新高考总复习 数学 第二章 函数 第3节 函数的奇偶性与周期性 习题
- 格式:doc
- 大小:265.50 KB
- 文档页数:12
多维层次练9[A级基础巩固]1.(多选题)(2020·广东肇庆检测)下列函数中,既是奇函数,又在其定义域上单调递增的是()A.y=-1x B.y=2x-2-xC.y=sin x D.y=x|x|解析:C项在定义域上有增有减,A选项定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),单调区间是(-∞,0)和(0,+∞)不能写成并集,所以A选项错误.对于B选项,f(-x)=2-x-2x=-f(x)是奇函数,并且在定义域上为增函数.D项,当x≥0,y=x2是增函数;x≤0时,y=-x2也是增函数,且y=x|x|是奇函数.答案:BD2.(2020·广东湛江模拟)已知函数g(x)=f(2x)-x2为奇函数,且f(2)=1,则f(-2)=()A.-2 B.-1 C.1 D.2解析:因为g(x)为奇函数,且f(2)=1,所以g(-1)=-g(1),所以f(-2)-1=-f(2)+1=-1+1=0,所以f(-2)=1.答案:C3.若函数y=f(2x-1)是偶函数,则函数y=f(2x+1)的图象的对称轴是()A.x=-1 B.x=0 C.x=12D.x=-12解析:因为函数y =f (2x -1)是偶函数,所以函数y =f (2x -1)的图象关于y 轴对称,因为函数y =f (2x +1)的图象是由函数y =f (2x -1)的图象向左平移一个单位得到,故y =f (2x +1)的图象关于x =-1对称.答案:A4.已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,其最小正周期为4,且当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,0时,f (x )=log 2(-3x +1),则f (2 021)等于( ) A .4 B .2 C .-2 D .log 27解析:因为函数f (x )是定义在R 上的奇函数,其最小正周期为4,所以f (2 021)=f (4×505+1)=f (1)=-f (-1).因为-1∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,0,且当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,0时, f (x )=log 2(-3x +1),所以f (-1)=log 2[-3×(-1)+1]=2,所以f (2 021)=-f (-1)=-2.答案:C5.(一题多解)已知奇函数f (x )在R 上是增函数,g (x )=xf (x ).若a =g (-log 25.1),b =g (20.8),c =g (3),则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a <b <cB .c <b <aC .b <a <cD .b <c <a解析:法一 易知g (x )=xf (x )在R 上为偶函数,因为奇函数f (x )在R 上是增函数,且f (0)=0.所以g (x )在(0,+∞)上是增函数.又3>log 25.1>2>20.8,且a =g (-log 25.1)=g (log 25.1),所以g (3)>g (log 25.1)>g (20.8),则c >a >b .法二(特殊化) 取f (x )=x ,则g (x )=x 2为偶函数且在(0,+∞)上单调递增,又3>log 25.1>20.8,从而可得c >a >b .答案:C6.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)解析:因为f (x )是定义在R 上的周期为3的偶函数,所以f (5)=f (5-6)=f (-1)=f (1),因为f (1)<1,f (5)=2a -3a +1,所以2a -3a +1<1,即a -4a +1<0, 解得-1<a <4.答案:A7.已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x >0时,f (x )=x +1,则f (1)=________,f (0)+f (-1)=________.解析:当x >0时,f (x )=x +1,则f (1)=2,又f (x )在R 上是奇函数,所以f (-1)=-f (1)=-2,f (0)=0,故f (0)+f (-1)=-2.答案:2 -28.(2017·山东卷)已知f (x )是定义在R 上的偶函数,且f (x +4)=f (x -2).若当x ∈[-3,0]时,f (x )=6-x ,则f (919)=________.解析:因为f (x +4)=f (x -2),所以f ((x +2)+4)=f ((x +2)-2),即f (x +6)=f (x ),所以f (x )是周期为6的周期函数,所以f (919)=f (153×6+1)=f (1).又f (x )是定义在R 上的偶函数,所以f (1)=f (-1)=6,即f (919)=6.答案:69.若函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间[0,+∞)上是单调递增函数.如果实数t 满足f (ln t )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1t ≤2f (1),那么t 的取值范围是________.解析:由于函数f (x )是定义在R 上的偶函数,所以f (ln t )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1t , 由f (ln t )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1t ≤2f (1), 得f (ln t )≤f (1).又函数f (x )在区间[0,+∞)上是单调递增函数,所以|ln t |≤1,即-1≤ln t ≤1,故1e≤t ≤e. 答案:⎣⎢⎡⎦⎥⎤1e ,e 10.设函数f (x )是定义在R 上的奇函数,对任意实数x 有f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32+x =-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32-x 成立. (1)证明y =f (x )是周期函数,并指出其周期;(2)若f (1)=2,求f (2)+f (3)的值.(3)若g (x )=x 2+ax +3,且y =|f (x )|·g (x )是偶函数,求实数a 的值.(1)证明:由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32+x =-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32-x , 且f (-x )=-f (x ),所以f (x +3)=-f (-x )=f (x ),因此函数y =f (x )是以3为周期的函数.(2)解:由f (x )是定义在R 上的奇函数,知f (0)=0,所以f (3)=f (0)=0,又f (2)=f (-1)=-f (1)=-2.故f (2)+f (3)=-2+0=-2.(3)解:因为y =|f (x )|·g (x )是偶函数,且|f (-x )|=|-f (x )|=|f (x )|,所以|f (x )|为偶函数.故g (x )=x 2+ax +3为偶函数,所以a =0.[B 级 能力提升]11.(2020·衡水中学质检)定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x +2)=f (-x ),且当x ∈[0,1]时,f (x )=2x -cos x ,则下列结论正确的是( )A .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 0203<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 0193<f (2 018) B .f (2 018)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 0203<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 0192 C .f (2 018)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 0192<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 0203 D .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 0192<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 0203<f (2 018) 解析:因为f (x )在R 上是奇函数,且f (x +2)=f (-x ),所以f (x +2)=-f (x ),故f (x +4)=f (x ),f (x )的周期为4.因此f (2 018)=f (2)=f (0),f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 0192=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 0203=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23. 又x ∈[0,1]时,f (x )=2x -cos x 单调递增,所以f (0)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23, 故f (2 018)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 0192<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 0203. 答案:C12.若定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x )>0,f (x +2)=1f (x )对任意x ∈R 恒成立,则f (2 023)=________.解析:因为f (x )>0,f (x +2)=1f (x ),所以f (x +4)=f [(x +2)+2]=1f (x +2)=11f (x )=f (x ), 则函数f (x )的周期为4,所以f (2 023)=f (506×4-1)=f (-1).因为函数f (x )为偶函数,所以f (2 023)=f (-1)=f (1).当x =-1时,f (-1+2)=1f (-1),得f (1)=1f (1). 由f (x )>0,得f (1)=1,所以f (2 023)=f (1)=1.答案:113.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 ),所以f (x )是以4为周期的周期函数,所以f (π)=f (-1×4+π)=f (π-4)=-f (4-π)=-(4-π)=π-4.(2)由f (x )是奇函数且f (x +2)=-f (x ),得f [(x -1)+2]=-f (x -1)=f [-(x -1)],即f (1+x )=f (1-x ).故知函数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.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. [C 级 素养提升]14.(多选题)(2020·山东四校联考)已知偶函数f (x )满足f (x )+f (2-x )=0,则下列结论中正确的是( )A .函数f (x )是以2为周期的周期函数B .函数f (x )是以4为周期的周期函数C .函数f (x -1)为奇函数D .函数f (x -3)为偶函数解析:偶函数f (x )满足f (x )+f (2-x )=0,即有f (-x )=f (x )=-f (2-x ),即为f (x +2)=-f (x ),f (x +4)=-f (x +2)=f (x ),可得f (x )的最小正周期为4,故A 错,B 正确.由f (x +2)=-f (x ),得f (x +1)=-f (x -1).又f (-x -1)=f (x +1),则f (-x -1)=-f (x -1),故f (x -1)为奇函数,C 正确.由f (-x -3)=f (x +3),若f (x -3)为偶函数,即有f (-x -3)=f (x -3),得f (x +3)=f (x -3),所以f (x +6)=f (x ).可得6为f (x )的周期,这与4为最小正周期矛盾,故D 不正确. 答案:BC素养培育数学运算——活用函数性质中“三个二级”结论(自主阅读)1.奇函数的最值性质已知函数f (x )是定义在区间D 上的奇函数,则对任意的x ∈D ,都有f (x )+f (-x )=0.特别地,若奇函数f (x )在D 上有最值,则f (x )max +f (x )min =0,且若0∈D ,则f (0)=0.[典例1] 设函数f (x )=(x +1)2+sin x x 2+1的最大值为M ,最小值为m ,则M +m =________.解析:显然函数f (x )的定义域为R.f (x )=(x +1)2+sin x x 2+1=1+2x +sin x x 2+1. 设g (x )=2x +sin x x 2+1,则g (-x )=-g (x ), 所以g (x )为奇函数,由奇函数图象的对称性知g(x)max+g(x)min=0,所以M+m=g(x)max+1+g(x)min+1=2+g(x)max+g(x)min=2.答案:22.抽象函数的周期性(1)如果f(x+a)=-f(x)(a≠0),那么f(x)是周期函数,其中一个周期T=2a.(2)如果f(x+a)=1f(x)(a≠0),那么f(x)是周期函数,其中的一个周期T=2a.(3)如果f(x+a)+f(x)=c(a≠0),那么f(x)是周期函数,其中的一个周期T=2a.[典例2]已知函数f(x)为定义在R上的奇函数,当x≥0时,有f(x+3)=-f(x),且当x∈(0,3)时,f(x)=x+1,则f(-2 023)+f(2 024)=()A.3 B.2 C.1 D.0解析:因为函数f(x)为定义在R上的奇函数,所以f(-2 023)=-f(2 023),因为当x≥0时,有f(x+3)=-f(x),所以f(x+6)=-f(x+3)=f(x),即当x≥0时,自变量的值每增加6,对应函数值重复出现一次.又当x∈(0,3)时,f(x)=x+1,所以f(2 023)=f(337×6+1)=f(1)=2,f(2 024)=f(337×6+2)=f(2)=3.故f(-2 023)+f(2 024)=-f(2 023)+3=1. 答案:C3.抽象函数的对称性已知函数f(x)是定义在R上的函数.(1)若f(a+x)=f(b-x)恒成立,则y=f(x)的图象关于直线x=a+b 2对称,特别地,若f(a+x)=f(a-x)恒成立,则y=f(x)的图象关于直线x=a对称.(2)若函数y=f(x)满足f(a+x)+f(a-x)=0,即f(x)=-f(2a-x),则f(x)的图象关于点(a,0)对称.[典例3]函数f(x)在[1,+∞)上单调递减,且f(x+1)是偶函数,不等式f(m+2)≥f(x-1)对任意的x∈[-1,0]恒成立,则实数m的取值范围是()A.[-3,1]B.(-∞,-3]∪[1,+∞)C.[-4,2]D.(-∞,-4]∪[2,+∞)解析:由于f(x+1)是偶函数,所以f(-x+1)=f(x+1),因此函数y=f(x)的图象关于x=1对称.由f(x)在[1,+∞)上递减,知f(x)在(-∞,1]上递增.又x∈[-1,0],知x-1∈[-2,-1],若m+2≤1时,f(m+2)≥f(x-1)对x∈[-1,0]恒成立.则m+2≥x-1对x∈[-1,0]恒成立,所以-3≤m≤-1;①若m+2>1时,f(m+2)≥f(x-1)=f(3-x).所以m+2≤3-x对x∈[-1,0]恒成立,则-1<m≤1.②由①②知,实数m的取值范围是[-3,1].答案:A[典例4]函数y=f(x)对任意x∈R都有f(x+2)=f(-x)成立,且函数y=f(x-1)的图象关于点(1,0)对称,f(1)=4,则f(2 020)+f(2 021)+f(2 022)的值为________.解析:因为函数y=f(x-1)的图象关于点(1,0)对称,所以函数y=f(x)的图象关于原点对称,所以f(x)是R上的奇函数,f(x+2)=-f(x),所以f(x+4)=-f(x+2)=f(x),故f(x)的周期为4.所以f(2 021)=f(505×4+1)=f(1)=4,所以f(2 020)+f(2 022)=f(2 020)-f(2 020)=0所以f(2 020)+f(2 021)+f(2 022)=4.答案:4。