2019届高考数学（北师大版文）大一轮复习讲义：第二章　函数概念与基本初等函数Ⅰ 第4讲　二次函数的再研究与幂函数.4 .doc

2.4二次函数与幂函数最新考纲考情考向分析1.理解并掌握二次函数的定义，图象及性质2.能用二次函数，方程，不等式之间的关系解决简单问题3.了解幂函数的概念4.结合函数yx，yx2，yx3，y，y的图象，了解它们的变化情况.以幂函数的图象与性质的应用为主，常与指数函数、对数函数交汇命题；以二次函数的图象与性质的应用为主，常与方程、不等式等知识交汇命题，着重考查函数与方程，转化与化归及数形结合思想，题型一般为选择、填空题，中档难度.1二次函数(1)二次函数解析式的三种形式：一般式：f(x)ax2bxc(a0)顶点式：f(x)a(xm)2n(a0)，顶点坐标为(m，n)零点式：f(x)a(xx1)(xx2)(a0)，x1，x2为f(x)的零点(2)二次函数的图像和性质解析式f(x)ax2bxc(a>0)f(x)ax2bxc(a<0)图像定义域(，)(，)值域单调性在x上是减少的；在x上是增加的在x上是增加的；在x上是减少的对称性函数的图像关于x对称2.幂函数(1)幂函数的定义一般地，形如yx的函数称为幂函数，其中x是自变量，是常量(2)常见的5种幂函数的图像(3)常见的5种幂函数的性质函数特征性质yxyx2yx3yyx1定义域RRR0，)x|xR，且x0值域R0，)R0，)y|yR，且y0奇偶性奇偶奇非奇非偶奇知识拓展1幂函数的图像和性质(1)幂函数的图像一定会出现在第一象限内，一定不会出现在第四象限，至于是否出现在第二、三象限内，要看函数的奇偶性(2)幂函数的图像过定点(1,1)，如果幂函数的图像与坐标轴相交，则交点一定是原点(3)当0时，yx在0，)上为增函数；当0时，yx在(0，)上为减函数2若f(x)ax2bxc(a0)，则当时恒有f(x)>0，当时，恒有f(x)<0.题组一思考辨析1判断下列结论是否正确(请在括号中打“”或“”)(1)二次函数yax2bxc，xa，b的最值一定是.()(2)二次函数yax2bxc，xR不可能是偶函数()(3)在yax2bxc(a0)中，a决定了图像的开口方向和在同一直角坐标系中的开口大小()(4)函数y是幂函数()(5)如果幂函数的图像与坐标轴相交，则交点一定是原点()(6)当n<0时，幂函数yxn是定义域上的减函数()题组二教材改编2已知幂函数f(x)kx的图像过点，则k等于()A. B1 C. D2答案C解析由幂函数的定义，知k1，.k.3已知函数f(x)x24ax在区间(，6)内是减少的，则a的取值范围是()Aa3 Ba3Ca3 Da3答案D解析函数f(x)x24ax的图像是开口向上的抛物线，其对称轴是x2a，由函数在区间(，6)内是减少的可知，区间(，6)应在直线x2a的左侧，2a6，解得a3，故选D.题组三易错自纠4幂函数f(x)(aZ)为偶函数，且f(x)在区间(0，)上是减函数，则a等于()A3 B4 C5 D6答案C解析因为a210a23(a5)22，f(x)(aZ)为偶函数，且在区间(0，)上是减函数，所以(a5)22<0，从而a4,5,6，又(a5)22为偶数，所以只能是a5，故选C.5已知函数yax2bxc，如果a>b>c且abc0，则它的图像可能是()答案D解析由abc0和a>b>c知，a>0，c<0，由c<0，排除A，B，又a>0，排除C.6已知函数y2x26x3，x1,1，则y的最小值是_答案1解析函数y2x26x3的图像的对称轴为x>1，函数y2x26x3在1,1上是减少的，ymin2631.题型一求二次函数的解析式典例 (1)已知二次函数的图像过点(0,1)，对称轴为x2，最小值为1，则它的解析式为_答案f(x)x22x1解析依题意可设f(x)a(x2)21，又其图像过点(0,1)，4a11，a，f(x)(x2)21x22x1.(2)已知二次函数f(x)与x轴的两个交点坐标为(0,0)和(2,0)且有最小值1，则f(x)_.答案x22x解析设函数的解析式为f(x)ax(x2)，所以f(x)ax22ax，由1，得a1，所以f(x)x22x.思维升华求二次函数解析式的方法跟踪训练 (1)已知二次函数f(x)ax2bx1(a，bR且a0)，xR，若函数f(x)的最小值为f(1)0，则f(x)_.(2)若函数f(x)(xa)(bx2a)(a，bR)是偶函数，且它的值域为(，4，则该函数的解析式f(x)_.答案(1)x22x1(2)2x24解析(1)设函数f(x)的解析式为f(x)a(x1)2ax22axa，由已知f(x)ax2bx1，a1，故f(x)x22x1.(2)由f(x)是偶函数知f(x)图像关于y轴对称，a，即b2，f(x)2x22a2，又f(x)的值域为(，4，2a24，故f(x)2x24.题型二二次函数的图像和性质命题点1二次函数的图像典例两个二次函数f(x)ax2bxc与g(x)bx2axc的图像可能是()答案D解析函数f(x)图像的对称轴为x，函数g(x)图像的对称轴为x，显然与同号，故两个函数图像的对称轴应该在y轴的同侧只有D满足命题点2二次函数的单调性典例函数f(x)ax2(a3)x1在区间1，)上是减少的，则实数a的取值范围是()A3,0) B(，3C2,0D3,0答案D解析当a0时，f(x)3x1在1，)上递减，满足题意当a0时，f(x)的对称轴为x，由f(x)在1，)上是减少的知解得3a0.综上，a的取值范围为3,0引申探究若函数f(x)ax2(a3)x1的递减区间是1，)，则a_.答案3解析由题意知f(x)必为二次函数且a<0，又1，a3.命题点3二次函数的最值典例已知函数f(x)ax22ax1在区间1,2上有最大值4，求实数a的值解f(x)a(x1)21a.(1)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；(2)当a0时，函数f(x)在区间1,2上是增函数，最大值为f(2)8a14，解得a；(3)当a0时，函数f(x)在区间1,2上是减函数，最大值为f(1)1a4，解得a3.综上可知，a的值为或3.引申探究将本例改为：求函数f(x)x22ax1在区间1,2上的最大值解f(x)(xa)21a2，f(x)的图像是开口向上的抛物线，对称轴为xa.(1)当a即a时，f(x)maxf(2)4a5，(2)当a即a时，f(x)maxf(1)22a，综上，f(x)max命题点4二次函数中的恒成立问题典例 (1)已知函数f(x)x2x1，在区间1,1上，不等式f(x)>2xm恒成立，则实数m的取值范围是_答案(，1)解析f(x)>2xm等价于x2x1>2xm，即x23x1m>0，令g(x)x23x1m，要使g(x)x23x1m>0在1,1上恒成立，只需使函数g(x)x23x1m在1,1上的最小值大于0即可g(x)x23x1m在1,1上是减少的，g(x)ming(1)m1.由m1>0，得m<1.因此满足条件的实数m的取值范围是(，1)(2)已知a是实数，函数f(x)2ax22x3在x1,1上恒小于零，则实数a的取值范围为_答案解析2ax22x3<0在1,1上恒成立当x0时，3<0，成立；当x0时，a<2，因为(，11，)，当x1时，右边取最小值，a<.综上，实数a的取值范围是.思维升华解决二次函数图像与性质问题时要注意：(1)抛物线的开口，对称轴位置，定义区间三者相互制约，要注意分类讨论；(2)要注意数形结合思想的应用，尤其是给定区间上的二次函数最值问题，先“定性”(作草图)，再“定量”(看图求解)(3)由不等式恒成立求参数取值范围的思路及关键解题思路：一是分离参数；二是不分离参数两种思路都是将问题归结为求函数的最值或值域跟踪训练 (1)设abc0，二次函数f(x)ax2bxc的图像可能是()答案D解析由A，C，D知，f(0)c0，从而由abc0，所以ab0，所以对称轴x0，知A，C错误，D满足要求；由B知f(0)c0，所以ab0，所以x0，B错误(2)已知函数f(x)x22ax2a4的定义域为R，值域为1，)，则a的值为_答案1或3解析由于函数f(x)的值域为1，)，所以f(x)min1.又f(x)(xa)2a22a4，当xR时，f(x)minf(a)a22a41，即a22a30，解得a3或a1.(3)设函数f(x)ax22x2，对于满足1<x<4的一切x值都有f(x)>0，则实数a的取值范围为_答案解析由题意得a对1x4恒成立，又22，1，max，a.题型三幂函数的图像和性质1已知点在幂函数f(x)的图像上，则f(x)是()A奇函数B偶函数C定义域内的减函数D定义域内的增函数答案A解析设f(x)x，由已知得，解得1，因此f(x)x1，易知该函数为奇函数2若四个幂函数yxa，yxb，yxc，yxd在同一坐标系中的图像如图所示，则a，b，c，d的大小关系是()AdcbaBabcdCdcabDabdc答案B解析由幂函数的图像可知，在(0,1)上幂函数的指数越大，函数图像越接近x轴，由题图知abcd，故选B.3若a<0，则0.5a，5a，5a的大小关系是()A5a<5a<0.5aB5a<0.5a<5aC0.5a<5a<5aD5a<5a<0.5a答案B解析5aa，因为a<0时，函数yxa在(0，)上是减少的，且<0.5<5，所以5a<0.5a<5a.思维升华 (1)幂函数的形式是yx(R)，其中只有一个参数，因此只需一个条件即可确定其解析式(2)在区间(0,1)上，幂函数中指数越大，函数图像越靠近x轴(简记为“指大图低”)，在区间(1，)上，幂函数中指数越大，函数图像越远离x轴(3)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，准确掌握各个幂函数的图像和性质是解题的关键数形结合思想和分类讨论思想在二次函数中的应用典例 (12分)设函数f(x)x22x2，xt，t1，tR，求函数f(x)的最小值思想方法指导研究二次函数的性质，可以结合图像进行；对于含参数的二次函数问题，要明确参数对图像的影响，进行分类讨论规范解答解f(x)x22x2(x1)21，xt，t1，tR，函数图像的对称轴为x1.2分当t11，即t0时，函数图像如图(1)所示，函数f(x)在区间t，t1上为减函数，所以最小值为f(t1)t21；5分当t1t1，即0t1时，函数图像如图(2)所示，在对称轴x1处取得最小值，最小值为f(1)1；8分当t1时，函数图像如图(3)所示，函数f(x)在区间t，t1上为增函数，所以最小值为f(t)t22t2.11分综上可知，f(x)min12分1若函数f(x)(m1)x22mx3为偶函数，则f(x)在区间(5，3)上()A先减少后增加B先增加后减少C是减少的D是增加的答案D2(2018江西九江七校联考)若幂函数f(x)(m24m4)在(0，)上为增函数，则m的值为()A1或3 B1C3 D2答案B解析由题意得m24m41，m26m80，解得m1.3已知函数f(x)ax2x5的图像在x轴上方，则a的取值范围是()A.B.C.D.答案C解析由题意知即得a>.4已知二次函数f(x)满足f(2x)f(2x)，且f(x)在0,2上是增函数，若f(a)f(0)，则实数a的取值范围是()A0，) B(，0C0,4D(，04，)答案C解析由题意可知函数f(x)的图像开口向下，对称轴为x2(如图)，若f(a)f(0)，从图像观察可知0a4.5已知二次函数f(x)2ax2ax1(a<0)，若x1<x2，x1x20，则f(x1)与f(x2)的大小关系为()Af(x1)f(x2) Bf(x1)>f(x2)Cf(x1)<f(x2) D与a值有关答案C解析该二次函数的图像开口向下，对称轴为直线x，又依题意，得x1<0，x2>0，又x1x20，当x1，x2在对称轴的两侧时，x1>x2，故f(x1)<f(x2)当x1，x2都在对称轴的左侧时，由单调性知f(x1)<f(x2)综上，f(x1)<f(x2)6若关于x的不等式x24x2a0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)答案A解析不等式x24x2a0在区间(1,4)内有解等价于a(x24x2)max，令f(x)x24x2，x(1,4)，所以f(x)f(4)2，所以a2.7已知P，Q3，R3，则P，Q，R的大小关系是_(用“>”连接)答案PRQ解析P3，根据函数yx3是R上的增函数，且，得333，即PRQ.8已知幂函数f(x)，若f(a1)<f(102a)，则a的取值范围为_答案(3,5)解析幂函数f(x)是减少的，定义域为(0，)，由f(a1)<f(102a)，得解得3<a<5.9对于任意实数x，函数f(x)(5a)x26xa5恒为正值，则a的取值范围是_答案(4,4)解析由题意可得解得4<a<4.10若f(x)x22ax与g(x)在区间1,2上都是减函数，则a的取值范围是_答案(0,1解析由f(x)x22ax在1,2上是减函数可得1,2a，)，a1.y在(1，)上为减函数，由g(x)在1,2上是减函数可得a>0，故0<a1.11已知函数f(x)x22ax1a在x0,1时有最大值2，则a的值为_答案1或2解析f(x)(xa)2a2a1，当a1时，f(x)maxf(1)a2，即a2；当0<a<1时，f(x)maxf(a)a2a12，此时无解；当a<0时，f(x)maxf(0)1a2，a1.综上，a1或a2.12已知函数f(x)x2(2a1)x3.(1)当a2，x2,3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a2时，f(x)x23x3，x2,3，对称轴x2,3，f(x)minf3，f(x)maxf(3)15，函数f(x)的值域为.(2)对称轴为x.当1，即a时，f(x)maxf(3)6a3，6a31，即a满足题意；当1，即a时，f(x)maxf(1)2a1，2a11，即a1满足题意综上可知，a或1.13已知函数f(x)x2bx，则“b0”是“f(f(x)的最小值与f(x)的最小值相等”的()A充分不必要条件B必要不充分条件C充要条件D既不充分又不必要条件答案A解析由题意知f(x)x2bx2，f(x)min，令tx2bx，则f(f(x)f(t)t2bt2，当b0时，f(f(x)的最小值为，所以“b0”能推出“f(f(x)的最小值与f(x)的最小值相等”；当b0时，f(f(x)x4的最小值为0，f(x)的最小值也为0，所以“f(f(x)的最小值与f(x)的最小值相等”不能推出“b0”，选A.14当x(1,2)时，不等式x2mx4<0恒成立，则m的取值范围是_答案(，5解析方法一不等式x2mx4<0对x(1,2)恒成立，mx<x24对x(1,2)恒成立，即m<对x(1,2)恒成立，令yx，则函数yx在x(1,2)上是减函数4<y<5，5<<4，m5.方法二设f(x)x2mx4，当x(1,2)时，由f(x)<0恒成立，得解得即m5.15若函数f(x)x2a|x1|在0，)上是增加的，则实数a的取值范围是_答案0,2解析f(x)当x1，)时，f(x)x2axa2a，当x(，1)时，f(x)x2axa2a.当>1，即a>2时，f(x)在上是减少的，在上是增加的，不合题意；当01，即0a2时，符合题意；当<0，即a<0时，不符合题意综上，a的取值范围是0,216已知函数f(x)ax2bxc(a>0，bR，cR)(1)若函数f(x)的最小值是f(1)0，且c1，F(x)求F(2)F(2)的值；(2)若a1，c0，且|f(x)|1在区间(0,1上恒成立，试求b的取值范围解(1)由已知c1，abc0，且1，解得a1，b2，f(x)(x1)2.F(x)F(2)F(2)(21)2(21)28.(2)由题意得，f(x)x2bx，原命题等价于1x2bx1在(0,1上恒成立，即bx且bx在(0,1上恒成立又当x(0,1时，x的最小值为0，x的最大值为2.2b0.故b的取值范围是2,0