(通用版)2020高考数学一轮复习2.5二次函数与幂函数讲义理.doc
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1、1第五节二次函数与幂函数1幂函数(1)幂函数的定义一般地,形如 y x ( R)的函数称为幂函数,其中 x 是自变量, 为常数(2)常见的 5 种幂函数的图象排列特点:第一象限内,在直线 x1 右侧,其指数越大,图象越高,即“指大图高”.图象规律:幂函数的图象一定会出现在第一象限,一定不会出现在第四象限图象若与坐标轴有交点,一定交于坐标原点三点注意:(1)当 0 时,函数图象与坐标轴没有交点,类似于 y x1 的图象,且在第一象限内,逆时针方向指数在增大;(2)当 0 1 时,函数图象倾向 x 轴,类似于 y x 的图象;12(3)当 1 时,函数图象倾向 y 轴,类似于 y x3的图象,且在
2、第一象限内,逆时针方向指数在增大.(3)幂函数的性质幂函数在(0,)上都有定义;当 0 时,幂函数的图象都过点(1,1)和(0,0),且在(0,)上单调递增;当 0 时,幂函数的图象都过点(1,1),且在(0,)上单调递减对于形如 f(x) x (其中 mN *, nZ, m 与 n 互质)的幂函数:nm(1)当 n 为偶数时, f(x)为偶函数,图象关于 y 轴对称;(2)当 m, n 都为奇数时, f(x)为奇函数,图象关于原点对称;(3)当 m 为偶数时, x0(或 x0), f(x)是非奇非偶函数,图象只在第一象限(或第一象限及原点处)2二次函数(1)二次函数解析式的 3 种形式一般式
3、: f(x) ax2 bx c(a0)顶点式: f(x) a(x m)2 n(a0),顶点坐标为( m, n)零点式: f(x) a(x x1)(x x2)(a0), x1, x2为 f(x)的零点(2)二次函数的图象和性质2函数 y ax2 bx c(a0) y ax2 bx c(a0)图象(抛物线)定义域 R值域 4ac b24a , ) ( , 4ac b24a 对称轴 x b2a顶点坐标 ( b2a, 4ac b24a )奇偶性 当 b0 时是偶函数,当 b0 时是非奇非偶函数单调性 在 上是减函数;( , b2a在 上是增函数b2a, ) 在 上是增函数;( , b2a在 上是减函数
4、b2a, )熟记常用结论关于二次函数的几个常用结论(1)关于函数 f(x) a(x h)2 k(a0), x p, q的最值问题若 h p, q,则 x h 时有最小值 k,最大值是 f(p)与 f(q)中较大者;若 hp, q,则 f(p), f(q)中较小者为最小值,较大者为最大值(2)根的分布问题设函数 y ax2 bx c(a0),若对区间 a, b有 f(a)0, f(b)0,则曲线必与 x轴相交(至少有一个交点,且交点必在 a, b上)设 x1, x2是实系数一元二次方程 ax2 bx c0( a0)的两根,根的分布对照y ax2 bx c(a0)的图象,知其等价不等式组的关系是:
5、若 x1 x2 m,则Error!若 m x1 x2,则Error!若 x1 m x2,则Error!若 x1, x2( m1, m2),则Error!若 x1, x2有且仅有一个在( m1, m2)内,则Error!小题查验基础一、判断题(对的打“” ,错的打“”)3(1)函数 y2 x 是幂函数( )13(2)当 n0 时,幂函数 y xn在(0,)上是增函数( )(3)二次函数 y ax2 bx c(xR)不可能是偶函数( )(4)二次函数 y ax2 bx c(x a, b)的最值一定是 .( )4ac b24a(5)在 y ax2 bx c(a0)中, a 决定了图象的开口方向和在同
6、一直角坐标系中的开口大小( )答案:(1) (2) (3) (4) (5)二、选填题1已知幂函数 y f(x)的图象经过点 ,则 f(2)( )(4,12)A. B414C. D.22 2解析:选 C 设 f(x) x ,图象过点 , f(4)4 ,解得 ,(4,12) 12 12 f(2)2 .故选 C.1222若四个幂函数 y xa, y xb, y xc, y xd在同一坐标系中的图象如图,则a, b, c, d 的大小关系是( )A dcba B abcdC dcab D abdc解析:选 B 根据幂函数的性质及图象知选 B.3已知函数 f(x) ax2 x5 的图象在 x 轴上方,则
7、 a 的取值范围是( )A. B.(0,120) ( , 120)C. D.(120, ) ( 120, 0)解析:选 C 函数 f(x) ax2 x5 的图象在 x 轴上方,4Error!解得 a .1204函数 f(x)( m2 m1) xm是幂函数,且在 x(0,)上为增函数,则实数 m 的值为_解析: f(x)( m2 m1) xm是幂函数, m2 m11,解得 m1 或 m2.又 f(x)在(0,)上为增函数, m2.答案:25已知 f(x)4 x2 mx5 在2,)上是增函数,则实数 m 的取值范围是_解析:因为函数 f(x)4 x2 mx5 的单调递增区间为 ,所以 2,即 m1
8、6.m8, ) m8答案:(,16考点一基础自学过关 幂函数的图象与性质题组练透1已知幂函数 f(x)的图象经过点(9,3),则 f(2) f(1)( )A3 B1 2C. 1 D12解析:选 C 设幂函数 f(x) x ,则 f(9)9 3,即 ,所以 f(x) x ,12 12x所以 f(2) f(1) 1,故选 C.22当 x(0,)时,幂函数 y( m2 m1) x5 m3 为减函数,则实数 m 的值为( )A2 B1C1 或2 D m 152解析:选 B 因为函数 y( m2 m1) x5 m3 既是幂函数又是(0,)上的减函数,所以Error!解得 m1.3.幂函数 y x (mZ
9、)的图象如图所示,则 m 的值为( )2-35A1 B0C1 D2解析:选 C 从图象上看,由于图象不过原点,且在第一象限下降,故m22 m30,即1 m3;又从图象看,函数是偶函数,故 m22 m3 为负偶数,将m0,1,2 分别代入,可知当 m1 时, m22 m34,满足要求4已知 a3 , b4 , c12 ,则 a, b, c 的大小关系为( )45 25 15A b a c B a b cC c b a D c a b解析:选 C 因为 a81 , b16 , c12 ,由幂函数 y x 在(0,)上为增函数,15 15 15 15知 abc,故选 C.5若( a1) (32 a)
10、 ,则实数 a 的取值范围是_12 12解析:易知函数 y x 的定义域为0,),在定义域内为增函数,所以Error!解得121 a .23答案: 1,23)名师微点(1)幂函数 y x 的形式特点是“幂指数坐在 x 的肩膀上” ,图象都过点(1,1)它们的单调性要牢记第一象限的图象特征:当 0 时,第一象限图象是上坡递增;当 0 时,第一象限图象是下坡递减然后根据函数的奇偶性确定 y 轴左侧的增减性即可(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,既不同底又不同次数的幂函数值比较大小:常找到一个中间值,通过比较幂函数值与中间值的大小进行判断准确掌握各个幂
11、函数的图象和性质是解题的关键 口 诀 记 忆 幂 函 数 , 啥 模 样 , 幂 指 坐 在 肩 膀 上 ;图 象 恒 过 点 1, 1 , 单 调 牢 记 一 象 限 ;正 幂 递 增 负 幂 减 , 奇 偶 性 质 定 左 边 .考点二师生共研过关 求二次函数的解析式典例精析已知二次函数 f(x)满足 f(2)1, f(1)1,且 f(x)的最大值是 8,求二次函数f(x)的解析式解 法一:(利用二次函数的一般式)6设 f(x) ax2 bx c(a0)由题意得Error!解得Error!故所求二次函数为 f(x)4 x24 x7.法二:(利用二次函数的顶点式)设 f(x) a(x m)2
12、 n(a0) f(2) f(1),抛物线对称轴为 x .2 12 12 m ,又根据题意函数有最大值 8, n8,12 y f(x) a 28.(x12) f(2)1, a 281,解得 a4,(212) f(x)4 284 x24 x7.(x12)法三:(利用二次函数的零点式)由已知 f(x)10 的两根为 x12, x21,故可设 f(x)1 a(x2)( x1),即 f(x) ax2 ax2 a1.又函数有最大值 ymax8,即 8.4a 2a 1 a24a解得 a4 或 a0(舍去),故所求函数解析式为 f(x)4 x24 x7.解题技法求二次函数解析式的策略过关训练1已知二次函数 f
13、(x)是偶函数,且 f(4)4 f(2)16,则函数 f(x)的解析式为_解析:由题意可设函数 f(x) ax2 c(a0),则 f(4)16 a c16,4 f(2)4(4 a c)716 a4 c16,所以 a1, c0,故 f(x) x2.答案: f(x) x22已知二次函数 f(x) ax2 bx1( a, bR), xR,若函数 f(x)的最小值为 f(1)0,则 f(x)_.解析:设函数 f(x)的解析式为 f(x) a(x1) 2 ax22 ax a,又 f(x) ax2 bx1,所以 a1,故 f(x) x22 x1.答案: x22 x13已知二次函数 f(x)的图象经过点(4
14、,3),它在 x 轴上截得的线段长为 2,并且对任意 xR,都有 f(2 x) f(2 x),求 f(x)的解析式解: f(2 x) f(2 x)对 xR 恒成立, f(x)的对称轴为 x2.又 f(x)的图象被 x 轴截得的线段长为 2, f(x)0 的两根为 1 和 3.设 f(x)的解析式为 f(x) a(x1)( x3)( a0)又 f(x)的图象过点(4,3),3 a3, a1.所求 f(x)的解析式为 f(x)( x1)( x3),即 f(x) x24 x3.考点三全析考法过关 二次函数的性质及应用考法全析考法(一) 二次函数的单调性问题例 1 (1)已知函数 f(x) ax2(
15、a3) x1 在区间1,)上是递减的,则实数 a 的取值范围是( )A3,0) B(,3C2,0 D3,0(2)函数 f(x) x2 bx c 满足 f(x1) f(1 x),且 f(0)3,则 f(bx)与 f(cx)的大小关系是( )A f(bx) f(cx) B f(bx) f(cx)C f(bx)f(cx) D与 x 有关,不确定解析 (1)当 a0 时, f(x)3 x1 在1,)上递减,满足题意当 a0 时, f(x)的对称轴为 x ,3 a2a由 f(x)在1,)上递减知Error!解得3 a0.综上, a 的取值范围为3,08(2)由题意知,函数 f(x)的图象关于直线 x1
16、对称, b2,又 f(0)3, c3,则 bx2 x, cx3 x.易知 f(x)在(,1)上单调递减,在1,)上单调递增若x0,则 3x2 x1, f(3x) f(2x);若 x0,则 3x2 x1, f(3x)f(2x) f(3x) f(2x),即 f(bx) f(cx)故选 A.答案 (1)D (2)A考法(二) 二次函数的最值问题例 2 若函数 f(x) ax22 ax1 在1,2上有最大值 4,则 a 的值为_解析 f(x) a(x1) 21 a.当 a0 时,函数 f(x)在区间1,2上的值为常数 1,不符合题意,舍去;当 a0 时,函数 f(x)在区间1,2上是增函数,最大值为
17、f(2)8 a14,解得a ;38当 a0 时,函数 f(x)在区间1,2上是减函数,最大值为 f(1)3 a14,解得a1,不符合题意,舍去综上可知, a 的值为 .38答案 38考法(三) 二次函数中的恒成立问题例 3 已知函数 f(x) x2 x1,在区间1,1上,不等式 f(x)2x m 恒成立,则实数 m 的取值范围是_解析 f(x)2x m 等价于 x2 x12 x m,即 x23 x1 m0,令 g(x) x23 x1 m,要使 g(x) x23 x1 m0 在1,1上恒成立,只需使函数 g(x) x23 x1 m 在1,1上的最小值大于 0 即可 g(x) x23 x1 m 在
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