质计算即可;
(2)将问题化为的值域为函数的值域的子集,利用集合间的基本关系计算参数即可.
【详解】(1)由幂函数定义,知,解得或,
当时,的图象不关于轴对称,舍去,
当时,的图象关于轴对称,符合题意,因此.
(2)由上易知,
由于对任意的,总存在,使成立,
设函数在上的值域为集合,函数在的值域为集合,
所以,
易知当时,的值域,则集合,
当时,的值域为,则集合,
又,得,解得.
【例题2】已知定义在上的函数满足,若函数在上的值域与函数的值域相同,则( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】B
【分析】先构造函数方程组求出,再求出的值域,得的值域,得,即.
【详解】①,
②,
由①②得,
,
,
故函数的值域为,函数的值域也是,
因为,所以,即.
故选:B.
巩固练习
题型
【巩固练习1】已知幂函数,满足
(1)求函数的解析式.
(2)若函数,是否存在实数m使得的最小值为0?
(3)若函数,是否存在实数,使函数在上的值域为?若存在,求出实数n的取值范围;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在;
(3)存在,.
【分析】(1)利用幂函数的定义和已知条件即可求得结果;
(2)先化简得到,令得到,,再利用二次函数是的性质分类讨论即可得到结果;
(3)首先得到,根据题意得到,从而得到,再利用换元法结合二次函数的性质即可得到结果.
【详解】(1)因为是幂函数,
所以,即,解得或.
当时,,在为减函数,不满足.
当时,,在为增函数,满足.
所以;
(2),
令,因为,所以,
则令,,开口向上,对称轴为.
①当,即时,函数在为增函数,
则,解得;
②当,即时,函数在为减函数,在为增函数,
则,解得,不符合题意,舍去;
③当,即时,函数在为减函数,
则,解得,不符合题意,舍去.
综上所述:存在,使得的最小值为;
(3),易见在定义域范围内为减函数,
若存在实数,使函数在上的值域为,
则,
②①得:,
所以,
而,则③.
将③代入②得:.
令,由,知,得,即.
所以,在区间单调递减,所以,
故存在实数,使函数在上的值域为,实数的取值范围为.
【巩固练习2】(25-26高一上·山西大同·期中)已知函数.
(1)求在上的值域;
(2)解不等式;
(3)若关于的方程在上有解,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)换元后,利用二次函数的单调性即可得解;
(2)令则原不等式化为,求出的范围再求的范围;
(3)换元后求出的值域即为的范围.
【详解】(1)令 ,则 ,所以,,在区间上单调递增,所以,
所以在上的值域为;
(2)令则化为,化简得,
解得,即,解得,所以原不等式的解集为.
(3)令因为 ,所以,则,
令,在单调递减,在单调递增,所以时取得最小值,
又时,,时,,所以时取得最大值,
所以 ,所以的取值范围是.
【巩固练习3】设函数的定义域为,如果存在,使得在上的值域也为,则称为“A佳”函数.已知幂函数在内是单调增函数.
(1)求函数的解析式.
(2)函数是否为“A佳”函数.若是,请指出所在区间;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是,
【分析】(1)根据幂函数的定义及性质得到方程(不等式)组,解得即可;
(2)首先得到的解析式,即可判断函数的单调性,再根据题意得到方程组,解得即可.
【详解】(1)因为幂函数在内是单调增函数,
所以,解得,
所以函数的解析式为.
(2)由(1)知,,函数的定义域为,
又,所以函数的值域为,
因为在上单调递增,
若存在,使得在上的值域为,
则函数在上单调递增,
有,解得或,或,
显然,所以,,
即存在,使得在上的值域为,
故函数为“佳”函数.
“佳”函数的区间为;
【题型5】 幂函数有关的图像问题
基础知识
核心知识
所有幂函数都过定点()
在()单调递增
在()单调递减
在第一象限指数越大在处图像越高
方法技巧
优先画出第一象限图像再根据奇偶性补全其他象限
对比指数大小判断图像高低
利用图像判断单调性解不等式比较大小
典型例题
【例题1】(25-26高一上·全国·课前预习)在同一坐标系内,函数和的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据幂函数的性质和函数的单调性判断即可.
【详解】易知当时,单调递增,当时,单调递减,
对于A,由函数的图象可知,
由的图象可知,互相矛盾,错误;
对于B,由函数的图象可知,
由的图象可知,互相矛盾,错误;
对于C,由函数的图象可知,
由的图象可知且,符合题意,正确;
对于D,由函数的图象可知,
由的图象可知且,互相矛盾,错误.
【例题2】(26-27高一上·全国·课堂例题)幂函数,,,在第一象限内的图象依次对应图中的哪个曲线?
【答案】,,,.
【分析】根据幂函数的性质即可求解.
【详解】根据幂函数的性质可知,当时,图象在上递增,
且越大,图象递增速度越快,由此可判断是曲线,是曲线;
当时,图象在上递减,
当时,函数的函数值为,
函数的函数值为,
因为,所以是曲线,是曲线;
综上所述幂函数,,,,
在第一象限内的图象依次是如图中的曲线,,,.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(26-27高一上·全国·课堂例题)给定一组函数解析式:
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦.
如图所示一组函数图象.请写出图象对应的解析式号码.
【答案】⑥④③②⑦①⑤
【分析】根据幂函数的图象的性质判断各图象对应解析式的形式,即可得答案.
【详解】图象(1)关于原点对称,为奇函数,且不过原点、第一象限递减,故满足;
图象(2)关于轴对称,为偶函数,且不过原点、第一象限递减,故满足;
图象(3)非奇非偶函数,且不过原点、第一象限递减,故满足;
图象(4)关于轴对称,为偶函数,且过原点、第一象限递增,故满足;
图象(5)关于原点对称,为奇函数,且过原点、第一象限递增,故满足;
图象(6)非奇非偶函数,且过原点、第一象限递增,而增长率随增大递减,故满足;
图象(7)非奇非偶函数,且过原点、第一象限递增,而增长率随增大递增,故满足;
故图象对应解析式顺序为⑥④③②⑦①⑤.
【巩固练习2】(26-27高一上·全国·课后作业)如果幂函数的图象不过原点,则的取值范围为( )
A. B.或
C. D.或
【答案】D
【分析】由幂函数定义结合题设幂函数特征可得答案.
【详解】由幂函数的形式为知.
因为其图象不过原点,所以指数.
由得,
所以.故或.
【巩固练习3】(2026高三·全国·专题练习)已知幂函数的图象与x轴无交点,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】应用幂函数性质列式计算求解.
【详解】因为幂函数的图象与x轴无交点,
所以,
所以,即得
【题型6】 幂函数过定点问题
基础知识
方法技巧
令底数部分等于1解出x再算出y得到定点坐标
区分普通幂函数与带参数复合幂型函数
不要误把指数为0的情况漏掉
典型例题
【例题1】(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.
【例题2】(25-26高一下·上海·阶段检测)函数的图像恒过点________________.
【答案】
【详解】令得,此时,所以的图象恒过.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高一上·山西·阶段检测)已知函数(为常数)的图象恒过定点,则___________.
【答案】3
【分析】根据幂函数过定点得的图象过定点,进而得
【详解】令,则,故的图象过定点,
故,.
故答案为:3.
【巩固练习2】函数的图象恒过点___________.
【答案】
【分析】根据幂函数的图象过定点求解.
【详解】令 ,
此时,无论取何值,都有.
所以函数图象恒过点.
故答案为:
【巩固练习3】(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.
【题型7】 与幂函数型有关复合函数的单调性与最值
基础知识
核心知识
复合函数单调性满足同增异减规则
外层是幂函数内层是一次二次等基础函数
方法技巧
先求函数定义域
拆分内层函数外层
分别判断两层在区间上增减性同增异减判断整体单调性
最值优先在端点或者内层极值点处取得
典型例题
【例题1】(26-27高一上·全国·课后作业)函数的单调递减区间为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由,得或,即函数的定义域为.
因为函数在上单调递减,在上单调递增,
所以由复合函数单调性,可知函数的单调递减区间为.
【例题2】(25-26高一上·重庆·期中)(多选)若函数且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】判断出函数的单调性及图象形状,结合复合函数单调性的判断方法、特殊值法逐项分析即可.
【详解】函数在定义域上为增函数.
选项A:因为,则,
又函数为增函数,所以,即,
所以,A正确;
选项B:令. 取,,则,,
此时,即,也即,B错误;
选项C:因为函数为增函数,函数为增函数,所以函数也为增函数,
因为,所以,C正确;
选项D:函数简图如下:
函数在上为凸函数,此时;
函数在上为凹函数,此时,D错误.
故选:AC.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高三上·广东·期中)已知函数,满足,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先判断函数的奇偶性与单调性,再根据奇偶性与单调性将函数不等式转化为自变量的不等式,解得即可.
【详解】函数的定义域为,且,
所以为奇函数,
当时,因为,均在上单调递增,
所以在上单调递增,又为连续函数,
所以在上单调递增,
不等式,即,即,解得,
所以实数的取值范围为.
故选:C
【巩固练习2】(2025·四川·模拟预测)已知函数,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】是上的奇函数且在上递减,即可将原不等式等价转化为,求解即可.
【详解】由于的定义域为,且,故是奇函数,
又因为均为在上的减函数,
则在上单调递减.
从而不等式等价于,即.
此即,即,解得.
故选:B.
【巩固练习3】(24-25高一上·福建泉州·期中)函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由函数解析式求得其定义域,根据二次函数与幂函数的单调性,结合复合函数的单调性,可得答案.
【详解】由函数,则,整理可得,解得,
所以函数的定义域为,
令,,由,则,
易知函数在上单调递增,在上单调递减,
函数在上单调递减,
所以函数的单调增区间为.
故选:C.
【题型8】 与幂函数有关的奇偶性与单调性解不等式
基础知识
核心知识
奇函数满足偶函数满足
单调函数可以脱去函数符号转化自变量大小关系
方法技巧
先判断幂函数奇偶性确定对称区间单调性
转化时必须保证a b都在定义域内
偶函数要转化为简化计算
典型例题
【例题1】(26-27高一上·河南南阳·阶段检测)已知幂函数 在上是单调递减函数,则不等式的解集为_________.
【答案】
【分析】根据幂函数定义可构造方程求得的值,结合单调性可确定的最终结果;根据奇偶性定义可得的奇偶性,结合定义域和单调性可得自变量大小关系,解不等式即可求得结果.
【详解】为幂函数,,解得:或;
当时,在上单调递减,符合题意;
当时,在上单调递增,不合题意;
综上所述:;
的定义域为,,
为定义在上的偶函数,
故,,
由且,,
解得:或,
的解集为.
【例题2】(26-27高三上·广东河源·阶段检测)已知幂函数在上是严格减函数,其中,则的值为_________;关于的不等式的解集为_________.
【答案】
【分析】①由幂函数的定义和单调性即可求解;②根据函数的单调性求出不等式的解集即可.
【详解】①因为幂函数在上是严格减函数,
所以,解得或,
当时,,在上是严格增函数,不符合题意,舍,
当时,,在上为严格减函数,符合题意,故;
②由幂函数在上是严格减函数可得,,
解得或,故解集为.
巩固练习
题型
【巩固练习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.
【巩固练习2】(24-25高一上·广东深圳·期中)已知幂函数过点,若不等式成立,则满足不等式的实数m的解集是_________.
【答案】
【详解】由题可设幂函数,则,即,
所以,
所以,即,
所以该函数定义域为,且该函数在上单调递减,
所以若不等式成立,
则,解得,即满足不等式的实数m的解集是.
【巩固练习3】(2026·江苏泰州·模拟预测)已知函数是幂函数,对任意,,且,满足.若,且的值为负数,则下列结论中一定不成立的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【分析】根据幂函数定义求出,根据函数解析式逐个判断即可.
【详解】因为函数是幂函数,
则,
解得或,
因为对任意,,且,满足,
所以在上单调递增,
时,,在上单调递减,故舍,
所以时,,
对于A,取时,,可能成立;
对于B,取时,,可能成立;
对于C,取时,,可能成立;
对于D,因为,则,则,
由单调性可知,故,与矛盾,一定不成立.
【题型9】 由幂函数的单调性比较大小
基础知识
核心知识
同一幂函数同一单调区间内自变量越大函数值越大(增函数)
底数为正数优先放到同一个幂函数上比较
底数负数先利用奇偶性转化为正数
方法技巧
同指数构造同一个幂函数用单调性比较底数
同底数用指数函数性质
都不同找中间量0或者1搭桥
负数底数先判断符号再比较
典型例题
【例题1】(26-27高一上·河南·期中)设幂函数的图象经过原点,若,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】由为幂函数,令,解得或,
时,的图象经过原点,符合题意,所以,
时,,图象不过原点,不合题意,
因为,所以,
因为在上单调递增,
所以.
【例题2】(26-27高一上·北京·期中)若,则它们的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】构造幂函数,利用函数的单调性,即可得到的大小关系.
【详解】由幂函数在上单调递增,且,
所以,即.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(26-27高一上·福建·期中)设幂函数的图象经过原点,若,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】由是幂函数且图象经过原点确定的值及的解析式,再利用的单调性即可得解.
【详解】因为是幂函数,所以,解得或,
又的图象经过原点,所以,即
因为,所以 ,
又因为在上单调递增,
所以
【巩固练习2】(25-26高一上·河北唐山·阶段检测)已知,则的大小关系是______.(用小于号连接)
【答案】
【分析】利用幂函数的单调性判断即可.
【详解】由,
因为幂函数在单调递增,
且,所以,
故答案为:.
【巩固练习3】(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.,
【题型10】 与幂函数有关的最值与不等式恒成立问题
基础知识
核心知识
恒成立问题恒成立等价
恒成立等价
方法技巧
先研究幂函数或者复合幂函数在给定区间单调性
求出函数最值
转化为最值满足和参数有关的不等式求解参数范围
注意定义域对最值的约束
典型例题
【例题1】(2026·江苏镇江·模拟预测)已知幂函数是偶函数.
(1)求的解析式;
(2)设,求在区间上的最小值的解析式:
(3)在(2)的条件下,若对任意的实数,总存在,使得成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用幂函数的定义及奇偶性求出解析式.
(2)由(1)的结论求出,按分类并结合二次函数性质求出最小值.
(3)求出当时,在上的最大值,进而建立不等式,利用恒成立求解.
【详解】(1)由幂函数,得,解得或,
当时,是奇函数,不符合题意;当时,是偶函数,符合题意,
所以的解析式为.
(2)当时,由(1)得,
当,即时,在上单调递增,;
当,即时,若,则;;
若,则,;
当,即时,在上单调递增,在上单调递减
,由,得,
当时,;当时,;
当时,在上单调递增,,
所以.
(3)由(2)知,当时,在上单调递增,;
当时,函数在上单调递减,在上单调递增,
而,,
因此当时,,
由对任意的实数,总存在,使得成立,
得对任意的实数,不等式恒成立,
而当时,,于是,解得,
所以实数的取值范围是.
【例题2】(25-26高一上·天津西青·期末)已知幂函数的图象过点,且函数.
(1)求幂函数的解析式;
(2)判断并证明函数在上的单调性;
(3)若,使得不等式有解,求实数取值范围.
【答案】(1)
(2)在上单调递增,证明如下:
由(1)知,故,
任取,
则.
因为,则有,,且,.
所以,即.
故在上单调递增;
(3)
【分析】(1)由题意设幂函数为,将代入即可求得幂函数的解析式;
(2)设,比较与的大小,结合函数单调性即可证明在上的单调性;
(3)由(2)知在上单调递增,可解得在上的值域,设,根据题意有,分析二次函数的单调区间即可求其最小值,即的取值范围.
【详解】(1)设幂函数为 ,其图象过点,
,解得,
故幂函数的解析式为;
(2)略
(3)由(2)知在上单调递增,
所以,即
令,则不等式有解等价于在上有解,
即,.
令,,
易得在区间上单调递减,在上单调递增,
则有,即.
综上,实数的取值范围是.
巩固练习
题型
【巩固练习1】(25-26高一上·贵州遵义·阶段检测)已知幂函数在上单调递减,函数.
(1)求的解析式.
(2)已知对勾函数的形式为均为参数,,该函数在上单调递减,在上单调递增.
(i)当时,直接写出在上的单调区间;
(ii)若在上的最小值为,求的值.
【答案】(1)
(2)①减区间为,增区间为;②
【分析】(1)根据幂函数的定义和单调性可得出关于的等式与不等式,可求出的值,即可得出函数的解析式;
(2)①写出函数的解析式,利用对勾函数的单调性可写出函数的增区间和减区间;
②对实数的取值进行分类讨论,分析函数在上的单调性,结合可求得实数的值.
【详解】(1)因为幂函数在上单调递减,
所以,解得,故.
(2)①由(1)可得,
当时,,
由题中结论可知,函数在上的减区间为,增区间为;
②当时,函数、在上均为减函数,此时函数在上为减函数,
则,解得,舍去;
当时,函数在上为减函数,此时,不符合题意;
当时,函数在上单调递减,在上单调递增,
若,即当时,函数在上单调递增,则,符合题意,
若,即当时,函数在上单调递减,在上单调递增,
此时,解得,舍去,
当时,即当时,函数在上单调递减,
此时,解得,舍去.
综上所述,.
【巩固练习2】(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.
【巩固练习3】(25-26高一上·广东汕头·阶段检测)已知幂函数的图象过点.
(1)求函数的解析式;
(2)判断函数的奇偶性并证明;
(3)函数在上的最小值为,求实数的值.
【答案】(1)
(2)是偶函数,证明:
,所以函数的定义域为,关于原点对称;
又,
所以函数是偶函数.
(3)或
【分析】(1)设幂函数解析式,代入已知点求参数即可;
(2)函数为偶函数,根据偶函数的定义证明即可;
(3)将转化为二次函数,根据对称轴与区间的位置分类讨论,求不同情况下的最小值,结合区间验证解的合理性即可.
【详解】(1)设函数,
则,得,
所以.
(2)略
(3)由(1)知,则,对称轴为直线,
当,即时,在上单调递增,,
解得,满足题意;
当,即时,,解得或(舍去);
当,即时在上单调递减,,
解得(舍去).
综上,或.
课后过关检测
一、单选题
1.(26-27高三上·安徽六安·阶段检测)已知幂函数的图象与轴没有公共点,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为是幂函数,
所以,解得或,
当时,,函数图象过,和轴有交点,不符合题意;
当时:,,与轴没有交点,符合题意.
所以.
2.(26-27高三上·江苏盐城·阶段检测)已知幂函数(且)为奇函数,且在区间上递增,则等于( )
A.1 B.1或3 C.2 D.3
【答案】B
【详解】因为幂函数(且)为奇函数,且在区间上递增,
则为奇数且,,
故或.
3.(26-27高三上·江西·阶段检测)已知幂函数在上单调递减,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据幂函数的定义及单调性求解即可.
【详解】因为是幂函数,所以,解得,或.
又函数在单调递减,要求指数,所以.
4.(26-27高三上·江西·阶段检测)已知幂函数在区间上单调递减,且为偶函数,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】C
【详解】因为函数在区间上单调递减,
所以,
所以可取0,1,2,
当时,为奇函数,舍去;
当时,,符合题意;
当时,为奇函数,舍去;
综上.
5.(25-26高二下·黑龙江·期末)已知幂函数的图象经过点,则图象的大致形状为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设,由,得,
解得,所以,
的定义域为,是偶函数,在上单调递减,
所以图象的大致形状与选项A中的图象一致.
6.(25-26高二下·重庆沙坪坝·期末)已知幂函数过点,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先设幂函数解析式,再应用过点求参数得出,最后应用单调性列式计算求解.
【详解】设幂函数,代入点得,解得,故,
因为函数为偶函数,所以等价于,
因为函数在上单调递增,所以等价于,
平方化简得,解得解集为;
7.(25-26高二下·浙江·阶段检测)已知函数,不等式对于恒成立,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先判断函数的奇偶性和单调性,结合函数性质把函数不等式转化为代数不等式求解.
【详解】当时,,所以;
当时,,所以;
当时,.
所以对,总有.
所以函数为奇函数.
当时,,在上单调递减.
结合奇函数的性质和函数图象可得函数在上单调递减.
所以 ,
所以 ,恒成立.
又(当且仅当时取等号).
所以,可得.
即实数的取值范围为.
二、多选题
8.(2026·江苏淮安·一模)幂函数(为常数),则( ).
A.当时,是奇函数 B.的图象过定点
C.当时,的值域为 D.若,则
【答案】ABC
【分析】根据奇函数的定义、幂函数的性质、幂函数的单调性逐一判断即可.
【详解】A:当时,,此时该函数的定义域为,定义域关于原点对称,
因为,所以是奇函数,故A正确;
B:因为,所以的图象过定点,故B正确;
C:当时,,此时该函数的定义域为,
因为该函数是定义域内的增函数,
所以有,因此的值域为,故C正确;
D:当时,幂函数在上单调递减,
因为,所以,故D错误.
9.(25-26高一上·贵州遵义·期末)下列说法正确的是( )
A.若幂函数的图象经过点,则解析式为
B.幂函数始终经过点和
C.若函数,则在区间上单调递减
D.若幂函数图象关于轴对称,则
【答案】ABD
【详解】对于A,设幂函数解析式为,代入点,可得,,解得,解析式为,故A正确,
对于B,,,故B正确,
对于C,函数为幂函数,且,所以在区间上单调递减,
又,所以为偶函数,
根据偶函数的性质可得,在区间上单调递增,故C错误,
对于D,由已知可得,,解得或,
又幂函数图象关于轴对称,,,在区间上单调递增,
,,
,故D正确.
10.(26-27高三上·河南·阶段检测)已知函数(为实数)的定义域为D,,且,则下列说法正确的是( )
A.的图象不经过第四象限
B.若为偶函数,则为偶数
C.若,则
D.
【答案】AC
【分析】利用幂函数的图象性质可判断A;当时,为偶函数,但是不为偶数,可判断B;利用基本不等式验证,判断C;当时,,可判断D.
【详解】对于A,利用幂函数的图象性质可知,的图象不经过第四象限,故A正确;
对于B,当时,为偶函数,但是不为偶数,故B错误;
对于C,,所以,,
由基本不等式可得,因为,所以等号不成立,故C正确;
对于D,当时,则,故D错误.
三、填空题
11.(26-27高三上·湖南·阶段检测)已知幂函数 为偶函数,则_______
【答案】
【详解】由题意可得,解得或,
当时,为奇函数,不符合题意;
当时,为偶函数,符合题意,
所以.
12.(2026·四川南充·模拟预测)已知幂函数在上单调递减,若正数,满足,则的最小值为__________.
【答案】
【分析】先根据幂函数的定义与单调性求出参数的值,进而根据“1”的妙用,及基本不等式即可求解.
【详解】由是幂函数,且在上单调递减,
则,即,解得,
则,即,又,,
所以,
当且仅当,即,时取等号,
所以的最小值为.
13.(25-26高一下·广西钦州·开学考试)写出一个满足下列条件的函数解析式_______.①;②,且. 有 ;③且 有 ;④.
【答案】(答案不唯一)
【分析】抓住第四个条件对应的函数解析式运算特征,分析学过的基本初等函数模型中,幂函数能与之对应,随即可解.
【详解】条件①对应的是偶函数;条件②对应的为函数在上单调递减;
条件③为琴生不等式,对应的是函数的凸凹性:函数在上为下凸函数;条件④对应函数解析式的运算特征,
在所学过的函数模型中,一次函数与幂函数符合,结合①②③,不符合;
在中,取为负偶数即可.
14.(25-26高一上·广东湛江·阶段检测)已知幂函数在上递减,则不等式的解集为________.
【答案】
【分析】根据幂函数定义可构造方程求得的值,结合单调性可确定的最终结果;根据奇偶性定义可得的奇偶性,结合定义域和单调性可得自变量大小关系,解不等式即可求得结果.
【详解】为幂函数,,解得:或;
当时,在上单调递增,不合题意;
当时,在上单调递减,符合题意;
综上所述:;
的定义域为,,
为定义在上的偶函数,故,,
由且,
解得:或,
的解集为.
故答案为:.
四、解答题
15.(26-27高三上·福建厦门·阶段检测)已知幂函数为偶函数.
(1)求函数的解析式;
(2)若函数,且在的最小值为,求的值.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据幂函数的定义和幂函数的奇偶性求解即可;
(2)利用二次函数的性质以及分类讨论法,根据函数的最值分析即可.
【详解】(1)由为幂函数,则,
即,解得:或,
当时,,由函数的定义域关于原点对称,且,
此时函数为偶函数,满足题意,
当时,,由函数的定义域关于原点对称,且,
此时函数为奇函数,不满足题意,
综上所述,函数.
(2)由(1)知,则函数,
所以函数为开口向上,对称轴为的二次函数,
①当时,在上单调递增,
此时,
又在的最小值为,
所以,解得:,满足题意,
②当时,在上单调递减,在上单调递增,
所以,
又在的最小值为,
所以,解得:(舍去)或,
③当时,在上单调递减,
此时,
又在的最小值为,
所以,解得:,不满足题意,
综上所述,的值为或.
16.(25-26高一上·江西赣州·期末)已知幂函数在区间上单调递增,函数是定义域为的奇函数,且满足时,.
(1)求的解析式;
(2)解关于的不等式.
【答案】(1)
(2)时,不等式的解集为;时,不等式的解集为;时,不等式的解集为;时,不等式的解集为;时,不等式的解集为.
【分析】(1)根据幂函数的概念,结合时,幂函数在上单调递增可求得;
再利用奇函数的性质求时的解析式,即可得在R上的解析式;
(2)利用的奇偶性和单调性将不等式转化为含参不等式,求解不等式即可.
【详解】(1)因为函数为幂函数,
所以,解得或.
当时,,在上单调递减,不符合题意;
当时,,在上单调递增,符合题意;
所以,,
所以时,.
因为函数是定义在R上的奇函数,所以,,
当时,,则.
故.
∴.
(2)由(1)中的解析式易证在上是增函数.
,
,
,即
当时,原不等式可化为,即,所以,
所以此时不等式的解集为.
当时,的两根为,.
当时,,此时不等式的解集为;
当时,,此时不等式的解集为;
当时,,此时不等式的解集为;
当时,,此时不等式的解集为.
17.(26-27高一上·江苏扬州·阶段检测)已知幂函数经过点.
(1)求的解析式;
(2)设,若在上有且仅有一个零点,求的取值范围;
(3)若函数在上的最大值为,最小值为,且满足,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据幂函数过的点可求参数,即可得答案;
(2)利用零点存在定理即可求解;
(3)写出的表达式,换元可得,,分类讨论确定最值,结合,解不等式即可求解.
【详解】(1)由题意得,解得.
故
(2)由(1)可知,
①若零点在内,故必须满足
即,解得;
②若零点在端点处取得
(ⅰ)若,则,此时符合题意,
(ⅱ)若,则,验证后符合题意,
综上,的取值范围是;
(3),令,故,,
故的对称轴为,
①若,在上单调递增,即得,解得,矛盾;
②若,在上单调递减,即得,解得,矛盾;
③若,,
若,则,此时,
解得,则
若,则,此时,
解得,则,
综合可得得的取值范围是
18.(25-26高一上·上海宝山·期末)如果函数满足:对于任意,均有,其中为常数,则称函数在D上具有性质.
(1)分别判断函数,,是否在上具有性质,并说明理由.
(2)设函数在具有性质,对任意的实数,求证:函数具有性质.
(3)若在闭区间上具有,且,求证:对任意的都有.
【答案】(1)函数在上具有性质,函数,在上不具有性质
(2)
函数在上具有性质,
即对于任意,均有成立,
故对任意的实数,,则,
设,则
,
故函数具有性质;
(3)
若在闭区间上具有,且,
则对于任意,,
当时,则,
当时,不妨设,则,
由,得,
由三角不等式可得:,
由于在闭区间上具有,则,
得到,
所以,
由于,则,
得到,
所以当时,有.
综上,对任意的,都有.
【分析】(1)(2)利用函数在D上具有性质.的定义依次判断即可;
(3)根据题意可得对于任意,,当,可得,当时,由结合三角不等式即可证明.
【详解】(1)函数在上具有性质,函数,在上不具有性质,理由如下:
对于函数,对于任意,,
故不等式成立,所以函数在上具有性质,
对于函数,,则,
不满足,所以函数在上不具有性质,
对于函数 ,则,
不满足,所以函数在上不具有性质,
$