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    新教材人教B版步步高学习笔记【同步课件】第四章 §4.4 幂函数
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    高中数学人教B版 (2019)必修 第二册4.4 幂函数评课课件ppt

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    这是一份高中数学人教B版 (2019)必修 第二册4.4 幂函数评课课件ppt,共60页。PPT课件主要包含了幂函数的概念,注意点,-3或1,反思感悟,幂函数的图像和性质,五个幂函数的性质,xx≠0,yy≠0,0+∞,减函数等内容,欢迎下载使用。

    1.了解幂函数的概念.
    3.理解和掌握幂函数在第一象限的分类特征,能运用数形结合的方法处理幂函数的有关问题. 
    2.掌握y=xα(α=-1, ,1,2,3)的图像与性质.
    1636年苏格兰人休姆引进了一种较好的记法,他用罗马数字表示指数,写在底数的右上角,如“A4”写作“AⅣ”.一年以后,法国数学家笛卡儿将其进行了改进,把罗马数字改用阿拉伯数字,成了今天的样子.此后由英国数学家渥里斯、牛顿等人分别引入负指数幂和分数指数幂的概念及符号,从而使幂的概念及符号发展得更完备了.
    问题1 函数y= 是指数函数吗?为什么?
    提示 不是,自变量x的位置在底数位置,不符合指数函数定义.
    幂函数的定义:一般地,函数y=xα称为幂函数,其中α为常数.
    (1)xα的系数为1.(2)底数x为自变量.(3)α为常数.
      (1)(多选)下列函数为幂函数的是A.y=x3  B.y= C.y=4x2 D.y=x
    B项为指数函数;C中的函数的系数不为1;A,D为幂函数.
    (2)已知y= +2n-3是幂函数,则m=_______,n=__.
    判断一个函数是否为幂函数的依据观察该函数是否为y=xα(α为常数)的形式,即函数的解析式为一个幂的形式,且需满足:(1)指数为常数;(2)底数为自变量; (3)系数为1.
       (1)已知f(x)=ax2a+1-b+1是幂函数,则a+b等于A.2     B.1     C.     D.0
    因为f(x)=ax2a+1-b+1是幂函数,所以a=1,-b+1=0,即a=1,b=1,则a+b=2.
    设f(x)=xα(α为常数),
    问题2 在同一平面直角坐标系中,你能画出幂函数y=x,y=x2,y=x3,y= ,y=x-1的图像吗?
    1.五个幂函数的图像:
    (1)所有的幂函数在区间(0,+∞)上都有定义,因此在第一象限内都有图像,并且图像都经过点(1,1).在第四象限内都没有图像.在第二、三象限内的图像可由函数的奇偶性画出.(2)当α>0时,幂函数的图像都经过(0,0)和(1,1)点,在第一象限内,当0<α<1时,曲线上凸;当α>1时,曲线下凸;并且在区间[0,+∞)上单调递增.(3)当α<0时,幂函数的图像都经过(1,1)点,在第一象限内,曲线下凸.并且在区间(0,+∞)上单调递减.
    (4)在x=1右侧,幂函数y=xα的指数α从下向上看递增,即“指大图高”“指小图低”.
      (1)如图所示,图中的曲线是幂函数y=xn在第一象限的图像,已知n取±2, 四个值,则对应于c1,c2,c3,c4的n依次为
    根据幂函数y=xn的性质,故c1的n=2,c2的n= ,当n<0时,|n|越大,曲线越陡峭,所以曲线c3的n= ,曲线c4的n=-2.
    (2)函数y= 的图像大致是图中的
    ∵函数y= 是奇函数,且α= >1,
    解决幂函数图像问题应把握的两个原则(1)依据图像高低判断幂指数大小,相关结论为:在(0,1)上,指数越大,幂函数图像越靠近x轴(简记为指大图低);在(1,+∞)上,指数越大,幂函数图像越远离x轴(简记为指大图高).(2)依据图像确定幂指数α与0,1的大小关系,即根据幂函数在第一象限内的图像(类似于y=x-1 或y= 或y=x3)来判断.
       (1)函数f(x)= 的大致图像是
    因为 <0,所以f(x)在(0,+∞)上单调递减,排除选项B,C;
    又f(x)的定义域为(0,+∞),故排除选项D.
    ∴α=2,即f(x)=x2,
    ∴β=-2,即g(x)=x-2,在同一直角坐标系中作出f(x)和g(x)的图像.如图所示.由图像可知,①当x∈(-∞,-1)∪(1,+∞)时,f(x)>g(x);②当x=±1时,f(x)=g(x);③当x∈(-1,0)∪(0,1)时,f(x)  (1)比较下列各组数中两个数的大小:
    ∵幂函数y=x0.5在(0,+∞)上单调递增,
    ∵幂函数y=x-1在(-∞,0)上单调递减,
    ③ 与 .
    ∵函数y1= 在(0,+∞)上单调递增,
    ∴ =1,
    ∴ .
    (2)若幂函数f(x)=xm-2(m∈N)在(0,+∞)上是减函数,且f(-x)=f(x),则m可能为A.0       B.1       C.2       D.0或1
    因为f(x)=xm-2(m∈N)在(0,+∞)上是减函数,所以m-2<0,故m<2.又因为m∈N,所以m=0或m=1,当m=0时,f(x)=x-2,f(-x)=f(x),符合题意;当m=1时,f(x)=x-1,f(-x)≠f(x),不符合题意.综上知,m=0.
    (1)比较幂值大小的方法①直接法:当幂的指数相同时,可直接利用幂函数的单调性来比较.②转化法:当幂的指数不相同时,可以先转化为相同幂指数,再运用单调性比较大小.③中间量法:常用0和1作为中间量.
    (2)解决幂函数的综合问题,应注意以下两点:①充分利用幂函数的图像、性质,如图像所过定点、单调性、奇偶性等;②注意运用常见的思想方法,如分类讨论、数形结合思想.
       (1)比较大小: ,1.42.
    ∵y= 在[0,+∞)上是增函数,且1.2<1.4,
    ∴ .
    ∴ <1.42,∴ <1.42.
    (2)已知幂函数y=x3m-9 (m∈N+)的图像关于y轴对称且在(0,+∞)上单调递减,求满足 的a的取值范围.
    因为函数y=x3m-9在(0,+∞)上单调递减,所以3m-9<0,解得m<3.又因为m∈N+,所以m=1,2.因为函数的图像关于y轴对称,所以3m-9为偶数,故m=1.
    则原不等式可化为 .
    因为y= 在(-∞,0),(0,+∞)上单调递减,
    所以a+1>3-2a>0或3-2a1.知识清单: (1)幂函数的概念. (2)幂函数的图像. (3)幂函数的性质及其应用.2.方法归纳:数形结合.3.常见误区:幂函数与指数函数的区别;幂函数的奇偶性.
    1.下列函数是幂函数的是A.y=5x B.y=x5C.y=5x D.y=(x+1)3
    函数y=5x是指数函数,不是幂函数;函数y=5x是正比例函数,不是幂函数;函数y=(x+1)3的底数不是自变量x,不是幂函数;函数y=x5是幂函数.
    2.幂函数y=xα(α∈R)的图像一定不经过A.第四象限 B.第三象限C.第二象限 D.第一象限
    A.1,3      B.-1,1      C.-1,3     D.-1,1,3
    可知当α=-1,1,3时,y=xα为奇函数,又因为y=xα的定义域为R,则α=1,3.
    5.已知f(x)= ,若0因为函数f(x)= 在(0,+∞)上是增函数,
    幂函数f(x)=xα的图像经过点(2,4),则2α=4,解得α=2;∴f(x)=x2,
    2.下列函数中,既是偶函数,又在区间(0,+∞)上单调递减的函数是A.y=x-2     B.y=x-1     C.y=x2     D.y=
    所给选项都是幂函数,其中y=x-2和y=x2是偶函数,y=x-1和y= 不是偶函数,故排除选项B,D,又y=x2在区间(0,+∞)上单调递增,不符合题意,y=x-2在区间(0,+∞)上单调递减,符合题意.
    3.在同一坐标系内,函数y=xa(a≠0)和y=ax- 的图像可能是
    选项A中,幂函数的指数a<0,则y=ax- 应为减函数,A错误;
    选项B中,幂函数的指数a>1,则y=ax- 应为增函数,B错误;
    选项D中,幂函数的指数a<0,则 >0,直线y=ax- 在y轴上的截距为正,D错误.
    4.给出下面四个条件,那么幂函数y=f(x)一定满足的条件为A.f(m+n)=f(m)+f(n)B.f(m+n)=f(m)·f(n)C.f(mn)=f(m)·f(n)D.f(mn)=f(m)+f(n)
    设f(x)=xα,则f(m+n)=(m+n)α,f(m)+f(n)=mα+nα,f(m)·f(n)=mα·nα=(mn)α,f(mn)=(mn)α,所以f(mn)=f(m)f(n)一定成立,A,B,D不一定成立,故选C.
    5.(多选)已知函数f(x)=xα的图像经过点(4,2),则下列命题正确的有A.函数为增函数B.函数为偶函数C.若x>1,则f(x)>1
    将点(4,2)代入函数f(x)=xα,得2=4α,则α= .
    所以f(x)= ,显然f(x)在定义域[0,+∞)上为增函数,所以A项正确;f(x)的定义域为[0,+∞),所以f(x)不具有奇偶性,所以B项不正确;
    6.已知幂函数f(x)=xα的部分对应值如表:
    则f(x)的单调递增区间是__________.
    所以f(x)= 的单调递增区间是[0,+∞).
    7.已知幂函数f(x)=xα(α∈R)的图像经过点(8,4),则不等式f(6x+3)≤9的解集为________.
    由题意知8α=4,故α=lg84= ,
    由于f(x)= = 为R上的偶函数且在(0,+∞)上单调递增,故f(6x+3)≤9即为f(6x+3)≤f(27),所以|6x+3|≤27,解得-5≤x≤4.
    8.设a= ,则a,b,c从小到大的顺序是________.
    由a= ,可利用幂函数的性质,得a>b,
    可由指数函数的单调性得c>a,∴b9.已知幂函数f(x)=xα的图像过点 ,试画出f(x)的图像并指出该函数的定义域与单调区间.
    得α=-2,即f(x)=x-2,f(x)的图像如图所示,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),单调递减区间为(0,+∞),单调递增区间为(-∞,0).
    10.已知幂函数f(x)=x9-3m(m∈N+)的图像关于原点对称,且在R上单调递增.(1)求f(x)的解析式;
    由幂函数f(x)=x9-3m(m∈N+)的图像关于原点对称,且在R上单调递增,可得9-3m>0,解得m<3,m∈N+,可得m=1,2,若m=1,则f(x)=x6的图像不关于原点对称,舍去;若m=2,则f(x)=x3的图像关于原点对称,且在R上单调递增,成立.则f(x)=x3.
    (2)求满足f(a+1)+f(3a-4)<0的a的取值范围.
    由(1)可得f(x)是奇函数,且在R上单调递增,由f(a+1)+f(3a-4)<0,可得f(a+1)<-f(3a-4)=f(4-3a),即为a+1<4-3a,解得a< .
    11.若函数f(x)=(m+2)xa是幂函数,且其图像过点(2,4),则函数g(x)= lga(x+m)的单调递增区间为A.(-2,+∞) B.(1,+∞)C.(-1,+∞) D.(2,+∞)
    由题意得m+2=1,解得m=-1,则f(x)=xa,将(2,4)代入函数的解析式得,2a=4,解得a=2,故g(x)=lga(x+m)=lg2(x-1),令x-1>0,解得x>1,故g(x)在(1,+∞)上单调递增.
    12.函数y= -1的图像关于x轴对称的图像大致是
    y= 的图像位于第一象限且为增函数,所以函数图像是上升的,函数y= -1的图像可看作由y= 的图像向下平移一个单位得到的(如选项A中的图所示),将y= -1的图像关于x轴对称后即为选项B.
    13.为了保证信息的安全传输,有一种密钥密码系统,其加密、解密原理为:发送方由明文到密文(加密),接收方由密文到明文(解密).现在加密密钥为y=xα(α为常数),如“4”通过加密后得到密文“2”.若接收方接到密文“3”,则解密后得到的明文是________.
    由题意可知加密密钥y=xα(α为常数)是一个幂函数,所以要想求得解密后得到的明文,就必须先求出α的值.由题意,得2=4α,解得α= ,则y= .由 =3,得x=9,即明文是9.
    14.已知幂函数f(x)= ,若f(a+1)易知f(x)在(0,+∞)上为减函数,又f(a+1)15.幂函数y=xα,当α取不同的正数时,在区间[0,1]上它们的图像是一簇美丽的曲线(如图).设点A(1,0),B(0,1),连接AB,线段AB恰好被其中的两个幂函数y=xα,y=xβ的图像三等分,即有BM=MN=NA,那么αβ等于________.
    16.已知幂函数g(x)过点 ,且f(x)=x2+ag(x).(1)求g(x)的解析式;
    设幂函数的解析式g(x)=xα(α为常数).
    (2)讨论函数f(x)的奇偶性,并说明理由.
    由(1)得f(x)=x2+ .
    ①当a=0时,f(x)=x2.由于f(-x)=(-x)2=x2=f(x),可知f(x)为偶函数.
    所以f(x)是非奇非偶函数.综上,当a=0时,f(x)为偶函数;当a≠0时,f(x)为非奇非偶函数.
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