2021北师大版数学必修1课时跟踪训练:第二章 5 简单的幂函数(一)
高中数学第二章函数5简单的幂函数二课时跟踪训练含解析北师大版必修1

5 简单的幂函数[A 组 学业达标]1.函数y =x 2(x +4)x +4( ) A .是奇函数B .是偶函数C .既是奇函数又是偶函数D .既不是奇函数又不是偶函数解析:由题易知定义域是(-∞,-4)∪(-4,+∞),不关于原点对称,所以该函数既不是奇函数又不是偶函数.答案:D2.函数f (x )=1x-x 的图像关于( ) A .坐标原点对称B .x 轴对称C .y 轴对称D .直线y =x 对称解析:∵函数f (x )的定义域关于原点对称,又f (-x )=1-x+x =-⎝⎛⎭⎫1x -x =-f (x ), ∴f (x )为奇函数.故其图像关于坐标原点对称.答案:A3.已知偶函数f (x )的定义域为R ,当x ∈[0,+∞)时,f (x )是增函数,则f (-2),f (π),f (-3)的大小关系是( )A .f (π)>f (-3)>f (-2)B .f (π)>f (-2)>f (-3)C .f (π)<f (-3)<f (-2)D .f (π)<f (-2)<f (-3)解析:∵f (x )在R 上是偶函数,∴f (-2)=f (2),f (-3)=f (3).而2<3<π,且f (x )在[0,+∞)上为增函数,∴f (2)<f (3)<f (π).∴f (-2)<f (-3)<f (π).故选A 、答案:A4.已知当x >0时,f (x )=x -2 015,且知f (x )在定义域上是奇函数,则当x <0时,f (x )的解析式是( )A .f (x )=x +2 015B .f (x )=-x +2 015C .f (x )=-x -2 015D .f (x )=x -2 015解析:若x <0,则-x >0,所以f (-x )=-x -2 015、因为f (x )是奇函数,所以f (x )=-f (-x )=x +2 015、故选A 、答案:A5.已知f (x )=x 5+ax 3+bx -8,且f (-2)=10,那么f (2)=________、解析:f (-2)=(-2)5+a ·(-2)3+b ·(-2)-8=10,∴25+a ·23+2b =-18、∴f (2)=25+a ·23+2b -8=-26、答案:-266.已知定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x +2)=-f (x ),则f (6)=________、解析:f (6)=f (4+2)=-f (4)=-f (2+2)=f (2)=f (0+2)=-f (0).又f (x )是定义在R 上的奇函数, ∴f (-0)=-f (0).∴f (0)=0、∴f (6)=0、答案:07.设奇函数f (x )的定义域为[-5,5],当x ∈[0,5]时,函数y =f (x )的图像如图,则使函数值y <0的x 的取值集合为________.解析:利用奇函数图像的性质,画出函数在[-5,0]上的图像,直接从图像中读出信息.则原函数是奇函数,所以y =f (x )在[-5,5]上的图像关于坐标原点对称,由y =f (x )在[0,5]上的图像,知它在[-5,0]上的图像,如图所示,由图像知,使函数值y <0的x 的取值集合为(-2,0)∪(2,5).答案:(-2,0)∪(2,5)8.已知函数f (x )=ax 2+1bx +c(a ,b ,c ∈Z)是奇函数,又f (1)=2,f (2)<3,求a ,b ,c 的值. 解析:∵函数f (x )=ax 2+1bx +c是奇函数, ∴f (-x )=-f (x ).因此,有ax 2+1-bx +c =-ax 2+1bx +c,∴c =-c ,即c =0、 又f (1)=2,∴a +1=2b 、由f (2)<3,得4a +1a +1<3,即a -2a +1<0, 解得-1<a <2、∵ a ,b ,c ∈Z ,∴a =0或a =1、当a =0时,b =12∉Z(舍去).当a =1时,b =1、 综上可知,a =1,b =1,c =0、9.已知f (x )为奇函数,且当x <0时,f (x )=x 2+3x +2、若当x ∈[1,3]时,f (x )的最大值为m ,最小值为n ,求m -n 的值.解析:∵当x <0时,f (x )=x 2+3x +2,且f (x )是奇函数,∴当x >0时,-x <0,则f (-x )=x 2-3x +2、故当x >0时,f (x )=-f (-x )=3x -x 2-2、∴当x ∈⎣⎡⎦⎤1,32时,f (x )是增函数; 当x ∈⎝⎛⎦⎤32,3时,f (x )是减函数.因此当x ∈[1,3]时,f (x )max =f ⎝⎛⎭⎫32=14,f (x )min =f (3)=-2、∴m =14,n =-2,从而m -n =94、 [B 组 能力提升]10.若f (x )是偶函数,其定义域为(-∞,+∞),且在[0,+∞)上是减函数,则f ⎝⎛⎭⎫-32与f ⎝⎛⎭⎫a 2+2a +52的大小关系是( ) A .f ⎝⎛⎭⎫-32>f ⎝⎛⎭⎫a 2+2a +52 B .f ⎝⎛⎭⎫-32<f ⎝⎛⎭⎫a 2+2a +52 C .f ⎝⎛⎭⎫-32≥f ⎝⎛⎭⎫a 2+2a +52 D .f ⎝⎛⎭⎫-32≤f ⎝⎛⎭⎫a 2+2a +52 解析:因为a 2+2a +52=(a +1)2+32≥32, 又f (x )为偶函数,且在[0,+∞)上是减函数,所以f ⎝⎛⎭⎫-32=f ⎝⎛⎭⎫32≥f ⎝⎛⎭⎫a 2+2a +52、 答案:C11.已知定义域为R 的函数f (x )在区间(8,+∞)上为减函数,且函数y =f (x +8)为偶函数,则( )A .f (6)>f (7)B .f (6)>f (9)C .f (7)>f (9)D .f (7)>f (10)解析:由题易知y =f (x +8)为偶函数,则f (-x +8)=f (x +8),则f (x )的图像的对称轴为x =8、 不妨画出符合已知条件的一个函数的大致图像(如图),则有f (6)<f (7),f (6)=f (10)<f (9),f (7)=f (9)>f (10).故选D 、答案:D12.已知函数f (x )和g (x )均为奇函数,h (x )=af (x )+bg (x )+2在区间(0,+∞)上有最大值5,那么h (x )在(-∞,0)上的最小值为________.解析:法一:令F (x )=h (x )-2=af (x )+bg (x ),则F (x )为奇函数.∵当x ∈(0,+∞)时,h (x )≤5,F (x )=h (x )-2≤3、当x ∈(-∞,0)时,-x ∈(0,+∞),∴F (-x )≤3⇔-F (x )≤3⇔F (x )≥-3、∴h (x )≥-3+2=-1、法二:由题意知af (x )+bg (x )在(0,+∞)上有最大值3,根据奇函数的图像关于原点的对称性,知af (x )+bg (x )在(-∞,0)上有最小值-3,∴af (x )+bg (x )+2在(-∞,0)上有最小值-1、答案:-113.设函数f (x )在R 上是偶函数,在区间(-∞,0)上递增,且f (2a 2+a +1)<f (2a 2-2a +3),求a 的取值范围.解析:由f (x )在R 上是偶函数,在区间(-∞,0)上递增,可知f (x )在(0,+∞)上递减.∵2a 2+a +1=2⎝⎛⎭⎫a +142+78>0, 2a 2-2a +3=2⎝⎛⎭⎫a -122+52>0, 且f (2a 2+a +1)<f (2a 2-2a +3),∴2a 2+a +1>2a 2-2a +3,即3a -2>0,解得a >23, ∴a 的取值范围为⎩⎨⎧⎭⎬⎫aa >23、 14.函数f (x )=ax +b x 2+1是定义在(-∞,+∞)上的奇函数,且f ⎝⎛⎭⎫12=25、 (1)求实数a ,b ,并确定函数f (x )的解析式;(2)判断f (x )在(-1,1)上的单调性,并且用定义证明你的结论.解析:(1)根据题意得⎩⎪⎨⎪⎧f (0)=0,f ⎝⎛⎭⎫12=25,即⎩⎪⎨⎪⎧ a ×0+b 1+02=0,a 2+b 1+14=25,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =0,∴f (x )=x 1+x 2、 (2)任取-1<x 1<x 2<1,f (x 1)-f (x 2)=x 11+x 21-x 21+x 22 =(x 1-x 2)(1-x 1x 2)(1+x 21)(1+x 22)、 ∵-1<x 1<x 2<1,∴x 1-x 2<0, 1+x 21>0, 1+x 22>0、 又∵-1<x 1x 2<1,∴1-x 1x 2>0, ∴f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), ∴f (x )在(-1,1)上是增函数.。
北师大版高中数学必修一同步练习检测简单的幂函数

2-5 简单的幂函数 基 础 巩 固一、选择题1.下列说法中不正确的是( )A .图像关于原点成中心对称的函数一定是奇函数B .奇函数的图像一定过原点C .偶函数的图像若不经过原点,则它与x 轴交点的个数一定是偶数个D .图像关于y 轴呈轴对称的函数一定是偶函数 [答案] B[解析] ∵奇函数的图像不一定过原点,如y =1x,故应选B.2.已知函数f (x )是奇函数,且当x ≥0时,f (x )=x 2+2x ,则当x <0时,f (x )=( )A .x 2+2xB .x 2-2xC .-x 2-2xD .-x 2+2x [答案] D[解析] 令x <0,则-x >0,∴f (-x )=(-x )2+2(-x )=x 2-2x , 又∵f (x )为奇函数,∴f (x )=-f (-x )=-(x 2-2x )=-x 2+2x .3.下列函数中,在(-∞,0)上是增函数的是( ) A .y =x 3B .y =x 2C .y =1xD .y =x 32[答案] A[解析] 结合函数图像,易知y =x 3在(-∞,0)上为增函数,故选A. 4.函数y =(m 2-m -1)x-5m -3为幂函数,则实数m 的值为( )A .m =2B .m =-1C .m =-1或m =2D .m =0 [答案] C[解析] 由幂函数的定义可得m 2-m -1=1, ∴m 2-m -2=0,解得m =-1或m =2. 5.给定下列命题:①当α=0时,函数y=xα的图像是一条直线②幂函数的图像都经过(0,0),(1,1)两点③幂函数y=xα的图像不可能在第四象限内④若幂函数y=xα为奇函数,则y=xα为定义域内的增函数其中正确命题的个数是( )A.0 B.1 C.2 D.3[答案] B[解析] 由幂函数的图像和性质知只有③是正确的.6.(2012·济宁高一检测)设f(x)是奇函数,且在(0,+∞)内是增函数,又f(-3)=0,则f(x)<0的解集是( )A.{x|-3<x<0或x>3}B.{x|x<-3或0<x<3}C.{x|x<-3或x>3}D.{x|-3<x<0或0<x<3}[答案] B[解析] x>0时f(3)=-f(-3)=0,又∵f(x)在(0,+∞)内是增函数,∴x∈(0,3)时f(x)<0,又∵f(x)为奇函数.当x<0时,只有x∈(-∞,-3)时,f(x)<0,故选B.二、填空题7.已知定义在R上的偶函数f(x)在区间[0,+∞)上是增函数,则f(-2)、f(1)、f(-3)的大小关系是____________.[答案] f(1)<f(-2)<f(-3)[解析] ∵f(x)是定义在R上的偶函数,∴f(-2)=f(2),f(-3)=f(3),∵f(x)在[0,+∞)上是增函数,且1<2<3,∴f(1)<f(2)<f(3),即f(1)<f(-2)<f(-3).8.函数f(x)=(m2-m-1)xm2+m-3是幂函数,且当x∈(0,+∞)时,f(x)是增函数,则f(x)的解析式为________.[答案] f(x)=x3[解析] 根据幂函数定义,得m2-m-1=1,解得m=2或m=-1.当m=2时,f(x)=x3在(0,+∞)上是增函数;当m =-1时,f (x )=x -3在(0,+∞)上是减函数,不合题意.故f (x )=x 3. 三、解答题9.判断下列函数的奇偶性: (1)f (x )=x 3+x 2; (2)f (x )=0;(3)f (x )=(1+x )3-3(1+x 2)+2;(4)f (x )=⎩⎨⎧x -x x x+xx;(5)f (x )=1+x 2+x -11+x 2+x +1. [解析] (1)函数的定义域为R ,它关于原点对称, 但f (-x )=-x 3+x 2与-f (x )和f (x )都不相等, 所以f (x )=x 3+x 2为非奇非偶函数. (2)函数的定义域为R ,它关于原点对称, 因为f (-x )=0,f (x )=0,即f (-x )=f (x ),f (-x )=-f (x )同时成立. 所以f (x )=0既是奇函数又是偶函数. (3)函数的定义域为R ,f (x )=(1+x )3-3(1+x 2)+2=x 3+3x , f (-x )=-x 3-3x =-f (x ).故f (x )是奇函数.(4)定义域为{x ∈R ,x ≠0},而当x >0时,-x <0,f (-x )=-x (1-x )=-f (x );当x <0时,-x >0,f (-x )=-x (1+x )=-f (x ); ∴f (-x )=-f (x ).故f (x )是奇函数. (5)法一:函数的定义域为实数集R ,且 f (-x )+f (x )=1+x 2-x -11+x 2-x +1+1+x 2+x -11+x 2+x +1=1+x22-x +2]+1+x 22-x -2]1+x 2+2-x 2=-2x +2x 21+x 2+2=0, ∴f (-x )=-f (x ),故f (x )在R 上是奇函数. 法二:当x ≠0时,f (x )≠0,此时f -x f x =1+x 2-x -11+x 2-x +11+x 2+x -11+x 2+x +1=1+x 2-x -1+x 2+x +1+x 2-x +1+x 2+x -=1+x 22-x +21+x 22-x -2=-2x 2x=-1, 即f (-x )=-f (x ).当x =0时,f (-0)=0=-f (0). ∴f (x )在R 上为奇函数.能 力 提 升一、选择题1.下列函数中,既是偶函数又在(0,+∞)上单调递增的函数是( )A .y =x 3B .y =x 12C .y =|x |+1D .y =-x 2+1 [答案] C[解析] 对于A ,y =x 3是奇函数,A 错误;对于B ,定义域为[0,+∞),因此不是偶函数,B 错误;对于C ,在(0,+∞)上单调递增,且为偶函数,故C 正确;对于D ,在(0,+∞)上为减函数,D 错误.2.(2012·泰安模拟)已知定义域为R 的函数f (x )在(2,+∞)上为增函数,且函数y =f (x +2)为偶函数,则下列结论不成立的是( )A .f (0)>f (1)B .f (0)>f (2)C .f (1)>f (2)D .f (1)>f (3) [答案] D[解析] ∵函数y =f (x +2)为偶函数, 令g (x )=f (x +2),∴g (-x )=f (-x +2)=g (x )=f (x +2), ∴f (x +2)=f (2-x ),∴函数f (x )的图像关于直线x =2对称, 又∵函数f (x )在(2,+∞)上为增函数,∴在(-∞,2)上为减函数,利用距对称轴x =2的远近可知,f (0)>f (1)、f (0)>f (2)、f (1)>f (2),f (1)=f (3).二、填空题3.已知f (x )是偶函数,g (x )为奇函数,且f (x )+g (x )=1x +1,则f (x )=__________;g (x )=______.[答案]11-x 2 -x 1-x 2[解析] ∵f (x )+g (x )=1x +1, ∴f (-x )+g (-x )=1-x +1.又∵f (x )为偶函数,g (x )为奇函数, ∴f (-x )=f (x ),g (-x )=-g (x ). ∴f (x )-g (x )=1-x +1,由⎩⎪⎨⎪⎧f x +g x =1x +1fx-g x =1-x +1,解之得⎩⎪⎨⎪⎧fx =11-x 2gx=-x 1-x2.[答案] ⑥④③②⑦①⑤[解析] 由第一、二、三个图像在第一象限的单调性知,a<0,而第一个图像关于原点对称,为奇函数,第二个图像关于y轴对称,为偶函数;第三个在y轴左侧无图像,故这三个图像分别填⑥④③.由第四、五、六个图像在第一象限的特征知,0<α<1,再由其奇偶性及定义域知这三个图像应依次填②⑦①.第七个图像对应的幂指数大于1,故填⑤.三、解答题5.比较下列各组数的大小:[分析] 比较幂值的大小,可借助幂函数的单调性或取中间量进行比较.对于(1),(2),(3)可利用同指数或转化为同指数的幂函数进行比较,而(4)可找中间量进行比较.[解析] <3.1,6.已知函数f (x )=ax 2+1bx +c (a 、b 、c ∈Z )是奇函数,并且f (1)=2,f (2)<3,求a 、b 、c .[分析] 根据定义,应使f (x )+f (-x )=0对定义域内的任意x 恒成立的式子即为恒等式.[解析] ∵f (x )为奇函数,∴f (-x )=-f (x ),即ax 2+1-bx +c =-ax 2+1bx +c, ∴ax 2+bx +c -bx +c-bx +c bx +c=0,即2c ax 2+-bx +c bx +c=0.∵ax 2+1不恒为0,∴c =0. 又∵f (1)=2, ∴a +1b=2.∴a +1=2b . 又∵f (2)<3,∴4a +12b +0<3.将2b =a +1代入上式4a +1a +1<3,得a -2a +1<0.∴-1<a <2,∵a ∈Z ,∴a =0,或a =1.而a =0,b =12与b ∈Z 矛盾,故舍之.∴a =1,b =1,c =0.7.(1)定义在(-1,1)上的奇函数f (x )为减函数,且f (1-a )+f (1-a 2)>0,求实数a 的取值范围.(2)定义在[-2,2]上的偶函数g (x ),当x ≥0时,g (x )为减函数,若g (1-m )<g (m )成立,求m 的取值范围.[解析] (1)∵f (1-a )+f (1-a 2)>0, ∴f (1-a )>-f (1-a 2). ∵f (x )是奇函数, ∴f (1-a )>f (a 2-1).又∵f (x )在(-1,1)上为减函数,∴⎩⎨⎧1-a <a 2-1,-1<1-a <1,-1<1-a 2<1,解得1<a < 2.(2)因为函数g (x )在[-2,2]上是偶函数, 则由g (1-m )<g (m )可得g (|1-m |)<g (|m |). 又当x ≥0时,g (x )为减函数,得到⎩⎨⎧|1-m |≤2,|m |≤2,|1-m |>|m |,即⎩⎨⎧-1≤m ≤3,-2≤m ≤2,-m 2>m 2,解之得-1≤m <12.。
高中数学第二章第5节简单的幂函数课时作业北师大版必修1

§5简单的幕函数11. 掌握幕函数的概念.2.熟悉a = 2,1时幕函数y=x "的图像与性质3理解奇、偶函数的定义及图像的性质.1,2,3 ,1•如果一个函数,底数是自变量X,指数是常量a,即y = x",这样的函数称为______________ •2 •—般地,图像关于_______ 对称的函数叫作奇函数,图像关于y轴对称的函数叫作偶函数.3. ____________________________________________ ⑴一般地,如果对于函数f(x)的定义域内 ___________________________________________ 一个x,都有 _________ ,那么函数f(x) —定是偶函数.⑵一般地,如果对于函数f(x)的定义域内_________ 一个x,都有__________ ,那么函数f(x)一定是奇函数.4. _____________________________________________ 幕函数y = x",当a = 2k(k € Z)时,y= x"是________________________________________ 函数,当a = 2k—1 (k € Z)时, y= x "是______ 函数.(填“奇”或“偶”)一、选择题1. 下列函数中不是幕函数的是()A. y =B . y = x3C. y = 2x D . y= x—112. 幕函数f (x)的图像过点(4 , 2),那么f(8)的值为()B. 64 D.丄642 -3 X=y是 列卜的图像的是()4. 已知y= f(x) , x € ( —a, a), F(x) = f(x) + f ( —x),贝U F(x)是()A. 奇函数B. 偶函数C. 既是奇函数又是偶函数D. 非奇非偶函数5. f(x)是定义在R上的奇函数,下列结论中,不正确的是A. f ( —x) + f (x) = 0B. f ( —x) —f (x) =—2f (x)C. f(x) • f ( —x) <0D.=—16•下面四个结论:①偶函数的图像一定与y轴相交;②奇函数的图像一定过原点;③偶函数的图像关于y轴对称;④没有一个函数既是奇函数,又是偶函数.其中正确的命题个数是()A. 1 B . 2C. 3 D . 4题号123456、填空题7•已知函数y= x「22的图像过原点,则实数m的取值范围是______________________ . & 偶函数y = f(x)的定义域为[t —4, t],则t = ______________________ .9. __________________ 已知奇函数f(x)的定义域为R,且对于任意实数x都有f(x + 4) =f(x),又f (1) = 4, 那么f[f(7)] = .三、解答题10. 判断下列函数的奇偶性:(1) f(x) = 3, x€ R;42⑵ f (x) = 5x —4x + 7, x€ [ —3,3];⑶ f (x) = |2x —1| —|2x+ 1| ;1—x2, x>0,⑷ f(x) = 0, x= 0, x2— 1 , x<0.211. 已知函数f(x) =(m+ 2m) • x m m, m为何值时,函数f(x)是:⑴ 正比例函数;(2) 反比例函数;(3) 二次函数; (4) 幂函数.能力提升12. 如图,幕函数y = X3" 7(m€ N)的图像关于y轴对称,且与x轴、y轴均无交点,求此函数的解析式.—X2+ 2x x>013. 已知奇函数f(x) = 0 x= 0 .2x + mx x<0(1) 求实数m的值,并在给出的直角坐标系中画出y= f (x)的图像;⑵若函数f (x)在区间[—1,a—2]上单调递增,试确定a的取值范围.轴对称,则其必为偶函数.§5简单的幕函数知识梳理 1. 幕函数 2.原点 3.(1)任意 f ( — x ) = f (x ) (2)任意f ( — x ) =— f (x )4•偶奇作业设计 1.C [根据幕函数的定义:形如 y = x "的函数称为幕函数,选项C 中自变量x 的系数是2,不符合幕函数的定义,所以C 不是幕函数.]12. A [设幕函数为y = x ",依题意,2= 4 “,4. B [ F ( — x ) = f ( — x ) + f (x ) = F (x ). 又x € ( — a , a )关于原点对称, • F (x )是偶函数.]5. D [ T f ( — x ) =— f (x ) , A 、B 显然正确, 因为 f (x ) • f ( — x ) =— [f (x )] w 0,故 C 正确. 当x = 0时,由题意知f (0) = 0,故D 错误.]16. A [函数y = -2是偶函数,但不与 y 轴相交,故①错;x1函数y = -是奇函数,但不过原点,故②错;x函数f (x ) = 0既是奇函数又是偶函数,故④错.]37. m r —解析由幕函数的性质知一2 m — 3>0, 故 m r — |.& 2解析 偶函数的定义域应当关于原点对称,故 t — 4= — t ,得t = 2. 9. 0解析 ••• f (7) = f (3 + 4) = f (3) = f ( — 1 + 4) = f ( — 1) =—f (1) =— 4,二 f [ f (7)] = f ( — 4) =— f (4) = — f (0 + 4) =— f (0) = 0. 10. 解(1) f ( — x ) = 3 = f (x ), • f (x )是偶函数.(2) T x € [ — 3,3] , f ( — x ) = 5( — x )4— 4( — x )2+ 7 =5x 4— 4x 2 + 7 = f (x ) , • f (x )是偶函数.(3) f ( — x ) = | — 2x — 1| — | — 2x + 1| =— (|2 x — 1| — |2x + 1|) = — f (x ), • f (x )是奇函数.2(4) 当 x >0 时,f (x ) = 1 — x ,此时—x <0,2 2即 22"= 2—1,1 2.•••幕函数为 3. B [y ==f (x ),即x -2• f ⑻=82 = 1 = 1 =述]x,…f(8) = 8「8 = 2:2=4.]=犢,.・.x € R , y >0, f ( — x ) = —— x 23 2 y = x 3是偶函数,又••• 3<1,二图像上凸.]2x 3•f( —x) = ( —x) — 1 = x —1, • f ( —x) =—f (x);2当x<0 时f (x) = x —1,2 2此时—x>0, f (- x) = 1 —( - x) = 1—x ,••• f( —x) =—f(x);当x = 0 时,f (—0) =—f(0) = 0.综上,对x € R,总有f( —x) =—f (x),•f(x)为R上的奇函数.11. 解(1)若f (x)为正比例函数,2 ““m+ m- 1 = 1,则 2 ? m= 1.m+ 2m^0⑵若f (x)为反比例函数,2 “ “m+ m- 1 = —1,则 2 ? m= — 1.m+ 2m^0(3) 若f(x)为二次函数,则m+ m- 1= 2, —1 ± 13m+ 2m^0 2⑷若f(x)为幕函数,则吊+ 2m= 1,• m= — 1 ±2.12. 解由题意,得3m- 7<0.7•临■/ n€ N,「. m= 0,1 或2,•••幕函数的图像关于y轴对称,• 3m- 7为偶数.•/ m= 0 时,3m- 7=—7,m= 1 时,3m- 7=—4,m= 2 时,3 m- 7=—1.故当m= 1时,y= x—4符合题意.即y = x—4.13•解(1)当x<0 时,一x>0, f( —x) = —( —x)2+ 2( —x) 2=—x —2x.又f (x)为奇函数,2•f ( —x) =—f (x) =—x —2x,2•f(x) = x =2.y= f (x)的图像如图所示.⑵由⑴知f(x)—X2+ 2x x>0=0 x = 0 ,2x + 2x x<0由图像可知,f(x)在[—1,1]上单调递增,要使f(x)在[—1, a—2]上单调递增,只需解得l<a w 3. a—2>—1a—2<1。
北师大版必修一《2.5简单的幂函数》课时训练及答案

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课时提能演练(十二) / 课后巩固作业(十二)(30分钟 50分)一、选择题(每小题4分,共16分)1.(2018·安溪高一检测)若幂函数y=f(x)的图像过点(4,2),则f(12)=( )22.函数f(x)=x3∈R),若f(a)=2,则f(-a)的值为( )(A)4 (B)-4 (C)-1 (D)-23.(2018·福州高一检测)已知偶函数f(x)在区间[0,+∞)上是增加的,则满足f(2x-1)<f(13)的x的取值范围是( )(A)(13,23) (B)[13,23)(C)(12,23) (D)[12,23)4.(易错题)已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x2-2x,则f(x)在R上的表达式是( )[:(A)f(x)=x(x-2) (B)f(x)=|x|(|x|-2)(C)f(x)=|x|(x-2) (D)f(x)=x(|x|-2)二、填空题(每小题4分,共8分)5.若函数f(x)=x2+(b-2)x在[1-3a,2a]上是偶函数,则a=________,b=________.6.(2018·上海高考)已知y=f(x)是奇函数,若g(x)=f(x)+2且g(1)=1,则g(-1)=_____________.6.(易错题)幂函数y=(m2-4m+1)2m2m3x--的图像过原点,则实数m的值等于____________.三、解答题(每小题8分,共16分)7.(2018·上饶高一检测)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x(1+x).(1)求f(x)的解析式;(2)画出f(x)的图像.8.已知幂函数y=x p-3(p∈N+)的图像关于y轴对称,且在(0,+∞)上是减少的,求满足()p p3 3a1(32a)+-<的a的取值范围.【挑战能力】(10分)已知函数f(x)的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),对定义域内的任意x1,x2都有f(x1x2)=f(x1)+f(x2),且当x>1时,f(x)>0.(1)求证:f(x)是偶函数;(2)求证:f(x)在(0,+∞)上是增加的;(3)试比较f(52-)与f(74)的大小.答案解析1.【解析】选C.设幂函数的解析式为f(x)=x α.∵点(4,2)在图像上,∴2=4α,∴()1122111,f x x ,f()()222α=∴=∴==2.【解析】选B.令g(x)=x 3+g(x)为奇函数, f(-a)=g(-a)-1,∵f(a)=g(a)-1=2,∴g(a)=3,∴f(-a)=-g(a)-1=-3-1=-4,故选B.3.【解析】选A.当2x-1≥0时,据题意知2x-1<13, 此时解得12x 23≤<;当2x-1<0时,则1-2x >0, 又f(x)是偶函数,所以f(2x-1)=f(1-2x),所以f(2x-1)<f(13),即f(1-2x)<f (13), 所以1-2x <13,解得13<x <12. 综上可知13<x <23. 4.【解析】选D.设x <0,则-x >0,∴f(-x)=x 2+2x.又∵f(x)为奇函数,∴f(-x)=-f(x),∴f(x)=-x 2-2x,x <0.∴f(x)=x(|x|-2),x ∈R ,故选D.【变式训练】已知函数f(x)是奇函数,当x >0时求当x <0时,f(x)的表达式.【解析】设x <0,则-x >0,∴又∵函数f(x)为奇函数,∴f(-x)=-f(x),∴因此,当x <0时,f(x)的表达式为5.【解析】∵函数f(x)是偶函数,∴f(-x)=f(x),解得b=2.又函数的定义域关于原点对称,故1-3a+2a=0,解得a=1.答案:1 2【变式训练】已知函数f(x)=ax 2+bx+3a+b 为偶函数,其定义域为[a-1,2a ],求f(x)的值域.【解析】∵f(x)=ax 2+bx+3a+b 为[a-1,2a ]上的偶函数, 1a 12a 0,a ,3b 0,b 0,⎧-+==⎧⎪∴∴⎨⎨=⎩⎪=⎩ 即f(x)=13x 2+1. ∴f(x)=13x 2+1在[22,33-]上的值域为[1,3127]. 6.【解析】由已知条件得g(1)=f(1)+2=1,得f(1)=-1,而函数y=f(x)是奇函数,所以f(-1)=-f(1)=1,故g(-1)=f(-1)+2=1+2=3.答案:36.【解析】∵函数y=22m 2m 3(m 4m 1)x ---+是幂函数,∴m 2-4m+1=1,∴m=0或m=4,当m=0时y=x -3与图像过原点相矛盾;当m=4时y=x 5,图像过原点,∴m=4.答案:4【误区警示】 本题易忽视“图像过原点”这一条件而导致错解.7.【解析】(1)因为x ≥0时,f(x)=x(1+x),所以当x<0时,-x>0,∴f(-x)=-x(1-x),又因为f(x)为奇函数,所以f(-x)=-f(x),∴-f(x)=-x(1-x),∴f(x)=x(1-x), 综上()x 1x ,x 0,f x x 1x ,x 0.+ ≥⎧=⎨- <⎩()() (2)f(x)的图像如图所示.8.【解题指南】根据幂函数的性质确定p 的取值,然后再根据幂函数的单调性求a 的取值范围.【解析】∵函数y=x p-3在(0,+∞)上是减少的,∴p-3<0,即p <3.又∵p ∈N +,∴p=1或p=2.∵函数y=x p-3的图像关于y 轴对称,∴p-3是偶数,∴取p=1,即y=x -2,∵()1133a 1(32a)+-<,函数y=13x 在(-∞,+∞)上是增加的,[:∴由()1133a 1(32a)+-<,得a+1<3-2a,即a <23. ∴所求a 的取值范围是(-∞,23). 【挑战能力】【解题指南】(1)利用赋值法证明f(-x)=f(x);(2)利用定义法证明单调性;(3)利用函数的单调性比较它们的大小.【解析】(1)由题意知函数f(x)的定义域关于原点对称,因为对定义域内的任意x 1,x 2都有f(x 1x 2)=f(x 1)+f(x 2). 令x 1=x 2=1,得f(1)=2f(1),∴f(1)=0;令x 1=x 2=-1,得f((-1)×(-1))=f(-1)+f(-1),即f(1)=2f(-1),即2f(-1)=0,∴f(-1)=0.∵f(-x)=f((-1)·x)=f(-1)+f(x)=f(x),∴f(x)是偶函数.(2)设0<x 1<x 2,则f(x 2)-f(x 1)=f(x 1·21x x )-f(x 1)=f(x 1)+f(21x x )-f(x 1)=f(21x x ). ∵x 2>x 1>0,∴21x x >1, ∴f(21x x )>0,即f(x 2)-f(x 1)>0, ∴f(x 1)<f(x 2),∴f(x)在(0,+∞)上是增加的.(3)由(1)知f(x)是偶函数,则有f 55()f ().22-=由(2)知f(x)在(0,+∞)上是增加的,则5757f()f(),f()f().2424∴->>。
北师大版数学高一必修1课后训练 简单的幂函数 (1)

课时训练12 简单的幂函数1.已知函数f (x )=(a +2)x -2是幂函数,则f (a )的值为( ).A .1B .-1C .±1D .02.已知函数f (x )=x 4,则其图像( ).A .关于x 轴对称B .关于y 轴对称C .关于原点对称D .关于直线y =x 对称3.下列表示具有奇偶性的函数的图像可能是( ).4.函数()1f x x =-,若f (a )=2,则f (-a )=( ).A .-2B .2C .1D .-45.设函数f (x )和g (x )分别是R 上的偶函数和奇函数,则下列结论恒成立的是( ).A .f (x )+|g (x )|是偶函数B .f (x )-|g (x )|是奇函数C .|f (x )|+g (x )是偶函数D .|f (x )|-g (x )是奇函数6.已知f (x )是定义在R 上的偶函数,在(-∞,0]上是减少的,且f (3)=0,则使f (x )<0的x 的范围为( ).A .(-3,0)∪(3,+∞)B .(3,+∞)C .(-∞,3)∪(3,+∞)D .(-3,3)7.若函数f (x )=ax 3在[3-a,5]上是奇函数,则a =______.8.若幂函数f (x )的图像过点2,2⎛ ⎝⎭,则f (9)=__________.9.已知f (x )是奇函数,且当x >0时,f (x )=x |x -2|,求当x <0时的解析式.10.(1)函数y=f(x)是偶函数,且在(-∞,0]上是增加的,试比较78f⎛⎫- ⎪⎝⎭与f(1)的大小;(2)已知f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,且f(x)+g(x)=x2+x-2,求f(x),g(x)的表达式.参考答案1答案:A 解析:由于f (x )是幂函数,所以a +2=1,即a =-1.于是f (x )=x -2,故f (-1)=(-1)-2=1.2答案:B 解析:∵f (-x )=x 4=f (x ),∴函数f (x )为偶函数,其图像关于y 轴对称.3答案:B4答案:D 解析:令g(x x ,则g (x )为奇函数.∵f (a )=g (a )-1=2,∴g (a )=3.∴f (-a )=g (-a )-1=-g (a )-1=-4,故选D.5答案:A 解析:∵函数f (x )和g (x )分别是R 上的偶函数和奇函数,∴f (-x )=f (x ),g (-x )=-g (x ).令F (x )=f (x )+|g (x )|,F (-x )=f (-x )+|g (-x )|=f (x )+|-g (x )|=f (x )+|g (x )|=F (x ).故F (x )为偶函数.即f (x )+|g (x )|是偶函数.6答案:D 解析:由已知可得f (-3)=f (3)=0,结合函数的奇偶性和单调性可画出函数f (x )的大致图像(如图).由图像可知f (x )<0时,x 的取值范围是(-3,3). 7答案:8 解析:由奇函数定义域的特点知3-a =-5,得a =8.8答案:13 解析:设f (x )=x α,则有22α=,解得1=2α-,即f (x )=12x -,于是f (9)=129-=13. 9答案:解:∵当x <0时,-x >0,∴f (-x )=-x |(-x )-2|=-x |x +2|.∵函数f (x )是奇函数,∴f (-x )=-f (x ).∴-f (x )=-x |x +2|.∴f (x )=x |x +2|.10答案:解:(1)∵71<8--,且函数y =f (x )在(-∞,0]上是增加的,∴7(1)<8f f ⎛⎫-- ⎪⎝⎭. 又∵y =f (x )是偶函数,∴f (-1)=f (1).∴f (1)<78f ⎛⎫- ⎪⎝⎭.(2)由f(x)+g(x)=x2+x-2,①得f(-x)+g(-x)=x2-x-2.∵f(x)为偶函数,g(x)为奇函数,∴f(x)-g(x)=x2-x-2.②①+②得2f(x)=2x2-4,∴f(x)=x2-2.①-②得2g(x)=2x,∴g(x)=x.。
高中数学 第二章 函数 2.5 简单的幂函数学案(含解析)北师大版必修1-北师大版高一必修1数学学案

§5简单的幂函数知识点一幂函数性质与图像[填一填]1.幂函数如果一个函数,底数是自变量x,指数是常数α,即y=xα,这样的函数称为幂函数.2.幂函数性质与图像所有的幂函数在(0,+∞)上有定义,并且图像都过点(1,1),如果α>0,则幂函数的图像还过(0,0),并在区间[0,+∞)上递增;如果α<0,则幂函数在区间(0,+∞)上递减,在第一象限内,当x从右边趋向于原点时,图像与y轴无限接近;当x趋向于+∞时,图像与x轴无限接近.[答一答]1.幂函数y=xα的图像在第一象限内有何特征?提示:幂函数y=xα的图像在第一象限内具有如下特征:直线x=1,y=1,y=x将直角坐标平面在第一象限的直线x=1的右侧分为三个区域(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)如图:则α∈(1,+∞)⇔y=xα的图像经过区域(Ⅰ) ,如y=x2;α∈(0,1)⇔y=xα的图像经过区域(Ⅱ),如y=x;α∈(-∞,0)⇔y=xα的图像经过区域(Ⅲ),如y=1x.并且在直线x=1的右侧,从x轴起,幂函数y=xα的指数α由小到大递增,即“指大图高”、“指小图低”,在直线x=1的左侧,图像从下到上,相应的指数由大变小.知识点二奇函数与偶函数[填一填]3.奇函数与偶函数(1)一般地,图像关于原点对称的函数叫作奇函数.在奇函数f(x)中,f(x)与f(-x)绝对值相等,符号相反,即f(-x)=-f(x);反之,满足f(-x)=-f(x)的函数y=f(x)一定是奇函数.(2)一般地,图像关于y轴对称的函数叫作偶函数.在偶函数f(x)中,f(x)与f(-x)的值相等,即f(-x)=f(x);反之,满足f(-x)=f(x)的函数y=f(x)一定是偶函数.(3)当函数f(x)是奇函数或偶函数时,称函数f(x)具有奇偶性.[答一答]2.(1)若奇函数y=f(x)在x=0处有定义,则f(0)的值是否唯一确定?提示:若奇函数y=f(x)在x=0处有定义,由f(0)=-f(0)可知,f(0)=0,故f(0)的值是唯一确定的,即一定有f(0)=0.(2)偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反,最值相反吗?奇函数在关于原点对称的区间上的单调性相同,最值相同吗?提示:偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反,最值相同;奇函数在关于原点对称的区间上的单调性相同,最值不同.1.幂函数图像的分布特点和规律幂函数在第一象限内的图像,在经过点(1,1)且平行于y轴的直线的右侧,按幂指数由小到大的关系幂函数的图像从下到上的分布.2.幂函数y=xα(α∈R)的图像和性质(1)当α>0时,图像过点(1,1),(0,0)且在第一象限随x的增大而上升,函数在区间[0,+∞)上是单调增函数.(2)当α<0时,幂函数y=xα图像的基本特征:过点(1,1),且在第一象限随x的增大而下降,函数在区间(0,+∞)上是单调减函数,且向右无限接近x轴,向上无限接近y轴.(3)当α为奇数时,幂函数为奇函数;当α为偶数时,幂函数为偶函数.3.奇、偶函数图像对称性的缘由若函数f(x)是奇函数,对函数f(x)图像上任一点M(x,f(x)),则点M关于原点的对称点为M′(-x,-f(x)).又f(-x)=-f(x),则有M′(-x,f(-x)),所以点M′也在函数f(x)的图像上,所以奇函数的图像关于原点对称.同理可证偶函数的图像关于y轴对称.4.奇、偶函数图像的几点说明(1)一个函数为偶函数,其图像一定关于y轴对称,但是却不一定与y轴相交.(2)既是奇函数又是偶函数的函数图像在x轴上.如y=0,x∈[-1,1]既是奇函数又是偶函数.(3)从图像上看:函数的奇偶性体现的是对称性,单调性体现的是升降性.(4)根据以上奇、偶函数图像对称性的特点可以解决已知奇、偶函数在某区间的部分图像,画出其关于原点或y轴对称的另一部分的图像问题.类型一幂函数的概念【例1】已知函数y=(m2-m-5)x m+1是幂函数,求m的值,并写出函数解析式.【思路探究】幂函数的解析式形如y=xα(α∈R),幂值前面的系数为1,底数为x,α∈R为常数.【解】∵y=(m2-m-5)x m+1为幂函数,∴y可以写成y=xα(α为常数)的形式,∴m2-m-5=1,解得m=3或m=-2.当m=3时,m+1=4,此时y=x4;当m=-2时,m+1=-1,此时y=x-1.规律方法判断一个函数是否为幂函数,依据是该函数是否为y=xα(α为常数)的形式.幂函数的解析式为一个幂的形式,且满足:(1)指数为常数;(2)底数为自变量;(3)系数为1.反过来,若一个函数为幂函数,则该函数也必具有上述形式,这是我们解决某些问题的一个隐含条件.(1)以下四个函数:y =x 0;y =x -2;y =(x +1)2;y =2·x 13 中,是幂函数的有( B ) A .1个 B .2个 C .3个D .4个解析:形如y =x α(α为常数)的函数为幂函数,所以只有y =x 0,y =x -2为幂函数. (2)f (x )=(m 2-m -1)x m 2-2m -1是幂函数,则实数m =2或-1.解析:f (x )=(m 2-m -1)x m 2-2m -1是幂函数,所以m 2-m -1=1,解得m =-1或2. 类型二 幂函数的性质【例2】 幂函数y =x α中α的取值集合C 是{-1,0,12,1,2,3}的子集,当幂函数的值域与定义域相同时,集合C 为( )A .{-1,0,12}B .{12,1,2}C .{-1,12,1,3}D .{12,1,2,3}【思路探究】 根据常见的幂函数的图像与性质进行逐一判断.【解析】 根据幂函数y =x -1,y =x 0,y =x 12,y =x ,y =x 2,y =x 3的图像和解析式可知,当α=-1,12,1,3时,相应幂函数的值域与定义域相同.【答案】 C规律方法 1.画幂函数的图像时,可先画出其在第一象限内的图像,再由定义域、单调性、奇偶性得出在其他象限内的图像.2.幂函数图像的特征:(1)在第一象限内,直线x =1的右侧,y =x α的图像由上到下,指数α由大变小;在第一象限内,直线x =1的左侧,y =x α的图像由上到下,指数α由小变大.(2)当α>0时,幂函数的图像都经过(0,0)和(1,1)点,在第一象限内,当0<α≤1时,曲线上凸;当α≥1时,曲线下凸;当α<0时,幂函数的图像都经过(1,1)点,在第一象限内,曲线下凸.如图,图中曲线是幂函数y =x α在第一象限的大致图像.已知α取-2,-12,12,2四个值,则相应于曲线C 1,C 2,C 3,C 4的α的值依次为( B )A .-2,-12,12,2B .2,12,-12,-2C .-12,-2,2,12D .2,12,-2,-12解析:解法1:在第一象限内,在直线x =1的右侧,y =x α的图像由上到下,指数α由大变小,故选B.解法2:赋值法.令x =4,则4-2=116,4-12=12,412=2,42=16,易知选B.类型三 幂函数性质的应用【思路探究】 注意分情况讨论要做到不重不漏.先根据条件确定m 的值,再利用幂函数的增减性求实数a 的取值范围.【解】 因为函数在(0,+∞)上递减, 所以m 2-2m -3<0,解得-1<m <3. 又因为m ∈N +,所以m =1或2,由函数图像关于y 轴对称知,m 2-2m -3为偶数,所以m =1.把m =1代入不等式得(a +1)- 13<(3-2a )- 13.因为y =x - 13在(-∞,0)和(0,+∞)上均递减,所以有a +1>3-2a >0或0>a +1>3-2a 或a +1<0<3-2a ,解得23<a <32或a <-1.即a 的取值范围是(-∞,-1)∪(23,32).规律方法 作直线x =m (m >1),它与若干个幂函数的图像相交,交点从上到下的排列顺序正是幂指数的降序排列,故可利用其比较指数α的大小.(1)已知(0.71.3)m <(1.30.7)m ,则m 的取值范围是m >0.解析:根据幂函数y =x 1.3的图像,当0<x <1时,0<y <1,所以0<0.71.3<1,又根据幂函数y =x 0.7的图像,当x >1时y >1,所以1.30.7>1,于是有0.71.3<1.30.7,又(0.71.3)m <(1.30.7)m ,所以m >0. (2)已知幂函数y =f (x )的图像过点(2,22),试求出此函数的解析式,并作出图像,判断奇偶性、单调性.解:设幂函数解析式为y =x α,将点(2,22)的坐标代入,得2α=22,解得α=-12,所以函数的解析式y =x - 12.定义域为(0,+∞),它不关于原点对称,所以,y =f (x )是非奇非偶函数.当x >0时,f (x )是单调减函数,函数的图像如图.下面用定义证明y =x - 12 =1x 在(0,+∞)上为减函数:设x 1,x 2∈(0,+∞),且x 1<x 2,则Δx =x 2-x 1>0, Δy =y 2-y 1=1x 2-1x 1=x 1-x 2x 1x 2=(x 1-x 2)x 1x 2(x 1+x 2)=-Δxx 1x 2(x 1+x 2)<0,所以y =x - 12 =1x 在(0,+∞)上为减函数.类型四 函数奇偶性的判断 【例4】 判断下列函数的奇偶性. (1)f (x )=x 4+3x 2; (2)f (x )=x -1x ;(3)f (x )=0,x ∈(-1,1]; (4)f (x )=-2x +1.【思路探究】 先确定函数的定义域是否关于原点对称,再看f (-x )与f (x )之间的关系. 【解】 (1)函数f (x )的定义域为R ,关于原点对称. ∵f (-x )=(-x )4+3(-x )2=x 4+3x 2=f (x ), ∴函数f (x )为偶函数.(2)函数f (x )的定义域为{x |x ≠0},关于原点对称. ∵f (-x )=-x -1-x =-⎝⎛⎭⎫x -1x =-f (x ), ∴函数f (x )为奇函数.(3)函数f (x )的定义域为(-1,1],不关于原点对称,故函数f (x )既不是奇函数也不是偶函数. (4)函数f (x )的定义域为R ,关于原点对称. ∵f (-x )=-2(-x )+1=2x +1≠±f (x ), ∴函数f (x )既不是奇函数也不是偶函数. 规律方法 1.用定义判断函数奇偶性的步骤是:2.在客观题中,多个函数有公共定义域时也可以利用如下性质判断函数的奇偶性: (1)偶函数的和、差、积、商(分母不为零)仍为偶函数; (2)奇函数的和、差仍为奇函数;(3)两个奇函数的积为偶函数,两个奇函数的商(分母不为零)也为偶函数; (4)一个奇函数与一个偶函数的积为奇函数.判断下列函数的奇偶性: (1)f (x )=x 3+1x 3;(2)f (x )=x - 53; (3)f (x )=x 4+1x 2+1;(4)f (x )=2-x +x -2.解:(1)函数f (x )=x 3+1x 3的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称.又∵f (-x )=-x 3+1-x 3=-⎝⎛⎭⎫x 3+1x 3=-f (x ), ∴函数f (x )=x 3+1x3是奇函数.(2)函数f (x )=x - 53的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称. 又∵f (-x )=(-x ) - 53=13(-x )5=-13x 5=-x - 53=-f (x ),∴函数f (x )=x - 53是奇函数.(3)函数f (x )=x 4+1x 2+1的定义域是R ,关于原点对称.又∵f (-x )=(-x )4+1(-x )2+1=x 4+1x 2+1=f (x ),∴函数f (x )=x 4+1x 2+1是偶函数.(4)函数f (x )=2-x +x -2的定义域为{2},不关于原点对称,∴该函数既不是奇函数也不是偶函数.类型五 利用函数奇偶性求函数的解析式【例5】 若f (x )是定义在R 上的奇函数,当x <0时,f (x )=x (1-x ),求当x ≥0时,函数f (x )的解析式.【思路探究】 解决本题的关键是利用奇函数的关系式f (-x )=-f (x )将x <0时f (x )的解析式转化到x >0上.同时要注意f (0)=0.【解】 ∵f (x )是奇函数,∴当x >0时,f (x )=-f (-x )=-{(-x )[1-(-x )]}=x (1+x ), 当x =0时,f (0)=-f (0),即f (0)=0.∴当x ≥0时,f (x )=x (1+x ).规律方法 1.解答本题时,很容易遗漏x =0的情况,在区间转化时要细心.2.利用函数的奇偶性求解函数的解析式,主要利用函数奇偶性的定义.求解一般分以下三个步骤:(1)设所求函数解析式中所给的区间上任一个x ,即求哪个区间上的解析式,就设x 在哪个区间上.(2)把所求区间内的变量转化到已知区间内.(3)利用函数奇偶性的定义f (x )=-f (-x )或f (x )=f (-x )求解所求区间内的解析式.(1)已知f (x )=ax 2+bx +3a +b 为偶函数,其定义域为[a -1,2a ],则a =13,b =0.解析:因为f (x )=ax 2+bx +3a +b 是偶函数,且定义域为[a -1,2a ],所以a -1+2a =0,a =13,所以f (-x )=f (x )恒成立.所以-bx =bx ,所以b =0. (2)函数f (x )为R 上的奇函数,且当x <0时,f (x )=x (x -1),则当x >0时,f (x )=-x (x +1).解析:当x >0时,-x <0,所以f (-x )=-x (-x -1)=x (x +1), 又因为f (x )为R 上的奇函数,所以f (-x )=-f (x ),所以-f (x )=x (x +1), 所以f (x )=-x (x +1).——易错误区—— 函数奇偶性判断中的误区【例6】 以下说法中:(1)函数f (x )=5x 2,x ∈(-3,3]是偶函数.(2)f (x )=x 3+1x 是奇函数.(3)函数f (x )=|x -2|是偶函数.(4)函数f (x )=0,x ∈[-2,2]既是奇函数,又是偶函数.正确的有( )A .(1)(2)B .(1)(4)C .(2)(4)D .(3)(4)【错解】 选B 或选D【正解】 C 对于(1),函数f (x )=5x 2,x ∈(-3,3]的定义域不关于原点对称①,故该函数是非奇非偶函数,故(1)错误.对于(2),函数f(x)=x3+1的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),且能满足f(-x)=-f(x),x所以是奇函数,故(2)正确.对于(3),函数f(x)=|x-2|是由f(x)=|x|的图像向右平移了两个单位得到的②,图像不关于y轴对称,所以(3)错误.对于(4),函数f(x)=0,x∈[-2,2]图像既关于原点对称又关于y轴对称,所以(4)正确,因此正确的只有(2)(4).【错因分析】 1.忽视了①处函数的定义域x∈(-3,3]不关于原点对称,出现只是根据f(-x)=f(x)而判定为偶函数的错误;2.忽视了②处函数f(x)=|x-2|的图像不关于y轴对称,出现只看到绝对值,就认为是偶函数的错误.【防范措施】 1.定义域优先的原则由奇偶函数的定义,“对于函数定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x)或f(-x)=f(x)”可知,具有奇偶性的函数的定义域必是关于原点对称.如本例中(1)函数f(x)=5x2,x∈(-3,3]的定义域不关于原点对称,所以不具有奇偶性.2.注意图像的变换一些常用的图像平移、变换要牢记,如本例中函数f(x)=|x-2|,就是要根据y=|x|的图像特征来平移得到,因为函数y=|x|的图像关于y轴对称,而向右平移2个单位后图像就不再关于y轴对称,故可得结论.函数f(x)=|x-2|-|x+1|是(C)A.偶函数B.奇函数C.非奇非偶函数D.既奇又偶函数解析:f(x)=|x-2|-|x+1|当x≥2时,f(x)=x-2-x-1=-3,当x≤-1时,f(x)=2-x+x+1=3,当-1<x<2时,f(x)=2-x-x-1=1-2x.画出图像如图.由图知f(x)为非奇非偶函数.一、选择题1.下列所给函数中,是幂函数的是(C)A.y=-x3B.y=3xC.y=x 12D.y=x2-1解析:幂函数的形式为y=xα,只有C符合.2.幂函数y=xα(α∈R)的图像一定不经过(A)A.第四象限B.第三象限C.第二象限D.第一象限解析:∵α∈R,x>0,∴y=xα>0,∴图像不可能经过第四象限,故选A.3.已知函数f(x)是奇函数,且当x≥0时,f(x)=x2+2x,则当x<0时,f(x)=(D) A.x2+2x B.x2-2xC.-x2-2x D.-x2+2x解析:令x<0,则-x>0,∴f(-x)=(-x)2+2(-x)=x2-2x,又∵f(x)为奇函数,∴f(x)=-f(-x)=-(x2-2x)=-x2+2x.二、填空题4.已知幂函数f (x )的图像经过点(2,2),则f (4)=2. 解析:设f (x )=x α,∴α=12,∴f (4)=4 12 =2.5.已知函数f (x )=a (x +1)-2|x |+1的图像关于原点对称,则实数a =2.解析:由题意可知f (x )为奇函数,且奇函数f (x )=a (x +1)-2|x |+1在x =0处有意义,∴f (0)=0,∴a -21=0,∴a =2. 三、解答题6.已知f (x )=(m 2-2m -2)x m -1是幂函数,且在(0,+∞)上单调递增.(1)求m 的值;(2)求函数g (x )=f (x )-2ax +1在区间[2,3]上的最小值h (a ). 解:(1)∵f (x )=(m 2-2m -2)x m -1是幂函数, ∴m 2-2m -2=1,解得m =3或m =-1;又f (x )在(0,+∞)上单调递增,∴m -1>0,∴m 的值为3.(2)函数g (x )=f (x )-2ax +1=x 2-2ax +1=(x -a )2+1-a 2,当a <2时,g (x )在区间[2,3]上单调递增,最小值为h (a )=g (2)=5-4a ;当2≤a ≤3时,g (x )在区间[2,3]上先减后增,最小值为h (a )=g (a )=1-a 2; 当a >3时,g (x )在区间[2,3]上单调递减,最小值为h (a )=g (3)=10-6a .。
高中数学 第二章 函数 2.5 简单的幂函数练习 北师大版必修1

§5 简单的幂函数A组1.下列函数为幂函数的是()①y=k·x5(k≠0);②y=x2+x-2;③y=x2;④y=(x-2)3.A.①③B.①②C.①③④D.③解析:形如y=xα(α是常数)才是幂函数,根据这一定义可知,只有y=x2是幂函数,故选D.答案:D2.对定义在R上的任意奇函数f(x),都有()A.f(x)-f(-x)>0(x∈R)B.f(x)f(-x)≤0(x∈R)C.f(x)-f(-x)≤0(x∈R)D.f(x)f(-x)>0(x∈R)解析:由奇函数的定义知,f(-x)=-f(x),当x=0时f(-x)=-f(x)=0,当x≠0时,f(-x)与f(x)互为相反数,所以f(x)·f(-x)≤0,故选B.答案:B3.函数y=(k2-k-5)x2是幂函数,则实数k的值是()A.k=3B.k=-2C.k=3或k=-2D.k≠3且k≠-2解析:由题意,得k2-k-5=1,即k2-k-6=0,解得k=-2或k=3,故选C.答案:C4.已知函数f(x)是[-5,5]上的偶函数,f(x)在[0,5]上具有单调性,且f(-3)<f(-1),则下列不等式一定成立的是()A.f(-1)<f(3)B.f(2)<f(3)C.f(-3)<f(5)D.f(0)>f(1)解析:由于函数f(x)是[-5,5]上的偶函数,因此f(x)=f(|x|),于是f(-3)=f(3),f(-1)=f(1),则f(3)<f(1).又f(x)在[0,5]上具有单调性,从而函数f(x)在[0,5]上是减少的,观察各选项,并注意到f(x)=f(|x|),只有D正确.答案:D5.已知f(x)是定义在R上的偶函数,在(-∞,0]上是减少的,且f(3)=0,则使f(x)<0的x的取值范围为()A.(-3,0)∪(3,+∞)B.(3,+∞)C.(-∞,3)∪(3,+∞)D.(-3,3)解析:由已知可得f(-3)=f(3)=0,结合函数的奇偶性和单调性可画出函数f(x)的大致图像(如图所示).由图像可知f(x)<0时,x的取值范围是(-3,3).答案:D6.设f(x)是定义在R上的奇函数,当x≤0时,f(x)=2x2+x+1,则f(1)=.解析:∵f(x)是R上的奇函数,∴f(1)=-f(-1)=-[2×(-1)2+(-1)+1]=-2.答案:-27.若函数f(x)=4x2+bx-1是偶函数,则实数b=.解析:由已知得f(-x)=f(x)对任意x∈R恒成立,即4(-x)2-bx-1=4x2+bx-1,于是bx=-bx,故b=0.答案:08.已知f(x)是定义域为R的偶函数,当x>0时,f(x)=x2+x,则当x<0时,f(x)=.解析:设x<0,则-x>0,∴f(-x)=(-x)2-x=x2-x.∵f(x)是定义域为R的偶函数,∴f(x)=f(-x)=x2-x,∴当x<0时,f(x)=x2-x.答案:x2-x9.导学号91000079已知函数f(x)=(2m-3)x m+1是幂函数.(1)求m的值;(2)判断f(x)的奇偶性.解:(1)因为f(x)是幂函数,所以2m-3=1,即m=2.(2)由(1)得f(x)=x3,其定义域为R,且f(-x)=(-x)3=-x3=-f(x),故f(x)是奇函数.10.导学号91000080(拓展探究)已知函数f(x)=x+,且f(1)=2.(1)求m;(2)判断f(x)的奇偶性;(3)函数f(x)在(1,+∞)上是增函数还是减函数?并说明.解:(1)因为f(1)=2,所以1+m=2,即m=1.(2)由(1)知f(x)=x+,显然函数定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,又f(-x)=(-x)+=-x-=-=-f(x),所以,函数f(x)=x+是奇函数.(3)函数f(x)在(1,+∞)上是增函数,设x1,x2是(1,+∞)上的任意两个实数,且x1<x2,则f(x1)-f(x2)=x1+=x1-x2+=x1-x2-=(x1-x2),当1<x1<x2时,x1x2>1,x1x2-1>0,从而f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),所以函数f(x)=x+在(1,+∞)上为增函数.B组1.已知f(x)=ax7-bx5+cx3+2,且f(-5)=m,则f(5)+f(-5)的值为()A.4B.0C.2mD.-m+4解析:设g(x)=ax7-bx5+cx3,则g(x)在R上为奇函数,f(-5)=g(-5)+2=m,∴g(-5)=m-2.∴g(5)=2-m.∴f(5)=g(5)+2=4-m.∴f(5)+f(-5)=4-m+m=4.答案:A2.若函数f(x)=为奇函数,则a=()A. B. C. D.1解析:由已知得f(x)=定义域关于原点对称,其定义域为,由f(-x)+f(x)=0化简得(2a-1)x2=0,所以a=,故选A.答案:A3.若函数f(x)是定义在R上的偶函数,在(-∞,0]上是减少的,且f(-2)=0,如图所示,则使得f(x)<0的x的取值范围是()A.(-∞,2)B.(2,+∞)C.(-∞,-2)∪(2,+∞)D.(-2,2)解析:由图可得在(-∞,0)上,f(x)<0的解集为(-2,0].因为f(x)为偶函数,所以x的取值范围为(-2,2).答案:D4.已知偶函数f(x)在区间[0,+∞)上是增加的,则满足f(2x-1)<f的x的取值范围是()A. B.C. D.解析:作出示意图如图所示.由图可知,f(2x-1)<f,则-<2x-1<,即<x<.答案:A5.导学号91000081已知幂函数f(x)=(t3-t+1)(t∈Z)是偶函数,且在(0,+∞)上是增加的,则函数的解析式为.解析:∵f(x)是幂函数,∴t3-t+1=1,解得t=-1或t=0或t=1.当t=0时,f(x)=是非奇非偶函数,不满足题意;当t=1时,f(x)=是偶函数,但在(0,+∞)上是减少的,不满足题意;当t=-1时,f(x)=x2,满足题意.综上所述,实数t的值为-1,所求解析式为f(x)=x2.答案:f(x)=x26.(创新题)已知f(x),g(x)均为奇函数,且F(x)=af(x)+bg(x)+2在(0,+∞)上的最大值是5,则F(x)在(-∞,0)上的最小值为.解析:∵F(x)=af(x)+bg(x)+2在(0,+∞)上的最大值是5,且f(x),g(x)均为奇函数, ∴F(x)-2=af(x)+bg(x)在(0,+∞)上的最大值是3.根据函数的性质可知F(x)-2=af(x)+bg(x)在(-∞,0)上的最小值是-3,∴F(x)=af(x)+bg(x)+2在(-∞,0)上的最小值为-1.答案:-17.导学号91000082已知f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,且f(x)+g(x)=x2+x-2,求f(x),g(x)的解析式.解:由f(x)+g(x)=x2+x-2,①得f(-x)+g(-x)=x2-x-2.∵f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,∴f(x)-g(x)=x2-x-2.②①+②得2f(x)=2x2-4,∴f(x)=x2-2.①-②得2g(x)=2x,∴g(x)=x.8.已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x2-2x+m.(1)求m及f(-3)的值;(2)求f(x)的解析式,并画出简图;(3)写出f(x)的单调区间(不用证明).解:(1)∵f(x)是定义在R上的奇函数,∴f(0)=0,∴m=0,∴当x≥0时,f(x)=x2-2x,∴f(-3)=-f(3)=-3.故m=0,f(-3)=-3.(2)当x<0时,-x>0,∴f(-x)=(-x)2-2(-x)=x2+2x.∵f(x)是定义在R上的奇函数,∴f(-x)=-f(x),∴-f(x)=x2+2x,即f(x)=-x2-2x(x<0).∴f(x)=画出f(x)的图像如图所示.(3)由f(x)的图像,可知f(x)在(-∞,-1]和[1,+∞)上是增加的,在[-1,1]上是减少的.。
北师大版高中数学必修一简单的幂函数同步练习

第二章 函数§5 简单的幂函数(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题(每小题5分,共20分)1.函数f (x )=|x |+1是( )A .奇函数B .偶函数C .既是奇函数又是偶函数D .非奇非偶函数【解析】 函数定义域为R ,f (-x )=|-x |+1=f (x ),∴f (x )是偶函数,故选B.【答案】 B2.下列函数中,定义域为R 的是( )A .y =x -2B .12y x =C .y =x 2D .y =x -1 【解析】 对A ,由y =x -2=1x 2知x ≠0;对B ,12y x ==x ,知x ≥0;对D ,由y =x -1=1x知x ≠0,故A 、B 、D 中函数定义域均不为R ,从而选C. 【答案】 C3.函数y =(x +2)(x -a )是偶函数,则a =( )A .2B .-2C .1D .-1【解析】 结合选项,a =2时,f (x )=x 2-4是偶函数,故选A.【答案】 A4.设α∈{-1,1,12,3},则使函数y =x α的定义域为R 且为奇函数的所有α的值为( ) A .1,3 B .-1,1C .-1,3D .-1,1,3【解析】 α=1,3时,定义域为R ,α=-1,1,3时为奇函数,∴α=1,3时符合题意.【答案】 A二、填空题(每小题5分,共10分)5.设f (x )是定义在(-∞,+∞)上的奇函数,且x >0时,f (x )=x 2+1,则f (-2)=________.【解析】 因为f (x )是定义在R 上的奇函数,故f (-x )=-f (x ),所以f (-2)=-f (2)=-(22+1)=-5.【答案】 -56.已知函数f (x )=⎩⎨⎧ (12)x -3 (x ≤0)x 12 (x >0),已知f (a )>1,则实数a 的取值范围是________. 【解析】 若(12)a -3>1,则a <-2; 若a 12>1,则a >1. 综上所述,a <-2或a >1.【答案】 a <-2或a >1 三、解答题(每小题10分,共20分)7.判断函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +3 (x >0)0 (x =0)2x -3 (x <0)的奇偶性.【解析】 ①当x >0时,-x <0,则f (-x )=2·(-x )-3=-(2x +3)=-f (x )②当x <0时,-x >0f (-x )=-2x +3=-(2x -3)=-f (x )③当x =0时,f (0)=0即f (-x )=-f (x ).∴f (x )是奇函数.8.已知幂函数2223(1)m m y m m x --=--,当x ∈(0,+∞)时为减函数,则该幂函数的解析式是什么?奇偶性如何?单调性如何?【解析】 由于2223(1)mm y m m x --=--为幂函数,所以m 2-m -1=1,解得m =2,或m =-1.当m =2时,m 2-2m -3=-3,y =x -3,在(0,+∞)上为减函数; 当m =-1时,m 2-2m -3=0,y =x 0=1(x ≠0)在(0,+∞)上为常函数,不合题意,舍去.故所求幂函数为y =x -3.这个函数是奇函数,其定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),根据函数在x ∈(0,+∞)上为减函数,推知函数在(-∞,0)上也为减函数.9.(10分)已知f (x )是R 上的奇函数,且当x >0时,f (x )=-x 2+2x +2.(1)求f (x )的解析式;(2)画出f (x )的图象,并指出f (x )的单调区间.【解析】 (1)设x <0,则-x >0,所以f (-x )=-(-x )2-2x +2=-x 2-2x +2, 又∵f (x )为奇函数,∴f (-x )=-f (x ),∴f (x )=x 2+2x -2,又f (0)=0,∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x 2+2x -2 (x <0)0 (x =0)-x 2+2x +2 (x >0).(2)先画出y =f (x )(x >0)的图象,利用奇函数的对称性可得到相应y =f (x )(x <0)的图象,其图象如图所示:由图可知,其增区间为[-1,0)及(0,1],减区间为(-∞,-1]及[1,+∞).。
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[A组学业达标] 1.下列函数为幂函数的是()
①y=-x2;②y=2x;③y=xπ;④y=(x-1)3;⑤y=1
x2;⑥y=x
2+
1
x.
A.①③⑤B.①②⑤C.③⑤D.只有⑤
解析:①y=-x2的系数是-1而不是1,故不是幂函数;②y=2x不是幂函数;④y
=(x-1)3的底数是x-1而不是x,故不是幂函数;⑥y=x2+1
x
是两个幂函数和的形式,也不是幂函数.很明显③⑤是幂函数.
答案:C
2.函数y=的图像大致是()
解析:因为函数y=在(0,0)处有定义,且该函数为奇函数,排除选项A,D;又5
3
>1,排除选项C,故选B.
答案:B
3.下列命题正确的是()
A.当α=0时,函数y=xα的图像是一条直线
B.幂函数的图像只在第一象限出现
C.若幂函数y=xα的图像关于原点对称,则y=xα在定义域上是增函数
D.幂函数的图像不可能在第四象限
解析:当α=0时,函数y=xα的定义域为{x|x≠0,x∈R},其图像为两条射线,故A选项不正确;易知选项B不正确;幂函数y=x-1的图像关于原点对称,但其在定义域内不是增函数,故选项C不正确;当x>0,α∈R时,y=xα>0,则幂函数的图像都不在第四象限,故选项D正确.
答案:D 4.已知
则( )
A .c <b <a
B .c <a <b
C .b <a <c
D .a <c <b
答案:A
5.当x ∈(1,+∞)时函数y =x α的图像恒在直线y =x 的下方,则α的取值范围是( ) A .(0,1) B .(-∞,0) C .(-∞,1)
D .(1,+∞)
解析:由幂函数的图像知α<1. 答案:C
6.幂函数y =(m 2-m -1)x -m 在x ∈(0,+∞)上为减函数,则m 的值为________. 解析:由m 2-m -1=1,得m =2或m =-1.
又当m =2时,y =x -2在x ∈(0,+∞)上为减函数,符合题意;当m =-1时,y =x 在x ∈(0,+∞)上为增函数,不符合题意. 答案:2
7.已知幂函数y =f (x )的图像过点⎝
⎛⎭⎪⎫3,33,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫
14=________.
答案:2 8.若
则实数a 的取值范围是________.
答案:(3,+∞)
9.已知函数f (x )=(m 2+2m )·xm 2+m -1,m 为何值时,f (x )是:(1)正比例函数;(2)幂函数?
解析:(1)若f (x )为正比例函数,
则⎩⎪⎨⎪⎧
m 2+m -1=1,m 2+2m ≠0,
⇒m =1.
(2)若f (x )为幂函数,则m 2+2m =1,∴m =-1±2.
[B 组 能力提升]
10.已知幂函数f (x )=(n 2+2n -2)x n 2-3n
(n ∈Z)在(0,+∞)上是减函数,则n 的值为
( )
A .-3
B .1
C .2
D .1或2
解析:依据题意有⎩⎪⎨⎪⎧
n 2+2n -2=1,n 2-3n <0,
解得n =1.
答案:B
11.如图是幂函数y =x m 和y =x n 在第一象限内的图像,则( )
A .-1<n <0,0<m <1
B .n <-1,0<m <1
C .-1<n <0,m >1
D .n <-1,m >1
解析:结合幂函数的图像和性质知,n <-1,0<m <1. 答案:B
12.已知幂函数f (x )=x m 2-1
(m ∈Z)的图像与x 轴,y 轴都无交点,则函数f (x )的解
析式是________.
解析:由幂函数性质知m2-1<0,解得-1<m<1,
又m∈Z,所以m=0,∴f(x)=x-1.
答案:f(x)=x-1
13.已知,则x的取值范围是________.
解析:由幂函数的图像可知:当时,x<0或x>1.
答案:(-∞,0)∪(1,+∞)
14.已知幂函数f(x)=(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)若函数还经过(2,2),试确定m的值,并求满足f(2-a)>f(a-1)的实数a的取值范围.
解析:(1)∵m∈N+,∴m2+m=m(m+1)为偶数.
令m2+m=2k,k∈N+,则f(x)=2k x,
∴定义域为[0,+∞),在[0,+∞)上f(x)为增函数.
解得m=1或m=-2(舍去),∴f(x)=,
由(1)知f(x)在定义域[0,+∞)上为增函数.
∴f(2-a)>f(a-1)等价于2-a>a-1≥0,
解得1≤a<3
2.
15.已知函数f(x)=mx2-2mx+m-1
x2-2x+1
(m∈R),试比较f(5)与f(-π)的大小.
解析:f(x)=mx2-2mx+m-1
x2-2x+1
=
m(x-1)2-1
(x-1)2
=m-1
(x-1)2
=m-(x-1)
-2.
f(x)的图像可由y=x-2的图像首先作关于x轴的对称变换,然后向右平移1个单位长度,再向上(m≥0)(或向下(m<0))平移|m|个单位长度而得(如图所示).
显然,图像关于x=1对称且在(1,+∞)上单调递增,
∴f(-π)=f(2+π),而2+π>5,
∴f(-π)=f(2+π)>f(5).。