高中数学常见幂函数、二次函数、三次函数的图象及其性质
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初中高中数学七大函数的性质图像1.一次函数(包括正比例函数)最简单最常见的函数,在平面直角坐标系上的图象为直线。
定义域(下面没有说明的话,都是在无特殊要求情况下的定义域):R值域:R奇偶性:无周期性:无平面直角坐标系解析式(下简称解析式):①ax+by+c=0[一般式]②y=kx+b[斜截式](k为直线斜率,b为直线纵截距,正比例函数b=0)③y-y1=k(x-x1)[点斜式](k为直线斜率,(x1,y1)为该直线所过的一个点)④(y-y1)/(y2-y1)=(x-x1)/(x2-x1)[两点式]((x1,y1)与(x2,y2)为直线上的两点)⑤x/a-y/b=0[截距式](a、b分别为直线在x、y轴上的截距)解析式表达局限性:①所需条件较多(3个);②、③不能表达没有斜率的直线(平行于x轴的直线);④参数较多,计算过于烦琐;⑤不能表达平行于坐标轴的直线和过圆点的直线。
倾斜角:x轴到直线的角(直线与x轴正方向所成的角)称为直线的倾斜角。
设一直线的倾斜角为a,则该直线的斜率k=tg(a)。
2.二次函数:题目中常见的函数,在平面直角坐标系上的图象是一条对称轴与y轴平行的抛物线。
定义域:R值域:(对应解析式,且只讨论a大于0的情况,a小于0的情况请读者自行推断)①[(4ac-b^2)/4a,正无穷);②[t,正无穷)奇偶性:偶函数周期性:无解析式:①y=ax^2+bx+c[一般式]⑴a≠0⑵a>0,则抛物线开口朝上;a<0,则抛物线开口朝下;⑶极值点:(-b/2a,(4ac-b^2)/4a);⑷Δ=b^2-4ac,Δ>0,图象与x轴交于两点:([-b+√Δ]/2a,0)和([-b+√Δ]/2a,0);Δ=0,图象与x轴交于一点:(-b/2a,0);Δ<0,图象与x轴无交点;②y=a(x-h)^2+t[配方式]此时,对应极值点为(h,t),其中h=-b/2a,t=(4ac-b^2)/4a);3.反比例函数在平面直角坐标系上的图象为双曲线。
高中数学常见函数图像高中数学是学生学习数学的一个重要阶段,其中函数图像是高中数学中的重要内容之一。
本文将介绍一些高中数学中常见的函数图像,包括正弦函数、余弦函数、指数函数和对数函数等。
首先,正弦函数和余弦函数是三角函数中的两个重要函数,它们的图像都是周期性的。
正弦函数的图像在区间[0,2π]上是一个完整的周期,最大值为1,最小值为-1。
余弦函数的图像也是一个完整的周期,最大值为1,最小值为-1。
余弦函数的图像相对于正弦函数来说是“平移”了一段时间。
其次,指数函数是指数运算的一种形式,其表达式为y=a^x,其中a 为大于0且不等于1的常数。
指数函数的图像在区间[0,∞)上是一个单调递增的曲线,当a大于1时,图像呈现出“陡峭”的趋势,当0小于a小于1时,图像呈现出“平缓”的趋势。
最后,对数函数是一种特殊的函数,其表达式为y=log(x),其中x 大于0且不等于1。
对数函数的图像在区间(0,∞)上是一个单调递增的曲线,呈现出“平缓”的趋势。
综上所述,高中数学中常见的函数图像包括正弦函数、余弦函数、指数函数和对数函数等。
这些函数的图像都具有不同的特点和性质,需要学生在学习过程中深入理解和掌握。
这些函数图像的应用也非常广泛,涉及到物理学、工程学、计算机科学等多个领域。
因此,学生应该在学习过程中注重实践和应用,加深对函数图像的理解和掌握。
高中数学函数的图像高中数学是许多学生感到困难的科目之一,而函数的学习更是其中的难点。
函数的图像是理解函数的重要工具,因此掌握函数的图像对于高中数学的学习非常重要。
函数的概念是指在一定的自变量取值范围内,对应于每个自变量的函数值都有唯一确定的数值。
函数的表示方法有很多种,其中图像法是最直观的方法之一。
函数的图像是在直角坐标系中表示函数关系的一种曲线。
在绘制函数的图像时,我们需要先确定自变量的取值范围,然后根据函数的表达式计算出对应的函数值。
将自变量和对应的函数值在直角坐标系中标记出来,然后连接这些点就可以得到函数的图像。
幂函数的性质与图像ppt于0的所有实数,a就不能是负数。
总结起来,就可以得到当a为不同的数值时,幂函数的定义域的不同情况如下:如果a为任意实数,则函数的定义域为大于0的所有实数;如果a为负数,则x肯定不能为0,不过这时函数的定义域还必须根据q的奇偶性来确定,即如果同时q为偶数,则x不能小于0,这时函数的定义域为大于0的所有实数;如果同时q为奇数,则函数的定义域为不等于0 的所有实数。
在x大于0时,函数的值域总是大于0的实数。
在x小于0时,则只有同时q为奇数,函数的值域为非零的实数。
而只有a为正数,0才进入函数的值域。
由于x大于0是对a的任意取值都有意义的,因此下面给出幂函数在第一象限的各自情况.可以看到:(1)所有的图形都通过(1,1)这点。
(2)当a大于0时,幂函数为单调递增的,而a小于0时,幂函数为单调递减函数。
(3)当a大于1时,幂函数图形下凹;当a小于1大于0时,幂函数图形上凸。
(4)当a小于0时,a越小,图形倾斜程度越大。
(5)a大于0,函数过(0,0);a小于0,函数不过(0,0)点。
(6)显然幂函数无界。
篇二:幂函数的性质与图像(一) - 黄浦教研→首页幂函数的性质与图像(一)学校:储能中学执教:陈云青日期:2011-12-6教学目标1.知道幂函数的概念,会用有代表性的k的值,讨论幂函数的定义域、单调性、奇偶性及最值;2.在探究幂函数的性质与图像的过程中,体会研究函数性质的过程与方法; 3.在交流研究幂函数性质的活动中,感悟数学思想方法。
教学重点幂函数的性质与图像。
教学难点探索研究幂函数性质与图像的途径,熟悉由特殊到一般的数学思想。
情景引入建立下列问题的函数关系:(1)如果正方形的边长为x,那么正方形的面积y?____________ ;(2)如果一个正方体容器的体积为x,那么该正方体容器的棱长y?____________ ;(3)如果某人在x秒内,骑自行车行了1km,那么他骑自行车的平均速度y?____________ 。
幂函数与二次函数讲义一、知识梳理1.幂函数(1)幂函数的定义一般地,形如y=x α的函数称为幂函数,其中x是自变量,α是常数.(2)常见的5种幂函数的图象(3)常见的5种幂函数的性质函数特征性质y=x y=x2y=x3y=12x y=x-1定义域R R R[0,+∞){x|x∈R,且x≠0}值域R[0,+∞)R[0,+∞){y|y∈R,且y≠0}奇偶性奇偶奇非奇非偶奇2.二次函数(1)二次函数解析式的三种形式:一般式:f(x)=ax2+bx+c(a≠0).顶点式:f(x)=a(x-m)2+n(a≠0),顶点坐标为(m,n).零点式:f(x)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0),x1,x2为f(x)的零点.(2)二次函数的图象和性质解析式f(x)=ax2+bx+c(a>0)f(x)=ax2+bx+c(a<0)图象定义域值域单调性对称性函数的图象关于x=-b2a对称(1)幂函数的图象一定会出现在第一象限内,一定不会出现在第四象限,至于是否出现在第二、三象限内,要看函数的奇偶性.(2)幂函数的图象过定点(1,1),如果幂函数的图象与坐标轴相交,则交点一定是原点. (3)当α>0时,y =x α在[0,+∞)上为增函数; 当α<0时,y =x α在(0,+∞)上为减函数. 2.若f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则当⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ<0时恒有f (x )>0,当⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0时,恒有f (x )<0.二、基础检验题组一:思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)二次函数y =ax 2+bx +c ,x ∈[a ,b ]的最值一定是4ac -b 24a.( ) (2)二次函数y =ax 2+bx +c ,x ∈R 不可能是偶函数.( )(3)在y =ax 2+bx +c (a ≠0)中,a 决定了图象的开口方向和在同一直角坐标系中的开口大小.( ) (4)函数y =212x 是幂函数.( )(5)如果幂函数的图象与坐标轴相交,则交点一定是原点.( ) (6)当n <0时,幂函数y =x n 是定义域上的减函数.( ) 题组二:教材改编2.已知幂函数f (x )=k ·x α的图象过点)22,21(,则k +α等于( ) A.12 B .1 C.32D .2 3.已知函数f (x )=x 2+4ax 在区间(-∞,6)内单调递减,则a 的取值范围是( ) A .a ≥3 B .a ≤3 C .a <-3 D .a ≤-3题组三:易错自纠 4.幂函数f (x )=21023a a x-+(a ∈Z )为偶函数,且f (x )在区间(0,+∞)上是减函数,则a 等于( )A .3B .4C .5D .65.已知函数y =ax 2+bx +c ,如果a >b >c 且a +b +c =0,则它的图象可能是( )6.已知函数y =x 2-2x +3在闭区间[0,m ]上有最大值3,最小值2,则m 的取值范围为_____.三、典型例题1.幂函数y=f(x)经过点(3,3),则f(x)是()A.偶函数,且在(0,+∞)上是增函数B.偶函数,且在(0,+∞)上是减函数C.奇函数,且在(0,+∞)上是减函数D.非奇非偶函数,且在(0,+∞)上是增函数2.若四个幂函数y=x a,y=x b,y=x c,y=x d在同一坐标系中的图象如图所示,则a,b,c,d的大小关系是()A.d>c>b>a B.a>b>c>dC.d>c>a>b D.a>b>d>c3.若12(21)m >122(1)m m+-,则实数m的取值范围是思维升华:(1)幂函数的形式是y=xα(α∈R),其中只有一个参数α,因此只需一个条件即可确定其解析式.(2)在区间(0,1)上,幂函数中指数越大,函数图象越靠近x轴(简记为“指大图低”),在区间(1,+∞)上,幂函数中指数越大,函数图象越远离x轴.(3)在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较,准确掌握各个幂函数的图象和性质是解题的关键.题型二:二次函数的解析式典例(1)已知二次函数f(x)=x2-bx+c满足f(0)=3,对∀x∈R,都有f(1+x)=f(1-x)成立,则f(x)的解析式为________________.(2)已知二次函数f(x)与x轴的两个交点坐标为(0,0)和(-2,0)且有最小值-1,则f(x)=________.思维升华:求二次函数解析式的方法跟踪训练(1)已知二次函数f(x)=ax2+bx+1(a,b∈R,a≠0),x∈R,若函数f(x)的最小值为f(-1)=0,则f(x)=________.(2)若函数f(x)=(x+a)(bx+2a)(a,b∈R)是偶函数,且它的值域为(-∞,4],则该函数的解析式f(x)=________.题型三:二次函数的图象和性质命题点1:二次函数的图象典例:对数函数y=log a x(a>0且a≠1)与二次函数y=(a-1)x2-x在同一坐标系内的图象可能是()命题点2:二次函数的单调性典例 函数f (x )=ax 2+(a -3)x +1在区间[-1,+∞)上是递减的,则实数a 的取值范围是 引申探究若函数f (x )=ax 2+(a -3)x +1的单调减区间是[-1,+∞),则a =________. 命题点3:二次函数的最值典例 已知函数f (x )=ax 2+2ax +1在区间[-1,2]上有最大值4,求实数a 的值. 引申探究将本例改为:求函数f (x )=x 2+2ax +1在区间[-1,2]上的最大值. 命题点4:二次函数中的恒成立问题典例 (1)已知函数f (x )=x 2-x +1,在区间[-1,1]上,不等式f (x )>2x +m 恒成立,则实数m 的取值范围是____. (2)已知a 是实数,函数f (x )=2ax 2+2x -3在x ∈[-1,1]上恒小于零,则实数a 的取值范围为________. 思维升华:解决二次函数图象与性质问题时要注意:(1)抛物线的开口,对称轴位置,定义区间三者相互制约,要注意分类讨论;(2)要注意数形结合思想的应用,尤其是给定区间上的二次函数最值问题,先“定性”(作草图),再“定量”(看图求解).(3)由不等式恒成立求参数取值范围的思路及关键解题思路:一是分离参数;二是不分离参数.两种思路都是将问题归结为求函数的最值或值域. 跟踪训练 (1)设abc >0,二次函数f (x )=ax 2+bx +c 的图象可能是( )(2)已知函数f (x )=x 2-2ax +2a +4的定义域为R ,值域为[1,+∞),则a 的值为________.(3)设函数f (x )=ax 2-2x +2,对于满足1<x <4的一切x 值都有f (x )>0,则实数a 的取值范围为________.四、反馈练习1.幂函数y =24m mx-(m ∈Z )的图象如图所示,则m 的值为( )A .0B .1C .2D .3 2.若幂函数f (x )=(m 2-4m +4)·268m m x-+在(0,+∞)上为增函数,则m 的值为( )A .1或3B .1C .3D .23.若命题“ax 2-2ax +3>0恒成立”是假命题,则实数a 的取值范围是( ) A .a <0或a ≥3 B .a ≤0或a ≥3 C .a <0或a >3D .0<a <34.已知二次函数f (x )=2ax 2-ax +1(a <0),若x 1<x 2,x 1+x 2=0,则f (x 1)与f (x 2)的大小关系为( ) A .f (x 1)=f (x 2) B .f (x 1)>f (x 2) C .f (x 1)<f (x 2)D .与a 值有关5.若关于x 的不等式x 2-4x -2-a >0在区间(1,4)内有解,则实数a 的取值范围是( ) A .(-∞,-2) B .(-2,+∞) C .(-6,+∞)D .(-∞,-6)6.已知幂函数f (x )=x α,当x >1时,恒有f (x )<x ,则α的取值范围是____________. 7.若函数y =x 2-3x -4的定义域为[0,m ],值域为]4,425[--,则m 的取值范围是__________. 8.若f (x )=-x 2+2ax 与g (x )=ax +1在区间[1,2]上都是减函数,则a 的取值范围是________. 9.已知y =f (x )是偶函数,当x >0时,f (x )=(x -1)2,若当x ∈]212[--,时,n ≤f (x )≤m 恒成立,则m -n 的最小值为________.10.已知函数f (x )=x 2+(2a -1)x -3.(1)当a =2,x ∈[-2,3]时,求函数f (x )的值域;(2)若函数f (x )在[-1,3]上的最大值为1,求实数a 的值.11.已知在(-∞,1]上递减的函数f (x )=x 2-2tx +1,且对任意的x 1,x 2∈[0,t +1],总有|f (x 1)-f (x 2)|≤2,则实数t 的取值范围为( ) A .[-2,2] B .[1,2] C .[2,3]D .[1,2]12.当x ∈(1,2)时,不等式x 2+mx +4<0恒成立,则m 的取值范围是________. 13.若函数f (x )=x 2-a |x -1|在[0,+∞)上单调递增,则实数a 的取值范围是________.14.已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且当x ≤0时,f (x )=x 2+2x .现已画出函数f (x )在y 轴左侧的图象,如图所示,请根据图象: (1)写出函数f (x )(x ∈R )的增区间; (2)写出函数f (x )(x ∈R )的解析式;(3)若函数g (x )=f (x )-2ax +2(x ∈[1,2]),求函数g (x )的最小值.。
幂函数的性质与图像 幂函数及其性质 1、幂函数的定义一般地,形如y x α=(x ∈R )的函数称为幂孙函数,其中x是自变量,α是常数.如11234,,y x y x y x-===等都是幂函数,幂函数与指数函数,对数函数一样,都是基本初等函数. 2、函数的图像(1)y x = (2)12y x= (3)2y x= (4)1y x-= (5)3yx=用描点法在同一坐标系内画出以上五个函数图像,通过观察图像,可以看出幂函数的性质。
3.幂函数性质(1)所有的幂函数在(0,+∞)都有定义,并且图象都过点(1,1);(2)x >0时,幂函数的图象都通过原点,并且在[0,+∞]上,是增函数(3)α<0时,幂函数的图象在区间(0,+∞)上是减函数.(4)在第一象限内,图象向上及向右都与坐标轴无限趋近.3. 幂函数y x α=的图象,在第一象限内,直线1x =的右侧,图象由下至上,指数 . y 轴和直线1x =之间,图象由上至下,指数α .:4. 规律总结1.在研究幂函数的性质时,通常将分式指数幂化为根式形式,负整指数幂化为分式形式再去进行讨论;2.对于幂函数y =αx ,我们首先应该分析函数的定义域、值域和奇偶性,由此确定图象的位置,即所在象限,其次确定曲线的类型,即α<0,0<α<1和α>1三种情况下曲线的基本形状,还要注意α=0,±1三个曲线的形状;对于幂函数在第一象限的图象的大致情况可以用口诀来记忆:“正抛负双,大竖小横”,即α>0(α≠1)时图象是抛物线型;α<0时图象是双曲线型;α>1时图象是竖直抛物线型;0<α<1时图象是横卧抛物线型. 在[0,+∞]上,y x =、2y x=、3y x=、12y x=是增函数, 在(0,+∞)上,1y x -=是减函数。
例1.已知函数()()2531m f x m m x --=--,当 m 为何值时,()f x :(1)是幂函数;(2)是幂函数,且是()0,+∞上的增函数;(3)是正比例函数;(4)是反比例函数;(5)是二次函数;简解:(1)2m =或1m =-(2)1m =-(3)45m =-(4)25m =-(5)1m =-变式训练: 已知函数()()2223m m f x m m x--=+,当 m 为何值时,()f x 在第一象限内它的图像是上升曲线。
幂函数与二次函数考纲要求 1.了解幂函数的概念;结合函数y =x ,y =x 2,y =x 3,y =x 12,y =1x 的图象,了解它们的变化情况;2.理解二次函数的图象和性质,能用二次函数、方程、不等式之间的关系解决简单问题. 知识梳理 1.幂函数 (1)幂函数的定义一般地,形如y =x α的函数称为幂函数,其中x 是自变量,α为常数. (2)常见的五种幂函数的图象(3)幂函数的性质①幂函数在(0,+∞)上都有定义;②当α>0时,幂函数的图象都过点(1,1)和(0,0),且在(0,+∞)上单调递增; ③当α<0时,幂函数的图象都过点(1,1),且在(0,+∞)上单调递减. 2.二次函数(1)二次函数解析式的三种形式 一般式:f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0).顶点式:f (x )=a (x -m )2+n (a ≠0),顶点坐标为(m ,n ). 零点式:f (x )=a (x -x 1)(x -x 2)(a ≠0),x 1,x 2为f (x )的零点.(2)二次函数的图象和性质函数 y =ax 2+bx +c (a >0)y =ax 2+bx +c (a <0)图象 (抛物线)定义域 R值域 ⎣⎡⎭⎫4ac -b 24a ,+∞ ⎝⎛⎦⎤-∞,4ac -b 24a对称轴 x =-b2a顶点 坐标 ⎝⎛⎭⎫-b 2a,4ac -b 24a奇偶性当b =0时是偶函数,当b ≠0时是非奇非偶函数 单调性在⎝⎛⎦⎤-∞,-b 2a 上是减函数; 在⎣⎡⎭⎫-b2a ,+∞上是增函数 在⎝⎛⎦⎤-∞,-b2a 上是增函数; 在⎣⎡⎭⎫-b2a ,+∞上是减函数1.二次函数的单调性、最值与抛物线的开口方向和对称轴及给定区间的范围有关.2.若f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则当⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ<0时,恒有f (x )>0;当⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0时,恒有f (x )<0.3.(1)幂函数的图象一定会出现在第一象限内,一定不会出现在第四象限;(2)幂函数的图象过定点(1,1),如果幂函数的图象与坐标轴相交,则交点一定是原点.诊断自测1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (1)函数y =2x 13是幂函数.( )(2)当α>0时,幂函数y =x α在(0,+∞)上是增函数.( )(3)二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)的两个零点可以确定函数的解析式.( ) (4)二次函数y =ax 2+bx +c (x ∈[a ,b ])的最值一定是4ac -b 24a.( )答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×解析 (1)由于幂函数的解析式为f (x )=x α,故y =2x 13不是幂函数,(1)错误. (3)确定二次函数的解析式需要三个独立的条件,两个零点不能确定函数的解析式. (4)对称轴x =-b 2a ,当-b2a 不在给定定义域内时,最值不是4ac -b 24a,故(4)错误.2.已知幂函数f (x )=k ·x α的图象过点⎝⎛⎭⎫12,22,则k +α=( )A.12B.1C.32D.2答案 C解析 因为f (x )=k ·x α是幂函数,所以k =1. 又f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫12,22,所以⎝⎛⎭⎫12α=22, 所以α=12,所以k +α=1+12=32.3.已知函数f (x )=-2x 2+mx +3(0≤m ≤4,0≤x ≤1)的最大值为4,则m 的值为________. 答案 2 2解析 f (x )=-2x 2+mx +3=-2⎝⎛⎭⎫x -m 42+m 28+3,∵0≤m ≤4,∴0≤m4≤1,∴当x =m4时,f (x )取得最大值,∴m 28+3=4,解得m =2 2.4.(2021·全国大联考)不等式(x 2+1)12>(3x +5)12的解集为( ) A.⎣⎡⎭⎫-53,-1∪(4,+∞) B.(-1,4)C.(4,+∞)D.(-∞,-1)∪(4,+∞)答案 A解析 不等式(x 2+1)12>(3x +5)12等价于x 2+1>3x +5≥0, 解得-53≤x <-1或x >4.所以原不等式的解集为⎣⎡⎭⎫-53,-1∪(4,+∞). 5.(2020·贵阳质检)若函数f (x )=4x 2-kx -8在[5,8]上是单调函数,则k 的取值范围是( ) A.(-∞,40]B.[40,64]C.(-∞,40]∪[64,+∞)D.[64,+∞)答案 C解析 f (x )图象的对称轴x =k8,且f (x )在[5,8]上是单调函数, ∴k 8≥8或k8≤5,解之得k ≥64或k ≤40. 6.(2018·上海卷)已知α∈⎩⎨⎧-2,-1,-12,⎭⎬⎫12,1,2,3.若幂函数f (x )=x α为奇函数,且在(0,+∞)上递减,则α=______. 答案 -1解析 由y =x α为奇函数,知α取-1,1,3. 又y =x α在(0,+∞)上递减, ∴α<0,取α=-1.考点一 幂函数的图象和性质1.若幂函数y =f (x )的图象过点(4,2),则幂函数y =f (x )的大致图象是( )答案 C解析 设幂函数的解析式为y =x α, 因为幂函数y =f (x )的图象过点(4,2), 所以2=4α,解得α=12.所以y =x ,其定义域为[0,+∞),且是增函数,当0<x <1时,其图象在直线y =x 的上方,对照选项,C 正确.2.已知函数f (x )=(m 2-m -1)·x m 2-2m -3是幂函数,且在(0,+∞)上递减,则实数m =( )A.2B.-1C.4D.2或-1答案 A解析 依幂函数定义,m 2-m -1=1,∴m =2或m =-1, 当m =2时,f (x )=x-3在(0,+∞)上是减函数,当m =-1时,f (x )=x 0=1在(0,+∞)上不是减函数,舍去. ∴m =2.3.(2021·衡水中学调研)已知点(m ,8)在幂函数f (x )=(m -1)x n 的图象上,设a =f ⎝⎛⎭⎫13,b =f (ln π),c =f (2-12),则a ,b ,c 的大小关系是( ) A.a <c <b B.a <b <cC.b <c <aD.b <a <c答案 A解析 由于f (x )=(m -1)x n 为幂函数, 所以m -1=1,则m =2,f (x )=x n . 又点(2,8)在函数f (x )=x n 的图象上,所以8=2n ,知n =3,故f (x )=x 3,且在R 上是增函数, 又ln π>1>2-12=22>13, 所以f (ln π)>f (2-12)>f ⎝⎛⎭⎫13,则b >c >a .4.(2021·郑州质检)幂函数f (x )=(m 2-3m +3)x m 的图象关于y 轴对称,则实数m =________. 答案 2解析 由幂函数定义,知m 2-3m +3=1,解得m =1或m =2, 当m =1时,f (x )=x 的图象不关于y 轴对称,舍去, 当m =2时,f (x )=x 2的图象关于y 轴对称, 因此m =2.感悟升华 1.对于幂函数图象的掌握,需记住在第一象限内三条线分第一象限为六个区域,即x =1,y =1,y =x 所分区域.根据α<0,0<α<1,α=1,α>1的取值确定位置后,其余象限部分由奇偶性决定.2.在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较.3.在区间(0,1)上,幂函数中指数越大,函数图象越靠近x 轴(简记为“指大图低”),在区间(1,+∞)上,幂函数中指数越大,函数图象越远离x 轴. 考点二 二次函数的解析式【例1】 已知二次函数f (x )满足f (2)=-1,f (-1)=-1,且f (x )的最大值是8,试确定该二次函数的解析式.解 法一 (利用“一般式”) 设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0).由题意得⎩⎪⎨⎪⎧4a +2b +c =-1,a -b +c =-1,4ac -b 24a =8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-4,b =4,c =7.∴所求二次函数的解析式为f (x )=-4x 2+4x +7. 法二 (利用“顶点式”) 设f (x )=a (x -m )2+n (a ≠0). 因为f (2)=f (-1),所以抛物线的对称轴为x =2+(-1)2=12,所以m =12.又根据题意,函数有最大值8,所以n =8, 所以y =f (x )=a ⎝⎛⎭⎫x -122+8. 因为f (2)=-1,所以a ⎝⎛⎭⎫2-122+8=-1,解得a =-4, 所以f (x )=-4⎝⎛⎭⎫x -122+8=-4x 2+4x +7. 法三 (利用“零点式”)由已知f (x )+1=0的两根为x 1=2,x 2=-1, 故可设f (x )+1=a (x -2)(x +1)(a ≠0), 即f (x )=ax 2-ax -2a -1.又函数有最大值8,即4a (-2a -1)-(-a )24a =8.解得a =-4或a =0(舍).故所求函数的解析式为f (x )=-4x 2+4x +7.感悟升华 求二次函数的解析式,一般用待定系数法,其关键是根据已知条件恰当选择二次函数解析式的形式,一般选择规律如下:【训练1】 (1)已知二次函数f (x )与x 轴的两个交点坐标为(0,0)和(-2,0),且有最小值-1,则f (x )=________.(2)已知二次函数f (x )的图象经过点(4,3),在x 轴上截得的线段长为2,并且对任意x ∈R ,都有f (2-x )=f (2+x ),则f (x )=________. 答案 (1)x 2+2x (2)x 2-4x +3解析 (1)设函数的解析式为f (x )=ax (x +2)(a ≠0), 所以f (x )=ax 2+2ax , 由4a ×0-4a 24a =-1,得a =1,所以f (x )=x 2+2x .(2)因为f (2-x )=f (2+x )对x ∈R 恒成立, 所以y =f (x )的图象关于x =2对称.又y =f (x )的图象在x 轴上截得的线段长为2, 所以f (x )=0的两根为2-22=1或2+22=3.所以二次函数f (x )与x 轴的两交点坐标为(1,0)和(3,0). 因此设f (x )=a (x -1)(x -3). 又点(4,3)在y =f (x )的图象上, 所以3a =3,则a =1.故f (x )=(x -1)(x -3)=x 2-4x +3. 考点三 二次函数的图象和性质角度1 二次函数的图象【例2】 (1)如图是二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)图象的一部分,图象过点A (-3,0),对称轴为x =-1.给出下面四个结论:①b 2>4ac ;②2a -b =1;③a -b +c =0;④5a <b . 其中正确的是( ) A.②④B.①④C.②③D.①③(2)设函数f (x )=x 2+x +a (a >0),若f (m )<0,则( ) A.f (m +1)≥0 B.f (m +1)≤0C.f (m +1)>0D.f (m +1)<0答案 (1)B (2)C解析 (1)因为图象与x 轴交于两点,所以b 2-4ac >0,即b 2>4ac ,①正确. 对称轴为x =-1,即-b2a =-1,2a -b =0,②错误.结合图象,当x =-1时,y >0,即a -b +c >0,③错误. 由对称轴为x =-1知,b =2a .根据抛物线开口向下,知a <0,所以5a <2a , 即5a <b ,④正确.(2)因为f (x )的对称轴为x =-12,f (0)=a >0,所以f (x )的大致图象如图所示.由f (m )<0,得-1<m <0,所以m +1>0>-12,所以f (m +1)>f (0)>0.感悟升华 1.研究二次函数图象应从“三点一线一开口”进行分析,“三点”中有一个点是顶点,另两个点是图象上关于对称轴对称的两个点,常取与x 轴的交点;“一线”是指对称轴这条直线;“一开口”是指抛物线的开口方向.2.求解与二次函数有关的不等式问题,可借助二次函数的图象特征,分析不等关系成立的条件.角度2 二次函数的单调性与最值【例3】 (2021·西安模拟)已知f (x )=ax 2-2x (0≤x ≤1),求f (x )的最小值. 解 (1)当a =0时,f (x )=-2x 在[0,1]上递减, ∴f (x )min =f (1)=-2.(2)当a >0时,f (x )=ax 2-2x 图象开口方向向上,且对称轴为x =1a.①当1a ≤1,即a ≥1时,f (x )=ax 2-2x 图象的对称轴在[0,1]内,∴f (x )在⎣⎡⎦⎤0,1a 上递减,在⎣⎡⎦⎤1a ,1上递增.∴f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫1a =1a -2a =-1a. ②当1a >1,即0<a <1时,f (x )=ax 2-2x 图象的对称轴在[0,1]的右侧,∴f (x )在[0,1]上递减.∴f (x )min =f (1)=a -2.(3)当a <0时,f (x )=ax 2-2x 的图象的开口方向向下,且对称轴x =1a <0,在y 轴的左侧,∴f (x )=ax 2-2x 在[0,1]上递减. ∴f (x )min =f (1)=a -2.综上所述,f (x )min =⎩⎪⎨⎪⎧a -2,a <1,-1a,a ≥1.感悟升华 (1)闭区间上二次函数最值问题的解法:抓住“三点一轴”数形结合,三点是指区间两个端点和中点,一轴指的是对称轴,结合图象,根据函数的单调性及分类讨论的思想求解.(2)二次函数在闭区间上的最值主要有三种类型:轴定区间定、轴动区间定、轴定区间动.无论哪种类型,解题的关键都是图象的对称轴与区间的位置关系,当含有参数时,要依据图象的对称轴与区间的位置关系进行分类讨论.角度3 二次函数中的恒成立问题【例4】 设函数f (x )=mx 2-mx -1.(1)若对于一切实数x ,f (x )<0恒成立,求m 的取值范围;(2)对于x ∈[1,3],f (x )<-m +5恒成立,求m 的取值范围.解 (1)要使mx 2-mx -1<0恒成立,若m =0,显然-1<0,满足题意;若m ≠0,得⎩⎪⎨⎪⎧m <0,Δ=m 2+4m <0, 即-4<m <0.∴-4<m ≤0.∴所求m 的取值范围是(-4,0].(2)法一 要使f (x )<-m +5在x ∈[1,3]上恒成立.就要使m ⎝⎛⎭⎫x -122+34m -6<0在x ∈[1,3]上恒成立. 令g (x )=m ⎝⎛⎭⎫x -122+34m -6,x ∈[1,3]. 当m >0时,g (x )在[1,3]上是增函数,∴g (x )max =g (3)=7m -6<0,∴0<m <67; 当m =0时,-6<0恒成立;当m <0时,g (x )在[1,3]上是减函数,∴g (x )max =g (1)=m -6<0,得m <6,∴m <0.综上所述,m 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-∞,67. 法二 当x ∈[1,3]时,f (x )<-m +5恒成立,即当x ∈[1,3]时,m (x 2-x +1)-6<0恒成立.∵x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34>0, 又m (x 2-x +1)-6<0,∴m <6x 2-x +1. ∵函数y =6x 2-x +1=6⎝⎛⎭⎫x -122+34在[1,3]上的最小值为67,∴只需m <67即可. 综上所述,m 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-∞,67. 感悟升华 由不等式恒成立求参数取值范围的思路及关键(1)一般有两个解题思路:一是分离参数;二是不分离参数.(2)两种思路都是将问题归结为求函数的最值,至于用哪种方法,关键是看参数是否易分离.其中分离参数的依据是:a ≥f (x )恒成立⇔a ≥f (x )max ,a ≤f (x )恒成立⇔a ≤f (x )min .【训练2】 (1)(2021·长春五校联考)已知二次函数f (x )满足f (3+x )=f (3-x ),若f (x )在区间[3,+∞)上单调递减,且f (m )≥f (0)恒成立,则实数m 的取值范围是( )A.(-∞,0]B.[0,6]C.[6,+∞)D.(-∞,0]∪[6,+∞)(2)已知函数f (x )=x 2-x +1,在区间[-1,1]上f (x )>2x +m 恒成立,则实数m 的取值范围是________.答案 (1)B (2)(-∞,-1)解析 (1)设f (x )=ax 2+bx +c (a ,b ,c ∈R ,且a ≠0),∵f (3+x )=f (3-x ),∴a (3+x )2+b (3+x )+c =a (3-x )2+b (3-x )+c ,∴x (6a +b )=0,∴6a +b =0,∴f (x )=ax 2-6ax +c =a (x -3)2-9a +c .又∵f (x )在区间[3,+∞)上单调递减,∴a <0,∴f (x )的图象是以直线x =3为对称轴,开口向下的抛物线,∴由f(m)≥f(0)恒成立,得0≤m≤6,∴实数m的取值范围是[0,6].(2)f(x)>2x+m等价于x2-x+1>2x+m,即x2-3x+1-m>0,令g(x)=x2-3x+1-m,要使g(x)=x2-3x+1-m>0在[-1,1]上恒成立,只需使函数g(x)=x2-3x+1-m在[-1,1]上的最小值大于0即可.∵g(x)=x2-3x+1-m在[-1,1]上单调递减,∴g(x)min=g(1)=-m-1.由-m-1>0,得m<-1.因此满足条件的实数m的取值范围是(-∞,-1).(3)设函数f(x)=x2-2x+2,x∈[t,t+1],t∈R,求函数f(x)的最小值.解f(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1,x∈[t,t+1],t∈R,函数图象的对称轴为x=1.当t+1≤1,即t≤0时,函数图象如图(1)所示,函数f(x)在区间[t,t+1]上为减函数,所以最小值为f(t+1)=t2+1;当t<1<t+1,即0<t<1时,函数图象如图(2)所示,在对称轴x=1处取得最小值,最小值为f(1)=1;当t≥1时,函数图象如图(3)所示,函数f(x)在区间[t,t+1]上为增函数,所以最小值为f(t)=t2-2t+2.综上可知,当t≤0时,f(x)min=t2+1,当0<t<1时,f (x )min =1,当t ≥1时,f (x )min =t 2-2t +2.A 级 基础巩固一、选择题1.若幂函数f (x )=(m 2-4m +4)·xm 2-6m +8在(0,+∞)上为增函数,则m 的值为( )A.1或3B.1C.3D.2答案 B解析 由题意得m 2-4m +4=1,m 2-6m +8>0,解得m =1.2.(2021·河南名校联考)函数y =1-|x -x 2|的图象大致是( )答案 C解析 ∵当0≤x ≤1时,y =x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34,又当x >1或x <0时,y =-x 2+x +1=-⎝⎛⎭⎫x -122+54,因此,结合图象,选项C 正确. 3.(2020·成都诊断)已知幂函数y =f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫12,22,则log 4f (2)的值为( ) A.14B.-14C.2D.-2答案 A解析 设幂函数为f (x )=x α,由于点⎝⎛⎭⎫12,22在幂函数的图象上,所以22=⎝⎛⎭⎫12α,解得α=12,则f (x )=x 12,故log 4f (2)=log 4212=14.4.(2021·西安检测)已知函数f (x )=x -3,若a =f (0.60.6),b =f (0.60.4),c =f (0.40.6),则a ,b ,c 的大小关系是( )A.a <c <bB.b <a <cC.b <c <aD.c <a <b 答案 B解析 ∵0.40.6<0.60.6<0.60.4,又y =f (x )=x -3在(0,+∞)上是减函数,∴b <a <c .5.已知在(-∞,1]上递减的函数f (x )=x 2-2tx +1,且对任意的x 1,x 2∈[0,t +1],总有|f (x 1)-f (x 2)|≤2,则实数t 的取值范围是( )A.[-2,2]B.[1,2]C.[2,3]D.[1,2]答案 B解析 由于f (x )=x 2-2tx +1的图象的对称轴为x =t ,又y =f (x )在(-∞,1]上是减函数,所以t ≥1.则在区间[0,t +1]上,f (x )max =f (0)=1,f (x )min =f (t )=t 2-2t 2+1=-t 2+1,要使对任意的x 1,x 2∈[0,t +1],都有|f (x 1)-f (x 2)|≤2,只需1-(-t 2+1)≤2,解得-2≤t ≤ 2.又t ≥1,∴1≤t ≤ 2.6.幂函数y =x α,当α取不同的正数时,在区间[0,1]上它们的图象是一组美丽的曲线(如图),设点A (1,0),B (0,1),连接AB ,线段AB 恰好被其中的两个幂函数y =x a ,y =x b 的图象三等分,即有BM =MN =NA ,那么a -1b =( )A.0B.1C.12D.2 答案 A解析 BM =MN =NA ,点A (1,0),B (0,1),所以M ⎝⎛⎭⎫13,23,N ⎝⎛⎭⎫23,13, 将两点坐标分别代入y =x a ,y =x b ,得a =log 1323,b =log 2313,∴a -1b =log 1323-1log 2313=0. 二、填空题7.已知函数f (x )为幂函数,且f (4)=12,则当f (a )=4f (a +3)时,则实数a =________. 答案 15解析 设f (x )=x α,则4α=12,所以α=-12. 因此f (x )=x -12,从而a -12=4(a +3)-12,解得a =15. 8.(2021·青岛联考)已知函数f (x )=x 2-2ax +b (a >1)的定义域和值域都为[1,a ],则b =________.答案 5解析 f (x )=x 2-2ax +b 的图象关于x =a 对称,所以f (x )在[1,a ]上为减函数,又f (x )的值域为[1,a ],所以⎩⎪⎨⎪⎧f (1)=1-2a +b =a ,f (a )=a 2-2a 2+b =1. 消去b ,得a 2-3a +2=0,解得a =2(a >1),从而得b =3a -1=5.9.设函数f (x )=ax 2-2x +2,对于满足1<x <4的一切x 的值都有f (x )>0,则实数a 的取值范围为________.答案 ⎝⎛⎭⎫12,+∞解析 由题意得a >2x -2x 2对1<x <4恒成立, 又2x -2x 2=-2⎝⎛⎭⎫1x -122+12,14<1x<1, ∴⎝⎛⎭⎫2x -2x 2max =12,∴a >12. 三、解答题10.已知函数f (x )=x 2+2ax +3,x ∈[-4,6].(1)当a =-2时,求f (x )的最值;(2)求实数a 的取值范围,使y =f (x )在区间[-4,6]上是单调函数.解 (1)当a =-2时,f (x )=x 2-4x +3=(x -2)2-1,由于x ∈[-4,6],∴f (x )在[-4,2]上单调递减,在[2,6]上单调递增,∴f (x )的最小值是f (2)=-1,又f (-4)=35,f (6)=15,故f (x )的最大值是35.(2)由于函数f (x )的图象开口向上,对称轴是x =-a ,所以要使f (x )在[-4,6]上是单调函数,应有-a ≤-4或-a ≥6,即a ≤-6或a ≥4,故a 的取值范围是(-∞,-6]∪[4,+∞).11.已知二次函数f (x )=ax 2+bx +1(a ,b ∈R 且a ≠0),x ∈R .(1)若函数f (x )的最小值为f (-1)=0,求f (x )的解析式,并写出单调区间;(2)在(1)的条件下,f (x )>x +k 在区间[-3,-1]上恒成立,试求k 的取值范围.解 (1)由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a >0,-b 2a =-1,f (-1)=a -b +1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =2. 所以f (x )=x 2+2x +1,由f (x )=(x +1)2知,函数f (x )的单调递增区间为[-1,+∞),单调递减区间为(-∞,-1].(2)由题意知,x 2+2x +1>x +k 在区间[-3,-1]上恒成立,即k <x 2+x +1在区间[-3,-1]上恒成立,令g (x )=x 2+x +1,x ∈[-3,-1],由g (x )=⎝⎛⎭⎫x +122+34知g (x )在区间[-3,-1]上是减函数,则g (x )min =g (-1)=1,所以k <1, 故k 的取值范围是(-∞,1). B 级 能力提升12.(2021·江南十校调研)已知幂函数f (x )=mx 1+n 是定义在区间[-2,n ]上的奇函数,设a =f ⎝⎛⎭⎫sin 2π7,b =f ⎝⎛⎭⎫cos 2π7,c =f ⎝⎛⎭⎫tan 2π7,则( ) A.b <a <cB.c <b <aC.b <c <aD.a <b <c 答案 A解析 根据f (x )=mx 1+n 是幂函数,且在区间[-2,n ]上是奇函数,得m =1,且-2+n =0,解得n =2,∴f (x )=x 3,且在定义域[-2,2]上是单调增函数.又0<π4<2π7<π2,∴cos 2π7<sin 2π7<1<tan 2π7, ∴f ⎝⎛⎭⎫cos 2π7<f ⎝⎛⎭⎫sin 2π7<f ⎝⎛⎭⎫tan 2π7,即b <a <c . 13.(2019·上海春招)如图,正方形OABC 的边长为a (a >1),函数y =3x 2的图象交AB 于点Q ,函数y =x -12的图象交BC 于点P ,则当|AQ |+|CP |最小时,a 的值为________.答案 3解析 依题意得Q ⎝⎛⎭⎫a 3,a ,P ⎝⎛⎭⎫a ,1a ,则|AQ |+|CP |=a 3+1a =a 3+1a ,记a =t (t >1),f (t )=|AQ |+|CP |,则f (t )=t 3+1t ,所以f (t )=t 3+1t ≥213, 当且仅当t 3=1t ,即t 2=3时取等号,此时a = 3. 14.已知二次函数f (x )满足f (x +1)-f (x )=2x ,且f (0)=1.(1)求f (x )的解析式;(2)当x ∈[-1,1]时,函数y =f (x )的图象恒在函数y =2x +m 的图象的上方,求实数m 的取值范围.解 (1)设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),由f (x +1)-f (x )=2x ,得2ax +a +b =2x .所以,2a =2且a +b =0,解得a =1,b =-1,又f (0)=1,所以c =1.因此f (x )的解析式为f (x )=x 2-x +1.(2)因为当x ∈[-1,1]时,y =f (x )的图象恒在y =2x +m 的图象上方,所以在[-1,1]上,x 2-x +1>2x +m 恒成立;即x 2-3x +1>m 在区间[-1,1]上恒成立.所以令g (x )=x 2-3x +1=⎝⎛⎭⎫x -322-54, 因为g (x )在[-1,1]上的最小值为g (1)=-1,所以m <-1.故实数m 的取值范围为(-∞,-1).。
常见函数性质汇总及简单评议对称变换常数函数 f (x )=b (b ∈R) 1)、y=a 和 x=a 的图像和走势2)、图象及其性质:函数f (x )的图象是平行于x 轴或与x 轴重合(垂直于y 轴)的直线一次函数 f (x )=kx +b (k ≠0,b ∈R )1)、两种常用的一次函数形式:斜截式——点斜式——2)、对斜截式而言,k 、b 的正负在直角坐标系中对应的图像走势: 3)、|k |越大,图象越陡;|k|越小,图象越平缓 4)、定 义 域:R 值域:R单调性:当k 〉0时 ;当k<0时奇 偶 性:当b =0时,函数f (x )为奇函数;当b ≠0时,函数f (x )没有奇偶性; 反 函 数:有反函数(特殊情况下:K=±1并且b=0的时候)。
补充:反函数定义:例题:定义在r y=f (x ); y=g (x )都有反函数,且f (x-1)和g —1(x )函数的图像关于y=x 对称,若f (4)=周 期 性:无 5)、一次函数与其它函数之间的练习 1、常用解题方法:xy b Of (x )=bx yOf (x )=kx +b R 2)点关于直线(点)对称,求点的坐标2、与曲线函数的联合运用反比例函数 f (x )=xk(k ≠0,k 值不相等永不相交;k 越大,离坐标轴越远) 图象及其性质:永不相交,渐趋平行;当k 〉0时,函数f (x )的图象分别在第一、第三象限;当k<0时,函数f (x )的图象分别在第二、第四象限; 双曲线型曲线,x 轴与y 轴分别是曲线的两条渐近线;既是中心对成图形也是轴对称图形定 义 域:),0()0,(+∞-∞ 值 域:),0()0,(+∞-∞ 单 调 性:当k> 0时;当k< 0时 周 期 性:无奇 偶 性:奇函数 反 函 数:原函数本身补充:1、反比例函数的性质2、与曲线函数的联合运用(常考查有无交点、交点围城图行的面积)—-入手点常有两个——⑴直接带入,利用二次函数判别式计算未知数的取值;⑵利用斜率,数形结合判断未知数取值(计算面积基本方法也基于此)3、反函数变形(如右图)1)、y=1/(x —2)和y=1/x —2的图像移动比较 2)、y=1/(—x)和y=—(1/x)图像移动比较3)、f (x )= dcx bax ++ (c ≠0且 d ≠0)(补充一下分离常数)(对比标准反比例函数,总结各项内容)二次函数 一般式:)0()(2≠++=a c bx ax x f 顶点式:)0()()(2≠+-=a h k x a x f两根式:)0)()(()(21≠--=a x x x x a x f图象及其性质:①图形为抛物线,对称轴为 ,顶点坐标为 ②当0>a 时,开口向上,有最低点 当0<a 时。
1.幂函数知识点总结一、幂函数(power function ):函数y x α= (x 是自变量,α是常数)二、幂函数的性质对于幂函数,我们只研究 11,2,3,,12α=- 时的图象与性质.1232,,,y x y x y x y x ==== 和 1y x -=共同性质:图像都过点(1,1)不同性质:α为奇数时幂函数为奇函数;α为偶数时幂函数为偶函数。
2.指数函数知识点总结本节知识点(1)指数函数的概念 (2)指数函数的图象和性质 (3)指数函数的定义域和值域 (4)指数函数的单调性及其应用 (5)指数函数的图象变换知识点一 指数函数的概念一般地,函数x a y =(0>a 且1≠a )叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是R .1.为什么规定“0>a 且1≠a ”?答:若0=a ,则当0>x 时,0=x a ,当x ≤0时,x a 无意义;若0<a ,则对于x 的某些值,x a 无意义,如函数()xy 2-=,当 41,21=x 时,函数无意义;若1=a ,则对任意的∈x R ,都有1=x a ,没有研究的必要.基于上面的原因,在指数函数的定义中,规定0>a 且1≠a .上面的定义,是形式定义.2.为什么指数函数的定义域是R ?答:对于指数幂来说,当底数大于0时,指数已经由整数指数推广到了实数指数,所以在指数函数的定义里面,自变量的取值范围是全体实数,即函数的定义域为R .3.指数函数的结构特征指数函数的定义是形式上的定义,其函数解析式的结构具有非常明显的特征,如下:(1)指数中只有一个自变量x ,而不是含自变量的多项式; (2)x a 的系数必须为1,不能是其它的数字,也不能含有自变量; (3)底数a 必须满足0>a 且1≠a 的一个常数.根据上面的三个特征,可以判断一个函数是否为指数函数,也可以在已知指数函数的前提下,求参数的值或参数的取值范围.知识点二 指数函数的图象和性质一般地,指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象和性质如下表所示:(1)当10<<a 时,若0<x ,则恒有1>y ;若0>x ,则恒有10<<y ; (2)当1>a 时,若0<x ,则恒有10<<y ;若0>x ,则恒有1>y . 1. 指数函数图象的画法对于指数函数x a y =(0>a 且1≠a ),当0=x 时,1=y ;当1=x 时,a y =;当1-=x 时,a y 1=.所以指数函数的图象经过三个关键点:()1,0,()a ,1和⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,1.在画指数函数图象的草图时,应抓住以上三个关键点作图.(1)由于指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象经过点()a ,1,所以指数函数的图象与直线1=x 的交点的纵坐标等于函数的底数.交点的位置越高,底数a 就越大.(2)由于指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象经过点⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,1,所以指数函数的图象与直线1-=x 的交点的纵坐标等于底数的倒数.交点的位置越高,a1越大,底数就越小.2. 函数x a y =(0>a 且1≠a )与函数xa y ⎪⎭⎫⎝⎛=1(0>a 且1≠a )的图象的关系在同一平面直角坐标系中,函数xa y =(0>a 且1≠a )与函数xa y ⎪⎭⎫⎝⎛=1(0>a 且1≠a )的图象关于y 轴对称.即两个指数函数底数互为倒数,图象关于y 轴对称.如下图所示,指数函数xy 2=与xy ⎪⎭⎫ ⎝⎛=21的图象关于y 轴对称.(1)指数函数x a y =(0>a 且1≠a )与函数x a y -=(0>a 且1≠a )的图象关于x 轴对称.如上右图所示,指数函数x y 2=与函数x y 2-=的图象关于x 轴对称.(2)指数函数x a y =(0>a 且1≠a )与函数x a y --=(0>a 且1≠a )(即xa y ⎪⎭⎫⎝⎛-=1)的图象关于原点对称(成中心对称).如下图所示,指数函数x y 2=与函数x y --=2(即xy ⎪⎭⎫⎝⎛-=21)的图象关于原点对称.3.与指数函数有关的恒过定点问题由于指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象恒过定点()1,0,因此我们讨论与指数函数有关的函数的图象过定点的问题时,只需令指数等于0,解出相应的y x ,,即为定点坐标.4.指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的底数a 对函数图象的影响 底数a 与1的大小关系决定了指数函数图象的“升”与“降”:(1)当1>a 时,指数函数的图象是上升的,函数是R 上的增函数.底数越大,函数图象在y 轴右侧部分越接近于y 轴,即图象越陡,说明函数值增长得越快; (2)当10<<a 时,指数函数的图象是下降的,函数为R 上的减函数.底数越小,函数图象在y 轴左侧部分越接近于y 轴,即函数图象越陡,说明函数值减小得越快.根据上面的介绍,在上图中,各个指数函数的底数之间的大小关系为:01>>>>>>>f e d c b a .前面已经提到,因为指数函数x a y =(0>a ,且1≠a )的图象经过三个关键点:()1,0,()a ,1和⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,1,所以直线1=x 与指数函数图象的交点即为点()a ,1,交点的纵坐标等于指数函数的底数,故底数越大,交点的位置越高.于是有下面的结论:结论 底数a 的大小决定了指数函数图象相对位置的高低:不论是1>a 还是10<<a ,在第一象限内底数越大,函数图象越靠上.简记为:在y 轴右侧,底大图y = 1高.另外,直线1-=x 与指数函数图象的交点为⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,1(即()1,1--a ),交点的纵坐标等于底数的倒数,故底数越小,倒数越大,交点的位置越高.简记为:在y 轴左侧,底大图低.5.指数函数x a y =(0>a 且1≠a )与x b y =(0>b 且1≠b )的图象特点 (1)若1>>b a ,则当0<x 时,总有10<<<x x b a ;当0=x 时,总有1==x x b a ;当0>x 时,总有1>>x x b a ;(2)若10<<<a b ,则当0<x 时,总有1>>x x a b ;当0=x 时,总有1==x x b a ;当0>x 时,总有10<<<x x a b .综上所述,当0>x ,0>>b a ,且1≠a ,1≠b 时,总有x x b a >;当0<x ,0>>b a ,且1≠a ,1≠b 时,总有x x b a <.6. 指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象和性质再说明 指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的定义域是R ,值域是()+∞,0. 图象:(1)若1>a ,当-∞→x 时,0→y ,即x 的值越小,函数的图象越接近于x 轴,但不相交;(2)若10<<a ,当+∞→x 时,0→y .即x 的值越大,函数的图象越接近于x 轴,但不相交.因此,x 轴(即直线0=y )是指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象的一条渐近线. 性质:(1)若1>a ,则当0>x 时,总有1>y ,即函数图象y 轴右侧的部分在直线1=y 的上方;当0<x 时,总有10<<y ,即函数图象y 轴左侧的部分在直线1=y 和x 轴之间.(2)若10<<a ,则当0>x 时,总有10<<y ,即函数图象y 轴右侧的部分在直线1=y 和x 轴之间;当0<x 时,总有1>y ,即函数图象y 轴左侧的部分在直线1=y 的上方.知识点三 指数函数的定义域和值域1 定义域(1)指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的定义域为R .(2)函数()x f a y =(0>a 且1≠a )的定义域与函数()x f 的定义域相同. (3)函数()x a f y =的定义域与函数()x f 的定义域不一定相同. 例如,函数()x x f =的定义域为[)+∞,0,而函数x a y =的定义域为R. 注意:求指数型复合函数的定义域时,先观察函数是()x a f y =型还是()x f a y =型. 2 值域(1)指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的值域为()+∞,0.(2)求形如()x f a y =的函数的值域时,设()x f t =,先求出()x f 的值域(即t 的范围),然后根据函数t a y =的单调性,即可求出函数()x f a y =的值域.(3)求形如()x a f y =的函数的值域时,转化为求()+∞∈=,0x a t 时,函数()t f y =的值域.知识点四 指数函数的单调性及其应用1 单调性当1>a 时,函数x a y =在R 上为增函数;当10<<a 时,函数x a y =在R 上为减函数.利用这一性质,可以判断复合函数()x f a y =的单调性,判断的依据是:同增异减.如下表:结合底数a 的范围来确定函数()x f a y =的单调性.确定的依据是:同增异减. 2 单调性的应用 (1)应用于比较大小类型一 比较同底数不同指数的幂的大小,利用指数函数的单调性进行比较; 类型二 比较不同底数同指数的幂的大小,借助于函数的图象比较大小,或者借助于口诀:在y 轴右侧(即0>x )底大图高(函数值大),在y 轴左侧,底小图高; 类型三 比较不同底数不同指数的幂的大小,利用中间量(如0和1)并结合函数的单调性比较大小. (2)应用于解简单不等式不等式可化为()()x g x f a a <的形式,利用指数函数的单调性,将不等式转化为()()x g x f <(当1>a 时)或()()x g x f >(当10<<a 时),然后进行求解.3.对数函数及其性质知识点总结本节知识点(1)对数函数的概念; (2)对数函数的图象及其性质; (3)与对数函数有关的函数的定义域; (4)与对数函数有关的函数的值域;(5)与对数函数有关的函数的单调性及其应用; (6)与对数函数有关的函数的奇偶性; (7)反函数.知识点一 对数函数的概念一般地,函数x y a log =(0>a 且1≠a )叫做对数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是()+∞,0. 对数函数概念的理解 (1)形如x y a log =;(2)底数a 满足0>a 且1≠a ; (3)真数是x ,而不是含x 的表达式; (4)函数的定义域为()+∞,0. 两种特殊的对数函数特别地,以10为底的对数函数x y lg =叫做常用对数函数;以无理数e 为底的对数函数x y ln =叫做自然对数函数.知识点二 对数函数的图象及其性质一般地,对数函数x y a log =(0>a 且1≠a )的图象和性质如下表所示:(+∞,0对数函数x y a log =(0>a 且1≠a )的图象经过三个关键点:()0,1,()1,a 和⎪⎭⎫⎝⎛-1,1a .利用对数函数图象的三个关键点,可以快速地作出对数函数图象的简图. 特别提醒指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象经过三个关键点:()1,0,()a ,1和⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,1.根据这三个关键点,可以快速地作出指数函数图象的简图.不难得出:在同一平面直角坐标系中,对数函数x y a log =(0>a 且1≠a )图象的三个关键点与指数函数x a y =(0>a 且1≠a )图象的三个关键点关于直线x y =对称.底数对对数函数图象的影响 (1)对数函数的对称性结论 函数x y a log =(0>a 且1≠a )的图象与函数x y a1log =(0>a 且1≠a )的图象关于x 轴对称.事实上,x x x y a a alog log log 111-===-,因为函数()x f y =与函数()x f y -=的图象关于x 轴对称,所以函数x y a log =与函数x y a1log =的图象关于x 轴对称.观察在同一平面直角坐标系在,分别画出函数x y 2log =,x y 3log =,x y 21log =和x y 31log =的图象,如图所示,体会对数函数图象的对称性.(2)底数a 决定对数函数的单调性 当1>a 时,对数函数的图象从左到右是上升的,函数在()∞+0上为增函数;当10<<a 时,对数函数的图象从左到右是下降的,函数在()∞+0上为减函数.(3)底数a 的大小决定对数函数图象相对位置的高低不论是1>a ,还是10<<a ,在第一象限内,取相同的函数值时,图象所对应的对数函数的底数从左到右逐渐变大.(1)上下比较 在直线1=x 的右侧,a 越大,图象越靠近x 轴;当10<<a 时,a 越小,图象越靠近x 轴.(2)左右比较 比较图象与直线1=y 的交点,交点的横坐标越大,对应的函数的底数越大.注意 若比较图象与直线1-=y 的交点,交点的横坐标越大,对应的函数的底数越小.说明 在平面直角坐标系中,对数函数x y a log =的图象与直线1=y 的交点为()1,a ,即交点的横坐标等于对数函数的底数,故在第一象限内,交点的横坐标越大,对数函数的底数就越大;对数函数x y a log =与直线1-=y 的交点为⎪⎭⎫⎝⎛-1,1a ,故在= log 13x12x3x2x第四象限内,交点的横坐标越大(即a1越大),对数函数的底数反而越小. 关于对数函数函数值正负的判断根据对数函数的图象,当1>a ,1>x ,或10<<a ,10<<x 时,函数值0>y ,简记为同区间为正;当1>a ,10<<x ,或10<<a ,1>x 时,函数值0<y ,简记为异区间为负.即同区间为正,异区间为负.特别地,当1=x 时,0=y ,即对数函数的图象恒过点()0,1. 指数函数与对数函数的关系指数函数与对数函数的性质的比较如下表所示:知识点三 与对数函数有关的函数的定义域(1)对数函数x y a log =的定义域为()+∞,0. (2)形如()()x f y x g log =的函数,其定义域由()()()⎪⎩⎪⎨⎧≠>>100x g x g x f 确定.(3)形如()x f y a log =的函数的定义域,必须保证每一部分都有意义. 知识点四 对数型函数的值域(1)对数函数x y a log =(0>a 且1≠a )的值域利用函数的单调性求解; (2)求形如()x f y a log =的复合函数的值域,先求出()x f 的值域,然后结合对数函数的单调性求出函数()x f y a log =的值域;(3)求形如()x f y a log =的复合函数的值域,其中复合函数()x f y a log =一般是关于x a log 的二次函数,故可以采用换元法求解,注意新元的取值范围. 知识点五 与对数函数有关的函数的单调性及其应用 1.对数值大小的比较(1)同底数的利用函数的单调性; (2)同真数的利用函数的图象;(3)底数与真数都不同的,利用中间数0和1(介值法). 2.解简单的对数不等式(1)底数确定时,利用对数函数的单调性求解; (2)当底数不确定时,注意对底数进行分类讨论.注意 求解时注意“定义域优先”的原则,要保证每个真数都大于0.点评 简单的对数不等式经过适当的变形一般都可化为()()x g x f a a log log <的形式,当1>a 时,不等式可转化为()()()()⎪⎩⎪⎨⎧<>>x g x f x g x f 00;当10<<a 时,不等式可转化为()()()()⎪⎩⎪⎨⎧>>>x g x f x g x f 0. 3.对数型复合函数的单调性对数型复合函数一般分为两类:()x f y a log =型和()x f y a log =型.(1)研究()x f y a log =型复合函数的单调性,令x t a log =,则只需研究x t a log =及()t f y =的单调性即可;(2)研究()x f y a log =型复合函数的单调性,首先由()0>x f 确定函数的定义域,然后判断()x f t =在定义域上的单调性,再结合对数函数的单调性,判断函数()x f y a log =的单调性,其核心是:同增异减.4.三角函数知识点总结一、基础概念 1、正角、负角和零角正角:按逆时针方向旋转形成的角 负角:按顺时针方向旋转形成的角 零角:不作任何旋转形成的角正角 负角 零角2、象限角、轴线角象限角:点O 与坐标原点重合,OA 与x 轴正半轴重合,当终边OB 落在第几象限就说这个角是第几象限角.轴线角:点O 与坐标原点重合,OA 与x 轴正半轴重合,当终边OB 落在坐标轴上就说这个角是轴线角,这个角不属于任何项限3、角的集合:与任意角α终边相同的角构成一个集合 {}Z k k ∈⋅+=,360 αββ常见结论:(1)第一象限角的集合为{}36036090,k k k αα⋅<<⋅+∈Z第二象限角的集合为{}Z k k k ∈+<<+⋅,36018090360αα第三象限角的集合为{}360180360270,k k k αα⋅+<<⋅+∈Z 第四象限角的集合为{}360270360360,k k k αα⋅+<<⋅+∈Z(2)终边在x 轴上的角的集合为{}180,k k αα=⋅∈Z终边在y 轴上的角的集合为{}18090,k k αα=⋅+∈Z终边在坐标轴上的角的集合为{}90,k k αα=⋅∈Z 终边在x y =上的角的集合为{}Z k k ∈⋅+=,18045 αα 终边在x y -=上的角的集合为{}Z k k ∈⋅+=,180135 αα(3)任何一个象限角有可能是正角,也有可能是负角;任何轴线角有可能是正角、负角、零角; 小于 90的角不一定是锐角; 大于 90的角不一定是钝角; 终边相同的角不一定相等4、已知α是第几象限角,确定nα)(Z n ∈所在象限的方法:先把各象限均分n 等份,再从x 轴的正半轴的上方起,依次将各区域标上一、二、三、四,则α原来是第几象限对应的标号即为nα终边所落在的区域。