人教版2021届一轮复习打地基练习 幂函数的性质
展开1.幂函数f(x)=(m2﹣4m+4)在(0,+∞)为减函数,则m的值为( )
A.1或3B.1C.3D.2
2.幂函数f(x)=(m2﹣m﹣1)x在x∈(0,+∞)上是增函数,则m=( )
A.﹣1或2B.﹣1C.2D.1
3.已知幂函数f(x)的图象过点(2,),则f(x)是( )
A.是奇函数
B.是偶函数
C.既是奇函数又是偶函数
D.既不是奇函数又不是偶函数
4.设,则a,b,c的大小顺序是( )
A.c<a<bB.c<b<aC.a<c<bD.b<c<a
5.已知幂函数f(x)=(m2﹣3m﹣3)x2m﹣3在(0,+∞)上为增函数,则m值为( )
A.4B.3C.﹣1D.﹣1或4
6.已知α∈{﹣3,﹣2,,2},若幂函数f(x)=xα为奇函数,且在(0,+∞)上单调递减,则α的值为( )
A.﹣3B.﹣2C.D.2
7.幂函数为单调函数,则实数m的值为( )
A.2B.3C.4D.2或4
8.已知幂函数y=f(x)的图象过点,则下列结论正确的是( )
A.y=f(x)的定义域为[0,+∞)
B.y=f(x)在其定义域上为减函数
C.y=f(x)是偶函数
D.y=f(x)是奇函数
9.已知幂函数,若f(a﹣1)<f(14﹣2a),则a的取值范围是( )
A.[﹣1,3)B.(﹣∞,5)C.[1,5)D.(5,+∞)
10.已知幂函数的图象过点(8,4),则该函数的单调递减区间是( )
A.(0,+∞)B.(﹣∞,+∞)C.(﹣∞,0)D.(1,+∞)
11.已知函数,其中m∈N,若函数f(x)为幂函数且其在(0,+∞)上是单调递增的,并且在其定义域上是偶函数,则m+n=( )
A.2B.3C.4D.5
12.若幂函数f(x)的图象过点(64,2),则f(x)<f(x2)的解集为( )
A.(﹣∞,0)B.(0,1)
C.(1,+∞)D.(0,1)∪(1,+∞)
13.设,则使函数y=xα的定义域为R,且为偶函数的所有α的值为( )
A.﹣1,3B.﹣1,2C.﹣1,3,2D.
14.函数f(x)=(a﹣2)x2+(a﹣1)x+3是偶函数,g(x)=(b2﹣2b﹣2)x2﹣b(b>0)为幂函数,则lgba=( )
A.3B.1C.﹣3D.0
二.多选题(共1小题)
15.已知幂函数f(x)=xa的图象经过函数g(x)=ax﹣2﹣(a>0且a≠1)的图象所过的定点,则幂函数f(x)具有的特性是( )
A.在定义域内单调递减B.图象过定点(1,1)
C.是奇函数D.其定义域是R
三.填空题(共17小题)
16.幂函数在(0,+∞)单调递减,则实数m的值为 .
17.幂函数(a,m∈N)为偶函数,且在(0,+∞)上是减函数,则a+m= .
18.已知幂函数f(x)=(m2﹣3m﹣3)x2m﹣3在(0,+∞)上为增函数,则m值为 .
19.函数f(x)=(m2﹣m﹣5)xm+1是幂函数,且为偶函数,则实数m的值是 .
20.已知幂函数f(x)=xm+2过点(2,8),且f(k2+1)+f(2k﹣4)<0,则实数k的取值范围是 .
21.设α∈{1,2,3,﹣1},则使y=xα为奇函数且在(0,+∞)上单调递增的α的值为 .
22.已知幂函数y=(m2﹣5m﹣5)x2m+1在(0,+∞)上为增函数,则实数m= .
23.幂函数f(x)=(m2﹣3m+3)x3m﹣4在(0,+∞)上为减函数,则m的值为 ;
24.函数f(x)=(m2﹣m﹣1)x是幂函数,且在x∈(0,+∞)上是减函数,则实数m= .
25.已知幂函数y=(n∈N*)的定义域为(0,+∞),且单调递减,则n= .
26.若幂函数y=(m2﹣3m+3)xm﹣2的图象关于原点对称,则m的取值为 .
27.设k∈{﹣2,﹣1,,,2},若x∈(﹣1,0)∪(0,1),且xk>|x|,则k取值的集合是 .
28.已知幂函数是奇函数,且f(5)<1,则m的值为 .
29.已知幂函数f(x)=(m2﹣2m﹣2)xm﹣1在(0,+∞)上单调递减,则实数m的值为 .
30.已知幂函数f(x)=x2m+1过点(3,27),若f(k2+3)+f(9﹣8k)<0,则实数k的取值范围是 .
31.函数y=(m2﹣m﹣1)是幂函数,且在x∈(0,+∞)上是减函数,则实数m= .
32.若函数y=(m∈Z)在区间(0,+∞)上是严格减函数,且图像关于y轴对称,则实数m的值是 .
四.解答题(共8小题)
33.已知幂函数f(x)=(k2+k﹣1)x(2﹣k)(1+k),且f(2)<f(3).
(1)求实数k的值,并写出相应的函数f(x)的解析式;
(2)对于(1)中的函数f(x),试判断是否存在正数m,使函数g(x)=1﹣f(x)+2mx,在区间[0,1]上的最大值为5,若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
34.已知幂函数是偶函数,且在(0,+∞)上单调递增.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若正数a,b满足2a+3b=7m,求的最小值.
35.已知幂函数f(x)=(m∈Z)在(0,+∞)是单调减函数,且为偶函数.
(1)求f(x)的解析式;
(2)讨论F(x)=af(x)+(a﹣2)x5•f(x)的奇偶性,并说明理由.
36.已知幂函数f(x)=(m2+2m﹣2)xm+2,且在(0,+∞)上是减函数.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若(3﹣a)m>(a﹣1)m,求a的取值范围.
37.已知幂函数f(x)=(2m2+m﹣2)x2m+1在(0,+∞)上是增函数.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若,求a的取值范围.
38.已知幂函数f(x)=(﹣3m2﹣2m+2)x1+3m在(0,+∞)上为增函数.
(1)求f(x)解析式;
(2)若函数y=f(x)﹣(2a+1)x+a2﹣1在区间(2,3)上为单调函数,求实数a的取值范围.
39.若幂函数f(x)=(2m2+m﹣2)x2m+1在其定义域上是增函数.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若f(2﹣a)<f(a2﹣4),求a的取值范围.
40.已知幂函数,当x∈(0,+∞)时,y随x的增大而增大.
(1)求f(x)的解析式;
(2)解不等式f(a﹣1)<8.
人教版2021届一轮复习打地基练习 幂函数的性质
参考答案与试题解析
一.选择题(共14小题)
1.幂函数f(x)=(m2﹣4m+4)在(0,+∞)为减函数,则m的值为( )
A.1或3B.1C.3D.2
【分析】根据幂函数的定义和单调性求m即可.
【解答】解:∵为幂函数
∴m2﹣4m+4=1,
解得m=3或m=1.
由当x∈(0,+∞)时为减函数,
则m2﹣6m+8<0,
解得2<m<4.
∴m=3,
故选:C.
2.幂函数f(x)=(m2﹣m﹣1)x在x∈(0,+∞)上是增函数,则m=( )
A.﹣1或2B.﹣1C.2D.1
【分析】由幂函数的定义知系数m2﹣m﹣1=1及函数在x∈(0,+∞)上是增函数性质m2+m﹣3>0,这两个条件共同确定可得m的值
【解答】解:由幂函数定义知:m2﹣m﹣1=1得m=2或m=﹣1,又函数在x∈(0,+∞)上是增函数
∴m2+m﹣3>0,故只有m=2成立,m=﹣1舍弃.
所以m的值为2
故选:C.
3.已知幂函数f(x)的图象过点(2,),则f(x)是( )
A.是奇函数
B.是偶函数
C.既是奇函数又是偶函数
D.既不是奇函数又不是偶函数
【分析】由幂函数f(x)=xa的图象过点(2,),求出a=﹣2,由此得到f(x)是偶函数.
【解答】解:∵幂函数f(x)=xa的图象过点(2,),
∴f(2)=2a=,
解得a=﹣2,
∴f(x)=x﹣2.
∴f(x)是偶函数.
故选:B.
4.设,则a,b,c的大小顺序是( )
A.c<a<bB.c<b<aC.a<c<bD.b<c<a
【分析】先判断b>1,再化a、c,利用幂函数的性质判断a、c的大小.
【解答】解:a==<1,
b=>1,
c==<1;
且0<<<1,函数y=在(0,+∞)上是单调增函数,
所以<,
所以c<a;
综上知,c<a<b.
故选:A.
5.已知幂函数f(x)=(m2﹣3m﹣3)x2m﹣3在(0,+∞)上为增函数,则m值为( )
A.4B.3C.﹣1D.﹣1或4
【分析】根据幂函数的定义令m2﹣3m﹣3=1求得m的值,再根据f(x)的单调性求得m的值.
【解答】解:幂函数f(x)=(m2﹣3m﹣3)x2m﹣3中,
令m2﹣3m﹣3=1,解得m=4或m=﹣1;
当m=4时,f(x)=x5在(0,+∞)上为增函数,
当m=﹣1时,f(x)=x﹣5在(0,+∞)上为减函数,不合题意;
综上知m值为4.
故选:A.
6.已知α∈{﹣3,﹣2,,2},若幂函数f(x)=xα为奇函数,且在(0,+∞)上单调递减,则α的值为( )
A.﹣3B.﹣2C.D.2
【分析】利用幂函数的性质求解.
【解答】解:∵幂函数f(x)=xα为奇函数,且在(0,+∞)上单调递减,
∴α为奇数且α<0,
∴α=﹣3,
故选:A.
7.幂函数为单调函数,则实数m的值为( )
A.2B.3C.4D.2或4
【分析】根据幂函数的定义求出m的值,再判断f(x)是否为定义域内的单调函数.
【解答】解:幂函数中,
令m2﹣6m+9=1,得m2﹣6m+8=0,
解得m=2或m=4.
当m=2时,f(x)=x﹣1,在定义域内的每个区间上是单调函数,不满足题意;
当m=4时,f(x)=x5,在定义域R上是单调增函数,满足题意.
故选:C.
8.已知幂函数y=f(x)的图象过点,则下列结论正确的是( )
A.y=f(x)的定义域为[0,+∞)
B.y=f(x)在其定义域上为减函数
C.y=f(x)是偶函数
D.y=f(x)是奇函数
【分析】先利用已知点求出幂函数的解析式,再利用幂函数的性质解题即可.
【解答】解:设幂函数f(x)=xα,
∵幂函数y=f(x)的图象过点,∴,
∴,
∴y=f(x)的定义域为(0,+∞),且在其定义域上是减函数,故选项A错误,选项B正确,
∵函数定义域为(0,+∞),不关于原点对称,所以不具有奇偶性,故选项C,D错误,
故选:B.
9.已知幂函数,若f(a﹣1)<f(14﹣2a),则a的取值范围是( )
A.[﹣1,3)B.(﹣∞,5)C.[1,5)D.(5,+∞)
【分析】由题意利用幂函数的性质,求得a 的范围.
【解答】解:由幂函数,若f(a﹣1)<f(14﹣2a),
可得 <,求得1≤a<5,
故选:C.
10.已知幂函数的图象过点(8,4),则该函数的单调递减区间是( )
A.(0,+∞)B.(﹣∞,+∞)C.(﹣∞,0)D.(1,+∞)
【分析】求解该函数的解析式,结合幂函数的性质可得单调性
【解答】解:设幂函数的解析式为y=xa,图象过点(8,4),即4=8a,
可得a=,
可知幂函数是偶函数,且a=,在(0,+∞)单调递增;在(﹣∞,0)单调递减;
故选:C.
11.已知函数,其中m∈N,若函数f(x)为幂函数且其在(0,+∞)上是单调递增的,并且在其定义域上是偶函数,则m+n=( )
A.2B.3C.4D.5
【分析】利用幂函数的性质列出方程组,能求出结果.
【解答】解:∵函数,其中m∈N,
函数f(x)为幂函数且其在(0,+∞)上是单调递增的,并且在其定义域上是偶函数,
∴,
解得n=1,m=1
∴m+n=2.
故选:A.
12.若幂函数f(x)的图象过点(64,2),则f(x)<f(x2)的解集为( )
A.(﹣∞,0)B.(0,1)
C.(1,+∞)D.(0,1)∪(1,+∞)
【分析】设幂函数f(x)=xα,由题意求得α的值,可得不等式即 <,可得 0≤x<x2,由此求得x的范围.
【解答】解:设幂函数f(x)=xα,由于它的图象过点(64,2),
∴2=64α,∴α=,f(x)=.
则f(x)<f(x2),即 <,∴0≤x<x2,
∴x>1,故原不等式的解集为(1,+∞),
故选:C.
13.设,则使函数y=xα的定义域为R,且为偶函数的所有α的值为( )
A.﹣1,3B.﹣1,2C.﹣1,3,2D.
【分析】根据题意,讨论α的取值,得出满足条件的α值即可.
【解答】解:根据题意,得;
当α=﹣1时,y=x﹣1的定义域是{x|x≠0},不满足条件;
当α=2时,y=x2的定义域是R,且为R上的偶函数,满足条件;
当α=时,y==的定义域是R,且为R上的偶函数,满足条件;
当α=3时,y=x3的定义域是R,且为R上的奇函数,不满足条件;
综上,所有α取值为2,;
故选:D.
14.函数f(x)=(a﹣2)x2+(a﹣1)x+3是偶函数,g(x)=(b2﹣2b﹣2)x2﹣b(b>0)为幂函数,则lgba=( )
A.3B.1C.﹣3D.0
【分析】根据函数f(x)是偶函数求出a的值,由g(x)为幂函数求出b的值,再计算lgba的值.
【解答】解:函数f(x)=(a﹣2)x2+(a﹣1)x+3是偶函数,
所以a﹣1=0,解得a=1;
由g(x)=(b2﹣2b﹣2)x2﹣b(b>0)为幂函数,
得b2﹣2b﹣2=1,即b2﹣2b﹣3=0,解得b=﹣1或b=3;
当b=﹣1时lgba无意义,当b=3时lgba=lg31=0.
故选:D.
二.多选题(共1小题)
15.已知幂函数f(x)=xa的图象经过函数g(x)=ax﹣2﹣(a>0且a≠1)的图象所过的定点,则幂函数f(x)具有的特性是( )
A.在定义域内单调递减B.图象过定点(1,1)
C.是奇函数D.其定义域是R
【分析】根据指数函数的性质求得g(x)的图象恒过的定点,可得f(x)的解析式,再判断f(x)具有的性质即可.
【解答】解:在函数g(x)=ax﹣2﹣中,
令x﹣2=0,解得x=2,
所以y=g(2)=1﹣=,
所以函数g(x)的图象过定点P(2,);
把点P的坐标代入幂函数f(x)的解析式中,
得2a=,解得a=﹣1;
所以f(x)=x﹣1;
所以f(x)在定义域内的每个区间上是单调减函数,所以选项A错误;
函数f(x)的图象经过定点(1,1),且为奇函数,所以选项B、C正确;
函数的定义域是{x|x≠0},所以选项D错误.
故选:BC.
三.填空题(共17小题)
16.幂函数在(0,+∞)单调递减,则实数m的值为 1 .
【分析】利用幂函数的性质直接求解.
【解答】解:∵幂函数在(0,+∞)单调递减,
∴,
解得m=1.
∴实数m的值为1.
故答案为:1.
17.幂函数(a,m∈N)为偶函数,且在(0,+∞)上是减函数,则a+m= 3 .
【分析】先利用幂函数的定义和单调性求出a的值和m的范围,再结合偶函数确定m的值,即可求出结果.
【解答】解:∵幂函数(a,m∈N),在(0,+∞)上是减函数,
∴a﹣1=1,且m2﹣2m﹣3<0,
∴a=2,﹣1<m<3,
又∵m∈N,∴m=0,1,2,
又∵幂函数f(x)为偶函数,∴m=1,
∴a+m=3,
故答案为:3.
18.已知幂函数f(x)=(m2﹣3m﹣3)x2m﹣3在(0,+∞)上为增函数,则m值为 4 .
【分析】根据幂函数的定义得到m2﹣3m﹣3=1,解出m的值,又函数在(0,+∞)上为增函数,所以2m﹣3>0,从而得出m的值.
【解答】解:∵幂函数f(x)=(m2﹣3m﹣3)x2m﹣3在(0,+∞)上为增函数,
∴m2﹣3m﹣3=1且2m﹣3>0,
解得:m=﹣1或4,
又∵2m﹣3>0,即m,
∴m=4,
故答案为:4.
19.函数f(x)=(m2﹣m﹣5)xm+1是幂函数,且为偶函数,则实数m的值是 3 .
【分析】由函数f(x)是幂函数,且为偶函数,列方程求出m的值.
【解答】解:由函数f(x)=(m2﹣m﹣5)xm+1是幂函数,
得m2﹣m﹣5=1,即m2﹣m﹣6=0,
解得m=﹣2或m=3;
又f(x)为偶函数,即m+1为偶数,
所以实数m的值是3.
故答案为:3.
20.已知幂函数f(x)=xm+2过点(2,8),且f(k2+1)+f(2k﹣4)<0,则实数k的取值范围是 (﹣3,1) .
【分析】由题意利用幂函数的性质,函数的单调性和奇偶性,求出k的取值范围.
【解答】解:∵幂函数f(x)=xm+2过点(2,8),
∴2m+2=8,求得m=1,幂函数f(x)=x3,
显然,f(x)是奇函数,且在R上单调递增,
∵f(k2+1)+f(2k﹣4)<0,即 f(k2+1)<﹣f(2k﹣4)=f(4﹣2k),
∴k2+1<4﹣2k,解得:﹣3<k<1,
故答案为:(﹣3,1).
21.设α∈{1,2,3,﹣1},则使y=xα为奇函数且在(0,+∞)上单调递增的α的值为 1,3 .
【分析】根据幂函数的图象与性质,判断即可.
【解答】解:当α=1时,函数y=x是奇函数,且在(0,+∞)上单调递增,满足题意;
当α=2时,函数y=x2为偶函数,在(0,+∞)上单调递增,不满足题意;
当α=3时,函数y=x3为奇函数,且在(0,+∞)上单调递增,满足题意;
当α=﹣1时,函数y=x﹣1为奇函数,在(0,+∞)上单调递减,不满足题意;
综上知,α的值为1,3.
故答案为:1,3.
22.已知幂函数y=(m2﹣5m﹣5)x2m+1在(0,+∞)上为增函数,则实数m= 6 .
【分析】由幂函数的定义列方程求出m的值,再根据幂函数的单调性判断m的值是否满足题意.
【解答】解:由y=(m2﹣5m﹣5)x2m+1是幂函数,得m2﹣5m﹣5=1,
化简得m2﹣5m﹣6=0,
解得m=6或m=﹣1;
当m=6时,y=x13,是(0,+∞)上的增函数,满足题意;
当m=﹣1时,y=x﹣1,不是(0,+∞)上的增函数,舍去.
综上知,实数m=6.
故答案为:6.
23.幂函数f(x)=(m2﹣3m+3)x3m﹣4在(0,+∞)上为减函数,则m的值为 1 ;
【分析】由题意可得m2﹣3m+3=1,求得m值,再满足3m﹣4<0即可.
【解答】解:∵函数f(x)=(m2﹣3m+3)x3m﹣4是幂函数,
∴m2﹣3m+3=1,即m2﹣3m+2=0,解得m=1或m=2.
又幂函数f(x)=(m2﹣3m+3)x3m﹣4在(0,+∞)上为减函数,
∴3m﹣4<0,即m<,
故m=1.
故答案为:1.
24.函数f(x)=(m2﹣m﹣1)x是幂函数,且在x∈(0,+∞)上是减函数,则实数m= ﹣1 .
【分析】利用幂函数的定义和性质直接求解.
【解答】解:∵函数f(x)=(m2﹣m﹣1)x是幂函数,且在x∈(0,+∞)上是减函数,
∴,
解得实数m=﹣1.
故答案为:﹣1.
25.已知幂函数y=(n∈N*)的定义域为(0,+∞),且单调递减,则n= 2 .
【分析】利用幂函数的性质直接求解.
【解答】解:∵幂函数y=(n∈N*)的定义域为(0,+∞),且单调递减,
∴,
解得n=2.
故答案为:2.
26.若幂函数y=(m2﹣3m+3)xm﹣2的图象关于原点对称,则m的取值为 1 .
【分析】根据幂函数的定义列方程求出m的值,再判断函数的图象是否关于原点对称.
【解答】解:幂函数y=(m2﹣3m+3)xm﹣2中,
令m2﹣3m+3=1,
解得m=1或m=2;
当m=1时,f(x)=x﹣1,图象关于原点对称;
当m=2时,f(x)=x0,图象不关于原点对称;
所以m的取值为1.
故答案为:1.
27.设k∈{﹣2,﹣1,,,2},若x∈(﹣1,0)∪(0,1),且xk>|x|,则k取值的集合是 {﹣2,}, .
【分析】直接利用幂函数的性质和分类讨论的应用求出结果.
【解答】解:令f(x)=xk,由f(x)>|x|,可知,
幂函数f(x)的图象在y=|x|的图象上方,
如果函数f(x)为奇函数,则第三象限有图象,
所以函数f(x)不是奇函数,
所以k=﹣1,,不符合,
由于x∈(0,1),xk>x,整理得1>x1﹣k,
所以1﹣k>0,所以k<1,故k=2不符合,
所以k=﹣2,,
即{﹣2,},
故答案为:{﹣2,},
28.已知幂函数是奇函数,且f(5)<1,则m的值为 0 .
【分析】根据题意利用函数的性质列出不等式求出m的值,再验证即可.
【解答】解:因为幂函数,且f(5)<1,
<1,
即2m2+m﹣3<0,
解得﹣<m<1;
又因为m∈Z,所以m=﹣1,或m=0;
当m=﹣1时,2m2+m﹣3=﹣2,不符题意,舍去;
当m=0时,2m2+m﹣3=﹣3,符合题意;
所以m的值为0.
故答案为:0.
29.已知幂函数f(x)=(m2﹣2m﹣2)xm﹣1在(0,+∞)上单调递减,则实数m的值为 ﹣1 .
【分析】由题意利用幂函数的定义和性质,得出结论.
【解答】解:∵幂函数f(x)=(m2﹣2m﹣2)xm﹣1在(0,+∞)上单调递减,
∴m2﹣2m﹣2=1,且m﹣1<0,求得m=﹣1,
故答案为:﹣1.
30.已知幂函数f(x)=x2m+1过点(3,27),若f(k2+3)+f(9﹣8k)<0,则实数k的取值范围是 (2,6) .
【分析】由题意,依据幂函数的定义,求出它的解析式,再根据单调性、奇偶性可得k2+3<8k﹣9,解一元二次不等式,求得k的范围.
【解答】解:∵幂函数f(x)=x2m+1过点(3,27),∴32m+1=33,
∴m=1,
幂函数f(x)=x3,显然f(x)是奇函数,且在R上单调递增.
若f(k2+3)+f(9﹣8k)<0,则不等式即 f(k2+3)<f(8k﹣9),
∴k2+3<8k﹣9,∴2<k<6,
故答案为:(2,6).
31.函数y=(m2﹣m﹣1)是幂函数,且在x∈(0,+∞)上是减函数,则实数m= 2 .
【分析】由幂函数的定义知,其系数值应为1,又在x∈(0,+∞)上是减函数,故其幂指数为负,由此即可转化出参数的所满足的条件.
【解答】解:由题设条件及幂函数的定义知
由①解得m=2,或m=﹣1,代入②验证知m=﹣1不合题意
故m=2
故答案为2
32.若函数y=(m∈Z)在区间(0,+∞)上是严格减函数,且图像关于y轴对称,则实数m的值是 1或3 .
【分析】根据幂函数在区间(0,+∞)上为减函数求得m的取值范围,再由m∈Z,结合函数图象关于y轴对称,求出m的值.
【解答】解:幂函数y=(m∈Z)在区间(0,+∞)上为减函数,
∴m2﹣4m﹣5<0,解得:﹣1<m<4,又m∈Z,
∴m=0或m=1或m=2或m=3;
当m=0时,y=x﹣5,图象不关于y轴对称;
当m=1时,y=x﹣8,图象关于y轴对称;
当m=2时,f(x)=x﹣9,图象不关于y轴对称;
当m=3时,f(x)=x﹣8,图象关于y轴对称;
综上,m的值为1或3.
故答案为:1或3.
四.解答题(共8小题)
33.已知幂函数f(x)=(k2+k﹣1)x(2﹣k)(1+k),且f(2)<f(3).
(1)求实数k的值,并写出相应的函数f(x)的解析式;
(2)对于(1)中的函数f(x),试判断是否存在正数m,使函数g(x)=1﹣f(x)+2mx,在区间[0,1]上的最大值为5,若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由题意利用幂函数的定义和性质,求出k的值,可得函数的解析式.
(2)由题意求出m的值,可得g(x)的解析式,再利用二次函数的性质,求出m的值.
【解答】解:(1)∵f(2)<f(3),
∴幂函数f(x)=(k2+k﹣1)x(2﹣k)(1+k)在(0,+∞)上单调递增,
∴(2﹣k)(1+k)>0,∴﹣1<k<2,k2+k﹣1=1,
∴k=1,f(x)=x2.
(2)∵g(x)=1﹣f(x)+2mx=﹣x2+2mx+1,
∵g(x)开口方向向下,对称轴x=m(m>0),
1)当0<m<1时,g(x)在区间[0,m]上递增,在区间[m,1]上递减.
∴,∴m=±2,均不符合题意舍去,
2)当m≥1时,g(x)在区间[0,1]上递增,∴g(x)max=g(1)=2m=5,
∴,符合题意,
综上,.
34.已知幂函数是偶函数,且在(0,+∞)上单调递增.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若正数a,b满足2a+3b=7m,求的最小值.
【分析】(1)利用幂函数的定义和性质列出方程组,求出m=1,k=2,由此能求出f(x).
(2)由2a+3b=7,得=1,再利用均值不等式能求出的最小值.
【解答】解:(1)∵幂函数是偶函数,且在(0,+∞)上单调递增.
∴,解得m=1,k=2,
∴f(x)=x2.
(2)∵2a+3b=7,
∴2(a+1)+3(b+1)=12,∴=1,
∴=()()=1+≥1+2=2,
当且仅当,即a=2,b=1时,取“=”,
∴的最小值为2.
35.已知幂函数f(x)=(m∈Z)在(0,+∞)是单调减函数,且为偶函数.
(1)求f(x)的解析式;
(2)讨论F(x)=af(x)+(a﹣2)x5•f(x)的奇偶性,并说明理由.
【分析】(1)根据幂函数的性质,幂函数在(0,+∞)是单调减函数,且为偶函数,得幂指数小于0,再由m∈z可求m的值;
(2)由(I)知F(x)=a•x﹣4+(a﹣2)x,分a=0,a=2,a≠0且a≠2三种情况利用定义分别判断函数的奇偶性.
【解答】解:(1)由幂函数f(x)=(m∈Z)在(0,+∞)是单调减函数,
得:m2﹣2m﹣3<0⇒﹣1<m<3,又m∈z,∴m=0或1或2,
m=0时f(x)=x﹣3;m=1时f(x)=x﹣4,m=2时f(x)=x﹣3,
又函数是偶函数,∴f(x)=x﹣4.
(2)F(x)=a•x﹣4+(a﹣2)x,
当a=0时,F(x)=﹣2x,∵F(﹣x)=﹣F(x),∴函数是奇函数;
当a=2时,F(x)=,∵F(﹣x)=F(x),∴函数是偶函数;
当a≠0且a≠2时,F(1)=2a﹣2,F(﹣1)=2,
F(1)≠±F(﹣1),∴函数对∀x∈(﹣∞,0)∪(0,+∞),F(﹣x)=F(x)不成立,F(﹣x)=﹣F(x)也不成立,
∴函数F(x)是非奇非偶函数.
36.已知幂函数f(x)=(m2+2m﹣2)xm+2,且在(0,+∞)上是减函数.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若(3﹣a)m>(a﹣1)m,求a的取值范围.
【分析】(1)根据幂函数的定义和单调性建立条件关系即可得到结论,
(2)令g(x)=x﹣3,根据其单调性即可求解结论.
【解答】解:(1)∵函数是幂函数,
∴m2+2m﹣2=1,
即m2+2m﹣3=0,
解得m=1或m=﹣3,
∵幂函数f(x)在(0,+∞)上是减函数,
∴m+2<0,
即m<﹣2,
∴m=﹣3,
∴f(x)=x﹣1,
(2)令g(x)=x﹣3,因为g(x)的定义域为(﹣∞,0)∪(0,+∞),且在(﹣∞,0)和(0,+∞)上均为减函数,
∵(3﹣a)﹣3>(a﹣1)﹣3,
∴3﹣a<a﹣1<0或0<3﹣a<a﹣1或3﹣a>0>a﹣1,
解得2<a<3或a<1,
故a的取值范围为:{a|2<a<3或a<1}.
37.已知幂函数f(x)=(2m2+m﹣2)x2m+1在(0,+∞)上是增函数.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若,求a的取值范围.
【分析】由题意利用幂函数的定义和性质,求得m的范围.
【解答】解:(1)∵幂函数f(x)=(2m2+m﹣2)x2m+1在(0,+∞)上是增函数,
∴2m2+m﹣2=1,且2m+1>0,求得m=1,
故幂函数f(x)=x3.
(2)若,则0≤<,
∴2≥a>,
即a的范围为(,2].
38.已知幂函数f(x)=(﹣3m2﹣2m+2)x1+3m在(0,+∞)上为增函数.
(1)求f(x)解析式;
(2)若函数y=f(x)﹣(2a+1)x+a2﹣1在区间(2,3)上为单调函数,求实数a的取值范围.
【分析】(1)由题意利用幂函数的定义和性质,求得m的值,可得函数的解析式.
(2)由题意利用二次函数的图象的对称性,求得a的范围.
【解答】解:(1)∵幂函数解析式为f(x)=(﹣3m2﹣2m+2)x1+3m,
∴﹣3m2﹣2m+2=1,解得 m=﹣1,或 m=,
当 m=﹣1时,f(x)=x﹣2=,在(0,+∞)上为减函数,不合题意,舍去;
当m=时,f(x)=x2 在(0,+∞)上为增函数,符合题意,
∴f(x)=x2.
(2)∵函数y=f(x)﹣(2a+1)x+a2﹣1在区间(2,3)上为单调函数,
函数图象的对称轴为x=,∴≤2,或 ≥3.
解得 a≤,或 a≥,
∴实数a的取值范围为{a|a≤,或 a≥}.
39.若幂函数f(x)=(2m2+m﹣2)x2m+1在其定义域上是增函数.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若f(2﹣a)<f(a2﹣4),求a的取值范围.
【分析】(1)根据幂函数的定义列方程求出m的值,再判断m的值是否满足题意;
(2)由f(x)在定义域R上是增函数,把不等式f(2﹣a)<f(a2﹣4)化为2﹣a<a2﹣4,求出解集即可.
【解答】解:(1)由函数f(x)=(2m2+m﹣2)x2m+1是幂函数,
所以2m2+m﹣2=1,解得m=1或m=﹣;
当m=1时,f(x)=x3,在定义域R上是增函数,满足题意;
当m=﹣时,f(x)=x﹣2,在定义域(﹣∞,0)∪(0,+∞)上不是增函数,不满足题意;
所以m=1,f(x)=x3.
(2)由f(x)=x3,在定义域R上是增函数,
所以不等式f(2﹣a)<f(a2﹣4)等价于2﹣a<a2﹣4,
化简得a2+a﹣6>0,
解得a<﹣3或a>2,
所以a的取值范围是(﹣∞,﹣3)∪(2,+∞).
40.已知幂函数,当x∈(0,+∞)时,y随x的增大而增大.
(1)求f(x)的解析式;
(2)解不等式f(a﹣1)<8.
【分析】(1)由题意利用幂函数的定义和性质可得m2﹣m﹣5=1且 m2﹣6>0,由此求得m的值,可得函数的解析式.
(2)不等式即(a﹣1)3<23,由此求得 a的范围.
【解答】解:(1)∵幂函数,∴m2﹣m﹣5=1,求得m=﹣2,或m=3.
∵当x∈(0,+∞)时,y随x的增大而增大,∴m2﹣6>0,∴m=3,f(x)=x3.
(2)不等式f(a﹣1)<8,即(a﹣1)3<23,即 a﹣1<2,解得a<3,
故不等式的解集为(﹣∞,3).
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