高中数学常见幂函数、二次函数、三次函数的图象及其性质
高三数学复习课件【二次函数与幂函数】
A.3
B.1- 2
C. 2-1
D.1
解析:设幂函数f(x)=xα,则f(9)=9α=3,即α=
1 2
,所以f(x)
1
=x 2 = x,所以f(2)-f(1)= 2-1,故选C.
答案:C
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2.当x∈(0,+∞)时,幂函数y=(m2+m-1)x-5m-3为减函数,
则实数m的值为
()
A.-2
B.1
C.1或-2
D.m≠-12± 5
解析:因为函数y=(m2+m-1)x-5m-3既是幂函数又是(0,+∞)
上的减函数,所以m-25+mm--3<10=,1, 解得m=1. 答案:B
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4
2
1
3.已知a=3 5 ,b=4 5 ,c=12 5 ,则a,b,c的大小关系为( )
A.b<a<c
B.a<b<c
C.c<b<a
当k<0时,
2 k
<0,此时抛物线的对称轴在区间[1,2]的左侧,该函数
y=kx2-4x+2在区间[1,2]上是减函数,不符合要求.综上可得实
数k的取值范围是[2,+∞).答案:A
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[题型技法] 研究二次函数单调性的思路 (1)二次函数的单调性在其图象对称轴的两侧不同,因此研 究二次函数的单调性时要依据其图象的对称轴进行分类讨论. (2)若已知f(x)=ax2+bx+c(a>0)在区间A上单调递减(单调 递增),则A⊆ -∞,-2ba A⊆-2ba,+∞ ,即区间A一定 在函数对称轴的左侧(右侧).
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课 堂 考点突破
练透基点,研通难点,备考不留死角
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考点一 幂函数的图象与性质 [考什么·怎么考]
2015高三第一轮复习一次函数二次及函数与幂函数的最值恒成立及根的分布
[答案] -1
[小题能否全取]
1.(1)如图给出4个幂函数大致的图象,则图象与函数对应 正确的是 ( )
A.① y= x ,② y= x2,③ y= x ,④ y= x-1 B.① y= x3,② y= x2,③ y= x ,④ y= x-1 C.① y= x2,② y= x3,③ y= x ,④ y= x- 1 D.① y= x ,② y= x ,③ y= x2,④ y= x-1
1.幂函数y=xα的图象与性质由于α的值不同而比较 复杂,一般从两个方面考查:
(1)α的正负:α>0时,图象过原点和(1,1),在第一象
限的图象上升;α<0时,图象不过原点,在第一象限的 图象下降.
(2)曲线在第一象限的凹凸性:α>1时,曲线下凸;
0<α<1时,曲线上凸;α<0时,曲线下凸. 2.在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选
1 3
(
)
解析:当 0<x<1 时,x >x,当 ห้องสมุดไป่ตู้>1 时,x <x,知只有 B 符合.
1 3
1 3
答案:B
3.(教材习题改编)设α∈
1 -1,1, ,3 2
,则使函数y= ( )
xα的定义域为R且为奇函数的所有α值为
A.1,3 C.-1,3
B.-1,1 D.-1,1,3
[知识能否忆起] 一、常用幂函数的图象与性质 函数 特征 y=x y=x2 y=x3 性质
y=x
1 2
y=x-1
图象 定义域 R R R {x|x≥0} {x|x≠0}
函数
特征 性质
值域 奇偶性 单调性 公共点
y= x
初中高中数学七大函数的性质 图像
初中高中数学七大函数的性质图像1.一次函数(包括正比例函数)最简单最常见的函数,在平面直角坐标系上的图象为直线。
定义域(下面没有说明的话,都是在无特殊要求情况下的定义域):R值域:R奇偶性:无周期性:无平面直角坐标系解析式(下简称解析式):①ax+by+c=0[一般式]②y=kx+b[斜截式](k为直线斜率,b为直线纵截距,正比例函数b=0)③y-y1=k(x-x1)[点斜式](k为直线斜率,(x1,y1)为该直线所过的一个点)④(y-y1)/(y2-y1)=(x-x1)/(x2-x1)[两点式]((x1,y1)与(x2,y2)为直线上的两点)⑤x/a-y/b=0[截距式](a、b分别为直线在x、y轴上的截距)解析式表达局限性:①所需条件较多(3个);②、③不能表达没有斜率的直线(平行于x轴的直线);④参数较多,计算过于烦琐;⑤不能表达平行于坐标轴的直线和过圆点的直线。
倾斜角:x轴到直线的角(直线与x轴正方向所成的角)称为直线的倾斜角。
设一直线的倾斜角为a,则该直线的斜率k=tg(a)。
2.二次函数:题目中常见的函数,在平面直角坐标系上的图象是一条对称轴与y轴平行的抛物线。
定义域:R值域:(对应解析式,且只讨论a大于0的情况,a小于0的情况请读者自行推断)①[(4ac-b^2)/4a,正无穷);②[t,正无穷)奇偶性:偶函数周期性:无解析式:①y=ax^2+bx+c[一般式]⑴a≠0⑵a>0,则抛物线开口朝上;a<0,则抛物线开口朝下;⑶极值点:(-b/2a,(4ac-b^2)/4a);⑷Δ=b^2-4ac,Δ>0,图象与x轴交于两点:([-b+√Δ]/2a,0)和([-b+√Δ]/2a,0);Δ=0,图象与x轴交于一点:(-b/2a,0);Δ<0,图象与x轴无交点;②y=a(x-h)^2+t[配方式]此时,对应极值点为(h,t),其中h=-b/2a,t=(4ac-b^2)/4a);3.反比例函数在平面直角坐标系上的图象为双曲线。
高中数学常见函数图像
高中数学常见函数图像高中数学是学生学习数学的一个重要阶段,其中函数图像是高中数学中的重要内容之一。
本文将介绍一些高中数学中常见的函数图像,包括正弦函数、余弦函数、指数函数和对数函数等。
首先,正弦函数和余弦函数是三角函数中的两个重要函数,它们的图像都是周期性的。
正弦函数的图像在区间[0,2π]上是一个完整的周期,最大值为1,最小值为-1。
余弦函数的图像也是一个完整的周期,最大值为1,最小值为-1。
余弦函数的图像相对于正弦函数来说是“平移”了一段时间。
其次,指数函数是指数运算的一种形式,其表达式为y=a^x,其中a 为大于0且不等于1的常数。
指数函数的图像在区间[0,∞)上是一个单调递增的曲线,当a大于1时,图像呈现出“陡峭”的趋势,当0小于a小于1时,图像呈现出“平缓”的趋势。
最后,对数函数是一种特殊的函数,其表达式为y=log(x),其中x 大于0且不等于1。
对数函数的图像在区间(0,∞)上是一个单调递增的曲线,呈现出“平缓”的趋势。
综上所述,高中数学中常见的函数图像包括正弦函数、余弦函数、指数函数和对数函数等。
这些函数的图像都具有不同的特点和性质,需要学生在学习过程中深入理解和掌握。
这些函数图像的应用也非常广泛,涉及到物理学、工程学、计算机科学等多个领域。
因此,学生应该在学习过程中注重实践和应用,加深对函数图像的理解和掌握。
高中数学函数的图像高中数学是许多学生感到困难的科目之一,而函数的学习更是其中的难点。
函数的图像是理解函数的重要工具,因此掌握函数的图像对于高中数学的学习非常重要。
函数的概念是指在一定的自变量取值范围内,对应于每个自变量的函数值都有唯一确定的数值。
函数的表示方法有很多种,其中图像法是最直观的方法之一。
函数的图像是在直角坐标系中表示函数关系的一种曲线。
在绘制函数的图像时,我们需要先确定自变量的取值范围,然后根据函数的表达式计算出对应的函数值。
将自变量和对应的函数值在直角坐标系中标记出来,然后连接这些点就可以得到函数的图像。
幂函数的性质与图像ppt
幂函数的性质与图像ppt于0的所有实数,a就不能是负数。
总结起来,就可以得到当a为不同的数值时,幂函数的定义域的不同情况如下:如果a为任意实数,则函数的定义域为大于0的所有实数;如果a为负数,则x肯定不能为0,不过这时函数的定义域还必须根据q的奇偶性来确定,即如果同时q为偶数,则x不能小于0,这时函数的定义域为大于0的所有实数;如果同时q为奇数,则函数的定义域为不等于0 的所有实数。
在x大于0时,函数的值域总是大于0的实数。
在x小于0时,则只有同时q为奇数,函数的值域为非零的实数。
而只有a为正数,0才进入函数的值域。
由于x大于0是对a的任意取值都有意义的,因此下面给出幂函数在第一象限的各自情况.可以看到:(1)所有的图形都通过(1,1)这点。
(2)当a大于0时,幂函数为单调递增的,而a小于0时,幂函数为单调递减函数。
(3)当a大于1时,幂函数图形下凹;当a小于1大于0时,幂函数图形上凸。
(4)当a小于0时,a越小,图形倾斜程度越大。
(5)a大于0,函数过(0,0);a小于0,函数不过(0,0)点。
(6)显然幂函数无界。
篇二:幂函数的性质与图像(一) - 黄浦教研→首页幂函数的性质与图像(一)学校:储能中学执教:陈云青日期:2011-12-6教学目标1.知道幂函数的概念,会用有代表性的k的值,讨论幂函数的定义域、单调性、奇偶性及最值;2.在探究幂函数的性质与图像的过程中,体会研究函数性质的过程与方法; 3.在交流研究幂函数性质的活动中,感悟数学思想方法。
教学重点幂函数的性质与图像。
教学难点探索研究幂函数性质与图像的途径,熟悉由特殊到一般的数学思想。
情景引入建立下列问题的函数关系:(1)如果正方形的边长为x,那么正方形的面积y?____________ ;(2)如果一个正方体容器的体积为x,那么该正方体容器的棱长y?____________ ;(3)如果某人在x秒内,骑自行车行了1km,那么他骑自行车的平均速度y?____________ 。
幂函数与二次函数讲义
幂函数与二次函数讲义一、知识梳理1.幂函数(1)幂函数的定义一般地,形如y=x α的函数称为幂函数,其中x是自变量,α是常数.(2)常见的5种幂函数的图象(3)常见的5种幂函数的性质函数特征性质y=x y=x2y=x3y=12x y=x-1定义域R R R[0,+∞){x|x∈R,且x≠0}值域R[0,+∞)R[0,+∞){y|y∈R,且y≠0}奇偶性奇偶奇非奇非偶奇2.二次函数(1)二次函数解析式的三种形式:一般式:f(x)=ax2+bx+c(a≠0).顶点式:f(x)=a(x-m)2+n(a≠0),顶点坐标为(m,n).零点式:f(x)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0),x1,x2为f(x)的零点.(2)二次函数的图象和性质解析式f(x)=ax2+bx+c(a>0)f(x)=ax2+bx+c(a<0)图象定义域值域单调性对称性函数的图象关于x=-b2a对称(1)幂函数的图象一定会出现在第一象限内,一定不会出现在第四象限,至于是否出现在第二、三象限内,要看函数的奇偶性.(2)幂函数的图象过定点(1,1),如果幂函数的图象与坐标轴相交,则交点一定是原点. (3)当α>0时,y =x α在[0,+∞)上为增函数; 当α<0时,y =x α在(0,+∞)上为减函数. 2.若f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则当⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ<0时恒有f (x )>0,当⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0时,恒有f (x )<0.二、基础检验题组一:思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)二次函数y =ax 2+bx +c ,x ∈[a ,b ]的最值一定是4ac -b 24a.( ) (2)二次函数y =ax 2+bx +c ,x ∈R 不可能是偶函数.( )(3)在y =ax 2+bx +c (a ≠0)中,a 决定了图象的开口方向和在同一直角坐标系中的开口大小.( ) (4)函数y =212x 是幂函数.( )(5)如果幂函数的图象与坐标轴相交,则交点一定是原点.( ) (6)当n <0时,幂函数y =x n 是定义域上的减函数.( ) 题组二:教材改编2.已知幂函数f (x )=k ·x α的图象过点)22,21(,则k +α等于( ) A.12 B .1 C.32D .2 3.已知函数f (x )=x 2+4ax 在区间(-∞,6)内单调递减,则a 的取值范围是( ) A .a ≥3 B .a ≤3 C .a <-3 D .a ≤-3题组三:易错自纠 4.幂函数f (x )=21023a a x-+(a ∈Z )为偶函数,且f (x )在区间(0,+∞)上是减函数,则a 等于( )A .3B .4C .5D .65.已知函数y =ax 2+bx +c ,如果a >b >c 且a +b +c =0,则它的图象可能是( )6.已知函数y =x 2-2x +3在闭区间[0,m ]上有最大值3,最小值2,则m 的取值范围为_____.三、典型例题1.幂函数y=f(x)经过点(3,3),则f(x)是()A.偶函数,且在(0,+∞)上是增函数B.偶函数,且在(0,+∞)上是减函数C.奇函数,且在(0,+∞)上是减函数D.非奇非偶函数,且在(0,+∞)上是增函数2.若四个幂函数y=x a,y=x b,y=x c,y=x d在同一坐标系中的图象如图所示,则a,b,c,d的大小关系是()A.d>c>b>a B.a>b>c>dC.d>c>a>b D.a>b>d>c3.若12(21)m >122(1)m m+-,则实数m的取值范围是思维升华:(1)幂函数的形式是y=xα(α∈R),其中只有一个参数α,因此只需一个条件即可确定其解析式.(2)在区间(0,1)上,幂函数中指数越大,函数图象越靠近x轴(简记为“指大图低”),在区间(1,+∞)上,幂函数中指数越大,函数图象越远离x轴.(3)在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较,准确掌握各个幂函数的图象和性质是解题的关键.题型二:二次函数的解析式典例(1)已知二次函数f(x)=x2-bx+c满足f(0)=3,对∀x∈R,都有f(1+x)=f(1-x)成立,则f(x)的解析式为________________.(2)已知二次函数f(x)与x轴的两个交点坐标为(0,0)和(-2,0)且有最小值-1,则f(x)=________.思维升华:求二次函数解析式的方法跟踪训练(1)已知二次函数f(x)=ax2+bx+1(a,b∈R,a≠0),x∈R,若函数f(x)的最小值为f(-1)=0,则f(x)=________.(2)若函数f(x)=(x+a)(bx+2a)(a,b∈R)是偶函数,且它的值域为(-∞,4],则该函数的解析式f(x)=________.题型三:二次函数的图象和性质命题点1:二次函数的图象典例:对数函数y=log a x(a>0且a≠1)与二次函数y=(a-1)x2-x在同一坐标系内的图象可能是()命题点2:二次函数的单调性典例 函数f (x )=ax 2+(a -3)x +1在区间[-1,+∞)上是递减的,则实数a 的取值范围是 引申探究若函数f (x )=ax 2+(a -3)x +1的单调减区间是[-1,+∞),则a =________. 命题点3:二次函数的最值典例 已知函数f (x )=ax 2+2ax +1在区间[-1,2]上有最大值4,求实数a 的值. 引申探究将本例改为:求函数f (x )=x 2+2ax +1在区间[-1,2]上的最大值. 命题点4:二次函数中的恒成立问题典例 (1)已知函数f (x )=x 2-x +1,在区间[-1,1]上,不等式f (x )>2x +m 恒成立,则实数m 的取值范围是____. (2)已知a 是实数,函数f (x )=2ax 2+2x -3在x ∈[-1,1]上恒小于零,则实数a 的取值范围为________. 思维升华:解决二次函数图象与性质问题时要注意:(1)抛物线的开口,对称轴位置,定义区间三者相互制约,要注意分类讨论;(2)要注意数形结合思想的应用,尤其是给定区间上的二次函数最值问题,先“定性”(作草图),再“定量”(看图求解).(3)由不等式恒成立求参数取值范围的思路及关键解题思路:一是分离参数;二是不分离参数.两种思路都是将问题归结为求函数的最值或值域. 跟踪训练 (1)设abc >0,二次函数f (x )=ax 2+bx +c 的图象可能是( )(2)已知函数f (x )=x 2-2ax +2a +4的定义域为R ,值域为[1,+∞),则a 的值为________.(3)设函数f (x )=ax 2-2x +2,对于满足1<x <4的一切x 值都有f (x )>0,则实数a 的取值范围为________.四、反馈练习1.幂函数y =24m mx-(m ∈Z )的图象如图所示,则m 的值为( )A .0B .1C .2D .3 2.若幂函数f (x )=(m 2-4m +4)·268m m x-+在(0,+∞)上为增函数,则m 的值为( )A .1或3B .1C .3D .23.若命题“ax 2-2ax +3>0恒成立”是假命题,则实数a 的取值范围是( ) A .a <0或a ≥3 B .a ≤0或a ≥3 C .a <0或a >3D .0<a <34.已知二次函数f (x )=2ax 2-ax +1(a <0),若x 1<x 2,x 1+x 2=0,则f (x 1)与f (x 2)的大小关系为( ) A .f (x 1)=f (x 2) B .f (x 1)>f (x 2) C .f (x 1)<f (x 2)D .与a 值有关5.若关于x 的不等式x 2-4x -2-a >0在区间(1,4)内有解,则实数a 的取值范围是( ) A .(-∞,-2) B .(-2,+∞) C .(-6,+∞)D .(-∞,-6)6.已知幂函数f (x )=x α,当x >1时,恒有f (x )<x ,则α的取值范围是____________. 7.若函数y =x 2-3x -4的定义域为[0,m ],值域为]4,425[--,则m 的取值范围是__________. 8.若f (x )=-x 2+2ax 与g (x )=ax +1在区间[1,2]上都是减函数,则a 的取值范围是________. 9.已知y =f (x )是偶函数,当x >0时,f (x )=(x -1)2,若当x ∈]212[--,时,n ≤f (x )≤m 恒成立,则m -n 的最小值为________.10.已知函数f (x )=x 2+(2a -1)x -3.(1)当a =2,x ∈[-2,3]时,求函数f (x )的值域;(2)若函数f (x )在[-1,3]上的最大值为1,求实数a 的值.11.已知在(-∞,1]上递减的函数f (x )=x 2-2tx +1,且对任意的x 1,x 2∈[0,t +1],总有|f (x 1)-f (x 2)|≤2,则实数t 的取值范围为( ) A .[-2,2] B .[1,2] C .[2,3]D .[1,2]12.当x ∈(1,2)时,不等式x 2+mx +4<0恒成立,则m 的取值范围是________. 13.若函数f (x )=x 2-a |x -1|在[0,+∞)上单调递增,则实数a 的取值范围是________.14.已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且当x ≤0时,f (x )=x 2+2x .现已画出函数f (x )在y 轴左侧的图象,如图所示,请根据图象: (1)写出函数f (x )(x ∈R )的增区间; (2)写出函数f (x )(x ∈R )的解析式;(3)若函数g (x )=f (x )-2ax +2(x ∈[1,2]),求函数g (x )的最小值.。
高考数学第一轮复习幂函数图像与性质
幂函数的性质与图像 幂函数及其性质 1、幂函数的定义一般地,形如y x α=(x ∈R )的函数称为幂孙函数,其中x是自变量,α是常数.如11234,,y x y x y x-===等都是幂函数,幂函数与指数函数,对数函数一样,都是基本初等函数. 2、函数的图像(1)y x = (2)12y x= (3)2y x= (4)1y x-= (5)3yx=用描点法在同一坐标系内画出以上五个函数图像,通过观察图像,可以看出幂函数的性质。
3.幂函数性质(1)所有的幂函数在(0,+∞)都有定义,并且图象都过点(1,1);(2)x >0时,幂函数的图象都通过原点,并且在[0,+∞]上,是增函数(3)α<0时,幂函数的图象在区间(0,+∞)上是减函数.(4)在第一象限内,图象向上及向右都与坐标轴无限趋近.3. 幂函数y x α=的图象,在第一象限内,直线1x =的右侧,图象由下至上,指数 . y 轴和直线1x =之间,图象由上至下,指数α .:4. 规律总结1.在研究幂函数的性质时,通常将分式指数幂化为根式形式,负整指数幂化为分式形式再去进行讨论;2.对于幂函数y =αx ,我们首先应该分析函数的定义域、值域和奇偶性,由此确定图象的位置,即所在象限,其次确定曲线的类型,即α<0,0<α<1和α>1三种情况下曲线的基本形状,还要注意α=0,±1三个曲线的形状;对于幂函数在第一象限的图象的大致情况可以用口诀来记忆:“正抛负双,大竖小横”,即α>0(α≠1)时图象是抛物线型;α<0时图象是双曲线型;α>1时图象是竖直抛物线型;0<α<1时图象是横卧抛物线型. 在[0,+∞]上,y x =、2y x=、3y x=、12y x=是增函数, 在(0,+∞)上,1y x -=是减函数。
例1.已知函数()()2531m f x m m x --=--,当 m 为何值时,()f x :(1)是幂函数;(2)是幂函数,且是()0,+∞上的增函数;(3)是正比例函数;(4)是反比例函数;(5)是二次函数;简解:(1)2m =或1m =-(2)1m =-(3)45m =-(4)25m =-(5)1m =-变式训练: 已知函数()()2223m m f x m m x--=+,当 m 为何值时,()f x 在第一象限内它的图像是上升曲线。
高考数学一轮复习专题训练—幂函数与二次函数
幂函数与二次函数考纲要求 1.了解幂函数的概念;结合函数y =x ,y =x 2,y =x 3,y =x 12,y =1x 的图象,了解它们的变化情况;2.理解二次函数的图象和性质,能用二次函数、方程、不等式之间的关系解决简单问题. 知识梳理 1.幂函数 (1)幂函数的定义一般地,形如y =x α的函数称为幂函数,其中x 是自变量,α为常数. (2)常见的五种幂函数的图象(3)幂函数的性质①幂函数在(0,+∞)上都有定义;②当α>0时,幂函数的图象都过点(1,1)和(0,0),且在(0,+∞)上单调递增; ③当α<0时,幂函数的图象都过点(1,1),且在(0,+∞)上单调递减. 2.二次函数(1)二次函数解析式的三种形式 一般式:f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0).顶点式:f (x )=a (x -m )2+n (a ≠0),顶点坐标为(m ,n ). 零点式:f (x )=a (x -x 1)(x -x 2)(a ≠0),x 1,x 2为f (x )的零点.(2)二次函数的图象和性质函数 y =ax 2+bx +c (a >0)y =ax 2+bx +c (a <0)图象 (抛物线)定义域 R值域 ⎣⎡⎭⎫4ac -b 24a ,+∞ ⎝⎛⎦⎤-∞,4ac -b 24a对称轴 x =-b2a顶点 坐标 ⎝⎛⎭⎫-b 2a,4ac -b 24a奇偶性当b =0时是偶函数,当b ≠0时是非奇非偶函数 单调性在⎝⎛⎦⎤-∞,-b 2a 上是减函数; 在⎣⎡⎭⎫-b2a ,+∞上是增函数 在⎝⎛⎦⎤-∞,-b2a 上是增函数; 在⎣⎡⎭⎫-b2a ,+∞上是减函数1.二次函数的单调性、最值与抛物线的开口方向和对称轴及给定区间的范围有关.2.若f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则当⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ<0时,恒有f (x )>0;当⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0时,恒有f (x )<0.3.(1)幂函数的图象一定会出现在第一象限内,一定不会出现在第四象限;(2)幂函数的图象过定点(1,1),如果幂函数的图象与坐标轴相交,则交点一定是原点.诊断自测1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (1)函数y =2x 13是幂函数.( )(2)当α>0时,幂函数y =x α在(0,+∞)上是增函数.( )(3)二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)的两个零点可以确定函数的解析式.( ) (4)二次函数y =ax 2+bx +c (x ∈[a ,b ])的最值一定是4ac -b 24a.( )答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×解析 (1)由于幂函数的解析式为f (x )=x α,故y =2x 13不是幂函数,(1)错误. (3)确定二次函数的解析式需要三个独立的条件,两个零点不能确定函数的解析式. (4)对称轴x =-b 2a ,当-b2a 不在给定定义域内时,最值不是4ac -b 24a,故(4)错误.2.已知幂函数f (x )=k ·x α的图象过点⎝⎛⎭⎫12,22,则k +α=( )A.12B.1C.32D.2答案 C解析 因为f (x )=k ·x α是幂函数,所以k =1. 又f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫12,22,所以⎝⎛⎭⎫12α=22, 所以α=12,所以k +α=1+12=32.3.已知函数f (x )=-2x 2+mx +3(0≤m ≤4,0≤x ≤1)的最大值为4,则m 的值为________. 答案 2 2解析 f (x )=-2x 2+mx +3=-2⎝⎛⎭⎫x -m 42+m 28+3,∵0≤m ≤4,∴0≤m4≤1,∴当x =m4时,f (x )取得最大值,∴m 28+3=4,解得m =2 2.4.(2021·全国大联考)不等式(x 2+1)12>(3x +5)12的解集为( ) A.⎣⎡⎭⎫-53,-1∪(4,+∞) B.(-1,4)C.(4,+∞)D.(-∞,-1)∪(4,+∞)答案 A解析 不等式(x 2+1)12>(3x +5)12等价于x 2+1>3x +5≥0, 解得-53≤x <-1或x >4.所以原不等式的解集为⎣⎡⎭⎫-53,-1∪(4,+∞). 5.(2020·贵阳质检)若函数f (x )=4x 2-kx -8在[5,8]上是单调函数,则k 的取值范围是( ) A.(-∞,40]B.[40,64]C.(-∞,40]∪[64,+∞)D.[64,+∞)答案 C解析 f (x )图象的对称轴x =k8,且f (x )在[5,8]上是单调函数, ∴k 8≥8或k8≤5,解之得k ≥64或k ≤40. 6.(2018·上海卷)已知α∈⎩⎨⎧-2,-1,-12,⎭⎬⎫12,1,2,3.若幂函数f (x )=x α为奇函数,且在(0,+∞)上递减,则α=______. 答案 -1解析 由y =x α为奇函数,知α取-1,1,3. 又y =x α在(0,+∞)上递减, ∴α<0,取α=-1.考点一 幂函数的图象和性质1.若幂函数y =f (x )的图象过点(4,2),则幂函数y =f (x )的大致图象是( )答案 C解析 设幂函数的解析式为y =x α, 因为幂函数y =f (x )的图象过点(4,2), 所以2=4α,解得α=12.所以y =x ,其定义域为[0,+∞),且是增函数,当0<x <1时,其图象在直线y =x 的上方,对照选项,C 正确.2.已知函数f (x )=(m 2-m -1)·x m 2-2m -3是幂函数,且在(0,+∞)上递减,则实数m =( )A.2B.-1C.4D.2或-1答案 A解析 依幂函数定义,m 2-m -1=1,∴m =2或m =-1, 当m =2时,f (x )=x-3在(0,+∞)上是减函数,当m =-1时,f (x )=x 0=1在(0,+∞)上不是减函数,舍去. ∴m =2.3.(2021·衡水中学调研)已知点(m ,8)在幂函数f (x )=(m -1)x n 的图象上,设a =f ⎝⎛⎭⎫13,b =f (ln π),c =f (2-12),则a ,b ,c 的大小关系是( ) A.a <c <b B.a <b <cC.b <c <aD.b <a <c答案 A解析 由于f (x )=(m -1)x n 为幂函数, 所以m -1=1,则m =2,f (x )=x n . 又点(2,8)在函数f (x )=x n 的图象上,所以8=2n ,知n =3,故f (x )=x 3,且在R 上是增函数, 又ln π>1>2-12=22>13, 所以f (ln π)>f (2-12)>f ⎝⎛⎭⎫13,则b >c >a .4.(2021·郑州质检)幂函数f (x )=(m 2-3m +3)x m 的图象关于y 轴对称,则实数m =________. 答案 2解析 由幂函数定义,知m 2-3m +3=1,解得m =1或m =2, 当m =1时,f (x )=x 的图象不关于y 轴对称,舍去, 当m =2时,f (x )=x 2的图象关于y 轴对称, 因此m =2.感悟升华 1.对于幂函数图象的掌握,需记住在第一象限内三条线分第一象限为六个区域,即x =1,y =1,y =x 所分区域.根据α<0,0<α<1,α=1,α>1的取值确定位置后,其余象限部分由奇偶性决定.2.在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较.3.在区间(0,1)上,幂函数中指数越大,函数图象越靠近x 轴(简记为“指大图低”),在区间(1,+∞)上,幂函数中指数越大,函数图象越远离x 轴. 考点二 二次函数的解析式【例1】 已知二次函数f (x )满足f (2)=-1,f (-1)=-1,且f (x )的最大值是8,试确定该二次函数的解析式.解 法一 (利用“一般式”) 设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0).由题意得⎩⎪⎨⎪⎧4a +2b +c =-1,a -b +c =-1,4ac -b 24a =8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-4,b =4,c =7.∴所求二次函数的解析式为f (x )=-4x 2+4x +7. 法二 (利用“顶点式”) 设f (x )=a (x -m )2+n (a ≠0). 因为f (2)=f (-1),所以抛物线的对称轴为x =2+(-1)2=12,所以m =12.又根据题意,函数有最大值8,所以n =8, 所以y =f (x )=a ⎝⎛⎭⎫x -122+8. 因为f (2)=-1,所以a ⎝⎛⎭⎫2-122+8=-1,解得a =-4, 所以f (x )=-4⎝⎛⎭⎫x -122+8=-4x 2+4x +7. 法三 (利用“零点式”)由已知f (x )+1=0的两根为x 1=2,x 2=-1, 故可设f (x )+1=a (x -2)(x +1)(a ≠0), 即f (x )=ax 2-ax -2a -1.又函数有最大值8,即4a (-2a -1)-(-a )24a =8.解得a =-4或a =0(舍).故所求函数的解析式为f (x )=-4x 2+4x +7.感悟升华 求二次函数的解析式,一般用待定系数法,其关键是根据已知条件恰当选择二次函数解析式的形式,一般选择规律如下:【训练1】 (1)已知二次函数f (x )与x 轴的两个交点坐标为(0,0)和(-2,0),且有最小值-1,则f (x )=________.(2)已知二次函数f (x )的图象经过点(4,3),在x 轴上截得的线段长为2,并且对任意x ∈R ,都有f (2-x )=f (2+x ),则f (x )=________. 答案 (1)x 2+2x (2)x 2-4x +3解析 (1)设函数的解析式为f (x )=ax (x +2)(a ≠0), 所以f (x )=ax 2+2ax , 由4a ×0-4a 24a =-1,得a =1,所以f (x )=x 2+2x .(2)因为f (2-x )=f (2+x )对x ∈R 恒成立, 所以y =f (x )的图象关于x =2对称.又y =f (x )的图象在x 轴上截得的线段长为2, 所以f (x )=0的两根为2-22=1或2+22=3.所以二次函数f (x )与x 轴的两交点坐标为(1,0)和(3,0). 因此设f (x )=a (x -1)(x -3). 又点(4,3)在y =f (x )的图象上, 所以3a =3,则a =1.故f (x )=(x -1)(x -3)=x 2-4x +3. 考点三 二次函数的图象和性质角度1 二次函数的图象【例2】 (1)如图是二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)图象的一部分,图象过点A (-3,0),对称轴为x =-1.给出下面四个结论:①b 2>4ac ;②2a -b =1;③a -b +c =0;④5a <b . 其中正确的是( ) A.②④B.①④C.②③D.①③(2)设函数f (x )=x 2+x +a (a >0),若f (m )<0,则( ) A.f (m +1)≥0 B.f (m +1)≤0C.f (m +1)>0D.f (m +1)<0答案 (1)B (2)C解析 (1)因为图象与x 轴交于两点,所以b 2-4ac >0,即b 2>4ac ,①正确. 对称轴为x =-1,即-b2a =-1,2a -b =0,②错误.结合图象,当x =-1时,y >0,即a -b +c >0,③错误. 由对称轴为x =-1知,b =2a .根据抛物线开口向下,知a <0,所以5a <2a , 即5a <b ,④正确.(2)因为f (x )的对称轴为x =-12,f (0)=a >0,所以f (x )的大致图象如图所示.由f (m )<0,得-1<m <0,所以m +1>0>-12,所以f (m +1)>f (0)>0.感悟升华 1.研究二次函数图象应从“三点一线一开口”进行分析,“三点”中有一个点是顶点,另两个点是图象上关于对称轴对称的两个点,常取与x 轴的交点;“一线”是指对称轴这条直线;“一开口”是指抛物线的开口方向.2.求解与二次函数有关的不等式问题,可借助二次函数的图象特征,分析不等关系成立的条件.角度2 二次函数的单调性与最值【例3】 (2021·西安模拟)已知f (x )=ax 2-2x (0≤x ≤1),求f (x )的最小值. 解 (1)当a =0时,f (x )=-2x 在[0,1]上递减, ∴f (x )min =f (1)=-2.(2)当a >0时,f (x )=ax 2-2x 图象开口方向向上,且对称轴为x =1a.①当1a ≤1,即a ≥1时,f (x )=ax 2-2x 图象的对称轴在[0,1]内,∴f (x )在⎣⎡⎦⎤0,1a 上递减,在⎣⎡⎦⎤1a ,1上递增.∴f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫1a =1a -2a =-1a. ②当1a >1,即0<a <1时,f (x )=ax 2-2x 图象的对称轴在[0,1]的右侧,∴f (x )在[0,1]上递减.∴f (x )min =f (1)=a -2.(3)当a <0时,f (x )=ax 2-2x 的图象的开口方向向下,且对称轴x =1a <0,在y 轴的左侧,∴f (x )=ax 2-2x 在[0,1]上递减. ∴f (x )min =f (1)=a -2.综上所述,f (x )min =⎩⎪⎨⎪⎧a -2,a <1,-1a,a ≥1.感悟升华 (1)闭区间上二次函数最值问题的解法:抓住“三点一轴”数形结合,三点是指区间两个端点和中点,一轴指的是对称轴,结合图象,根据函数的单调性及分类讨论的思想求解.(2)二次函数在闭区间上的最值主要有三种类型:轴定区间定、轴动区间定、轴定区间动.无论哪种类型,解题的关键都是图象的对称轴与区间的位置关系,当含有参数时,要依据图象的对称轴与区间的位置关系进行分类讨论.角度3 二次函数中的恒成立问题【例4】 设函数f (x )=mx 2-mx -1.(1)若对于一切实数x ,f (x )<0恒成立,求m 的取值范围;(2)对于x ∈[1,3],f (x )<-m +5恒成立,求m 的取值范围.解 (1)要使mx 2-mx -1<0恒成立,若m =0,显然-1<0,满足题意;若m ≠0,得⎩⎪⎨⎪⎧m <0,Δ=m 2+4m <0, 即-4<m <0.∴-4<m ≤0.∴所求m 的取值范围是(-4,0].(2)法一 要使f (x )<-m +5在x ∈[1,3]上恒成立.就要使m ⎝⎛⎭⎫x -122+34m -6<0在x ∈[1,3]上恒成立. 令g (x )=m ⎝⎛⎭⎫x -122+34m -6,x ∈[1,3]. 当m >0时,g (x )在[1,3]上是增函数,∴g (x )max =g (3)=7m -6<0,∴0<m <67; 当m =0时,-6<0恒成立;当m <0时,g (x )在[1,3]上是减函数,∴g (x )max =g (1)=m -6<0,得m <6,∴m <0.综上所述,m 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-∞,67. 法二 当x ∈[1,3]时,f (x )<-m +5恒成立,即当x ∈[1,3]时,m (x 2-x +1)-6<0恒成立.∵x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34>0, 又m (x 2-x +1)-6<0,∴m <6x 2-x +1. ∵函数y =6x 2-x +1=6⎝⎛⎭⎫x -122+34在[1,3]上的最小值为67,∴只需m <67即可. 综上所述,m 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-∞,67. 感悟升华 由不等式恒成立求参数取值范围的思路及关键(1)一般有两个解题思路:一是分离参数;二是不分离参数.(2)两种思路都是将问题归结为求函数的最值,至于用哪种方法,关键是看参数是否易分离.其中分离参数的依据是:a ≥f (x )恒成立⇔a ≥f (x )max ,a ≤f (x )恒成立⇔a ≤f (x )min .【训练2】 (1)(2021·长春五校联考)已知二次函数f (x )满足f (3+x )=f (3-x ),若f (x )在区间[3,+∞)上单调递减,且f (m )≥f (0)恒成立,则实数m 的取值范围是( )A.(-∞,0]B.[0,6]C.[6,+∞)D.(-∞,0]∪[6,+∞)(2)已知函数f (x )=x 2-x +1,在区间[-1,1]上f (x )>2x +m 恒成立,则实数m 的取值范围是________.答案 (1)B (2)(-∞,-1)解析 (1)设f (x )=ax 2+bx +c (a ,b ,c ∈R ,且a ≠0),∵f (3+x )=f (3-x ),∴a (3+x )2+b (3+x )+c =a (3-x )2+b (3-x )+c ,∴x (6a +b )=0,∴6a +b =0,∴f (x )=ax 2-6ax +c =a (x -3)2-9a +c .又∵f (x )在区间[3,+∞)上单调递减,∴a <0,∴f (x )的图象是以直线x =3为对称轴,开口向下的抛物线,∴由f(m)≥f(0)恒成立,得0≤m≤6,∴实数m的取值范围是[0,6].(2)f(x)>2x+m等价于x2-x+1>2x+m,即x2-3x+1-m>0,令g(x)=x2-3x+1-m,要使g(x)=x2-3x+1-m>0在[-1,1]上恒成立,只需使函数g(x)=x2-3x+1-m在[-1,1]上的最小值大于0即可.∵g(x)=x2-3x+1-m在[-1,1]上单调递减,∴g(x)min=g(1)=-m-1.由-m-1>0,得m<-1.因此满足条件的实数m的取值范围是(-∞,-1).(3)设函数f(x)=x2-2x+2,x∈[t,t+1],t∈R,求函数f(x)的最小值.解f(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1,x∈[t,t+1],t∈R,函数图象的对称轴为x=1.当t+1≤1,即t≤0时,函数图象如图(1)所示,函数f(x)在区间[t,t+1]上为减函数,所以最小值为f(t+1)=t2+1;当t<1<t+1,即0<t<1时,函数图象如图(2)所示,在对称轴x=1处取得最小值,最小值为f(1)=1;当t≥1时,函数图象如图(3)所示,函数f(x)在区间[t,t+1]上为增函数,所以最小值为f(t)=t2-2t+2.综上可知,当t≤0时,f(x)min=t2+1,当0<t<1时,f (x )min =1,当t ≥1时,f (x )min =t 2-2t +2.A 级 基础巩固一、选择题1.若幂函数f (x )=(m 2-4m +4)·xm 2-6m +8在(0,+∞)上为增函数,则m 的值为( )A.1或3B.1C.3D.2答案 B解析 由题意得m 2-4m +4=1,m 2-6m +8>0,解得m =1.2.(2021·河南名校联考)函数y =1-|x -x 2|的图象大致是( )答案 C解析 ∵当0≤x ≤1时,y =x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34,又当x >1或x <0时,y =-x 2+x +1=-⎝⎛⎭⎫x -122+54,因此,结合图象,选项C 正确. 3.(2020·成都诊断)已知幂函数y =f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫12,22,则log 4f (2)的值为( ) A.14B.-14C.2D.-2答案 A解析 设幂函数为f (x )=x α,由于点⎝⎛⎭⎫12,22在幂函数的图象上,所以22=⎝⎛⎭⎫12α,解得α=12,则f (x )=x 12,故log 4f (2)=log 4212=14.4.(2021·西安检测)已知函数f (x )=x -3,若a =f (0.60.6),b =f (0.60.4),c =f (0.40.6),则a ,b ,c 的大小关系是( )A.a <c <bB.b <a <cC.b <c <aD.c <a <b 答案 B解析 ∵0.40.6<0.60.6<0.60.4,又y =f (x )=x -3在(0,+∞)上是减函数,∴b <a <c .5.已知在(-∞,1]上递减的函数f (x )=x 2-2tx +1,且对任意的x 1,x 2∈[0,t +1],总有|f (x 1)-f (x 2)|≤2,则实数t 的取值范围是( )A.[-2,2]B.[1,2]C.[2,3]D.[1,2]答案 B解析 由于f (x )=x 2-2tx +1的图象的对称轴为x =t ,又y =f (x )在(-∞,1]上是减函数,所以t ≥1.则在区间[0,t +1]上,f (x )max =f (0)=1,f (x )min =f (t )=t 2-2t 2+1=-t 2+1,要使对任意的x 1,x 2∈[0,t +1],都有|f (x 1)-f (x 2)|≤2,只需1-(-t 2+1)≤2,解得-2≤t ≤ 2.又t ≥1,∴1≤t ≤ 2.6.幂函数y =x α,当α取不同的正数时,在区间[0,1]上它们的图象是一组美丽的曲线(如图),设点A (1,0),B (0,1),连接AB ,线段AB 恰好被其中的两个幂函数y =x a ,y =x b 的图象三等分,即有BM =MN =NA ,那么a -1b =( )A.0B.1C.12D.2 答案 A解析 BM =MN =NA ,点A (1,0),B (0,1),所以M ⎝⎛⎭⎫13,23,N ⎝⎛⎭⎫23,13, 将两点坐标分别代入y =x a ,y =x b ,得a =log 1323,b =log 2313,∴a -1b =log 1323-1log 2313=0. 二、填空题7.已知函数f (x )为幂函数,且f (4)=12,则当f (a )=4f (a +3)时,则实数a =________. 答案 15解析 设f (x )=x α,则4α=12,所以α=-12. 因此f (x )=x -12,从而a -12=4(a +3)-12,解得a =15. 8.(2021·青岛联考)已知函数f (x )=x 2-2ax +b (a >1)的定义域和值域都为[1,a ],则b =________.答案 5解析 f (x )=x 2-2ax +b 的图象关于x =a 对称,所以f (x )在[1,a ]上为减函数,又f (x )的值域为[1,a ],所以⎩⎪⎨⎪⎧f (1)=1-2a +b =a ,f (a )=a 2-2a 2+b =1. 消去b ,得a 2-3a +2=0,解得a =2(a >1),从而得b =3a -1=5.9.设函数f (x )=ax 2-2x +2,对于满足1<x <4的一切x 的值都有f (x )>0,则实数a 的取值范围为________.答案 ⎝⎛⎭⎫12,+∞解析 由题意得a >2x -2x 2对1<x <4恒成立, 又2x -2x 2=-2⎝⎛⎭⎫1x -122+12,14<1x<1, ∴⎝⎛⎭⎫2x -2x 2max =12,∴a >12. 三、解答题10.已知函数f (x )=x 2+2ax +3,x ∈[-4,6].(1)当a =-2时,求f (x )的最值;(2)求实数a 的取值范围,使y =f (x )在区间[-4,6]上是单调函数.解 (1)当a =-2时,f (x )=x 2-4x +3=(x -2)2-1,由于x ∈[-4,6],∴f (x )在[-4,2]上单调递减,在[2,6]上单调递增,∴f (x )的最小值是f (2)=-1,又f (-4)=35,f (6)=15,故f (x )的最大值是35.(2)由于函数f (x )的图象开口向上,对称轴是x =-a ,所以要使f (x )在[-4,6]上是单调函数,应有-a ≤-4或-a ≥6,即a ≤-6或a ≥4,故a 的取值范围是(-∞,-6]∪[4,+∞).11.已知二次函数f (x )=ax 2+bx +1(a ,b ∈R 且a ≠0),x ∈R .(1)若函数f (x )的最小值为f (-1)=0,求f (x )的解析式,并写出单调区间;(2)在(1)的条件下,f (x )>x +k 在区间[-3,-1]上恒成立,试求k 的取值范围.解 (1)由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a >0,-b 2a =-1,f (-1)=a -b +1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =2. 所以f (x )=x 2+2x +1,由f (x )=(x +1)2知,函数f (x )的单调递增区间为[-1,+∞),单调递减区间为(-∞,-1].(2)由题意知,x 2+2x +1>x +k 在区间[-3,-1]上恒成立,即k <x 2+x +1在区间[-3,-1]上恒成立,令g (x )=x 2+x +1,x ∈[-3,-1],由g (x )=⎝⎛⎭⎫x +122+34知g (x )在区间[-3,-1]上是减函数,则g (x )min =g (-1)=1,所以k <1, 故k 的取值范围是(-∞,1). B 级 能力提升12.(2021·江南十校调研)已知幂函数f (x )=mx 1+n 是定义在区间[-2,n ]上的奇函数,设a =f ⎝⎛⎭⎫sin 2π7,b =f ⎝⎛⎭⎫cos 2π7,c =f ⎝⎛⎭⎫tan 2π7,则( ) A.b <a <cB.c <b <aC.b <c <aD.a <b <c 答案 A解析 根据f (x )=mx 1+n 是幂函数,且在区间[-2,n ]上是奇函数,得m =1,且-2+n =0,解得n =2,∴f (x )=x 3,且在定义域[-2,2]上是单调增函数.又0<π4<2π7<π2,∴cos 2π7<sin 2π7<1<tan 2π7, ∴f ⎝⎛⎭⎫cos 2π7<f ⎝⎛⎭⎫sin 2π7<f ⎝⎛⎭⎫tan 2π7,即b <a <c . 13.(2019·上海春招)如图,正方形OABC 的边长为a (a >1),函数y =3x 2的图象交AB 于点Q ,函数y =x -12的图象交BC 于点P ,则当|AQ |+|CP |最小时,a 的值为________.答案 3解析 依题意得Q ⎝⎛⎭⎫a 3,a ,P ⎝⎛⎭⎫a ,1a ,则|AQ |+|CP |=a 3+1a =a 3+1a ,记a =t (t >1),f (t )=|AQ |+|CP |,则f (t )=t 3+1t ,所以f (t )=t 3+1t ≥213, 当且仅当t 3=1t ,即t 2=3时取等号,此时a = 3. 14.已知二次函数f (x )满足f (x +1)-f (x )=2x ,且f (0)=1.(1)求f (x )的解析式;(2)当x ∈[-1,1]时,函数y =f (x )的图象恒在函数y =2x +m 的图象的上方,求实数m 的取值范围.解 (1)设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),由f (x +1)-f (x )=2x ,得2ax +a +b =2x .所以,2a =2且a +b =0,解得a =1,b =-1,又f (0)=1,所以c =1.因此f (x )的解析式为f (x )=x 2-x +1.(2)因为当x ∈[-1,1]时,y =f (x )的图象恒在y =2x +m 的图象上方,所以在[-1,1]上,x 2-x +1>2x +m 恒成立;即x 2-3x +1>m 在区间[-1,1]上恒成立.所以令g (x )=x 2-3x +1=⎝⎛⎭⎫x -322-54, 因为g (x )在[-1,1]上的最小值为g (1)=-1,所以m <-1.故实数m 的取值范围为(-∞,-1).。
(完整版)高中的常见函数图像及基本性质
常见函数性质汇总及简单评议对称变换常数函数 f (x )=b (b ∈R) 1)、y=a 和 x=a 的图像和走势2)、图象及其性质:函数f (x )的图象是平行于x 轴或与x 轴重合(垂直于y 轴)的直线一次函数 f (x )=kx +b (k ≠0,b ∈R )1)、两种常用的一次函数形式:斜截式——点斜式——2)、对斜截式而言,k 、b 的正负在直角坐标系中对应的图像走势: 3)、|k |越大,图象越陡;|k|越小,图象越平缓 4)、定 义 域:R 值域:R单调性:当k 〉0时 ;当k<0时奇 偶 性:当b =0时,函数f (x )为奇函数;当b ≠0时,函数f (x )没有奇偶性; 反 函 数:有反函数(特殊情况下:K=±1并且b=0的时候)。
补充:反函数定义:例题:定义在r y=f (x ); y=g (x )都有反函数,且f (x-1)和g —1(x )函数的图像关于y=x 对称,若f (4)=周 期 性:无 5)、一次函数与其它函数之间的练习 1、常用解题方法:xy b Of (x )=bx yOf (x )=kx +b R 2)点关于直线(点)对称,求点的坐标2、与曲线函数的联合运用反比例函数 f (x )=xk(k ≠0,k 值不相等永不相交;k 越大,离坐标轴越远) 图象及其性质:永不相交,渐趋平行;当k 〉0时,函数f (x )的图象分别在第一、第三象限;当k<0时,函数f (x )的图象分别在第二、第四象限; 双曲线型曲线,x 轴与y 轴分别是曲线的两条渐近线;既是中心对成图形也是轴对称图形定 义 域:),0()0,(+∞-∞ 值 域:),0()0,(+∞-∞ 单 调 性:当k> 0时;当k< 0时 周 期 性:无奇 偶 性:奇函数 反 函 数:原函数本身补充:1、反比例函数的性质2、与曲线函数的联合运用(常考查有无交点、交点围城图行的面积)—-入手点常有两个——⑴直接带入,利用二次函数判别式计算未知数的取值;⑵利用斜率,数形结合判断未知数取值(计算面积基本方法也基于此)3、反函数变形(如右图)1)、y=1/(x —2)和y=1/x —2的图像移动比较 2)、y=1/(—x)和y=—(1/x)图像移动比较3)、f (x )= dcx bax ++ (c ≠0且 d ≠0)(补充一下分离常数)(对比标准反比例函数,总结各项内容)二次函数 一般式:)0()(2≠++=a c bx ax x f 顶点式:)0()()(2≠+-=a h k x a x f两根式:)0)()(()(21≠--=a x x x x a x f图象及其性质:①图形为抛物线,对称轴为 ,顶点坐标为 ②当0>a 时,开口向上,有最低点 当0<a 时。
最全的高中幂-指数-对数-三角函数知识点总结
1.幂函数知识点总结一、幂函数(power function ):函数y x α= (x 是自变量,α是常数)二、幂函数的性质对于幂函数,我们只研究 11,2,3,,12α=- 时的图象与性质.1232,,,y x y x y x y x ==== 和 1y x -=共同性质:图像都过点(1,1)不同性质:α为奇数时幂函数为奇函数;α为偶数时幂函数为偶函数。
2.指数函数知识点总结本节知识点(1)指数函数的概念 (2)指数函数的图象和性质 (3)指数函数的定义域和值域 (4)指数函数的单调性及其应用 (5)指数函数的图象变换知识点一 指数函数的概念一般地,函数x a y =(0>a 且1≠a )叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是R .1.为什么规定“0>a 且1≠a ”?答:若0=a ,则当0>x 时,0=x a ,当x ≤0时,x a 无意义;若0<a ,则对于x 的某些值,x a 无意义,如函数()xy 2-=,当 41,21=x 时,函数无意义;若1=a ,则对任意的∈x R ,都有1=x a ,没有研究的必要.基于上面的原因,在指数函数的定义中,规定0>a 且1≠a .上面的定义,是形式定义.2.为什么指数函数的定义域是R ?答:对于指数幂来说,当底数大于0时,指数已经由整数指数推广到了实数指数,所以在指数函数的定义里面,自变量的取值范围是全体实数,即函数的定义域为R .3.指数函数的结构特征指数函数的定义是形式上的定义,其函数解析式的结构具有非常明显的特征,如下:(1)指数中只有一个自变量x ,而不是含自变量的多项式; (2)x a 的系数必须为1,不能是其它的数字,也不能含有自变量; (3)底数a 必须满足0>a 且1≠a 的一个常数.根据上面的三个特征,可以判断一个函数是否为指数函数,也可以在已知指数函数的前提下,求参数的值或参数的取值范围.知识点二 指数函数的图象和性质一般地,指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象和性质如下表所示:(1)当10<<a 时,若0<x ,则恒有1>y ;若0>x ,则恒有10<<y ; (2)当1>a 时,若0<x ,则恒有10<<y ;若0>x ,则恒有1>y . 1. 指数函数图象的画法对于指数函数x a y =(0>a 且1≠a ),当0=x 时,1=y ;当1=x 时,a y =;当1-=x 时,a y 1=.所以指数函数的图象经过三个关键点:()1,0,()a ,1和⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,1.在画指数函数图象的草图时,应抓住以上三个关键点作图.(1)由于指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象经过点()a ,1,所以指数函数的图象与直线1=x 的交点的纵坐标等于函数的底数.交点的位置越高,底数a 就越大.(2)由于指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象经过点⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,1,所以指数函数的图象与直线1-=x 的交点的纵坐标等于底数的倒数.交点的位置越高,a1越大,底数就越小.2. 函数x a y =(0>a 且1≠a )与函数xa y ⎪⎭⎫⎝⎛=1(0>a 且1≠a )的图象的关系在同一平面直角坐标系中,函数xa y =(0>a 且1≠a )与函数xa y ⎪⎭⎫⎝⎛=1(0>a 且1≠a )的图象关于y 轴对称.即两个指数函数底数互为倒数,图象关于y 轴对称.如下图所示,指数函数xy 2=与xy ⎪⎭⎫ ⎝⎛=21的图象关于y 轴对称.(1)指数函数x a y =(0>a 且1≠a )与函数x a y -=(0>a 且1≠a )的图象关于x 轴对称.如上右图所示,指数函数x y 2=与函数x y 2-=的图象关于x 轴对称.(2)指数函数x a y =(0>a 且1≠a )与函数x a y --=(0>a 且1≠a )(即xa y ⎪⎭⎫⎝⎛-=1)的图象关于原点对称(成中心对称).如下图所示,指数函数x y 2=与函数x y --=2(即xy ⎪⎭⎫⎝⎛-=21)的图象关于原点对称.3.与指数函数有关的恒过定点问题由于指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象恒过定点()1,0,因此我们讨论与指数函数有关的函数的图象过定点的问题时,只需令指数等于0,解出相应的y x ,,即为定点坐标.4.指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的底数a 对函数图象的影响 底数a 与1的大小关系决定了指数函数图象的“升”与“降”:(1)当1>a 时,指数函数的图象是上升的,函数是R 上的增函数.底数越大,函数图象在y 轴右侧部分越接近于y 轴,即图象越陡,说明函数值增长得越快; (2)当10<<a 时,指数函数的图象是下降的,函数为R 上的减函数.底数越小,函数图象在y 轴左侧部分越接近于y 轴,即函数图象越陡,说明函数值减小得越快.根据上面的介绍,在上图中,各个指数函数的底数之间的大小关系为:01>>>>>>>f e d c b a .前面已经提到,因为指数函数x a y =(0>a ,且1≠a )的图象经过三个关键点:()1,0,()a ,1和⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,1,所以直线1=x 与指数函数图象的交点即为点()a ,1,交点的纵坐标等于指数函数的底数,故底数越大,交点的位置越高.于是有下面的结论:结论 底数a 的大小决定了指数函数图象相对位置的高低:不论是1>a 还是10<<a ,在第一象限内底数越大,函数图象越靠上.简记为:在y 轴右侧,底大图y = 1高.另外,直线1-=x 与指数函数图象的交点为⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,1(即()1,1--a ),交点的纵坐标等于底数的倒数,故底数越小,倒数越大,交点的位置越高.简记为:在y 轴左侧,底大图低.5.指数函数x a y =(0>a 且1≠a )与x b y =(0>b 且1≠b )的图象特点 (1)若1>>b a ,则当0<x 时,总有10<<<x x b a ;当0=x 时,总有1==x x b a ;当0>x 时,总有1>>x x b a ;(2)若10<<<a b ,则当0<x 时,总有1>>x x a b ;当0=x 时,总有1==x x b a ;当0>x 时,总有10<<<x x a b .综上所述,当0>x ,0>>b a ,且1≠a ,1≠b 时,总有x x b a >;当0<x ,0>>b a ,且1≠a ,1≠b 时,总有x x b a <.6. 指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象和性质再说明 指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的定义域是R ,值域是()+∞,0. 图象:(1)若1>a ,当-∞→x 时,0→y ,即x 的值越小,函数的图象越接近于x 轴,但不相交;(2)若10<<a ,当+∞→x 时,0→y .即x 的值越大,函数的图象越接近于x 轴,但不相交.因此,x 轴(即直线0=y )是指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象的一条渐近线. 性质:(1)若1>a ,则当0>x 时,总有1>y ,即函数图象y 轴右侧的部分在直线1=y 的上方;当0<x 时,总有10<<y ,即函数图象y 轴左侧的部分在直线1=y 和x 轴之间.(2)若10<<a ,则当0>x 时,总有10<<y ,即函数图象y 轴右侧的部分在直线1=y 和x 轴之间;当0<x 时,总有1>y ,即函数图象y 轴左侧的部分在直线1=y 的上方.知识点三 指数函数的定义域和值域1 定义域(1)指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的定义域为R .(2)函数()x f a y =(0>a 且1≠a )的定义域与函数()x f 的定义域相同. (3)函数()x a f y =的定义域与函数()x f 的定义域不一定相同. 例如,函数()x x f =的定义域为[)+∞,0,而函数x a y =的定义域为R. 注意:求指数型复合函数的定义域时,先观察函数是()x a f y =型还是()x f a y =型. 2 值域(1)指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的值域为()+∞,0.(2)求形如()x f a y =的函数的值域时,设()x f t =,先求出()x f 的值域(即t 的范围),然后根据函数t a y =的单调性,即可求出函数()x f a y =的值域.(3)求形如()x a f y =的函数的值域时,转化为求()+∞∈=,0x a t 时,函数()t f y =的值域.知识点四 指数函数的单调性及其应用1 单调性当1>a 时,函数x a y =在R 上为增函数;当10<<a 时,函数x a y =在R 上为减函数.利用这一性质,可以判断复合函数()x f a y =的单调性,判断的依据是:同增异减.如下表:结合底数a 的范围来确定函数()x f a y =的单调性.确定的依据是:同增异减. 2 单调性的应用 (1)应用于比较大小类型一 比较同底数不同指数的幂的大小,利用指数函数的单调性进行比较; 类型二 比较不同底数同指数的幂的大小,借助于函数的图象比较大小,或者借助于口诀:在y 轴右侧(即0>x )底大图高(函数值大),在y 轴左侧,底小图高; 类型三 比较不同底数不同指数的幂的大小,利用中间量(如0和1)并结合函数的单调性比较大小. (2)应用于解简单不等式不等式可化为()()x g x f a a <的形式,利用指数函数的单调性,将不等式转化为()()x g x f <(当1>a 时)或()()x g x f >(当10<<a 时),然后进行求解.3.对数函数及其性质知识点总结本节知识点(1)对数函数的概念; (2)对数函数的图象及其性质; (3)与对数函数有关的函数的定义域; (4)与对数函数有关的函数的值域;(5)与对数函数有关的函数的单调性及其应用; (6)与对数函数有关的函数的奇偶性; (7)反函数.知识点一 对数函数的概念一般地,函数x y a log =(0>a 且1≠a )叫做对数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是()+∞,0. 对数函数概念的理解 (1)形如x y a log =;(2)底数a 满足0>a 且1≠a ; (3)真数是x ,而不是含x 的表达式; (4)函数的定义域为()+∞,0. 两种特殊的对数函数特别地,以10为底的对数函数x y lg =叫做常用对数函数;以无理数e 为底的对数函数x y ln =叫做自然对数函数.知识点二 对数函数的图象及其性质一般地,对数函数x y a log =(0>a 且1≠a )的图象和性质如下表所示:(+∞,0对数函数x y a log =(0>a 且1≠a )的图象经过三个关键点:()0,1,()1,a 和⎪⎭⎫⎝⎛-1,1a .利用对数函数图象的三个关键点,可以快速地作出对数函数图象的简图. 特别提醒指数函数x a y =(0>a 且1≠a )的图象经过三个关键点:()1,0,()a ,1和⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,1.根据这三个关键点,可以快速地作出指数函数图象的简图.不难得出:在同一平面直角坐标系中,对数函数x y a log =(0>a 且1≠a )图象的三个关键点与指数函数x a y =(0>a 且1≠a )图象的三个关键点关于直线x y =对称.底数对对数函数图象的影响 (1)对数函数的对称性结论 函数x y a log =(0>a 且1≠a )的图象与函数x y a1log =(0>a 且1≠a )的图象关于x 轴对称.事实上,x x x y a a alog log log 111-===-,因为函数()x f y =与函数()x f y -=的图象关于x 轴对称,所以函数x y a log =与函数x y a1log =的图象关于x 轴对称.观察在同一平面直角坐标系在,分别画出函数x y 2log =,x y 3log =,x y 21log =和x y 31log =的图象,如图所示,体会对数函数图象的对称性.(2)底数a 决定对数函数的单调性 当1>a 时,对数函数的图象从左到右是上升的,函数在()∞+0上为增函数;当10<<a 时,对数函数的图象从左到右是下降的,函数在()∞+0上为减函数.(3)底数a 的大小决定对数函数图象相对位置的高低不论是1>a ,还是10<<a ,在第一象限内,取相同的函数值时,图象所对应的对数函数的底数从左到右逐渐变大.(1)上下比较 在直线1=x 的右侧,a 越大,图象越靠近x 轴;当10<<a 时,a 越小,图象越靠近x 轴.(2)左右比较 比较图象与直线1=y 的交点,交点的横坐标越大,对应的函数的底数越大.注意 若比较图象与直线1-=y 的交点,交点的横坐标越大,对应的函数的底数越小.说明 在平面直角坐标系中,对数函数x y a log =的图象与直线1=y 的交点为()1,a ,即交点的横坐标等于对数函数的底数,故在第一象限内,交点的横坐标越大,对数函数的底数就越大;对数函数x y a log =与直线1-=y 的交点为⎪⎭⎫⎝⎛-1,1a ,故在= log 13x12x3x2x第四象限内,交点的横坐标越大(即a1越大),对数函数的底数反而越小. 关于对数函数函数值正负的判断根据对数函数的图象,当1>a ,1>x ,或10<<a ,10<<x 时,函数值0>y ,简记为同区间为正;当1>a ,10<<x ,或10<<a ,1>x 时,函数值0<y ,简记为异区间为负.即同区间为正,异区间为负.特别地,当1=x 时,0=y ,即对数函数的图象恒过点()0,1. 指数函数与对数函数的关系指数函数与对数函数的性质的比较如下表所示:知识点三 与对数函数有关的函数的定义域(1)对数函数x y a log =的定义域为()+∞,0. (2)形如()()x f y x g log =的函数,其定义域由()()()⎪⎩⎪⎨⎧≠>>100x g x g x f 确定.(3)形如()x f y a log =的函数的定义域,必须保证每一部分都有意义. 知识点四 对数型函数的值域(1)对数函数x y a log =(0>a 且1≠a )的值域利用函数的单调性求解; (2)求形如()x f y a log =的复合函数的值域,先求出()x f 的值域,然后结合对数函数的单调性求出函数()x f y a log =的值域;(3)求形如()x f y a log =的复合函数的值域,其中复合函数()x f y a log =一般是关于x a log 的二次函数,故可以采用换元法求解,注意新元的取值范围. 知识点五 与对数函数有关的函数的单调性及其应用 1.对数值大小的比较(1)同底数的利用函数的单调性; (2)同真数的利用函数的图象;(3)底数与真数都不同的,利用中间数0和1(介值法). 2.解简单的对数不等式(1)底数确定时,利用对数函数的单调性求解; (2)当底数不确定时,注意对底数进行分类讨论.注意 求解时注意“定义域优先”的原则,要保证每个真数都大于0.点评 简单的对数不等式经过适当的变形一般都可化为()()x g x f a a log log <的形式,当1>a 时,不等式可转化为()()()()⎪⎩⎪⎨⎧<>>x g x f x g x f 00;当10<<a 时,不等式可转化为()()()()⎪⎩⎪⎨⎧>>>x g x f x g x f 0. 3.对数型复合函数的单调性对数型复合函数一般分为两类:()x f y a log =型和()x f y a log =型.(1)研究()x f y a log =型复合函数的单调性,令x t a log =,则只需研究x t a log =及()t f y =的单调性即可;(2)研究()x f y a log =型复合函数的单调性,首先由()0>x f 确定函数的定义域,然后判断()x f t =在定义域上的单调性,再结合对数函数的单调性,判断函数()x f y a log =的单调性,其核心是:同增异减.4.三角函数知识点总结一、基础概念 1、正角、负角和零角正角:按逆时针方向旋转形成的角 负角:按顺时针方向旋转形成的角 零角:不作任何旋转形成的角正角 负角 零角2、象限角、轴线角象限角:点O 与坐标原点重合,OA 与x 轴正半轴重合,当终边OB 落在第几象限就说这个角是第几象限角.轴线角:点O 与坐标原点重合,OA 与x 轴正半轴重合,当终边OB 落在坐标轴上就说这个角是轴线角,这个角不属于任何项限3、角的集合:与任意角α终边相同的角构成一个集合 {}Z k k ∈⋅+=,360 αββ常见结论:(1)第一象限角的集合为{}36036090,k k k αα⋅<<⋅+∈Z第二象限角的集合为{}Z k k k ∈+<<+⋅,36018090360αα第三象限角的集合为{}360180360270,k k k αα⋅+<<⋅+∈Z 第四象限角的集合为{}360270360360,k k k αα⋅+<<⋅+∈Z(2)终边在x 轴上的角的集合为{}180,k k αα=⋅∈Z终边在y 轴上的角的集合为{}18090,k k αα=⋅+∈Z终边在坐标轴上的角的集合为{}90,k k αα=⋅∈Z 终边在x y =上的角的集合为{}Z k k ∈⋅+=,18045 αα 终边在x y -=上的角的集合为{}Z k k ∈⋅+=,180135 αα(3)任何一个象限角有可能是正角,也有可能是负角;任何轴线角有可能是正角、负角、零角; 小于 90的角不一定是锐角; 大于 90的角不一定是钝角; 终边相同的角不一定相等4、已知α是第几象限角,确定nα)(Z n ∈所在象限的方法:先把各象限均分n 等份,再从x 轴的正半轴的上方起,依次将各区域标上一、二、三、四,则α原来是第几象限对应的标号即为nα终边所落在的区域。
幂函数,一次,二次,指数,对数函数
课 题 函数教学目标1基本初等函数的图像和性质(幂函数,一次,二次,指数,对数函数) 2二次函数求最值教学内容一、幂函数定义及其图象一般地,形如αx y =)(R a ∈的函数称为幂函数,其中α为常数. 下面我们举例学习这类函数的一些性质. 作出下列函数的图象:(1)x y =;(2)21x y =;(3)2x y =;(4)1-=x y ;(5)3x y =.[解] ○1列表(略) ○2图象二:幂函数性质归纳(1)所有的幂函数在(0,+∞)都有定义,并且图象都过点(1,1);(2)0>α时,幂函数的图象通过原点,并且在区间),0[+∞上是增函数.特别地,当1>α时,幂函数的图象下凸;当10<<α时,幂函数的图象上凸;(3)0<α时,幂函数的图象在区间),0(+∞上是减函数.在第一象限内,当x 从右边趋向原点时,图象在y 轴右方无限地逼近y 轴正半轴,当x 趋于∞+时,图象在x 轴上方无限地逼近x 轴正半轴三、观察图象,总结填写下表:x y =2x y = 3x y =21xy =1-=x y定义域 值域 奇偶性 单调性 定点[例1]比较下列两个代数值的大小: (1)5.1)1(+a ,5.1a(2)322)2(-+a ,322-[例2] 讨论函数32x y =的定义域、奇偶性,作出它的图象,并根据图象说明函数的单调性.课堂练习:1.利用幂函数的性质,比较下列各题中两个幂的值的大小:(1)433.2,434.2; (2)5631.0,5635.0; (3)23)2(-,23)3(-; (4)211.1-,219.0-.2.作出函数2-=x y 和函数2)3(--=x y 的图象,求这两个函数的定义域和单调区间.3.用图象法解方程:(1)1-=x x ; (2)323-=x x .思考:如图所示,曲线是幂函数αx y =在第一象限内的图象,已知α分别取2,21,1,1-四个值,则相应图象依次为: . 练习:1.在函数1,,2,1222=+===y x x y x y xy 中,幂函数的个数为: A .0 B .1 C .2 D .32.已知幂函数)(x f y =的图象过点)2,2(,试求出这个函数的解析式.训练:一、选择题:1.下列函数中既是偶函数又是(,)-∞0上是增函数的是( )A .y x =43B .y x =32C .y x =-2D .y x =-142.函数2-=x y 在区间]2,21[上的最大值是( )A .41 B .1-C .4D .4- 3.下列所给出的函数中,是幂函数的是( )A .3x y -=B .3-=xyC .32x y = D .13-=x y 4.函数34x y =的图象是( )A .B .C .D .5.下列命题中正确的是( )A .当0=α时函数αx y =的图象是一条直线 B .幂函数的图象都经过(0,0)和(1,1)点C .若幂函数αx y =是奇函数,则αx y =是定义域上的增函数 D .幂函数的图象不可能出现在第四象限6.函数3x y =和31x y =图象满足( )A .关于原点对称B .关于x 轴对称C .关于y 轴对称D .关于直线x y =对称 7. 函数R x x x y ∈=|,|,满足( )A .是奇函数又是减函数B .是偶函数又是增函数C .是奇函数又是增函数D .是偶函数又是减函数 8.函数2422-+=x x y 的单调递减区间是( )A .]6,(--∞B .),6[+∞-C .]1,(--∞D .),1[+∞-9. 如图1—9所示,幂函数αx y =在第一象限的图象,比较1,,,,,04321αααα的大小( )A .102431<<<<<ααααB .104321<<<<<ααααC .134210αααα<<<<<D .142310αααα<<<<< 二、填空题:请把答案填在题中横线上(每小题6分,共24分). 1.函数y x=-32的定义域是 .2.幂函数的图象过点(,则f x f x (),)()32741-的解析式是.3.942--=a a xy 是偶函数,且在),0(+∞是减函数,则整数a 的值是 .4.幂函数),*,,,()1(互质n m N k n m x y mn k∈=-图象在一、二象限,不过原点,则n m k ,,的奇偶性为 .三、解答题:解答应写出文字说明.证明过程或演算步骤(共76分) . 1.(12分)比较下列各组中两个值大小(1)060720880896116115353..(.)(.).与;()与--1α3α4α2α2.(12分)已知幂函数f x x m Z x y y mm ()()=∈--223的图象与轴,轴都无交点,且关于 轴对称,试确定f x ()的解析式.3.(12分)求证:函数3x y =在R 上为奇函数且为增函数.4.(12分)下面六个幂函数的图象如图所示,试建立函数与图象之间的对应关系..6543212132323123---======x y x y x y x y x y x y );();()(;);();()((A ) (B ) (C ) (D ) (E ) (F )四.二次函数一元二次函数的区间最值问题,核心是对函数对称轴与给定区间的相对位置关系的讨论。
常用基本函数图像与性质
高中常用函数图像与性质一、常值(数)函数1.定义:一般地,形如为常数)(c c y =,那么叫做常值(数)函数.2.图像与性质:解析式)0(>=c c y 0=y )0(<=c c y 图像性质定义域R值域{}c y y =单调性不具单调性奇偶性偶函数对称性对称轴:y 轴(0=x )二、一次函数1.定义:一般地,形如y=kx +b(k,b是常数,k≠0),那么y叫做x 的一次函数.特别地,当b=0时,y=kx ,此时y 叫做x 的正比例函数,正比例函数是一种特殊的一次函数.2.图像与性质:一次函数()0k kx b k =+≠k ,b 符号k >0k <0b >0b <0b =0b >0b <0b =图象性质y 随x 的增大而增大y 随x 的增大而减小三、二次函数1.定义:一般地,形如2y ax bx c =++(a b c ,,是常数,0a ≠)的函数,叫做二次函数.2.解析式:(1)一般式:)0(2≠++=c c bx ax y ;(2)顶点式:)0(442(22≠-++=a ab ac a b x a y ;(3)两点式:)0)()((21≠--a x x x x a ,其中)0,(,)0,(21x x 为图像与x 轴了两交点的坐标.3.二次函数()2y a x h k =-+与2y ax bx c =++的比较:从解析式上看,()2y a x h k =-+与2y ax bx c =++是两种不同的表达形式,后者通过配方可以得到前者,即22424b ac b y a x a a -⎛⎫=++⎪⎝⎭,其中2424b ac b h k a a -=-=,.4.二次函数的系数c b a ,,对图像的影响(1)系数a :①0>a ,开口向上;0<a ,开口向下;②a 越大,开口越大;a 越小,开口越小;(2)系数b :b a ,的符号共同决定对称轴的位置,“左同右异”①b a 、同号:0>ab ,对称轴a bx 2-=在y 轴左侧,②b a 、异号:0<ab ,对称轴abx 2-=在y 轴右侧;(3)常数c :与y 轴交点坐标),0(c ;5.二次函数2y ax bx c =++)0(≠a 的性质()()20f x ax bx c a =++≠0a >0a <图像定义域(),-∞+∞对称轴2bx a=-顶点坐标24,24b ac b a a ⎛⎫-- ⎪⎝⎭值域),44(2∞+-ab ac 24,4ac b a ⎛⎫--∞ ⎪⎝⎭单调区间)2,(ab--∞递减)2(∞+-,ab 递增)2,(ab--∞递增)2(∞+-,ab 递减6.二次函数2y ax bxc =++图象的画法五点绘图法:利用配方法将二次函数2y ax bx c =++化为顶点式2()y a x h k =-+,确定其开口方向、对称轴及顶点坐标,然后在对称轴两侧,左右对称地描点画图.一般我们选取的五点为:顶点、与y 轴的交点()0c ,、以及()0c ,关于对称轴对称的点()2h c ,、与x 轴的交点()10x ,,()20x ,(若与x 轴没有交点,则取两组关于对称轴对称的点).画草图时应抓住5要素:开口方向,对称轴,顶点,与x 轴的交点,与y 轴的交点.7.二次函数与一元二次方程(1)当抛物线)0(2≠++=a c bx ax y 与x 轴两个交点时,公共点的横坐标21,x x 是一元二次方程)0(02≠=++a c bx ax 的根.(2)①当240b ac ∆=->时,抛物线)0(2≠++=a c bx ax y 与x 轴有两个交点;②当042=-=∆ac b 时,抛物线)0(2≠++=a c bx ax y 与x 轴有1个交点(顶点);③当042<-=∆ac b 时,抛物线)0(2≠++=a c bx ax y 与x 轴无交点;(3)当042<-=∆ac b 时:①当0a >时,图象落在x 轴的上方,0y >恒成立;②当0<a 时,图象落在x 轴的下方,0<y 恒成立;四、反比例函数1.定义:一般地,形如)0(≠=x xky 的函数,称为反比例函数.2.图像与性质:函数解析式>k 0<k五、指数函数1.定义:函数)1,0(≠>=a a a y x 且,x 为自变量,函数定义域为R .2.图像与性质:10<<a 1>a 图像定义域R 值域)0(∞+,性质(1)过定点(0,1),即1,0==y x 时(2)在R 上为减函数(2)在R 上为增函数六、对数函数1.定义:函数)1,0(log ≠>=a a x y a 且,x 为自变量,函数定义域为),0(∞+.2.图像与性质:10<<a 1>a图像定义域(0,+∞)值域R性质(1)过定点(1,0),即0,1==yx时(2)在),0(∞+上为减函数(2)在),0(∞+上为增函数七、幂函数1.定义:形如αxy=叫做幂函数,其中x是自变量,α为常数.2.几种常见幂函数的图像3.几种常见幂函数.的图像与性质幂函数性质xy=2xy=3xy=21xy=1-xy=八、对勾函数1.定义:2.图像与性质:解析式)0,0()(>>+=b a xbax x f 图像性质定义域{}0≠x x 值域),2[]2,(∞+--∞ab ab 单调性单调增区间:),(,),(∞+--∞ab a b九、分式函数1.定义:一般地,形如:()()ax bf x ad cb cx d+=≠+叫做分式函数.2.图像与性质:图象是以直线,d a x y c c =-=(恰为系数之比)为渐近线的双曲线,对称中心(,d ac c-,通常用代点法确定两支双曲线的位置。
备战高考数学复习考点知识与题型讲解12---二次函数、幂函数
备战高考数学复习考点知识与题型讲解第12讲二次函数、幂函数考向预测核心素养二次函数一般与其他知识综合考查,幂函数的考查以图象、性质为主,题型一般为选择题、填空题,中档难度.直观想象、逻辑推理、数学抽象一、知识梳理1.常见的五种幂函数的图象2.幂函数y=xα的性质(1)幂函数在(0,+∞)上都有定义;(2)当α>0时,幂函数的图象都过点(1,1)和(0,0),且在(0,+∞)上单调递增;(3)当α<0时,幂函数的图象都过点(1,1),且在(0,+∞)上单调递减.3.二次函数解析式的三种形式一般式:f(x)=ax2+bx+c(a≠0);顶点式:f(x)=a(x-h)2+k(a≠0);两根式:f (x )=a (x -x 1)(x -x 2)(a ≠0). 4.二次函数的图象和性质解析式f (x )=ax 2+bx+c (a >0)f (x )=ax 2+bx +c (a <0)图象定义域 RR值域⎣⎢⎡⎭⎪⎫4ac -b 24a ,+∞⎝⎛⎦⎥⎤-∞,4ac -b 24a单调性在⎝⎛⎦⎥⎤-∞,-b 2a 上单调递减;在⎣⎢⎡⎭⎪⎫-b 2a ,+∞上单调递增 在⎝⎛⎦⎥⎤-∞,-b 2a 上单调递增;在⎣⎢⎡⎭⎪⎫-b 2a ,+∞上单调递减 对称性 函数的图象关于直线x =-b2a对称 常用结论1.二次函数的单调性、最值与抛物线的开口方向和对称轴及给定区间的范围有关.2.(1)幂函数的图象一定会出现在第一象限内,一定不会出现在第四象限; (2)幂函数的图象过定点(1,1),如果幂函数的图象与坐标轴相交,则交点一定是原点.(3)若幂函数y =x α在(0,+∞)上单调递增,则α>0;若在(0,+∞)上单调递减,则α<0.二、教材衍化1.(人A 必修第一册P 58T 6改编)已知函数f (x )=ax 2+x +5的图象在x 轴上方,则a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎪⎫0,120B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-120C.⎝ ⎛⎭⎪⎫120,+∞ D.⎝⎛⎭⎪⎫-120,0 解析:选C.由题意知⎩⎨⎧a >0,Δ<0,即⎩⎨⎧a >0,1-20a <0,解得a >120. 2.(人A 必修第一册P 91练习T 1改编)已知幂函数f (x )=kx α的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,22,则k +α=________.解析:因为函数f (x )=kx α是幂函数,所以k =1,又函数f (x )的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,22,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫12α=22,解得α=12,则k +α=32.答案:32一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)y =2x 12是幂函数.( )(2)根据二次函数的两个零点就可以确定函数的解析式.( )(3)二次函数y =ax 2+bx +c (x ∈[a ,b ])的最值是4ac -b24a.( )答案:(1)× (2)× (3)× 二、易错纠偏1.(二次函数性质不明致误)已知函数f (x )=x 2+4ax 在区间(-∞,6)内单调递减,则a 的取值范围是( )A .[3,+∞) B.(-∞,3] C .(-∞,-3)D.(-∞,-3]解析:选D.函数f (x )=x 2+4ax 的图象是开口向上的抛物线,其对称轴是x =-2a ,由函数在区间(-∞,6)内单调递减可知,区间(-∞,6)应在直线x =-2a 的左侧,所以-2a ≥6,解得a ≤-3,故选D.2.(二次函数图象特征不清致误)设二次函数f (x )=x 2-x +a (a >0),若f (m )<0,则f (m -1)________0.(填“>”“<”或“=”)解析:f (x )=x 2-x +a 图象的对称轴为直线x =12,且f (1)>0,f (0)>0,而f (m )<0,所以m ∈(0,1),所以m -1<0,所以f (m -1)>0.答案:>3.(幂函数概念不清致误)已知幂函数y =f (x )的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫2,22,则此函数的解析式为________;在区间________上单调递减.解析:设y =f (x )=x α,因为图象过点⎝⎛⎭⎪⎫2,22,代入解析式得α=-12,则y =x -12,由性质可知函数y =x -12在(0,+∞)上单调递减.答案:y=x-12(0,+∞)考点一幂函数的图象及性质(自主练透)复习指导:通过实例,了解幂函数的概念;结合函数y=x,y=x2,y=x3,y=1x,y=x 12的图象,了解它们的变化情况.1.已知点⎝⎛⎭⎪⎫33,3在幂函数f(x)的图象上,则f(x)是( )A.奇函数 B.偶函数C.定义域内的减函数 D.定义域内的增函数解析:选A.设f(x)=xα,由已知得⎝⎛⎭⎪⎫33α=3,解得α=-1,因此f(x)=x-1,易知该函数为奇函数.2.(链接常用结论2)已知函数f(x)=(m2-m-1)·x m2-2m-3是幂函数,且在(0,+∞)上单调递减,则实数m=( )A.2 B.-1C.4D.2或-1解析:选A.由题意知m2-m-1=1,解得m=-1或m=2,当m=-1时,m2-2m-3=0,则f(x)在(0,+∞)上为常数,不合题意.当m=2时,m2-2m-3=-3,则f(x)=x-3在(0,+∞)上单调递减,符合题意.所以m=2.3.若四个幂函数y=x a,y=x b,y=x c,y=x d在同一平面直角坐标系中的图象如图所示,则a ,b ,c ,d 的大小关系是( )A .d >c >b >a B.a >b >c >d C .d >c >a >bD.a >b >d >c解析:选B.由幂函数的图象可知,在(0,1)上幂函数的指数越大,函数图象越接近x 轴,由题图知a >b >c >d ,故选B.4.已知幂函数f (x )=x (m 2+m )-1(m ∈N *)的图象经过点(2,2),则m =________,满足条件f (2-a )>f (a -1)的实数a 的取值范围为________.解析:因为f (x )的图象过点(2,2),所以2=2(m 2+m )-1,所以m 2+m =2,又m ∈N *,所以m =1.即f (x )=x 12,其定义域为{x |x ≥0},且在定义域上函数为增函数, 所以由f (2-a )>f (a -1)得0≤a -1<2-a ,解得1≤a <32.答案:1 1≤a <32幂函数的性质与图象特征的关系(1)幂函数的形式是y =x α(α∈R ),其中只有一个参数α,因此只需一个条件即可确定其解析式.(2)判断幂函数y =x α(α∈R )的奇偶性时,当α是分数时,一般将其先化为根式,再判断.考点二 二次函数的解析式(综合研析)复习指导:理解二次函数的定义,能够根据已知条件求二次函数的解析式.已知二次函数f (x )满足f (2)=-1,f (-1)=-1,且f (x )的最大值是8,求二次函数f (x )的解析式.【解】 设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0). 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧4a +2b +c =-1,a -b +c =-1,4ac -b24a =8,解得⎩⎨⎧a =-4,b =4,c =7.故所求二次函数为f (x )=-4x 2+4x +7.求二次函数解析式的策略|跟踪训练|已知二次函数f (x )的图象经过点(4,3),在x 轴上截得的线段长为2,并且对任意x ∈R ,都有f (2-x )=f (2+x ),求f (x )的解析式.解:因为f (2-x )=f (2+x )对x ∈R 恒成立, 所以y =f (x )的图象关于x =2对称.又y=f(x)的图象在x轴上截得的线段长为2,所以f(x)=0的两根为2-22=1,2+22=3.所以二次函数f(x)与x轴的两交点坐标为(1,0)和(3,0).因此设f(x)=a(x-1)(x-3).又点(4,3)在y=f(x)的图象上,所以3a=3,则a=1.故f(x)=(x-1)(x-3)=x2-4x+3.考点三二次函数的图象和性质(多维探究)复习指导:理解二次函数的定义,能够根据二次函数的图象讨论性质,从数形结合的观点研究和二次函数有关的问题.角度1 二次函数的图象(1)(多选)(2022·济南月考)如图是二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象的一部分,图象过点A(-3,0),对称轴为x=-1,则( )A.b2>4ac B.2a-b=1C.a-b+c=0 D.5a<b(2)设函数f(x)=x2+x+a(a>0),若f(m)<0,则( )A.f(m+1)≥0 B.f(m+1)≤0C.f(m+1)>0 D.f(m+1)<0【解析】(1)因为图象与x轴交于两点,所以b2-4ac>0,即b2>4ac,A正确;对称轴为x=-1,即-b2a=-1,2a-b=0,B错误;结合图象,当x=-1时,y>0,即a-b+c>0,C错误;由对称轴为x=-1知,b=2a.根据抛物线开口向下,知a<0,所以5a<2a,即5a<b,D正确.(2)因为f(x)的对称轴为x=-12,f(0)=a>0,所以f(x)的大致图象如图所示.由f(m)<0,得-1<m<0,所以m+1>0,所以f(m+1)>f(0)>0.【答案】(1)AD (2)C识别二次函数图象应学会“三看”角度2 二次函数的单调性与最值(1)若函数f(x)=ax2+(a-3)x+1在区间[-1,+∞)上单调递减,则实数a 的取值范围是( )A.[-3,0) B.(-∞,-3]C.[-2,0] D.[-3,0](2)若函数f (x )=ax 2+2ax +1在区间[1,2]上有最大值4,则a 的值为________. 【解析】 (1)当a =0时,f (x )=-3x +1在[-1,+∞)上单调递减,满足题意; 当a ≠0时,f (x )的对称轴为x =3-a2a, 由f (x )在[-1,+∞)上单调递减,知⎩⎨⎧a <0,3-a 2a ≤-1,解得-3≤a <0.综上,a 的取值范围为[-3,0]. (2)f (x )=a (x +1)2+1-a .①当a =0时,函数f (x )在区间[1,2]上的值为常数1,不符合题意,舍去; ②当a >0时,函数f (x )在区间[1,2]上单调递增,最大值为f (2)=8a +1=4,解得a =38;③当a <0时,函数f (x )在区间[1,2]上单调递减,最大值为f (1)=3a +1=4,解得a =1,不符合题意,舍去.综上可知,a 的值为38.【答案】 (1)D (2)38若本例(1)中函数f (x )=ax 2+(a -3)x +1的单调递减区间是[-1,+∞),则a =________.解析:由题意知f (x )必为二次函数且a <0, 又3-a 2a =-1,所以a =-3. 答案:-3(1)二次函数在闭区间上的最值主要有三种类型:轴定区间定、轴动区间定、轴定区间动.不论哪种类型,解题的关键都是对称轴与区间的位置关系,当含有参数时,要依据对称轴与区间的位置关系进行分类讨论.(2)二次函数的单调性问题主要依据二次函数图象的对称轴进行分类讨论求解.|跟踪训练|1.已知函数f (x )=ax 2+bx +c ,若a >b >c ,且a +b +c =0,则函数f (x )的图象可能是( )解析:选D.由a >b >c 且a +b +c =0,得a >0,c <0,所以函数图象开口向上,排除A ,C ;又f (0)=c <0,排除B ,故选D.2.若函数y =x 2-3x +4的定义域为[0,m ],值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤74,4,则m 的取值范围为( )A .(0,4] B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤32,4 C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤32,3 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞ 解析:选C.y =x 2-3x +4=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -322+74的定义域为[0,m ],显然,在x =0时,y =4,又值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤74,4,根据二次函数图象的对称性知32≤m ≤3.3.(多选)(2022·邯郸九校联盟期中)若函数f (x )=x |x -a |在[0,2]上的最大值为2,则a 的取值可以为( )A .1 B.3 C.2 2D.42-4解析:选AC.若a ≤0时,f (x )在[0,2]上单调递增,f (x )max =f (2)=2|2-a |=2,解得a =1(舍去)或a =3(舍去). 若a >0时,f (x )=⎩⎨⎧-x (x -a ),x ≤a ,x (x -a ),x >a ,当a2>2即a >4时,f (x )max =f (2)=-2(2-a )=2,解得a =3(舍去). 当x >a 时,令f (x )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2,解得x =(2+1)a 2(负值舍去).当a2≤2≤(2+1)a 2即4(2-1)≤a ≤4时,f (x )max =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2=a24=2,解得a =2 2. 当2>(2+1)a2即a <4(2-1)时,f (x )max =f (2)=2(2-a )=2.解得a =1.[A 基础达标]1.若幂函数的图象经过点⎝⎛⎭⎪⎫2,14,则它的单调递增区间是( ) A .(0,+∞) B.[0,+∞) C .(-∞,+∞)D.(-∞,0)解析:选D.设f (x )=x α,则2α=14,α=-2,即f (x )=x -2,它是偶函数,单调递增区间是(-∞,0).2.若幂函数f (x )=(m 2-4m +4)·xm 2-6m +8在(0,+∞)上为增函数,则m 的值为( )A.1或3 B.1C.3D.2解析:选B.由题意得m2-4m+4=1,m2-6m+8>0,解得m=1.3.(2022·潍坊模拟)已知a,b,c∈R,函数f(x)=ax2+bx+c.若f(0)=f(4)>f(1),则( )A.a>0,4a+b=0 B.a<0,4a+b=0C.a>0,2a+b=0 D.a<0,2a+b=0解析:选A.由f(0)=f(4),得f(x)=ax2+bx+c图象的对称轴为x=-b2a=2,所以4a+b=0,又f(0)>f(1),f(4)>f(1),所以f(x)先减后增,于是a>0.4.(多选)(2022·淄博模拟)设函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0),对任意实数t都有f(4+t)=f(-t)成立,则函数值f(-1),f(1),f(2),f(5)中,最小的可能是( ) A.f(-1) B.f(1)C.f(2)D.f(5)解析:选ACD.因为对任意实数t都有f(4+t)=f(-t)成立,所以函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴是x=2,当a>0时,函数值f(-1),f(1),f(2),f(5)中,最小的是f(2);当a<0时,函数值f(-1),f(1),f(2),f(5)中,最小的是f(-1)和f(5).5.已知幂函数f(x)=(n2+2n-2)x n2-3n(n∈Z)的图象关于y轴对称,且在(0,+∞)上是减函数,则n的值为( )A.-3 B.1C.2D.1或2解析:选B.由于f (x )为幂函数,所以n 2+2n -2=1,解得n =1或n =-3,经检验只有n =1符合题意.6.(多选)由于被墨水污染,一道数学题仅能见到如下文字:“已知二次函数y =ax 2+bx +c 的图象过点(1,0),…,求证:这个二次函数的图象关于直线x =2对称.”根据现有信息,题中的二次函数可能具有的性质是( )A .在x 轴上截得的线段的长度是2B .与y 轴交于点(0,3)C .顶点是(-2,-2)D .过点(3,0)解析:选ABD.由已知得⎩⎨⎧a +b +c =0,-b 2a =2,解得b =-4a ,c =3a ,所以二次函数为y =a (x 2-4x +3),其顶点的横坐标为2,所以顶点一定不是(-2,-2),故选ABD.7.(2022·山东烟台模拟)若二次函数y =8x 2-(m -1)x +m -7的值域为[0,+∞),则m =________.解析:y =8⎝ ⎛⎭⎪⎫x -m -1162+m -7-8⎝ ⎛⎭⎪⎫m -1162, 因为值域为[0,+∞),所以m -7-8⎝⎛⎭⎪⎫m -1162=0, 解得m =9或m =25. 答案:9或258.若(3-2m )12>(m +1)12,则实数m 的取值范围为________. 解析:因为y =x 12在定义域[0,+∞)上是增函数,所以⎩⎨⎧3-2m ≥0,m +1≥0,3-2m >m +1,解得-1≤m <23.故实数m 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫-1,23. 答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫-1,239.(2022·潍坊质检)已知函数f (x )=⎩⎨⎧x 2+x ,-2≤x ≤c ,1x ,c <x ≤3.若c =0,则f (x )的值域是________;若f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,2,则实数c 的取值范围是________.解析:当c =0时,即x ∈[-2,0]时,f (x )∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,2,当x ∈(0,3]时,f (x )∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫13,+∞,所以f (x )的值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫-14,+∞.作出y =x 2+x 和y =1x 的图象如图所示,当f (x )=-14时,x =-12;当x 2+x =2时,x =1或x =-2;当1x =2时,x =12,由图象可知当f (x )的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,2时,需满足12≤c ≤1.答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫-14,+∞⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,110.已知值域为[-1,+∞)的二次函数f (x )满足f (-1+x )=f (-1-x ),且方程f (x )=0的两个实根x 1,x 2满足|x 1-x 2|=2.(1)求f (x )的表达式;(2)函数g (x )=f (x )-kx 在区间[-1,2]上的最大值为f (2),最小值为f (-1),求实数k 的取值范围.解:(1)由f (-1+x )=f (-1-x )可得f (x )的图象关于直线x =-1对称,设f (x )=a (x +1)2+h =ax 2+2ax +a +h (a ≠0),由函数f (x )的值域为[-1,+∞),可得h =-1, 根据根与系数的关系可得x 1+x 2=-2,x 1x 2=1+h a,所以|x 1-x 2|=(x 1+x 2)2-4x 1x 2=-4ha=2,解得a =1,所以f (x )=x 2+2x .(2)由题意得函数g (x )在区间[-1,2]上单调递增, 又g (x )=f (x )-kx =x 2-(k -2)x . 所以g (x )的对称轴方程为x =k -22,则k -22≤-1,即k ≤0,故k 的取值范围为(-∞,0].[B 综合应用]11.(多选)(2022·潍坊模拟)已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,当x ≥0时,f (x )=x -x 2,则下列说法正确的是( )A .f (x )的最大值为14B .f (x )在(-1,0)上是增函数C .f (x )>0的解集为(-1,1)D .f (x )+2x ≥0的解集为[0,3]解析:选AD.由题意,得当x ≥0时,f (x )=x -x 2=-⎝⎛⎭⎪⎫x -122+14;当x <0时,f (x )=-x 2-x =-⎝⎛⎭⎪⎫x +122+14,f (x )的最大值为14,A 正确;f (x )在⎝⎛⎭⎪⎫-12,0上是减函数,B 错误; f (x )>0的解集为(-1,0)∪(0,1),C 错误; 当x ≥0时,f (x )+2x =3x -x 2≥0的解集为[0,3], 当x <0时,f (x )+2x =x -x 2≥0无解,故D 正确.12.(2022·合肥质检)已知函数f (x )=-2x 2+bx +c ,不等式f (x )>0的解集为(-1,3).若对任意的x ∈[-1,0],f (x )+m ≥4恒成立,则m 的取值范围是( )A .(-∞,2] B.[4,+∞) C .[2,+∞)D.(-∞,4]解析:选B.因为f (x )>0的解集为(-1,3),故-2x 2+bx +c =0的两个根分别为-1,3,所以⎩⎪⎨⎪⎧-c 2=-1×3,b 2=-1+3,即⎩⎨⎧b =4,c =6,令g (x )=f (x )+m ,则g (x )=-2x 2+4x +6+m =-2(x -1)2+8+m ,由x ∈[-1,0]可得g (x )min =m ,又g (x )≥4在[-1,0]上恒成立,故m ≥4.13.(多选)(2022·菏泽模拟)已知函数f (x )=|x 2-2ax +b |(x ∈R ),给出下列命题,其中是真命题的是( )A .若a 2-b ≤0,则f (x )在区间[a ,+∞)上单调递增 B .存在a ∈R ,使得f (x )为偶函数C .若f (0)=f (2),则f (x )的图象关于x =1对称D .若a 2-b -2>0,则函数h (x )=f (x )-2有2个零点解析:选AB.对于选项A ,若a 2-b ≤0,则f (x )=|(x -a )2+b -a 2|=(x -a )2+b -a 2在区间[a ,+∞)上单调递增,正确;对于选项B ,当a =0时,f (x )=|x 2+b |显然是偶函数,正确;对于选项C ,取a =0,b =-2,函数f (x )=|x 2-2ax +b |化为f (x )=|x 2-2|,满足f (0)=f (2),但f (x )的图象不关于x =1对称,错误;对于选项D ,如图,a 2-b -2>0,即a 2-b >2,则h (x )=|(x -a )2+b -a 2|-2有4个零点,错误.14.设f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x ≥0时,f (x )=x 2.若对任意的x ∈[a ,a +2],不等式f (x +a )≥2f (x )恒成立,求实数a 的取值范围.解:由题意知f (x )=⎩⎨⎧x 2,x ≥0,-x 2,x <0,则2f (x )=f (2x ),因此原不等式等价于f (x +a )≥f (2x ).易知f (x )在R 上是增函数,所以x +a ≥2x ,即a ≥(2-1)x .又x ∈[a ,a +2],所以当x =a +2时,(2-1)x 取得最大值(2-1)(a +2),因此a ≥(2-1)(a +2),解得a ≥ 2.故a 的取值范围是[2,+∞).[C 素养提升]15.(2022·兰州模拟)已知幂函数f (x )的部分对应值如表:x 112则不等式f (|x |)≤2的解集是________.解析:设幂函数为f (x )=x α,则⎝ ⎛⎭⎪⎫12α=22,所以α=12,所以f (x )=x 12.不等式f (|x |)≤2等价于|x |12≤2,所以|x |≤4, 所以-4≤x ≤4.所以不等式f (|x |)≤2的解集是[-4,4]. 答案:[-4,4]16.定义:如果在函数y =f (x )定义域内的给定区间[a ,b ]上存在x 0(a <x 0<b ),满足f (x 0)=f (b )-f (a )b -a ,则称函数y =f (x )是[a ,b ]上的“平均值函数”,x 0是它的一个均值点,如y =x 4是[-1,1]上的“平均值函数”,0就是它的均值点.现有函数f (x )=-x 2+mx +1是[-1,1]上的“平均值函数”,求实数m 的取值范围.解:设x 0为均值点,所以f (1)-f (-1)1-(-1)=m =f (x 0),即关于x 0的方程-x 20+mx 0+1=m 在(-1,1)内有实数根,解方程得x 0=1(舍去)或x 0=m -1.所以必有-1<m -1<1,即0<m <2,所以实数m 的取值范围是(0,2).。
高中 幂函数与二次函数知识点+例题+练习 含答案
教学内容幂函数与二次函数教学目标了解幂函数与二次函数的形式重点幂函数与二次函数难点幂函数与二次函数教学准备教学过程幂函数与二次函数知识梳理1.幂函数(1)幂函数的定义形如y=xα的函数称为幂函数,其中x是自变量,α为常数.(2)常见的5种幂函数的图象2.二次函数(1)二次函数的定义形如f(x)=ax2+bx+c(a≠0)的函数叫做二次函数.(2)二次函数的三种常见解析式①一般式:f(x)=ax2+bx+c(a≠0);②顶点式:f(x)=a(x-m)2+n(a≠0),(m,n)为顶点坐标;③两根式:f(x)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0)其中x1,x2分别是f(x)=0的两实根.教学效果分析教学过程(3)二次函数的图象和性质函数二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)图象a>0a<0定义域R R值域y∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫4ac-b24a,+∞y∈⎝⎛⎦⎥⎤-∞,4ac-b24a对称轴x=-b2a顶点坐标⎝⎛⎭⎪⎫-b2a,4ac-b24a奇偶性b=0⇔y=ax2+bx+c(a≠0)是偶函数递增区间⎝⎛⎭⎪⎫-b2a,+∞⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-b2a递减区间⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-b2a⎝⎛⎭⎪⎫-b2a,+∞最值当x=-b2a时,y有最小值y min=4ac-b24a当x=-b2a时,y有最大值y max=4ac-b24a辨析感悟1.对幂函数的认识(1)函数f(x)=x2与函数f(x)=2x2都是幂函数.( )(2)幂函数的图象都经过点(1,1)和(0,0).( )(3)幂函数的图象不经过第四象限.( )2.对二次函数的理解(4)二次函数y=ax2+bx+c,x∈R,不可能是偶函数.( )(5)(教材习题改编)函数f(x)=12x2+4x+6,x∈[0,2]的最大值为16,最小值为-2.( )教学效果分析教学过程[感悟·提升]三个防范一是幂函数的图象最多出现在两个象限内,一定会经过第一象限,一定不经过第四象限,若与坐标轴相交,则交点一定是原点,但并不是都经过(0,0)点,如(2)、(3).二是二次函数的最值一定要注意区间的限制,不要盲目配方求得结论,如(5)中的最小值就忽略了函数的定义域.考点一幂函数的图象与性质的应用【例1】(1)(2014·济南模拟)已知幂函数y=f(x)的图象过点⎝⎛⎭⎪⎫12,22,则log4f(2)的值为________.(2)函数y=13x的图象是________.规律方法(1)幂函数解析式一定要设为y=xα(α为常数)的形式;(2)可以借助幂函数的图象理解函数的对称性、单调性;(3)在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较,准确掌握各个幂函数的图象和性质是解题的关键.【训练1】比较下列各组数的大小:⑴121.1,120.9,1;⑵2322⎛⎫- ⎪⎝⎭,23107-⎛⎫- ⎪⎝⎭,()431.1-.教学效果分析教学过程考点二二次函数的图象与性质【例2】(2013·浙江七校模拟)如图是二次函数y=ax2+bx+c图象的一部分,图象过点A(-3,0),对称轴为x=-1.给出下面四个结论:①b2>4ac;②2a-b=1;③a-b+c=0;④5a<b.其中正确的是________.规律方法解决二次函数的图象问题有以下两种方法:(1)排除法,抓住函数的特殊性质或特殊点;(2)讨论函数图象,依据图象特征,得到参数间的关系.【训练2】(2012·山东卷改编)设函数f(x)=1x,g(x)=-x2+bx,若y=f(x)的图象与y=g(x)的图象有且仅有两个不同的公共点A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2________0,y1+y2________0(比较大小).教学效果分析教学过程1.对于幂函数的图象的掌握只要抓住在第一象限内三条线分第一象限为六个区域,即x=1,y=1,y=x分区域.根据α<0,0<α<1,α=1,α>1的取值确定位置后,其余象限部分由奇偶性决定.2.二次函数的综合应用多涉及单调性与最值或二次方程根的分布问题,解决的主要思路是等价转化,多用到数形结合思想与分类讨论思想.3.对于与二次函数有关的不等式恒成立或存在问题注意等价转化思想的运用.答题模板2——二次函数在闭区间上的最值问题【典例】(12分)(经典题)求函数f(x)=-x(x-a)在x∈[-1,1]上的最大值.[反思感悟] (1)二次函数在闭区间上的最值主要有三种类型:轴定区间定、轴动区间定、轴定区间动,不论哪种类型,解题的关键是对称轴与区间的关系,当含有参数时,要依据对称轴与区间的关系进行分类讨论.(2)部分学生易出现两点错误:①找不到分类的标准,无从入手;②书写格式不规范,漏掉结论答题模板第一步:配方,求对称轴.第二步:分类,将对称轴是否在给定区间上分类讨论.第三步:求最值.第四步:下结论.【自主体验】已知函数f(x)=-4x2+4ax-4a-a2在区间[0,1]内有一个最大值-5,求a的值.教学效果分析。
幂函数的性质与图象
幂函数的性质与图象上海大学附属中学 钱寒静【教学材料】高中一年级第一学期数学4.1《幂函数的性质与图像》【教材分析】幂函数、指、对函数是最基本、最常用的函数模型,是学习其它函数的基础。
学生在初中已经学过了正比例、反比例、一次和二次函数,学过指数和幂的知识,本节课是在初中知识的基础上对形如)为常数(Q ,k k x y k∈= 的函数进行系统、全面的探究,这既有利于学生对函数概念的理解,又对今后学习其它函数提供了方法,从而提高学生的数学应用能力。
【学情分析】 学生在初中已经接触过函数,学习过有关幂的运算性质,并具有一定的列表、画图的能力,授课的班级为上海市示范性高中的学生,他们的数学基础扎实。
【教学目标】知识与技能:1、 知道幂函数的概念,理解幂函数当k>0时在第一象限内的图象特征;2、 类比让学生发现当k<0时,幂函数在第一象限内的图象特征;3、掌握幂函数当k 变化时的图象特征;过程能力与方法:在教学中充分发挥学生的主体作用,让他们经历幂函数性质发现的全过程,体会数形结合的数学思想,体验从特殊到一般的研究方法,学会观察反思,最终自己得到幂函数的所有性质。
情感、态度与价值观:让学生认识到幂函数图象的奇特魅力,体会数学的对称美与和谐美,增强学生科学严谨的学习态度,最终深刻理解到量变引起质变的哲学道理。
【重点难点】重点:幂函数的概念和幂函数在第一象限内的图象性质。
难点:幂函数性质的总结。
【教学方法】采用“引导、探究、再创”的教学模式,即引导学生观察特例,提炼规律,化抽象为具体,探究其性质,再化具体规律到一般规律。
【教学手段】多媒体辅助教学。
【教学过程】一、 引入:以教材的编排为切入点,说明我们学习函数的定义域、值域、奇偶性、单调性等一系列性质都是为了研究具体的函数,今天我们就来研究一类新的函数:幂函数。
二、 幂函数的定义: 形如)为常数(Q ,k k x y k∈= 的函数叫做幂函数。
例1:判断下列函数是否是幂函数: x y x y x y x y -==+== )4( )3( 1 )2( 4 )1(322三、 研究幂函数的图象:1、 在幂函数作图器中任意做出几个幂函数的图象。
(完整版)高中各种函数图像画法与函数性质
一次函数(一)函数1、确定函数定义域的方法:(1)关系式为整式时,函数定义域为全体实数;(2)关系式含有分式时,分式的分母不等于零;(3)关系式含有二次根式时,被开放方数大于等于零;(4)关系式中含有指数为零的式子时,底数不等于零;(5)实际问题中,函数定义域还要和实际情况相符合,使之有意义。
一次kkx b k函数k ,bkk符号b 0b 0b 0b 0b 0yyyyy图象OxOxOxOxOxb 0yOx性质 y 随 x 的增大而增大 y 随 x 的增大而减小二次函数f xax 2 bx c aa 0a 0图像xbb2ax2a定义域, 对称轴xb2a顶点坐标b , 4ac b 22a 4a值域4ac b 2,, 4ac b 24a4a, b递减,b递增2a 2a单调区间b递增b递减, ,2a 2a二次函数图象的对称二次函数图象的对称一般有五种情况,可以用一般式或顶点式表达1.关于 x 轴对称y ax2 bx c关于 x 轴对称后,得到的解析式是y ax2 bx c ;y a x h 2y a x h2 k 关于 x 轴对称后,得到的解析式是k2.关于 y 轴对称y ax2 bx c关于y轴对称后,得到的解析式是y ax2 bx c;y a x h 2y a x h2;k 关于y轴对称后,得到的解析式是k3.关于原点对称y ax2 bx c关于原点对称后,得到的解析式是y ax2 bx c ;y a x h 2y a x h2k k 关于原点对称后,得到的解析式是4. 关于顶点对称(即:抛物线绕顶点旋转 180°)y ax2 bx c关于顶点对称后,得到的解析式是y ax2 bx c b2 ;2ay a x2k 关于顶点对称后,得到的解析式是y a x h2k .h5.关于点 m,n 对称2k 关于点m,n 对称后,得到的解析式是y a x hy a x h 2m 2k2n反比例函数1、反比例函数图象:反比例函数的图像属于以原点为对称中心的中心对称的双曲线反比例函数图像中每一象限的每一支曲线会无限接近X轴 Y轴但不会与坐标轴相交( K≠0)。
第4讲 幂函数与二次函数
第4讲 幂函数与二次函数基础知识整合1.幂函数(1)定义:形如□01y =x α的函数称为幂函数,其中底数x 是自变量,α为常数.常见的五类幂函数为y =x ,y =x 2,y =x3,y =x 12,y =x -1.(2)常见的5种幂函数的图象(3)性质①幂函数在(0,+∞)上都有定义.②当α>0时,幂函数的图象都过点(1,1)和(0,0),且在(0,+∞)上单调递增. ③当α<0时,幂函数的图象都过点(1,1),且在(0,+∞)上单调递减. 2.二次函数的图象和性质 解析式f (x )=ax 2+bx +c (a >0)f (x )=ax 2+bx +c (a <0)图象定义域 (-∞,+∞)(-∞,+∞)值域□02⎣⎢⎡⎭⎪⎫4ac -b 24a ,+∞ □03⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,4ac -b 24a 单调性在x ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-b 2a 上单调递减;在x ∈□05⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-b 2a 上单调递增;在x ∈□04⎣⎢⎡⎭⎪⎫-b 2a ,+∞上单调递增 在x ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫-b 2a ,+∞上单调递减对称性函数的图象关于x =-b2a 对称1.幂函数图象特征(1)在(0,1)上,幂函数中指数越大,函数图象越接近x 轴(简记为“指大图低”); (2)在(1,+∞)上,幂函数中指数越大,函数图象越远离x 轴. 2.二次函数解析式的三种形式 (1)一般式:f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0). (2)顶点式:f (x )=a (x -m )2+n (a ≠0). (3)两根式:f (x )=a (x -x 1)(x -x 2)(a ≠0). 3.一元二次不等式恒成立的条件(1)“ax 2+bx +c >0(a ≠0)恒成立”的充要条件是“a >0且Δ<0”. (2)“ax 2+bx +c <0(a ≠0)恒成立”的充要条件是“a <0且Δ<0”. 4.二次函数的对称轴二次函数y =f (x )对定义域内的所有x ,都有f (a +x )=f (a -x )成立的充要条件是函数y =f (x )的图象关于直线x =a 对称(a 为常数).5.设f (x )=ax 2+bx +c (a >0),则二次函数在闭区间[m ,n ]上的最大、最小值的分布情况(1)若-b 2a ∈[m ,n ],则f (x )max =max{f (m ),f (n )},f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a .(2)若-b2a ∉[m ,n ],则f (x )max =max{f (m ),f (n )},f (x )min =min{f (m ),f (n )}. 另外,当二次函数开口向上时,自变量的取值离对称轴越远,则对应的函数值越大;反过来,当二次函数开口向下时,自变量的取值离对称轴越远,则对应的函数值越小.1.已知幂函数f (x )的图象经过点⎝ ⎛⎭⎪⎫2,22,则f (x )为( )A .偶函数B .奇函数C .定义域内的增函数D .定义域内的减函数答案 D解析 设幂函数f (x )=x α,∵其图象过点⎝⎛⎭⎪⎫2,22,∴2α=22=2-12 ,解得α=-12,∴f (x )=x -12,∴f (x )在(0,+∞)上为减函数.故选D .2.若函数y =x 2-2tx +3在[1,+∞)上为增函数,则t 的取值范围是( ) A .t ≤1 B .t ≥1 C .t ≤-1 D .t ≥-1答案 A解析 ∵函数y =x 2-2tx +3的图象关于直线x =t 对称,且开口向上,∴t ≤1. 3.(2019·河南安阳模拟)已知函数f (x )=-x 2+4x +a ,x ∈[0,1],若f (x )有最小值-2,则f (x )的最大值为( )A .1B .0C .-1D .2答案 A解析 ∵f (x )=-x 2+4x +a =-(x -2)2+a +4,∴函数f (x )=-x 2+4x +a 在[0,1]上单调递增,∴当x =0时,f (x )取得最小值,当x =1时,f (x )取得最大值,∴f (0)=a =-2,f (1)=3+a =3-2=1,故选A .4.函数g (x )=x 2-2x (x ∈[0,3])的值域是________. 答案 [-1,3]解析 ∵g (x )=(x -1)2-1,∴g (x )min =g (1)=-1,g (x )max =g (3)=3.∴所求值域为[-1,3].5.已知α∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫-2,-1,-12,12,1,2,3.若幂函数f (x )=x α为奇函数,且在(0,+∞)上递减,则α=________.答案 -1解析 ∵幂函数f (x )=x α为奇函数,∴α可取-1,1,3,又f (x )=x α在(0,+∞)上递减,∴α<0,故α=-1.6.若关于x 的不等式x 2-4x ≥m 对任意x ∈(0,1]恒成立,则m 的取值范围为________.答案 (-∞,-3]解析 只需要在x ∈(0,1]时,(x 2-4x )min ≥m 即可.因为函数f (x )=x 2-4x 在(0,1]上为减函数,所以当x =1时,(x 2-4x )min =1-4=-3,所以m ≤-3.核心考向突破考向一 幂函数的图象与性质例1 (1)(2019·九江模拟)幂函数f (x )=(m 2-4m +4)x m 2-6m +8在(0,+∞)上为增函数,则m 的值为( )A .1或3B .1C .3D .2答案 B解析 由题意知⎩⎨⎧m 2-4m +4=1,m 2-6m +8>0,解得m =1.故选B .(2)若四个幂函数y =x a ,y =x b ,y =x c ,y =x d ,在同一平面直角坐标系中的图象如图所示,则a ,b ,c ,d 的大小关系是( )A .d >c >b >aB .a >b >c >dC .d >c >a >bD.a>b>d>c答案 B解析由幂函数的图象可知在(0,1)上幂函数的指数越大,函数图象越接近x 轴,由题图知a>b>c>d,故选B.幂函数的图象特征(1)对于幂函数图象的掌握只要抓住在第一象限内三条线分第一象限为六个区域,即x=1,y=1,y=x分的区域.根据α<0,0<α<1,α=1,α>1的取值确定位置后,其余象限部分由奇偶性决定.(2)在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较.[即时训练]1.已知幂函数f(x)=(n2+2n-2)x n2-3n(n∈Z)的图象关于y轴对称,且在(0,+∞)上是减函数,则n的值为()A.-3 B.1C.2 D.1或2答案 B解析由于f(x)为幂函数,所以n2+2n-2=1,解得n=1或n=-3,经检验只有n=1符合题意.故选B.2.(2019·昆明模拟)设a=20.3,b=30.2,c=70.1,则a,b,c的大小关系为() A.a<c<b B.c<a<bC.a<b<c D.c<b<a答案 B解析由已知得a=80.1,b=90.1,c=70.1,构造幂函数y=x0.1,x∈(0,+∞),根据幂函数的单调性,知c<a<b.考向二求二次函数的解析式例2 已知二次函数f (x )满足f (2)=-1,f (-1)=-1,且f (x )的最大值是8,试确定此二次函数的解析式.解 解法一:(利用一般式) 设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0).由题意得⎩⎨⎧4a +2b +c =-1,a -b +c =-1,4ac -b24a =8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-4,b =4,c =7.∴所求二次函数的解析式为f (x )=-4x 2+4x +7. 解法二:(利用顶点式) 设f (x )=a (x -m )2+n (a ≠0). ∵f (2)=f (-1), ∴抛物线的对称轴为x =2+(-1)2=12. ∴m =12.又根据题意函数有最大值8,∴n =8. ∴y =f (x )=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+8.∵f (2)=-1,∴a ⎝ ⎛⎭⎪⎫2-122+8=-1,解得a =-4,∴f (x )=-4⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+8=-4x 2+4x +7.解法三:(利用两根式)由已知f (x )+1=0的两根为x 1=2,x 2=-1, 故可设f (x )+1=a (x -2)(x +1)(a ≠0), 即f (x )=ax 2-ax -2a -1.又函数有最大值f (x )max =8,即4a (-2a -1)-a 24a =8.解得a =-4或a =0(舍去).∴所求函数的解析式为f (x )=-4x 2+4x +7.确定二次函数解析式的方法根据已知条件确定二次函数解析式,一般用待定系数法,选择规律如下:[即时训练] 3.已知二次函数f(x)满足f(1+x)=f(1-x),且f(0)=0,f(1)=1,求f(x)的解析式.解解法一:(一般式)设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),则⎩⎪⎨⎪⎧c=0,a+b+c=1,-b2a=1⇒⎩⎪⎨⎪⎧a=-1,b=2,c=0,∴f(x)=-x2+2x.解法二:(两根式)∵f(x)图象的对称轴方程为x=1,∴f(2)=f(0)=0,f(x)=0的两根分别为0,2.∴可设其解析式为f(x)=ax(x-2).又f(1)=1,可得a=-1,∴f(x)=-x(x-2)=-x2+2x.解法三:(顶点式)由已知,可得顶点为(1,1),∴可设其解析式为f(x)=a(x-1)2+1.又由f(0)=0,可得a=-1,∴f(x)=-(x-1)2+1=-x2+2x.精准设计考向,多角度探究突破考向三二次函数的图象与性质角度1 二次函数的单调性例3 (1)函数f (x )=ax 2-2x +3在区间[1,3]上为增函数的充要条件是( ) A .a =0 B .a <0 C .0<a ≤13 D .a ≥1答案 D解析 当a =0时,f (x )为减函数,不符合题意;当a ≠0时,函数f (x )=ax 2-2x +3图象的对称轴方程为x =1a ,要使f (x )在区间[1,3]上为增函数,则⎩⎪⎨⎪⎧a <0,1a ≥3或⎩⎪⎨⎪⎧a >0,1a≤1,解得a ≥1.故选D .(2)已知函数f (x )=-2x 2+bx ,若对任意的实数t 都有f (4+t )=f (4-t ),则f (-2),f (4),f (5)的大小关系为( )A .f (5)>f (-2)>f (4)B .f (4)>f (5)>f (-2)C .f (4)>f (-2)>f (5)D .f (-2)>f (4)>f (5)答案 B解析 因为对任意的实数t 都有f (4+t )=f (4-t ),所以函数f (x )=-2x 2+bx 的图象关于直线x =4对称,所以f (-2)=f (10),又函数f (x )=-2x 2+bx 的图象开口向下,所以函数f (x )在[4,+∞)上是减函数,因为4<5<10,所以f (4)>f (5)>f (10),即f (4)>f (5)>f (-2).(1)对于二次函数的单调性,关键是开口方向与对称轴的位置,若开口方向或对称轴的位置不确定,则需要分类讨论求解.(2)利用二次函数的单调性比较大小,一定要将待比较的两数通过二次函数的对称性转化到同一单调区间上比较.[即时训练] 4.已知函数f (x )=x 2+2ax +3,x ∈[-4,6].(1)求实数a 的取值范围,使y =f (x )在区间[-4,6]上是单调函数; (2)当a =1时,求f (|x |)的单调区间.解 (1)由于函数f (x )的图象开口向上,对称轴是x =-a ,所以要使f (x )在[-4,6]上是单调函数,应有-a ≤-4或-a ≥6,即a ≤-6或a ≥4.(2)当a =1时,f (x )=x 2+2x +3,∴f (|x |)=x 2+2|x |+3,此时定义域为x ∈[-4,6], 且f (x )=⎩⎨⎧x 2+2x +3,x ∈(0,6],x 2-2x +3,x ∈[-4,0].∴f (|x |)的单调递增区间是(0,6], 单调递减区间是[-4,0]. 角度2 二次函数的最值问题例4 (1)(2019·南昌模拟)如果函数f (x )=x 2-ax -a 在区间[0,2]上的最大值为1,那么实数a =________.答案 1解析 因为函数f (x )=x 2-ax -a 的图象为开口向上的抛物线,所以函数的最大值在区间的端点取得.因为f (0)=-a ,f (2)=4-3a ,所以⎩⎨⎧ -a >4-3a ,-a =1或⎩⎨⎧-a ≤4-3a ,4-3a =1,解得a =1.(2)已知函数f (x )=x 2-2x -3,x ∈[t ,t +2]. ①求f (x )的最值;②当f (x )的最大值为5时,求t 的值.解 f (x )=x 2-2x -3=(x -1)2-4,其图象的对称轴为直线x =1.①ⅰ.若t >1,则当x =t 时,f (x )min =f (t )=t 2-2t -3;当x =t +2时,f (x )max =f (t +2)=t 2+2t -3.ⅱ.若t ≤1<t +1,即0<t ≤1,则当x =1时,f (x )min =f (1)=-4;当x =t +2时,f (x )max =f (t +2)=t 2+2t -3.ⅲ.若t +1≤1<t +2,即-1<t ≤0,则当x =1时,f (x )min =f (1)=-4;当x =t 时,f (x )max =f (t )=t 2-2t -3.ⅳ.若t +2≤1,即t ≤-1,则当x =t 时,f (x )max =f (t )=t 2-2t -3;当x =t +2时,f (x )min =f (t +2)=t 2+2t -3.②由①,可知当t ≤0时,f (x )max =t 2-2t -3;当t >0时,f (x )max =t 2+2t -3, 设f (x )的最大值为g (t ),则g (t )=⎩⎨⎧t 2-2t -3,t ≤0,t 2+2t -3,t >0,因为g (t )=5,所以⎩⎨⎧t ≤0,t 2-2t -3=5⇒⎩⎨⎧t ≤0,t =-2或t =4⇒t =-2;⎩⎨⎧ t >0,t 2+2t -3=5⇒⎩⎨⎧t >0,t =2或t =-4⇒t =2. 故当f (x )的最大值为5时,t =2或t =-2.二次函数最值问题的类型及求解策略(1)类型:①对称轴、区间都是给定的;②对称轴动、区间固定;③对称轴定、区间变动.(2)求解策略:抓住“三点一轴”数形结合,三点是指区间两个端点和中点,一轴指的是对称轴,结合配方法,根据函数的单调性及分类讨论的思想即可完成.[即时训练] 5.已知函数f (x )=ax 2+2ax +1在区间[-1,2]上有最大值4,求实数a 的值.解 f (x )=a (x +1)2+1-a .(1)当a =0时,函数f (x )在区间[-1,2]上的值为常数1,不符合题意,舍去. (2)当a >0时,函数f (x )在区间[-1,2]上是增函数,最大值为f (2)=8a +1=4,解得a =38.(3)当a <0时,函数f (x )在区间[-1,2]上是减函数,最大值为f (-1)=1-a =4,解得a =-3.综上可知,a 的值为38或-3.角度3 与二次函数有关的恒成立问题例5 (1)(2019·合肥模拟)设函数f (x )=mx 2-mx -1,若对于x ∈[1,3],f (x )<-m +4恒成立,则实数m 的取值范围为( )A .(-∞,0]B .⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,57C .(-∞,0)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫0,57D .⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,57答案 D解析 由题意,f (x )<-m +4对于x ∈[1,3]恒成立即m (x 2-x +1)<5对于x ∈[1,3]恒成立.∵当x ∈[1,3]时,x 2-x +1∈[1,7],∴不等式f (x )<-m +4等价于m <5x 2-x +1.∵当x =3时,5x 2-x +1取最小值57, ∴若要不等式m <5x 2-x +1对于x ∈[1,3]恒成立,则必须满足m <57,因此,实数m 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,57,故选D .(2)已知函数f (x )=x 2+2(a -2)x +4,若∀x ∈[-3,1],f (x )>0恒成立,则实数a 的取值范围为________.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,4解析 因为f (x )=x 2+2(a -2)x +4,其图象的对称轴为x =-(a -2),∀x ∈[-3,1],f (x )>0恒成立,所以讨论对称轴与区间[-3,1]的位置关系得⎩⎨⎧-(a -2)<-3,f (-3)>0或⎩⎨⎧-3≤-(a -2)≤1,Δ<0或⎩⎨⎧-(a -2)>1,f (1)>0,解得a ∈∅或1≤a <4或-12<a <1,所以a 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,4.由不等式恒成立求参数取值范围的思路及关键(1)一般有两个解题思路:一是分离参数;二是不分离参数.(2)两种思路都是将问题归结为求函数的最值,至于用哪种方法,关键是看参数是否已分离.这两个思路的依据是:a ≥f (x )恒成立⇔a ≥f (x )max ,a ≤f (x )恒成立⇔a ≤f (x )min .[即时训练] 6.已知两函数f (x )=8x 2+16x -k ,g (x )=2x 2+4x +4,其中k 为实数.(1)对任意x ∈[-3,3],都有f (x )≤g (x )成立,求k 的取值范围; (2)存在x ∈[-3,3],使f (x )≤g (x )成立,求k 的取值范围; (3)对任意x 1,x 2∈[-3,3],都有f (x 1)≤g (x 2),求k 的取值范围.解 (1)设h (x )=f (x )-g (x )=6x 2+12x -4-k ,问题转化为x ∈[-3,3]时,h (x )≤0恒成立,故h (x )max ≤0.由二次函数的性质可知h (x )max =h (3)=86-k ,有86-k ≤0,得k ≥86.(2)由题意,存在x ∈[-3,3],使f (x )≤g (x )成立,即h (x )=f (x )-g (x )=6x 2+12x -4-k ≤0在x ∈[-3,3]时有解,故h (x )min ≤0.由二次函数的性质可知h (x )min =h (-1)=-10-k ,有-10-k ≤0,得k ≥-10.(3)对任意x 1,x 2∈[-3,3],都有f (x 1)≤g (x 2)成立,所以f (x )max ≤g (x )min ,x ∈[-3,3].由二次函数的性质可得f (x )max =f (3)=120-k ,g (x )min =g (-1)=2.故有120-k ≤2,得k ≥118.课时作业1.(2019·福州模拟)若f (x )是幂函数,且满足f (4)f (2)=3,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=( )A .3B .-3C .13D .-13答案 C解析 设f (x )=x α,则4α2α=3,即2α=3,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=⎝ ⎛⎭⎪⎫12α=12α=13.2.当x ∈(1,+∞)时,下列函数中图象全在直线y =x 下方的增函数是( )A .y =x 12B .y =x 2C .y =x 3D .y =x -1答案 A解析 结合常用幂函数的图象可知y =x 12的图象满足条件.3.若不等式(a -2)x 2+2(a -2)x -4<0对一切x ∈R 恒成立,则a 的取值范围是( )A .(-∞,2]B .[-2,2]C .(-2,2]D .(-∞,-2)答案 C解析 当a -2=0即a =2时,不等式为-4<0,恒成立.当a -2≠0时,⎩⎨⎧a -2<0,Δ<0,解得-2<a <2,所以a 的取值范围是-2<a ≤2.故选C . 4.当α∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,12,1,3时,幂函数y =x α的图象不可能经过( )A .第二象限B .第三象限C .第四象限D .第二、四象限答案 D 解析 y =x-1的图象经过第一、三象限,y =x 12的图象经过第一象限,y =x的图象经过第一、三象限,y =x 3的图象经过第一、三象限.故选D .5.(2020·定州模拟)已知点⎝ ⎛⎭⎪⎫a ,12在幂函数f (x )=(a -1)x b 的图象上,则函数f (x )是( )A .奇函数B .偶函数C .定义域内的减函数D .定义域内的增函数答案 A解析 ∵函数f (x )=(a -1)x b 是幂函数,∴a -1=1,解得a =2,又点⎝ ⎛⎭⎪⎫a ,12在该函数的图象上,∴2b=12,∴b =-1,∴f (x )=x -1,∴函数f (x )是定义域为(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数,且在每一个区间内是减函数.故选A .6.已知二次函数f (x )=ax 2+bx +5(a ≠0)的图象过点P (-1,11),且其对称轴是直线x =1,则a +b 的值是( )A .-2B .0C .1D .2答案 A解析 因为二次函数f (x )=ax 2+bx +5(a ≠0)的图象的对称轴是直线x =1,所以-b2a =1 ①.又f (-1)=a -b +5=11,所以a -b =6 ②.联立①②,解得a =2,b =-4,所以a +b =-2,故选A .7.(2019·唐山模拟)已知二次函数f (x )满足f (2+x )=f (2-x ),且f (x )在[0,2]上是增函数,若f (a )≥f (0),则实数a 的取值范围是( )A .[0,+∞)B .(-∞,0]C .[0,4]D .(-∞,0]∪[4,+∞) 答案 C解析 由f (2+x )=f (2-x )可知,函数f (x )图象的对称轴为直线x =2+x +2-x2=2,又函数f (x )在[0,2]上单调递增,所以由f (a )≥f (0)可得0≤a ≤4.8.(2019·成都模拟)已知幂函数f (x )=x α,当x >1时,恒有f (x )<x ,则α的取值范围是( )A .(0,1)B .(-∞,1)C .(0,+∞)D .(-∞,0) 答案 B解析当x>1时,恒有f(x)<x,即当x>1时,函数f(x)=xα的图象在y=x的图象的下方,作出幂函数f(x)=xα在第一象限的图象,由图象可知α<1时满足题意.故选B.9.已知函数f(x)=-x2+4x在区间[m,n]上的值域是[-5,4],则m+n的取值范围是()A.[1,7] B.[1,6]C.[-1,1] D.[0,6]答案 A解析∵f(x)=-x2+4x=-(x-2)2+4,∴f(2)=4.又由f(x)=-5,得x=-1或5.由f(x)的图象知,-1≤m≤2,2≤n≤5.因此1≤m+n≤7.10.(2019·西安模拟)如图是二次函数y=ax2+bx+c图象的一部分,图象过点A(-3,0),对称轴为直线x=-1.给出下面四个结论:①b2>4ac;②2a-b=1;③a-b+c=0;④5a<b.其中正确的是()A.②④B.①④C.②③D.①③答案 B解析因为图象与x轴交于两点,所以b2-4ac>0,即b2>4ac,①正确.对称轴为直线x=-1,即-b=-1,2a-b=0,②错误.2a结合图象,当x=-1时,y>0,即a-b+c>0,③错误.由对称轴为直线x=-1知,b=2a.又函数图象开口向下,所以a<0,所以5a <2a ,即5a <b ,④正确.11.已知不等式xy ≤ax 2+2y 2对x ∈[1,2],y ∈[2,3]恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .[-1,+∞)B .(-∞,1]C .[-1,2]D .(0,2]答案 A解析 不等式xy ≤ax 2+2y 2对x ∈[1,2],y ∈[2,3]恒成立,即a ≥y x -2⎝ ⎛⎭⎪⎫y x 2对x∈[1,2],y ∈[2,3]恒成立,令t =yx ,则1≤t ≤3,∴a ≥t -2t 2在[1,3]上恒成立,设y =-2t 2+t =-2⎝ ⎛⎭⎪⎫t -142+18(t ∈[1,3]),∴y max =-1,∴a ≥-1.故选A .12.若函数f (x )=x 2+ax +b 在区间[0,1]上的最大值是M ,最小值是m ,则M -m ( )A .与a 有关,且与b 有关B .与a 有关,但与b 无关C .与a 无关,且与b 无关D .与a 无关,但与b 有关答案 B解析 解法一:设x 1,x 2分别是函数f (x )在[0,1]上的最小值点与最大值点,则m =x 21+ax 1+b ,M =x 22+ax 2+b .∴M -m =x 22-x 21+a (x 2-x 1),显然此值与a 有关,与b 无关.故选B .解法二:由题意可知,函数f (x )的二次项系数为固定值,则二次函数图象的形状一定.随着b 的变动,相当于图象上下移动,若b 增大k 个单位,则最大值与最小值分别变为M +k ,m +k ,而(M +k )-(m +k )=M -m ,故与b 无关.随着a 的变动,相当于图象左右移动,则M -m 的值在变化,故与a 有关.故选B .13.(2019·南昌模拟)若x >1时,x a -1<1,则a 的取值范围是________. 答案 (-∞,1)解析 因为x >1,x a -1<1,所以a -1<0,得a <1.14.已知幂函数f (x )=x -12,若f (a +1)<f (10-2a ),则a 的取值范围是________.答案 (3,5)解析 ∵f (x )=x -12=1x(x >0),易知x ∈(0,+∞)时为减函数,又f (a +1)<f (10-2a ),∴⎩⎪⎨⎪⎧a +1>0,10-2a >0,a +1>10-2a ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a >-1,a <5,a >3,∴3<a <5.15.(2019·武汉模拟)方程x 2+ax -2=0在区间[1,5]上有根,则实数a 的取值范围为________.答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-235,1解析 解法一:由于方程x 2+ax -2=0有解,设它的两个解分别为x 1,x 2,则x 1·x 2=-2<0,故方程x 2+ax -2=0在区间[1,5]上有唯一解. 设f (x )=x 2+ax -2,则f (1)·f (5)≤0, 即(a -1)(5a +23)≤0,解得-235≤a ≤1.解法二:方程x 2+ax -2=0在区间[1,5]上有根,即方程x +a -2x =0,也即方程a =2x -x 在区间[1,5]上有根,而函数y =2x -x 在区间[1,5]上是减函数,所以-235≤y ≤1,则-235≤a ≤1.16.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 12,0≤x ≤c ,x 2+x ,-2≤x <0,其中c >0.那么f (x )的零点是________;若f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,2,则c 的取值范围是________.答案 -1和0 (0,4] 解析 当0≤x ≤c 时,由x 12=0得x =0.当-2≤x <0时,由x 2+x =0,得x=-1,所以函数f (x )的零点为-1和0.当0≤x ≤c 时,f (x )=x 12,所以0≤f (x )≤c ;当-2≤x <0时,f (x )=x 2+x =⎝ ⎛⎭⎪⎫x +122-14,所以此时-14≤f (x )≤2.若f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,2,则有c ≤2,即0<c ≤4,即c 的取值范围是(0,4].。
高中数学 231,232幂函数的概念 幂函数的图象和性质课
q是偶数 p是奇数
q是奇数 p是偶数
• 当α>0时,幂函数的图象都经过原点和点(1,1),在第一象限 内,当0<α<1时,曲线上凸;当α>1时,曲线下凸.
• (3)幂函数的增减性 • 在区间(0,+∞)上,当α>0时,y=xα是递增函数;当α<0时,y
=xα是递减函数. • (4)幂函数的奇偶性
【例1•】 已知函数f(x)=(m2+2m)·xm2+m-1,m为何值时, f(x)是(1)正比例函数;(2)反比例函数;(3)二次函数;(4) 幂函数.
解 (1)若 f(x)为正比例函数,则mm22+ +m2m-≠1= 0 1,⇒m=1. (2)若 f(x)为反比例函数, 则mm22+ +m2m-≠1= 0 -1,⇒m=-1.
令 α=qp(其中 p,q 互素,p 和 q∈N).
q
①若 p 是奇数,则 y=xp的奇偶性取决于 q 是奇数或偶数.当 q 是奇
数时,则
q
y=xp是奇函数;当
q
是偶数时,则
y=xqp是偶函数.②若
p
q
是偶数,则 q 必是奇数,此时 y=xp既不是奇函数,也不是偶函数.
典例剖析
题型一 幂函数的概念
• A.h(x)<g(x)<f(x)
B.h(x)<f(x)<g(x)
• C.g(x)<h(x)<f(x)
D.f(x)<g(x)<h(x)
• 答案 D
• 当x∈(0,1)时,y=xp (p∈R)的图象在y=x的上方,则p
3.
的范围是________.
• 答案 (-∞,1)
• 已知函数y=(a2-3a+3)xa(a为常数)为幂函数,则a=
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(3)当 时, 在 上单调递减,在 上单调递增,所以函数 的最大值为 或 ,最小值为 .
(1)当 时, 在 上单调递增,所以函数 的最大值为 ,最小值为 ;
(2)当 时, 在 上单调递减,所以函数 的最大值为 ,最小值为 ;
(3)当 时, 在 上单调递增,在 上单调递减,所以函数 的最大值为 ,最小值为 或 .
单调增区间为: 和 ;
单调减区间为:
在R上单调递增
单调增区间为:
单调减区间为: 和
在R上单调递减
三次函数的图象和性质
定 义
我们把形如 的函数,称为三次函数.
导 数
判别式
我们把 叫做三次函数的导函数 的判别式.
极值点
当 时,导函数 有两个零点,原函数 有两个极值点,不妨记为 、 ,且 .
拐 点
令三次函数 的二阶导数 ,即 ,解得 ,我们把点 叫做三次函数的拐点.
图 象
定义域
R
值 域
R
对称中心
单调性
高中常见幂函数的图象和性质
定义
形如 的函数(其中 是常数, 是自变量)称为二次函数.
常见的五种幂函数图象
性质
(1)当幂指数 为奇数时,幂函数为奇函数;当幂指数 为偶数时,幂函数为偶函数.
(2)当 时,幂函数的图象都过 、 点,且在 上单调递增;
(3)当 时,幂函数的图象都过 点,不过 点,且在 上单调递减;
(4)在直线 的右侧,幂指数 越大,图象越高.
幂函数
定义域
单调增区间
单调减区间
无
和
无
无
无
二次函数的图象和性质
定 义
我们把形如 的函数,称为二次函数.
开 口
图 象
定义域
R
顶 点值 域对源自轴单调性单调增区间为: ;
单调增区间为: .
单调增区间为: ;
单调增区间为: .
闭区间 上
的最值
(1)当 时, 在 上单调递减,所以函数 的最大值为 ,最小值为 ;