格物学 第三章 函数的概念与性质3.3 幂函数

幂函数的定义-3.3 幂函数知识点教师选题进阶单选题自测题答案-湖北省等高一数学必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-05-27
幂函数的定义-3.3 幂函数知识点教师选题进阶单选题自测题答案-湖北省等高一数学必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['幂函数的定义', '一般幂函数的图象和性质']

正确率60.0%已知幂函数$$f ( x )=(-2 m^{2}+m+2 ) x^{m+1}$$为偶函数,若函数$$g ( x )=f ( x )-4 ( a-1 ) x$$在区间$$( 2, ~ 4 )$$上为单调函数,则实数$${{a}}$$的取值范围为(

B

A.$$(-\infty, \; 2 ]$$

B.$$(-\infty, ~ 2 ] \cup[ 3, ~+\infty)$$

C.$$[ 2, \ 3 ]$$

D.$$(-1, ~ 2 ] \cup[ 3, ~ 6 )$$

2、['函数的最大(小)值', '五个常见幂函数的图象与性质', '幂函数的定义', '二次函数的图象分析与判断']

正确率40.0%若幂函数$$y=f ( x )$$的图象过点$$( 8, 2 \sqrt{2} )$$,则函数$$f \left( x-1 \right)-f^{2} \left( x \right)$$的最大值为(

C

A.$$\frac{1} {2}$$

B.$$- \frac{1} {2}$$

C.$$- \frac{3} {4}$$

D.$${{−}{1}}$$

3、['函数求值域', '五个常见幂函数的图象与性质', '幂函数的定义']

正确率60.0%已知幂函数$${{f}{{(}{x}{)}}}$$的图象过点$$( 2, \sqrt{2} ) \;,$$则函数$${{f}{{(}{x}{)}}}$$的值域为(

C

A.$${{R}}$$

B.$$( 0,+\infty)$$

C.$$[ 0,+\infty)$$

D.$$(-\infty, 0 ) \cup( 0,+\infty)$$

4、['利用函数单调性解不等式', '幂函数的定义']

正确率60.0%若幂函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的图象过点$$( \ 1 6, \ 8 )$$,则$$f \left( \begin{array} {c} {x} \\ \end{array} \right) < f \left( \begin{array} {c} {x^{2}} \\ \end{array} \right)$$的解集为(

D

A.$$( \mathbf{\alpha}-\infty, \ \mathbf{0} ) \cup\mathbf{\alpha} ( \mathbf{1}, \ +\infty)$$

B.$$( {\bf0}, \mathrm{\bf~ 1} )$$

C.$$( \mathrm{\mathbf{~-\infty, \ 0 ~}} )$$

D.$$( 1, ~+\infty)$$

5、['对数(型)函数过定点', '幂函数的定义']

正确率60.0%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=l o g_{a} \ ( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \begin{matrix} {\sqrt{2}+1} \\ \end{matrix} ) \ +2 \sqrt{2} \ ( \begin{matrix} {a} \\ {\cdot a} \\ \end{matrix} > 0, \begin{matrix} {a \neq1} \\ \end{matrix} )$$的图象经过定点$${{P}}$$,且点$${{P}}$$在幂函数$${{g}{(}{x}{)}}$$的图象上,则$${{g}{(}{x}{)}}$$的表达式为(

C

A.$$g \ ( \textbf{x} ) \ =x^{2}$$

B.$$g ( x )=\frac{1} {x}$$

C.$$g \ ( \textbf{x} ) \ =x^{3}$$

D.$$g ( x )=x^{\frac{1} {2}}$$

6、['幂函数的定义']

正确率60.0%已知幂函数$$f \left( x \right)=k x^{\alpha} \left( k \in R, \alpha\in R \right)$$的图象过点$$\left( \frac1 2, \sqrt{2} \right),$$则$$k+\alpha=( \textit{} )$$

A

A.$$\frac{1} {2}$$

B.$${{1}}$$

C.$$\begin{array} {l l} {\frac{3} {2}} \\ \end{array}$$

D.$${{2}}$$

7、['幂函数的定义']

正确率60.0%已知幂函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ {\mu} \\ {x} \\ \end{matrix} \right)=x^{a}$$的图象经过$$( 2, \ \sqrt{2} )$$,则$$f ( 4 ) ~=~ ($$

B

A.$${{±}{2}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{−}{2}}$$

D.$${{8}}$$

8、['幂函数的定义']

正确率60.0%已知幂函数$${{f}{{(}{x}{)}}{=}{{x}^{α}}}$$图像经过经过点$$( 2, \frac{1} {1 6} )$$,则指数$${{α}}$$的值为(

B

A.$${{4}}$$

B.$${{−}{4}}$$

C.$$\frac{1} {4}$$

D.$$- \frac{1} {4}$$

9、['幂函数的定义', '一般幂函数的图象和性质']

正确率60.0%若函数$$f ( x )=( m^{2}-6 m+9 ) x^{m^{2}-3 m+1}$$是幂函数且为奇函数,则$${{m}}$$的值为(

D

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{2}}$$或$${{4}}$$

10、['五个常见幂函数的图象与性质', '幂函数的定义']

正确率60.0%若幂函数$$f ( x )=x^{a^{2}-1 0 a+2 3} ( a \in{\bf Z} )$$为偶函数,且$${{f}{(}{x}{)}}$$在区间$${{(}{0}}$$,$${{+}{∞}{)}}$$上单调递减,则$${{a}{=}}$$(

C

A.$${{3}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{6}}$$

1. 首先确定幂函数 $$f(x) = (-2m^2 + m + 2)x^{m+1}$$ 为偶函数的条件。偶函数满足 $$f(-x) = f(x)$$,因此指数 $$m+1$$ 必须为偶数,且系数 $$-2m^2 + m + 2 \neq 0$$。解得 $$m = 1$$(因为 $$m+1=2$$ 是偶数,且系数为 $$-2(1)^2 + 1 + 2 = 1 \neq 0$$)。因此 $$f(x) = x^2$$。

函数 $$g(x) = f(x) - 4(a-1)x = x^2 - 4(a-1)x$$ 在区间 $$(2, 4)$$ 上单调,需要其导数 $$g'(x) = 2x - 4(a-1)$$ 在该区间内恒非正或恒非负。

  • 若单调递增,则 $$g'(x) \geq 0$$ 对所有 $$x \in (2, 4)$$ 成立,即 $$2x - 4(a-1) \geq 0$$,得 $$a \leq \frac{x}{2} + 1$$。由于 $$x \in (2, 4)$$,最小值为 $$a \leq 2$$。
  • 若单调递减,则 $$g'(x) \leq 0$$ 对所有 $$x \in (2, 4)$$ 成立,即 $$2x - 4(a-1) \leq 0$$,得 $$a \geq \frac{x}{2} + 1$$。由于 $$x \in (2, 4)$$,最大值为 $$a \geq 3$$。

综上,$$a \leq 2$$ 或 $$a \geq 3$$,答案为 B。

2. 设幂函数 $$y = f(x) = x^\alpha$$,过点 $$(8, 2\sqrt{2})$$,代入得 $$8^\alpha = 2\sqrt{2}$$。将 $$8$$ 和 $$2\sqrt{2}$$ 表示为 2 的幂次:$$2^{3\alpha} = 2^{3/2}$$,解得 $$\alpha = \frac{1}{2}$$。因此 $$f(x) = \sqrt{x}$$。

函数 $$f(x-1) - f^2(x) = \sqrt{x-1} - x$$,定义域为 $$x \geq 1$$。求导得 $$\frac{1}{2\sqrt{x-1}} - 1$$,令导数为 0,解得 $$x = \frac{5}{4}$$。代入得最大值为 $$\sqrt{\frac{5}{4}-1} - \frac{5}{4} = \frac{1}{2} - \frac{5}{4} = -\frac{3}{4}$$,答案为 C。

3. 设幂函数 $$f(x) = x^\alpha$$,过点 $$(2, \sqrt{2})$$,代入得 $$2^\alpha = \sqrt{2}$$,解得 $$\alpha = \frac{1}{2}$$。因此 $$f(x) = \sqrt{x}$$,其值域为 $$[0, +\infty)$$,答案为 C。

4. 设幂函数 $$f(x) = x^\alpha$$,过点 $$(16, 8)$$,代入得 $$16^\alpha = 8$$,将 $$16$$ 和 $$8$$ 表示为 2 的幂次:$$2^{4\alpha} = 2^3$$,解得 $$\alpha = \frac{3}{4}$$。因此 $$f(x) = x^{3/4}$$。

解不等式 $$f(x) < f(x^2)$$,即 $$x^{3/4} < (x^2)^{3/4}$$,化简得 $$x^{3/4} < x^{3/2}$$。由于 $$x > 0$$,两边除以 $$x^{3/4}$$ 得 $$1 < x^{3/4}$$,即 $$x > 1$$。答案为 D。

5. 函数 $$f(x) = \log_a (x^{\sqrt{2}+1}) + 2\sqrt{2}$$ 的图象经过定点 $$P$$,当 $$x = 1$$ 时,$$f(1) = \log_a 1 + 2\sqrt{2} = 2\sqrt{2}$$,因此 $$P(1, 2\sqrt{2})$$。

设幂函数 $$g(x) = x^\beta$$,过点 $$P$$,代入得 $$1^\beta = 2\sqrt{2}$$,显然不成立。重新检查题目描述,可能是 $$f(x) = \log_a (x + \sqrt{2} + 1) + 2\sqrt{2}$$,则当 $$x = -\sqrt{2}$$ 时,$$f(-\sqrt{2}) = \log_a 1 + 2\sqrt{2} = 2\sqrt{2}$$,此时 $$P(-\sqrt{2}, 2\sqrt{2})$$。但幂函数定义域限制,无解。题目可能有误,暂不解析。

6. 设幂函数 $$f(x) = kx^\alpha$$,过点 $$\left(\frac{1}{2}, \sqrt{2}\right)$$,代入得 $$k \left(\frac{1}{2}\right)^\alpha = \sqrt{2}$$。题目未给出其他条件,无法唯一确定 $$k$$ 和 $$\alpha$$,可能遗漏条件。

7. 设幂函数 $$f(x) = x^\alpha$$,过点 $$(2, \sqrt{2})$$,代入得 $$2^\alpha = \sqrt{2}$$,解得 $$\alpha = \frac{1}{2}$$。因此 $$f(4) = 4^{1/2} = 2$$,答案为 B。

8. 设幂函数 $$f(x) = x^\alpha$$,过点 $$\left(2, \frac{1}{16}\right)$$,代入得 $$2^\alpha = \frac{1}{16}$$,解得 $$\alpha = -4$$,答案为 B。

9. 函数 $$f(x) = (m^2 - 6m + 9)x^{m^2 - 3m + 1}$$ 是幂函数且为奇函数。幂函数要求系数为 1,即 $$m^2 - 6m + 9 = 1$$,解得 $$m = 2$$ 或 $$m = 4$$。

奇函数要求指数 $$m^2 - 3m + 1$$ 为奇数:

  • 当 $$m = 2$$ 时,指数为 $$4 - 6 + 1 = -1$$(奇数)。
  • 当 $$m = 4$$ 时,指数为 $$16 - 12 + 1 = 5$$(奇数)。

因此 $$m = 2$$ 或 $$4$$,答案为 D。

10. 幂函数 $$f(x) = x^{a^2 - 10a + 23}$$ 为偶函数,且 $$a \in \mathbb{Z}$$。偶函数要求指数 $$a^2 - 10a + 23$$ 为偶数。

在区间 $$(0, +\infty)$$ 上单调递减,要求指数为负数。解不等式 $$a^2 - 10a + 23 < 0$$,得 $$5 - \sqrt{2} < a < 5 + \sqrt{2}$$,即 $$a = 4, 5, 6$$。

验证指数为偶数:

  • 当 $$a = 4$$ 时,指数为 $$16 - 40 + 23 = -1$$(奇数,不符合)。
  • 当 $$a = 5$$ 时,指数为 $$25 - 50 + 23 = -2$$(偶数,符合)。
  • 当 $$a = 6$$ 时,指数为 $$36 - 60 + 23 = -1$$(奇数,不符合)。

因此 $$a = 5$$,答案为 C。

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