幂函数定义域值域例题(幂函数的定义域、值域及例题分析)
幂函数的定义域、值域及例题分析
幂函数的定义
幂函数是指由自变量x的一个正整数次幂和一个实数系数所构成的函数,通常记为y=x^a(a≠0,a是常数)。其中,x称为底数,a称为指数,y称为幂函数。当a为正数时,幂函数在定义域内单调递增,在定义域外单调递减,当a为负数时,幂函数在定义域内单调递减,在定义域外单调递增。
幂函数的定义域
幂函数的定义域是指输入变量x的取值范围,即使函数值能够被合理计算的所有实数x的集合。由于幂函数的幂次不能是0,因此幂函数的定义域是所有实数除了0,即x∈R,x≠0。
幂函数的值域及例题分析
幂函数的值域是指函数的所有可能取值。幂函数的值域根据a的正负性分别讨论。
情况一:a>0
当指数a为正数时,幂函数在定义域内单调递增,没有最小值,并且可以取得任意大的正值,即值域为(0,+∞)。例如,幂函数y=2x^3在[0, +∞)内的值域为(0, +∞)。
例题:
已知幂函数y=x^3,若x∈[-2,2],求y的最小值。
由于幂函数在定义域内单调递增,所以最小值应当在x=-2或x=2处取得。
当x=-2时,y=(-2)^3=-8;当x=2时,y=2^3=8。
因此,y的最小值为-8。
答案:-8。
情况二:a<0
当指数a为负数时,幂函数在定义域内单调递减,并且可以取得任意小的正值,即值域为(0,+∞)的开区间。例如,幂函数y=2x^(-3)在[0, +∞)内的值域为(0, +∞)。
例题:
已知幂函数y=x^(-2),若x∈(0,1),求y的最大值。
由于幂函数在定义域内单调递减,所以最大值应当在x=1处取得。
当x=1时,y=1^(-2)=1。
因此,y的最大值为1。
答案:1。
情况三:a=0
当指数a等于0时,幂函数就变成了常数函数y=c(c为常数),其定义域为全体实数,值域为{c}。例如,幂函数y=3^0在全体实数域内的值域为{1}。
例题:
已知幂函数y=x^0,求y的值域。
当x≠0时,x^0=1,因此,y的值域为{1}。
当x=0时,x^0=1,因此仍然属于{1},此时y的定义域为全体实数,与y的值域相同。
因此,幂函数y=x^0在全体实数域内的值域为{1}。
答案:{1}。
总结
幂函数的定义域是所有实数除了0,即x∈R,x≠0。当指数a为正数时,幂函数在定义域内单调递增,值域为(0,+∞)。当指数a为负数时,幂函数在定义域内单调递减,并且可以取得任意小的正值,值域为(0,+∞)的开区间。当指数a等于0时,幂函数就变成了常数函数。