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选择胜于努力,笃行成就未来
11
幂函数及其衍生函数
幂函数及其衍生函数
[教学重难点]
[教学目标]
[核心素养]
初步认识幂函数
识别幂函数,根据指数判断定义域、
单调性、图象特征
直观想象、数学抽象
认识函数的变换与运算
初步认识图象变换规律,和运算特
点.能分析性质
直观想象、逻辑推理
一幂函数
初中我们接触过三类基础函数:反比例函数y = 1
x 、二次函数y = x2、正比例函数y = x.到了高中,这三
类函数能统一归为同一种函数类型,我们把这类形如y = xα 的函数统称为幂函数.
五个必会幂函数
我们可以采用五点作图法,分别绘制下列各个幂函数的图象,同时结合之前所学的函数相关性质,请完成
对应性质的填写与补充完善.
O
x
y
1
1
y=x-1
y=x2
y=x3
y=x1
y=x
1
2
y=x0
大于1
0到1之间
小于0
y = x
y = x2
y = x3
y =
x
y = 1
x
定义域
R
R
R
0,+∞
x≠0
值
域
R
0,+∞
R
0,+∞
y≠0
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
非奇非偶
奇函数
单调性
单增
先减后增
单增
单增
单减
由上述5 个幂函数的图象及其性质,我们可以归纳得出幂函数的图象性质如下:
幂函数y = xα(α = q
p ,p,q ∈Z,p,q 互质) 具有如下性质:
过定点:所有的幂函数在(0, +∞) 都有定义,并且图象都过点
(1,1)
.
单调性:若α > 0,则幂函数的图象过原点,并且在[0, +∞) 上为
增函数
.
若α < 0,则幂函数的图象在(0, +∞) 上为减函数,在第一象限内图象无限接近x 轴与y 轴.
奇偶性:当α 是整数时,α 为奇数,幂函数为奇函数,α 为偶数,幂函数为
偶函数
.
正弦型三角函数函数的参数与图象
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1 (★★☆☆☆)已知幂函数f(x) = (m2 + m - 5)x-m2+2m+3 在(0,+∞) 上单调递增.
(1) 求函数f(x) 的解析式;
(2) 若f(2x - 1) < f(2 - x),求实数x 的取值范围;
(3) 若正数a,b,满足4a + 2b = m,求1
a + a
b 的最小值.
幂函数f(x) = (m2 + m - 5)x-m2+2m+3 在(0,+∞) 上单调递增,
(1) 依题意,m2+ m - 5 = 1,-m2+ 2m + 3 > 0,解得m = 2,故f(x) = x3;
(2) 由(1) 可知f(x) = x3在定义域内单调递增,因为f(2x - 1) < f(2 - x),所以2x - 1 < 2 - x,解得x < 1,
所以x 的范围为(-∞,1);
(3) 由(1) 可知正数a,b,4a + 2b = 2,即2a + b = 1,
所以1
a + a
b = 2a+b
a
+ a
b = 2 + b
a + a
b ≥2 + 2
b
a × a
b = 4,
当且仅当a
b = b
a 时,即a = b = 1
3 时,等号成立,故1
a + a
b 的最小值为4.
1
(★☆☆☆☆)下列函数既是幂函数又是奇函数的是
( A )
A. y = 3 x
B. y = 1
x2
C. y = 2x2
D. y = x + 1
x
由幂函数的定义知,y = 2x2,y = x + 1
x 不是幂函数,CD 错误,
y = 3 x = x
1
3 为幂函数,定义域为{x ∣x ∈R},∵f(-x) = (-x)
1
3 =-x
1
3 ,∴f(x) 为奇函数,∴A 正确,
∵y = 1
x2 为偶函数,∴B 错误,
2
(多选•★☆☆☆☆)已知幂函数f (x) = (m - 2)xm2-2m,则
(
BC
)
A. m = 1
B. f(x) 的定义域为R
C. f(-x) =-f(x)
D. 将函数f(x) 的图象向左平移1 个单位长度得到函数g(x) = (x - 1)3 的图象
由幂函数f (x) = (m - 2)xm2-2m,幂函数的定义可知m - 2 = 1,所以m = 3.
所以f(x) = x3,其定义域为R,故A 错误,B 正确.由于(x) = x3 为奇函数,所以f(-x) =-f(x),故C
正确.将(x) = x3 的图象向左平移1 个单位长度得到函数y = (x + 1)3 的图象,故D 错误.
2
(★☆☆☆☆)函数y = x
4
3 的图象是
( A )
A.
O
x
y
B.
O
x
y
C.
O
x
y
D.
O
x
y
研究函数y = x
4
3 知,其是一个偶函数,且在(0,+∞) 上增,在(-∞,0) 上减,由此可以
排除C,D,又函数的指数4
3 > 1,故在(0,+∞) 其递增的趋势越来越快,由此排除B,故A 正确。故选A.
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3
(★★☆☆☆)已知幂函数f(x) = xα 过点
1
2 ,
2
2
,则不等式f(|x|) ≤2 解集
( D )
A. (0,
2]
B. [0,4]
C. [- 2,
2]
D. [-4,4]
由题意,设f(x) = xα,又幂函数f(x) 过点
1
2 ,
2
2
,
∴f 1
2
=
1
2
α
=
2
2 ,解得α = 1
2 ,即f(x) = x
1
2
∴f(|x|) ≤2,即
|x| ≤2,解得-4 ≤x ≤4 故选:D.
4 (★★★☆☆)幂函数的图象经过点(4,2),若0 < a < b < 1,则下列各式正确的是
( A )
A. f(a) < f(b) < f 1
b
< f 1
a
B. f 1
a
< f 1
b
< f(b) < f(a)
C. f(a) < f(b) < f 1
a
< f 1
b
D. f 1
a
< f(a) < f 1
b
< f(b)
∵y = xα 过(4,2),∴4α = 2,解得α = 1
2 ,∴y = x
1
2 ,
∵0 < a < b < 1,∴1
a > 1
b > 1 > b > a > 0,
∴f(a) < f(b) < f 1
b
< f 1
a
.故选:A.
5
(★★★☆☆)已知幂函数f(x) = (m2- 2m - 2)xm-1 在[0,+∞) 上单调递增.
(1) 求m 的值;
(2) 设g(x) 是定义在R 上的奇函数,当x > 0 时,g(x) = f(x) - 2x + 2,求g(x) 的解析式;
(3) 求关于x 的不等式f(x) < x + a2- a 的解集.
(1) 因为幂函数f(x) = (m2- 2m - 2)xm-1 在[0,+∞) 上单调递增,
所以m2-2m-2=1
m-1>0
,解得m = 3;
(2) 当x > 0 时,g(x) = f(x) - 2x + 2 = x2- 2x + 2,
因为g(x) 为R 上的奇函数,
故x < 0 时,-x > 0,所以g(-x) = x2+ 2x + 2 =-g(x),
所以g(x) =-x2- 2x - 2,又g(0) = 0,故g(x) =
x2-2x+2,x>0
0,x=0
-x2-2x-2,x<0
;
(3) 由题意关于x 的不等式f(x) < x + a2- a,
即为x2< x + a2- a,
即x2- x - a2+ a < 0,
即[x + (a - 1)] (x - a) < 0,
所以,当1 - a > a,即a < 1
2 时,不等式的解集为(a,1 - a);
当1 - a = a,即a = 1
2 时,不等式为x- 1
2
2
< 0,解集为∅;
当1 - a < a,即a > 1
2 时,不等式的解集为(1 - a,a).
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二反比例型(一次分式)函数
前面我们学习了一次分式的分离常数的方法.对于分式f(x) = cx+d
ax+b 可进行如下裂项:
①在函数的分子上配出分母的形式:f(x) =
c
a ax+b
+d- cb
a
ax+b
②列项:f(x) = c
a +
d- cb
a
ax+b .
③令k = d - cb
a ,则函数f(x) = c
a +
k
ax+b
显然上述函数是反比例函数的平移变换得到的.由此我们将形如f(x) = cx+d
ax+b 这样的函数称为反比例型
(一次分式) 函数.
其图象如右:由图可得f(x) = cx+d
ax+b 的性质:
①f(x) 定义域是-∞,- b
a
、- b
a ,+∞
,值域是-∞, c
a
、
c
a ,+∞
②f(x) 在-∞,- b
a
、- b
a ,+∞
上具备唯一单调性
③f(x) 图象关于- b
a , c
a
呈中心对称
每一次都以分离常数的方法去研究分式函数显得复杂与繁琐,我们可以借助一些二级结论来辅助记忆.
对于一次分式函数f(x) = cx+d
ax+b ,它的草图有如下特点与规律:
①它的两条渐近线:x =- b
a ,y = c
a (第一条是分母为零;第二条是变量系数作比)
②通过取特殊值(如x = 0)来判断图象的摆放位置,要么在一三图区,要么在二四图区
反比例型函数快速绘图方法
2 (多选•★☆☆☆☆)已知函数f(x) =-
x
x+1 ,则函数具有下列性质
( ACD )
A. 函数f(x) 的图象关于点(-1,-1) 对称
B. 函数f(x) 在(-1,+∞) 上单调递增
C. 函数f(x) 的图象过原点
D. 函数f(x) 的值域为{y|y ≠-1}
根据课堂内容快速绘制函数图象如图可知:A 正确;
由f(x) 在(-1,+∞) 递减,故B 错;由f(0) = 0,得f(x) 经过原点,C 正确;
由f(x) =-1 +
1
x+1 ,可得f(x) 的值域为{y|y ≠-1},故D 正确.
故选:ACD.
y
x
f(x)= cx+d
ax+b
x=- b
a
y= c
a
x
y
-1
-1
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6
(★☆☆☆☆)请作出下列函数的草图,并求解其值域
(1) f(x) = 3x-1
x+1 .
函数f(x) = 3x-1
x+1
= 3 -
4
x+1
作出函数的草图如右图所示
∴函数y = 3x-1
x+1 的值域为{y|y ∈R 且y ≠3}.
(2) f(x) =
2x
x+1 , x ∈[0,+∞
函数f(x) =
2x
x+1
= 2(x+1)-2
x+1
= 2 -
2
x+1
作出函数的草图如右图所示
∴函数y = 3x-1
x+1 的值域为0,2
7
(★☆☆☆☆)已知函数f(x) =
3
2x-1 (x ∈[2,8]),则
( C )
A. f(x) 是单调递增函数
B. f(x) 是偶函数
C. 函数f(x) 的最小值为f(8)
D. f(2) < f(4) < f(6)
根据课堂内容快速绘制函数图象如图可知:A 错误;
B,定义域不关于原点对称,所以f(x) 是非奇非偶函数,即B 错误;
C,由f(x) =
3
2x-1 在x ∈[2,8] 上单调递减,知f(x)min = f(8),即C 正确;
D,由f(x) =
3
2x-1 在x ∈[2,8] 上单调递减,知f(2) > f(4) > f(6),即D 错误.
8
(多选• ★★☆☆☆) 已知函数f(x) = x+2
x-6 ,下列选项正确的是
(
AD
)
A. 若f(x) = 2,则x = 14
B. 函数f(x) 在定义域内是减函数
C. 若x ∈[2,8] 时,则f(x) 的值域是[-1,5]
D. 若x ∈N,则函数f(x) 有最小值也有最大值
A,由f(x) = 2,可得x+2
x-6 = 2 解,解得x = 14,故A 正确;
B,在(-∞,6) ∪(6,+∞) 上不是单调函数,故B 错误
C,由B 可得,当x ∈[2,6) 时,f(x) ≤f(2) =-1
当x ∈(6,8] 时,f(x) ≥f(8) = 5,所以f(x) 的值域是(-∞,-1] ∪[5,+∞)
当x = 6 时,f(x) 无意义,故C 错误;
当x ∈N 且x ∈(6,+∞) 时,1 < f(x) ≤f(7) = 9 当x ∈N 且x ∈[0,6) 时,-7 = f(5)
≤f(x) ≤f(0) =- 1
3 所以若x ∈N,则函数f(x) 有最小值也有最大值,故D 正确.
f(x)= 3x-1
x+1
x=-1
y=3
x
y
f(x)= 2x
x+1
x=-1
y=2
x
y
x
y
x
y
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9
(★★☆☆☆)若f(x) =-x2+ 2(a - 1)x 与g(x) = ax-1
x-1 在(1,2) 上都是减函数,则a 范围
( C )
A. (-2,-1) ∪(1,2)
B. (-1,0) ∪(0,2]
C. (1,2]
D. [1,2)
函数f(x) =-x2+ 2(a - 1)x 是二次函数,图象是抛物线,且开口向下,对称轴是x = a - 1;
f(x) 在区间(1,2) 上是减函数时,有a - 1 ≤1,解得a ≤2;
函数g(x) = ax-1
x-1 = a + a-1
x-1 在区间(1,2) 上是减函数时,有a - 1 > 0,得a > 1;综上a ∈(1,2].
10 (多选•★★★☆☆)函数f(x) = 2x-m
x+1
在区间(n,+∞) 上单调递增,则下列说法正确的是
(
BD
)
A. m <-2
B. m >-2
C. n ≤-1
D. n ≥-1
f(x) = 2x-m
x+1
= 2 - m+2
x+1 的定义域为(-∞,-1) ∪(-1,+∞),
当m + 2 < 0,即m <-2 时,函数f(x) 在(-∞,-1),(-1,+∞) 上单调递减,不符合题意;
当m + 2 = 0,即m =-2 时,f(x) = 2 为常数函数,没有单调性,不符合题意;
当m + 2 > 0,即m >-2 时,函数f(x) 在(-∞,-1),(-1,+∞) 上单调递增,
由函数f(x) 在(n,+∞) 上单调递增,得m >-2,且(n,+∞) ⊆(-1,+∞),
因此m >-2,且n ≥-1,AC 错误,BD 正确.故选:BD.
11 (多选•★★★☆☆)若函数f(x) = |x|-2
x2-4 + 1,定义域为D,下列结论正确的是
(
AC
)
A. f(x) 的图象关于y 轴对称
B. ∃x ∈D,使f(x) = 5
4
C. f(x) 在[0,2) 和(2,+∞) 上单调递减
D. f(x) 的值域为0,3
2
函数x2 - 4 ≠0,即x ≠-2,且x ≠2,可得D = {x|x ≠-2,且x ≠2},关于原点对称,f(
-x) = |-x|-2
(-x)2-4
+ 1 = f(x),可得f(x) 为偶函数,即有f(x) 的图象关于y 轴对称,故A 正确;若f(x) = 5
4 ,
即|x|-2
x2-4 = 1
4 ,化为(|x| -2)2 = 0,解得x =±2,舍去,故B 错误;当x ≥0 时,f(x) = x-2
x2-4 + 1 =
1
x+2
+ 1 在[0,2),[2,+∞) 递减,故C 正确;当x ≥0 且x ≠2 时,f(x) =
1
x+2 + 1 ∈1,5
4
∪
5
4 ,3
2
,
由偶函数的性质可得f(x) 的值域为1,5
4
∪
5
4 ,3
2
,故D 错误.故选:AC.
12 (★★☆☆☆)已知函数f(x) =
2x
x+1 .
(1) 用定义证明f(x) 在(1, +∞) 上单调递增;
(2) 对任意x ∈[2,4] 都有f(x) ≤m 成立,求实数m 的取值范围.
(1) 证明:任取1 < x1 < x2 则f(x1) - f(x2) =
2x1
x1+1 -
2x2
x2+1 =
2(x1-x2)
(x1+1)(x2+1) ,
∵1 < x1 < x2,∴x1 - x2 < 0,x1 + 1 > 0,x2 + 1 > 0,
∴f(x1) - f(x2) < 0,即f(x1) < f(x2).
∴函数f(x) 在(1, +∞) 上单调递增;
(2) ∵函数f(x) 在[2,4] 内为增函数,
∴f(x) 在[2,4] 内的最大值为f(4) = 2×4
4+1 = 8
5 ,
∵f(x) ≤m 在[2,4] 上恒成立,∴m ≥8
5 ,
即实数m 的取值范围为
8
5 ,+∞
.
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三对勾函数
前面我们学习了正反比例和函数f(x) = ax + b
x ,a > 0,b > 0,这个函数在高中阶段我们将其称之为对勾
函数.需要像学习一次函数和二次函数一样,记熟记它的性质和图象.
对勾函数图象性质
解析式
f(x) = ax + b
x
图
像
a > 0,b > 0
a < 0,b < 0
y
x
b
a
2
ab
y=ax
y
x
-
b
a
2
ab
y=ax
渐近线
y 轴和y = ax
定义域
-∞,0
∪0,+∞
值
域
y ϵ -∞,
-2 ab
∪2 ab,
+∞
单调增区间
-∞,
-
b
a
,
b
a ,
+∞
-
b
a ,
0),(0,
b
a
单调减区间
-
b
a ,
0),(0,
b
a
-∞,
-
b
a
,
b
a ,
+∞
3 (多选•★★★☆☆)已知函数f(x) =
x2
x+1 ,g(x) = f(x)
x
,则下列选项正确的是
( ABD )
A. 若x >-1,则函数f(x) 的最小值为0
B. 若a > 0,b > 0 且f(a) =
2ab
3b-2 ,则ab ≥16
C. 函数g(x) 的图象关于点(-1,1) 中心对称
D. 若a,b,c 是△ABC 的三边,则g(a) + g(b) > g(c)
A,当x >-1 时,函数f(x) =
x2
x+1 = x + 1 +
1
x+1 - 2 ≥2 - 2 = 0,当且仅当(x + 1)2 =
1,即x = 0 时,等号成立,故A 选项正确;
B,由f(a) =
2ab
3b-2 ,得ab = 2a + 2b ≥4 ab (a > 0,b > 0),即ab ≥16(当且仅当a = b = 4 时,等号成
立),故B 选项正确;C,由g(x) = f(x)
x
=
x
x+1 的定义域为{x|x ≠-1 且x ≠0},可知g(x) 的定义域不关
于点(-1,1) 中心对称,故C 选项错误;
D,g(x) 在(0,+∞) 上单调递增,a,b,c 是△ABC 的三边,则a + b > c,由作差法可得g(a) + g(b) >
g(c),故D 选项正确.综上,故选:ABD.
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13 (★☆☆☆☆)若f(x) = x + 4
x ,下列结论正确的是
( B )
A. f(x) 的最小值为4
B. f(x) 在(0,2) 上单调递减,(2,+∞) 上递增
C. f(x) 的最大值为4
D. f(x) 在(0,2) 上单调递增,(2,+∞) 上递减
函数f(x) = x + 4
x 的定义域为{x|x ≠0},由图可知,函数在定义域上无最小值,故A 错;
f(x) 在(0,2) 上单调递减,在(2,+∞) 上单调递增,故B 正确;
函数在定义域上无最大值,故C 错误;
f(x) 在(0,2) 上单调递减,在(2,+∞) 上单调递增,故D 错误.故选:B.
14 (多选•★★☆☆☆)设函数f(x) = x
3 + 1
x ,则
(
BD
)
A. f(x) 有最大值
B. 曲线f(x) 有对称中心
C. f(x) 有最小值
D. 曲线f(x) 有对称轴
有课堂所讲授知识和内容可知:f(x) 定义域为x ∈(-∞,0) ∪(0,+∞),
当x > 0 时,f(x) = x
3 + 1
x ≥2
x
3 ⋅1
x = 2 × 3
- 1
4 ,当且仅当x
3 = 1
x ,即x = 4 3 时等号成立,
当x < 0 时,f(x) =- - x
3 - 1
x
≤-2
- x
3
⋅- 1
x
=-2 × 3
- 1
4 ,当且仅当- x
3 =- 1
x ,即x =
- 4 3 时等号成立,所以f(x) 没有最大值,也没有最小值,故选项A、C 错误;
因为f(-x) = -x
3 + 1
-x =-
x
3 + 1
x
=-f(x),且函数f(x) 的定义域为x ∈(-∞,0) ∪(0,+∞),关
于原点对称,所以f(x) 是奇函数,则曲线y = f(x) 有对称中心为(0,0),故选项B 正确;
对勾函数的图象是双曲线绕坐标原点旋转得到的,双曲线有两条对称轴,
所以函数f(x) = x
3 + 1
x 有两条对称轴,故选项D 正确.故选:BD.
15 (多选•★★★☆☆)对于函数f(x) =
x
1+2x2 ,下列判断正确的是
(
AC
)
A. f(-x) + f(x) = 0
B. 当m ∈(0,1) 时,方程f(x) = m 总有实数解
C. 函数f(x) 的值域为-
2
4 ,
2
4
D. 函数f(x) 的单调递增区间为(-∞,0)
∵f(x) =
1
1
x +2x
,有课堂内容可知,分母是对勾函数,所以整个函数也是奇函数。A 正确
B,当m = 1
2 时,
x
1+2x2 = 1
2 ,2x2- 2x + 1 = 0,Δ = (-2)2- 8 =-4 < 0,无解,所以B 错误;
当x > 0 时,由基本不等式得2x + 1
x ≥2
2x⋅1
x = 2 2,当且仅当2x = 1
x ,x =
2
2
时,等号成立,
所以f(x) =
1
1
x +2x
≤
2
4 ,又由A 可知f(x) =
x
1+2x2 (x ∈R) 为奇函数,
故当x < 0 时,f(x) =
1
1
x +2x
≥-
2
4 ,所以函数f(x) 的值域为-
2
4 ,
2
4
,C 正确;
∵f(-1) = f - 1
2
=- 1
3 ,∴f(x) 在(-∞,0) 上不可能单增,D 错.
116
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选择胜于努力,笃行成就未来
16 (★★★★★)已知函数f(x) = x +
a
x-b (a,b ∈R).
(1) 求函数y = f(x) 图象的对称中心;
(2) 当a =-1,b = 1 时,用定义证明f(x) 在(1,+∞) 上单调递增;
(3) 当a > 0,b = 0 时,若函数f(x) 在定义域[m,n] 上单调(n > m > 0),且函数f(x) 的值域为[2m + 1,
2n + 1],求实数a 的取值范围.
(1)f(x) = x +
a
x-b = x - b +
a
x-b + b,
y = f(x) 可由y = x + a
x 平移变换过来,而y = x + a
x 仅有一个对称中心,
故y = f(x) 只有一个对称中心,
f(b + x) + f(b - x) = b + x + a
x + b - x + a
-x = 2b,
所以(b,b) 是函数f(x) 图象的对称中心.
(2) 证明:f(x) = x -
1
x-1 ,∀x1,x2∈(1,+∞),且x1< x2,
有f(x1) - f(x2) = x1-
1
x1-1
- x2-
1
x2-1
= (x1 - x2) -
1
x1-1 -
1
x2-1
= (x1 - x2) 1+
1
(x1-1)(x2-1)
,
由1 < x1< x2,得x1- x2< 0,(x1- 1) (x2- 1) > 0,于是f(x1) - f(x2) < 0,
即f(x1) < f(x2),
所以,函数f(x) 在区间(1,+∞) 上单调递增.
(3) 根据对勾函数的图象性质可知函数f(x) = x + a
x (a > 0) 在(0,
a] 上递减,在[ a,+∞) 上递增,
①当
a ≤m < n 时,函数f(x) = x + a
x 在区间[m,n] 上单调递增,
于是
f(m)=2m+1
f(n)=2n+1
,所以方程f(x) = 2x + 1 在[ a,+∞) 上有两个不同的根,
即方程x2+ x - a = 0 在[ a,+∞) 上有两个不同的根,
由函数y = x2+ x - a 在[ a,+∞) 上单调递增,故不符合;
②当0 < m < n ≤
a,函数f(x) = x + a
x 在区间[m,n] 上单调递减,
于是
f(m)=2n+1
f(n)=2m+1
,即
m+ a
m =2n+1
n+ a
n =2m+1
,两式相减得m - n + a(n-m)
mn
= 2(n - m),
所以a = 3mn,将n =
a
3m 代入方程m + a
m = 2n + 1 得m2 - m + 1
3 a = 0,
同理可得n2 - n + 1
3 a = 0,
所以,方程x2 - x + 1
3 a = 0 在(0,
a] 上有两个不同的根,
记g(x) = x2 - x + 1
3 a,则
Δ>0
0<- -1
2 <
a
g(0)>0
g( a)≥0
,解得9
16 ≤a < 3
4 ,
综上所述,实数a 的取值范围是
9
16 ,3
4
.
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1 (多选•★☆☆☆☆)当x <-1 时是增函数的有
(
BC
)
A. y = x2
B. y = 2x
C. y =-
2
x+1
D. y = 2
x
A 错误;y = 2x,一次函数,k > 0,函数值y 随x 的增大而增大,故B 正确;
y =-
2
x+1 ,则当x <-1,y =-
2
x+1 的函数值y 随x 的增大而增大,故C 正确;
y = 2
x ,反比例函数,k > 0,在一三象限内,函数值y 随x 的增大而减小,故D 错误.故选:BC.
2 (★☆☆☆☆)已知幂函数f(x) = (m2- 3)x-m 在(0,+∞) 上为单调减函数,则实数m 的值为
( D )
A.
3
B. ± 2
C. - 2
D. 2
f(x) 是幂函数,m2 - 3 = 1,m =±2,当m = 2 时,f(x) = x-2 = 1
x2 ,在(0,+∞) 上递
减,合题,当m =-2 时,f(x) = x2,在(0,+∞) 上递增,不符合题意,综上,m 的值为2,D 选项正确.
3 (★★☆☆☆)函数f(x) = x2+3x+4
x
,对于任意x ≥1
2 时下列说法正确的是
( A )
A. 函数最小值为7
B. 函数最小值为23
2
C. 函数最大值为7
D. 函数最大值为23
2
f(x) = x + 4
x + 3 在
1
2 ,2
上单调递减,在[2,+∞) 上单调递增,故当x = 2 时,函数取
得最小值f(2) = 7,没有最大值.
4 (★★☆☆☆)若函数f(x) =
1
x-m 在区间(0,1) 上单调,则m 的取值范围是
( D )
A. (-∞,0)
B. (1,+∞)
C. (-∞,0) ∪(1,+∞)
D. (-∞,0] ∪[1,+∞)
f(x) 在(m,+∞),(-∞,m) 上单调,且f(x) 在(0,1) 上单调,
∴m ≤0 或m ≥1,∴m 的取值范围是(-∞,0] ∪[1,+∞).故选:D.
5 (★★☆☆☆)已知命题p:“∃x ∈R,x2- ax + 1 = 0”为假命题,命题q:“f(x) = 2x + a
x 在(0,
1] 上为增函数”为真命题,设实数a 的所有取值构成的集合为A.
(1) 求集合∁RA;
(2) 设集合B = {x|3m + 1 ≤x < 2m + 1},若x ∈∁RA 是x ∈B 的必要不充分条件,求实数m 的取值范围.
(1) 因为命题P 为假命题,所以关于x 的一元二次方程x2- ax + 1 = 0 无解,
即Δ = (-a)2- 4 = a2- 4 < 0,解得-2 < a < 2,
因为命题q 为真命题,当a > 0 时,结合对勾函数的性质可知f(x) = 2x + a
x 在0,
2a
2
上单调递减,
不满足题意;当a ≤0 时,f(x) = 2x + a
x 在(0,1] 上为增函数,满足题意;
故集合A = {a| -2 < a ≤0},所以∁RA = {x|x ≤-2 或x > 0};
(2) 由x ∈∁RA 是x ∈B 的必要不充分条件,则B ⊊∁RA,
当B ≠∅时,则3m+1<2m+1
2m+1≤-2
或3m+1<2m+1
3m+1>0
,得m ≤- 3
2 或- 1
3 < m < 0;
当B = ∅时,3m + 1 ≥2m + 1,解得m ≥0,此时满足B ⊊∁RA;
综上所述,m 的取值范围是{m|m ≤- 3
2 或m >- 1
3 }.