2021年高中数学核心知识点3.5 幂函数(精讲精析篇)(解析版)新高考
- 格式:doc
- 大小:1.25 MB
- 文档页数:16
高三幂函数知识点幂函数是数学中常见的一类函数,其中最为典型的就是高三幂函数。
高三幂函数是指幂指数为3的函数,可以表示为f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d的形式。
在高三数学学习中,掌握高三幂函数的相关知识点对于解题和理解函数的性质非常重要。
本文将从定义、图像、性质以及函数应用等方面来介绍高三幂函数的知识要点。
一、定义高三幂函数是由幂指数为3的变量函数所构成的,函数表达式为f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d,其中a、b、c、d为常数,a≠0。
其中,a决定了函数的开口方向,正值开口向上,负值开口向下;b、c、d分别对应二次项、一次项和常数项的系数。
二、图像特点高三幂函数的图像特点与其系数a的正负值有关。
当a>0时,函数图像开口朝上;当a<0时,函数图像开口朝下。
而且,当幂函数为3次时,其图像可能与x轴交于三个不同的点,也可能与x轴相切于某一点。
这些交点或者切点被称为函数的零点。
三、性质1. 零点和与坐标轴的交点:在图像上,高三幂函数的零点是与x轴交点的横坐标值,也是函数的解;与y轴的交点为函数的截距点,对应的坐标为(0, d)。
2. 单调性:当a>0时,高三幂函数在定义域上单调递增,当a<0时,高三幂函数在定义域上单调递减。
3. 奇偶性:高三幂函数在定义域上为奇函数,即满足f(-x) = -f(x)的性质。
4. 极值点:由于高三幂函数的图像可能存在局部最小值或者最大值,因此其极值点可以通过求导数或者观察图像得到。
5. 函数的拐点:高三幂函数的拐点是函数图像从凹向上凸或者从凸向上凹的点,对应的坐标为(x, f(x))。
四、函数应用高三幂函数在实际问题中具有广泛的应用,下面列举一些常见的应用场景:1. 物体的运动问题:高三幂函数可用于描述物体的运动状态,如自由落体运动、弹性碰撞等。
2. 经济学中的成本、收益分析:高三幂函数可以用来分析成本和收益之间的关系,从而对经济决策进行评估和优化。
高一数学知识点:幂函数知识点_知识点总结在高一数学的学习中,幂函数是一个重要的知识点。
它不仅在数学理论中有着关键的地位,也在解决实际问题中发挥着重要作用。
接下来,让我们一起深入了解幂函数的相关知识。
一、幂函数的定义一般地,形如\(y =x^α\)(\(α\)为常数)的函数,即以底数为自变量,幂为因变量,指数为常数的函数称为幂函数。
这里需要注意的是,\(α\)可以是有理数,也可以是无理数。
例如,\(y = x^2\),\(y = x^{\frac{1}{2}}\),\(y = x^{ 1}\)等都是幂函数。
二、幂函数的图像幂函数的图像因其指数\(α\)的不同而具有不同的特征。
当\(α > 0\)时:1、\(α > 1\)函数\(y =x^α\)在\(0, +∞)\)上单调递增,且增长速度越来越快;在\((∞, 0)\)上函数无定义。
其图像类似于“一撇”,经过点\((1, 1)\)和\((0, 0)\)。
2、\(0 <α < 1\)函数\(y =x^α\)在\(0, +∞)\)上单调递增,且增长速度越来越慢;在\((∞,0)\)上函数无定义。
其图像类似于“上凸”的曲线,经过点\((1, 1)\)和\((0, 0)\)。
当\(α < 0\)时:函数\(y =x^α\)在\((0, +∞)\)上单调递减,且曲线向\(x\)轴、\(y\)轴无限接近,但永不相交。
在\((∞, 0)\)上函数无定义。
其图像类似于“下凸”的曲线,经过点\((1, 1)\)。
特别地,当\(α = 0\)时,函数\(y = x^0 = 1\)(\(x ≠0\)),是一条平行于\(x\)轴的直线(去掉点\((0, 1)\))。
三、幂函数的性质1、定义域幂函数的定义域与其指数\(α\)有关。
当\(α\)为正整数时,定义域为\(R\);当\(α\)为分数时,要考虑分母的奇偶性以及根号下式子的非负性来确定定义域。
2、值域幂函数的值域也与指数\(α\)有关。
高考数学知识点:幂函数知识点_知识点总结定义:形如y=x^a(a为常数)的函数,即以底数为自变量幂为因变量,指数为常量的函数称为幂函数。
定义域和值域: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。
当x为不同的数值时,幂函数的值域的不同情况如下: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才进入函数的值域性质:对于a的取值为非零有理数,有必要分成几种情况来讨论各自的特性:首先我们知道如果a=p/q,q和p都是整数,则x^(p/q)=q次根号(x的p次方),如果q是奇数,函数的定义域是R,如果q是偶数,函数的定义域是[0,+∞)。
当指数n是负整数时,设a=-k,则x=1/(x^k),显然x≠0,函数的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞).因此可以看到x所受到的限制来源于两点,一是有可能作为分母而不能是0,一是有可能在偶数次的根号下而不能为负数,那么我们就可以知道:排除了为0与负数两种可能,即对于x>0,则a可以是任意实数;排除了为0这种可能,即对于x0的所有实数,q不能是偶数;排除了为负数这种可能,即对于x为大于且等于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。
高三数学幂函数知识点幂函数是数学中的一种函数形式,它的特点是自变量的指数是固定的,依次增大或减小。
在高三数学中,幂函数是一个重要的知识点,它与指数函数密切相关,并且在各个领域都有广泛的应用。
本文将介绍高三数学中幂函数的定义、性质以及解题方法等知识点。
1. 幂函数的定义幂函数是指具有如下形式的函数:y = a^x,其中a为正数,且不等于1。
在幂函数中,a被称为底数,x为指数。
2. 幂函数的性质(1)定义域与值域:对于幂函数y = a^x,当底数a > 1时,定义域为实数集R,值域为正实数集R+。
当0 < a < 1时,定义域为实数集R,值域为(0, 1)。
(2)增减性:当底数a > 1时,幂函数y = a^x是递增函数;当0 < a < 1时,幂函数y = a^x是递减函数。
(3)奇偶性:当底数a > 1时,幂函数y = a^x是奇函数;当0 < a < 1时,幂函数y = a^x是偶函数。
(4)对称轴:幂函数y = a^x在y轴上有对称轴。
(5)与指数函数的关系:幂函数和指数函数是互为反函数的关系,即幂函数y = a^x和指数函数y = loga(x)互为反函数。
3. 幂函数的图像幂函数的图像形状与底数a的大小有关。
当底数a > 1时,幂函数的图像随着自变量x的增大而迅速上升;当0 < a < 1时,幂函数的图像随着自变量x的增大而迅速下降。
4. 幂函数的应用幂函数在各个领域都有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:(1)物理学上,很多物理现象的变化规律可以用幂函数来描述,比如弹簧的弹力、电路中电流随时间的变化等。
(2)经济学中,幂函数可以表示一些经济指标的增长模式,比如人口增长、GDP增长等。
(3)统计学中,幂函数可以用来拟合一些自然现象的分布规律,比如城市中人口数量、物种的种群分布等。
5. 幂函数的解题方法在解题过程中,一般需要根据题目给出的条件,确定底数a的取值范围,并利用幂函数的性质进行计算。
高考数学知识点幂函数知识点_知识点总结幂函数是高中数学中重要的知识点之一,它在高考数学考试中经常出现。
掌握幂函数的知识点对于顺利解决各类与幂函数相关的数学题目至关重要。
本文将对幂函数的相关知识点进行总结和归纳,帮助同学们理清思路,加强对该知识点的掌握。
一、幂函数的定义幂函数是指函数y = x^n,其中x为自变量,n为常数。
在幂函数中,x的指数是常数,y与x之间存在特定的关系。
二、幂函数的图像特点1. 当n为正整数时,幂函数的图像是以原点为中心的相似变换。
当n为正奇数时,函数具有奇对称性,图像关于坐标原点对称;当n为正偶数时,函数具有偶对称性,图像关于y轴对称,并且右侧都是正数部分;当n为正数时,函数图像都通过第一象限。
2. 当n为负整数时,幂函数的图像将关于x轴对称,并且经过第一象限和第三象限的两点。
3. 当n为0时,幂函数的图像为直线y = 1,是一个常数函数。
三、幂函数的性质1. 定义域:所有实数。
2. 值域:当n为正奇数时,函数的值域为(-∞, +∞);当n为正偶数时,函数的值域为[0, +∞);当n为负奇数时,函数的值域为(-∞, 0);当n为负偶数时,函数的值域为[0, +∞)。
3. 单调性:当n为正数时,幂函数在定义域上是递增函数;当n为负数时,幂函数在定义域上是递减函数。
4. 对称性:当n为正奇数时,幂函数的图像关于原点对称;当n为正偶数时,幂函数的图像关于y轴对称;当n为负整数时,幂函数的图像关于x轴对称。
5. 渐近线:当n为正数时,幂函数的图像与x轴无交点;当n为负整数时,幂函数的图像与y轴无交点。
四、幂函数的应用幂函数广泛应用于数学中的各种实际问题中,比如面积、体积、变量关系等。
在解决这些问题时,我们可以通过列方程、求导等方法将其转化为幂函数的求解过程。
例如,求解一个正方形的面积与边长之间的关系。
我们可以将正方形的面积设为y,边长设为x,那么根据正方形的性质可得 y = x^2,这就是一个幂函数的表达式,通过对该函数进行数学分析,我们可以得出边长与面积之间的关系,并解决相关的数学问题。
高考数学知识点幂函数知识点总结幂函数是高考数学中的重要知识点之一。
它在求解各类问题中具有广泛的应用。
本文将对幂函数的定义、性质以及解题技巧进行总结,以帮助考生全面掌握相关知识。
一、幂函数的定义与性质1. 定义:幂函数是指形如f(x) = a^x的函数,其中a为实数且a>0且a≠1。
2. 幂函数的基本性质:(1) 当a>1时,幂函数是递增函数;(2) 当0<a<1时,幂函数是递减函数;(3) 幂函数的图象是关于y轴对称的;(4) 当x取整数时,幂函数的函数值为恒定值。
3. 幂函数的特殊情况:(1) 当a>1时,幂函数的图象在x轴正半轴上逼近y轴;(2) 当0<a<1时,幂函数的图象在x轴正半轴上逼近x轴;(3) 当a=1时,幂函数为常数函数。
二、幂函数的常见解题技巧1. 求解幂函数的零点:对于幂函数f(x) = a^x = 0,可以通过求解a^x = 0的条件来得到幂函数的零点。
由于指数函数a^x的定义域为实数集,而等式0^x没有意义,因此幂函数的零点不存在。
2. 求解幂函数的最值:当幂函数f(x) = a^x存在最值时,可以通过导数法求解。
具体步骤为:(1) 求得f'(x) = a^x * ln(a),其中ln(a)表示以e为底的对数;(2) 令f'(x) = 0,解得x = ln(a);(3) 将x = ln(a)带入幂函数,得到最值点或者端点的函数值;(4) 比较得到最值。
3. 幂函数与其他函数的复合:幂函数和其他常见函数的复合,如幂函数与线性函数、指数函数、对数函数的复合等,可以通过替换变量或者利用函数关系进行求解。
具体步骤需要根据题目的要求和已知条件进行灵活运用。
4. 幂函数在实际问题中的应用:幂函数在生活和工作中有广泛的应用,比如指数增长与衰减问题,利润与销售量关系的建模,物理中的涉及到指数增长和衰减的问题等,需要考生能够将幂函数与实际问题相结合,进行建模和求解。
高考数学知识点幂函数知识点知识点总结高考数学知识点:幂函数知识点总结在高中数学课程中,幂函数是一个重要的知识点。
幂函数的数学表达式为f(x) = ax^n,其中a和n分别代表常数,x代表自变量。
幂函数具有许多特殊性质和应用,下面将对幂函数的相关知识点进行总结。
一、定义和性质1. 幂函数的定义:幂函数是指具有形如f(x) = ax^n的函数,其中a和n为实数常数,且a≠0。
2. 幂函数的图像:根据a和n的取值不同,幂函数的图像可以表现为增函数、减函数或恒函数。
3. 幂函数的对称性:当幂函数的幂指数n为正偶数时,函数图像关于y轴对称;当n为正奇数时,函数图像关于原点对称;当n为负数时,函数图像关于x轴对称。
二、基本性质和运算法则1. 幂函数的基本性质:a) 当n>0时,幂函数是增函数;当n<0时,幂函数是减函数。
b) 当a>1时,幂函数递增速度大于直线函数y=x;当0<a<1时,幂函数递增速度小于直线函数y=x。
c) 当n=1时,幂函数是一次函数;当n=0时,幂函数是常值函数。
2. 幂函数的运算法则:a) 幂函数相乘:f(x) = ax^m * bx^n = abx^(m+n)。
b) 幂函数相除:f(x) = (ax^m) / (bx^n) = (a/b)x^(m-n),其中b≠0。
c) 幂函数相乘的分配律:(a * b)x^n = a * bx^n,其中a和b为常数,n为指数。
d) 幂函数的复合:f(g(x)) = (ax^m)^n = a^n*x^(m*n),其中a、g(x)和n为常数。
三、幂函数的应用1. 函数图像:通过掌握幂函数图像的特点,我们可以辨认各类函数的图像特征,帮助解题。
2. 变化率计算:由于幂函数在不同区间具有不同的递增、递减性质,可以用来计算变化率,例如速度、增长率等。
3. 经济学应用:幂函数可以描述经济学中的一些指数关系,如价格与需求量的关系等。
高考数学幂函数知识点总结一、幂函数的定义和性质幂函数是数学中一种常见的函数形式,它的定义形式为y = ax^n,其中a和n都为实数,x为自变量,y为因变量。
幂函数在数学中扮演着重要的角色,广泛应用于自然科学和工程技术领域。
下面我们来总结一些幂函数的重要性质和应用。
1. 幂函数的定义域和值域:幂函数y = ax^n的定义域为实数集R,值域则取决于a和n 的取值范围。
当a>0时,n为整数时,函数的值域为正实数集R+;当a<0时,n为奇数时,函数的值域为负实数集R-。
2. 幂函数的奇偶性:当n为偶数时,函数为偶函数;当n为奇数时,函数为奇函数。
具体而言,当n为偶数时,对于任意x,有f(-x)=f(x);当n为奇数时,对于任意x,有f(-x)=-f(x)。
3. 幂函数的图像变换:幂函数y = ax^n在平面直角坐标系中的图像变换与参数a和n的取值相关。
当a>1时,函数图像沿y轴方向压缩,当0<a<1时,函数图像沿y轴方向拉伸;当n>1时,函数图像在原点左侧上升,当0<n<1时,函数图像在原点右侧上升。
4. 幂函数的极限:当a>1时,幂函数在正无穷大时趋于正无穷大;当0<a<1时,幂函数在正无穷大时趋于0。
若n>0,幂函数在负无穷大时趋于正无穷大;若n<0,幂函数在负无穷大时趋于0。
二、幂函数的常见应用幂函数因为其特殊的形式和性质,在科学和工程中有广泛的应用。
以下是幂函数在一些具体问题中的运用。
1. 物质的增长和衰减:在生物学和经济学中,常常需要研究物质的增长和衰减过程。
幂函数可用来描述这种过程。
例如,生物种群的增长可以用幂函数进行建模,其中a表示种群的初始数量,n表示增长率。
同样,经济学中的人口增长、环境污染以及经济发展等问题也可以利用幂函数进行分析。
2. 各种规律的描述:幂函数可以应用于描述一些规律和现象。
例如,光的强度随距离的关系、金融领域中财富分布的不平等系数、能量消耗与功率之间的关系等都可以用幂函数来表达。
高考数学知识点精讲:幂函数定义与性质如何提高学习率,需求我们从各方面去努力。
小编为大家整理了2021年高考数学知识点精讲:幂函数定义与性质,希望对大家有所协助。
掌握幂函数的外部规律及实质是学好幂函数的关键所在,下面是中华考试网为大家整理的幂函数公式大全,希望对广阔冤家有所协助。
定义:形如y=x^a(a为常数)的函数,即以底数为自变量幂为因变量,指数为常量的函数称为幂函数。
定义域和值域:当a为不同的数值时,幂函数的定义域的不同状况如下:假设a为恣意实数,那么函数的定义域为大于0的一实在数;假设a为正数,那么x一定不能为0,不过这时函数的定义域还必需根[据q的奇偶性来确定,即假设同时q为偶数,那么x不能小于0,这时函数的定义域为大于0的一实在数;假设同时q为奇数,那么函数的定义域为不等于0的一实在数。
当x为不同的数值时,幂函数的值域的不同状况如下: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,那么只要同时q为奇数,函数的值域为非零的实数。
而只要a为正数,0才进入函数的值域性质:关于a的取值为非零有理数,有必要分红几种状况来讨论各自的特性:首先我们知道假设a=p/q,q和p都是整数,那么x^(p/q)=q 次根号(x的p次方),假设q是奇数,函数的定义域是R,假设q是偶数,函数的定义域是[0,+)。
当指数n是负整数时,设a=-k,那么x=1/(x^k),显然x0,函数的定义域是(-,0)(0,+).因此可以看到x所遭到的限制来源于两点,一是有能够作为分母而不能是0,一是有能够在偶数次的根号下而不能为正数,那么我们就可以知道:扫除了为0与正数两种能够,即关于x0,那么a可以是恣意实数;扫除了为0这种能够,即关于x0和x0的一实在数,q不能是偶数;扫除了为正数这种能够,即关于x为大于且等于0的一实在数,a就不能是正数。
2021年高考数学知识点精讲:幂函数定义与性质曾经呈如今各位考生面前,望各位考生可以努力妥协,更多精彩尽在查字典数学网高考频道!。
高考数学考点归纳之幂函数一、基础知识1.幂函数的概念一般地,形如y=xα(α∈R)的函数称为幂函数,其中底数x是自变量,α为常数.幂函数的特征(1)自变量x处在幂底数的位置,幂指数α为常数;(2)xα的系数为1;(3)只有一项.2.五种常见幂函数的图象与性质二、常用结论对于形如f(x)=x nm(其中m∈N*,n∈Z,m与n互质)的幂函数:(1)当n为偶数时,f(x)为偶函数,图象关于y轴对称;(2)当m,n都为奇数时,f(x)为奇函数,图象关于原点对称;(3)当m为偶数时,x>0(或x≥0),f(x)是非奇非偶函数,图象只在第一象限(或第一象限及原点处).考点一幂函数的图象与性质[典例] (1)(2019·赣州阶段测试)幂函数y =f (x )的图象经过点(3,33),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,+∞)上是增函数 D .非奇非偶函数,且在(0,+∞)上是减函数 (2)已知幂函数f (x )=(n 2+2n -2)x 23-n 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2 [解析] (1)设f (x )=x α,将点(3,33)代入f (x )=x α,解得α=13,所以f (x )=x 13,可知函数f (x )是奇函数,且在(0,+∞)上是增函数,故选C.(2)∵幂函数f (x )=(n 2+2n -2)x23-n n在(0,+∞)上是减函数,∴⎩⎪⎨⎪⎧n 2+2n -2=1,n 2-3n <0,∴n =1, 又n =1时,f (x )=x-2的图象关于y 轴对称,故n =1.[答案] (1)C (2)B[解题技法] 幂函数y =x α的主要性质及解题策略(1)幂函数在(0,+∞)内都有定义,幂函数的图象都过定点(1,1).(2)当α>0时,幂函数的图象经过点(1,1)和(0,0),且在(0,+∞)内单调递增;当α<0时,幂函数的图象经过点(1,1),且在(0,+∞)内单调递减.(3)当α为奇数时,幂函数为奇函数;当α为偶数时,幂函数为偶函数.(4)幂函数的性质因幂指数大于零、等于零或小于零而不同,解题中要善于根据幂指数的符号和其他性质确定幂函数的解析式、参数取值等.[题组训练]1.[口诀第3、4、5句]下列函数中,既是偶函数,又在区间(0,+∞)上单调递减的为( ) A .y =x -4 B .y =x -1 C .y =x 2D .y =x 13解析:选A 函数y =x -4为偶函数,且在区间(0,+∞)上单调递减;函数y =x -1为奇函数,且在区间(0,+∞)上单调递减;函数y =x 2为偶函数,且在区间(0,+∞)上单调递增;函数y =x 13为奇函数,且在区间(0,+∞)上单调递增.2.[口诀第2、3、4句]已知当x ∈(0,1)时,函数y =x p 的图象在直线y =x 的上方,则p 的取值范围是________.解析:当p >0时,根据题意知p <1,所以0<p <1;当p =0时,函数为y =1(x ≠0),符合题意;当p <0时,函数y =x p 的图象过点(1,1),在(0,+∞)上为减函数,符合题意.综上所述,p 的取值范围是(-∞,1).答案:(-∞,1)考点二 比较幂值大小[典例] 若a =⎝⎛⎭⎫1223,b =⎝⎛⎭⎫1523,c =⎝⎛⎭⎫1213,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a <b <c B .c <a <b C .b <c <aD .b <a <c[解析] 因为y =x 23在第一象限内是增函数,所以a =⎝⎛⎭⎫1223>b =⎝⎛⎭⎫1523,因为y =⎝⎛⎭⎫12x 是减函数,所以a =⎝⎛⎭⎫1223<c =⎝⎛⎭⎫1213,所以b <a <c . [答案] D[题组训练]1.若a =⎝⎛⎭⎫3525,b =⎝⎛⎭⎫2535,c =⎝⎛⎭⎫2525,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a >b >c B .a >c >b C .c >a >bD .b >c >a解析:选B 因为y =x 25在第一象限内为增函数,所以a =⎝⎛⎭⎫3525>c =⎝⎛⎭⎫2525,因为y =⎝⎛⎭⎫25x是减函数,所以c =⎝⎛⎭⎫2525>b =⎝⎛⎭⎫2535,所以a >c >b . 2.若(a +1)12<(3-2a )12,则实数a 的取值范围是________. 解析:易知函数y =x 12的定义域为[0,+∞),在定义域内为增函数, 所以⎩⎪⎨⎪⎧a +1≥0,3-2a ≥0,a +1<3-2a ,解得-1≤a <23.答案:⎣⎡⎭⎫-1,23 [课时跟踪检测]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 .22D .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 =x 23-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 (9)f (3)=2,则f ⎝⎛⎭⎫19=________. 解析:设f (x )=x α,∵f (9)f (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.。
专题3.5幂函数(精讲精析篇)提纲挈领点点突破热门考点01 幂函数的概念一般地,形如y =x α(α为常数)的函数叫做幂函数.【典例1】(2020·广东省高一期末)若函数()21()22m f x m m x -=--是幂函数,则m =( )A .3B .1-C .3或1-D .13【答案】C 【解析】因为函数()21()22m f x m m x -=--是幂函数,所以2221m m --=,解得1m =-或3m =. 故选:C【典例2】(2019·黑龙江省大庆四中高一月考(文))已知幂函数n y mx =(,)m n R ∈的图象经过点(4,2),则m n -=_______. 【答案】12【解析】由ny mx =是幂函数,可得1m =.由ny x =的图象经过点(4,2),可得2=4n ,解得12n =. 所以11122m n -=-=.故答案为:12. 【特别警示】形如y =x α的函数叫幂函数,这里需有:(1)系数为1,(2)指数为一常数,(3)后面不加任何项.例如y =3x 、y =x x +1、y =x 2+1均不是幂函数, 【变式探究】1.(2018·重庆市綦江中学高一期中)若幂函数y x α=的图像过点(4,2),则y x α=的值域是_________【答案】[0,)+∞ 【解析】由幂函数y x α=的图像过点(4,2),可得24α=,可得12α=, 故12y x x α==,由幂函数的性质可得其值域为[0,)+∞,故答案为:[0,)+∞.2.(2015·湖南高考真题(理))已知函数32,(),x x m f x x x m ⎧≤=⎨>⎩,,若存在实数a ,使函数g(x)=f(x)-a 有两个零点,则实数m 的取值范围是________. 【答案】()(),01,-∞⋃+∞ 【解析】∵()()g x f x a =-有两个零点, ∴()f x a =有两个零点,即()y f x =与y a =的图象有两个交点, 由32x x =可得,0x =或1x =.①当1m >时,函数()f x 的图象如图所示,此时存在a 满足题意,故1m >满足题意.②当1m =时,由于函数()f x 在定义域R 上单调递增,故不符合题意.③当01m <<时,函数()f x 单调递增,故不符合题意.④0m =时,()f x 单调递增,故不符合题意. ⑤当0m <时,函数()y f x =的图象如图所示,此时存在a 使得()y f x =与y a =有两个交点.综上可得0m <或1m >.所以实数m 的取值范围是()(),01,-∞⋃+∞.热门考点02 幂函数的图象和性质1. 五种常见幂函数的性质,列表如下:解析式 定义域 值域奇偶性单调性公共点y =x R R 奇 在R 上是__增函数__ 都过(1,1)点y =x 2 R [0,+∞) 偶在(-∞,0)上是减函数;在[0,+∞)上是增函数y =x 3R R 奇 在R 上是增函数12()f x x= [0,+∞) [0,+∞)非奇非偶在[0,+∞)上是增函数 y =x -1(-∞,0)∪(0,+∞)(-∞,0)∪(0,+∞)奇在(-∞,0)和(0,+∞)上均是减函数2.幂函数的指数与图象特征的关系(1)图象:在同一坐标系中,幂函数y=x,y=x2,y=x3,y=12x,y=x-1的图象如图.(2)幂函数在第一象限内的指数变化规律:在第一象限内直线x=1的右侧,图象从上到下,相应的指数由大变小,即指数大的在上边.(3)当α≠0,1时,幂函数y=xα在第一象限的图象特征:【典例3】(2020·甘肃省武威十八中高二期中(文))函数43y x的图像大致是()A .B .C .D .【答案】A 【解析】4343y x x ==∴该函数的定义域为R ,所以排除C ;因为函数为偶函数,所以排除D ; 又413>,43y x ∴=在第一象限内的图像与2y x 的图像类似,排除B.故选:A .【典例4】(2018·上海高考真题)已知112112322α⎧⎫∈---⎨⎬⎩⎭,,,,,,,若幂函数()a f x x =为奇函数,且在()0+∞,上递减,则a =____. 【答案】-1 【解析】∵α∈{﹣2,﹣1,﹣1122,,1,2,3},幂函数f (x )=x α为奇函数,且在(0,+∞)上递减, ∴a 是奇数,且a <0, ∴a=﹣1. 故答案为:﹣1. 【规律方法】幂函数y =x α的形式特点是“幂指数坐在x 的肩膀上”,图象都过点(1,1).它们的单调性要牢记第一象限的图象特征:当α>0时,第一象限图象是上坡递增;当α<0时,第一象限图象是下坡递减.然后根据函数的奇偶性确定y 轴左侧的增减性即可. 【变式探究】1.(2020·通榆县第一中学高一期末)若函数212()()2m f x m m x -=--是幂函数,且()y f x =在(0,)+∞上单调递增,则()2f =( )A .14B .12C .2D .4【答案】D 【解析】因为函数()()2122m 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 =,即2()f x x =,从而()2224f ==,故选:D.2.(2020·攀枝花市第十五中学校高一期中)幂函数()2()33mf x m m x =-+的图象关于y 轴对称,则实数m =_______.【答案】2 【解析】函数()2()33mf x m m x =-+是幂函数,2331,m m ∴-+=解得:1m =或2m =,当1m =时,函数y x =的图象不关于y 轴对称,舍去, 当2m =时,函数2y x 的图象关于y 轴对称,∴实数2m =.热门考点03 幂函数图象和性质的应用【典例5】(2020·云南省高三其他(文))已知352a =,253b =,135c -=,则( ) A .b a c << B .a b c <<C .c b a <<D .c a b <<【答案】D 【解析】 由题得135222,12a <∴<<<.120533,1b 33<∴<<<.352b a b a ===< 30151,15c -<=∴<.所以c a b <<. 故选:D【典例6】(2020·辽源市田家炳高级中学校高二期中(文))已知幂函数()nf x x =的图象过点18,4⎛⎫ ⎪⎝⎭,且()()13f a f +<,则a 的取值范围是( )A .()4,2-B .()(),42,-∞-+∞C .(),4-∞-D .2,【答案】B 【解析】已知幂函数()n f x x =的图象过点18,4⎛⎫ ⎪⎝⎭,则184n=,则812log 43n ==-,故幂函数()f x 的解析式为()23f x x -=,若()()13f a f +<,则13a +>,解得4a 或2a >.故选:B.【典例7】(2019·浙江省高二学业考试)设:2p a <;3322:(1)(32)q a a --->-,则p 是q 成立的( ) 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【答案】B 【解析】由3322(1)(32)a a --->-得10,320,132,a a a a ->⎧⎪->⎨⎪-<-⎩解得1a <, 因为2a <不能推出1a <,1a <可推出2a <,所以p 是q 成立的必要不充分条件. 故选:B .【典例8】(2019·安徽省淮北一中高一期中)若幂函数()f x 的图像过点(4,2),则不等式()2()f x f x <的解集为( ) A .(,0)(1,)-∞⋃+∞ B .(0,1) C .(,0)-∞ D .(1,)+∞【答案】D 【解析】设幂函数的解析式为()f x x α=,∵幂函数()f x 的图象过点(4,2),∴24α=,∴12α=,∴12()f x x =,∴()f x 的定义域为[0,)+∞,且单调递增,∵()2()f x f x <等价于20x x x ≥⎧⎨>⎩,解得1x >,∴()2()f x f x <的解集为(1,)+∞.故选:D . 【总结提升】1.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,既不同底又不同次数的幂函数值比较大小:常找到一个中间值,通过比较幂函数值与中间值的大小进行判断.准确掌握各个幂函数的图象和性质是解题的关键.2.利用幂函数的性质比较幂值大小的方法步骤. 第一步,据指数分清正负;第二步,正数区分大于1与小于1,a >1,α>0时,a α>1;0<a <1,α>0时0<a α<1;a >1,α<0时0<a α<1;0<a <1,α<0时,a α>1;第三步,构造幂函数应用幂函数单调性,特别注意含字母时,要注意底数不在同一单调区间内的情形. 2.给定一组数值,比较大小的步骤.第一步:区分正负.一种情形是幂函数或指数函数值即幂式确定符号;另一种情形是对数式确定符号,要根据各自的性质进行.第二步:正数通常还要区分大于1还是小于1.第三步:同底的幂,用指数函数单调性;同指数的幂用幂函数单调性;同底的对数用对数函数单调性. 第四步:对于底数与指数均不相同的幂,或底数与真数均不相同的对数值大小的比较,通常是找一中间值过渡或化同底(化同指)、或放缩、有时作商(或作差)、或指对互化,对数式有时还用换底公式作变换等等. 【变式探究】1.(2020·黑龙江省铁人中学高二期中(文))已知函数()()2211m m f x m m x+-=--是幂函数,且在(0,)+∞上为增函数,若,,a b R ∈且0,0,a b ab +><则()()f a f b +的值( ) A .恒等于0 B .恒小于0 C .恒大于0 D .无法判断【答案】C 【解析】函数()()2211m m f x m m x+-=--是幂函数,则211m m --=,解得2m =或1m =-.当1m =-时,()1f x x -=,在(0,)+∞上为减函数,排除;当2m =时,()5f x x =,在(0,)+∞上为增函数,满足;()5f x x =,函数为奇函数,故在R 上单调递减.0a b +>,故a b >-,()()()f a f b f b >-=-,故()()0f a f b +>.故选:C .2.(2020·河北承德第一中学高二月考)若幂函数()y f x =的图象过点(8,,则函数()()21f x f x --的最大值为( ) A .12B .12-C .34-D .-1【答案】C 【解析】设幂函数()y f x x α==,图象过点(8,,故318=2=2ααα故()f x =()()21f x f x x --=t =,则()21y t t =-+,0t ≥,∴12t =时,max 34y =-.故选:C【易错警示】用幂函数的性质解题时,易忽略函数的定义域及不同单调区间的讨论.巩固提升1.(2019·伊宁市第八中学高一期中)下列函数中,既是偶函数,又是在区间(0,)+∞上单调递减的函数为( ) A .2yx B .1y x -=C .2yxD .13y x =【答案】A 【解析】由偶函数定义知,仅A,C 为偶函数, C.2yx 在区间(0,)+∞上单调递增函数,故选A .2.幂函数y =x m 与y =x n 在第一象限内的图象如图所示,则 ( )A .-1<m <0,0<m <1B .n <-1,0<m <1C .-1<n <0,m >1D .n <-1,m >1【答案】B【解析】当x >1时,y =x n 的图象在y =x-1的图象下方,∴n <-1;又0<m <1,故选B .3.函数y =x α与y =αx (α∈{-1,12,2,3})的图象只可能是下面中的哪一个 ( )【答案】C【解析】直线对应函数y =x ,曲线对应函数为y =x-1,1≠-1.故A 错;直线对应函数为y =2x ,曲线对应函数为y =x 12 ,2≠12.故B 错;直线对应函数为y =2x ,曲线对应函数为y =x 2,2=2.故C 对;直线对应函数为y=-x ,曲线对应函数为y =x 3,-1≠3.故D 错.4.(2019·安徽省肥东县第二中学高一期中)已知幂函数()21(2)n f x n n x+=-,若在其定义域上为增函数,则n 等于( ) A .1,12-B .1C .12-D .11,2-【答案】C 【解析】22110n n n ⎧-=⎨+>⎩,解得12n =-或1n =.又1n =时,函数2y x 不满足在定义域上增,舍去,故选C .5.(2020·山东省微山县第一中学高一月考)已知幂函数()y f x =的图象过点2,2⎛ ⎝⎭,则下列结论正确的是( )A .()y f x =的定义域为[0,)+∞B .()y f x =在其定义域上为减函数C .()y f x =是偶函数D .()y f x =是奇函数【答案】B 【解析】设幂函数()n f x x =,点⎛ ⎝⎭代入得,2n =, 解得121,()2n f x x -=-∴=,根据幂函数的性质可得,选项B 正确. 故选:B6.(2018·贵州省高一期末)若幂函数()a f x x 的图象过点(4,2)P ,则函数()f x 的在其定义域内( ) A .先增后减 B .先减后增C .单调递增D .单调递减【答案】C 【解析】因为幂函数()a f x x 的图象过点(4,2)P ,所以24a =,解得12a =,即幂函数为y =由幂函数的图象和性质可知,在定义域内单调递增. 故选:C.7.(2019·陕西省咸阳市实验中学高一月考)设21,2,,33α⎧⎫∈-⎨⎬⎩⎭,则使函数y x α=的定义域为R ,且为偶函数的所有α的值为( ) A .1,3- B .1,2- C .1,3,2- D .22,3【答案】D 【解析】函数1y x -=,定义域为{}|0x x ≠,且为奇函数,不符合题意.函数2yx ,定义域为R ,且为偶函数,符合题意.函数23y x =,定义域为R ,且为偶函数,符合题意. 函数3y x =,定义域为R ,且为奇函数,不符合题意. 故选:D8.(2019·陕西省咸阳市实验中学高一月考)设函数()223()1m m f x m m x +-=--是幂函数,且当(0,)x ∈+∞,()f x 单调递增,则m 的值为( )A .2-B .2-或1C .2D .2或1-【答案】C 【解析】由题意()f x 是幂函数,则211m m --=,解得2m =或1m =-, 因为()f x 在()0,x ∈+∞上是增函数, 而当2m =时,2330m m +-=>符合题意;当1m =-时,2330m m +-=-<,所以()f x 在()0,x ∈+∞上是减函数,不符合题意,2m ∴=.故选:C9.(2020·宜昌市人文艺术高中(宜昌市第二中学)高二月考)幂函数()y f x =经过点()24,,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∞+,是减函数 D .非奇非偶函数,且在()0∞+,上是增函数 【答案】A 【解析】()y f x =为幂函数,设()f x x α=,因为幂函数()y f x =经过点()24,,代入可得42α=, 所以2α=,则()2f x x =,定义域x ∈R ,而()()2f x x f x -==,所以()f x 为偶函数,由二次函数性质可知()f x 在()0+∞,上是增函数, 故选:A.10.(2019·营口市第二高级中学高二月考(文))当()0,x ∈+∞时,幂函数()2531m y m m x--=--为减函数,则实数m 的值为______. 【答案】2 【解析】因为函数()2531m y m m x--=--既是幂函数又是()0,∞+上的减函数,所以211530m m m ⎧--=⎨--<⎩,解得:2m =.故答案为:2.11.(2020·甘肃省武威十八中高二期中(文))若点14,64P ⎛⎫⎪⎝⎭在幂函数()f x 的图象上,则()2f =________. 【答案】18【解析】设幂函数为()f x x α=,α为实数,由点14,64P ⎛⎫ ⎪⎝⎭在()f x 的图象上,得1464α=,解得3α=-, 则()3f x x -=,故()31228f -==. 故答案为:1812.(2020·天津大钟庄高中高二月考)已知幂函数a y x =的图象过点(28),,则这个函数的解析式是____________.【答案】3y x =【解析】因为幂函数a y x =的图象过点(28),,所以82a =,解得3a =,所以幂函数解析式是3y x =.13.(2016·上海高一期末)已知幂函数()y f x =的图像过点2,2⎛⎫⎪⎝⎭,则()4f =___________.【答案】12【解析】设幂函数()f x x α=,幂函数()y f x =的图象过点2,2⎛ ⎝⎭,∴2α=,解得12α=-, 12()f x x-∴=, ()121442f -∴==, 故答案为:12. 14.(2018·安徽省怀宁县第二中学高三月考(文))若()()1122132a a +<-,则实数a 的取值范围是________.【答案】21,3⎡⎫-⎪⎢⎣⎭【解析】令f(x)=12x 的定义域是{x|0x ≥},且在(0,+∞)上单调递增,则原不等式等价于10,{320,132,a a a a +≥-≥+>-解得21,3a ⎡⎫∈-⎪⎢⎣⎭.15.(2020·调兵山市第一高级中学高二月考)已知幂函数22()(1)m f x m m x =--为偶函数则m 的值为_____________. 【答案】2. 【解析】幂函数22()(1)m f x m m x =--,则2112m m m --=∴=或1m =-当1m =-时,()f x x =为奇函数,舍去;当2m =时,4()f x x =为偶函数,满足故答案为:216.(2019·涡阳县萃文中学高一月考)已知幂函数()y f x =的图象过点(. (1)求函数()f x 的解析式,并求出它的定义域; (2)试求满足()()13f a f a +>-的实数a 的取值范围. 【答案】(1)()f x =[)0,+∞.(2)(]1,3【解析】(1)设()f x x α=,代入点(得2α=,解得12α=,即()12f x x ==.故函数()f x 的定义域为[)0,+∞.(2)由于()f x 的定义域为[)0,+∞,且在[)0,+∞上递增,由已知()()13f a f a +>-可得103013a a a a +≥⎧⎪-≥⎨⎪+>-⎩故a 的范围是(]1,3.。