中职《数学》幂函数

第28课时 幂函数
教学目标：
使学生认识到幂函数同样也是一种重要的函数模型，掌握从特殊到一般地去进行类比研究幂函数的性质，并注意与指数函数进行对比学习.
教学重点：
幂函数的定义和图象.
教学难点：
幂函数的图象.
教学过程：
Ⅰ.复习引入
幂函数的定义
Ⅱ.讲授新课
问题1：我们知道，分数指数幂可以与根式相互转化．把下列各函数先化成根式形式，再指出它的定义域和奇偶性．利用计算机画出它们的图象，观察它们的图象，看有什么共同点？
（1）y ＝21x ；（2）y ＝31x ；（3）y ＝32x ；（4）y ＝34x ．
思路：先将各式化为根式形式，函数的定义域就是使这些根式有意义的实数x 的集合；奇偶性直接利用定义进行判断．（1）定义域为［0，＋∞），（2）（3）（4）定义域都是R ；其中（1）既不是奇函数也不是偶函数，（2）是奇函数，（3）（4）是偶函数．它们的图象都经过点（0，0）和（1，1），且在第一象限内函数单调递增．
问题2：仿照问题1研究下列函数的定义域和奇偶性，观察它们的图象看有什么共同点？
（1）y ＝x －1；（2）y ＝x －2；（3）y ＝21
－x ；（4）y ＝31
－x ．
思路：先将负指数幂化为正指数幂，再将分数指数幂化为根式，函数的定义域就是使这些分式和根式有意义的实数x 的集合；（1）（2）（4）的定义域都是{x |x ≠0}，（3）的定义域是（0，＋∞）；（1）（4）是奇函数，（2）是偶函数，（3）既不是奇函数也不是偶函数．它们的图象都经过点（1，1），且在第一象限内函数单调递减，并且以两坐标轴为渐近线．
总结：研究幂函数时，通常先将负指数幂化为正指数幂，再将分数指数幂化为根式（幂指数是负整数时化为分式）；根据得到的分式或根式研究幂函数的性质．函数的定义域就是使这些分式和根式有意义的实数x 的集合；奇偶性和单调性直接利用定义进行判断．问题1和问题2中的这些幂函数我们要记住它们图象的变化趋势，有利于我们进行类比．
［例1］讨论函数y ＝52x 的定义域、值域、奇偶性、单调性，并画出图象的示意图． 思路：函数y ＝52x 是幂函数． （1）要使y ＝52x ＝5x 2 有意义，x 可以取任意实数，故函数定义域为R ．
（2）∵x ∈R ，∴x 2≥0．∴ y ≥0．
（3）f （－x ）＝5（－x ）2 ＝5x 2 ＝f （x ）， ∴函数y ＝52x 是偶函数；
（4）∵n ＝25
＞0， ∴幂函数y ＝52x 在［0，＋∞］上单调递增． 由于幂函数y ＝52x 是偶函数，
∴幂函数y ＝52x 在（－∞，0）上单调递减．
（5）其图象如右图所示．
［例2］比较下列各组中两个数的大小：
（1）1.553，1.753；（2）0.71.5，0.61.5；（3）（－1.2）
32-，（－1.25）32-． 解析：（1）考查幂函数y ＝53
x 的单调性，在第一象限内函数单调递增，
∵1.5＜1.7 ∴1.553＜1.753
（2）考查幂函数y ＝23x 的单调性，同理0.71.5＞0.61.5．
（3）先将负指数幂化为正指数幂可知它是偶函数，
∵（－1.2）
32-＝1.232-，（－1.25）32-＝1.2532-，又1.232-＞1.2532- ∴（－1.2）32-＞（－1.25）32
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点评：比较幂形式的两个数的大小，一般的思路是：
（1）若能化为同指数，则用幂函数的单调性；
（2）若能化为同底数，则用指数函数的单调性；
（3）若既不能化为同指数，也不能化为同底数，则需寻找一个恰当的数作为桥梁来比较大小．
［例3］求函数y ＝52x ＋2x 51＋4（x ≥－32）值域．
解析：设t ＝x 51，∵x ≥－32，∴t ≥－2，则y ＝t 2＋2t ＋4＝（t ＋1）2＋3． 当t ＝－1时，y min ＝3．
∴函数y ＝52x ＋2x 51＋4（x ≥－32）的值域为［3，＋∞）．
点评：这是复合函数求值域的问题，应用换元法．
Ⅲ.课堂练习
课本P 73 1，2
Ⅳ.课时小结
［师］通过本节学习，大家能熟悉并掌握幂函数的图象，提高数学应用的能力. Ⅴ.课后作业
课本P 73 习题1，2，3，4。