【赢在微点】高三数学(文)一轮复习练习:2-5二次函数与幂函数(含答案解析)

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2017高考一轮复习教案二次函数与幂函数(后附完整答案)

2017高考一轮复习教案二次函数与幂函数(后附完整答案)

第四节 二次函数与幂函数1.二次函数:掌握二次函数的图象与性质,会求二次函数的最值(值域)、单调区间.2.幂函数:(1)了解幂函数的概念.(2)结合函数y =x ,y =x 2,y =x 3,y =1x,y =x 12的图象,了解它们的变化情况.知识点一 五种常见幂函数的图象与性质 五种常见幂函数的图象与性质R R R {x |x ≥0} {x |x ≠0} 易误提醒 形如y =x α(α∈R )才是幂函数,如y =3x 2不是幂函数.[自测练习]1.已知幂函数f (x )=k ·x α的图象过点⎝⎛⎭⎫12,22,则k +α=( )A.12B .1C.32D .2 知识点二 二次函数1.二次函数解析式的三种形式(1)一般式:f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0).(2)顶点式:f (x )=a (x -m )2+n (a ≠0). (3)零点式:f (x )=a (x -x 1)(x -x 2)(a ≠0).2.二次函数的图象和性质x ∈R易误提醒 研究函数f (x )=ax 2+bx +c 的性质,易忽视a 的取值情况而盲目认为f (x )为二次函数.必备方法1.函数y =f (x )对称轴的判断方法(1)对于二次函数y =f (x ),如果定义域内有不同两点x 1,x 2且f (x 1)=f (x 2),那么函数y =f (x )的图象关于x =x 1+x 22对称.(2)二次函数y =f (x )对定义域内所有x ,都有f (a +x )=f (a -x )成立的充要条件是函数y =f (x )的图象关于直线x =a 对称(a 为常数).2.与二次函数有关的不等式恒成立两个条件(1)ax 2+bx +c >0,a ≠0恒成立的充要条件是⎩⎪⎨⎪⎧a >0,b 2-4ac <0.(2)ax 2+bx +c <0,a ≠0恒成立的充要条件是⎩⎪⎨⎪⎧a <0,b 2-4ac <0.[自测练习]2.已知二次函数的图象如图所示,那么此函数的解析式可能是( )A .y =-x 2+2x +1B .y =-x 2-2x -1C .y =-x 2-2x +1D .y =x 2+2x +13.若二次函数f (x )=ax 2-4x +c 的值域为[0,+∞),则a ,c 满足的条件是________. 4.已知f (x )=4x 2-mx +5在[2,+∞)上是增函数,则实数m 的取值范围是________.考点一 幂函数的图象与性质|1.(2015·济南二模)若函数f (x )是幂函数,且满足f (4)=3f (2),则f ⎝⎛⎭⎫12的值为( ) A.13 B.12 C.23D.432.若四个幂函数y =x a ,y =x b ,y =x c ,y =x d 在同一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 >aB .a >b >c >dC .d >c >a >bD .a >b >d >c3.(2015·安庆三模)若13(a+1)-<1-3(3-2a),则实数a 的取值范围是________.幂函数图象与性质应用的三个关注点(1)若幂函数y =x α(α∈R )是偶函数,则α必为偶数.当α是分数时,一般将其先化为根式,再判断.(2)若幂函数y =x α在(0,+∞)上单调递增,则α>0,若在(0,+∞)上单调递减,则α<0. (3)在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较.(1)为了美观,在加工太阳镜时将下半部分轮廓制作成二次函数图象的形状(如图所示).若对应的两条曲线关于y 轴对称,AE ∥x 轴,AB =4cm ,最低点C 在x 轴上,高CH =1cm ,BD =2cm ,则右轮廓线DFE 所在的二次函数的解析式为( )A .y =14(x +3)2B .y =-14(x -3)2C .y =-14(x +3)2D .y =14(x -3)2(2)函数f (x )=4x 2-mx +5在区间[-2,+∞)上是增函数,则f (1)的取值范围是( ) A .f (1)≥25 B .f (1)=25 C .f (1)≤25D .f (1)>25解决二次函数图象与性质问题时两个注意点(1)抛物线的开口、对称轴位置、定义区间三者相互制约常见的题型中这三者有两定一不定,要注意分类讨论;(2)要注意数形结合思想的应用,尤其是给定区间上二次函数最值问题,先“定性”(作草图),再“定量”(看图求解),事半功倍.1.已知函数f (x )=ax 2-2ax +2+b (a ≠0),若f (x )在区间[2,3]上有最大值5,最小值2. (1)求a ,b 的值;(2)若b <1,g (x )=f (x )-m ·x 在[2,4]上单调,求m 的取值范围.(2016·聊城模拟)设二次函数f (x )=ax 2+bx (a ≠0)满足条件:①f (-1+x )=f (-1-x );②函数f (x )的图象与直线y =x 只有一个公共点.(1)求f (x )的解析式;(2)若不等式πf (x )>⎝⎛⎭⎫1π2-tx在t ∈[-2,2]时恒成立,求实数x 的取值范围.不等式恒成立的求解方法由不等式恒成立求参数取值范围,常用分离参数法,转化为求函数最值问题,其依据是a ≥f (x )⇔a ≥f (x )max ,a ≤f (x )⇔a ≤f (x )min .2.设函数f (x )=ax 2-2x +2,对于满足1<x <4的一切x 值,都有f (x )>0,求实数a 的取值范围.3.分类讨论思想在二次函数最值中的应用【典例】已知f(x)=ax2-2x(0≤x≤1),求f(x)的最小值.[思路分析]参数a的值确定f(x)图象的形状;a≠0时,函数f(x)的图象为抛物线,还要考虑开口方向和对称轴位臵.[思想点评](1)本题在求二次函数最值时,用到了分类讨论思想,求解中既对系数a的符号进行了讨论,又对对称轴进行讨论.在分类讨论时要遵循分类的原则:一是分类的标准要一致,二是分类时要做到不重不漏,三是能不分类的要尽量避免分类,绝不无原则的分类讨论.(2)在有关二次函数最值的求解中,若轴定区间动,仍应对区间进行分类讨论.[跟踪练习]设函数y=x2-2x,x∈[-2,a],若函数的最小值为g(x),求g(x).A组考点能力演练1.当ab>0时,函数y=ax2与f(x)=ax+b在同一坐标系中的图象可能是下列图象中的()2.(2015·芜湖质检)已知函数f(x)=x2+x+c.若f(0)>0,f(p)<0,则必有()A.f(p+1)>0B.f(p+1)<0C.f(p+1)=0D.f(p+1)的符号不能确定3.若幂函数y =(m 2-3m +3)·xm 2-m -2的图象不过原点,则m 的取值是( ) A .-1≤m ≤2 B .m =1或m =2 C .m =2D .m =14.若函数y =x 2-3x -4的定义域为[0,m ],值域为⎣⎡⎦⎤-254,-4,则m 的取值范围是( ) A .[0,4] B.⎣⎡⎦⎤32,4 C.⎣⎡⎭⎫32,+∞ D.⎣⎡⎦⎤32,35.(2015·沧州质检)如果函数f (x )=x 2+bx +c 对任意的x 都有f (x +1)=f (-x ),那么( ) A .f (-2)<f (0)<f (2)B .f (0)<f (-2)<f (2) C .f (2)<f (0)<f (-2)D .f (0)<f (2)<f (-2)6.二次函数f (x )=x 2+(2-log 2m )x +m 是偶函数,则实数m =________. 7.已知幂函数f (x )=x -12,若f (a +1)<f (10-2a ),则a 的取值范围是________.8.(2015·济南二模)已知函数f (x )=x 2-2x ,x ∈[a ,b ]的值域为[-1,3],则b -a 的取值范围是________.9.已知函数f (x )=ax 2+bx +1(a ,b 为实数,a ≠0,x ∈R ).(1)若函数f (x )的图象过点(-2,1),且方程f (x )=0有且只有一个根,求f (x )的表达式; (2)在(1)的条件下,当x ∈[-1,2]时,g (x )=f (x )-kx 是单调函数,求实数k 的取值范围.10.已知函数f (x )=x 2-2ax +5(a >1).(1)若f (x )的定义域和值域均是[1,a ],求实数a 的值;(2)若f (x )在区间(-∞,2]上是减函数,且对任意的x 1,x 2∈[1,a +1],总有|f (x 1)-f (x 2)|≤4,求实数a 的取值范围.B组高考题型专练1.(2014·高考浙江卷)在同一直角坐标系中,函数f(x)=x a(x>0),g(x)=log a x的图象可能是()2.(2014·高考北京卷)加工爆米花时,爆开且不糊的粒数占加工总粒数的百分比称为“可食用率”.在特定条件下,可食用率p与加工时间t(单位:分钟)满足函数关系p=at2+bt +c(a,b,c是常数),如图记录了三次实验的数据.根据上述函数模型和实验数据,可以得到最佳加工时间为()A.3.50分钟B.3.75分钟C.4.00分钟D.4.25分钟3.(2013·高考辽宁卷)已知函数f(x)=x2-2(a+2)x+a2,g(x)=-x2+2(a-2)x-a2+8.设H1(x)=max{f(x),g(x)},H2(x)=min{f(x),g(x)}(max{p,q}表示p,q中的较大值,min{p,q}表示p,q中的较小值).记H1(x)的最小值为A,H2(x)的最大值为B,则A-B=() A.a2-2a-16 B.a2+2a-16C.-16 D.164.(2015·高考福建卷)若a,b是函数f(x)=x2-px+q(p>0,q>0)的两个不同的零点,且a,b,-2这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则p+q的值等于________.1.解析:因为函数f (x )=k ·x α是幂函数,所以k =1,又函数f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫12,22,所以⎝⎛⎭⎫12α=22,解得α=12,则k +α=32. 答案:C2.解析:设二次函数的解析式为f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),由题图得:a <0,b <0,c >0.选C.答案:C3.解析:由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a >0,4ac -164a=0,⇒⎩⎪⎨⎪⎧a >0,ac -4=0.答案:a >0,ac =44.解:因为函数f (x )=4x 2-mx +5的单调递增区间为⎣⎡⎭⎫m 8,+∞,所以m8≤2,即m ≤16. 答案:(-∞,16]1.解析:设f (x )=x a ,又f (4)=3f (2),∴4a =3×2a ,解得a =log 23,∴f ⎝⎛⎭⎫12=⎝⎛⎭⎫12log 23=13. 答案:A2.解析:幂函数a =2,b =12,c =-13,d =-1的图象,正好和题目所给的形式相符合,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.答案:B3.解析:不等式(a +1)-13<(3-2a )-13等价于a +1>3-2a >0或3-2a <a +1<0或a +1<0<3-2a .解得a <-1或23<a <32.答案:(-∞,-1)∪⎝⎛⎭⎫23,32[解析] 由题图可知,对应的两条曲线关于y 轴对称,AE ∥x 轴,AB =4cm ,最低点C 在x 轴上,高CH =1cm ,BD =2cm ,所以点C 的纵坐标为0,横坐标的绝对值为42+22=3,即C (-3,0),因为点F 与点C 关于y 轴对称,所以F (3,0),因为点F 是右轮廓线DFE 所在的二次函数图象的顶点,所以设该二次函数为y =a (x -3)2(a >0),将点D (1,1)代入得,a =14,即y =14(x -3)2,故选D. [答案] D(2)[解析] 函数f (x )=4x 2-mx +5的增区间为⎣⎡⎭⎫m 8,+∞,由已知可得m8≤-2⇒m ≤-16,所以f (1)=4×12-m ×1+5=9-m ≥25.[答案] A1.解:(1)f (x )=ax 2-2ax +2+b =a (x -1)2+2+b -a ,若a >0,则f (x )在区间[2,3]上是增函数.则有⎩⎪⎨⎪⎧ f (2)=2+b =2,f (3)=3a +2+b =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧b =0,a =1.若a <0,则f (x )在区间[2,3]上是减函数,则有⎩⎪⎨⎪⎧f (2)=2+b =5,f (3)=3a +2+b =2,解得⎩⎪⎨⎪⎧b =3,a =-1.综上可知,a =1,b =0或a =-1,b =3. (2)由b <1知,a =1,b =0,则f (x )=x 2-2x +2, 所以g (x )=x 2-(m +2)x +2.因为g (x )在区间[2,4]上是单调函数,所以 m +22≥4或m +22≤2, 解得m ≥6或m ≤2.[解] (1)∵由①知f (x )=ax 2+bx (a ≠0)的对称轴是直线x =-1,∴b =2a .∵函数f (x )的图象与直线y =x 只有一个公共点,∴方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =ax 2+bx ,y =x 有且只有一个解,即ax 2+(b -1)x =0有两个相同的实根,∴Δ=(b -1)2=0,即b =1,∴a =12.∴f (x )=12x 2+x .(2)∵π>1,∴πf (x )>⎝⎛⎭⎫1π2-tx 等价于f (x )>tx -2,即12x 2+x >tx -2在t ∈[-2,2]时恒成立⇔函数g (t )=xt -⎝⎛⎭⎫12x 2+x +2<0在t ∈[-2,2]时恒成立, ∴⎩⎪⎨⎪⎧ g (2)<0,g (-2)<0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x +4>0,x 2+6x +4>0,解得x <-3-5或x >-3+5,故实数x 的取值范围是(-∞,-3-5)∪(-3+5,+∞).2.解:由f (x )>0,即ax 2-2x +2>0,x ∈(1,4), 得a >-2x 2+2x在(1,4)上恒成立.令g (x )=-2x 2+2x=-2⎝⎛⎭⎫1x -122+12, 1x ∈⎝⎛⎭⎫14,1,∴g (x )max =g (2)=12, 所以要使f (x )>0在(1,4)上恒成立,只要a >12即可. 【典例】[解] (1)当a =0时,f (x )=-2x 在[0,1]上递减,∴f (x )min =f (1)=-2.(2)当a >0时,f (x )=ax 2-2x 图象的开口方向向上,且对称轴为x =1a. ①当1a≤1,即a ≥1时,f (x )=ax 2-2x 图象的对称轴在[0,1]内, ∴f (x )在⎣⎡⎦⎤0,1a 上递减,在⎣⎡⎦⎤1a ,1上递增. ∴f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫1a =1a -2a =-1a. ②当1a>1,即0<a <1时,f (x )=ax 2-2x 图象的对称轴在[0,1]的右侧, ∴f (x )在[0,1]上递减.∴f (x )min =f (1)=a -2.(3)当a <0时,f (x )=ax 2-2x 的图象的开口方向向下,且对称轴x =1a<0,在y 轴的左侧, ∴f (x )=ax 2-2x 在[0,1]上递减.∴f (x )min =f (1)=a -2.综上所述,f (x )min =⎩⎪⎨⎪⎧ a -2, a <1,-1a,a ≥1. [跟踪练习] 解:∵函数y =x 2-2x =(x -1)2-1,∴对称轴为直线x =1,∵x =1不一定在区间[-2,a ]内,∴应进行讨论.当-2<a ≤1时,函数在[-2,a ]上单调递减,则当x =a 时,y 取得最小值,即y min =a 2-2a ;当a >1时,函数在[-2,1]上单调递减,在[1,a ]上单调递增,则当x =1时,y 取得最小值,即y min =-1.综上,g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a 2-2a ,-2<a ≤1,-1,a >1.A 组 考点能力演练1.解析:因为ab >0,所以,当a <0,b <0时,函数y =ax 2的图象开口向下,函数f (x )=ax +b 的图象在x ,y 轴上的截距均为负值,显然D 项满足条件;而当a >0,b >0时,函数y =ax 2的图象开口向上,函数f (x )=ax +b 的图象在x 轴上的截距为负值,在y 轴上的截距为正值,没有符合条件的选项,故选D.答案:D2.解析:函数f (x )=x 2+x +c 的图象的对称轴为直线x =-12,又∵f (0)>0,f (p )<0,∴-1<p <0,p +1>0,∴f (p +1)>0.答案:A3.解析:由幂函数性质可知m 2-3m +3=1,∴m =2或m =1.又幂函数图象不过原点,∴m 2-m -2≤0,即-1≤m ≤2,∴m =2或m =1.答案:B4.解析:二次函数图象的对称轴为x =32,且f ⎝⎛⎭⎫32=-254,f (3)=f (0)=-4,由图得m ∈⎣⎡⎦⎤32,3.答案:D5.解析:由f (1+x )=f (-x )知f (x )的图象关于直线x =12对称,又抛物线f (x )开口向上,∴f (0)<f (2)<f (-2).答案:D6.解析:利用偶函数性质求解.因为偶函数的图象关于y 轴对称,所以-2-log 2m 2=0,解得m =4.答案:47.解析:∵f (x )=x -12=1x(x >0),易知x ∈(0,+∞)时为减函数,又f (a +1)<f (10-2a ), ∴⎩⎪⎨⎪⎧ a +1>0,10-2a >0,a +1>10-2a ,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a >-1,a <5,a >3,∴3<a <5.答案:(3,5)8.解析:由题意知,f (x )=x 2-2x =(x -1)2-1,因为函数f (x )在[a ,b ]上的值域为[-1,3],所以当a =-1时,1≤b ≤3;当b =3时,-1≤a ≤1,所以b -a ∈[2,4].答案:[2,4]9.解:(1)因为f (-2)=1,即4a -2b +1=1,所以b =2a .因为方程f (x )=0有且只有一个根,所以Δ=b 2-4a =0.所以4a 2-4a =0,所以a =1,所以b =2.所以f (x )=(x +1)2.(2)g (x )=f (x )-kx =x 2+2x +1-kx =x 2-(k -2)x +1=⎝⎛⎭⎫x -k -222+1-(k -2)24. 由g (x )的图象知:要满足题意,则k -22≥2或k -22≤-1,即k ≥6或k ≤0,∴所求实数k 的取值范围为(-∞,0]∪[6,+∞).10.解:(1)∵f (x )=(x -a )2+5-a 2(a >1),∴f (x )在[1,a ]上是减函数.又定义域和值域均为[1,a ].∴⎩⎪⎨⎪⎧ f (1)=a ,f (a )=1,即⎩⎪⎨⎪⎧1-2a +5=a ,a 2-2a 2+5=1,解得a =2. (2)∵f (x )在区间(-∞,2]上是减函数,∴a ≥2.又x =a ∈[1,a +1],且(a +1)-a ≤a -1,∴f (x )max =f (1)=6-2a ,f (x )min =f (a )=5-a 2.∵对任意的x 1,x 2∈[1,a +1],总有|f (x 1)-f (x 2)|≤4,∴f (x )max -f (x )min ≤4,得-1≤a ≤3.又a ≥2,∴2≤a ≤3.故实数a 的取值范围是[2,3].B 组 高考题型专练1解析:函数y =x a (x ≥0)与y =log a x (x >0),选项A 中没有幂函数图象,不符合;对于选项B ,y =x a (x ≥0)中a >1,y =log a x (x >0)中0<a <1,不符合;对于选项C ,y =x a (x ≥0)中,0<a <1,y =log a x (x >0)中a >1,不符合,对于选项D ,y =x a (x ≥0)中0<a <1,y =log a x (x >0)中,0<a <1,符合,故选D.答案:D2.解析:由已知得⎩⎪⎨⎪⎧ 9a +3b +c =0.7,16a +4b +c =0.8,25a +5b +c =0.5,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =-0.2,b =1.5,c =-2,∴p =-0.2t 2+1.5t -2=-15⎝⎛⎭⎫t -1542+1316,∴当t =154=3.75时p 最大,即最佳加工时间为3.75分钟.故选B. 答案:B3.解析:f (x )=g (x ),即x 2-2(a +2)x +a 2=-x 2+(a -2)x -a 2+8,即x 2-2ax +a 2-4=0,解得x =a +2或x =a -2.f (x )与g (x )的图象如图.由图及H 1(x )的定义知H 1(x )的最小值是f (a +2),H 2(x )的最大值为g (a -2),A -B =f (a +2)-g (a -2)=(a +2)2-2(a +2)2+a 2+(a -2)2-2(a -2)2+a 2-8=-16.答案:C4.解析:依题意有a ,b 是方程x 2-px +q =0的两根,则a +b =p ,ab =q ,由p >0,q >0可知a >0,b >0.由题意可知ab =(-2)2=4=q ,a -2=2b 或b -2=2a ,将a -2=2b 代入ab =4可解得a =4,b =1,此时a +b =5,将b -2=2a 代入ab =4可解得a =1,b =4,此时a +b =5,则p =5,故p +q =9.答案:9。

2023年高考数学一轮复习第二章函数5二次函数与幂函数练习含解析

2023年高考数学一轮复习第二章函数5二次函数与幂函数练习含解析

二次函数与幂函数考试要求 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).知识梳理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为常数.(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 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫4ac -b 24a ,+∞ ⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,4ac -b 24a 对称轴 x =-b2a顶点 坐标 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a ,4ac -b 24a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⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-b 2a 上单调递减; 在⎣⎢⎡⎭⎪⎫-b2a ,+∞上单调递增在⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-b 2a 上单调递增;在⎣⎢⎡⎭⎪⎫-b2a ,+∞上单调递减思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数y =1212x 是幂函数.( × )(2)若幂函数y =x α是偶函数,则α为偶数.( × )(3)二次函数y =ax 2+bx +c 的图象恒在x 轴下方,则a <0且Δ<0.( √ )(4)若二次函数y =ax 2+bx +c 的两个零点确定,则二次函数的解析式确定.( × ) 教材改编题1.已知幂函数y =f (x )的图象过点(2,2),则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14等于( ) A .-12B.12 C .±12D.22答案 B解析 设f (x )=x α, ∴2α=2,α=12,∴f (x )=12x ,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=12.2.若函数f (x )=4x 2-kx -8在[5,20]上单调,则实数k 的取值范围为________. 答案 (-∞,40]∪[160,+∞)解析 依题意知,k 8≥20或k8≤5,解得k ≥160或k ≤40.3.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________. 答案 f (x )=x 2-4x解析 因为y =f (x )在x =2处取得最小值-4, 所以可设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=x 2-4x .题型一 幂函数的图象与性质例1 (1)若幂函数y =x -1,y =x m 与y =x n在第一象限内的图象如图所示,则m 与n 的取值情况为( )A .-1<m <0<n <1B .-1<n <0<m <12C .-1<m <0<n <12D .-1<n <0<m <1 答案 D解析 幂函数y =x α,当α>0时,y =x α在(0,+∞)上单调递增,且0<α<1时,图象上凸, ∴0<m <1.当α<0时,y =x α在(0,+∞)上单调递减. 不妨令x =2,由图象得2-1<2n,则-1<n <0. 综上可知,-1<n <0<m <1.(2)(2022·长沙质检)幂函数f (x )=(m 2-3m +3)x m的图象关于y 轴对称,则实数m =________. 答案 2解析 由幂函数定义,知m 2-3m +3=1, 解得m =1或m =2,当m =1时,f (x )=x 的图象不关于y 轴对称,舍去, 当m =2时,f (x )=x 2的图象关于y 轴对称, 因此m =2. 教师备选1.若幂函数f (x )=()12255a a a x ---在(0,+∞)上单调递增,则a 等于( )A .1B .6C .2D .-1 答案 D解析 因为函数f (x )=()12255a a a x---是幂函数,所以a 2-5a -5=1,解得a =-1或a =6. 当a =-1时,f (x )=12x 在(0,+∞)上单调递增;当a =6时,f (x )=x -3在(0,+∞)上单调递减,所以a =-1.2.若f (x )=12x ,则不等式f (x )>f (8x -16)的解集是( )A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫2,167B .(0,2] C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,167 D .[2,+∞)答案 A解析 因为函数f (x )=12x 在定义域[0,+∞)内为增函数,且f (x )>f (8x -16),所以⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,8x -16≥0,x >8x -16,即2≤x <167,所以不等式的解集为⎣⎢⎡⎭⎪⎫2,167.思维升华 (1)对于幂函数图象的掌握只要抓住在第一象限内三条线分第一象限为六个区域,即x =1,y =1,y =x 所分区域.根据α<0,0<α<1,α=1,α>1的取值确定位置后,其余象限部分由奇偶性决定.(2)在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较.跟踪训练1 (1)(2022·宝鸡检测)已知a =432,b =233,c =1225,则( ) A .b <a <c B .a <b <c C .b <c <a D .c <a <b答案 A解析 由题意得b =233<234=432=a ,a =432=234<4<5=1225=c ,所以b <a <c .(2)已知幂函数y =p qx (p ,q ∈Z 且p ,q 互质)的图象关于y 轴对称,如图所示,则( )A .p ,q 均为奇数,且p q>0 B .q 为偶数,p 为奇数,且p q <0 C .q 为奇数,p 为偶数,且p q >0 D .q 为奇数,p 为偶数,且p q<0 答案 D解析 因为函数y =p q x 的图象关于y 轴对称,于是函数y =p qx 为偶函数,即p 为偶数, 又函数y =p qx 的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),且在(0,+∞)上单调递减,则有p q<0, 又因为p ,q 互质,则q 为奇数,所以只有选项D 正确. 题型二 二次函数的解析式例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,试确定该二次函数的解析式.解 方法一 (利用“一般式”解题) 设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0).由题意得⎩⎪⎨⎪⎧4a +2b +c =-1,a -b +c =-1,4ac -b 24a =8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-4,b =4,c =7.所以所求二次函数的解析式为f (x )=-4x 2+4x +7.方法二 (利用“顶点式”解题) 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x =2+-12=12, 所以m =12.又根据题意,函数有最大值8,所以n =8,所以f (x )=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+8.因为f (2)=-1,所以a ⎝ ⎛⎭⎪⎫2-122+8=-1,解得a =-4,所以f (x )=-4⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+8=-4x 2+4x +7.方法三 (利用“零点式”解题)由已知f (x )+1=0的两根为x 1=2,x 2=-1, 故可设f (x )+1=a (x -2)(x +1)(a ≠0), 即f (x )=ax 2-ax -2a -1. 又函数有最大值8, 即4a-2a -1--a24a=8.解得a =-4或a =0(舍去).故所求函数的解析式为f (x )=-4x 2+4x +7. 教师备选若函数f (x )=(x +a )(bx +2a )(a ,b ∈R )满足条件f (-x )=f (x ),定义域为R ,值域为(-∞,4],则函数解析式f (x )=________. 答案 -2x 2+4解析 f (x )=(x +a )(bx +2a ) =bx 2+(2a +ab )x +2a 2.∵f (-x )=f (x ), ∴2a +ab =0, ∴f (x )=bx 2+2a 2.∵f (x )的定义域为R ,值域为(-∞,4], ∴b <0,且2a 2=4,∴b =-2,∴f (x )=-2x 2+4.思维升华 求二次函数解析式的三个策略:(1)已知三个点的坐标,宜选用一般式;(2)已知顶点坐标、对称轴、最大(小)值等,宜选用顶点式;(3)已知图象与x 轴的两交点的坐标,宜选用零点式.跟踪训练2 (1)已知f (x )为二次函数,且f (x )=x 2+f ′(x )-1,则f (x )等于( ) A .x 2-2x +1 B .x 2+2x +1 C .2x 2-2x +1 D .2x 2+2x -1答案 B解析 设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), 则f ′(x )=2ax +b , 由f (x )=x 2+f ′(x )-1可得ax 2+bx +c =x 2+2ax +(b -1), 所以⎩⎪⎨⎪⎧ a =1,b =2a ,c =b -1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =2,c =1,因此,f (x )=x 2+2x +1.(2)已知二次函数f (x )的图象经过点(4,3),且图象被x 轴截得的线段长为2,并且对任意x ∈R ,都有f (2-x )=f (2+x ),则f (x )的解析式为________.答案 f (x )=x 2-4x +3解析 ∵f (2+x )=f (2-x )对任意x ∈R 恒成立, ∴f (x )图象的对称轴为直线x =2, 又∵f (x )的图象被x 轴截得的线段长为2, ∴f (x )=0的两根为1和3,设f (x )的解析式为f (x )=a (x -1)(x -3)(a ≠0), ∵f (x )的图象过点(4,3), ∴3a =3,∴a =1,∴所求函数的解析式为f (x )=(x -1)(x -3), 即f (x )=x 2-4x +3.题型三 二次函数的图象与性质 命题点1 二次函数的图象例3 设abc >0,二次函数f (x )=ax 2+bx +c 的图象可能是( )答案 D解析 因为abc >0,二次函数f (x )=ax 2+bx +c ,那么可知, 在A 中,a <0,b <0,c <0,不符合题意; B 中,a <0,b >0,c >0,不符合题意; C 中,a >0,c <0,b >0,不符合题意,故选D. 命题点2 二次函数的单调性与最值 例4 已知函数f (x )=x 2-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 )=x 2-tx -1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -t 22-1-t 24.(1)依题意,-1<t2<2,解得-2<t <4,∴实数t 的取值范围是(-2,4).(2)①当t2≥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<t2<2,即-2<t <4时,f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2=-1-t 24.③当t2≤-1,即t ≤-2时,f (x )在[-1,2]上单调递增,∴f (x )min =f (-1)=t .综上有g (t )=⎩⎪⎨⎪⎧t ,t ≤-2,-1-t24,-2<t <4,3-2t ,t ≥4.延伸探究 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 (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 ,综上有G (t )=⎩⎪⎨⎪⎧t ,t ≥1,3-2t ,t <1.教师备选1.(多选)如图,抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)与x 轴交于点A (-1,0),顶点坐标为(1,n ),与y 轴的交点在(0,2),(0,3)之间(包含端点),则下列结论正确的是( )A .当x >3时,y <0B .4a +2b +c =0C .-1≤a ≤-23D .3a +b >0答案 AC解析 依题意知,抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)与x 轴交于点A (-1,0),顶点坐标为(1,n ), ∴函数与x 轴的另一交点为(3,0), ∴当x >3时,y <0,故A 正确;当x =2时,y =4a +2b +c >0,故B 错误;∵抛物线y =ax 2+bx +c 与x 轴交于点A (-1,0),且a <0,∴a -b +c =0,∵b =-2a ,∴a +2a +c =0, ∴3a +b <0,c =-3a , ∵2≤c ≤3,∴2≤-3a ≤3, ∴-1≤a ≤-23,故C 正确,D 错误.2.(2022·沈阳模拟)已知f (x )=ax 2-2x +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 ). 解 (1)当a =0时,f (x )=-2x +1单调递减; 当a >0时,f (x )的对称轴为x =1a ,且1a>0,∴1a≥1,即0<a ≤1;当a <0时,f (x )的对称轴为x =1a 且1a<0,∴a <0符合题意. 综上有,a ≤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 )=ax 2-2x +1的图象开口方向向上,且对称轴为x =1a.(ⅰ)当1a<1,即a >1时,f (x )=ax 2-2x +1图象的对称轴在[0,1]内,∴f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,1a 上单调递减,在⎣⎢⎡⎦⎥⎤1a ,1上单调递增.∴f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =1a -2a+1=-1a +1.(ⅱ)当1a≥1,即0<a ≤1时,f (x )在[0,1]上单调递减.∴f (x )min =f (1)=a -1.③当a <0时,f (x )=ax 2-2x +1的图象的开口方向向下,且对称轴x =1a<0,在y 轴的左侧,∴f (x )=ax 2-2x +1在[0,1]上单调递减. ∴f (x )min =f (1)=a -1.综上所述,g (a )=⎩⎪⎨⎪⎧a -1,a ≤1,-1a+1,a >1.思维升华 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,不论哪种类型,解题的关键都是对称轴与区间的位置关系,当含有参数时,要依据对称轴与区间的位置关系进行分类讨论.跟踪训练3 (1)若函数f (x )=x 2+a |x |+2,x ∈R 在区间[3,+∞)和[-2,-1]上均单调递增,则实数a 的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-113,-3B .[-6,-4]C .[-3,-22]D .[-4,-3]答案 B解析 ∵f (x )为偶函数,∴f (x )在[1,2]上单调递减,在[3,+∞)上单调递增, 当x >0时,f (x )=x 2+ax +2, 对称轴为x =-a 2,∴2≤-a2≤3,解得-6≤a ≤-4.(2)(2022·抚顺模拟)已知函数f (x )=-x 2+2x +5在区间[0,m ]上有最大值6,最小值5,则实数m 的取值范围是________. 答案 [1,2]解析 由题意知,f (x )=-(x -1)2+6, 则f (0)=f (2)=5=f (x )min ,f (1)=6=f (x )max ,函数f (x )的图象如图所示,则1≤m ≤2.课时精练1.若二次函数g (x )满足g (1)=1,g (-1)=5,且图象过原点,则g (x )的解析式为( ) A .g (x )=2x 2-3x B .g (x )=3x 2-2x C .g (x )=3x 2+2x D .g (x )=-3x 2-2x 答案 B解析 二次函数g (x )满足g (1)=1,g (-1)=5,且图象过原点, 设二次函数为g (x )=ax 2+bx ,可得⎩⎪⎨⎪⎧a +b =1,a -b =5,解得a =3,b =-2,所求的二次函数为g (x )=3x 2-2x .2.(2022·延吉检测)若函数y =()222433m m m m x +--+为幂函数,且在(0,+∞)上单调递减,则实数m 的值为( ) A .0B .1或2C .1D .2 答案 C解析 由于函数y =()222433mm m m x +--+为幂函数,所以m 2-3m +3=1,解得m =1或m =2,当m =1时,y =x -1=1x,在(0,+∞)上单调递减,符合题意.当m =2时,y =x 4,在(0,+∞)上单调递增,不符合题意.3.(2022·长沙模拟)已知函数f (x )=x 2-2mx -m +2的值域为[0,+∞),则实数m 的值为( ) A .-2或1 B .-2 C .1 D .1或2答案 A解析 因为f (x )=x 2-2mx -m +2=(x -m )2-m 2-m +2≥-m 2-m +2,且函数f (x )=x 2-2mx -m +2的值域为[0,+∞),所以-m 2-m +2=0,解得m =-2或m =1.4.如图是二次函数y =ax 2+bx +c 图象的一部分,图象过点A (-3,0),对称轴为直线x =-1.下面四个结论中正确的是( )A .b 2<4ac B .2a -b =1 C .a -b +c =0 D .5a <b答案 D解析 因为二次函数y =ax 2+bx +c 的图象过点A (-3,0),对称轴为直线x =-1,所以⎩⎪⎨⎪⎧-b 2a=-1,9a -3b +c =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧b =2a ,c =-3a ,因为二次函数的图象开口方向向下,所以a <0,对于A ,因为二次函数的图象与x 轴有两个交点,所以b 2-4ac =4a 2+12a 2=16a 2>0, 所以b 2>4ac ,故选项A 不正确; 对于B ,因为b =2a ,所以2a -b =0,故选项B 不正确;对于C ,因为a -b +c =a -2a -3a =-4a >0, 故选项C 不正确; 对于D ,因为a <0,所以5a <2a =b ,故选项D 正确.5.(多选)(2022·宜昌质检)已知函数f (x )=x 2-2x +a 有两个零点x 1,x 2,以下结论正确的是( ) A .a <1B .若x 1x 2≠0,则1x 1+1x 2=2aC .f (-1)=f (3)D .函数y =f (|x |)有四个零点 答案 ABC解析 二次函数对应二次方程根的判别式Δ=(-2)2-4a =4-4a >0,a <1,故A 正确; 由根与系数的关系得,x 1+x 2=2,x 1x 2=a ,1x 1+1x 2=x 1+x 2x 1x 2=2a,故B 正确;因为f (x )的对称轴为x =1,点(-1,f (-1)),(3,f (3))关于对称轴对称,故C 正确; 当a <0时,y =f (|x |)只有两个零点,故D 不正确. 6.(多选)已知幂函数f (x )=()2231m m m m x +---,对任意x 1,x 2∈(0,+∞),且x 1≠x 2,都满足f x 1-f x 2x 1-x 2>0,若a ,b ∈R 且f (a )+f (b )<0,则下列结论可能成立的有( )A .a +b >0且ab <0B .a +b <0且ab <0C .a +b <0且ab >0D .以上都可能 答案 BC解析 因为f (x )=()2231m m m m x +---为幂函数,所以m 2-m -1=1, 解得m =2或m =-1.依题意f (x )在(0,+∞)上单调递增, 所以m =2,此时f (x )=x 3,因为f (-x )=(-x )3=-x 3=-f (x ), 所以f (x )=x 3为奇函数. 因为a ,b ∈R 且f (a )+f (b )<0, 所以f (a )<f (-b ). 因为y =f (x )为增函数, 所以a <-b ,所以a +b <0.7.(2022·张家口检测)已知幂函数f (x )=mx n+k 的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫116,14,则m -2n +3k =________. 答案 0解析 因为f (x )是幂函数, 所以m =1,k =0,又f (x )的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫116,14, 所以⎝ ⎛⎭⎪⎫116n =14,解得n =12,所以m -2n +3k =0.8.(2022·江苏海安高级中学模拟)函数f (x )=x 2-4x +2在区间[a ,b ]上的值域为[-2,2],则b -a 的取值范围是________. 答案 [2,4]解析 解方程f (x )=x 2-4x +2=2, 解得x =0或x =4,解方程f (x )=x 2-4x +2=-2,解得x =2, 由于函数f (x )在区间[a ,b ]上的值域为[-2,2]. 若函数f (x )在区间[a ,b ]上单调, 则[a ,b ]=[0,2]或[a ,b ]=[2,4], 此时b -a 取得最小值2;若函数f (x )在区间[a ,b ]上不单调,且当b -a 取最大值时,[a ,b ]=[0,4],所以b -a 的最大值为4.所以b -a 的取值范围是[2,4].9.已知二次函数f (x )=ax 2+(b -2)x +3,且-1,3是函数f (x )的零点. (1)求f (x )的解析式,并解不等式f (x )≤3; (2)若g (x )=f (sin x ),求函数g (x )的值域.解 (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧-1+3=-b -2a,-1×3=3a,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =4,∴f (x )=-x 2+2x +3,∴当-x 2+2x +3≤3时,即x 2-2x ≥0, 解得x ≥2或x ≤0,∴不等式的解集为(-∞,0]∪[2,+∞). (2)令t =sin x ,则g (t )=-t 2+2t +3=-(t -1)2+4,t ∈[-1,1], 当t =-1时,g (t )有最小值0, 当t =1时,g (t )有最大值4, 故g (t )∈[0,4]. 所以g (x )的值域为[0,4].10.(2022·烟台模拟)已知二次函数f (x )=ax 2+bx +c ,且满足f (0)=2,f (x +1)-f (x )=2x +1.(1)求函数f (x )的解析式;(2)当x ∈[t ,t +2](t ∈R )时,求函数f (x )的最小值g (t )(用t 表示).解 (1)因为二次函数f (x )=ax 2+bx +c 满足f (0)=2,f (x +1)-f (x )=2x +1,所以⎩⎪⎨⎪⎧c =2,a x +12+b x +1+c -ax 2+bx +c =2x +1,即⎩⎪⎨⎪⎧c =2,2ax +b +a =2x +1,所以⎩⎪⎨⎪⎧ c =2,2a =2,b +a =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧c =2,a =1,b =0,因此f (x )=x 2+2.(2)因为f (x )=x 2+2是图象的对称轴为直线x =0,且开口向上的二次函数, 当t ≥0时,f (x )=x 2+2在x ∈[t ,t +2]上单调递增, 则f (x )min =f (t )=t 2+2; 当t +2≤0,即t ≤-2时,f (x )=x 2+2在x ∈[t ,t +2]上单调递减,则f (x )min =f (t +2)=(t +2)2+2=t 2+4t +6; 当t <0<t +2,即-2<t <0时,f (x )min =f (0)=2,综上g (t )=⎩⎪⎨⎪⎧t 2+2,t ≥0,2,-2<t <0,t 2+4t +6,t ≤-2.11.(2022·福州模拟)已知函数f (x )=2x 2-mx -3m ,则“m >2”是“f (x )<0对x ∈[1,3]恒成立”的( ) A .充分不必要条件 B .充要条件 C .必要不充分条件 D .既不充分也不必要条件 答案 C解析 若f (x )<0对x ∈[1,3]恒成立,则⎩⎪⎨⎪⎧f 1=2-4m <0,f3=18-6m <0,解得m >3,{m |m >3}是{m |m >2}的真子集,所以“m >2”是“f (x )<0对x ∈[1,3]恒成立”的必要不充分条件.12.幂函数y =x α,当α取不同的正数时,在区间[0,1]上它们的图象是一组美丽的曲线(如图),设点A (1,0),B (0,1),连接AB ,线段AB 恰好被其中的两个幂函数y =x a,y =x b的图象三等分,即有BM =MN =NA ,那么a -1b等于( )A .0B .1C.12D .2答案 A解析 由BM =MN =NA ,点A (1,0),B (0,1),∴M ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,23,N ⎝ ⎛⎭⎪⎫23,13, 将两点坐标分别代入y =x a,y =x b, 得a =132log 3,b =231log 3, ∴a -1b=132log 3-2311log 3=0.13.(多选)关于x 的方程(x 2-2x )2-2(2x -x 2)+k =0,下列命题正确的有( ) A .存在实数k ,使得方程无实根B .存在实数k ,使得方程恰有2个不同的实根C .存在实数k ,使得方程恰有3个不同的实根D .存在实数k ,使得方程恰有4个不同的实根 答案 AB解析 设t =x 2-2x ,方程化为关于t 的二次方程t 2+2t +k =0.(*)当k >1时,方程(*)无实根,故原方程无实根;当k =1时,可得t =-1,则x 2-2x =-1,原方程有两个相等的实根x =1; 当k <1时,方程(*)有两个实根t 1,t 2(t 1<t 2), 由t 1+t 2=-2可知,t 1<-1,t 2>-1. 因为t =x 2-2x =(x -1)2-1≥-1,所以x 2-2x =t 1无实根,x 2-2x =t 2有两个不同的实根. 综上可知,A ,B 项正确,C ,D 项错误.14.设关于x 的方程x 2-2mx +2-m =0()m ∈R 的两个实数根分别是α,β,则α2+β2+5的最小值为________. 答案 7解析 由题意有⎩⎪⎨⎪⎧α+β=2m ,αβ=2-m ,且Δ=4m 2-4(2-m )≥0, 解得m ≤-2或m ≥1,α2+β2+5=(α+β)2-2αβ+5=4m 2+2m +1,令f (m )=4m 2+2m +1,而f (m )图象的对称轴为m =-14,且m ≤-2或m ≥1, 所以f (m )min =f (1)=7.15.(2022·台州模拟)已知函数f (x )=(x 2-2x -3)(x 2+ax +b )是偶函数,则f (x )的值域是________. 答案 [-16,+∞)解析 因为f (x )=(x 2-2x -3)(x 2+ax +b ) =(x -3)(x +1)(x 2+ax +b )是偶函数, 所以有⎩⎪⎨⎪⎧f -3=f 3=0,f1=f -1=0,代入得⎩⎪⎨⎪⎧9-3a +b =0,1+a +b =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =-3.所以f (x )=(x 2-2x -3)(x 2+2x -3)=(x 2-3)2-4x 2=x 4-10x 2+9 =(x 2-5)2-16≥-16.16.已知a ,b 是常数且a ≠0,f (x )=ax 2+bx 且f (2)=0,且使方程f (x )=x 有等根. (1)求f (x )的解析式;(2)是否存在实数m ,n (m <n ),使得f (x )的定义域和值域分别为[m ,n ]和[2m,2n ]? 解 (1)由f (x )=ax 2+bx ,且f (2)=0, 则4a +2b =0,又方程f (x )=x ,即ax 2+(b -1)x =0有等根, 得b =1,从而a =-12,所以f (x )=-12x 2+x .(2)假定存在符合条件的m ,n ,由(1)知f (x )=-12x 2+x =-12(x -1)2+12≤12,则有2n ≤12,即n ≤14.又f (x )图象的对称轴为直线x =1, 则f (x )在[m ,n ]上单调递增,于是得⎩⎪⎨⎪⎧m <n ≤14,f m =2m ,f n =2n ,即⎩⎪⎨⎪⎧m <n ≤14,-12m 2+m =2m ,-12n 2+n =2n ,解方程组得m =-2,n =0,所以存在m =-2,n =0,使函数f (x )在[-2,0]上的值域为[-4,0].。

高考数学复习、高中数学 幂函数与二次函数附答案解析

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第4节 幂函数与二次函数课标要求1.掌握二次函数的图象与性质,会求二次函数的最值(值域)、单调区间. 2.了解幂函数的概念.3.结合函数y =x ,y =x 2,y =x 3,y =1x,y =x 12 的图象,了解它们的变化情况.知识衍化体验知识梳理1.幂函数一般地,形如_________的函数叫做幂函数,其中x 是自变量,α是常数. 2.五个常用幂函数的图象与性质R R R {x |x ≥0} {x |x ≠0} (1)一般式:f (x )=_________. (2)顶点式:f (x )=_________. (3)零点式:f (x )=_________. 4.二次函数的图象与性质RR[1.二次函数的单调性、最值与抛物线的开口方向和对称轴及给定区间的范围有关. 2.若f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则当a >0且△<0时恒有f (x )>0,当a <0且△<0时恒有f (x )<0.基础自测疑误辨析1.判断下列结论的正误(在括号内打“√”或“×”).(1)函数y =2x 12是幂函数.( )(2) 当n >0时,幂函数y =x n 在(0,+∞)上是增函数.( ) (3) 二次函数y =ax 2+bx +c ,x ∈R ,不可能是偶函数.( ) (4)二次函数y =ax 2+bx +c ,x ∈[m ,n ]的最值一定是4ac -b 24a.( ) 教材衍化2.已知幂函数y =f (x )的图象过点(2,2),则函数的解析式为____________.3.若函数f (x )=4x 2-kx -8在[-1,2]上是单调函数,则实数k 的取值范围是__________. 考题体验 4.若a =2-32,b =⎝⎛⎭⎫253,c =⎝⎛⎭⎫123,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a <b <c B .c <a <b C .b <c <a D .b <a <c5.若存在非零的实数a ,使得f (x )=f (a -x )对定义域上任意的x 恒成立,则函数f (x )可能是( )A .f (x )=x 2-2x +1B .f (x )=x 2-1C .f (x )=2xD .f (x )=2x +16.已知幂函数f (x )=(m 2-4m +4)·x m 2-6m +8在(0,+∞)上是增函数,则m 的值为________.考点聚焦突破考点一 幂函数的图象和性质【例1】(1)幂函数y =f (x )的图象过点(4,2),则幂函数y =f (x )的图象是( )(2)已知幂函数f (x )满足f (8)=4,则f (12)__________f (-13) (填>,=或<).规律方法 1.幂函数的形式是y =x α(α∈R ),其中只有一个参数α,因此只需一个条件即可确定其解析式.2.判断幂函数y =x α(α∈R )的奇偶性时,当α是分数时,一般将其先化为根式,再判断. 3.若幂函数y =x α在(0,+∞)上单调递增,则α>0,若在(0,+∞)上单调递减,则α<0.【训练1】(1)已知点(a ,12)在幂函数f (x )=(a -1)x b 的图像上,则函数f (x )是( )A .奇函数B .偶函数C .定义域内的减函数D .定义域内的增函数(2)已知α∈{-2,-1,-12,12,1,2,3}.若幂函数f (x )=x α为奇函数,且在(0,+∞)上单调递减,则α=__________.考点二 求二次函数的解析式【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,则此二次函数的解析式.规律方法 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确定二次函数解析式,,方法如下:【训练2】已知二次函数f (x)的图像经过点(4,3),它在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)=__________.考点三二次函数的图象及应用【例3】(1)已知abc>0,则二次函数f(x)=ax2+bx+c的图象可能是()(2)设函数f (x)=x2+x+a(a>0),已知f (m)<0,则()A.f (m+1)≥0B.f (m+1)≤0C.f (m+1)>0D.f (m+1)<0规律方法1.研究二次函数图像应从“三点一线一开口”进行分析,“三点”中有一个是顶点,另两个是抛物线上关于对称轴对称的两个点,常取与x轴的交点;“一线”指的是对称轴这条线;“一开口”指的是抛物线的开口方向.2.求解与二次函数有关的不等式问题,可借助二次函数的图像特征,分析不等式成立的条件.【训练3】(2019·襄阳五中期中)已知a,b,c,d都是常数,a>b,c>d.若f(x)=2019-(x-a)(x-b)的零点为c,d,则下列不等式正确的是()A.a>c>b>d B.a>b>c>dC.c>d>a>b D.c>a>b>d考点四二次函数的性质角度1 二次函数的单调性与最值【例4-1】已知函数f(x)=x2+2ax+3,x∈[-4,6].(1)当a=-2时,求f(x)的最值;(2)求实数a的取值范围,使y=f(x)在区间[-4,6]上是单调函数.角度2 二次函数的恒成立问题【例4-2】设函数f(x)=mx2-mx-1,若对于任意x∈[1,3],f(x)<-m2+5恒成立,求实数m的取值范围.规律方法1.对于函数f(x)=ax2+bx+c,若是二次函数,就隐含a≠0,当题目未说明是二次函数时,就要分a=0和a≠0两种情况讨论.2.二次函数最值问题的解法:抓住“三点一轴”数形结合,三点是指区间两个端点和中点,一轴指的是对称轴,结合配方法,根据函数的单调性及分类讨论的思想即可完成.3.由不等式恒成立求参数的取值范围,一般的有两种思路:一是分离参数法;二是不分离参数.至于哪一种关键是看参数能否分离.两种思路的依据是a≥f(x)恒成立⇔a≥f(x)max,a ≤f(x)恒成立⇔a≤f(x)min.4.要注意数形结合思想的应用,尤其是给定区间上的二次函数最值问题,先“定性”(作草图),再“定量”(看图求解),事半功倍.【训练4】已知函数f(x)=ax2+bx+1(a,b∈R,x∈R).(1) 若函数f(x)的最小值为f(-1)=0,求f(x)的解析式,并写出单调区间;(2) 在(1)的条件下,f(x)>x+k在区间[-3,-1]上恒成立,试求k的取值范围.[思维升华]1.幂函数y=xα的性质和图像,由于α的取值不同而比较复杂,一般可从三个方面考查:(1)α的正负:α>0时图像经过(0,0)点和(1,1)点,在第一象限的部分“上升”;α<0时图像不过(0,0)点,经过(1,1)点,在第一象限的部分“下降”;(2)曲线在第一象限的凹凸性:α>1时曲线下凹,0<α<1时曲线上凸,α<0时曲线下凸;(3)函数的奇偶性:一般先将函数式化为正指数幂或根式形式,再根据函数定义域和奇偶性的定义判断其奇偶性.2.求二次函数的解析式就是确定函数式f (x)=ax2+bx+c(a≠0)中a,b,c的值,应根据题设条件选用适当的表达形式,用待定系数法确定相应字母的值.3.二次函数与一元二次不等式密切相关,借助二次函数的图像和性质,可直观地解决与不等式有关的问题.4.二次函数的单调性与对称轴紧密相连,二次函数的最值问题要根据其图像以及所给定区间与对称轴的关系确定.[易错防范]1.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;幂函数的图像最多只能同时出现在两个象限内;如果幂函数图像与坐标轴相交,则交点一定是原点.2.对于函数f (x)=ax2+bx+c,要认为它是二次函数,就必须满足a≠0,当题目中未说明a≠0时,就要讨论a=0和a≠0两种情况.第4节 幂函数与二次函数知识衍化体验 知识梳理 1.y =x α2.奇,偶,奇,非奇非偶,奇 3.(1)ax 2+bx +c (a ≠0). (2)a (x -h )2+k (a ≠0). (3)a (x -x 1)(x -x 2)(a ≠0). 基础自测1. (1)× (2)√ (3)× (4)×2. f (x )=x 123.k ≤-8或k ≥16. 4. C . 5. A . 6. 1. 考点聚焦突破 【例1】 (1) C (2)>(1)因为幂函数y =f (x )的图象过点(4,2),所以f (x )=x 12.故选C .(2)设f (x )=x α(α为常数),又f (8)=4,所以4=8α,所以α=23.于是f (x )=x 23 ,显然该函数是偶函数,且在区间(0,+∞)上是增函数,在(-∞,0)上是减函数.所以f (-13)=f (13)<f (12).【训练1】 (1) A (2)-1【例2】解 设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0).由题意得⎩⎪⎨⎪⎧4a +2b +c =-1,a -b +c =-1,4ac -b 24a =8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-4,b =4,c =7,所以所求二次函数的 式为f (x )=-4x 2+4x +7.【训练2】 x 2-4x +3. 【例3】(1)D (2)C (1) A 项,因为a <0,-b2a<0,所以b <0,又因为abc >0,所以c >0,而f (0)=c <0,故A 项错误;B 项,因为a <0,-b2a >0,所以b >0,又因为abc >0,所以c <0,而f (0)=c >0,故B 项错误;C 项,因为a >0,-b2a<0,所以b >0,又因为abc >0,所以c >0,而f (0)=c <0,。

高考数学总复习---《幂函数与二次函数》综合运用练习题(含答案解析)

高考数学总复习---《幂函数与二次函数》综合运用练习题(含答案解析)

高考数学总复习---《幂函数与二次函数》综合运用练习题(含答案解析)一、若关于x的不等式x2-4x-2-a>0在区间(1,4)内有解,则实数a的取值范围是( )A.(-∞,-2) B.(-2,+∞)C.(-6,+∞) D.(-∞,-6)A[不等式x2-4x-2-a>0在区间(1,4)内有解等价于a<(x2-4x-2)max,令f(x)=x2-4x-2,x∈(1,4),所以f(x)<f(4)=-2,所以a<-2.]二、如图是二次函数y=ax2+bx+c图像的一部分,图像过点A(-3,0),对称轴为x=-1.给出下面四个结论:①b2>4ac;②2a-b=1;③a-b+c=0;④5a<b.其中正确的是( )A.②④B.①④C.②③D.①③B[因为图像与x轴交于两点,所以b2-4ac>0,即b2>4ac,①正确;对称轴为x=-1,即-b2a=-1,2a-b=0,②错误;结合图像,当x=-1时,y>0,即a-b+c>0,③错误;由对称轴为x=-1知,b=2a.又函数图像开口向下,所以a <0,所以5a <2a ,即5a <b ,④正确.]三、已知y =f (x )是偶函数,当x >0时,f (x )=(x -1)2,若当x ∈[-2,-12]时,n ≤f (x )≤m 恒成立,则m -n 的最小值为________.1 [当x <0时,-x >0,f (x )=f (-x )=(x +1)2,因为x ∈[-2,-12],所以f (x )min =f (-1)=0,f (x )max =f (-2)=1,所以m ≥1,n ≤0,m -n ≥1.所以m -n 的最小值是1.]四、已知函数f (x )=x 2+(2a -1)x -3.(1)当a =2,x ∈[-2,3]时,求函数f (x )的值域;(2)若函数f (x )在[-1,3]上的最大值为1,求实数a 的值.[解] (1)当a =2时,f (x )=x 2+3x -3,x ∈[-2,3],对称轴为x =-32∈[-2,3], ∴f (x )min =f (-32)=94-92-3=-214, f (x )max =f (3)=15,∴函数f (x )的值域为[-214,15]. (2)∵函数f (x )的对称轴为x =-2a -12. ①当-2a -12≤1,即a ≥-12时,f (x )max =f (3)=6a +3,∴6a+3=1,即a=-13,满足题意;②当-2a-12>1,即a<-12时,f(x)max=f(-1)=-2a-1,∴-2a-1=1,即a=-1,满足题意.综上可知,a=-13或-1.五、设f(x)与g(x)是定义在同一区间[a,b]上的两个函数,若函数y=f(x)-g(x)在x∈[a,b]上有两个不同的零点,则称f(x)和g(x)在[a,b]上是“关联函数”,区间[a,b]称为“关联区间”.若f(x)=x2-3x+4与g(x)=2x+m在[0,3]上是“关联函数”,则m的取值范围为________.(-94,-2][由题意知,y=f(x)-g(x)=x2-5x+4-m在[0,3]上有两个不同的零点.在同一直角坐标系下作出函数y=m与y =x2-5x+4(x∈[0,3])的图像如图所示,结合图像可知,当x∈[2,3]时,y=x2-5x+4∈[-94,-2],故当m∈(-94,-2]时,函数y=m与y=x2-5x+4(x∈[0,3])的图像有两个交点.]六、是否存在实数a∈[-2,1],使函数f(x)=x2-2ax+a的定义域为[-1,1]时,值域为[-2,2]?若存在,求a的值;若不存在,请说明理由.[解]f(x)=(x-a)2+a-a2,当-2≤a<-1时,f(x)在[-1,1]上为增函数,∴由⎩⎪⎨⎪⎧f (-1)=-2,f (1)=2,得a =-1(舍去); 当-1≤a ≤0时,由⎩⎪⎨⎪⎧f (a )=-2,f (1)=2,得a =-1; 当0<a ≤1时,由⎩⎪⎨⎪⎧f (a )=-2,f (-1)=2,得a 不存在; 综上可得,存在实数a 满足题目条件,a =-1.七、选择题1.已知幂函数f (x )=(m 2-3m +3)x m +1为偶函数,则m =( )A .1B .2C .1或2D .3A [∵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.]2.已知幂函数f (x )的图像过点(2,14),则函数g (x )=f (x )+x 24的最小值为( ) A .1B .2C .4D .6A [设幂函数f (x )=x α.∵f (x )的图像过点(2,14),∴2α=14,解得α=-2. ∴函数f (x )=x -2,其中x ≠0.∴函数g(x)=f(x)+x24=x-2+x24=1x2+x24≥21x2·x24=1,当且仅当x=±2时,g(x)取得最小值1.]3.一次函数y=ax+b与二次函数y=ax2+bx+c在同一坐标系中的图像大致是( )A B C DC[若a>0,则一次函数y=ax+b为增函数,二次函数y=ax2+bx+c的图像开口向上,故可排除A;若a<0,一次函数y=ax+b为减函数,二次函数y=ax2+bx+c的图像开口向下,故可排除D;对于选项B,看直线可知a>0,b>0,从而-b2a<0,而二次函数的对称轴在y轴的右侧,故可排除B.故选C.]4.已知a,b,c∈R,函数f(x)=ax2+bx+c,若f(0)=f(4)>f(1),则( ) A.a>0,4a+b=0 B.a<0,4a+b=0C.a>0,2a+b=0 D.a<0,2a+b=0A[由f(0)=f(4),得f(x)=ax2+bx+c图像的对称轴为x=-b2a=2,∴4a+b=0,又f(0)>f(1),f(4)>f(1),∴f(x)先减后增,于是a>0,故选A.] 5.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<z<y B.y<x<zC.y<z<x D.z<y<xA[由函数y=0.3x在R上单调递减,可得y>z.由函数y=x0.3在(0,+∞)上单调递增,可得x<z.所以x<z<y.]八、填空题1.已知函数f(x)=x2+2ax+3,若y=f(x)在区间[-4,6]上是单调函数,则实数a的取值范围为________.(-∞,-6]∪[4,+∞)[由于函数f(x)的图像开口向上,对称轴是x=-a,所以要使f(x)在[-4,6]上是单调函数,应有-a≤-4或-a≥6,即a≤-6或a≥4.]2.已知二次函数y=f(x)的顶点坐标为(-32,49),且方程f(x)=0的两个实根之差等于7,则此二次函数的解析式是________.f(x)=-4x2-12x+40[设f(x)=a(x+32)2+49(a≠0),方程a(x+32)2+49=0的两个实根分别为x1,x2,则|x1-x2|=14-1a=7,所以a=-4,所以f(x)=-4x2-12x+40.]3.已知函数f(x)=a2x+3a x-2(a>1),若在区间[-1,1]上f(x)≤8 恒成立,则a的最大值为________.2 [令a x =t ,因为a >1,x ∈[-1,1],所以1a ≤t ≤a ,原函数化为g (t)=t 2+3t -2,显然g (t)在[1a,a ]上单调递增,所以f (x )≤8恒成立,即g (t)max =g (a )≤8恒成立,所以有a 2+3a -2≤8,解得-5≤a ≤2,又a >1,所以a 的最大值为2.]九、解答题1.求函数f (x )=-x (x -a )在x ∈[-1,1]上的最大值.[解] 函数f (x )=-(x -a2)2+a 24的图像的对称轴为x =a 2,应分a 2<-1,-1≤a2≤1,a 2>1,即a <-2,-2≤a ≤2和a >2三种情形讨论. (1)当a <-2时,由图①可知f (x )在[-1,1]上的最大值为f (-1)=-1-a =-(a +1).(2)当-2≤a ≤2时,由图②可知f (x )在[-1,1]上的最大值为f (a 2)=a 24. (3)当a >2时,由图③可知f (x )在[-1,1]上的最大值为f (1)=a -1.图① 图② 图③综上可知,f (x )max =⎩⎪⎨⎪⎧-(a +1),a <-2,a 24,-2≤a ≤2,a -1,a >2.2.已知二次函数f(x)满足f(x+1)-f(x)=2x,且f(0)=1.(1)求f(x)的解析式;(2)当x∈[-1,1]时,函数y=f(x)的图像恒在函数y=2x+m的图像的上方,求实数m的取值范围.[解](1)设f(x)=ax2+bx+1(a≠0),由f(x+1)-f(x)=2x,得2ax+a+b=2x.所以,2a=2且a+b=0,解得a=1,b=-1,因此f(x)的解析式为f(x)=x2-x+1.(2)因为当x∈[-1,1]时,y=f(x)的图像恒在y=2x+m的图像上方,所以在[-1,1]上,x2-x+1>2x+m恒成立,即x2-3x+1>m在区间[-1,1]上恒成立.所以令g(x)=x2-3x+1=(x-32)2-54,因为g(x)在[-1,1]上的最小值为g(1)=-1,所以m<-1.故实数m的取值范围为(-∞,-1).本课结束。

2019版高考数学文一轮复习教师用书:第二章 第五节 二

2019版高考数学文一轮复习教师用书:第二章 第五节 二

第五节二次函数与幂函数1.五种常见幂函数的图象与性质R R R {x |x ≥0} {x |x ≠0} (1)二次函数解析式的三种形式 一般式:f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0); 顶点式:f (x )=a (x -h )2+k (a ≠0); 两根式:f (x )=a (x -x 1)(x -x 2)(a ≠0). (2)二次函数的图象与性质1.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数y=2x 13是幂函数.()(2)当n>0时,幂函数y=x n在(0,+∞)上是增函数.()(3)二次函数y=ax2+bx+c(x∈R)不可能是偶函数.()(4)二次函数y=ax2+bx+c(x∈[a,b])的最值一定是4ac-b24a.()(5)在y=ax2+bx+c(a≠0)中,a决定了图象的开口方向和在同一直角坐标系中的开口大小.()答案:(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√2.幂函数y=f(x)的图象过点(4,2),则幂函数y=f(x)的图象是()解析:选C令f(x)=xα,则4α=2,∴α=12,∴f(x)=x12,则f(x)的图象如选项C中所示.3.函数f(x)=(m2-m-1)x m是幂函数,且在x∈(0,+∞)上为增函数,则实数m的值是()A.-1 B.2C.3D.-1或2解析:选B∵f(x)=(m2-m-1)x m是幂函数,∴m 2-m -1=1,解得m =-1或m =2. 又f (x )在x ∈(0,+∞)上是增函数,所以m =2.4.已知函数f (x )=ax 2+x +5的图象在x 轴上方,则a 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫0,120 B.⎝⎛⎭⎫-∞,-120 C.⎝⎛⎭⎫120,+∞ D.⎝⎛⎭⎫-120,0 解析:选C 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ<0,即⎩⎪⎨⎪⎧a >0,1-20a <0,解得a >120.5.已知函数f (x )=x 2+2ax +3,若y =f (x )在区间[-4,6]上是单调函数,则实数a 的取值范围为________.解析:由于函数f (x )的图象开口向上,对称轴是x =-a , 所以要使f (x )在[-4,6]上是单调函数, 应有-a ≤-4或-a ≥6,即a ≤-6或a ≥4. 答案:(-∞,-6]∪[4,+∞)6.已知f (x )=ax 2+bx +3a +b 是偶函数,且其定义域为[a -1,2a ],则y =f (x )的值域为________.解析:因为f (x )=ax 2+bx +3a +b 是偶函数,所以其定义域[a -1,2a ]关于原点对称,所以a -1=-2a ,所以a =13,因为f (x )=ax 2+bx +3a +b 是偶函数,即f (-x )=f (x ),所以b=0,所以f (x )=13x 2+1,x ∈⎣⎡⎦⎤-23,23,其值域为⎣⎡⎦⎤1,3127. 答案:⎣⎡⎦⎤1,3127考点一 幂函数的图象与性质 (基础送分型考点——自主练透)[考什么·怎么考]A .3B .1- 2 C.2-1D .1解析:选C 设幂函数f (x )=x α,则f (9)=9α=3,即α=12,所以f (x )=x 12=x ,所以f (2)-f (1)=2-1,故选C.2.当x ∈(0,+∞)时,幂函数y =(m 2+m -1)x-5m -3为减函数,则实数m 的值为( )A .-2B .1C .1或-2D .m ≠-1±52解析:选B 因为函数y =(m 2+m -1)x-5m -3既是幂函数又是(0,+∞)上的减函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧m 2+m -1=1,-5m -3<0,解得m =1. 3.已知a =345,b =425,c =12,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .b <a <c B .a <b <c C .c <b <aD .c <a <b解析:选C 因为a =81,b =16,c =12,由幂函数y =x 在(0,+∞)上为增函数,知a >b >c ,故选C.4.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 12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 <23.答案:⎣⎡⎭⎫-1,23 [怎样快解·准解]1.幂函数的图象与性质幂函数y =x α的图象和性质因α的取值不同而不同,一般可从三方面考察:(1)α的正负:α>0时图象经过(0,0)点和(1,1)点,在第一象限的部分“上升”;α<0时图象不过(0,0)点,经过(1,1)点,在第一象限的部分“下降”;(2)曲线在第一象限的凹凸性:α>1时曲线下凹,0<α<1时曲线上凸,α<0时曲线下凹; (3)函数的奇偶性:一般先将函数式化为正指数幂或根式形式,再根据函数定义域和奇偶性定义判断其奇偶性.2.比较幂值大小的常见类型及解决方法已知二次函数f (x )满足f (2)=-1,f (-1)=-1,且f (x )的最大值是8,试确定此二次函数的解析式.解:法一:(利用二次函数的一般式) 设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0). 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧4a +2b +c =-1,a -b +c =-1,4ac -b 24a =8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-4,b =4,c =7.故所求二次函数为f (x )=-4x 2+4x +7. 法二:(利用二次函数的顶点式) 设f (x )=a (x -m )2+n .∵f (2)=f (-1),∴抛物线对称轴为x =2+(-1)2=12. ∴m =12,又根据题意函数有最大值8,∴n =8,∴y =f (x )=a ⎝⎛⎭⎫x -122+8. ∵f (2)=-1,∴a ⎝⎛⎭⎫2-122+8=-1,解得a =-4, ∴f (x )=-4⎝⎛⎭⎫x -122+8=-4x 2+4x +7. 法三:(利用两根式)由已知f (x )+1=0的两根为x 1=2,x 2=-1, 故可设f (x )+1=a (x -2)(x +1), 即f (x )=ax 2-ax -2a -1.又函数有最大值y max =8,即4a (-2a -1)-a 24a =8.解得a =-4或a =0(舍去),故所求函数解析式为f (x )=-4x 2+4x +7.[解题师说]求二次函数解析式的方法[冲关演练]已知二次函数f(x)的图象经过点(4,3),它在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),求f(x)的解析式.解:∵f(2-x)=f(2+x)对x∈R恒成立,∴f(x)的对称轴为x=2.又∵f(x)的图象被x轴截得的线段长为2,∴f(x)=0的两根为1和3.设f(x)的解析式为f(x)=a(x-1)(x-3)(a≠0).又∵f(x)的图象过点(4,3),∴3a=3,a=1.∴所求f(x)的解析式为f(x)=(x-1)(x-3),即f(x)=x2-4x+3.考点三二次函数的图象与性质(题点多变型考点——追根溯源)角度(一)二次函数图象的识别1.(2018·重庆五中模拟)一次函数y=ax+b与二次函数y=ax2+bx+c在同一坐标系中的图象大致是()解析:选C若a>0,则一次函数y=ax+b为增函数,二次函数y=ax2+bx+c的图象开口向上,故可排除A ;若a <0,一次函数y =ax +b 为减函数,二次函数y =ax 2+bx +c 的图象开口向下,故可排除D ;对于选项B ,看直线可知a >0,b >0,从而-b2a<0,而二次函数的对称轴在y 轴的右侧,故应排除B ,选C.[题型技法] 识别二次函数图象应学会“三看”角度(二) 二次函数的单调性问题2.若二次函数y =kx 2-4x +2在区间[1,2]上是单调递增函数,则实数k 的取值范围为( )A .[2,+∞)B .(2,+∞)C .(-∞,0)D .(-∞,2)解析:选A 二次函数y =kx 2-4x +2的对称轴为x =2k ,当k >0时,要使函数y =kx 2-4x +2在区间[1,2]上是增函数,只需2k≤1,解得k ≥2.当k <0时,2k <0,此时抛物线的对称轴在区间[1,2]的左侧,该函数y =kx 2-4x +2在区间[1,2]上是减函数,不符合要求.综上可得实数k 的取值范围是[2,+∞).[题型技法] 研究二次函数单调性的思路(1)二次函数的单调性在其图象对称轴的两侧不同,因此研究二次函数的单调性时要依据其图象的对称轴进行分类讨论.(2)若已知f (x )=ax 2+bx +c (a >0)在区间A 上单调递减(单调递增),则A ⊆⎝⎛⎦⎤-∞,-b2a A ⊆-b2a,+∞,即区间A 一定在函数对称轴的左侧(右侧).角度(三) 二次函数的最值问题3.(2017·浙江高考)若函数f (x )=x 2+ax +b 在区间[0,1]上的最大值是M ,最小值是m ,则M -m ( )A .与a 有关,且与b 有关B .与a 有关,但与b 无关C .与a 无关,且与b 无关D .与a 无关,但与b 有关解析:选B f (x )=⎝⎛⎭⎫x +a 22-a24+b ,①当0≤-a 2≤1时,f (x )min =m =f ⎝⎛⎭⎫-a 2=-a 24+b ,f (x )max =M =max{f (0),f (1)}=max{b,1+a +b },∴M -m =max ⎩⎨⎧⎭⎬⎫a24,1+a +a 24与a 有关,与b 无关;②当-a2<0时,f (x )在[0,1]上单调递增,∴M -m =f (1)-f (0)=1+a 与a 有关,与b 无关; ③当-a2>1时,f (x )在[0,1]上单调递减,∴M -m =f (0)-f (1)=-1-a 与a 有关,与b 无关. 综上所述,M -m 与a 有关,但与b 无关. [题型技法] 求二次函数在给定区间上最值的方法二次函数f (x )=ax 2+bx +c (不妨设a >0)在区间[m ,n ]上的最大或最小值如下: (1)当-b2a∈[m ,n ],即对称轴在所给区间内时: f (x )的最小值在对称轴处取得,其最小值是f ⎝⎛⎭⎫-b 2a =4ac -b 24a ;若-b 2a ≤m +n2,f (x )的最大值为f (n );若-b 2a ≥m +n2,f (x )的最大值为f (m ). (2)当-b2a∉[m ,n ],即给定的区间在对称轴的一侧时: f (x )在[m ,n ]上是单调函数.若-b2a <m ,f (x )在[m ,n ]上是增函数,f (x )的最小值是f (m ),最大值是f (n );若n <-b2a,f (x )在[m ,n ]上是减函数,f (x )的最小值是f (n ),最大值是f (m ). (3)当不能确定对称轴-b2a是否属于区间[m ,n ]时:则需分类讨论,以对称轴与区间的关系确定讨论的标准,然后转化为上述(1)(2)两种情形求最值.角度(四) 与二次函数有关的恒成立问题4.(2018·武邑调研)已知定义在R 上的奇函数f (x )满足:当x ≥0时,f (x )=x 3,若不等式❶ ❷f (-4t )>f (2m +mt 2)对任意实数t 恒成立,则实数m 的取值范围是( ) A .(-∞,- 2 ) B .(-2,0)C .(-∞,0)∪(2,+∞)D .(-∞,- 2 )∪(2,+∞)[学审题]①可推出f (x )=x 3(x ∈R),进而推出f (x )在R 上为增函数;②利用函数单调性可脱掉法则“f ”,从而转化为关于t 的二次函数恒成立问题. 解析:选A 当x <0时,f (x )=-f (-x )=x 3,∴f (x )=x 3(x ∈R),易知f (x )在R 上是增函数,结合f (-4t )>f (2m +mt 2)对任意实数t 恒成立,知-4t >2m +mt 2对任意实数t 恒成立,即mt 2+4t +2m <0对任意实数t 恒成立,故有⎩⎪⎨⎪⎧m <0,Δ=16-8m 2<0,解得m ∈(-∞,-2),故选A.[题型技法] 与二次函数有关的不等式恒成立的条件(1)ax 2+bx +c >0(a ≠0)恒成立的充要条件是⎩⎪⎨⎪⎧a >0,b 2-4ac <0;(2)ax 2+bx +c <0(a ≠0)恒成立的充要条件是⎩⎪⎨⎪⎧a <0,b 2-4ac <0;(3)a ≥f (x )恒成立⇔a ≥f (x )max ,a ≤f (x )恒成立⇔a ≤f (x )min .[题“根”探求]1.无论题型如何变化,都是围绕二次函数的图象与性质,变换不同的角度来考查.角度(一)中二次函数的图象识别问题是基础问题,角度(二)中二次函数的单调性问题是根本问题,角度(三)与角度(四)是在角度(一)和角度(二)的基础上的重点考查问题,数形结合思想是解决这类问题的基本策略.2.二次函数在闭区间上最值问题的实质二次函数在闭区间上一定存在最小值和最大值,它们只能在区间的端点或二次函数图象的顶点处取得(若对称轴不在给定区域内则只考虑端点).分别求出函数值,通过比较大小确定最值.[冲关演练]1.已知函数f (x )=x 2-2x +4在区间[0,m ](m >0)上的最大值为4,最小值为3,则实数m 的取值范围是( )A .[1,2]B .(0,1]C .(0,2]D .[1,+∞)解析:选A 作出函数的图象如图所示,从图中可以看出当1≤m ≤2时,函数f (x )=x 2-2x +4在区间[0,m ](m >0)上的最大值为4,最小值为3.故选A.2.已知函数f (x )=ax 2-2x +2,若对一切x ∈⎣⎡⎦⎤12,2,f (x )>0都成立,则实数a 的取值范围为( )A.⎣⎡⎭⎫12,+∞B.⎝⎛⎭⎫12,+∞ C .[-4,+∞)D .(-4,+∞)解析:选B 由题意得,对一切x ∈⎣⎡⎦⎤12,2,f (x )>0都成立, 即a >2x -2x 2=-2x 2+2x =-2⎝⎛⎭⎫1x -122+12, 而-2⎝⎛⎭⎫1x -122+12≤12,则实数a 的取值范围为⎝⎛⎭⎫12,+∞.(一)普通高中适用作业A 级——基础小题练熟练快1.幂函数y =f (x )经过点(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,+∞)上是减函数 D .非奇非偶函数,且在(0,+∞)上是增函数解析:选D 设幂函数的解析式为y =x α,将(3,3)代入解析式得3α=3,解得α=12,∴y =x 12,其是非奇非偶函数,且在(0,+∞)上是增函数.2.已知幂函数f (x )=(m 2-3m +3)x m+1为偶函数,则m =( )A .1B .2C .1或2D .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.3.函数f (x )=2x 2-mx +3,当x ∈[-2,+∞)时,f (x )是增函数,当x ∈(-∞,-2]时,f (x )是减函数,则f (1)的值为( )A .-3B .13C .7D .5解析:选B 函数f (x )=2x 2-mx +3图象的对称轴为x =m4,由函数f (x )的增减区间可知m4=-2,所以m =-8,即f (x )=2x 2+8x +3,所以f (1)=2+8+3=13. 4.(2018·安阳模拟)下列选项正确的是( ) A .0.20.2>0.30.2B .2-13<3-13C .0.8-0.1>1.250.2 D .1.70.3>0.93.1解析:选D A 中,∵函数y =x 0.2在(0,+∞)上为增函数,0.2<0.3,∴0.20.2<0.30.2,故A 不正确;B 中,∵函数y =x -13在(0,+∞)上为减函数,∴2-13>3-13,故B 不正确;C 中,∵0.8-1=1.25,y =1.25x 在R 上是增函数,0.1<0.2,∴1.250.1<1.250.2,即0.8-0.1<1.250.2,故C 不正确;D 中,1.70.3>1,0.93.1<1,∴1.70.3>0.93.1,故选D. 5.已知a ,b ,c ∈R ,函数f (x )=ax 2+bx +c .若f (0)=f (4)>f (1),则( ) A .a >0,4a +b =0 B .a <0,4a +b =0 C .a >0,2a +b =0D .a <0,2a +b =0解析:选A 由f (0)=f (4),得f (x )=ax 2+bx +c 图象的对称轴为x =-b2a =2,∴4a +b=0,又f (0)>f (1),f (4)>f (1),∴f (x )先减后增,于是a >0,故选A.6.若函数f (x )=(1-x 2)(x 2+ax -5)的图象关于直线x =0对称,则f (x )的最大值是( ) A .-4 B .4 C .4或-4D .不存在解析:选B 依题意,函数f (x )是偶函数,则y =x 2+ax -5是偶函数,故a =0,f (x )=(1-x 2)(x 2-5)=-x 4+6x 2-5=-(x 2-3)2+4,当x 2=3时,f (x )取得最大值4.7.若函数f (x )=(x +a )(bx +2a )(常数a ,b ∈R)是偶函数,且它的值域为(-∞,4],则该函数的解析式f (x )=________.解析:f (x )=bx 2+(ab +2a )x +2a 2.由已知条件ab +2a =0,又f (x )的值域为(-∞,4], 则⎩⎪⎨⎪⎧a ≠0,b =-2,2a 2=4.因此f (x )=-2x 2+4.答案:-2x 2+48.已知二次函数y =f (x )的顶点坐标为⎝⎛⎭⎫-32,49,且方程f (x )=0的两个实根之差等于7,则此二次函数的解析式是________.解析:设f (x )=a ⎝⎛⎭⎫x +322+49(a ≠0), 方程a ⎝⎛⎭⎫x +322+49=0的两个实根分别为x 1,x 2, 则|x 1-x 2|=2-49a=7, 所以a =-4,所以f (x )=-4x 2-12x +40. 答案:f (x )=-4x 2-12x +409.当0<x <1时,f (x )=x 2,g (x )=x 12,h (x )=x -2,则f (x ),g (x ),h (x )的大小关系是________________.解析:分别作出f (x ),g (x ),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 )10.如果存在实数x ,使得关于x 的不等式ax 2-4x +a -3<0成立,则实数a 的取值范围是______________.解析:当a =0时,原不等式变为-4x -3<0, 解得x >-34,显然成立.当a >0时,需Δ=(-4)2-4a (a -3)>0, 即a 2-3a -4<0,解得0<a <4, 当a <0时,显然成立,综上可知,实数a 的取值范围是(-∞,4). 答案:(-∞,4)B 级——中档题目练通抓牢1.若函数y =x 2-3x -4的定义域为[0,m ],值域为⎣⎡⎦⎤-254,-4,则m 的取值范围是( )A .[0,4] B.⎣⎡⎦⎤32,4 C.⎣⎡⎭⎫32,+∞ D.⎣⎡⎦⎤32,3解析:选D二次函数图象的对称轴为x =32,且f ⎝⎛⎭⎫32=-254,f (3)=f (0)=-4,结合函数图象(如图所示)可得m ∈⎣⎡⎦⎤32,3.2.如图是二次函数y =ax 2+bx +c 图象的一部分,图象过点A (-3,0),对称轴为x =-1.给出下面四个结论:①b 2>4ac ;②2a -b =1;③a -b +c =0;④5a <b . 其中正确的是( ) A .②④ B .①④ C .②③D .①③解析:选B 因为图象与x 轴交于两点,所以b 2-4ac >0,即b 2>4ac ,①正确. 对称轴为x =-1,即-b2a =-1,2a -b =0,②错误.结合图象,当x =-1时,y >0,即a -b +c >0,③错误.由对称轴为x =-1知,b =2a .又函数图象开口向下,所以a <0,所以5a <2a ,即5a <b ,④正确.3.已知函数f (x )=ax 2+bx +c ,且a >b >c ,a +b +c =0,则( ) A .∀x ∈(0,1),都有f (x )>0 B .∀x ∈(0,1),都有f (x )<0 C .∃x 0∈(0,1),都有f (x 0)=0 D .∃x 0∈(0,1),都有f (x 0)>0解析:选B 由a >b >c ,a +b +c =0,可知a >0,c <0. 抛物线开口方向向上,因为f (0)=c <0,f (1)=a +b +c =0, 即1是方程ax 2+bx +c =0的一个根, 所以∀x ∈(0,1),都有f (x )<0.故选B. 4.(2017·山西一模)已知函数f (x )=x 2-m是定义在区间[ -3-m ,m 2-m ]上的奇函数,则f (m )=________.解析:由题意得m 2-m =3+m ,即m 2-2m -3=0, ∴m =3或m =-1.当m =3时,f (x )=x -1,[-3-m ,m 2-m ]为[-6,6],f (x )在x =0处无意义,故舍去.当m =-1时,f (x )=x 3,[-3-m ,m 2-m ]为[-2,2],满足题意,∴f (m )=f (-1)=(-1)3=-1.答案:-15.已知f (x )=x 2+2(a -2)x +4,如果对x ∈[-3,1],f (x )>0恒成立,则实数a 的取值范围为________.解析:因为f (x )=x 2+2(a -2)x +4,对称轴为x =-(a -2), 对x ∈[-3,1],f (x )>0恒成立,所以⎩⎪⎨⎪⎧ -(a -2)<-3,f (-3)>0,或⎩⎪⎨⎪⎧ -3≤-(a -2)≤1,Δ<0,或⎩⎪⎨⎪⎧-(a -2)>1,f (1)>0,解得a ∈∅或1≤a <4或-12<a <1,所以实数a 的取值范围为⎝⎛⎭⎫-12,4. 答案:⎝⎛⎭⎫-12,4 6.已知函数f (x )=x 2+(2a -1)x -3.(1)当a =2,x ∈[-2,3]时,求函数f (x )的值域;(2)若函数f (x )在[-1,3]上的最大值为1,求实数a 的值. 解:(1)当a =2时,f (x )=x 2+3x -3,x ∈[-2,3], 对称轴为x =-32∈[-2,3],∴f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫-32=94-92-3=-214, f (x )max =f (3)=15,∴函数f (x )的值域为⎣⎡⎦⎤-214,15. (2)∵函数f (x )的对称轴为x =-2a -12.①当-2a -12≤1,即a ≥-12时, f (x )max =f (3)=6a +3,∴6a +3=1,即a =-13,满足题意;②当-2a -12>1,即a <-12时, f (x )max =f (-1)=-2a -1,∴-2a -1=1,即a =-1,满足题意. 综上可知,a =-13或-1.7.已知函数f (x )=ax 2-2ax +2+b (a ≠0),若f (x )在区间[2,3]上有最大值5,最小值2. (1)求a ,b 的值;(2)若b <1,g (x )=f (x )-mx 在[2,4]上单调,求m 的取值范围. 解:(1)f (x )=a (x -1)2+2+b -a . 当a >0时,f (x )在[2,3]上为增函数,故⎩⎪⎨⎪⎧ f (3)=5,f (2)=2⇒⎩⎪⎨⎪⎧ 3a +2+b =5,2+b =2⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =0. 当a <0时,f (x )在[2,3]上为减函数,故⎩⎪⎨⎪⎧f (3)=2,f (2)=5⇒⎩⎪⎨⎪⎧3a +2+b =2,2+b =5⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =3. 故当a >0时,a =1,b =0,当a <0时,a =-1,b =3. (2)∵b <1,∴a =1,b =0,即f (x )=x 2-2x +2. g (x )=x 2-2x +2-mx =x 2-(2+m )x +2, ∵g (x )在[2,4]上单调,∴2+m 2≤2或m +22≥4.∴m ≤2或m ≥6.故m 的取值范围为(-∞,2]∪[6,+∞). C 级——重难题目自主选做1.(2018·合肥质检)函数f (x )=-x 2+3x +a ,g (x )=2x -x 2,若f (g (x ))≥0对x ∈[0,1]恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .[-e ,+∞)B .[-ln 2,+∞)C .[-2,+∞)D.⎝⎛⎦⎤-12,0解析:选C 如图所示,在同一坐标系中画出y =x 2+1,y =2x ,y =x 2+32的图象,由图象可知,在[0,1]上,x 2+1≤2x <x 2+32恒成立,即1≤2x -x 2<32,当且仅当x =0或x =1时等号成立,∴1≤g (x )<32,∴f (g (x ))≥0⇒f (1)≥0⇒-1+3+a ≥0⇒a ≥-2,即实数a 的取值范围是[-2,+∞),故选C.2.设f (x )与g (x )是定义在同一区间[a ,b ]上的两个函数,若函数y =f (x )-g (x )在x ∈[a ,b ]上有两个不同的零点,则称f (x )和g (x )在[a ,b ]上是“关联函数”,区间[a ,b ]称为“关联区间”.若f (x )=x 2-3x +4与g (x )=2x +m 在[0,3]上是“关联函数”,则m 的取值范围为________.解析:由题意知,y =f (x )-g (x )=x 2-5x +4-m 在[0,3]上有两个不同的零点.在同一直角坐标系下作出函数y =m 与y =x 2-5x +4(x ∈[0,3])的图象如图所示,结合图象可知,当x ∈[2,3]时,y =x 2-5x +4∈⎣⎡⎦⎤-94,-2, 故当m ∈⎝⎛⎦⎤-94,-2时,函数y =m 与y =x 2-5x +4(x ∈[0,3])的图象有两个交点. 答案:⎝⎛⎦⎤-94,-2 (二)重点高中适用作业A 级——保分题目巧做快做1.幂函数y =f (x )经过点(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,+∞)上是减函数 D .非奇非偶函数,且在(0,+∞)上是增函数解析:选D 设幂函数的解析式为y =x α,将(3,3)代入解析式得3α=3,解得α=12,∴y =x 12,其是非奇非偶函数,且在(0,+∞)上是增函数.2.函数f (x )=2x 2-mx +3,当x ∈[-2,+∞)时,f (x )是增函数,当x ∈(-∞,-2]时,f (x )是减函数,则f (1)的值为( )A .-3B .13C .7D .5解析:选B 函数f (x )=2x 2-mx +3图象的对称轴为x =m4,由函数f (x )的增减区间可知m4=-2, 所以m =-8, 即f (x )=2x 2+8x +3, 所以f (1)=2+8+3=13.3.如图是二次函数y =ax 2+bx +c 图象的一部分,图象过点A (-3,0),对称轴为x =-1.给出下面四个结论:①b 2>4ac ; ②2a -b =1; ③a -b +c =0;④5a <b .其中正确的是( ) A .②④ B .①④ C .②③D .①③解析:选B 因为图象与x 轴交于两点,所以b 2-4ac >0,即b 2>4ac ,①正确. 对称轴为x =-1,即-b2a =-1,2a -b =0,②错误.结合图象,当x =-1时,y >0,即a -b +c >0,③错误. 由对称轴为x =-1知,b =2a .又函数图象开口向下,所以a <0,所以5a <2a , 即5a <b ,④正确.4.已知点(m,8)在幂函数f (x )=(m -1)x n的图象上,设a =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫⎝⎛⎭⎫13 12,b =f (ln π),c =f ⎝⎛⎭⎫-12,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .c <a <bB .a <b <cC .b <c <aD .b <a <c解析:选A 根据题意,m -1=1, ∴m =2,∴2n =8, ∴n =3,∴f (x )=x 3.∵f (x )=x 3是定义在R 上的增函数, 又-12<0<⎝⎛⎭⎫1312<⎝⎛⎭⎫130=1<ln π, ∴c <a <b .5.(2018·芜湖中学月考)设函数f (x )=x |x |+bx +c ,给出下列四个命题: ①当c =0时,f (x )是奇函数;②当b =0,c >0时,方程f (x )=0只有一个实根; ③f (x )的图象关于点(0,c )对称; ④方程f (x )=0至多有两个实根. 其中正确的命题是( ) A .①④ B .①③ C .①②③D .②④解析:选C 法一:当c =0时,f (-x )=-x |-x |+b (-x )=-x |x |-bx =-f (x ),故f (x )是奇函数,①正确;当b =0,c >0时,f (x )=x |x |+c 在R 上单调递增,故方程f (x )=0只有一个实根,②正确.由①可知c =0时,f (x )的图象关于原点对称,f (x )=x |x |+bx +c 的图象由y =x |x |+bx 的图象向上平移c 个单位得到的,故关于点(0,c )对称,③正确;当b =-1,c=0时,f(x)=x|x|-x=x(|x|-1)=0,则x=0或x=±1,④错误,故选C.法二:当c=0时,f(-x)=-x|-x|+b(-x)=-x|x|-bx=-f(x),故f(x)是奇函数,①正确,排除D;当b=0,c>0时,令f(x)=x|x|+c=0,则当x≥0时,x2+c=0无解,当x <0时,f(x)=-x2+c=0,x=-c只有一个实数根,②正确,排除A、B,选C.6.当0<x<1时,f(x)=x2,g(x)=x 12,h(x)=x-2,则f(x),g(x),h(x)的大小关系是________________.解析:分别作出f(x),g(x),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)7.(2017·山西一模)已知函数f(x)=x2-m是定义在区间[ -3-m,m2-m]上的奇函数,则f(m)=________.解析:由题意得m2-m=3+m,即m2-2m-3=0,∴m=3或m=-1.当m=3时,f(x)=x-1,[-3-m,m2-m]为[-6,6],f(x)在x=0处无意义,故舍去.当m=-1时,f(x)=x3,[-3-m,m2-m]为[-2,2],满足题意,∴f(m)=f(-1)=(-1)3=-1.答案:-18.已知二次函数y=x2+2kx+3-2k,则顶点位置最高时函数的解析式为________.解析:由题意可知y=x2+2kx+3-2k=(x+k)2-k2-2k+3,所以该函数的顶点坐标为(-k,-k2-2k+3).设顶点的纵坐标为y=-k2-2k+3=-(k+1)2+4,所以当k=-1时,顶点位置最高,此时函数的解析式为y=x2-2x+5.答案:y=x2-2x+59.已知函数f(x)=x2+2ax+2,x∈[-5,5].(1)当a=-1时,求函数f(x)的最大值和最小值;(2)求实数a的取值范围,使y=f(x)在区间[-5,5]上是单调函数.解:(1)当a=-1时,f(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1,x∈[-5,5],所以当x=1时,f(x)取得最小值1;当x =-5时,f (x )取得最大值37.(2)函数f (x )=(x +a )2+2-a 2的图象的对称轴为直线x =-a , 因为y =f (x )在区间[-5,5]上是单调函数, 所以-a ≤-5或-a ≥5,即a ≤-5或a ≥5. 故实数a 的取值范围是(-∞,-5]∪[5,+∞). 10.已知函数f (x )=x 2+(2a -1)x -3.(1)当a =2,x ∈[-2,3]时,求函数f (x )的值域;(2)若函数f (x )在[-1,3]上的最大值为1,求实数a 的值. 解:(1)当a =2时,f (x )=x 2+3x -3,x ∈[-2,3], 对称轴为x =-32∈[-2,3],∴f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫-32=94-92-3=-214, f (x )max =f (3)=15,∴函数f (x )的值域为⎣⎡⎦⎤-214,15. (2)∵函数f (x )的对称轴为x =-2a -12.①当-2a -12≤1,即a ≥-12时, f (x )max =f (3)=6a +3,∴6a +3=1,即a =-13,满足题意;②当-2a -12>1,即a <-12时, f (x )max =f (-1)=-2a -1,∴-2a -1=1,即a =-1,满足题意. 综上可知,a =-13或-1.B 级——拔高题目稳做准做1.已知函数f (x )=mx 2+(m -3)x +1的图象与x 轴的交点至少有一个在原点右侧,则实数m 的取值范围是( )A .[0,1]B .(0,1)C .(-∞,1)D .(-∞,1]解析:选D 当m =0时,令f (x )=0,得-3x +1=0,则x =13>0,符合题意;当m >0时,由f (0)=1,可知要满足题意,则需⎩⎪⎨⎪⎧Δ=(m -3)2-4m ≥0,-m -32m >0,解得0<m ≤1;当m <0时,由f (0)=1可知,函数图象恒与x 轴正半轴有一个交点. 综上可知,m 的取值范围是(-∞,1].2.(2018·合肥质检)函数f (x )=-x 2+3x +a ,g (x )=2x -x 2,若f (g (x ))≥0对x ∈[0,1]恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .[-e ,+∞)B .[-ln 2,+∞)C .[-2,+∞)D.⎝⎛⎦⎤-12,0解析:选C 如图所示,在同一坐标系中画出y =x 2+1,y =2x ,y =x 2+32的图象,由图象可知,在[0,1]上,x 2+1≤2x <x 2+32恒成立,即1≤2x -x 2<32,当且仅当x =0或x =1时等号成立,∴1≤g (x )<32,∴f (g (x ))≥0⇒f (1)≥0⇒-1+3+a ≥0⇒a ≥-2,即实数a 的取值范围是[-2,+∞),故选C.3.(2018·河北三市联考)已知函数f (x )=x 2+2x +1,如果使f (x )≤kx 对任意实数x ∈(1,m ]都成立的m 的最大值是5,则实数k =____________.解析:设g (x )=f (x )-kx =x 2+(2-k )x +1,由题意知g (x )≤0对任意实数x ∈(1,m ]都成立的m 的最大值是5,所以x =5是方程g (x )=0的一个根,将x =5代入g (x )=0,可以解得k =365(经检验满足题意).答案:3654.设f (x )与g (x )是定义在同一区间[a ,b ]上的两个函数,若函数y =f (x )-g (x )在x ∈[a ,b ]上有两个不同的零点,则称f (x )和g (x )在[a ,b ]上是“关联函数”,区间[a ,b ]称为“关联区间”.若f (x )=x 2-3x +4与g (x )=2x +m 在[0,3]上是“关联函数”,则m 的取值范围为________.解析:由题意知,y =f (x )-g (x )=x 2-5x +4-m 在[0,3]上有两个不同的零点.在同一直角坐标系下作出函数y =m 与y =x 2-5x +4(x ∈[0,3])的图象如图所示,结合图象可知,当x ∈[2,3]时,y =x 2-5x +4∈⎣⎡⎦⎤-94,-2, 故当m ∈⎝⎛⎦⎤-94,-2时,函数y =m 与y =x 2-5x +4(x ∈[0,3])的图象有两个交点.答案:⎝⎛⎦⎤-94,-2 5.已知幂函数f (x )=x (m 2+m )-1(m ∈N *). (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f (x )的图象经过点(2,2),试确定m 的值,并求满足条件f (2-a )>f (a -1)的实数a 的取值范围.解:(1)因为m 2+m =m (m +1)(m ∈N *),而m 与m +1中必有一个为偶数,所以m 2+m 为偶数,所以函数f (x )=x (m 2+m )-1(m ∈N *)的定义域为[0,+∞),并且该函数在[0,+∞)上为增函数.(2)因为函数f (x )的图象经过点(2,2), 所以2=2(m 2+m )-1,即212=2(m 2+m )-1, 所以m 2+m =2,解得m =1或m =-2.又因为m ∈N *,所以m =1,f (x )=x 12.又因为f (2-a )>f (a -1),所以⎩⎪⎨⎪⎧ 2-a ≥0,a -1≥0,2-a >a -1,解得1≤a <32, 故函数f (x )的图象经过点(2,2)时,m =1.满足条件f (2-a )>f (a -1)的实数a 的取值范围为⎣⎡⎭⎫1,32. 6.已知函数f (x )=ax 2+bx +c (a >0,b ∈R ,c ∈R).(1)若函数f (x )的最小值是f (-1)=0,且c =1,F (x )=⎩⎪⎨⎪⎧f (x ),x >0,-f (x ),x <0,求F (2)+F (-2)的值;(2)若a =1,c =0,且|f (x )|≤1在区间(0,1]上恒成立,试求b 的取值范围.解:(1)由已知c =1,a -b +c =0,且-b 2a =-1, 解得a =1,b =2,∴f (x )=(x +1)2,∴F (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(x +1)2,x >0,-(x +1)2,x <0. ∴F (2)+F (-2)=(2+1)2-(-2+1)2=8.(2)由题可知,f (x )=x 2+bx ,原命题等价于-1≤x 2+bx ≤1在(0,1]上恒成立,即b ≤1x -x 且b ≥-1x-x 在(0,1]上恒成立. 又1x -x 的最小值为0,-1x -x 的最大值为-2, ∴-2≤b ≤0,故b 的取值范围是[-2,0].。

2020年高考数学一轮复习(讲+练+测): 专题2.5 二次函数与幂函数(讲)

2020年高考数学一轮复习(讲+练+测): 专题2.5 二次函数与幂函数(讲)

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
解析式
f(x)=ax2+bx+c(a>0)
f(x)=ax2+bx+c(a<0)
图象
定义域 值域 单调性 对称性
(-∞,+∞)
(-∞,+∞)
4ac-b2
[ ) ,+∞ 4a
4ac-b2
( ] -∞, 4a
性质.
2017•浙江 5.
2.了解幂函数的变化特征.
【知识清单】
1.幂函数 (1)幂函数的定义 一般地,形如 y=xα的函数称为幂函数,其中 x 是自变量,α为常数. (2)常见的 5 种幂函数的图象
分析预测 1.与二次函数相关的单调 性、最值问题; 2.幂函数的图象与性质的 应用. 备考重点: 1.“三个二次”的结合问 题; 2.幂函数图象和性质.
它的值域为(-∞,4],则该函数的解析式 f x =________.
【答案】-2x2+4
【解析】由 f x 是偶函数知 f x 图象关于 y 轴对称,
∴ b=-2 ,∴ f x=-2x2+2a2 ,又 f x 的值域为(-∞,4],
∴ 2a2 4 ,故 f x=-2x2+4 .
【1-2】已知:抛物线与 x 轴交于(-2,0),(4,0)两点,且过点为(1,- 9 ),则函数解析 2
∴ 所求函数解析式为: y 1 x 2 x 4 , y 1 x2 x 4 .
2
2
-3-
【领悟技法】 根据已知条件确定二次函数解析式,一般 用待定系数法,选择规律如下:
【触类旁通】
【变式一】已知二次函数 f (x) 的图象经过点 4, 3 ,它在 x 轴上截得的线段长为 2,并且对任

新高考数学一轮复习幂函数与二次函数重难点题型精讲(含答案)

幂函数与二次函数-重难点题型精讲1.幂函数 (1)幂函数的定义一般地,形如y =x α的函数称为幂函数,其中x 是自变量,α是常数. (2)常见的五种幂函数的图象和性质比较R R R {x |x ≥0} {x |x ≠0}2.二次函数的图象和性质R R【题型1 幂函数的图象及性质】【例1】(2021•宜春模拟)已知幂函数f(x)=(m﹣1)x n的图象过点(m,8).设a=f(20.3),b=f (0.32),c=f(log20.3),则a,b,c的大小关系是()A.b<c<a B.a<c<b C.a<b<c D.c<b<a【解题思路】利用幂函数的定义,先求出f(x)的解析式,可得a、b、c的值,从而判断a,b,c的大小关系.【解答过程】解:∵幂函数f(x)=(m﹣1)x n的图象过点(m,8),∴m﹣1=1,且m n=8,求得m =2,n =3,故f (x )=x 3.∵a =f (20.3)=20.9>1,b =f (0.32)=0.36∈(0,1),c =f (log 20.3)=(log 20.3)3<0, ∴a >b >c , 故选:D .【变式1-1】(2021•阳泉三模)已知点(2,8)在幂函数f (x )=x n 图象上, 设a =f((45)0.3),b =f((54)0.2),c =f(log 1254),则a ,b ,c 的大小关系是( )A .b >a >cB .a >b >cC .c >b >aD .b >c >a【解题思路】推导出f (x )=x 3,从而45<a =[(45)0.3]3=(45)0.9<(45)0=1,54>b =[(54)0.2]3=(54)0.6>(54)0=1,c =(log 1254)3<(log121)3=0,由此能判断a ,b ,c 的大小关系.【解答过程】解:点(2,8)在幂函数f (x )=x n 图象上, ∴f (2)=2n =8,解得n =3,∴f (x )=x 3, 设a =f((45)0.3),b =f((54)0.2),c =f(log 1254), ∴45<a =[(45)0.3]3=(45)0.9<(45)0=1,54>b =[(54)0.2]3=(54)0.6>(54)0=1,c =(log 1254)3<(log121)3=0, ∴a ,b ,c 的大小关系是b >a >c . 故选:A .【变式1-2】(2020•金安区校级模拟)已知幂函数f (x )=mx 1+n 是定义在区间[﹣2,n ]上的奇函数,设a =f (sin2π7),b =f (cos2π7),c =f (tan2π7),则( ) A .b <a <c B .c <b <aC .b <c <aD .a <b <c【解题思路】根据幂函数的定义与奇函数的定义,求出m 、n 的值,写出f (x ),判断其单调性,再根据cos2π7、sin2π7和tan2π7的大小比较f (cos2π7)与f (sin2π7)、f (tan2π7)的大小.【解答过程】解:根据幂函数f (x )=mx 1+n 是定义在区间[﹣2,n ]上的奇函数, 得m =1,且﹣2+n =0,解得n =2;∴f (x )=x 3,且在定义域R 上是单调增函数; 又0<π4<2π7<π2,∴cos2π7<sin2π7<1<tan2π7,∴f (cos 2π7)<f (sin 2π7)<f (tan 2π7),即b <a <c . 故选:A .【变式1-3】(2020•三明模拟)已知幂函数f(x)=(m −1)2x m2−4m+2在(0,+∞)上单调递增,函数g (x )=2x ﹣t ,对于任意x 1∈[1,5)时,总存在x 2∈[1,5)使得f (x 1)=g (x 2),则t 的取值范围是( ) A .∅B .t ≥7或t ≤1C .t >7或t <1D .1≤t ≤7【解题思路】先利用幂函数的定义和单调性,求出m 的值,得到函数f (x )的解析式,设函数f (x )在[1,5)的值域为集合A ,函数g (x )在[1,5)的值域为集合B ,利用函数的单调性分别求出集合A ,集合B ,由题意可得A ⊆B ,利用集合间的包含关系列出不等式组,即可求出t 的取值范围. 【解答过程】解:∵幂函数f(x)=(m −1)2x m 2−4m+2在(0,+∞)上单调递增,∴{(m −1)2=1m 2−4m +2>0,解得m =0,∴f (x )=x 2,当x 1∈[1,5)时,f (x 1)∈[1,25),设集合A =[1,25),又当x 2∈[1,5)时,g (x 2)∈[2﹣t ,32﹣t ),设集合B =[2﹣t ,32﹣t ), 由题意得:A ⊆B ,∴{2−t ≤132−t ≥25,解得:1≤t ≤7, 故选:D .【题型2 二次函数的图象及性质】【例2】(2020•西湖区校级模拟)已知函数f (x )=mx 2+(m ﹣3)x +1的图象与x 轴的交点至少有一个在原点右侧,则实数m 的取值范围是( ) A .[0,1]B .(0,1)C .(﹣∞,1)D .(﹣∞,1]【解题思路】本题考查的是函数的图象问题.在解答时,应先结合m 是否为零对函数是否为二次函数进行区别,对于二次函数情况下充分结合图形的特点利用判别式和对称轴即可获得问题解答. 【解答过程】解:由题意可知:当m =0时,由f (x )=0 知,﹣3x +1=0,∴x =13>0,符合题意;当m>0时,由f(0)=1可知:{△=(m−3)2−4m≥0−m−32m>0,解得0<m≤1;当m<0时,由f(0)=1可知,函数图象恒与X轴正半轴有一个交点综上可知,m的取值范围是:(﹣∞,1].故选:D.【变式2-1】(2020秋•龙岩期中)已知二次函数f(x)=ax2+(a﹣5)x+a2﹣6(a≠0)的图象与x轴交于M(x1,0),N(x2,0)两点,且﹣1<x1<1<x2<2,则a的取值范围是()A.(2,1+2√3)B.(2,2√3−1)C.(1+2√3,+∞)D.(−∞,2−2√3)【解题思路】由已知结合二次函数的实根分布中特殊点函数值的符号建立关于a的不等式,可求.【解答过程】解:若a>0,则{f(−1)=a2−1>0f(1)=a2+2a−11<0 f(2)=a2+6a−11>0,解得2<a<2√3−1;若a<0,则{f(−1)=a2−1<0f(1)=a2+2a−11>0f(2)=a2+6a−16<0,不等式组无解.故a的取值范围是(2,2√3−1).故选:B.【变式2-2】(2020秋•咸阳期末)已知二次函数f(x)=x2﹣2ax+3,a∈R.(Ⅰ)若函数f(x)在(﹣∞,﹣2)上单调递减,求a的取值范围;(Ⅱ)若a=1时,函数f(x)的图象恰好在函数g(x)=2x+b的图象上方(f(x)≥g(x)且恰好能取到等号),求实数b的值.【解题思路】(Ⅰ)求出函数的对称轴,根据函数的单调性求出a的范围即可;(Ⅱ)问题转化为x2﹣4x+3﹣b≥0恒成立,根据判别式△≤0,求出b的值即可.【解答过程】解:(Ⅰ)f(x)=x2﹣2ax+3=(x﹣a)2+3﹣a2,对称轴是x=a,若函数f(x)在(﹣∞,﹣2)上单调递减,则a≥﹣2,即a的取值范围是[﹣2,+∞);(Ⅱ)a=1时,f(x)=(x﹣1)2+2,f(x)﹣g(x)=x2﹣4x+3﹣b,由题意得f(x)﹣g(x)≥0,即x2﹣4x+3﹣b≥0恒成立,故△=16﹣12+4b ≤0,解得:b ≤﹣1, 当f (x )≥g (x )且恰好能取到等号, 即f (x )=g (x )时,b =﹣1.【变式2-3】(2020秋•越秀区期末)问题:是否存在二次函数f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0,b ,c ∈R )同时满足下列条件:f (0)=3,f (x )的最大值为4,____?若存在,求出f (x )的解析式;若不存在,请说明理由.在①f (1+x )=f (1﹣x )对任意x ∈R 都成立,②函数y =f (x +2)的图象关于y 轴对称,③函数f (x )的单调递减区间是[12,+∞)这三个条件中任选一个,补充在上面问题中作答.【解题思路】由f (0)=3,可求得c =3,由条件可得函数的对称轴,又f (x )的最大值为4,可得关于a ,b 的方程组,求解即可.【解答过程】解:由f (0)=3,可得c =3,则f (x )=ax 2+bx +3, 若选择①f (1+x )=f (1﹣x )对任意x ∈R 都成立, 可得f (x )的对称轴为x =1,所以−b2a =1,又f (x )的最大值为4,可得a <0且f (1)=4,即a +b +3=4, 解得a =﹣1,b =2, 此时f (x )=﹣x 2+2x +3;若选择②函数y =f (x +2)的图象关于y 轴对称, 可得f (x )关于x =2对称,则−b2a =2,又f (x )的最大值为4,可得a <0且f (2)=4,即4a +2b +3=4, 解得a =−14,b =1, 此时f (x )=−14x 2+x +3;若选择③函数f (x )的单调递减区间是[12,+∞), 可得f (x )关于x =12对称,则−b2a =12,又f (x )的最大值为4,可得a <0且f (12)=4,即14a +12b +3=4,解得a =﹣4,b =﹣4, 此时f (x )=﹣4x 2﹣4x +3.【题型3 二次函数的最值问题】【例3】(2020春•滨海新区期末)已知函数f (x )=x 2+2ax +a 2在x ∈[﹣1,2].上有最大值是4,则实数a 的值为( ) A .﹣1或3B .﹣4或0C .﹣1或0D .﹣4或3【解题思路】由函数f (x )=x 2+2ax +a 2的图象开口向上知函数f (x )在|﹣1,2]上的最大值在﹣1或2上取得.从而分类讨论求解.【解答过程】解:由函数f (x )=x 2+2ax +a 2的图象开口向上知, 函数f (x )=x 2+2ax +a 2在|﹣1,2]上的最大值在﹣1或2上取得. 若函数f (x )在﹣1上取得最大值4,则 {−a ≥121−2a +a 2=4,解得a =﹣1,若函数f (x )在2上取得最大值4,则 {−a ≤124+4a +a 2=4,解得a =0,故选:C .【变式3-1】(2020秋•仓山区校级期中)如果函数y =4x 2﹣4ax +a 2﹣2a +3在区间[0,2]上有最小值3,那么实数a 的值为 .【解题思路】由二次函数对称轴结合定义域进行讨论即可解决此题. 【解答过程】解:函数y =4x 2﹣4ax +a 2﹣2a +3的对称轴是:x =a2.当a2≤0,即a ≤0时,f (x )在[0,2]上的最小值a 2﹣2a +3=3,解得:a =0或2(舍去);当0<a2<2,即0<a <4时,f (x )的最小值是f (a2)=﹣2a +3=3,解得:a =0(舍去);a 2≥2,即a ≥4时,f (x )的最小值是f (2)=4×22﹣4a ×2+a 2﹣2a +3=a 2﹣8a +19=3,解得:a 1=a 2=4.综上,a 的值是0或4. 故答案为:0或4.【变式3-2】(2020•浙江模拟)已知函数f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),对一切x ∈[﹣1,1],都有|f (x )|≤1,则当x ∈[﹣2,2]时,f (x )的最大值为 .【解题思路】由题知{f(1)=a +b +cf(−1)=a −b +c f(0)=c ,进而求出a ,b ,c ,所以f (x )=f (1)(x 2+x 2)+f (﹣1)(x 2−x2)+f(0)(1﹣x 2)再由题知对一切x ∈[﹣1,1],都有|f (x )|≤1分别再讨论﹣2≤x ≤﹣1与1≤x ≤2区间最值,最后得出最值. 【解答过程】解:由题意{f(1)=a +b +cf(−1)=a −b +c f(0)=c ,有得{a =12[f(1)+f(−1)−2f(0)]b =12[f(1)−f(−1)]c =f(0)所以f (x )=f (1)(x 2+x2)+f (﹣1)(x 2−x2)+f (0)(1﹣x 2) 对一切x ∈[﹣1,1],都有|f (x )|≤1所以当﹣2≤x <﹣1时,|f (x )|≤||||+||||+||||)|≤||+||+|| =(x 2+x2)+(x 2−x2)+(x 2−1)=2x 2−1≤7当1<x ≤2时,|f (x )|≤||||+||||+||||)|≤||+||+||=(x 2+x 2)+(x 2−x 2)+(x 2−1)=2x 2−1≤7综上所述,当x ∈[﹣2,2]时,f (x )的最大值为7.【变式3-3】(2021春•浦东新区校级期末)已知函数f (x )=x 2﹣(a ﹣2)x +a ﹣3. (1)若f (a +1)=f (2a ),求a 的值;(2)若函数y =f (x )在x ∈[2,3]的最小值为5﹣a ,求实数a 的取值范围;(3)是否存在整数m 、n 使得关于x 的不等式m ≤f (x )≤n 的解集恰为[m ,n ]?若存在,请求出m 、n 的值;若不存在,请说明理由.【解题思路】(1)根据已知条件,得到(a +1)2﹣(a ﹣2)(a +1)+a ﹣3=(2a )2﹣2a (a ﹣2)+a ﹣3解方程即可求出结果; (2)由于f (x )的对称轴为x =a−22,根据对称轴与区间的位置关系进行分类讨论,判断单调性求出最小值即可;(3)根据题意转化为 m ,n 是方程 x 2﹣(a ﹣2)x +a ﹣3=x 的两个根,结合韦达定理得到 m +n =2+mn ,分离常数,根据m ,n 为整数即可求解.【解答过程】解:(1)因为f (x )=x 2﹣(a ﹣2)x +a ﹣3,且 f (a +1)=f (2a ), 所以(a +1)2﹣(a ﹣2)(a +1)+a ﹣3=(2a )2﹣2a (a ﹣2)+a ﹣3, 整理得2a 2+a ﹣3=0,解得a =1或−32;(2)f (x )=x 2﹣(a ﹣2)x +a ﹣3 的对称轴为 x =a−22, 因为 x ∈[2,3], ①当a−22≤2,即 a ≤6,则f (x )在x ∈[2,3]上单调递增,所以f (x )min =f (2)=22﹣2(a ﹣2)+a ﹣3=5﹣a ,符合题意;②当2<a−22<3,即6<a <8,则f (x )在(2,a−22)上单调递减,在(a−22,3)单调递增, 所以f(x)min =f(a−22)=(a−22)2−a−22(a −2)+a −3=−a 2+8a−164=5﹣a , 则a =6,与6<a <8矛盾,不符合题意; ③a−22≥3,即a ≥8,则f (x )在x ∈[2,3]上单调递减,所以f(x)min =f(3)=32−3(a −2)+a −3=12−2a =5−a , 则a =7,与a ≥8矛盾,不符合题意,综上a ≤6,因此实数a 的取值范围为(﹣∞,6];(3)因为关于x 的不等式m ≤f (x )≤n 的解集恰为[m ,n ], ①若a−22≤m ,则f (x )在[m ,n ]上单调递增,所以{f(m)=mf(n)=n,即m ,n 是方程x 2﹣(a ﹣2)x +a ﹣3=x ,即x 2﹣(a ﹣1)x +a ﹣3=0的两个根, 由韦达定理得{m +n =a −1mn =a −3,所以 m +n =2+mn ,所以m (1﹣n )=2﹣n ,当n =1时,m 不存在,舍去, 当n ≠1时,m =2−n 1−n =11−n +1,所以当n =0时,m =2;当n =2时,m =0,又因为m <n ,所以n =2,m =0,经检验,此时a =3,关于x 的不等式m ≤f (x )≤n 的解集不是[m ,n ],故不符合题意舍去;②若m <a−22≤n ,则f (x )在(m ,a−22)上单调递减,在(a−22,n +1)上单调递增,所以{f(a−22)≥m f(n)=n f(m)=n ,即{(a−22)2−(a −2)⋅a−22+a −3≥m n 2−(a −2)⋅n +a −3=n m 2−(a −2)⋅m +a −3=n,所以{−a 2+8a −16≥4m n 2−(a −2)⋅n +a −3=n m 2−(a −2)⋅m +a −3=n ,即x 2﹣(a ﹣2)x +a ﹣3﹣n =0有两个不相等的实数根,且m +n =2﹣a ,由于m ,n 为整数,则a 为整数,则a =n 2+n−3n−1=n +2−1n−1,当n =0时,a =3,m =﹣1,经检验关于x 的不等式m ≤f (x )≤n 的解集不是[m ,n ],故不符合题意舍去;当n =2时,a =3,m =﹣1,经检验符合题意; 故m =﹣1,n =2; ③若a−22≥n ,则f (x )在[m ,n ]上单调递减,所以{f(m)=nf(n)=m,即{m 2−(a −2)⋅m +a −3=n n 2−(a −2)⋅n +a −3=m ,则m =n ,不合题意舍去. 综上:存在这样的m ,n 为整数,且m =﹣1,n =2. 【题型4 二次函数的恒成立问题】【例4】(2021•4月份模拟)对于任意a ∈[﹣1,1],函数f (x )=x 2+(a ﹣4)x +4﹣2a 的值恒大于零,那么x 的取值范围是( ) A .(1,3) B .(﹣∞,1)∪(3,+∞)C .(1,2)D .(3,+∞)【解题思路】把二次函数的恒成立问题转化为y =a (x ﹣2)+x 2﹣4x +4>0在a ∈[﹣1,1]上恒成立,再利用一次函数函数值恒大于0所满足的条件即可求出x 的取值范围.【解答过程】解:原问题可转化为关于a 的一次函数y =a (x ﹣2)+x 2﹣4x +4>0在a ∈[﹣1,1]上恒成立,只需{(−1)⋅(x −2)+x 2−4x +4>01×(x −2)+x 2−4x +4>0, ∴{x >3,或x <2x <1,或x >2, ∴x <1或x >3.故选:B .【变式4-1】(2020春•玉林期末)已知函数f (x )=x 2+(4﹣k )x ,若f (x )<k ﹣2对x ∈[1,2]恒成立,则k 的取值范围为( )A .(﹣∞,72)B .(72,+∞)C .(﹣∞,143)D .(143,+∞)【解题思路】由题意可得x 2+(4﹣k )x ﹣k +2<0在x ∈[1,2]恒成立,可设g (x )=x 2+(4﹣k )x ﹣k +2,结合y =g (x )的图象,只需g (1)<0,且g (2)<0,解不等式可得所求范围.【解答过程】解:函数f (x )=x 2+(4﹣k )x ,若f (x )<k ﹣2对x ∈[1,2]恒成立,可得x 2+(4﹣k )x ﹣k +2<0在x ∈[1,2]恒成立,可设g (x )=x 2+(4﹣k )x ﹣k +2,由于y =g (x )的图象为开口向上的抛物线,只需g (1)<0且g (2)<0,所以{1+4−k −k +2<04+2(4−k)−k +2<0,即{k >72k >143, 可得k >143. 故选:D .【变式4-2】(2020春•浙江期中)已知f (x )=x 2﹣|x ﹣a |+a ,若f (x )≤0对任意x ∈[﹣1,1]恒成立,则a 的取值范围是( )A .(﹣∞,﹣1]B .(﹣∞,0]C .[0,+∞)D .[﹣1,0]【解题思路】利用分段思想,分类讨论,结合二次函数性质即可求解.【解答过程】解:f (x )=x 2﹣|x ﹣a |+a ={x 2−x +2a ,x ≥a x 2+x ,x <a ,∵f (x )≤0对任意x ∈[﹣1,1]恒成立,∴①{x 2−x ≤−2a x ≥a 恒成立, 此时a ≤﹣1;②{x 2+x ≤0x <a在x ∈[﹣1,1]恒成立, 此时a ≤0;综上核对a ≤0,故选:B .【变式4-3】(2021春•虹口区期末)已知函数f (x )=x 2+2ax ﹣a +2.(1)若对于任意x ∈R ,f (x )≥0恒成立,求实数a 的取值范围;(2)若对于任意x ∈[﹣1,1],f (x )≥0恒成立,求实数a 的取值范围;(3)若对于任意a ∈[﹣1,1],f (x )>0成立,求实数x 的取值范围.【解题思路】(1)利用二次函数的图象与性质可得△≤0,从而可求得a 的取值范围;(2)f (x )≥0恒成立等价于f (x )min ≥0,利用二次函数的图象与性质对a 分类讨论,求出f (x )的最小值,结合题意即可求解a 的取值范围;(3)将函数f (x )看作关于a 的函数g (a ),结合题意可得关于x 的不等式组即可求解x 的取值范围.【解答过程】解:(1)f (x )=x 2+2ax ﹣a +2≥0恒成立,可得△=4a 2﹣4(2﹣a )≤0,解得﹣2≤a ≤1,即实数a 的取值范围是[﹣2,1].(2)若对于任意x ∈[﹣1,1],f (x )≥0恒成立,则f (x )min ≥0,函数f (x )=x 2+2ax ﹣a +2的对称轴为x =﹣a ,当﹣a <﹣1,即a >1时,f (x )min =f (﹣1)=3﹣3a ≥0,解得a ≤1,矛盾,舍去;当﹣a >1,即a <﹣1时,f (x )min =f (1)=3+a ≥0,可得﹣3≤a <﹣1,当﹣1≤﹣a ≤1,即﹣1≤a ≤1时,f (x )min =f (﹣a )=﹣a 2﹣a +2≥0,可得﹣1≤a ≤1,综上所述,求实数a 的取值范围是[﹣3,1].(3)对于任意a ∈[﹣1,1],f (x )>0成立,等价于对于任意a ∈[﹣1,1],g (a )=(2x ﹣1)a +x 2+2>0,所以{g(−1)=x 2−2x +3>0g(1)=x 2+2x +1>0,解得x ≠1, 所以实数x 的取值范围是{x |x ≠﹣1}.。

【三维设计】高三数学文(江苏专用)一轮总复习练习:2.5二次函数与幂函数(含答案解析)

课时追踪检测(八)二次函数与幂函数一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.二次函数的图象过点(0,1) ,对称轴为x = 2 ,最小值为- 1 ,则它的分析式为________________ .分析:依题意可设f(x) =a(x- 2)2-1,∵图象过点 (0,1) ,∴ 4a-1= 1,∴ a=1 . 2∴ f(x) =1(x- 2)2- 1. 212答案: f(x) = (x- 2)- 122.已知幂函数 f(x) = k·xα的图象过点1,2,则 k+α=________.22分析:由幂函数的定义知1=2,因此 1 α213 k= 1.又 f=2,解得α=,进而 k+α= .222223答案:23.函数 f(x) =2x2- mx+ 3,当 x∈[ - 2,+∞ )时, f (x) 是增函数,当x∈ (-∞,- 2]时, f(x) 是减函数,则f(1) 的值为 ________.2m m 分析:函数 f(x) = 2x- mx+ 3 图象的对称轴为直线x=4,由函数 f(x) 的增减区间可知4=- 2,∴ m=- 8,即 f(x) = 2x2+ 8x+ 3,∴ f(1) = 2+ 8+ 3= 13.答案: 134.函数 f(x) =(m2- m- 1)x m是幂函数,且在x∈(0,+∞)上为增函数,则实数m 的值是 ________.分析: f(x) = (m2- m- 1)x m是幂函数 ? m2- m- 1=1? m=- 1 或 m= 2.又 x∈ (0,+∞)上是增函数,因此 m=2.答案: 25.若幂函数 y= f(x) 的图象过点2,则 y= f(x 2- 2x)的单一减区间为 ________.2,2αα21111分析:设 f(x) = x ,则由 2 =2= 2-2,得α=-2,因此 f(x) = x-2=x,该函数是定义在 (0,+∞)上的单一减函数.而u= x2- 2x 在(-∞, 1)上为单一减函数,在(1,+∞)上为单一增函数,且 u= x2-2x>0 ,得 x>2 或 x<0 ,故所求函数 y= f(x 2- 2x)的单一减区间为 (2,+∞).答案: (2,+ ∞)二保高考,全练题型做到高考达标n1,则 mn =________. 1.若幂函数 y = mx (m , n ∈R)的图象经过点8,4 分析:依据幂函数的观点得 1 n - 2 3n2 2 m = 1,且 = 8 ,即 2 = 2 ,因此 n =-,因此 mn =- .43 32 答案:- 32.若函数 f(x) = (1 - x 2)(x 2+ ax - 5) 的图象对于直线 x = 0 对称,则 f(x) 的最大值是________ .分析:依题意,函数 f(x) 是偶函数, 则 y = x 2+ ax - 5 是偶函数, 故 a = 0,f(x) = (1-x 2)(x 2- 5)=- x 4+ 6x 2- 5=- (x 2- 3)2+ 4,当 x 2= 3 时, f(x) 取最大值为 4.答案: 43. (2016 无·锡调研 )若幂函数 y = (m 2- 3m + 3) ·xm 2- m - 2 的图象可是原点,则m =________.分析:由幂函数性质可知m 2- 3m + 3= 1,∴ m = 2 或 m = 1.又幂函数图象可是原点, ∴m 2 - m - 2≤0,即- 1≤m ≤2,∴ m = 2 或 m = 1. 答案:2或14.设函数 f(x) = x 2- 23x + 60,g(x) =f(x) + |f(x)| ,则 g(1)+ g(2)+ +g(20) =________.分析:由二次函数图象的性质得, 当 3≤x ≤20时,f(x) + |f(x)| =0,∴g(1)+ g(2) + + g(20)= g(1)+ g(2)= 112.答案: 1125.(2015 南·京调研 )若函数 y = x 2- 3x - 4 的定义域为 [0,m],值域为 -25,- 4 ,则 m4的取值范围是 ________.3325分析:二次函数图象的对称轴为x = 2,且 f 2=-4 , f(3) = f(0)3=- 4,由图得 m ∈ 2, 3 .答案:3, 326.若函数 y = x 2+ (a +2)x + 3, x ∈ [a ,b]的图象对于直线 x = 1 对称,则 b = ________.分析:由已知得- a + 2= 1,解得 a =- 4.又由于 a + b= 1,因此 b = 2- a = 6.22答案: 67.设二次函数 f(x) = ax 2+ 2ax + 1 在 [- 3,2] 上有最大值 4,则实数 a 的值为 ________. 分析:此函数图象的对称轴为直线x =- 1.当 a>0 时,图象张口向上, 因此 x = 2 时获得最大值,f(2) = 4a+ 4a+ 1= 4,解得a= 3;当8a<0时,图象张口向下,因此x=- 1时获得最大值,f( - 1)= a- 2a+ 1= 4,解得a=- 3.答案:-3 或388.已知幂函数f(x) = x-12,若f(a+ 1)< f(10- 2a),则 a 的取值范围是________.分析:∵1f(x)=x-2= 1x(x> 0),易知x∈ (0,+∞)时为减函数,又f(a+ 1)< f(10- 2a),a+1> 0,a>- 1,∴ 10-2a> 0,解得a< 5,∴ 3< a< 5.a+ 1>10- 2a,a> 3,答案: (3,5)9. (2016 金·陵中学检测 )已知函数 f(x) = x- 2m2+ m+ 3(m∈ Z) 是偶函数,且f(x) 在 (0,+∞)上单一递加.(1) 求 m 的值,并确立 f(x) 的分析式;(2)g(x) = log2 [3- 2x- f(x)] ,求 g(x) 的定义域和值域.解:(1) 由于 f(x) 在 (0,+∞)单一递加,由幂函数的性质得-2m 2+ m+ 3>0,解得- 1<m<3.2由于 m∈Z ,因此 m= 0 或 m= 1.当m=0 时,f(x) =x3不是偶函数;当 m= 1 时, f(x) =x2是偶函数,因此 m=1, f(x) =x2 .(2)由 (1)知 g(x) = log2(- x2- 2x +3),由- x2- 2x+ 3>0,得- 3<x<1 ,因此 g(x) 的定义域为 (- 3,1).设 t=- x2-2x+ 3, x∈ (- 3,1),则 t∈ (0,4] ,此时 g(x) 的值域就是函数y= log 2t, t∈ (0,4] 的值域.又 y= log2t 在区间 (0,4] 上是增函数,因此 y∈ (-∞, 2],因此函数 g(x) 的值域为 (-∞, 2].10. (2016 南·师附中月考)已知函数f(x) =ax2+ bx+ 1(a, b 为实数, a≠0, x∈ R).(1)若函数 f(x) 的图象过点 (- 2,1),且方程 f(x) = 0 有且只有一个根,求f(x) 的表达式;(2)在 (1)的条件下,当 x∈ [ - 1,2] 时,g(x) = f(x) - kx 是单一函数,务实数k 的取值范围.解: (1)由于 f( -2) =1,即 4a- 2b+ 1= 1,因此 b= 2a.由于方程 f(x) =0 有且只有一个根,因此=b2- 4a= 0.2因此 4a - 4a= 0,因此 a= 1,b= 2.2因此 f(x) = (x+ 1) .(2)g(x) = f(x) - kx= x2+ 2x+ 1-kx = x2- (k-2)x +1= x-k-22+ 1--2.42由 g(x) 的图象知,要知足题意,则k- 2k- 22≥2或2≤-1,即 k≥6或 k≤0,∴所务实数 k 的取值范围为 (-∞, 0]∪ [6,+∞).三登台阶,自主选做志在冲刺名校1.设 f(x) 与 g(x) 是定义在同一区间[a,b] 上的两个函数,若函数y= f(x) - g(x) 在 x∈ [a,b]上有两个不一样的零点,则称f(x) 和g(x) 在 [a, b]上是“关系函数”,区间 [a, b]称为“关系区间”.若 f(x) =x2- 3x+ 4 与 g(x) =2x+ m 在 [0,3] 上是“关系函数”,则 m 的取值范围为 ________.分析:由题意知, y= f(x) - g(x) = x2- 5x+ 4-m 在 [0,3] 上有两个不一样的零点.在同向来角坐标系下作出函数y= m与y=x2-5x+ 4(x ∈ [0,3])的图象如下图,联合图象可知,当x ∈ [2,3] 时,y = x2- 5x + 4∈-9,- 2 ,故当 m∈ -9,- 2 时,函数 y=m 与 y= x2- 5x+ 4(x ∈ [0,3]) 44的图象有两个交点.9答案:-4,-22.已知二次函数 f(x) = x2- x+ k,k∈ Z,若函数 g(x) = f(x) - 2 在- 1,3上有两个不2同的零点,则f2+ 2的最小值为 ________.分析:若函数2- x + k- 2 在-1,3上有两个不一样的零点,k ∈ Z ,则g(x) = x2-,3解得 k= 2.g 2 >0 ,= 1--,因此二次函数f(x) = x2- x+ 2,其值域为7,+∞,42]+ 2= f(x) +27,此中 f(x) ≥,4此时 f(x) +2单一递加,72+ 281因此当 f(x) =4时,获得最小值28.答案: 81283. (2016 镇·江四校联考 )已知函数 f(x) = x2-1, g(x) = a|x- 1|.(1)若当 x∈R 时,不等式f(x)≥ g(x)恒建立,务实数 a 的取值范围;(2)求函数 h(x) = |f(x)| + g(x) 在区间 [0,2] 上的最大值.解: (1)不等式 f(x) ≥g(x)对 x∈ R 恒建立,即x2- 1≥a|x- 1|(*) 对 x∈ R 恒建立.①当 x= 1时, (*) 明显建立,此时a∈ R;②当 x≠1时, (*) 可变形为x2- 1,a≤|x- 1|x2- 1x+ 1,x>1 ,令φ(x)==-+, x<1.|x- 1|由于当 x>1 时,φ(x)>2,当 x<1 时,φ(x)>- 2,因此φ(x)>- 2,故此时 a≤- 2.综合①②,得所务实数 a 的取值范围是(-∞,- 2].-x2- ax+a+ 1, 0≤x<1,(2)h(x) =0, x=1,x2+ ax- a- 1, 1<x≤2.①当-2a≤0时,即 a≥0, (- x2- ax+a+1)max= h(0)= a+ 1,(x2+ ax- a- 1)max= h(2)= a+ 3.此时, h(x) max= a+ 3.②当 0<-a2≤1时,即- 2≤a<0, (- x2- ax+ a+ 1)max= h -a2=a+ a+ 1, (x2+ ax- a- 1)max 24=h(2)= a+3.此时 h(x) max= a+ 3.a③当 1<-2≤2时,即- 4≤a<- 2,(- x2- ax+ a+ 1)max= h(1) =0,0,- 4≤ a<- 3,(x2+ ax- a- 1)max= max{h(1) , h(2)} = max{0,3 + a} =3+a,- 3≤ a<- 2.0,- 4≤ a<- 3,此时 h(x) max=3+ a,- 3≤ a<-2.a④当-2>2 时,即 a<- 4, (- x2- ax+a+ 1)max= h(1)= 0,(x2+ ax- a- 1)max= h(1)= 0.此时 h(x) max= 0.3+ a,a≥- 3,综上: h(x) max=0, a<- 3.。

2020年高考数学一轮复习考点07二次函数与幂函数必刷题(含解析)

考点07 二次函数与幂函数1、如果方程x 2+(2m -1)x +4-2m =0的一根大于2,一根小于2,那么实数m 的取值范围是____.【答案】(-∞,-3)【解析】设f(x)=x 2+(2m -1)x +4-2m ,由题意得,⎩⎪⎨⎪⎧Δ=(2m -1)2-4(4-2m )>0,f (2)=4+2(2m -1)+4-2m<0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧m<-52或m>32,m<-3,所以m<-3,故实数m 的取值范围是(-∞,-3).2、 若幂函数y =mx n (m ,n ∈R)的图象经过点⎝ ⎛⎭⎪⎫8,14,则n =___. 【答案】-23【解析】由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧m =1,8n =14, 解得n =-23,故n 的值为-23. 3、已知f(x)=ax 2+bx +3a +b 是定义在[a -1,2a]上的偶函数,则a ,b 的值为____.【答案】13,0 【解析】由题意得,f(-x)=f(x),即ax 2-bx +3a +b =ax 2+bx +3a +b ,即2bx =0对任意x 恒成立,所以b =0.又因为a -1=-2a ,解得a =13,所以a ,b 的值分别为13,0. 4、函数y =-x 2+2||x +3的单调减区间是____. 【答案】[-1,0]和[1,+∞)【解析】令f(x)=-x 2+2|x|+3,所以f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2x +3,x≥0,-x 2-2x +3, x<0, 即f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧-(x -1)2+4,x≥0,-(x +1)2+4, x<0, 所以当x≥0时,函数f(x)的减区间为(1,+∞);当x<0时,函数f(x)的减区间为(-1,0),故单调减区间为(-1,0)和(1,+∞).5、若函数f(x)=x 2-2x +1在区间[]a ,a +2上的最大值为4,则a 的值为____.【答案】-1或1【解析】由题意得,f(x)=x 2-2x +1=(x -1)2,对称轴为直线x =1.当a≥0时,f(a +2)=4,即(a +2)2-2(a +2)+1=4,解得a =1或a =-3(舍去);当a<0时,f(a)=4,即a 2-2a +1=4,解得a =-1或a =3(舍去).综上,a 的值为1或-1.6、 若不等式x 4+2x 2+a 2-a -2≥0对任意实数x 恒成立,则实数a 的取值范围是___.【答案】(-∞,-1]∪[2,+∞)【解析】由题意得x 4+2x 2+a 2-a -2≥0,即(x 2+1)2≥-a 2+a +3,所以-a 2+a +3≤1,解得a≥2或a≤-1,所以实数a 的取值范围是(-∞,-1]∪[2,+∞).7、设α∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,12,1,2,3,则使函数y =x α为奇函数且定义域为R 的所有α的值为____. 【答案】1,3【解析】当α=-1时,y =x -1=1x ,此时函数的定义域为{x |x ≠0},不符合题意;当α=12时,y =x 12=x ,此时函数的定义域为[0,+∞),不符合题意;当α=1时,y =x ,此时函数的定义域为R ,且是奇函数,符合题意;当α=2时,y =x 2,此时函数的定义域为R ,是偶函数,不符合题意;当α=3时,y =x 3,此时函数的定义域为R ,且为奇函数,符合题意,综上α的值为1和3.8、求函数f(x)=x 2-2ax +2(x ∈[2,4])的最小值.【答案】f(x)min =⎩⎪⎨⎪⎧6-4a , a<2,2-a 2, 2≤a≤4,18-8a , a>4.【解析】f(x)图象的对称轴是直线x =a ,可分以下三种情况:①当a <2时,f(x)在[2,4]上为增函数,所以f(x)min =f(2)=6-4a ;②当2≤a≤4时,f(x)min =f(a)=2-a 2;③当a >4时,f(x)在[2,4]上为减函数,所以f(x)min =f(4)=18-8a.综上所述,f(x)min =⎩⎪⎨⎪⎧6-4a , a<2,2-a 2, 2≤a≤4,18-8a , a>4.9、已知函数f(x)=x 2-2x +2(x ∈[t ,t +1])的最小值为g(t),求g(t)的表达式.【答案】g(t)=⎩⎪⎨⎪⎧t 2+1, t<0,1, 0≤t≤1,t 2-2t +2, t>1.【解析】由题意得,f(x)=(x -1)2+1.①当t +1<1,即t<0时,g(t)=f(t +1)=t 2+1;②当t≤1≤t+1,即0≤t≤1时,g(t)=f(1)=1;③当t>1时,g(t)=f(t)=t 2-2t +2.综上所述,g(t)=⎩⎪⎨⎪⎧t 2+1, t<0,1, 0≤t≤1,t 2-2t +2, t>1.10、若点(2,2)在幂函数f(x)的图象上,点⎝⎛⎭⎪⎫-2,14在幂函数g(x)的图象上,定义 h(x)=⎩⎪⎨⎪⎧f (x ),f (x )≤g(x ),g (x ), f (x )>g (x ).试求函数h(x)的最大值以及单调区间. 【答案】1 单调增区间为(-∞,-1)和(0,1);单调减区间为(-1,0)和(1,+∞).【解析】求f(x),g(x)解析式及作出f(x),g(x)的图象同例1,如例1图所示,则有h(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x -2,x<-1或x>1,x 2, -1≤x≤1且x≠0. 根据图象可知函数h(x)的最大值为1,单调增区间为(-∞,-1)和(0,1);单调减区间为(-1,0)和(1,+∞).11、已知幂函数f(x)的图象过点(2,2),幂函数g(x)的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫2,14. (1) 求函数f(x),g(x)的解析式;(2) 求当x 为何值时:①f(x)>g(x);②f(x)=g(x);③f(x)<g(x).【答案】(1) g(x)=x -2(2) ①当x>1或x<-1时,f(x)>g(x);②当x =1或x =-1时,f(x)=g(x); ③当-1<x<1且x≠0时,f(x)<g(x).【解析】(1) 设f(x)=x α,因为图象过点(2,2),故2=(2)α,解得α=2,所以f(x)=x 2. 设g(x)=x β,因为图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫2,14, 所以14=2β,解得β=-2,所以g(x)=x -2.(2) 在同一平面直角坐标系下作出f(x)=x 2与g(x)=x-2的图象,如图所示. 由图象可知,函数f(x),g(x)的图象均过点(-1,1)和(1,1),所以①当x>1或x<-1时,f(x)>g(x);②当x =1或x =-1时,f(x)=g(x);③当-1<x<1且x≠0时,f(x)<g(x).12、已知函数f(x)=xm 2-2m -3(m ∈N *)的图象关于y 轴对称,且在区间(0,+∞)上是减函数,求满足(a +1)-m 3<(3-2a )-m 3的a 的取值范围. 【答案】{a |a <-1或23<a <32} 【解析】因为函数f (x )在(0,+∞)上单调递减,所以m 2-2m -3<0,解得-1<m <3.因为m ∈N *,所以m =1或m =2.又函数的图象关于y 轴对称,所以m 2-2m -3是偶数,当m =2时,22-2×2-3=-3为奇数,当m =1时,12-2×1-3=-4为偶数,所以m =1.又y =x -13在(-∞,0),(0,+∞)上均为减函数, 所以(a +1)-13<(3-2a )-13等价于a +1>3-2a >0或0>a +1>3-2a 或a +1<0<3-2a , 解得a <-1或23<a <32. 故a 的取值范围为{a |a <-1或23<a <32}. 13、已知二次函数y =f(x)(x ∈R)的图象过点(0,-3),且f (x )>0的解集为(1,3).(1) 若函数f (x )=f (x )-mx 在区间(0,1)上单调递增,求实数m 的取值范围; (2) 求函数G (x )=f (sin x )在x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的最值.【答案】(1) (-∞,2] (2) 最大值为0,最小值为-3【解析】(1) 因为f (x )>0的解集为(1,3),所以二次函数与x 轴的交点为(1,0)和(3,0),所以可设f (x )=a (x -1)(x -3).又因为函数图象过点(0,-3),代入f (x )得3a =-3,解得a =-1,所以f (x )=-(x -1)(x -3)=-x 2+4x -3,所以f (x )=-x 2+4x -3-mx =-x 2+(4-m )x -3.因为函数f (x )在区间(0,1)上单调递增,所以-4-m 2×(-1)≥1,解得m ≤2, 故实数m 的取值范围是(-∞,2].(2) 由题意得,G (x )=-sin 2x +4sin x -3=-(sin x -2)2+1. 因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,所以sin x ∈[0,1], 所以当sin x =0时,G (x )min =-3;当sin x =1时,G (x )max =0,故函数G (x )的最大值为0,最小值为-3.14、已知幂函数f (x )=x (m 2+m )-1(m ∈N *).(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) 若该函数经过点(2,2),试确定m 的值,并求满足条件f (2-a )>f (a -1)的实数a 的取值范围. 【答案】(1) [0,+∞) 增函数 (2) ⎣⎢⎡⎭⎪⎫1,32 【解析】(1) 因为m 2+m =m (m +1),m ∈N *,且m 与m +1中必有一个为偶数,所以m (m +1)为偶数. 所以函数f (x )=x (m 2+m )-1(m ∈N *)的定义域为[0,+∞),并且在定义域上为增函数.(2) 因为函数f (x )经过点(2,2),所以2=2(m 2+m )-1,即212=2(m 2+m )-1, 所以m 2+m =2,解得m =1或m =-2.又因为m ∈N *,所以m =1.由f (2-a )>f (a -1)得⎩⎪⎨⎪⎧2-a ≥0,a -1≥0,2-a >a -1,解得1≤a <32, 所以a 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫1,32.15、已知a ∈R ,函数f (x )=x |x -a |.(1) 当a =2时,写出函数y =f (x )的单调增区间;(2) 当a >2时,求函数y =f (x )在区间[1,2]上的最小值;(3) 设a ≠0,函数y =f (x )在区间(m ,n )上既有最大值又有最小值,请分别求出m ,n 的取值范围(用a 表示).【答案】(1) (-∞,1],[2,+∞) (2) f (x )min =⎩⎪⎨⎪⎧2a -4,2<a ≤3,a -1, a >3.(3) 2+12a ≤m <a ,a 2<n ≤0. 【解析】(1) 当a =2时,f (x )=x |x -2|=⎩⎪⎨⎪⎧x (x -2),x ≥2,x (2-x ), x <2. 由图象可知,y =f (x )的单调增区间为(-∞,1],[2,+∞).(2) 因为a >2,x ∈[1,2],所以f (x )=x (a -x )=-x 2+ax =-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -a 22+a 24. 当1<a 2≤32,即2<a ≤3时,f (x )min =f (2)=2a -4;当a 2>32,即a >3时,f (x )min =f (1)=a -1, 所以f (x )min =⎩⎪⎨⎪⎧2a -4,2<a ≤3,a -1, a >3. (3) f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x (x -a ),x ≥a ,x (a -x ),x <a . ①当a >0时,图象如图1所示.由⎩⎪⎨⎪⎧y =a 24,y =x (x -a ),得x =1+22a , 所以0≤m <a 2,a <n ≤ 2+12a . ②当a <0时,图象如图2所示.由⎩⎪⎨⎪⎧y =-a 24,y =x (a -x ),得x =1+22a , 所以2+12a ≤m <a ,a 2<n ≤0.图1图2 16、已知函数f (x )=x -k 2+k +2(k ∈Z)满足f (2)<f (3).(1)求k 的值并求出相应的f (x )的解析式;(2)对于(1)中得到的函数f (x ),试判断是否存在q ,使函数g (x )=1-qf (x )+(2q -1)x 在区间[-1,2]上的值域为[-4,178]?若存在,求出q ;若不存在,请说明理由. 【答案】 (1) f (x )=x 2(2) 2【解析】 (1)∵f (2)<f (3),∴f (x )在第一象限是增函数.故-k 2+k +2>0,解得-1<k <2.又∵k ∈Z ,∴k =0或k =1.当k =0或k =1时,-k 2+k +2=2,∴f (x )=x 2.(2)假设存在q 满足题设,由(1)知 g (x )=-qx 2+(2q -1)x +1,x ∈[-1,2].∵g (2)=-1,∴两个最值点只能在端点(-1,g (-1))和顶点(2q -12q ,4q 2+14q)处取得. ①当q >0时,而4q 2+14q -g (-1)=4q 2+14q-(2-3q )=q -24q ≥0,∴g (x )max =4q 2+14q =178, g (x )min =g (-1)=2-3q =-4.解得q =2.②当q <0时,g (x )max =g (-1)=2-3q =178, g (x )min =4q 2+14q =-4, q 不存在.综上所述,存在q =2满足题意.17、设函数f (x )=x 2+2bx +c (c <b <1), f (1)=0,方程f (x )+1=0有实根.(1)证明:-3<c ≤-1且b ≥0;(2)若m 是方程f (x )+1=0的一个实根,判断f (m -4)的正负并加以证明.【答案】(1) 见解析 (2)见解析解析:(1)证明:f (1)=0⇒1+2b +c =0⇒b =-c +12. 又c <b <1,故c <-c +12<1⇒-3<c <-13. 方程f (x )+1=0有实根,即x 2+2bx +c +1=0有实根,故Δ=4b 2-4(c +1)≥0,即(c +1)2-4(c +1)≥0⇒c ≥3或c ≤-1.又c <b <1,得-3<c ≤-1,由b =-c +12知b ≥0. (2)f (x )=x 2+2bx +c =x 2-(c +1)x +c =(x -c )(x -1),f (m )=-1<0,∴c <m <1,∴c -4<m -4<-3<c ,∴f (m -4)=(m -4-c )(m -4-1)>0,∴f (m -4)的符号为正.18、设二次函数f (x )=ax 2+bx +c 在区间[-2,2]上的最大值、最小值分别是M 、m ,集合A ={x |f (x )=x }.(1)若A ={1,2},且f (0)=2,求M 和m 的值;(2)若A ={1},且a ≥1,记g (a )=M +m ,求g (a )的最小值.【答案】(1) M =10 m =1 (2) 314【解析】(1)由f (0)=2可知c =2,又A ={1,2},故1,2是方程ax 2+(b -1)x +c =0的两实根, ∴⎩⎪⎨⎪⎧1+2=1-b a 2=c a ,解得a =1,b =-2. ∴f (x )=x 2-2x +2=(x -1)2+1,x ∈[-2,2]. 当x =1时,f (x )min =f (1)=1,即m =1;当x =-2时,f (x )max =f (-2)=10,即M =10.(2)由题意知,方程ax 2+(b -1)x +c =0有两相等实根x =1,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 1+1=1-b a 1=c a,即⎩⎪⎨⎪⎧ b =1-2a c =a . ∴f (x )=ax 2+(1-2a )x +a ,x ∈[-2,2],其对称轴方程为x =2a -12a =1-12a, 又a ≥1,故1-12a ∈[12,1), ∴M =f (-2)=9a -2,m =f (2a -12a )=1-14a. g (a )=M +m =9a -14a-1. 又g (a )在区间[1,+∞)上是单调递增的,∴当a =1时,g (a )min =314.。

2023年新高考数学大一轮复习专题08 幂函数与二次函数(解析版)

专题08 幂函数与二次函数【考点预测】 1.幂函数的定义一般地,()a y x a R =∈(a 为有理数)的函数,即以底数为自变量,幂为因变量,指数为常数的函数称为幂函数.2.幂函数的特征:同时满足一下三个条件才是幂函数 ①a x 的系数为1;②a x 的底数是自变量;③指数为常数.(3)幂函数的图象和性质 3.常见的幂函数图像及性质:R RR {|0}x x ≥ (1)一般式:2()(0)f x ax bx c a =++≠;(2)顶点式:2()()(0)f x a x m n a =-+≠;其中,(,)m n 为抛物线顶点坐标,x m =为对称轴方程. (3)零点式:12()()()(0)f x a x x x x a =--≠,其中,12,x x 是抛物线与x 轴交点的横坐标. 5.二次函数的图像二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠的图像是一条抛物线,对称轴方程为2bx a=-,顶点坐标为24(,)24b ac b a a--. (1)单调性与最值①当0a >时,如图所示,抛物线开口向上,函数在(,]2b a -∞-上递减,在[,)2ba-+∞上递增,当2b x a =-时,2min 4()4ac b f x a -=;②当0a <时,如图所示,抛物线开口向下,函数在(,]2ba -∞-上递增,在[,)2b a -+∞上递减,当2bx a=-时,;2max 4()4ac b f x a -=.(2)与x 轴相交的弦长当240b ac ∆=->时,二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠的图像与x 轴有两个交点11(,0)M x 和22(,0)M x ,1212||||||M M x x a =-==. 6.二次函数在闭区间上的最值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2()(0)f x ax bx c a =++≠,当0a >时,()f x 在区间[,]p q 上的最大值是M ,最小值是m ,令02p qx +=: (1)若2bp a-≤,则(),()m f p M f q ==; (2)若02b p x a <-<,则(),()2bm f M f q a =-=; (3)若02b x q a ≤-<,则(),()2bm f M f p a=-=; (4)若2bq a-≥,则(),()m f q M f p ==. 【方法技巧与总结】1.幂函数()a y x a R =∈在第一象限内图象的画法如下: ①当0a <时,其图象可类似1y x -=画出; ②当01a <<时,其图象可类似12y x =画出; ③当1a >时,其图象可类似2y x =画出.2.实系数一元二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的实根符号与系数之间的关系(1)方程有两个不等正根12,x x ⇔212124000b ac b x x a c x x a ⎧⎪∆=->⎪⎪+=->⎨⎪⎪=>⎪⎩(2)方程有两个不等负根12,x x ⇔212124000b ac b x x a c x x a ⎧⎪∆=->⎪⎪+=-<⎨⎪⎪=>⎪⎩(3)方程有一正根和一负根,设两根为12,x x ⇔120cx x a=< 3.一元二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的根的分布问题 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2bx a=-与区间端点的关系;(4)区间端点函数值的正负. 设12,x x 为实系数方程20(0)ax bx c a ++=>的两根,则一元二次20(0)ax bx c a ++=>的根的分布与其限定条件如表所示.n (1)要熟练掌握二次函数在某区间上的最值或值域的求法,特别是含参数的两类问题——动轴定区间和定轴动区间,解法是抓住“三点一轴”,三点指的是区间两个端点和区间中点,一轴指对称轴.即注意对对称轴与区间的不同位置关系加以分类讨论,往往分成:①轴处在区间的左侧;②轴处在区间的右侧;③轴穿过区间内部(部分题目还需讨论轴与区间中点的位置关系),从而对参数值的范围进行讨论.(2)对于二次方程实根分布问题,要抓住四点,即开口方向、判别式、对称轴位置及区间端点函数值正负.【题型归纳目录】题型一:幂函数的定义及其图像 题型二:幂函数性质的综合应用题型三:二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的实根分布及条件 题型四:二次函数“动轴定区间”、“定轴动区间”问题【典例例题】题型一:幂函数的定义及其图像例1.(2022·全国·高三专题练习)幂函数()()22121m f x m m x -=-+在()0,∞+上为增函数,则实数m 的值为( ) A .2- B .0或2 C .0 D .2【答案】D 【解析】 【分析】根据函数为幂函数求出m ,再验证单调性可得. 【详解】因为()f x 是幂函数,所以2211m m -+=,解得0m =或2m =,当0m =时,()1f x x -=在()0,∞+上为减函数,不符合题意, 当2m =时,()3f x x =在()0,∞+上为增函数,符合题意,所以2m =. 故选:D.例2.(2022·全国·高三专题练习)已知幂函数pqy x =(p ,q ∈Z 且p ,q 互质)的图象关于y 轴对称,如图所示,则( )A .p ,q 均为奇数,且0p q> B .q 为偶数,p 为奇数,且0p q < C .q 为奇数,p 为偶数,且0p q > D .q 为奇数,p 为偶数,且0p q< 【答案】D 【解析】 【分析】根据给定函数的图象分析函数的性质,即可得出p 、q 的取值情况. 【详解】因函数p q y x =的图象关于y 轴对称,于是得函数pq y x =为偶函数,即p 为偶数, 又函数p qy x =的定义域为(,0)(0,)-∞+∞,且在(0,)+∞上单调递减,则有pq<0, 又因p 、q 互质,则q 为奇数,所以只有选项D 正确. 故选:D例3.(2022·海南·文昌中学高三阶段练习)已知幂函数()()a f x x a R =∈过点A (4,2),则f (14)=___________. 【答案】12##0.5 【解析】 【分析】点A 坐标代入幂函数解析式,求得a ,然后计算函数值. 【详解】点A (4,2)代入幂函数()af x x =解得12a =,()12f x x =,1142f ⎛⎫= ⎪⎝⎭ 故答案为:12.例4.(2022·黑龙江·哈九中高三开学考试(文))已知幂函数()f x 的图象过点()8,2--,且()()13f a f a +≤--,则a 的取值范围是______. 【答案】(],1-∞ 【解析】 【分析】先求得幂函数()f x 的解析式,根据函数()f x 的奇偶性、单调性来求得a 的取值范围. 【详解】设()f x x α=,则()1823αα-=-⇒=,所以()13f x x =,()f x 在R 上递增,且为奇函数,所以()()()311313f a f a a a f a a =-+≤--+-⇒≤⇒≤. 故答案为:(],1-∞例5.(2022·全国·高三专题练习)如图是幂函数i y x α=(αi >0,i =1,2,3,4,5)在第一象限内的图象,其中α1=3,α2=2,α3=1,412α=,513α=,已知它们具有性质: ①都经过点(0,0)和(1,1); ②在第一象限都是增函数.请你根据图象写出它们在(1,+∞)上的另外一个共同性质:___________.【答案】α越大函数增长越快 【解析】 【分析】根据幂函数的图象与性质确定结论. 【详解】解:从幂函数的图象与性质可知:①α越大函数增长越快;②图象从下往上α越来越大;③函数值都大于1;④α越大越远离x 轴;⑤α>1,图象下凸;⑥图象无上界;⑦当指数互为倒数时,图象关于直线y =x 对称;⑧当α>1时,图象在直线y =x 的上方;当0<α<1时,图象在直线y =x 的下方. 从上面任取一个即可得出答案. 故答案为:α越大函数增长越快.例6.(2022·全国·高三专题练习)已知幂函数223()m m y f x x --==(m ∈Z )在(0,)+∞是严格减函数,且为偶函数.(1)求()y f x =的解析式;(2)讨论函数5()(2)()y af x a x f x =+-⋅的奇偶性,并说明理由.【答案】(1)4()y f x x -==;(2)当2a =时,为偶函数;当0a =时,为奇函数;当2a ≠且0a ≠时,为非奇非偶函数.理由见解析. 【解析】(1)由题意可得:2230m m --<,解不等式结合m ∈Z 即可求解;(2)由(1)可得4(2)y ax a x -=+-,分别讨论0a =、2a =、0a ≠且2a ≠时奇偶性即可求解. 【详解】(1)因为幂函数223()mm y f x x --==(m Z ∈)在(0,)+∞是严格减函数,所以2230m m --<,即()()310m m -+< ,解得:13x , 因为m Z ∈,所以0,1,2m =,当0m =时,3()y f x x -==,此时()y f x =为奇函数,不符合题意;当1m =时,4()y f x x -==,此时()y f x =为偶函数,符合题意; 当2m =时,3()y f x x -==,此时()y f x =为奇函数,不符合题意; 所以4()y f x x -==,(2)4544(2)(2)y ax a x x ax a x ---=+-⋅=+-,令()4(2)F x ax a x -=+-当0a =时,()2F x x =-,()()()22F x x x F x -=-⨯-==-,此时是奇函数, 当2a =时()4422F x x x -==,()()()444222F x x x x --=-==-,此时是偶函数, 当0a ≠且2a ≠时,()1(2)22F a a a =+-=-,()1(2)2F a a -=--=,()()11F F ≠-,()()11F F -≠-,此时是非奇非偶函数函数.【方法技巧与总结】确定幂函数y x α=的定义域,当α为分数时,可转化为根式考虑,是否为偶次根式,或为则被开方式非负.当0α≤时,底数是非零的.题型二:幂函数性质的综合应用例7.(2022·河北石家庄·高三期末)已知实数a ,b 满足3e e 1a a a -+=+,3e e 1b b b -+=-,则a b +=( ) A .-2 B .0 C .1 D .2【答案】B 【解析】 【分析】由已知构造函数()3e e x xf x x -=+-,利用()1f a =,()1f b =-,及函数的单调性、奇偶性即可得出结果.【详解】构建函数()3e e x xf x x -=+-,则()f x 为奇函数,且在R 上单调递增.由3e e 1a a a -+=+,3e e 1b b b -+=-,得()1f a =,()()()()1f b f a f b f b a b =-⇒=-=-⇒=-,所以0a b +=. 故选:B.例8.(2022·四川眉山·三模(文))下列结论正确的是( )A .2<B .2<C .2log <D .2<【答案】A 【解析】 【分析】对于A 、B :作出2x y =和2yx 在第一象限的图像判断出:在()0,2上,有22x x >,在()2,4上,有22x x <,在()4,+∞上,有22x x >.即可判断A 、B ;对于C:判断出2>, log 1,即可判断;对于D:判断出2>,2=,即可判断.【详解】 对于A 、B : 作出2x y =和2yx 在第一象限的图像如图所示:其中2x y =的图像用虚线表示,2yx 的图像用虚线表示.可得,在()0,2上,有22x x >,在()2,4上,有22x x <,在()4,+∞上,有22x x >.因为24<,所以2<,故A 正确;4,所以2>,故B 错误;对于C:2>,而22log log 21<=,所以log >故C 错误;对于D:2>,而2=,所以>.故D 错误.故选:A例9.(2022·广西·高三阶段练习(理))已知函数32,2()(1),2x f x xx x ⎧≥⎪=⎨⎪-<⎩,若关于x 的方程()f x k =有两个不同的实根, 则实数k 的取值范围为( ) A .()0,1B .(),1-∞C .(]0,1D .()0,∞+ 【答案】A 【解析】 【分析】分析函数()f x 的性质,作出图象,数形结合即可求解作答. 【详解】当2x <时,函数3()(1)f x x =-是增函数,函数值集合是(,1)-∞,当2x ≥时,2()f x x=是减函数,函数值集合是(]0,1,关于x 的方程()f x k =有两个不同的实根,即函数()y f x =的图象与直线y k =有两个交点, 在坐标系内作出直线y k =和函数()y f x =的图象,如图,观察图象知,当01k <<时,直线y k =和函数()y f x =的图象有两个交点,即方程()f x k =有两个不同的实根,所以实数k 的取值范围为(0,1). 故选:A例10.(2022·浙江·模拟预测)已知0a >,函数()(0)xa f x x a x =->的图象不可能是( )A .B .C .D .【答案】C 【解析】 【分析】分类讨论1a =,01a <<与1a >三种情况下函数的单调性情况,从而判断. 【详解】当1a =时,()1(0)=-=>-a xx f x x x a ,此时函数()f x 为一条射线,且函数()1f x x =-在()0,∞+上为增函数,B 选项符合;当01a <<时,函数a y x =在()0,∞+上为增函数,x y a =在()0,∞+上为减函数,所以函数()=-a x f x x a 在()0,∞+上为增函数,此时函数在()0,∞+上只有一个零点,A 选项符合;当1a >时,x →+∞时,函数a y x =的增长速度远小于函数x y a =的增长速度,所以x →+∞时,函数()=-a xf x x a 一定为减函数,选项D 符合,C 不符合. 故选:C例11.(2022·全国·高三专题练习)不等式()10112200221210x x x -++-≤的解集为:_________.【答案】⎡⎢⎣⎦ 【解析】 【分析】 将不等式化为()()10111011222211x x x x +≤-+-,构造()1011f x x x =+根据其单调性可得221x x ≤-,求解即可.【详解】不等式变形为()()101110112222110x x x x -+-++≤,所以()()10111011222211x x x x +≤-+-,令()1011f x x x =+,则有()()221f x f x ≤-,显然()f x 在R 上单调递增,则221x x ≤-,可得212x ≤,解得x ≤≤故不等式的解集为⎡⎢⎣⎦.故答案为:⎡⎢⎣⎦例12.(2022·上海市实验学校高三阶段练习)若函数()()()3,af x m x m a =+∈R 是幂函数,且其图象过点(,则函数()()2log 3ag x xmx =+-的单调递增区间为___________.【答案】(),1-∞- 【解析】 【分析】根据幂函数的定义及所过的点求出,a m ,再根据对数型复合函数的单调性即可得出答案. 【详解】解:因为函数()()()3,af x m x m a =+∈R 是幂函数,所以31m +=,解得2m =-,又其图象过点(,所以2a 12a =, 则()()212log 23g x x x =--, 则2230x x -->,解得3x >或1x <-, 令223x x μ=--,则函数223x x μ=--在()3,+∞上递增,在(),1-∞-上递减, 又因函数12log y μ=为减函数,所以函数()g x 的单调递增区间为(),1-∞-. 故答案为:(),1-∞-.例13.(2020·四川·泸州老窖天府中学高二期中(理))已知函数()12e ,021,0x x f x x x x -⎧>⎪=⎨--+≤⎪⎩,若方程2()()20f x bf x ++=有8个相异的实数根,则实数b 的取值范围是_________________________ .【答案】(3,-- 【解析】 【分析】根据题意,作出函数()12e ,021,0x x f x x x x -⎧>⎪=⎨--+≤⎪⎩的图像,进而数形结合,将问题转化为方程220t bt ++=在区间()1,2上有两个不相等的实数根12,t t ,再结合二次函数零点分布求解即可. 【详解】解:根据题意,作出函数()12e ,021,0x x f x x x x -⎧>⎪=⎨--+≤⎪⎩的图像,如图:令()t f x =,因为方程2()()20f x bf x ++=有8个相异的实数根, 所以方程220t bt ++=在区间()1,2上有两个不相等的实数根12,t t ,故令()22g t t bt =++,则函数()22g t t bt =++在区间()1,2上有两个不相等的零点.所以()()100220g b g g ⎧>⎪⎪⎛⎫-<⎨ ⎪⎝⎭⎪⎪>⎩,即230204620b b b +>⎧⎪⎪-<⎨⎪+>⎪⎩,解得3b -<<-所以实数b的取值范围是(3,--.故答案为:(3,--例14.(2022·全国·高三专题练习)已知幂函数()()224222mm f x m m x-+=--在()0,∞+上单调递减.(1)求m 的值并写出()f x 的解析式;(2)试判断是否存在0a >,使得函数()()()211ag x a x f x =--+在(]0,2上的值域为(]1,11?若存在,求出a 的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)3m =,()1f x x -=;(2)存在,6a =.【解析】 【分析】(1)根据幂函数的定义及单调性,令幂的系数为1及指数为负,列出方程求出m 的值,将m 的值代入()f x 即可;(2)求出()g x 的解析式,按照1a -与0的大小关系进行分类讨论,利用()g x 的单调性列出方程组,求解即可. 【详解】(1)(1)因为幂函数()2242()22mm f x m m x-+=--在(0,)+∞上单调递减,所以22221420m m m m ⎧--=⎨-+<⎩解得:3m =或1m =-(舍去),所以1()f x x -=;(2)由(1)可得,1()f x x -=,所以()(21)1(1)1g x a x ax a x =--+=-+, 假设存在0a >,使得()g x 在(]0,2上的值域为(]1,11,①当01a <<时,10a -<,此时()g x 在(]0,2上单调递减,不符合题意; ②当1a =时,()1g x =,显然不成立;③当1a >时,10a ->,()g x 在和(]0,2上单调递增, 故(2)2(1)111g a =-+=,解得6a =.综上所述,存在6a =使得()g x 在(]0,2上的值域为(]1,11.【方法技巧与总结】紧扣幂函数y x α=的定义、图像、性质,特别注意它的单调性在不等式中的作用,这里注意α为奇数时,x α为奇函数,α为偶数时,x α为偶函数.题型三:二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的实根分布及条件例15.(2022·河南·焦作市第一中学高二期中(文))设p :二次函数()()210f x ax ax a =++≠的图象恒在x轴的上方,q :关于x 的方程22210x ax a -+-=的两根都大于-1,则p 是q 的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】 【分析】由p 可得20Δ40a a a >⎧⎨=-<⎩,由q 可得1111a a ->-⎧⎨+>-⎩,进而判断两集合关系,即可得到答案. 【详解】由p ,则2Δ40a a a >⎧⎨=-<⎩,解得04a <<; 由q ,方程22210x ax a -+-=的两根为11x a =-,21x a =+,则1111a a ->-⎧⎨+>-⎩,解得0a >, 因为{}04a a << {}0a a > ,所以p 是q 的充分不必要条件, 故选:A例16.(2022·重庆·模拟预测)已知二次函数24y x x a =-+的两个零点都在区间()1,+∞内,则a 的取值范围是( ) A .(),4-∞ B .()3,+∞C .()3,4D .(),3-∞【答案】C 【解析】 【分析】根据二次函数的对称轴与单调区间,结合已知可得到关于a 的不等式,进而求解. 【详解】二次函数24y x x a =-+,对称轴为2x =,开口向上, 在(),2-∞上单调递减,在()2,+∞上单调递增,要使二次函数2()4f x x x a =-+的两个零点都在区间()1,+∞内,需(1)140(2)480f a f a =-+>⎧⎨=-+<⎩,解得34a << 故实数a 的取值范围是()3,4 故选:C例17.(2022·江西省丰城中学高一开学考试)函数()3x f x =且()218f a +=,函数()34ax xg x =-.(1)求()g x 的解析式;(2)若关于x 的方程()80xg x m -⋅=在区间[]22-,上有实数根,求实数m 的取值范围. 【答案】(1)()24x xg x =-;(2)1,124⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. 【解析】 【分析】(1)根据()218f a +=求出a 即可;(2)方程()80xg x m -⋅=参变分离得222x x m --=-,换元法求值域即可.(1)由()218f a +=,可得:2318a +=,解得:32a =,∴()24x xg x =-;(2)由()80xg x m -⋅=,可得222x x m --=-,令12,44xt -⎡⎤=∈⎢⎥⎣⎦,则221124m t t t ⎛⎫=-=-- ⎪⎝⎭, 则原问题等价于y =m 与y =h (t )=2t t -在1,44t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上有交点,数形结合可知m ∈[h (12),h (4)]=1,124⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.故实数m 的取值范围为:1,124⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.例18.(2022·湖北·高一期末)已知函数()2sin 1f x x =-,[0,]x π∈. (1)求()f x 的最大值及()f x 取最大值时x 的值;(2)设实数a R ∈,求方程23[()]2()10f x af x -+=存在8个不等的实数根时a 的取值范围. 【答案】(1)当0x =,π2,π时, max ()1f x =(2))2a ∈【解析】 【分析】(1)去掉绝对值,化为分段函数,求出每一段上的最大值;(2)令()t f x =,问题转化为23210t at -+=在(0,1)t ∈上存在两个相异的实根,进而列出不等式组,求出a 的取值范围.(1)∵()521,66512,066sinx x f x sinx x x πππππ⎧-≤≤⎪⎪=⎨⎪-≤<<≤⎪⎩或,∴当5[,]66x ππ∈时, ()max 12f x f π⎛⎫== ⎪⎝⎭;∴当5[0,)(,]66x πππ∈时, max ()(0)(π)1f x f f ===.故当02x ππ=,,时, max ()1f x =. (2)令()t f x =,则[0,1]t ∈,使方程23[()]2()10f x af x -+=存在8个不等的实数根,则方程23210t at -+=在(0,1)t ∈上存在两个相异的实根,令2()321g t t at =-+,则()()()201013210Δ24310012g g a a a ⎧=>⎪=-+>⎪⎪⎨=--⨯⨯>⎪⎪<<⎪⎩2a <<.故所求的a的取值范围是)2.【方法技巧与总结】结合二次函数2()f x ax bx c =++的图像分析实根分布,得到其限定条件,列出关于参数的不等式,从而解不等式求参数的范围.题型四:二次函数“动轴定区间”、“定轴动区间”问题例19.(2022·全国·高三专题练习)已知2()(0)f x ax bx c a =++>,()(())g x f f x =,若()g x 的值域为[2,)+∞,()f x 的值域为[k ,)+∞,则实数k 的最大值为( )A .0B .1C .2D .4【答案】C 【解析】 【分析】设()t f x =,即有()()g x f t =,t k ,可得函数2y at bt c =++,t k 的图象为()y f x =的图象的部分,即有()g x 的值域为()f x 的值域的子集,即有k 的范围,可得最大值为2. 【详解】解:设()t f x =,由题意可得2()()g x f t at bt c ==++,t k , 函数2y at bt c =++,t k 的图象为()y f x =的图象的部分, 即有()g x 的值域为()f x 的值域的子集, 即[2,)[k +∞⊆,)+∞, 可得2k ,即有k 的最大值为2. 故选:C .例20.(2022·全国·高三专题练习)已知值域为[1,)-+∞的二次函数()f x 满足(1)(1)f x f x -+=--,且方程()0f x =的两个实根12,x x 满足122x x -=.(1)求()f x 的表达式;(2)函数()()g x f x kx =-在区间[2,2]-上的最大值为(2)f ,最小值为(2)f -,求实数k 的取值范围.【答案】(1)()22f x x x =+;(2)(],2-∞-. 【解析】 【分析】(1)根据(1)(1)f x f x -+=--可以判断函数的对称轴,再根据函数的值域可以确定二次函数的顶点坐标,则可设22()(1)121f x a x ax ax a =+-=++-,根据一元二次方程根与系数的关系,结合已知122x x -=进行求解,求出a 的值,即可得出()f x 的表达式;(2)根据题意,可以判断出函数()g x 在区间[2,2]-上的单调性,由()()g x f x kx =-,求得()2(2)g x x k x =+-,进而可知()g x 的对称轴方程为22k x -=,结合二次函数的图象与性质以及单调性,得出222k -≤-,即可求出k 的取值范围. (1)解:由(1)(1)f x f x -+=--,可得()f x 的图象关于直线1x =-对称, 函数()f x 的值域为[1,)-+∞,所以二次函数的顶点坐标为(1,1)--, 所以设22()(1)121f x a x ax ax a =+-=++-, 根据根与系数的关系,可得122x x +=-,121a x x a-=, 因为方程()0f x =的两个实根12,x x 满足122x x -=则122x x -===, 解得:1a =,所以()22f x x x =+.(2)解:由于函数()g x 在区间[2,2]-上的最大值为(2)f ,最小值为(2)f -, 则函数()g x 在区间[2,2]-上单调递增,又2())2(g x f x kx x x kx =-=+-,即()2(2)g x x k x =+-,所以()g x 的对称轴方程为22k x -=,则222k -≤-,即2k ≤-, 故k 的取值范围为(],2-∞-.例21.(2022·贵州毕节·高一期末)已知函数2()2(0)f x x ax a =->. (1)当3a =时,解关于x 的不等式5()7f x -<<;(2)函数()y f x =在[],2t t +上的最大值为0,最小值是4-,求实数a 和t 的值. 【答案】(1)(1,1)(5,7)-⋃ (2)0,2t a ==或2,2t a ==【解析】 【分析】(1)代入3a =解不等式组226756⎧-<⎪⎨-<-⎪⎩x x x x 可得答案; (2)由题意(0)(2)0f f a ==,结合最大值为0最小值是4-分0=t 、22t a +=数形结合可得答案. (1)当3a =时,不等式5()7f x -<<, 即为2567x x -<-<,即226756⎧-<⎪⎨-<-⎪⎩x x x x ,所以171,5或-<<⎧⎨<>⎩x x x , 所以11x -<<或57x <<,所以原不等式的解集为(1,1)(5,7)-⋃. (2)(0)(2)0f f a ==,由题意0=t 或22t a +=,这时24a -≤-解得2a ≥, 若0=t ,则2t a +≤,所以()()2242f t f a +==-⇒=;若22t a +=,即22t a a =-≥, 所以()()422f t f a =-=-,则2a =,综上,0,2t a ==或2,2t a ==.例22.(2022·全国·高三专题练习)问题:是否存在二次函数2()(0,,)f x ax bx c a b c R =++≠∈同时满足下列条件:(0)3f =,()f x 的最大值为4,____?若存在,求出()f x 的解析式;若不存在,请说明理由.在①(1)(1)f x f x +=-对任意x ∈R 都成立,② 函数(2)y f x =+的图像关于y 轴对称,③ 函数()f x 的单调递减区间是1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭这三个条件中任选一个,补充在上面问题中作答.【答案】答案见解析 【解析】 【分析】由(0)3f =,可求得3c =,由条件可得函数的对称轴,又()f x 的最大值为4,可得关于,a b 的方程组,求解即可. 【详解】解:由(0)3f =,可求得3c =,则2()3f x ax bx =++ 若选择① (1)(1)f x f x +=-对任意x ∈R 都成立 可得()f x 的对称轴为1x =,所以2ba-=1,又()f x 的最大值为4,可得0a <且(1)4f =,即34a b ++=,解得1,2a b =-=,此时2()23f x x x =-++; 若选择函数(2)y f x =+的图像关于y 轴对称 可得()f x 的对称轴为2x =,则2ba-=2, 又f (x )的最大值为4,可得0a <且(2)4f =,即4234a b ++=,解得a 14=-,1b =,此时21()34f x x x =-++若选择③ 函数f (x )的单调递减区间是1[2+∞,), 可得f (x )关于x 12=对称,则122b a -=,又()f x 的最大值为4,可得0a <且142f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,即113442a b ++=解得4a b ==-,此时2()434f x x x -=-+例23.(2022·全国·高三专题练习)已知二次函数()f x 满足(1)(3)3,(1)1f f f -===-. (1)求()f x 的解析式;(2)若()f x 在[1,1]a a -+上有最小值1-,最大值(1)f a +,求a 的取值范围. 【答案】(1)2()2f x x x =-;(2)[1,2]. 【解析】 【分析】(1)利用待定系数法求函数的解析式,设2()f x ax bx c =++(0)a ≠,根据已知条件建立方程组,从而可求出解析式;(2)根据()f x 在[1,1]a a -+上有最小值1-,最大值(1)f a +,(1)1f =-,从而函数()f x 的对称轴在区间[1,1]a a -+上,1a +离对称轴远,建立关系式,从而求出a 的范围【详解】(1)设2()f x ax bx c =++(0)a ≠,则 (1)3(3)933(1)1f a b c f a b c f a b c -=-+=⎧⎪=++=⎨⎪=++=-⎩解之得:1,2,0a b c ==-=2()2f x x x ∴=- (2)根据题意:111(1)11(1)a a a a -≤≤+⎧⎨+-≥--⎩解之得:12a ≤≤a ∴的取值范围为[]1,2例24.(2022·全国·高三专题练习)设函数2()1f x ax bx =++(,a b ∈R ),满足(1)0f -=,且对任意实数x 均有()0f x ≥.(1)求()f x 的解析式;(2)当11,22x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,若()()g x f x kx =-是单调函数,求实数k 的取值范围.【答案】(1)2(1)2f x x x =++ (2)913,,122⎡⎤⎡⎤⋃-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦【解析】【分析】(1)根据0∆≤,结合(1)0f -=可解;(2)结合图形,对对称轴和端点函数值进行分类讨论可得. (1)∵(1)0f -=,∴1b a =+.即2()(1)1f x ax a x =+++, 因为任意实数x ,()0f x ≥恒成立,则0a >且2224(1)4(1)0b a a a a ∆=-=+-=-≤,∴1a =,2b =,所以2(1)2f x x x =++. (2)因为2()()(2)1g x f x kx x k x =-=+-+,设2()(2)1h x x k x =+-+,要使()g x 在11,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调,只需要21221()02k h -⎧≥⎪⎪⎨⎪≥⎪⎩或21221()02k h -⎧≥⎪⎪⎨⎪-≤⎪⎩或21221()02k h -⎧≤-⎪⎪⎨⎪-≥⎪⎩或21221()02k h -⎧≤-⎪⎪⎨⎪≤⎪⎩, 解得932k ≤≤或112k -≤≤,所以实数k 的取值范围913,,122⎡⎤⎡⎤⋃-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦.【方法技巧与总结】“动轴定区间 ”、“定轴动区间”型二次函数最值的方法: (1)根据对称轴与区间的位置关系进行分类讨论;(2)根据二次函数的单调性,分别讨论参数在不同取值下的最值,必要时需要结合区间端点对应的函数值进行分析;(3)将分类讨论的结果整合得到最终结果.【过关测试】一、单选题1.(2022·全国·高三阶段练习)已知函数()2f x ax bx c =++,其中0a >,()00f <,0a b c ++=,则( ) A .()0,1x ∀∈,都有()0f x > B .()0,1x ∀∈,都有()0f x < C .()00,1x ∃∈,使得()00f x = D .()00,1x ∃∈,使得()00f x >【答案】B 【解析】 【分析】根据题目条件,画出函数草图,即可判断. 【详解】由0a >,()00f <,0a b c ++=可知0a >,0c <,抛物线开口向上.因为()00f c =<,()10f a b c =++=,即1是方程20ax bx c ++=的一个根,所以()0,1x ∀∈,都有()0f x <,B 正确,A 、C 、D 错误. 故选:B .2.(2022·北京·二模)下列函数中,与函数3y x =的奇偶性相同,且在()0,+∞上有相同单调性的是( )A .12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭B .ln y x =C .sin y x =D .y x x =【答案】D 【解析】 【分析】根据指对函数的性质判断A 、B ,由正弦函数性质判断C ,对于D 有22,0(),0x x y f x x x ⎧-≤⎪==⎨>⎪⎩,即可判断奇偶性和()0,+∞单调性. 【详解】由3y x =为奇函数且在()0,+∞上递增,A 、B :12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭、ln y x =非奇非偶函数,排除;C :sin y x =为奇函数,但在()0,+∞上不单调,排除;D :22,0(),0x x y f x x x ⎧-≤⎪==⎨>⎪⎩,显然()()f x f x -=-且定义域关于原点对称,在()0,+∞上递增,满足.故选:D3.(2022·全国·高三专题练习)已知幂函数()()()222nf x n n x n Z =+-∈在()0,∞+上是减函数,则n 的值为( ) A .1或3- B .1 C .1- D .3-【答案】D 【解析】 【分析】根据幂函数的定义和单调性求得n 的值. 【详解】依题意()f x 是幂函数,所以22221230n n n n +-=⇒+-=,解得1n =或3n =-. 当1n =时,()f x x =在()0,∞+递增,不符合题意.当3n =-时,()3f x x -=在()0,∞+递减,符合题意.故选:D4.(2022·全国·高三专题练习(理))设11,,1,2,32α⎧⎫∈-⎨⎬⎩⎭,则使函数y x α=的定义域为R ,且该函数为奇函数的α值为( ) A .1或3 B .1-或1C .1-或3D .1-、1或3【答案】A 【解析】 【分析】由幂函数的相关性质依次验证得解. 【详解】因为定义域为R ,所以0α>,12α≠, 又函数为奇函数,所以2α≠,则满足条件的1α=或3. 故选:A5.(2022·全国·高三专题练习(理))已知幂函数()f x x α=的图像过点(8,4),则()f x x α= 的值域是( ) A .(),0-∞ B .()(),00,-∞⋃+∞ C .()0,∞+ D .[)0,+∞【答案】D 【解析】先求出幂函数解析式,根据解析式即可求出值域. 【详解】幂函数()f x x α=的图像过点(8,4),84α∴=,解得23α=,23(0)f x x ∴==,∴()f x 的值域是[)0,+∞.故选:D.6.(2022·北京·高三专题练习)设x R ∈,[]x 表示不超过x 的最大整数.若存在实数t ,使得[]1t =,2[]2t =,…,[]n t n =同时成立,则正整数n 的最大值是A .3B .4C .5D .6【答案】B 【解析】 【详解】因为[]x 表示不超过x 的最大整数.由得,由得, 由得,所以,所以,由得, 所以,由得,与矛盾,故正整数n 的最大值是4.考点:函数的值域,不等式的性质.7.(2022·全国·高三专题练习)若幂函数()mn f x x = (m ,n ∈N *,m ,n 互质)的图像如图所示,则( )A .m ,n 是奇数,且mn<1 B .m 是偶数,n 是奇数,且m n >1 C .m 是偶数,n 是奇数,且m n <1 D .m 是奇数,n 是偶数,且m n>1 【答案】C 【解析】 【分析】根据幂函数的图像和性质利用排除法求解 【详解】由图知幂函数f (x )为偶函数,且1mn<,排除B ,D ; 当m ,n 是奇数时,幂函数f (x )非偶函数,排除A ; 故选:C.8.(2022·全国·高三专题练习)已知3,0()3,0x xx f x e x x x ⎧⎪=⎨⎪-<⎩,若关于x 的方程22()()10f x k f x ⋅--=有5个不同的实根,则实数k 的取值范围为( ) A .72(,)2e e-- B .72](,2e e--C .72(,)(,)2e e -∞--+∞D .72(,(,2])e e-∞--+∞【答案】A 【解析】 【分析】利用导数研究分段函数()f x 的性质,作出函数图形,数形结合得到124010t t e -<<⎧⎪⎨<<⎪⎩,然后结合一元二次方程根的分布即可求出结果. 【详解】 因为0x ≥时,()xx f x e =,则1()x xf x e-'=,令()0f x '=,则1x =,所以()0,1x ∈时,()0f x '>,则()f x 单调递增;()1,x ∈+∞时,()0f x '<,则()f x 单调递减;且(0)0f =,1(1)f e=,x →+∞时,()0f x →;0x <时,3()3f x x x =-,则2()33f x x =-',令()0f x '=,则1x =-,所以()1,0x ∈-时,()0f x '>,则()f x 单调递增;(),1x ∈-∞-时,()0f x '<,则()f x 单调递减;且(0)0f =,(1)4f -=-,x →-∞时,()f x →+∞; 作出()f x 在R 上的图象,如图:关于x 的方程22()()10f x k f x ⋅--=有5个不同的实根,令()f x t =,则2210t kt --=有两个不同的实根12121,02t t t t =-<,,所以124010t t e-<<⎧⎪⎨<<⎪⎩,令()221g t t kt =--,则()()280400010k g g g e ⎧∆=+>⎪->⎪⎪<⎨⎪⎛⎫⎪> ⎪⎪⎝⎭⎩,解得722k e e -<<-,故选:A. 【点睛】函数零点的求解与判断方法:(1)直接求零点:令f (x )=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间[a ,b ]上是连续不断的曲线,且f (a )·f (b )<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点. 二、多选题9.(2022·全国·高三专题练习)若函数244y x x =--的定义域为[)0,a ,值域为[]8,4--,则正整数a 的值可能是( ) A .2 B .3C .4D .5【答案】BC 【解析】 【分析】画出函数244y x x =--的图象,结合值域可得实数a 的取值范围,从而可得正确的选项. 【详解】函数244y x x =--的图象如图所示:因为函数在[)0,a 上的值域为[]8,4--,结合图象可得24a <≤,结合a 是正整数,所以BC 正确. 故选: BC.10.(2022·全国·高三专题练习)已知函数2()3232x x f x =-⋅+,定义域为M ,值域为[1,2],则下列说法中一定正确的是( ) A .[]30,log 2M = B .(]3,log 2M ⊆-∞ C .3log 2M ∈ D .0M ∈【答案】BCD 【解析】 【分析】根据题意,令3x t =,则()222g t t t =-+,结合()g t 的值域为[1,2],求出t 的取值范围,进而区间M 的特征,即可得到正确选项. 【详解】令3x t =(0)t >,则222()323222(1)1()x x f x t t t g t =-⋅+=-+=-+=, 由()1g t =,得1t =,即31x =,得0x =; 由()2g t =,得0=t (舍)或2,即3log 2x =;根据()g t 的图象特征,知0M ∈,3log 2M ∈,(]3log 2M ⊆-∞,. 故选:BCD .11.(2022·广东揭阳·高三期末)已知函数()3f x x x =+,实数,m n 满足不等式()()2320f m n f n -+->,则( ) A .e e m n > B .11n n m m +>+ C .()ln 0m n -> D .20212021m n <【答案】AC 【解析】 【分析】先判断函数()f x 的奇偶性及单调性结合不等式()()2320f m n f n -+->可得,m n 所满足的关系式,再利用指数函数、对数函数和幂函数的单调性以及特殊值法逐项判断. 【详解】因为()()()()()33f x x x x x f x -=-+-=-+=-,所以()f x 为奇函数,因为()2310f x x '=+>,所以()f x R 上单调递增, 由()()2320f m n f n -+->, 得()()()2322f m n f n f n ->--=-, 所以232m n n ->-, 即1m n ->,m n >,因为x y e =在R 上是增函数,所以m n e e >,故A 正确;因为ln y x =在()0,∞+上是增函数,所以ln()0m n ->,故C 正确; 因为2021y x =在R 上是增函数,所以20212021m n >,故D 错误; 令2,0m n ==,可验证B 错误. 故选:AC12.(2022·全国·高三专题练习)设点(),x y 满足()55340x y x x y ++++=.则点(),x y ( ) A .只有有限个 B .有无限多个C .位于同一条直线上D .位于同一条抛物线上【答案】BC 【解析】 【分析】由已知得()()()()5533x y x y x x +++=-+-,根据5y x x =+的单调性有3x y x +=-,即可知(),x y 的性质.【详解】由题意,可得()()()()5533x y x y x x +++=-+-, 又5y x x =+单调递增,得3x y x +=-,则40x y +=, 故满足条件的点(),x y 有无穷多个,且都在直线40x y +=上. 故选:BC 三、填空题13.(2022·内蒙古赤峰·模拟预测(文))写出一个同时具有下列性质①②③的函数()f x =______. ①()()f x f x -=;②当()0,x ∞∈+时,()0f x >; ③()()()1212f x x f x f x =⋅;【答案】2x (答案不唯一); 【解析】 【分析】根据给定函数的性质,结合偶数次幂函数即可写出符合要求的解析式. 【详解】由所给性质:()f x 在(,0),(0,)-∞+∞上恒正的偶函数,且()()()1212f x x f x f x =⋅,结合偶数次幂函数的性质,如:2()f x x =满足条件. 故答案为:2x (答案不唯一)14.(2022·全国·高三专题练习(文))已知α∈112,1,,,1,2,322⎧⎫---⎨⎬⎩⎭.若幂函数f (x )=xα为奇函数,且在(0,+∞)上递减,则α=______. 【答案】-1 【解析】 【分析】根据幂函数()f x x α=,当α为奇数时,函数为奇函数,0α<时,函数在(0,+∞)上递减,即可得出答案.【详解】解:∵幂函数f (x )=xα为奇函数,∴α可取-1,1,3, 又f (x )=xα在(0,+∞)上递减,∴α<0,故α=-1. 故答案为:-1.15.(2022·广东肇庆·模拟预测)已知函数21()2f x x ax =++,()lng x x =-,用min{,}m n 表示m ,n 中的最小值,设函数()min{(),()}(0)h x f x g x x =>,若()h x 恰有3个零点,则实数a 的取值范围是___________.【答案】3,2⎛- ⎝【解析】 【分析】分析函数21()2f x x ax =++的零点情况,可确定符合题意的情况,从而得到不等式组,解得答案.【详解】函数21()2f x x ax =++恒过点1(0,)2,且其图象开口向上,()ln g x x =-的零点为1,当21()2f x x ax =++的零点至少有一个大于或等于1时,如图示:函数()min{(),()}(0)h x f x g x x =>的零点至多有两个,不符合题意,故要使()h x 恰有3个零点,则函数()f x 在区间(0,1)上存在两个零点,如图示,故20121(1)1021Δ402a f a a ⎧<-<⎪⎪⎪=++>⎨⎪⎪=-⨯>⎪⎩解得32a -<<故答案为:3,2⎛- ⎝16.(2022·全国·高三专题练习)93,42M ⎛⎫⎪⎝⎭是幂函数()a f x x 图象上的点,将()f x 的图象向上平移32个单位长度,得到函数()y g x =的图象,若点(,)n T n m (*n ∈N ,且2n )在()g x 的图象上,则239MT MT MT +++=______. 【答案】30 【解析】 【分析】先求出函数()y g x =的解析式,得到23()2m n -=,从而得到()724n MT n n =-≥,对239MT MT MT +++利用分组求和法求和即可. 【详解】由39()24α=,得12α=,()12f x x =,123()2g x x =+.因为点(,)n m 在函数()g x 上,所以1232m n -=,即23()2m n -=.所以n MT ==7(2)4n n =-≥, 所以239777(2)(3)(9)444MT MT MT +++=-+-+⋯+-7(239)84=+++-⨯811142⨯=- 30=.故答案为:30. 四、解答题17.(2022·全国·高三专题练习)解不等式3381050(1)1x x x x +-->++. 【答案】()()211-∞--,,. 【解析】 【分析】不等式变形为33225511x x x x ⎛⎫+⋅>+ ⎪++⎝⎭,将21x +视为一个整体,方程两边具有相同的结构,于是构造函数()35f x x x =+,然后由函数的单调性解不等式.【详解】令()35f x x x =+,易知()f x 在R 上单调递增.原不等式变形为33225511x x x x ⎛⎫+⋅>+ ⎪++⎝⎭,即()21f f x x ⎛⎫> ⎪+⎝⎭. 由()f x 在R 上单调递增得21x x >+,解得2x <-或11x -<<. 所以原不等式的解集为()()211-∞--,,. 18.(2022·全国·高三专题练习)已知幂函数()()2144m f x m m x+=+-在区间0,上单调递增.(1)求()f x 的解析式;(2)用定义法证明函数()()()43m g x f x x+=+在区间()0,2上单调递减. 【答案】(1)()2f x x =;(2)证明见解析.【解析】 【分析】(1)由幂函数的系数为1得2441+-=m m ,再根据函数为0,增函数得1m =;(2)由(1)得()216g x x x=+,再根据函数单调性的定义证明即可. 【详解】(1)解:由题可知:2441+-=m m ,解得1m =或5m =-. 若1m =,则()2f x x =在区间0,上单调递增,符合条件;若5m =-,则()4f x x -=在区间0,上单调递减,不符合条件.故()2f x x =.(2)证明:由(1)可知,()216g x x x=+. 任取1x ,()20,2x ∈,且12x x <,则()()()()22121212121212161616g x g x x x x x x x x x x x ⎡⎤-=+--=-+-⎢⎥⎣⎦. 因为1202x x <<<, 所以120x x -<,124x x +<,12164x x >, 所以()()121212160x x x x x x ⎡⎤-+->⎢⎥⎣⎦, 即()()12gx g x >,故()g x 在区间()0,2上单调递减.【点睛】。

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配餐作业(八) 二次函数与幂函数
一、选择题
1.(2016·南阳模拟)已知幂函数f(x)=k·x a 的图象过点⎝⎛⎭⎫12,2
2,则k +a 等于( )
A.1
2 B .1
C.32
D .2
解析:因为f(x)=k·x a 是幂函数,所以k =1。

又f(x)的图象过点⎝⎛⎭⎫12,2
2,所以⎝⎛⎭⎫12a =22, 所以a =12,所以k +a =1+12=32。

答案:C
2.(2016·天津模拟)抛物线y =ax 2+bx +c 的顶点在第一象限,与x 轴的两个交点分别位于原点两侧,则a ,b ,c 的取值范围是( )
A .a <0,b <0,c <0
B .a <0,b >0,c >0
C .a <0,b <0,c >0
D .a <0,b >0,c <0
解析:由题意,抛物线开口向下,故a <0。

由抛物线与x 轴的两个交点分别位于原点两侧,得ac <0,所以c >0。

再由顶点在第一象限得-b
2a
>0,所以b >0。

答案:B
3.(2016·西安模拟)函数y =x -x 1
3
的图象大致为( )
A
B
C
D
解析:函数y =x -x 13 为奇函数,当x >0时,由x -x 13
>0,即x 3>x 可得x 2>1,即x >1,结合选项,故选A 。

答案:A
4.(2016·宝鸡模拟)设函数f(x)=x 2+x +a(a>0),已知f(m)<0,则( ) A .f(m +1)≥0 B .f(m +1)≤0 C .f(m +1)>0
D .f(m +
1)<0
解析:因为f(x)的对称轴为x =-1
2,f(0)=a >0,所以f(x)的大致图象如图所示。

由f(m)<0,得-1<m <0,所以m +1>0,所以f(m +1)>f(0)>0,故选C 。

答案:C
5.(2016·淮南模拟)函数f(x)=ax 2+bx +5满足条件f(-1)=f(3),则f(2)的值为( ) A .5 B .6
C .8
D .与a ,b 的值有关
解析:①当a =0时,由f(-1)=f(3)可知b =0, 此时f(x)=5,所以f(2)=5。

②当a≠0时,因为函数f(x)=ax 2+bx +5满足条件f(-1)=f(3),所以f(x)=ax 2+bx +5的图象关于x =-1+3
2
=1对称,则f(2)=f(0)=5,故选A 。

答案:A
6.(2016·泸州一诊)函数f(x)=-2x 2+ax +1在⎝⎛⎭⎫1
2,+∞上是减函数,则a 的取值范围是( )
A.⎝
⎛⎭⎫-∞,1
2 B .(-∞,2] C .[4,+∞) D .(-∞,-2]
解析:由题意,得-a

≤1
2
,解得a≤2,故选B 。

答案:B
二、填空题
7.(2016·兰州模拟)已知函数f(x)=x 12
,且f(2x -1)<f(3x),则x 的取值范围是________。

解析:f(x)=x 1
2在[0,+∞)上是增加的,
f(2x -1)<f(3x),则0≤2x -1<3x ,所以x≥1
2。

答案:x≥1
2
8.(2016·宿州模拟)二次函数的图象过点(0,1),对称轴为x =2,最小值为-1,则它的解析式为______。

解析:依题意可设f(x)=a(x -2)2-1,又其图象过点(0,1),∴4a -1=1,∴a =12,
∴f(x)=1
2(x -2)2-1。

答案:f(x)=1
2
(x -2)2-1
9.(2016·江苏模拟)已知函数f(x)=x 2+mx -1,若对于任意x ∈[m ,m +1],都有f(x)<0成立,则实数m 的取值范围是________。

解析:由题意得

⎪⎨⎪⎧
=m 2+m 2-1<0,+


2
++-1<0,
解得-
2
2
<m <0。

答案:-
2
2
<m <0 三、解答题
10.设二次函数f(x)=ax 2+bx +c(a≠0)在区间[-2,2]上的最大值、最小值分别是M ,m ,集合A ={x|f(x)=x}。

(1)若A ={1,2},且f(0)=2,求M 和m 的值;
(2)若A ={1},且a≥1,记g(a)=M +m ,求g(a)的最小值。

解析:(1)由f(0)=2可知c =2。

又A ={1,2},故1,2是方程ax 2+(b -1)x +2=0的两实根。

所以⎩⎨⎧
1+2=1-b a

2=2
a ,
解得a =1,b =-2。

所以f(x)=x 2-2x +2=(x -1)2+1,x ∈[-2,2]。

当x =1时,f(x)min =f(1)=1,即m =1。

当x =-2时,f(x)max =f(-2)=10,即M =10。

(2)由题意知,方程ax 2
+(b -1)x +c =0有两相等实根x =1,所以⎩⎨⎧
1+1=1-b a
,1=c
a ,


⎪⎨⎪⎧
b =1-2a ,
c =a 所以f(x)=ax 2+(1-2a)x +a ,x ∈[-2,2], 其对称轴方程为x =2a -12a =1-1
2a 。

又a≥1,故1-1
2a ∈⎣⎡⎭⎫12,1。

所以M =f(-2)=9a -2,m =f ⎝⎛⎭
⎫2a -12a =1-1
4a 。

g(a)=M +m =9a -1
4a
-1。

又g(a)在区间[1,+∞)上单调递增, 所以当a =1时,g(a)min =
314。

11.(2016·德州月考)已知函数f(x)=ax 2-2ax +2+b(a≠0),若f(x)在区间[2,3]上有最大值5,最小值2。

(1)求a ,b 的值;
(2)若b<1,g(x)=f(x)-mx 在[2,4]上单调,求m 的取值范围。

解析:(1)f(x)=a(x -1)2+2+b -a 。

当a >0时,f(x)在[2,3]上为增函数,
故⎩
⎪⎨⎪
⎧ =5,=2
⇒⎩⎪⎨⎪⎧ 9a -6a +2+b =5,4a -4a +2+b =2⇒⎩⎪⎨⎪⎧
a =1,
b =0
当a <0时,f(x)在[2,3]上为减函数,
故⎩
⎪⎨⎪

=2,=5
⇒⎩⎪⎨⎪⎧
9a -6a +2+b =2,4a -4a +2+b =5⇒⎩⎪⎨⎪⎧
a =-1,
b =3
(2)∵b <1,∴a =1,b =0,即f(x)=x 2-2x +2。

g(x)=x 2-2x +2-mx =x 2-(2+m)x +2, ∵g(x)在[2,4]上单调,∴2+m 2≤2或m +2
2≥4。

∴m≤2或m≥6。

故m 的取值范围为(-∞,2]∪[6,+∞)。

12.(2016·沈阳月考)已知函数f(x)是定义在R 上的偶函数,且当x≤0时,f(x)=x 2+2x 。

现已画出函数f(x)在y 轴左侧的图象,如图所示,请根据图象:
(1)写出函数f(x)(x ∈R )的单调递增区间。

(2)写出函数f(x)(x ∈R )的解析式。

(3)若函数g(x)=f(x)-2ax +2(x ∈[1,2]),求函数g(x)的最小值。

解析:(1)f(x)的单调递增区间为(-1,0),(1,+∞)。

(2)设x >0,则-x <0,函数f(x)是定义在R 上的偶函数,且当x≤0时,f(x)=x 2+2x , 所以f(x)=f(-x)=(-x)2+2×(-x)=x 2-2x(x >0),
所以f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧
x 2

>,
x 2

(3)g(x)=x 2-2x -2ax +2, 对称轴方程为x =a +1,
当a +1≤1,即a≤0时,g(1)=1-2a 为最小值; 当1<a +1≤2,即0<a≤1时, g(a +1)=-a 2-2a +1为最小值;
当a +1>2,即a >1时,g(2)=2-4a 为最小值。

综上,g(x)min =⎩⎪⎨⎪⎧
1-2a ,a≤0,-a 2
-2a +1,0<a≤1,
2-4a ,a >1。

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