简单的幂函数【学习目标】1.通过实例,了解幂函数的概念;结合幂函数的图象,了解它们的变化情况.2.掌握幂函数的图象和性质,并能熟练运用图象和性质去解题。
3.理解函数的奇偶性定义,会利用图象和定义判断函数的奇偶性;4.掌握利用函数性质在解决有关综合问题方面的应用.【要点梳理】要点一、幂函数概念形如的函数,叫做幂函数,其中α为常数.要点诠释:幂函数必须是形如的函数,幂函数底数为单一的自变量x,系数为1,指数为常数.例如:()2423,1,2y x y x y x==+=-等都不是幂函数.要点二、幂函数的图象及性质1.作出下列函数的图象:(1)xy=;(2)21xy=;(3)2xy=;(4)1-=xy;(5)3xy=.要点诠释:幂函数随着α的取值不同,它们的定义域、性质和图象也不尽相同,但它们有一些共同的性质:(1)所有的幂函数在(0,+∞)都有定义,并且图象都过点(1,1);(2)0>α时,幂函数的图象通过原点,并且在区间),0[+∞上是增函数.特别地,当1>α时,幂函数的图象下凸;当10<<α时,幂函数的图象上凸;(3)0<α时,幂函数的图象在区间),0(+∞上是减函数.在第一象限内,当x从右边趋向原点时,图象在y轴右方无限地逼近y轴正半轴,当x趋于∞+时,图象在x轴上方无限地逼近x轴正半轴.2.作幂函数图象的步骤如下:(1)先作出第一象限内的图象;(2)若幂函数的定义域为(0,+∞)或[0,+∞),作图已完成;若在(-∞,0)或(-∞,0]上也有意义,则应先判断函数的奇偶性如果为偶函数,则根据y轴对称作出第二象限的图象;如果为奇函数,则根据原点对称作出第三象限的图象.3.幂函数解析式的确定(1)借助幂函数的定义,设幂函数或确定函数中相应量的值.(2)结合幂函数的性质,分析幂函数中指数的特征.()y x Rαα=∈()y x Rαα=∈(3)如函数()a f x k x =⋅是幂函数,求()f x 的表达式,就应由定义知必有1k =,即()af x x =. 4.幂函数值大小的比较(1)比较函数值的大小问题一般是利用函数的单调性,当不便于利用单调性时,可与0和1进行比较.常称为“搭桥”法.(2)比较幂函数值的大小,一般先构造幂函数并明确其单调性,然后由单调性判断值的大小. (3)常用的步骤是:①构造幂函数;②比较底的大小;③由单调性确定函数值的大小. 要点三、函数的奇偶性概念及判断步骤 1.函数奇偶性的概念偶函数:若对于定义域内的任意一个x ,都有f(-x)=f(x),那么f(x)称为偶函数. 奇函数:若对于定义域内的任意一个x ,都有f(-x)=-f(x),那么f(x)称为奇函数. 要点诠释:(1)奇偶性是整体性质; (2)x 在定义域中,那么-x 在定义域中吗?----具有奇偶性的函数,其定义域必定是关于原点对称的;(3)f(-x)=f(x)的等价形式为:()()()0,1(()0)()f x f x f x f x f x ---==≠, f(-x)=-f(x)的等价形式为:()()()01(()0)()f x f x f x f x f x -+-==-≠,; (4)由定义不难得出若一个函数是奇函数且在原点有定义,则必有f(0)=0; (5)若f(x)既是奇函数又是偶函数,则必有f(x)=0. 2.奇偶函数的图象与性质(1)如果一个函数是奇函数,则这个函数的图象是以坐标原点为对称中心的中心对称图形;反之,如果一个函数的图象是以坐标原点为对称中心的中心对称图形,则这个函数是奇函数.(2)如果一个函数为偶函数,则它的图象关于y 轴对称;反之,如果一个函数的图像关于y 轴对称,则这个函数是偶函数.3.用定义判断函数奇偶性的步骤(1)求函数()f x 的定义域,判断函数的定义域是否关于原点对称,若不关于原点对称,则该函数既不是奇函数,也不是偶函数,若关于原点对称,则进行下一步;(2)结合函数()f x 的定义域,化简函数()f x 的解析式;(3)求()f x -,可根据()f x -与()f x 之间的关系,判断函数()f x 的奇偶性.若()f x -=-()f x ,则()f x 是奇函数; 若()f x -=()f x ,则()f x 是偶函数;若()f x -()f x ≠±,则()f x 既不是奇函数,也不是偶函数;若()f x -()f x =且()f x -=-()f x ,则()f x 既是奇函数,又是偶函数要点四、判断函数奇偶性的常用方法(1)定义法:若函数的定义域不是关于原点对称,则立即可判断该函数既不是奇函数也不是偶函数;若函数的定义域是关于原点对称的,再判断()f x -与()f x ±之一是否相等.(2)验证法:在判断()f x -与()f x 的关系时,只需验证()f x -()f x ±=0及()1()f x f x -=±是否成立即可.(3)图象法:奇(偶)函数等价于它的图象关于原点(y 轴)对称.(4)性质法:两个奇函数的和仍为奇函数;两个偶函数的和仍为偶函数;两个奇函数的积是偶函数;两个偶函数的积是偶函数;一个奇函数与一个偶函数的积是奇函数.(5)分段函数奇偶性的判断判断分段函数的奇偶性时,通常利用定义法判断.在函数定义域内,对自变量x 的不同取值范围,有着不同的对应关系,这样的函数叫做分段函数.分段函数不是几个函数,而是一个函数.因此其判断方法也是先考查函数的定义域是否关于原点对称,然后判断()f x -与()f x 的关系.首先要特别注意x 与x -的范围,然后将它代入相应段的函数表达式中,()f x 与()f x -对应不同的表达式,而它们的结果按奇偶函数的定义进行比较.要点五、关于函数奇偶性的常见结论奇函数在其对称区间[a,b]和[-b ,-a]上具有相同的单调性,即已知()f x 是奇函数,它在区间[a,b]上是增函数(减函数),则()f x 在区间[-b ,-a]上也是增函数(减函数);偶函数在其对称区间[a,b]和[-b ,-a]上具有相反的单调性,即已知()f x 是偶函数且在区间[a,b]上是增函数(减函数),则()f x 在区间[-b ,-a]上也是减函数(增函数).【典型例题】类型一、求函数解析式例1.已知()21212223my m m x n -=+-⋅+-是幂函数,求m 、n 的值.举一反三:【变式一】判断下列函数有哪些是幂函数?(1)y =(2)23y x =;(3)3y x x =-;(4)23y x -=;(5)21y x =;(6)3y =.类型二、幂函数的图象例2.给定一组函数的解析式和相应的函数图象:(1)y x =;(2)2y x =;(3)3y x =;(4)1y x -=;(5)12y x =.请把解析式对应的图象序号按照解析式的顺序填在括号里( ).举一反三:【变式1】函数13y x =的图象是( )类型三、幂函数的性质例3.比较下列各组数的大小.(1)523.14-与52π-; (2)35(-与35(-.举一反三:【变式1】比较0.50.8,0.50.9,0.50.9-的大小.类型四、判断函数的奇偶性例4. 判断下列函数的奇偶性:(1)()(f x x =+ (2)f(x)=x 2-4|x|+3 ;(3)f(x)=|x+3|-|x-3|; (4)()|2|-2f x x =+;(5)22-(0)()(0)x x x f x x x x ⎧+≥⎪=⎨+<⎪⎩; (6)1()[()-()]()2f x g x g x x R =-∈.【变式1】判断下列函数的奇偶性:(1)23()3xf x x =+;(2)()|1||1|f x x x =++-;(3)222()1x xf x x +=+;(4)22x 2x 1(x 0)f (x)0(x 0)x 2x 1(x 0)⎧+-<⎪==⎨⎪-++>⎩.【变式2】已知f(x),g(x)均为奇函数,且定义域相同,求证:f(x)+g(x)为奇函数,f(x)·g(x)为偶函数. 【变式3】设函数()f x 和g(x )分别是R 上的偶函数和奇函数,则下列结论 恒成立的是 ( ).A .()f x +|g(x)|是偶函数B .()f x -|g(x)|是奇函数C .|()f x | +g(x)是偶函数D .|()f x |- g(x)是奇函数 类型五、函数奇偶性的应用(求值,求解析式,与单调性结合)例5.已知f(x)=x 5+ax 3-bx-8,且f(-2)=10,求f(2).举一反三:【变式1】已知()f x 为奇函数,()()9,(2)3g x f x g =+-=,则(2)f 为( ).例6.已知()f x 是定义在R 上的奇函数,当0x >时,2()31f x x x =+-,求()f x 的解析式.【变式1】(1)已知偶函数()f x 的定义域是R ,当0x ≤时2()31f x x x =--,求()f x 的解析式.(2)已知奇函数()g x 的定义域是R ,当0x >时,2()21g x x x =+-,求()g x 的解析式.例7.设定义在[-2,2]上的偶函数f(x)在[0,2]上是单调递增,当(1)()f a f a +<时,求a 的取值范围.类型六、函数奇偶性的综合问题例8.设a 为实数,函数f(x)=x 2+|x-a|+1,x ∈R ,试讨论f(x)的奇偶性,并求f(x)的最小值.举一反三:【变式1】 判断()||||()f x x a x a a R =+--∈的奇偶性.例9. 已知()y f x =是偶函数,且在[0,+∞)上是减函数,求函数2(1)f x -的单调递增区间.【巩固练习】1.下列函数中,既是偶函数,又在区间()0,+∞上单调递减的函数是( ) A.2y x -= B. 1y x -= C. 2y x = D. 13y x = 2.若函数2y x bx c =++是偶函数,则有 ( )A.,b R c R ∈∈B. ,0b R c ∈=C. 0,0b c ==D. 0,b c R =∈ 3.设函数3()21f x ax bx =+-,且(1)3,f -=则(1)f 等于( ) A.-3 B.3 C.-5 D. 54.若偶函数)(x f 在(]1,-∞-上是增函数,则下列关系式中成立的是( )A .)2()1()23(f f f <-<- B .)2()23()1(f f f <-<-C .)23()1()2(-<-<f f fD .)1()23()2(-<-<f f f5.如果奇函数)(x f 在区间[3,7] 上是增函数且最大值为5,那么)(x f 在区间[]3,7--上是( ) A .增函数且最小值是5- B .增函数且最大值是5-C .减函数且最大值是5-D .减函数且最小值是5-6.设)(x f 是定义在R 上的一个函数,则函数)()()(x f x f x F --=,在R 上一定是( ) A .奇函数 B .偶函数 C .既是奇函数又是偶函数 D .非奇非偶函数.7.若幂函数y x α=的图象在0<x<1时位于直线y=x 的下方,则实数α的取值范围是( ) A.α<1 B.α>1 C.0<α<1 D.α<08. 三个数121.2a =,120.9b -=,c =的大小顺序是( ) A.c<a<b B.c<b<a C. b<a<c D.a<c<b9.设函数()f x 的图象关于y 轴对称,且()f a b =,则()f a -= . 10.如果函数2()f x x a x=-+为奇函数,那么a = . 11.设函数()f x 是定义在R 上的奇函数,且(2)0f =,()f x 在[]0,1上单调递减,在()1,+∞上单调递减,则不等式()0f x ≥的解集为 .12.若函数2()(2)(1)3f x k x k x =-+-+是偶函数,则)(x f 的递减区间是____________. 13.函数)(x f 在R 上为奇函数,且0,1)(>+=x x x f ,则当0<x ,=)(x f ____________.14.已知函数()()0f x x a x a a =+--≠,()()()2200x x x h x x x x ⎧-+>⎪=⎨+≤⎪⎩,试判断()(),f x h x 的奇偶性.15.设函数)(x f 是偶函数,且在(),0-∞上是增函数,判断)(x f 在()0,+∞上的单调性,并加以证明.16.定义在R 上的偶函数()f x 满足:对任意[)1212,0,()x x x x ∈+∞≠ ,有2121()()0f x f x x x -<-成立,试比较(2),(1),(3)f f f -的大小.。