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- 2021-06-16 发布
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幂函数与二次函数
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一、选择题
1.已知幂函数f(x)=(m2-3m+3)xm+1为偶函数,则m=( )
A.1 B.2
C.1或2 D.3
A [∵函数f(x)为幂函数,∴m2-3m+3=1,即m2-3m+2=0,解得m=1或m=2.当m=1时,幂函数f(x)=x2为偶函数,满足条件;当m=2时,幂函数f(x)=x3为奇函数,不满足条件,故选A.]
2.已知幂函数f(x)的图象过点,则函数g(x)=f(x)+的最小值为( )
A.1 B.2
C.4 D.6
A [设幂函数f(x)=xα.
∵f(x)的图象过点,∴2α=,解得α=-2.
∴函数f(x)=x-2,其中x≠0.
∴函数g(x)=f(x)+=x-2+
=+≥2=1,
当且仅当x=±时, g(x)取得最小值1.]
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( )
A B C D
C [若a>0,则一次函数y=ax+b为增函数,二次函数y=ax2+bx+c的图象开口向上,故可排除A;若a<0,一次函数y=ax+b为减函数,二次函数y=ax2+bx+c的图象开口向下,故可排除D;对于选项B,看直线可知a>0,b>0,从而-<0,而二次函数的对称轴在y轴的右侧,故可排除B.故选C.]
4.已知a,b,c∈R,函数f(x)=ax2+bx+c,若f(0)=f(4)>f(1),则( )
A.a>0,4a+b=0 B.a<0,4a+b=0
C.a>0,2a+b=0 D.a<0,2a+b=0
A [由f(0)=f(4),得f(x)=ax2+bx+c图象的对称轴为x=-=2,∴4a+b=0,又f(0)>f(1),f(4)>f(1),∴f(x)先减后增,于是a>0,故选A.]
5.设x=0.20.3,y=0.30.2,z=0.30.3,则x,y,z的大小关系为( )
A.x<z<y B.y<x<z
C.y<z<x D.z<y<x
A [由函数y=0.3x在R上单调递减,可得y>z.由函数y=x0.3在(0,+∞)上单调递增,可得x<z.所以x<z<y.]
二、填空题
6.已知函数f(x)=x2+2ax+3,若y=f(x)在区间[-4,6]上是单调函数,则实数a的取值范围为________.
(-∞,-6]∪[4,+∞) [由于函数f(x)的图象开口向上,对称轴是x=-a,
所以要使f(x)在[-4,6]上是单调函数,
应有-a≤-4或-a≥6,即a≤-6或a≥4.]
7.已知二次函数y=f(x)的顶点坐标为,且方程f(x)=0的两个实根之差等于7,则此二次函数的解析式是________.
f(x)=-4x2-12x+40 [设f(x)=a2+49(a≠0),
方程a2+49=0的两个实根分别为x1,x2,
则|x1-x2|=14=7,
所以a=-4,所以f(x)=-4x2-12x+40.]
8.已知函数f(x)=a2x+3ax-2(a>1),若在区间[-1,1]上f(x)≤8 恒成立,则a的最大值为________.
2 [令ax=t,因为a>1,x∈[-1,1],所以≤t≤a,原函数化为g(t)=t2+3t-2,显然g(t)在上单调递增,所以f(x)≤8恒成立,即g(t)max=g(a)≤8恒成立,所以有a2+3a-2≤8,解得-5≤a≤2,又a>1,所以a的最大值为2.]
三、解答题
9.求函数f(x)=-x(x-a)在x∈[-1,1]上的最大值.
[解] 函数f(x)=-2+的图象的对称轴为x=,应分<-1,-1≤≤1,>1,即a<-2,-2≤a≤2和a>2三种情形讨论.
(1)当a<-2时,由图1可知f(x)在[-1,1]上的最大值为f(-1)=-1-a=-(a+1).
(2)当-2≤a≤2时,由图2可知f(x)在[-1,1]上的最大值为f=.
(3)当a>2时,由图3可知f(x)在[-1,1]上的最大值为f(1)=a-1.
图1 图2 图3
综上可知,f(x)max=
10.已知二次函数f(x)满足f(x+1)-f(x)=2x,且f(0)=1.
(1)求f(x)的解析式;
(2)当x∈[-1,1]时,函数y=f(x)的图象恒在函数y=2x+m的图象的上方,求实数m的取值范围.
[解] (1)设f(x)=ax2+bx+1(a≠0),
由f(x+1)-f(x)=2x,得2ax+a+b=2x.
所以,2a=2且a+b=0,解得a=1,b=-1,
因此f(x)的解析式为f(x)=x2-x+1.
(2)因为当x∈[-1,1]时,y=f(x)的图象恒在y=2x+m的图象上方,
所以在[-1,1]上,x2-x+1>2x+m恒成立,
即x2-3x+1>m在区间[-1,1]上恒成立.
所以令g(x)=x2-3x+1=2-,
因为g(x)在[-1,1]上的最小值为g(1)=-1,
所以m<-1.故实数m的取值范围为(-∞,-1).
1.若关于x的不等式x2-4x-2-a>0在区间(1,4)内有解,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-2) B.(-2,+∞)
C.(-6,+∞) D.(-∞,-6)
A [不等式x2-4x-2-a>0在区间(1,4)内有解等价于a<(x2-4x-2)max,
令f(x)=x2-4x-2,x∈(1,4),
所以f(x)<f(4)=-2,所以a<-2.]
2.如图是二次函数y=ax2+bx+c图象的一部分,图象过点A(-3,0),对称轴为x=-1.给出下面四个结论:
①b2>4ac;②2a-b=1;③a-b+c=0;④5a<b.
其中正确的是( )
A.②④ B.①④
C.②③ D.①③
B [因为图象与x轴交于两点,所以b2-4ac>0,即b2>4ac,①正确;
对称轴为x=-1,即-=-1,2a-b=0,②错误;
结合图象,当x=-1时,y>0,即a-b+c>0,③错误;
由对称轴为x=-1知,b=2a.
又函数图象开口向下,所以a<0,所以5a<2a,即5a<b,④正确.]
3.已知y=f(x)是偶函数,当x>0时,f(x)=(x-1)2,若当x∈时,n≤f(x)≤m恒成立,则m-n的最小值为________.
1 [当x<0时,-x>0,f(x)=f(-x)=(x+1)2,因为x∈,所以f(x)min=f(-1)=0,f(x)max=f(-2)=1,所以m≥1,n≤0,m-n≥1.所以m-n的最小值是1.]
4.已知函数f(x)=x2+(2a-1)x-3.
(1)当a=2,x∈[-2,3]时,求函数f(x)的值域;
(2)若函数f(x)在[-1,3]上的最大值为1,求实数a的值.
[解] (1)当a=2时,f(x)=x2+3x-3,x∈[-2,3],
对称轴为x=-∈[-2,3],
∴f(x)min=f=--3=-,
f(x)max=f(3)=15,
∴函数f(x)的值域为.
(2)∵函数f(x)的对称轴为x=-.
①当-≤1,即a≥-时,f(x)max=f(3)=6a+3,
∴6a+3=1,即a=-,满足题意;
②当->1,即a<-时,f(x)max=f(-1)=-2a-1,
∴-2a-1=1,即a=-1,满足题意.
综上可知,a=-或-1.
1.设f(x)与g(x)是定义在同一区间[a,b]上的两个函数,若函数y=f(x)-g(x
)在x∈[a,b]上有两个不同的零点,则称f(x)和g(x)在[a,b]上是“关联函数”,区间[a,b]称为“关联区间”.若f(x)=x2-3x+4与g(x)=2x+m在[0,3]上是“关联函数”,则m的取值范围为________.
[由题意知,y=f(x)-g(x)=x2-5x+4-m在[0,3]上有两个不同的零点.在同一直角坐标系下作出函数y=m与y=x2-5x+4(x∈[0,3])的图象如图所示,结合图象可知,当x∈[2,3]时,y=x2-5x+4∈,故当m∈时,函数y=m与y=x2-5x+4(x∈[0,3])的图象有两个交点.]
2.是否存在实数a∈[-2,1],使函数f(x)=x2-2ax+a的定义域为[-1,1]时,值域为[-2,2]?若存在,求a的值;若不存在,请说明理由.
[解] f(x)=(x-a)2+a-a2,
当-2≤a<-1时,f(x)在[-1,1]上为增函数,
∴由得a=-1(舍去);
当-1≤a≤0时,由得a=-1;
当0<a≤1时,由得a不存在;
综上可得,存在实数a满足题目条件,a=-1.