簡介
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)。
當(dāng)a取非零的有理數(shù)時(shí)是比較容易理解的,而對于a取無理數(shù)時(shí),初學(xué)者則不大容易理解了。因此,在初等函數(shù)里,我們不要求掌握指數(shù)為無理數(shù)的問題,只需接受它作為一個(gè)已知事實(shí)即可,因?yàn)檫@涉及到實(shí)數(shù)連續(xù)統(tǒng)的極為深刻的知識。
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特性
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,且p/q為既約分?jǐn)?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,+∞)。當(dāng)指數(shù)a是負(fù)整數(shù)時(shí),設(shè)a=-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(diǎn),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(fù)數(shù),那么我們就可以知道:
排除了為0與負(fù)數(shù)兩種可能,即對于x>0,則a可以是任意[實(shí)數(shù);
排除了為0這種可能,即對于x<0或x>0的所有實(shí)數(shù),q不[能是偶數(shù);
排除了為負(fù)數(shù)這種可能,即對于x為大于或等于0的所有實(shí)數(shù),a就不能是負(fù)數(shù)。
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定義域
總結(jié)起來,就可以得到當(dāng)a為不同的數(shù)值時(shí),冪函數(shù)的定義域的不同情況如下:
如果a為任意實(shí)數(shù),則函數(shù)的定義域?yàn)榇笥?的所有實(shí)數(shù);
如果a為負(fù)數(shù),則x肯定不能為0,不過這時(shí)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(shí)q為偶數(shù),則x不能小于0,這時(shí)函數(shù)的定義域?yàn)榇笥?的所有實(shí)數(shù);如果同時(shí)q為奇數(shù),則函數(shù)的定義域?yàn)椴坏扔? 的所有實(shí)數(shù)。
在x大于0時(shí),函數(shù)的值域總是大于0的實(shí)數(shù)。
在x小于0時(shí),則只有同時(shí)q為奇數(shù),函數(shù)的值域?yàn)榉橇愕膶?shí)數(shù)。
而只有a為正數(shù),0才進(jìn)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.
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第一象限
可以看到:
(1)所有的圖形都通過(1,1)這點(diǎn).(a≠0) a>0時(shí) 圖象過點(diǎn)(0,0)和(1,1)
(2)當(dāng)a大于0時(shí),冪函數(shù)為單調(diào)遞增的,而a小于0時(shí),冪函數(shù)為單調(diào)遞減函數(shù)。
(3)當(dāng)a大于1時(shí),冪函數(shù)圖形下凸;當(dāng)a小于1大于0時(shí),冪函數(shù)圖形上凸。
(4)當(dāng)a小于0時(shí),a越小,圖形傾斜程度越大。
(5)顯然冪函數(shù)無界限。
(6)a=2n,該函數(shù)為偶函數(shù) {x|x≠0}。
(7) 0<a<1時(shí),只在第一象限內(nèi)有圖像,即x≥0.
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圖象
冪函數(shù)的圖象:
冪函數(shù)y=x^α重點(diǎn)是α=±1,±2,±3,±1/2.
1. α=0.
y=x^0.
圖象:過點(diǎn)(1,1),平行于x軸的直線一條(剔去點(diǎn)(0,1)).
定義域:(-∞,0)∪(0,+∞).
值域:{1}.
奇偶性:偶函數(shù)
2. α∈Z+.
①α=1
y=x
圖象:過點(diǎn)(1,1),一、三象限的角平分線(包含原點(diǎn)(0,0)).
定義域:(-∞,+∞).
值域:. (-∞,+∞)
單調(diào)性:增函數(shù)。
奇偶性:奇函數(shù)。
②α=2
y=x^2
圖象:過點(diǎn)(1,1),拋物線.
定義域:(-∞,+∞).
值域:. [0,+∞)
單調(diào)性:減區(qū)間(-∞,0],增區(qū)間[0,+∞)
奇偶性:偶函數(shù)。
注:當(dāng)α=2n, n∈N+時(shí),冪函數(shù)y=x^α也具有上述性質(zhì)。
③α=3
y=x^3
圖象:過點(diǎn)(1,1),立方拋物線.
定義域:(-∞,+∞).
值域:. (-∞,+∞)
單調(diào)性:增函數(shù)。
奇偶性:奇函數(shù)。
注:當(dāng)α=2n+1, n∈N+時(shí),冪函數(shù)y=x^α也具有上述性質(zhì)。
3.α是負(fù)整數(shù)。
①α=-1
y=x^(-1).
圖象:過點(diǎn)(1,1),雙曲線.
定義域:(-∞,0)∪(0,+∞).
值域:. (-∞,0)∪(0,+∞)
單調(diào)性:減區(qū)間(-∞,0)和(0,+∞)。
奇偶性:奇函數(shù)。
②α=-2
y=x^(-2)。
圖象:過點(diǎn)(1,1),分布在一、二象限的擬雙曲線.
定義域:(-∞,0)∪(0,+∞).
值域:(0,+∞)
單調(diào)性:增區(qū)間(-∞,0),減區(qū)間(0,+∞)
奇偶性:偶函數(shù)。
注:當(dāng)α=-2n, n∈N+時(shí),冪函數(shù)y=x^α也具有上述性質(zhì)。
③α=-3
y=x^(-3)
圖象:過點(diǎn)(1,1),雙曲線型.
定義域:(-∞,0)∪(0,+∞).
值域:(-∞,0)∪(0,+∞)
單調(diào)性:減區(qū)間(-∞,0)和(0,+∞)
奇偶性:奇函數(shù)。
注:當(dāng)α=-2n+1, n∈N+時(shí),冪函數(shù)y=x^α也具有上述性質(zhì)。
4.α是正分?jǐn)?shù)。
①α=1/2.
y=x^(1/2)=√x.
圖象:過點(diǎn)(1,1),分布在一象限的拋物線?。êc(diǎn))。
定義域:[0,+∞).
值域:[ 0,+∞).
單調(diào)性:增函數(shù)。
奇偶性:非奇非偶。
注:當(dāng)α=(2n+1)/(2m), m,n∈N+時(shí),冪函數(shù)y=x^α也具有上述性質(zhì)。
②α=1/3.
y=x^(1/3)
圖象:過點(diǎn)(1,1),與立方拋物線y=x^3關(guān)于直線y=x對稱。.
定義域:(-∞,+∞).
值域:. (-∞,+∞).
單調(diào)性:增函數(shù)。
奇偶性:奇函數(shù)。
注:當(dāng)α=(2n-1)/(2m+1), m,n∈N+時(shí),冪函數(shù)y=x^α也具有上述性質(zhì)。
5.α是負(fù)分?jǐn)?shù)。
①α=-1/2.
y=x^(-1/2)=1/√x.
圖象:過點(diǎn)(1,1),只分布在一象限的雙曲線弧。
定義域:(0,+∞).
值域:( 0,+∞).
單調(diào)性:減函數(shù)。
奇偶性:非奇非偶。
注:當(dāng)α=-(2n-1)/(2m), m,n∈N+時(shí),冪函數(shù)y=x^α也具有上述性質(zhì)。
②α=-1/3.
y=x^(-1/3)=1/(3)√x.
圖象:過點(diǎn)(1,1),雙曲線型。
定義域:(-∞,0)∪(0,+∞).
值域:(-∞,0)∪(0,+∞).
單調(diào)性:減區(qū)間(-∞,0)和(0,+∞)。
奇偶性:奇函數(shù)。
注:當(dāng)α=-(2n-1)/(2m+1), m,n∈N+時(shí),冪函數(shù)y=x^α也具有上述性質(zhì)。
一、函數(shù)的概念與表示
1、映射
(1)映射:設(shè)A、B是兩個(gè)集合,如果按照某種映射法則f,對于集合A中的任一個(gè)元素,在集合B中都有唯一的元素和它對應(yīng),則這樣的對應(yīng)(包括集合A、B以及A到B的對應(yīng)法則f)叫做集合A到集合B的映射,記作f:A→B。
注意點(diǎn):(1)對映射定義的理解。(2)判斷一個(gè)對應(yīng)是映射的方法。一對多不是映射,多對一是映射
2、函數(shù)
構(gòu)成函數(shù)概念的三要素 ①定義域②對應(yīng)法則③值域
兩個(gè)函數(shù)是同一個(gè)函數(shù)的條件:三要素有兩個(gè)相同
二、函數(shù)的解析式與定義域
1、求函數(shù)定義域的主要依據(jù):
(1)分式的分母不為零;
(2)偶次方根的被開方數(shù)不小于零,零取零次方?jīng)]有意義;
(3)對數(shù)函數(shù)的真數(shù)必須大于零;
(4)指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)的底數(shù)必須大于零且不等于1;
三、函數(shù)的值域
1求函數(shù)值域的方法
①直接法:從自變量x的范圍出發(fā),推出y=f(x)的取值范圍,適合于簡單的復(fù)合函數(shù);
②換元法:利用換元法將函數(shù)轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)求值域,適合根式內(nèi)外皆為一次式;
③判別式法:運(yùn)用方程思想,依據(jù)二次方程有根,求出y的取值范圍;適合分母為二次且 ∈R的分式;
④分離常數(shù):適合分子分母皆為一次式(x有范圍限制時(shí)要畫圖);
⑤單調(diào)性法:利用函數(shù)的單調(diào)性求值域;
⑥圖象法:二次函數(shù)必畫草圖求其值域;
⑦利用對號函數(shù)
⑧幾何意義法:由數(shù)形結(jié)合,轉(zhuǎn)化距離等求值域。主要是含絕對值函數(shù)
四.函數(shù)的奇偶性
1.定義: 設(shè)y=f(x),x∈A,如果對于任意 ∈A,都有 ,則稱y=f(x)為偶函數(shù)。
如果對于任意 ∈A,都有 ,則稱y=f(x)為奇
函數(shù)。
2.性質(zhì):
①y=f(x)是偶函數(shù) y=f(x)的圖象關(guān)于 軸對稱, y=f(x)是奇函數(shù) y=f(x)的圖象關(guān)于原點(diǎn)對稱,
②若函數(shù)f(x)的定義域關(guān)于原點(diǎn)對稱,則f(0)=0
③奇±奇=奇 偶±偶=偶 奇*奇=偶 偶*偶=偶 奇*偶=奇[兩函數(shù)的定義域D1 ,D2,D1∩D2要關(guān)于原點(diǎn)對稱]
3.奇偶性的判斷
①看定義域是否關(guān)于原點(diǎn)對稱 ②看f(x)與f(-x)的關(guān)系
五、函數(shù)的單調(diào)性
1、函數(shù)單調(diào)性的定義:
2 設(shè) 是定義在M上的函數(shù),若f(x)與g(x)的單調(diào)性相反,則 在M上是減函數(shù);若f(x)與g(x)的單調(diào)性相同,則 在M上是增函數(shù)。
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《函數(shù)》知識要點(diǎn)和基本方法
1.映射定義:設(shè)非空集合A,B,若對集合A中任一元素a,在集合B中有唯一元素b與之對應(yīng),則稱從A到B的對應(yīng)為映射。若集合A中有m個(gè)元素,集合B中有n個(gè)元素,則從A到B可建立nm個(gè)映射。
2.函數(shù)定義:函數(shù)就是定義在非空數(shù)集A,B上的映射f。此時(shí)稱數(shù)集A為函數(shù)f(x)的定義域,集合C={f(x)|x∈A}為值域,且CB。
3.定義域、對應(yīng)法則和值域構(gòu)成了函數(shù)的三要素。
相同函數(shù)的判斷方法:①定義域、值域;②對應(yīng)法則。(兩點(diǎn)必須同時(shí)具備)
4.求函數(shù)的定義域常涉及到的依據(jù)為:①分母不為0;②偶次根式中被開方數(shù)不小于0;③對數(shù)的真數(shù)大于0,底數(shù)大于零且不等于1;④零指數(shù)冪的底數(shù)不等于零;⑤實(shí)際問題要考慮實(shí)際意義;⑥正切函數(shù)角的終邊不在y軸上。
5.函數(shù)解析式的求法:①配湊法;②換元法:③待定系數(shù)法;④賦值法;⑤消元法等。
6.函數(shù)值域的求法:①配方法;②分離常數(shù)法;③逆求法;④換元法;⑤判別式法;⑥單調(diào)性法等。
7.函數(shù)單調(diào)性及證明方法:
如果對于定義域內(nèi)某個(gè)區(qū)間上的任意兩個(gè)自變量的值x1,x2,當(dāng)x1<x2時(shí),都有f(x1)f(x2)),那么就說f(x)在這個(gè)區(qū)間上是增函數(shù)(或減函數(shù))。
第一步:設(shè)x1、x2是給定區(qū)間內(nèi)的兩個(gè)任意的值,且x1<x2;第二步:作差f(x2)-f(x1),并對1120②從33例例【題型例6C13415(
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