1、冪函數的概念
一般地,函數叫做冪函數,其中是自變量,是常數;其定義域是使有意義的值的集合 。例1、已知冪函數,且當時為減函數 。求冪函數的解析式 。
解析:正確理解冪函數的概念、形象和性質 。求冪函數的解析式,一般采用待定系數法 。理解冪函數的定義是解決問題的關鍵 。
解答:由于為冪函數,所以,解得,或 。當時,,在上為減函數;當時,,在上為常函數,不合題意,舍去 。故所求冪函數的解析式為 。
2.冪函數的圖像和性質
圖片:
自然:
(1)屏幕上定義了所有的冪函數,圖像被超點;
(2)如果,則冪函數的圖象過點和,并且在區間上是增函數;(3)如果,則冪函數的圖象過點,并在區間上是減函數 。在第一象限內,當從趨向于原點時,圖象在軸右方無限地逼近軸,當趨于時,圖象在軸上方無限地逼近軸;
(4)當它是奇數時,冪函數是奇數函數;當它是偶數時,冪函數是偶數 。
例2、比較,,的大小 。分析:先利用冪函數的增減性比較與的大小,再根據冪函數的圖象比較與的大小 。解答:而在上單調遞增,且
,
。故 。例3、若函數在區間上是遞減函數,求實數m的取值范圍 。
解析:本題考查簡單冪函數的性質和函數圖像的翻譯 。
函數是一個比較常用的冪函數,它也叫做反比例函數,其定義域是,是一個奇函數,對稱中心為(0,0),在和上都是遞減函數 。一般地,形如的函數都可以通過對的圖象進行變換而得到,所以這些函數的性質都可以借助的性質來得到 。解答:由于,所以函數的圖象是由冪函數
【冪函數的定義和性質, 冪函數知識點公式匯總】圖像是先向右移動2個單位,然后向上移動3個單位得到的,所以圖像如圖所示 。
其單調遞減區間是和,而函數在區間上是遞減函數,所以應有 。例4、若點在冪函數的圖象上,點在冪函數的圖象上,定義,試求函數的最大值及其單調區間 。分析:首先根據冪函數的定義求出,然后在同一坐標系下畫出函數和的圖象,得出的函數圖象,最后根據圖象求出最大值和單調區間 。解答:設,因為點在的圖象上,所以,所以,即;又設,點在的圖象上,所以,所以,即 。在同一坐標系下畫出函數和的圖象,如圖所示,則有 。根據圖象可知函數的最大值等于,其單調遞增區間是(,-1)和(0,1);單調遞減區間是和 。例5、已知冪函數是偶函數,且在上是減函數,求函數的解析式,并討論的奇偶性 。分析:先根據單調性求出m的取值范圍,再由奇偶性進一步確定m的取值 。討論的奇偶性時要注意對字母的討論 。解答:由在上是減函數得,。∵,0,1 。又因為是偶函數,∴只有當時符合題意,故 。于是,
。
當且時,為非奇非偶函數;當且時,為奇函數;當且時,為偶函數;
而當,它既是奇數又是偶數 。
例6、已知冪函數在上是增函數,且在定義域上是偶函數 。
(1)求的值,寫出相應函數的解析式;
(2)對于(1)中求得的函數,設函數 。問是否存在實數,使得函數在區間上是減函數,且在區間上是增函數?若存在,請求出的值;若不存在,請說明理由 。
解析:第一個問題是根據單調性得出的取值范圍,然后是由奇偶性進一步確定的值 。第二個問題可以根據復合函數的單調性來解決 。
解答:(1)∵冪函數在上是增函數,∴∴又,∴∵在定義域上是偶函數,∴只有當時符合題意,故 。(2)由,則 。假設存在實數,使得滿足題設條件 。令,則 。∵在上是減函數,∴當時,;當時,。若在區間上是減函數,且在區間上是增函數,則在上是減函數,且在上是增函數,此時二次函數的對稱軸方程是即,∴
。
所以有實數,使得函數在區間內是減函數,在區間內是增函數 。
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