五函数的单调性奇偶性与周期性
函数的奇偶性、单调性、周期性

一. 函数的奇偶性
2.对函数奇偶性的理解 . (1)函数的奇偶性是函数在整个定义域上的性质,是函 )函数的奇偶性是函数在整个定义域上的性质, 数的整体性质. 数的整体性质 (2)函数奇偶性中对定义域内任意一个 ,都有 (-x) = )函数奇偶性中对定义域内任意一个x,都有f - f (x),f (-x) = -f (x)的实质是:函数的定义域关于原点 的实质是: , - 的实质是 对称,这是函数具备奇偶性的必要条件. 对称,这是函数具备奇偶性的必要条件 函数的奇偶性是 其相应图象特殊的对称性的反映. 其相应图象特殊的对称性的反映
A.关于原点对称 A.关于原点对称 C.关于y C.关于y轴对称 关于
B.关于直线y B.关于直线y=-x对称 关于直线 D.关于直线y D.关于直线y=x对称 关于直线
解析: 解析:
由于定义域为( 由于定义域为(-2,2)关于原点对称,又 关于原点对称,
f(x)=-f(-x),故函数为奇函数,图象关于原点对称. )=),故函数为奇函数,图象关于原点对称. 故函数为奇函数
例3:(2008·山东)函数y=ln cos x (2008·山东)函数y 山东
(−
π
2
<x<
π
2
)
的图象是 (A )
解析: 解析:
为偶函数, y=ln cos x为偶函数,且函数图象在 [ 0 , π )上单
2
调递减. 调递减.
若函数f 的导函数 若函数 (x)的导函数 f ′(x) 在D上的函数 上的函数
值为正,则称 上为增函数; 值为正 则称y = f (x)在D上为增函数; 则称 在 上为增函数
四.函数的单调性
2. 函数单调性的等价定义
专题07 函数的性质-单调性、奇偶性、周期性 (学生版)高中数学53个题型归纳与方法技巧总结篇

【考点预测】1.高中数学53个题型归纳与方法技巧总结篇专题07函数的性质——单调性、奇偶性、周期性函数的单调性(1)单调函数的定义一般地,设函数()f x 的定义域为A ,区间D A ⊆:如果对于D 内的任意两个自变量的值1x ,2x 当12x x <时,都有12()()f x f x <,那么就说()f x 在区间D 上是增函数.如果对于D 内的任意两个自变量的值1x ,2x ,当12x x <时,都有12()()f x f x <,那么就说()f x 在区间D 上是减函数.①属于定义域A 内某个区间上;②任意两个自变量1x ,2x 且12x x <;③都有12()()f x f x <或12()()f x f x >;④图象特征:在单调区间上增函数的图象从左向右是上升的,减函数的图象从左向右是下降的.(2)单调性与单调区间①单调区间的定义:如果函数()f x 在区间D 上是增函数或减函数,那么就说函数()f x 在区间D 上具有单调性,D 称为函数()f x 的单调区间.②函数的单调性是函数在某个区间上的性质.(3)复合函数的单调性复合函数的单调性遵从“同增异减”,即在对应的取值区间上,外层函数是增(减)函数,内层函数是增(减)函数,复合函数是增函数;外层函数是增(减)函数,内层函数是减(增)函数,复合函数是减函数.2.函数的奇偶性函数奇偶性的定义及图象特点奇偶性定义图象特点偶函数如果对于函数()f x 的定义域内任意一个x ,都有()()f x f x -=,那么函数()f x 就叫做偶函数关于y 轴对称奇函数如果对于函数()f x 的定义域内任意一个x ,都有) ()(f x f x --=,那么函数()f x 就叫做奇函数关于原点对称判断()f x -与()f x 的关系时,也可以使用如下结论:如果0(())f x f x --=或()1(()0)()f x f x f x -=≠,则函数()f x 为偶函数;如果0(())f x f x -+=或()1(()0)()f x f x f x -=-≠,则函数()f x 为奇函数.注意:由函数奇偶性的定义可知,函数具有奇偶性的一个前提条件是:对于定义域内的任意一个x ,x -也在定义域内(即定义域关于原点对称).3.函数的对称性(1)若函数()y f x a =+为偶函数,则函数()y f x =关于x a =对称.(2)若函数()y f x a =+为奇函数,则函数()y f x =关于点(0)a ,对称.(3)若()()2f x f a x =-,则函数()f x 关于x a =对称.(4)若2(2)()f x f a x b -=+,则函数()f x 关于点()a b ,对称.4.函数的周期性(1)周期函数:对于函数()y f x =,如果存在一个非零常数T ,使得当x 取定义域内的任何值时,都有(()f x T f x +=),那么就称函数()y f x =为周期函数,称T 为这个函数的周期.(2)最小正周期:如果在周期函数()f x 的所有周期中存在一个最小的正数,那么称这个最小整数叫做()f x 的最小正周期.【方法技巧与总结】1.单调性技巧(1)证明函数单调性的步骤①取值:设1x ,2x 是()f x 定义域内一个区间上的任意两个量,且12x x <;②变形:作差变形(变形方法:因式分解、配方、有理化等)或作商变形;③定号:判断差的正负或商与1的大小关系;④得出结论.(2)函数单调性的判断方法①定义法:根据增函数、减函数的定义,按照“取值—变形—判断符号—下结论”进行判断.②图象法:就是画出函数的图象,根据图象的上升或下降趋势,判断函数的单调性.③直接法:就是对我们所熟悉的函数,如一次函数、二次函数、反比例函数等,直接写出它们的单调区间.(3)记住几条常用的结论:①若()f x 是增函数,则()f x -为减函数;若()f x 是减函数,则()f x -为增函数;②若()f x 和()g x 均为增(或减)函数,则在()f x 和()g x 的公共定义域上()()f x g x +为增(或减)函数;③若()0f x >且()f x 为增函数,1()f x 为减函数;④若()0f x >且()f x 为减函数,1()f x 为增函数.2.奇偶性技巧(1)函数具有奇偶性的必要条件是其定义域关于原点对称.(2)奇偶函数的图象特征.函数()f x 是偶函数⇔函数()f x 的图象关于y 轴对称;函数()f x 是奇函数⇔函数()f x 的图象关于原点中心对称.(3)若奇函数()y f x =在0x =处有意义,则有(0)0f =;偶函数()y f x =必满足()(||)f x f x =.(4)偶函数在其定义域内关于原点对称的两个区间上单调性相反;奇函数在其定义域内关于原点对称的两个区间上单调性相同.(5)若函数()f x 的定义域关于原点对称,则函数()f x 能表示成一个偶函数与一个奇函数的和的形式.记1()[()()]2g x f x f x =+-,1()[()()]2h x f x f x =--,则()()()f x g x h x =+.(6)运算函数的奇偶性规律:运算函数是指两个(或多个)函数式通过加、减、乘、除四则运算所得的函数,如()(),()(),()(),()()f x g x f x g x f x g x f x g x +-⨯÷.对于运算函数有如下结论:奇±奇=奇;偶±偶=偶;奇±偶=非奇非偶;奇()⨯÷奇=偶;奇()⨯÷偶=奇;偶()⨯÷偶=偶.(7)复合函数[()]y f g x =的奇偶性原来:内偶则偶,两奇为奇.(8)常见奇偶性函数模型奇函数:①函数1()(01x x a f x m x a +=≠-()或函数1()()1x x a f x m a -=+.②函数()()x x f x a a -=±-.③函数2()log log (1aa x m m f x x m x m +==+--或函数2()log log (1)a a x m m f x x m x m-==-++④函数()log )a f x x =+或函数()log )a f x x =.注意:关于①式,可以写成函数2()(0)1x m f x m x a =+≠-或函数2()()1x mf x m m R a =-∈+.偶函数:①函数()()x x f x a a -=±+.②函数()log (1)2mx a mxf x a =+-.③函数(||)f x 类型的一切函数.④常数函数3.周期性技巧()()()()211();()2()()()()2()()4()()2()()()()()2()()()2()()()(x R f x T f x T f x T f x T f x T f x T T f x f x f x T f x T T f x T f x T T f a x f a x b a f b x f b x f a x f a x a f x f a x f a x b a f b x f b x f a ∈+=+=-+=+=-+=-+=--+=-⎧-⎨+=-⎩+=-⎧⎨⎩+=--⎧-⎨+=--⎩函数式满足关系()周期为偶函数)()2()()()4()()()()()4()()()4()x f a x a f x f a x f a x b a f b x f b x f a x f a x a f x f a x f a x af x +=--⎧⎨⎩+=-⎧-⎨+=--⎩+=-⎧⎨⎩+=--⎧⎨⎩为奇函数为奇函数为偶函数4.函数的的对称性与周期性的关系(1)若函数()y f x =有两条对称轴x a =,()x b a b =<,则函数()f x 是周期函数,且2()T b a =-;(2)若函数()y f x =的图象有两个对称中心(,),(,)()a c b c a b <,则函数()y f x =是周期函数,且2()T b a =-;(3)若函数()y f x =有一条对称轴x a =和一个对称中心(,0)()b a b <,则函数()y f x =是周期函数,且4()T b a =-.5.对称性技巧(1)若函数()y f x =关于直线x a =对称,则()()f a x f a x +=-.(2)若函数()y f x =关于点()a b ,对称,则()()2f a x f a x b ++-=.(3)函数()y f a x =+与()y f a x =-关于y 轴对称,函数()y f a x =+与()y f a x =--关于原点对称.【题型归纳目录】题型一:函数的单调性及其应用题型二:复合函数单调性的判断题型三:利用函数单调性求函数最值题型四:利用函数单调性求参数的范围题型五:基本初等函数的单调性题型六:函数的奇偶性的判断与证明题型七:已知函数的奇偶性求参数题型八:已知函数的奇偶性求表达式、求值题型九:已知()f x =奇函数+M 题型十:函数的对称性与周期性题型十一:类周期函数题型十二:抽象函数的单调性、奇偶性、周期性题型十三:函数性质的综合【典例例题】题型一:函数的单调性及其应用例1.(2022·全国·高三专题练习)若定义在R 上的函数f (x )对任意两个不相等的实数a ,b ,总有()-()-f a f b a b>0成立,则必有()A .f (x )在R 上是增函数B .f (x )在R 上是减函数C .函数f (x )先增后减D .函数f (x )先减后增例2.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()f x 的定义域为R ,且对任意两个不相等的实数a ,b 都有()()()0a b f a f b -->⎡⎤⎣⎦,则不等式()()315f x f x ->+的解集为().A .(),3-∞B .()3,+∞C .(),2-∞D .()2,+∞例3.(2022·全国·高三专题练习)()252f x x x =-的单调增区间为()A .1,5⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭B .1,5⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭C .1,5⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭D .1,5⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭例4.(2022·全国·高三专题练习)已知函数1()22xxf x =-.(1)判断()f x 在其定义域上的单调性,并用单调性的定义证明你的结论;(2)解关于x 的不等式2(log )(1)f x f <.例5.(2022·全国·高三专题练习)讨论函数()1axf x x =-(0a ≠)在(11)-,上的单调性.【方法技巧与总结】函数单调性的判断方法①定义法:根据增函数、减函数的定义,按照“取值—变形—判断符号—下结论”进行判断.②图象法:就是画出函数的图象,根据图象的上升或下降趋势,判断函数的单调性.③直接法:就是对我们所熟悉的函数,如一次函数、二次函数、反比例函数等,直接写出它们的单调区间.题型二:复合函数单调性的判断例6.(2022·全国·高三专题练习(文))函数y =)A .1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .(,1]-∞-C .112⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,D .[]12-,例7.(2022·全国·高三专题练习)函数()213log 412y x x =-++单调递减区间是()A .(),2-∞B .()2,+∞C .()2,2-D .()2,6-例8.(2022·全国·高三专题练习)函数2231()(2x x f x --=的单调递减区间是()A .(,)-∞+∞B .(,1)-∞C .(3,)+∞D .(1,)+∞【方法技巧与总结】讨论复合函数[()]y f g x =的单调性时要注意:既要把握复合过程,又要掌握基本函数的单调性.一般需要先求定义域,再把复杂的函数正确地分解为两个简单的初等函数的复合,然后分别判断它们的单调性,再用复合法则,复合法则如下:1.若()u g x =,()y f u =在所讨论的区间上都是增函数或都是减函数,则[()]y f g x =为增函数;2.若()u g x =,()y f u =在所讨论的区间上一个是增函数,另一个是减函数,则[()]y f g x =为减函数.列表如下:()u g x =()y f u =[()]y f g x =增增增增减减减增减减减增复合函数单调性可简记为“同增异减”,即内外函数的单性相同时递增;单性相异时递减.题型三:利用函数单调性求函数最值例9.(2022·河南·新乡县高中模拟预测(理))在人工智能领域的神经网络中,常用到在定义域I 内单调递增且有界的函数()f x ,即0M ∃>,x I ∀∈,()f x M ≤.则下列函数中,所有符合上述条件的序号是______.①()f x =()21x f x x =+;③()e e e ex xx x f x ---=+;④()11e x f x -=+.例10.(2022·全国·高三专题练习)定义在()0,∞+上的函数()f x 对于任意的*,x y R ∈,总有()()()f x f y f xy +=,且当1x >时,()0f x <且()1f e =-.(1)求()1f 的值;(2)判断函数在()0,∞+上的单调性,并证明;(3)求函数()f x 在21,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值与最小值.例11.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()(0)2axf x a x =≠-.(1)判断函数()f x 在区间()2,2-上的单调性,并用单调性的定义加以证明;(2)若()33f =,求[]1,1x ∈-时函数()f x 的值域.例12.(2022·山西运城·模拟预测(理))已知a b <,函数()f x 的定义域为I ,若存在[,]a b I ⊆,使得()f x 在[,]a b 上的值域为[,]a b ,我们就说()f x 是“类方函数”.下列四个函数中是“类方函数”的是()①()21f x x =-+;②2()f x x =;③()2f x =+;④1()2xf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭.A .①②B .②④C .②③D .③④【方法技巧与总结】利用函数单调性求函数最值时应先判断函数的单调性,再求最值.常用到下面的结论:1.如果函数()y f x =在区间(]a b ,上是增函数,在区间[)b c ,上是减函数,则函数()()y f x x a c =∈,在x b =处有最大值()f b .2.如果函数()y f x =在区间(]a b ,上是减函数,在区间[)b c ,上是增函数,则函数()()y f x x a c =∈,在x b =处有最小值()f b .3.若函数()y f x =在[]a b ,上是严格单调函数,则函数()y f x =在[]a b ,上一定有最大、最小值.4.若函数()y f x =在区间[]a b ,上是单调递增函数,则()y f x =的最大值是()f b ,最小值是()f a .5.若函数()y f x =在区间[]a b ,上是单调递减函数,则()y f x =的最大值是()f a ,最小值是()f b .题型四:利用函数单调性求参数的范围例13.(2022·河南濮阳·一模(理))“1b ≤”是“函数()()22,0log 2,20bx x f x x b x +>⎧=⎨++-<≤⎩是在()2,-+∞上的单调函数”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件例14.(2022·全国·江西科技学院附属中学高三阶段练习(理))已知函数()()e 4,0,2log 1,10,x m m x f x x x ⎧+>⎪=⎨-+-<≤⎪⎩若1x ∀,2x ∈R ,()()12120f x f x x x ->-,且()()2g x f x x =--仅有1个零点,则实数m 的取值范围为()A .11,4e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .11,4e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .1,1e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .1,1e ⎛⎫ ⎪⎝⎭例15.(2022·浙江·高三学业考试)已知函数2()2f x x ax b =-+在区间(-∞,1]是减函数,则实数a 的取值范围是()A .[1,+∞)B .(-∞,1]C .[-1,+∞)D .(-∞,-1]例16.(2022·全国·高三专题练习)若函数21,1()2,,1ax x f x x ax x -<⎧=⎨-≥⎩是R 上的单调函数,则a 的取值范围()A .20,3⎛⎫⎪⎝⎭B .20,3⎛⎤ ⎥⎝⎦C .(]0,1D .()0,1例17.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()f x =0a >且1a ≠)在区间[)1,3上单调递增,则实数a 的取值不可能是()A .13B .12C .23D .56例18.(2022·山东·济南市历城第二中学模拟预测)函数()53x f x x a +=-+在()1,+∞上是减函数,则实数a的范围是_______.例19.(2022·全国·高三专题练习)如果5533cos θsin θ7(cos θsin θ),θ[0,2π]->-∈,则θ的取值范围是___________.例20.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()f x 满足()()()()1,f x y f x f y x y R +=+-∈,当0x >时,()1f x >,且()12f =.(1)求()()0,1f f -的值,并判断()f x 的单调性;(2)当[]1,2x ∈时,不等式()()231f ax x f x -+<恒成立,求实数a 的取值范围.【方法技巧与总结】若已知函数的单调性,求参数a 的取值范围问题,可利用函数单调性,先列出关于参数a 的不等式,利用下面的结论求解.1.若()a f x >在[]m n ,上恒成立()a f x ⇔>在[]m n ,上的最大值.2.若()a f x <在[]m n ,上恒成立()a f x ⇔<在[]m n ,上的最小值.题型五:基本初等函数的单调性例21.(2022·全国·高三阶段练习(文))下列函数在()1,3上单调递减的是()A .24y x x =-B .12x y -=C .y =D .cos 1y x =+例22.(2022·全国·高三专题练习)下列函数中,定义域是R 且为增函数的是A .xy e -=B .3y x =C .ln y x=D .y x=例23.(2022·全国·高三专题练习)已知()f x 是奇函数,且()()12120f x f x x x ->-对任意12,x x R ∈且12x x ≠都成立,设32a f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()3log 7b f =,()30.8c f =-,则()A .b a c <<B .c a b <<C .c b a<<D . a c b<<例24.(2022·山东·济南一中模拟预测)设函数()232xf x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,若()ln 3a f =,()5log 2b f =-,c f =(e 为自然对数的底数),则().A .a b c>>B .c b a>>C .c a b>>D .a c b>>【方法技巧与总结】1.比较函数值大小,应将自变量转化到同一个单调区间内,然后利用函数单调性解决.2.求复合函数单调区间的一般步骤为:①求函数定义域;②求简单函数单调区间;③求复合函数单调区间(同增异减).3.利用函数单调性求参数时,通常要把参数视为已知数,依据函数图像或单调性定义,确定函数单调区间,与已知单调区间比较,利用区间端点间关系求参数.同时注意函数定义域的限制,遇到分段函数注意分点左右端点函数值的大小关系.题型六:函数的奇偶性的判断与证明例25.(2022·北京通州·模拟预测)已知函数1()33xxf x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则()f x ()A .是偶函数,且在R 是单调递增B .是奇函数,且在R 是单调递增C .是偶函数,且在R 是单调递减D .是奇函数,且在R 是单调递减例26.(2022·安徽·蒙城第一中学高三阶段练习(理))下列函数中,在其定义域内既是奇函数又是减函数的是()A .1y x=B .ln y x x=--C .3y x x=--D .3=-+y x x例27.(2022·广东·二模)存在函数()f x 使得对于x R ∀∈都有()()f g x x =,则函数()g x 可能为()A .()sin g x x=B .()22g x x x=+C .()3g x x x=-D .()()x xg x e e-=+例28.(2022·全国·高三专题练习)判断下列函数的奇偶性:(1)f (x )(2)f (x )=(x +(3)f (x ).(4)f (x )=2221,0,21,0;x x x x x x ⎧-++>⎨+-<⎩例29.(2022·全国·高三专题练习)已知定义在R 上的函数()f x ,()g x 满足:①()01f =;②()g x 为奇函数;③()0,x ∀∈+∞,()0>g x ;④任意的x ,R y ∈,()()()()()f x y f x f y g x g y -=-.(1)判断并证明函数()f x 的奇偶性;(2)判断并证明函数()f x 在()0,+∞上的单调性.【方法技巧与总结】函数单调性与奇偶性结合时,注意函数单调性和奇偶性的定义,以及奇偶函数图像的对称性.题型七:已知函数的奇偶性求参数例30.(2022·北京海淀·二模)若(),01,0x a x f x bx x +<⎧=⎨->⎩是奇函数,则()A .1,1a b ==-B .1,1a b =-=C .1,1a b ==D .1,1a b =-=-例31.(2022·河南洛阳·三模(理))若函数()()322x xx a f x -=⋅-是偶函数,则=a ()A .-1B .0C .1D .±1例32.(2022·江苏南通·模拟预测)若函数()22x x af x a +=-为奇函数,则实数a 的值为()A .1B .2C .1-D .±1例33.(2022·江西·南昌十中模拟预测(理))已知函数()(1)1x mf x x e=++为偶函数,则m 的值为_________.例34.(2022·全国·高三阶段练习(理))已知函数()()22330x xa a a f x -+=-⋅≠为奇函数,则=a ______.例35.(2022·全国·高三阶段练习(文))已知函数()2221x xa b f x x -+⋅=+为偶函数,则=a ______.例36.(2022·陕西·西安中学模拟预测(文))已知函数)1()e ln e x xf x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭为R 上的偶函数,则实数=a ___________.【方法技巧与总结】利用函数的奇偶性的定义转化为()()f x f x -=±,建立方程,使问题得到解决,但是在解决选择题、填空题时还显得比较麻烦,为了使解题更快,可采用特殊值法求解.题型八:已知函数的奇偶性求表达式、求值例37.(2022·安徽省芜湖市教育局模拟预测(理))设()f x 为奇函数,且0x >时,()e ln xf x x =+,则()1f -=___________.例38.(2022·重庆一中高三阶段练习)已知偶函数()f x ,当0x >时,()()212f x x f x '=-+,则()f x 的图象在点()()2,2f --处的切线的斜率为()A .3-B .3C .5-D .5例39.(2022·河北衡水·高三阶段练习)已知()f x 是定义在R 上的奇函数,且0x ≤时,()232f x x x m =-+,则()f x 在[]1,2上的最大值为()A .1B .8C .5-D .16-例40.(2022·江西·模拟预测(理))(),()f x g x 分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,且()()2022sin 25+=--x f x g x x x ,则下列说法错误的是()A .(0)1g =B .()g x 在[]0,1上单调递减C .(1101)-g x 关于直线1101=x 对称D .()g x 的最小值为1例41.(2022·山西吕梁·一模(文))已知函数()f x 为定义在R 上的奇函数,且当0x ≥时,()21x f x x =+-,则当0x <时,()f x =()A .21x x ---B .21x x -++C .121x ----D .121x --++例42.(2022·北京·高三专题练习)已知定义在R 上的奇函数()f x 满足()()2f x f x =+,且当()0,1x ∈时,()241xxf x =+.(1)求()1f 和()1f -的值;(2)求()f x 在[]1,1-上的解析式.例43.(2022·全国·高三专题练习)若函数()f x 是奇函数,()g x 是偶函数,且其定义域均为{R,1}x x x ∈≠±.若()1()1f xg x x +=-,求()f x ,()g x 的解析式.【方法技巧与总结】抓住奇偶性讨论函数在各个分区间上的解析式,或充分利用奇偶性得出关于()f x 的方程,从而可得()f x 的解析式.题型九:已知()f x =奇函数+M例44.(2022·重庆一中高三阶段练习)已知()34f x ax =++(a ,b 为实数),()3lg log 102022f =,则()lg lg3f =______.例45.(2022·河南·西平县高级中学模拟预测(理))已知函数()2sin 414x xf x x -=++,且()5f a =,则()f a -=()A .2B .3C .-2D .-3例46.(2022·福建省福州第一中学高二期末)若对,x y R ∀∈,有()()()4f x y f x f y +=+-,函数2sin ()()cos 1xg x f x x =++在区间[2021,2021]-上存在最大值和最小值,则其最大值与最小值的和为()A .4B .8C .12D .16例47.(2022·上海·高一专题练习)若函数()()2221sin 1x xf x x ++=+的最大值和最小值分别为M 、m ,则函数()()()sin 3g x M m x M m x π⎡⎤=+++-⎢⎥⎣⎦图像的对称中心不可能是_______A .4,33ππ⎛⎫⎪⎝⎭B .,123ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭C .28,33ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭D .416,33ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭例48.(2022·河南·温县第一高级中学高三月考(理))若函数()()113e sin 1ex x x f x --⋅--=在区间[]3,5-上的最大值、最小值分别为p 、q ,则p q +的值为().A .2B .1C .6D .3例49.(2022·黑龙江·哈尔滨三中高三月考(理))函数()()211()2x x f x x x e e x --=--+在区间[1,3]-上的最大值与最小值分别为M ,N ,则M N +的值为()A .2-B .0C .2D .4例50.(2022·广东潮阳·高一期末)函数()()22ln41ax a xf x x a++=++,若()f x 最大值为M ,最小值为N ,[]1,3a ∈,则M N +的取值范围是______.例51.(2022·安徽·合肥市第九中学高三月考(理))已知定义域为R 的函数2222020sin ()2x x e e x xf x x λλμ++=++有最大值和最小值,且最大值和最小值的和为6,则λ-μ=___.【方法技巧与总结】已知()f x =奇函数+M ,[,]x a a ∈-,则(1)()()2f x f x M -+=(2)max min ()()2f x f x M +=题型十:函数的对称性与周期性例52.(2022·天津三中二模)设函数()y f x =的定义域为D ,若对任意的12,x x D ∈,且122x x a +=,恒有()()122f x f x b +=,则称函数()f x 具有对称性,其中点(,)a b 为函数()y f x =的对称中心,研究函数1()1tan(1)1f x x x x =+++--的对称中心,求13540432022202220222022f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ()A .2022B .4043C .4044D .8086例53.(2022·全国·模拟预测)已知定义在R 上的函数()f x 满足()()24f x f x +=+,且()1f x +是奇函数,则()A .()f x 是偶函数B .()f x 的图象关于直线12x =对称C .()f x 是奇函数D .()f x 的图象关于点1,02⎛⎫⎪⎝⎭对称例54.(2022·全国·模拟预测)已知函数()f x 的定义域为R ,且()()()2220222f x f x f +=-+对任意x ∈R 恒成立,又函数()2021f x +的图象关于点()2021,0-对称,且()12022f =,则()2021f =()A .2021B .2021-C .2022D .2022-例55.(2022·新疆·三模(文))已知定义在R 上的偶函数()f x 满足()()6f x f x +=,且当[]0,3x ∈时,()e x f x x =,则下面结论正确的是()A .()()()3ln 3e e f f f <<-B .()()()3e ln 3ef f f -<<C .()()()3e e ln 3f f f <-<D .()()()3ln 3e ef f f <-<例56.(2022·山东·肥城市教学研究中心模拟预测)已知函数()f x 满足(3)(1)9(2)f x f x f +=-+对任意x ∈R 恒成立,又函数(9)f x +的图象关于点(9,0)-对称,且(1)2022,f =则(45)f =()A .2021B .2021-C .2022D .2022-例57.(2022·广东茂名·模拟预测)已知函数()f x 是R 上的奇函数,且3()()2f x f x -=-,且当30,4x ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦时,()23f x x =-,则(2021)(2022)(2023)f f f -+--的值为()A .4B .4-C .0D .6-例58.(2022·江西鹰潭·二模(文))已知()f x 是定义在R 上的奇函数,若32f x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭为偶函数且()12f =,则()()()202020212022f f f ++=()A .2-B .4C .4-D .6例59.(2022·江苏·徐州市第七中学高三阶段练习)函数()()()222f x x x x ax b =+++满足:对x R ∀∈,都有()()11f x f x +=-,则函数()f x 的最小值为()A .-20B .-16C .-15D .0例60.(2022·黑龙江·哈尔滨三中三模(理))定义在R 上的函数()y f x =满足以下三个条件:①对于任意的实数x ∈R ,都有()()220f x f x ++-=成立;②函数()1y f x =+的图象关于y 轴对称;③对任意的1x ,[]20,1x ∈,12x x ≠,都有()()()()11221221x f x x f x x f x x f x +>+成立.则()2021f ,()2022f ,()2023f 的大小关系为()A .()()()202120232022f f f >>B .()()()202120222023f f f >>C .()()()202320222021f f f >>D .()()()202220212023f f f >>例61.(2022·陕西·榆林市教育科学研究所模拟预测(理))已知函数()f x 满足()()f x f x -=--,且函数()f x 与()cos 2g x x x =≠-⎛⎫ ⎪⎝⎭的图象的交点为()11,x y ,()22,x y ,()33,x y ,()44,x y ,则()41i ii x y =+=∑()A .-4πB .-2πC .2πD .4π【方法技巧与总结】(1)若函数()y f x =有两条对称轴x a =,()x b a b =<,则函数()f x 是周期函数,且2()T b a =-;(2)若函数()y f x =的图象有两个对称中心(,),(,)()a c b c a b <,则函数()y f x =是周期函数,且2()T b a =-;(3)若函数()y f x =有一条对称轴x a =和一个对称中心(,0)()b a b <,则函数()y f x =是周期函数,且4()T b a =-.题型十一:类周期函数例62.(2022·天津一中高三月考)定义域为R 的函数()f x 满足()()22f x f x +=,当[]0,2x 时,()[)[)232,0,11,1,22x x x x f x x -⎧-∈⎪⎪=⎨⎛⎫-∈⎪ ⎪⎪⎝⎭⎩,若当[)4,2x ∈--时,不等式()2142m f x m ≥-+恒成立,则实数m 的取值范围是()A .[]2,3B .[]1,3C .[]1,4D .[]2,4例63.(2022·浙江·杭州高级中学高三期中)定义域为R 的函数()f x 满足(2)3()f x f x +=,当[0,2]x ∈时,2()2f x x x =-,若[4,2]x ∈--时,13()()18f x t t≥-恒成立,则实数t 的取值范围是()A .(](],10,3-∞- B.((,-∞ C .[)[)1,03,-+∞ D.))⎡+∞⎣ 例64.(2022山西省榆林市高三二模理科数学试卷)定义域为R 的函数()f x 满足()()22f x f x +=,当[)0,2x ∈时,()[)[)2213,0,1{ln ,1,2x x x f x x x x -+∈=∈,若当[)4,2x ∈--时,函数()22f x t t ≥+恒成立,则实数t 的取值范围为()A .30t -≤≤B .31t -≤≤C .20t -≤≤D .01t ≤≤例65.(2022·湖北·高三月考)已知函数()11,022(2),2x x f x f x x ⎧--≤≤=⎨->⎩,其中R a ∈,给出以下关于函数()f x 的结论:①922f ⎛⎫= ⎪⎝⎭②当[]0,8x ∈时,函数()f x 值域为[]0,8③当4,15k ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦时方程()f x kx =恰有四个实根④当[]0,8x ∈时,若()22xf x a +≤恒成立,则1a ≥-)A .1B .2C .3D .4【方法技巧与总结】1.类周期函数若()y f x =满足:()()f x m kf x +=或()()f x kf x m =-,则()y f x =横坐标每增加m 个单位,则函数值扩大k 倍.此函数称为周期为m 的类周期函数.xx类周期函数图象倍增函数图象2.倍增函数若函数()y f x =满足()()f mx kf x =或()(xf x kf m=,则()y f x =横坐标每扩大m 倍,则函数值扩大k倍.此函数称为倍增函数.注意当m k =时,构成一系列平行的分段函数,222311()[1)(1)[)()(1)[)(1)[)n n ng x x m g x m x m m f x g x m x m m g x m x m m --∈⎧⎪-+∈⎪⎪=-+∈⎨⎪⎪⎪-+∈⎩,,,,,,,,.题型十二:抽象函数的单调性、奇偶性、周期性例66.(2022·山东聊城·二模)已知()f x 为R 上的奇函数,()22f =,若对1x ∀,()20,x ∈+∞,当12x x >时,都有()()()1212210f x f x x x x x ⎡⎤--<⎢⎥⎣⎦,则不等式()()114x f x ++>的解集为()A .()3,1-B .()()3,11,1---C .()(),11,1-∞-- D .()(),31,-∞-⋃+∞例67.(2022·全国·模拟预测(理))已知定义在R 上的奇函数()f x 的图象关于直线1x =对称,且()y f x =在[]0,1上单调递增,若()3a f =-,12b f ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,()2c f =,则a ,b ,c 的大小关系为()A .c b a <<B .b a c <<C .b c a <<D .c a b<<例68.(2022·黑龙江大庆·三模(理))已知定义域为R 的偶函数满足()()2f x f x -=,当01x ≤≤时,()1e 1x f x -=-,则方程()11f x x =-在区间[]3,5-上所有解的和为()A .8B .7C .6D .5例69.(2022·全国·高三专题练习)已知定义在R 上的函数()f x ,()g x 满足:①()01f =;②任意的x ,R y ∈,()()()()()f x y f x f y g x g y -=-.(1)求()()22f xg x -的值;(2)判断并证明函数()f x 的奇偶性.例70.(2022·上海·高三专题练习)定义在(-1,1)上的函数f (x )满足①对任意x 、y ∈(-1,1),都有f (x )+f (y )=f (1x y xy ++);②当x ∈(-1,0)时,有f (x )>0.求证:21111()()()()511312f f f f n n +++>++ .【方法技巧与总结】抽象函数的模特函数通常如下:(1)若()()()f x y f x f y +=+,则()(1)f x xf =(正比例函数)(2)若()()()f x y f x f y +=,则()[(1)]x f x f =(指数函数)(3)若()()()f xy f x f y =+,则()log b f x x =(对数函数)(4)若()()()f xy f x f y =,则()a f x x =(幂函数)(5)若()()()f x y f x f y m +=++,则()(1)f x xf m =-(一次函数)(6)对于抽象函数判断单调性要结合题目已知条件,在所给区间内比较大小,有时需要适当变形.题型十三:函数性质的综合例71.(2022·重庆南开中学模拟预测)已知函数()()ln ln 2cos 2f x x x x=---,则关于t 的不等式()()20f t f t +<的解集为()A .()2,1-B.(-C .()0,1D.(例72.(2022·安徽·六安市裕安区新安中学高三开学考试(文))已知函数()f x 是定义在R 上的偶函数,且在区间[0,)+∞上单调递增.若实数a 满足212(log )(lo )g )2(1f a f f a +≤,则a 的最小值是()A .32B .1C .12D .2例73.(2022·河南许昌·高三月考(理))已知函数31()224e e x xf x x x =-++-,其中e 是自然对数的底数,若()2(6)8f a f a -+>,则实数a 的取值范围是()A .(2,)+∞B .(3,2)-C .(,3)-∞-D .(,3)(2,)-∞-⋃+∞例74.(2022·河南·新蔡县第一高级中学高三月考(文))已知函数()3112e 33ex x f x x x =-+-+,其中e是自然对数的底数,若()2(23)6f a f a -+≥,则实数a 的取值范围是()A .(,3][1,)-∞-+∞ B .(,3]-∞-C .[1,)+∞D .[]3,1-例75.(2022·江苏·南京市中华中学高三月考)定义在R 上的函数()f x 满足()(2)f x f x -=,且当1x ≥时()23,141log ,4x x f x x x -+≤<⎧=⎨-≥⎩,若对任意的[,1]x t t ∈+,不等式()()21f x f x t -≤++恒成立,则实数t 的最大值为()A .1-B .23-C .13-D .13例76.(2022·内蒙古·赤峰二中高一月考(理))设()f x 是定义在R 上的奇函数,且当0x ≥时,()2f x x =,若对任意[]2x a a ∈+,,不等式()()2f x a f x +≥恒成立,则实数a 的取值范围是()A.)+∞B.)+∞C .()1-∞,D.⎡⎣例77.(2022·湖南·岳阳一中一模)已知函数221e e ()312x x xf x --=++,若不等式2(4)(2)1f ax f ax -+≤对任意x ∈R 恒成立,则实数a 的取值范围是()A .[]e,0-B .[]2,0-C .[]4,0-D .2e ,0⎡⎤-⎣⎦例78.(2022·全国·模拟预测)已知函数()2121xx f x -=+,若()()e 0x f f ax +<有解,则实数a 的取值范围为()A .()0,∞+B .(),e -∞-C .[]e,0-D .()(),e 0,-∞-⋃+∞例79.(2022·黑龙江·哈师大附中三模(理))已知函数()()1ln e 12x f x x =+-(e 为自然对数的底数),若()()21f a f a ≥-,则实数a 的取值范围是()A .1,3⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B .[1,+∞)C .1,13⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .[)1,1,3⎛⎤-∞⋃+∞ ⎥⎝⎦【方法技巧与总结】(1)奇偶性与单调性综合解题,尤其要重视利用偶函数(或轴对称函数)与单调性综合解不等式和比较大小.(2)奇偶性、单调性、周期性综合解题,尤其要注意对称性与周期性之间的关系,周期是两条对称轴(或对称中心)之间距离的2倍,是对称中心与对称轴之间距离的4倍.【过关测试】一、单选题1.(2022·安徽·蒙城第一中学高三阶段练习(理))下列函数中,在其定义域内既是奇函数又是减函数的是()A .1y x=B .ln y x x =--C .3y x x =--D .3=-+y x x2.(2022·河南·模拟预测(文))已知0x >,0y >,且2e e sin 2sin x y x y ->-,则()A .2x y<B .2x y>C .x y>D .x y<3.(2022·湖北·房县第一中学模拟预测)已知函数()221e e 1x x f x -=+,不等式()()22f x f x >+的解集为()A .()(),12,-∞-+∞B .()1,2-C .()(),21,-∞-+∞ D .()2,1-4.(2022·浙江浙江·高三阶段练习)已知定义在R 上的奇函数()f x 在0x >时满足32()(1)62f x x x =-++,且()()8f x m f x +≤在[]1,3x ∈有解,则实数m 的最大值为()A .23B .2C .53D .45.(2022·河北·石家庄二中高三开学考试)已知函数(()cos ln 4f x x x π=+⋅+在区间[5,5]-的最大值是M ,最小值是m ,则()f M m +的值等于()A .0B .10C .4πD .2π6.(2022·安徽·蒙城第一中学高三阶段练习(理))已知()f x 为奇函数,且当0x >时()211e xf x x-=+,则曲线()y f x =在点11,22f⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭处的切线方程为()A .240x y ++=B .240x y -+=C .220x y -+=D .220x y ++=7.(2022·河南·模拟预测(理))已知函数()f x 的图象关于原点对称,且()()4f x f x =+,当()0,2x ∈时,()f x =32433log 4f ⎛⎫+= ⎪⎝⎭()A .-11B .-8C .3log 4D .38log 4-8.(2022·江西·南昌市实验中学一模(理))对于函数()y f x =,若存在0x ,使()()00f x f x =--,则称点()()00,x f x 与点()()00,x f x --是函数()f x 的一对“隐对称点”.若函数()2ln ,0,0x x f x mx mx x >⎧=⎨--≤⎩的图像恰好有2对“隐对称点”,则实数m 的取值范围是()A .10,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭B .()0,1⋃(1,)+∞C .1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭D .(1,)+∞二、多选题9.(2022·海南·模拟预测)下面关于函数23()2x f x x -=-的性质,说法正确的是()A .()f x 的定义域为(,2)(2,)-∞⋃+∞B .()f x 的值域为RC .()f x 在定义域上单调递减D .点(2,2)是()f x 图象的对称中心10.(2022·辽宁·模拟预测)已知定义在R 上的偶函数()f x 的图像是连续的,()()()63f x f x f ++=,()f x 在区间[]6,0-上是增函数,则下列结论正确的是()A .()f x 的一个周期为6B .()f x 在区间[]12,18上单调递减C .()f x 的图像关于直线12x =对称D .()f x 在区间[]2022,2022-上共有100个零点11.(2022·重庆巴蜀中学高三阶段练习)已知函数()f x 对任意x ∈R 都有()()2f x f x +=-,若函数()1y f x =-的图象关于1x =对称,且对任意的()12,0,2x x ∈,且12x x ≠,都有()()12120f x f x x x ->-,若()20f -=,则下列结论正确的是()A .()f x 是偶函数B .()20220f =C .()f x 的图象关于点()1,0对称D .()()21f f ->-12.(2022·河北秦皇岛·二模)已知函数())lg f x x =,()212xg x =+,()()()F x f x g x =+,则()A .()f x 的图象关于()0,1对称B .()g x 的图象没有对称中心C .对任意的[](),0x a a a ∈->,()F x 的最大值与最小值之和为4D .若()3311F x x x -+-<-,则实数x 的取值范围是()(),13,-∞⋃+∞三、填空题13.(2022·山东临沂·二模)已知函数e ()1xmxf x x =+-是偶函数,则m =__________.14.(2022·湖北·房县第一中学模拟预测)已知函数()()ln 0f x x a a a =-+>在21,e ⎡⎤⎣⎦上的最小值为1,则a 的值为________.15.(2022·广东佛山·三模)已知函数()22x x f x a -=+⋅的图象关于原点对称,若3(21)2f x ->,则x 的取值范围为________.16.(2022·陕西宝鸡·二模(文))若函数f (x )同时满足:(1)对于定义域上的任意x ,恒有()()0f x f x +-=;(2)对于定义域上的任意12,x x ,当12x x ≠,恒有()()12120f x f x x x -<-,则称函数f (x )为“理想函数”,下列①()1f x x=,②()=f x ,③()1212xxf x -=+,④22,0(),0x x f x x x ⎧-=⎨<⎩四个函数中,能被称为“理想函数”的有___________.(填出函数序号)四、解答题17.(2022·上海市市西中学高三阶段练习)设a ∈R ,函数2()21x x af x +=+;(1)求a 的值,使得f (x )为奇函数;(2)若3()2a f x +<对任意x ∈R 成立,求a 的取值范围.18.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()21ax bf x x +=+是定义在()1,1-上的函数,()()f x f x -=-恒成立,且12.25f ⎛⎫= ⎪⎝⎭(1)确定函数()f x 的解析式;(2)用定义证明()f x 在()1,1-上是增函数;(3)解不等式()()10f x f x -+<.19.(2022·陕西·武功县普集高级中学高三阶段练习(理))设函数()()20,1,R x xf x ka a a a k -=->≠∈,()f x 是定义域为R 的奇函数(1)确定k 的值(2)若()13f =,判断并证明()f x 的单调性;(3)若3a =,使得()()()221f x f x λ≤+对一切[]2,1x ∈--恒成立,求出λ的范围.20.(2022·全国·高三专题练习)定义域均为R 的奇函数()f x 与偶函数()g x 满足()()10x f x g x +=.(1)求函数()f x 与()g x 的解析式;(2)证明:1212()()2()2x x g x g x g ++≥;(3)试用1()f x ,2()f x ,1()g x ,2()g x 表示12()f x x -与12()g x x +.21.(2022·全国·高三专题练习)定义在R 上的函数()f x ,对任意12,x x R ∈,满足下列条件:①1212()()()2f x x f x f x +=+-②(2)4f =(1)是否存在一次函数()f x 满足条件①②,若存在,求出()f x 的解析式;若不存在,说明理由.(2)证明:()()2g x f x =-为奇函数;22.(2022·上海·二模)对于函数()f x ,若在定义域内存在实数0x ,满足00()()f x f x -=-,则称()f x 为“M 类函数”.(1)已知函数π()2cos 3f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,试判断()f x 是否为“M 类函数”?并说明理由;(2)设1()423x x f x m +=-⋅-是定义域R 上的“M 类函数”,求实数m 的取值范围;(3)若()22log 2,3()2,3x mx x f x x ⎧->⎪=⎨-<⎪⎩为其定义域上的“M 类函数”,求实数m 取值范围.。
函数的奇偶性及周期性

函数的奇偶性及周期性1.函数的奇偶性(1)周期函数对于函数f(x),如果存在一个非零常数T,使得当x取定义域内的任何值时,都有f(x +T)=f(x),那么就称函数f(x)为周期函数,称T为这个函数的周期.(2)最小正周期如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期.[小题体验]1.下列函数中为偶函数的是()A.y=x2sin x B.y=x2cos xC.y=|ln x|D.y=2-x答案:B2.若函数f(x)是周期为5的奇函数,且满足f(1)=1,f(2)=2,则f(8)-f(14)=________.答案:-13.已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x(1+x),则x<0时,f(x)=________.答案:x(1-x)1.判断函数的奇偶性,易忽视判断函数定义域是否关于原点对称.定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的一个必要条件.2.判断函数f(x)的奇偶性时,必须对定义域内的每一个x,均有f(-x)=-f(x)或f(-x )=f (x ),而不能说存在x 0使f (-x 0)=-f (x 0)或f (-x 0)=f (x 0).3.分段函数奇偶性判定时,误用函数在定义域某一区间上不是奇偶函数去否定函数在整个定义域上的奇偶性.[小题纠偏]1.已知f (x )=ax 2+bx 是定义在[a -1,2a ]上的偶函数,那么a +b 的值是( ) A .-13B.13C.12D .-12解析:选B ∵f (x )=ax 2+bx 是定义在[a -1,2a ]上的偶函数, ∴a -1+2a =0,∴a =13.又f (-x )=f (x ),∴b =0,∴a +b =13.2.设f (x )是定义在R 上的周期为2的函数,当x ∈[-1,1)时, f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-4x 2+2,-1≤x <0,x , 0≤x <1,则f ⎝⎛⎭⎫32=________. 解析:由题意得,f ⎝⎛⎭⎫32=f ⎝⎛⎭⎫-12=-4×⎝⎛⎭⎫-122+2=1. 答案:1考点一 函数奇偶性的判断(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]判断下列函数的奇偶性: (1)f (x )=1-x 2+x 2-1; (2)f (x )=3-2x +2x -3; (3)f (x )=3x -3-x ;(4)(易错题)f (x )=4-x 2|x +3|-3;(5)(易错题)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x >0,x 2-x ,x <0.解:(1)∵由⎩⎪⎨⎪⎧x 2-1≥0,1-x 2≥0,得x =±1,∴f (x )的定义域为{-1,1}.又f (1)+f (-1)=0,f (1)-f (-1)=0,即f (x )=±f (-x ).∴f (x )既是奇函数又是偶函数.(2)∵函数f (x )=3-2x +2x -3的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫32,不关于坐标原点对称,∴函数f (x )既不是奇函数,也不是偶函数. (3)∵f (x )的定义域为R ,∴f (-x )=3-x -3x =-(3x -3-x )=-f (x ), 所以f (x )为奇函数.(4)∵由⎩⎪⎨⎪⎧4-x 2≥0,|x +3|-3≠0,得-2≤x ≤2且x ≠0.∴f (x )的定义域为[-2,0)∪(0,2], ∴f (x )=4-x 2|x +3|-3=4-x 2(x +3)-3=4-x 2x ,∴f (-x )=-f (x ),∴f (x )是奇函数.(5)易知函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,又当x >0时,f (x ) =x 2+x ,则当x <0时,-x >0, 故f (-x )=x 2-x =f (x );当x <0时,f (x )=x 2-x ,则当x >0时,-x <0, 故f (-x )=x 2+x =f (x ),故原函数是偶函数.[谨记通法]判定函数奇偶性的3种常用方法(1)定义法:(2)图象法:(3)性质法:①设f (x ),g (x )的定义域分别是 D 1,D 2,那么在它们的公共定义域上:奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.②复合函数的奇偶性可概括为“同奇则奇,一偶则偶”.[提醒](1)“性质法”中的结论是在两个函数的公共定义域内才成立的.(2)判断分段函数的奇偶性应分段分别证明f(-x)与f(x)的关系,只有对各段上的x都满足相同的关系时,才能判断其奇偶性.如“题组练透”第(5)题.考点二函数的周期性(题点多变型考点——纵引横联)[典型母题]设f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意实数x,恒有f(x+2)=-f(x).当x∈[0,2]时,f(x)=2x-x2.(1)求函数的最小正周期;(2)计算f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 015).[解](1)∵f(x+2)=-f(x),∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x).∴f(x)的最小正周期为4.(2)f(0)=0,f(1)=1,f(2)=0,f(3)=f(-1)=-f(1)=-1.又∵f(x)是周期为4的周期函数,∴f(0)+f(1)+f(2)+f(3)=f(4)+f(5)+f(6)+f(7)=…=f(2 012)+f(2 013)+f(2 014)+f(2 015)=0,∴f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 015)=0.[类题通法]1.判断函数周期性的2个方法(1)定义法.(2)图象法.2.周期性3个常用结论对f(x)定义域内任一自变量的值x:(1)若f(x+a)=-f(x),则T=2a;(2)若f(x+a)=1f(x),则T=2a;(3)若f(x+a)=-1f(x),则T=2a.(a>0)[越变越明][变式1] 若母题中条件变为“f (x +2)=-1f (x )”,求函数f (x )的最小正周期. 解:∵对任意x ∈R ,都有f (x +2)=-1f (x ), ∴f (x +4)=f (x +2+2)=-1f (x +2)=-1-1f (x )=f (x ),∴f (x )的最小正周期为4.[变式2] 若母题条件改为:定义在R 上的函数f (x )满足f (x +6)=f (x ),当-3≤x <-1时,f (x )=-(x +2)2;当-1≤x <3时,f (x )=x .求f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 015)的值.解:∵f (x +6)=f (x ),∴T =6. ∵当-3≤x <-1时,f (x )=-(x +2)2; 当-1≤x <3时,f (x )=x ,∴f (1)=1,f (2)=2,f (3)=f (-3)=-1,f (4)=f (-2)=0,f (5)=f (-1)=-1,f (6)=f (0)=0,∴f (1)+f (2)+…+f (6)=1,∴f (1)+f (2)+…+f (6)=f (7)+f (8)+…+f (12) =…=f (2 005)+f (2 006)+…+f (2 010)=1, ∴f (1)+f (2)+…+f (2 010)=1×2 0106=335.而f (2 011)+f (2 012)+f (2 013)+f (2 014)+f (2 015) =f (1)+f (2)+f (3)+f (4)+f (5)=1+2-1+0-1=1. ∴f (1)+f (2)+…+f (2 015)=335+1=336.[变式3] 在母题条件下,求f (x )(x ∈[2,4])的解析式. 解:当x ∈[-2,0]时,-x ∈[0,2],由已知得f (-x )=2(-x )-(-x )2=-2x -x 2, 又f (x )是奇函数,∴f (-x )=-f (x )=-2x -x 2.∴f(x)=x2+2x.又当x∈[2,4]时,x-4∈[-2,0],∴f(x-4)=(x-4)2+2(x-4).又f(x)是周期为4的周期函数,∴f(x)=f(x-4)=(x-4)2+2(x-4)=x2-6x+8.故x∈[2,4]时,f(x)=x2-6x+8.考点三函数性质的综合应用(常考常新型考点——多角探明)[命题分析]函数的奇偶性、周期性以及单调性是函数的三大性质,在高考中常常将它们综合在一起命制试题,其中奇偶性多与单调性相结合,而周期性常与抽象函数相结合,并以结合奇偶性求函数值为主.多以选择题、填空题形式出现.常见的命题角度有:(1)奇偶性的应用;(2)单调性与奇偶性结合;(3)周期性与奇偶性结合;(4)单调性、奇偶性与周期性结合.[题点全练]角度一:奇偶性的应用1.已知f(x)是R上的偶函数,且当x>0时,f(x)=x2-x-1,则当x<0时,f(x)=________.解析:∵f(x)是定义在R上的偶函数,∴当x<0时,-x>0.由已知f(-x)=(-x)2-(-x)-1=x2+x-1=f(x),∴f(x)=x2+x-1.答案:x2+x-12.设函数f(x)=(x+1)(x+a)x为奇函数,则a=________.解析:∵f(x)=(x+1)(x+a)x为奇函数,∴f(1)+f(-1)=0,即(1+1)(1+a)1+(-1+1)(-1+a)-1=0,∴a=-1.答案:-1角度二:单调性与奇偶性结合3.下列函数中,在其定义域内既是偶函数又在(-∞,0)上单调递增的函数是() A.f(x)=x2B.f(x)=2|x|C.f(x)=log21|x|D.f(x)=sin x解析:选C函数f(x)=x2是偶函数,但在区间(-∞,0)上单调递减,不合题意;函数f(x)=2|x|是偶函数,但在区间(-∞,0)上单调递减,不合题意;函数f(x)=log21|x|是偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增,符合题意;函数f(x)=sin x是奇函数,不合题意.4.已知定义在(-1,1)上的奇函数f(x),其导函数为f′(x)=1+cos x,如果f(1-a)+f(1-a2)<0,则实数a的取值范围为()A.(0,1)B.(1,2)C.(-2,-2)D.(1,2)∪(-2,-1)解析:选B依题意得,f′(x)>0,则f(x)是定义在(-1,1)上的奇函数、增函数.不等式f(1-a)+f(1-a2)<0等价于f(1-a2)<-f(1-a)=f(a-1),则-1<1-a2<a-1<1,由此解得1<a< 2.角度三:周期性与奇偶性结合5.已知f(x)是定义在R上的以3为周期的偶函数,若f(1)<1,f(5)=2a-3a+1,则实数a的取值范围为()A.(-1,4)B.(-2,0)C.(-1,0)D.(-1,2)解:选A∵f(x)是定义在R上的周期为3的偶函数,∴f(5)=f(5-6)=f(-1)=f(1),∵f(1)<1,f(5)=2a-3a+1,∴2a-3a+1<1,即a-4a+1<0,解得-1<a<4.角度四:单调性、奇偶性与周期性结合6.已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x-4)=-f(x),且在区间[0,2]上是增函数,则()A.f(-25)<f(11)<f(80)B.f(80)<f(11)<f(-25)C.f(11)<f(80)<f(-25)D.f(-25)<f(80)<f(11)解析:选D 因为f (x )满足f (x -4)=-f (x ),所以f (x -8)=f (x ),所以函数f (x )是以8为周期的周期函数,则f (-25)=f (-1),f (80)=f (0),f (11)=f (3).由f (x )是定义在R 上的奇函数,且满足f (x -4)=-f (x ),得f (11)=f (3)=-f (-1)=f (1). 因为f (x )在区间[0,2]上是增函数,f (x )在R 上是奇函数, 所以f (x )在区间[-2,2]上是增函数,所以f (-1)<f (0)<f (1),即f (-25)<f (80)<f (11).[方法归纳]函数性质综合应用问题的常见类型及解题策略(1)函数单调性与奇偶性结合.注意函数单调性及奇偶性的定义,以及奇、偶函数图象的对称性.(2)周期性与奇偶性结合.此类问题多考查求值问题,常利用奇偶性及周期性进行交换,将所求函数值的自变量转化到已知解析式的函数定义域内求解.(3)周期性、奇偶性与单调性结合.解决此类问题通常先利用周期性转化自变量所在的区间,然后利用奇偶性和单调性求解.一抓基础,多练小题做到眼疾手快 1.下列函数为奇函数的是( ) A .y =x B .y =e x C .y =cos xD .y =e x -e -x解析:选D 对于A ,定义域不关于原点对称,故不符合要求;对于B ,f (-x )≠-f (x ),故不符合要求;对于C ,满足f (-x )=f (x ),故不符合要求;对于D ,∵f (-x )=e -x -e x =-(e x -e -x )=-f (x ),∴y =e x -e-x为奇函数,故选D.2.已知f (x )=3ax 2+bx -5a +b 是偶函数,且其定义域为[6a -1,a ],则a +b =( ) A.17 B .-1 C .1D .7解析:选A 因为偶函数的定义域关于原点对称,所以6a -1+a =0,所以a =17.又f (x )为偶函数,所以3a (-x )2-bx -5a +b =3ax 2+bx -5a +b ,解得b =0,所以a +b =17.3.设函数f (x )为偶函数,当x ∈(0,+∞)时,f (x )=log 2x ,则f (-2)=( ) A .-12B.12C .2D .-2解析:选B因为函数f(x)是偶函数,所以f(-2)=f(2)=log22=1 2.4.函数f(x)=lg|sin x|是()A.最小正周期为π的奇函数B.最小正周期为2π的奇函数C.最小正周期为π的偶函数D.最小正周期为2π的偶函数解析:选C∵f(-x)=lg|sin(-x)|=lg|sin x|,∴函数f(x)为偶函数.∵f(x+π)=lg|sin(x+π)|=lg|sin x|,∴函数f(x)的周期为π.5.函数f(x)在R上为奇函数,且x>0时,f(x)=x+1,则当x<0时,f(x)=________.解析:∵f(x)为奇函数,x>0时,f(x)=x+1,∴当x<0时,-x>0,f(x)=-f(-x)=-(-x+1),即x<0时,f(x)=-(-x+1)=--x-1.答案:--x-1二保高考,全练题型做到高考达标1.下列函数中,与函数y=-3|x|的奇偶性相同,且在(-∞,0)上单调性也相同的是()A.y=-1x B.y=log2|x|C.y=1-x2D.y=x3-1解析:选C函数y=-3|x|为偶函数,在(-∞,0)上为增函数,选项A的函数为奇函数,不符合要求;选项B的函数是偶函数,但其单调性不符合;选项D的函数为非奇非偶函数,不符合要求;只有选项C符合要求.2.已知f(x),g(x)是定义在R上的函数,h(x)=f(x)·g(x),则“f(x),g(x)均为偶函数”是“h(x)为偶函数”的()A.充要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件解析:选B一方面,若f(x),g(x)均为偶函数,则f(-x)=f(x),g(-x)=g(x),因此,h(-x)=f(-x)g(-x)=f(x)g(x)=h(x),∴h(x)是偶函数;另一方面,若h(x)是偶函数,但f(x),g(x)不一定均为偶函数,事实上,若f(x),g(x)均为奇函数,h(x)也是偶函数,因此,“f(x),g(x)均为偶函数”是“h(x)为偶函数”的充分不必要条件.3.已知函数f(x)是定义在(-∞,+∞)上的奇函数,若对于任意的实数x≥0,都有f(x +2)=f(x),且当x∈[0,2)时f(x)=log2(x+1),则f(-2 013)+f(2 014)的值为() A.-1B.-2C .2D .1解析:选A 因为f (x )是奇函数,且周期为2,所以f (-2 013)+f (2 014)=-f (2 013)+f (2 014)=-f (1)+f (0).又当x ∈[0,2)时,f (x )=log 2(x +1),所以f (-2 013)+f (2 014)=-1+0=-1.4.定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x -2)=-f (x ),且在[0,1]上是增函数,则有( ) A .f ⎝⎛⎭⎫14<f ⎝⎛⎭⎫-14<f ⎝⎛⎭⎫32 B .f ⎝⎛⎭⎫-14<f ⎝⎛⎭⎫14<f ⎝⎛⎭⎫32 C .f ⎝⎛⎭⎫14<f ⎝⎛⎭⎫32<f ⎝⎛⎭⎫-14 D .f ⎝⎛⎭⎫-14<f ⎝⎛⎭⎫32<f ⎝⎛⎭⎫14解析:选B 由题设知f (x )=-f (x -2)=f (2-x ),所以函数f (x )的图象关于直线x =1对称.又函数f (x )是奇函数,其图象关于坐标原点对称,由于函数f (x )在[0,1]上是增函数,故f (x )在[-1,0]上也是增函数, 综上函数f (x )在[-1,1]上是增函数,在[1,3]上是减函数. 又f ⎝⎛⎭⎫32=f ⎝⎛⎭⎫2-32=f ⎝⎛⎭⎫12, 所以f ⎝⎛⎭⎫-14<f ⎝⎛⎭⎫14<f ⎝⎛⎭⎫12=f ⎝⎛⎭⎫32. 5.已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=x 2+2x ,若f (2-a 2)>f (a ),则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-1)∪(2,+∞)B .(-1,2)C .(-2,1)D .(-∞,-2)∪(1,+∞)解析:选C ∵f (x )是奇函数,∴当x <0时,f (x )=-x 2+2x .作出函数f (x )的大致图象如图中实线所示,结合图象可知f (x )是R 上的增函数,由f (2-a 2)>f (a ),得2-a 2>a ,解得-2<a <1.6.定义在R 上的奇函数y =f (x )在(0,+∞)上递增,且f ⎝⎛⎭⎫12=0,则满足f (x )>0的x 的集合为________.解析:由奇函数y =f (x )在(0,+∞)上递增,且 f ⎝⎛⎭⎫12=0,得函数y =f (x )在(-∞,0)上递增,且f ⎝⎛⎭⎫-12=0,∴f (x )>0时,x >12或-12<x <0. 即满足f (x )>0的x 的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪ -12<x <0或x >12. 答案:⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪-12<x <0或x >12 7.已知f (x ),g (x )分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,且f (x )-g (x )=⎝⎛⎭⎫12x ,则f (1),g (0),g (-1)之间的大小关系是______________.解析:在f (x )-g (x )=⎝⎛⎭⎫12x 中,用-x 替换x ,得f (-x )-g (-x )=2x ,由于f (x ),g (x )分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,所以f (-x )=-f (x ),g (-x )=g (x ),因此得-f (x )-g (x )=2x .联立方程组解得f (x )=2-x -2x 2,g (x )=-2-x +2x 2, 于是f (1)=-34,g (0)=-1,g (-1)=-54, 故f (1)>g (0)>g (-1).答案:f (1)>g (0)>g (-1)8.设定义在R 上的函数f (x )同时满足以下条件:①f (x )+f (-x )=0;②f (x )=f (x +2);③当0≤x ≤1时,f (x )=2x -1,则f ⎝⎛⎭⎫12+f (1)+f ⎝⎛⎭⎫32+f (2)+f ⎝⎛⎭⎫52=________. 解析:依题意知:函数f (x )为奇函数且周期为2,∴f ⎝⎛⎭⎫12+f (1)+f ⎝⎛⎭⎫32+f (2)+f ⎝⎛⎭⎫52 =f ⎝⎛⎭⎫12+f (1)+f ⎝⎛⎭⎫-12+f (0)+f ⎝⎛⎭⎫12 =f ⎝⎛⎭⎫12+f (1)-f ⎝⎛⎭⎫12+f (0)+f ⎝⎛⎭⎫12 =f ⎝⎛⎭⎫12+f (1)+f (0)=212-1+21-1+20-1 = 2. 答案:29.设f (x )是(-∞,+∞)上的奇函数,f (x +2)=-f (x ),当0≤x ≤1时,f (x )=x .(1)求f (π)的值;(2)当-4≤x ≤4时,求f (x )的图象与x 轴所围成图形的面积.解:(1)由f (x +2)=-f (x ),得f (x +4)=f [(x +2)+2]=-f (x +2)=f (x ),∴f (x )是以4为周期的周期函数.∴f (π)=f (-1×4+π)=f (π-4)=-f (4-π)=-(4-π)=π-4.(2)由f (x )是奇函数与f (x +2)=-f (x ),得f [(x -1)+2]=-f (x -1)=f [-(x -1)],即f (1+x )=f (1-x ).从而可知函数y =f (x )的图象关于直线x =1对称.又当0≤x ≤1时,f (x )=x ,且f (x )的图象关于原点成中心对称,则f (x )的图象如图所示.设当-4≤x ≤4时,f (x )的图象与x 轴围成的图形面积为S ,则S =4S △OAB =4×⎝⎛⎭⎫12×2×1=4. 10.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ -x 2+2x ,x >0,0,x =0,x 2+mx ,x <0是奇函数. (1)求实数m 的值;(2)若函数f (x )在区间[-1,a -2]上单调递增,求实数a 的取值范围.解:(1)设x <0,则-x >0,所以f (-x )=-(-x )2+2(-x )=-x 2-2x .又f (x )为奇函数,所以f (-x )=-f (x ),于是x <0时,f (x )=x 2+2x =x 2+mx ,所以m =2.(2)要使f (x )在[-1,a -2]上单调递增,结合f (x )的图象(如图所示)知⎩⎪⎨⎪⎧a -2>-1,a -2≤1, 所以1<a ≤3,故实数a 的取值范围是(1,3].三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.已知函数g (x )是R 上的奇函数,且当x <0时,g (x )=-ln(1-x ),函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 3,x ≤0,g (x ),x >0,若f (2-x 2)>f (x ),则实数x 的取值范围是( ) A .(-∞,1)∪(2,+∞)B .(-∞,-2)∪(1,+∞)C .(1,2)D .(-2,1)解析:选D 设x >0,则-x <0.∵x <0时,g (x )=-ln(1-x ),∴g (-x )=-ln(1+x ).又∵g (x )是奇函数,∴g (x )=ln(1+x )(x >0), ∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 3,x ≤0,ln (1+x ),x >0.其图象如图所示.由图象知,函数f (x )在R 上是增函数. ∵f (2-x 2)>f (x ),∴2-x 2>x ,即-2<x <1.所以实数x 的取值范围是(-2,1).2.函数f (x )的定义域为D ={x |x ≠0},且满足对任意x 1,x 2∈D ,有f (x 1·x 2)=f (x 1)+f (x 2).(1)求f (1)的值;(2)判断f (x )的奇偶性并证明你的结论;(3)如果f (4)=1,f (x -1)<2, 且f (x )在(0,+∞)上是增函数,求x 的取值范围. 解:(1)∵对于任意x 1,x 2∈D ,有f (x 1·x 2)=f (x 1)+f (x 2),∴令x 1=x 2=1,得f (1)=2f (1),∴f (1)=0.(2)f (x )为偶函数.证明:令x 1=x 2=-1,有f (1)=f (-1)+f (-1),∴f (-1)=12f (1)=0. 令x 1=-1,x 2=x ,有f (-x )=f (-1)+f (x ),∴f (-x )=f (x ),∴f (x )为偶函数.(3)依题设有f (4×4)=f (4)+f (4)=2,由(2)知,f (x )是偶函数,∴f(x-1)<2⇔f(|x-1|)<f(16).又f(x)在(0,+∞)上是增函数.∴0<|x-1|<16,解之得-15<x<17且x≠1.∴x的取值范围是(-15,1)∪(1,17).。
2020年高考数学一轮复习(新课改)第1课时系统知识——函数的单调性与最值、奇偶性、周期性

第二节函数的性质第1课时系统知识一一函数的单调性与最值、奇偶性、周期性若函数y= f(x)在区间D上是增函数或减函数,则称函数y= f(x)在这一区间上具有(严格的)单调性,区间D叫做函数y= f(x)的单调区间.[点拨](1)函数单调性定义中的X i , X2具有以下三个特征:一是任意性,即任意两数X i, D ”,任意”两字决不能丢;二是有大小,即X i VX2(或X1>X2);三是同属一个单调区间,三者缺一不可.⑵若函数在区间D上单调递增(或递减),则对D内任意的两个不等自变量X1, X2的值, 都有fXL二竺或fXk 4竺<。
.X1 —X2 X1—X2 /(3)函数f(X)在给定区间上的单调性,是函数在此区间上的整体性质,不一定代表在整个定义域上有此性质.[谨记常用结论](1) 函数f(X)与f(x)+ c(c为常数)具有相同的单调性.(2) k>0时,函数f(x)与kf(x)单调性相同;k<0时,函数f(x)与kf(x)单调性相反.1⑶若f(x)恒为正值或恒为负值,贝y f(x)与具有相反的单调性.⑷若f(x), g(x)都是增(减)函数,则当两者都恒大于零时,f(x) •(x)是增(减)函数;当两者都恒小于零时,f(x) g(x)是减(增)函数.(5)在公共定义域内,增+增=增,减+减=减,增—减=增,减—增=减.[小题练通]1. [人教A版教材P39B组T1]函数f(x)= x2—2x的单调递增区间是______ .答案:[1 ,+^ )2. [教材改编题]如果二次函数f(x)= x2—(a—1)x + 5在区间2, 1上是增函数,则实数a的取值范围为_________ .解析:T函数f(x) = x2—(a —1)x+ 5的对称轴为x =旦^1且在区间2,1上是增函数,a —1答案:(—R, 2]3. [教材改编题]函数f(x)= log1 (x2—4)的单调递增区间为________ .2解析:由x2—4>0得x<—2或x>2.又u = x2—4在(一a,—2)上为减函数,在(2, + a)上为增函数,y= log 1 u为减函数,2故f(x)的单调递增区间为(一a,—2).答案:(一a,—2)4. [易错题]设定义在[—1,7]上的函数y= f(x)的图象如图所示,则函数y= f(x)的增区间为________ .答案:[—1,1], [5,7]2x + k5.若函数y= 与y= log3(x—2)在(3, +a )上具有相同的单调性,贝U实数k的取值x—2范围是_________ .解析:由于y= lOg3(x—2)的定义域为(2 , + a ), 且为增函数,故函数y=空土^ = 2x —2+ 4+ k= 2 + 也在(3, + a)上也是增函数,则有4+ k v 0, x —2 x —2 x —2得k v — 4.f(X)Vf —的实数x的取值范答案:(—a, —4)6•已知函数f(x)为定义在区间[—1,1]上的增函数,则满足围为________ .—1W x W1,解析:由题设得1x<2解得—1W x<1.答案:—1,—前提设函数f(x)的定义域为1,如果存在实数M满足条件对于任意x€ I,都有f(x)W M ;存在X o€ I,使得f(X o)= M对于任意x € I,都有f(x)》M ;存在x°€ I,使得f(x^)= M结论M为最大值M为最小值1.函数的最值2.函数最值存在的两条结论(1)闭区间上的连续函数一定存在最大值和最小值•当函数在闭区间上单调时最值一定在端点处取到.(2)开区间上的“单峰”函数一定存在最大值或最小值.[点拨](1)对于单调函数,最大(小)值出现在定义域的边界处;(2) 对于非单调函数求最值,通常借助图象求解更方便;(3) 一般地,恒成立问题可以用求最值的方法来解决,而利用单调性是求最值的常用方法•注意以下关系:f(x)> a恒成立?f(x)min> a ;f(x) W a恒成立?f(x)max <乱解题时,要务必注意“=”的取舍.[小题练通]21. __________________________________________________________ [人教A版教材P31例4]函数f(x)=二二在[2,6]上的最大值是___________________________ •答案:22. [教材改编题]设函数f(x)= 2~在区间[3,4]上的最大值和最小值分别为M ,m,则晋=x—2 M 解析:易知f(x)= x—2 = 2+七,所以f(x)在区间[3,4]上单调递减,4所以M = f(3) = 2 + ---- =6,3 —2 所以m!_ 16_ 8M —6 —3.答案:3.[教材改编题喏函数f(x)=—;+ b(a>0)在;,2上的值域为••• f(X )min = f 2 = 2 , f(x)max = f(2) = 2.1—2a 十 b = 1, 即 -1+b = 2,答案:1 54.[易错题]函数y =~22 i解析:由 y = X ^ ,可得 x 2 = —-^.由 x 2>0,知—0,解得—1 w y<1,x 十 1 1 — y 1 — y故所求函数的值域为[—1,1). 答案:[—1,1) 5.函数f(x) = x ,x> 1,的最大值为x 2 + 2, x<11解析:当x > 1时,函数f(x)= -为减函数,所以f(x)在x = 1处取得最大值,为 f(1) = 1; 当x<1时,易知函数f(x) = — x 2+ 2在x = 0处取得最大值,为 f(0) = 2.故函数f(x)的最大值 为2.答案:26.已知函数 f(x)=— x 2 + 4x 十a , x € [0,1],若f(x)有最小值一2,贝V f(x)的最大值为解析:函数 f(x)=— x 2 + 4x 十 a =— (x — 2)2+ 4+ a , x € [0,1],且函数 f(x)有最小值—2. 故当x = 0时,函数f(x)有最小值,当 x = 1时,函数f(x)有最大值•当 x = 0时,f(0) = a =—2,.・. f(x)=— x 2+ 4x — 2, •当 x = 1 时,f(x)max = f(1)=—十十 4X 1 — 2 = 1.答案:1[谨记常用结论]1. 函数奇偶性的几个重要结论-1解析:•/ f(x)=-三+ b(a>0)在 1,2 是增函数,a = 1, 解得 5b = 5.⑴如果一个奇函数f(x)在原点处有定义,即f(0)有意义,那么一定有f(0) = 0.⑵如果函数f(x)是偶函数,那么f(x) = f(|x|).(3) 既是奇函数又是偶函数的函数只有一种类型,即f(x)= 0, x€ D,其中定义域D是关于原点对称的非空数集.(4) 奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性,偶函数在两个对称的区间上具有相反的单调性.2. 有关对称性的结论(1) 若函数y= f(x + a)为偶函数,则函数y= f(x)关于x = a对称.若函数y= f(x+ a)为奇函数,则函数y= f(x)关于点(a,0)对称.(2) 若f(x)= f(2a—x),则函数f(x)关于x = a 对称;若f(x) + f(2a—x) = 2b,则函数f(x) 关于点(a, b)对称.[小题练通]1. ________________ [人教A版教材P39A组T6]已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)= x(1 + x),贝U f( —1) = .答案:—22. [教材改编题]设f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x) = x1 2 3+ 1,则f( —2)+ f(0)解析:由题意知f( —2) =—f(2) = —(22+ 1) =—5, f(0) = 0,••• f(—2) + f(0) = — 5.答案:—53. [教材改编题]已知函数f(x)为偶函数,且当x<0时,f(x)= x + 1,则当x>0时,f(x)=解析:当x>0 时,一xv0,「. f(—x)=—x + 1,又f(x)为偶函数,• f(x)=—x+ 1.答案:—x+ 14. [易错题]已知f(x) = ax2+ bx是定义在[a —1,2 a]上的偶函数,那么 a + b的值是2 1解析:T f(x)= ax2+ bx是定义在[a —1,2 a]上的偶函数,• a—1 + 2a = 0,二a=;. 31又f( —x)= f(x) ,• b= 0,二a+ b= 3.3答案:5.在函数y= xcosx, y= e x+ x2, y= lg . x2—2, y= xsin x 中,偶函数的个数是___________ 解析:y= xcos x是奇函数,y= lg x2—2和y= xsin x是偶函数,y= e x+ x2是非奇非偶函数,所以偶函数的个数是 2.答案:26.已知函数 f(x)= asin x + bln*^ +1,若 f 1 + f — 2 =6,则实数 t=________________ ,解析:令g(x)= asin x + bln 齐,则易知g(x)为奇函数,所以gg g J — 2戶0,则由 f(x)= g(x)+1,得 f 1 + f —1 = g 1 + g —1 + 2t = 2t = 6,解得 t = 3.答案:31. 周期函数对于函数y = f(x),如果存在一个非零常数T ,使得当x 取定义域内的任何值时,都有f(x + T) = f(x),那么就称函数 y = f(x)为周期函数,称T 为这个函数的周期.2. 最小正周期如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做 f(x)的最小正周期.[谨记常用结论]定义式f(x + T)= f(x)对定义域内的x 是恒成立的.(1)若 f(x + a) = f(x + b),则函数 f(x)的周期为 T = |a — b|; 1 1f(x + a) = — f(x), f(x + a)=,f(x + a)=—匚何>0),则 f(x)为周期函数,且T = 2a 为它的一个周期.[小题练通]1.[教材改编题]设f(x)是定义在 R 上的周期为 2的函数,当 x € (— 1,1)时,f(x)= 「4x + 2,—1<x <0,则虑 L __________________ .x , 0< x<1, 2答案:12.[教材改编题]若f(x)是R 上周期为2的函数,且满足 f(1) = 1, f(2) = 2,贝U f(3) — f(4)解析:由 f(x)是 R 上周期为 2 的函数知,f(3) = f(1) = 1, f(4) = f(2) = 2,••• f(3) — f(4) =— 1.答案:—1=x ,贝y f(2 019) = __________(2)若在定义域内满足3.[教材改编题]已知f(x)是定义在R 上的函数,并且 1f(x + 2)= f x ,f(x)1 1解析:由已知,可得f(x + 4) = f[(x + 2) + 2]= —— =-—=f(x),故函数f(x)的周期为f (X + 2)4.A f(2 019) = f(4X 504+ 3) = f(3)= 3.答案:34. [易错题]函数f(x)的周期为4,且x€ (-2,2], f(x) = 2x- x2,则f(2 018) + f(2 019) + f(2 020)的值为________ .解析:由f(x)= 2x-x2, x€ (-2,2],知f(- 1)=- 3, f(0)= 0, f(2) = 0,又f(x)的周期为4,所以f(2 018) + f(2 019) + f(2 020) = f(2) + f( - 1)+ f(0) = 0 - 3+ 0=- 3.答案:—35. 已知f(x)是R上的奇函数,且对任意x€ R都有f(x+ 6)= f(x) + f(3)成立,则f(2 019)解析:•/ f(x)是R上的奇函数,••• f(0) = 0,又对任意x€ R都有f(x + 6) = f(x) + f(3),二当x=- 3 时,有f(3) = f( - 3) + f(3) = 0, • f( - 3) = 0 , f(3) = 0 , • f(x+ 6) = f(x),周期为6. 故f(2 019) = f(3) = 0.答案:06.偶函数y= f(x)的图象关于直线x= 2对称,f(3) = 3,则f( - 1) = __________ .解析:因为f(x)的图象关于直线x= 2对称,所以f(x) = f(4- x) , f( - x) = f(4 + x),又f(- x) = f(x),所以f(x) = f(4 + x),则f( - 1) = f(4 - 1) = f(3) = 3.答案:3。
(完整版)函数的奇偶性与周期性

函数的奇偶性与周期性1.函数的奇偶性奇函数偶函数定义一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)就叫做奇函数都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)就叫做偶函数图象特征关于原点对称关于y轴对称2.函数的周期性(1)周期函数对于函数y=f(x),如果存在一个非零常数T,使得当x取定义域内的任何值时,都有f(x+T)=f(x),那么就称函数y=f(x)为周期函数,称T为这个函数的周期.(2)最小正周期如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期.3.判断下列结论的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若f(x)是定义在R上的奇函数,则f(-x)+f(x)=0.(√)(2)偶函数的图象不一定过原点,奇函数的图象一定过原点.(×)(3)如果函数f(x),g(x)为定义域相同的偶函数,则F(x)=f(x)+g(x)是偶函数.(√)(4)定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的一个必要条件.(√)(5)若T是函数的一个周期,则nT(n∈Z,n≠0)也是函数的周期.(√)(6)函数f(x)在定义域上满足f(x+a)=-f(x),则f(x)是周期为2a(a>0)的周期函数.(√)(7)函数f(x)=0,x∈(0,+∞)既是奇函数又是偶函数.(×)(8)若函数y=f(x+a)是偶函数,则函数y=f(x)关于直线x=a对称.(√)(9)若函数y=f(x+b)是奇函数,则函数y=f(x)关于点(b,0)中心对称.(√)(10)若某函数的图象关于y轴对称,则该函数为偶函数;若某函数的图象关于(0,0)对称,则该函数为奇函数.(√)考点一判断函数的奇偶性命题点用函数奇偶性定义判断[例1] (1)下列函数为奇函数的是( )A .y =xB .y =e xC .y =cos xD .x x e e y --= 解析:对于A ,定义域不关于原点对称,故不符合要求;对于B ,f (-x )≠-f (x ),故不符合要求;对于C ,满足f (-x )=f (x ),故不符合要求;对于D , ∵f (-x )=e -x -e x =-(e x -e -x )=-f (x ),∴y =e x -e -x 为奇函数,故选D. 答案:D(2)下列函数中为偶函数的是( )A .y =1x B .y =lg|x | C .y =(x -1)2 D .y =2x解析:根据奇、偶函数的定义,可得A 是奇函数,B 是偶函数,C ,D 为非奇非偶函数. 答案:B(3)函数f (x )=3-x 2+x 2-3,则( )A .不具有奇偶性B .只是奇函数C .只是偶函数D .既是奇函数又是偶函数 解析:由⎩⎨⎧3-x 2≥0,x 2-3≥0,得x =-3或x = 3.∴函数f (x )的定义域为{-3,3}.∵对任意的x ∈{-3,3},-x ∈{-3,3},且f (-x )=-f (x )=f (x )=0,∴f (x )既是奇函数,又是偶函数. 答案:D[方法引航] 判断函数的奇偶性的三种重要方法 (1)定义法:(2)图象法:函数是奇(偶)函数的充要条件是它的图象关于原点(y 轴)对称. (3)性质法:①“奇+奇”是奇,“奇-奇”是奇,“奇·奇”是偶,“奇÷奇”是偶;②“偶+偶”是偶,“偶-偶”是偶,“偶·偶”是偶,“偶÷偶”是偶;③“奇·偶”是奇,“奇÷偶”是奇.判断下列函数的奇偶性(1)f(x)=(x+1) 1-x1+x;(2)f(x)=lg1-x1+x.解:(1)要使函数有意义,则1-x1+x≥0,解得-1<x≤1,显然f(x)的定义域不关于原点对称,∴f(x)既不是奇函数,也不是偶函数.(2)由1-x1+x>0⇒-1<x<1,定义域关于原点对称.又f(-x)=lg 1+x1-x=lg1)11(-+-xx=-lg1-x1+x=-f(x),f(-x)≠f(x).故原函数是奇函数.考点二函数的周期性及应用命题点1.周期性的简单判断2.利用周期性求函数值[例2](1)下列函数不是周期函数的是()A.y=sin x B.y=|sin x| C.y=sin|x| D.y=sin(x+1)解析:y=sin x与y=sin(x+1)的周期T=2π,B的周期T=π,C项y=sin|x|是偶函数,x∈(0,+∞)与x∈(-∞,0)图象不重复,无周期.答案:C(2)已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,若对于x≥0,都有f(x+2)=-1f(x),且当x∈[0,2)时,f(x)=log2(x+1),则求f(-2 017)+f(2 019)的值为________.解析:当x≥0时,f(x+2)=-1f(x),∴f(x+4)=f(x),即4是f(x)(x≥0)的一个周期.∴f(-2 017)=f(2 017)=f(1)=log22=1,f(2 019)=f(3)=-1f(1)=-1,∴f(-2 017)+f(2 019)=0.答案:0[方法引航](1)利用周期f(x+T)=f(x)将不在解析式范围之内的x通过周期变换转化到解析式范围之内,以方便代入解析式求值.(2)判断函数周期性的几个常用结论.①f(x+a)=-f(x),则f(x)为周期函数,周期T=2|a|.②f(x+a)=1f(x)(a≠0),则函数f(x)必为周期函数,2|a|是它的一个周期;③f(x+a)=-1f(x),则函数f(x)必为周期函数,2|a|是它的一个周期.1.若将本例(2)中“f(x+2)=-1f(x)”变为“f(x+2)=-f(x)”,则f(-2 017)+f(2 019)=________.解析:由f(x+2)=-f(x)可知T=4∴f(-2 017)=1,f(2 019)=-1,∴f(-2 017)+f(2 019)=0. 答案:02.若本例(2)条件变为f(x)对于x∈R,都有f(x+2)=f(x)且当x∈[0,2)时,f(x)=log2(x+1),求f(-2 017)+f(2 019)的值.解:由f(x+2)=f(x),∴T=2∴f(2 019)=f(1)=log22=1,f(-2 017)=f(2 017)=f(1)=1,∴f(-2 017)+f(2 019)=2.考点三函数奇偶性的综合应用命题点1.已知奇偶性求参数2.利用奇偶性、单调性求解不等式3.利用奇偶性求解析式或函数值[例3](1)若函数f(x)=2x-a是奇函数,则使f(x)>3成立的x的取值范围为() A.(-∞,-1)B.(-1,0) C.(0,1) D.(1,+∞)解析:因为函数y=f(x)为奇函数,所以f(-x)=-f(x),即2-x+12-x-a=-2x+12x-a.化简可得a=1,则2x+12x-1>3,即2x+12x-1-3>0,即2x+1-3(2x-1)2x-1>0,故不等式可化为2x-22x-1<0,即1<2x<2,解得0<x<1,故选C. 答案:C(2)函数f (x )=ax +b 1+x 2是定义在(-1,1)上的奇函数,且)21(f =25.①确定函数f (x )的解析式;②用定义证明f (x )在(-1,1)上是增函数; ③解不等式f (t -1)+f (t )<0.解:①∵在x ∈(-1,1)上f (x )为奇函数,∴f (0)=0,即b =0,∴f (x )=ax1+x 2. 又∵)21(f =25,∴a21+14=25.解得,a =1.∴f (x )=x 1+x 2,经检验适合题意. ②证明:由f ′(x )=1+x 2-2x 2(1+x 2)2=1-x 2(1+x 2)2.x ∈(-1,1)时,1-x 2>0,∴f ′(x )>0 ∴f (x )在(-1,1)上为增函数.③由f (t -1)+f (t )<0,得f (t -1)<-f (t ),即f (t -1)<f (-t ).∴⎩⎨⎧-1<t -1<1-1<-t <1t -1<-t得0<t <12.(3)已知f (x )是R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=x 3+ln(1+x ),则当x <0时,f (x )=( ) A .-x 3-ln(1-x ) B .x 3+ln(1-x ) C .x 3-ln(1-x ) D .-x 3+ln(1-x ) 解析:当x <0时,-x >0,f (-x )=(-x )3+ln(1-x ),∵f (x )是R 上的奇函数,∴当x <0时, f (x )=-f (-x )=-[(-x )3+ln(1-x )]=x 3-ln(1-x ). 答案:C[方法引航] (1)根据奇偶性求解析式中的参数,是利用f (-x )=-f (x )或f (-x )=f (x )在定义域内恒成立,建立参数关系.(2)根据奇偶性求解析式或解不等式,是利用奇偶性定义进行转化.1.已知f (x )=ax 2+bx 是定义在[a -1,2a ]上的偶函数,那么a +b 的值是________. 解析:a -1+2a =0,∴a =13.f (x )=ax 2+bx 为偶函数,则b =0,∴a +b =13. 答案:132.定义在R 上的偶函数y =f (x )在[0,+∞)上递减,且)21(f =0,则满足f (x )<0的x 的集合为( )A.),2()21,(+∞⋃-∞∪(2,+∞)B.)1,21(∪(1,2)C.)21,0(∪(2,+∞)D.)1,21(∪(2,+∞)解析:选C.由题意可得f =f<0=)21(f ,又f (x )在[0,+∞)上递减,所以>12,即x >12或x <-12,解得0<x <12或x >2,所以满足不等式f<0的x 的集合为)21,0(∪(2,+∞).3.已知函数f (x )=-x +log 21-x 1+x +1,则)21()21(-+f f 的值为( )A .2B .-2C .0D .2log 213 解析:选A.由题意知,f (x )-1=-x +log 21-x 1+x ,f (-x )-1=x +log 21+x 1-x =x -log 21-x1+x=-(f (x )-1),所以f (x )-1为奇函数,则)21(f -1+)21(-f -1=0,所以)21()21(-+f f =2.[方法探究]“多法并举”解决抽象函数性质问题[典例] (2017·山东泰安模拟)定义在R 上的函数f (x )满足f (x +y )=f (x )+f (y ),f (x +2)=-f (x )且f (x )在[-1,0]上是增函数,给出下列四个命题:①f (x )是周期函数;②f (x )的图象关于x =1对称;③f (x )在[1,2]上是减函数;④f (2)=f (0),其中正确命题的序号是________(请把正确命题的序号全部写出来).[分析关系] ①f (x +y )=f (x )+f (y )隐含了用什么结论?什么方法探究? ②f (x +2)=-f (x ),隐含了什么结论?用什么方法探究.③若f (x )的图象关于x =1对称,其解析式具备什么等式关系?从何处理探究? ④f (x )在[-1,0]上的图象与[1,2]上的图象有什么关系?依据什么指导? ⑤f (2),f (0)从何处计算.[解析]第一步:f(x+y)=f(x)+f(y)对任意x,y∈R恒成立.(赋值法):令x=y=0,∴f(0)=0.令x+y=0,∴y=-x,∴f(0)=f(x)+f(-x).∴f(-x)=-f(x),∴f(x)为奇函数.第二步:∵f(x)在x∈[-1,0]上为增函数,又f(x)为奇函数,∴f(x)在[0,1]上为增函数.第三步:由f(x+2)=-f(x)⇒f(x+4)=-f(x+2)⇒f(x+4)=f(x),(代换法)∴周期T=4,即f(x)为周期函数.第四步:f(x+2)=-f(x)⇒f(-x+2)=-f(-x).(代换法)又∵f(x)为奇函数,∴f(2-x)=f(x),∴关于x=1对称.第五步:由f(x)在[0,1]上为增函数,又关于x=1对称,∴[1,2]上为减函数.(对称法)第六步:由f(x+2)=-f(x),令x=0得f(2)=-f(0)=f(0).(赋值法)[答案]①②③④[回顾反思]此题用图象法更直观.[高考真题体验]1.(2014·高考课标全国卷Ⅰ)设函数f(x),g(x)的定义域都为R,且f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则下列结论中正确的是()A.f(x)g(x)是偶函数B.|f(x)|g(x)是奇函数C.f(x)|g(x)|是奇函数D.|f(x)g(x)|是奇函数解析:选C.由题意可知f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x),对于选项A,f(-x)·g(-x)=-f(x)·g(x),所以f(x)g(x)是奇函数,故A项错误;对于选项B,|f(-x)|g(-x)=|-f(x)|g(x)=|f(x)|g(x),所以|f(x)|g(x)是偶函数,故B项错误;对于选项C,f(-x)|g(-x)|=-f(x)|g(x)|,所以f(x)|g(x)|是奇函数,故C项正确;对于选项D,|f(-x)g(-x)|=|-f(x)g(x)|=|f(x)g(x)|,所以|f(x)g(x)|是偶函数,故D项错误,选C.2.(2016·高考山东卷)已知函数f (x )的定义域为R .当x <0时,f (x )=x 3-1;当-1≤x ≤1时,f (-x )=-f (x );当x >12时,)21()21(-=+x f x f .则f (6)=( )A .-2B .-1C .0D .2解析:选D.由题意可知,当-1≤x ≤1时,f (x )为奇函数,且当x >12时,f (x +1)=f (x ),所以f (6)=f (5×1+1)=f (1).而f (1)=-f (-1)=-[(-1)3-1]=2,所以f (6)=2.故选D.3.(2016·高考四川卷)已知函数f (x )是定义在R 上的周期为2的奇函数,当0<x <1时,f (x )=4x ,则)25(-f +f (1)=________.解析:综合运用函数的奇偶性和周期性进行变换求值. ∵f (x )为奇函数,周期为2,∴f (1)=f (1-2)=f (-1)=-f (1),∴f (1)=0.∵f (x )=4x ,x ∈(0,1),∴)25(-f =)21()21()225(f f f -=-=+-=-4⨯12=-2.∴)25(-f +f (1)=-2.答案:-24.(2015·高考课标全国卷Ⅰ)若函数f (x )=x ln(x +a +x 2)为偶函数,则a =________. 解析:由题意得f (x )=x ln(x +a +x 2)=f (-x )= -x ln(a +x 2-x ),所以a +x 2+x =1a +x 2-x,解得a =1.答案:15.(2014·高考四川卷)设f (x )是定义在R 上的周期为2的函数,当x ∈[-1,1)时,f (x )=⎩⎨⎧-4x 2+2,-1≤x <0,x , 0≤x <1,则)23(f =________.解析:由已知易得)21(-f =12)21(42=+-⨯-,又由函数的周期为2,可得)23(f =)21(-f =1. 答案:1课时规范训练 A 组 基础演练1.下列函数中为偶函数的是( )A .y =x 2sin xB .y =x 2cos xC .y =|ln x |D .y =2-x解析:选B.因为y =x 2是偶函数,y =sin x 是奇函数,y =cos x 是偶函数,所以A 选项为奇函数,B 选项为偶函数;C 选项中函数图象是把对数函数y =ln x 的图象在x 轴下方部分翻折到x 轴上方,其余部分的图象保持不变,故为非奇非偶函数;D 选项为指数函数y =x )21(,是非奇非偶函数.2.下列函数中既不是奇函数也不是偶函数的是( )A .y =2|x |B .y =lg(x +x 2+1)C .x x y -+=22D .y =lg1x +1解析:选D.选项D 中函数定义域为(-1,+∞),不关于原点对称,故y =lg 1x +1不是奇函数也不是偶函数,选项A 为偶函数,选项B 为奇函数,选项C 为偶函数.3.若f (x )是R 上周期为5的奇函数,且满足f (1)=1,f (2)=2,则f (3)-f (4)等于( ) A .-1 B .1 C .-2 D .2解析:选A.由f (x )是R 上周期为5的奇函数知f (3)=f (-2)=-f (2)=-2, f (4)=f (-1)=-f (1)=-1,∴f (3)-f (4)=-1,故选A.4.已知函数f (x )为奇函数,且当x >0时,f (x )=x 2+1x ,则f (-1)=( ) A .-2 B .0 C .1 D .2 解析:选A.当x >0时,f (x )=x 2+1x , ∴f (1)=12+11=2.∵f (x )为奇函数,∴f (-1)=-f (1)=-2.5.设f (x )是定义在R 上的周期为3的函数,当x ∈[-2,1)时,f (x )=⎩⎨⎧4x 2-2,-2≤x ≤0x ,0<x <1,则)25(f =( )A .0B .1 C.12 D .-1解析:选D.因为f (x )是周期为3的周期函数,所以)25(f =)21()321(-=+-f f =4×2)21(--2=-1,故选D.6.函数f (x )对于任意实数x 满足条件f (x +2)=1f (x ),若f (1)=-5,则f (f (5))=________. 解析:f (x +2)=1f (x ),∴f (x +4)=1f (x +2)=f (x ), ∴f (5)=f (1)=-5,∴f (f (5))=f (-5)=f (3)=1f (1)=-15. 答案:-157.已知f (x )是定义在R 上的偶函数,f (2)=1,且对任意的x ∈R ,都有f (x +3)=f (x ),则f (2 017)=________.解析:由f (x +3)=f (x )得函数f (x )的周期T =3,则f (2 017)=f (1)=f (-2),又f (x )是定义在R 上的偶函数,所以f (2 017)=f (2)=1. 答案:18.函数f (x )=e x +x (x ∈R )可表示为奇函数h (x )与偶函数g (x )的和,则g (0)=________. 解析:由题意可知h (x )+g (x )=e x +x ①,用-x 代替x 得h (-x )+g (-x )=e -x -x ,因为h (x )为奇函数,g (x )为偶函数,所以 -h (x )+g (x )=x e x -- ②.由(①+②)÷2得g (x )=e x +e -x 2,所以g (0)=e 0+e 02=1. 答案:19.已知f (x )是R 上的奇函数,且当x ∈(-∞,0)时,f (x )=-x lg(2-x ),求f (x )的解析式. 解:设x ∈(0,+∞),∴-x ∈(-∞,0),∴f (-x )=x lg(2+x ), ∵f (x )为奇函数,f (-x )=-f (x ),∴-f (x )=x lg(2+x ),∴f (x )=-x lg(2+x ). 又∵当x =0时,f (0)=0,适合f (x )=-x lg(2+x ) ∴f (x )=⎩⎨⎧-x lg (2+x ) x ∈[0,+∞)-x lg (2-x ) x ∈(-∞,0)10.已知函数f (x )=x 2+ax (x ≠0,常数a ∈R ). (1)讨论函数f (x )的奇偶性,并说明理由;(2)若函数f (x )在[2,+∞)上为增函数,求实数a 的取值范围. 解:(1)函数f (x )的定义域为{x |x ≠0}, 当a =0时,f (x )=x 2(x ≠0),显然为偶函数;当a ≠0时,f (1)=1+a ,f (-1)=1-a ,因此f (1)≠f (-1),且f (-1)≠-f (1),所以函数f (x )=x 2+a x (x ≠0)既不是奇函数,也不是偶函数.(2)f ′(x )=2x -a x 2=2x 3-a x 2,当a ≤0时,f ′(x )>0,则f (x )在[2,+∞)上是增函数;当a >0时,令f ′(x )=2x 3-a x 2≥0,解得x ≥32a ,由f (x )在[2,+∞)上是增函数,可知32a ≤2,解得0<a ≤16.综上,实数a 的取值范围是(-∞,16].B 组 能力突破1.若f (x )是定义在R 上的函数,则“f (0)=0”是“函数f (x )为奇函数”的 ( )A .必要不充分条件B .充要条件C .充分不必要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A.f (x )在R 上为奇函数⇒f (0)=0;f (0)=0f (x )在R 上为奇函数,如f (x )=x 2,故选A. 2.已知定义在R 上的奇函数f (x )和偶函数g (x )满足f (x )+g (x )=x x a a --+2(a >0,且a ≠1).若g (2)=a ,则f (2)等于( )A .2 B.154 C.174 D .a 2解析:选B.∵f (x )为奇函数,g (x )为偶函数,∴f (-2)=-f (2),g (-2)=g (2)=a ,∵f (2)+g (2)=a 2-a -2+2,①∴f (-2)+g (-2)=g (2)-f (2)=a -2-a 2+2,②由①、②联立,g (2)=a =2,f (2)=a 2-a -2=154.3.已知定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x -4)=-f (x ),且在区间[0,2]上是增函数,则( )A .f (-25)<f (11)<f (80)B .f (80)<f (11)<f (-25)C .f (11)<f (80)<f (-25)D .f (-25)<f (80)<f (11)解析:选D.由函数f (x )是奇函数且f (x )在[0,2]上是增函数可以推知,f (x )在[-2,2]上递增,又f (x -4)=-f (x )⇒f (x -8)=-f (x -4)=f (x ),故函数f (x )是以8为周期的周期函数.f (-25)=f (-1),f (11)=f (3)=-f (3-4)=f (1),f (80)=f (0),故f (-25)<f (80)<f (11).4.定义在R 上的函数f (x ),对任意x 均有f (x )=f (x +2)+f (x -2)且f (2 016)=2 016,则f (2 028)=________.解析:∵x ∈R ,f (x )=f (x +2)+f (x -2),∴f (x +4)=f (x +2)-f (x )=-f (x -2),∴f (x +6)=-f (x ),∴f (x +12)=f (x ),则函数f (x )是以12为周期的函数.又∵f (2 016)=2 016,∴f (2 028)=f (2 028-12)=f (2 016)=2 016.答案:2 0165.函数f (x )的定义域为D ={x |x ≠0},且满足对于任意x 1,x 2∈D ,有)()()(2121x f x f x x f +=⋅.(1)求f (1)的值;(2)判断f (x )的奇偶性并证明你的结论;(3)如果f (4)=1,f (x -1)<2,且f (x )在(0,+∞)上是增函数,求x 的取值范围.解:(1)∵对于任意x 1,x 2∈D ,有f (x 1·x 2)=f (x 1)+f (x 2),∴令x 1=x 2=1,得f (1)=2f (1),∴f (1)=0.(2)令x 1=x 2=-1,有f (1)=f (-1)+f (-1),∴f (-1)=12f (1)=0.令x 1=-1,x 2=x ,有f (-x )=f (-1)+f (x ),∴f (-x )=f (x ),∴f (x )为偶函数.(3)依题设有f (4×4)=f (4)+f (4)=2,由(2)知,f (x )是偶函数,∴f (x -1)<2⇔f (|x -1|)<f (16).又f (x )在(0,+∞)上是增函数.∴0<|x -1|<16,解得-15<x <17且x ≠1.∴x 的取值范围是{x |-15<x <17且x ≠1}.。
函数单调性、奇偶性及周期性(BK)

函数单调性、奇偶性及周期性一、函数的单调性(局部性质)1.增(减)函数:设函数y=f(x)的定义域为I,如果对于定义域I内的某个区间D内任意两个自变量x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2)(或f(x1)>f(x2)),那么就说f(x)在区间D上是增(减)函数,区间D为y=f(x)的单调增(减)区间.2. 增(减)函数的判断方法及步骤:(1)图像法:单调区间上增函数的图象从左到右上升,减函数的图象从左到右下降.(2)定义法:任取x1,x2∈D,且x1< x2;作差f (x1)-f(x2);变形(通常是因式分解和配方);定号(判断差f(x1)-f(x2)的正负);下结论.(3)函数单调性的变形(主要用于抽象函数):增(减)函数:;3.含奇偶性的函数单调性的应用(1)奇函数:奇函数的图象关于原点对称,其单调性在对称区间内相同,如在[a,b]上为增函数,则在[-b,-a]上也为增函数(对称区间单调性相同).(2)偶函数:奇函数的图象关于y轴对称,其单调性在对称区间内相反,如在[a,b]上为增函数,则在[-b,-a]上为减函数(对称区间单调性相反).-aayxOx1x2x1x1x2x2-aaxOy是上的奇函数,且在是上的奇函数,且在为为增函数,则在区间为增函数,对于减函数,则在区间为增函数,此时以,则应满足:的单调性作为标准,对于,则应满足:二、周期函数的定义及重要结论1.定义:若T为非零常数,对于定义域内的任意x,使恒成立,则叫做周期函数,T叫做这个函数的一个周期.2.重要结论(1)若函数满足,则是以为周期的周期函数;(2)若函数满足,则是以为周期的周期函数;(3)若函数满足,则是以为周期的周期函数;(4)函数满足,则是以为周期的周期函数.3.对称性:若a为非零常数,对于定义域内的任意x,使恒成立,则叫做的对称轴.注:或的对称轴为,的对称轴为.相关习题一、选择题1.如果奇函数在上是增函数,且最小值是5,那么在上是()A.增函数,最小值是-5B.增函数,最大值是-5C.减函数,最小值是-5D.减函数,最大值是-52.已知函数是奇函数,则的值为()A. B. C. D.3.是定义在上的偶函数,且在上是增函数,则与()的大小关系是()A. B.C. D.与的取值有关4.在上定义的函数是偶函数,且,若在区间上是减函数,则为()A. 在区间上是增函数,在区间上是增函数B. 在区间上是增函数,在区间上是减函数C. 在区间上是减函数,在区间上是增函数D. 在区间上是减函数,在区间上是减函数5. 函数对于任意实数满足条件,若,则的值等于()A. B. C. D.二、填空题6. 在R上是增函数且为奇函数, k的值为 ;7.函数f (x)=x3+sin x+1(x∈R),若f (a)=2,则f (-a)的值为________;8.已知是R上的减函数,那么a的取值范围是;9.已知函数y=f (x)是偶函数,y=g(x)是奇函数,它们的定义域都是[-π,π],且它们在x∈[0,π]上的图象如图所示,则不等式的解集是________.三、解答题10. 判断下列各函数是否具有奇偶性(1);(2);(3),;(4);(5);(6);(7).11.(1)为R上奇函数,当时,,求在R上解析式;(2)为上的偶函数,当时,,求在上解析式;(3)都是定义在R上的函数,且为偶函数,为奇函数,且有,试求的解析式.12.(1)在(-2,2)上为减函数,且,求m的取值范围;(2)在上为偶函数,且在上是减函数,求a的取值范围.13. 对于任意的实数都有,当时,.(1)求证:在R上是增函数;(2)若,解不等式.。
高考数学 考点5 函数的单调性与最值、函数的奇偶性与周期性

考点5 函数的单调性与最值、函数的奇偶性与周期性一、选择题1.(2011·安徽高考理科·T3)设()f x 是定义在R上的奇函数,当0x ≤时,()22fx x x =-,则()1f = (A)-3 (B)-1 (C)1 (D)3【思路点拨】由奇函数的定义有),()(x f x f -=-所以()1(1).f f =--【精讲精析】选A. 由奇函数的定义有),()(x f x f -=-所以()21(1)[2(1)1]3f f =--=-⨯-+=-.2. (2011·福建卷理科·T9)对于函数f (x )=asinx+bx+c (其中,a,b ∈R,c ∈Z),选取a,b,c 的一组值计算f (1)和f (-1),所得出的正确结果一定不可能.....是( ) A.4和6 B.3和1 C.2和4 D.1和2【思路点拨】先求出(1)(1)f f -、,探究(1)(1)f f +-与c 的关系,然后由c Z ∈限定(1)(-1).f f 和的取值【精讲精析】选D.(1)sin1,(1)sin1,f a b c f a b c =++-=--+(1)(1)2f f c ∴+-=, (1)(1),,2f f c c Z +-∴=∈又(1)(1)12f f ∴-和的值一定不可能是和3.(2011·新课标全国高考理科·T2)下列函数中,既是偶函数又在+∞(0,)单调递增的函数是A.3y x =B.1y x =+C.21y x =-+D.2x y -=【思路点拨】对选项进行逐个判断,一是看是否满足奇偶性,二是检验单调性【精讲精析】选 B. 函数3y x =是奇函数,故可排除A ,当0x >时,||11y x x =+=+,是增函数,21y x =-+是减函数,||122()2x x x y --=== 为减函数. 4.(2011·新课标全国高考文科·T3)下列函数中,既是偶数又在()0,+∞单调递增的函数是( )A. 3y x =B. 1y x =+C. 21y x =-+D. 2xy -=【思路点拨】对选项进行逐个判断,一是看是否满足奇偶性,二是检验单调性【精讲精析】选B 函数3y x =是奇函数,故可排除A ,当0x >时,||11y x x =+=+,是增函数,21y x =-+是减函数,||122()2x x x y --=== 为减函数. 5.(2011·辽宁高考文科·T6)若函数)(x f =))(12(a x x x -+为奇函数,则a =(A )21 (B )32 (C )43 (D )1 【思路点拨】利用奇函数的定义,从0)()(=+-x f x f 恒成立入手,即得.【精讲精析】选A.∵函数)(x f 为奇函数,∴0)()(=+-x f x f 恒成立. 即0))(12())(12(=--+--+-+a x x x a x x x 恒成立.可化为))(12())(12(a x x a x x +-=-+恒成立.整理得0)21(2=-x a 恒成立,只有021=-a ,∴21=a . 6.(2011·广东高考理科·T4)设函数()f x 和)(x g 分别是R 上的偶函数和奇函数,则下列结论恒成立的是A .()f x +|)(x g |是偶函数B .()f x -|)(x g |是奇函数C .|()f x | +)(x g 是偶函数D .|()f x |- )(x g 是奇函数【思路点拨】本题主要考查函数的奇偶性,可由奇偶性的概念进行判断.【精讲精析】选A.由题意)()(),()(x g x g x f x f -=-=-.令|)(|)()(x g x f x F +=,则)(|)(|)(|)(|)()(x F x g x f x g x f x F =+=-+-=-.)(x F ∴是偶函数.故选A.7.(2011·北京高考理科·T8)设(0,0),(4,0),(4,4),(,4)()A B C t D t t R +∈,记()N t 为平行四边形ABCD 内部(不含边界)的整点的个数,其中整点是指横、纵坐标都是整数的点,则函数()N t 的值域为( )A.{9,10,11}B.{9,10,12}C.{9,11,12}D.{10,11,12}【思路点拨】作图,分别求出t=0,1,2,3,4,……时的函数值,即可选出答案.【精讲精析】选C.如图所示.N(0)=9, N(1)=12, N(2)=11, N(3)=12,……,故值域为{9,11,12}.8.(2011·湖南高考文科T8)已知函数f(x)=1-x e ,g(x)=.342-+-x x 若有f(a)=g(b),则b 的取值范围为(A ).]22,22[+- (B ).)22,22(+-(C ).[1,3] (D ).(1,3)【思路点拨】本题以考查函数的值域为载体,重点考查f(a)=g(b)的理解,f(a)=g(b)表示二元方程,把二元方程转化为函数或不等式.【精讲精析】选B.,134,1)(,1)(2->-+-∴->∴->b b b g a f..2222,0242B b b b 选+<<-∴<+-∴二、填空题9.(2011·安徽高考文科·T11)设()f x 是定义在R 上的奇函数,当x ≤0时,()f x =22x x -,则(1)f = .【思路点拨】由奇函数的定义有),()(x f x f -=-所以()1(1).f f =--【精讲精析】答案:-3.由奇函数的定义有),()(x f x f -=-所以()21(1)[2(1)1]3f f =--=-⨯-+=-. 10.(2011·广东高考文科·T12)设函数f(x)=x 3cosx+1,若f(a)=11,则f(-a)=_______.【思路点拨】令g(x)=x 3cosx,利用g(x)是奇函数,求出g(a)=10,从而f(-a)=g(-a)+1=-g(a)+1,可得结论.【精讲精析】答案-9令g(x)=x 3cosx,则f(x)= g(x)+1且g(x)为奇函数,所以g(-a)=-g(a).由f(a)=11得g(a)+1=11,所以g(a)=10f(-a)=g(-a)+1=-g(a)+1=-10+1=-911.(2011·湖南高考文科T12)已知f(x)为奇函数,g(x)=f(x)+9,g(-2)=3,则f(2)=____【思路点拨】本题考查利用函数为奇函数的性质(对称性)求函数值.【精讲精析】答案:6.因为f(x)=g(x)-9是奇函数,所以f(-x) =-f(x), ∴g(-x)-9=-[g(x)-9],∴g(-2)-9=-[g(2)-9],3)2(=-g ,g(2)=15,所以f(2)=g(2)-9=6.12.(2011·浙江高考理科·T11)若函数2()f x x x a =-+为偶函数,则实数a =【思路点拨】两个偶函数的和函数亦是偶函数,偶函数与其它函数的和函数为非奇非偶函数.【精讲精析】解法一:∵)(x f 为偶函数,∴)()(x f x f =-, 即22||()||x x a x x a x a x a -+=---+⇒+=-恒成立,∴0=a .解法二:函数2y x =为偶函数,函数y x a =+是由偶函数y x =向左或向右平移了a 个单位,要使整个函数为偶函数,则需0a =.13.(2011·北京高考文科·T14)设(0,0),(4,0),(4,3),(,3)()A B C t D t t R +∈,记()N t 为平行四边形ABCD 内部(不含边界)的整点的个数,其中整点是指横、纵坐标都是整数的点,则N (0)= ;N (t)的所有可能取值为 .【思路点拨】在直角坐标系中作出坐标网格,当t 变化时,可求出N(t)的可能取值.【精讲精析】6 6,7,8.如图所示,N(0)=6,N(1)=8,N(1.5)=7,……,所以可能取值为6,7,8.三、解答题14.(2011·湖南高考理科·T20)(13分)如图6,长方体物体E 在雨中沿面P (面积为S )的垂直方向作匀速移动,速度为v (v>0),雨速沿E 移动方向的分速度为c (c )R ∈,E 移动时单位时间内的淋雨量包括两部分:(1)P 或P 的平行面(只有一个面淋雨)的淋雨量,假设其值与|v-c|S ⨯成正比,比例系数为101;(2)其他面的淋雨量之和,其值为21.记y 为E 移动过程中的总淋雨量.当移动距离d=100,面积S=23时, (Ⅰ)写出y 的表达式;(Ⅱ)设0<v ,50,10≤<≤c 试根据c 的不同取值范围,确定移动速度v ,使总淋雨量y 最少.【思路点拨】本题考查学生运用知识的能力,重点考查学生的以下能力:一是阅读能力.二是转化能力.三是表达能力.能否把文字语言转化为符号语言的理解能力.四是解题能力.本题主要考查学生的阅读能力和建模能力和运算能力,阅读后建立函数模型是关键.【精讲精析】(I )由题意知,E 移动时单位时间内的淋雨量为31||202v c -+, 故100315(||)(3||10)202y v c v c v v=-+=-+. (II )由(I)知,当0v c <≤时,55(310)(3310)15c y c v v v +=-+=-; 当10c v <≤时,55(103)(3310)15c y v c v v-=-+=+. 故5(310)15,05(103)15,10c v c v y c c v v +⎧-<≤⎪⎪=⎨-⎪+<≤⎪⎩.(1)当103c<≤时,y是关于v的减函数.故当10v=时,min3202cy=-.(2) 当1053c<≤时,在(0,]c上,y是关于v的减函数;在(,10]c上,y是关于v的增函数;故当v c=时,min 50yc=.。
2022年高考文数热点题型和提分秘籍 专题05 函数的单调性、最值、奇偶性与周期性(解析版)

【高频考点解读】1.理解函数的单调性、最大值、最小值及其几何意义.2.会运用函数的图象理解和争辩函数的性质.3.结合具体函数,了解函数奇偶性的含义.4.会运用函数的图象理解和争辩函数的奇偶性. 【热点题型】题型一 函数单调性的推断例1、(1)下列函数f (x )中,满足“∀x 1,x 2∈(0,+∞)且x 1≠x 2,(x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]<0”的是( ) A .f (x )=2x B .f (x )=|x -1| C .f (x )=1x -xD .f (x )=ln(x +1)(2)函数y =x +2x +1在(-1,+∞)上是________(填“增函数”或“减函数”).解析 (1)由(x 1-x 2)[ f (x 1)-f (x 2)]<0可知,f (x )在(0,+∞)是减函数,f (x )=1x -x 求导,f ′(x )=1x 2-1<0,∴f (x )=1x -x 在(0,+∞)是减函数.(2)任取x 1,x 2∈(-1,+∞),且x 1<x 2, 则y 1-y 2=x 1+2x 1+1-x 2+2x 2+1=x 2-x 1x 1+1x 2+1.∵x 1>-1,x 2>-1,∴x 1+1>0,x 2+1>0, 又x 1<x 2,∴x 2-x 1>0, ∴x 2-x 1x 1+1x 2+1>0,即y 1-y 2>0.∴y 1>y 2,所以函数y =x +2x +1在(-1,+∞)上是减函数.答案 (1)C (2)减函数 【提分秘籍】 (1)图象法作图象→看升降→归纳单调性区间(2)转化法(3)导数法求导→推断f ′x 正、负→单调性区间 (4)定义法取值→作差→变形→定号→单调性区间求函数的单调区间,肯定要留意定义域优先原则. 【举一反三】下列函数中,在区间(0,+∞)上为增函数的是( ) A .y =x +1B .y =(x -1)2C .y =2-x D .y =log 0.5(x +1)题型二 求函数的单调区间 例2、求下列函数的单调区间: (1)y =-x 2+2|x |+1; (2)y =log 12(x 2-3x +2).解析 (1)由于y=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2x +1x ≥0,-x 2-2x +1x <0,即y =⎩⎪⎨⎪⎧-x -12+2x ≥0,-x +12+2x <0.画出函数图象如图所示,单调递增区间为(-∞,-1]和[0,1],单调递减区间为[-1,0]和[1,+∞).(2)令u =x 2-3x +2,则原函数可以看作y =log 12u 与u =x 2-3x +2的复合函数.令u =x 2-3x +2>0,则x <1或x >2.∴函数y =log 12(x 2-3x +2)的定义域为(-∞,1)∪(2,+∞).又u =x 2-3x +2的对称轴x =32,且开口向上.∴u =x 2-3x +2在(-∞,1)上是单调减函数,在(2,+∞)上是单调增函数. 而y =log 12u 在(0,+∞)上是单调减函数,∴y =log 12(x 2-3x +2)的单调减区间为(2,+∞),单调增区间为(-∞,1). 【提分秘籍】(1)求函数的单调区间与确定单调性的方法全都.常用的方法有:①利用已知函数的单调性,即转化为已知函数的和、差或复合函数,求单调区间. ②定义法:先求定义域,再利用单调性定义确定单调区间.③图象法:假如f (x )是以图象形式给出的,或者f (x )的图象易作出,则可由图象的直观性写出它的单调区间.④导数法:利用导数取值的正负确定函数的单调区间.(2)若函数f (x )的定义域上(或某一区间上)是增函数,则f (x 1)<f (x 2)⇔x 1<x 2.利用上式,可以去掉抽象函数的符号,将函数不等式(或方程)的求解化为一般不等式(或方程)的求解,但无论如何都必需在定义域内或给定的范围内进行.【举一反三】求下列函数的单调区间,并指出其增减性. (1)y =(a >0且a ≠1);(2)y =log 12(4x -x 2).题型三 函数单调性的应用例3、已知函数f (x )满足f (x )=f (π-x ),且当x ∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2时,f (x )=e x +sin x ,则( ) A .f (1)<f (2)<f (3) B .f (2)<f (3)<f (1) C .f (3)<f (2)<f (1) D .f (3)<f (1)<f (2)解析:由f (x )=f (π-x ),得函数f (x )的图象关于直线x =π2对称,又当x ∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2时,f ′(x )=e x +cos x >0恒成立,所以f (x )在⎝⎛⎭⎫-π2,π2上为增函数,f (2)=f (π-2),f (3)=f (π-3),且0<π-3<1<π-2<π2,所以f (π-3)<f (1)<f (π-2),即f (3)<f (1)<f (2).答案:D 【提分秘籍】1.高考对函数单调性的考查多以选择题、填空题的形式消灭,有时也应用于解答题中的某一问中. 2.高考对函数单调性的考查主要有以下几个命题角度: (1)利用函数的单调性比较大小.(2)利用函数的单调性解决与抽象函数有关的不等式问题. (3)利用函数的单调性求参数.(4)利用函数的单调性求解最值(或恒成立)问题.【方法规律】(1)含“f ”号不等式的解法首先依据函数的性质把不等式转化为f (g (x ))>f (h (x ))的形式,然后依据函数的单调性去掉“f ”号,转化为具体的不等式(组),此时要留意g (x )与h (x )的取值应在外层函数的定义域内.(2)分段函数单调性解法为了保证函数在整个定义域内是单调的,除了要分别保证各段表达式在对应区间上的单调性全都外,还要留意两段连接点的连接.【举一反三】已知函数f (x )的定义域是(0,+∞),且满足f (xy )=f (x )+f (y ),f ⎝⎛⎭⎫12=1,假如对于0<x <y ,都有f (x )>f (y ).(1)求f (1)的值;(2)解不等式f (-x )+f (3-x )≥-2. 解析:(1)令x =y =1, 则f (1)=f (1)+f (1),f (1)=0.(2)由题意知f (x )为(0,+∞)上的减函数,且⎩⎪⎨⎪⎧-x >0,3-x >0,∴x <0, ∵f (xy )=f (x )+f (y ),x 、y ∈(0,+∞)且f ⎝⎛⎭⎫12=1. ∴f (-x )+f (3-x )≥-2可化为f (-x )+f (3-x )≥-2f ⎝⎛⎭⎫12,即f (-x )+f ⎝⎛⎭⎫12+f (3-x )+f ⎝⎛⎭⎫12≥0=f (1)⇔f ⎝⎛⎭⎫-x 2+f ⎝⎛⎭⎫3-x 2≥f (1)⇔f ⎝⎛⎭⎫-x 2·3-x 2≥f (1), 则⎩⎪⎨⎪⎧x <0,-x 2·3-x 2≤1,解得-1≤x <0.∴不等式的解集为{x |-1≤x <0}. 【变式探究】已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3-a x -a x <1log a x x ≥1是(-∞,+∞)上的增函数,则a 的取值范围是( )A .(1,+∞)B .(1,3)C.⎣⎡⎭⎫32,3D.⎝⎛⎭⎫1,32题型四 函数奇偶性的判定例4、(1)下列函数不具有奇偶性的有________. ①f (x )=(x +1) 1-x1+x; ②f (x )=x 3-x ; ③f (x )=x 2+|x |-2; ④f (x )=lg x 2+lg 1x 2;⑤f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x x <0,-x 2+x x >0(2)对于函数y =f (x ),x ∈R ,“y =|f (x )|的图象关于y 轴对称”是“y =f (x )是奇函数”的( ) A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充要条件D .既不充分又不必要条件解析 (1)①由1-x1+x ≥0可得函数的定义域为(-1,1],所以函数为非奇非偶函数.②∵x ∈R ,f (-x )=(-x )3-(-x )=-x 3+x =-(x 3-x )=-f (x ).∴f (x )=x 3-x 是奇函数. ③∵x ∈R ,f (-x )=(-x )2+|-x |-2=x 2+|x |-2=f (x ),∴f(x)=x2+|x|-2是偶函数.④定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),f(x)=lg x2+lg 1x 2=lg x2+lg(x2)-1=lg x2-lg x2=0,∴f(x)既是奇函数又是偶函数.⑤当x>0时,-x<0,f(x)=-x2+x,∴f(-x)=(-x)2-x=x2-x=-(-x2+x)=-f(x);当x<0时,-x>0,f(x)=x2+x,∴f(-x)=-(-x)2-x=-x2-x=-(x2+x)=-f(x).所以对于x∈(-∞,0)∪(0,+∞),均有f(-x)=-f(x).∴函数为奇函数.(2)若f(x)是奇函数,则对任意的x∈R,均有f(-x)=-f(x),即|f(-x)|=|-f(x)|=|f(x)|,所以y=|f(x)|是偶函数,即y=|f(x)|的图象关于y轴对称.反过来,若y=|f(x)|的图象关于y轴对称,则不能得出y=f(x)肯定是奇函数,比如y=|x2|,明显,其图象关于y轴对称,但是y=x2是偶函数.故“y=|f(x)|的图象关于y轴对称”是“y=f(x)是奇函数”的必要而不充分条件.答案(1)①(2)B【提分秘籍】(1)判定函数奇偶性的常用方法及思路:①定义法:②图象法:③性质法:a.“奇+奇”是奇,“奇-奇”是奇,“奇·奇”是偶,“奇÷奇”是偶;b.“偶+偶”是偶,“偶-偶”是偶,“偶·偶”是偶,“偶÷偶”是偶;c.“奇·偶”是奇,“奇÷偶”是奇.(2)推断函数奇偶性时应留意问题:①分段函数奇偶性的推断,要留意定义域内x取值的任意性,应分段争辩,争辩时可依据x的范围取相应的解析式,推断f(x)与f(-x)的关系,得出结论,也可以利用图象作推断.②“性质法”中的结论是在两个函数的公共定义域内才成立的.③性质法在小题中可直接运用,但在解答题中应给出性质推导的过程.【举一反三】设函数f(x),g(x)的定义域都为R,且f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则下列结论中正确的是()A.f(x)g(x)是偶函数B.|f(x)|g(x)是奇函数C.f(x)|g(x)|是奇函数 D.|f(x)g(x)|是奇函数解析:由题意可知f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x),对于选项A,f(-x)·g(-x)=-f(x)·g(x),所以f(x)g(x)是奇函数,故A项错误;对于选项B,|f(-x)|g(-x)=|-f(x)|g(x)=|f(x)|g(x),所以|f(x)|g(x)是偶函数,故B项错误;对于选项C,f(-x)|g(-x)|=-f(x)|g(x)|,所以f(x)|g(x)|是奇函数,故C项正确;对于选项D,|f(-x)g(-x)|=|-f(x)g(x)|=|f(x)g(x)|,所以|f(x)g(x)|是偶函数,故D项错误,选C.答案:C题型五函数的周期性例5、已知函数f (x )是R 上的偶函数,g (x )是R 上的奇函数,且g (x )=f (x -1),若f (2)=2,则f (2 014)的值为( )A .2B .0C .-2D .±2解析 ∵g (-x )=f (-x -1),∴-g (x )=f (x +1). 又g (x )=f (x -1),∴f (x +1)=-f (x -1), ∴f (x +2)=-f (x ),f (x +4)=-f (x +2)=f (x ),则f (x )是以4为周期的周期函数,所以f (2 014)=f (2)=2. 答案 A 【提分秘籍】函数周期性的推断要结合周期性的定义,还可以利用图象法及总结的几个结论,如f (x +a )=-f (x )⇒T =2a . 【举一反三】函数f (x )=lg|sin x |是( ) A .最小正周期为π的奇函数 B .最小正周期为2π的奇函数 C .最小正周期为π的偶函数 D .最小正周期为2π的偶函数解析:易知函数的定义域为{x |x ≠k π,k ∈Z},关于原点对称,又f (-x )=lg|sin(-x )|=lg|-sin x |=lg|sin x |=f (x ),所以f (x )是偶函数,又函数y =|sin x |的最小正周期为π,所以函数f (x )=lg|sin x |是最小正周期为π的偶函数.答案:C题型六 函数奇偶性、周期性等性质的综合应用例6、设定义在R 上的函数f (x )同时满足以下条件:①f (x )+f (-x )=0;②f (x )=f (x +2);③当0≤x ≤1时,f (x )=2x -1,则f ⎝⎛⎭⎫12+f (1)+f ⎝⎛⎭⎫32+f (2)+f ⎝⎛⎭⎫52=________.解析:依题意知:函数f (x )为奇函数且周期为2,∴f ⎝⎛⎭⎫12+f (1)+f ⎝⎛⎭⎫32+f (2)+f ⎝⎛⎭⎫52 =f ⎝⎛⎭⎫12+f (1)+f ⎝⎛⎭⎫-12+f (0)+f ⎝⎛⎭⎫12 =f ⎝⎛⎭⎫12+f (1)-f ⎝⎛⎭⎫12+f (0)+f ⎝⎛⎭⎫12 =f ⎝⎛⎭⎫12+f (1)+f (0) =212-1+21-1+20-1 = 2. 答案: 2 【提分秘籍】1.函数的奇偶性、周期性以及单调性是函数的三大性质,在高考中经常将它们综合在一起命制试题,其中奇偶性多与单调性相结合,而周期性常与抽象函数相结合,并以结合奇偶性求函数值为主.归纳起来常见的命题角度有: (1)求函数值.(2)与函数图象有关的问题. (3)奇偶性、周期性单调性的综合. 2.应用函数奇偶性可解决的问题及方法 (1)已知函数的奇偶性,求函数值将待求值利用奇偶性转化为已知区间上的函数值求解. (2)已知函数的奇偶性求解析式将待求区间上的自变量,转化到已知区间上,再利用奇偶性求出,或充分利用奇偶性构造关于f (x )的方程(组),从而得到f (x )的解析式.(3)已知函数的奇偶性,求函数解析式中参数的值经常利用待定系数法:利用f (x )±f (-x )=0得到关于待求参数的恒等式,由系数的对等性得参数的值或方程求解.(4)应用奇偶性画图象和推断单调性. 【举一反三】设函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且对任意的x ∈R 恒有f (x +1)=f (x -1),已知当x ∈[0,1]时,f (x )=⎝⎛⎭⎫121-x,则下列命题:①2是函数f (x )的周期;②函数f (x )在(1,2)上递减,在(2,3)上递增; ③函数f (x )的最大值是1,最小值是0;④当x ∈(3,4)时,f (x )=⎝⎛⎭⎫12x -3.其中正确命题的序号是________.【高考风向标】1.【2021高考四川,文15】已知函数f (x )=2x ,g (x )=x 2+ax (其中a ∈R ).对于不相等的实数x 1,x 2,设m =1212()()f x f x x x --,n =1212()()g x g x x x --,现有如下命题:①对于任意不相等的实数x 1,x 2,都有m >0;②对于任意的a 及任意不相等的实数x 1,x 2,都有n >0; ③对于任意的a ,存在不相等的实数x 1,x 2,使得m =n ; ④对于任意的a ,存在不相等的实数x 1,x 2,使得m =-n . 其中真命题有___________________(写出全部真命题的序号). 【答案】①④【解析】对于①,由于f '(x )=2x ln 2>0恒成立,故①正确对于②,取a =-8,即g '(x )=2x -8,当x 1,x 2<4时n <0,②错误 对于③,令f '(x )=g '(x ),即2x ln 2=2x +a 记h (x )=2x ln 2-2x ,则h '(x )=2x (ln 2)2-2存在x 0∈(0,1),使得h (x 0)=0,可知函数h (x )先减后增,有最小值. 因此,对任意的a ,m =n 不肯定成立.③错误 对于④,由f '(x )=-g '(x ),即2x ln 2=-2x -a令h (x )=2x ln 2+2x ,则h '(x )=2x (ln 2)2+2>0恒成立, 即h (x )是单调递增函数, 当x →+∞时,h (x )→+∞ 当x →-∞时,h (x )→-∞因此对任意的a ,存在y =a 与函数h (x )有交点.④正确2.【2021高考陕西,文10】设()ln ,0f x x a b =<<,若()p f ab =,()2a b q f +=,1(()())2r f a f b =+,则下列关系式中正确的是( )A .q r p =<B .q r p =>C .p r q =<D .p r q => 【答案】C【解析】1()ln ln 2p f ab ab ab ===;()ln22a b a b q f ++==;11(()())ln 22r f a f b ab =+= 由于2a b ab +>,由()ln f x x =是个递增函数,()()2a b f f ab +>所以q p r >=,故答案选C3.【2021高考浙江,文12】已知函数()2,166,1x x f x x x x ⎧≤⎪=⎨+->⎪⎩,则()2f f -=⎡⎤⎣⎦ ,()f x 的最小值是 .【答案】1;2662--4.【2021高考上海,文20】(本题满分14分)本题共2小题,第1小题6分,第2小题8分. 已知函数xax x f 1)(2+=,其中a 为实数. (1)依据a 的不同取值,推断函数)(x f 的奇偶性,并说明理由; (2)若)3,1(∈a ,推断函数)(x f 在]2,1[上的单调性,并说明理由. 【答案】(1))(x f 是非奇非偶函数;(2)函数)(x f 在]2,1[上单调递增.1.(2022·北京卷)下列函数中,定义域是R且为增函数的是()A.y=e-x B.y=x3C.y=ln x D.y=|x|【答案】B【解析】由定义域为R,排解选项C,由函数单调递增,排解选项A,D. 2.(2022·湖南卷)下列函数中,既是偶函数又在区间(-∞,0)上单调递增的是()A.f(x)=1x2B.f(x)=x2+1C.f(x)=x3D.f(x)=2-x【答案】A【解析】由偶函数的定义,可以排解C,D,又依据单调性,可得B不对.3.(2022·江苏卷)已知函数f(x)=e x+e-x,其中e是自然对数的底数.(1)证明:f(x)是R上的偶函数.(2)若关于x的不等式mf(x)≤e-x+m-1在(0,+∞)上恒成立,求实数m的取值范围.(3)已知正数a满足:存在x0∈[1,+∞),使得f(x0)<a(-x30+3x0)成立.试比较e a-1与a e-1的大小,并证明你的结论.【解析】(1)证明:由于对任意x∈R,都有f(-x)=e-x+e-(-x)=e-x+e x=f(x),所以f(x)是R上的偶函数.(2)由条件知m(e x+e-x-1)≤e-x-1在(0,+∞)上恒成立.令t=e x(x>0),则t>1,所以m≤-t-1t2-t+1=-1t-1+1t-1+ 1对任意t>1成立.由于t-1+1t-1+1≥2 (t-1)·1t- 1+1=3, 所以-1t-1+1t-1+ 1≥-13,当且仅当t=2, 即x=ln 2时等号成立.因此实数m的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,-13.(3)令函数g(x)=e x+1e x-a(-x3+3x),则g′(x) =e x-1e x+3a(x2-1).当x≥1时,e x-1e x>0,x2-1≥0.又a>0,故g′(x)>0,所以g(x)是[1,+∞)上的单调递增函数,因此g(x)在[1,+∞)上的最小值是g(1)=e+e-1-2a.由于存在x0∈[1,+∞),使e x0+e-x0-a(-x30+3x0 )<0 成立,当且仅当最小值g(1)<0,故e+e-1-2a<0, 即a>e+e-12.令函数h(x) =x-(e-1)ln x-1,则h′(x)=1-e-1x. 令h′(x)=0, 得x=e-1.当x∈(0,e-1)时,h′(x)<0,故h(x)是(0,e-1)上的单调递减函数;当x∈(e-1,+∞)时,h′(x)>0,故h(x)是(e-1,+∞)上的单调递增函数.所以h(x)在(0,+∞)上的最小值是h(e-1).留意到h(1)=h(e)=0,所以当x∈(1,e-1)⊆(0,e-1)时,h(e-1)≤h(x)<h(1)=0;当x∈(e-1,e)⊆(e-1,+∞)时,h(x)<h(e)=0.所以h(x)<0对任意的x∈(1,e)成立.故①当a∈⎝⎛⎭⎫e+e-12,e⊆(1,e)时,h(a)<0,即a-1<(e-1)ln a,从而e a-1<a e-1;②当a =e 时,e a -1=a e -1;③当a ∈(e ,+∞)⊆(e -1,+∞)时,h (a )>h (e)=0,即a -1>(e -1)ln a ,故e a -1>a e -1.综上所述,当a ∈⎝⎛⎭⎫e +e -12,e 时,e a -1<a e -1;当a =e 时,e a -1=a e -1;当a ∈(e ,+∞)时,e a -1>a e -1. 4.(2022·四川卷)以A 表示值域为R 的函数组成的集合,B 表示具有如下性质的函数φ(x )组成的集合:对于函数φ(x ),存在一个正数M ,使得函数φ(x )的值域包含于区间[-M ,M ].例如,当φ1(x )=x 3,φ2(x )=sin x 时,φ1(x )∈A ,φ2(x )∈B .现有如下命题:①设函数f (x )的定义域为D ,则“f (x )∈A ”的充要条件是“∀b ∈R ,∃a ∈D ,f (a )=b ”; ②若函数f (x )∈B ,则f (x )有最大值和最小值;③若函数f (x ),g (x )的定义域相同,且f (x )∈A ,g (x )∈B ,则f (x )+g (x )∈/B ; ④若函数f (x )=a ln(x +2)+xx 2+1(x >-2,a ∈R )有最大值,则f (x )∈B .其中的真命题有________.(写出全部真命题的序号) 【答案】①③④【解析】若f (x )∈A ,则函数f (x )的值域为R ,于是,对任意的b ∈R ,肯定存在a ∈D ,使得f (a )=b ,故①正确.取函数f (x )=x (-1<x <1),其值域为(-1,1),于是,存在M =1,使得函数f (x )的值域包含于[-M ,M ]=[-1,1],但此时函数f (x )没有最大值和最小值,故②错误.当f (x )∈A 时,由①可知,对任意的b ∈R ,存在a ∈D ,使得f (a )=b ,所以,当g (x )∈B 时,对于函数f (x )+g (x ),假如存在一个正数M ,使得f (x )+g (x )的值域包含于[-M ,M ],那么对于该区间外的某一个b 0∈R ,肯定存在一个a 0∈D ,使得f (x )+f (a 0)=b 0-g (a 0),即f (a 0)+g (a 0)=b 0∉[-M ,M ],故③正确.对于f (x )=a ln(x +2)+xx 2+1(x >-2),当a >0或a <0时,函数f (x )都没有最大值.要使得函数f (x )有最大值,只有a =0,此时f (x )=x x 2+1(x >-2).易知f (x )∈⎣⎡⎦⎤-12,12,所以存在正数M =12,使得f (x )∈[-M ,M ],故④正确5.(2022·四川卷)已知函数f (x )=e x -ax 2-bx -1,其中a ,b ∈R ,e =2.718 28…为自然对数的底数. (1)设g (x )是函数f (x )的导函数,求函数g (x )在区间[0,1]上的最小值; (2)若f (1)=0,函数f (x )在区间(0,1)内有零点,证明:e -2<a <1.【解析】(1)由f (x )=e x -ax 2-bx -1,得g (x )=f ′(x )=e x -2ax -b ,所以g ′(x )=e x -2a . 当x ∈[0,1]时,g ′(x )∈[1-2a ,e -2a ].当a ≤12时,g ′(x )≥0,所以g (x )在[0,1]上单调递增,因此g (x )在[0,1]上的最小值是g (0)=1-b ; 当a ≥e2时,g ′(x )≤0,所以g (x )在[0,1]上单调递减,因此g (x )在[0,1]上的最小值是g (1)=e -2a -b ; 当12<a <e2时,令g ′(x )=0,得x =ln(2a )∈(0,1), 所以函数g (x )在区间[0,ln(2a )]上单调递减,在区间(ln(2a ),1]上单调递增, 于是,g (x )在[0,1]上的最小值是g (ln(2a ))=2a -2a ln(2a )-b . 综上所述,当a ≤12时,g (x )在[0,1]上的最小值是g (0)=1-b ;当12<a <e2时,g (x )在[0,1]上的最小值是g (ln(2a ))=2a -2a ln(2a )-b ; 当a ≥e2时,g (x )在[0,1]上的最小值是g (1)=e -2a -b .(2)证明:设x 0为f (x )在区间(0,1)内的一个零点,则由f (0)=f (x 0)=0可知, f (x )在区间(0,x 0)上不行能单调递增,也不行能单调递减. 则g (x )不行能恒为正,也不行能恒为负. 故g (x )在区间(0,x 0)内存在零点x 1.同理g (x )在区间(x 0,1)内存在零点x 2.故g (x )在区间(0,1)内至少有两个零点. 由(1)知,当a ≤12时,g (x )在[0,1]上单调递增,故g (x )在(0,1)内至多有一个零点;当a ≥e2时,g (x )在[0,1]上单调递减,故g (x )在(0,1)内至多有一个零点,都不合题意.所以12<a <e 2.此时g (x )在区间[0,ln(2a )]上单调递减,在区间(ln(2a ),1]上单调递增. 因此x 1∈(0,ln(2a )),x 2∈(ln(2a ),1),必有 g (0)=1-b >0,g (1)=e -2a -b >0. 由f (1)=0有a +b =e -1<2,有 g (0)=a -e +2>0,g (1)=1-a >0. 解得e -2<a <1.所以,函数f (x )在区间(0,1)内有零点时,e -2<a <1.6.(2021·北京卷)函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧log 12x ,x ≥1,2x ,x<1的值域为________.【答案】(-∞,2)【解析】函数y =log 12x 在(0,+∞)上为减函数,当x ≥1时,函数y =log 12x 的值域为(-∞,0];函数y=2x 在R 上是增函数,当x<1时,函数y =2x 的值域为(0,2),所以原函数的值域为(-∞,2).7.(2021·北京卷)下列函数中,既是偶函数又在区间(0,+∞)上单调递减的是( ) A .y =1x B .y =e -xC .y =-x 2+1D .y =lg |x| 【答案】C【解析】对于A ,y =1x 是奇函数,排解.对于B ,y =e -x 既不是奇函数,也不是偶函数,排解.对于D ,y =lg |x|是偶函数,但在(0,+∞)上有y =lgx ,此时单调递增,排解.只有C 符合题意.8.(2021·新课标全国卷Ⅱ] 若存在正数x 使2x (x -a)<1成立,则a 的取值范围是( ) A . (-∞,+∞) B .(-2,+∞) C .(0,+∞) D .(-1,+∞) 【答案】D【解析】由题意存在正数x 使得a>x -12x 成立,即a>⎝⎛⎭⎫x -12x min .由于x -12x是(0,+∞)上的增函数,故x -12x >0-120=-1,所以a>-1.答案为D. 9.(2021·新课标全国卷Ⅱ] 已知函数f(x)=x 3+ax 2+bx +c ,下列结论中错误的是( ) A .x 0∈R ,f(x 0)=0B .函数y =f(x)的图像是中心对称图形C .若x 0是f(x)的微小值点,则f(x)在区间(-∞,x 0)单调递减D .若x 0是f(x)的极值点,则f ′(x 0)=0 【答案】C【解析】x →-∞时,f(x)<0,x →+∞时,f(x)>0,又f(x)连续,x 0∈R ,f(x 0)=0,A 正确.通过平移变换,函数可以化为f(x)=x 3+c ,从而函数y =f(x)的图像是中心对称图形,B 正确.若x 0是f(x)的微小值点,可能还有极大值点x 1,若x 1<x 0,则f(x)在区间(x 1,x 0)单调递减,C 错误.D 正确.故答案为C.10.(2021·四川卷)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x +a ,x<0,ln x ,x>0,其中a 是实数.设A(x 1,f(x 1)),B(x 2,f(x 2))为该函数图像上的两点,且x 1<x 2.(1)指出函数f(x)的单调区间;(2)若函数f(x)的图像在点A ,B 处的切线相互垂直,且x 2<0,证明:x 2-x 1≥1;(3)若函数f(x)的图像在点A ,B 处的切线重合,求a 的取值范围.【解析】(1)函数f(x)的单调递减区间为(-∞,-1 ),单调递增区间为[-1,0),(0,+∞). (2)证明:由导数的几何意义可知,点A 处的切线斜率为f ′(x 1),点B 处的切线斜率为f ′(x 2). 故当点A 处的切线与点B 处的切线垂直时,有f ′(x 1)·f ′(x 2)=-1. 当x<0时,对函数f(x)求导,得f ′(x)=2x +2. 由于x 1<x 2<0,所以,(2x 1+2)(2x 2+2)=-1, 所以2x 1+2<0,2x 2+2>0,因此x 2-x 1=12[-(2x 1+2)+2x 2+2]≥[-(2x 1+2)](2x 2+2)=1.当且仅当-(2x 1+2)=2x 2+2=1,即x 1=-32且x 2=-12时等号成立所以,函数f(x)的图像在点A ,B 处的切线相互垂直时,有x 2-x 1≥1. (3)当x 1<x 2<0或x 2>x 1>0时,f ′(x 1)≠f ′(x 2),故x 1<0<x 2. 当x 1<0时,函数f(x)的图像在点(x 1,f(x 1))处的切线方程为 y -(x 21+2x 1+a)=(2x 1+2)(x -x 1),即y =(2x 1+2)x -x 21+a. 当x 2>0时,函数f(x)的图像在点(x 2,f(x 2))处的切线方程为y -ln x 2=1x 2(x -x 2),即y =1x 2·x +ln x 2-1.两切线重合的充要条件是 ⎩⎪⎨⎪⎧1x 2=2x 1+2,①ln x 2-1=-x 21+a.② 由①及x 1<0<x 2知,0<1x 2<2.由①②得,a =ln x 2+⎝⎛⎭⎫12x 2-12-1=-ln 1x 2+14⎝⎛⎭⎫1x 2-22-1. 令t =1x 2,则0<t<2,且a =14t 2-t -ln t.设h(t)=14t 2-t -ln t(0<t<2).则h ′(t)=12t -1-1t =(t -1)2-32t <0.所以h(t)(0<t<2)为减函数. 则h(t)>h(2)=-ln 2-1, 所以a>-ln2-1,而当t ∈(0,2)且t 趋近于0时,h(t)无限增大,所以a 的取值范围是(-ln 2-1,+∞).故当函数f(x)的图像在点A ,B 处的切线重合时,a 的取值范围是(-ln 2-1,+∞).11.(2021·四川卷)设函数f(x)=e x +x -a(a ∈R ,e 为自然对数的底数).若存在b ∈[0,1]使f(f(b))=b 成立,则a 的取值范围是( )A .[1,e]B .[1,1+e]C .[e ,1+e]D .[0,1] 【答案】A【高考押题】1.下列函数中,既是偶函数又在(0,+∞)内单调递减的函数是( ). A .y =x 2B .y =|x |+1C .y =-lg|x |D .y =2|x |解析 对于C 中函数,当x >0时,y =-lg x ,故为(0,+∞)上的减函数,且y =-lg |x |为偶函数. 答案 C2.已知函数f (x )为R 上的减函数,则满足f (|x |)<f (1)的实数x 的取值范围是( ) A .(-1,1)B .(0,1)C .(-1,0)∪(0,1)D .(-∞,-1)∪(1,+∞)解析 ∵f (x )在R 上为减函数且f (|x |)<f (1), ∴|x |>1,解得x >1或x <-1. 答案 D3.若函数y =ax 与y =-bx 在(0,+∞)上都是减函数,则y =ax 2+bx 在(0,+∞)上是( )A .增函数B .减函数C .先增后减D .先减后增解析 ∵y =ax 与y =-bx 在(0,+∞)上都是减函数,∴a <0,b <0,∴y =ax 2+bx 的对称轴方程x =-b2a <0,∴y =ax 2+bx 在(0,+∞)上为减函数. 答案 B4.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1,x >0,0,x =0,-1,x <0,g (x )=x 2f (x -1),则函数g (x )的递减区间是 ( ).A .(-∞,0]B .[0,1)C .[1,+∞)D .[-1,0]解析 g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x >1,0,x =1,-x 2,x <1.如图所示,其递减区间是[0,1).故选B.答案 B5.函数y =-x 2+2x -3(x <0)的单调增区间是( ) A .(0,+∞) B .(-∞,1] C .(-∞,0)D .(-∞,-1]解析 二次函数的对称轴为x =1,又由于二次项系数为负数,拋物线开口向下,对称轴在定义域的右侧,所以其单调增区间为(-∞,0).答案 C6.设f (x )为定义在R 上的奇函数.当x ≥0时,f (x )=2x +2x +b (b 为常数),则f (-1)等于( ). A .3 B .1 C .-1 D .-3解析 由f (-0)=-f (0),即f (0)=0.则b =-1, f (x )=2x +2x -1,f (-1)=-f (1)=-3. 答案 D7.已知定义在R 上的奇函数,f (x )满足f (x +2)=-f (x ),则f (6)的值为 ( ). A .-1 B .0 C .1 D .2解析 (构造法)构造函数f (x )=sin π2x ,则有f (x +2)=sin ⎣⎡⎦⎤π2x +2=-sin π2x =-f (x ),所以f (x )=sin π2x是一个满足条件的函数,所以f (6)=sin 3π=0,故选B.答案 B8.定义在R 上的函数f (x )满足f (x )=f (x +2),当x ∈[3,5]时,f (x )=2-|x -4|,则下列不等式肯定成立的是( ).A .f ⎝⎛⎭⎫cos 2π3>f ⎝⎛⎭⎫sin 2π3B .f (sin 1)<f (cos 1)C .f ⎝⎛⎭⎫sin π6<f ⎝⎛⎭⎫cos π6D .f (cos 2)>f (sin 2)9.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1-2-x ,x ≥0,2x -1,x <0,则该函数是( ).A .偶函数,且单调递增B .偶函数,且单调递减C .奇函数,且单调递增D .奇函数,且单调递减解析 当x >0时,f (-x )=2-x-1=-f (x );当x <0时,f (-x )=1-2-(-x )=1-2x=-f (x ).当x =0时,f (0)=0,故f (x )为奇函数,且f (x )=1-2-x 在[0,+∞)上为增函数,f (x )=2x -1在(-∞,0)上为增函数,又x ≥0时1-2-x ≥0,x <0时2x -1<0,故f (x )为R 上的增函数.答案 C10.已知f (x )是定义在R 上的周期为2的周期函数,当x ∈[0,1)时,f (x )=4x -1,则f (-5.5)的值为( ) A .2 B .-1 C .-12D .1解析f (-5.5)=f (-5.5+6)=f (0.5)=40.5-1=1. 答案 D11.设函数D (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1,x 为有理数,0,x 为无理数,则下列结论错误的是 ( ).A .D (x )的值域为{0,1}B .D (x )是偶函数C .D (x )不是周期函数 D .D (x )不是单调函数解析 明显D (x )不单调,且D (x )的值域为{0,1},因此选项A 、D 正确.若x 是无理数,-x ,x +1是无理数;若x 是有理数,-x ,x +1也是有理数.∴D (-x )=D (x ),D (x +1)=D (x ).则D (x )是偶函数,D (x )为周期函数,B 正确,C 错误.答案 C12.已知函数f (x )=x 2+ax (x ≠0,a ∈R ).(1)推断函数f (x )的奇偶性;(2)若f (x )在区间[2,+∞)上是增函数,求实数a 的取值范围.13.已知函数f (x )=a ·2x +b ·3x ,其中常数a ,b 满足ab ≠0. (1)若ab >0,推断函数f (x )的单调性;(2)若ab <0,求f (x +1)>f (x )时的x 的取值范围.解 (1)当a >0,b >0时,由于a ·2x ,b ·3x 都单调递增,所以函数f (x )单调递增;当a <0,b <0时,由于a ·2x ,b ·3x 都单调递减,所以函数f (x )单调递减.(2)f (x +1)-f (x )=a ·2x +2b ·3x >0. (i)当a <0,b >0时,⎝⎛⎭⎫32x >-a2b , 解得x >log 32⎝⎛⎭⎫-a 2b ; (ii)当a >0,b <0时,⎝⎛⎭⎫32x <-a2b,解得x <log 32⎝⎛⎭⎫-a 2b . 14.函数f (x )对任意的a 、b ∈R ,都有f (a +b )=f (a )+f (b )-1,并且当x >0时,f (x )>1. (1)求证:f (x )是R 上的增函数; (2)若f (4)=5,解不等式f (3m 2-m -2)<3.15.已知函数f (x )是(-∞,+∞)上的奇函数,且f (x )的图象关于x =1对称,当x ∈[0,1]时,f (x )=2x -1, (1)求证:f (x )是周期函数; (2)当x ∈[1,2]时,求f (x )的解析式; (3)计算f (0)+f (1)+f (2)+…+f (2021)的值.解析 (1)证明 函数f (x )为奇函数,则f (-x )=-f (x ),函数f (x )的图象关于x =1对称,则f (2+x )=f (-x )=-f (x ),所以f (4+x )=f [(2+x )+2]=-f (2+x )=f (x ),所以f (x )是以4为周期的周期函数.(2)当x ∈[1,2]时,2-x ∈[0,1],又f (x )的图象关于x =1对称,则f (x )=f (2-x )=22-x -1,x ∈[1,2]. (3) ∵f (0)=0,f (1)=1,f (2)=0, f (3)=f (-1)=-f (1)=-1 又f (x )是以4为周期的周期函数. ∴f (0)+f (1)+f (2)+…+f (2021) =f (2 012)+f (2 013)=f (0)+f (1)=1.16.已知函数f (x )的定义域为R ,且满足f (x +2)=-f (x ). (1)求证:f (x )是周期函数;(2)若f (x )为奇函数,且当0≤x ≤1时,f (x )=12x ,求使f (x )=-12在[0,2 014]上的全部x 的个数.(1)证明 ∵f (x +2)=-f (x ),∴f (x +4)=-f (x +2)=-[-f (x )]=f (x ), ∴f (x )是以4为周期的周期函数. (2)解 当0≤x ≤1时,f (x )=12x ,设-1≤x ≤0,则0≤-x ≤1, ∴f (-x )=12(-x )=-12x .∵f (x )是奇函数,∴f (-x )=-f (x ), ∴-f (x )=-12x ,即f (x )=12x .故f (x )=12x (-1≤x ≤1).又设1<x <3,则-1<x -2<1, ∴f (x -2)=12(x -2).又∵f (x )是以4为周期的周期函数∴f (x -2)=f (x +2)=-f (x ),∴-f (x )=12(x -2),∴f (x )=-12(x -2)(1<x <3).∴f (x )=⎩⎨⎧12x ,-1≤x ≤1,-12x -2,1<x <3.由f (x )=-12,解得x =-1.∵f (x )是以4为周期的周期函数, ∴f (x )=-12的全部x =4n -1(n ∈Z ).令0≤4n -1≤2 014,则14≤n ≤2 0154.又∵n ∈Z ,∴1≤n ≤503(n ∈Z ),∴在[0,2 014]上共有503个x 使f (x )=-12.。
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(五)函数的单调性、奇偶性与周期性(一)知识归纳▲函数的单调性1.单调性概念如果函数y= f (x)对于定义域I内某个区间上的任意两个自变量的值x、x,当x<x时,2121、、①都有f (x)< f (x),则称f (x)在这个区间上是增函数(或单调递增),而这个区间称函数的一个单调递增区间;21②都有f (x)> f (x),则称f (x)在这个区间上是减函数(或单调递减),而这个区间称函数的一个单调减区间.21注意,若函数f (x)在整个定义域I内只有唯一的一个单调(递增或递减)区间,则f (x)称单调函数.2.函数的单调性与其导函数的正负有如下关系:/0?(x)f)x?f(y),b(a在某个区间在这个区间内是单调递增;内,如果,那么函数/0x)?f()f(xy?,那么函数在这个区间内是单调递减。
如果▲函数的奇偶性3.奇偶性概念)(xx),则称f )x为奇函数;②都有f (-x)= f (①都有f (x)定义域内的任意x,f (-x)=-f (x),则称f (如果对于函数)(x)不具有奇偶性.④如果函数同时具有上述两条性质,则f 为偶函数;③如果函数f (x)不具有上述性质,则f (x 既是奇函数,又是偶函数。
)具有奇偶性的必要条件是其定义域关于原点对称。
注意:函数f (x.性质:一个函数是奇函数的充要条件是它的图象关于原点对称;一个函数是偶函数的充要条件是它的图象关4 y轴对称。
于0(0)?f0x?处有定义,则)为奇函数,且在.函数f (x5 ▲函数的周期性.周期性概念6是T(x)为周期函数。
)= f (x),则称f ( 如果存在一个非零常数T,使得对于函数定义域内的任意x,都有f x+T 的一个周期。
f (x) 的最小正周期。
(x)若f (x)的周期中,存在一个最小的正数,则称它为f学习要点:(二)▲函数的单调性.函数单调性的证明方法1)f(x)?f(x))f(x)?f(x(或x??x,xM,且x③根据定义,得出结论。
)定义法:①任取;②论证(121122211(2)导数法f(x)[a,b]上不是单调函数,只要举出反例即可。
2.若要证明在区间f(x),g(x)F(x)?f(x)?g(x)的单调性的结论吗?的单调性,你能说出3.如果知道4.复合函数的单调性:“同增异减”设复合函数y= f [g(x)],其中u=g(x) , A是y= f [g(x)]定义域的某个区间,B是g(x) 的值域①若u=g(x) 在A上是增(或减)函数,y= f (u)在B上也是增(或减)函数,则函数y= f[g(x)]在A上是增函数;②若u=g(x)在A上是增(或减)函数,而y= f (u)在B上是减(或增)函数,则函数y= f[g(x)]在A上是减函数。
5.奇函数在对称的两个区间上有相同的单调性,偶函数在对称的两个区间上有相反的单调性。
页8 共页1 第f的抽象函数”的不等式。
运用函数的单调性可以解“含6.7.注意“函数f (x)的单调递增(或递减)区间是D”与“函数f (x)在区间上单调递增(或递减)“,这是两类不同的问题,从导数知识出发,更容易理解这两类问题:?不等式f' (x)>0(<0)的解集是区间D;①函数f (x)的单调递增(减)区间是D?不等式f' (x)>0(<0)对于x∈D②函数f (x)在区间D内单调递增(减)恒成立.▲函数的奇偶性8.函数奇偶性的证明方法:定义法(首先检验函数的定义域是否关于原点对称)。
9.要证一个函数不具有奇偶性,可以在定义域内找到一对非零实数a与-a,验证f (a)±f (-a)≠0f(x)?F(x))?f(x)?g(x)xg()F(x)?f(x)?g(xF(x)f(x),的奇偶10.如果知道,,的奇偶性,你能说出g(x)性的结论吗?▲函数的周期性TT)?f(x?f(x?)。
常常写作)=1.f (x+T f (x)22T 2.若周期函数f (x)的周期为T,则f (ωx)(ω≠0)是周期函数,且周期为?||3.函数的单调性、奇偶性与周期性的综合应用。
(三)例题讲评32)x?R?(n?6)(4x?(m?)x?3mx的图像关于原点对称,其中(例1.已知函数f x)=m,n为实常数。
2,2])[?f(x.上是单调函数(1)求m , n的值;(2)试用单调性的定义证明:在区间22f(?a?2a?5)?f(2a?a?1), x 例2.设f ()是定义在R上的偶函数,在区间(-∞,0且满足)上单调递增,求实数a的取值范围。
例3.判断下列函数的奇偶性:?1n(x?1?x)(x?0)xx?2?1?16221)??x?1og(x)?1(1?x(3)f0)x?0f(x)?()(1)f(x?;(2)?2x2?0)x?)(xn1(1???x?页8 共页2 第T)?f()xf(的值为上的奇函数,它的最小正周期为例4.(1)T, 则是定义在R2TT.-.T D C BA..0 22f(x)f(x?y)?f(x?y)?2f(x)f(y)f(0)?0R,满足(2)定义在实数集上的函数,f(1)?0f(x)是以且为一个周期的周期函数,则.(3)已知定义在R上的函数y= f (x)满足f (2+x)= f (2-x),且f (x)是偶函数,当x∈[0,2]时,f (x)=2x-1,当x∈[-4,0]时,f (x)的表达式为.___________(四)练习题一、选择题1?)(xf(??,??)上是, 1.若函数则该函数在x?12 A.单调递减无最小值B.单调递减有最小值C.单调递增无最大值D.单调递增有最大值(??,0]上是减函数,且f (2)?0,则使得f (x)<0的xx2.若函数f()是定义在R上的偶函数,在的取值范围是2)(2,??) D.(?2,2)??) C.(??,? A.(??,2) B.(2,x?3x y?x?xy?2?2x?cos?cosxy?sinxy?x?sinx,,②,3.给出下列函数:①,③④其中是偶函数的有B.2个C.3个A.1个D.4个1?),?f(loga5), (,c= f [0∈,2 ]时,f (x)是减函数,设b= f (7.5)4.函数f (x)、f (x+2)均为偶函数,且当x82c的大小是a则、b、c> a>bb>a> c Da A.a> c > b B.>b>c .C.f(?3)?0,则x·f 上是增函数, 又(x)<0的解集是(5.若f x)是奇函数,且在(0,+∞)??{x|?3?x或x?3}{x|?3?x?0或0?x?3}}}3D.C. xA.{|或3<x<0x>3{ B.x|x<03或<x<[0,??)上是减函数,那么它函数,在下述式子中正确的是在果6.如f(x)是定义R上的偶3322f(?)?f(?a?1)a?a?1)?f(?)f(a B.A.4432f(?)?f(a?a?1)C.D.以上关系均不确定4x?[2,3]时,f(x)?x,则当x?[?1,0]fxf()(x)的表达式为时2为周期的偶函数,, 7.上,以是定义在R|x?1|?2?|x?1|?3x??x?42. B A..C.D页8 共页3 第x?1.对于函数=1g的奇偶数性,下列判断中正确的是8x?1 D.非奇非偶函数C.既奇又偶函数A.是偶函数B.是奇函数?? 1f(x(x)= x)的图象为1,则函数(x)(x≠0),当x∈(0,+∞)时,f9.奇函数y= f?? 3)f ()x,已知f (等于1)=3,则(x)为奇函数,对任意x∈R,均有f (x+4)=f (f 10.设??4 D.C.4 3 B.3 A.3-2a ,则f (2)=为周期的奇函数,若f (1)>1,11.设函数f (x)是定义在R上以31a+2222???<<D.a或a<11 B.a<且a≠1 C.a>A.a<3333??1,1?上单调递减的是12.下列函数既是奇函数,又在区间12?x??x?x1x?x)??f(ln?x)f(f(x)?a?axsin)?f(x.. DBCA..22?x二、填空题)[0,??上为减函数,则不等式f (x)> f (2x+1) 的解集是在f 13.设偶函数(x)113),(?. a的值为的单调递减区间是)=4.若函数14f (xxax-+3 ,则实数2222)?2xa?(xf()?logx是奇函数,则a= 15.若函数a1对称,则f (1)+ f (2)+ f (3)+ f的图象关于直线上的奇函数,是定义在R且y=f (x) (4)+ f (5)=_________.x.16设f()?x2三、解答题1,讨论F (x)的单调性,)+ f F,且f 有(x)>0f (5)=1,设(x)=(xRxR)(.已知17f x是定义在上的增函数,对∈)x(f并证明你的结论。
页8 共页4 第2231k?k?1)x??f(x)kx?3( 18.设函数,;单调递减区间是(0,4))当(1k为何值时,函数f (x) )内单调递减。
在(0,4)当(2k为何值时,函数f (x))在是奇函数,又知y=f (x) (=5,函数y= f (x-1≤x≤1)T)=19.已知函数yf (x是定义在R上的周期函数,周期。
x=2时函数取得最小值,最小值为-5]上是二次函数,且在[0,1]上是一次函数,在[1,4 (1)+f (4)=0;1()证明:f4]上的解析式;)f (x在[1,=(2)试求y 4,9]上的解析式。
在[f 3()试求y=(x)页8 共页5 第(五)函数的单调性、奇偶性与周期性参考答案、例题讲评(三),是奇函数图象关于原点对称,则f (x)1.解:(1)由于f (x)例)x?f((?x)?f2233由得恒成立,6)mx?(?(n?6)??xn?(m?4)x???x3?(m?4)x?3mx2.?6m?4,即(m?4)xn?(n?6)?0恒成立,必有??3x2?,x)?x且?12x,任取x,x?x?2,)(2)由(1可知f(2211????2332)?x?)(x?12x?(x?x)(xf12x??fxxx?(x?12x)?21112211212222,012知,x?x?0,x??xx?x??由?2?x?x221111222????????,?ffxxx?0,从而f即x?f2112)xf( R为上的偶函数,例2.∵222),?5)]?f?2a?5(?f(?a??2a?5)f[?(?aa?2a22),?a?1)?f(2a?不等式等价于f(a2?a?522,4??1)0?aa?2a?5?( 7122,??(a?)0而2a?a?1?284),0(x)(??f轴对称,上单调递增,而偶函数图象关于∵在区间y)xf(∞)上单调递减,在区间(∴0,+22221?aa?1)得??2a?5?2aa?由f(aa?2?5)?f(2a? 2,?3a?4?0??4?a?1a?.)∴实数a的取值范围是(-4,1 3例.(1)函数定义域为R,x?x?xxx2?1?1616116?1?2?1xx)x?2??1??f(2f(?x)???1?1,∴f (x )为偶函数;x?xxx22164x1?16xx?)f(x1f(x)???4?4?1 (另解)先化简:为偶函数;,显然x4. 从这可以看出,化简后再解决要容易得多)须要分两段讨论:(21①设);(x??x)?f1xn??1n?xx1n?x(?0x?0x?,??,f?)1(??)1(?x?x?1页8 共页6 第1②设)(x??f??1n(1?x??x0?,?f(?x)?1n(?x?1??x)?1n)x?0,??xx??x?1-f (x);时f(x)=0,也满足f (-x)=③当x=0 f (x)为奇函数;-x) =-f (x),∴由①、②、③知,对x∈R有f (2?01?x??21?x? 1x??)3(,,∴函数的定义域为?2?0x?1??轴对称,又关y,0)组成,这两点既关于A(-1,0)与B(1f∴(x)=log1=0(x=±1) ,即f(x)的图象由两个点2既是奇函数,又是偶函数;(x)于原点对称,∴f1)?(x?f(x?1)??f?(x?1)?f(x?1)?2f(x)f(1)0f B; (2) 4; 提示:例4(1)选)xf()?f(x?4)?1]?1)?1]??f[(x?1)???f(x?f[(x分成两段考虑:,0](3)由条件可以看出,应将区间[-4 2],2,0],-x∈[0,[①若x∈-1, x - f (-x)=-2)=)为偶函数,∴当x∈[-2,0]时,f (xx∵f ()),∴4+ x∈[0,②若x∈[-4,-22 ,+7; (x+4)-1=2xx(-)= f[4-(-x)]= f (4+x)=2(∵f (2+x)= f (2-x),∴f x)= f (4-x),∴f(x)= f2)?4?x??(2x?7?.)?f(x综上,?0)?x?1??(2?2x?练习题(三)一、选择题121234567 8 9 10 11 题号DB A A D B BDDA DB 答案x?)?xf(?x)??xf(x?3???2?2??x?3?2??3?x?.提示:时,即当72x??f(x?2)??x?2?f(x?2)???2?f(x)?1??x?0??3x?2?当2006??2)?g(?1)f(2006)?f(501?4?2)?f(2)(2)?f(f ,3?2a1?11?3)?f(?1)????f1)f(???f(1)??1,(2)?f(?11. 提示:1?a二、填空题21)??,(???1) (?,3 ;16.013.15.;14.23三、解答题x、R17.在上任取xx,设<x( f x),x,∴f ()=12112211]??)]?[f(x)[x)F(x?F()?f(x 1122))f(xf(x121],1()[?f(x?fx)][?12)f)x(x(f21页8 共页7 第∵f (x)是R上的增函数,且f (10)=1,∴当x<10时0< f (x)<1, 而当x>10时f (x)>1;1?1<0, ∴F (x)< F(x)<1, f (x)f (x ∴);x①若x<x<5,则0<f (x)<f ()<1, ∴0<12212121f(x)f(x)211>0, ∴F(x)>1, ∴x)> F (x);f )>1 , ( ②若x>x>5,则f x)>f (x ∴f (x)(?111122221f(x)f(x)21综上,F (x)在(-∞,5)为减函数,在(5,+∞)为增函数./2?6(k?3kx1)fx(x)?,)18.对f (x求导得:(1)∵函数f (x)的单调递减区间是(0,4),2+2(k-1)x<0,x|0<x<4}, 得kx∴不等式f (x)<0的解集为{2+2(k-1)x=0的两根,=0或4是方程kx ∴x11,由二次不等式性质知所求kk=值为. 将x=4代入得332+2(k-1)x<0对x∈(0,4(2)命题等价于kx)恒成立,g(0)?01?.?则?k?0?4)g(3为单调函数,) -1), ∵g (x设g (x)=kx+2(k?2对x?(0,4?k?)恒成立,(或分离变量)2?x211,?k?g(4)?(g, (x)为单调减函数,?gx)?)g(x?. 记33?x2?3x?15, 4?x?6?2 x-(x)=f 4); (3)-2)5(1≤x≤解:)=2((解:. (1)19.证明:略(2)f x?29?x?657x2(?)?,?页8 共页8 第。