1、4.4幂函数学 习 任 务核 心 素 养(教师独具)1掌握幂函数的概念、图像和性质(重点)2熟悉1,2,3,1时的五类幂函数的图像、性质及其特点(易错点)3能利用幂函数的图像与性质解决综合问题(难点)1通过幂函数概念与图像的学习,培养数学抽象素养2借助幂函数性质的学习,提升数学运算、逻辑推理素养.给出下列五个问题:如果张红购买了每千克1元的蔬菜w千克,那么她需要支付pw元,这里p是w的函数如果正方形的边长为a,那么正方形的面积Sa2,这里S是a的函数如果正方体的棱长为a,那么正方体的体积Va3,这里V是a的函数如果一个正方形场地的面积为S,那么这个正方形的边长aS,这里a是S的函数如果某人t
2、s内骑车行进了1 m,那么他骑车的平均速度vt1 m/s,这里v是t的函数问题:(1)上述5个问题中,若自变量都用x表示,因变量用y表示,则对应的函数关系式分别是什么?(2)你能根据指数运算的定义,把问题1中的五个函数改写成统一形式吗?提示(1)yx,yx2,yx3,y,y.(2)yx,yx2,yx3,yx,yx1知识点1幂函数的概念及五个常见的幂函数1幂函数的概念一般地,函数yx称为幂函数,其中是常数幂函数yx与指数函数yax(a0且a1)有什么样的区别?提示幂函数yx的底数为自变量,指数是常数,而指数函数正好相反,指数函数yax中,底数是常数,指数是自变量2五个常见幂函数的图像1思考辨析(
3、正确的画“”,错误的画“”)(1)函数yx是幂函数()(2)函数y2x是幂函数()(3)幂函数的图像都不过第二、四象限()提示(1).函数yx符合幂函数的定义,所以是幂函数(2).幂函数中自变量x是底数,而不是指数,所以y2x不是幂函数(3).幂函数yx2过第二象限答案(1)(2)(3)2.下列函数中不是幂函数的是()AyByx3Cy2xDyx1C形如yx的函数为幂函数,只有C不是知识点2幂函数的图像特征及性质(1)幂函数在第一象限内的图像,在经过点(1,1)且平行于y轴的直线的右侧,按幂指数由小到大的关系幂函数的图像从下到上分布(2)当0时,图像过点(1,1),(0,0),且在第一象限随x的
4、增大而上升,函数在区间0,)上是单调增函数(3)当0时,幂函数的图像,过点(1,1),且在第一象限随x的增大而下降,函数在区间(0,)上是单调减函数,且向右无限接近x轴,向上无限接近y轴(4)当为奇数时,幂函数为奇函数;当为偶数时,幂函数为偶函数3.幂函数yx(R)的图像一定不经过()A第四象限B第三象限C第二象限D第一象限A由幂函数的图像可知,其图像一定不经过第四象限4.已知幂函数f(x)的图像经过点(2,),则f(4)_.2设f(x)x,f(4)42. 类型1幂函数的概念【例1】函数f(x)(m2m1)x是幂函数,且当x(0,)时,f(x)是增函数,求f(x)的解析式解根据幂函数定义得,m
5、2m11,解得m2或m1,当m2时,f(x)x3在(0,)上是增函数;当m1时,f(x)x3,在(0,)上是减函数,不符合要求f(x)的解析式为f(x)x3.如何判断一个函数是幂函数?提示(1)只有形如yx(其中为任意实数,x为自变量)的函数才是幂函数,否则就不是幂函数(2)判断一个函数是否为幂函数的依据是该函数是否为yx(为常数)的形式,函数的解析式为一个幂的形式,且指数为常数,底数为自变量,底数系数为1形如y(3x),y2x,yx5,形式的函数都不是幂函数反过来,若一个函数为幂函数,则该函数也必具有这一形式1已知f(x)(m22m)x,m为何值时,f(x)是:(1)正比例函数?(2)反比例
6、函数?(3)二次函数?(4)幂函数?解(1)若f(x)为正比例函数,则m1(2)若f(x)为反比例函数,则m1(3)若f(x)为二次函数,则m.(4)若f(x)为幂函数,则m22m1,所以m1. 类型2幂函数的图像和性质【例2】(1)幂函数yx(mZ)的图像如图所示,则m的值为()A1m4B0或2C1或3D0,1,2或3(2)已知幂函数yx3m9(mN*)的图像关于y轴对称,且在(0,)上单调递减,求满足(a3)(52a)的a的取值范围思路探究(1)根据幂函数的图像特征与性质确定m的值;(2)先利用幂函数的定义、奇偶性、单调性确定m的值,再利用幂函数的单调性求解关于a的不等式(1)D(1)因为
7、幂函数图像在第一象限内为减函数,所以m23m40,解得1m4,又图像关于y轴对称说明m23m4为偶数,又mZ,所以m的值为0,1,2或3.(2)解因为函数在(0,)上单调递减,所以3m90,解得m3,又mN*,所以m1,2.因为函数的图像关于y轴对称,所以3m9为偶数,故m1,则原不等式可化为(a3)52a0或52aa30或a3052a,解得a或a0时,n越大,yxn递增速度越快,故C1的n2,C2的n,当n0,且a1)的单调性与实数a有什么关系?幂函数yx在(0,)上的单调性与有什么关系?提示当a1时,函数yax单调递增;当0a0时,幂函数yx在(0,)上单调递增;当,.(2)幂函数yx1在
8、(,0)上是单调递减的,又.(3)函数y1为R上的减函数,又,.又函数y2x在0,)上是增函数,且,.利用幂函数单调性比较大小的三种基本方法3比较下列各组数的大小:(1)3与3.1;(2)0.70.8与0.80.7;(3)4.1,3.8和(1.9).解(1)函数yx在(0,)上为减函数33.1,33.1.(2)yx0.8在0,)上是增函数,0.70.8,0.70.80.80.8.又y0.8x在R上是减函数,0.70.8,0.80.80.80.7.0.70.80.80.80.80.7,即0.70.80.80.7.(3)幂函数yx在0,)上为增函数,且4.11,4.11,又幂函数yx在(0,)上为
9、减函数,且3.81,03.81而幂函数yx在(,0)上为增函数,且1.90,(1.9)0.故有4.13.8(1.9) .1下列函数中,其定义域和值域不同的函数是()AyxByxCyxDyxDA中定义域和值域都是R;B中定义域和值域都是(0,);C中定义域和值域都是R;D中定义域为R,值域为0,)2函数yx的图像大致是图中的()ABCDB函数yx是奇函数,且1,函数图像为B3若幂函数f(x)(m2m1)x1m是偶函数,则实数m()A1B2C3D1或2A因为f(x)(m2m1)x1m为幂函数,所以m2m11解得m1或2,又f(x)是偶函数,则1m为偶数故m14在函数y,y3x2,yx22x,y1中
10、,幂函数的个数为_1函数yx4为幂函数;函数y3x2中x2的系数不是1,所以它不是幂函数;函数yx22x不是yx(是常数)的形式,所以它不是幂函数;函数y1与yx01(x0)不相等,所以y1不是幂函数5给出下列说法:幂函数图像均过点(1,1);幂函数的图像均在两个象限内出现;幂函数在第四象限内可以有图像;任意两个幂函数的图像最多有两个交点其中说法正确的有_(填序号)根据幂函数的图像特征可知正确,错误回顾本节内容,自我完成以下问题:1简单幂函数的性质有哪些?提示(1)所有幂函数在(0,)上都有定义,并且当自变量为1时,函数值为1,即f(1)1(2)0时,幂函数在0,)上有意义,且是增函数(3)0
11、时,幂函数在x0处无意义,在(0,)上是减函数2本节课的易错点是什么?提示本节课的易错点是对幂函数的图像掌握不准而致错(教师独具)“对勾”函数图像与性质探究学习了幂函数的图像,类比实数的加、减、乘、除运算,我们对幂函数也进行了相关运算,得到了新的函数f(x)x,利用计算机软件,我们绘制出它的图像,如图1参考幂函数的性质,探究函数f(x)x的性质提示(1)定义域:x0,函数f(x)x的定义域为(,0)(0,)(2)值域:函数f(x)x的值域为(,22,)(3)奇偶性:f(x)xf(x),函数f(x)x为奇函数(4)单调性:由函数f(x)x的图像可知,函数f(x)x在(,1),(1,)上单调递增,
12、在(1,0),(0,1)上单调递减2试探究函数f(x)x(a0)的性质,并画出它的简图提示(1)定义域:(,0)(0,)(2)值域:(,22,)(3)奇偶性:奇函数(4)单调性:函数f(x)x(a0)在(,)和(,)上为增函数,在,0)和(0,上为减函数证明:任取x1,x2(0,且x1x2,则f(x1)f(x2)x1x2(x1x2).因为0x1x2,所以x1x20,0x1x2a,所以1,所以10,所以f(x1)f(x2)0,即f(x1)f(x2)所以f(x)在(0,上为减函数任取x1,x2(,),且x1x2,则f(x1)f(x2)(x1x2).因为x1x20,x1x2a,所以1,所以10,所以
13、f(x1)f(x2)0,所以f(x1)f(x2),所以f(x)在(,)上为增函数同理,f(x)在(,)上为增函数,在,0)上为减函数其图像如图所示3试探究函数f(x)x(a0)的性质,并画出它的简图提示(1)定义域:(,0)(0,)(2)值域:R.(3)奇偶性:奇函数(4)函数f(x)在区间(,0),(0,)上单调递增证明:任取x1,x2(0,),且x1x2,则f(x1)f(x2)x1(x1x2),因为0x1x2,所以x1x20,又a0,所以10,所以f(x1)f(x2)0,即f(x1)f(x2),所以函数f(x)在区间(0,)上单调递增;同理可知,函数f(x)在区间(,0)上单调递增其简图如图所示