2020届新高考数学艺考生总复习 第二章 函数、导数及其应用 第6节 二次函数与幂函数课件

高考总复习艺考生山东版数学第6节二次函数与幂函数第二章函数、导数及其应用最新考纲核心素养考情聚焦1.通过具体实例，结合y＝x，y＝x2，y＝x3，y＝，y＝的图象，理解它们的变化规律，了解幂函数．2.理解并掌握二次函数的定义、图象及性质．3.能用二次函数、方程、不等式之间的关系解决简单问题1.幂函数的图象与性质，发展数学抽象和直观想象素养．2.二次函数的最值问题，达成直观想象和逻辑推理素养．3.二次函数零点的分布问题，提升直观想象和逻辑推理素养幂函数、二次函数的图象与性质是高考考查的热点内容，常与一元二次方程、一元二次不等式等知识交汇命题，考查数形结合思想，这种思想方法常融合在函数的最值、函数零点的分布问题之中．主要以选择题或填空题的形式出现，属于低中档题，在解答题中常与导数的应用综合，属于中高档题1．幂函数(1)幂函数的定义一般地，形如y＝xα的函数称为幂函数，其中x是自变量，α为常数．(2)常见的5种幂函数的图象(3)常见的5种幂函数的性质函数y＝xy＝x2y＝x3y＝x12y＝x－1定义域RRR[0，＋∞){x|x≠0}值域R[0，＋∞)R[0，＋∞){y|y≠0}奇偶性奇偶奇非奇非偶奇单调性在R上单调递增在(－∞，0]上单调递减，在[0，＋∞)上单调递增在R上单调递增在[0，＋∞)上单调递增在(－∞，0)和(0，＋∞)上单调递减公共点(1,1)2.二次函数(1)二次函数解析式的三种形式一般式：f(x)＝ax2＋bx＋c(a≠0).顶点式：f(x)＝a(x－m)2＋n(a≠0)，顶点坐标为(m，n).零点式：f(x)＝a(x－x1)(x－x2)(a≠0)，x1，x2为f(x)的零点．(2)二次函数的图象和性质解析式f(x)＝ax2＋bx＋c(a0)f(x)＝ax2＋bx＋c(a0)图象定义域(－∞，＋∞)(－∞，＋∞)值域4ac－b24a，＋∞－∞，4ac－b24a单调性在－∞，－b2a上单调递减；在－b2a，＋∞上单调递增在－∞，－b2a上单调递增；在－b2a，＋∞上单调递减对称性函数的图象关于x＝－b2a对称一元二次不等式恒成立的条件(1)ax2＋bx＋c＞0(a≠0)恒成立的充要条件是a＞0，Δ＜0.(2)ax2＋bx＋c＜0(a≠0)恒成立的充要条件是a＜0，Δ＜0.[思考辨析]判断下列说法是否正确，正确的在它后面的括号里打“√”，错误的打“×”．(1)函数y＝2x12是幂函数．()(2)如果幂函数的图象与坐标轴相交，则交点一定是原点．()(3)当n0时，幂函数y＝xn是定义域上的减函数．()(4)二次函数y＝ax2＋bx＋c(a0)，x∈[m，n]的最小值一定是4ac－b24a.()(5)关于x的不等式ax2＋bx＋c0恒成立的充要条件是a0，b2－4ac0.()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×[小题查验]1．(2019·济南市诊断)已知幂函数f(x)＝k·xα的图象过点12，22，则k＋α＝()A.12B．1C.32D．2解析：C[由幂函数的定义知k＝1.又f12＝22，所以12α＝22，解得α＝12，从而k＋α＝32.]2．下面给出4个幂函数的图象，则图象与函数的大致对应是()解析：B[图象①对应的幂函数的幂指数必然大于1，排除A，D.图象②中幂函数是偶函数，幂指数必为正偶数，排除C.故选B.]3．函数f(x)＝x2＋mx＋1的图象关于直线x＝1对称的充要条件是()A．m＝－2B．m＝2C．m＝－1D．m＝1解析：A[函数f(x)＝x2＋mx＋1的图象的对称轴为x＝－m2，且只有一条对称轴，所以－m2＝1，即m＝－2.]4．二次函数的图象与x轴只有一个公共点，对称轴为x＝3，与y轴交于点(0,3)．则它的解析式为__________．答案：y＝13x2－2x＋35．若幂函数的图象不经过原点，则实数m的值为________．解析：由m2－3m＋3＝1m2－m－2≤0，解得m＝1或2.经检验m＝1或2都适合．答案：1或2考点一幂函数的图象与性质(自主练透)[题组集训]1．幂函数y＝f(x)的图象过点(4,2)，则幂函数y＝f(x)的图象是()解析：B[由于f(x)为幂函数，所以n2＋2n－2＝1，解得n＝1或n＝－3，经检验只有n＝1适合题意，故选B.]答案：(－∞，－1)∪23，321．幂函数的解析式：y＝xα(α∈R)，其中只有参数α，因此只需一个条件即可确定其解析式．2．幂函数的图象特征：①在(0,1)上，幂函数中指数越大，函数图象越靠近x轴(简记为“指大图低”)，在(1，＋∞)上，幂函数中指数越大，函数图象越远离x轴．②曲线在第一象限的凹凸性：α＞1时，曲线下凸；0＜α＜1时，曲线上凸；α＜0时，曲线下凸．3．幂函数的性质：(1)若α为偶数，则幂函数y＝xα(α∈R)是偶函数；若α为奇数，则幂函数y＝xα(α∈R)是奇函数．反之，不成立．当α是分数时，一般将其先化为根式，再判断奇偶性．(2)若幂函数y＝xα在(0，＋∞)上单调递增，则α＞0；若在(0，＋∞)上单调递减，则α＜0.4．幂值大小的比较：结合幂值的特点，选择适当的函数，借助其单调性进行比较．考点二二次函数的图象与性质(多维探究)[命题角度1]二次函数的图象1．设abc0，二次函数f(x)＝ax2＋bx＋c的图象可能是()解析：D[由A，C，D知，f(0)＝c0，从而由abc0，所以ab0，所以对称轴x＝－b2a0，知A，C错误，D满足要求；由B项知f(0)＝c0，所以ab0，所以x＝－b2a0，B项错误．][命题角度2]二次函数的单调性2．如果函数f(x)＝ax2＋2x－3在区间(－∞，4)上是单调递增的，则实数a的取值范围是()A．a－14B．a≥－14C．－14≤a0D．－14≤a≤0解析：D[当a＝0时，f(x)＝2x－3，在定义域R上是单调递增的，故在(－∞，4)上单调递增；当a≠0时，二次函数f(x)的对称轴为x＝－1a，因为f(x)在(－∞，4)上单调递增，所以a0，且－1a≥4，解得－14≤a0.综合上述得－14≤a≤0.][命题角度3]二次函数的最值逻辑推理——分类讨论思想在二次函数问题中的应用二次函数是单峰函数(在定义域上只有一个最值点的函数)，x＝－b2a为其最值点横坐标，在其两侧二次函数具有相反的单调性，当已知二次函数在某区间上的最值求参数时，要根据对称轴与已知区间的位置关系进行分类讨论确定各种情况最值，建立方程求解参数．3．已知f(x)＝－4x2＋4ax－4a－a2在[0,1]内的最大值为－5，则a的值为()A.54B．1或54C．－1或54D．－5或54解析：D[f(x)＝－4x－a22－4a，对称轴为x＝a2，①当a2≥1，即a≥2时，f(x)在[0,1]上递增，∴ymax＝f(1)＝－4－a2，令－4－a2＝－5，得a＝±1(舍去)．②当0a21，即0a2时，ymax＝fa2＝－4a，令－4a＝－5，得a＝54.③当a2≤0，即a≤0时，f(x)在[0,1]上递减，∴ymax＝f(0)＝－4a－a2，令－4a－a2＝－5，得a＝－5或a＝1(舍去)．综上所述，a＝54或－5.故选D.]二次函数求最值问题，一般先用配方法化为y＝a(x－m)2＋n的形式，得顶点(m，n)和对称轴方程x＝m，结合二次函数的图象求解．常见有三种类型：(1)顶点固定，区间也固定；(2)顶点含参数(即顶点为动点)，区间固定，这时要讨论顶点横坐标何时在区间之内，何时在区间之外；(3)顶点固定，区间变动，这时要讨论区间中的参数．讨论的目的是确定对称轴和区间的关系，明确函数的单调性，从而确定函数的最值．[命题角度4]二次函数中恒成立问题4．设函数f(x)＝ax2－2x＋2，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________．解析：由f(x)＞0，即ax2－2x＋2＞0，x∈(1,4)，得a＞－2x2＋2x在(1,4)上恒成立．令g(x)＝－2x2＋2x＝－21x－122＋12，1x∈14，1，所以g(x)max＝g(2)＝12，所以要使f(x)＞0在(1,4)上恒成立，只要a＞12即可．答案：12，＋∞由不等式恒成立求参数取值范围的思路及关键(1)一般有两个解题思路：一是分离参数求解；二是构造函数，数形结合求解．.(2)两种思路都是将问题归结为求函数的最值，至于用哪种方法，关键是看参数是否能分离．这两个思路的依据是：a≥f(x)恒成立⇔a≥f(x)max，a≤f(x)恒成立⇔a≤f(x)min.