资源简介 4.1.3 幂函数学习任务 核心素养1.了解幂函数的概念,会求幂函数的解析式.(重点、易混点) 2.结合幂函数y=x,y=x2,y=x3,y=,y=的图象,掌握它们的性质.(重点、难点) 3.能利用幂函数的单调性比较指数幂的大小.(重点) 1.结合幂函数的图象,培养直观想象的核心素养. 2.借助幂函数的性质,培养逻辑推理的核心素养.经调查,一种商品的价格和需求之间的关系如下表所示:价格/元 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9需求量/t 1.216 1.179 1.146 1.117 1.089 1.064 1.041根据此表,我们可以得到价格x与需求量y之间近似地满足关系式y=x-0.38.这是一类怎样的函数,这类函数有什么一般的性质?知识点1 幂函数的概念一般来说,当x为自变量而α为非零实数时,函数y=xα叫作(α次)幂函数.如何判断一个函数是幂函数?[提示] (1)xα的系数为1;(2)x为自变量;(3)α为非零实数.1.(多选题)下列函数中是幂函数的是( )A.y= B.y=x3C.y=3x D.y=x-1ABD [只有y=3x不符合幂函数y=xα的形式,故选ABD.]知识点2 幂函数的图象在同一平面直角坐标系中,画出幂函数y=x,y=x2,y=x3,y=,y=x-1的图象如图所示:2.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)幂函数的图象都过点(0,0),(1,1). ( )(2)幂函数的图象一定不能出现在第四象限. ( )[答案] (1)× (2)√3.如图所示,给出4个幂函数的图象,则图象与函数的大致对应是( )A.①y=,②y=x2,③y=,④y=x-1B.①y=x3,②y=x2,③y=,④y=x-1C.①y=x2,②y=x3,③y=,④y=x-1D.①y=x3,②y=,③y=x2,④y=x-1B [利用排除法可得选项B正确.]知识点3 幂函数的性质(1)一般地,对于实数次幂函数y=xα(α≠0):①当α>0时,它在[0,+∞)上有定义且递增,值域为[0,+∞),函数图象过(0,0)和(1,1)两点;②当α<0时,它在(0,+∞)上有定义且递减,值域为(0,+∞).函数图象过点(1,1),向上与y轴正向无限接近,向右与x轴正向无限接近.(2)常见幂函数的性质y=x y=x2 y=x3 y= y=x-1定义域 R R R [0,+∞) {x|x≠0}值域 R [0,+∞) R [0,+∞) {y|y≠0}奇偶性 奇 偶 奇 非奇非偶 奇单调性 增函数 x∈[0,+∞) 时,增函数 x∈(-∞,0] 时,减函数 增 函数 增函数 x∈(0,+∞) 时,减函数 x∈(-∞,0) 时,减函数4.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)当幂指数α取1,3,时,幂函数y=xα是增函数. ( )(2)当幂指数α=-1时,幂函数y=xα在定义域上是减函数. ( )[答案] (1)√ (2)×类型1 幂函数的概念【例1】 已知y=(m2+2m-2)+2n-3是幂函数,求m,n的值.[解] 由题意得解得所以m=-3,n=. 判断一个函数是否为幂函数的方法判断一个函数是否为幂函数的依据是该函数是否为y=xα(α为常数)的形式,即函数的解析式为一个幂的形式,且需满足:(1)指数为常数;(2)底数为自变量;(3)系数为1.[跟进训练]1.在函数y=,y=2x2,y=x2+x,y=1中,幂函数的个数为( )A.0 B.1 C.2 D.3B [∵y==x-2,∴是幂函数;y=2x2由于出现系数2,因此不是幂函数;y=x2+x是两项和的形式,不是幂函数;y=1=x0(x≠0),可以看出,常函数y=1的图象比幂函数y=x0的图象多了一个点(0,1),所以常函数y=1不是幂函数.]类型2 幂函数的图象及应用【例2】 点(,2)与点分别在幂函数f (x),g(x)的图象上,问当x为何值时,有:(1)f (x)>g(x);(2)f (x)=g(x);(3)f (x)[解] 设f (x)=xα,g(x)=xβ.∵()α=2,(-2)β=-,∴α=2,β=-1,∴f (x)=x2,g(x)=x-1.分别作出它们的图象,如图所示.由图象知,(1)当x∈(-∞,0)∪(1,+∞)时,f (x)>g(x);(2)当x=1时,f (x)=g(x);(3)当x∈(0,1)时,f (x) 解决幂函数图象问题应把握的两个原则(1)依据图象高低判断幂指数大小,相关结论为:在(0,1)上,指数越大,幂函数图象越靠近x轴(简记为指大图低);在(1,+∞)上,指数越大,幂函数图象越远离x轴(简记为指大图高).(2)依据图象确定幂指数α与0,1的大小关系,即根据幂函数在第一象限内的图象(类似于y=x-1或y=或y=x3)来判断.[跟进训练]2.(1)若四个幂函数y=xa,y=xb,y=xc,y=xd在同一坐标系中的图象如图,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>c(2)函数y=-1的图象关于x轴对称的图象大致是( )A B C D(1)B (2)B [(1)法一:令a=2,b=,c=-,d=-1,正好和题目所给的形式相符合.法二:在第一象限内,x=1的右侧部分的图象,图象由下至上,幂指数增大,所以a>b>c>d.故选B.(2)y=的图象位于第一象限且为增函数,所以函数图象是上升的,函数y=-1的图象可看作由y=的图象向下平移1个单位长度得到的(如选项A中的图所示),将y=-1的图象关于x轴对称后即为选项B.]类型3 幂函数性质的综合应用【例3】 【链接教材P102例8】比较下列各组中幂值的大小:(1)0.213,0.233;(2),,.由所给幂的特征,思考如何构造幂函数,幂函数的单调性如何?[解] (1)∵函数y=x3是增函数,且0.21<0.23,∴0.213<0.233.(2)=,=.∵1.2>>1.1,且y=在[0,+∞)上单调递增,∴>>,即>>.【教材原题·P102例8】例8 比较下列各组中两个数的大小:(1)1.51.4,1.61.4;(2)1.50.4,1.60.4;(3)1.5-1.5,1.6-1.5.[解] (1)1.51.4,1.61.4可看作幂函数y=x1.4的两个函数值.该函数在[0,+∞)上递增,由于底数1.5<1.6,所以1.51.4<1.61.4.(2)1.50.4,1.60.4可看作幂函数y=x0.4的两个函数值.该函数在[0,+∞)上递增,由于底数1.5<1.6,所以1.50.4<1.60.4.(3)1.5-1.5,1.6-1.5可看作幂函数y=x-1.5的两个函数值.该函数在(0,+∞)上递减,由于底数1.5<1.6,所以1.5-1.5>1.6-1.5. 比较幂值大小的方法(1)若两个幂值的指数相同或可化为两个指数相同的幂值时,则可构造函数,利用幂函数的单调性比较大小.(2)若底数、指数均不同,则考虑用中间值法比较大小,这里的中间值可以是“0”或“1”.[跟进训练]3.比较下列各组数的大小:(1)与;(2)与.[解] (1)因为幂函数y=x0.5在[0,+∞)上是单调递增的,又>,所以>.(2)因为幂函数y=x-1在(-∞,0)上是单调递减的,又-<-,所以>.1.幂函数的图象过点(2,),则该幂函数的解析式是( )A.y=x-1 B.y=C.y=x2 D.y=x3B [设f (x)=xα,则2α=,∴α=,∴f (x)=.故选B.]2.已知函数f (x)=(a2-a-1)为幂函数,则实数a的值为( )A.-1或2 B.-2或1C.-1 D.1C [因为f (x)=为幂函数,所以a2-a-1=1,即a=2或-1.又a-2≠0,所以a=-1.]3.函数y=x-3在区间[-4,-2]上的最小值是________.- [因为函数y=x-3=在(-∞,0)上单调递减,所以当x=-2时,y最小值=(-2)-3==-.]4.(教材P104习题4.1T7(4)改编)0.23-2.3与0.24-2.3的大小关系是________.0.23-2.3>0.24-2.3 [令y=x-2.3,由于y=x-2.3在(0,+∞)上单调递减且0.23<0.24,故0.23-2.3>0.24-2.3.]回顾本节知识,自我完成以下问题:1.判断一个函数是幂函数的关键是什么?[提示] 关键是判断其是否符合y=xα(α为非零实数)的形式.2.所有幂函数y=xα在原点处都有意义吗?图象都过点(1,1)吗?[提示] 当α<0时幂函数在原点处无意义,图象都过点(1,1).3.在第一象限内,幂函数图象随幂指数的变化存在怎样的规律?[提示] 观察五种特殊的幂函数在第一象限内的图象,可知,幂函数y=xα的图象在第一象限内具有如下特征:直线y=1,y=x将直角坐标平面的第一象限在直线x=1的右侧部分分为(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)三个区域,如图所示,若α∈(1,+∞) y=xα的图象经过区域(Ⅰ);若α∈(0,1) y=xα的图象经过区域(Ⅱ);若α∈(-∞,0) y=xα的图象经过区域(Ⅲ),并且在直线x=1的右侧,从x轴起,幂函数y=xα的指数α由小到大递增,即“指大图高”“指小图低”.课时分层作业(二十七) 幂函数一、选择题1.已知幂函数f (x)=kxα的图象过点,则k+α等于( )A. B.1 C. D.2C [∵幂函数f (x)=kxα(k∈R,α∈R)的图象过点,∴k=1,f ==,即α=,∴k+α=.]2.幂函数的图象过点(3,),则它的单调递增区间是( )A.[-1,+∞)B.[0,+∞)C.(-∞,+∞)D.(-∞,0)B [设幂函数为f (x)=xα,因为幂函数的图象过点(3, ),所以f (3)=3α==,解得α=,所以f (x)=,所以幂函数的单调递增区间为[0,+∞),故选B.]3.设α∈,则使函数y=xα的定义域是R,且为奇函数的所有α的值是( )A.1,3 B.-1,1C.-1,3 D.-1,1,3A [当α=-1时,y=x-1的定义域是{x|x≠0},且为奇函数;当α=1时,函数y=x的定义域是R,且为奇函数;当α=时,函数y=的定义域是{x|x≥0},且为非奇非偶函数;当α=3时,函数y=x3的定义域是R且为奇函数.故选A.]4.当0A.h(x)C.g(x)D [特值法.取x=代入排除A,B,C,可知D正确.故选D.]5.函数f (x)=+b-3是幂函数,则下列结论正确的是( )A.f (a)>f (b) B.f (a)<f (b)C.f (a)=f (b) D.以上都不对A [∵f (x)为幂函数,∴∴∴f (x)=,∴f (x)在[0,+∞)上单调递增,且a>b>0,∴f (a)>f (b).]二、填空题6.已知幂函数f (x)=xα的图象经过点,则f (6)=________.36 [依题意3=()α,所以α=2,所以f (x)=x2,所以f (6)=62=36.]7.若幂函数f (x)=(m2-m-1)x2m-3在(0,+∞)上是减函数,则实数m=________.-1 [∵f (x)=(m2-m-1)x2m-3为幂函数,∴m2-m-1=1,∴m=2或m=-1.当m=2时,f (x)=x,在(0,+∞)上为增函数,不合题意,舍去;当m=-1时,f (x)=x-5,符合题意.综上可知,m=-1.]8.已知4.1α>4.3α,则α的取值范围是__________.(-∞,0) [因为0<4.1<4.3,而4.1α>4.3α,所以y=xα在(0,+∞)上为减函数,故α<0.]三、解答题9.已知函数f (x)=(m2+2m)·xm2+m-1,m为何值时,函数f (x)是:(1)正比例函数?(2)反比例函数?(3)幂函数?[解] (1)若函数f (x)为正比例函数,则∴m=1.(2)若函数f (x)为反比例函数,则∴m=-1.(3)若函数f (x)为幂函数,则m2+2m=1,∴m=-1±.10.已知幂函数f (x)=(m2-5m+7)xm-1为偶函数.(1)求f (x)的解析式;(2)若g(x)=f (x)-ax-3在[1,3]上不是单调函数,求实数a的取值范围.[解] (1)由m2-5m+7=1可得m=2或m=3,又f (x)为偶函数,则m=3,所以f (x)=x2.(2)g(x)=x2-ax-3=-3-在[1,3]上不单调,则对称轴x=满足1<<3,即2<a<6.所以实数a的取值范围为(2,6).11.(多选题)某同学在研究幂函数时,发现有的具有以下三个性质:①奇函数;②值域是{y|y∈R,且y≠0};③在区间(-∞,0)上单调递减.则以下幂函数符合这三个性质的有( )A.f (x)=x2 B.f (x)=xC.f (x)=x-1 D.f (x)=CD [A.f (x)=x2,为偶函数,排除;B.f (x)=x,值域为R,排除;C.f (x)=x-1,为奇函数,值域为{y|y∈R,且y≠0},在区间(-∞,0)上单调递减,满足;D.f (x)=,为奇函数,值域为{y|y∈R,且y≠0},在区间(-∞,0)上单调递减,满足.]12.(多选题)已知函数f (x)=xα图象经过点(4,2),则下列命题正确的有( )A.函数为增函数B.函数为偶函数C.若x>1,则f (x)>1D.若0ACD [将点(4,2)代入函数f (x)=xα得:2=4α,则α=,所以f (x)=.显然f (x)在定义域[0,+∞)上为增函数,所以A正确.f (x)的定义域为[0,+∞),所以f (x)不具有奇偶性,所以B不正确.当x>1时,>1,即f (x)>1,所以C正确.当0===-<0,即13.为了保证信息的安全传输,有一种密钥密码系统,其加密、解密原理为:发送方由明文到密文(加密),接收方由密文到明文(解密).现在加密密钥为y=xα(α为常数),如“4”通过加密后得到密文“2”.若接收方接到密文“3”,则解密后得到的明文是________.9 [由题意,得2=4α,解得α=,则y=,由=3,得x=9,即明文是9.]14.已知幂函数f (x)=xα的图象过点,函数g(x)=(x-2)f (x),则函数g(x)的最大值为________,最小值为________.-1 -3 [因为f (x)的图象过点,所以=2α,所以α=-1,所以f (x)=x-1,所以g(x)=(x-2)·x-1==1-.又g(x)=1-在上是增函数,所以g(x)最小值=g=-3,g(x)最大值=g(1)=-1.]15.已知幂函数f (x)=(p∈N)在(0,+∞)上是增函数,且在定义域上是偶函数.(1)求p的值,并写出相应的函数f (x)的解析式;(2)对于(1)中求得的函数f (x),设函数g(x)=-qf (f (x))+(2q-1)f (x)+1,问:是否存在实数q(q<0),使得g(x)在区间(-∞,-4]上是减函数,且在区间(-4,0)上是增函数?若存在,请求出q的值;若不存在,请说明理由.[解] (1)因为f (x)在(0,+∞)上是增函数,由幂函数的图象和性质知-p2+p+>0,解得-1当p=0或2时,f (x)=,不是偶函数;当p=1时,f (x)=x2,是偶函数.故p=1,f (x)=x2.(2)g(x)=-qx4+(2q-1)x2+1,令t=x2,则h(t)=-qt2+(2q-1)t+1(t≥0).因为t=x2在(-∞,0)上是减函数,所以当x∈(-∞,-4]时,t∈[16,+∞);当x∈(-4,0)时,t∈(0,16).当h(t)在[16,+∞)上是增函数,在(0,16)上是减函数时,g(x)在(-∞,-4]上是减函数,在(-4,0)上是增函数,此时二次函数h(t)的对称轴方程是t=16,即t==1-=16,所以q=-.故存在实数q=-,使得g(x)在(-∞,-4]上是减函数,且在(-4,0)上是增函数.12/124.1.3 幂函数学习任务 核心素养1.了解幂函数的概念,会求幂函数的解析式.(重点、易混点) 2.结合幂函数y=x,y=x2,y=x3,y=,y=的图象,掌握它们的性质.(重点、难点) 3.能利用幂函数的单调性比较指数幂的大小.(重点) 1.结合幂函数的图象,培养直观想象的核心素养. 2.借助幂函数的性质,培养逻辑推理的核心素养.经调查,一种商品的价格和需求之间的关系如下表所示:价格/元 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9需求量/t 1.216 1.179 1.146 1.117 1.089 1.064 1.041根据此表,我们可以得到价格x与需求量y之间近似地满足关系式y=x-0.38.这是一类怎样的函数,这类函数有什么一般的性质?知识点1 幂函数的概念一般来说,当x为自变量而α为非零实数时,函数__________叫作(α次)幂函数.如何判断一个函数是幂函数? 1.(多选题)下列函数中是幂函数的是( )A.y= B.y=x3C.y=3x D.y=x-1知识点2 幂函数的图象在同一平面直角坐标系中,画出幂函数y=x,y=x2,y=x3,y=,y=x-1的图象如图所示:2.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)幂函数的图象都过点(0,0),(1,1). ( )(2)幂函数的图象一定不能出现在第四象限. ( )3.如图所示,给出4个幂函数的图象,则图象与函数的大致对应是( )A.①y=,②y=x2,③y=,④y=x-1B.①y=x3,②y=x2,③y=,④y=x-1C.①y=x2,②y=x3,③y=,④y=x-1D.①y=x3,②y=,③y=x2,④y=x-1知识点3 幂函数的性质(1)一般地,对于实数次幂函数y=xα(α≠0):①当α>0时,它在__________上有定义且__________,值域为__________,函数图象过__________和__________两点;②当α<0时,它在__________上有定义且__________,值域为__________.函数图象过点(1,1),向上与__________正向无限接近,向右与__________正向无限接近.(2)常见幂函数的性质y=x y=x2 y=x3 y= y=x-1定义域 R R R _________ __________值域 R [0,+∞) ______ _______ __________奇偶性 奇 偶 _______ ________ __________单调性 增函数 x∈[0,+∞) 时,__________函数 x∈(-∞,0] 时,__________函数 _______ 函数 ________函数 x∈(0,+∞) 时,__________函数 x∈(-∞,0) 时,减函数4.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)当幂指数α取1,3,时,幂函数y=xα是增函数. ( )(2)当幂指数α=-1时,幂函数y=xα在定义域上是减函数. ( )类型1 幂函数的概念【例1】 已知y=(m2+2m-2)+2n-3是幂函数,求m,n的值.[尝试解答] 判断一个函数是否为幂函数的方法判断一个函数是否为幂函数的依据是该函数是否为y=xα(α为常数)的形式,即函数的解析式为一个幂的形式,且需满足:(1)指数为常数;(2)底数为自变量;(3)系数为1.[跟进训练]1.在函数y=,y=2x2,y=x2+x,y=1中,幂函数的个数为( )A.0 B.1 C.2 D.3类型2 幂函数的图象及应用【例2】 点(,2)与点分别在幂函数f (x),g(x)的图象上,问当x为何值时,有:(1)f (x)>g(x);(2)f (x)=g(x);(3)f (x)[尝试解答] 解决幂函数图象问题应把握的两个原则(1)依据图象高低判断幂指数大小,相关结论为:在(0,1)上,指数越大,幂函数图象越靠近x轴(简记为指大图低);在(1,+∞)上,指数越大,幂函数图象越远离x轴(简记为指大图高).(2)依据图象确定幂指数α与0,1的大小关系,即根据幂函数在第一象限内的图象(类似于y=x-1或y=或y=x3)来判断.[跟进训练]2.(1)若四个幂函数y=xa,y=xb,y=xc,y=xd在同一坐标系中的图象如图,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>c(2)函数y=-1的图象关于x轴对称的图象大致是( )A B C D类型3 幂函数性质的综合应用【例3】 【链接教材P102例8】比较下列各组中幂值的大小:(1)0.213,0.233;(2),,.由所给幂的特征,思考如何构造幂函数,幂函数的单调性如何?[尝试解答] 比较幂值大小的方法(1)若两个幂值的指数相同或可化为两个指数相同的幂值时,则可构造函数,利用幂函数的单调性比较大小.(2)若底数、指数均不同,则考虑用中间值法比较大小,这里的中间值可以是“0”或“1”.[跟进训练]3.比较下列各组数的大小:(1)与;(2)与. 1.幂函数的图象过点(2,),则该幂函数的解析式是( )A.y=x-1 B.y=C.y=x2 D.y=x32.已知函数f (x)=(a2-a-1)为幂函数,则实数a的值为( )A.-1或2 B.-2或1C.-1 D.13.函数y=x-3在区间[-4,-2]上的最小值是________.4.(教材P104习题4.1T7(4)改编)0.23-2.3与0.24-2.3的大小关系是________.回顾本节知识,自我完成以下问题:1.判断一个函数是幂函数的关键是什么?2.所有幂函数y=xα在原点处都有意义吗?图象都过点(1,1)吗?3.在第一象限内,幂函数图象随幂指数的变化存在怎样的规律?6/6 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第4章 4.1 4.1.3 幂函数 讲义(学生版).docx 第4章4.14.1.3幂函数(教师版).docx