幂函数检测
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一、选择题1.(文)幂函数y =f (x )的图象经过点⎝⎛⎭⎫4,12,则f ⎝⎛⎭⎫14的值为( ) A .1 B .2 C .3D .4解析:选B 设f (x )=x α,则4α=12,α=-12,即f (x )=x 12-,于是f ⎝⎛⎭⎫14=⎝⎛⎭⎫1412-=2.1.(理)已知点⎝⎛⎭⎫33,3在幂函数f (x )的图象上,则f (x )是( )A .奇函数B .偶函数C .定义域内的减函数D .定义域内的增函数解析:选A 设f (x )=x α,由已知得⎝⎛⎭⎫33α=3,解得α=-1,因此f (x )=x -1,易知该函数为奇函数.2.(2013·临沂模拟)已知函数y =ax 2+bx +c ,如果a >b >c ,且a +b +c =0,则它的图象是( )解析:选D ∵a >b >c ,a +b +c =0,∴a >0,c <0,∴y =ax 2+bx +c 的开口向上,且与y 轴的交点(0,c )在负半轴上.D 项正确.3.已知函数f (x )=x 2+bx +c 且f (1+x )=f (-x ),则下列不等式中成立的是( ) A .f (-2)<f (0)<f (2) B .f (0)<f (-2)<f (2) C .f (0)<f (2)<f (-2) D .f (2)<f (0)<f (-2)解析:选C ∵f (1+x )=f (-x ), ∴(x +1)2+b (x +1)+c =x 2-bx +c . ∴x 2+(2+b )x +1+b +c =x 2-bx +c . ∴2+b =-b ,即b =-1.∴f (x )=x 2-x +c ,其图象的对称轴为x =12.∴f (0)<f (2)<f (-2).4.若二次函数f (x )=ax 2+bx +c 满足f (x 1)=f (x 2),则f (x 1+x 2)等于( )A .-b 2a B .-baC .cD.4ac -b 24a解析:选C ∵f (x 1)=f (x 2)且f (x )的图象关于x =-b 2a 对称,∴x 1+x 2=-ba .∴f (x 1+x 2)=f ⎝⎛⎭⎫-b a =a ·b 2a 2-b ·ba+c =c .5.已知函数f (x )=x 2+x +c ,若f (0)>0,f (p )<0,则必有( ) A .f (p +1)>0 B .f (p +1)<0 C .f (p +1)=0D .f (p +1)的符号不能确定解析:选A 函数f (x )=x 2+x +c 的对称轴为x =-12,又因为f (0)>0,f (p )<0,故-1<p <0,p +1>0,所以f (p +1)>0.6.(理)(2013·温州模拟)方程x 2+ax -2=0在区间[1,5]上有解,则实数a 的取值范围为( )A.⎝⎛⎭⎫-235,+∞ B .(1,+∞)C.⎣⎡⎦⎤-235,1 D.⎝⎛⎭⎫-∞,-235 解析:选C 令f (x )=x 2+ax -2,由题意,知f (x )图象与x 轴在[1,5]上有交点, 则⎩⎪⎨⎪⎧f (1)≤0,f (5)≥0. 解得-235≤a ≤1.6.(文)若方程x 2-2mx +4=0的两根满足一根大于1,一根小于1,则m 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫-∞,-52 B.⎝⎛⎭⎫52,+∞C .(-∞,-2)∪(2,+∞)D.⎝⎛⎭⎫-52,+∞ 解析:选B 设f (x )=x 2-2mx +4,则题设条件等价于f (1)<0,即1-2m +4<0,解得m >52. 二、填空题7.(2012·江苏高考)已知函数f (x )=x 2+ax +b (a ,b ∈R )的值域为[0,+∞),若关于x 的不等式f (x )<c 的解集为(m ,m +6),则实数c 的值为________.解析:因为f (x )的值域为[0,+∞),所以Δ=0,即a 2=4b ,所以x 2+ax +a 24-c <0的解集为(m ,m +6),易得m ,m +6是方程x 2+ax +a 24-c =0的两根,由一元二次方程根与系数的关系得⎩⎪⎨⎪⎧2m +6=-a ,m (m +6)=a24c ,解得c =9. 答案:98.若二次函数f (x )=ax 2+2x +c 的值域是[0,+∞),则a +c 的最小值为________. 解析:由已知a >0,4ac -44a =0,∴ac =1,c >0.∴a +c ≥2ac =2.当且仅当a =c =1时,取等号, ∴a +c 的最小值为2. 答案:29.已知函数y =mx 2+(m -3)x +1的值域是[0,+∞),则实数m 的取值范围是________. 解析:当m =0时,y =-3x +1,显然成立. 当m ≠0时,要使y ∈[0,+∞),只要⎩⎪⎨⎪⎧m >0,Δ=(m -3)2-4×m ×1≥0, 解得0<m ≤1或m ≥9.综上m 的取值范围是[0,1]∪[9,+∞). 答案:[0,1]∪[9,+∞) 三、解答题10.已知二次函数f (x )的二次项系数为a ,且f (x )>-2x 的解集为{x |1<x <3},方程f (x )+6a =0有两相等实根,求f (x )的解析式.解:设f (x )+2x =a (x -1)(x -3)(a <0), 则f (x )=ax 2-4ax +3a -2x ,f (x )+6a =ax 2-(4a +2)x +9a ,Δ=(4a +2)2-36a 2=0, 16a 2+16a +4-36a 2=0,20a 2-16a -4=0, 5a 2-4a -1=0,(5a +1)(a -1)=0, 解得a =-15,或a =1(舍去).因此f (x )的解析式为f (x )=-15(x -1)(x -3).11.已知f (x )=-4x 2+4ax -4a -a 2在区间[0,1]内有最大值-5,求a 的值及函数表达式f (x ).解:∵f (x )=-4⎝⎛⎭⎫x -a 22-4a , ∴抛物线顶点坐标为⎝⎛⎭⎫a 2,-4a .①当a 2≥1,即a ≥2时,f (x )取最大值-4-a 2.令-4-a 2=-5,得a 2=1,a =±1<2(舍去); ②当0<a 2<1,即0<a <2时,x =a2时,f (x )取最大值为-4a .令-4a =-5,得a =54∈(0,2);③当a2≤0,即a ≤0时,f (x )在[0,1]内递减,∴x =0时,f (x )取最大值为-4a -a 2,令-4a -a 2=-5,得a 2+4a -5=0,解得a =-5,或a =1,其中-5∈(-∞,0]. 综上所述,a =54或a =-5时,f (x )在[0,1]内有最大值-5.∴f (x )=-4x 2+5x -10516或f (x )=-4x 2-20x -5. 12.已知函数f (x )=ax 2+bx +c (a >0,b ∈R ,c ∈R ). (1)若函数f (x )的最小值是f (-1)=0,且c =1,F (x )=⎩⎪⎨⎪⎧f (x ),x >0,-f (x ),x <0,求F (2)+F (-2)的值;(2)若a =1,c =0,且|f (x )|≤1在区间(0,1]上恒成立,试求b 的取值范围. 解:(1)由已知c =1,∵f (-1)=a -b +c =0,且-b2a =-1,∴a =1,b =2.∴f (x )=(x +1)2.∴F (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(x +1)2,x >0,-(x +1)2,x <0. ∴F (2)+F (-2)=(2+1)2+[-(-2+1)2]=8. (2)由题意知f (x )=x 2+bx ,原命题等价于 -1≤x 2+bx ≤1在x ∈(0,1]上恒成立,即b ≤1x -x 且b ≥-1x -x 在x ∈(0,1]上恒成立,根据单调性可得1x-x 的最小值为0,-1x-x的最大值为-2,所以-2≤b≤0.故b的取值范围为[-2,0]。
《幂函数》同步检测基础练1.(多选)下列函数中,不是幂函数的是( )A.y=2x B.y=x-1 C.y=x D.y=x2 2.列结论中,正确的是( )A.幂函数的图象都经过点(0,0),(1,1)B.幂函数的图象可以出现在第四象限C.当幂指数α取1,3,12时,幂函数y=xα是增函数D.当α=-1时,幂函数y=xα在其整个定义域上是减函数3.设a=3412⎛⎫⎪⎝⎭,b=3415⎛⎫⎪⎝⎭,c=122,则a,b,c的大小关系是( )A.a>b>c B.c>a>b C.a<b<c D.b>c>a4.下列是y=x 23的图象的是( )5.已知f(x)=x 12,若0<a<b<1,则下列各式中正确的是( )A.f(a)<f(b)<f(1a)<f(1b)B.f(1a)<f(1b)<f(b)<f(a)C.f(a)<f(b)<f(1b)<f(1a)D.f(1a)<f(a)<f(1b)<f(b)能力练6.给出以下结论:①当α=0时,函数y =x α的图象是一条直线; ②幂函数的图象都经过(0,0),(1,1)两点;③若幂函数y =x α的图象关于原点对称,则y =x α在定义域内y 随x 的增大而增大; ④幂函数的图象不可能在第四象限,但可能在第二象限. 则正确结论的序号为________.7.函数y =3x α-2的图象过定点________.8.已知幂函数y =f (x )的图象过点22⎛ ⎝⎭,,试求出此函数的解析式,判断奇偶性.9.如图所示,曲线C 1与C 2分别是函数y =x m 和y =x n在第一象限内的图象,则下列结论正确的是( )A .n <m <0B .m <n <0C .n >m >0D .m >n >010.若幂函数y =(m 2+3m +3)x m 2+2m -3的图象不过原点,且关于原点对称,则( )A .m =-2B .m =-1C .m =-2或m =-1D .-3≤m ≤-111.已知幂函数f (x )=(n 2+2n -2)x 23n n-(n ∈Z )的图象关于y 轴对称,且在(0,+∞)上是减函数,则n 的值为( )A .-3B .1C .2D .1或212.已知幂函数f (x )=x 3m -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.313.(多选)已知函数y=(m-1)x m2-m为幂函数,则该函数为 ()A.奇函数B.偶函数C.区间(0,+∞)上的增函数D.区间(0,+∞)上的减函数14.已知当x∈(1,+∞)时,函数y=xα的图象恒在直线y=x的上方,则α的取值范围是________.15.若(a+1)12-<(3-2a)12-,则a的取值范围是________.16.已知幂函数y=f(x)=x-2m2-m+3,其中m∈{x|-2<x<2,x∈Z},满足:①是区间(0,+∞)上的增函数;②对任意的x∈R,都有f(-x)+f(x)=0.求同时满足①,②的幂函数f(x)的解析式,并求x∈[0,3]时f(x)的值域.【参考答案】1.BCD2.C 解析:当幂指数α=-1时,幂函数y =x -1的图象不经过原点,故A 错误;因为所有的幂函数在区间(0,+∞)上都有定义,且y =x α(α∈R )>0,所以幂函数的图象不可能出现在第四象限,故B 错误;当α>0时,y =x α是增函数,故C 正确;当α=-1时,y =x -1在区间(-∞,0),(0,+∞)上是减函数,但在整个定义域上不是减函数,故D 错误.故选C.3.B 解析:构造幂函数y =34x ,x >0,由该函数在定义域内单调递增,知1>a >b ;又c =122>1,知a <c .故c >a >b .4.B 解析:y =23x ∴x ∈R ,y ≥0,f (-x )f (x ),即y =23x 是偶函数,又∵23<1,∴图象上凸.5.C 解析:因为函数f (x )=12x 在(0,+∞)上是增函数,又0<a <b <1b <1a,故选C.6.④ 解析:当α=0时,函数y =x α的定义域为{x |x ≠0,x ∈R },故①不正确;当α<0时,函数y =x α的图象不过(0,0)点,故②不正确;幂函数y =x -1的图象关于原点对称,但其在定义域内不是增函数,故③不正确. ④正确.7. (1,1) 解析:依据幂函数y =x α性质,x =1时,y =1恒成立,所以函数y =3x α-2中,x =1时,y =1恒成立,即过定点(1,1).8. 解:设y =x α(α∈R ),∵图象过点22⎛ ⎝⎭,,∴2α=22,α=-12,∴f (x )=12x -. ∵函数y =12x -=1x,定义域为(0,+∞),函数为非奇非偶函数.9. A 解析:由图象可知,两函数在第一象限内递减,故m <0,n <0.当x =2时,2m >2n ,所以n <m <0 10. A 解析:根据幂函数的概念,得m 2+3m +3=1,解得m =-1或m =-2.若m =-1,则y =x -4,其图象不关于原点对称,所以不符合题意,舍去;若m =-2,则y =x -3,其图象不过原点,且关于原点对称.11. B 解析:由于f (x )为幂函数,所以n 2+2n -2=1, 解得n =1或n =-3,经检验只有n =1适合题意,故选B.12. B 解析:∵f (x )在(0,+∞)上是减函数,∴3m -5<0(m ∈N ),则m =0或m =1,当m =0时,f (x )=x -5是奇函数,不合题意.当m =1时,f (x )=x -2是偶函数,因此m =1,故选B. 13.BC 解析: 由y =(m -1)x m2-m为幂函数,得m -1=1,即m =2,则该函数为y =x 2,故该函数为偶函数,且在区间(-∞,0)上是减函数,在区间(0,+∞)上是增函数.故选B 、C . 14. (1,+∞) 解析:由幂函数的图象特征知α>1.15. 2332⎛⎫⎪⎝⎭, 解析:12(1)a -+<12(32)a --⇔1211a ⎛⎫ ⎪+⎝⎭<12132a ⎛⎫ ⎪-⎝⎭,函数y =12x 在[0,+∞)上是增函数,所以⎩⎨⎧a +1>0,3-2a >0,a +1>3-2a ,解得23<a <32.16.解: 因为m ∈{x |-2<x <2,x ∈Z },所以m =-1,0,1.因为对任意x ∈R ,都有f (-x )+f (x )=0,即f (-x )=-f (x ),所以f (x )是奇函数. 当m =-1时,f (x )=x 2只满足条件①而不满足条件②; 当m =1时,f (x )=x 0条件①、②都不满足.当m =0时,f (x )=x 3条件①、②都满足,且在区间[0,3]上是增函数. 所以x ∈[0,3]时,函数f (x )的值域为[0,27].。
3.3 幂函数新课标要求通过具体实例,结合231,,,,y x y y x y x y x x=====的图象,理解它们的变化规律,了解幂函数。
知识梳理一、幂函数的概念一般地,函数y =x α叫做幂函数,其中x 是自变量,α是常数. 二、五个幂函数的图象与性质1.在同一平面直角坐标系内函数(1)y =x ;(2)y =12x ;(3)y =x 2;(4)y =x -1;(5)y =x 3的图象如图.2.五个幂函数的性质y =x y =x 2 y =x 3 12y x =y =x -1 定义域 R R R [0,+∞) {x |x ≠0} 值域 R [0,+∞)R [0,+∞) {y |y ≠0} 奇偶性 奇 偶奇 非奇非偶 奇单调性 增在[0,+∞) 上增, 在(-∞,0] 上减增增在(0,+∞)上减, 在(-∞,0)上减三、一般幂函数的图象特征1.所有的幂函数在(0,+∞)上都有定义,并且图象都过点(1,1).2.当α>0时,幂函数的图象通过原点,并且在区间[0,+∞)上是增函数.特别地,当α>1时,幂函数的图象下凸;当0<α<1时,幂函数的图象上凸.3.当α<0时,幂函数的图象在区间(0,+∞)上是减函数.4.幂指数互为倒数的幂函数在第一象限内的图象关于直线y =x 对称.5.在第一象限,作直线x =a (a >1),它同各幂函数图象相交,按交点从下到上的顺序,幂指数按从小到大的顺序排列.名师导学知识点1 幂函数的概念幂函数的判断及应用(1)判断一个函数是否为幂函数的依据是该函数是否为y =x α(α为常数)的形式,需满足:①指数为常数,②底数为自变量,③x α的系数为1.形如y =(3x )α,y =2x α,y =x α+5…形式的函数都不是幂函数.(2)若一个函数为幂函数,则该函数也必具有y =x α(α为常数)这一形式. 【例1-1】在函数y =1x 2,y =2x 2,y =x 2+x ,y =1中,幂函数的个数为( )A .0B .1C .2D .3 答案 B解析 ∵y =1x 2=x -2,∴是幂函数;y =2x 2由于出现系数2,因此不是幂函数;y =x 2+x 是两项和的形式,不是幂函数;y =1=x 0(x ≠0),可以看出,常函数y =1的图象比幂函数y =x 0的图象多了一个点(0,1),所以常函数y =1不是幂函数. 【例1-2】已知y =(m 2+2m -2)22m x-+2n -3是幂函数,求m ,n 的值.解 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧m 2+2m -2=1,2n -3=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧ m =-3,n =32或⎩⎪⎨⎪⎧m =1,n =32.所以m =-3或1,n =32.【变式训练1-1】给出下列函数:①y=x 3;②y=x 2+2x ;③y=4x 2;④y=x 5+1;⑤y=(x-1)2;⑥y=x ;⑦y=x -2.其中幂函数的个数为 ( ) A .1 B .2 C .3D .4C [解析] 由幂函数的定义知,只有①⑥⑦是幂函数,故选C .【变式训练1-2】已知幂函数y=(m 2-m-1),求此幂函数的解析式,并指出其定义域.解:∵y=(m 2-m-1)为幂函数,∴m 2-m-1=1,解得m=2或m=-1.当m=2时,m 2-2m-3=-3,则y=x -3(x ≠0);当m=-1时,m 2-2m-3=0,则y=x 0(x ≠0).故所求幂函数的解析式为y=x -3(x ≠0)或y=x 0(x ≠0).知识点2 幂函数的图象及应用(1)幂函数图象的画法①确定幂函数在第一象限内的图象:先根据α的取值,确定幂函数y =x α在第一象限内的图象.②确定幂函数在其他象限内的图象:根据幂函数的定义域及奇偶性确定幂函数f (x )在其他象限内的图象.(2)解决与幂函数有关的综合性问题的方法首先要考虑幂函数的概念,对于幂函数y =x α(α是常数),由于α的取值不同,所以相应幂函数的单调性和奇偶性也不同.同时,注意分类讨论思想的应用.【例2-1】若点(2,2)在幂函数f (x )的图象上,点⎝⎛⎭⎫-2,14在幂函数g (x )的图象上,问当x 为何值时,(1)f (x )>g (x );(2)f (x )=g (x );(3)f (x )<g (x ).解 设f (x )=x α,因为点(2,2)在幂函数f (x )的图象上,所以将点(2,2)代入f (x )=x α中,得2=(2)α,解得α=2,则f (x )=x 2.同理可求得g (x )=x -2. 在同一坐标系中作出函数f (x )=x 2和g (x )=x-2的图象(如图所示),观察图象可得,(1)当x >1或x <-1时,f (x )>g (x ); (2)当x =1或x =-1时,f (x )=g (x ); (3)当-1<x <1且x ≠0时,f (x )<g (x ).【变式训练2-1】如图所示,图中的曲线是幂函数y =x n 在第一象限的图象,已知n 取±2,±12四个值,则相应于C 1,C 2,C 3,C 4的n 依次为( )A .-2,-12,12,2B .2,12,-12,-2C .-12,-2,2,12D .2,12,-2,-12答案 B解析 根据幂函数y =x n 的性质,在第一象限内的图象当n >0时,n 越大,y =x n 递增速度越快,故C 1的n =2,C 2的n =12;当n <0时,|n |越大,曲线越陡峭,所以曲线C 3的n =-12,曲线C 4的n =-2.知识点3 幂函数的性质比较幂值大小的方法(1)若两个幂值的指数相同或可化为两个指数相同的幂值时,则可构造函数,利用幂函数的单调性比较大小.(2)若底数、指数均不同,则考虑用中间值法比较大小,这里的中间值可以是“0”或“1”. 【例2-1】[2021·安徽亳州二中高一期中] 已知函数f (x )=(m 2-m-1)是幂函数,且在(0,+∞)上单调递减,则实数m= ( )A .2B .-1C .4D .2或-1A 【解析】因为f (x )为幂函数,所以m 2-m-1=1,解得m=2或m=-1.因为f (x )在(0,+∞)上单调递减,所以m 2-2m-2<0,所以m=2.故选A .【例2-2】比较下列各组数中两个数的大小: (1)⎝⎛⎭⎫250.5与⎝⎛⎭⎫130.5; (2)⎝⎛⎭⎫-23-1与⎝⎛⎭⎫-35-1; (3)3432⎛⎫⎪⎝⎭与3234⎛⎫⎪⎝⎭. 解 (1)∵幂函数y =x 0.5在(0,+∞)上是单调递增的, 又25>13,∴⎝⎛⎭⎫250.5>⎝⎛⎭⎫130.5. (2)∵幂函数y =x-1在(-∞,0)上是单调递减的,又-23<-35,∴⎝⎛⎭⎫-23-1>⎝⎛⎭⎫-35-1. (3)∵函数y 1=34x 在(0,+∞)上单调递增, 又32>1,∴3432⎛⎫⎪⎝⎭>341 =1. 又∵函数y 2=32x 在(0,+∞)上单调递增,且34<1,∴3234⎛⎫⎪⎝⎭<321 =1,∴3432⎛⎫ ⎪⎝⎭>3234⎛⎫⎪⎝⎭. 【变式训练2-1】比较下列各组数的大小: (1)⎝⎛⎭⎫230.3与⎝⎛⎭⎫130.3;(2)-3.143与-π3.解 (1)∵y =x 0.3在[0,+∞)上单调递增且23>13,∴⎝⎛⎭⎫230.3>⎝⎛⎭⎫130.3.(2)∵y =x 3是R 上的增函数,且3.14<π, ∴3.143<π3,∴-3.143>-π3.【变式训练2-2】已知幂函数y =x 3m -9(m ∈N *)的图象关于y 轴对称且在(0,+∞)上单调递减,求满足()31ma -+ <()332m a -- 的a 的取值范围.解 因为函数在(0,+∞)上单调递减,所以3m -9<0, 解得m <3.又因为m ∈N *,所以m =1,2. 因为函数的图象关于y 轴对称, 所以3m -9为偶数,故m =1. 则原不等式可化为()131a -+<()1332a --.因为y =13x- 在(-∞,0),(0,+∞)上均单调递减,所以a +1>3-2a >0或3-2a <a +1<0或a +1<0<3-2a , 解得23<a <32或a <-1.故a 的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫a ⎪⎪a <-1或23<a <32.名师导练A 组-[应知应会]1.已知点,在幂函数y=f (x )的图像上,则 ( ) A .f (x )= B .f (x )=x 3 C .f (x )=x -2D .f (x )=xB [解析] 设f (x )=x a ,由题意知a==3,所以a=3,所以f (x )=x 3.故选B .2.(2021秋•三明期末)已知幂函数21()m f x x -=的图象经过点(2,8),则实数m 的值是() A .1-B .12C .2D .3【分析】把点的坐标代入幂函数解析式,即可求出m 的值. 【解答】解:幂函数21()m f x x -=的图象经过点(2,8), 2128m -∴=,2m ∴=,故选:C .3.(2021秋•下城区校级期末)若一个幂函数的图象经过点1(2,)4,则它的单调增区间( )A .(,1)-∞B .(0,)+∞C .(,0)-∞D .R【分析】先求出幂函数的解析式,再得出其单调增区间. 【解答】解:设幂函数()f x x α=,函数()f x 经过点1(2,)4,∴124α=,解得2α=-, ∴221()f x x x -==, 故它的单调递增区间为(,0)-∞. 故选:C .4.(2021秋•杨浦区校级期末)已知常数a Q ∈,如图为幂函数a y x =的图象,则a 的值可以为( )A .23B .32 C .23-D .32-【分析】根据幂函数的图象关于y 轴对称,且在第一象限内单调递减,可以得出C 选项正确. 【解答】解:根据幂函数a y x =的图象关于y 轴对称,函数是偶函数,排除B 、D 选项; 再根据幂函数a y x =的图象在第一象限内从左到右下降,是单调减函数, 所以0a <,排除A ,即C 选项正确. 故选:C .5.已知幂函数y=(m 2-2m-2)在(0,+∞)上单调递增,则实数m 的值为 ( )A .-1B .3C .-1或3D .1或-3B [解析] 因为幂函数y=(m 2-2m-2)在(0,+∞)上单调递增,所以m 2-2m-2=1且m 2+m-1>0,解得m=3,则实数m 的值为3.6.(2021秋•白山期末)若函数21()(22)m f x m m x -=--是幂函数,且()y f x =在(0,)+∞上单调递增,则f (2)(= ) A .14B .12C .2D .4【分析】根据幂函数的定义,令2221m m --=,求出m 的值,再判断m 是否满足幂函数在(0,)x ∈+∞上为增函数即可,确定m 的值,从而求出幂函数的解析式,得出结果.【解答】解:因为函数21()(22)m f x m m x -=--是幂函数, 所以2221m m --=,解得1m =-或3m =.又因为()y f x =在(0,)+∞上单调递增,所以10m -, 所以3m =,2()f x x =, 从而f (2)224==, 故选:D .7.(2020秋•河南月考)幂函数223()mm y x m Z +-=∈的图象如图所示,则m 的值为( )A .2-或0B .1-C .0D .2-【分析】依题意,2m =-或1-或0,结合函数为奇函数,依次验证即可得到答案.【解答】解:由幂函数在第一象限的单调性可得,2230m m +-<,解得31m -<<, 再由m Z ∈可得,2m =-或1-或0. 又从图象可知该函数是奇函数,若2m =-,则2233m m +-=-,符合题意; 若1m =-,则2234m m +-=-,不合题意; 若0m =,则2233m m +-=-,符合题意, 综上,2m =-或0. 故选:A .8.(2022春•沈河区校级月考)设113244342(),(),()433a b c ===,则a ,b ,c 的大小顺序是( )A .c a b <<B .c b a <<C .a c b <<D .b c a <<【分析】先判断1b >,再化a 、c ,利用幂函数的性质判断a 、c 的大小. 【解答】解:112439()()1416a ==<,144()13b =>,314428()()1327c ==<;且89012716<<<,函数14y x =在(0,)+∞上是单调增函数,所以114489()()2716<,所以c a <; 综上知,c a b <<. 故选:A .9.(多选题)已知幂函数f (x )= (m ,n ∈N *,m ,n 互质),则下列关于f (x )的结论正确的是( )A .当m ,n 是奇数时,幂函数f (x )是奇函数B .当m 是偶数,n 是奇数时,幂函数f (x )是偶函数C .当0<<1时,幂函数f (x )在(0,+∞)上单调递减D .当m ,n 是奇数时,幂函数f (x )的定义域为R ABD [解析] f (x )==.当m ,n 是奇数时,幂函数f (x )是奇函数,故A 中的结论正确;当m 是偶数,n 是奇数时,幂函数f (x )是偶函数,故B 中的结论正确;当0<<1时,幂函数f (x )在(0,+∞)上单调递增,故C 中的结论错误;当m ,n 是奇数时,幂函数f (x )=的定义域为R,故D 中的结论正确.故选ABD .10.(多选)(2021秋•徐州期末)下列关于幂函数y x α=的性质,描述正确的有( ) A .当1α=-时函数在其定义域上是减函数B .当0α=时函数图象是一条直线C .当2α=时函数是偶函数D .当3α=时函数有一个零点0【分析】根据幂函数的图象与性质,判断选项中的命题是否正确即可.【解答】解:对于A ,1α=-时幂函数1y x -=在(,0)-∞和(0,)+∞是减函数,在其定义域上不是减函数,A 错误;对于B ,0α=时幂函数01(0)y x x ==≠,其图象是一条直线,去掉点(0,1),B 错误; 对于C ,2α=时幂函数2y x =在定义域R 上是偶函数,C 正确;对于D ,3α=时幂函数3y x =在R 上的奇函数,且是增函数,有唯一零点是0,D 正确. 故选:CD .11.(2019秋•金山区校级期末)幂函数()y f x =的图象经过点1(4,)2,则1()16f 的值为 .【分析】利用待定系数法求出幂函数()y f x =的解析式,再计算1()16f 的值.【解答】解:设幂函数()y f x x α==,R α∈;其图象过点1(4,)2,所以142α=,解得12α=-;所以12()f x x -=,所以112211()()1641616f -===.故答案为:4.12.[2021·厦门外国语学校高一期中] 已知幂函数f (x )=(m 2-5m+7)x m-1为偶函数,则实数m 的值为 .3 [解析] ∵f (x )为幂函数,∴m 2-5m+7=1,解得m=2或m=3.当m=2时,f (x )=x 为奇函数,不满足题意;当m=3时,f (x )=x 2为偶函数,满足题意.综上所述,m=3.13.(2021秋•湖州期末)幂函数()()f x x R αα=∈的图象经过点(2,8),则α的值为 ;函数()f x 为 函数.(填“奇”或“偶” )【分析】先求出幂函数解析式,再判断奇偶性即可. 【解答】解:幂函数()()f x x R αα=∈的图象经过点(2,8), 28α∴=,3α∴=,3()f x x ∴=,定义域为R ,又33()()()f x x x f x -=-=-=-,()f x ∴是奇函数,故答案为:3,奇.14.(2020春•嘉陵区月考)若幂函数22(22)m y m m x -=--在(0,)x ∈+∞上为减函数,则实数m 的值是【分析】根据给出的函数为幂函数,由幂函数概念知2221m m --=,再根据函数在(0,)+∞上为减函数,得到幂指数应该小于0,求得的m 值应满足以上两条.【解答】解:因为函数22(22)m y m m x -=--既是幂函数又是(0,)+∞的减函数, 所以222120m m m ⎧--=⎨-<⎩⇒312m m m ==-⎧⎨<⎩或,解得:1m =-. 故答案为:1-.15.(2021秋•道里区校级月考)当01x <<时, 1.1()f x x =,0.9()g x x =,2()h x x -=的大小关系是 .【分析】画出这三个函数在区间(0,1)上的图象可得答案. 【解答】解:画出幂函数的图象如下图可知()()()f x g x h x <<故答案为()()()f x g x h x <<16.(2021•西湖区校级模拟)已知函数223()(2,)n n f x x n k k N -++==∈的图象在[0,)+∞上单调递增则n = ,f (2)= .【分析】根据幂函数的单调性,列出不等式求出n 的值,写出()f x 的解析式,再计算f (2)的值.【解答】解:函数223()n n f x x -++=的图象在[0,)+∞上单调递增,所以2230n n -++>, 即2230n n --<,解得13n -<<;又2n k =,且k N ∈,所以0n =,2,当0n =时,3()f x x =;当0n =时,3()f x x =;所以f (2)328==.故答案为:0,2;8.17.[2021·浙江宁波高一期中] 已知幂函数f (x )的图像过点P 8,.(1)求函数f (x )的解析式;(2)画出函数f (x )的图像,并指出其单调区间.解:(1)设f (x )=x α. ∵f (x )的图像过点P 8,,∴8α=,即23α=2-1,解得α=-,故函数f (x )的解析式为f (x )=(x ≠0). (2)作出函数f (x )的图像如图所示.由图可知,函数f (x )的单调递减区间为(-∞,0),(0,+∞),无单调递增区间.18.[2021·广州六中高一期中] 已知幂函数f (x )的图像过点(2,).(1)求出函数f (x )的解析式,判断并证明f (x )在[0,+∞)上的单调性;(2)若函数g (x )是R 上的偶函数,当x ≥0时,g (x )=f (x ),求满足g (1-m )≤的实数m 的取值范围. 解:(1)设f (x )=x α,将点(2,)的坐标代入,得=2α,解得α=, 所以f (x )=.幂函数f (x )==在[0,+∞)上单调递增.证明:任取x 1,x 2∈[0,+∞),且x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=-==, 因为x 1-x 2<0,+>0,所以f (x 1)<f (x 2), 故幂函数f (x )=在[0,+∞)上单调递增.(2)当x ≥0时,g (x )=f (x ),而幂函数f (x )=在[0,+∞)上单调递增, 所以当x ≥0时,g (x )单调递增.因为函数g (x )是R 上的偶函数,所以g (x )在(-∞,0)上单调递减. 由g (5)=,g (1-m )≤可得|1-m|≤5,解得-4≤m ≤6,所以满足g (1-m )≤的实数m 的取值范围为[-4,6]. B 组-[素养提升]1.已知幂函数y =223m m x-- (m ∈Z )的图象与x 轴和y 轴没有交点,且关于y 轴对称,则m 等于( )A .1B .0,2C .-1,1,3D .0,1,2答案 C解析 ∵幂函数y =223m m x -- (m ∈Z )的图象与x 轴、y 轴没有交点,且关于y 轴对称, ∴m 2-2m -3≤0,且m 2-2m -3(m ∈Z )为偶数,由m 2-2m -3≤0,得-1≤m ≤3,又m ∈Z ,∴m =-1,0,1,2,3.当m =-1时,m 2-2m -3=1+2-3=0,为偶数,符合题意;当m =0时,m 2-2m -3=-3,为奇数,不符合题意;当m =1时,m 2-2m -3=1-2-3=-4,为偶数,符合题意;当m =2时,m 2-2m -3=4-4-3=-3,为奇数,不符合题意;当m =3时,m 2-2m -3=9-6-3=0,为偶数,符合题意.综上所述,m =-1,1,3.2.(2022春•凯里市校级期中)已知一次函数()f x 的图象过点(0,1)-和(2,1),()(1)m g x m x =-为幂函数.(Ⅰ)求函数()f x 与()g x 的解析式;(Ⅱ)当a R ∈时,解关于x 的不等式:()()af x g x <.【分析】(1)利用待定系数法求出解析式即可;(2)分0a <或4a >,0a =,4a =,04a <<四种情况讨论即可.【解答】解:()I 根据一次函数()f x 的图象过点(0,1)-和(2,1),设()f x kx b =+,则112b k b -=⎧⎨=+⎩,解得11k b =⎧⎨=-⎩,则()1f x x =- ()(1)m g x m x =-为幂函数,则2m =,故2()g x x =()()()II af x g x <即2(1)a x x -<,则△24(4)a a a a =-=-当0a <或4a >时,不等式的解集为24{|}a a a x x --或24{|}a a a x x +->, 当0a =时,不等式的解集为{|0}x x ≠;当4a =时,不等式的解集为{|2}x x ≠当04a <<时,不等式的解集为R .。
课时跟踪检测(十二) 二次函数与幕函数一抓基础,多练小题做到眼疾手快1幕函数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,+^ )上是增函数解析:选D 设幕函数的解析式为y= x a,将(3, 3)代入解析式得3 a= 3,解得1a 2,所以y= x2 .故选D.2. (2018丽水调研股函数f(x) = ax2+ bx+ c(a^ 0, x € R),对任意实数t都有f(2 + t)= f(2-1)成立,在函数值f( —1), f(1), f(2), f(5)中,最小的一个不可能是()A. f(—1)B. f(1)C. f(2)D. f(5)解析:选B 由f(2 + t)= f(2 —t)知函数y= f(x)的图象对称轴为x = 2.当a>0时,易知f(5) = f(—1) > f(1) > f(2);当a v 0 时,f(5) = f(—1) v f(1) v f(2),故最小的不可能是f(1).3. (2018金华模拟)已知幕函数y= f(x)的图象经过点2, 4,则它的单调递增区间为( )A. (0,+^ )B. [0,+^ )C.(―汽0)D. ( — m,+m )解析:选C设幕函数f(x)=x a,••• f(x)的图象经过点2, 1 ,••• 2a= 1,解得a= —2,则f(x) = x—2= 4,且X M 0,••• y= x2在(—s, 0)上递减,在(0,+ s)上递增,•函数f(x)的单调递增区间是(一s, 0).4. 定义:如果在函数y= f(x)定义域内的给定区间[a , b]上存在x o(a v x o< b),满足f(x。
) =f[一fa,则称函数y= f(x)是[a , b]上的“平均值函数”,x°是它的一个均值点,如yb—a=x4是[—1,1]上的平均值函数,0就是它的均值点. 现有函数f(x) = —x2+ mx+ 1是[—1,1]上的平均值函数,则实数m的取值范围是____________ .解析:因为函数f(x)=—x2+ mx+ 1是[—1,1]上的平均值函数,设X 0为均值点,所以X 。
章末质量检测(四) 幂函数、指数函数和对数函数考试时间:120分钟 满分:150分一、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1.已知a>0,则a 14 ·a -34等于( ) A .a -12B .a -316C .a 13 D .a2.方程2x -1+x =5的解所在的区间是( )A .()0,1B .()1,2C .()2,3D .()3,43.函数y =lg x +lg (5-3x)的定义域是( )A .⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,53 B .⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,53 C .⎣⎢⎡⎭⎪⎫1,53 D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,534.设a =log 20.3,b =30.2,c =0.30.2,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a>c>bB .a>b>cC .c>a>bD .b>c>a5.函数f(x)=⎝ ⎛⎭⎪⎫12 x 2-1的单调递增区间为( )A .(]-∞,0B .[)0,+∞C .()-1,+∞D .()-∞,-16.函数f(x)=e x +1|x|(e x-1)(其中e 为自然对数的底数)的图象大致为( )7.1614年纳皮尔在研究天文学的过程中为了简化计算而发明对数;1637年笛卡尔开始使用指数运算;1770年,欧拉发现了指数与对数的互逆关系,指出:对数源于指数,对数的发明先于指数,称为历史上的珍闻.若2x=52,lg 2=0.301 0,则x 的值约为( )A .1.322B .1.410C .1.507D .1.6698.已知函数f(x)=⎩⎨⎧-x 2+2x ,x ≤0ln()x +1,x>0 ,若|f(x)|≥ax ,则a 的取值范围是( )A .(-∞,0]B .(-∞,1]C .[-2,1]D .[-2,0]二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的,全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.)9.若函数y =x α的定义域为R 且为奇函数,则α可能的值为( ) A .-1 B .1 C .2 D .3 10.下列说法正确的是( ) A .函数f ()x =1x在定义域上是减函数B .函数f ()x =2x-x 2有且只有两个零点C .函数y =2|x |的最小值是1D .在同一坐标系中函数y =2x与y =2-x的图象关于y 轴对称11.已知函数f ()x =log a x ()a >0,a ≠1图象经过点(4,2),则下列命题正确的有( ) A .函数为增函数 B .函数为偶函数 C .若x >1,则f (x )>0 D .若0<x 1<x 2,则f (x 1)+f (x 2)2<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22.12.已知函数f (x )=2x+log 2x ,且实数a >b >c >0,满足f (a )f (b )f (c )<0,若实数x 0是函数y =f (x )的一个零点,那么下列不等式中可能成立的是( )A .x 0<aB .x 0>aC .x 0<bD .x 0<c三、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上.) 13.若幂函数f (x )=(m 2-m -1)22m mx+的图象不经过原点,则实数m 的值为________.14.已知3a=5b=A ,且b +a =2ab ,则A 的值是________.15.已知函数f (x )=log a (-x +1)(a >0且a ≠1)在[-2,0]上的值域是[-1,0].若函数g (x )=ax +m-3的图象不经过第一象限,则m 的取值范围为________.16.已知函数f (x )=3|x +a |(a ∈R )满足f (x )=f (2-x ),则实数a 的值为________;若f (x )在[m ,+∞)上单调递增,则实数m 的最小值等于________.四、解答题(本题共6小题,共70分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.)17.(本小题满分10分)求下列各式的值: (1)31log 43+2log 92-log 329(2)⎝ ⎛⎭⎪⎫278-23+π0+log 223-log 416918.(本小题满分12分)已知函数f (x )=log 2(x +3)-2x 3+4x 的图象在[-2,5]内是连续不断的,对应值表如下:(2)从上述对应填表中,可以发现函数f (x )在哪几个区间内有零点?说明理由.19.(本小题满分12分)已知函数f (x )=2x,x ∈R .(1)若函数f (x )在区间[a ,2a ]上的最大值与最小值之和为6,求实数a 的值;(2)若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x=3,求3x +3-x的值.20.(本小题满分12分)已知函数f (x )=log 4(4x-1). (1)求函数f (x )的定义域;(2)若x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2,求f (x )的值域.21.(本小题满分12分)科技创新在经济发展中的作用日益凸显.某科技公司为实现9 000万元的投资收益目标,准备制定一个激励研发人员的奖励方案:当投资收益达到3 000万元时,按投资收益进行奖励,要求奖金y (单位:万元)随投资收益x (单位:万元)的增加而增加,奖金总数不低于100万元,且奖金总数不超过投资收益的20%.(1)现有三个奖励函数模型:①f (x )=0.03x +8,②f (x )=0.8x+200,③f (x )=100log 20x +50,x ∈[3 000,9 000].试分析这三个函数模型是否符合公司要求?(2)根据(1)中符合公司要求的函数模型,要使奖金额达到350万元,公司的投资收益至少要达到多少万元?22.(本小题满分12分)已知函数f (x )=a x(a >0,且a ≠1)的图象经过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3.(1)若函数F (x )=-3f (x )+10-m 在区间(0,2)内存在零点,求实数m 的取值范围; (2)若函数f (x )=g (x )+h (x ),其中g (x )为奇函数,h (x )为偶函数,若x ∈(0,1]时,2ln h (x )-ln g (x )-t ≥0恒成立,求实数t 的取值范围.章末质量检测(四) 幂函数、指数函数和对数函数1.解析:a 14·a -34=1344a -=a -12.故选A. 答案:A2.解析: 设f (x )=2x -1+x -5,则由指数函数与一次函数的性质可知,函数y =2x -1与y =x 在R 上都是递增函数,所以f (x )在R 上单调递增,故函数f (x )=2x -1+x -5最多有一个零点,而f (2)=22-1+2-5=-1<0,f (3)=23-1+3-5=2>0,根据零点存在定理可知,f (x )=2x -1+x -5有一个零点,且该零点处在区间(2,3)内.故选C. 答案:C3.解析:要使函数有意义,需满足⎩⎪⎨⎪⎧lg x ≥05-3x >0,解得1≤x <53,则函数的定义域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫1,53.故选C. 答案:C4.解析:a =log 20.3<log 21=0,b =30.2>30=1,c =0.30.2<0.30=1,且0.30.2>0,∴b >c >a . 故选D. 答案:D5.解析:令t =x 2-1,则y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12t ,因为y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12t 为单调递减函数,且函数t =x 2-1在(]-∞,0上递减,所以函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2-1的单调递增区间为(]-∞,0.故选A. 答案:A6.解析:由题意,函数f (x )的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),且f (-x )=e -x+1|-x |(e -x -1)=e x (e -x +1)|-x |(e -x -1)e x =e x+1|x |(1-e x)=-f (x ),即f (x )为奇函数,排除A ,B ;当x →+∞时,e x+1e x -1→1,1|x |→0,即x →+∞时,e x+1|x |(e x-1)→0,可排除D , 故选C. 答案:C7.解析:∵2x=52,∴x =log 252=lg 5-lg 2lg 2=1-2lg 2lg 2=1-2×0.301 00.301 0≈1.322.故选A. 答案:A8.解析:作出y =||f (x )的图象如图,由对数函数图象的变化趋势可知,要使ax ≤|f (x )|,则a ≤0,且ax ≤x 2-2x (x <0),即a ≥x -2对任意x <0恒成立,所以a ≥-2,综上-2≤a ≤0.故选D. 答案:D9.解析:当α=-1时,幂函数y =x -1的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),A 不符合;当α=1时,幂函数y =x ,符合题意;当α=2时,幂函数y =x 2的定义域为R 且为偶函数,C 不符合题意;当α=3时,幂函数y =x 3的定义域为R 且为奇函数,D 符合题意.故选BD.答案:BD10.解析:对于A ,f ()x =1x在定义域上不具有单调性,故命题错误;对于B ,函数f ()x =2x-x 2有三个零点,一个负值,两个正值,故命题错误;对于C ,∵|x |≥0,∴2|x |≥20=1,∴函数y =2|x |的最小值是1,故命题正确; 对于D ,在同一坐标系中,函数y =2x与y =2-x的图象关于y 轴对称,命题正确. 故选CD.答案:CD11.解析:由题2=log a 4,a =2,故f (x )=log 2x . 对A ,函数为增函数正确. 对B, f (x )=log 2x 不为偶函数.对C ,当x >1时, f (x )=log 2x >log 21=0成立. 对D ,因为f (x )=log 2x 往上凸,故若0<x 1<x 2,则f (x 1)+f (x 2)2<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22成立.故选ACD. 答案:ACD12.解析:易知函数f (x )=2x+log 2x 在(0,+∞)为增函数,由f (a )f (b )f (c )<0, 则f (a ),f (b ),f (c )中为负数的个数为奇数,对于选项A ,B ,C 可能成立.故选ABC. 答案:ABC13.解析:由函数f (x )=(m 2-m -1)xm 2+2m 是幂函数, 所以m 2-m -1=1,解得m =-1或m =2;当m =-1时,f (x )=x -1,图象不经过原点,满足题意; 当m =2时,f (x )=x 8,图象经过原点,不满足题意; 所以m =-1. 答案:-114.解析:由 3a=5b =A ,得a =log 3A ,b =log 5A . 当a =b =0时,A =1,满足条件.当ab ≠0时,由b +a =2ab ,即1a +1b=2,将a ,b 代入得:1log 3A +1log 5A =2,即log A 3+log A 5=log A 15=2,得A =15, 所以A =15或1. 答案:15或115.解析:函数f (x )=log a (-x +1)(a >0且a ≠1)在[-2,0]上的值域是[-1,0]. 当a >1时,f (x )=log a (-x +1)单调递减, ∴⎩⎪⎨⎪⎧f (-2)=log a 3=0,f (0)=log a 1=-1,无解;当0<a <1时,f (x )=log a (-x +1)单调递增, ∴⎩⎪⎨⎪⎧f (-2)=log a 3=-1,f (0)=log a 1=0,解得a =13.∵g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x +m-3的图象不经过第一象限,∴g (0)=⎝ ⎛⎭⎪⎫13m-3≤0,解得m ≥-1,即m 的取值范围是[-1,+∞). 答案:[-1,+∞)16.解析:(1)∵f (x )=f (2-x ),取x =0得,f (0)=f (2), ∴3|a |=3|2+a |,即|a |=|2+a |,解得a =-1;(2)由(1)知f (x )=3|x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧3x -1,x ≥1,31-x ,x <1,f (x )在(-∞,1)上单调递减,在[1,+∞)上单调递增. ∵f (x )在[m ,+∞)上单调递增, ∴m ≥1,m 的最小值为1. 答案:-1 117.解析:(1)原式=14+(log 32-log 329)=14+2=94;(2)原式=⎝ ⎛⎭⎪⎫232+1+log 223-log 243 =49+1+log 212 =49. 18.解析:(1)由题意可知a =f (-2)=log 2(-2+3)-2·(-2)3+4·(-2)=0+16-8=8,b =f (1)=log 24-2+4=4.(2)∵f (-2)·f (-1)<0,f (-1)·f (0)<0,f (1)·f (2)<0, ∴函数f (x )分别在区间(-2,-1),(-1,0),(1,2)内有零点.19.解析:(1)f (x )=2x为R 上的增函数,则f (x )在区间[a ,2a ]上为增函数, ∴f (x )min =2a,f (x )max =22a,由22a +2a =6,得22a +2a -6=0,即2a =-3(舍去),或2a=2,即a =1; (2)若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =3,则21x =3,即1x =log 23=lg 3lg 2=1lg 2lg 3=1log 32,则x =log 32, ∴3x +3-x=3log 32+3-log 32=2+12=52.20.解析:(1)∵f (x )=log 4(4x-1), ∴4x-1>0解得x >0,故函数f (x )的定义域为(0,+∞). (2)令t =4x-1,∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2,∴t ∈[1,15], ∴y =log 4t ∈[0,log 415], ∴f (x )∈[0,log 415],即函数f (x )的值域为[0,log 415].21.解析:(1)由题意符合公司要求的函数f (x )在[3 000,9 000]为增函数, 且对∀x ∈[3 000,9 000],恒有f (x )≥100且f (x )≤x5.①对于函数f (x )=0.03x +8,当x =3 000时,f (3 000)=98<100,不符合要求; ②对于函数f (x )=0.8x+200为减函数,不符合要求;③对于函数f (x )=100log 20x +50在[3 000,10 000 ],显然f (x )为增函数,且当x =3 000时,f (3 000)>100log 2020+50≥100; 又因为f (x )≤f (9 000)=100log 209 000+50<100log 20160 000+50=450;而x 5≥3 0005=600,所以当x ∈[3 000,9 000]时,f (x )max ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫x 5min . 所以f (x )≤x5恒成立;因此,f (x )=100log 20x +50为满足条件的函数模型. (2)由100log 20x +50≥350得:log 20x ≥3,所以x ≥8 000, 所以公司的投资收益至少要达到8 000万元.22.解析:(1)因为函数f (x )=a x(a >0,且a ≠1)的图象经过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3, 所以a 12=3,解得a =3, 则f (x )=3x,因为x ∈(0,2),故1<3x<9,11 令t =3x ,则1<t <9,函数F (x )=-3f (x )+10-m 在区间(0,2)内存在零点,即函数G (t )=-3t +10-m 在区间(1,9)内有零点,所以G (1)·G (9)<0,即(7-m )(-17-m )<0,解得-17<m <7,所以实数m 的取值范围为(-17,7);(2)由题意可得,函数f (x )=g (x )+h (x ),其中g (x )为奇函数,h (x )为偶函数,可得⎩⎪⎨⎪⎧f (x )=g (x )+h (x )=3xf (-x )=g (-x )+h (-x )=3-x ,即⎩⎪⎨⎪⎧g (x )+h (x )=3x -g (x )+h (x )=3-x ,解得⎩⎪⎨⎪⎧g (x )=3x -3-x 2h (x )=3x+3-x 2, 因为2ln h (x )-ln g (x )-t ≥0,所以t ≤ln h 2(x )g (x )=ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +3-x 223x -3-x 2=ln (3x -3-x )2+42(3x -3-x ),设a =3x -3-x ,因为0<x ≤1,且a =3x -3-x 在R 上为单调递增函数,所以0<a ≤83,所以t ≤ln a 2+42a =ln ⎣⎢⎡⎦⎥⎤12⎝ ⎛⎭⎪⎫a +4a ,因为a +4a ≥2a ·4a =4, 当且仅当a =4a ,即a =2时取等号,所以t ≤ln 2,故实数t 的取值范围为(-∞,ln 2].。
课时过关检测(九) 幂函数A 级——基础达标1.下列函数中既是奇函数又是增函数的是( ) A .y =x 3 B .y =3|x | C .y =x 12D .y =log 3x解析:A 对于A 选项,y =x 3为R 上的奇函数,且为R 上的增函数,A 选项符合题意;对于B 选项,y =3|x |为偶函数,B 选项不符合题意;对于C 选项,y =x 12的定义域为[0,+∞),为非奇非偶函数,C 选项不符合题意;对于D 选项,y =log 3x 的定义域为(0,+∞),为非奇非偶函数,D 选项不符合题意.故选A .2.已知常数α∈Q ,如图为幂函数y =x α的图象,则α的值可以为( )A .23B .32C .-23D .-32解析:C 由幂函数y =x α的图象关于y 轴对称知,函数y =x α是偶函数,排除B 、D 选项;再根据幂函数y =x α的图象在第一象限内从左到右下降,可得α<0,排除A 选项.故选C .3.已知点⎝⎛⎭⎫a ,12在幂函数f (x )=(a -1)x b 的图象上,则函数f (x )是( ) A .奇函数B .偶函数C .定义域内的减函数D .定义域内的增函数解析:A ∵函数f (x )=(a -1)x b 是幂函数,∴a -1=1,解得a =2,又点⎝⎛⎭⎫a ,12在该函数的图象上,∴2b =12,解得b =-1,∴f (x )=x -1,∴函数f (x )是定义域(-∞,0)∪(0,+∞)内的奇函数,且在每一个区间内是减函数.故选A .4.下列选项正确的是( ) A .0.20.2>0.30.2B .2-13<3-13C .0.8-0.1>1.250.2 D .1.70.3>0.93.1解析:D A 中,因为函数y =x 0.2在(0,+∞)上为增函数,0.2<0.3,所以0.20.2<0.30.2,故A 项错误;B 中,因为函数y =x-13在(0,+∞)上为减函数,所以2-13>3-13,故B 项错误;C 中,因为0.8-1=1.25,y =1.25x 在R 上是增函数,0.1<0.2,所以1.250.1<1.250.2,即0.8-0.1<1.250.2,故C 项错误;D 中,1.70.3>1,0.93.1<1,所以1.70.3>0.93.1.故选D .5.函数f (x )=x a +b ,不论a 为何值f (x )的图象均过点(m ,0),则实数b 的值为( ) A .-1 B .1 C .2D .3解析:A ∵y =x a 过定点(1,1),∴f (x )=x a +b 过定点(1,1+b ),结合已知条件可知1+b =0,则b =-1.6.在同一坐标系内,函数y =x a (a ≠0)和y =ax -1a的图象可能是( )解析:C a <0时,看B 和D ,y =ax -1a 与y 轴交点在正半轴,排除D ,此时y =x a (a ≠0)为减函数,排除B ;a >0时,看A 和C ,当x >0时y =x a (a ≠0)为增函数,排除A .故选C .7.已知函数f (x )=4+log a (2x -3)(a >0且a ≠1)的图象恒过定点P ,且点P 在函数g (x )=x α的图象上,则α=________.解析:令2x -3=1,得x =2,此时f (2)=4,∴函数f (x )=4+log a (2x -3)(a >0且a ≠1)的图象恒过定点(2,4),即P (2,4),又∵点P 在函数g (x )=x α的图象上,∴2α=4,∴α=2.答案:28.函数y =(m 2-5m +7)·x m+3是幂函数且为奇函数,则m 的值为________.解析:因为函数y =(m 2-5m +7)x m +3是幂函数,所以m 2-5m +7=1,即m 2-5m +6=0,解得m =2或m =3.当m =2时,y =x 5,是奇函数,满足条件;当m =3时,y =x 6,是偶函数,不满足条件.故m =2.答案:29.当0<x <1时,f (x )=x 2,g (x )=x 12,h (x )=x -2,则f (x ),g (x ),h (x )的大小关系是________________.解析:分别作出y =f (x ),y =g (x ),y =h (x )的图象如图所示,可知h (x )>g (x )>f (x ).答案:h (x )>g (x )>f (x )B 级——综合应用10.(2022·山西测评)若a =⎝⎛⎭⎫3412,b =⎝⎛⎭⎫4314,c =⎝⎛⎭⎫2334,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .c <a <b B .c <b <a C .a <c <bD .b <c <a解析:A a =⎝⎛⎭⎫3412=⎝⎛⎭⎫91614<1,b =⎝⎛⎭⎫4314>1,c =⎝⎛⎭⎫2334=⎝⎛⎭⎫82714<1,且0<827<916<1,函数y =x 14在(0,+∞)上单调递增,所以⎝⎛⎭⎫82714<⎝⎛⎭⎫91614,所以c <a ,所以c <a <b .故选A .11.函数f (x )=(m 2-m -1)x m 2+m -3是幂函数,对任意x 1,x 2∈(0,+∞),且x 1≠x 2,满足f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0,若a ,b ∈R ,且f (a )+f (b )的值为负值,则下列结论可能成立的是( )A .a +b >0,ab <0B .a +b >0,ab >0C .a +b <0,ab <0D .以上都可能解析:C 由于函数f (x )为幂函数,故m 2-m -1=1,解得m =-1或m =2.当m =-1时,f (x )=1x 3,当m =2时,f (x )=x 3.由于“对任意x 1,x 2∈(0,+∞),且x 1≠x 2,满足f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0”,故函数在(0,+∞)上为增函数,故f (x )=x 3.由于f (-x )=-f (x ),故函数是单调递增的奇函数.由于f (a )+f (b )<0,所以a +b <0,ab <0(或ab =0或ab >0均可能成立).故选C .12.已知点(2,22)在幂函数y =f (x )的图象上. (1)求f (x )的表达式;(2)设g (x )=f (x )-x -1,求函数y =g (x )的零点,推出函数y =g (x )的另外一个性质(只要求写出结果,不要求证明),并画出函数y =g (x )的简图.解:(1)因为f (x )为幂函数,所以设f (x )=x α, 又(2,22)在f (x )的图象上,所以(2)α=22⇒α=3,所以f (x )=x 3. (2)由(1)知f (x )=x 3, 故g (x )=f (x )-x -1=x 3-1x ,令g (x )=0,解得x =1或x =-1, 故函数y =g (x )的零点为±1;g (x )=x 3-1x,故其定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),值域为R ,又g (-x )=(-x )3-1-x =-x 3+1x =-g (x ),故g (x )为奇函数,根据单调性的性质可知g (x )在(0,+∞)上单调递增,在(-∞,0)上单调递增.(以上性质任选其一即可). 函数y =g (x )的图象如图.。
2.3 幂函数2.3.1 幂函数的概念2.3.2 幂函数的图象和性质 双基达标(限时20分钟)1.下列函数中是幂函数的是 ( ).A .y =3xB .y =(3x )2C .y =x 23D .y =2x答案 C2.下列命题正确的是 ( ).A .当α=0时,函数y =x α的图象是一条直线B .幂函数图象都过点(0,0)和(1,1)C .若幂函数y =x α是奇函数,则y =x α是定义域上的递增函数D .幂函数图象不可能出现在第四象限答案 D3.若幂函数y =x a 2-4a -9为偶函数,则a 的值不可能是 ( ).A .5B .4C .3D .1解析 函数是偶函数,则a 2-4a -9是偶数,将各选项中数值代入可知a =4 时,a 2-4a -9=-9,不符合要求.答案 B4.以下五个数:23,⎝⎛⎭⎫53-12,⎝⎛⎭⎫-233,⎝⎛⎭⎫150,(32)3,由小到大的顺序是________.解析 ∵⎝⎛⎭⎫-233<0,0<⎝⎛⎭⎫53-12<1,⎝⎛⎭⎫150=1,1<⎝⎛⎭⎫323<23,∴⎝⎛⎭⎫-233<⎝⎛⎭⎫53-12<⎝⎛⎭⎫150<⎝⎛⎭⎫323<23.答案 ⎝⎛⎭⎫-233<⎝⎛⎭⎫53-12<⎝⎛⎭⎫150<⎝⎛⎭⎫323<235.已知幂函数y =f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫2,22,则此函数的解析式为________.解析 设f (x )=x α,把⎝⎛⎭⎫2,22代入得α=-12,∴f (x )=x -12.答案 f (x )=x -126.比较下列各组数中两个数的大小. (1)⎝⎛⎭⎫-23-1与⎝⎛⎭⎫-35-1;(2)⎝⎛⎭⎫2334与⎝⎛⎭⎫3423.解 (1)∵幂函数y =x -1在(-∞,0)上是单调递减的, 又-23<-35, ∴⎝⎛⎭⎫-23-1>⎝⎛⎭⎫-35-1.(2)∵函数y 1=⎝⎛⎭⎫23x为递减函数,又34>23,∴⎝⎛⎭⎫2323>⎝⎛⎭⎫2334.又∵函数y 2=x 23在(0,+∞)上是递增函数,且34>23,∴⎝⎛⎭⎫3423>⎝⎛⎭⎫2323,∴⎝⎛⎭⎫3423>⎝⎛⎭⎫2334.综合提高 (限时25分钟)7.下列不等式在a <b <0的条件下不能成立的是 ( ).A .a -1>b -1B .a 13<b 13C .b 2<a 2D .a -23>b -23解析 分别构造函数y =x -1,y =x 13,y =x 2,y =x -23,其中函数y =x -1,y=x 2在(-∞,0)上为递减函数,而y =x 13,y =x -23为(-∞,0)上的递增函数,从而D 项成立.答案 D8.设a ∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,1,12,3,则使函数y =x a 的定义域为R 且为奇函数的所有a 的值为 ( ).A .1,3B .-1,1C .-1,3D .-1,1,3 解析 当a =1时,函数y =x 定义域是R 且是奇函数;当a =3时,函数y = x 3定义域是R 且是奇函数.答案 A9.已知函数y =(a 2-5a +7)x a (a 为常数)为幂函数,则a =________. 解析 由题知a 2-5a +7=1,∴a =2或3.答案 2或310.函数f (x )=1x m 2+m +1(m ∈N *)的定义域是________,奇偶性为________,单调递减区间是________.解析 ∵m 2+m =m (m +1),m ∈N *,其值必然是正偶数,∴m 2+m +1必然是正奇数,故f (x )的定义域为{x |x ∈R 且x ≠0},f (x )是奇函 数,在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递减.答案 (-∞,0)∪(0,+∞) 奇函数 (-∞,0)和(0,+∞)11.已知函数y =(a 2-3a +2)x a 2-5a +5(a 为常数).(1)a 为何值时,此函数为幂函数?(2)a 为何值时,此函数为正比例函数?(3)a 为何值时,此函数为反比例函数?解 (1)由题意,得a 2-3a +2=1,即a 2-3a +1=0.解得a =3±52,即a =3±52时,此函数为幂函数. (2)由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a 2-5a +5=1,a 2-3a +2≠0. 解得a =4,即a =4时,此函数为正比例函数.(3)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 2-5a +5=-1,a 2-3a +2≠0. 解得a =3,即a =3时,此函数为反比例函数.12.(创新拓展)已知幂函数y =x 3m -9 (m ∈N +)的图象关于y 轴对称,且在(0,+∞)上函数值随x 的增大而减小,求满足(a +1)-m 3<(3-2a )-m3的a 的范围.解 ∵函数在(0,+∞)上递减, ∴3m -9<0,解得m <3, 又m ∈N +,∴m =1,2. 又函数图象关于y 轴对称, ∴3m -9为偶数,故m =1, ∴有(a +1)-13<(3-2a )-13.又∵y =x -13在(-∞,0),(0,+∞)上均递减, ∴a +1>3-2a >0或0>a +1>3-2a 或a +1<0<3-2a ,解得23<a <32或a <-1.。
幂函数检测题与详解答案1.若幂函数y =f (x )的图象过点(4,2),则f (8)的值为( ) A .4 B. 2 C .2 2D .1解析:选C 设f (x )=x n,由条件知f (4)=2,所以2=4n,n =12,所以f (x )=x 12,f (8)=812=2 2.2.若幂函数f (x )=x k在(0,+∞)上是减函数,则k 可能是( ) A .1 B .2 C.12D .-1解析:选D 由幂函数的性质得k <0,故选D. 3.已知幂函数f (x )=(m 2-3m +3)x m +1为偶函数,则m =( )A .1B .2C .1或2D .3解析:选A ∵函数f (x )为幂函数,∴m 2-3m +3=1,即m 2-3m +2=0,解得m =1或m =2.当m =1时,幂函数f (x )=x 2为偶函数,满足条件;当m =2时,幂函数f (x )=x 3为奇函数,不满足条件.故选A.4.(2018·邢台期末)已知幂函数f (x )的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫2,14,则函数g (x )=f (x )+x 24的最小值为( )A .1B .2C .4D .6解析:选A 设幂函数f (x )=x α.∵f (x )的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫2,14,∴2α=14,解得α=-2.∴函数f (x )=x -2,其中x ≠0. ∴函数g (x )=f (x )+x 24=x -2+x 24=1x 2+x 24≥21x 2·x 24=1, 当且仅当x =±2时,g (x )取得最小值1. 5.(2019·安徽名校联考)幂函数y =x|m -1|与y =x23-m m (m ∈Z)在(0,+∞)上都是增函数,则满足条件的整数m 的值为( )A .0B .1和2C .2D .0和3解析:选C 由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧|m -1|>0,3m -m 2>0,m ∈Z ,解得m =2.6.已知a =345,b =425,c =1215,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .b <a <c B .a <b <c C .c <b <aD .c <a <b解析:选C 因为a =8115,b =1615,c =1215,由幂函数y =x 15在(0,+∞)上为增函数,知a >b >c ,故选C.7.设x =0.20.3,y =0.30.2,z =0.30.3,则x ,y ,z 的大小关系为( ) A .x <z <y B .y <x <z C .y <z <xD .z <y <x解析:选A 由函数y =0.3x在R 上单调递减,可得y >z .由函数y =x 0.3在(0,+∞)上单调递增,可得x <z .所以x <z <y .8.已知幂函数f (x )=(m -1)2x242-+m m 在(0,+∞)上单调递增,函数g (x )=2x-k ,当x ∈[1,2)时,记f (x ),g (x )的值域分别为集合A ,B ,若A ∪B =A ,则实数k 的取值范围是( )A .(0,1)B .[0,1)C .(0,1]D .[0,1]解析:选D ∵f (x )是幂函数,∴(m -1)2=1,解得m =2或m =0.若m =2,则f (x )=x-2在(0,+∞)上单调递减,不满足条件.若m =0,则f (x )=x 2在(0,+∞)上单调递增,满足条件,即f (x )=x 2.当x ∈[1,2)时,f (x )∈[1,4),即A =[1,4);当x ∈[1,2)时,g (x )∈[2-k,4-k ),即B =[2-k,4-k ).∵A ∪B =A ,∴B ⊆A ,∴2-k ≥1且4-k ≤4,解得0≤k ≤1.9.若f (x )是幂函数,且满足f 9f 3=2,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫19=________. 解析:设f (x )=x α,∵f 9f 3=9α3α=3α=2,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫19=⎝ ⎛⎭⎪⎫19α=⎝ ⎛⎭⎪⎫132α=132α=122=14.答案:1410.已知函数f (x )=(m 2-m -5)x m是幂函数,且在(0,+∞)上为增函数,则实数m 的值是________.解析:由f (x )=(m 2-m -5)x m 是幂函数⇒m 2-m -5=1⇒m =-2或m =3.又f (x )在(0,+∞)上是增函数,所以m =3.答案:311.当0<x <1时,f (x )=x 2,g (x )=x 12,h (x )=x -2,则f (x ),g (x ),h (x )的大小关系是________________.解析:分别作出y =f (x ),y =g (x ),y =h (x )的图象如图所示,可知h (x )>g (x )>f (x ).答案:h (x )>g (x )>f (x )12.(2019·银川模拟)已知幂函数f (x )=x 12-,若f (a +1)<f (10-2a ),则a 的取值范围是________.解析:由题意得,幂函数f (x )=x -12的定义域为(0,+∞),且函数f (x )在(0,+∞)上单调递减,由f (a +1)<f (10-2a ),得⎩⎪⎨⎪⎧a +1>10-2a ,a +1>0,10-2a >0,解得3<a <5.答案:(3,5)13.已知幂函数f (x )=x ()21-+m m (m ∈N *)的图象经过点(2,2).(1)试确定m 的值;(2)求满足条件f (2-a )>f (a -1)的实数a 的取值范围. 解:(1)∵幂函数f (x )的图象经过点(2,2), ∴2=2()21-+m m ,即212=2()21-+m m .∴m 2+m =2,解得m =1或m =-2. 又∵m ∈N *,∴m =1. (2)由(1)知f (x )=x 12,则函数的定义域为[0,+∞),并且在定义域上为增函数.由f (2-a )>f (a -1),得⎩⎪⎨⎪⎧2-a ≥0,a -1≥0,2-a >a -1,解得1≤a <32.∴a 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫1,32.。
幂函数检测
班级________ 姓名________ 得分________
一、选择题
1.如图5,函数的图象大致是().
2.函数与的图象().
(A)关于原点对称(B)关于x轴对称
(C)关于y轴对称(D)关于直线y=x对称
3.的大小关系是().
(A)c<a<b (B)a<c<b (C)b<a<c
(D)c<b<a
4.已知幂函图象如图6,则n可能取的值是().
(A)(B)(C)-(D)
5.图7所示曲线为幂函数在第一象限的图象,则c1、c2、c3、c4大小关系为().
(A)c1>c2>c3>c4
(B)c2>c1>c4>c3
(C)c1>c2>c4>c3
(D)c1>c4>c3>c2
6.函数的图象可以看成由幂函数的图象()得到的.
(A)向左平移1个单位(B)向右平移1个单位
(C)向上平移1个单位(D)向下平移1个单位
二、填空题
1.已知幂函数的图象不过原点,则m的值为________.2.在同一坐标系中画出和的图象________.
3.当时,函数的图象恒在y=x的下方,则a的取值范围是________.4.函数的减区间________.
三、解答题
1.若关于x的不等式的解集是,求实数a的值.
2.函数对一切都有,且,试比较与的大小.
幂函数答案
一、D D D D C B
二、1.m=3;2.略;3.a<1;4.〔3,5〕.
三、
1.设,在同一坐标系作图,由题意,x=2时,,∴
.
2.b=2,c=3.f(x)对称轴x=1,。