(完整版)幂函数图象及其性质
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幂函数的图像和性质幂函数的图像和性质是指关于某一变量x的多项式形式为y=ax^n(a≠0)的函数,其中a是实数,n∈Z,称为幂函数。
由于幂函数有着独特的形式,它的图像和性质也有许多独特之处。
一、图像1. 对于任意实常数a>0,n>0,y=ax^n的图像是一条以原点为极坐标的曲线;2. 对于任意实常数a>0,n<0,y=ax^n的图像是一条以x轴上的无穷远点为极坐标的曲线;3. 对于任意实常数a<0,n>0,y=ax^n的图像是一条以y轴上的无穷远点为极坐标的曲线;4. 对于任意实常数a<0,n<0,y=ax^n的图像是一条以原点为极坐标的曲线。
二、性质(1)当n>0时,y=ax^n的图像在x轴上的对称轴是x=0,且函数值y随x的增加而不断增大,直至无穷大;(2)当n<0时,y=ax^n的图像在x轴上的对称轴是x=0,且函数值y随x的增加而不断减小,直至无穷小;(3)当n=0时,y=ax^n即为常数函数y=a,其图像是一条水平线;(4)当n>0时,y=ax^n在x轴上的渐近线是y=0,其图像开口向上;(5)当n<0时,y=ax^n在x轴上的渐近线是y=0,其图像开口向下;(6)对于任意实数m,y=ax^n的图像关于y=m的对称轴是x=(m/a)^(1/n);(7)当n>0时,在y轴上截取y=ax^n的图像时,可以得到一段区间[0, +∞],在这段区间内,函数值y 随x的增加而增大;(8)当n<0时,在y轴上截取y=ax^n的图像时,可以得到一段区间(-∞, 0],在这段区间内,函数值y 随x的增加而减小;三、总结幂函数的图像和性质是指函数形式为y=ax^n(a≠0)的函数的图像和性质,其中a是实数,n∈Z。
幂函数的性质有:对称轴、渐近线、函数值随x的变化而变化等,此外,图像表明幂函数的变化趋势,可以直观地看出函数值y 随x的变化趋势,从而有助于理解函数的特点。
【知识结构】1 •有理数指数幕 (1)幕的有关概念m①正数的正分数指数幕:a nv'a m (a 0,m> n N ,且n 1);(三)幕函数 1、幕函数的定义形如y=x " (a € R )的函数称为幕函数,m 1 1 a n m / ----- (amn aa②正数的负分数指数幕 0,m 、n N ,且n 1) ③0的正分数指数幕等于0,0的负分数指数幕没有意义 注:分数指数幕与根式可以互化,通常利用分数指数幕进行根式的运算 (2)有理数指数幕的性质①a f a s =a r+s (a>0,r 、s € Q ②(a r )s =a rs (a>0,r 、s € Q);③(ab)r =a r b s (a>0,b>0,r € Q);. 例2 (1)计算: 3 "3 4 o 5 [(38)3(56).2 1 1 (0.008) 3(0.02) ' (0.32円 0.06250.254 1 a 3 8a 3b 2 2 (2)化简:4b 3 23 ab a 3 (a 3 23 b) . a 3 a 2 a 引Ja Va 变式: (1)(2007执信A )化简下列各式(其中各字母均为正数) 2)1 2 1 b 2 ( 3a?b 1) (4a? b 予.其中x是自变量,a为常数注:幕函数与指数函数有本质区别在于自变量的位置不同,幕函数的自变量在底数位置,而指数函数的自变量在指数位置。
例1.下列函数中不是幕函数的是()A. y VxB. y X3 C y 2x D. y X1例2.已知函数f x m2m 1 x 5m 3,当m为何值时,f x :(1)是幕函数;(2)是幕函数,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;变式已知幕函数y (m2 m 1)x m 2m 3,当x (0,g)时为减函数,则幕函数y _______ -2. 幕函数的图像幕函数y= x a的图象由于a的值不同而不同.a的正负:a> 0时,图象过原点和(1,1),在第一象限的图象上升;aV0时,图象不过原点,在第一象限的图象下降,反之也成立;3、幕函数的性质例3.比较大小:1 1—— 3 3 1 1 2 3 0 5(1)1.52,1.7 2(2)( 1.2) ,( 1.25) (3) 5.25 ,5.26 ,5.26 (4)0.5 ,3 ' ,log3 0.54.幕函数的性质及其应用幕函数y= x a有下列性质:(1)单调性:当a>0时,函数在(0,+^上单调递增;当aV0时,函数在(0,+^上单调递减.⑵奇偶性:幕函数中既有奇函数,又有偶函数,也有非奇非偶函数,可以用函数奇偶性的定义进行判断.m 22m 3例4.已知幕函数y x( m Z )的图象与x轴、y轴都无交点,且关于原点对称,求m的值.例5•已知幕函数y x m 2(m N)的图象与x, y轴都无交点,且关于y轴对称,求m的值,并画出它的图象.变式:已知幕函数f(X)=X亦2m 3( m^ Z)为偶函数,且在区间(0, + X)上是单调减函数.(1)求函数f(x); (2)讨论F (x) =a f (x) 二的奇偶性.xf (x)5.规律方法(1).幕函数y=x a(a0,1)的图象(2).幕函数y x a(a q, p,q N」为最简分式)的图象6.性质:(1)幕函数的图象都过点;任何幕函数都不过象限;(2)当a 0时,幕函数在[0,)上当a 0时,幕函数在(0,)上;(3) 当 a 2,2 时, 幕函数是当 a 1,1,3,-时,幕函数3是.例6右图为幕函数y x在第一象限的图像,则a, b,c, dy」的大小关系是( )」x a(A) a b c d(B) b a d c y x b (C)a b d c(D) a d c b^^X^y x cO x例7若点错误!未找到引用源。
幂函数的图像与性质一、根式与有理数指数幂1、根式(1(2①②2(1③0(2①②③二、幂函数1、幂函数的定形如()ay x a R =∈的函数称为幂函数,其中x 是自变量,a 为常数 已知函数()()2531m f x m m x--=--,当m 为何值时,()f x :(1)是幂函数; (2)是正比例函数; (3)是反比例函数; (4)是二次函数;练习:已知函数221()(2)m m f x m m x +-=+,m 为何值时,()f x 是(1)正比例函数 (2)反比例函数(3)二次函数 (4)幂函数三、幂函数的图像幂函数ay x =的图象由于a 的值不同而不同. 1、幂函数ay x =的图象(部分图像)2、单调性:(只研究第一象限的单调性)当0a >时,图象过原点和()1,1,在第一象限的图象上升,故函数在第一象限单调递增;当0a <时,图象不过原点,在第一象限的图象下降,故函数在第一象限单调递减; 3、幂函数的奇偶性 (1)当a 是整数如果a 是偶数,则幂函数的为偶函数 如果a 是奇数,则幂函数的为奇函数 (2)当a 是分数(,,,a q qy x a p q N p p*==∈为最简分式)的图象备注:当a 是分数时,幂函数的奇偶性没有统一性,由具体情况才能判断。
4、幂的大小与函数图像的关系 总结:在直线1x =右侧,图像越靠近x 轴,幂越小;练习、右图为幂函数y x α=在第一象限的图像,则,,,a b c d 的大小关系是( )()A a b c d>>>()B b a d c >>> ()C a b d c >>>()D a d c b >>>题型分析:一、求定义域 1、函数23-=x y 的定义域为 .2、函数y =(x 2-2x )21-的定义域3、求函数25y x =的定义域练习:1、若a 21<a21-,则a 的取值范围是( )A .a ≥1B .a >0C .1>a >0D .1≥a ≥0 2、若21)1(-+a <21)23(--a ,求则a 的取值范围二、单调性1、函数y =52x 的单调递减区间为( )A .(-∞,1)B .(-∞,0)C .[0,+∞]D .(-∞,+∞) 下列函数在(),0-∞上为减函数的是( )A .13y x = B .2y x = C .3y x = D .2y x -=三、判断下列函数的奇偶性 1、已知幂函数23-=xy ,那么函数为A .奇函数B .偶函数C .非奇非偶函数D .减函数 2、已知幂函数25y x = ,那么函数为A .奇函数B .偶函数C .非奇非偶函数D .减函数 3、已知幂函数f(x)=x 322--m m(m ∈Z )为偶函数,且在区间(0,+∞)上是单调减函数. (1)求函数f(x); (2)讨论F (x )=a )()(x xf bx f -的奇偶性xOy ay x=by x = cy x=幂依次减小四、比较大小1、比较下列各组中两个数的大小: (1)535.1,537.1; (2)0.71.5,0.61.5; (3)32)2.1(--,32)25.1(--.练习:(1)11221.5,1.7 (2)33( 1.2),( 1.25)--(3)1125.25,5.26,5.26--- (4)30.530.5,3,log 0.52、已知点在幂函数()f x 的图象上,点124⎛⎫- ⎪⎝⎭,,在幂函数()g x 的图象上.问当x 为何值时有:(1)()()f x g x >;(2)()()f x g x =; (3)()()f x g x <.综合训练1.在函数22031,3,,y y x y x x y x x===-=中,幂函数的个数为 ( ) A .0B .1C .2D .32、幂函数的图象都经过点( )A .(1,1)B .(0,1)C .(0,0)D .(1,0)3、幂函数25-=x y 的定义域为( )A .(0,+∞)B .[0,+∞)C .RD .(-∞,0)U (0,+∞)4.若幂函数()af x x =在()0,+∞上是增函数,则( )A .a >0B .a <0C .a =0D .不能确定 6.若幂函数()1m f x x -=在(0,+∞)上是减函数,则( )A .m >1B .m <1C .m =lD .不能确定 9、若四个幂函数y =a x ,y =b x ,y =c x ,y =dx 在同一坐标系中的图象如右图,则a 、b 、c 、d 的大小关系是( )A 、d >c >b >aB 、a >b >c >dC 、d >c >a >bD 、a >b >d >c10、当x ∈(1,+∞)时,函数)y =ax 的图象恒在直线y =x 的下方,则a 的取值范围是 A 、a <1 B 、0<a <1 C 、a >0 D 、a <0bx cx11、下面六个幂函数的图象如图所示,试建立函数与图象之间的对应关系..6543212132323123---======x y x y x y x y x y x y );();()(;);();()((A ) (B ) (C ) (D ) (E ) (F )指数函数、对数函数、幂函数综合小练习1、函数41lg)(--=x xx f 的定义域为( ) A .(1,4) B .(-∞,1)∪(4,+∞) C .[1,4) D .(-∞,1]∪(4,+∞) 2、以下四个数中的最大者是( )(A) (ln2)2(B) ln(ln2)(C) ln 2(D) ln23、设f (x )= 1232,2,log (1),2,x e x x x -⎧<⎪⎨-≥⎪⎩则不等式f (x )>2的解集为( )(A)(1,2)⋃(3,+∞) (B)(10,+∞) (C)(1,2)⋃ (10 ,+∞)(D)(1,2) 4、设2log 3P =,3log 2Q =,23log (log 2)R =,则( )A .R Q P <<B .P R Q <<C .Q R P <<D .R P Q <<5、已知c a b 212121log log log <<,则( )A .c a b 222>>B .cb a 222>> C .abc222>> D .bac222>> 6、函数12log (32)y x =-( ) A.[1,)+∞ B. 23(,)+∞ C.23[,1] D. 23(,1]7、已知函数kx y x y ==与41log 的图象有公共点 A ,且点A 的横坐标为2,则k ( )A .41-B .41C .21-D .218、若函数()1(01)xf x a b a a =+->≠且的图像经过二、三、四象限,则一定有( )A .010><<b a 且B .01>>b a 且C .010<<<b a 且D .01<>b a 且 9、已知x x f 26log )(=,那么)8(f 等于( ) (A )34 (B )8 (C )18 (D )21 10、函数y =lg|x| ( )A .是偶函数,在区间(-∞,0)上单调递增B .是偶函数,在区间(-∞,0)上单调递减C .是奇函数,在区间(0,+∞)上单调递增D .是奇函数,在区间(0,+∞)上单调递减 11、函数3)4lg(--=x x y 的定义域是12、设,0.(),0.x e x g x lnx x ⎧≤=⎨>⎩则1(())2g g =__________13、若函数f(x) = 1222--+aax x 的定义域为R ,则a 的取值范围为___________.14、若函数)2(log )(22a a x x x f ++=是奇函数,则a = .。
幂函数的一般形式为y = x^n,其中n 是一个实数,x 是自变量,y 是因变量。
以下是幂函数的主要性质:
1.当n > 0 时,幂函数是增函数;当n < 0 时,幂函数是减函数。
2.当n 是偶数时,幂函数的图像关于y 轴对称;当n 是奇数时,幂函
数的图像关于原点对称。
3.当n > 1 时,幂函数的图像在第一象限和第三象限上都是上升的;当0
< n < 1 时,幂函数的图像在第一象限和第三象限上都是下降的。
4.当n > 1 时,幂函数的图像在x 轴正半轴上有一个水平渐近线,而在
x 轴负半轴上没有水平渐近线;当0 < n < 1 时,幂函数的图像在x 轴正半轴上没有水平渐近线,而在x 轴负半轴上有一个水平渐近线。
5.幂函数的导数为y' = nx^(n-1),因此在n > 0 时,幂函数在定义域内处
处可导。
以下是一些常见幂函数的图像:。
幕函数的图像与性质1幕函数的定义形如y=x "(a € R )的函数称为幕函数,其中 x 是自变量,a 为常数 注:幕函数与指数函数有本质区别在于自变量的位置不同, 幕函数的自变量在底数位置,而指数函数的自变量在指数位置。
例题、(1).下列函数中不是幕函数的是()A . y 仮B . y x 3 c . y 2x D . y x 1答案:C例2.已知函数f xm 2 m 1 x 5m 3,当m 为何值时,f x图像是上升曲线。
(1)是幕函数;(2)是幕函数,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)(2) (3) m4 (4) m5(5) m 1变式训练: 已知函数fx m 22mm为何值时,在第一象限内它的2小简解:m m 02m 2m 3 解得:m 0U 3,小结与拓展:要牢记幕函数的定义,列出等式或不等式求解。
2.幕函数的图像幕函数y = x a 的图象由于a 的值不同而不同.a 的正负:a> 0时,图象过原点和(1,1),在第一象限的图象上升;在第一象限的图象下降,反之也成立;aV 0,图象不过原点,1注:在上图第一象限中如何确定y=x 3, y=x 2, y=x , y x 2 , y=x -1方法:可画出x=x o ;当x o >l 时,按交点的高低,从高到低依次为y=x 3, y=x 2, 当0<x o <l 时,按交点的高低,从高到低依次为y=x -1, yy=xy=x 2 y=x 31y x?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 奇单调性增x € [0 , )时,增;x € (,0]时,减增增x € (0,+ )时,减; x € (- ,0)时,减定点(1 , 1)例.比较大小:1 1_"T ~ 3 3 1 1 2 3 0 5(1)1.52,1.72 (2)( 1.2) ,( 1.25) (3)5.25 ,5.26 ,5.26 (4)0.5 ,3 . ,log 3 0.5解: (1 )••• y X 在[0,)上是增函数,1.5 1.71.52 1.721y=x , y x 2, y=x -1 ;1 2 23x 2,y=x , y=x 2,y=x 3 。
(2) •/ y3x在R上是增函数,1.21.25,二(1.2)3( 1.25)3(3) •/ y x1在(0,)上是减函数,5.25 5.26 , 5.25 1 5.26 1•...y 5.26x (是增函数,1 2 ,.•• 5.2615.26 2•综上,5.251 5.26 1 5.26 2(4) 00.53130.5 1 log3 0.5... log?30.5 0.530.55•幕函数的性质及其应用幕函数y= X a有下列性质:(1)单调性:当a>0时,函数在(0, + ^上单调递增;当a V 0时,函数在(0,+^上单调递减.(2)奇偶性:幕函数中既有奇函数,又有偶函数,也有非奇非偶函数,可以用函数奇偶性的定义进行判断.m2例3.已知幕函数y x 2m 3(m Z)的图象与x轴、y轴都无交点,且关于原点对称,求m的值.解:•••幕函数2m 2my x3(m Z)的图象与x轴、y轴都无交点,2 m2m3 0 -? • •1m 3 ;•/ m Z ,. (m22m3)Z,又函数图象关于原点对称,2 m2m 3是奇数,•••m0或m 2例7.已知点(血2)在幕函数f(x)的图象上,点2,-,在幕函数g(x)的图象上.问当x4为何值时有:(1) f (x) g(x) ; (2) f (x) g(x) ; (3) f (x) g(x).2变式:已知幕函数f(x)=x m 2m 3(m€ Z)为偶函数,且在区间(0, +8)上是单调减函数.(1)求函数f(x); (2)讨论F (x) =a、f (x) b—的奇偶性.xf (x)6•规律方法(1 ) •幕函数y= x a(a= 0,1)的图象(2)•幕函数y x a(a q, p,q N,-q为最简分式)的图象例1概念:一般地,我们把形如 _的函数称为幕函数,其中__________________ 是自变量,_________ 是常数;注意:幕函数与指数函数的区别.2•性质:(1)幕函数的图象都过点______________ ;任何幕函数都不过 ____________ 象限;(2)当a 0时,幕函数在[0,)上_________ ;当a 0时,幕函数在(0,)上__________________1(3)当a 2,2时,幕函数是______________ ;当a 1,1,3 -时,幕函数是_____________________3解: 由图像可知:应选(C).综合训练:2、幕函数的图象都经过点(像, (A) (C)例1、右图为幂函数y则a,b,c,d 的大小关系是(B)b (D)ax 在第一象限的图1.在函数y13,y3x 2, y x 2x,yX 0 中, 幕函数的个数为A . (1 , 1)B . (0, 1)(0, 0)D . ( 1,A . (0,+) B . [0,+)C . R D .(-,0)U (0,+)若幂函数f xx a 在 0,上是增函数,则()A . a >0B . a <0C . a =0D .不能确定若幕函数f xm 1 ”x 在(0,+8上是减函数,则()A . m >1B . m <1C . m =lD .不能确定d > c > b > a a > b > c > d C 、 d > c > a > ba >b > d > ca 、b 、cbX)4. 6. 9、若四个幕函数53、幕函数y x 2的定义域为bcX , y = Xax , y = 系a10、当x €( 1,+〜 时,函数)y = x 的图象恒在直线 y = x 的下方,则a 的取值范围是A 、a v 1B 、0 v a v 1C 、a > 0D 、a v 0二、填空题:_ 1 _ 112、 若(a + 1) 2 v (3a — 2)至,贝V a 的取值范围是 ____ ;313. 函数y x °的定义域为 ________________ .三、解答题:17下面六个幕函数的图象如图所示,试建立函数与图象之间的对应关系 .(1) y x 2; ( 2) y x 3;(3) y x 3;四:方向预测、胜利在望1— 5ADDDC61. (A) 函数f (x) Ig2. x 4(1, 4) B . [1 , 4)以下四个数中的最大者是(2(A) (l n2) —10AADDAx的定义域为(11—15 CADDB.5. A .(A) C . (_m ,)1)U (4, D . ( — a, 1] U (4 ,+s ) (B )设 f(x)=(B) l n(ln2)c x 12e ,x log 3(x 22, 1),x 2,(C) ln 2(D) In2则不等式f(x)>2的解集为((A) (C) (A )设丨 A. R Q P6.(1,(1 , P + a)2)log 2 3 , B.(3, (■ 10 , + a) Q log 3 2 , R P RQ C.(B) ( 10 , + a) (D) (1 , 2)log 2(log 3 2),则( QP D. R7. (A)已知 log 1 b log 1 a log 1 c ,贝U ()2 2 2b acab ccA . 2 2 2B . 2 2 2C . 29. (A )函数y 、log ;(3x 2)的定义域是:()2b2aD .2c 2a 2bx122 3(4)y x ;(5)y x ;(6)yA [1,)B(3,)C[1,1]D(1,1]10.(A)已知函数y log 1 x与y~Akx的图象有公共点A,且点A的横坐标为2,则k ()1111A. -B. —C. —D. —442211. (B)若函数f (x)x a b1(a0且a 1)的图象经过第二、三、四象限,则一定有( )A. 0 a1且b 0B.a1且b0C. 0 a1且b 0D.a1且b014.(A)已知f(x6)log 2! x,,那么f(8)等于( ) (A)- (B) 8(C) 181 (D)-32 15. (B)函数y= lg|x|( )A•是偶函数, 在区间(-(DO 0)上单调递增 B . 是偶函数,在区间(- O, 0)上单调递减C.是奇函数, 在区间(0, + O上单调递增 D . 是奇函数,在区间(0, + O上单调递减lg( 4 x) ..................16. (A) 函数y的定义域是x 3设g(x)xe ,x0.118. (A) 则g(g(:))ln x,x0.219. ( B)若函数f(x) = J2" 2ax a 1的定义域为R,则a的取值范围为 __________________________20. (B)若函数f(x) log a(x . x22a2)是奇函数,则a= __________________ .16. (- , 3) (3,4)1% 19.卜他20.。