第三讲 二次函数与幂函数
问题层级图
目标层级图
课前检测(10mins)
1. 如图是①;②;③在第一象限的图像,则的大小关系为( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据幂函数的图象,可知,,.
故有,答案选D
2. 若幂函数在上为增函数,则实数( )
A. B. C. D. 或
【答案】A
【解析】由为幂函数可得:解得:或
又在上为增函数可得:
3. 已知二次函数满足条件及,
(I)求的解析式;
(II)求在区间上的最大值和最小值.
【答案】(I); (II),
【解析】(I)设
则
由
又,
(II)的对称轴
在区间单调递减,单调递增;
;.
4.已知函数对一切恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】法1 分类讨论 由题意可知函数在区间上的最小值.
函数的对称轴为
(1)当即时,可知在区间上单调递增.
此时,符合题意;
(2)当即时,可知在区间上单调递减.
此时,,可得
又,故;
(3)当即时,可知
在区间上单调递减,在上单调递增
此时,,可得 ,
又,可得;
综上所述:实数的取值范围
法2 参变分离
原不等式等价于: ,,
结合恒成立的条件可得:
由对勾函数的性质可知函数在定义域内单调递减,
则函数的最小值为: ,
据此可得:实数的取值范围为.
本题选择D选项.
5. 已知方程的两根中,一根在内,另一根在内,求实数的取值范围.
【答案】
【解析】设函数
由题意可得: 即
解得:
课中讲解
一.会求二次函数解析式LV.3
二次函数解析式的三种形式
(1)一般式:;
(2)顶点式:;其中,为抛物线顶点坐标,为对称轴方程.
(3)零点式:,其中,是抛物线与轴交点的横坐标.
例1 已知是二次函数,若且,试求的解析式.
【答案】
【解析】设
则
由即可得:
即
又,可得
例2 已知二次函数的图象过点,对任意满足,且最小值是,求的解析式.
【答案】
【解析】由题知二次函数图象的对称轴为,又最小值是,
则可设.
又图象过点,则有
解得.
例3 已知二次函数为定义在上的奇函数,满足,且当时,取得最大值,求函数的解析式.
【答案】
【解析】当时,由题意可设的解析式为
其对称轴为,,解得:
故当时,
又为定义在上的奇函数
故
当时,,
综上所述,函数的解析式为
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1. 已知二次函数的最小值为1,且,求的解析式.
【答案】
【解析】由题意知二次函数图象对称轴为,
可设其解析式为
又,故有 得.
故函数的解析式为
2. 已知二次函数,是常数且,满足条件:,,且对任意的 有,求函数的解析式.
【答案】
【解析】∵对任意的,有,
∴函数的对称轴是①
又,
∴②, ③
由①②③可得:
∴
二.会分析二次函数图象与性质LV.4
二次函数的图像是一条抛物线,对称轴方程为,顶点坐标为.
①当时,抛物线开口向上,函数在上递减,在上递增,当时, ;
②当时,抛物线开口向下,函数在上递增,在上递减,当时,;.
例1 如果二次函数在区间上是减函数,那么
(A) (B) (C) (D)
【答案】C
【解析】易知二次函数在区间上单调递减
故有 解得
例2 将函数图象上的点向左平移个单位长度得到点.若位于函数的图象上,则以下说法正确的是()
(A)当时, 的最小值为 (B)当时, 一定为
(C)当时, 的最大值为 (D),一定为
【答案】B
【解析】函数图像,向左平移个单位得到函数的图像
,一定为,所以选项正确.
例3 已知定义域为的奇函数,当时,.
①当时,的取值范围是;
②当函数的图象在直线的下方时,的取值范围是.
【答案】;
【解析】①由题意可知,当时
当时,单调递增,在时取得最小值为;
在时取得最大值为,的取值范围为.
②结合图象可知,的图象与直线交于点,.
当函数的图象在直线的下方时,的取值范围为
例4 设,函数,若在上单调递增,求的取值范围.
【答案】
【解析】①当时,在上,显然单调递增;
②当时,在上,
所以在上单调递增的充要条件是.
故实数的取值范围或.
例5 已知函数与的图象上存在关于轴对称的点,则实数的取值范围是
(A) (B)
(C) (D)
【答案】D
【解析】设函数的图象上的点关于轴的对称点在的图象上,则,即在有解,则,的取值范围即为函数上的值域,由二次函数图象可得单调递增,所以,故选D
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1. 已知函数 若,则的取值范围是_______.
【答案】
【解析】易知函数在定义域上为增函数
由可得:
故实数的取值范围为
2. 已知函数为奇函数,.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)若在区间上单调递增,求实数的取值范围.
【答案】(I);(II)
【解析】(Ⅰ)令,则
又因为为奇函数,
所以
所以,
故
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得
故在区间上单调递增,
若在区间上单调递增
则应有
所以
解得
所以实数的取值范围是.
3. 已知函数的图象与直线的公共点不少于两个,则实数的取值范围是
(A) (B) (C) (D)
【答案】B
【解析】本题考查分段函数图象与零点存在定理.
当时,与只有一个公共点;
当时,,图象如图,不符合题意;
当时,,图象如图,若与的公共点不少于两个,则,,.
三.会求解二次函数的最值与恒成立问题 LV.4
闭区间上二次函数最值的取得一定是在区间端点或顶点处.对二次函数,当时,在区间上的最大值是,最小值是,令:
(1)若,则;
(2)若,则;
(3)若,则;
(4)若,则.
例1 求函数,的值域_________.
【答案】
【解析】易知函数在区间上单调递减,在区间上单调递增.
函数在时取得最大值为,在时取得最小值为.
故函数在区间上的值域为.
例2 已知二次函数,若在上的最小值为,求的表达式.
【答案】
【解析】根据二次函数的解析式知为其对称轴,分析对称轴与区间的位置关系,如图所示.
(1)当时,;
(2)当,即时,;
(3)当,即时,.
因此.
例3 已知函数若时,≥0恒成立,则的取值范围为_______.
【答案】
【解析】设的最小值为
(1)当即时,,得故此时不存在;
(2)当即时,,得
又,故;
(3)即时,,得,
又 故
综上,得
例3 已知函数,求在区间的值域.
【答案】当时,的值域为;
当时,的值域为;
当时,的值域为;
当时,的值域为.
【解析】易知函数的图象开口向下、对称轴为.
(1)当时,在区间上单调递减,
故在时取得最大值为
在时取得最小值为,函数值域为;
(2)当时,在区间上单调递增,
故在时取得最小值为
在时取得最大值为,函数值域为;
(3)当时,在区间上单调递增,在上单调递增,
故在时取得最大值为
若,在时取得最小值为,
函数值域为;
若,在时取得最小值为,
函数值域为.
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1. 设,函数.
(Ⅰ)若在上单调递增,求的取值范围;
(Ⅱ)记为在上的最大值,求的最小值.
【答案】(I) (II)
【解析】(Ⅰ)①当时,在上,显然单调递增;
②当时,在上,
所以在上单调递增的充要条件是.
所以在上单调递增, 的取值范围或.
(Ⅱ)利用(Ⅰ)得,当或时,在上单调递增,则.
当时,,
解得.
故时,.
综上,,
于是的最小值.
2 函数.若存在,使得,则的取值范围是
(A) (B) (C) (D)
【答案】
【解析】,在上单调递增.
当取最小值时,
当时,
整理得
所以恒成立
当时,
整理得
综上
四.会分析一元二次方程根的分布 LV.4
二次函数的零点的分布问题,一般情况下需要从以下4个方面考虑:(1)开口方向;(2)判别式;(3)对称轴与区间端点的关系;(4)区间端点函数值的正负.
例1 若关于的方程的两个实根均为正数,求的取值范围.
【答案】
【解析】由题意可得
或
故实数的取值范围为
例2 已知关于的二次方程.
(I)若方程有两根,其中一根在区间内,另一根在区间内,求的取值范围;
(II)若方程两根均在区间内,求的取值范围.
【答案】(I);(II).
【解析】设函数
(I)由题意可得: 即
解得:
故实数的取值范围.
(II)由题意可得 即
解得:
故实数的取值范围.
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1. 已知关于的方程的两根异号,且负根的绝对值比正根大,则实数的取值范围是_______.
【答案】
【解析】设函数
由题意可得: 即 解得
故实数的取值范围是
2. 是否存在这样的实数,使得关于的方程有两个实数根,且两根都在与之间?如果有,试确定的取值范围;如果没有,试说明理由.
【答案】不存在
【解析】令那么由条件得到
即即此不等式无解
即不存在满足条件的k值.
五. 会幂函数的定义与图象LV.3
1.幂函数的定义
一般地,函数叫做幂函数,其中是自变量,是常数.
注:判断一个函数是否为幂函数,关键是看其系数是否为1,底数是否为变量.
2.幂函数的图像
幂函数的图像一定会出现在第一象限内,一定不会出现在第四象限内,至于是否出现在第二、三象限内,要看函数的奇偶性;幂函数的图像如果与坐标轴相交,则交点一定是原点.
当时,在同一坐标系内的函数图像如下图所示.
当时,幂函数在上是增函数,当时,函数图像是向下凸的;当时,图像是向上凸的,恒过点;
当时,幂函数在上是减函数.幂函数的图像恒过点.
例1 下列函数是幂函数的为( )
①;②;③;④;⑤.
A.①⑤ B.② C.① D.①②④
【答案】 C
【解析】 紧扣幂函数的概念,的形式是解题的关键.函数可写成的形式,是幂函数;的系数不是,等式右边是两个幂和的形式,底数不是自变量,与不是同一函数,所以它们都不是幂函数.
例2 已知幂函数的图象过点,幂函数的图象过点.
(1)求,的解析式;
(2)求当为何值时:①;②;③.
【答案】(1),
(2)①当或时,;
②当时,;
③当且时,.
【解析】(1)设,
∵图象过点,故,
设,∵图象过点,
(2)在同一坐标系下作出与的图象,如图所示.
由图象可知,的图象均过点.
∴①当或时,;
②当时,;
③当且时,.
例3 函数在第一象限内的图象如下图所示,已知取四个值,则相应于曲线的依次为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据幂函数图象可知.故可知
例4 已知函数的图象如图所示,则
(A)
(B)
(C)
(D)
【答案】C
【解析】本题考查基本初等函数的图象与性质
根据幂函数的性质,由图可知;
根据指数函数的性质,由图象可知,又时,所以;
根据对数函数的性质,由图象可知,又时,所以;
故选C
过关检测(10mins)
1. 下列命题中正确的是 ( )
A.当时函数的图象是一条直线
B.幂函数的图象都经过和点
C.若幂函数是奇函数,则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
【答案】D
【解析】当时函数的图象是两条射线,故A不正确;
幂函数图象恒过定点,不一定过点,如幂函数,故B不正确;
若幂函数是奇函数,则是定义域上不一定为增函数,如幂函数,
故C不正确;
幂函数的图象不可能出现在第四象限,故D正确.
2. 幂函数(、,且、互质)的图象在第一,二象限,且不经过原点,则有
A. 、为奇数且
B. 为偶数,为奇数,且
C. 为偶数,为奇数,且
D. 奇数,为偶数,且
【答案】D
【解析】由图象可知:幂函数的定义域为,值域为
又、,且与互质
故为偶数,为奇数.
结合图象,即.
故答案选D
3.右图为幂函数在第一象限的图像,则的大小关系是
【答案】A
【解析】根据幂函数图象可知:,故选A
六.会使用幂函数的性质与应用LV.4
(1)五种常见幂函数的性质,列表如下:
定义域 值域 奇偶性 单调性 过定点
R R 奇 ↗
R [0,+∞) 偶 ↗ ↙
R R 奇 ↗
非奇 非偶 ↗
奇 ↙ ↙
(2)所有幂函数在________上都有定义,并且图象都过点,且在第____象限无图象.
(3) 时,幂函数的图象通过点________________,并且在区间上是________,时,幂函数在上是减函数,图象________原点.
【答案】,四,(3) ,,增函数,不过
例1. 已知幂函数的图象经过点,且,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】易知幂函数的解析式为,在定义域上单调递减
由可得:
解得:,故选D.
例2 已知幂函数
(1)试确定该函数的定义域,并指明该函数在其定义域上的单调性;
(2)若该函数还经过点,试确定的值,并求满足条件的实数的取值范围.
【答案】(1)
而与中必有一个为偶数,
∴为偶数.
∴函数的定义域为,并且在定义域上为增函数.
(2)∵函数经过点,
∴,即.
∴
解得.
又∵,∴.
由得
解得
∴的取值范围为.
例3 已知幂函数为偶函数,且在区间上是减函数.
(1)求函数的解析式;
(2)求满足的的取值范围.
【答案】
【解析】(1)因为幂函数在区间上是减函数,所以得
,
当时,;
当时,;
当时,.
又因为为偶函数,所以.
(2)由得.
即又在上单调递增,故,整理得
,解得,如图所示.
故的取值范围为.
过关检测(10mins)
1. 已知,令,,,那么之间的大小关系为
(A) (B) (C) (D)
【答案】C
【解析】本题考查指数函数、对数函数和幂函数的图象与性质.
方法一:因为,所以由对数函数图象可得,由幂函数图象可得,由指数函数图象可得,则,故选C
方法二:特殊值法.取,则,则,故选C
2. 比较下列各题中值的大小.
(1),; (2),;
(3),; (4),和.
【答案】(1);(2);(3);(4)
【解析】比较两个幂的大小关键是搞清楚是底数相同,还是指数相同,若底数相同,利用指数函数的性质;若指数相同,利用幂函数的性质;若底数、指数皆不相同,考虑用中间值法,常用和“搭桥”进行分组.
(1)函数是增函数,∴.
(2)函数是增函数,∴.
(3)∵,
∴.
(4)=1;;
,∴.
3. 已知,则的取值范围是__________________________.
【答案】
【解析】根据幂函数的图象,
当时,,∴.
又根据幂函数的图象,
当时,,∴.
于是有.
对于幂函数,由知,当时,随着的增大,函数值也增大,∴.
4. 已知幂函数为偶函数.
(1)求的解析式;
(2)若函数在区间上为单调函数,求实数的取值范围.
【答案】(1) ;(2)
【解析】(I)由为幂函数可得: 即或
又为偶函数,可得:
故函数的解析式为
(2)由(1)可得所给函数解析式为
在上单调递减,在上单调递增.
由函数在区间上为单调函数可得:
或 解得:或
故所求实数的取值范围为
课后练习
补救练习(20mins)
1. 已知幂函数的图像过点,若,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】 D
【解析】由函数过点,可得,所以,所以
故
2.“”是“函数在区间上为增函数”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充分必要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】B
【解析】函数在区间上是增加的,则满足对称轴,所以“”是“函数在区间上为增函数”的充分不必要条件.
3.函数在上恒满足,则的取值范围是( )A. B.C. D.
【答案】D
【解析】当时,在上恒有;
当时,∵ 在R上恒有,
∴,∴-4
综上可知:
4. 若,求实数的取值范围.
【答案】
【解析】易知幂函数在定义域上单调递增
由可得:
解得:
故实数的取值范围为
5. 若点在幂函数的图象上,点在幂函数的图象上,定义,试求函数的最大值以及单调区间.
【答案】的最大值为;单调增区间为;单调减区间为.
【解析】求,解析式及作出,的图象如下图所示,
则有:
根据图象可知函数的最大值为,单调增区间为;
单调减区间为.
巩固练习(20mins)
1.已知,若存在使得,则实数的取值范围 .
【答案】
【解析】(1)当时,,不存在使得;
(2)当时,函数的图象开口向上,一定存在使得;
(3)当时,欲存在使得,则必有
可得:,又,故.
综上所述:实数的取值范围是.
2. 若函数在区间上的最大值是,最小值是,则( )
A. 与有关,与有关 B. 与有关,但与无关
C. 与无关,且与无关 D. 与无关,但与有关
【答案】B
【解析】函数的图象开口向上,对称轴为.
(1)当时,在上单调递增,,
此时;
(2)当时,在上单调递减,,,
此时;
(3)当时,在上单调递减,在上单调递增,此时
,此时或,
或.
综上所述,与有关,但与无关
3. 已知函数当时,值域为;当有两个不同的零点时,实数的取值范围为.
【答案】;
【解析】
(1)原式可化为
当时,值域为,当时,值域为
综上
(2)有两个零点,有一个零点
当时函数有两个零点
当时函数有两个零点
综上
4. 已知函数若的最小值是,则.
【答案】
【解析】当时,
当时,
若,即,则当时,
,此时如果有最小值,最
小值只可能是,而不是
若,即,则当时,
由的最小值是可得
解得(舍去)或
所以
综上所述,答案:
5. 已知函数.当时,函数的单调递增区间为;若函数有个不同的零点,则的取值范围为.
【答案】
【解析】函数,令,
当时,,即,,
即函数至多有一个负零点,此时,;
当时,,若函数有个不同的零点,则
在有两个不相等的正实数根,其中,
解得.
6. 已知函数是定义在上的奇函数,当时,,其中.
①_______;
②若的值域是,则的取值范围是________.
【答案】(1) (2)
【解析】(1)由题意可知;
(2)由是定义在上的奇函数且值域为可知
当时,可取遍的所有实数,则有
当即时,此时在定义域单调递增,有,与成立;
当即时,此时在定义域上单调递减,在单调递增
有,解得或,又故.
综上所述,实数的取值范围是.
7. 已知,,函数是奇函数.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)当时,的最小值是,求的解析式.
【答案】(I) (II)或.
【解析】(Ⅰ)依题意有:
因为奇函数,故有对于任意恒成立,即有
于是有对于定义域上的任意都成立
可得 解得
因此所求的值分别为
(Ⅱ)由(I)可得 其对称轴为
① 当,即时,在区间上单调递增,此时的最小值为
,解得成立;
②当,即时,
在区间上单调递减,在区间上单调递增,此时的最小值为
,解得
又,故舍去,符合;
③当即时,函数在给定区间上为减函数,故此时有
得不成立,舍去;
综上所述,的值为或,所求的解析式为或
8. 已知二次函数,且关于的方程在区间内有两个不同的实根.
(1)求的解析式;
(2)若时,总有成立,求的最大值.
【答案】(I);(II)9
【解析】(1)设
由在区间内有两个不同的实根可得:
解得:
又,故
的解析式为
(2)由可得
即解得
根据题意:时,总有成立
则 ,
故的最大值为.
拔高练习(20mins)
1. 已知在上递减的函数,且对任意的,总有,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意在上递减可得,由对任意的,总有,得
,即,,因此.答案选B
2. 已知函数若,则的值域是;若的值域是,则实数的取值范围是.
【答案】
【解析】本题考查函数综合运用.
①若,则
当时,,其中当时,,
当时,当时,,
综上,的值域为.
②因为的值域是,所以.
由得,
,的定义域为,
,
又,,
定义域为,.
综上,的取值范围是.
3. 设函数
① 若,则的最小值为_______;
② 若恰有个零点,则实数的取值范围是_______.
【答案】① ②
【解析】①当时,
可知,当时,;当时,.
故当时,函数取得最小值为.
②若在时无零点,在时有两个零点,可得:
解得;
若在与时有各有一个零点,则有
解得
综上所述:实数的取值范围为
4. 已知函数.
①当时,不等式的解集为_______;
②若函数有三个不同的零点,则实数的取值范围是_______.
【答案】;
【解析】①当时,
由可得,
故不等式的解集为.
②
结合图象可得,实数的取值范围为
5. 已知二次函数:
⑴若函数在区间上存在零点,求实数的取值范围;
⑵问:是否存在常数,当时,的值域为区间,且的长度为.
【答案】(1);(2)或
【解析】⑴ ∵二次函数的对称轴是
∴函数在区间上单调递减
∴要函数在区间上存在零点须满足
即 解得
⑵ 当时,即时,的值域为:,
即
∴
∴ ∴经检验不合题意,舍去。
当时,即时,的值域为:,
即 ,∴, ∴
经检验不合题意,舍去。
当时,的值域为:, 即
∴
∴ ∴或
经检验或满足题意,所以存在常数,当时,的值域为区间,且的长度为。
6.设与是定义在同一区间上的两个函数,若函数在上有两个不同的零点,则称和在上是“关联函数”,区间称为“关联区间”.若与在上是“关联函数”,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】由题意知, 在上有两个不同的零点.
在同一坐标系中作出函数与的图像,如图所示.
结合图像可知,当时, ,故当时,
函数与的图像有两个交点.所以的取值范围是.第三讲 二次函数与幂函数
问题层级图
目标层级图
课前检测(10mins)
1. 如图是①;②;③在第一象限的图像,则的大小关系为( ).
A. B. C. D.
2. 若幂函数在上为增函数,则实数( )
A. B. C. D. 或
3. 已知二次函数满足条件及,
(I)求的解析式;
(II)求在区间上的最大值和最小值.
4.已知函数对一切恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
5. 已知方程的两根中,一根在内,另一根在内,求实数的取值范围.
课中讲解
一.会求二次函数解析式LV.3
二次函数解析式的三种形式
(1)一般式:;
(2)顶点式:;其中,为抛物线顶点坐标,为对称轴方程.
(3)零点式:,其中,是抛物线与轴交点的横坐标.
例1 已知是二次函数,若且,试求的解析式.
例2 已知二次函数的图象过点,对任意满足,且最小值是,求的解析式.
例3 已知二次函数为定义在上的奇函数,满足,且当时,取得最大值,求函数的解析式.
过关检测(10 mins)
1. 已知二次函数的最小值为1,且,求的解析式.
2. 已知二次函数,是常数且,满足条件:,,且对任意的 有,求函数的解析式.
二.会分析二次函数图象与性质LV.4
二次函数的图像是一条抛物线,对称轴方程为,顶点坐标为.
①当时,抛物线开口向上,函数在上递减,在上递增,当时, ;
②当时,抛物线开口向下,函数在上递增,在上递减,当时,;.
例1 如果二次函数在区间上是减函数,那么
(A) (B) (C) (D)
例2 将函数图象上的点向左平移个单位长度得到点.若位于函数的图象上,则以下说法正确的是()
(A)当时, 的最小值为 (B)当时, 一定为
(C)当时, 的最大值为 (D),一定为
例3 已知定义域为的奇函数,当时,.
①当时,的取值范围是;
②当函数的图象在直线的下方时,的取值范围是.
例4 设,函数,若在上单调递增,求的取值范围.
例5 已知函数与的图象上存在关于轴对称的点,则实数的取值范围是
(A) (B)
(C) (D)
过关检测(10 mins)
1. 已知函数 若,则的取值范围是_______.
2. 已知函数为奇函数,.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)若在区间上单调递增,求实数的取值范围.
3. 已知函数的图象与直线的公共点不少于两个,则实数的取值范围是
(A) (B) (C) (D)
三.会求解二次函数的最值与恒成立问题 LV.4
闭区间上二次函数最值的取得一定是在区间端点或顶点处.对二次函数,当时,在区间上的最大值是,最小值是,令:
(1)若,则;
(2)若,则;
(3)若,则;
(4)若,则.
例1 求函数,的值域_________.
例2 已知二次函数,若在上的最小值为,求的表达式.
例3 已知函数若时,≥0恒成立,则的取值范围为_______.
例3 已知函数,求在区间的值域.
过关检测(10mins)
1. 设,函数.
(Ⅰ)若在上单调递增,求的取值范围;
(Ⅱ)记为在上的最大值,求的最小值.
2 函数.若存在,使得,则的取值范围是
(A) (B) (C) (D)
四.会分析一元二次方程根的分布 LV.4
二次函数的零点的分布问题,一般情况下需要从以下4个方面考虑:(1)开口方向;(2)判别式;(3)对称轴与区间端点的关系;(4)区间端点函数值的正负.
例1 若关于的方程的两个实根均为正数,求的取值范围.
例2 已知关于的二次方程.
(I)若方程有两根,其中一根在区间内,另一根在区间内,求的取值范围;
(II)若方程两根均在区间内,求的取值范围.
过关检测(10mins)
1. 已知关于的方程的两根异号,且负根的绝对值比正根大,则实数的取值范围是_______.
2. 是否存在这样的实数,使得关于的方程有两个实数根,且两根都在与之间?如果有,试确定的取值范围;如果没有,试说明理由.
五. 会幂函数的定义与图象LV.3
1.幂函数的定义
一般地,函数叫做幂函数,其中是自变量,是常数.
注:判断一个函数是否为幂函数,关键是看其系数是否为1,底数是否为变量.
2.幂函数的图像
幂函数的图像一定会出现在第一象限内,一定不会出现在第四象限内,至于是否出现在第二、三象限内,要看函数的奇偶性;幂函数的图像如果与坐标轴相交,则交点一定是原点.
当时,在同一坐标系内的函数图像如下图所示.
当时,幂函数在上是增函数,当时,函数图像是向下凸的;当时,图像是向上凸的,恒过点;
当时,幂函数在上是减函数.幂函数的图像恒过点.
例1 下列函数是幂函数的为( )
①;②;③;④;⑤.
A.①⑤ B.② C.① D.①②④
例2 已知幂函数的图象过点,幂函数的图象过点.
(1)求,的解析式;
(2)求当为何值时:①;②;③.
例3 函数在第一象限内的图象如下图所示,已知取四个值,则相应于曲线的依次为
A. B.
C. D.
例4 已知函数的图象如图所示,则
(A)
(B)
(C)
(D)
过关检测(10mins)
1. 下列命题中正确的是 ( )
A.当时函数的图象是一条直线
B.幂函数的图象都经过和点
C.若幂函数是奇函数,则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
2. 幂函数(、,且、互质)的图象在第一,二象限,且不经过原点,则有
A. 、为奇数且
B. 为偶数,为奇数,且
C. 为偶数,为奇数,且
D. 奇数,为偶数,且
3.右图为幂函数在第一象限的图像,则的大小关系是
六.会使用幂函数的性质与应用LV.4
(1)五种常见幂函数的性质,列表如下:
定义域 值域 奇偶性 单调性 过定点
R R 奇 ↗
R [0,+∞) 偶 ↗ ↙
R R 奇 ↗
非奇 非偶 ↗
奇 ↙ ↙
(2)所有幂函数在________上都有定义,并且图象都过点,且在第____象限无图象.
(3) 时,幂函数的图象通过点________________,并且在区间上是________,时,幂函数在上是减函数,图象________原点.
例1. 已知幂函数的图象经过点,且,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
例2 已知幂函数
(1)试确定该函数的定义域,并指明该函数在其定义域上的单调性;
(2)若该函数还经过点,试确定的值,并求满足条件的实数的取值范围.
例3 已知幂函数为偶函数,且在区间上是减函数.
(1)求函数的解析式;
(2)求满足的的取值范围.
过关检测(10mins)
1. 已知,令,,,那么之间的大小关系为
(A) (B) (C) (D)
2. 比较下列各题中值的大小.
(1),; (2),;
(3),; (4),和.
3. 已知,则的取值范围是__________________________.
4. 已知幂函数为偶函数.
(1)求的解析式;
(2)若函数在区间上为单调函数,求实数的取值范围.
课后练习
补救练习(20mins)
1. 已知幂函数的图像过点,若,则实数的值为( )
A. B. C. D.
2.“”是“函数在区间上为增函数”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充分必要条件 D.既不充分又不必要条件
3.函数在上恒满足,则的取值范围是( )A. B.C. D.
4. 若,求实数的取值范围.
5. 若点在幂函数的图象上,点在幂函数的图象上,定义,试求函数的最大值以及单调区间.
巩固练习(20mins)
1.已知,若存在使得,则实数的取值范围 .
2. 若函数在区间上的最大值是,最小值是,则( )
A. 与有关,与有关 B. 与有关,但与无关
C. 与无关,且与无关 D. 与无关,但与有关
3. 已知函数当时,值域为;当有两个不同的零点时,实数的取值范围为.
4. 已知函数若的最小值是,则.
5. 已知函数.当时,函数的单调递增区间为;若函数有个不同的零点,则的取值范围为.
6. 已知函数是定义在上的奇函数,当时,,其中.
①_______;
②若的值域是,则的取值范围是________.
7. 已知,,函数是奇函数.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)当时,的最小值是,求的解析式.
8. 已知二次函数,且关于的方程在区间内有两个不同的实根.
(1)求的解析式;
(2)若时,总有成立,求的最大值.
拔高练习(20mins)
1. 已知在上递减的函数,且对任意的,总有,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2. 已知函数若,则的值域是;若的值域是,则实数的取值范围是.
3. 设函数
① 若,则的最小值为_______;
② 若恰有个零点,则实数的取值范围是_______.
4. 已知函数.
①当时,不等式的解集为_______;
②若函数有三个不同的零点,则实数的取值范围是_______.
5. 已知二次函数:
⑴若函数在区间上存在零点,求实数的取值范围;
⑵问:是否存在常数,当时,的值域为区间,且的长度为.
6.设与是定义在同一区间上的两个函数,若函数在上有两个不同的零点,则称和在上是“关联函数”,区间称为“关联区间”.若与在上是“关联函数”,则的取值范围为 .