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第4节幂函数与二次函数

第4节幂函数与二次函数
第4节幂函数与二次函数

第4节幂函数与二次函数【考试要求】

1.通过具体实例,结合y=x,y=1

x

,y=x2,y=x,y=x3的图象,理解它们的变

化规律,了解幂函数;2.理解二次函数的图象和性质,能用二次函数、方程、不等式之间的关系解决简单问题.

【教学重点】幂函数的概念,三个二次的关系

【教学难点】幂函数性质,三个二次的转换

【教学方法】知识梳理、典例启发讲练

【教学手段】多媒体辅助教学

【教学过程】

【知识梳理】

1.幂函数

(1)幂函数的定义

一般地,形如y=xα的函数称为幂函数,

其中x是自变量,α为常数.

(2)常见的五种幂函数的图象

(3)幂函数的性质

①幂函数在(0,+∞)上都有定义;

②当α>0时,幂函数的图象都过点(1,1)和(0,0),且在(0,+∞)上单调递增;

③当α<0时,幂函数的图象都过点(1,1),且在(0,+∞)上单调递减.

2.二次函数

(1)二次函数解析式的三种形式

一般式:f(x)=ax2+bx+c(a≠0).

顶点式:f(x)=a(x-m)2+n(a≠0),顶点坐标为(m,n).

零点式:f(x)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0),x1,x2为f(x)的零点.

(2)二次函数的图象和性质 函数 y =ax 2+bx +c (a >0)

y =ax 2+bx +c (a <0)

图象 (抛物线)

定义域 R

值域 ????

??4ac -b 24a ,+∞ ?

?

???-∞,4ac -b 24a

对称轴 x =-

b

2a

顶点 坐标 ? ????

-b 2a

,4ac -b 24a

奇偶性

当b =0时是偶函数,当b ≠0时是非奇非偶函数

单调性

在? ?

???-∞,-b 2a 上是减函数; 在????

??

-b 2a ,+∞上是增函数 在? ?

???-∞,-b 2a 上是增函数; 在????

??

-b 2a ,+∞上是减函数 1.二次函数的单调性、最值与抛物线的开口方向和对称轴及给定区间的范围有关. 2.若f (x )=ax 2

+bx +c (a ≠0),则当???a >0,Δ<0时恒有f (x )>0;当???a <0,

Δ<0

时,恒有f (x )<0.

3.(1)幂函数的图象一定会出现在第一象限内,一定不会出现在第四象限; (2)幂函数的图象过定点(1,1),如果幂函数的图象与坐标轴相交,则交点一定是原点.

【诊 断 自 测】

1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (1)函数y =2x 1

3是幂函数.( )

(2)当α>0时,幂函数y =x α在(0,+∞)上是增函数.( )

(3)二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)的两个零点可以确定函数的解析式.( ) (4)二次函数y =ax 2+bx +c (x ∈[a ,b ])的最值一定是4ac -b 2

4a .( )

2.(多填题)(老教材必修1P79T1改编

)已知幂函数f (x )=k ·x α的图象过点? ????

12,22,

则k =________,α=________.

3.(新教材必修第一册P86T7改编)如果函数f (x )=ax 2+2x -3在区间(-∞,4)上单调递增,则实数a 的取值范围是________.

4.(2016·全国Ⅲ卷)已知a =243,b =323,c =2513,则( ) A.b

B.a

C.b

D.c

5.(2020·河南省实验中学质检)已知函数f (x )=3x 2-2(m +3)x +m +3的值域为[0,+∞),则实数m 的取值范围为( ) A.{0,-3} B.[-3,0] C.{0,3}

D.(-∞,-3]∪[0,+∞)

6.(2018·上海卷)已知α∈???-2,-1,-12,

?

??12,1,2,3.若幂函数f (x )=x α为奇函

数,且在(0,+∞)上递减,则α=______.

【考点解读】

考点一 幂函数的图象和性质

【例1】 (1)幂函数y =f (x )的图象过点(4,2),则幂函数y =f (x )的大致图象是( )

(2)当x ∈(0,+∞)时,幂函数y=(m2+m-1)x-5m-3为减函数,则实数m 的值为 ( )

A.-2

B.1

C.1或-2

D.m ≠15

-±(3)若a=2

3

12?? ????,b=23

15?? ????,c=?1

312?? ???,则a,b,c 的大小关系是?( )

A.a

B.c

C.b

D.b

(4)(2020·衡水中学调研)已知点(m ,8)在幂函数f (x )=(m -1)x n 的图象上,设a =f ? ????

13,

b =f (ln π),

c =f (2-1

2),则a ,b ,c 的大小关系是( )

A.a

B.a

C.b

D.b

规律方法 1.对于幂函数图象的掌握,需记住在第一象限内三条线分第一象限为六个区域,即x =1,y =1,y =x 所分区域.根据α<0,0<α<1,α=1,α>1的取值确定位置后,其余象限部分由奇偶性决定.

2.在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较.

【训练1】 (1)(多选题)已知点? ?

???a ,12在幂函数f (x )=(a -1)x b 的图象上,则函数f (x )

是( )

A.奇函数

B.偶函数

C.(0,+∞)上的增函数

D.(0,+∞)上的减函数

(2)若幂函数y =x -1,y =x m 与y =x n 在第一象限内的图象如图所示,则m 与n 的取值情况为( )

A.-1

B.-1

C.-1

D.-1

考点二 二次函数的解析式

【例2】 (一题多解)已知二次函数f (x )满足f (2)=-1,f (-1)=-1,且f (x )的最大值是8,试确定该二次函数的解析式.

规律方法 求二次函数的解析式,一般用待定系数法,其关键是根据已知条件恰当选择二次函数解析式的形式,一般选择规律如下:

【训练2】(1)已知二次函数f(x)=ax2+bx+1(a,b∈R),x∈R,若函数f(x)的最小值为f(-1)=0,则f(x)= .

(2)若函数f(x)=(x+a)(bx+2a)(a,b∈R)是偶函数,且它的值域为(-∞,4],

则f(x)= .

(3)已知二次函数f(x)的图象经过点(4,3),它在x轴上截得的线段长为2,并且对任意x∈R,都有f(2-x)=f(2+x),则f(x)=________.

考点三二次函数的图象及应用

【例3】(1)对数函数y=log a x(a>0且a≠1)与二次函数y=(a-1)x2-x在同一坐标系内的图象可能是()

(2)设函数f(x)=x2+x+a(a>0),已知f(m)<0,则()

A.f(m+1)≥0

B.f(m+1)≤0

C.f(m+1)>0

D.f(m+1)<0

规律方法 1.研究二次函数图象应从“三点一线一开口”进行分析,“三点”中有一个点是顶点,另两个点是图象上关于对称轴对称的两个点,常取与x轴的交点;“一线”是指对称轴这条直线;“一开口”是指抛物线的开口方向.

2.求解与二次函数有关的不等式问题,可借助二次函数的图象特征,分析不等关系成立的条件.

【训练3】一次函数y=ax+b与二次函数y=ax2+bx+c在同一坐标系中的图象大致是()

考点四二次函数的性质多维探究

角度1二次函数的单调性与最值

【例4-1】已知二次函数f(x)=ax2+bx+1(a,b∈R且a≠0),x∈R.

(1)若函数f(x)的最小值为f(-1)=0,求f(x)的解析式,并写出单调区间;

(2)在(1)的条件下,f(x)>x+k在区间[-3,-1]上恒成立,试求k的取值范围.

角度2二次函数中的恒成立问题

【例4-2】(2020·沈阳模拟)已知函数f(x)=-x2+ax-6,g(x)=x+4.若对任意x1∈(0,+∞),存在x2∈(-∞,-1],使f(x1)≤g(x2),则实数a的最大值为() A.6 B.4 C.3 D.2

规律方法 1.二次函数最值问题的解法:抓住“三点一轴”数形结合,三点是指区间两个端点和中点,一轴指的是对称轴,结合图象,根据函数的单调性及分类讨论的思想求解.

2.由不等式恒成立求参数取值范围的思路及关键

(1)一般有两个解题思路:一是分离参数;二是不分离参数.

(2)两种思路都是将问题归结为求函数的最值,至于用哪种方法,关键是看参数是

否易分离.这两个思路的依据是:a≥f(x)恒成立?a≥f(x)max,a≤f(x)恒成立?a≤f(x)min.

【训练4】(1)(角度1)若函数f(x)=x2+ax+b的图象与x轴的交点为(1,0)和(3,

0),则函数f(x)()

A.在(-∞,2]上递减,在[2,+∞)上递增

B.在(-∞,3)上递增

C.在[1,3]上递增

D.单调性不能确定

(2)(2)已知函数f(x)=x2-x+1,在区间[-1,1]上不等式f(x)>2x+m恒成立,求

实数m的取值范围.

(3)已知函数f(x)=ax2+2ax+1在区间[-1,2]上有最大值4,求实数a的值.

(4)若函数f(x)=ax2-(2a+1)x+a+1对于x∈[-1,1]时恒有f(x)≥0,则实数a 的取值范围是________.

【课堂小结】

1、幂函数性质应用

2、二次不等式、方程函数间关系及应用

3、恒成立问题的转换

【作业】

《创新设计》第二章函数第4节

【教学反思】

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