第二章 第11课时 幂函数与二次函数(课件 学案 练习)2027届高中数学(通用版)一轮复习

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第二章 第11课时 幂函数与二次函数(课件 学案 练习)2027届高中数学(通用版)一轮复习

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第11课时 幂函数与二次函数
[考试要求] 1.通过具体实例,了解幂函数及其图象的变化规律.2.掌握二次函数的图象与性质(单调性、对称性、顶点、最值等),能用二次函数与一元二次方程、一元二次不等式之间的关系解决简单问题.
1.(人教B版必修第二册P37习题4-4AT1改编)已知幂函数f (x)的图象经过点,则f (4)= (  )
A.- B.-2
C. D.2
2.(苏教版必修第一册P142习题6.1T4改编)如图,下列3个幂函数的图象,则其图象对应的函数可能是 (  )
A.①y=x-1,②y=,③y=
B.①y=x-1,②y=,③y=
C.①y=,②y=,③y=x-1
D.①y=,②y=x-1,③y=
3.(北师大版必修第一册P65习题2-3A组T2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]
4.(人教B版必修第一册P139复习题A组T8改编)已知y=f (x)为二次函数,若y=f (x)在x=2处取得最小值-4,且y=f (x)的图象经过原点,则函数解析式为___________.
5.(人教A版必修第一册P91练习T2改编)已知a=0.40.3,b=0.30.3,c=0.30.4,则a,b,c的大小关系是___________.(用“<”连接)
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
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___________.
(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 ____________________ ____________________
对称轴方程 x=-
顶点坐标 ____________________
奇偶性 当___________时是偶函数,当___________时既不是奇函数也不是偶函数
单调性 在上单调递___________; 在上单调递______ 在上单调递___________; 在上单调递______
二次函数在闭区间上的最值问题
(1)依据:数形结合与分类讨论思想.
(2)结论:设二次函数f (x)=ax2+bx+c(a>0),x∈[m,n].
①当-≤m时,最小值为f (m),最大值为f (n);
②当m<-≤时,最小值为f ,最大值为f (n);
③当<-④当-≥n时,最小值为f (n),最大值为f (m).
考点一 幂函数的图象及性质
[典例1] (1)如图所示,图中的曲线是幂函数y=xn在第一象限内的图象,已知n取±2,±四个值,则相对应曲线C1,C2,C3,C4的n依次为 (  )
A.-2,-,2 B.2,,-,-2
C.-,-2,2, D.2,,-2,-
(2)已知a=,b=,c=2,则 (  )
A.bC.b(3)幂函数y=f (x)在(0,+∞)上单调递减,且图象经过点(-1,-1),请写出符合条件的一个函数解析式___________.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
名师点评:幂函数的性质及应用
若幂函数y=xα在(0,+∞)上单调递增,则α>0;若幂函数y=xα在(0,+∞)上单调递减,则α<0.
提醒:在比较幂值的大小时,结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较.
[巩固迁移]
1.(多选)幂函数f (x)=(m2-5m+7)·在(0,+∞)上单调递增,则以下说法正确的是 (  )
A.m=3
B.函数f (x)在(-∞,0)上单调递增
C.函数f (x)是偶函数
D.函数f (x)的图象关于原点对称
2.若(a+1<(3-2a,则实数a的取值范围是___________.
考点二 二次函数的图象与解析式
[典例2] 已知二次函数f (x)满足f (2)=-1,f (-1)=-1,且f (x)的最大值是8,则f (x)=____________________.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
名师点评:研究二次函数图象及解析式应从“三点一线一开口”进行分析,“三点”中有一个点是顶点,另两个点是图象上关于对称轴对称的两个点,常取零点;“一线”是指对称轴这条直线;“一开口”是指抛物线的开口方向.
[巩固迁移]
3.函数f (x)=ax2+2x+1与g(x)=xa在同一平面直角坐标系中的图象不可能为 (  )
A    B    C    D
4.函数f (x)满足下列性质:①定义域为R,值域为[1,+∞);②图象关于直线x=2对称;③对 x1,x2∈(-∞,0),且x1≠x2,都有<0.请写出函数f (x)的一个解析式:___________.
考点三 二次函数的单调性与最值
[典例3] 已知函数f (x)=x2-tx-1.
(1)若f (x)在区间(-1,2)上不单调,求实数t的取值范围;
(2)若x∈[-1,2],求f (x)的最小值g(t).
【拓展变式】 本例条件不变,求当x∈[-1,2]时,f (x)的最大值G(t).
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
名师点评:二次函数在闭区间上的最值主要有三种类型:轴定区间定、轴动区间定、轴定区间动.无论哪种类型,解题的关键都是图象的对称轴与区间的位置关系,当含有参数时,要依据图象的对称轴与区间的位置关系进行分类讨论.
[巩固迁移]
5.设函数f (x)=x2-2x+2,x∈[t,t+1],t∈R,求函数f (x)的最小值.
                                    
                                    
                                    
                                    
                                    
第11课时 幂函数与二次函数
以题引理·激活思维
No1.深研教材典题
1.C 2.A 3.A 4.f (x)=x2-4x
5.cNo2.储备知识要点
1.(1)y=xα
2.(1)ax2+bx+c(a≠0) (m,n) 零点
(2) b=0 b≠0 减 增 增 减
精研考点·提升素养
考点一
典例1 (1)B (2)A (3)f (x)=(答案不唯一) [(1)根据幂函数y=xn的性质,在第一象限内的图象:
当n>0时,n越大,y=xn递增速度越快,所以曲线C1的n=2,C2的n=;
当n<0时,|n|越大,曲线越陡峭,所以曲线C3的n=-,C4的n=-2.故选B.
(2)a==1,b==1,c=2,幂函数y=在R上单调递增,a∴b(3)幂函数f (x)在(0,+∞)上单调递减,设f (x)=xα,则α<0,因为(-1)α=-1有很多解,如α=-1,-3,-5,-等均符合题意.
故答案为f (x)=(答案不唯一).]
巩固迁移
1.ABD [因为幂函数f (x)=(m2-5m+7)·在(0,+∞)上单调递增,
所以解得m=3,
所以f (x)=x3,所以f (-x)=(-x)3=-x3=-f (x),故f (x)=x3为奇函数,函数图象关于原点对称,
所以f (x)在(-∞,0)上单调递增.故选ABD.]
2. [易知函数y=的定义域为[0,+∞),且在[0,+∞)上单调递增,
所以解得-1≤a<.]
考点二
典例2 -4x2+4x+7 [法一(利用“一般式”):
设f (x)=ax2+bx+c(a≠0).
由题意得
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+8.
因为f (2)=-1,所以a+8=-1,解得a=-4,
所以f (x)=-4+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.
又函数有最大值8,
即=8.
解得a=-4或a=0(舍).
故所求函数的解析式为f (x)=-4x2+4x+7.]
巩固迁移
3.B
4.f (x)=x2-4x+5(答案不唯一) [由二次函数的对称性、值域及单调性知解析式可取f (x)=(x-2)2+1,
此时函数f (x)的图象开口向上,且对称轴为直线x=2,满足②,
∵ x1,x2∈(-∞,0),且x1≠x2,
都有<0,
等价于f (x)在(-∞,0)上单调递减,
∴f (x)=(x-2)2+1满足③,
又f (x)=(x-2)2+1≥1,满足①,
故f (x)的解析式可以为f (x)=x2-4x+5.]
考点三
典例3 解:f (x)=x2-tx-1=-1-.
(1)依题意,-1<<2,解得-2∴实数t的取值范围是(-2,4).
(2)①当≥2,即t≥4时,f (x)在[-1,2]上单调递减,∴f (x)min=f (2)=3-2t.
②当-1<<2,即-2f (x)min=f =-1-.
③当≤-1,即t≤-2时,f (x)在[-1,2]上单调递增,∴f (x)min=f (-1)=t.
综上,g(t)=
拓展变式
解:∵f (-1)=t,f (2)=3-2t,
∴f (x)max=max{f (-1),f (2)}.
又f (2)-f (-1)=3-3t,
当t≥1时,f (2)-f (-1)≤0,
∴f (2)≤f (-1),∴f (x)max=f (-1)=t;
当t<1时,f (2)-f (-1)>0,
∴f (2)>f (-1),
∴f (x)max=f (2)=3-2t.
综上,G(t)=
巩固迁移
5.解:f (x)=x2-2x+2=(x-1)2+1,x∈[t,t+1],t∈R,函数图象的对称轴为直线x=1.
当t+1≤1,即t≤0时,函数图象如图1所示,函数f (x)在区间[t,t+1]上单调递减,所以最小值为f (t+1)=t2+1.
当t<1当t≥1时,函数图象如图3所示,函数f (x)在区间[t,t+1]上单调递增,所以最小值为f (t)=t2-2t+2.
综上可知,f (x)min=
5/5(共82张PPT)
第11课时 幂函数与二次函数
第二章 函数的概念与性质
[考试要求] 
1.通过具体实例,了解幂函数及其图象的变化规律.
2.掌握二次函数的图象与性质(单调性、对称性、顶点、最值等),能用二次函数与一元二次方程、一元二次不等式之间的关系解决简单问题.
以题引理·激活思维
1.(人教B版必修第二册P37习题4-4AT1改编)已知幂函数f (x)的图象经过点,则f (4)=(  )
A.-
D.2

C [设幂函数f (x)=xα,因为其图象过点,则2α=,解得α=-,所以f (x)=,则f (4)=.故选C.]
2.(苏教版必修第一册P142习题6.1T4改编)如图,下列3个幂函数的图象,则其图象对应的函数可能是(  )
A.①y=x-1,②y=
B.①y=x-1,②y=
C.①y=,③y=x-1
D.①y=

A [函数y=的定义域为[0,+∞),其对应图象应为题图②;函数y=x-1=是反比例函数,其对应图象应为题图①;y=的定义域为R且为奇函数,其对应图象应为题图③.故选A.]
3.(北师大版必修第一册P65习题2-3A组T2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]

A [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,
∴f (x)max=f (1)=2,f (x)min=f (-1)=-2-4=-6,即f (x)的值域为[-6,2].]
4.(人教B版必修第一册P139复习题A组T8改编)已知y=f (x)为二次函数,若y=f (x)在x=2处取得最小值-4,且y=f (x)的图象经过原点,则函数解析式为_________________.
f (x)=x2-4x [由题意,可设f (x)=a(x-2)2-4(a>0),
又图象过原点,
所以f (0)=4a-4=0,a=1,
所以f (x)=(x-2)2-4=x2-4x.]
f (x)=x2-4x
5.(人教A版必修第一册P91练习T2改编)已知a=0.40.3,b=0.30.3,c=0.30.4,则a,b,c的大小关系是________.(用“<”连接)
c0.30.3,
即cc1.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.
y=xα
(2)常见的五种幂函数的图象
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____.
ax2+bx+c(a≠0)
(m,n)
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 方程 x=-
顶点 坐标
奇偶性 当______时是偶函数,当______时既不是奇函数也不是偶函数
单调性 在上单调递__; 在上单调递__ 在上单调递__;
在上单调递__
b=0
b≠0




二次函数在闭区间上的最值问题
(1)依据:数形结合与分类讨论思想.
(2)结论:设二次函数f (x)=ax2+bx+c(a>0),x∈[m,n].
①当-≤m时,最小值为f (m),最大值为f (n);
②当m<-,最大值为f (n);
③当,最大值为f (m);
④当-≥n时,最小值为f (n),最大值为f (m).
考点一 幂函数的图象及性质
[典例1] (1)如图所示,图中的曲线是幂函数y=xn在第一象限内的图象,已知n取±2,±四个值,则相对应曲线C1,C2,C3,C4的n依次为(  )
A.-2,-
,-2
C.-
精研考点·提升素养

(2)已知a=,则(  )
A.bC.b(3)幂函数y=f (x)在(0,+∞)上单调递减,且图象经过点(-1,
-1),请写出符合条件的一个函数解析式____________________.

f (x)=(答案不唯一)
(1)B (2)A (3)f (x)=(答案不唯一)
[(1)根据幂函数y=xn的性质,在第一象限内的图象:
当n>0时,n越大,y=xn递增速度越快,所以曲线C1的n=2,C2的n=;
当n<0时,|n|越大,曲线越陡峭,所以曲线C3的n=-,
C4的n=-2.故选B.
(2)a=,b=,c=2,幂函数y=在R上单调递增,a(3)幂函数f (x)在(0,+∞)上单调递减,设f (x)=xα,则α<0,因为
(-1)α=-1有很多解,如α=-1,-3,-5,-等均符合题意.
故答案为f (x)=(答案不唯一).]
名师点评:幂函数的性质及应用
若幂函数y=xα在(0,+∞)上单调递增,则α>0;若幂函数y=xα在(0,+∞)上单调递减,则α<0.
提醒:在比较幂值的大小时,结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较.
[巩固迁移]
1.(多选)幂函数f (x)=(m2-5m+7)·在(0,+∞)上单调递增,则以下说法正确的是(  )
A.m=3
B.函数f (x)在(-∞,0)上单调递增
C.函数f (x)是偶函数
D.函数f (x)的图象关于原点对称



ABD [因为幂函数f (x)=(m2-5m+7)·在(0,+∞)上单调递增,
所以解得m=3,
所以f (x)=x3,所以f (-x)=(-x)3=-x3=-f (x),故f (x)=x3为奇函数,函数图象关于原点对称,
所以f (x)在(-∞,0)上单调递增.故选ABD.]
2.若(a+1,则实数a的取值范围是___________.
 [易知函数y=的定义域为[0,+∞),且在[0,+∞)上单调递增,
所以解得-1≤a<.]
【教用·备选题】
1.如图所示是函数y=(m,n∈N*且互质)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是偶数,且>1

B [由题干图象可看出y=为偶函数,且在(0,+∞)上单调递增,但递增速度越来越平缓,故∈(0,1)且m为偶数,又m,n∈N*且互质,故n是奇数.故选B.]
2.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 [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,不满足条件,A错误;
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,B错误;
因为函数定义域是(-∞,0)∪(0,+∞)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.]
考点二 二次函数的图象与解析式
[典例2] 已知二次函数f (x)满足f (2)=-1,f (-1)=-1,且f (x)的最大值是8,则f (x)=______________.
-4x2+4x+7 [法一(利用“一般式”):
设f (x)=ax2+bx+c(a≠0).
由题意得
所以所求二次函数的解析式为f (x)=-4x2+4x+7.
-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+8.
因为f (2)=-1,所以a+8=-1,解得a=-4,
所以f (x)=-4+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.
又函数有最大值8,即=8.
解得a=-4或a=0(舍).
故所求函数的解析式为f (x)=-4x2+4x+7.]
名师点评:研究二次函数图象及解析式应从“三点一线一开口”进行分析,“三点”中有一个点是顶点,另两个点是图象上关于对称轴对称的两个点,常取零点;“一线”是指对称轴这条直线;“一开口”是指抛物线的开口方向.
[巩固迁移]
3.函数f (x)=ax2+2x+1与g(x)=xa在同一平面直角坐标系中的图象不可能为(  )
A        B
C        D

B [对于A,二次函数的图象开口向下,所以a<0,此时g(x)=xa在(0,+∞)上单调递减,与图中符合;
对于B,二次函数的图象开口向上,所以a>0,此时g(x)=xa在(0,
+∞)上单调递增,与图中不符合;
对于C,二次函数的图象开口向上,所以a>0,此时g(x)=xa在(0,
+∞)上单调递增,与图中符合;
对于D,二次函数的图象开口向上,所以a>0,此时g(x)=xa在(0,
+∞)上单调递增,与图中符合.]
4.函数f (x)满足下列性质:①定义域为R,值域为[1,+∞);②图象关于直线x=2对称;③对 x1,x2∈(-∞,0),且x1≠x2,都有<0.请写出函数f (x)的一个解析式:
_______________________________.
f (x)=x2-4x+5(答案不唯一)
f (x)=x2-4x+5(答案不唯一) [由二次函数的对称性、值域及单调性知解析式可取f (x)=(x-2)2+1,
此时函数f (x)的图象开口向上,且对称轴为直线x=2,满足②,
∵ x1,x2∈(-∞,0),且x1≠x2,
都有<0,
等价于f (x)在(-∞,0)上单调递减,
∴f (x)=(x-2)2+1满足③,
又f (x)=(x-2)2+1≥1,满足①,
故f (x)的解析式可以为f (x)=x2-4x+5.]
【教用·备选题】
(多选)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象如图所示,图象过点A(-3,0),对称轴为直线x=-1,则(  )
A.b2>4ac
B.2a-b=1
C.a-b+c=0
D.5a

AD [图象的对称轴为直线x=-1,即-=-1,2a-b=0,B错误;图象过点A(-3,0),即9a-3b+c=0,又b=2a,则c=6a-9a=-3a,所以b2=4a2,4ac=-12a2,所以b2>4ac,A正确;结合题图,当x=-1时,y>0,即a-b+c>0,C错误;由图象的对称轴为x=-1知,b=2a.根据抛物线开口向下,知a<0,所以5a<2a,即5a故选AD.]
考点三 二次函数的单调性与最值
[典例3] 已知函数f (x)=x2-tx-1.
(1)若f (x)在区间(-1,2)上不单调,求实数t的取值范围;
(2)若x∈[-1,2],求f (x)的最小值g(t).
[解] f (x)=x2-tx-1=.
(1)依题意,-1<<2,解得-2∴实数t的取值范围是(-2,4).
(2)①当≥2,即t≥4时,f (x)在[-1,2]上单调递减,
∴f (x)min=f (2)=3-2t.
②当-1<<2,即-2③当≤-1,即t≤-2时,f (x)在[-1,2]上单调递增,
∴f (x)min=f (-1)=t.
综上,g(t)=
【拓展变式】 本例条件不变,求当x∈[-1,2]时,f (x)的最大值G(t).
[解] ∵f (-1)=t,f (2)=3-2t,
∴f (x)max=max{f (-1),f (2)}.
又f (2)-f (-1)=3-3t,
当t≥1时,f (2)-f (-1)≤0,
∴f (2)≤f (-1),∴f (x)max=f (-1)=t;
当t<1时,f (2)-f (-1)>0,∴f (2)>f (-1),
∴f (x)max=f (2)=3-2t.综上,G(t)=
名师点评:二次函数在闭区间上的最值主要有三种类型:轴定区间定、轴动区间定、轴定区间动.无论哪种类型,解题的关键都是图象的对称轴与区间的位置关系,当含有参数时,要依据图象的对称轴与区间的位置关系进行分类讨论.
[巩固迁移]
5.设函数f (x)=x2-2x+2,x∈[t,t+1],t∈R,求函数f (x)的最小值.
[解] f (x)=x2-2x+2=(x-1)2+1,x∈[t,t+1],t∈R,函数图象的对称轴为直线x=1.
当t+1≤1,即t≤0时,函数图象如图1所示,函数f (x)在区
间[t,t+1]上单调递减,所以最小值为f (t+1)=t2+1.
当t<1当t≥1时,函数图象如图3所示,函数f (x)在区间[t,t+1]上单调递增,所以最小值为f (t)=t2-2t+2.
综上可知,f (x)min=
【教用·备选题】
1.已知函数y=的定义域与值域均为[0,1],则实数a的取值为(  )
A.-4 B.-2
C.1 D.-1

A [依题意,y=ax2+bx+c的值域为[0,1],且ax2+bx+c≥0的解集为[0,1],
故函数的图象开口向下,a<0,
则方程ax2+bx+c=0的两根为0,1,
则c=0,-,即a=-b,
则y=ax2+bx+c=ax2-ax=a,
当x=时,y=a取得最大值,为1,
即-=1,解得a=-4.故选A.]
2.已知二次函数f (x)=ax2+bx+c(a≠0),恒有f (x+1)-f (x)=2x+2,f (0)=-2.
(1)求函数f (x)的解析式;
(2)设g(x)=f (x)-mx,若函数g(x)在区间[1,2]上的最大值为3,求实数m的值;
(3)若h(x)=[f (x)-x2+2]·|x-a|,a∈R,若函数h(x)在[-2,2]上是单调函数,求实数a的取值范围.
[解] (1)由f (x+1)-f (x)=2x+2,得a(x+1)2+b(x+1)+c-ax2-bx-c=2x+2,
则2ax+a+b=2x+2,所以2a=2且a+b=2,解得a=1,b=1,
又f (0)=-2,则c=-2,故f (x)=x2+x-2.
(2)g(x)=f (x)-mx=x2+(1-m)x-2,其图象的对称轴为直线x=,
当,即m<4时,g(x)max=g(2)=-2m+4=3,解得m=;
当,即m=4时,g(x)max=g(1)=g(2)=-m=-2m+4=3,解得m∈ ;
当,即m>4时,g(x)max=g(1)=-m=3,解得m=-3(舍去).
综上,实数m的值为.
(3)h(x)=[f (x)-x2+2]·=x
当a=0时,h(x)在R上单调递增,符合题意;
当a>0时,当a<0时,>a,则函数h(x)在(-∞,a),解得a≤-4.
综上所述,实数a的取值范围为a=0或a≥4或a≤-4.
一、单项选择题
1.已知幂函数f (x)=(m2+2m-2)xm+2在(0,+∞)上单调递增,则m的值为(  )
A.1 B.-3
C.-4 D.1或-3
题号
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课后作业(十一) 幂函数与二次函数

A [由题意可得
m=1.故选A.]
题号
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题号
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2.(人教B版必修第二册P36例2改编)幂函数f (x)=的大致图象是 (  )
A      B      C     D

C [因为f (x)=,定义域为R,所以排除A,D.
因为f (-x)=(-x=f (x),所以函数为偶函数,所以排除B.]
3.若函数y=x2-3x+4的定义域为[0,m],值域为,则m的取值范围是(  )
A.(0,4] B.
C.
题号
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C [y=x2-3x+4=的定义域为[0,m],显然,当x=0时,y=4,又值域为≤m≤3.]
4.(2025·云南昭通期中)已知幂函数f (x)=(m2-3m+3)xm是R上的偶函数,且函数g(x)=f (x)-2ax在区间[1,3]上单调递减,则实数a的取值范围是(  )
A.[3,+∞) B.(-∞,1]
C.(-∞,1) D.(-∞,1]∪[3,+∞)
题号
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A [因为幂函数f (x)=(m2-3m+3)xm是R上的偶函数,则m2-3m+3=1,解得m=1或m=2,
当m=1时,f (x)=x,该函数是奇函数,不符合题意;
当m=2时,f (x)=x2,该函数是定义域为R的偶函数,符合题意,所以f (x)=x2,
则g(x)=x2-2ax,函数图象的对称轴方程为x=a,
因为g(x)在区间[1,3]上单调递减,所以a≥3.故选A.]
题号
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5.已知函数f (x)=ax2+x-3,若对任意的x1,x2∈[1,+∞),且x1≠x2,<3恒成立,则实数a的取值范围是(  )
A.(-∞,1) B.(-∞,1]
C.(-∞,0) D.(-∞,0]
题号
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D [不妨设1≤x13(x1-x2)恒成立,
即f (x1)-3x1>f (x2)-3x2恒成立.
令g(x)=f (x)-3x=ax2-2x-3,
则g(x1)>g(x2)恒成立,所以函数g(x)在[1,+∞)上单调递减.
当a=0时,g(x)=-2x-3在[1,+∞)上单调递减,符合题意;
当a≠0时,要使g(x)=ax2-2x-3在[1,+∞)上单调递减,
则 解得a<0.
综上所述,实数a的取值范围是(-∞,0].]
题号
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6.(2026·黑龙江大庆模拟)设函数f (x)=x2+2x,h(x)=kx-1(k≠0),若对任意的x1∈[-2,0],存在x2∈[-2,1],使得f (x1)=h(x2),则实数k的取值范围是(  )
A. ∪(0,1]
C. D.[1,+∞)
题号
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A [f (x)=x2+2x=(x+1)2-1在区间[-2,0]上的值域为[-1,0],
对任意的x1∈[-2,0],存在x2∈[-2,1],使得f (x1)=h(x2)等价于f 是h在[-2,1]上的值域的子集,
由于h是一次函数,需要满足:
当k>0时,h单调递增,值域为[h(-2),h(1)]=,要求-2k-1≤-1且k-1≥0,解得k≥1,
当k<0时,h单调递减,值域为[h(1),h(-2)]=,要求k-1≤-1且-2k-1≥0,
解得 k≤-,综上,实数k的取值范围为∪[1,+∞).
故选A.]
题号
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二、多项选择题
7.(人教A版必修第一册P100复习参考题3T5改编)已知幂函数f (x)的图象经过点(9,3),则(  )
A.函数f (x)为增函数
B.函数f (x)为偶函数
C.当x≥4时,f (x)≥2
D.当x2>x1>0时,
题号
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ACD [设幂函数f (x)=xα,则f (9)=9α=3,解得α=,所以f (x)=,所以f (x)的定义域为[0,+∞),f (x)在[0,+∞)上单调递增,故A正确;
因为f (x)的定义域不关于原点对称,所以函数f (x)不是偶函数,故B错误;
当x≥4时,f (x)≥f (4)==2,故C正确;
题号
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当x2>x1>0时,=
=<0,
又f (x)≥0,所以,D正确.
故选ACD.]
题号
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8.已知函数f (x)=x2-2x+a(a>0),实数m满足f (m)<0,则下列关系一定成立的是(  )
A.f (m+1)>0 B.f (m+2)>0
C.f (m-1)<0 D.f (m-2)>0
题号
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BD [函数f (x)=x2-2x+a在(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增.
f (m)=m2-2m+a<0,
故m2-2m<-a<0,解得0m+2∈(2,4),f (m+2)>f (2)=a>0,B正确;
m-2∈(-2,0),f (m-2)>f (0)=a>0,D正确;
取a=,m=,f (m)=-<0,满足条件,
f (m+1)=f <0,A错误;
f (m-1)=f >0,C错误.故选BD.]
题号
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三、填空题
9.幂函数f (x)=xα(α∈R)满足:任意x∈R都有f (-x)=f (x),且f (-1)
题号
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(答案不唯一) [取f (x)=,则定义域为R,且f (-x)=(-x=f (x),f (-1)=1,f (2)=,满足f (-1)(答案不唯一)
10.已知函数f (x)=-x2+x,若f (x)的定义域为[m,n](m<1),值域为[2m,2n],则m+n=________.
题号
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-2 [因为f (x)=-(x-1)2+,图象对称轴为直线x=1,当m所以
-2
当m<1f (1)=-,与n>1矛盾,舍去.综上,m=-2,
n=0,m+n=-2.]
题号
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四、解答题
11.已知二次函数f (x)的最小值为1,且满足f (x)=f (-2-x),f (0)=2,点在幂函数g(x)的图象上.
(1)求f (x)和g(x)的解析式;
(2)定义函数h(x)=试画出函数h(x)的图象,并求函数h(x)的定义域、值域和单调区间.
题号
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[解] (1)设二次函数f (x)=a(x-h)2+k,a≠0,g(x)=xα.
因为f (x)的最小值为1,所以k=1.
因为f (x)=f (-2-x),所以h=-1.
因为f (0)=2,所以a=1.所以f (x)=x2+2x+2.
将点代入g(x)=xα,求得α=-1,
所以g(x)=x-1.
题号
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(2)因为h(x)=分别画
出函数y=f (x)和y=-g(x)的图象,如图所示.
由图象可得,h(x)=
所以函数h(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),
作出函数h(x)的图象如图,由图象得,h(x)的单调递
增区间为[-1,0),单调递减区间是(-∞,-1),
(0,+∞).h(x)的值域为(-1,0)∪(0,+∞).
题号
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12.已知函数f (x)=ax2-2x+1.
(1)若f (x)在[0,1]上单调,求实数a的取值范围;
(2)若x∈[0,1],求f (x)的最小值g(a).
题号
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[解] (1)当a=0时,f (x)=-2x+1在[0,1]上单调递减;
当a>0时,f (x)图象的对称轴为直线x=>0,又f (x)在[0,1]上单调,
∴≥1,即0当a<0时,f (x)图象的对称轴为直线x=<0,f (x)在[0,1]上单调递减,
∴a<0符合题意.
综上,实数a的取值范围是(-∞,1].
题号
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(2)①当a=0时,f (x)=-2x+1在[0,1]上单调递减,
∴f (x)min=f (1)=-1.
②当a>0时,f (x)=ax2-2x+1的图象开口向上,且对称轴为直线x=.
(ⅰ)当0<<1,即a>1时,f (x)=ax2-2x+1图象的对称轴在[0,1]内,
∴f (x)在上单调递增.
∴f (x)min=f +1.
题号
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(ⅱ)当≥1,即0∴f (x)min=f (1)=a-1.
③当a<0时,f (x)=ax2-2x+1的图象开口向下,且对称轴x=<0,在y轴的左侧,
∴f (x)=ax2-2x+1在[0,1]上单调递减.
∴f (x)min=f (1)=a-1.
综上所述,g(a)=
题号
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13.在测量某物理量的过程中,因仪器和观察的误差,使得n次测量分别得到x1,x2,…,xn共n个数据.我们规定所测量物理量的“最佳近似值” a应该满足与所有测量数据的差的平方和最小.由此规定,从这些数据得出的“最佳近似值” a应是(  )
A.
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A [根据题意得f (a)=(a-x1)2+(a-x2)2+…+(a-xn)2=na2-2(x1+x2+…+xn)a+(+…+),
由于n>0,所以f (a)是关于a的二次函数,因此当a=,即a=时,f (a)取得最小值.
故选A.]
题号
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14.(2025·江苏淮安期中)俄国数学家切比雪夫是研究直线逼近函数的理论先驱.对定义在非空集合I上的函数f (x),以及函数g(x)=kx+b(k,b∈R),切比雪夫将函数y=|f (x)-g(x)|,x∈I的最大值称为f (x),g(x)的“偏差”.
(1)函数f (x)=x2(x∈[0,1]),g(x)=-x-1,求f (x),g(x)的“偏差”;
(2)函数f (x)=+1(x∈[1,2]),g(x)=kx+1(k>0),若f (x),g(x)的“偏差”为2,求k的值;
(3)函数f (x)=x2-x(x∈[0,3]),g(x)=2x+b,若f (x),g(x)的“偏差”取最小值,求b的值,并求出“偏差”的最小值.
2025课标新变化:强化创新思维的形式与发展.
题号
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[解] (1)y=|f (x)-g(x)|=|x2+x+1|=,x∈[0,1],
因为x∈[0,1],由二次函数的性质可得y=∈[1,3],
所以y=∈[1,3],
故函数f (x),g(x)的“偏差”为3.
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(2)令t=f (x)-g(x)=+1-(kx+1)=-kx,x∈[1,2],
∵k>0,∴t=-kx在[1,2]上单调递减,∴t∈.
由题意,y=|t|,t∈,且ymax=2.
当≤|1-k|,即0当>|1-k|,即k>时,ymax==2,-2k=2或-2k=
-2,
解得k=-(舍去)或k=.综上得k=.
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(3)y=|f (x)-g(x)|=|x2-x-(2x+b)|=|x2-3x-b|=,x∈[0,3],
因为x∈[0,3],所以,
由y=,则ymax=max,
令|b|≥,即b2≥,解得b≤-,
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ymax=max
故当且仅当b=-时,有(ymax)min=.
故当b的值为-时,函数f (x),g(x)的“偏差”取最小值,且最小值为.
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谢 谢 !课后作业(十一) 幂函数与二次函数
说明:单项选择题每题5分,多项选择题每题6分,填空题每题5分,本试卷共98分
一、单项选择题
1.已知幂函数f (x)=(m2+2m-2)xm+2在(0,+∞)上单调递增,则m的值为 (  )
A.1 B.-3
C.-4 D.1或-3
2.(人教B版必修第二册P36例2改编)幂函数f (x)=的大致图象是  (  )
A    B    C   D
3.若函数y=x2-3x+4的定义域为[0,m],值域为,则m的取值范围是 (  )
A.(0,4] B.
C.
4.(2025·云南昭通期中)已知幂函数f (x)=(m2-3m+3)xm是R上的偶函数,且函数g(x)=f (x)-2ax在区间[1,3]上单调递减,则实数a的取值范围是 (  )
A.[3,+∞) B.(-∞,1]
C.(-∞,1) D.(-∞,1]∪[3,+∞)
5.已知函数f (x)=ax2+x-3,若对任意的x1,x2∈[1,+∞),且x1≠x2,<3恒成立,则实数a的取值范围是 (  )
A.(-∞,1) B.(-∞,1]
C.(-∞,0) D.(-∞,0]
6.(2026·黑龙江大庆模拟)设函数f (x)=x2+2x,h(x)=kx-1(k≠0),若对任意的x1∈[-2,0],存在x2∈[-2,1],使得f (x1)=h(x2),则实数k的取值范围是 (  )
A. ∪(0,1]
C. D.[1,+∞)
二、多项选择题
7.(人教A版必修第一册P100复习参考题3T5改编)已知幂函数f (x)的图象经过点(9,3),则 (  )
A.函数f (x)为增函数
B.函数f (x)为偶函数
C.当x≥4时,f (x)≥2
D.当x2>x1>0时,
8.已知函数f (x)=x2-2x+a(a>0),实数m满足f (m)<0,则下列关系一定成立的是 (  )
A.f (m+1)>0 B.f (m+2)>0
C.f (m-1)<0 D.f (m-2)>0
三、填空题
9.幂函数f (x)=xα(α∈R)满足:任意x∈R都有f (-x)=f (x),且f (-1)10.已知函数f (x)=-x2+x,若f (x)的定义域为[m,n](m<1),值域为[2m,2n],则m+n=___________.
四、解答题
11.(13分)已知二次函数f (x)的最小值为1,且满足f (x)=f (-2-x),f (0)=2,点在幂函数g(x)的图象上.
(1)求f (x)和g(x)的解析式;
(2)定义函数h(x)=试画出函数h(x)的图象,并求函数h(x)的定义域、值域和单调区间.
12.(13分)已知函数f (x)=ax2-2x+1.
(1)若f (x)在[0,1]上单调,求实数a的取值范围;
(2)若x∈[0,1],求f (x)的最小值g(a).
13.在测量某物理量的过程中,因仪器和观察的误差,使得n次测量分别得到x1,x2,…,xn共n个数据.我们规定所测量物理量的“最佳近似值” a应该满足与所有测量数据的差的平方和最小.由此规定,从这些数据得出的“最佳近似值” a应是 (  )
A.
14.(15分)(2025·江苏淮安期中)俄国数学家切比雪夫是研究直线逼近函数的理论先驱.对定义在非空集合I上的函数f (x),以及函数g(x)=kx+b(k,b∈R),切比雪夫将函数y=|f (x)-g(x)|,x∈I的最大值称为f (x),g(x)的“偏差”.
(1)函数f (x)=x2(x∈[0,1]),g(x)=-x-1,求f (x),g(x)的“偏差”;
(2)函数f (x)=+1(x∈[1,2]),g(x)=kx+1(k>0),若f (x),g(x)的“偏差”为2,求k的值;
(3)函数f (x)=x2-x(x∈[0,3]),g(x)=2x+b,若f (x),g(x)的“偏差”取最小值,求b的值,并求出“偏差”的最小值.
2025课标新变化:强化创新思维的形式与发展.
课后作业(十一)
1.A [由题意可得 m=1.故选A.]
2.C 3.C
4.A [因为幂函数f (x)=(m2-3m+3)xm是R上的偶函数,则m2-3m+3=1,解得m=1或m=2,
当m=1时,f (x)=x,该函数是奇函数,不符合题意;
当m=2时,f (x)=x2,该函数是定义域为R的偶函数,符合题意,所以f (x)=x2,
则g(x)=x2-2ax,函数图象的对称轴方程为x=a,
因为g(x)在区间[1,3]上单调递减,所以a≥3.故选A.]
5.D [不妨设1≤x13(x1-x2)恒成立,
即f (x1)-3x1>f (x2)-3x2恒成立.
令g(x)=f (x)-3x=ax2-2x-3,
则g(x1)>g(x2)恒成立,所以函数g(x)在[1,+∞)上单调递减.
当a=0时,g(x)=-2x-3在[1,+∞)上单调递减,符合题意;
当a≠0时,要使g(x)=ax2-2x-3在[1,+∞)上单调递减,
则 解得a<0.
综上所述,实数a的取值范围是(-∞,0].]
6.A [f (x)=x2+2x=(x+1)2-1在区间[-2,0]上的值域为[-1,0],
对任意的x1∈[-2,0],存在x2∈[-2,1],使得f (x1)=h(x2)等价于f 是h的值域的子集,
由于h是一次函数,需要满足:
当k>0时,h,
要求-2k-1≤-1且k-1≥0,解得k≥1,
当k<0时,h单调递减,值域为[h(1),h(-2)]=[k-1,-2k-1],要求k-1≤-1且-2k-1≥0,解得 k≤-,
综上,实数k的取值范围为∪.故选A.]
7.ACD
8.BD [函数f (x)=x2-2x+a在(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增.
f (m)=m2-2m+a<0,
故m2-2m<-a<0,解得0m+2∈(2,4),f (m+2)>f (2)=a>0,B正确;
m-2∈(-2,0),f (m-2)>f (0)=a>0,D正确;
取a=,m=,f (m)=-<0,满足条件,
f (m+1)=f =-<0,A错误;
f (m-1)=f >0,C错误.
故选BD.]
9.(答案不唯一) [取f (x)=,则定义域为R,且f (-x)=(-x=f (x),f (-1)=1,f (2)=,满足f (-1)10.-2 [因为f (x)=-x2+x=-(x-1)2+,图象对称轴为直线x=1,当m所以解得
当m<11矛盾,舍去.综上,m=-2,n=0,m+n=-2.]
11.解:(1)设二次函数f (x)=a(x-h)2+k,a≠0,g(x)=xα.
因为f (x)的最小值为1,所以k=1.
因为f (x)=f (-2-x),所以h=-1.
因为f (0)=2,所以a=1.所以f (x)=x2+2x+2.
将点代入g(x)=xα,求得α=-1,
所以g(x)=x-1.
(2)因为h(x)=分别画出函数y=f (x)和y=-g(x)的图象,如图所示.
由图象可得,h(x)=所以函数h(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),
作出函数h(x)的图象如图,
由图象得,h(x)的单调递增区间为[-1,0),单调递减区间是(-∞,-1),(0,+∞).
h(x)的值域为(-1,0)∪(0,+∞).
12.解:(1)当a=0时,f (x)=-2x+1在[0,1]上单调递减;
当a>0时,f (x)图象的对称轴为直线x=>0,又f (x)在[0,1]上单调,
∴≥1,即0当a<0时,f (x)图象的对称轴为直线x=<0,f (x)在[0,1]上单调递减,
∴a<0符合题意.
综上,实数a的取值范围是(-∞,1].
(2)①当a=0时,f (x)=-2x+1在[0,1]上单调递减,
∴f (x)min=f (1)=-1.
②当a>0时,f (x)=ax2-2x+1的图象开口向上,且对称轴为直线x=.
(ⅰ)当0<<1,即a>1时,f (x)=ax2-2x+1图象的对称轴在[0,1]内,
∴f (x)在上单调递增.
∴f (x)min=f +1=-+1.
(ⅱ)当≥1,即0∴f (x)min=f (1)=a-1.
③当a<0时,f (x)=ax2-2x+1的图象开口向下,且对称轴x=<0,在y轴的左侧,
∴f (x)=ax2-2x+1在[0,1]上单调递减.
∴f (x)min=f (1)=a-1.
综上所述,g(a)=
13.A [根据题意得f (a)=(a-x1)2+(a-x2)2+…+(a-xn)2=na2-2(x1+x2+…+xn)a+(+…+),
由于n>0,所以f (a)是关于a的二次函数,因此当a=,即a=时,f (a)取得最小值.故选A.]
14.解:(1)y=|f (x)-g(x)|=|x2+x+1|=,x∈[0,1],
因为x∈[0,1],由二次函数的性质可得y=∈[1,3],
所以y=∈[1,3],
故函数f (x),g(x)的“偏差”为3.
(2)令t=f (x)-g(x)=+1-(kx+1)=-kx,x∈[1,2],
∵k>0,∴t=-kx在[1,2]上单调递减,
∴t∈.
由题意,y=|t|,t∈,且ymax=2.
当≤|1-k|,即0当>|1-k|,即k>时,ymax==2,-2k=2或-2k=-2,
解得k=-(舍去)或k=.
综上得k=.
(3)y=|f (x)-g(x)|=|x2-x-(2x+b)|=|x2-3x-b|=,x∈[0,3],
因为x∈[0,3],
所以-b∈,
由y=,
则ymax=max,
令|b|≥,即b2≥,
解得b≤-,
ymax=max=
故当且仅当b=-时,有(ymax)min=.
故当b的值为-时,函数f (x),g(x)的“偏差”取最小值,且最小值为.
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