通過具體實例,結合的圖象,理解它們的變化規(guī)律,了解冪函數(shù).
【基礎知識】
一、冪函數(shù)的概念
1.一般地,函數(shù)y=xα叫做冪函數(shù)(pwer functin),其中x是自變量,α是常數(shù).
2.冪函數(shù)的特征
(1)xα的系數(shù)是1;
(2)xα的底數(shù)x是自變量;
(3)xα的指數(shù)α為常數(shù).
只有滿足這三個條件,才是冪函數(shù).對于形如y=(2x)α,y=2x5,y=xα+6等的函數(shù)都不是冪函數(shù).
二、一些常用冪函數(shù)的圖象
同一坐標系中,冪函數(shù)y=x,y=x2,y=x3,y=x-1,y=x eq \s\up15( eq \f (1,2)) 的圖象(如圖).
三、冪函數(shù)的性質
1.所有的冪函數(shù)在(0,+∞)上都有定義,并且圖象都過點(1,1);
2.如果α>0,那么冪函數(shù)的圖象過原點,并且在區(qū)間[0,+∞)上單調遞增;
3.如果α<0,那么冪函數(shù)的圖象在區(qū)間(0,+∞)上單調遞減,在第一象限內,當x從右邊趨向于原點時,圖象在y軸右方無限接近y軸,當x從原點趨向于+∞時,圖象在x軸上方無限接近x軸;
4.在(1,+∞)上,隨冪指數(shù)的逐漸增大,圖象越來越靠近y軸.
【考點剖析】
考點一:冪函數(shù)的定義
例1.(2022學年河北省滄州市高一上學期期末)下列函數(shù)是冪函數(shù)的是( )
A.B.
C.D.
考點二:冪函數(shù)的圖象及應用
例2.(2022學年河北省博野中學高一上學期開學考試)函數(shù)和的圖象如圖所示,有下列四個說法:
①如果,那么;
②如果,那么;
③如果,那么;
④如果時,那么.
其中正確的是( ).
A.①④B.①C.①②D.①③④
考點三:利用冪函數(shù)單調性比較大小
例3.比較下列各題中兩個值的大?。?br>(1)和 (2)和.
考點四:冪函數(shù)圖象與性質的綜合應用
例4.(多選)(2022學年廣東省普寧市高一上學期期末)已知冪函數(shù)的圖象經過點(9,3),則下列結論正確的有( )
A.為偶函數(shù)B.為增函數(shù)
C.若,則D.若,則
【真題演練】
1.(2022學年廣西憑祥市高級中學高一下學期素質檢測)冪函數(shù)在上單調遞減,則實數(shù)m的值為( )
A.B.3C.或3D.
2.(2022學年四川省南充高級中學高一上學期期中)已知冪函數(shù)(a是常數(shù)),則( )
A.的定義域是RB.在單調遞增
C.過定點D.可能過定點
3.(2020-2021學年上海市晉元高級中學高一上學期期中)已知冪函數(shù)的圖象經過點,則的大致圖象是( )
A.B.
C.D.
4. (多選)(2022學年廣東省深圳市光明區(qū)高一上學期期末)已知冪函數(shù),則( )
A.B.定義域為
C.D.
5.(多選)(2022學年湖北省十堰市區(qū)縣普通高中聯(lián)合體高一上學期期中)黃同學在研究冪函數(shù)時,發(fā)現(xiàn)有的具有以下三個性質:①是奇函數(shù);②值域是且;③在上是減函數(shù)則以下冪函數(shù)符合這三個性質的有( )
A.B.
C.D.
6. (2022學年甘肅省慶陽市寧縣高一上學期期末)已知冪函數(shù)的圖象過點,則此函數(shù)的解析式為______.
7.(2022學年湖北省“荊、荊、襄、宜四地七??荚嚶?lián)盟”高一下學期期中)已知冪函數(shù)的圖象關于y軸對稱,則___________.
8.(2022學年廣西十八校高一10月聯(lián)考)已知冪函數(shù)的圖象經過點.
(1)求函數(shù)的解析式;
(2)設函數(shù),寫出函數(shù)的單調區(qū)間和值域.
【過關檢測】
1. (2022學年安徽省宣城市六校高一上學期期中)已知點(a,2)在冪函數(shù)的圖象上,則函數(shù)f(x)的解析式是( )
A.B.
C.D.
2.下列命題中正確的是( )
A.冪函數(shù)的圖象一定過點(0,0)和點(1,1)
B.若函數(shù)f(x)=xn是奇函數(shù),則它在定義域上單調遞增
C.冪函數(shù)的圖象上的點一定不在第四象限
D.冪函數(shù)的圖象不可能是直線
3.(2022學年】河北省石家莊市藁城區(qū)第一中學高一上學期月考)已知冪函數(shù)的圖象過點,則下列關于說法正確的是( )
A.奇函數(shù)B.偶函數(shù)
C.在單調遞減D.定義域為
4.(2022學年河南省鄭州市中牟縣高一上學期期中)若冪函數(shù)的圖像經過點,則下列結論正確的是( )
A.為奇函數(shù)
B.若,則
C.為偶函數(shù)
D.若,則
5.(多選)下列關于冪函數(shù)的性質說法正確的有( )
A.當時,函數(shù)在其定義域上遞減
B.當時,函數(shù)圖象是一條直線
C.當時,函數(shù)是偶函數(shù)
D.當時,函數(shù)的圖象與軸交點的橫坐標為
6. (2022學年福建省漳州市高一上學期期末教學質量檢測)已知幕函數(shù)的圖象經過點,則( )
A.函數(shù)是偶函數(shù)
B.函數(shù)是增函數(shù)
C.函數(shù)的圖象一定經過點
D.函數(shù)的最小值為0
7. (2022學年四川省德陽市什邡市什邡中學高一下學期月考)已知點在冪函數(shù)的圖象上,則=_______.
8. (2022學年遼寧省名校聯(lián)盟高一上學期12月月考)寫出一個同時具有下列性質①②③的函數(shù)______.
①;②;③任取,,且.
9.已知冪函數(shù)為偶函數(shù).
(1)求的解析式;
(2)若函數(shù)在區(qū)間上的最大值為,求實數(shù)的值.
10.已知冪函數(shù)的圖像關于y軸對稱,且在上函數(shù)值隨著x的增大而減小.
(1)求m值.
(2)若滿足,求a的取值范圍.
第10講 冪函數(shù)
【學習目標】
通過具體實例,結合的圖象,理解它們的變化規(guī)律,了解冪函數(shù).
【基礎知識】
一、冪函數(shù)的概念
1.一般地,函數(shù)y=xα叫做冪函數(shù)(pwer functin),其中x是自變量,α是常數(shù).
2.冪函數(shù)的特征
(1)xα的系數(shù)是1;
(2)xα的底數(shù)x是自變量;
(3)xα的指數(shù)α為常數(shù).
只有滿足這三個條件,才是冪函數(shù).對于形如y=(2x)α,y=2x5,y=xα+6等的函數(shù)都不是冪函數(shù).
二、一些常用冪函數(shù)的圖象
同一坐標系中,冪函數(shù)y=x,y=x2,y=x3,y=x-1,y=x eq \s\up15( eq \f (1,2)) 的圖象(如圖).
三、冪函數(shù)的性質
1.所有的冪函數(shù)在(0,+∞)上都有定義,并且圖象都過點(1,1);
2.如果α>0,那么冪函數(shù)的圖象過原點,并且在區(qū)間[0,+∞)上單調遞增;
3.如果α<0,那么冪函數(shù)的圖象在區(qū)間(0,+∞)上單調遞減,在第一象限內,當x從右邊趨向于原點時,圖象在y軸右方無限接近y軸,當x從原點趨向于+∞時,圖象在x軸上方無限接近x軸;
4.在(1,+∞)上,隨冪指數(shù)的逐漸增大,圖象越來越靠近y軸.
【考點剖析】
考點一:冪函數(shù)的定義
例1.(2022學年河北省滄州市高一上學期期末)下列函數(shù)是冪函數(shù)的是( )
A.B.
C.D.
答案:C
解析:形如的函數(shù)為冪函數(shù),則為冪函數(shù).故選C.
考點二:冪函數(shù)的圖象及應用
例2.(2022學年河北省博野中學高一上學期開學考試)函數(shù)和的圖象如圖所示,有下列四個說法:
①如果,那么;
②如果,那么;
③如果,那么;
④如果時,那么.
其中正確的是( ).
A.①④B.①C.①②D.①③④
答案:A
解析:當三個函數(shù)的圖象依和次序呈上下關系時,可得 ,
所以,若,可得,所以①正確;當三個函數(shù)的圖象依,和次序呈上下關系時,或 ,所以,若,可得,所以②錯誤;
由于當三個函數(shù)的圖象沒有出現(xiàn)和次序的上下關系 ,所以③錯誤;
當三個函數(shù)的圖象依和次序呈上下關系時, ,
所以,若時,可得,所以④正確.故選A.
考點三:利用冪函數(shù)單調性比較大小
例3.比較下列各題中兩個值的大?。?br>(1)和 (2)和.
解析:(1)考察冪函數(shù),因為其在區(qū)間上是增函數(shù),而且,所以.
(2)考察冪函數(shù),因為其在區(qū)間上是減函數(shù),而且,所以.
考點四:冪函數(shù)圖象與性質的綜合應用
例4.(多選)(2022學年廣東省普寧市高一上學期期末)已知冪函數(shù)的圖象經過點(9,3),則下列結論正確的有( )
A.為偶函數(shù)B.為增函數(shù)
C.若,則D.若,則
答案:BCD
解析:將點代入函數(shù)得:,則,
所以,
∴的定義域為,所以不具有奇偶性,所以A不正確;
函數(shù)在定義域上為增函數(shù),所以B正確;
當時,,即,所以C正確;
若時,
=
=.
即成立,所以D正確.
故選BCD.
【真題演練】
1.(2022學年廣西憑祥市高級中學高一下學期素質檢測)冪函數(shù)在上單調遞減,則實數(shù)m的值為( )
A.B.3C.或3D.
答案:A
解析:因為是冪函數(shù),
故,解得或,
又因為冪函數(shù)在上單調遞減,所以需要,
則故選A
2.(2022學年四川省南充高級中學高一上學期期中)已知冪函數(shù)(a是常數(shù)),則( )
A.的定義域是RB.在單調遞增
C.過定點D.可能過定點
答案:C
解析:已知冪函數(shù)(a是常數(shù)),
當,,此時定義域為,A錯誤,
當,,此時在單調遞減,B錯誤,
當時,,過定點,C正確,D錯誤.故選C.
3.(2020-2021學年上海市晉元高級中學高一上學期期中)已知冪函數(shù)的圖象經過點,則的大致圖象是( )
A.B.
C.D.
答案:A
解析:設冪函數(shù)為,
因為冪函數(shù)的圖象經過點,
所以,即,
解得,
所以,
則函數(shù)的定義域為,所以排除CD,
因為,所以在上為減函數(shù),
所以排除B,故選A
4. (多選)(2022學年廣東省深圳市光明區(qū)高一上學期期末)已知冪函數(shù),則( )
A.B.定義域為
C.D.
答案:AC
解析:為冪函數(shù),,得,A對;
函數(shù)的定義域為,B錯誤;
由于在上為增函數(shù),,C對;
,,D錯誤,故選AC.
5.(多選)(2022學年湖北省十堰市區(qū)縣普通高中聯(lián)合體高一上學期期中)黃同學在研究冪函數(shù)時,發(fā)現(xiàn)有的具有以下三個性質:①是奇函數(shù);②值域是且;③在上是減函數(shù)則以下冪函數(shù)符合這三個性質的有( )
A.B.
C.D.
答案:CD
解析:由已知可得,此函數(shù)為奇函數(shù),而A選項為偶函數(shù),不滿足題意,排除選項;
選項B,的值域為,且該函數(shù)在R上單調遞增,不滿足題意條件,排除選項;選項C、D同時滿足三個條件.故選CD.
6. (2022學年甘肅省慶陽市寧縣高一上學期期末)已知冪函數(shù)的圖象過點,則此函數(shù)的解析式為______.
答案:
解析:由題意,設,代入點得,解得,則.
7.(2022學年湖北省“荊、荊、襄、宜四地七??荚嚶?lián)盟”高一下學期期中)已知冪函數(shù)的圖象關于y軸對稱,則___________.
答案:4
解析:由于是冪函數(shù),所以,解得或.
當時,,圖象關于軸對稱,符合題意.
當時,,圖象關于原點對稱,不符合題意.
所以的值為,∴.,.
8.(2022學年廣西十八校高一10月聯(lián)考)已知冪函數(shù)的圖象經過點.
(1)求函數(shù)的解析式;
(2)設函數(shù),寫出函數(shù)的單調區(qū)間和值域.
解析: (1)設,則,則,
∴函數(shù)的解析式為.
(2)因為,
∴函數(shù)的單調遞增區(qū)間為,,無單調遞減區(qū)間,值域為.
【過關檢測】
1. (2022學年安徽省宣城市六校高一上學期期中)已知點(a,2)在冪函數(shù)的圖象上,則函數(shù)f(x)的解析式是( )
A.B.
C.D.
答案:A
解析:∵函數(shù)是冪函數(shù),∴,即,
∴點(4,2)在冪函數(shù)的圖象上,∴,故.故選A.
2.下列命題中正確的是( )
A.冪函數(shù)的圖象一定過點(0,0)和點(1,1)
B.若函數(shù)f(x)=xn是奇函數(shù),則它在定義域上單調遞增
C.冪函數(shù)的圖象上的點一定不在第四象限
D.冪函數(shù)的圖象不可能是直線
答案:C
解析:冪函數(shù)y=x-1的圖象不過點(0,0),它在(-∞,0),(0,+∞)上單調遞減,于是A,B都不正確.
冪函數(shù)y=x的圖象是直線,D不正確.
當x>0時,f(x)=xα>0必成立,所以,冪函數(shù)的圖象上的點一定不在第四象限,C正確
故選C.
3.(2022學年】河北省石家莊市藁城區(qū)第一中學高一上學期月考)已知冪函數(shù)的圖象過點,則下列關于說法正確的是( )
A.奇函數(shù)B.偶函數(shù)
C.在單調遞減D.定義域為
答案:C
解析:設冪函數(shù),
由題意得: ,
故,定義域為 ,故D錯誤;
定義域不關于原點對稱,為非奇非偶函數(shù),A,B錯誤;
由于 ,故在在單調遞減,C正確,故選C
4.(2022學年河南省鄭州市中牟縣高一上學期期中)若冪函數(shù)的圖像經過點,則下列結論正確的是( )
A.為奇函數(shù)
B.若,則
C.為偶函數(shù)
D.若,則
答案:D
解析:設,將代入得:,解得:,所以,定義域為,故不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù),AC錯誤;
因為,所以,,B錯誤;
,,由于,則
,故,D正確.
故選D
5.(多選)下列關于冪函數(shù)的性質說法正確的有( )
A.當時,函數(shù)在其定義域上遞減
B.當時,函數(shù)圖象是一條直線
C.當時,函數(shù)是偶函數(shù)
D.當時,函數(shù)的圖象與軸交點的橫坐標為
答案:CD
解析:當時,,函數(shù)在(-∞,0)和(0,+∞)上遞減,不能說在定義域上遞減,故A選項錯誤;
當時,,,其圖象是去掉點的直線,故B選項錯誤;
當時,,函數(shù)的定義域為,是偶函數(shù),所以C選項正確;
當時,,其圖象與軸只有個交點,且交點的橫坐標為,所以D選項正確.
故選CD.
6. (2022學年福建省漳州市高一上學期期末教學質量檢測)已知幕函數(shù)的圖象經過點,則( )
A.函數(shù)是偶函數(shù)
B.函數(shù)是增函數(shù)
C.函數(shù)的圖象一定經過點
D.函數(shù)的最小值為0
答案:BD
解析:依題意,所以,
由于的定義域是,不關于原點對稱,所以是非奇非偶函數(shù),A選項錯誤.
在上遞增,所以B選項正確.
,所以C選項錯誤.,所以D選項正確.故選BD
7. (2022學年四川省德陽市什邡市什邡中學高一下學期月考)已知點在冪函數(shù)的圖象上,則=_______.
答案:16
解析:因為點在冪函數(shù)的圖象上,所以,解得,
所以,則
8. (2022學年遼寧省名校聯(lián)盟高一上學期12月月考)寫出一個同時具有下列性質①②③的函數(shù)______.
①;②;③任取,,且.
答案:(答案不唯一)
解析:取,函數(shù)為冪函數(shù),滿足①;,則函數(shù)為偶函數(shù),滿足②;③表示函數(shù)在上單調遞增,由冪函數(shù)的性質可知滿足③.
9.已知冪函數(shù)為偶函數(shù).
(1)求的解析式;
(2)若函數(shù)在區(qū)間上的最大值為,求實數(shù)的值.
解析:(1)由冪函數(shù)可知,解得或
當時,,函數(shù)為偶函數(shù),符合題意;
當時,,不符合題意;
故求的解析式為
(2)由(1)得:
函數(shù)的對稱軸為:,開口朝上
,
由題意得在區(qū)間上,解得
所以實數(shù)的值為2.
10.已知冪函數(shù)的圖像關于y軸對稱,且在上函數(shù)值隨著x的增大而減小.
(1)求m值.
(2)若滿足,求a的取值范圍.
解析:(1)因為函數(shù)在上單調遞減,
所以,
解得.
又因為,所以,;
因為函數(shù)的圖象關于軸對稱,
所以為偶數(shù),故.
(2)由(1)可知,,所以得,解得或,
即a的取值范圍為.

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