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(教师独具内容)
课程标准:1.通过具体实例了解幂函数的概念.2.会画幂函数y=x,y=x2,y
=x3,y=,y=x的图象,并能通过图象了解幂函数的图象与性质.3.能正确应用
幂函数的知识解决相关问题.
教学重点:1.幂函数的概念.2.幂函数的图象与性质.
教学难点:应用幂函数的知识解决相关问题.
【知识导学】
知识点一 幂函数的概念
一般地,函数 □ y = x α 叫做幂函数(power function),其中 □ x 是自变量, □ α
是常数.
知识点二 一些常用幂函数的图象
同一坐标系中,幂函数y=x,y=x2,y=x3,y=x-1,y=x的图象(如图).
知识点三 一些常用幂函数的性质【新知拓展】
1.幂函数的特征
(1)xα的系数是1;
(2)xα的底数x是自变量;
(3)xα的指数α为常数.
只有满足这三个条件,才是幂函数.对于形如y=(2x)α,y=2x5,y=xα+6等
的函数都不是幂函数.
2.幂函数的性质(1)所有的幂函数在(0,+∞)上都有定义,并且图象都过点(1,1);
(2)如果α>0,那么幂函数的图象过原点,并且在区间[0,+∞)上单调递增;
(3)如果α<0,那么幂函数的图象在区间(0,+∞)上单调递减,在第一象限
内,当x从右边趋向于原点时,图象在y轴右方无限接近y轴,当x从原点趋向
于+∞时,图象在x轴上方无限接近x轴;
(4)在(1,+∞)上,随幂指数的逐渐增大,图象越来越靠近y轴.
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)函数y=x3+2是幂函数.( )
(2)幂函数的图象必过(0,0)和(1,1)这两点.( )
(3)幂函数y=xα的定义域为R,与指数无关.( )
(4)当x>1时,函数y=x2的图象总在函数y=x3的图象的下方.( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√
2.做一做(请把正确的答案写在横线上)
(1)若y=mxα+(2n-4)是幂函数,则m+n=________.
(2)已知幂函数f(x)=xα的图象经过点(2,8),则f(-2)=________.
(3)若y=ax是幂函数,则该函数的值域是________.
答案 (1)3 (2)-8 (3)[0,+∞)
题型一 幂函数的定义
例1 已知幂函数y=(m2-m-1)xm2-2m-3,求此幂函数的解析式,并指出其
定义域.
[解] ∵y=(m2-m-1)xm2-2m-3为幂函数,
∴m2-m-1=1,解得m=2或m=-1.
当m=2时,m2-2m-3=-3,则y=x-3,且有x≠0;
当m=-1时,m2-2m-3=0,则y=x0,且有x≠0.
故所求幂函数的解析式为y=x-3或y=x0,它们的定义域都是{x|x≠0}.
金版点睛
判断函数是幂函数的依据
判断一个函数是否为幂函数的依据是该函数是否为 y=xα(α为常数)的形式,
即满足:①指数α为常数;②底数x为自变量;③系数为1.
(1)在函数y=,y=2x2,y=x2+x,y=1中,幂函数的个数为( )A.0 B.1 C.2 D.3
(2)已知y=(m2-4m+4)x+2n-3是幂函数,求m,n的值.
答案 (1)B (2)见解析
解析 (1)y==x-2,所以是幂函数;y=2x2由于系数是2,因此不是幂函数;
y=x2+x是两项和的形式,不是幂函数;y=1=x0(x≠0),可以看出,常函数y=
1的图象比幂函数y=x0的图象多了一个点(0,1),所以常函数y=1不是幂函数.
(2)由题意得解得
所以m=3,n=.
题型二 幂函数的图象及应用
例2 幂函数y=x2,y=x-1,y=x,y=x在第一象限内的图象依次是图中的
曲线( )
A.C ,C ,C ,C
2 1 3 4
B.C ,C ,C ,C
4 1 3 2
C.C ,C ,C ,C
3 2 1 4
D.C ,C ,C ,C
1 4 2 3
[解析] 由于在第一象限内直线x=1的右侧,幂函数y=xα的图象从上到下
相应的指数α由大变小,即幂函数图象在第一象限内直线 x=1右侧的“高低”
关系是“指大图高”,故幂函数y=x2在第一象限内的图象为C ,y=x-1在第一
1
象限内的图象为C ,y=x在第一象限内的图象为C ,y=x在第一象限内的图象
4 2
为C .
3
[答案] D
金版点睛
解决幂函数图象问题应把握的两个原则
(1)依据图象高低判断幂指数大小,相关结论为:在(0,1]上,指数越大,幂函
数图象越靠近x轴(简记为指大图低);在[1,+∞)上,指数越大,幂函数图象越
远离x轴(简记为指大图高).
(2)依据图象确定幂指数α与0,1的大小关系,即根据幂函数在第一象限内的
图象(类似于y=x-1或y=x或y=x3)来判断.
(1)如图是幂函数y=xm与y=xn在第一象限内的图象,则( )A.-11
D.n<-1,m>1
(2)已知函数y=.
①求定义域;
②判断奇偶性;
③已知该函数在第一象限的图象如图所示,试补全图象,并由图象确定单调
区间.
答案 (1)B (2)见解析
解析 (1)在(0,1)内取 x ,作直线 x=x ,与各图象有交点,则“点低指数
0 0
大”.如图,0().
(3)∵y=x2为R上的偶函数,∴(-0.31)2=0.312.
又函数y=x2在[0,+∞)上单调递增,且0.31<0.35,
∴0.312<0.352,即(-0.31)2<0.352.
金版点睛
比较幂值大小的方法
比较幂值的大小,关键是构造适当的函数,若指数相同,底数不同,则考虑
构造幂函数,然后根据所构造的幂函数的性质如单调性、奇偶性等来解决问题.
例4 若(3-2m) >(m+1) ,求实数m的取值范围.
[解] 因为y=x在定义域[0,+∞)上单调递增,
所以解得-1≤m<.
故实数m的取值范围为.
金版点睛
利用幂函数解不等式的步骤
利用幂函数解不等式,实质是已知两个函数值的大小,判断自变量的大小,
常与幂函数的单调性、奇偶性等综合命题.求解步骤如下:
(1)确定可以利用的幂函数;
(2)借助相应的幂函数的单调性,将不等式的大小关系,转化为自变量的大小关系;
(3)解不等式(组)求参数范围,注意分类讨论思想的应用.
(1)比较下列各组数的大小:
①与;②-3.143与-π3;
(2)已知幂函数y=(m2+m-5)xm2-2m-3,当x∈(0,+∞)时,y随x的增大而
减小,求此幂函数的解析式.
解 (1)①∵y=x在[0,+∞)上单调递增,且>,
∴>.
②∵y=x3是R上的增函数,且3.14<π,
∴3.143<π3,∴-3.143>-π3.
(2)∵y=(m2+m-5)xm2-2m-3是幂函数,
∴m2+m-5=1,即(m-2)(m+3)=0,
∴m=2或m=-3.
当m=2时,m2-2m-3=-3,y=x-3是幂函数,且满足当 x∈(0,+∞)时,
y随x的增大而减小;
当m=-3时,m2-2m-3=12,y=x12是幂函数,但不满足当 x∈(0,+∞)
时,y随x的增大而减小,故舍去.
∴y=x-3(x≠0).
1.下列函数是幂函数的是( )
A.y=5x B.y=x5
C.y=5x D.y=(x+1)3
答案 B
解析 由幂函数的定义知函数y=5x不是幂函数;函数y=5x是正比例函数
不是幂函数;函数y=(x+1)3的底数不是自变量x,不是幂函数;函数y=x5是幂
函数.
2.函数y=x3的图象大致是图中的( )答案 B
解析 ∵函数y=x3是奇函数,且α=3>1,则其为增函数,且y随x的增大急
剧增大,∴函数图象为B.
3.设a=2-6,b=3-4,c=7-2,则a,b,c的大小关系为( )
A.b