《(浙江專版)2017-2018學(xué)年高中數(shù)學(xué) 第二章 基本初等函數(shù)(Ⅰ)2.3 冪函數(shù)學(xué)案 新人教A版必修1.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(浙江專版)2017-2018學(xué)年高中數(shù)學(xué) 第二章 基本初等函數(shù)(Ⅰ)2.3 冪函數(shù)學(xué)案 新人教A版必修1.doc(16頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
2.3
預(yù)習(xí)課本P77~78,思考并完成以下問題
(1)冪函數(shù)是如何定義的?
(2)冪函數(shù)的解析式具有什么特點?
(3)常見冪函數(shù)的圖象是什么?它具有哪些性質(zhì)?
1.冪函數(shù)的概念
函數(shù)y=xα叫做冪函數(shù),其中x是自變量,α是常數(shù).
[點睛] 冪函數(shù)中底數(shù)是自變量,而指數(shù)函數(shù)中指數(shù)為自變量.
2.常見冪函數(shù)的圖象與性質(zhì)
解析式
y=x
y=x2
y=x3
y=
y=x
圖象
定義域
R
R
R
{x|x≠0}
[0,+∞)
值域
R
[0,+∞)
R
{y|y≠0}
[0,+∞)
奇偶性
奇函數(shù)
偶函數(shù)
奇函數(shù)
奇函數(shù)
非奇非偶函數(shù)
解析式
y=x
y=x2
y=x3
y=
y=x
單調(diào)性
在(-∞,+∞)上單調(diào)遞增
在(-∞,0]上單調(diào)遞減,在(0,+∞)上單調(diào)遞增
在(-∞,+∞)上單調(diào)遞增
在(-∞,0)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)上單調(diào)遞減
在[0,+∞)上單調(diào)遞增
定點
(1,1)
[點睛] 冪函數(shù)在區(qū)間(0,+∞)上,當α>0時,y=xα是增函數(shù);當α<0時,y=xα是減函數(shù).
1.判斷(正確的打“√”,錯誤的打“”)
(1)函數(shù)y=x0(x≠0)是冪函數(shù). ( )
(2)冪函數(shù)的圖象必過點(0,0)(1,1). ( )
(3)冪函數(shù)的圖象都不過第二、四象限. ( )
答案:(1)√ (2) (3)
2.下列函數(shù)中不是冪函數(shù)的是( )
A.y= B.y=x3
C.y=2x D.y=x-1
答案:C
3.已知f(x)=(m-1)x是冪函數(shù),則m=( )
A.2 B.1
C.3 D.0
答案:A
4.已知冪函數(shù)f(x)=xα圖象過點,則f(4)=________.
答案:
冪函數(shù)的概念
[例1] 已知冪函數(shù)y=(m2-m-1)xm2-2m-3,求此冪函數(shù)的解析式,并指出定義域.
[解] ∵y=(m2-m-1)xm2-2m-3為冪函數(shù),
∴m2-m-1=1,解得m=2或m=-1.
當m=2時,m2-2m-3=-3,則y=x-3,且有x≠0;
當m=-1時,m2-2m-3=0,則y=x0,且有x≠0.
故所求冪函數(shù)的解析式為y=x-3,定義域為{x|x≠0}或y=x0,定義域為{x|x≠0}.
判斷一個函數(shù)是否為冪函數(shù)的方法
判斷一個函數(shù)是否為冪函數(shù)的依據(jù)是該函數(shù)是否為y=xα(α為常數(shù))的形式,即函數(shù)的解析式為一個冪的形式,且需滿足:(1)指數(shù)為常數(shù);(2)底數(shù)為自變量;(3)系數(shù)為1.
[活學(xué)活用]
1.下列函數(shù)中不是冪函數(shù)的是( )
A.y= B.y=x
C.y=22x D.y=x-1
比較冪值的大小
解析:選C 顯然C中y=22x=4x,不是y=xα的形式,所以不是冪函數(shù),而A、B、D中的α分別為,,-1,符合冪函數(shù)的結(jié)構(gòu)特征,故選C.
[例2] 比較下列各組數(shù)中兩個數(shù)的大?。?
(1)0.5與0.5;
(2)-1與-1;
(3)與.
[解] (1)∵冪函數(shù)y=x0.5在(0,+∞)上是單調(diào)遞增的,
又>,∴0.5>0.5.
(2)∵冪函數(shù)y=x-1在(-∞,0)上是單調(diào)遞減的,
又-<-,∴-1>-1.
(3)∵函數(shù)y1=x為R上的減函數(shù),又>,
∴>.
又∵函數(shù)y2=x在(0,+∞)上是增函數(shù),且>,
∴>,∴>.
比較冪值大小的方法
(1)若指數(shù)相同,底數(shù)不同,則考慮冪函數(shù);
(2)若指數(shù)不同,底數(shù)相同,則考慮指數(shù)函數(shù);
(3)若指數(shù)與底數(shù)都不同,則考慮插入中間數(shù),使這個數(shù)的底數(shù)與所比較數(shù)的一個底數(shù)相同,指數(shù)與另一個數(shù)的指數(shù)相同,那么這個數(shù)就介于所比較的兩數(shù)之間,進而比較大?。 ?
[活學(xué)活用]
2.比較下列各組值的大小:
(1)(-0.31),0.35.
(2)1.2,1.4,1.42;
解:(1)∵y=x為R上的偶函數(shù),
∴(-0.31) =0.31.
又函數(shù)y=x為[0,+∞)上的增函數(shù),且0.31<0.35,
∴0.31<0.35,即(-0.31) <0.35.
(2)∵y=x在[0,+∞)上是增函數(shù),且1.2<1.4,
∴1.2<1.4.
又∵y=1.4x為增函數(shù),且<2,∴1.4<1.42,
∴1.2<1.4<1.42.
冪函數(shù)的圖象與性質(zhì)
[例3] 已知冪函數(shù)f(x)=xα的圖象過點P ,試畫出f(x)的圖象并指出該函數(shù)的定義域與單調(diào)區(qū)間.
[解] 因為f(x)=xα的圖象過點P ,所以f(2)=,即2α=,得α=-2,即f(x)=x-2,f(x)的圖象如圖所示,定義域為(-∞,0)∪(0,+∞),單調(diào)減區(qū)間為(0,+∞),單調(diào)增區(qū)間為(-∞,0).
[一題多變]
1.[變設(shè)問]本例條件不變,試判斷f(x)的奇偶性.
解:由本例知,f(x)=x-2,
則f(-x)=(-x)-2=f(x),
∴f(x)為偶函數(shù).
2.[變條件]本例中點P變?yōu)椋?
(1)判斷函數(shù)f(x)的奇偶性;
(2)判斷函數(shù)f(x)的單調(diào)性,
解:∵f(x)的圖象過點P ,
∴8α=,即23α=2-1,
∴3α=-1,即α=-,
∴函數(shù)f(x)的解析式為f(x)=x-(x≠0).
(1)∵f(-x)=(-x)-==-=-f(x),
又f(x)的定義域為(-∞,0)∪(0,+∞),關(guān)于原點對稱,
∴f(x)是奇函數(shù).
(2)∵-<0,∴f(x)=x-在(0,+∞)上是減函數(shù).
由(1),知f(x)是奇函數(shù),
∴f(x)=x-在(-∞,0)上也是減函數(shù).
∴f(x)=x-在(0,+∞)和(-∞,0)上都是減函數(shù).
冪函數(shù)圖象的畫法
(1)確定冪函數(shù)在第一象限內(nèi)的圖象:先根據(jù)α的取值,確定冪函數(shù)y=xα在第一象限內(nèi)的圖象.
(2)確定冪函數(shù)在其他象限內(nèi)的圖象:根據(jù)冪函數(shù)的定義域及奇偶性確定冪函數(shù)f(x)在其他象限內(nèi)的圖象.
層級一 學(xué)業(yè)水平達標
1.在函數(shù)①y=,②y=x2,③y=2x,④y=1,⑤y=2x2,⑥y=x中,是冪函數(shù)的是( )
A.①②④⑤ B.③④⑥
C.①②⑥ D.①②④⑤⑥
解析:選C 冪函數(shù)是形如y=xα(α∈R,α為常數(shù))的函數(shù),①是α=-1的情形,②是α=2的情形,⑥是α=-的情形,所以①②⑥都是冪函數(shù);③是指數(shù)函數(shù),不是冪函數(shù);⑤中x2的系數(shù)是2,所以不是冪函數(shù);④是常數(shù)函數(shù),不是冪函數(shù).所以只有①②⑥是冪函數(shù).
2.已知冪函數(shù)f(x)=kxα(k∈R,α∈R)的圖象過點,則k+α=( )
A. B.1 C. D..2
解析:選A ∵冪函數(shù)f(x)=kxα(k∈R,α∈R)的圖象過點,∴k=1,f=α=,
即α=-,∴k+α=.
3.下列函數(shù)中,既是偶函數(shù),又在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞減的函數(shù)是( )
A.y=x-2 B.y=x-1
C.y=x2 D.y=x
解析:選A 所給選項都是冪函數(shù),其中y=x-2和y=x2是偶函數(shù),y=x-1和y=x不是偶函數(shù),故排除選項B、D,又y=x2在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞增,不合題意,y=x-2在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞減,符合題意,故選A.
4.函數(shù)y=x-1的圖象關(guān)于x軸對稱的圖象大致是( )
解析:選B y=x的圖象位于第一象限且為增函數(shù),所以函數(shù)圖象是上升的,函數(shù)y=x-1的圖象可看作由y=x的圖象向下平移一個單位得到的(如選項A中的圖所示),將y=x-1的圖象關(guān)于x軸對稱后即為選項 B.
5.如圖所示,曲線C1與C2分別是函數(shù)y=xm和y=xn在第一象限內(nèi)的圖象,則下列結(jié)論正確的是( )
A.n
m>0 D.m>n>0
解析:選A 由圖象可知,兩函數(shù)在第一象限內(nèi)遞減,故m<0,n<0.當x=2時,2m>2n,所以n<m<0.
6.若y=ax是冪函數(shù),則該函數(shù)的值域是________.
解析:由已知y=ax是冪函數(shù),得a=1,所以y=x,所以y≥0,故該函數(shù)的值域為[0,+∞).
答案:[0,+∞)
7.已知冪函數(shù)f(x)=xα的部分對應(yīng)值如表:
x
1
f(x)
1
則f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是________.
解析:因為f =,所以α=,即α=,所以f(x)=x的單調(diào)遞增區(qū)間是[0,+∞).
答案:[0,+∞)
8.設(shè)α∈,則使f(x)=xα為奇函數(shù)且在(0,+∞)上單調(diào)遞減的α的值是________.
解析:因為f(x)=xα為奇函數(shù),所以α=-1,1,3.又因為f(x)在(0,+∞)上為減函數(shù),所以α=-1.
答案:-1
9.已知函數(shù)f(x)=(m2+2m)x,m為何值時,函數(shù)f(x)是:(1)正比例函數(shù);(2)反比例函數(shù);(3)冪函數(shù).
解:(1)若函數(shù)f(x)為正比例函數(shù),則
∴m=1.
(2)若函數(shù)f(x)為反比例函數(shù),則
∴m=-1.
(3)若函數(shù)f(x)為冪函數(shù),則m2+2m=1,
∴m=-1.
10.比較下列各組數(shù)的大?。?
(1)3和3.2;
(2)和;
(3)4.1和3.8.
解:(1)函數(shù)y=x在(0,+∞)上為減函數(shù),又3<3.2,所以3>3.2.
(2)=,=,函數(shù)y=x在(0,+∞)上為增函數(shù),而>,所以>.
(3)4.1>1=1,0<3.8-<1-=1,
所以4.1>3.8-.
層級二 應(yīng)試能力達標
1.已知函數(shù)f(x)=(a2-a-1)x為冪函數(shù),則實數(shù)a的值為( )
A.-1或2 B.-2或1
C.-1 D.1
解析:選C 因為f(x)=(a2-a-1)x為冪函數(shù),所以a2-a-1=1,即a=2或-1.又a-2≠0,所以a=-1.
2.下列結(jié)論中,正確的是( )
A.冪函數(shù)的圖象都經(jīng)過點(0,0),(1,1)
B.冪函數(shù)的圖象可以出現(xiàn)在第四象限
C.當冪指數(shù)α取1,3,時,冪函數(shù)y=xα是增函數(shù)
D..當α=-1時,冪函數(shù)y=xα在其整個定義域上是減函數(shù)
解析:選C 當冪指數(shù)α=-1時,冪函數(shù)y=x-1的圖象不經(jīng)過原點,故A錯誤;因為所有的冪函數(shù)在區(qū)間(0,+∞)上都有定義,且y=xα(α∈R)>0,所以冪函數(shù)的圖象不可能出現(xiàn)在第四象限,故B錯誤;當α>0時,y=xα是增函數(shù),故C正確;當α=-1時,y=x-1在區(qū)間(-∞,0),(0,+∞)上是減函數(shù),但在整個定義域上不是減函數(shù),故D錯誤.故選C.
3.設(shè)a=,b=,c=,則( )
A.a(chǎn)b;構(gòu)造指數(shù)函數(shù)y=x,由該函數(shù)在定義域內(nèi)單調(diào)遞減,所以aa> B.
4.如下圖所示曲線是冪函數(shù)y=xα在第一象限內(nèi)的圖象,已知α取2,四個值,則對應(yīng)于曲線C1,C2,C3,C4的指數(shù)α依次為( )
A.-2,-,,2
B.2,,-,-2
C.-,-2,2,
D..2,,-2,-
解析:選B 要確定一個冪函數(shù)y=xα在坐標系內(nèi)的分布特征,就要弄清冪函數(shù)y=xα隨著α值的改變圖象的變化規(guī)律.隨著α的變大,冪函數(shù)y=xα的圖象在直線x=1的右側(cè)由低向高分布.從圖中可以看出,直線x=1右側(cè)的圖象,由高向低依次為C1,C2,C3,C4,所以C1,C2,C3,C4的指數(shù)α依次為2,,-,-2.
5.若(a+1) <(3-2a) ,則a的取值范圍是________.
解析:函數(shù)y=x在[0,+∞)上是增函數(shù),
所以解得-1<a<.
答案:
6.已知函數(shù)f(x)=x在(-∞,0)上是增函數(shù),在(0,+∞)上是減函數(shù),那么最小的正整數(shù)α=________.
解析:取值驗證.α=1時,y=x0,不滿足;α=2時,y=x,在(0,+∞)上是減函數(shù).∵它為奇函數(shù),則在(-∞,0)上也是減函數(shù),不滿足;α=3時,y=x滿足題意.
答案:3
7.已知冪函數(shù)f(x)=(m-1)2xm2-4m+2在(0,+∞)上單調(diào)遞增,函數(shù)g(x)=2x-k.
(1)求m的值;
(2)當x∈[1,2]時,記f(x),g(x)的值域分別為集合A,B,若A∪B=A,求實數(shù)k的取值范圍.
解:(1)依題意,得(m-1)2=1,解得m=0或m=2.
當m=2時,f(x)=x-2在(0,+∞)上單調(diào)遞減,與題設(shè)矛盾,舍去,∴m=0.
(2)由(1)可知f(x)=x2.
當x∈[1,2]時,f(x),g(x)單調(diào)遞增,
∴A=[1,4],B=[2-k,4-k].
∵A∪B=A,∴B?A,
∴?0≤k≤1.
∴實數(shù)k的取值范圍是[0,1].
8.已知冪函數(shù)f(x)=x (m∈N*)
(1)試確定該函數(shù)的定義域,并指明該函數(shù)在其定義域上的單調(diào)性;
(2)若該函數(shù)還經(jīng)過點(2,),試確定m的值,并求滿足條件f(2-a)>f(a-1)的實數(shù)a的取值范圍.
解:(1)m2+m=m(m+1),m∈N*,而m與m+1中必有一個為偶數(shù),
∴m(m+1)為偶數(shù).
∴函數(shù)f(x)=x(m2+m)-1(m∈N*)的定義域為[0,+∞),并且在定義域上為增函數(shù).
(2)∵函數(shù)f(x)經(jīng)過點(2,),
∴=2,即2=2.
∴m2+m=2.解得m=1或m=-2.
又∵m∈N*,∴m=1.
由f(2-a)>f(a-1)得解得1≤a<.
∴實數(shù)a的取值范圍為.
(時間120分鐘 滿分150分)
一、選擇題(本大題共8小題,每小題5分,共40分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.函數(shù)y=ln(2-x)的定義域為( )
A.(1,2) B.[1,2)
C.(1,2] D.[1,2]
解析:選B 要使解析式有意義,則解得1≤x<2,所以所求函數(shù)的定義域為[1,2).
2.下列函數(shù)中定義域與值域相同的是( )
A.f(x)=2 B.f(x)=lg
C.f(x)= D.f(x)=
解析:選C A中,定義域為(0,+∞),值域為(1,+∞);B中,定義域為(0,+∞),值域為R;C中,由2x≥1,得x≥0,所以定義域與值域都是[0,+∞);D中,由lg x≥0,得x≥1,所以定義域為[1,+∞),值域為[0,+∞).選C.
3.下列函數(shù)中,既是偶函數(shù)又在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞減的是( )
A.y= B.y=e-x
C.y=-x2+1 D.y=lg|x|
解析:選C A項,y=是奇函數(shù),故不正確;
B項,y=e-x為非奇非偶函數(shù),故不正確;
C、D兩項中的兩個函數(shù)都是偶函數(shù),但y=-x2+1在(0,+∞)上是減函數(shù),y=lg|x|在(0,+∞)上是增函數(shù),故選C.
4.設(shè)a=log3π,b=logπ,c=π-3,則( )
A.a(chǎn)>c>b B.b>a>c
C.a(chǎn)>b>c D.c>b>a
解析:選A ∵a=log3π>1,b=logπ<0,0<c=π-3<1,∴a>c>b.故選A.
5.若loga3=m,loga5=n,則a2m+n的值是( )
A.15 B.75 C.45 D.225
解析:選C 由loga3=m,得am=3,
由loga5=n,得an=5,
∴a2m+n=(am)2an=325=45.
6.函數(shù)f(x)=loga[(a-1)x+1]在定義域上( )
A.是增函數(shù) B.是減函數(shù)
C.先增后減 D.先減后增
解析:選A 當a>1時,y=logat為增函數(shù),t=(a-1)x+1為增函數(shù),∴f(x)=loga[(a-1)x+1]為增函數(shù);當0<a<1時,y=logat為減函數(shù),t=(a-1)x+1為減函數(shù),∴f(x)=loga[(a-1)x+1]為增函數(shù).綜上,函數(shù)f(x)在定義域上是增函數(shù).
7.已知f(x)=ax,g(x)=logax(a>0且a≠1),若f(3)g(3)<0,則f(x)與g(x)在同一坐標系里的圖象是( )
解析:選C ∵a>0且a≠1,∴f(3)=a3>0,又f(3)g(3)<0,∴g(3)=loga3<0,∴0<a<1,∴f(x)=ax在R上是減函數(shù),g(x)=logax在(0,+∞)上是減函數(shù),故選C.
8.已知函數(shù)f(x)=滿足對任意的實數(shù)x1≠x2都有<0成立,則實數(shù)a的取值范圍為( )
A.(-∞,2) B.
C.(-∞,2] D.
解析:選B 由題意知函數(shù)f(x)是R上的減函數(shù),于是有由此解得a≤,即實數(shù)a的取值范圍是,選B.
二、填空題(本大題共7小題,多空題每題6分,單空題每題4分,共36分.請把正確答案填在題中橫線上)
9.函數(shù)y= 的定義域是________.
解析:由已知1-x≥0,則x≤1=0,所以x≥0.
答案:[0,+∞)
10.若2a=6,b=log23,則2a-b=________,=________.
解析:2a-b====2.
====log312.
答案:2 log312
11.已知函數(shù)f(x)=則f的值為________,f(x)>的解集為________.
解析:因為>0,所以f=log3=log33-2=-2,所以f(-2)=2-2=.
f(x)>等價于或
解得x>或-1的解集為{x|x>或-1或-10,a≠1),那么f的值是________.
解析:f(1)+f(-1)=log2(+1)+2+log2(-1)-1=1.f(x)+f(-x)=log2(+x)++1+log2(-x)++1=++2=1.∵log5=-loga5,∴f(loga5)+f=1,
∴f=-3.
答案:1?。?
14.若函數(shù)f(x)=且b=f(f(f(0))),則b=________;若y=xa2-4a-b是偶函數(shù),且在(0,+∞)上是減函數(shù),則整數(shù)a的值是________.
解析:由分段函數(shù)f(x)可得b=f(f(f(0)))=f(f(-2))=f(1)=1.由于y=xa2-4a-b在(0,+∞)上是減函數(shù),則a2-4a-1<0,解得2-
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浙江專版2017-2018學(xué)年高中數(shù)學(xué)
第二章
基本初等函數(shù)2.3
冪函數(shù)學(xué)案
新人教A版必修1
浙江
專版
2017
2018
學(xué)年
高中數(shù)學(xué)
第二
基本
初等
函數(shù)
2.3
新人
必修
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