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2.6 幂函数与一元二次函数考点一 幂函数的三要素
【例1-1】(2024河南周口)已知函数 为幂函数,则 ( )
A.0 B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意有 ,可得 ,其定义域为R,
且 ,则函数 为奇函数,
所以 .
故选:A.
【例1-2】(2024福建龙岩·期末)若幂函数 的图象过点 ,则 的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设 ,依题意可得 ,解得 ,所以 ,
所以 的定义域为 ,值域为 ,且 ,
对于函数 ,则 ,解得 ,
即函数 的定义域是 .
故选:B
【例1-3】(2024宁夏吴忠·阶段练习)下列函数中,与函数 的值域相同的函数为( )
A. B. C. D.
【答案】B【解析】因为幂函数 的值域为 ,
对于A,指数复合函数 的值域为 ,故A错误;
对于B,对数复合函数 的值域为 ,故B正确;
对于C,幂函数 的值域为 ,故C错误;
对于D,反比例函数 的值域为 ,故D错误.故选:B.
【一隅三反】
1.(2024浙江杭州)若函数 是幂函数,且满足 ,则 的值为 .
【答案】16
【解析】设 ,由 可得 可得 .故 ,则 .
故答案为:16
2.(2024山西吕梁)已知幂函数 的图象过点 ,则 的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】 是幂函数, 设 ,将 代入解析式,
得 ,解得 ,故 ,则 ,
故 ,解得
故选:B
3(2024湖北)函数 的定义域是( )A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为 ,
则有 ,解得 且 ,因此 的定义域是 .
故选:B.
4.(2024湖北恩施·阶段练习)下列函数中,其定义域和值域分别与函数 的定义域和值域相同的是
( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】函数 的定义域和值域均为 ,
函数 的定义域和值域均为R,不满足要求;
函数 的定义域为 ,值域为R,不满足要求;
函数 的定义域为R,值域为 ,不满足要求;
函数 的定义域和值域均为 ,满足要求;
故选:D.
考点二 幂函数的图像
【例2-1】(2024·四川南充·二模)已知函数 的图象如图所示,则 的解析式可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D【解析】对于A:函数 的定义域为 ,显然不符合题意,故A错误;
对于B:函数 的定义域为 ,显然不符合题意,故B错误;
对于C:函数 的定义域为 ,又 为奇函数,又 在 上函数是下凸递增,故不符合题意,
故C错误;
对于D:函数 的定义域为 ,又 为奇函数,且 在 上函数是上凸递增,故D正确.
故选:D
【例2-2】(2024海南省)幂函数 , , , 在第一象限内的图象依次是如图中的曲线
( )
A. , , , B. , , ,
C. , , , D. , , ,
【答案】D
【解析】根据幂函数 的性质可知,在第一象限内的图像,当 时,图像递增,
且 越大,图像递增速度越快,由此可判断 是曲线 , 是曲线 ;
当 时,图像递减,且 越大,图像越陡,由此可判断 是曲线 ,
是曲线 ;综上所述幂函数 , , , ,
在第一象限内的图象依次是如图中的曲线 , , , .
故选:D.
【例2-3】(2024广东茂名)若幂函数 的图象经过第三象限,则 的值可以是( )A.-2 B.2 C. D.3
【答案】D
【解析】A:当 时, ,图像为:
故A错误;
B:当 时, ,图像为:
故B错误;
C:当 时, ,图像为:
故C错误;
D:当 时, ,图像为:
故D正确;故选:D【一隅三反】
1.(2024湖北)已知幂函数 的图象经过点 ,则函数 的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设幂函数 ,则 ,即 ,解得 ,即 ,
的定义域是 , ,函数为偶函数,
由 ,则 在 上递增且越来越慢.
故选:A.
2.(2024海南省直辖县级单位·开学考试)如图的曲线是幂函数 在第一象限内的图象.已知 分别取
四个值,与曲线 相应的 依次为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由幂函数的单调性可知曲线 相应的 应为 .
故选:A
3.(2023·湖南岳阳·模拟预测)如图,已知幂函数 在 上的图象分别是下降,急速上升,缓慢上升,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意结合图象可知 .故选:B.
考点三 幂函数的性质
【例3-1】(2024湖南长沙·阶段练习)已知幂函数 是偶函数,且 在
上是减函数,则 ( )
A. B. C.0 D.3
【答案】B
【解析】因为 是幂函数,所以 ,解得 或 ,
又 在 上是减函数,则 ,即 ,所以 ,此时 ,易知其为偶函数,符合题意.
故选:B.
【例3-2】(2024广东深圳·期末)(多选)已知函数 为幂函数,则下列结论正确的为
( )
A. B. 为偶函数
C. 为单调递增函数 D. 的值域为
【答案】AC
【解析】由 为幂函数可得 ,解得 ,所以 ,故A正确,C正确;
由于 ,故 为奇函数,故B错误; 的值域为 ,D错误,故选:AC.
【一隅三反】1.(2024山西临汾·阶段练习)下列函数中,既是奇函数,又是在区间 上单调递减的函数为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】对于A, 为偶函数,不符合题意;
对于B, 为奇函数,且在区间 上单调递减,符合题意;
对于C, 为偶函数,不符合题意;
对于D, 为奇函数,且在区间 上单调递增,不符合题意.
故选:B.
2.(2024浙江杭州·期中)(多选)已知幂函数 的图像关于y轴对称,则下列说法正
确的是( )
A. B.
C.若 ,则 D.若 ,则
【答案】BD
【解析】因为幂函数 的图像关于y轴对称,
所以函数 为偶函数,则 ,即 ,
又 ,由幂函数的单调性可知,函数 在 上单调递减,
所以 ,故B正确,A错误;
因为 , 在 上单调递减,且函数 为偶函数
则 ,故D正确,C错误.
故选:BD
3.(2024贵州)(多选)下列结论中,正确的是( )A.幂函数的图象都通过点
B.互为反函数的两个函数的图象关于直线 对称
C.函数 恒过定点
D.函数 在整个定义域内是单调递减的
【答案】BC
【解析】对于A,幂函数 不过 ,故A错误;
对于B,互为反函数的两个函数的图象关于直线 对称,故B正确;
对于C,令 ,则 ,
所以函数 恒过定点 ,故C正确;
对于D,函数 的单调减区间为 ,
当 时, ,当 时, ,故D错误.
故选:BC.
4.(2023·吉林长春·模拟预测)(多选)已知幂函数 图像经过点 ,则下列命题正确的有( )
A.函数 为增函数 B.函数 为偶函数
C.若 ,则 D.若 ,则
【答案】BD
【解析】将点 代入函数 得: ,则 .
所以 ,显然 在定义域 上为减函数,所以A错误;
,所以 为偶函数,所以B正确;
当 时, ,即 ,所以C错误;当若 时,
假设 ,整理得
,化简得, ,
即证明 成立,
利用基本不等式, ,因为 ,故等号不成立,
成立;
即 成立,所以D正确.
故选:BD.
考点四 幂函数性质的应用
【例4-1】(2024江苏苏州·阶段练习)若 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】∵指数函数 在 上单调递增,且 ,∴ ,即 .
∵幂函数 在 上单调递增,且 ,∴ ,即 ,∴ .故选:A.
【例4-2】(2024江西新余)若幂函数 图象过点 ,且 ,则实数 的取值范
围是( )
A. B.C. D.
【答案】C
【解析】把 代入 可得: ,易得: ,则 ,
显然函数 的定义域为R,由 知 为偶函数.
且 ,由 ,
因 故 ,即 ,故函数 在 上为增函数.
由 ,将两边平方整理可得: ,
解得: 或 .
故选:C.
【一隅三反】
1.(2023·河北)已知 , , ,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由于幂函数 在 上单调递增,又 , , ,
,所以 ,则 .故选:D.
2.(2024宁夏吴忠)已知函数 ,若 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因 为开口向下的二次函数,对称轴为 ,故函数在 上单调递减;
为开口向上的二次函数,对称轴为 ,故函数在 上单调递减,且 ,因此函数在R上单调递减,则 ,即 ,
解得 或 ,所以实数 的取值范围是 。故选:D
3.(2024·湖南常德)(多选)下列不等式中成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】函数 ,在 上单调递增,∴ ,故A错误;
函数 ,在 上单调递减, ,函数 ,在 上单调递增, ,
,故B正确;
函数 单调递减, ,故C正确;
,故D错误,
故选:BC.
考点五 一元二次函数的单调性
【例5-1】(2024浙江)设函数 在区间 上是减函数,则实数a的取值范围是
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】函数 的对称轴方程为: ,
因为函数 在区间 上是减函数,所以 ,解得 ,故选:B
【例5-2】(2023·海南省直辖县级单位·模拟预测)若函数 在区间 上单调递增,
则 的取值范围是( )
A. B.C. D.
【答案】C
【解析】设函数 ,
则函数 是由二次函数 与指数函数 复合而成的.
当 时,由于函数 单调递减,
而二次函数 的图象开口向上,在区间 上不可能单调递减,
则函数 在区间 上不可能单调递增,故不满足题意;
当 时,函数 单调递增,要使函数 在区间 上单调递增,
则二次函数 在区间 上单调递增,又其对称轴为 ,故 ,
所以 .故选:C.
【例5-3】(2024·全国·模拟预测)若函数 在 上单调,则实数 的取值范围为
( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】令 ,
则 或 或 或
解得 或 ,
即实数m得取值范围为 .
故选:C.【一隅三反】
1.(2024·陕西宝鸡·二模)已知 ,则函数 在 上是增函数的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题设 对称轴为 ,而 ,函数开口向上,
所以 的增区间为 ,故在 上是增函数有 ,
综上, 对应可行域如下阴影部分:
所以阴影部分面积为 ,而 的面积为1,故在 上是增函数的概率为 .
故选:D
2.(2023·河南开封·模拟预测)已知函数 满足对任意的实数 ,且 ,
都有 成立,则实数 的取值范围为( )
A. B.
C. D.【答案】D
【解析】因为对任意的实数 ,且 ,都有 成立,
所以,对任意的实数 ,且 , ,即函数 是 上的减函数.
因为 ,
令 , ,要使 在 上单调递减,
所以, 在 上单调递增.
另一方面,函数 为减函数,
所以, ,解得 ,
所以实数a的取值范围是 .
故选:D.
3.(2024·河南信阳·模拟预测)(多选)若函数 在 上单调,则实数 的值可以
为( )
A. B. C. D.3
【答案】BD
【解析】①当 ,即 时, ,所以 的对称
轴为 ,则 的图象如下:结合图象可知,要使函数 在 上单调,则 或 ,解得:
或 ,即 或 ;
②当 ,即 或 ,令 ,则 的对称轴为 ,则 的
图象如下:
结合图象可知,要使函数 在 上单调,
则 ,或 ,或 ,或
解得: ,或 ,
综上: 或 ;
故选:BD
考点六 一元二次恒(能)成立
【例6-1】(2023·福建厦门·二模)不等式 ( )恒成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】当 时, ,得 ,与题意矛盾,当 时,则 ,解得 ,
综上所述, ,
所以不等式 ( )恒成立的一个充分不必要条件是A选项.
故选:A.
【例6-2】(2024·甘肃)若关于 的不等式 在区间 内有解,则实数 的取值范围是
( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】不等式 在区间 内有解,仅需 即可,
令 ,因为 的对称轴为 , , ,
所以由一元二次函数的图像和性质的得 ,
所以 ,
故选:D
【一隅三反】
1.(2024·陕西宝鸡·模拟预测)若存在实数 ,使得 成立,则实数 的取值范围为
( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】①当 时,不等式化为 ,解得: ,符合题意;
②当 时, 为开口方向向上的二次函数,
只需 ,即 ;
③当 时, 为开口方向向下的二次函数,则必存在实数 ,使得 成立;
综上所述:实数 的取值范围为 .
故选:C.
2.(23-24高三上·河北邢台·阶段练习)“不等式 恒成立”的一个充分不必要条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】当 时, 恒成立,
当 时,则 ,解得 ,
综上所述,不等式 恒成立时, ,
所以选项中“不等式 恒成立”的一个充分不必要条件是 .
故选:D.
3.(2024河南)设a为实数,若关于x的不等式 在区间 上有实数解,则a的取值范围是
( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意,因为 ,故 在区间 上有实数解,则 ,又 在
上单调递减,在 上单调递增,且 , ,故 .故
在区间 上有实数解则 .故选:A
考点七 三个一元二次的关系
【例7】(2024黑龙江大庆)(多选)已知关于x的不等式 的解集为 或 ,则下列说法正确的是( )
A. B.关于x的不等式 的解集是
C. D.关于x的不等式 的解集为 或
【答案】ABD
【解析】由关于x的不等式 的解集为 或 ,
知 和3是方程 的两个实根,且 ,故A正确;
根据根与系数的关系知: ,
所以 ,
选项B:不等式 化简为 ,解得: ,
即不等式 的解集是 ,故B正确;
选项C:由于 ,故 ,故C不正确;
选项D:不等式 化简为: ,
解得: 或 ,故D正确;
故选:ABD.
【一隅三反】
1.(2024江苏南京·期末)(多选)已知关于 的不等式 的解集是 ,则( )
A.
B.
C.
D.不等式 的解集是 或
【答案】ABD
【解析】由题意可知,1,3是方程 的两个根,且 , ,A:由以上可知 ,故A正确;
B:当 时,代入方程可得 ,故B正确;
C:因为 ,不等式 的解集是 ,故将 代入不等式左边为 ,故
C错误;
D:原不等式可变为 ,且 ,约分可得 ,解集为 或 ,故D正
确;
故选:ABD
2.(2023山东威海)(多选)已知关于x的不等式 的解集为 ,则下列选项中
正确的是( )
A.
B.不等式 的解集是
C.
D.不等式 的解集为
【答案】BD
【解析】不等式 的解集为 ,则 是方程 的根,且 ,
则 ,即 ,A错误;
不等式 化为 ,解得 ,即不等式 的解集是 ,B正确;
,C错误;
不等式 化为 ,即 ,解得 或 ,
所以不等式 的解集为 ,D正确.
故选:BD
3.(2024湖南长沙·期末)(多选)已知关于 的不等式 的解集为 ,或 ,则
( )
A.
B.不等式 的解集是C.
D.不等式 的解集是 ,或
【答案】AD
【解析】由关于 的不等式 解集为 或 ,
知-3和2是方程 的两个实根,且 ,故A正确;
根据根与系数的关系知: ,
,
选项B:不等式 化简为 ,解得: ,
即不等式 的解集是 ,故B不正确;
选项C:由于 ,故 ,故C不正确;
选项D:不等式 化简为: ,
解得: 或 ,故D正确;
故选:AD.
考点八 解含参一元二次不等式
【例8-1】(2024广东阳江)不等式 的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】原不等式可以转化为: ,
当 时,可知 ,对应的方程的两根为1, ,
根据一元二次不等式的解集的特点,可知不等式的解集为: .故选:A.
【例8-2】(2024贵州毕节)若关于 的不等式 的解集中恰有2个整数,则实数 的取值
范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由 ,得 ,
当 时,不等式的解集为 ,不符合题意舍去,
当 时,不等式的解集为 ,此时若有2个整数解,则需 ,
当 时,不等式的解集为 ,此时若有2个整数解,则需 ,
综上:实数 的取值范围为 或 ,
故选:A.
【例8-3】(2024吉林白山)解关于x的不等式:
(1) (2) (3) <0
【答案】答案见解析
【解析】(1)不等式 可化为 ,
当 时, ,不等式的解集为 ;
当 时,不等式化为 ,其解集为 ;
当 时,不等式化为 ,
(ⅰ)当 ,即 时,不等式的解集为 ;
(ⅱ)当 ,即 时,不等式的解集为 ;
(ⅲ)当 ,即 时,不等式的解集为 .
(2)不等式 ,
当 时, ,当 时,不等式可化为 ,而 ,解得 ,
当 时,不等式可化为 ,
当 ,即 时, ,
当 ,即 时, 或 ,
当 ,即 时, 或 ,
所以,当 时,原不等式的解集为 ,
当 时,原不等式的解集为 ,
当 时,原不等式的解集为 ,
当 时,原不等式的解集为 .
(3)不等式 ,
①当 时,即 时,不等式的解集为 ,
②当 时,即 或 时,
由 ,解得 或 ,
所以不等式的解集为 ,
综上所述,当 时,不等式的解集为 ;
当 或 时,不等式的解集为 .
【一隅三反】
1.(2024天津红桥)若关于x的不等式 只有一个整数解,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【解析】 ,即
当 时,则不等式解集为 ,不符合题意;当 时,则不等式解集为 ,不符合题意;
当 时,
若 时,不等式解集为 ,不符合题意;
若 时,不等式解集为 ,故只需满足 ,解得 ;
若 时,不等式解集为 ,不合题意;
综上: .
故答案为:
2.(2024高三·全国·专题练习)解关于实数 的不等式:
(1) .(2) .(3)
【答案】答案见解析
【解析】(1)易知方程 的 ,
由 得 ,解得 ,
当 时, 的解集为 ,
当 时, 的解集为 ,
当 时, 的解集为 .
(2)对方程 ,当 时,即 时,不等式的解集为
当 时,即 或 时,
的根为 ,
不等式的解集为 ;
综上可得, 时,不等式的解集为 ,
或 时,不等式的解集为 .(3)当 时,不等式等价于 ,即 ;
当 时,原不等式化为 ,
当 时,即 时,解得 或 ;
当 时,即 时,原不等式即为 ,解得 ;
当 时,即 时,解得 或 .
当 时,原不等式化为 , 解得 .
综上所述,当 时,不等式的解集为 或 ;
当 时,不等式的解集为R;
当 时,不等式的解集为 或 ;
当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为 .
考点九 一元二次根的相关问题
【例9-1】(2024北京·期中)如果关于 的一元二次方程 有两个不同的正数实数根,那么
的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为关于 的一元二次方程 有两个不同的正数实数根,
则有 ,故选:A
【例9-2】(2024浙江·阶段练习)若关于x的一元二次方程 有两个不相等的实根 ,且 .则实数a的取值范围为 .
【答案】
【解析】令函数 ,依题意, 的两个不等实根 满足 ,
而函数 图象开口向上,因此 ,则 ,解得 ,
所以实数a的取值范围为 .故答案为:
【一隅三反】
1.(2024山西太原·阶段练习)(多选)已知关于 的方程 ,则( ).
A.当 时,方程有两个不相等的实数根
B.方程无实数根的一个充分条件是
C.方程有两个不相等的负根的充要条件是
D.方程有一个正根和一个负根的充要条件是
【答案】BC
【解析】对于A选项:当 时, ,此时 ,
此时方程没有实数根,故A选项错误;
对于B选项:方程无实数根的充要条件是 ,即 ,
所以方程无实数根的一个充分条件是 的子集,显然 符合,故B选项正确;
对于C选项:方程有两个不相等的负根的充要条件是
解得: ,故C选项正确;
对于D选项:方程有一个正根和一个负根的充要条件是
解得: ,故D选项错误;
故选:BC.
故答案为:1(也可取2,3).
2.(2024江苏连云港·阶段练习)已知方程 的一个实根小于2,另一个实根大于2,求实数
的取值范围 .【答案】
【解析】设 ,
因为方程 的一个实根小于2,另一个实根大于2,
则满足 ,解得 ,即实数 的取值范围为 .
故答案为: .
3.(23-24高三上·四川·阶段练习)若关于 的方程 在区间 上有两个不相等的实数解,
则 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】令 ,因为方程 在区间 上有两个不相等的实数解,
所以 ,即 ,解得 ,所以 的取值范围是 .故选:A.
4.(2024山东菏泽·阶段练习)(多选)下列命题正确的是( )
A.若关于x的方程 的一根比1大且另一根比1小,则a的取值范围是
B.若关于x的不等式 在 上恒成立,则实数k的取值范围是
C.若关于x的不等式 的解集是 ,则关于x的不等式 的解集是 或
D.若 ,则 的最小值为
【答案】ACD【解析】对于A,二次函数 ,开口向上,
若关于x的方程 的一根比1大且另一根比1小,
则 ,解得 ,故A正确;
对于B,若关于x的不等式 在 上恒成立,
则只需 ,即 在 上恒成立即可,
则实数k的取值范围是 ,故B错误;
对于C,若关于x的不等式 的解集是 ,则 ,
所以关于x的不等式 或 ,故C正确;‘
对于D,若 ,则 ,解得 ,等号成立当且仅当 ,
所以 ,等号成立当且仅当 ,故D正确.故选:ACD.
一.单选题
1.(2024江西抚州)若命题“ ”为假命题,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题意命题“ ”为真命题,
所以当且仅当 ,
解得 ,即m的取值范围是 .
故选:C.2.(2024·北京西城·一模)已知函数 ,若 存在最小值,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】当 时, ,故当 时, 有最小值为 ;
时, 单调递减,所以 ,
由题意 存在最小值,则 ,解得 ,即 的最大值为 .
故选:A
3.(2024湖南长沙·开学考试)四个数 , , , 的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为 在 上单调递增,故 ;
由于 在 上单调递减,故 ,
由于 在 上单调递减,故 ,
故 ,
故选:D
4.(2024江苏南京·期末)已知幂函数 的图象过点 ,则函数 的单调递增区间为
( )
A. B.
C. D.
【答案】A【解析】设 ,因为 的图象过点 ,
所以 ,解得 ,即 ,
可得 在 上单调递减,
则函数 ,
由 ,解得 或 ,
则函数 在 上单调递减,在 上单调递增,
所以函数 的单调递增区间为 .
故选:A.
5.(2024广东深圳·阶段练习)已知函数 是定义域上的偶函数,在区间 上单调递增,且对任意 、
均有 成立,则下列函数中符合条件的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】对于A,因为 的定义域为 ,
又 ,则 是定义域上的偶函数,
当 时, 显然单调递增,
又 ,满足题意,故A正确;
对于B,因为幂函数 是奇函数,而非偶函数,故B错误;
对于C,对于 ,有 ,
而 ,显然两者不相等,故C错误;
对于D,对于 定义域为 ,有 ,,显然两者不相等,故D错误;
故选:A.
6.(2024辽宁沈阳)已知关于x的方程 有两个正根,那么两个根的倒数和最小值是( )
A.-2 B. C. D.1
【答案】B
【解析】由题意可得 ,解得 或 ,
设两个为 , ,由两根为正根可得 ,解得 ,综上知, .
故两个根的倒数和为 ,
, , ,故 , ,故两个根的倒数和的最小值是 .故选:B
7.(2024湖北黄冈·期中)设集合 或 ,集合 ,若 中恰有
两个整数,则实数 的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题知,方程 的两根异号,且两根之积为 .
设 , ,
①若 中恰有两个整数为 , ,则 ,解得 ;
②若 中恰有两个整数为 , ,
则 且 , ;
③若 中有两个整数为 , ,则 且 , ;综上可得 故选:B
8.(2024四川成都·期中)在数学中,布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它可运用
到有限维空间并构成了一般不动点定理的基石.布劳威尔不动点定理得名于荷兰数学家鲁伊兹.布劳威尔
(L.E.J.Brouwer).简单地讲就是:对于满足一定条件的连续函数 ,存在实数 ,使得 ,我们就
称该函数为“不动点”函数,实数 为该函数的不动点.已知函数 在区间 上恰有
两个不同的不动点,则实数 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】函数 在区间 上恰有两个不同的不动点,
即 在区间 上恰有两个解,
即 在区间 上恰有两个零点,
所以 或者 ,
解得: 或 ,
故选:C
二.多选题
9.(2024辽宁抚顺)(多选)已知幂函数 的图像经过点 ,则下列命题正确的有( )
A.函数 为增函数
B.函数 为偶函数C.若 ,则
D.若 ,则
【答案】BCD
【解析】设幂函数 ,函数 的图像经过点 ,则 , ,
, ,所以 ,即 ;
由 ,所以函数 为偶函数,所以B正确;
分析函数解析式可知: 时,随着 的增大, 也增大, 也增大,
所以 时, 单调递增;
又 为偶函数,所以 时, 单调递减,所以A错误;
时, 单调递增,又 ,所以 时, ,C正确;
大致画出函数图像如下,
为点 与点 两点中点的纵坐标,
为 时的函数值,
观察图象可知选项D正确.
故选:BCD
10.(2024·山东潍坊)已知函数 ( 且 )的图象如下图所示,则下列四个函数图象与函数解析
式对应正确的是( )A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】由图可得 ,即 ,
单调递减过点 ,故A正确;
为偶函数,在 上单调递减,在 上单调递增,故B正确;
为偶函数,结合指数函数图象可知C错误;
,根据““上不动、下翻上”可知D正确;
故选:ABD.
11.(2023福建·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.若 , ,且 ,则 的最小值为1
B.若 , ,且 ,则 的最小值为1
C.若关于 的不等式 的解集为 ,则
D.关于 的不等式 的解集为
【答案】AC
【解析】对于A,因为 ,当且仅当 时,等号成立,故A正确;
对于B,因为 ,所以 ,当且仅当 时,等号成立,所以 的最大值为1,故B错
误;对于C,因为 的解集为 ,所以 ,故C正确;
对于D,因为 ,
所以,当 时,不等式的解集为 ;当 时,不等式的解集为 ;当 时,不等式的解集为 ,
故D错误.
故选:AC
三.填空题
12.(2024北京·期中)下列命题:
①定义在 上的奇函数 必满足 ;
② 既不是奇函数又不是偶函数;
③偶函数的图象一定与 轴相交;
④函数 在 上是减函数.其中真命题有 .
(把你认为正确的命题的序号都填在横线上).
【答案】①
【解析】对于① ,因 是定义在 上的奇函数,则 ,则 ,故①是真命题;
对于② ,由 化简得 ,显然有 ,即 是偶函数,故②
是假命题;
对于③ ,偶函数的定义域应该关于原点对称,但是 是不一定有定义,则其图象不一定与 轴相交,故③
是假命题;
对于④ ,因函数 的定义域是 ,若取 ,则 ,由
可知④为假命题.
故答案为:① .
13.(2024福建)已知函数 的值域为 ,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【解析】当 时,若 ,可得 ;
若 , ,函数 的值域不可能为 ;
②当 时, ,
所以函数 在 , 上单调递增,
若函数 的值域为 ,只需 ,可得 .
由上知,实数a的取值范围为 .
故答案为:
14.(2024江苏苏州·阶段练习)若命题“ ”为假命题,则实数m的取值范围是
.
【答案】
【解析】命题“ ”的否定为:“ ”
命题“ ”为假命题等价于命题“ ”为真命题;
当 时, ,成立;
当 时,结合一元二次函数的图象可得: ,解得 ,
综上,实数m的取值范围是 .
故答案为: .
四.解答题15.(2024安徽芜湖·阶段练习)已知关于 的一元二次不等式 的解集为 .
(1)求 和 的值;
(2)求不等式 的解集.
【答案】(1) ,
(2)答案见解析
【解析】(1)由题意知 和 是方程 的两个根且 ,
由根与系数的关系得 ,解得 ;
(2)由 、 ,不等式可化为 ,
即 ,则该不等式对应方程的实数根为 和 .
当 时, ,解得 ,即不等式的解集为 ,
当 时, ,不等式的解集为空集,
当 时, ,解得 ,即不等式的解集为 ,
综上:当 时,解集为 ,
当 时,解集为空集,
当 时,解集为 .
16.(2024高三·全国·专题练习)已知二次函数 ( , 为实数)
(1)若函数图象过点 ,对 , 恒成立,求实数 的取值范围;
(2)若函数图象过点 ,对 , 恒成立,求实数 的取值范围;
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)依题意, ,即 ,由 , 恒成立,得 ,
即 ,整理得 ,
解得 .
所以实数 的取值范围是 .
(2)由(1)知, ,
由 ,得 ,即 ,
依题意, 对 恒成立,
令 ,
则对 , 恒成立,于是 ,
解得 ,
所以实数 的取值范围是 .
17.(2024陕西咸阳)已知函数 .
(1)当 时,求 的解集;
(2)是否存在实数 ,使得不等式 对满足 的所有 恒成立?若存在,求出 的值;
若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)不存在,理由见解析
【解析】(1) 时,函数 ,不等式 即为 ,
即 ,
解得 ,
∴不等式 的解集为 .
(2)设 , ,
根据题意知, 在 上恒成立,
①当 时,解得 ,
若 ,则 在 上单调递增,
则 ,不符合题意;
若 ,则 在 上单调递减,
则 ,不符合题意;
②当 ,即 时, 的图像为开口向下的抛物线,
要使 在 上恒成立,需 ,
即 ,解得 或 ,
又∵ ,∴此时无解;
③当 ,即 或 时, 的图像为开口向上的抛物线,其对称轴方程为 ,
(i)当 ,即 时, 在 上单调递增,
∴ ,解得 或 ,
∵ , ,∴此时无解;(ii)当 ,即 或 时, 在 上单调递减,在 上单调
递增,
∴ ,此时无解;
(iii)当 ,即 时, 在 上单调递减,
∴ ,解得 或 ,
∵ , ,∴此时无解;
综上,不存在符合题意的实数 .
18.(2024浙江台州)已知函数 , ,
(1)当 时,解不等式 ;
(2)若任意 ,都有 成立,求实数 的取值范围;
(3)若 , ,使得不等式 成立,求实数 的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)当 时, ,
所以 ,所以 ,所以 的解集为 .
(2)若对任意 ,都有 成立,即 在 恒成立,
解法一:设 , ,对称轴 ,由题意,只须 ,
①当 ,即 时, 在 上单调递增,所以 ,符合题意,所以 ;②当 ,即 时, 在 上单调递城,在 单调递增,
所以 ,解得 且 ,
所以 .
综上, .
解法二:不等式可化为 ,即 ,设 , ,
由题意,只须 , ,
当且仅当 即 时等号成立,则 ,
所以 ,即 .
(3)若对任意 ,存在 ,使得不等式 成立,
即只需满足 , ,
,对称轴 , 在 递减,在 递增,
, , ,对称轴 ,
① 即 时, 在 递增, 恒成立;
② 即 时, 在 递减,在 递增,
, ,所以 ,故 ;
③ 即 时, 在 递减, , ,
所以 ,解得 ,综上: .19.(2024·云南昆明·模拟预测)我们把 (其中 , )称为一元n次多
项式方程.代数基本定理:任何复系数一元 次多项式方程(即 , , ,…, 为实数)在复数
集内至少有一个复数根;由此推得,任何复系数一元 次多项式方程在复数集内有且仅有n个复数根
(重根按重数计算).那么我们由代数基本定理可知:任何复系数一元 次多项式在复数集内一定可
以分解因式,转化为n个一元一次多项式的积.即 ,
其中k, , , , ,……, 为方程 的根.进一
步可以推出:在实系数范围内(即 , , ,…, 为实数),方程 的有实
数根,则多项式 必可分解因式.例如:观察可知, 是方程 的一个根,
则 一定是多项式 的一个因式,即 ,由待定系数法可知, .
(1)解方程: ;
(2)设 ,其中 , , , ,且 .
(i)分解因式: ;
(ii)记点 是 的图象与直线 在第一象限内离原点最近的交点.求证:当
时, .
【答案】(1) , ,
(2)(i) ;(ii)证明见解析
【解析】(1)观察可知: 是方程 的一个根;所以 ,
由待定系数法可知, ,解得 , , ;
所以 ,即 或 ,
则方程的根为 , , .
(2)(i)由 可知, 是方程 的一个根;
所以 ,
即 ,
对照系数得 , , , ,
故 , , ;
所以
.
(ii)令 ,即 ,
点 是 的图象与直线 在第一象限内离原点最近的交点,
等价于 是方程 的最小正实根;
由(i)知: 是方程 的一个正实根,
且 ,
设 ,由 , , , 可知 为开口向上的二次函数;
又因为 ,则 一定有一正一负两个实根,设正实根为t;
又 ,可得 ,所以 ;
当 时, ,
由二次函数单调性可知 ,即 是方程 的最小正实根.