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第四節(jié) 二次函數(shù)與冪函數(shù)
【考綱下載】
1.了解冪函數(shù)的概念;結合函數(shù)y=x,y=x2,y=x3,y=,y=x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,能用二次函數(shù)、方程、不等式之間的關系解決簡單問題.
1.冪函數(shù)的定義
形如y=xα(α∈R)的函數(shù)稱為冪函數(shù),其中x是自變量,α為常數(shù).
2.五種冪函數(shù)的圖象
3.五種冪函數(shù)的性質
y=x
y=x2
y=x3
y=x
y=x-1
定義域
R
R
R[來源:]
[0,+∞)
(-∞,0)∪(0,+∞)
值域
R
[0,+∞)
2、
R
[0,+∞)
(-∞,0)∪(0,+∞)
奇偶性
奇
偶
奇
非奇非偶
奇
單調性
增[來源:]
x∈[0,+∞) 時,增
增[來源:]
增
x∈(0,+∞) 時,減
x∈(-∞,0] 時,減
x∈(-∞,0) 時,減
4.二次函數(shù)的圖象和性質
a>0
a<0
圖象
定義域
R
值域
單調性
在上遞減,在上遞增
在上遞增,在上遞減
奇偶性
b=0時為偶函數(shù),b≠0時為非奇非偶函數(shù)
圖象特點
①對稱軸:x=-;②頂點:
1.函數(shù)y=(x+1)3,y=x3+1,y=都是冪函數(shù)嗎?
提示:y
3、=(x+1)3與y=x3+1不是冪函數(shù);y=是冪函數(shù).
2.冪函數(shù)的圖象能出現(xiàn)在第四象限嗎?
提示:不能.因為當x>0時,根據(jù)冪運算,冪函數(shù)y=xα>0恒成立,所以冪函數(shù)在第四象限沒有圖象.
3.a(chǎn)x2+bx+c>0(a≠0)與ax2+bx+c<0(a≠0)恒成立的條件分別是什么?
提示:(1)ax2+bx+c>0(a≠0)恒成立的充要條件是
(2)ax2+bx+c<0(a≠0)恒成立的充要條件是
1.已知點M在冪函數(shù)f(x)的圖象上,則f(x)的表達式為( )
A.f(x)=x2 B.f(x)=x-2 C.f(x)=x
4、 D.f(x)=x
解析:選B 設f(x)=xα,則3=α,∴α=-2.即f(x)=x-2.
2.(教材習題改編)如圖中曲線是冪函數(shù)y=xn在第一象限的圖象.已知n取±2,±四個值,則相應于曲線C1,C2,C3,C4的n值依次為( )
A.-2,-,,2 B.2,,-,-2
C.-,-2,2, D.2,,-2,-
解析:選B 由冪函數(shù)圖象及其單調性之間的關系可知,曲線C1,C2,C3,C4所對應的n依次為2,,-,-2.
3.函數(shù)f(x)=(m-1)x2+2mx+3為偶函數(shù),則f(x)在區(qū)間(-5,-3)上( )
A.先減后增
5、 B.先增后減 C.單調遞減 D.單調遞增
解析:選D 因為f(x)=(m-1)x2+2mx+3為偶函數(shù),所以2m=0,即m=0.所以f(x)=-x2+3.
由二次函數(shù)的單調性可知,f(x)=-x2+3在(-5,-3)上為增函數(shù).
4.已知f(x)=4x2-mx+5在[2,+∞)上是增函數(shù),則實數(shù)m的取值范圍是________.
解析:因為函數(shù)f(x)=4x2-mx+5的單調遞增區(qū)間為,所以≤2,即m≤16.
答案:(-∞,16]
5.設函數(shù)f(x)=mx2-mx-1,若f(x)<0的解集為R,則實數(shù)m的取值范圍是________.
解析:當m=0時,顯然成立;當m≠0時
6、,解得-4<m<0.
綜上可知,實數(shù)m的取值范圍是(-4,0].
答案:(-4,0]
數(shù)學思想(二)
分類討論在求二次函數(shù)最值中的應用
二次函數(shù)在閉區(qū)間上的最值問題,一定要根據(jù)對稱軸與區(qū)間的相對位置關系確定最值,當函數(shù)解析式中含有參數(shù)時,要根據(jù)參數(shù)的最值情況進行分類討論.
[典例] (2014·運城模擬)已知x∈[-1,1]時,f(x)=x2-ax+>0恒成立,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A.(0,2) B.(2,+∞) C.(0,+∞) D.(0,4)
[解題指導] f(x)>0恒成立?f(x)min>0.求函數(shù)f(x)=x2-ax+的
7、最小值應抓住問題中的區(qū)間兩端點與對稱軸的位置關系進行分類討論,結合圖象和函數(shù)的單調性及恒成立條件建立關于a的不等式求解.
[解析] 二次函數(shù)圖象開口向上,對稱軸為x=,又x∈[-1,1]時,f(x)=x2-ax+>0恒成立,即f(x)最小值>0.
①當≤-1,即a≤-2時,f(-1)=1+a+>0,解得a>-,與a≤-2矛盾;
②當≥1,即a≥2時,f(1)=1-a+>0,解得a<2,與a≥2矛盾;
③當-1<<1,即-2<a<2時,Δ=(-a)2-4·<0,解得0<a<2.綜上得實數(shù)a的取值范圍是(0,2).
[答案] A
[題后悟道] 二次函數(shù)求最值問題,一般先用配方
8、法化為y=a(x-m)2+n的形式,得頂點(m,n)和對稱軸方程x=m,結合二次函數(shù)的圖象求解.常見有三種類型:
(1)頂點固定,區(qū)間也固定;
(2)頂點含參數(shù)(即頂點為動點),區(qū)間固定,這時要討論頂點橫坐標何時在區(qū)間之內,何時在區(qū)間之外;
(3)頂點固定,區(qū)間變動,這時要討論區(qū)間中的參數(shù).
討論的目的是確定對稱軸和區(qū)間的關系,明確函數(shù)的單調性,從而確定函數(shù)的最值.
已知函數(shù)f(x)=ax2+2ax+1在區(qū)間[-1,2]上有最大值4,則實數(shù)a的值為________.
解析:f(x)=a(x+1)2+1-a.
(1)當a=0時,函數(shù)f(x)在區(qū)間[-1,2]上的值為常數(shù)1,不符合題意,舍去;
(2)當a>0時,函數(shù)f(x)在區(qū)間[-1,2]上是增函數(shù),最大值為f(2)=8a+1=4,解得a=;
(3)當a<0時,函數(shù)f(x)在區(qū)間[-1,2]上是減函數(shù),最大值為f(-1)=1-a=4,解得a=-3.
綜上可知,a的值為或-3.
答案:或-3
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