3.3 幂函数同步练习-2026-2027学年高一上学期数学人教A版必修第一册
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内容正文:
3.3 幂函数
一、概念自检
1.判断正误(正确的打"√",错误的打"×").
(1)函数 是幂函数. ( )
(2)幂函数 的图象不经过点 . ( )
(3)幂函数的图象都关于 轴对称. ( )
(4)当 时,幂函数 在 上是增函数. ( )
2.已知幂函数 的图象过点 ,则 =______.
二、知识点自测
知识点1 幂函数的概念
1.(多选)下列函数是幂函数的是( )
A. B. C. D.
2.已知函数 是幂函数,则 =( )
A.2 B.4 C.6 D.8
3.已知幂函数 的图象经过点 ,则 =( )
A. B.2 C.3 D.
知识点2 幂函数的数形结合
1.已知点 与点 分别在幂函数 , 的图象上,当 为何值时,有:
(1)?
(2)?
(3)?
2.如图,幂函数 ,,, 在第一象限内的图象依次是曲线________( )
A. B. C. D.
3.函数 的图象大致为( )
知识点3 幂函数的性质的应用
1.幂函数 ()是偶函数,且在 上单调递减,则 的值为( )
A.2 B.5 C.-5 D.2或5
2.若 ,,,则 ,, 的大小关系为( )
A. B. C. D.
3.已知幂函数 .若 ,则实数 的取值范围是______.
4.若幂函数 图象过点 ,且 ,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.已知 是常数,幂函数 在 上单调递减,则 =( )
A.2 B. C. D.8
三、课后练习
A组 夯实基础
1.下列函数是幂函数的是( )
A. B. C. D.
2.已知幂函数 的图象不经过坐标原点,则 =( )
A.0 B.3 C.0或3 D.-3
3.(多选)关于幂函数 ,下列结论正确的是( )
A.的定义域为 B.的值域为
C.在区间 上单调递减 D.的图象关于点 对称
4.若 ,则实数 的取值范围为______.
5.已知幂函数 的图象经过点 .
(1)试求函数 的解析式;
(2)判断函数 的奇偶性,并写出函数的单调区间.
B组 能力提升
1.若幂函数 为奇函数,则实数 =( )
A.3 B.-4 C.3或-4 D.-3
2.当 时,,, 的大小关系是( )
A. B. C. D.
3.写出一个同时具有下列三个性质的函数:(答案不唯一).
①为幂函数;
②为偶函数;
③在 上单调递减.
4.已知幂函数 的图象过点 .
(1)求函数 的解析式;
(2)根据单调性的定义,证明函数 在 上单调递增;
(3)判断函数 的奇偶性并说明理由.
C组 思考题
已知幂函数 ()为偶函数,且在 上单调递减,则满足不等式 的实数 的取值范围是( )
A.且 B. C. D.且
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3.3 幂函数
一、概念自检
1.判断正误(正确的打"√",错误的打"×").
(1)函数 是幂函数. ( )
(2)幂函数 的图象不经过点 . ( )
(3)幂函数的图象都关于 轴对称. ( )
(4)当 时,幂函数 在 上是增函数. ( )
(1)√ 解析:满足幂函数 ( 为常数)的特征,指数 为常数.
(2)× 解析:,图象经过点 .
(3)× 解析:如幂函数 是奇函数,其图象关于原点对称; 是非奇非偶函数.
(4)× 解析:当 时,如幂函数 在 上是单调递减的.
2.已知幂函数 的图象过点 ,则 =______.
【答案】
【详解】解析:由 可知 ,即 ,所以幂函数 ,所以 .
二、知识点自测
知识点1 幂函数的概念
1.(多选)下列函数是幂函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【详解】解析:幂函数定义:一般地,函数 叫做幂函数,其中 是自变量, 是常数.又 ,所以 A,C 项正确.故选 AC.
2.已知函数 是幂函数,则 =( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】D
【详解】解析:由题意可知 ,解得 ,故 ,故 .故选 D.
3.已知幂函数 的图象经过点 ,则 =( )
A. B.2 C.3 D.
【答案】B
【详解】解析:设 ,由 ,得 ,所以 ,则 .故选 B.
知识点2 幂函数的数形结合
1.已知点 与点 分别在幂函数 , 的图象上,当 为何值时,有:
(1)?
(2)?
(3)?
解:设 ,.
因为 ,,
所以 ,.
所以 ,.
分别作出它们的图象,如图所示.
由图象知,
(1)当 时,.
(2)当 时,.
(3)当 时,.
2.如图,幂函数 ,,, 在第一象限内的图象依次是曲线________( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解析:根据幂函数 的性质可知,在第一象限内的图象,当 时,图象递增,且 越大,图象递增速度越快,由此可判断 是曲线 , 是曲线 ;当 时,图象递减,且 越大,图象越陡,由此可判断 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曲线 ,,,.故选 D.
3.函数 的图象大致为( )
【答案】C
【详解】解析: 的定义域为 ,又 ,故 为偶函数,当 时,,结合幂函数的图象可知,C 正确.故选 C.
知识点3 幂函数的性质的应用
1.幂函数 ()是偶函数,且在 上单调递减,则 的值为( )
A.2 B.5 C.-5 D.2或5
【答案】A
【详解】解析:因为幂函数 ()是偶函数,且在 上单调递减,所以
为偶数,
由 解得 或 ;由 得 ,故 .
当 时, 为偶数,满足条件.故选 A.
2.若 ,,,则 ,, 的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解析:幂函数 在 上单调递增,由 ,得 ,又 ,所以 .故选 D.
3.已知幂函数 .若 ,则实数 的取值范围是______.
【答案】
【详解】解析:(),易知 在 上单调递增.又 ,所以
解得 ,即实数 的取值范围是 .
4.若幂函数 图象过点 ,且 ,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解析:由已知条件可得 ,解得 ,则 ,
所以,函数 在 上为增函数,由 可得 ,解得 .故选 B.
5.已知 是常数,幂函数 在 上单调递减,则 =( )
A.2 B. C. D.8
【答案】C
【详解】解析:由幂函数的定义可知 ,解得 .由幂函数 在 上单调递减,可得 ,则 ,所以 .故选 C.
三、课后练习
A组 夯实基础
1.下列函数是幂函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解析:由幂函数的定义可知 ,, 均不是幂函数, 是幂函数.故选 D.
2.已知幂函数 的图象不经过坐标原点,则 =( )
A.0 B.3 C.0或3 D.-3
【答案】A
【详解】解析:令 ,即 ,解得 或 ,
当 时,,图象经过坐标原点,不符合题意;
当 时,,图象不经过坐标原点,符合题意.故选 A.
3.(多选)关于幂函数 ,下列结论正确的是( )
A.的定义域为 B.的值域为 C.在区间 上单调递减 D.的图象关于点 对称
【答案】ACD
【详解】解析:A 选项, 的定义域为 ,A 正确;
B 选项,由于 ,所以值域为 ,B 错误;
C 选项,由于 ,所以 在区间 上单调递减,C 正确;
D 选项,因为 的定义域为 ,且关于原点对称,又 ,所以 为奇函数,其图象关于点 对称,D 正确.故选 ACD.
4.若 ,则实数 的取值范围为______.
【答案】
【详解】解析:考虑函数 .
因为函数 的单调递减区间为 和 ,
所以不等式 等价于
或 ,(无解)或
解得 或 .
所以实数 的取值范围为 .
5.已知幂函数 的图象经过点 .
(1)试求函数 的解析式;
(2)判断函数 的奇偶性,并写出函数的单调区间.
(1)解:设 ,由题意,得 ,即 .
故函数 的解析式为 .
(2)解:因为 ,所以要使函数 有意义,则 ,即定义域为 ,
因为 ,所以该幂函数为偶函数.
当 时,根据幂函数的性质可知, 在 上单调递减.
因为 是偶函数,所以 在 上单调递增.
故函数 的单调递减区间为 ,单调递增区间为 .
B组 能力提升
1.若幂函数 为奇函数,则实数 =( )
A.3 B.-4 C.3或-4 D.-3
【答案】A
【详解】解析:因为函数 是幂函数,所以 ,即 ,解得 或 .
当 时,,,是奇函数;
当 时,,,是偶函数.
所以 .故选 A.
2.当 时,,, 的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解析:在同一坐标系中分别作出 , 和 的图象,如图所示.
由图象可知,当 时,.故选 D.
3.写出一个同时具有下列三个性质的函数:(答案不唯一).
①为幂函数;
②为偶函数;
③在 上单调递减.
4.已知幂函数 的图象过点 .
(1)求函数 的解析式;
(2)根据单调性的定义,证明函数 在 上单调递增;
(3)判断函数 的奇偶性并说明理由.
(1)解:由题意,设 ,则 ,故 ,即 ,所以 .
(2)证明:设任意 ,且 ,
则 =,
而 ,,
故 ,即 .
所以函数 在 上单调递增.
(3)解:函数 的定义域为 ,不关于原点对称,则函数 为非奇非偶函数.
C组 思考题
已知幂函数 ()为偶函数,且在 上单调递减,则满足不等式 的实数 的取值范围是( )
A.且 B. C. D.且
【答案】A
【详解】解析:因为幂函数 ()在 上单调递减,所以 ,即 ,解得 .
因为 ,所以 的可能取值为 1,2,3
因为幂函数 为偶函数,所以指数 为偶数.
当 时,,是奇数,不符合条件;
当 时,,是偶数,符合条件.
当 时,,是奇数,不符合条件
所以 ,所以不等式为 ①.
因为幂函数 的定义域为 ,且对于定义域内的任意 ,都有 ,
所以幂函数 是偶函数,且在 上单调递减.
所以①式可化为
将 两边平方,可得 ,
即 ,即 ,解得 ,
且 (已满足),.
故实数 的取值范围是 且 .故选 A.
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