
[最新考綱] 1.(1)了解冪函數(shù)的概念;(2)結(jié)合函數(shù)y=x,y=x2,y=x3,y=x,y=的圖象,了解它們的變化情況.2.理解二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),能用二次函數(shù)、方程、不等式之間的關(guān)系解決簡單問題.
1.冪函數(shù)
(1)冪函數(shù)的定義
一般地,形如y=xα(α∈R)的函數(shù)稱為冪函數(shù),其中x是自變量,α是常數(shù).
(2)常見的五種冪函數(shù)的圖象和性質(zhì)比較
函數(shù)
y=x
y=x2
y=x3
y=x
y=x-1
圖象
性質(zhì)
定義域
R
R
R
{x|x≥0}
{x|x≠0}
值域
R
{y|y≥0}
R
{y|y≥0}
{y|y≠0}
奇偶性
奇函數(shù)
偶函數(shù)
奇函數(shù)
非奇非偶函數(shù)
奇函數(shù)
單調(diào)性
在R上單調(diào)遞增
在(-∞,0]上單調(diào)遞減;在(0,+∞)上單調(diào)遞增
在R上單調(diào)遞增
在[0,+∞)上單調(diào)遞增
在(-∞,0)和(0,+∞)上單調(diào)遞減
公共點
(1,1)
2.二次函數(shù)解析式的三種形式
(1)一般式:f(x)=ax2+bx+c(a≠0);
(2)頂點式:f(x)=a(x-m)2+n(a≠0);
(3)零點式:f(x)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0).
3.二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)
解析式
f(x)=ax2+bx+c(a>0)
f(x)=ax2+bx+c(a<0)
圖象
定義域
R
R
值域
單調(diào)性
在x∈上單調(diào)遞減;
在x∈上單調(diào)遞增
在x∈上單調(diào)遞增;
在x∈上單調(diào)遞減
對稱性
函數(shù)的圖象關(guān)于直線x=-對稱
1.冪函數(shù)y=xα在第一象限的兩個重要結(jié)論
(1)恒過點(1,1);
(2)當(dāng)x∈(0,1)時,α越大,函數(shù)值越??;當(dāng)x∈(1,+∞)時,α越大,函數(shù)值越大.
2.一元二次不等式恒成立的條件
(1)ax2+bx+c>0(a≠0)恒成立的充要條件是“a>0且Δ<0”;
(2)ax2+bx+c<0(a≠0)恒成立的充要條件是“a<0且Δ<0”.
一、思考辨析(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)函數(shù)y=2x是冪函數(shù).( )
(2)如果冪函數(shù)的圖象與坐標(biāo)軸相交,則交點一定是原點.( )
(3)當(dāng)α<0時,冪函數(shù)y=xα是定義域上的減函數(shù).( )
(4)二次函數(shù)y=ax2+bx+c,x∈[a,b]的最值一定是.( )
(5)二次函數(shù)y=ax2+bx+c,x∈R不可能是偶函數(shù).( )
(6)在y=ax2+bx+c(a≠0)中,a決定了圖象的開口方向和在同一直角坐標(biāo)系中的開口大?。? )
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√
二、教材改編
1.已知冪函數(shù)f(x)=k·xα的圖象過點,則k+α=( )
A. B.1
C. D.2
C [因為函數(shù)f(x)=k·xα是冪函數(shù),所以k=1,又函數(shù)f(x)的圖象過點,所以α=,解得α=,則k+α=.]
2.如圖是①y=xa;②y=xb;③y=xc在第一象限的圖象,則a,b,c的大小關(guān)系為( )
A.c<b<a B.a(chǎn)<b<c
C.b<c<a D.a(chǎn)<c<b
D [根據(jù)冪函數(shù)的性質(zhì),可知選D.]
3.已知函數(shù)f(x)=x2+4ax在區(qū)間(-∞,6)內(nèi)單調(diào)遞減,則a的取值范圍是( )
A.a(chǎn)≥3 B.a(chǎn)≤3
C.a(chǎn)<-3 D.a(chǎn)≤-3
D [函數(shù)f(x)=x2+4ax的圖象是開口向上的拋物線,其對稱軸是x=-2a,由函數(shù)在區(qū)間(-∞,6)內(nèi)單調(diào)遞減可知,區(qū)間(-∞,6)應(yīng)在直線x=-2a的左側(cè),所以-2a≥6,解得a≤-3,故選D.]
4.函數(shù)g(x)=x2-2x(x∈[0,3])的值域是________.
[-1,3] [∵g(x)=x2-2x=(x-1)2-1,x∈[0,3],
∴當(dāng)x=1時,g(x)min=g(1)=-1,
又g(0)=0,g(3)=9-6=3,
∴g(x)max=3,
即g(x)的值域為[-1,3].]
考點1 冪函數(shù)的圖象及性質(zhì)
冪函數(shù)的性質(zhì)與圖象特征的關(guān)系
(1)冪函數(shù)的形式是y=xα(α∈R),其中只有一個參數(shù)α,因此只需一個條件即可確定其解析式.
(2)判斷冪函數(shù)y=xα(α∈R)的奇偶性時,當(dāng)α是分?jǐn)?shù)時,一般將其先化為根式,再判斷.
(3)若冪函數(shù)y=xα在(0,+∞)上單調(diào)遞增,則α>0,若在(0,+∞)上單調(diào)遞減,則α<0.
1.冪函數(shù)y=f(x)的圖象經(jīng)過點(3,),則f(x)是( )
A.偶函數(shù),且在(0,+∞)上是增函數(shù)
B.偶函數(shù),且在(0,+∞)上是減函數(shù)
C.奇函數(shù),且在(0,+∞)上是減函數(shù)
D.非奇非偶函數(shù),且在(0,+∞)上是增函數(shù)
D [設(shè)冪函數(shù)f(x)=xα,則f(3)=3α=,解得α=,則f(x)=x=,是非奇非偶函數(shù),且在(0,+∞)上是增函數(shù).]
2.當(dāng)x∈(0,+∞)時,冪函數(shù)y=(m2+m-1)x-5m-3為減函數(shù),則實數(shù)m的值為( )
A.-2 B.1
C.1或-2 D.m≠
B [因為函數(shù)y=(m2+m-1)x-5m-3既是冪函數(shù)又是(0,+∞)上的減函數(shù),所以解得m=1.]
3.若a=,b=,c=,則a,b,c的大小關(guān)系是( )
A.a(chǎn)<b<c B.c<a<b
C.b<c<a D.b<a<c
D [因為y=x在第一象限內(nèi)是增函數(shù),所以a=>b=,因為y=x是減函數(shù),
所以a=<c=,所以b<a<c.]
4.若(a+1)<(3-2a),則實數(shù)a的取值范圍是________.
[易知函數(shù)y=x的定義域為[0,+∞),在定義域內(nèi)為增函數(shù),
所以解得-1≤a<.]
在比較冪值的大小時, 必須結(jié)合冪值的特點,選擇適當(dāng)?shù)暮瘮?shù),借助其單調(diào)性進(jìn)行比較,如T3.
考點2 求二次函數(shù)的解析式
求二次函數(shù)解析式的策略
[一題多解]已知二次函數(shù)f(x)滿足f(2)=-1,f(-1)=-1,且f(x)的最大值是8,試確定此二次函數(shù)的解析式.
[解] 法一:(利用二次函數(shù)的一般式)
設(shè)f(x)=ax2+bx+c(a≠0).
由題意得解得
故所求二次函數(shù)為f(x)=-4x2+4x+7.
法二:(利用二次函數(shù)的頂點式)
設(shè)f(x)=a(x-m)2+n.
∵f(2)=f(-1),∴拋物線對稱軸為x==.
∴m=,又根據(jù)題意函數(shù)有最大值8,∴n=8,
∴y=f(x)=a2+8.
∵f(2)=-1,∴a2+8=-1,解得a=-4,
∴f(x)=-42+8=-4x2+4x+7.
法三:(利用零點式)
由已知f(x)+1=0的兩根為x1=2,x2=-1,
故可設(shè)f(x)+1=a(x-2)(x+1),
即f(x)=ax2-ax-2a-1.
又函數(shù)有最大值ymax=8,即=8.
解得a=-4或a=0(舍去),
故所求函數(shù)解析式為f(x)=-4x2+4x+7.
求二次函數(shù)的解析式常利用待定系數(shù)法,但由于條件不同,則所選用的解析式不同,其方法也不同.
1.已知二次函數(shù)f(x)的圖象的頂點坐標(biāo)是(-2,-1),且圖象經(jīng)過點(1,0),則函數(shù)的解析式為f(x)=________.
x2+x- [法一:(一般式)設(shè)所求解析式為f(x)=ax2+bx+c(a≠0).
由已知得解得
所以所求解析式為f(x)=x2+x-.
法二:(頂點式)設(shè)所求解析式為f(x)=a(x-h(huán))2+k.
由已知得f(x)=a(x+2)2-1,
將點(1,0)代入,得a=,
所以f(x)=(x+2)2-1,
即f(x)=x2+x-.]
2.已知二次函數(shù)f(x)的圖象經(jīng)過點(4,3),它在x軸上截得的線段長為2,并且對任意x∈R,都有f(2-x)=f(2+x),則函數(shù)的解析式f(x)=________.
x2-4x+3 [∵f(2-x)=f(2+x)對x∈R恒成立,
∴f(x)的對稱軸為x=2.
又∵f(x)的圖象被x軸截得的線段長為2,
∴f(x)=0的兩根為1和3.
設(shè)f(x)的解析式為f(x)=a(x-1)(x-3)(a≠0).
又∵f(x)的圖象經(jīng)過點(4,3),
∴3a=3,a=1.
∴所求f(x)的解析式為f(x)=(x-1)(x-3),
即f(x)=x2-4x+3.]
考點3 二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)
解決二次函數(shù)圖象與性質(zhì)問題時應(yīng)注意2點
(1)拋物線的開口,對稱軸位置,定義區(qū)間三者相互制約,要注意分類討論.
(2)要注意數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用,尤其是給定區(qū)間上的二次函數(shù)最值問題,先“定性”(作草圖),再“定量”(看圖求解).
二次函數(shù)的圖象
已知abc>0,則二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c的圖象可能是( )
A B
C D
D [A項,因為a<0,-<0,所以b<0.
又因為abc>0,所以c>0,而f(0)=c<0,故A錯.B項,因為a<0,->0,所以b>0.又因為abc>0,所以c<0,而f(0)=c>0,故B錯.C項,因為a>0,-<0,所以b>0.又因為abc>0,所以c>0,而f(0)=c<0,故C錯.D項,因為a>0,->0,所以b<0,因為abc>0,所以c<0,而f(0)=c<0,故選D.]
識別二次函數(shù)圖象應(yīng)學(xué)會“三看”
二次函數(shù)的單調(diào)性
函數(shù)f(x)=ax2+(a-3)x+1在區(qū)間[-1,+∞)上是遞減的,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A.[-3,0) B.(-∞,-3]
C.[-2,0] D.[-3,0]
D [當(dāng)a=0時,f(x)=-3x+1在[-1,+∞)上遞減,滿足題意.
當(dāng)a≠0時,f(x)的對稱軸為x=,
由f(x)在[-1,+∞)上遞減知
解得-3≤a<0.
綜上,a的取值范圍為[-3,0].]
[母題探究] 若函數(shù)f(x)=ax2+(a-3)x+1的單調(diào)減區(qū)間是[-1,+∞),則a=________.
-3 [由題意知f(x)必為二次函數(shù)且a<0,又=-1,∴a=-3.]
二次函數(shù)單調(diào)性問題的求解策略
(1)對于二次函數(shù)的單調(diào)性,關(guān)鍵是開口方向與對稱軸的位置,若開口方向或?qū)ΨQ軸的位置不確定,則需要分類討論求解.
(2)利用二次函數(shù)的單調(diào)性比較大小,一定要將待比較的兩數(shù)通過二次函數(shù)的對稱性轉(zhuǎn)化到同一單調(diào)區(qū)間上比較.
二次函數(shù)的最值問題
設(shè)函數(shù)f(x)=x2-2x+2,x∈[t,t+1],t∈R,求函數(shù)f(x)的最小值.
[解] f(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1,x∈[t,t+1],t∈R,函數(shù)圖象的對稱軸為x=1.當(dāng)t+1<1,即t<0時,函數(shù)圖象如圖(1)所示,函數(shù)f(x)在區(qū)間[t,t+1]上為減函數(shù),所以最小值為f(t+1)=t2+1;
當(dāng)t≤1≤t+1,即0≤t≤1時,函數(shù)圖象如圖(2)所示,在對稱軸x=1處取得最小值,最小值為f(1)=1;
當(dāng)t>1時,函數(shù)圖象如圖(3)所示,函數(shù)f(x)在區(qū)間[t,t+1]上為增函數(shù),所以最小值f(t)=t2-2t+2.
綜上可知,f(x)min=
圖(1) 圖(2) 圖(3)
[逆向問題] 已知函數(shù)f(x)=-x2+2ax+1-a在x∈[0,1]時,有最大值2,則a的值為________.
-1或2 [函數(shù)f(x)=-x2+2ax+1-a=-(x-a)2+a2-a+1,對稱軸方程為x=a.
當(dāng)a<0時,f(x)max=f(0)=1-a,
所以1-a=2,所以a=-1.
當(dāng)0≤a≤1時,f(x)max=a2-a+1,
所以a2-a+1=2,所以a2-a-1=0,
所以a=(舍去).
當(dāng)a>1時,f(x)max=f(1)=a,所以a=2.
綜上可知,a=-1或a=2.]
二次函數(shù)在閉區(qū)間上的最值主要有三種類型:軸定區(qū)間定、軸動區(qū)間定、軸定區(qū)間動.不論哪種類型,解題的關(guān)鍵都是對稱軸與區(qū)間的位置關(guān)系,當(dāng)含有參數(shù)時,要依據(jù)對稱軸與區(qū)間的位置關(guān)系進(jìn)行分類討論.
二次函數(shù)中的恒成立問題
(1)已知函數(shù)f(x)=x2+mx-1,若對于任意x∈[m,m+1],都有f(x)<0成立,則實數(shù)m的取值范圍是________;
(2)已知函數(shù)f(x)=x2+2x+1,f(x)>x+k在區(qū)間[-3,-1]上恒成立,則k的取值范圍為________.
(1) (2)(-∞,1) [(1)作出二次函數(shù)f(x)的草圖如圖所示,對于任意x∈[m,m+1],都有f(x)<0,
則有
即
解得-<m<0.
(2)由題意得x2+x+1>k在區(qū)間[-3,-1]上恒成立.
設(shè)g(x)=x2+x+1,x∈[-3,-1],
則g(x)在[-3,-1]上遞減.
∴g(x)min=g(-1)=1.
∴k<1.故k的取值范圍為(-∞,1).]
由不等式恒成立求參數(shù)取值范圍的思路及關(guān)鍵
(1)一般有兩個解題思路:一是分離參數(shù);二是不分離參數(shù).
(2)兩種思路都是將問題歸結(jié)為求函數(shù)的最值,至于用哪種方法,關(guān)鍵是看參數(shù)是否已分離.這兩個思路的依據(jù)是:a≥f(x)恒成立?a≥f(x)max,a≤f(x)恒成立?a≤f(x)min.
[教師備選例題]
已知函數(shù)f(x)=ax2+bx+c(a>0,b∈R,c∈R).
(1)若函數(shù)f(x)的最小值是f(-1)=0,且c=1,F(xiàn)(x)=求F(2)+F(-2)的值;
(2)若a=1,c=0,且|f(x)|≤1在區(qū)間(0,1]上恒成立,試求b的取值范圍.
[解] (1)由已知c=1,a-b+c=0,
且-=-1,
解得a=1,b=2,
所以f(x)=(x+1)2.
所以F(x)=
所以F(2)+F(-2)=(2+1)2+[-(-2+1)2]=8.
(2)由題意知f(x)=x2+bx,原命題等價于-1≤x2+bx≤1在(0,1]上恒成立,
即b≤-x且b≥--x在(0,1]上恒成立.
又當(dāng)x∈(0,1]時,-x的最小值為0,--x的最大值為-2.所以-2≤b≤0.
故b的取值范圍是[-2,0].
1.若一次函數(shù)y=ax+b的圖象經(jīng)過第二、三、四象限,則二次函數(shù)y=ax2+bx的圖象只可能是( )
A B C D
C [因為一次函數(shù)y=ax+b的圖象經(jīng)過第二、三、四象限,所以a<0,b<0,所以二次函數(shù)的圖象開口向下,對稱軸方程x=-<0,只有選項C適合.]
2.若函數(shù)y=x2-3x+4的定義域為[0,m],值域為[,4],則m的取值范圍為( )
A.(0,4] B.[,4]
C.[,3] D.[,+∞)
C [y=x2-3x+4=(x-)2+的定義域為[0,m],顯然,在x=0時,y=4,又值域為[,4],根據(jù)二次函數(shù)圖象的對稱性知≤m≤3,故選C.]
3.設(shè)二次函數(shù)f(x)=ax2-2ax+c在區(qū)間[0,1]上單調(diào)遞減,且f(m)≤f(0),則實數(shù)m的取值范圍是________.
[0,2] [依題意a≠0,二次函數(shù)f(x)=ax2-2ax+c圖象的對稱軸是直線x=1,因為函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,1]上單調(diào)遞減,所以a>0,即函數(shù)圖象的開口向上,所以f(0)=f(2),則當(dāng)f(m)≤f(0)時,有0≤m≤2.]
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