2019-2020学年人教A版必修1 2.3 幂函数 教案
2019-2020学年人教A版必修1 2.3 幂函数 教案第2页

思考:请用描点法在同一平面直角坐标系中画出初中已熟知的函数的图象,并观察它们的共同特点.

解析:

这些函数都是以幂的底数为自变量,指数为常数,它们的图象都过点(1,1). 一、幂函数的概念

思考1:仿效指数函数、对数函数的解析式,你能否归纳出实例中此类函数的统一表达式?

(都可以表示为(a为常数)的形式):

1、幂函数的概念

一般地,函数叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.

【质疑探究1】 (1)幂函数的定义与指数、对数函数的定义存在什么共性?

1、它们都是形式化定义,其解析式都具有严谨的形式特征,如对幂函数而言,形如 (以上m均为不等于0或1的常数)的函数都不是幂函数,二次函数中只有y=x2是幂函数,其他的二次函数都不是幂函数.同理,一次函数中只有y=x是幂函数;

2、它们的解析式中都只含有一个参数,在求函数解析式时,若已知函数类型,则可利用待定系数法求解)

思考2:幂函数的定义与指数、对数函数的定义存在什么区别?

①幂函数的底数为自变量,指数为常数,而指数函数的底数为常数,指数为自变量;②指数、对数函数的定义域都是唯一确定的,而幂函数的定义域却不尽相同)

练习1:下列函数中是幂函数的是    .

(1)y=;(2)y=+x3;(3)y=2x;(4)y=x0;

(5)y=xπ(其中π为圆周率).

解析:(1)y==x-3是幂函数;(2)y=+x3有两项,不是幂函数;(3)y=2x为指数函数;

(4)y=x0是幂函数;(5)y=xπ是幂函数.

答案:(1)(4)(5).

二、幂函数的图像

思考3:幂函数y=x3、y=的图象有何特征?

(y=x3的图象穿过第一、三象限,y=的图象只分布在第一象限)

在同一平面直角坐标系中,画出幂函数y=x,y=x2,y=x3,y=,y=x-1的图象如图:

【质疑探究2】 以上5个幂函数的图象有何共性与特性?

(1)共性:都经过定点(1,1);都不经过第四象限.

(2)特性:当α>0时,图象都经过原点;当α>1时,第一象限内的图象下凸;当0<α<1时,第一象限内的图象上凸)

练习:2:(2013西安一中期中)函数y=的图象是( B )

解析:幂函数图象过定点(1,1)可排除选项A、D.在直线x=1右侧函数y=的图象应在直线y=x下方.故选B.

三、幂函数的性质

思考:指数、对数函数在其定义域上都是单调函数,幂函数呢?

(不一定,如幂函数y=x2在其定义域上就不具备单调性,即幂函数的单调性取决于幂指数的取值)

2:幂函数的性质

【质疑探究3】 在第一象限内,幂函数y=xα的单调性可以如何分类?

(在区间(0,+∞)上,当α>0时,y=xα是增函数;当α<0时,y=xα是减函数)

练习3:(1)若a=,b=,那么下列不等式成立的是( B )

(A)a<1

(C)b<1

(2)已知n∈{-2,-1,0,1,2,3},若n>n,则n=    .

解析:(1)b==,因为函数y=在[0,+∞)上是增函数,且1<1.1<,所以<< ,所以1

(2)∵>,n>n,∴幂函数y=xn在(0,+∞)上为增函数,∴n=1或2或3.

答案:(1)B (2)1或2或3

四、例题剖析

【例1】 下列函数:①y=x3;②y=x;③y=4x2;④y=x5+1;⑤y=(x-1)2;⑥y=x;⑦y=ax(a>1).其中幂函数的个数为(  )

(A)1 (B)2 (C)3 (D)4

解析:②⑦为指数函数;③中系数不是1,

④中解析式为多项式;⑤中底数不是自变量本身,所以只有①⑥是幂函数,故选B.

解题反思:幂函数解析式具有什么结构特征?((1)解析式是单项式;(2)幂指数为常数,底数为自变量,系数为1)

跟踪训练11:函数y=(a2+1)是幂函数,求a的值.

解:根据幂函数的定义知,

若y=(a2+1)是幂函数,

则有解得a=0.

【例2】 幂函数y=x-1及直线y=x,y=1,x=1将平面直角坐标系的第一象限分成八个"卦限":①②③④⑤⑥⑦⑧(如图所示),那么幂函数y=的图象经过的"卦限"是(  )

(A)④⑦ (B)④⑧

(C)③⑧ (D)①⑤

解析:幂函数y=的图象过点(1,1),且上凸递增,所以经过①⑤两个卦限,故选D.

思考:函数y=xα的图象在第一象限有哪些不同类型?各有什么基本特征?

跟踪训练21: 如图,图中曲线是幂函数y=xα在第一象限的大致图象,已知α取-2,-,,2四个值,则相应于曲线C1,C2,C3,C4的α的值依次为(  )

(A)-2,-,,2

(B)2,,-,-2

(C)-,-2,2,

(D)2,,-2,-

解析:令x=2,则22>>>2-2,故相应于曲线C1,C2,C3,C4的α值依次为2,,-,-2.故选B.

【例3】 比较下列各组数中两个数的大小.

(1) 与;(2) 与;(3) 与.

解:(1)∵幂函数y=x0.5在(0,+∞)上是单调递增的,

又>,∴>.

(2)∵幂函数y=x-1在(-∞,0)上是单调递减的,又-<-,>.

(3)∵函数y1=x为R上的减函数,又>,∴>.

又∵函数y2=在(0,+∞)上是增函数,且>,∴>,∴>.

思考:何比较幂值的大小?跟踪训练31:已知幂函数y=f(x)

=(其中-2

(1)是区间(0,+∞)上的增函数;

(2)对任意的x∈R,都有f(-x)+f(x)=0.

求同时满足(1),(2)的幂函数f(x)的解析式,并求x∈[0,3]时f(x)的值域.

解:因为-2