高中数学,幂函数知识点及题型

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第七节幂函数

❖基础知识

1.幂函数的概念

一般地,形如y=xα(α∈R)的函数称为幂函数,其中底数x是自变量,α为常数.幂函数的特征

(1)自变量x处在幂底数的位置,幂指数α为常数;

(2)xα的系数为1;

(3)只有一项.

2.五种常见幂函数的图象与性质

函数特征性

质y=x y=x2y=x3y=x

1

2

y=x-1

图象

定义域R R R{x|x≥0}{x|x≠0} 值域R{y|y≥0}R{y|y≥0}{y|y≠0} 奇偶性奇偶奇非奇非偶奇

单调性增(-∞,0)减,

(0,+∞)增

增增

(-∞,0)和

(0,+∞)减

公共点(1,1) ❖常用结论

对于形如f(x)=x n

m(其中m∈N

*,n∈Z,m与n互质)的幂函数:

(1)当n为偶数时,f(x)为偶函数,图象关于y轴对称;

(2)当m,n都为奇数时,f(x)为奇函数,图象关于原点对称;

(3)当m为偶数时,x>0(或x≥0),f(x)是非奇非偶函数,图象只在第一象限(或第一象限及原点处).考点一幂函数的图象与性质

[典例]

(1)(2019·赣州阶段测试)幂函数y=f(x)的图象经过点(3,3

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,+∞)上是增函数

D .非奇非偶函数,且在(0,+∞)上是减函数 (2)已知幂函数f (x )=(n 2+2n -2)x

23-n n (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 .1

C .2

D .1或2

[解析]

(1)设f (x )=x α

,将点(3,3

3)代入f (x )=x α

,解得α=1

3

,所以f (x )=x 1

3,可知函数f (x )是奇函数,且在(0,

+∞)上是增函数,故选C. (2)∵幂函数f (x )=(n 2+2n -2)x

23-n n

在(0,+∞)上是减函数,

∴⎩

⎪⎨⎪⎧

n 2+2n -2=1,

n 2-3n <0,∴n =1, 又n =1时,f (x )=x -2

的图象关于y 轴对称,故n =1.

[答案] (1)C (2)B

[解题技法] 幂函数y =x α的主要性质及解题策略

(1)幂函数在(0,+∞)内都有定义,幂函数的图象都过定点(1,1).

(2)当α>0时,幂函数的图象经过点(1,1)和(0,0),且在(0,+∞)内单调递增;当α<0时,幂函数的图象经过点(1,1),且在(0,+∞)内单调递减.

(3)当α为奇数时,幂函数为奇函数;当α为偶数时,幂函数为偶函数.

(4)幂函数的性质因幂指数大于零、等于零或小于零而不同,解题中要善于根据幂指数的符号和其他性质确定幂函数的解析式、参数取值等.

[题组训练]

1.[口诀第3、4、5句]下列函数中,既是偶函数,又在区间(0,+∞)上单调递减的为( )

A .y =x -

4 B .y =x -

1 C .y =x 2

D .y =x 1

3

解析:选A 函数y =x -

4为偶函数,且在区间(0,+∞)上单调递减;函数y =x -1

为奇函数,且在区间

(0,+∞)上单调递减;函数y =x 2为偶函数,且在区间(0,+∞)上单调递增;函数y =x 13

为奇函数,且在区间(0,+∞)上单调递增.

2.[口诀第2、3、4句]已知当x ∈(0,1)时,函数y =x p 的图象在直线y =x 的上方,则p 的取值范围是________.

解析:当p >0时,根据题意知p <1,所以0

时,函数y =x p 的图象过点(1,1),在(0,+∞)上为减函数,符合题意.综上所述,p 的取值范围是(-∞,1).

答案:(-∞,1)

考点二 比较幂值大小

[典例] 若a =⎝⎛⎭⎫122

3,b =⎝⎛⎭⎫152

3,c =⎝⎛⎭

⎫121

3,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a

D .b

[解析] 因为y =x 2

3在第一象限内是增函数,所以a =⎝⎛⎭⎫122

3>b =⎝⎛⎭⎫152

3,因为y =⎝⎛⎭⎫12x 是减函数,所以a =⎝⎛⎭⎫122

3

3,所以b

[题组训练]

1.若a =⎝⎛⎭⎫352

5,b =⎝⎛⎭⎫253

5,c =⎝⎛⎭

⎫252

5,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a >b >c B .a >c >b C .c >a >b

D .b >c >a

解析:选B 因为y =x 2

5

在第一象限内为增函数,所以a =⎝⎛⎭⎫352

5>c =⎝⎛⎭⎫252

5,因为y =⎝⎛⎭⎫25x 是减函数,所以c =⎝⎛⎭⎫252

5

>b =⎝⎛⎭

⎫253

5,所以a >c >b . 2.若(a +1)12<(3-2a )12

,则实数a 的取值范围是________. 解析:易知函数y =x 1

2

的定义域为[0,+∞),在定义域内为增函数,

所以⎩⎪⎨⎪

a +1≥0,3-2a ≥0,

a +1<3-2a ,解得-1≤a <2

3

.

答案:⎣

⎡⎭⎫-1,23 [课时跟踪检测]

1.若幂函数y =f (x )的图象过点(4,2),则f (8)的值为( )