高一數(shù)學必修1知識點:冪函數(shù)的性質(zhì)考點
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定義:
形如y=x^a(a為常數(shù))的函數(shù),即以底數(shù)為自變量冪為因變量,指數(shù)為常量的函數(shù)稱為冪函數(shù)。
定義域和值域:
當a為不同的數(shù)值時,冪函數(shù)的定義域的不同情況如下:
如果a為任意實數(shù),則函數(shù)的定義域為大于0的所有實數(shù);
如果a為負數(shù),則x肯定不能為0,不過這時函數(shù)的定義域還必須根[據(jù)q的奇偶性來確定,即如果同時q為偶數(shù),則x不能小于0,這時函數(shù)的定義域為大于0的所有實數(shù);如果同時q為奇數(shù),則函數(shù)的定義域為不等于0的所有實數(shù)。當x為不同的數(shù)值時,冪函數(shù)的值域的不同情況如下:
在x大于0時,函數(shù)的值域總是大于0的實數(shù)。
在x小于0時,則只有同時q為奇數(shù),函數(shù)的值域為非零的實數(shù)。
而只有a為正數(shù),0才進入函數(shù)的值域
性質(zhì):
對于a的取值為非零有理數(shù),有必要分成幾種情況來討論各自的特性:
首先我們知道如果a=p/q,q和p都是整數(shù),則x^(p/q)=q次根號(x的p次方),如果q是奇數(shù),函數(shù)的定義域是R,如果q是偶數(shù),函數(shù)的定義域是[0,+∞)。當指數(shù)n是負整數(shù)時,設a=-k,則x=1/(x^k),顯然x≠0,函數(shù)的定義域是(-∞,0)∪(0,+∞)。因此可以看到x所受到的限制來源于兩點,一是有可能作為分母而不能是0,一是有可能在偶數(shù)次的根號下而不能為負數(shù),那么我們就可以知道:
排除了為0與負數(shù)兩種可能,即對于x>;0,則a可以是任意實數(shù);
排除了為0這種可能,即對于x<;0和x>;0的所有實數(shù),q不能是偶數(shù);
排除了為負數(shù)這種可能,即對于x為大于且等于0的所有實數(shù),a就不能是負數(shù)。
總結起來,就可以得到當a為不同的數(shù)值時,冪函數(shù)的定義域的不同情況如下:
如果a為任意實數(shù),則函數(shù)的定義域為大于0的所有實數(shù);
如果a為負數(shù),則x肯定不能為0,不過這時函數(shù)的定義域還必須根據(jù)q的奇偶性來確定,即如果同時q為偶數(shù),則x不能小于0,這時函數(shù)的定義域為大于0的所有實數(shù);如果同時q為奇數(shù),則函數(shù)的定義域為不等于0的所有實數(shù)。
在x大于0時,函數(shù)的值域總是大于0的實數(shù)。
在x小于0時,則只有同時q為奇數(shù),函數(shù)的值域為非零的實數(shù)。
而只有a為正數(shù),0才進入函數(shù)的值域。
由于x大于0是對a的任意取值都有意義的',因此下面給出冪函數(shù)在第一象限的各自情況。
可以看到:
。1)所有的圖形都通過(1,1)這點。
。2)當a大于0時,冪函數(shù)為單調(diào)遞增的,而a小于0時,冪函數(shù)為單調(diào)遞減函數(shù)。
。3)當a大于1時,冪函數(shù)圖形下凹;當a小于1大于0時,冪函數(shù)圖形上凸。
。4)當a小于0時,a越小,圖形傾斜程度越大。
。5)a大于0,函數(shù)過(0,0);a小于0,函數(shù)不過(0,0)點。
。6)顯然冪函數(shù)無界。
1、函數(shù)性質(zhì)
冪函數(shù)的、圖象一定會出現(xiàn)在、第一象限內(nèi),一定不會出現(xiàn)在、第四象限,至于是否出現(xiàn)在第二、三象限內(nèi),要看函數(shù)的、奇偶性;冪函數(shù)的圖象最多只能同時出現(xiàn)在兩個象限內(nèi);如果冪函數(shù)圖象與、坐標軸相交,則交點一定是、原點.
正值性質(zhì)
當α>0時,冪函數(shù)y=x、α有下列性質(zhì):
a、圖像都經(jīng)過點(1,1)(0,0);
b、函數(shù)的圖像在區(qū)間[0,+∞)上是、增函數(shù);
c、在第一象限內(nèi),α>1時,、導數(shù)值逐漸增大;α=1時,導數(shù)為、常數(shù);0<α<1時,導數(shù)值逐漸減小,趨近于0;
負值性質(zhì)
當α<0時,冪函數(shù)y=x、α有下列性質(zhì):
a、圖像都通過點(1,1);
b、圖像在區(qū)間(0,+∞)上是、減函數(shù);(內(nèi)容補充:若為X、-2,易得到其為、偶函數(shù)。利用對稱性,對稱軸是y軸,可得其圖像在區(qū)間(-∞,0)上單調(diào)遞增。其余偶函數(shù)亦是如此)
c、在、第一象限內(nèi),有兩條漸近線(即坐標軸),、自變量趨近0,函數(shù)值趨近+∞,自變量趨近+∞,函數(shù)值趨近0。
零值性質(zhì)
當α=0時,冪函數(shù)y=x、a有下列性質(zhì):
a、y=x、0的圖像是直線y=1去掉一點(0,1)。它的圖像不是直線。
2、函數(shù)特性
對于α的取值為非零有理數(shù),有必要分成幾種情況來討論各自的特性:
α為約分數(shù)
如果α=p/q,且p/q為、既約分數(shù)(即p,q、互質(zhì)),q和p都是、整數(shù),則x^(p/q)=q次根號下(x的p次方)。如果q是、奇數(shù),函數(shù)的、定義域是R;如果q是、偶數(shù),函數(shù)的、定義域是[0,+∞)。
α為負整數(shù)
當指數(shù)α是、負整數(shù)時,設α=-k,則y=1/(x^k),顯然x≠0,函數(shù)的定義域是(-∞,0)∪(0,+∞)。因此可以看到x所受到的限制來源于兩點,一是有可能作為分母而不能是0,一是有可能在、偶數(shù)次的根號下而不能為負數(shù),那么我們就可以知道:
α小于0時,x不等于0;
α的分母為偶數(shù)時,x不小于0;
α的分母為奇數(shù)時,x取R。
3、函數(shù)判定
冪函數(shù)的一般形式是y=x,其中,n可為任何實數(shù),但中學階段僅研究n為有理數(shù)的情形,這時可表示為y=x^(m/k),其中m∈Z,k∈N*,且m,k互質(zhì)。特別,當k=1時為整數(shù)指數(shù)冪。
(1)當m,k都為正奇數(shù)時,如y=x,y=x,y=x^(3/5)等,定義域、值域均為R,為奇函數(shù);
(2)當m為負奇數(shù),k為正奇數(shù)時,如y=x^(-1)=1/x,y=x^(-3)=1/x,y=x^(-3/5)等,定義域、值域均為{x∈R|x≠0},也就是(-∞,0)∪(0,+∞),為奇函數(shù);
(3)當m為正奇數(shù),k為正偶數(shù)時,如y=x^(1/2),y=x^(3/4)等,定義域、值域均為[0,+∞),為非奇非偶函數(shù);
(4)當m為負奇數(shù),k為正偶數(shù)時,如y=x^(-1/2),y=x^(-3/4)等,定義域、值域均為(0,+∞),為非奇非偶函數(shù);
(5)當m為正偶數(shù),k為正奇數(shù)時,如y=x,y=x^(2/3)等,定義域為R、值域為[0,+∞),為偶函數(shù);
(6)當m為負偶數(shù),k為正奇數(shù)時,如y=x^(-2)=1/x,y=x^(-2/3)等,定義域為{x∈R|x≠0},也就是(-∞,0)∪(0,+∞),值域為(0,+∞),為偶函數(shù)。、[1]
4、討論分析
由于x大于0是對α的、任意取值都有意義的,因此下面給出冪函數(shù)在各、象限的各自情況?梢钥吹剑
(1)所有的圖像都通過(1,1)這點.(α≠0)、α>0時、圖象過點(、0,0)和(1,1)。
(2)、單調(diào)區(qū)間:
當α為整數(shù)時,α的正負性和奇偶性決定了函數(shù)的單調(diào)性:
、佼敠翞檎鏀(shù)時,圖像在定義域為R內(nèi)單調(diào)遞增;
②當α為正偶數(shù)時,圖像在定義域為第二象限內(nèi)單調(diào)遞減,在第一象限內(nèi)單調(diào)遞增;
③當α為負奇數(shù)時,圖像在第一三象限各象限內(nèi)單調(diào)遞減(但不能說在定義域R內(nèi)單調(diào)遞減);
、墚敠翞樨撆紨(shù)時,圖像在第二象限上單調(diào)遞增,在第一象限內(nèi)單調(diào)遞減。
當α為分數(shù)時,α的正負性和分母的奇偶性決定了函數(shù)的單調(diào)性:
①當α>0,分母為偶數(shù)時,函數(shù)在第一象限內(nèi)單調(diào)遞增;
、诋敠>0,分母為奇數(shù)時,函數(shù)在第一、三象限各象限內(nèi)單調(diào)遞增;
、郛敠<0,分母為偶數(shù)時,函數(shù)在第一象限內(nèi)單調(diào)遞減;
、墚敠<0,分母為奇數(shù)時,函數(shù)在第一、三象限各象限內(nèi)單調(diào)遞減(但不能說在定義域R內(nèi)單調(diào)遞減);
(3)當α>1時,冪函數(shù)圖形下凹(豎拋);
當0<α<1時,冪函數(shù)圖形上凸(橫拋);
當α<0時,圖像為雙曲線。
(4)在(0,1)上,冪函數(shù)中α越大,函數(shù)圖像越靠近x軸;在(1,﹢∞)上冪函數(shù)中α越大,函數(shù)圖像越遠離x軸。
(5)當α<0時,α越小,圖形傾斜程度越大。
(6)顯然冪函數(shù)無界限。
(7)α=2n(n為整數(shù)),該函數(shù)為偶函數(shù)、{x|x≠0}。
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