2021届高三数学(理)一轮复习学案:第二章第三节 函数的奇偶性及周期性含解析
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第6讲函数的奇偶性与周期性考纲要求考情分析命题趋势1.结合具体函数,了解函数奇偶性的含义.2.会运用函数的图象理解和研究函数的奇偶性.3.了解函数周期性、最小正周期的含义,会判断、应用简单函数的周期性.2017·北京卷,52017·天津卷,62016·山东卷,92016·江苏卷,111.对函数的奇偶性与周期性的考查主要有两种题型:一是判断函数的奇偶性与周期性;二是已知函数的奇偶性与周期性求值或范围,难度一般.2.函数的单调性、奇偶性、周期性的综合应用,题型有根据性质判断图象、解不等式、求方程根的个数等,难度较大.分值:5分1.偶函数、奇函数的概念一般地,如果对函数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.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.2.奇、偶函数的图象特征偶函数的图象关于__y轴__对称,奇函数的图象关于__原点__对称.3.函数奇偶性的常用结论(1)如果函数f(x)是偶函数,那么f(x)=f(|x|).(2)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.(3)在公共定义域内有:奇±奇=奇,偶±偶=偶,奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.4.函数的周期性(1)对于函数f(x),如果存在一个__非零常数__T,使得当x取定义域内的每一个值时,都有__f(x+T)=f(x)__,那么函数f(x)就叫做周期函数,T叫做这个函数的周期.(2)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.5.函数周期性的常用结论对f(x)定义域内任一自变量x的值:(1)若f(x+a)=-f(x),则T=2a(a>0);(2)若f(x+a)=错误!,则T=2a(a〉0);(3)若f(x+a)=-错误!,则T=2a(a〉0).6.函数的对称性与周期性的关系(1)如果函数f(x)(x∈D)在定义域内有两条对称轴x=a,x=b(a〈b),则函数f(x)是周期函数,且周期T=2(b-a)(不一定是最小正周期,下同).(2)如果函数f(x)(x∈D)在定义域内有两个对称中心A(a,0),B(b,0)(a〈b),那么函数f(x)是周期函数,且周期T=2(b-a).(3)如果函数f(x),x∈D在定义域内有一条对称轴x=a和一个对称中心B(b,0)(a≠b),那么函数f(x)是周期函数,且周期T=4|b-a|。
课时作业6 函数奇偶性与周期性一、选择题1.(2021·河南信阳一模)函数f(x)=lg|sin x|是( )A.最小正周期为π奇函数B.最小正周期为2π奇函数C.最小正周期为π偶函数D.最小正周期为2π偶函数解析:易知函数定义域为{x|x≠kπ,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|最小正周期为π,所以函数f(x)=lg|sin x|是最小正周期为π偶函数.答案:C2.f(x)为奇函数,当x>0,f(x)=x(1+x),那么x<0,f(x)等于( ) A.-x(1-x) B.x(1-x)C.-x(1+x) D.x(1+x)解析:当x<0时,那么-x>0,∴f(-x)=(-x)(1-x).又f(-x)=-f(x),∴f(x)=x(1-x).答案:B3.(2021·山东枣庄一模)假设y=f(x)既是周期函数,又是奇函数,那么其导函数y=f′(x)( )A.既是周期函数,又是奇函数B.既是周期函数,又是偶函数C.不是周期函数,但是奇函数D.不是周期函数,但是偶函数解析:因为y=f(x)是周期函数,设其周期为T,那么有f(x+T)=f(x),两边同时求导,得f′(x+T)(x+T)′=f′(x),即f′(x+T)=f′(x),所以导函数为周期函数.因数y=f(x)是奇函数,所以f(-x)=-f(x),两边同时求导,得f′(-x)(-x)′=-f′(x),即-f′(-x)=-f′(x),所以f′(-x)=f′(x),即导函数为偶函数,选B.答案:B4.假设f(x)是定义在R上以3为周期偶函数,且f(2)=0,那么方程f(x)=0在区间(0,6)内解个数至少是( )A.1 B.4C.3 D.2解析:由f(2)=0,得f(5)=0.∴f(-2)=0,f(-5)=0.∴f(-2)=f(-2+3)=f(1)=0.f(-5)=f(-5+9)=f(4)=0.故f(x)=0在区间(0,6)内解至少有1,2,4,5四个解.答案:B5.(2021·河北沧州一模)函数f(x)=x2+(b-4-a2)x+2a-b 是偶函数,那么函数图象与y轴交点纵坐标最大值是( ) A.-4 B.2C.3 D.4解析:由f (x )为偶函数,可知f (-x )=f (x ),∴b =4-a 2,∴f (x )=x 2+2a -4-a 2,令g (a )=2a -4-a 2,问题转化为求g (a )最大值.在坐标系中画函数y =2a ,y =-4-a 2图象如图.易知当a =2时,g (a )取最大值,g (a )max =g (2)=4,选D. 答案:D6.(2021·深圳一调)函数f (x )是R 上偶函数,g (x )是R 上奇函数,且g (x )=f (x -1),假设f (3)=2,那么f (2 015)值为( )A .2B .0C .-2D .±2解析:∵f (x )是R 上偶函数,g (x )是R 上奇函数,且g (x )=f (x -1),∴g (-x )=f (-x -1)=f (x +1)=-g (x )=-f (x -1). 即f (x +1)=-f (x -1). ∴f (x +2)=-f (x ).∴f (x +4)=f ((x +2)+2)=-f (x +2)=f (x ). ∴函数f (x )是周期函数,且周期为4. ∴f (2 015)=f (3)=2. 答案:A7.(2021·湖南月考)f (x )是定义域为(-1,1)奇函数,而且f (x )是减函数,如果f (m -2)+f (2m -3)>0,那么实数m 取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎪⎪⎫1,53 B.⎝⎛⎭⎪⎪⎫-∞,53C .(1,3)D.⎝⎛⎭⎪⎪⎫53,+∞ 解析:∵f (x )是定义域为(-1,1)奇函数, ∴-1<x <1,f (-x )=-f (x ).∴f (m -2)+f (2m -3)>0可转化为f (m -2)>-f (2m -3). ∴f (m -2)>f (-2m +3), ∵f (x )是减函数. ∴m -2<-2m +3, ∵⎩⎪⎨⎪⎧-1<m -2<1,-1<2m -3<1,m -2<-2m +3,∴1<m <53.应选A. 答案:A8.(2021·辽宁大连模拟)f (x )是奇函数,且当x <0时,f (x )=x 2+3xx ∈[1,3]时,n ≤f (x )≤m 恒成立,那么m -n 最小值为( )A.94 B .2 C.34D.14解析:设x >0,那么-x <0.∴f (x )=-f (-x )=-[(-x )2+3(-x )+2]=-x 2+3x -2.在[1,3]上,当x =32时,f (x )max =14;当x =3时,f (x )min =-2,∴m ≥14且n ≤-2,故m -n ≥94.答案:A9.(2021·陕西模拟)f (x )是定义在R 上奇函数,当x ≥0时,f (x )=x 2+2x ,假设f (2-a 2)>f (a ),那么实数a 取值范围是( )A .(-∞,-1)∪(2,+∞)B .(-1,2)C .(-2,1)D .(-∞,-2)∪(1,+∞)解析:∵f (x )是奇函数,∴当x <0时,f (x )=-x 2+2x ,作出f (x )大致图象如图中实线所示.结合图象可知f (x )是R 上增函数,由f (2-a 2)>f (a ), 得 2-a 2>a ,即-2<a <1. 答案:C10.(2021·广东调研)x ∈(0,1)时,函数f (x )=1+2x 22x 1-x 2最小值为b ,假设定义在R 上函数g (x )满足:对任意m ,n ,有g (m +n )=g (m )+g (n )+b ,那么以下结论正确是( )A .g (x )-1是奇函数B .g (x )+1是奇函数C .g (x )-3是奇函数D .g (x )+3是奇函数解析:令x =sin t ,t ∈⎝⎛⎭⎪⎪⎫0,π2,那么函数f (x )可转化为g (t )=1+2sin 2t 2sin t cos t =3sin 2t +cos 2t 2sin t cos t =32tan t +12tan t,因为t ∈⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫0,π2,所以tan t >0,所以g (t )=32tan t +12tan t ≥234=3,当且仅当t =π6,即x =12时取等号,所以b = 3.令m =n =0,那么g (0)=-3,又令m =x ,n =-x ,得g (0)=g (x )+g (-x )+3,即-3-g (x )=g (-x )+3,即-[3+g (x )]=g (-x )+ 3.令h (x )=g (x )+3,那么h (-x )=-h (x ), 所以g (x )+3是奇函数.应选D. 答案:D 二、填空题11.设f (x )是周期为2奇函数,当0≤x ≤1时,f (x )=2x (1-x ),那么f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-52=________. 解析:依题意,得f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-52=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫52=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫52-2=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12=-2×12×⎝⎛⎭⎪⎪⎫1-12=-12.答案:-1212.定义在(-∞,+∞)上函数y =f (x )在(-∞,2)上是增函数,且函数y =f (x +2)为偶函数,那么f (-1),f (4),f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫512大小关系是________.解析:∵y =f (x +2)为偶函数, ∴y =f (x )关于x =2对称.又y =f (x )在(-∞,2)上为增函数.∴y =f (x )在(2,+∞)上为减函数,而f (-1)=f (5),∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫512<f (-1)<f (4). 答案:f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫512<f (-1)<f (4) 13.设函数f (x )为定义在R 上以3为周期奇函数,假设f (1)>0,f (2)=(a +1)(2a -3),那么a 取值范围是________.解析:∵f (x )是周期为3奇函数, ∴f (2)=f (2-3)=f (-1)=-f (1)<0. ∴(a +1)(2a -3)<0, 解得-1<a <32.答案:⎝⎛⎭⎪⎪⎫-1,32 14.定义在R 上偶函数f (x )满足f (x +1)=-f (x ),且在[-1,0]上是增函数,给出以下关于f (x )判断:①f (x )是周期函数;②f (x )关于直线x =1对称;③f(x)在[0,1]上是增函数;④f(x)在[1,2]上是减函数;⑤f(2)=f(0).其中正确序号是________.解析:由f(x+1)=-f(x),得f(x+2)=-f(x+1)=f(x).∴f(x)是周期为2函数,①正确.f(x)关于直线x=1对称,②正确.f(x)为偶函数,在[-1,0]上是增函数.∴f(x)在[0,1]上是减函数,[1,2]上为增函数,f(2)=f(0).因此③,④错误,⑤正确.综上,①②⑤正确.答案:①②⑤三、解答题15.(2021·湖北八校联考)函数f(x)是(-∞,+∞)上偶函数,假设对于x≥0,都有f(x+2)=-f(x),且当x∈[0,2)时,f(x)=log2(x +1),求:(1)f(0)与f(2)值;(2)f(3)值;(3)f(2 013)+f(-2 014)值.解:(1)f(0)=0,f(2)=0.(2)f(3)=f(1+2)=-f(1)=-log2(1+1)=-1.(3)依题意得,x≥0时,f(x+4)=-f(x+2)=f(x),即x≥0时,f (x )是以4为周期函数.因此,f (2 013)+f (-2 014)=f (2 013)+f (2 014)=f (1)+f (2). 而f (2)=-f (0)=-log 2(0+1)=0,f (1)=log 2(1+1)=1,故f (2 013)+f (-2 014)=1.16.(2021·陕西汉中月考)设函数f (x )=ka x -a -x (a >0且a ≠1)是定义域为R 奇函数.(1)假设f (1)>0,试求不等式f (x 2+2x )+f (x -4)>0解集; (2)假设f (1)=32,且g (x )=a 2x +a -2x -4f (x ),求g (x )在[1,+∞)上最小值.解:∵f (x )是定义域为R 奇函数, ∴f (0)=0,∴k -1=0,∴k =1. (1)∵f (1)>0,∴a -1a>0,又a >0且a ≠1,∴a >1. ∵k =1,∴f (x )=a x -a -x ,当a >1时,y =a x 与y =-a -x 在R 上均为增函数, ∴f (x )在R 上为增函数,原不等式可化为f (x 2+2x )>f (4-x ), ∴x 2+2x >4-x ,即x 2+3x -4>0, ∴x >1或x <-4,∴不等式解集为{x |x >1或x <-4}.(2)∵f (1)=32,∴a -1a =32,即2a 2-3a -2=0.∴a =2或a =-12(舍去),∴g (x )=22x +2-2x -4(2x -2-x )=(2x -2-x )2-4(2x -2-x )+2, 令t =h (x )=2x -2-x (x ≥1),那么g (t )=t 2-4t +2. ∵t =h (x )在[1,+∞)上为增函数(由(1)可知), ∴h (x )≥h (1)=32,即t ≥32,g (t )=t 2-4t +2=(t -2)2-2,t ∈⎣⎢⎢⎡⎭⎪⎪⎫32,+∞. ∴当t =2时,g (t )取得最小值-2,即g (x )取得最小值-2, 此时x =log 2(1+2),故当x =log 2(1+2)时,g (x )有最小值-2.。
2021届高三高考数学理科一轮复习知识点专题2.2 函数的单调性与最值【核心素养分析】1.理解函数的单调性、最大(小)值及其几何意义.2.会运用基本初等函数的图象分析函数的性质.3.培养学生数学抽象、逻辑推理、直观想象能力。
【重点知识梳理】知识点一函数的单调性(1)单调函数的定义增函数减函数定义一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数图象描述自左向右看图象是上升的自左向右看图象是下降的(2)单调区间的定义如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.知识点二函数的最值前提设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足条件(1)对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;(3)对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;(2)存在x 0∈I ,使得f (x 0)=M(4)存在x 0∈I ,使得f (x 0)=M 结论M 为最大值M 为最小值【特别提醒】1.函数y =f (x )(f (x )>0)在公共定义域内与y =-f (x ),y =1f (x )的单调性相反. 2.“对勾函数”y =x +ax (a >0)的单调增区间为(-∞,-a ),(a ,+∞);单调减区间是[-a ,0),(0,a ].【典型题分析】高频考点一 确定不含参函数的单调性(区间)例1.(2020·新课标Ⅱ)设函数()ln |21|ln |21|f x x x =+--,则f (x )( ) A. 是偶函数,且在1(,)2+∞单调递增B. 是奇函数,且在11(,)22-单调递减C. 是偶函数,且在1(,)2-∞-单调递增D. 是奇函数,且在1(,)2-∞-单调递减【答案】D【解析】由()ln 21ln 21f x x x =+--得()f x 定义域为12x x ⎧⎫≠±⎨⎬⎩⎭,关于坐标原点对称,又()()ln 12ln 21ln 21ln 21f x x x x x f x -=----=--+=-,()f x ∴为定义域上的奇函数,可排除AC ;当11,22x ⎛⎫∈-⎪⎝⎭时,()()()ln 21ln 12f x x x =+--, ()ln 21y x =+在11,22⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增,()ln 12y x =-在11,22⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递减,()f x ∴在11,22⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增,排除B ; 当1,2x ⎛⎫∈-∞-⎪⎝⎭时,()()()212ln 21ln 12ln ln 12121x f x x x x x +⎛⎫=----==+ ⎪--⎝⎭,2121x μ=+-在1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭上单调递减,()ln f μμ=在定义域内单调递增,根据复合函数单调性可知:()f x 在1,2⎛⎫-∞-⎪⎝⎭上单调递减,D 正确. 【举一反三】(2020·山东青岛二中模拟)函数y =x 2+x -6的单调递增区间为________,单调递减区间为________.【答案】[2,+∞) (-∞,-3] 【解析】令u =x 2+x -6,则y =x 2+x -6可以看作是由y =u 与u =x 2+x -6复合而成的函数. 令u =x 2+x -6≥0,得x ≤-3或x ≥2.易知u =x 2+x -6在(-∞,-3]上是减函数,在[2,+∞)上是增函数,而y =u 在[0,+∞)上是增函数, 所以y =x 2+x -6的单调减区间为(-∞,-3],单调增区间为[2,+∞)。
专题3.3函数的奇偶性与周期性练基础1.(2021·海南海口市·高三其他模拟)已知函数()(0)f x kx b k =+≠,则“(0)0f =”是“函数()f x 为奇函数”的()A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件【答案】C 【解析】化简“(0)0f =”和“函数()f x 为奇函数”,再利用充分必要条件的定义判断得解.【详解】(0)0f =,所以0b =,函数()f x 为奇函数,所以()()0f x kx b f x kx b -=-+=-=--=,所以0b =.所以“(0)0f =”是“函数()f x 为奇函数”的充分必要条件.故选:C2.(2021·福建高三三模)若函数()y f x =的大致图象如图所示,则()f x 的解析式可能是()A .()1xf x x =-B .()1x f x x=-C .()21x f x x =-D .()21x f x x =-【答案】C 【解析】利用排除法,取特殊值分析判断即可得答案解:由图可知,当(0,1)x ∈时,()0f x <,取12x =,则对于B ,112(101212f ==>-,所以排除B ,对于D ,1122()012314f ==>-,所以排除D ,当0x >时,对于A ,()1111x f x x x ==+--,此函数是由1y x =向右平移1个单位,再向上平移1个单位,所以1x >时,()1f x >恒成立,而图中,当1x >时,()f x 可以小于1,所以排除A,故选:C3.(2021·广东高三其他模拟)下列函数中,既是奇函数又在区间()0,1上单调递增的是()A.y =B .1y x x=+C .xx y ee =-﹣D .2log y x=【答案】C 【解析】利用函数奇偶性的定义和函数的解析式判断.【详解】A.函数y =的定义域是[0,)+∞,所以函数是非奇非偶函数,故错误;B.1y x x=+在()0,1上单调递减,故错误;C.因为()()()xx x x f x ee e ef x --=---=-=﹣,所以函数是奇函数,且在()0,1上单调递增,正确;D.因为()()22log =log f x x x f x -=-=,所以函数是偶函数,故错误;故选:C .4.(2021·湖南高三月考)定义函数1,()1,x D x x ⎧=⎨-⎩为有理数,为无理数,则下列命题中正确的是()A .()D x 不是周期函数B .()D x 是奇函数C .()yD x =的图象存在对称轴D .()D x 是周期函数,且有最小正周期【答案】C 【解析】当m 为有理数时恒有()()D x m D x +=,所以()D x 是周期函数,且无最小正周期,又因为无论x 是有理数还是无理数总有()()D x D x -=,所以函数()D x 为偶函数,图象关于y 轴对称.当m 为有理数时,()1,1,x D x m x ⎧+=⎨-⎩为有理数为无理数,()()D x m D x ∴+=,∴任何一个有理数m 都是()D x 的周期,()D x ∴是周期函数,且无最小正周期,∴选项A ,D 错误,若x 为有理数,则x -也为有理数,()()D x D x ∴=-,若x 为无理数,则x -也为无理数,()()D x D x ∴=-,综上,总有()()D x D x -=,∴函数()D x 为偶函数,图象关于y 轴对称,∴选项B 错误,选项C 正确,故选:C5.【多选题】(2021·淮北市树人高级中学高一期末)对于定义在R 上的函数()f x ,下列说法正确的是()A .若()f x 是奇函数,则()1f x -的图像关于点()1,0对称B .若对x ∈R ,有()()11f x f x =+-,则()f x 的图像关于直线1x =对称C .若函数()1f x +的图像关于直线1x =-对称,则()f x 为偶函数D .若()()112f x f x ++-=,则()f x 的图像关于点()1,1对称【答案】ACD 【解析】四个选项都是对函数性质的应用,在给出的四个选项中灵活的把变量x 加以代换,再结合函数的对称性、周期性和奇偶性就可以得到正确答案.【详解】对A ,()f x 是奇函数,故图象关于原点对称,将()f x 的图象向右平移1个单位得()1f x -的图象,故()1f x -的图象关于点(1,0)对称,正确;对B ,若对x ∈R ,有()()11f x f x =+-,得()()2f x f x +=,所以()f x 是一个周期为2的周期函数,不能说明其图象关于直线1x =对称,错误.;对C ,若函数()1f x +的图象关于直线1x =-对称,则()f x 的图象关于y 轴对称,故为偶函数,正确;对D ,由()()112f x f x ++-=得()()()()112,202f f f f +=+=,()()()()312,422,f f f f +-=+-= ,()f x 的图象关于(1,1)对称,正确.故选:ACD.6.【多选题】(2020·江苏南通市·金沙中学高一期中)已知偶函数()f x 在区间[)0,+∞上是增函数,则满足1(21)()3f x f -<的x 的取值是()A .0B .12C .712D .1【答案】BC 【解析】根据偶函数和单调性求得不等式的解,然后判断各选项..【详解】由题意1213x -<,解得1233x <<,只有BC 满足.故选:BC .7.【多选题】(2021·广东高三二模)函数()f x 的定义域为R ,且()1f x -与()1f x +都为奇函数,则下列说法正确的是()A .()f x 是周期为2的周期函数B .()f x 是周期为4的周期函数C .()2f x +为奇函数D .()3f x +为奇函数【答案】BD 【解析】AB 选项,利用周期函数的定义判断;CD 选项,利用周期性结合()1f x -,()1f x +为奇函数判断.【详解】因为函数()f x 的定义域为R ,且()1f x -与()1f x +都为奇函数,所以()()11f x f x --=--,()()11f x f x -+=-+,所以()()2f x f x =---,()()2f x f x =--+,所以()()22f x f x --=-+,即()()4f x f x +=,故B 正确A 错误;因为()()()3341f x f x f x +=+-=-,且()1f x -为奇函数,所以()3f x +为奇函数,故D 正确;因为()2f x +与()1f x +相差1,不是最小周期的整数倍,且()1f x +为奇函数,所以()2f x +不为奇函数,故C 错误.故选:BD.8.(2021·吉林高三二模(文))写出一个符合“对x R ∀∈,()()0f x f x +-=”的函数()f x =___________.【答案】3x (答案不唯一)【解析】分析可知函数()f x 的定义域为R ,且该函数为奇函数,由此可得结果.【详解】由题意可知,函数()f x 的定义域为R ,且该函数为奇函数,可取()3f x x =.故答案为:3x (答案不唯一).9.(2021·全国高三二模(理))已知()y f x =为R 上的奇函数,且其图象关于点()2,0对称,若()11f =,则()2021f =__________.【答案】1【解析】根据函数的对称性及奇函数性质求得函数周期为4,从而()2021(1)1f f ==.【详解】函数关于点()2,0对称,则()(4)f x f x =--,又()y f x =为R 上的奇函数,则()(4)(4)f x f x f x =--=-,因此函数的周期为4,因此()2021(1)1f f ==.故答案为:1.10.(2021·上海高三二模)已知函数()f x 的定义域为R ,函数()g x 是奇函数,且()()2x g x f x =+,若(1)1f =-,则(1)f -=___________.【答案】32-【解析】通过计算(1)(1)g g +-可得.【详解】因为()g x 是奇函数,所以(1)(1)0g g +-=,即1(1)2(1)02f f ++-+=,所以53(1)122f -=-=-.故答案为:32-.练提升1.(2021·安徽高三三模(文))若把定义域为R 的函数()f x 的图象沿x 轴左右平移后,可以得到关于原点对称的图象,也可以得到关于y 轴对称的图象,则关于函数()f x 的性质叙述一定正确的是()A .()()0f x f x -+=B .()()11f x f x -=-C .()f x 是周期函数D .()f x 存在单调递增区间【答案】C 【解析】通过举例说明选项ABD 错误;对于选项C 可以证明判断得解.【详解】定义域为R 的函数()f x 的图象沿x 轴左右平移后,可以得到关于原点对称的图象,也可以得到关于y 轴对称的图象,∴()f x 的图象既有对称中心又有对称轴,但()f x 不一定具有奇偶性,例如()sin 3f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭,由()()0f x f x -+=,则()f x 为奇函数,故选项A 错误;由()()11f x f x -=-,可得函数()f x 图象关于0x =对称,故选项B 错误;由()0f x =时,()f x 不存在单调递增区间,故选项D 错误;由已知设()f x 图象的一条对称抽为直线x a =,一个对称中心为(),0b ,且a b ¹,∴()()2f a x f x +=-,()()2f x f b x -=-+,∴()()22f a x f b x +=-+,∴()()()2222f a x b f b x b f x +-=-+-=-,∴()()()()442222f x a b f b x b f x a b f x +-=-+-=-+-=,∴()f x 的一个周期()4T a b =-,故选项C 正确.故选:C2.(2021·天津高三二模)已知函数()f x 在R 上是减函数,且满足()()f x f x -=-,若31log 10a f ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,()3log 9.1b f =,()0.82c f =,则a ,b ,c 的大小关系为()A .a b c >>B .c b a >>C .b a c >>D .c a b>>【答案】B 【解析】根据对数运算性质和对数函数单调性可得331log log 9.1210->>,根据指数函数单调性可知0.822<;利用()f x 为减函数可知()()0.8331log log 9.1210f f f ⎛⎫-<< ⎪⎝⎭,结合()f x 为奇函数可得大小关系.【详解】33331log log 10log 9.1log 9210-=>>= ,0.822<即:0.8331log log 9.1210->>又()f x 是定义在R 上的减函数()()0.8331log log 9.1210f f f ⎛⎫∴-<< ⎪⎝⎭又()f x 为奇函数3311log log 1010f f⎛⎫⎛⎫∴-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()0.8331log log 9.1210f f f ⎛⎫∴-<< ⎪⎝⎭,即:c b a >>.故选:B.3.(2021·陕西高三三模(理))已知函数f (x )为R 上的奇函数,且()(2)f x f x -=+,当[0,1]x ∈时,()22x xaf x =+,则f (101)+f (105)的值为()A .3B .2C .1D .0【答案】A 【解析】根据函数为奇函数可求得函数的解析式,再由()(2)f x f x -=+求得函数f (x )是周期为4的周期函数,由此可计算得选项.【详解】解:根据题意,函数f (x )为R 上的奇函数,则f (0)=0,又由x ∈[0,1]时,()22xx a f x =+,则有f (0)=1+a =0,解可得:a =﹣1,则有1()22xxf x =-,又由f (﹣x )=f (2+x ),即f (x +2)=﹣f (x ),则有f (x +4)=﹣f (x +2)=f (x ),即函数f (x )是周期为4的周期函数,则1313(101)(1)2,(105)(1)22222f f f f ==-===-=,故有f (101)+f (105)=3,故选:A .4.(2021·上海高三二模)若()f x 是R 上的奇函数,且()f x 在[0,)+∞上单调递增,则下列结论:①|()|y f x =是偶函数;②对任意的x ∈R 都有()|()|0f x f x -+=;③()()y f x f x =-在(,0]-∞上单调递增;④反函数1()y fx -=存在且在(,0]-∞上单调递增.其中正确结论的个数为()A .1B .2C .3D .4【答案】C 【解析】根据奇函数定义以及单调性性质,及反函数性质逐一进行判断选择.【详解】对于①,由()f x 是R 上的奇函数,得()()f x f x -=-,∴|()||()||()|-=-=f x f x f x ,所以|()|y f x =是偶函数,故①正确;对于②,由()f x 是R 上的奇函数,得()()0f x f x -+=,而()|()|f x f x =不一定成立,所以对任意的x ∈R ,不一定有()|()|0f x f x -+=,故②错误;对于③,因为()f x 是R 上的奇函数,且()f x 在[0,)+∞上单调递增,所以()f x 在(,0]-∞上单调递增,且()(0)0f x f £=,因此2()()[()]y f x f x f x =-=-,利用复合函数的单调性,知()()y f x f x =-在(,0]-∞上单调递增,故③正确.对于④,由已知得()f x 是R 上的单调递增函数,利用函数存在反函数的充要条件是,函数的定义域与值域是一一映射,且函数与其反函数在相应区间内单调性一致,故反函数1()y f x -=存在且在(,0]-∞上单调递增,故④正确;故选:C5.【多选题】(2021·全国高三专题练习)已知函数()f x 是偶函数,(1)f x +是奇函数,并且当[]1,2x ∈,()1|2|f x x =--,则下列选项正确的是()A .()f x 在(3,2)--上为减函数B .()f x 在(3,2)--上()0f x <C .()f x 在(3,2)--上为增函数D .()f x 在(3,2)--上()0f x >【答案】CD 【解析】根据题意,分析可得(4)()f x f x +=,结合函数的解析式可得当(3,2)x ∈--时函数的解析式,据此分析可得答案.【详解】解:根据题意,函数(1)f x +为奇函数,则有(1)(1)f x f x +=--+,即(2)()f x f x +=--,又由()f x 为偶函数,则()()f x f x -=,则有(2)()f x f x +=-,即有(4)()f x f x +=,当[1x ∈,2]时,()1|2|1f x x x =--=-,若(3,2)x ∈--,则4(1,2)x +∈,则(4)(4)13f x x x +=+-=+,则当(3,2)x ∈--时,有()3f x x =+,则()f x 为增函数且()(3)0f x f >-=;故()f x 在(3,2)--上为增函数,且()0f x >;故选:CD .6.【多选题】(2021·全国高三专题练习)若函数()f x 对任意x ∈R 都有()()0f x f x +-=成立,m R ∈,则下列的点一定在函数()y f x =图象上的是()A .(0,0)B .(,())m f m --C .(,())m f m --D .(,())m f m -【答案】ABC 【解析】根据任意x ∈R 满足()()0f x f x +-=,得到()f x 是奇函数判断.【详解】因为任意x ∈R 满足()()0f x f x +-=,所以()f x 是奇函数,又x ∈R ,所以令0x =,则(0)(0)f f -=-,得(0)0f =,所以点(0,0),且点(,())m f m --与(,())m f m --也一定在()y f x =的图象上,故选:ABC .7.【多选题】(2021·浙江高一期末)已知函数()y f x =是定义在[1,1]-上的奇函数,当0x >时,()(1)f x x x =-,则下列说法正确的是()A .函数()y f x =有2个零点B .当0x <时,()(1)f x x x =-+C .不等式()0f x <的解集是(0,1)D .12,[1,1]x x ∀∈-,都有()()1212f x f x -≤【答案】BCD 【解析】根据函数奇偶性定义和零点定义对选项一一判断即可.【详解】对A ,当0x >时,由()(1)0f x x x =-=得1x =,又因为()y f x =是定义在[1,1]-上的奇函数,所以()()()00,110f f f =-=-=,故函数()y f x =有3个零点,则A 错;对B ,设0x <,则0x ->,则()()()()11f x f x x x x x =--=----=-+⎡⎤⎣⎦,则B 对;对C ,当01x <≤时,由()(1)0f x x x =-<,得01x <<;当10x -≤≤时,由()(1)0f x x x =-+<,得x 无解;则C 对;对D ,12,[1,1]x x ∀∈-,都有()()()()12max min 1111122442f x f x f x f x f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-≤-=--=--= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则D 对.故选:BCD .8.【多选题】(2021·苏州市第五中学校高一月考)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号.设x ∈R ,用[]x 表示不超过x 的最大整数,[]y x =也被称为“高斯函数”,例如:[ 3.5]4-=-,[2.1]2=.已知函数()[1]f x x x =+-,下列说法中正确的是()A .()f x 是周期函数B .()f x 的值域是[0,1]C .()f x 在(0,1)上是减函数D .x ∀∈R ,[()]0f x =【答案】AC 【解析】根据[]x 定义将函数()f x 写成分段函数的形式,再画出函数的图象,根据图象判断函数的性质.【详解】由题意可知[]1,210,1011,012,12x x x x x --≤<-⎧⎪-≤<⎪⎪+=≤<⎨⎪≤<⎪⎪⎩,()[]1,21,1011,012,12x x x x f x x x x x x x ---≤<-⎧⎪--≤<⎪⎪∴=+-=-≤<⎨⎪-≤<⎪⎪⎩,可画出函数图像,如图:可得到函数()f x 是周期为1的函数,且值域为(]0,1,在()0,1上单调递减,故选项AC 正确,B 错误;对于D ,取1x =-()11f -=,则()11f -=⎡⎤⎣⎦,故D 错误.故选:AC .9.【多选题】(2021·湖南高三月考)函数()f x 满足以下条件:①()f x 的定义域是R ,且其图象是一条连续不断的曲线;②()f x 是偶函数;③()f x 在()0,∞+上不是单调函数;④()f x 恰有2个零点.则函数()f x 的解析式可以是()A .2()2f x x x =-B .()ln 1f x x =-C .2()1f x x x =-++D .()2xf x e =-【答案】CD 【解析】利用函数图象变换画出选项A ,B ,C ,D 对应的函数图象,逐一分析即可求解.【详解】解:显然题设选项的四个函数均为偶函数,但()ln 1f x x =-的定义域为{}0x x R ≠≠,所以选项B 错误;函数2()2f x x x =-的定义域是R ,在(),1-∞-,()0,1单调递减,在()1,0-,()1,+∞单调递增,但()()()2020f f f -===有3个零点,选项A 错误;函数2()1f x x x =-++的定义域是R ,当()0,x ∈+∞时,2()1f x x x =-++的图象对称轴为12x =,其图象是开口向下的抛物线,故()f x 在1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭,10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭单调递增,在1,02⎛⎫- ⎪⎝⎭,1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭单调递减,由图得()f x 恰有2个零点,选项C 正确;函数()2xf x e =-的定义域是R ,在(),ln 2-∞-,()0,ln 2单调递减,在()ln 2,0-,()ln 2,+∞单调递增,且()()ln 2ln 20f f -==有2个零点,选项D 正确.故选:CD.10.(2021·黑龙江大庆市·高三二模(理))定义在R 上的函数()f x 满足()2()f x f x +=,当[]1,1x ∈-时,2()f x x =,则函数()f x 的图象与()3x g x =的图象的交点个数为___________.【答案】7由题设可知()f x 的周期为2,结合已知区间的解析式及()3x g x =,可得两函数图象,即知图象交点个数.【详解】由题意知:()f x 的周期为2,当[1,1]x ∈-时,2()f x x =,∴()f x 、()g x 的图象如下:即()f x 与()g x 共有7个交点,故答案为:7.【点睛】结论点睛:()()f m x f x +=有()f x 的周期为||m .练真题1.(2020·天津高考真题)函数241xy x =+的图象大致为()A.B.C.D.【解析】【分析】由题意首先确定函数的奇偶性,然后考查函数在特殊点的函数值排除错误选项即可确定函数的图象.【详解】由函数的解析式可得:()()241xf x f x x --==-+,则函数()f x 为奇函数,其图象关于坐标原点对称,选项CD 错误;当1x =时,42011y ==>+,选项B 错误.故选:A.2.(2020·全国高考真题(理))设函数()ln |21|ln |21|f x x x =+--,则f (x )()A.是偶函数,且在1(,)2+∞单调递增B.是奇函数,且在11(,22-单调递减C.是偶函数,且在1(,)2-∞-单调递增D.是奇函数,且在1(,2-∞-单调递减【答案】D 【解析】由()ln 21ln 21f x x x =+--得()f x 定义域为12x x ⎧⎫≠±⎨⎬⎩⎭,关于坐标原点对称,又()()ln 12ln 21ln 21ln 21f x x x x x f x -=----=--+=-,()f x ∴为定义域上的奇函数,可排除AC;当11,22x ⎛⎫∈-⎪⎝⎭时,()()()ln 21ln 12f x x x =+--,()ln 21y x =+Q 在11,22⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增,()ln 12y x =-在11,22⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递减,()f x ∴在11,22⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增,排除B;当1,2x ⎛⎫∈-∞-⎪⎝⎭时,()()()212ln 21ln 12ln ln 12121x f x x x x x +⎛⎫=----==+ ⎪--⎝⎭,2121x μ=+- 在1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭上单调递减,()ln f μμ=在定义域内单调递增,根据复合函数单调性可知:()f x 在1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭上单调递减,D 正确.故选:D.3.(2020·海南省高考真题)若定义在R 的奇函数f (x )在(,0)-∞单调递减,且f (2)=0,则满足(10)xf x -≥的x 的取值范围是()A.[)1,1][3,-+∞ B.3,1][,[01]-- C.[1,0][1,)-⋃+∞D.[1,0][1,3]-⋃【答案】D 【解析】因为定义在R 上的奇函数()f x 在(,0)-∞上单调递减,且(2)0f =,所以()f x 在(0,)+∞上也是单调递减,且(2)0f -=,(0)0f =,所以当(,2)(0,2)x ∈-∞-⋃时,()0f x >,当(2,0)(2,)x ∈-+∞ 时,()0f x <,所以由(10)xf x -≥可得:021012x x x <⎧⎨-≤-≤-≥⎩或或001212x x x >⎧⎨≤-≤-≤-⎩或或0x =解得10x -≤≤或13x ≤≤,所以满足(10)xf x -≥的x 的取值范围是[1,0][1,3]-⋃,故选:D.4.(2018年理全国卷II)已知op 是定义域为(−∞,+ ∞)的奇函数,满足o1−p =o1+p .若o1)=2,则o1)+o2)+o3)+⋯+o50)=()A.−50B.0C.2D.50【答案】C 【解析】因为op 是定义域为(−∞,+ ∞)的奇函数,且o1−p =o1+p ,所以o1+p =−o −1)∴o3+p =−o +1)=o −1)∴=4,因此o1)+o2)+o3)+⋯+o50)=12[o1)+o2)+o3)+o4)]+o1)+o2),因为o3)=−o1),o4)=−o2),所以o1)+o2)+o3)+o4)=0,∵o2)=o −2)=−o2)∴o2)=0,从而o1)+o2)+o3)+⋯+o50)=o1)=2,选C.5.(2019·全国高考真题(文))设()f x 是定义域为R 的偶函数,且在()0,∞+单调递减,则()A.233231log 224f f f --⎛⎫⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭B.233231log 224f f f --⎛⎫⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭C.23332122log 4f f f --⎛⎫⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭D.23323122log 4f f f --⎛⎫⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭【答案】C 【解析】()f x 是R 的偶函数,()331log log 44f f ⎛⎫∴= ⎪⎝⎭.223303322333log 4log 31,1222log 422---->==>>∴>> ,又()f x 在(0,+∞)单调递减,∴()23323log 422f f f --⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,23323122log 4f f f --⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴>> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,故选C.6.(2019·全国高考真题(理))已知()f x 是奇函数,且当0x <时,()e ax f x =-.若(ln 2)8f =,则a =__________.【答案】-3【解析】因为()f x 是奇函数,且当0x >时0x ->,()()ax f x f x e -=--=.又因为ln 2(0,1)∈,(ln 2)8f =,所以ln 28a e-=,两边取以e 为底的对数得ln 23ln 2a -=,所以3a -=,即3a =-.。
第三节函数的奇偶性与周期性课标要求考情分析1.结合具体函数,了解函数奇偶性的含义.2.会运用函数图象理解和研究函数的奇偶性.3.了解函数周期性、最小正周期的含义,会判断、应用简单函数的周期性.1.函数的奇偶性与周期性是高考重要考点,常与函数的单调性、零点等性质交汇命题.2.题型多以客观题为主,一般为容易题,但有时难度也会很大.知识点一函数的奇偶性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口诀记忆奇偶性有特征,定义域要对称;奇函数,有中心,偶函数,有对称.奇偶性的五个重要结论(1)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.(2)如果函数f(x)是偶函数,那么f(x)=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.(5)偶函数在关于原点对称的区间上有相同的最大(小)值,取最值时的自变量互为相反数;奇函数在关于原点对称的区间上的最值互为相反数,取最值时的自变量也互为相反数.知识点二函数的周期性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.1.周期性的四个常用结论设函数y=f(x),x∈R,a>0.(1)若f(x+a)=f(x-a),则函数的周期为2a;(2)若f(x+a)=-f(x),则函数的周期为2a;(3)若f(x+a)=1f(x),则函数的周期为2a;(4)若f(x+a)=-1f(x),则函数的周期为2a.2.对称性的三个常用结论(1)若函数y=f(x+a)是偶函数,即f(a-x)=f(a+x),则函数y=f(x)的图象关于直线x=a 对称;(2)若对于R上的任意x都有f(2a-x)=f(x)或f(-x)=f(2a+x),则y=f(x)的图象关于直线x=a对称;(3)若函数y=f(x+b)是奇函数,即f(-x+b)+f(x+b)=0,则函数y=f(x)关于点(b,0)中心对称.1.思考辨析判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)偶函数图象不一定过原点,奇函数的图象一定过原点.(×)(2)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.(√)(3)定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的一个必要条件.(√)(4)若T是函数的一个周期,则nT(n∈Z,n≠0)也是函数的周期.(√)解析:(1)奇函数只有在原点有定义时才过原点,且f(0)=0,而偶函数不管在原点有无定义,都不一定过原点.(2)因为y=f(x+a)为偶函数,则f(x+a)=f(-x+a)=f(a-x),可知x=a为对称轴.(3)因为函数具有奇偶性,所以定义域一定关于原点对称,而定义域关于原点对称的函数不一定具有奇偶性.(4)由周期函数的定义可知正确.2.小题热身(1)下列函数中为偶函数的是(B)A.y=x2sin x B.y=x2cos xC.y=|ln x| D.y=2-x(2)已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x >0时,f (x )=x 2+1x ,则f (-1)等于( A )A .-2B .0C .1D .2(3)已知定义在R 上的函数f (x )满足f (x )=-f (x +2),当x ∈(0,2]时,f (x )=2x +log 2x ,则f (2 015)=( D )A .5B .12C .2D .-2(4)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13.(5)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=1. 解析:(1)根据偶函数的定义知偶函数满足f (-x )=f (x )且定义域关于原点对称,A 选项为奇函数,B 选项为偶函数,C 选项定义域为(0,+∞),不具有奇偶性,D 选项既不是奇函数,也不是偶函数.(2)f (-1)=-f (1)=-(1+1)=-2.(3)由f (x )=-f (x +2),得f (x +4)=f (x ),所以函数f (x )是周期为4的周期函数,所以f (2 015)=f (503×4+3)=f (3)=f (1+2)=-f (1)=-(2+0)=-2,故选D.(4)∵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.(5)∵f (x )是定义在R 上的周期为2的函数,∴f ⎝⎛⎭⎫32=f ⎝⎛⎭⎫2-12=f ⎝⎛⎭⎫-12=-4×⎝⎛⎭⎫-122+2=-1+2=1.考点一 函数的奇偶性命题方向1 函数奇偶性的判断【例1】 (1)下列函数为偶函数的是( ) A .y =sin x B .y =ln(x 2+1-x ) C .y =e x D .y =ln x 2+1 (2)下列函数中,既不是奇函数,也不是偶函数的是( )A .y =x +sin2xB .y =x 2-cos xC .y =2x +12xD .y =x 2+sin x【解析】 (1)由函数奇偶性的定义知D 中的函数为偶函数.(2)对于A ,f (-x )=-x +sin2(-x )=-(x +sin2x )=-f (x ),为奇函数;对于B ,f (-x )=(-x )2-cos(-x )=x 2-cos x =f (x ),为偶函数;对于C ,f (-x )=2-x +12-x =2x +12x =f (x ),为偶函数;对于D ,y =x 2+sin x 既不是偶函数也不是奇函数.【答案】 (1)D (2)D命题方向2 利用奇偶性求函数值或解析式【例2】 (2019·全国卷Ⅱ)已知f (x )是奇函数,且当x <0时,f (x )=-e ax .若f (ln2)=8,则a =________.【解析】 当x >0时,-x <0,f (-x )=-e -ax.因为函数f (x )为奇函数,所以当x >0时,f (x )=-f (-x )=e-ax,所以f (ln2)=e-a ln2=(12)a =8,所以a =-3. 【答案】 -3命题方向3 利用奇偶性求参数【例3】 已知函数f (x )=2x2x -1+a 为奇函数,则实数a =________.【解析】 易知f (x )的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),因为f (x )为奇函数,所以f (-x )=-f (x ),即2-x2-x -1+a =-2x 2x -1-a ,所以2a =-2x 2x -1-2-x 2-x -1=-2x 2x -1-11-2x=-1,所以a =-12.【答案】 -12方法技巧与函数奇偶性有关的问题及解题策略(1)求函数的值:利用奇偶性将待求值转化为已知区间上的函数值求解.(2)求函数解析式:先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)求解析式中的参数值:在定义域关于原点对称的前提下,利用f (x )为奇函数⇔f (-x )=-f (x ),f (x )为偶函数⇔f (x )=f (-x ),列式求解,也可利用特殊值求解.对于在x =0处有定义的奇函数f (x ),可考虑列等式f (0)=0求解.1.(方向1)下列函数为偶函数的是( B ) A .y =tan ⎝⎛⎭⎫x +π4 B .y =x 2+e |x |C .y =x |x |D .y =ln|x |-sin x解析:对于A ,显然是非奇非偶函数;对于B ,f (-x )=(-x )2+e |-x |=f (x )为偶函数;对于C ,f (-x )=-x |-x |=-f (x )为奇函数;对于D 为非奇非偶函数.2.(方向2)已知奇函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x -a (x ≥0),g (x )(x <0),则f (-2)的值等于-8.解析:因为函数f (x )为奇函数,所以f (0)=0,则30-a =0,∴a =1.∴当x ≥0时,f (x )=3x -1,则f (2)=32-1=8,因此f (-2)=-f (2)=-8.3.(方向3)若函数f (x )=x 3⎝⎛⎭⎫12x -1+a 为偶函数,则a 的值为12.解析:解法1:因为函数f (x )=x 3(12x -1+a )为偶函数,所以f (-x )=f (x ),即(-x )3(12-x-1+a )=x 3(12x -1+a ),所以2a =-(12-x -1+12x -1),所以2a =1,解得a =12.解法2:因为函数f (x )=x 3(12x -1+a )为偶函数,所以f (-1)=f (1),所以(-1)3×(12-1-1+a )=13×(121-1+a ),解得a =12,经检验,当a =12时,函数f (x )为偶函数.考点二 函数的周期性【例4】 (1)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2(1-x ),0≤x ≤1,x -1,1<x ≤2,如果对任意的n ∈N *,定义,那么f 2 019(2)的值为( )A .0B .1C .2D .3(2)设定义在R 上的函数f (x )满足f (x +2)=f (x ),且当x ∈[0,2)时,f (x )=2x -x 2,则f (0)+f (1)+f (2)+…+f (2 019)=________.【解析】 (1)∵f 1(2)=f (2)=1,f 2(2)=f (1)=0,f 3(2)=f (0)=2,∴f n (2)的值具有周期性,且周期为3,∴f 2 019(2)=f 3×673(2)=f 3(2)=2,故选C. (2)∵f (x +2)=f (x ),∴函数f (x )的周期T =2, ∵当x ∈[0,2)时,f (x )=2x -x 2, ∴f (0)=0,f (1)=1,∴f (0)=f (2)=f (4)=…=f (2 018)=0, f (1)=f (3)=f (5)=…=f (2 019)=1. 故f (0)+f (1)+f (2)+…+f (2 019)=1 010. 【答案】 (1)C (2)1 010 方法技巧函数周期性有关问题的求解策略(1)求解与函数的周期性有关的问题,应根据题目特征及周期定义,求出函数的周期. (2)周期函数的图象具有周期性,如果发现一个函数的图象具有两个对称性(注意:对称中心在平行于x 轴的直线上,对称轴平行于y 轴),那么这个函数一定具有周期性.1.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,f ⎝⎛⎭⎫x +12=f ⎝⎛⎭⎫x -12,则f (6)等于( D ) A .-2 B .-1 C .0D .2解析:当x >12时,f ⎝⎛⎭⎫x +12=f ⎝⎛⎭⎫x -12,即周期为1,则f (6)=f (1)=-f (-1)=-[(-1)3-1]=2.2.已知f (x )是R 上最小正周期为2的周期函数,且当0≤x <2时,f (x )=x 3-x ,则函数y =f (x )的图象在区间[0,6]上与x 轴的交点的个数为( B )A .6B .7C .8D .9解析:当0≤x <2时,令f (x )=x 3-x =x (x 2-1)=0,所以y =f (x )的图象与x 轴交点的横坐标分别为x 1=0,x 2=1.当2≤x <4时,0≤x -2<2,又f (x )的最小正周期为2,所以f (x -2)=f (x ),所以f (x )=(x -2)(x -1)(x -3),所以当2≤x <4时,y =f (x )的图象与x 轴交点的横坐标分别为x 3=2,x 4=3. 同理可得,当4≤x <6时,y =f (x )的图象与x 轴交点的横坐标分别为x 5=4,x 6=5. 当x 7=6时,也符合要求.综上可知,共有7个交点.考点三 函数性质的综合应用命题方向1 函数奇偶性与单调性综合【例5】 (2019·全国卷Ⅲ)设f (x )是定义域为R 的偶函数,且在(0,+∞)单调递减,则( )A .f (log 314)>f (2- 32)>f (2- 23)B .f (log 314)>f (2- 23)>f (2- 32)C .f (2- 32 )>f (2- 23 )>f (log 314)D .f (2- 23 )>f (2- 32 )>f (log 314)【解析】 根据函数f (x )为偶函数可知,f (log 314)=f (-log 34)=f (log 34),因为0<2- 32<2- 23 <20<log 34,且函数f (x )在(0,+∞)单调递减,所以f (2- 32 )>f (2- 23 )>f (log 314).【答案】 C命题方向2 函数奇偶性、周期性与单调性的综合【例6】 定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x +2)=f (x ),且在[-1,0]上单调递减,设a =f (-2.8),b =f (-1.6),c =f (0.5),则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a >b >cB .c >a >bC .b >c >aD .a >c >b【解析】 ∵偶函数f (x )满足f (x +2)=f (x ),∴函数的周期为2.∴a =f (-2.8)=f (-0.8),b =f (-1.6)=f (0.4)=f (-0.4),c =f (0.5)=f (-0.5).∵-0.8<-0.5<-0.4,且函数f (x )在[-1,0]上单调递减,∴a >c >b ,故选D.【答案】 D 方法技巧(1)函数单调性与奇偶性的综合,常利用奇、偶函数的图象的对称性,以及奇、偶函数在关于原点对称的区间上的单调性的关系求解.(2)函数周期性与奇偶性的综合,此类问题多是求值问题,常利用奇偶性及周期性进行变换,将所求函数值的自变量转换到已知函数解析式的函数的定义域内求解.(3)函数的奇偶性、周期性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题,在解题时,往往需要先借助函数的奇偶性和周期性来确定另一区间上的单调性,即实现区间的转换,再利用单调性解决相关问题.1.(方向1)函数f (x )在(-∞,+∞)上单调递减,且为奇函数.若f (1)=-1,则满足-1≤f (x -2)≤1的x 的取值范围是( D )A .[-2,2]B .[-1,1]C .[0,4]D .[1,3]解析:由已知,得f (-1)=1,使-1≤f (x )≤1成立的x 满足-1≤x ≤1,所以由-1≤x-2≤1得1≤x ≤3,即使-1≤f (x -2)≤1成立的x 满足1≤x ≤3.2.(方向2)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( D )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: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).合理推证 善于转化【典例】 已知函数f (x )=x 23 +e x-1(x <0)与g (x )=x 23+ln(x +a )的图象上存在关于y 轴对称的点,则a 的取值范围是( )A .(-1,1)B .⎝⎛⎭⎫-∞,1e C .(-∞,1)D .(-∞,e)【解析】 解法1:设点(x 0,f (x 0))与点(-x 0,g (-x 0))关于y 轴对称,即f (x 0)=g (-x 0),其中x 0<0,所以+e x 0-1=(-x 0)23+ln(-x 0+a ),即ln(-x 0+a )=e x 0-1,化成指数式得a =e(e x 0-1 )+x 0,当x 0<0时有解.令m (x )=e (e x -1)+x (x <0),由指数函数及复合函数的单调性易知m (x )为增函数,所以m (x )<m (0)=1,即a <1.解法2:假设存在x 0>0,g (x )图象上的点P (x 0,x+ln(x 0+a ))与f (x )图象上的点Q (-x 0,(-x 0) 23+e -x 0 -1)关于y 轴对称,则方程ln(x 0+a )=e -x 0 -1有正数解,即函数y =e-x-1的图象与函数y =ln(x +a )的图象在y 轴右侧有交点,如图所示,将y =ln x 的图象最多向左平移1个单位长度,故a <1.【答案】 C【素养解读】 (1)有关点的对称问题,往往要抓住图象进行必要的转化,或者转化为方程有解,通过计算解决,比如解法1;或者通过画图进行观察,比如解法2.两类方法需要掌握转化思想,提高计算能力,熟练图象变换的技巧.(2)函数y =f (x )的图象与y =g (x )的图象上存在点关于y 轴对称,作出函数y =f (x )关于y 轴的对称图象,此图象必然与y =g (x )图象相交.将图形由远及近,体现了化归与转化思想.(3)解题时要弄清是一个函数图象的自身对称,还是两个函数图象间的相互对称. (4)平时所说的轴对称、中心对称,是指两个图形经过旋转或折叠后重合,而本例两个图形经过旋转或折叠后至少有一个点重合.已知函数g (x )=a -x 2⎝⎛⎭⎫1e ≤x ≤e ,其中e 为自然对数的底数与h (x )=2ln x 的图象上存在关于x 轴对称的点,则实数a 的取值范围是[1,e 2-2].解析:解法1:依题意,若存在1e ≤x 0≤e ,使得g (x 0)=-h (x 0)成立,则a -x 20=-2ln x 0,所以a =x 20-2ln x 0,构造函数f (x )=x 2-2ln x ,则f ′(x )=2x -2x =2(x +1)(x -1)x ,在⎝⎛⎭⎫1e ,1内f ′(x )<0,f (x )单调递减,在(1,e)内f ′(x )>0,f (x )单调递增,所以f (x )∈[1,e 2-2],故a ∈[1,e 2-2].解法2:若存在1e ≤x 0≤e ,使得g (x 0)=-h (x 0),则a -x 20=-2ln x 0,只需函数y =x 2-a 与y =2ln x 在⎣⎡⎦⎤1e ,e 上有公共点即可,借助函数的图象可得a ∈[1,e 2-2].。
专题四函数性质的综合问题一、题型全归纳题型一 函数的奇偶性与单调性【题型要点】函数的单调性与奇偶性的综合问题解题思路(1)解决比较大小、最值问题应充分利用奇函数在关于原点对称的两个区间上具有相同的单调性,偶函数在关于原点对称的两个区间上具有相反的单调性.(2)解决不等式问题时一定要充分利用已知的条件,把已知不等式转化成f (x 1)>f (x 2)或f (x 1)<f (x 2)的形式,再根据函数的奇偶性与单调性,列出不等式(组),要注意函数定义域对参数的影响.【例1】已知函数y =f (x )是R 上的偶函数,对任意x 1,x 2∈(0,+∞),都有(x 1-x 2)·[f (x 1)-f (x 2)]<0.设a =ln 13,b =(ln 3)2,c =ln 3,则( ) A .f (a )>f (b )>f (c ) B .f (b )>f (a )>f (c ) C .f (c )>f (a )>f (b )D .f (c )>f (b )>f (a )【解析】 由题意易知f (x )在(0,+∞)上是减函数,又因为|a |=ln 3>1,b =(ln 3)2>|a |,0<c =ln 32<|a |,所以f (c )>f (|a |)>f (b ).又由题意知f (a )=f (|a |),所以f (c )>f (a )>f (b ).故选C.题型二 函数的奇偶性与周期性【题型要点】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转换,将所求函数值的自变量转化到已知解析式的定义域内求解.【例1】(2020·武昌区调研考试)已知f (x )是定义域为R 的奇函数,且函数y =f (x -1)为偶函数,当0≤x ≤1时,f (x )=x 3,则⎪⎭⎫⎝⎛25f = .【解析】解法一:因为f (x )是R 上的奇函数,y =f (x -1)为偶函数,所以f (x -1)=f (-x -1)=-f (x +1),所以f (x +2)=-f (x ),f (x +4)=f (x ),即f (x )的周期T =4,因为0≤x ≤1时,f (x )=x 3,所以⎪⎭⎫⎝⎛25f =⎪⎭⎫ ⎝⎛4-25f =⎪⎭⎫ ⎝⎛23-f =⎪⎭⎫ ⎝⎛23-f =⎪⎭⎫ ⎝⎛+211-f =⎪⎭⎫ ⎝⎛21-f =⎪⎭⎫⎝⎛21-f =-18. 解法二:因为f (x )是R 上的奇函数,y =f (x -1)为偶函数,所以f (x -1)=f (-x -1)=-f (x +1),所以f (x +2)=-f (x ),由题意知,当-1≤x <0时,f (x )=x 3,故当-1≤x ≤1时,f (x )=x 3,当1<x ≤3时,-1<x -2≤1,f (x )=-(x -2)3,所以⎪⎭⎫ ⎝⎛25f =32-25-⎪⎭⎫⎝⎛=-18.题型三 函数的综合性应用【题型要点】求解函数的综合性应用的策略(1)函数的奇偶性、对称性、周期性,知二断一.特别注意“奇函数若在x =0处有定义,则一定有f (0)=0;偶函数一定有f (|x |)=f (x )”在解题中的应用.(2)解决周期性、奇偶性与单调性结合的问题,通常先利用周期性转化自变量所在的区间,再利用奇偶性和单调性求解.【例1】(2020·陕西榆林一中模拟)已知偶函数f (x )满足f (x )+f (2-x )=0,现给出下列命题:①函数f (x )是以2为周期的周期函数;②函数f (x )是以4为周期的周期函数;③函数f (x -1)为奇函数;④函数f (x -3)为偶函数,其中真命题的个数是( ) A .1 B .2 C .3D .4【解析】 偶函数f (x )满足f (x )+f (2-x )=0,所以f (-x )=f (x )=-f (2-x ),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①错误,②正确; 由f (x +2)=-f (x ),可得f (x +1)=-f (x -1).又f (-x -1)=f (x +1),所以f (-x -1)=-f (x -1),故f (x -1)为奇函数,③正确; 若f (x -3)为偶函数,则f (x -3)=f (-x -3),又f (-x -3)=f (x +3),所以f (x +3)=f (x -3),即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④错误,故选B.题型四 函数性质中“三个二级”结论的灵活应用结论一、奇函数的最值性质【题型要点】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.【例1】设函数f (x )=(x +1)2+sin xx 2+1的最大值为M ,最小值为m ,则M +m = .【解析】函数f (x )的定义域为R ,f (x )=(x +1)2+sin x x 2+1=1+2x +sin xx 2+1,设g (x )=2x +sin xx 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 )+1]max +[g (x )+1]min =2+g (x )max +g (x )min =2.结论二、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,其中的一个周期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 .【例2】已知定义在R 上的函数f (x ),对任意实数x 有f (x +4)=-f (x )+22,若函数f (x -1)的图象关于直线x =1对称,f (1)=2,则f (17)= .【解析】由函数y =f (x -1)的图象关于直线x =1对称可知,函数f (x )的图象关于y 轴对称,故f (x )为偶函数. 由f (x +4)=-f (x )+22,得f (x +4+4)=-f (x +4)+22=f (x ),所以f (x )是最小正周期为8的偶函数,所以f (17)=f (1+2×8)=f (1)=2.结论三、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.【例2】(2020·黑龙江牡丹江一中期末)设f (x )是(-∞,+∞)上的奇函数,且f (x +2)=-f (x ),下面关于f (x )的判定,其中正确命题的个数为( ) ①f (4)=0;②f (x )是以4为周期的函数;③f (x )的图象关于x =1对称;④f (x )的图象关于x =2对称. A .1 B .2 C .3 D .4【解析】 因为f (x )是(-∞,+∞)上的奇函数,所以f (-x )=-f (x ),f (0)=0,因为f (x +2)=-f (x ),所以f (x +4)=-f (x +2)=f (x ),即f (x )是以4为周期的周期函数,f (4)=f (0)=0, 因为f (x +2)=-f (x ),所以f [(x +1)+1]=f (-x ),令t =x +1,则f (t +1)=f (1-t ),所以f (x +1)=f (1-x ), 所以f (x )的图象关于x =1对称,而f (2+x )=f (2-x )显然不成立.故正确的命题是①②③,故选C.二、高效训练突破 一、选择题1.(2020·洛阳一中月考)已知定义域为(-1,1)的奇函数f (x )是减函数,且f (a -3)+f (9-a 2)<0,则实数a 的取值范围是( )A .(22,3)B .(3,10)C .(22,4)D .(-2,3)【解析】:由f (a -3)+f (9-a 2)<0得f (a -3)<-f (9-a 2).又由奇函数性质得f (a -3)<f (a 2-9).因为f (x )是定义域为(-1,1)的减函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧-1<a -3<1,-1<a 2-9<1,a -3>a 2-9,解得22<a <3.2.已知f (x )在R 上是奇函数,且满足f (x +4)=f (x ),当x ∈(0,2)时,f (x )=2x 2,则f (2 019)=( ) A .-2 B .2 C .-98D .98【解析】:由f (x +4)=f (x )知,f (x )是周期为4的周期函数,f (2 019)=f (504×4+3)=f (3)=f (-1). 由f (1)=2×12=2得f (-1)=-f (1)=-2,所以f (2 019)=-2.故选A.3.已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=3x +m (m 为常数),则f (-log 35)=( ) A .-6 B .6 C .4D .-4【解析】 因为f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x ≥0时,f (x )=3x +m ,所以f (0)=1+m =0⇒m =-1,则f (-log 35)=-f (log 35)=-(3log 35-1)=-4.4.(2020·广东六校第一次联考)定义在R 上的函数f (x )满足f (x )=f (2-x )及f (x )=-f (-x ),且在[0,1]上有f (x )=x 2,则⎪⎭⎫⎝⎛212019f =( ) A.94 B.14 C .-94D .-14【解析】:函数f (x )的定义域是R ,f (x )=-f (-x ),所以函数f (x )是奇函数.又f (x )=f (2-x ),所以f (-x )=f (2+x )=-f (x ),所以f (4+x )=-f (2+x )=f (x ),故函数f (x )是以4为周期的奇函数,所以⎪⎭⎫ ⎝⎛212019f =⎪⎭⎫ ⎝⎛21-2020f =⎪⎭⎫⎝⎛21-f =⎪⎭⎫⎝⎛21-f .因为在[0,1]上有f (x )=x 2,所以⎪⎭⎫ ⎝⎛21f =221⎪⎭⎫ ⎝⎛=14, 故⎪⎭⎫ ⎝⎛212019f =-14,故选D. 5.已知偶函数f (x )在区间[0,+∞)上单调递增,则满足f (2x -1)<⎪⎭⎫ ⎝⎛31f 的x 的取值范围是( )A.⎪⎭⎫ ⎝⎛3231, B.⎪⎭⎫⎢⎣⎡3231, C.⎪⎭⎫⎝⎛3221,D.⎪⎭⎫⎢⎣⎡3221,【解析】:因为f (x )是偶函数,所以其图象关于y 轴对称,又f (x )在[0,+∞)上单调递增,f (2x -1)<⎪⎭⎫⎝⎛31f ,所以|2x -1|<13,所以13<x <23.6.(2020·石家庄市模拟(一))已知f (x )是定义在R 上的奇函数,且满足f (x )=f (2-x ),当x ∈[0,1]时,f (x )=4x -1,则在(1,3)上,f (x )≤1的解集是( )A.⎥⎦⎤ ⎝⎛231,B.⎥⎦⎤⎢⎣⎡2523,C.⎪⎭⎫⎢⎣⎡323,D .[2,3)【解析】因为0≤x ≤1时,f (x )=4x -1,所以f (x )在区间[0,1]上是增函数,又函数f (x )是奇函数,所以函数f (x )在区间[-1,1]上是增函数,因为f (x )=f (2-x ),所以函数f (x )的图象关于直线x =1对称,所以函数f (x )在区间(1,3)上是减函数,又⎪⎭⎫ ⎝⎛21f =1,所以⎪⎭⎫ ⎝⎛23f =1,所以在区间(1,3)上不等式f (x )≤1的解集为⎪⎭⎫⎢⎣⎡323,,故选C.6.(2020·黑龙江齐齐哈尔二模)已知函数f (x )是偶函数,定义域为R ,单调增区间为[0,+∞),且f (1)=0,则(x -1)f (x -1)≤0的解集为( ) A .[-2,0] B .[-1,1]C .(-∞,0]∪[1,2]D .(-∞,-1]∪[0,1]【解析】:由题意可知,函数f (x )在(-∞,0]上单调递减,且f (-1)=0,令x -1=t ,则tf (t )≤0,当t ≥0时,f (t )≤0,解得0≤t ≤1;当t <0时,f (t )≥0,解得t ≤-1,所以0≤x -1≤1或x -1≤-1,所以x ≤0或1≤x ≤2.故选C. 7.对于函数f (x )=a sin x +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4D .1和2【解析】:设g (x )=a sin x +bx ,则f (x )=g (x )+c ,且函数g (x )为奇函数.注意到c ∈Z ,所以f (1)+f (-1)=2c 为偶数.故选D.8.(2020·甘肃甘谷一中第一次质检)已知定义在R 上的函数f (x )满足条件:①对任意的x ∈R ,都有f (x +4)=f (x );②对任意的x 1,x 2∈[0,2]且x 1<x 2,都有f (x 1)<f (x 2);③函数f (x +2)的图象关于y 轴对称,则下列结论正确的是( )A .f (7)<f (6.5)<f (4.5)B .f (7)<f (4.5)<f (6.5)C .f (4.5)<f (7)<f (6.5)D .f (4.5)<f (6.5)<f (7)【解析】:因为对任意的x ∈R ,都有f (x +4)=f (x ),所以函数是以4为周期的周期函数,因为函数f (x +2)的图象关于y 轴对称,所以函数f (x )的图象关于x =2对称, 因为x 1,x 2∈[0,2]且x 1<x 2,都有f (x 1)<f (x 2).所以函数f (x )在[0,2]上为增函数, 所以函数f (x )在[2,4]上为减函数.易知f (7)=f (3),f (6.5)=f (2.5),f (4.5)=f (0.5)=f (3.5),则f (3.5)<f (3)<f (2.5),即f (4.5)<f (7)<f (6.5).9.(2020·甘肃静宁一中一模)函数y =f (x )在[0,2]上单调递增,且函数f (x +2)是偶函数,则下列结论成立的是( )A .f (1)<⎪⎭⎫ ⎝⎛25f <⎪⎭⎫ ⎝⎛27fB .⎪⎭⎫ ⎝⎛27f <⎪⎭⎫ ⎝⎛25f <f (1)C .⎪⎭⎫ ⎝⎛27f <f (1)<⎪⎭⎫ ⎝⎛25fD .⎪⎭⎫ ⎝⎛25f <f (1)<⎪⎭⎫ ⎝⎛27f【解析】:函数f (x +2)是偶函数,则其图象关于y 轴对称,所以函数y =f (x )的图象关于x =2对称,则⎪⎭⎫⎝⎛25f =⎪⎭⎫ ⎝⎛23f ,⎪⎭⎫ ⎝⎛27f =⎪⎭⎫ ⎝⎛21f ,函数y =f (x )在[0,2]上单调递增,则有⎪⎭⎫ ⎝⎛21f <f (1)<⎪⎭⎫ ⎝⎛23f ,所以⎪⎭⎫ ⎝⎛27f <f (1)<⎪⎭⎫⎝⎛25f .故选C. 10.(2020·辽宁沈阳东北育才学校联考(二))函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且f (-1)=0,若对任意x 1,x 2∈(-∞,0),且x 1≠x 2,都有x 1f (x 1)-x 2f (x 2)x 1-x 2<0成立,则不等式f (x )<0的解集为( )A .(-∞,-1)∪(1,+∞)B .(-1,0)∪(0,1)C .(-∞,-1)∪(0,1)D .(-1,0)∪(1,+∞)【解析】:令F (x )=xf (x ),因为函数f (x )是定义在R 上的奇函数,所以F (-x )=-xf (-x )=xf (x )=F (x ), 所以F (x )是偶函数,因为f (-1)=0,所以F (-1)=0,则F (1)=0,因为对任意x 1,x 2∈(-∞,0),且x 1≠x 2时,都 有x 1f (x 1)-x 2f (x 2)x 1-x 2<0成立,所以F (x )在(-∞,0)上单调递减,所以F (x )在(0,+∞)上单调递增,所以不等式f (x )<0的解集为(-∞,-1)∪(0,1),故选C.二、填空题1.若偶函数f (x )满足f (x )=x 3-8(x ≥0),则f (x -2)>0的条件为 .【解析】:由f (x )=x 3-8(x ≥0),知f (x )在[0,+∞)上单调递增,且f (2)=0.所以,由已知条件可知f (x -2)>0⇒f (|x -2|)>f (2).所以|x -2|>2,解得x <0或x >4. 2.设函数f (x )=ln(1+|x |)-11+x 2,则使得f (x )>f (2x -1)成立的x 的取值范围是________; 【解析】 易知函数f (x )的定义域为R ,且f (x )为偶函数.当x ≥0时,f (x )=ln(1+x )-11+x 2,易知此时f (x )单调递增.所以f (x )>f (2x -1)⇒f (|x |)>f (|2x -1|),所以|x |>|2x -1|,解得13<x <1.3.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 )为偶函数,所以f (-1)=f (1).又f (x )的图象关于直线x =2对称,所以f (1)=f (3).所以f (-1)=3.4.已知定义在R 上的函数f (x )满足f (x +2)=1f (x ),当x ∈[0,2)时,f (x )=x +e x ,则f (2020)=________.【解析】因为定义在R 上的函数f (x )满足f (x +2)=1f (x ),所以f (x +4)=1f (x +2)=f (x ),所以函数f (x )的周期为4.当x ∈[0,2)时,f (x )=x +e x ,所以f (2020)=f (505×4+0)=f (0)=0+e 0=1. 5.已知函数f (x )=x 2+x +1x 2+1,若f (a )=23,则f (-a )= .【解析】:根据题意,f (x )=x 2+x +1x 2+1=1+x x 2+1,而h (x )=xx 2+1是奇函数,故f (-a )=1+h (-a )=1-h (a )=2-[1+h (a )]=2-f (a )=2-23=43.6.设奇函数f (x )在(0,+∞)上为增函数,且f (1)=0,则不等式f (x )-f (-x )x <0的解集为 .【解析】:因为f (x )为奇函数,且在(0,+∞)上是增函数,f (1)=0,所以f (-1)=-f (1)=0,且在(-∞,0)上也是增函数.因为f (x )-f (-x )x =2·f (x )x <0,即⎩⎪⎨⎪⎧x >0,f (x )<0或⎩⎪⎨⎪⎧x <0,f (x )>0,解得x ∈(-1,0)∪(0,1). 三、解答题1.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.【解析】:(1)因为对于任意x 1,x 2∈D ,有f (x 1·x 2)=f (x 1)+f (x 2), 所以令x 1=x 2=1,得f (1)=2f (1),所以f (1)=0.(2)f (x )为偶函数.证明如下:令x 1=x 2=-1,有f (1)=f (-1)+f (-1),所以f (-1)=12f (1)=0.令x 1=-1,x 2=x 有f (-x )=f (-1)+f (x ),所以f (-x )=f (x ),所以f (x )为偶函数.2.已知函数f (x )对任意x ∈R 满足f (x )+f (-x )=0,f (x -1)=f (x +1),若当x ∈[0,1)时,f (x )=a x +b (a >0且a ≠1),且⎪⎭⎫ ⎝⎛23f =12.(1)求实数a ,b 的值;(2)求函数f (x )的值域.【解析】:(1)因为f (x )+f (-x )=0,所以f (-x )=-f (x ),即f (x )是奇函数. 因为f (x -1)=f (x +1),所以f (x +2)=f (x ),即函数f (x )是周期为2的周期函数,所以f (0)=0,即b =-1.又⎪⎭⎫⎝⎛23f =⎪⎭⎫⎝⎛21-f =⎪⎭⎫⎝⎛21-f =1-a =12,解得a =14. (2)当x ∈[0,1)时,f (x )=a x +b =x⎪⎭⎫⎝⎛41-1∈⎥⎦⎤⎢⎣⎡043-,,由f (x )为奇函数知,当x ∈(-1,0)时,f (x )∈⎪⎭⎫ ⎝⎛430,, 又因为f (x )是周期为2的周期函数,所以当x ∈R 时,f (x )∈⎪⎭⎫⎝⎛4343-,.。
2021届浙江省高考数学一轮学案:第二章第3节基本不等式:ab≤a+b2含解析第3节基本不等式:错误!≤错误!考试要求 1.了解基本不等式的证明过程;2.会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题。
知识梳理1.基本不等式:错误!≤错误!(1)基本不等式成立的条件:a≥0,b≥0.(2)等号成立的条件:当且仅当a=b时取等号。
(3)其中错误!称为正数a,b的算术平均数,错误!称为正数a,b的几何平均数。
2.几个重要的不等式(1)a2+b2≥2ab(a,b∈R),当且仅当a=b时取等号.(2)ab≤错误!错误!(a,b∈R),当且仅当a=b时取等号。
(3)错误!≥错误!错误!(a,b∈R),当且仅当a=b时取等号。
(4)错误!+错误!≥2(a,b同号),当且仅当a=b时取等号.3.利用基本不等式求最值已知x≥0,y≥0,则(1)如果积xy是定值p,那么当且仅当x=y时,x+y有最小值是2错误!(简记:积定和最小)。
(2)如果和x+y是定值s,那么当且仅当x=y时,xy有最大值是错误!(简记:和定积最大)。
[常用结论与易错提醒]1。
对于基本不等式,不仅要记住原始形式,而且还要掌握它的几种变形形式及公式的逆用等,例如:ab≤错误!错误!≤错误!,错误!≤错误!≤错误!(a〉0,b〉0)等,同时还要注意不等式成立的条件和等号成立的条件.2。
使用基本不等式求最值,“一正”“二定”“三相等”三个条件缺一不可。
3。
连续使用基本不等式求最值要求每次等号成立的条件一致。
4。
基本不等式的一般形式:错误!(a1+a2+a3+…+a n)≥错误!(其中a1,a2,a3,…,a n∈(0,+∞),当且仅当a1=a2=a3=…=a n时等号成立)。
诊断自测1。
判断下列说法的正误。
(1)当a≥0,b≥0时,错误!≥错误!。
()(2)两个不等式a2+b2≥2ab与a+b2≥错误!成立的条件是相同的。
()(3)函数y=x+错误!的最小值是2。
专题三 函数的奇偶性及周期性一、题型全归纳题型一 函数奇偶性的判断【题型要点】判断函数奇偶性的方法(1)根据定义判断,首先看函数的定义域是否关于原点对称,在定义域关于原点对称的条件下,再化简解析式,根据f (-x )与f (x )的关系作出判断. (2)利用函数图象特征判断.(3)分段函数奇偶性的判断,要分别从x >0或x <0来寻找等式f (-x )=f (x )或f (-x )=-f (x )成立,只有当对称的两个区间上满足相同关系时,分段函数才具有确定的奇偶性.【例1】判断函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x <0,x 2-x ,x >0.的奇偶性。
【解析】法一:图象法画出函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x <0,x 2-x ,x >0的图象如图所示,图象关于y 轴对称,故f (x )为偶函数.法二:定义法易知函数f (x )的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,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. 法三:f (x )还可以写成f (x )=x 2-|x |(x ≠0),故f (x )为偶函数【例2】已知函数f (x )=x 2x -1,g (x )=x2,则下列结论正确的是( )A .h (x )=f (x )+g (x )是偶函数B .h (x )=f (x )+g (x )是奇函数C .h (x )=f (x )g (x )是奇函数D .h (x )=f (x )g (x )是偶函数 【答案】A.【解析】:易知h (x )=f (x )+g (x )的定义域为{x |x ≠0},关于原点对称.因为f (-x )+g (-x )=-x 2-x -1+-x2=-x ·2x 1-2x -x 2=x (1-2x )-x 1-2x -x 2=x 2x -1+x2=f (x )+g (x ),所以h (x )=f (x )+g (x )是偶函数.故选A. 题型二 函数奇偶性的应用【题型要点】与函数奇偶性有关的问题及解决方法(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:常常利用待定系数法,由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对方程求解.(4)应用奇偶性画图象和判断单调性:利用奇偶性可画出另一对称区间上的图象并判断另一区间上的单调性. 【例1】(2019·高考全国卷Ⅱ)设f (x )为奇函数,且当x ≥0时,f (x )=e x -1,则当x <0时,f (x )=( ) A .e -x -1 B .e -x +1 C .-e -x -1D .-e -x +1【解析】解法一:依题意得,当x <0时,f (x )=-f (-x )=-(e -x -1)=-e -x +1,选D. 解法二:依题意得,f (-1)=-f (1)=-(e 1-1)=1-e ,结合选项知,选D.【例2】已知函数f (x )为奇函数,当x >0时,f (x )=x 2-x ,则当x <0时,函数f (x )的最大值为 . 【解析】:解法一:当x <0时,-x >0,所以f (-x )=x 2+x .又因为函数f (x )为奇函数,所以f (x )=-f (-x )=-x 2-x =-221⎪⎭⎫ ⎝⎛+x +14,所以当x <0时,函数f (x )的最大值为14.解法二:当x >0时,f (x )=x 2-x =221⎪⎭⎫ ⎝⎛+x -14,最小值为-14,因为函数f (x )为奇函数,所以当x <0时,函数f (x )的最大值为14.题型三 函数的周期性【题型要点】函数周期性的判断与应用(1)判断函数的周期性只需证明f (x +T )=f (x )(T ≠0)便可证明函数是周期函数,且周期为T ,函数的周期性常与函数的其他性质综合命题.(2)根据函数的周期性,可以由函数局部的性质得到函数的整体性质,在解决具体问题时,要注意结论:若T 是函数的周期,则kT (k ∈Z ,且k ≠0)也是函数的周期.【例1】(2020·广东六校第一次联考)在R 上函数f (x )满足f (x +1)=f (x -1),且f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +a ,-1≤x <0|2-x |,0≤x <1,其中a∈R ,若f (-5)=f (4.5),则a =( ) A .0.5 B .1.5 C .2.5D .3.5【解析】由f (x +1)=f (x -1),得f (x )是周期为2的函数,又f (-5)=f (4.5),所以f (-1)=f (0.5),即-1+a =1.5,所以a =2.5.故选C.【例2】已知f (x )是R 上最小正周期为2的周期函数,且当0≤x <2时,f (x )=x 3-x ,则函数y =f (x )的图象在区间[0,4]上与x 轴的交点的个数为( ) A .2 B .3 C .4D .5【解析】当0≤x <2时,令f (x )=x 3-x =x (x 2-1)=0,所以y =f (x )的图象与x 轴交点的横坐标分别为x 1=0,x 2=1.当2≤x <4时,0≤x -2<2,又f (x )的最小正周期为2,所以f (x -2)=f (x ),所以f (x )=(x -2)(x -1)(x -3),所以当2≤x <4时,y =f (x )的图象与x 轴交点的横坐标分别为x 3=2,x 4=3.又f (4)=f (2)=f (0)=0,综上可知,共有5个交点.题型四 函数性质的综合应用【题型要点】函数性质综合应用问题的常见类型及解题策略(1)单调性与奇偶性的综合: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)周期性与奇偶性的综合:此类问题多考查求值问题,常用奇偶性及周期性进行变换,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)单调性、奇偶性与周期性的综合: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.【例1】已知f (x )是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,满足f (1-x )=f (1+x ).若f (1)=2,则f (1)+f (2)+f (3)+…+f (50)=( ) A .-50 B .0 C .2 D .50【答案】C【解析】因为f (x +2)=f [1+(1+x )]=f [1-(1+x )]=f (-x )=-f (x ),所以f (x +4)=-f (x +2)=f (x ),即f (x )是周期为4的周期函数.又f (x )为奇函数,且x ∈R ,所以f (0)=0,f (1)=2,f (2)=f (1+1)=f (0)=0,f (3)=f (1+2)=f (1-2)=f (-1)=-f (1)=-2,f (4)=f (0)=0,所以f (1)+f (2)+f (3)+f (4)=0,而50=4×12+2,所以f (1)+f (2)+f (3)+…+f (50)=f (1)+f (2)=2.【例2】(2020池州联考)已知函数f (x )的定义域为R ,且满足下列三个条件:①∀x 1,x 2∈[4,8],当x 1<x 2时,都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0;②f (x +4)=-f (x );③y =f (x +4)是偶函数.若a =f (6),b =f (11),c =f (2 025),则a ,b ,c 的大小关系正确的是( ) A .a <b <c B .b <a <c C .a <c <b D .c <b <a 【答案】B【解析】由条件①知,当x ∈[4,8]时,f (x )为增函数;由条件②知,f (x +8)=-f (x +4)=f (x ),f (x )是周期为8的周期函数;由条件③知,y =f (x )关于直线x =4对称,所以f (11)=f (3)=f (5),f (2025)=f (1)=f (7),故f (5)<f (6)<f (7),即b <a <c .故选B.二、高效训练突破 一、选择题1.(2020·洛阳一中月考)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 =-1xB .y =log 2|x |C .y =1-x 2D .y =x 3-1【答案】C.【解析】: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,但其单调性不符合要求;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 )为定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=2x +m ,则f (-2)=( ) A .-3 B .-54C.54 D .3 【答案】A【解析】:.由f (x )为R 上的奇函数,知f (0)=0,即f (0)=20+m =0,解得m =-1,则f (-2)=-f (2)=-(22-1)=-3.3.已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=3x +m (m 为常数),则f (-log 35)=( ) A .-6 B .6 C .4 D .-4 【答案】D【解析】 因为f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x ≥0时,f (x )=3x +m ,所以f (0)=1+m =0⇒m =-1,则f (-log 35)=-f (log 35)=-(3log 35-1)=-4.4.已知定义在R 上的奇函数f (x )满足:当x >0时,f (x )=2x -2x ,则f (x )x>0的解集为( )A .(-1,0)∪(0,1)B .(-1,0)∪(1,+∞)C .(-∞,-1)∪(0,1)D .(-∞,-1)∪(1,+∞)【解析】因为当x >0时,函数f (x )单调递增,又f (1)=0,所以f (x )=2x -2x >0的解集为(1,+∞),所以f (x )x >0在(0,+∞)上的解集为(1,+∞).因为f (x )是奇函数,所以f (x )x 是偶函数,则f (x )x >0在R 上的解集为(-∞,-1)∪(1,+∞).5.已知定义域为R 的奇函数f (x )满足⎪⎭⎫⎝⎛+x f 23=⎪⎭⎫⎝⎛x f -21,且当0≤x ≤1时,f (x )=x 3,则⎪⎭⎫⎝⎛25f =( ) A .-278B .-18C.18D.278【解析】:因为⎪⎭⎫⎝⎛+x f 23=⎪⎭⎫⎝⎛x f -21,所以⎪⎭⎫ ⎝⎛25f =⎪⎭⎫ ⎝⎛+123f =⎪⎭⎫ ⎝⎛1-21f =⎪⎭⎫⎝⎛21-f ,又因为函数为奇函数,所以⎪⎭⎫ ⎝⎛21-f =⎪⎭⎫ ⎝⎛21-f =321-⎪⎭⎫⎝⎛=-18.6.已知函数f (x )=2|x |+x 3+12|x |+1的最大值为M ,最小值为m ,则M +m 等于( )A .0B .2C .4D .8【解析】:f (x )=2|x |+x 3+12|x |+1=1+x 32|x |+1.设g (x )=x 32|x |+1,因为g (x )定义域为R ,关于原点对称,且g (-x )=-g (x ),所以g (x )为奇函数,所以g (x )max +g (x )min =0.因为M =f (x )max =1+g (x )max ,m =f (x )min =1+g (x )min ,所以M +m =1+g (x )max +1+g (x )min =2.7.(2019·沈阳测试)设函数f (x )=ln(1+x )+m ln(1-x )是偶函数,则( )A .m =1,且f (x )在(0,1)上是增函数B .m =1,且f (x )在(0,1)上是减函数C .m =-1,且f (x )在(0,1)上是增函数D .m =-1,且f (x )在(0,1)上是减函数 【答案】B【解析】因为函数f (x )=ln(1+x )+m ln(1-x )是偶函数,所以⎪⎭⎫ ⎝⎛21f =⎪⎭⎫⎝⎛21-f ,则(m -1)ln 3=0,即m =1,则f (x )=ln(1+x )+ln(1-x )=ln(1-x 2),因为当x ∈(0,1)时,y =1-x 2是减函数,故f (x )在(0,1)上是减函数.故选B.8.(2019·广州模拟)定义在R 上的函数f (x )满足f (-x )=-f (x ),f (x )=f (x +4),且当x ∈(-1,0)时,f (x )=2x +15,则f (log 220)=( ) A .1B.45 C .-1D .-45【解析】 因为x ∈R ,且f (-x )=-f (x ),所以函数为奇函数.因为f (x )=f (x +4),所以函数的周期为4.故f (log 220)=f (log 220-4)=⎪⎭⎫ ⎝⎛45log 2f =⎪⎭⎫ ⎝⎛45log --2f =⎪⎭⎫ ⎝⎛54log --2f =⎪⎭⎫ ⎝⎛+-5154log 22=⎪⎭⎫⎝⎛+-5154=-1.故选C.9.(2020·成都八中月考)设函数f (x )=ln(1+|x |)-11+x 2,则使f (x )>f (2x -1)成立的x 的取值范围是( ) A.⎪⎭⎫⎝⎛131,B.⎪⎭⎫ ⎝⎛∞31-,∪(1,+∞)C.⎪⎭⎫ ⎝⎛3131,D.⎪⎭⎫ ⎝⎛∞31-,∪⎪⎭⎫ ⎝⎛∞+,31 【解析】 由题意知f (-x )=f (x ),所以函数f (x )是偶函数,当x ≥0时,易得函数f (x )=ln(1+x )-11+x 2是增函数,所以不等式f (x )>f (2x -1)等价于|2x -1|<|x |,解得13<x <1,则x 的取值范围是⎪⎭⎫⎝⎛131, 10.(2020·福建龙岩期末)设函数f (x )是定义在R 上的奇函数,满足f (x +1)=-f (x -1),若f (-1)>1,f (5)=a 2-2a -4,则实数a 的取值范围是( ) A .(-1,3) B .(-∞,-1)∪(3,+∞) C .(-3,1)D .(-∞,-3)∪(1,+∞)【解析】:由f (x +1)=-f (x -1),可得f (x +2)=-f (x ),则f (x +4)=f (x ),故函数f (x )的周期为4,则f (5)=f (1)=a 2-2a -4,又因为f (x )是定义在R 上的奇函数,f (-1)>1,所以f (1)<-1,所以a 2-2a -4<-1,解得-1<a <3,故答案为A.二、填空题1.已知定义在R 上的函数满足f (x +2)=-1f (x ),当x ∈(0,2]时,f (x )=2x -1.则f (17)= ,f (20)= . 【答案】:1 -13【解析】: 因为f (x +2)=-1f (x ), 所以f (x +4)=-1f (x +2)=f (x ),所以函数y =f (x )的周期T =4. f (17)=f (4×4+1)=f (1)=1.f (20)=f (4×4+4)=f (4)=f (2+2)=-1f (2)=-12×2-1=-13.2.(2020·晋中模拟)已知f (x )是R 上的奇函数,f (1)=2,且对任意x ∈R 都有f (x +6)=f (x )+f (3)成立,则f (2 023)=__________. 【答案】 2【解析】因为f (x +6)=f (x )+f (3),令x =-3,f (3)=f (-3)+f (3)=-f (3)+f (3)=0,所以f (x +6)=f (x )+0=f (x ),所以T =6,f (2 023)=f (337×6+1)=f (1)=2.3.已知f (x )是奇函数,g (x )是偶函数,且f (-1)+g (1)=2,f (1)+g (-1)=4,则g (1)等于 . 【答案】:3【解析】:f (-1)+g (1)=2,即-f (1)+g (1)=2①, f (1)+g (-1)=4,即f (1)+g (1)=4②, 由①②得,2g (1)=6,即g (1)=3.4.设函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 3(x +1),x ≥0,g (x ),x <0,则g (f (-8))= .【答案】:-1【解析】:因为f (x )是定义在R 上的奇函数, 所以f (-8)=-f (8)=-log 39=-2,所以g (f (-8))=g (-2)=f (-2)=-f (2)=-log 33=-1.5.设函数f (x )是定义在R 上周期为2的偶函数,当x ∈[0,1]时,f (x )=x +1,则⎪⎭⎫⎝⎛23f = .【答案】:32【解析】:依题意得,f (2+x )=f (x ),f (-x )=f (x ),则⎪⎭⎫⎝⎛23f =⎪⎭⎫ ⎝⎛21-f =⎪⎭⎫ ⎝⎛21f =12+1=32.6.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 )=x⎪⎭⎫⎝⎛21,则f (1),g (0),g (-1)之间的大小关系是 . 【答案】:f (1)>g (0)>g (-1)【解析】:在f (x )-g (x )=x⎪⎭⎫ ⎝⎛21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 -2x2,g (x )=-2-x +2x 2,于是f (1)=-34,g (0)=-1,g (-1)=-54,故f (1)>g (0)>g (-1).7.(2019·常德模拟)设f (x )是偶函数,且当x >0时,f (x )是单调函数,则满足f (2x )=⎪⎭⎫⎝⎛++41x x f 的所有x 之和为______。
第三节函数的奇偶性及周期性[最新考纲][考情分析][核心素养]1.结合具体函数,了解函数奇偶性的含义.2.会运用函数图象理解和研究函数的奇偶性.3.了解函数周期性、最小正周期的含义,会判断、应用简单函数的周期性.以理解函数的奇偶性、会用函数的奇偶性为主,其中与函数的单调性、周期性交汇的问题仍将是2021年高考考查的热点.题型以选择题、填空题为主,中等偏上难度,分值为5分到10分.1.逻辑推理2.数学抽象3.数学运算1.函数的奇偶性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1f(-x)=f(x),那么函数f(x)是偶函数关于2y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3f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数关于4原点对称►常用结论(1)函数奇偶性的几个重要结论①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)=0.②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奇函数在两个关于原点对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个关于原点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)的图象关于直线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)中心对称.②若对于R上的任意x都有f(x)=f(2a-x),则函数f(x)的图象关于直线x=a对称;若f(x)+f (2a -x )=2b ,则函数f (x )关于点(a ,b )中心对称.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,+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 )f (x )的最小正周期.►常用结论定义式f (x +T )=f (x )对定义域内的x 是恒成立的.若f (x +a )=f (x +b ),则函数f (x )的周期为T =|a -b |;若在定义域内满足f (x +a )=-f (x ),f (x +a )=1f (x ),f (x +a )=-1f (x )(a >0),则f (x )为周期函数,且T =2a 为它的一个周期.对称性与周期的关系:(1)若函数f (x )的图象关于直线x =a 和直线x =b 对称,则函数f (x )必为周期函数,2|a -b |是它的一个周期.(2)若函数f (x )的图象关于点(a ,0)和点(b ,0)对称,则函数f (x )必为周期函数,2|a -b |是它的一个周期.(3)若函数f (x )的图象关于点(a ,0)和直线x =b 对称,则函数f (x )必为周期函数,4|a -b |是它的一个周期.‖基础自测‖一、疑误辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”). (1)函数y =x 2,x ∈(0,+∞)是偶函数.( )(2)偶函数图象不一定过原点,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)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.( ) (5)若T 是函数的一个周期,则nT (n ∈Z ,n ≠0)也是函数的周期.( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ 二、走进教材2.(必修1P 35例5改编)下列函数中为偶函数的是( ) A .y =x 2sin x B .y =x 2cos x C .y =|ln x | D .y =2-x答案:B3.(必修4P 46A 10改编)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=________. 答案:1 三、易错自纠4.设奇函数f (x )在(0,+∞)上是增函数,且f (1)=0,则不等式x [f (x )-f (-x )]<0的解集为( )A .{x |-1<x <0或x >1}B .{x |x <-1或0<x <1}C .{x |x <-1或x >1}D .{x |-1<x <0或0<x <1}解析:选D 由题意,得f (-x )=-f (x ),∵x [f (x )-f (-x )]<0,∴xf (x )<0,又f (1)=0,∴f (-1)=0.奇函数f (x )在(0,+∞)上是增函数,从而函数f (x )在(-∞,0)∪(0,+∞)的大致图象如图所示: 则不等式x [f (x )-f (-x )]<0的解集为{x |-1<x <0或0<x <1},故选D .5.已知定义在R 上的偶函数f (x )在[0,+∞)上单调递增,且f (1)=0,则不等式f (x -2)≥0的解集是__________.解析:由已知可得x -2≥1或x -2≤-1,解得x ≥3或x ≤1,∴所求解集是(-∞,1]∪[3,+∞).答案:(-∞,1]∪[3,+∞)6.若函数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f ⎝⎛⎭⎫-52+f (2)=________.解析:因为函数f (x )是定义在R 上的周期为2的奇函数,所以f (0)=0,f (x +2)=f (x ),所以f ⎝⎛⎭⎫-52+f (2)=f ⎝⎛⎭⎫-52+2+f (0)=f ⎝⎛⎭⎫-12+0=-f ⎝⎛⎭⎫12=-412=-2. 答案:-2考点一函数奇偶性的判断与应用|题组突破|1.(2019届山东青岛二模)下列函数是偶函数的是( ) A .f (x )=x sin x B .f (x )=x 2+4x +4 C .f (x )=sin x +cos xD .f (x )=log 3(x 2+1+x )解析:选A 选项A 、B 、C 、D 中函数的定义域均为R .对于选项A ,f (-x )=(-x )sin(-x )=(-x )(-sin x )=x sin x =f (x ),所以函数是偶函数;对于选项B ,f (-x )=x 2-4x +4≠f (x ),所以函数不是偶函数;对于选项C ,f (-x )=sin(-x )+cos(-x )=-sin x +cos x ≠f (x ),所以函数不是偶函数; 对于选项D ,f (-x )=log 3(x 2+1-x )=log 31x 2+1+x =-log 3(x 2+1+x )=-f (x ),所以函数是奇函数,不是偶函数.故选A .2.已知函数y =f (x )+x 是偶函数,且f (2)=1,则f (-2)=( ) A .-1 B .1 C .-5D .5解析:选D 设F (x )=f (x )+x ,由已知函数y =f (x )+x 是偶函数,得F (x )=F (-x ),即f (x )+x =f (-x )-x ,∴f (-x )=f (x )+2x ,∴f (-2)=f (2)+2×2=5.3.(2020届贵阳摸底)若f (x )=a -22x +1是奇函数,则a =________. 解析:解法一:因为函数f (x )是奇函数,所以f (-x )=-f (x ),即a -22-x+1=-a +22x +1⇒a =12x +1+12-x +1=12x +1+2x2x +1=1. 解法二:因为函数f (x )是奇函数且x ∈R ,所以f (0)=0,即a -21+1=0⇒a =1.答案:1 ►名师点津应用函数奇偶性可解决的3类问题(1)判定函数奇偶性 ①定义法 ②图象法 ③性质法设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)求函数解析式中参数的值利用待定系数法求解,根据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(组),进而得出参数的值.(3)利用函数的奇偶性求值首先判断函数解析式或解析式的一部分的奇偶性,然后结合已知条件通过化简、转换求值.考点二函数周期性的判断及应用|题组突破|4.已知定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x )=-f ⎝⎛⎭⎫x +32,且f (1)=2,则f (2015)=________. 解析:∵f (x )=-f ⎝⎛⎭⎫x +32, ∴f (x +3)=f ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫x +32+32=-f ⎝⎛⎭⎫x +32=f (x ). ∴f (x )是以3为周期的周期函数,则f (2015)=f (671×3+2)=f (2)=f (-1)=-f (1)=-2. 答案:-25.函数y =f (x )满足对任意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 (2016)+f (2017)+f (2018)的值为________.解析:∵函数y =f (x -1)的图象关于点(1,0)对称, ∴f (x )是R 上的奇函数.又f (x +2)=f (-x ), ∴f (x +2)=-f (x ),∴f (x +4)=-f (x +2)=f (x ),故f (x )的周期为4, ∴f (2017)=f (504×4+1)=f (1)=4,∴f (2016)+f (2018)=f (2016)+f (2016+2)=f (2016)-f (2016)=0,∴f (2016)+f (2017)+f (2018)=4.答案:4 ►名师点津函数周期性问题的求解策略(1)判断函数的周期只需证明f (x +T )=f (x )(T ≠0)便可证明函数是周期函数,且周期为T ,函数的周期性常与函数的其他性质综合命题.(2)根据函数的周期性,可以由函数局部的性质得到函数的整体性质,在解决具体问题时,要注意结论:若T 是函数的周期,则kT (k ∈Z 且k ≠0)也是函数的周期.考点 函数性质的综合应用——多维探究函数的奇偶性、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)单调性与奇偶性结合;(2)周期性与奇偶性结合;(3)单调性、奇偶性与周期性结合.●命题角度一单调性与奇偶性结合【例1】(2019年全国卷Ⅲ)设f (x )是定义域为R 的偶函数,且在(0,+∞)上单调递减,则( )A .f ⎝⎛⎭⎫log 314>f (2-32)>f (2-23) B .f ⎝⎛⎭⎫log 314>f (2-23)>f (2-32)C .f (2-32)>f (2-23)>f ⎝⎛⎭⎫log 314 D .f (2-23)>f (2-32)>f ⎝⎛⎭⎫log 314 [解析]∵f (x )是定义域为R 的偶函数, ∴f ⎝⎛⎭⎫log 314=f (log 34). ∵log 34>log 33=1,0<2-32<2-23<20=1, ∴0<2-32<2-23<log 34.∵f (x )在(0,+∞)上单调递减, ∴f (2-32)>f (2-23)>f ⎝⎛⎭⎫log 314,故选C . [答案]C●命题角度二周期性与奇偶性结合【例2】(2020届四川五校联考)已知定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x +4)=f (x ),当x ∈(0,1]时,f (x )=2x +ln x ,则f (2019)=________.[解析]由f (x )=f (x +4)得f (x )是周期为4的函数,故f (2019)=f (4×505-1)=f (-1).又f (x )为奇函数,所以f (-1)=-f (1)=-(2+ln1)=-2.[答案]-2●命题角度三单调性、奇偶性与周期性结合【例3】已知函数f (x )的定义域为R ,且满足下列三个条件: ①对任意的x 1,x 2∈[4,8],当x 1<x 2时,都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0;②f (x +4)=-f (x ); ③y =f (x +4)是偶函数.若a =f (6),b =f (11),c =f (2017),则a ,b ,c 的大小关系正确的是( ) A .a <b <c B .b <a <c C .a <c <bD .c <b <a[解析]由①得,f (x )在[4,8]上单调递增;由②得,f (x +8)=-f (x +4)=f (x ),故f (x )是周期为8的周期函数,所以c =f (2017)=f (252×8+1)=f (1),b =f (11)=f (3);由③得,f (x )的图象关于直线x =4对称,所以b =f (3)=f (5),c =f (1)=f (7).结合f (x )在[4,8]上单调递增可知,f (5)<f (6)<f (7),即b <a <c .故选B .[答案]B ►名师点津函数性质综合问题的求解方法(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)函数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)解决函数的奇偶性、周期性、单调性的综合问题通常先利用周期性转化到自变量所在的区间,然后利用奇偶性和单调性求解.|跟踪训练|1.(2019届石家庄质检)下列函数中,既是偶函数又在区间(0,+∞)上单调递增的是( ) A .y =1xB .y =|x |-1C .y =lg xD .y =⎝⎛⎭⎫12|x |解析:选BA 中函数y =1x 不是偶函数且在(0,+∞)上单调递减,故A 错误;B 中函数满足题意,故B 正确;C 中函数不是偶函数,故C 错误;D 中函数不满足在(0,+∞)上单调递增,故D 错误.故选B .2.(2019届四川达州模拟)定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x +2)=f (x ),且在[-1,0]上单调递减,设a =f (-2.8),b =f (-1.6),c =f (0.5),则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a >b >cB .c >a >bC .b >c >aD .a >c >b解析:选D ∵偶函数f (x )满足f (x +2)=f (x ),∴函数的周期为2.∴a =f (-2.8)=f (-0.8),b =f (-1.6)=f (0.4)=f (-0.4),c =f (0.5)=f (-0.5).∵-0.8<-0.5<-0.4,且函数f (x )在[-1,0]上单调递减,∴a >c >b ,故选D .考点 函数性质的创新探究应用【例】已知函数f (x )(x ∈R )满足f (-x )=2-f (x ),若函数y =x +1x 与y =f (x )图象的交点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x m ,y m ),则∑mi =1(x i +y i )=( )A .0B .mC .2mD .4m[解析] y =x +1x =1+1x ,其图象如图,关于点(0,1)对称.又f (-x )=2-f (x ),即f (-x )+f (x )=2,∴y =f (x )的图象也关于点(0,1)对称.又∵y =x +1x与y =f (x )图象的交点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x m ,y m ),∴由图象对称性可知,这些交点也关于点(0,1)对称.不妨设点(x 1,y 1)与(x m ,y m )关于点(0,1)对称.点(x 2,y 2)与(x m -1,y m -1)关于点(0,1)对称,….由对称性可知x 1+x m =0,x 2+x m -1=0,…,y 1+y m =2,y 2+y m -1=2,….∴∑m i =1(x i +y i )=∑m i =1x i +∑m i =1y i =0+2×m2=m .故选B .[答案]B ►名师点津求解函数对称性问题的关键是利用条件判断出函数的对称中心或对称轴.|跟踪训练|(2019届江西南昌模拟)已知定义在R 上的函数f (x )满足f (x )+f (-x +2)=4,g (x )=sin πx +2.若函数f (x )的图象与g (x )的图象的交点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x n ,y n ),则∑ni =1(x i +y i )=( )A .nB .2nC .3nD .4n解析:选C因为f(x)+f(-x+2)=4,所以函数f(x)的图象关于(1,2)中心对称.因为g(x)=sinπx+2,所以g(x)的图象也关于(1,2)对称,所以∑ni=1x i=n,∑ni=1y i=2n,所以∑ni=1(x i+y i)=3n,故选C.。