幂函数考点和题型归纳

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幂函数考点和题型归纳

幂函数考点和题型归纳

一、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

2y=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)二、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

答案:(-∞,1)

考点二 比较幂值大小

[典例] 若a =????1223

,b =????1523,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

?121

3,所以b

[题组训练]

1.若a =????3525

,b =????2535,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 =????2525

>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( ) A .4 B.2 C .22

D .1

解析:选C 设f (x )=x n ,由条件知f (4)=2,所以2=4n ,n =1

2,

所以f (x )=x 12

,f (8)=812

=2 2.

2.若幂函数f (x )=x k 在(0,+∞)上是减函数,则k 可能是( ) A .1 B .2 C.12

D .-1

解析:选D 由幂函数的性质得k <0,故选D. 3.已知幂函数f (x )=(m 2-3m +3)x m +1

为偶函数,则m =( )

A .1

B .2

C .1或2

D .3

解析:选A ∵函数f (x )为幂函数,∴m 2-3m +3=1,即m 2-3m +2=0,解得m =1或m =2.当m =1时,幂函数f (x )=x 2为偶函数,满足条件;当m =2时,幂函数f (x )=x 3为奇函数,不满足条件.故选A.

4.(2018·邢台期末)已知幂函数f (x )的图象过点????2,14,则函数g (x )=f (x )+x 2

4

的最小值为( )

A .1

B .2

C .4

D .6

解析:选A 设幂函数f (x )=x α.

∵f (x )的图象过点????2,14,∴2α=1

4,解得α=-2. ∴函数f (x )=x -2,其中x ≠0. ∴函数g (x )=f (x )+x 24=x -2+x 2

4

=1x 2+x 2

4

≥21x 2·x 2

4

=1, 当且仅当x =±2时,g (x )取得最小值1. 5.(2019·安徽名校联考)幂函数y =x |m -

1|与y =x 2

3-m m (m ∈Z)在(0,+∞)上都是增函数,

则满足条件的整数m 的值为( )

A .0

B .1和2

C .2

D .0和3

解析:选C

由题意可得????

?

|m -1|>0,

3m -m 2

>0,

m ∈Z ,

解得m =2.

6.已知a =34

5

,b =425

,c =1215

,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .b

D .c

解析:选C 因为a =811

5

,b =1615

,c =1215

,由幂函数y =x 15

在(0,+∞)上为增函数,知a >b >c ,故选C.

7.设x =0.20.3,y =0.30.2,z =0.30.3,则x ,y ,z 的大小关系为( ) A .x

D .z

解析:选A 由函数y =0.3x 在R 上单调递减,可得y >z .由函数y =x 0.3在(0,+∞)上单调递增,可得x

8.已知幂函数

f (x )=(m -1)2

x

242-+m m 在(0,+∞)上单调递增,函数g (x )=2x -k ,当x

∈[1,2)时,记f (x ),g (x )的值域分别为集合A ,B ,若A ∪B =A ,则实数k 的取值范围是( )

A .(0,1)

B .[0,1)

C .(0,1]

D .[0,1]

解析:选D∵f(x)是幂函数,∴(m-1)2=1,解得m=2或m=0.若m=2,则f(x)=x-2在(0,+∞)上单调递减,不满足条件.若m=0,则f(x)=x2在(0,+∞)上单调递增,满足条件,即f(x)=x2.当x∈[1,2)时,f(x)∈[1,4),即A=[1,4);当x∈[1,2)时,g(x)∈[2-k,4-k),即B=[2-k,4-k).∵A∪B=A,∴B?A,∴2-k≥1且4-k≤4,解得0≤k≤1.

9.若f(x)是幂函数,且满足f(9) f(3)=

2,则f????

1

9=________.

解析:设f(x)=xα,∵

f(9)

f(3)

=9α

=3α=2,∴f????19=????19α=????132α=1

32α

=1

22

=1

4.

答案:

1

4

10.已知函数f(x)=(m2-m-5)x m是幂函数,且在(0,+∞)上为增函数,则实数m的值是________.

解析:由f(x)=(m2-m-5)x m是幂函数?m2-m-5=1?m=-2或m=3.又f(x)在(0,+∞)上是增函数,所以m=3.

答案:3

11.当0<x<1时,f(x)=x2,g(x)=x

1

2,h(x)=x-2,则f(x),g(x),h(x)的大小关系是________________.

解析:分别作出y=f(x),y=g(x),y=h(x)的图象如图所示,可知h(x)>g(x)>f(x).

答案:h(x)>g(x)>f(x)

12.(2019·银川模拟)已知幂函数f(x)=x

1

2

-

,若f(a+1)

解析:由题意得,幂函数f(x)=x-

1

2

的定义域为(0,+∞),且函数f(x)在(0,+∞)上单

调递减,由f(a+1)

??

?

??a+1>10-2a,

a+1>0,

10-2a>0,

解得3

答案:(3,5)

13.已知幂函数f (x )=x ()21

-+m m (m ∈N *)的图象经过点(2,2).

(1)试确定m 的值;

(2)求满足条件f (2-a )>f (a -1)的实数a 的取值范围. 解:(1)∵幂函数f (x )的图象经过点(2,2), ∴2=2

()21

-+m m ,即212

=2

()21

-+m m .

∴m 2+m =2,解得m =1或m =-2. 又∵m ∈N *,∴m =1. (2)由(1)知f (x )=x 12

则函数的定义域为[0,+∞),并且在定义域上为增函数. 由f (2-a )>f (a -1),得????

?

2-a ≥0,a -1≥0,

2-a >a -1,解得1≤a <3

2

.

∴a 的取值范围为????1,32.

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