2021年高考数学大一轮复习 幂函数与二次函数 专题测验
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幂函数与二次函数
1.(多选题)已知二次函数f(x)=x2-2ax+1在区间(2,3)上是单调函数,则实数a的取值范围可以是()
A.(-∞,2] B.[2,3]
C.[3,+∞) D.[-3,-2]
解析:f(x)图象的对称轴为x=a,
若f(x)在(2,3)上单调递增,则a≤2,若f(x)在(2,3)上单调递减,则a≥3,
因此选项A、C、D满足.
答案:ACD
2.已知p:|m+1|<1,q:幂函数y=(m2-m-1)x m在(0,+∞)上单调递减,则p是q 的()
A.充分不必要条件B.必要不充分条件
C.充要条件D.既不充分也不必要条件
解析:p:由|m+1|<1得-2<m<0,
q:因为幂函数y=(m2-m-1)x m在(0,+∞)上单调递减.
所以m2-m-1=1,且m<0,解得m=-1.
所以p是q的必要不充分条件.
答案:B
3.(2017·浙江卷)若函数f(x)=x2+ax+b在区间[0,1]上的最大值是M,最小值是m,则M-m()
A.与a有关,且与b有关B.与a有关,但与b无关
C.与a无关,且与b无关D.与a无关,但与b有关
解析:设x1,x2分别是函数f(x)在[0,1]上的最小值点与最大值点,
则m=x21+ax1+b,M=x22+ax2+b.
所以M-m=x22-x21+a(x2-x1),显然此值与a有关,与b无关.
答案:B
4.(2020·广东揭阳一中检测)定义在R上的函数f(x)=-x3+m与函数g(x)=f(x)+x3+x2-kx在[-1,1]是具有相同的单调性,则k的取值范围是()
A.(-∞,-2) B.[2,+∞)
C.[-2,2] D.(-∞,-2]∪[2,+∞)
解析:易知f(x)=-x3+m在R上是减函数.
依题设,函数g(x)=x2-kx+m在[-1,1]上单调递减,
所以抛物线的对称轴k
2≥1,所以k≥2.
答案:B
5.(多选题)已知定义在[1-a ,2a -5]上的偶函数f (x )在[0,2a -5]上单调递增,则函数f (x )的解析式可能是( )
A .f (x )=x 2+a
B .f (x )=-a |x |
C .f (x )=x a
D .f (x )=|x -a |
解析:因为函数f (x )是定义在[1-a ,2a -5]上的偶函数,所以1-a +2a -5=0,解得a =4,所以函数f (x )的定义域是[-3,3].研究的区间是[0,3],从而能够得到A ,C 项对应的函数都满足在[0,3]上是增函数,B 项f (x )=-a |x |在[0,3]上是减函数,D 项不是偶函数,故选AC.
答案:AC
6.(2020·荆州质检)若对任意x ∈[a ,a +2]均有(3x +a )3≤8x 3,则实数a 的取值范围是
( )
A .(-∞,-2]
B .(-∞,-1]
C .(-∞,0]
D .[0,+∞)
解析:因为y =x 3在R 上是增函数,
由(3x +a )3≤8x 3,得3x +a ≤2x ,即x ≤-a ,
所以∀x ∈[a ,a +2]时,x ≤-a 恒成立.
所以a +2≤-a ,因此a ≤-1.
答案:B
7.已知幂函数f (x )=x a 的图象过点⎝⎛⎭⎫2,12,则函数g (x )=(x -1)f (x )在区间⎣⎡⎦
⎤12,2上的最小值是________,最大值为________.
解析:由f (x )=x α的图象过点⎝⎛⎭
⎫2,12, 得2a =12
,知a =-1, 所以g (x )=x -1x =1-1x 在⎣⎡⎦
⎤12,2上单调递增, 所以g (x )min =1-2=-1,g (x )max =g (2)=12
. 答案:-1 12
8.已知函数f (x )为幂函数,且f (4)=12
,则当f (a )=4f (a +3)时,实数a 等于________. 解析:设f (x )=x a ,则4a =12,所以a =-12
. 因此f (x )=x -12,从而a -12=4(a +3)-12,解得a =15
.
答案:15 9.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________.
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, 所以⎝⎛⎭⎫2x -2x 2max =12
,所以a >12. 答案:⎝⎛⎭
⎫12,+∞ 10.已知幂函数f (x )=(m -1)2xm 2-4m +2在(0,+∞)上单调递增,函数g (x )=2x -k .
(1)求m 的值;
(2)当x ∈[1,2)时,记f (x ),g (x )的值域分别为集合A ,B ,设p :x ∈A ,q :x ∈B ,若p 是q 成立的必要条件,求实数k 的取值范围.
解:(1)依题意得:(m -1)2=1⇒m =0或m =2,
当m =2时,f (x )=x -2在(0,+∞)上单调递减,与题设矛盾,舍去,所以m =0.
(2)由(1)得,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 ),
因p 是q 成立的必要条件,则B ⊆A ,
则⎩
⎪⎨⎪⎧2-k ≥1,4-k ≤4,即⎩⎪⎨⎪⎧k ≤1,k ≥0,得0≤k ≤1. 故实数k 的取值范围是[0,1].
11.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(如图所示),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 .0
B .1 C.12 D .2
解析:因为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 23
13
. 所以a -1b =log 1323-1log 23
13
=0. 答案:A
12.右图是二次函数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________.(填写序号)
解析: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-b 2a
=-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 .
所以5a <b ,④正确.
答案:①④
13.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).
14.(多选题)由于被墨水污染,一道数学题仅能见到如下文字:“已知二次函数y =x 2+bx +c 的图象经过点(1,0),…,求证:这个二次函数的图象关于直线x =2对称.”根据已知消息,题中二次函数的图象具有的性质是( )
A .在x 轴上截得的线段长是2
B .与y 轴交于点(0,3)
C .顶点为(2,-2)
D .过点(3,0)
解析:因为函数图象过点(1,0),且对称轴是直线x =2,所以可求得函数的解析式为y =x 2-4x +3.令y =0,得x =1或x =3,所以在x 轴上截得的线段长是2,故A 正确;令x =0,可得该函数图象与y 轴的交点为(0,3),故B 正确;由函数的解析式可得其图象的顶点坐标为(2,-1),故C 错误;易知该函数图象与x 轴的交点为(1,0)和(3,0),故D 正确.
答案:ABD。