内容正文:
课时达标检测(二十) 幂函数
一、选择题
1.如图所示,曲线C1与C2分别是函数y=xm和y=xn在第一象限内的图象,则下列结论正确的是( )
A.n<m<0
B.m<n<0
C.n>m>0
D.m>n>0
解析:选A 由图象可知,两函数在第一象限内递减,故m<0,n<0.由曲线C1,C2的图象可知n<m.
2.幂函数f(x)=x3m-5(m∈N)在(0,+∞)上是减函数,且f(-x)=f(x),则m可能等于( )
A.0
B.1
C.2
D.3
解析:选B ∵幂函数f(x)=x3m-5(m∈N)在(0,+∞)上是减函数,∴3m-5<0,即m<.又∵m∈N,∴m=0,1.
∵f(-x)=f(x),∴函数f(x)是偶函数.
当m=0时,f(x)=x-5是奇函数;
当m=1时,f(x)=x-2是偶函数.
∴m=1.
3.已知幂函数f(x)=xα,当x>1时,恒有f(x)<x,则α的取值范围是( )
A.(0,1)
B.(-∞,1)
C.(0,+∞)
D.(-∞,0)
解析:选B 当x>1时,恒有f(x)<x,即当x>1时,函数f(x)=xα的图象在y=x的图象的下方,作出幂函数f(x)=xα在第一象限的图象.由图象可知α<1时满足题意,故选B.
4.设函数y=x3与y=x-2图象的交点为(x0,y0),则x0所在的区间是( )
A.(0,1)
B.(1,2)
C.(2,3)
D.(3,4)
解析:选B 幂函数y=x3在(0,+∞)上递增且过点(1,1),指数型函数y=x-2在(-∞,+∞)上是减函数且过点(2,1),画出它们的图象,可知x0∈(1,2).故选B.
5.设a=
,b=
,c=
,则( )
A.a<b<c
B.c<a<b
C.b<c<a
D.b<a<c
解析:选D 构造幂函数y=x
(x∈R),由该函数在定义域内单调递增,知a>b;构造指数函数y=x,由该函数在定义域内单调递减,所以a<c,故c>a>b.
二、填空题
6.函数y=(m-1)x
为幂函数,则该函数为________(填序号).
①奇函数;②偶函数;③增函数;④减函数.
解析:由y=(m-1)x
为幂函数,得m-1=1,即m=2,则该函数为y=x2,故该函数为偶函数,在(-∞,0)上是减函数,在(0,+∞)上是增函数.
答案:②
7.已知幂函数f(x)=xα的部分对应值如下表:
x
1
f(x)
1
则不等式f(|x|)≤2的解集是________.
解析:由表中数据知
,∴f(x)=xα,∴α==,∴|x|
≤2,即|x|≤4,故-4≤x≤4.
答案:{x|-4≤x≤4}
8.为了保证信息的安全传输,有一种为秘密密钥密码系统,其加密、解密原理为:发送方由明文到密文(加密),接收方由密文到明文(解密).现在加密密钥为y=xα(α为常数),如“4”通过加密后得到密文“2”.若接收方接到密文“3”,则解密后得到的明文是________.
解析:由题目可知加密密钥y=xα(α是常数)是一个幂函数模型,所以要想求得解密后得到的明文,就必须先求出α的值.由题意得2=4α,解得α=
,则y=x.由x
=3,得x=9.
答案:9
三、解答题
9.点(分别在幂函数f(x),g(x)的图象上,问:当x为何值时,有:①f(x)>g(x)?②f(x)=g(x)?③f(x)<g(x)?
,2)与点
解:设f(x)=xα,g(x)=xβ.
∵(,
)α=2,(-2)β=-
∴α=2,β=-1.
∴f(x)=x2,g(x)=x-1.
分别作出它们的图象,如图所示.由图象知,
当x∈(-∞,0)∪(1,+∞)时,f(x)>g(x);
当x=1时,f(x)=g(x);
当x∈(0,1)时,f(x)<g(x).
10.已知函数f(x)=.
-xm,且f(4)=-
(1)求m的值;
(2)判断f(x)在(0,+∞)上的单调性,并给予证明.
解:(1)∵f(4)=-.∴m=1.
-4m=-,∴
(2)f(x)=-x在(0,+∞)上单调递减.
证明如下:
任取0<x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=-
=(x2-x1).
∵0<x1<x2,∴x2-x1>0,+1>0.
∴f(x1)-f(x2)>0,∴f(x1)>f(x2),
即f(x)=-x在(0,+∞)上单调递减.
11.已知幂函数f(x)=x
(m∈N*)的图象关于y轴对称,且在(0,+∞)上是减函数,求满足(a+1)
<(3-2a)
的a的取值范围.
解:∵幂函数f(x)=x
在(0,+∞)上单调递减,
∴m2-2m-3<0,解得-1<m<3.∵m∈N*,∴m=1,2.
又函数的图象关于y轴对称,∴m2-2m-3是偶数,
而22-2×2-3=-3为奇数,12-2×1-3=-4