资源简介 第4节 幂函数与二次函数[课程标准要求]1.通过具体实例,结合y=x,y=,y=x2,y=,y=x3的图象,理解它们的变化规律,了解幂函数.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.1.幂函数(1)幂函数的定义.一般地,函数y=xα叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.(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;④当α为奇数时,y=xα为奇函数;当α为偶数时,y=xα为偶函数.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.函数 y=ax2+bx+c (a>0) y=ax2+bx+c (a<0)图象 (抛物线)定义域 R值域 [,+∞) (-∞,]对称轴 x=-顶点 坐标 (-,)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(-∞,-]上单调递减; 在[-,+∞)上单调递增 在(-∞,-]上单调递增; 在[-,+∞)上单调递减1.(人教A版必修第一册P91练习T1改编)已知幂函数f(x)的图象过点(2,),则f(4)的值是( )[A] 64 [B] 4[C] [D]2.(人教B版必修第一册P108练习B T5改编)函数f(x)=-2x2+4x,x∈[-1,2]的值域为( )[A] [-6,2] [B] [-6,1][C] [0,2] [D] [0,1]3.(人教A版必修第一册P58复习参考题2 T6改编)已知函数f(x)=ax2+x+5的图象在x轴上方,则a的取值范围是( )[A] (0,) [B] (-∞,-)[C] (,+∞) [D] (-,0)4.(苏教版必修第一册P140例2改编)已知a=0.40.3,b=0.30.3,c=0.60.6,则a,b,c的大小关系是 .(用“<”连接) 5.已知函数f(x)=,则f(3x-1)考点一 幂函数的图象与性质1.(2025·福建龙岩模拟)若幂函数f(x)的图象过点(4,2),则y=的定义域是( )[A] (-2,0) [B] (0,2][C] [0,2] [D] (-2,2)2.若四个幂函数y=xa,y=xb,y=xc,y=xd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>b [D] a>b>d>c3.(2025·四川成都模拟)幂函数f(x)=(m2-3m-3)xm在区间(0,+∞)上单调递减,则下列说法正确的是( )[A] m=4 [B] f(x)是减函数[C] f(x)是奇函数 [D] f(x)是偶函数4.已知幂函数f(x)=xα满足2f(2)=f(16),若a=f(log42),b=f(ln 2),c=f(),则a,b,c的大小关系是( )[A] a>c>b [B] a>b>c[C] b>a>c [D] b>c>a(1)求解与幂函数图象有关的问题,应根据幂函数在第一象限内图象的特征,结合其奇偶性、单调性等性质研究.(2)比较幂值的大小时,若同底数的幂函数用指数函数的性质比较;若同指数,可构造幂函数,利用幂函数的性质比较大小;若不同底数、指数时可利用中间变量或作差(作商)法比较.注意:研究幂函数y=xα(α∈R)的奇偶性、定义域、值域时,若α是分数,一般先将其化为根式,再求解.考点二 二次函数的解析式[例1] (1)(2025·海南海口模拟)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)= . (2)若二次函数f(x)满足f(2)=-1,f(-1)=-1,且f(x)的最大值是8,则f(x)的解析式为 . 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:[针对训练] (2025·广东深圳模拟)已知函数的图象关于y轴对称,且与直线y=x相切,则满足上述条件的二次函数可以为f(x)= . 考点三 二次函数的图象、性质及其应用角度1 二次函数的最值(值域)[例2] (2025·福建福州模拟)已知二次函数f(x)=ax2-x+2a-1.(1)若f(x)在区间[1,2]上单调递减,求a的取值范围;(2)若a>0,设函数f(x)在区间[1,2]上的最小值为g(a),求g(a)的表达式.解决“二次函数在给定区间上的最值”问题一般先用配方法化为f(x)=a(x-h)2+k(a≠0)的形式,根据图象的对称轴方程x=h和所给区间并结合图象求解.(1)对称轴和区间都固定时,根据单调性和图象直接求解.(2)若区间固定,对称轴变动,这时要讨论顶点横坐标是否在区间中;若对称轴固定,区间变动,这时要讨论区间与对称轴的位置关系,讨论的目的是为了明确对称轴和区间的位置关系,再根据函数单调性求最值或值域.角度2 二次函数的零点问题[例3] (1)已知f(x)=1-(x-a)(x-b),并且m,n是方程f(x)=0的两根,则实数a,b,m,n的大小关系可能是( )[A] m[C] a(2)(2025·浙江绍兴模拟)若关于x的一元二次方程x2+(3a-1)x+a+8=0有两个不相等的实根x1,x2,且x1<1,x2>1,则实数a的取值范围为 . 一元二次函数零点分布问题解决一元二次函数零点分布问题,关键是利用数形结合,找出零点所满足的条件,常从以下4个方面考虑:(1)图象的开口方向.(2)判别式.(3)对称轴方程与区间端点的关系.(4)区间端点函数值的正负.[针对训练]1.(角度1)(2025·江苏南通模拟)已知函数f(x)=-x2+4x,x∈[m,4]的值域是[0,4],则实数m的取值范围是( )[A] (-∞,2) [B] (0,2][C] [0,2] [D] [2,4]2.(角度2)(2025·四川泸州模拟)若函数f(x)=2ax2+3x-1在区间(-1,1)内恰有一个零点,则实数a的取值集合为( )[A] {a|-1[B] {a|a=-或-1[C] {a|-1≤a≤2}[D] {a|a=-或-1≤a≤2}(分值:100分)选题明细表知识点、方法 题号幂函数的图象与性质 3,5,8,9,13,15二次函数的图象与性质 1,2,4,6,10二次函数的综合应用 7,11,12,14,16单选每题5分,多选每题6分,填空每题5分.1.已知函数f(x)=(m-1)x2-2mx+3是偶函数,则函数f(x)在(-∞,0)上( )[A] 单调递增 [B] 不单调[C] 单调递减 [D] 不能确定2.(2025·贵州贵阳模拟)若二次函数f(x)=ax2+2(a-1)x+2在(-∞,4)上单调递减,则a的取值范围为( )[A] (,+∞) [B] [,+∞][C] (-∞,0)∪(0,] [D] (0,]3.有下列四个幂函数,某同学研究了其中的一个函数,并给出这个函数的三个性质:①是偶函数;②值域是{y|y∈R,且y≠0};③在(-∞,0)上单调递增.如果给出的三个性质中,有两个正确,一个错误,则该同学研究的函数是( )[A] y=x-1 [B] y=[C] y=x3 [D] y=4.若函数f(x)=x2-(m-2)x+4在区间(1,2)内存在最小值,则实数m的取值范围是( )[A] (3,4) [B] (4,6)[C] [5,9] [D] [-11,-7]5.(2025·上海模拟)如图所示是函数y= (m,n均为正整数,且m,n互质)的图象,则( )[A] m,n是奇数,且<1[B] m是偶数,n是奇数,且<1[C] m是偶数,n是奇数,且>1[D] m,n是奇数,且>16.(多选题)如图,函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于A,B两点,且对称轴为直线x=1,点B的坐标为(-1,0),则( )[A] f(1-x)=f(x) [B] f(2)>0[C] f()07.(5分)已知二次函数f(x)=ax2+bx(a,b为常数)满足f(x-1)=f(3-x),且方程f(x)=2x有两等根,f(x)在[0,t]上的最大值为g(t),则g(t)的最大值为 . 8.(13分)已知幂函数f(x)=(2m2+m-2)x2m+1在(0,+∞)上单调递增.(1)求f(x)的解析式;(2)若f()9.(2025·黑龙江牡丹江模拟)已知幂函数f(x)的图象过点(,),P(x1,y1),Q(x2,y2)(0[A] x1f(x1)>x2f(x2)[B] x1f(x2)[C] >[D] <10.若函数f(x)=2x2+(x-a)|x-a|在区间[-3,0]上是单调函数,则实数a的取值范围是( )[A] (-∞,-9]∪{0}∪[3,+∞)[B] (-∞,-3]∪{0}∪[9,+∞)[C] [-9,3][D] [-3,9]11.(多选题)(2025·浙江绍兴模拟)二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,且a≠0)的自变量x与函数值y的部分对应值如下表:x … -1 0 1 2 …y … m 2 2 n …且当x=时,对应的函数值y<0,则下列说法正确的有( )[A] abc>0[B] mn>[C] 关于x的方程ax2+bx+c=0一定有一正、一负两个实数根,且负实数根在-和0之间[D] P1(t+2,y1)和P2(t-2,y2)在该二次函数的图象上,则当实数t<时,y1>y212.(2025·八省联考)已知函数f(x)=x|x-a|-2a2,若当x>2时,f(x)>0,则a的取值范围是( )[A] (-∞,1] [B] [-2,1][C] [-1,2] [D] [-1,+∞)13.(5分)(2025·吉林白城模拟)请写出一个幂函数f(x)满足以下条件:①定义域为[0,+∞);②f(x)为增函数;③对任意的x1,x2∈[0,+∞),都有f()≥,则f(x)= . 14.(15分)(2025·云南曲靖模拟)设f(x)是定义在实数集R上的函数,且对任意实数x,y满足f(x-y)=f(x)+f(y)+xy-1恒成立.(1)求f(0),f(1);(2)求函数f(x)的解析式;(3)若方程f(f(2x))=k恰有两个实数根在(-2,2)内,求实数k的取值范围.15.(5分)(2025·浙江舟山模拟)已知幂函数f(x)=(k2+k-1)x(2-k)(1+k),满足f(2)0)在区间[0,1]上的最大值为5,则m的值为 . 16.(5分)(2025·四川成都模拟)若函数y=f(x)同时满足:①f(x)在区间[a,b]上是单调函数,②当x∈[a,b]时,函数f(x)的值域为[a,b],则称区间[a,b]为函数f(x)的“保值”区间,若函数f(x)=x2-x+m存在“保值”区间,则实数m的取值范围为 . 第4节 幂函数与二次函数(解析版)[课程标准要求]1.通过具体实例,结合y=x,y=,y=x2,y=,y=x3的图象,理解它们的变化规律,了解幂函数.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.1.幂函数(1)幂函数的定义.一般地,函数y=xα叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.(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;④当α为奇数时,y=xα为奇函数;当α为偶数时,y=xα为偶函数.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.函数 y=ax2+bx+c (a>0) y=ax2+bx+c (a<0)图象 (抛物线)定义域 R值域 [,+∞) (-∞,]对称轴 x=-顶点 坐标 (-,)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(-∞,-]上单调递减; 在[-,+∞)上单调递增 在(-∞,-]上单调递增; 在[-,+∞)上单调递减1.(人教A版必修第一册P91练习T1改编)已知幂函数f(x)的图象过点(2,),则f(4)的值是( )[A] 64 [B] 4[C] [D]【答案】 D【解析】 设函数f(x)=xα,则由f(x)的图象过点(2,),得f(2)=2α=,即α=-1,所以f(x)=,则f(4)=.故选D.2.(人教B版必修第一册P108练习B T5改编)函数f(x)=-2x2+4x,x∈[-1,2]的值域为( )[A] [-6,2] [B] [-6,1][C] [0,2] [D] [0,1]【答案】 A【解析】 函数f(x)=-2x2+4x图象的对称轴为直线x=1,则f(x)在[-1,1]上单调递增,在[1,2]上单调递减,所以f(x)max=f(1)=2,f(x)min=f(-1)=-2-4=-6,即f(x)的值域为[-6,2].故选A.3.(人教A版必修第一册P58复习参考题2 T6改编)已知函数f(x)=ax2+x+5的图象在x轴上方,则a的取值范围是( )[A] (0,) [B] (-∞,-)[C] (,+∞) [D] (-,0)【答案】 C【解析】 由题意知即解得a>.故选C.4.(苏教版必修第一册P140例2改编)已知a=0.40.3,b=0.30.3,c=0.60.6,则a,b,c的大小关系是 .(用“<”连接) 【答案】 b【解析】 0.60.6=(0.62)0.3=0.360.3,由幂函数的单调性知0.40.3>0.360.3>0.30.3,即b5.已知函数f(x)=,则f(3x-1)【答案】 [,1)∪(2,+∞)【解析】 由于函数f(x)=是定义在[0,+∞)上的增函数,所以所以x>2或≤x<1.考点一 幂函数的图象与性质1.(2025·福建龙岩模拟)若幂函数f(x)的图象过点(4,2),则y=的定义域是( )[A] (-2,0) [B] (0,2][C] [0,2] [D] (-2,2)【答案】 B【解析】 设f(x)=xα,依题意可得4α=2,解得α=,所以f(x)=,所以f(x)的定义域为[0,+∞),值域为[0,+∞),且f(0)=0,对于函数y=,则解得0即函数y=的定义域是(0,2].故选B.2.若四个幂函数y=xa,y=xb,y=xc,y=xd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>b [D] 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.3.(2025·四川成都模拟)幂函数f(x)=(m2-3m-3)xm在区间(0,+∞)上单调递减,则下列说法正确的是( )[A] m=4 [B] f(x)是减函数[C] f(x)是奇函数 [D] f(x)是偶函数【答案】 C【解析】 函数f(x)=(m2-3m-3)xm为幂函数,则m2-3m-3=1,解得m=4或m=-1.当m=4时,f(x)=x4在区间(0,+∞)上单调递增,不满足题意,排除A;当m=-1时,f(x)=x-1在区间(0,+∞)上单调递减,满足题意.函数f(x)=x-1在(-∞,0)和(0,+∞)上单调递减,但不是减函数,排除B;因为函数定义域关于原点对称,且f(-x)==-f(x),所以函数f(x)是奇函数,不是偶函数,故C正确,D错误.故选C.4.已知幂函数f(x)=xα满足2f(2)=f(16),若a=f(log42),b=f(ln 2),c=f(),则a,b,c的大小关系是( )[A] a>c>b [B] a>b>c[C] b>a>c [D] b>c>a【答案】 C【解析】 幂函数f(x)=xα中,2f(2)=f(16),所以2×2α=16α,即2α+1=24α,所以α+1=4α,解得α=,所以f(x)=,所以f(x)是定义域为R的增函数.又a=f(log42),b=f(ln 2),c=f(),且log42=,ln 2>ln =,=<,所以ln 2>log42>,即f(ln 2)>f(log42)>f(),所以b>a>c.故选C.(1)求解与幂函数图象有关的问题,应根据幂函数在第一象限内图象的特征,结合其奇偶性、单调性等性质研究.(2)比较幂值的大小时,若同底数的幂函数用指数函数的性质比较;若同指数,可构造幂函数,利用幂函数的性质比较大小;若不同底数、指数时可利用中间变量或作差(作商)法比较.注意:研究幂函数y=xα(α∈R)的奇偶性、定义域、值域时,若α是分数,一般先将其化为根式,再求解.考点二 二次函数的解析式[例1] (1)(2025·海南海口模拟)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)= . (2)若二次函数f(x)满足f(2)=-1,f(-1)=-1,且f(x)的最大值是8,则f(x)的解析式为 . [溯源探本] 本例题(1)源于人教B版必修第一册P139复习题A组T8.【答案】 (1)x2-4x+3 (2)f(x)=-4x2+4x+7【解析】 (1)因为f(2-x)=f(2+x)对x∈R恒成立,所以y=f(x)的图象关于直线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2-1=1,2+1=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)(a≠0).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.(2)法一(利用一般式) 设f(x)=ax2+bx+c(a≠0).由题意得解得所以所求二次函数的解析式为f(x)=-4x2+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直线x==.所以m=.又根据题意函数有最大值8,所以n=8,所以f(x)=a(x-)2+8.因为f(2)=-1,所以a(2-)2+8=-1,解得a=-4,所以f(x)=-4(x-)2+8=-4x2+4x+7.法三(利用零点式) 由已知f(x)+1=0的两根为x1=2,x2=-1,故可设f(x)+1=a(x-2)(x+1)(a≠0),即f(x)=ax2-ax-2a-1.又函数f(x)有最大值8,即=8,解得a=-4.所以所求二次函数的解析式为f(x)=-4x2+4x+7.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:[针对训练] (2025·广东深圳模拟)已知函数的图象关于y轴对称,且与直线y=x相切,则满足上述条件的二次函数可以为f(x)= . 【答案】 x2+(答案不唯一)【解析】 因为二次函数f(x)的图象关于y轴对称,所以可设f(x)=ax2+c(a≠0),由得ax2-x+c=0,所以Δ=1-4ac=0,即ac=.取a=1,c=,则f(x)=x2+.考点三 二次函数的图象、性质及其应用角度1 二次函数的最值(值域)[例2] (2025·福建福州模拟)已知二次函数f(x)=ax2-x+2a-1.(1)若f(x)在区间[1,2]上单调递减,求a的取值范围;(2)若a>0,设函数f(x)在区间[1,2]上的最小值为g(a),求g(a)的表达式.【解】 (1)由题意可知,a≠0.当a>0时,f(x)=ax2-x+2a-1的图象开口向上,对称轴方程为x=,所以f(x)在区间[1,2]上单调递减需满足≥2,且a>0,解得0当a<0时,f(x)=ax2-x+2a-1的图象开口向下,对称轴方程为x=<0,所以f(x)在区间[1,2]上单调递减需满足a<0.综上,a的取值范围是(-∞,0)∪(0,].(2)①当0<≤1,即a≥时,f(x)在区间[1,2]上单调递增,此时g(a)=f(1)=3a-2.②当1<<2,即f(x)在区间[1,]上单调递减,在区间[,2]上单调递增,此时g(a)=f()=2a--1.③当≥2,即0f(x)在区间[1,2]上单调递减,此时g(a)=f(2)=6a-3.综上所述,g(a)=解决“二次函数在给定区间上的最值”问题一般先用配方法化为f(x)=a(x-h)2+k(a≠0)的形式,根据图象的对称轴方程x=h和所给区间并结合图象求解.(1)对称轴和区间都固定时,根据单调性和图象直接求解.(2)若区间固定,对称轴变动,这时要讨论顶点横坐标是否在区间中;若对称轴固定,区间变动,这时要讨论区间与对称轴的位置关系,讨论的目的是为了明确对称轴和区间的位置关系,再根据函数单调性求最值或值域.角度2 二次函数的零点问题[例3] (1)已知f(x)=1-(x-a)(x-b),并且m,n是方程f(x)=0的两根,则实数a,b,m,n的大小关系可能是( )[A] m[C] a(2)(2025·浙江绍兴模拟)若关于x的一元二次方程x2+(3a-1)x+a+8=0有两个不相等的实根x1,x2,且x1<1,x2>1,则实数a的取值范围为 . 【答案】 (1)A (2)(-∞,-2)【解析】 (1)设g(x)=-(x-a)(x-b),又f(x)=1-(x-a)(x-b),分别画出这两个函数的图象,其中f(x)的图象可看成是由g(x)的图象向上平移1个单位长度得到的,如图,由图可知,可能有m故选A.(2)令函数f(x)=x2+(3a-1)x+a+8,依题意,f(x)=0的两个不等实根x1,x2满足x1<1,x2>1,而函数f(x)图象开口向上,因此f(1)<0,则12+(3a-1)×1+a+8<0,解得a<-2,所以实数a的取值范围为(-∞,-2).一元二次函数零点分布问题解决一元二次函数零点分布问题,关键是利用数形结合,找出零点所满足的条件,常从以下4个方面考虑:(1)图象的开口方向.(2)判别式.(3)对称轴方程与区间端点的关系.(4)区间端点函数值的正负.[针对训练]1.(角度1)(2025·江苏南通模拟)已知函数f(x)=-x2+4x,x∈[m,4]的值域是[0,4],则实数m的取值范围是( )[A] (-∞,2) [B] (0,2][C] [0,2] [D] [2,4]【答案】 C【解析】 画出函数f(x)=-x2+4x的图象,如图所示,易知f(0)=f(4)=0,f(2)=4.若x∈[m,4]的值域是[0,4],由图可知m∈[0,2].故选C.2.(角度2)(2025·四川泸州模拟)若函数f(x)=2ax2+3x-1在区间(-1,1)内恰有一个零点,则实数a的取值集合为( )[A] {a|-1[B] {a|a=-或-1[C] {a|-1≤a≤2}[D] {a|a=-或-1≤a≤2}【答案】 D【解析】 由函数f(x)=2ax2+3x-1,若a=0,可得f(x)=3x-1,令f(x)=0,即3x-1=0,解得x=,符合题意;若a≠0,令f(x)=0,即2ax2+3x-1=0,可得Δ=9+8a,当Δ=0,即9+8a=0时,解得a=-,此时f(x)=-x2+3x-1,解得x=,符合题意;当Δ>0,即a>-,且a≠0时,则满足f(-1)·f(1)=(2a-4)(2a+2)≤0,解得-1≤a≤2,且a≠0,若a=-1,可得f(x)=-2x2+3x-1,令f(x)=0,即2x2-3x+1=0,解得x=1或x=,其中x=∈(-1,1),符合题意;若a=2,可得f(x)=4x2+3x-1,令f(x)=0,即4x2+3x-1=0,解得x=-1或x=,其中x=∈(-1,1),符合题意.综上可得,实数a的取值集合为{a|a=-或-1≤a≤2}.故选D.(分值:100分)选题明细表知识点、方法 题号幂函数的图象与性质 3,5,8,9,13,15二次函数的图象与性质 1,2,4,6,10二次函数的综合应用 7,11,12,14,16单选每题5分,多选每题6分,填空每题5分.1.已知函数f(x)=(m-1)x2-2mx+3是偶函数,则函数f(x)在(-∞,0)上( )[A] 单调递增 [B] 不单调[C] 单调递减 [D] 不能确定【答案】 A【解析】 因为函数f(x)=(m-1)x2-2mx+3是偶函数,所以m≠1,所以函数图象关于y轴对称,即=0,解得m=0.所以f(x)=-x2+3图象为开口向下的抛物线,所以函数f(x)在(-∞,0)上单调递增.故选A.2.(2025·贵州贵阳模拟)若二次函数f(x)=ax2+2(a-1)x+2在(-∞,4)上单调递减,则a的取值范围为( )[A] (,+∞) [B] [,+∞][C] (-∞,0)∪(0,] [D] (0,]【答案】 D【解析】 因为二次函数f(x)=ax2+2(a-1)x+2在(-∞,4)上单调递减,所以解得0所以a的取值范围为(0,].故选D.3.有下列四个幂函数,某同学研究了其中的一个函数,并给出这个函数的三个性质:①是偶函数;②值域是{y|y∈R,且y≠0};③在(-∞,0)上单调递增.如果给出的三个性质中,有两个正确,一个错误,则该同学研究的函数是( )[A] y=x-1 [B] y=[C] y=x3 [D] y=【答案】 B【解析】 对于A,y=x-1是奇函数,值域是{y|y∈R,且y≠0},在(-∞,0)上单调递减,三个性质中有两个错误,不符合题意;对于B,y=x-2是偶函数,值域是{y|y∈R,且y>0},在(-∞,0)上单调递增,三个性质中有两个正确,符合题意;同理可判断C,D中的函数不符合题意.故选B.4.若函数f(x)=x2-(m-2)x+4在区间(1,2)内存在最小值,则实数m的取值范围是( )[A] (3,4) [B] (4,6)[C] [5,9] [D] [-11,-7]【答案】 B【解析】 函数f(x)=x2-(m-2)x+4图象的对称轴为直线x=,开口向上,因为函数f(x)=x2-(m-2)x+4在区间(1,2)内存在最小值,所以1<<2,解得45.(2025·上海模拟)如图所示是函数y= (m,n均为正整数,且m,n互质)的图象,则( )[A] m,n是奇数,且<1[B] m是偶数,n是奇数,且<1[C] m是偶数,n是奇数,且>1[D] m,n是奇数,且>1【答案】 B【解析】 由幂函数的性质可知,y=与y=x的图象恒过点(1,1)和点(0,0),即在第一象限的交点为(1,1),当0x,则<1,又y=的图象关于y轴对称,所以y=为偶函数,所以(-x===,又m,n互质,所以m为偶数,n为奇数.故选B.6.(多选题)如图,函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于A,B两点,且对称轴为直线x=1,点B的坐标为(-1,0),则( )[A] f(1-x)=f(x) [B] f(2)>0[C] f()0【答案】 BD【解析】 因为函数f(x)的对称轴为直线x=1,所以f(2-x)=f(x),故A错误;因为函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于A,B两点,点B的坐标为(-1,0),所以f(2)=f(0)>0,故B正确;因为函数图象开口向下,在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,且图象关于直线x=1对称,所以f()=f()>f(0),故C错误;由于ax2+bx+c=0(a≠0)有两个不相等的实数根,故b2-4ac>0,故D正确.故选BD.7.(5分)已知二次函数f(x)=ax2+bx(a,b为常数)满足f(x-1)=f(3-x),且方程f(x)=2x有两等根,f(x)在[0,t]上的最大值为g(t),则g(t)的最大值为 . 【答案】 1【解析】 已知方程f(x)=2x有两等根,即ax2+(b-2)x=0有两等根,所以Δ=(b-2)2=0,解得b=2.因为f(x-1)=f(3-x),得=1,所以直线x=1是函数图象的对称轴.而此函数图象的对称轴是直线x=-,所以-=1 a=-1,故f(x)=-x2+2x,若f(x)在[0,t]上的最大值为g(t),当0所以f(x)max=-t2+2t≤-12+2=1,当t>1时,f(x)在[0,1]上单调递增,在[1,t]上单调递减,所以f(x)max=f(1)=1,综上,g(t)的最大值为1.8.(13分)已知幂函数f(x)=(2m2+m-2)x2m+1在(0,+∞)上单调递增.(1)求f(x)的解析式;(2)若f()【解】 (1)因为函数f(x)=(2m2+m-2)x2m+1为幂函数,则2m2+m-2=1,即2m2+m-3=0,即(2m+3)(m-1)=0,解得m=1或m=-,又因为函数f(x)=(2m2+m-2)x2m+1在(0,+∞)上单调递增,则2m+1>0,解得m>-,所以m=1,故f(x)=x3.(2)由(1)可知,f(x)=x3,该函数的定义域为R,对任意的x∈R,f(-x)=(-x)3=-x3=-f(x),则函数f(x)为R上的奇函数,因为函数f(x)=x3在[0,+∞)上单调递增,则该函数在(-∞,0]上也单调递增,所以函数f(x)在R上为增函数,由f()因此,实数a的取值范围是(,2].9.(2025·黑龙江牡丹江模拟)已知幂函数f(x)的图象过点(,),P(x1,y1),Q(x2,y2)(0[A] x1f(x1)>x2f(x2)[B] x1f(x2)[C] >[D] <【答案】 D【解析】 设幂函数f(x)=xα,因为f(x)的图象经过点(,),则()α=,解得α=,所以f(x)=.因为函数f(x)=在(0,+∞)上单调递增,则当0所以x1f(x1)又因为函数=在(0,+∞)上单调递增,则当0故选项D正确,选项B错误.故选D.10.若函数f(x)=2x2+(x-a)|x-a|在区间[-3,0]上是单调函数,则实数a的取值范围是( )[A] (-∞,-9]∪{0}∪[3,+∞)[B] (-∞,-3]∪{0}∪[9,+∞)[C] [-9,3][D] [-3,9]【答案】 A【解析】 f(x)=若a=0,当x<0时,f(x)=x2在[-3,0]上单调递减,符合题意;若a>0,则f(x)在(-∞,-a)上单调递减,在(-a,+∞)上单调递增,若f(x)在[-3,0]上是单调函数,则-a≤-3,则a≥3;若a<0,则f(x)在(-∞,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增,若f(x)在[-3,0]上是单调函数,则≤-3,所以a≤-9.综上所述,实数a的取值范围是(-∞,-9]∪{0}∪[3,+∞).故选A.11.(多选题)(2025·浙江绍兴模拟)二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,且a≠0)的自变量x与函数值y的部分对应值如下表:x … -1 0 1 2 …y … m 2 2 n …且当x=时,对应的函数值y<0,则下列说法正确的有( )[A] abc>0[B] mn>[C] 关于x的方程ax2+bx+c=0一定有一正、一负两个实数根,且负实数根在-和0之间[D] P1(t+2,y1)和P2(t-2,y2)在该二次函数的图象上,则当实数t<时,y1>y2【答案】 BCD【解析】 将(0,2),(1,2)代入y=ax2+bx+c得解得所以二次函数y=ax2-ax+2,当x=时,对应的函数值y<0,所以a-a+2<0,解得a<-,所以b=-a>,所以a<0,b>0,c>0,所以abc<0,故A错误;当x=-1时,m=a+a+2=2a+2,当x=2时,n=4a-2a+2=2a+2,所以mn=(2a+2)2=4(a+1)2,因为a<-,所以mn>,故B正确;因为二次函数y=ax2-ax+2过(0,2),(1,2),所以其对称轴为直线x=,又当x=时,对应的函数值y<0,根据二次函数的对称性知,当x=-时,对应的函数值y<0,而当x=0时,y=2>0,所以二次函数与x轴负半轴的交点横坐标在-和0之间,所以关于x的方程ax2+bx+c=0一定有一正、一负两个实数根,且负实数根在-和0之间,故C正确;因为P1(t+2,y1)和P2(t-2,y2)在该二次函数的图象上,所以y1=a(t+2)2-a(t+2)+2,y2=a(t-2)2-a(t-2)+2,若y1>y2,则a(t+2)2-a(t+2)+2>a(t-2)2-a(t-2)+2,因为a<0,所以(t+2)2-(t+2)<(t-2)2-(t-2),解得t<,故D正确.故选BCD.12.(2025·八省联考)已知函数f(x)=x|x-a|-2a2,若当x>2时,f(x)>0,则a的取值范围是( )[A] (-∞,1] [B] [-2,1][C] [-1,2] [D] [-1,+∞)【答案】 B【解析】 f(x)=当x0,所以①当a>0时,2a≤2,即00恒成立;③当a<0时,-a≤2,即-2≤a<0.综上,-2≤a≤1.故选B.13.(5分)(2025·吉林白城模拟)请写出一个幂函数f(x)满足以下条件:①定义域为[0,+∞);②f(x)为增函数;③对任意的x1,x2∈[0,+∞),都有f()≥,则f(x)= . 【答案】 (答案不唯一)【解析】 由题意可知f(x)=的定义域为[0,+∞),且f(x)在[0,+∞)上为增函数;下面证明该函数满足③:取任意的x1,x2∈[0,+∞),f()=>0,=>0,则==≥0,即f()≥,即f(x)=满足③.14.(15分)(2025·云南曲靖模拟)设f(x)是定义在实数集R上的函数,且对任意实数x,y满足f(x-y)=f(x)+f(y)+xy-1恒成立.(1)求f(0),f(1);(2)求函数f(x)的解析式;(3)若方程f(f(2x))=k恰有两个实数根在(-2,2)内,求实数k的取值范围.【解】 (1)令x=y=0,得f(0)=f(0)+f(0)-1,f(0)=1;令x=y=1,得f(0)=f(1)+f(1)+1-1,f(0)=1,即f(1)=.(2)令y=x,得f(0)=f(x)+f(x)+x2-1,即1=2f(x)+x2-1,则f(x)=-x2+1.(3)因为f(x)=-x2+1,所以f(2x)=-2x2+1,f(f(2x))=-+1=-2x4+2x2+,令t=x2,则t∈[0,4),则方程-2t2+2t+=k在[0,4)内只有一个解,并且t=0时,k=,代入方程有三个解,不符合题意.设t1,t2是方程-2t2+2t+-k=0的两根,令g(t)=-2t2+2t+-k,t∈[0,4),则①当t1=t2,且在(0,4)内时,有Δ=0,此时k=1,t1=t2=,满足要求.②当t1<0有g(0)·g(4)<0,即(k-)(k+)<0,所以-综上,-故k的取值范围是{1}∪(-,).15.(5分)(2025·浙江舟山模拟)已知幂函数f(x)=(k2+k-1)x(2-k)(1+k),满足f(2)0)在区间[0,1]上的最大值为5,则m的值为 . 【答案】【解析】 因为f(x)是幂函数,故k2+k-1=1,所以k=-2或k=1.当k=1时,f(x)=x2,满足f(2)当k=-2时,f(x)=x-4,不满足f(2)所以f(x)=x2,所以g(x)=1-f(x)+2mx=-x2+2mx+1,因为g(x)的图象开口向下,对称轴方程为x=m(m>0),①当0所以g(x)max=g(m)=m2+1=5,所以m=±2,均不符合题意,舍去;②当m≥1时,g(x)在区间[0,1]上单调递增,所以g(x)max=g(1)=2m=5,所以m=,符合题意.综上所述,m=.16.(5分)(2025·四川成都模拟)若函数y=f(x)同时满足:①f(x)在区间[a,b]上是单调函数,②当x∈[a,b]时,函数f(x)的值域为[a,b],则称区间[a,b]为函数f(x)的“保值”区间,若函数f(x)=x2-x+m存在“保值”区间,则实数m的取值范围为 . 【答案】 [,)∪[-,-)【解析】 函数f(x)=x2-x+m在(-∞,]上单调递减,在[,+∞)上单调递增,若[a,b] [,+∞),则b>a≥,由f(a)=a,f(b)=b,可知f(x)=x在[,+∞)上有两个不等实根.设g(x)=f(x)-x=x2-x+m,所以则所以≤m<.若[a,b] (-∞,],则a由f(a)=a2-a+m=b,f(b)=b2-b+m=a,两式相减可得a2-b2-a+b=b-a,知a+b+=0,从而a2-a+m=-a-,即a2+a+m+=0,同理可得b2+b+m+=0,设h(x)=x2+x+m+,即h(x)=0在(-∞,]上有两个不等实根,所以则所以-≤m<-.综上,m的取值范围是[,)∪[-,-).(第19页)(共85张PPT)第4节 幂函数与二次函数[课程标准要求]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,函数 叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.(2)常见的五种幂函数的图象.y=xα知识梳理(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 和 ,且在(0,+∞)上单调递增;③当α<0时,幂函数的图象都过点 ,且在(0,+∞)上单调递减;④当α为奇数时,y=xα为 ;当α为偶数时,y=xα为 .(1,1)(0,0)(1,1)奇函数偶函数2.二次函数(1)二次函数解析式的三种形式.一般式:f(x)= ;顶点式:f(x)=a(x-m)2+n(a≠0),顶点坐标为 ;零点式:f(x)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0),x1,x2为f(x)的 .知识梳理ax2+bx+c(a≠0)(m,n)零点(2)二次函数的图象和性质.知识梳理函数 y=ax2+bx+c (a>0) y=ax2+bx+c(a<0)图象 (抛物线)定义域 R知识梳理知识梳理减增增减对点自测D对点自测2.(人教B版必修第一册P108练习B T5改编)函数f(x)=-2x2+4x,x∈[-1,2]的值域为( )[A] [-6,2] [B] [-6,1][C] [0,2] [D] [0,1]对点自测A【解析】 函数f(x)=-2x2+4x图象的对称轴为直线x=1,则f(x)在[-1,1]上单调递增,在[1,2]上单调递减,所以f(x)max=f(1)=2,f(x)min=f(-1)=-2-4=-6,即f(x)的值域为[-6,2].故选A.对点自测3.(人教A版必修第一册P58复习参考题2 T6改编)已知函数f(x)=ax2+x+5的图象在x轴上方,则a的取值范围是( )对点自测C4.(苏教版必修第一册P140例2改编)已知a=0.40.3,b=0.30.3,c=0.60.6,则a,b,c的大小关系是 .(用“<”连接) 对点自测b【解析】 0.60.6=(0.62)0.3=0.360.3,由幂函数的单调性知0.40.3>0.360.3>0.30.3,即b对点自测[A] (-2,0) [B] (0,2][C] [0,2] [D] (-2,2)考点一 幂函数的图象与性质B2.若四个幂函数y=xa,y=xb,y=xc,y=xd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>b [D] a>b>d>cB【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.3.(2025·四川成都模拟)幂函数f(x)=(m2-3m-3)xm在区间(0,+∞)上单调递减,则下列说法正确的是( )[A] m=4 [B] f(x)是减函数[C] f(x)是奇函数 [D] f(x)是偶函数C[A] a>c>b [B] a>b>c[C] b>a>c [D] b>c>aC(1)求解与幂函数图象有关的问题,应根据幂函数在第一象限内图象的特征,结合其奇偶性、单调性等性质研究.(2)比较幂值的大小时,若同底数的幂函数用指数函数的性质比较;若同指数,可构造幂函数,利用幂函数的性质比较大小;若不同底数、指数时可利用中间变量或作差(作商)法比较.注意:研究幂函数y=xα(α∈R)的奇偶性、定义域、值域时,若α是分数,一般先将其化为根式,再求解.题后悟通[例1] (1)(2025·海南海口模拟)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)= . 考点二 二次函数的解析式x2-4x+3【解析】 (1)因为f(2-x)=f(2+x)对x∈R恒成立,所以y=f(x)的图象关于直线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2-1=1,2+1=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)(a≠0).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.(2)若二次函数f(x)满足f(2)=-1,f(-1)=-1,且f(x)的最大值是8,则f(x)的解析式为 . f(x)=-4x2+4x+7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:解题策略[针对训练] (2025·广东深圳模拟)已知函数的图象关于y轴对称,且与直线y=x相切,则满足上述条件的二次函数可以为f(x)= . 考点三 二次函数的图象、性质及其应用角度1 二次函数的最值(值域)[例2] (2025·福建福州模拟)已知二次函数f(x)=ax2-x+2a-1.(1)若f(x)在区间[1,2]上单调递减,求a的取值范围;[例2] (2025·福建福州模拟)已知二次函数f(x)=ax2-x+2a-1.(2)若a>0,设函数f(x)在区间[1,2]上的最小值为g(a),求g(a)的表达式.解题策略解决“二次函数在给定区间上的最值”问题一般先用配方法化为f(x)=a(x-h)2+k(a≠0)的形式,根据图象的对称轴方程x=h和所给区间并结合图象求解.(1)对称轴和区间都固定时,根据单调性和图象直接求解.(2)若区间固定,对称轴变动,这时要讨论顶点横坐标是否在区间中;若对称轴固定,区间变动,这时要讨论区间与对称轴的位置关系,讨论的目的是为了明确对称轴和区间的位置关系,再根据函数单调性求最值或值域.[例3] (1)已知f(x)=1-(x-a)(x-b),并且m,n是方程f(x)=0的两根,则实数a,b,m,n的大小关系可能是( )[A] m[C] a角度2 二次函数的零点问题A【解析】 (1)设g(x)=-(x-a)(x-b),又f(x)=1-(x-a)(x-b),分别画出这两个函数的图象,其中f(x)的图象可看成是由g(x)的图象向上平移1个单位长度得到的,如图,由图可知,可能有m故选A.(2)(2025·浙江绍兴模拟)若关于x的一元二次方程x2+(3a-1)x+a+8=0有两个不相等的实根x1,x2,且x1<1,x2>1,则实数a的取值范围为 . (-∞,-2)【解析】 (2)令函数f(x)=x2+(3a-1)x+a+8,依题意,f(x)=0的两个不等实根x1,x2满足x1<1,x2>1,而函数f(x)图象开口向上,因此f(1)<0,则12+(3a-1)×1+a+8<0,解得a<-2,所以实数a的取值范围为(-∞,-2).解题策略一元二次函数零点分布问题解决一元二次函数零点分布问题,关键是利用数形结合,找出零点所满足的条件,常从以下4个方面考虑:(1)图象的开口方向.(2)判别式.(3)对称轴方程与区间端点的关系.(4)区间端点函数值的正负.1.(角度1)(2025·江苏南通模拟)已知函数f(x)=-x2+4x,x∈[m,4]的值域是[0,4],则实数m的取值范围是( )[A] (-∞,2) [B] (0,2][C] [0,2] [D] [2,4][针对训练]C【解析】 画出函数f(x)=-x2+4x的图象,如图所示,易知f(0)=f(4)=0,f(2)=4.若x∈[m,4]的值域是[0,4],由图可知m∈[0,2].故选C.2.(角度2)(2025·四川泸州模拟)若函数f(x)=2ax2+3x-1在区间(-1,1)内恰有一个零点,则实数a的取值集合为( )D课时作业(分值:100分)选题明细表单选每题5分,多选每题6分,填空每题5分.知识点、方法 题号幂函数的图象与性质 3,5,8,9,13,15二次函数的图象与性质 1,2,4,6,10二次函数的综合应用 7,11,12,14,161.已知函数f(x)=(m-1)x2-2mx+3是偶函数,则函数f(x)在(-∞,0)上( )[A] 单调递增 [B] 不单调[C] 单调递减 [D] 不能确定基础巩固练A2.(2025·贵州贵阳模拟)若二次函数f(x)=ax2+2(a-1)x+2在(-∞,4)上单调递减,则a的取值范围为( )D3.有下列四个幂函数,某同学研究了其中的一个函数,并给出这个函数的三个性质:①是偶函数;②值域是{y|y∈R,且y≠0};③在(-∞,0)上单调递增.如果给出的三个性质中,有两个正确,一个错误,则该同学研究的函数是( )B【解析】 对于A,y=x-1是奇函数,值域是{y|y∈R,且y≠0},在(-∞,0)上单调递减,三个性质中有两个错误,不符合题意;对于B,y=x-2是偶函数,值域是{y|y∈R,且y>0},在(-∞,0)上单调递增,三个性质中有两个正确,符合题意;同理可判断C,D中的函数不符合题意.故选B.4.若函数f(x)=x2-(m-2)x+4在区间(1,2)内存在最小值,则实数m的取值范围是( )[A] (3,4) [B] (4,6)[C] [5,9] [D] [-11,-7]BB6.(多选题)如图,函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于A,B两点,且对称轴为直线x=1,点B的坐标为(-1,0),则( )BD7.(5分)已知二次函数f(x)=ax2+bx(a,b为常数)满足f(x-1)=f(3-x),且方程f(x)=2x有两等根,f(x)在[0,t]上的最大值为g(t),则g(t)的最大值为 . 18.(13分)已知幂函数f(x)=(2m2+m-2)x2m+1在(0,+∞)上单调递增.(1)求f(x)的解析式;8.(13分)已知幂函数f(x)=(2m2+m-2)x2m+1在(0,+∞)上单调递增.【解】 (2)由(1)可知,f(x)=x3,该函数的定义域为R,对任意的x∈R,f(-x)=(-x)3=-x3=-f(x),则函数f(x)为R上的奇函数,因为函数f(x)=x3在[0,+∞)上单调递增,则该函数在(-∞,0]上也单调递增,所以函数f(x)在R上为增函数,综合运用练D10.若函数f(x)=2x2+(x-a)|x-a|在区间[-3,0]上是单调函数,则实数a的取值范围是( )[A] (-∞,-9]∪{0}∪[3,+∞)[B] (-∞,-3]∪{0}∪[9,+∞)[C] [-9,3][D] [-3,9]A11.(多选题)(2025·浙江绍兴模拟)二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,且a≠0)的自变量x与函数值y的部分对应值如下表:x … -1 0 1 2 …y … m 2 2 n …BCD12.(2025·八省联考)已知函数f(x)=x|x-a|-2a2,若当x>2时,f(x)>0,则a的取值范围是( )[A] (-∞,1] [B] [-2,1][C] [-1,2] [D] [-1,+∞)B14.(15分)(2025·云南曲靖模拟)设f(x)是定义在实数集R上的函数,且对任意实数x,y满足f(x-y)=f(x)+f(y)+xy-1恒成立.(1)求f(0),f(1);14.(15分)(2025·云南曲靖模拟)设f(x)是定义在实数集R上的函数,且对任意实数x,y满足f(x-y)=f(x)+f(y)+xy-1恒成立.(2)求函数f(x)的解析式;14.(15分)(2025·云南曲靖模拟)设f(x)是定义在实数集R上的函数,且对任意实数x,y满足f(x-y)=f(x)+f(y)+xy-1恒成立.(3)若方程f(f(2x))=k恰有两个实数根在(-2,2)内,求实数k的取值范围.应用创新练【解析】因为f(x)是幂函数,故k2+k-1=1,所以k=-2或k=1.当k=1时,f(x)=x2,满足f(2)当k=-2时,f(x)=x-4,不满足f(2)所以f(x)=x2,所以g(x)=1-f(x)+2mx=-x2+2mx+1,因为g(x)的图象开口向下,对称轴方程为x=m(m>0),①当0所以g(x)max=g(m)=m2+1=5,所以m=±2,均不符合题意,舍去; 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第二章 第4节 幂函数与二次函数.docx 第二章 第4节 幂函数与二次函数.pptx