幂函数
1.幂函数:一般地,形如y=x a(a∈R)叫做幂函数,其中x是自变量,a是常数.
要准确理解幂函数的定义,注意以下四点:(1)幂函数具有严格的形式,形如 y=mx a, y=(mx)a, y=x a+m,y=(x+m)a(以上m均为不等于零的常数,且前两个函数中的m也不等于1)的函数都不是幂函数,二次函数中
只有y=x2是幂函数,其他的二次函数都不是幂函数,幂函数y=x a要满足三个特征:○1幂x a前的系数是1;○2底数只能是自变量x,指数是常数;○3项数只有一项,只有满足这三个特征,才是幂函数;(2)求函数解析式时,若已知待求函数是幂函数,则可根据待定系数法设函数为f(x)=x a,根据条件求出a即可.(3)不要把幂函数与指数函数混淆,幂函数的底数为自变量,指数为常数,而指数函数恰好相反,底数为常数,指数为自变量.当遇到一个有关幂的形式的问题时,要先看自变量所在的位置,然后决定是用幂函数知识解决,还是用指数函数知识解决.
2.幂函数在第一象限的图象:
幂函数在其他象限的图象,可由幂函数的奇偶性根据对称性做出.α=n/m (其中m∈N*,n∈Z且m,n互质).
(1)当n为偶数时,f(x)为偶函数,其图象关于y轴对称.
(2)当m,n都为奇数时,f(x)为奇函数,其图象关于原点对称.
(3)当m为偶数,n为奇数时,f(x)为非奇非偶函数,其图象只能在第一象限.
3.幂函数当α=1,2,3,0.5,-1时的图象与性质.(1)图象(如图所示)
(2)性质(如表)
4.幂函数的性质:(1)所有的幂函数在(0,+∞)上都有定义,并且图像都通过点(1,1);(2)如果a>0,则幂函数的图像过原点,并且在区间(0,+∞)上为增函数;(3)如果a<0,则幂函数的图像在区间(0,+∞)上是减函数,在第一象限内,当x从右边趋向于零时,图像在y轴右方无限逼近y轴,当x趋向
于无穷大时,图像在x轴上方无限逼近x轴;(4)当a为奇数时,幂函数为奇函数;当a为偶数时,幂函数为偶函数.(5)①α>0,图像都过定点(0,0)和(1,1);在区间(0,+∞)上单调递增;②α<0,图像都过定点(1,1);在区间(0,+∞)上单调递减;③当O<a<l时,曲线上凸,当a>l时,曲线下凸.④当a=l时,图象为过点(0,0)和(1,1)的直线.⑤当a=0时,y=x a表示过点(1,1)且平行于x轴的直线(除去点(0,1))
5.幂函数图象的其他性质:
(1)图象的对称性:把幂函数y=x a的幂指数a(只讨论a是有理数的情况)表示成既约分数的形式(整数看作是分母1的分数),则不论a>0还是a<0,幂函数y=x a的图象的对称性用口诀记为:“子奇母偶孤单单;母奇子偶分两边;分子分母均为奇,原点对称莫忘记”,
(2)图象的形状:①若a>0,则幂函数y=x a的图象为抛物线形,当a>l时,图象在[0,+∞)上是向下凸的(称为凸函数);当O<a<l时,图象在[o,+∞)上是向上凸的(称为凹函数).②若a<0,则幂函数y=x“的图象是双曲线形,图象与x轴、y轴无限接近,在(0,+∞)上图象都是向下凸的。
6.幂函数的单调性和奇偶性:
对于幂函数y=x a
(a ∈R).
(1)单调性:当a>0时,函数y=x a 在第一象限内是增函数;当a<0时,函数y=x a
在第一象限内是减函数.
(2)奇偶性:①当a 为整数时,若a 为偶数,则y=x a 是偶函数;若a 为奇数,则y=x a
是奇函数;②当n 为分数,即
a=p /q (p ,q 互素,p ,q ∈Z )时,若分母q 为奇数,则分子p 为奇数时,y=x a 为奇函数;分子p 为偶数时,y=x
a
为偶函数, 若分母q 为偶数,则y=x a
为非奇非偶函数 7.比较幂形式的两个数的大小,一般的思路是:(1)若能化为同指数,则用幂函数的单调性.(2)若能化为同底数,则用指数函数的单调性.(3)若既不能化为同指数,也不能化为同底数,则需一个中间数作为桥梁来比较大小. 8.在研究幂函数的性质时,通常将分式指数幂化为根式形式,负整指数幂化为分式形式再去进行讨论.对于幂函
数y =x
a
,我们首先应该分析函数的定义域、值域和奇偶性,由此确定图象的位置,即所在象限,其次确定曲线的类型,即a<0,0<a<1和a>1三种情况下曲线的基本形状,还要注意a =0,±1三个曲线的形状. 9.利用幂函数和指数函数的单调性可以比较幂值的大小,具体方法如下: (1)当幂的底数相同,指数不同时,可以利用指数函数的单调性比较; (2)当幂的底数不同,指数相同时,可以利用幂函数的单调性比较;
(3)当幂的底数和指数都不同时,一种方法是作商,通过商与1的大小关系确定两个幂值的大小,可以利用幂函数的单调性比较;另一种方法是运用媒介法,即到一个中间值,通过比较两个幂值与中间值的大小,确定两个幂值的大小.
(4)比较多个幂值的大小,一般也是运用媒介法,即先判断这组数中每个幂值与0,1等数的大小关系,据此将它们分成若干组,然后将同一组内的各数用相关的方法进行比较,最后确定各数之间的大小关系.
例题部分
1.比较下列各组数的大小
(1)13
1.5,13
1.7,1    (2)()37
,(
3
7
,(
)
37
(3)23
2-
⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭
,23
107-
⎛⎫
- ⎪⎝⎭,()431.1-- 解:(1)底数不同,指数相同的数比大小,可以转化为同一幂函数,不同函数值的大小问题. ∵13
y x =在()0,+∞上单调递增,且1.7  1.5
1>>,∴1
13
3
1.7  1.51>>.
(2)底数均为负数,可以将其转化为()
)
337
7
=-
,(
)
)337
7=-
,())3377
=-. ∵3
7y x
=在
()
0,+∞上
单调递增,且
>>,∴)))3337
7
7
>>,
)
)
)
3337
7
7
-
<-
<-
,∴()()()
3337
7
7
<<.
(3)先将指数统一,底数化成正数.22
3
3
-
-
⎛=  ⎝
⎝⎭
,223
3
101077--
⎛⎫-= ⎪ ⎪⎝
⎭⎝⎭
()
()423
3
1.1  1.21-
-
-=.
∵2
3y x -=在()0,
+∞上单调递减,且7  1.2110
<
<,∴()2
2
32337  1.2110---⎛⎫>> ⎪⎝⎭⎝⎭
,即:()
2
23
43
3
7  1.110-
-
-
⎛⎛⎫
->>-  ⎪ ⎝⎭
⎝⎭
2.已知(m+4)-0.5
<(3-2m )-0.5
,求m 的取值范围
解:幂函数f (x )=x -0.5
的定义域是(0,+∞),且在定义域上时减函数,所有0<m <1.5 3.若()()1
13
3
132a a --
+<-,求实数a 的取值范围.
分析:若113
3
x
y -幂函数定义
-<,则有三种情况0x y <<,0y x <<;或0y x <<.
解:根据幂函数的性质,有三种可能:10320
a a +<⎧⎨->⎩
或10
320132a a a a
+<⎧⎪-<⎨⎪+>-⎩
或10
320132a a a a +>⎧⎪
->⎨⎪+>-⎩
4.已知幂函数2
23
m m y x --=(m Z ∈)的图象与x 轴、y 轴都无交点,且关于原点对称,求m 的值
解:∵幂函数2
23
m
m y x --=(m Z ∈)的图象与x 轴、y 轴都无交点,∴2
230m m --≤,∴13m -≤≤;
∵m Z ∈,∴2
(23)m m Z --∈,又函数图象关于原点对称,∴2
23m m --是奇数,∴0m =或2m =

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