高考数学复习 2.3.1
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2.3.1 & 2.3.2 变量间的相关关系 两个变量的线性相关习课本P73~78,思考并完成以下问题预(1)相关关系是函数关系吗?(2)什么是正相关、负相关?与散点图有什么关系?(3)回归直线方程是什么?如何求回归系数?(4)如何判断两个变量之间是否具备相关关系?[新知初探]1.两个变量的关系分类函数关系相关关系 特征两变量关系确定两变量关系带有随机性2.散点图将样本中n 个数据点(x i ,y i )(i =1,2,…,n )描在平面直角坐标系中得到的图形. 3.正相关与负相关(1)正相关:如果一个变量的值由小变大时,另一个变量的值也由小变大,这种相关称为正相关.(2)负相关:如果一个变量的值由小变大时,另一个变量的值由大变小,这种相关称为负相关.4.最小二乘法设x ,Y 的一组观察值为(x i ,y i ),i =1,2,…,n ,且回归直线方程为y ^=a +bx ,当x 取值x i (i =1,2,…,n )时,Y 的观察值为y i ,差y i -y ^i (i =1,2,…,n )刻画了实际观察值y i 与回归直线上相应点纵坐标之间的偏离程度,通常是用离差的平方和,即Q =i =1n(y i -a-bx i)2作为总离差,并使之达到最小.这样,回归直线就是所有直线中Q取最小值的那一条.由于平方又叫二乘方,所以这种使“离差平方和最小”的方法,叫做最小二乘法.5.回归直线方程的系数计算公式回归直线方程回归系数系数a^的计算公式方程或公式y^=a^+b^x b^=∑i=1nxiyi-n x-y-∑i=1nx2i-n x2a^=y-b^x-上方加记号“^ ”的意义区分y的估计值y^与实际值ya,b上方加“^ ”表示由观察值按最小二乘法求得的估计值[小试身手]1.下列命题正确的是( )①任何两个变量都具有相关关系;②圆的周长与该圆的半径具有相关关系;③某商品的需求量与该商品的价格是一种非确定性关系;④根据散点图求得的回归直线方程可能是没有意义的;⑤两个变量间的相关关系可以通过回归直线,把非确定性问题转化为确定性问题进行研究.A.①③④B.②③④C.③④⑤D.②④⑤解析:选C ①显然不对,②是函数关系,③④⑤正确.v,u;对变量1,得散点图图10),…,1,2=i)(iy,ix(有观测数据y,x.对变量2)(由这两个散点图可以判断2.,得散点图图10),…,1,2=i)(iv,iu(有观测数据A.变量x与y正相关,u与v正相关B.变量x与y正相关,u与v负相关C .变量x 与y 负相关,u 与v 正相关D .变量x 与y 负相关,u 与v 负相关解析:选C 由这两个散点图可以判断,变量x 与y 负相关,u 与v 正相关.80,当施肥量为250+x 5=y ^归方程为的线性回(kg)y 与水稻产量(kg)x .若施肥量3kg 时,预计水稻产量约为________kg..650(kg)=250+5×80=y ^代入回归方程可得其预测值80=x 解析:把 答案:6504.对具有线性相关关系的变量x 和y ,测得一组数据如下表所示.x 2 4 5 6 8y 30 40 60 50 70若已求得它们的回直线的方程为______________________.,5=2+4+5+6+85=x 解析:由题意可知 y50.=30+40+60+50+705=即样本中心为(5,50).,a ^+x 6.5=y ^设回归直线方程为 ,)y ,x (回归直线过样本中心∵ ,7.51=a ^,即a ^+6.5×5=50∴ 17.5+x 6.5=y ^回归直线方程为∴ 17.5+x 6.5=y ^答案:相关关系的判断[典例] (1) ①正方形的边长与面积之间的关系; ②农作物的产量与施肥量之间的关系; ③人的身高与年龄之间的关系;④降雪量与交通事故的发生率之间的关系. (2)某个男孩的年龄与身高的统计数据如下表所示.年龄x (岁)123456身高y (cm)78 87 98 108 115 120①画出散点图;②判断y 与x 是否具有线性相关关系.[解析] (1)在①中,正方形的边长与面积之间的关系是函数关系;在②中,农作物的产量与施肥量之间不具有严格的函数关系,但具有相关关系;在③中,人的身高与年龄之间的关系既不是函数关系,也不是相关关系,因为人的年龄达到一定时期身高就不发生明显变化了,因而它们不具有相关关系;在④中,降雪量与交通事故的发生率之间具有相关关系.答案:②④(2)解:①散点图如图所示.②由图知,所有数据点接近一条直线排列,因此,认为y 与x 具有线性相关关系.两个变量是否相关的两种判断方法(1)根据实际经验:借助积累的经验进行分析判断.(2)利用散点图:通过散点图,观察它们的分布是否存在一定的规律,直观地进行判断.[活学活用]如图所示的两个变量不具有相关关系的是________(填序号).解析:①是确定的函数关系;②中的点大都分布在一条曲线周围;③中的点大都分布在一条直线周围;④中点的分布没有任何规律可言,x ,y 不具有相关关系.答案:①④求回归方程[典例] (1)已知变量x 与y 正相关,且由观测数据算得样本平均数x =3,y =3.5,则由该观测数据算得的线性回归方程可能是( )A.y ^=0.4x +2.3B.y ^=2x -2.4C.y ^=-2x +9.5 D.y ^=-0.3x +4.4(2)一台机器按不同的转速生产出来的某机械零件有一些会有缺点,每小时生产有缺点的零件的多少随机器的运转的速度的变化而变化,下表为抽样试验的结果:转速x (转/秒)16 14 12 8 每小时生产有缺点的零件数y (件)11985①画出散点图;②如果y 对x 有线性相关关系,请画出一条直线近似地表示这种线性关系; ③在实际生产中,若它们的近似方程为y =5170x -67,允许每小时生产的产品中有缺点的零件最多为10件,那么机器的运转速度应控制在什么范围内?[解析] (1)依题意知,相应的回归直线的斜率应为正,排除C 、D.且直线必过点(3,3.5),代入A 、B 得A 正确.答案:A(2)解:①散点图如图所示:②近似直线如图所示:秒/转14,所以机器的运转速度应控制在≤14.9x ,解得≤1067-x 5170得≤10y 由③内.求回归直线方程的步骤.)数据一般由题目给出)(n ,…,1,2=i )(i y ,i x (收集样本数据,设为(1) (2)作出散点图,确定x ,y 具有线性相关关系..i y i x ,2i x ,i y ,i x 把数据制成表格(3).iy i ∑i =1nx ,2i ∑i =1n x ,y ,x 计算(4) ⎩⎪⎨⎪⎧b ^=∑i =1nxiyi -n x y ∑i =1n x2i -n x 2,a ^=y -b ^ x .,公式为a ^,b ^代入公式计算(5).a ^+x b ^=y ^写出回归直线方程(6) [活学活用]已知变量x ,y 有如下对应数据:x 1 2 3 4 y1345(1)作出散点图;(2)用最小二乘法求关于x ,y 的回归直线方程. 解:(1)散点图如图所示.,52=1+2+3+44=x (2) y ,134=1+3+4+54=∑i=14x 39.=20+12+6+1=i y i ∑i =14x 2i ,30=16+9+4+1= b^,1310=39-4×52×13430-4×⎝ ⎛⎭⎪⎫522=a^,0=52×1310-134= .为所求的回归直线方程x 1310=y ^所以 利用线性回归方程对总体进行估计[典例x (吨)与相应的生产能耗y (吨标准煤)的几组对照数据:x 3 4 5 6 y2.5344.5(1)请画出上表数据的散点图;(2)请根据上表提供的数据,求出y 关于x 的回归直线方程y ^=b ^x +a ^;(3)已知该厂技改前100吨甲产品的生产能耗为90吨标准煤.试根据(2)求出的回归直线方程,预测生产100吨甲产品的生产能耗比技改前降低了多少吨标准煤?[解] (1)散点图如图:,3.5=2.5+3+4+4.54=y ,4.5=3+4+5+64=x (2) ∑i=14x ,66.5=6×4.5+5×4+4×3+3×2.5=i y i ∑i=14x 2i ,86=26+25+24+23= ∑i =14xiyi -4xy∑i =14x2i -4x 2=b ^所以 ,0.7=66.5-4×4.5×3.586-4×4.52=a ^0.35.=0.7×4.5-3.5=x b ^-y = 0.35.+x 0.7=y ^所以所求的线性回归方程为 ,)吨标准煤70.35(=0.35+0.7×100=y ^时,100=x 当(3) 90-70.35=19.65(吨标准煤).即生产100吨甲产品的生产能耗比技改前降低了19.65吨标准煤.只有当两个变量之间存在线性相关关系时,才能用回归直线方程对总体进行估计和预测.否则,如果两个变量之间不存在线性相关关系,即使由样本数据求出回归直线方程,用其估计和预测结果也是不可信的.[活学活用](重庆高考)随着我国经济的发展,居民的储蓄存款逐年增长.设某地区城乡居民人民币储蓄存款(年底余额)如下表:年份 2010 2011 2012 2013 2014 时间代号t 1 2 3 4 5 储蓄存款y (千亿元)567810(1)求y 关于t 的回归方程y ^=b ^t +a ^;(2)用所求回归方程预测该地区2015年(t =6)的人民币储蓄存款. 解:(1)列表计算如下:it iy it 2it i y i1 1 5 1 52 2 6 4 123 3 7 9 214 4 8 16 325 5 10 25 50 ∑153655120这里n =5,t -=1n ∑i =1n t i =155=3,y -=1n ∑i =1n y i =365=7.2.又∑i =1nt2i -n t -2=55-5×32=10,i =1n t i y i -n t-y -=120-5×3×7.2=12,从而b ^=1210=1.2,a ^=y --b ^t -=7.2-1.2×3=3.6,故所求回归方程为y ^=1.2t +3.6.(2)将t =6代入回归方程可预测该地区2015年的人民币储蓄存款为y ^=1.2×6+3.6=10.8(千亿元).[层级一 学业水平达标]1.下列变量具有相关关系的是( )A .人的体重与视力B .圆心角的大小与所对的圆弧长C .收入水平与购买能力D .人的年龄与体重解析:选C B 为确定性关系;A ,D 不具有相关关系,故选C.2.已知变量x ,y 之间具有线性相关关系,其散点图如图所示,则其回归方程可能为2+x 1.5=y ^A. 2+x 1.5=-y ^B. 2-x 1.5=y ^C. 2-x 1.5=-y ^D. 之间负相关,回归直线y ,x ,由散点图可知变量a ^+x b ^=y ^设回归方程为 B 解析:选 2.+x 1.5=-y ^,因此方程可能为>0a ^,<0b ^轴上的截距为正数,所以y 在 个样本点,n 的y 和x 是变量)n y ,n x (,…,)2y ,2x (,)1y ,1x (设3.直线l 是由这些样本点通过最小二乘法得到的线性回归直线如图所示,则以下结论正确的是( ))y ,x (过点l .直线A B .回归直线必通过散点图中的多个点C .直线l 的斜率必在(0,1)D .当n 为偶数时,分布在l 两侧的样本点的个数一定相同解析:选A A 是正确的;回归直线可以不经过散点图中的任何点,故B 错误;回归直线的斜率不确定,故C 错误;分布在l 两侧的样本点的个数不一定相同,故D 错误. 4.一项关于16艘轮船的研究中,船的吨位区间为[192,3 246](单位:吨),船员的,x 0.006 2+9.5=y ^的回归方程为x 关于吨位y 人,船员人数32~5人数 (1)若两艘船的吨位相差1 000,求船员平均相差的人数;(2)估计吨位最大的船和最小的船的船员人数.,则2x ,1x 设两艘船的吨位分别为(1)解: y^)2x 6 20.00+(9.5-1x 0.006 2+9.5=2y ^-1 =0.006 2×1 000≈6, 即船员平均相差6人.,0.006 2×192≈11+9.5=y ^时,192=x 当(2) 0.006 2×3 246≈30.+9.5=y ^时,3 246=x 当 即估计吨位最大和最小的船的船员数分别为30人和11人.[层级二 应试能力达标]1.一个口袋中有大小不等的红、黄、蓝三种颜色的小球若干个(大于5个),从中取5次,那么取出红球的次数和口袋中红球的数量是( ) A .确定性关系 B .相关关系 C .函数关系D .无任何关系 解析:选 B 每次从袋中取球取出的球是不是红球,除了和红球的个数有关外,还与球的大小等有关系,所以取出红球的次数和口袋中红球的数量是一种相关关系.,下x 80+50=y ^变化的回归直线方程为)千元(x 依劳动生产率)元(y .农民工月工资2列判断正确的是( )A .劳动生产率为1 000元时,工资为130元B .劳动生产率提高1 000元时,工资水平提高80元C .劳动生产率提高1 000元时,工资水平提高130元D .当月工资为210元时,劳动生产率为2 000元的单x ,但要注意80增加y ,1每增加x 知,x 80+50=y ^由回归直线方程 B 解析:选位是千元,y 的单位是元.3.为了解儿子身高与其父亲身高的关系,随机抽取5对父子身高数据如下:则y 对x 的线性回归方程为( )A .y =x -1B .y =x +1x 12+88=y .C176=y .D =y ,176=174+176+176+176+1785=x 计算得, C 解析:选符合.C 检验知,)y ,x (,根据回归直线经过样本中心176=175+175+176+177+17754.已知x 与y 之间的几组数据如下表:,若某同学根据上表中的前两组a ^+x b ^=y ^假设根据上表数据所得线性回归直线方程为数据(1,0)和(2,2)求得的直线方程为y =b ′x +a ′,则以下结论正确的是( )′a <a ^,′b >y ^′ B.a >a ^,′b >b ^A. ′a <a ^,′b <y ^′ D.a >a ^,′b <b ^C. 解析:选C 由(1,0),(2,2)求b ′,a ′.2.=-2×1-0=′a ,2=2-02-1=′b ,58=24+15+12+3+4+0=i y i ∑i =16x 时,a ^,b ^求 x ,136=y ,3.5= ∑i=16x 2i ,91=36+25+16+9+4+1= ,57=58-6×3.5×13691-6×3.52=b ^∴ a^,13=-52-136=×3.557-136= ′.a >a ^,′b <b ^∴ =y ^的回归方程为(cm)x 对身高(kg)y 岁的人,体重38岁到18.正常情况下,年龄在50.72x -58.2,张红同学(20岁)身高为178 cm ,她的体重应该在________ kg 左右. =y ^时,178=x 的人的体重进行预测,当178 cm 解析:用回归方程对身高为0.72×178-58.2=69.96(kg).答案:69.966.某工厂为了对新研发的一种产品进行合理定价,将该产品按事先拟定的价格进行试销,得到如下数据:________.=a ,则a +x 4=-y 由表中数据,求得线性回归方程为 ,132=4+5+6+7+8+96=x 解析: y,80=92+82+80+80+78+686=)y ,x (由回归方程过样本中心点 .a ^+1324×=-80得 106.=1324×+80=a ^即 答案:1067.对某台机器购置后的运行年限x (x =1,2,3,…)与当年利润y 的统计分析知x ,y ,估计该台机器最为划算的使用年限为x 1.3-10.47=y ^具备线性相关关系,回归方程为________年.解析:当年利润小于或等于零时应该报废该机器,当y =0时,令10.47-1.3x =0,解得x ≈8,故估计该台机器最为划算的使用年限为8年.答案:88.某个体服装店经营某种服装在某周内所获纯利y (元)与该周每天销售这种服装的件数x (件)之间有一组数据如下表:;y ,x 求(1) (2)若纯利y 与每天销售这种服装的件数x 之间是线性相关的,求回归直线方程; (3)若该店每周至少要获纯利200元,请你预测该店每天至少要销售这种服装多少件?3 487)=i y i ∑i =17x ,45 309=2i ∑i =17y ,280=2i ∑i =17x 提示:( ,6=3+4+5+6+7+8+97=x (1)解: y≈79.86.66+69+73+81+89+90+917= ,≈4.753 487-7×6×79.86280-7×62=b ^∵(2) a^,51.36=4.75×6-79.86= .x 4.75+51.36=y ^之间的回归直线方程为x 纯利与每天销售件数∴ ≈31.29.x ,所以651.3+x 4.75=200时,200=y ^当(3) 因此若该店每周至少要获纯利200元,则该店每天至少要销售这种服装32件.9.2016年元旦前夕,某市统计局统计了该市2015年10户家庭的年收入和年饮食支出的统计资料如下表:年收入x (万元)2 4 4 6 6 6 7 7 8 10年饮食 支出y(万元)0.9 1.4 1.6 2.0 2.1 1.9 1.8 2.1 2.2 2.3(2)若某家庭年收入为9万元,预测其年饮食支出.406)=2i ∑i =110x ,117.7=i y i ∑i =110x 参考数据:( 解:依题意可计算得:x,10.98=y x ,36=2x ,1.83=y ,6= ,406=2i ∑i =110x ,117.7=i y i ∑i =110x ∵又,≈0.17∑i=110xiyi -10x y ∑i =110x2i -10x 2=b ^∴ a^0.81.+x 0.17=y ^∴,0.81=x b ^-y = 1.0.8+x 0.17=y ^所求的回归方程为∴ .)万元2.34(=0.81+0.17×9=y ^时,9=x 当(2) 可估计年收入为9万元的家庭每年饮食支出约为2.34万元.(时间120分钟,满分150分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.下列三个抽样:①一个城市有210家某商品的代理商,其中大型代理商有20家,中型代理商有40家,小型代理商有150家,为了掌握该商品的销售情况,要从中抽取一个容量为21的样本;②在某公司的50名工人中,依次抽取工号为5,10,15,20,25,30,35,40,45,50的10名工人进行健康检查;③某市质量检查人员从一食品生产企业生产的两箱(每箱12盒)牛奶中抽取4盒进行质量检查.则应采用的抽样方法依次为( )A .简单随机抽样;分层抽样;系统抽样B .分层抽样;简单随机抽样;系统抽样C .分层抽样;系统抽样;简单随机抽样D .系统抽样;分层抽样;简单随机抽样解析:选 C ①中商店的规模不同,所以应利用分层抽样;②中抽取的学号具有等距性,所以应是系统抽样;③中总体没有差异性,容量较小,样本容量也较小,所以应采用简单随机抽样.故选C.2.将某班的60名学生编号为01,02,…,60,采用系统抽样方法抽取一个容量为5的样本,且随机抽得的一个号码为04,则剩下的四个号码依次是( )A .09,14,19,24B .16,28,40,52C .10,16,22,28D .08,12,16,20 解析:选B 分成5组,每组12名学生,按等间距12抽取.选项B 正确.3.某学校有教师200人,男学生1 200人,女学生1 000人.现用分层抽样的方法从全体师生中抽取一个容量为n 的样本,若女学生一共抽取了80人,则n 的值为( )A .193B .192C .191D .190 192.=n ,求得80=n200+1 200+1 0001 000× B 解析:选 4.某商品销售量y (件)与销售价格x (元/件)负相关,则其回归方程可能是( )200+x 10=y ^200 B.+x 10=-y ^A. 200-x 10=y ^200 D.-x 10=-y ^C. 解析:选A 由于销售量y 与销售价格x 成负相关,故排除B ,D.又因为销售价格x >0,则C 中销售量全小于0,不符合题意,故选A.,则y 和x ,它们的平均数分别是n y ,…,2y ,1y 与n x ,…,2x ,1x .设有两组数据5)(的平均数是1+n y 3-n x 2,…,1+2y 3-2x 1,2+1y 3-1x 2新的一组数据 y 3-x 2.A 1+y 3-x 2.By 9-x 4.C1+y 9-x 4.D ,)n ,…,1,2=i 1(+i y 3-i x 2=i z 设 B 解析:选 =⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1+…+1n +)n y +…+2y +1y (3n -)n x +…+2x +1x (2n =)n z +…+2z +1z (1n =z 则 1.+y 3-x 2 6.有一个容量为66的样本,数据的分组及各组的频数如下:[11.5,15.5) 2 [15.5,19.5) 4 [19.5,23.5) 9 [23.5,27.5) 18 [27.5,31.5) 11 [31.5,35.5) 12[35.5,39.5) 7 [39.5,43.5) 3则总体中大于或等于31.5的数据所占比例约为( )211A.13B. 12C.23D. 解析:选B 由题意知,样本的容量为66,而落在[31.5,43.5)内的样本个数为12+7.13=2266的数据约占31.5,故总体中大于或等于22=3+ 7.某学习小组在一次数学测验中,得100分的有1人,得95分的有1人,得90分的有2人,得85分的有4人,得80分和75分的各有1人,则该小组数学成绩的平均数、众数、中位数分别是( )A .85,85,85B .87,85,86C .87,85,85D .87,85,90 解析:选C ∵得85分的人数最多为4人,∴众数为85,中位数为85,87.=75)+80+85×4+90×2+95+(100110平均数为 8.某出租汽车公司为了了解本公司司机的交通违章情况,随机调查了50名司机,得到了他们某月交通违章次数的数据,结果制成了如图所示的统计图,根据此统计图可得这50名出租车司机该月平均违章的次数为( )A .1B .1.8C .2.4D .3 1.8.=5×0+20×1+10×2+10×3+5×450B 解析:选 9.下表是某厂1~4月份用水量情况(单位:百吨)的一组数据月份x 1 2 3 4用水量y 4.5 4 3 2.5的a ,则a +x 0.7=-y 之间具有线性相关关系,其线性回归方程为x 与月份y 用水量值为( )A .5.25B .5C .2.5D .3.5 解析:选A 线性回归方程经过样本的中心点,根据数据可得样本中心点为(2.5,3.5),所以a =5.25.10.如图是在元旦晚会举办的挑战主持人大赛上,七位评委为某选手打出的分数的茎叶统计图,去掉一个最高分和一个最低分后,所剩数据的平均数和方差分别为( )A .84,4.84B .84,1.6C .85,1.2D .85,4 +5+6+3+(515+80,平均数为77,去掉一个最低分95去掉一个最高分 C 解析:选,因此1.2=]286)-(85+285)-(85+286)-(85+283)-(85+285)-[(8515,方差为85=6)选C.,…,2+2x 2,3+1x 3,则2s ,方差是x 的平均数是n x ,…,3x ,2x ,1x .如果数据11)(的平均数和方差分别是2+n x 32s 和x A.2s 9和x 3.B2s 9和2+x 3.C4+2s 12和2+x 3.D nx …,2x ,1x ,由于数据2+x 3的平均数是2+n x 3,…,2+2x 2,3+1x 3 C 解析:选.2s 9的方差为2+n x 3,…,2+2x 2,3+1x 3,所以2s 的方差为 12.如图是某赛季甲、乙两名篮球运动员5场比赛得分的茎叶图,已知甲的成绩的极差为31,乙的成绩的平均值为24,则下列结论错误的是( ) A .x =9 B .y =8C .乙的成绩的中位数为26D .乙的成绩的方差小于甲的成绩的方差解析:选B 因为甲的成绩的极差为31,所以其最高成绩为39,所以x =9;因为乙的成绩的平均值为24,所以y =24×5-(12+25+26+31)-20=6;由茎叶图知乙的成绩的中位数为26;对比甲、乙的成绩分布发现,乙的成绩比较集中,故其方差较小. 二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在题中横线上) 13.某人5次上班途中所花的时间(单位:分钟)分别为x ,y,10,11,9.已知这组数据的平均数为10,方差为2,则|x -y |的值为________.∴,2;又方差为20=y +x ,则10=159)×+11+10+y +x (,得10解析:由平均数为=xy 208,2=2y +2x ,得2=15]×210)-(9+210)-(11+210)-(10+210)-y (+210)-x [( 4.=x2+y2-2xy =x -y 2=|y -x |∴,192 答案:414.一支田径队有男运动员48人,女运动员36人,若用分层抽样的方法从该队的全体运动员中抽取一个容量为21的样本,则抽取男运动员的人数为________.12.=×482148+36解析:抽取的男运动员的人数为 答案:1215.要考察某种品牌的500颗种子的发芽率,抽取60粒进行实验,利用随机数表抽取种子时,先将500颗种子按001,002,…,500进行编号,如果从随机数表第7行第8列的数3开始向右读,请你依次写出最先检测的5颗种子的编号:________,________,________,________,________.(下面摘取了随机数表第7行至第9行)59408 66368 36016 26247 25965 49487 26968 86021 77681 83458 21540 62651 69424 78197 20643 67297 76413 66306 51671 54964 87683 30372 39469 97434解析:以3开始向右读,每次读取三位,重复和不在范围内的不读,依次为368,360,162,494,021.答案:368,360,162,494,02116.从某小学随机抽取100名同学,将他们的身高(单位:cm)数据绘制成频率分布直方图(如下图).由图中数据可知a =________.若要从身高在[120,130),[130,140),[140,150]三组的学生中,用分层抽样的方法选取18人参加一项活动,则从身高在[140,150]的学生中选取的人数应为________.解析:∵0.005×10+0.035×10+a ×10+0.020×10+0.010×10=1,∴a =0.030.设身高在[120,130),[130,140),[140,150]三组的学生分别有x ,y ,z 人,10.=z ,20=y 同理,30.=x ,解得0.030×10=x100则3.=×181030+20+10的学生中选取的人数为[140,150]故从 答案:0.030 3三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) ,应如何110名学生中抽取50为调查某班学生的平均身高,从)分10本小题满分(.17抽样?若知道男生、女生的身高显著不同(男生30人,女生20人),应如何抽样? 抽签法或随机数(人,采用简单随机抽样法5,即抽取110名学生中抽取50解:从法).若知道男生、女生的身高显著不同,则采用分层抽样法,按照男生与女生的人数比为30∶20=3∶2进行抽样,则男生抽取3人,女生抽取2人.18.(本小题满分12分)某车间共有12名工人,随机抽取6名,他们某日加工零件个数的茎叶图如图所示. (1)根据茎叶图计算样本均值;(2)日加工零件个数大于样本均值的工人为优秀工人.根据茎叶图推断该车间12名工人中有几名优秀工人?22.=1326=17+19+20+21+25+306样本均值为1)(解: 4=1312×名工人中有12,故推断该车间13=26知样本中优秀工人所占比例为(1)由(2)名优秀工人.19.(本小题满分12分)2016年春节前,有超过20万名广西、四川等省籍的外出务工人员选择驾乘摩托车沿321国道长途跋涉返乡过年,为防止摩托车驾驶人员因长途疲劳驾驶,手脚僵硬影响驾驶操作而引发交通事故,肇庆市公安交警部门在321国道沿线设立了多个长途行驶摩托车驾乘人员休息站,让返乡过年的摩托车驾乘人员有一个停车休息的场所.交警小李在某休息站连续5天对进站休息的驾驶人员每隔50辆摩托车就进行一次省籍询问,询问结果如图所示:(1)交警小李对进站休息的驾驶人员的省籍询问采用的是什么抽样方法?(2)用分层抽样的方法对被询问了省籍的驾驶人员进行抽样,若广西籍的有5人,则四川籍的应抽取几人?解:(1)交警小李对进站休息的驾驶人员的省籍询问采用的是系统抽样法.(2)从题图可知,被询问了省籍的驾驶人员广西籍的有5+20+25+20+30=100(人);四川籍的有15+10+5+5+5=40(人).2,即四川籍的应抽取2=x ,解得x40=5100人,依题意得x 设四川籍的驾驶人员应抽取人.20.(本小题满分12分)某化肥厂有甲、乙两个车间包装肥料,在自动包装传送带上每隔30分钟抽取一包产品,称其重量(单位:kg),分别记录抽查数据如下:甲:102,101,99,98,103,98,99; 乙:110,115,90,85,75,115,110.(1)这种抽样方法是哪一种方法?(2)试计算甲、乙车间产品重量的平均数与方差,并说明哪个车间产品较稳定?解:(1)甲、乙两组数据间隔相同,所以采用的方法是系统抽样.,100=99)+98+103+98+99+101+(10217=甲x (2) x,100=110)+115+75+85+90+115+(11017=乙 ,1)≈3.43+4+9+4+1+1+(417=2甲s ,228.57=100)+225+625+225+100+225+(10017=2乙s ,故甲车间产品比较稳定.2乙s <2甲s ∴ 21.(本小题满分12分)对某校高一年级学生参加社区服务次数进行统计,随机抽取M 名学生作为样本,得到这M 名学生参加社区服务的次数.根据此数据作出了频数与频率的统计表和频率分布直方图如下:分组频数 频率[10,15) 10 0.25[15,20) 25n [20,25) mp[25,30] 20.05 合计M1(1)求出表中M ,p 及图中a 的值;(2)若该校高一学生有360人,试估计该校高一学生参加社区服务的次数在区间[10,15)的人数.解:(1)由分组[10,15)的频数是10, 40.=M ,所以0.25=10M知,0.25频率是 因为频数之和为40,所以10+25+m +2=40,解得m =3.0.075.=340=p 故 因为a 是对应分组[15,20)的频率与组距的商,125.0.=2540×5=a 所以 (2)因为该校高一学生有360人,分组[10,15)的频率是0.25,所以估计该校高一学生参加社区服务的次数在此区间内的人数为360×0.25=90.22.(本小题满分12分)从某居民区随机抽取10个家庭,获得第i 个家庭的月收入iy i ∑i =110x ,20=i ∑i =110y ,80=i ∑i =110x 的数据资料,算得)单位:千元(i y 与月储蓄)单位:千元(i x 720.=2i ∑i =110x ,184= ;a ^+xb ^=y ^的线性回归方程x 对月收入y 求家庭的月储蓄(1) (2)判断变量x 与y 之间是正相关还是负相关;(3)若该居民区某家庭月收入为7千元,预测该家庭的月储蓄.,8=8010=i ∑i =1n x 1n =x ,10=n 由题意知(1)解: y ,2=2010=i ∑i =1n y 1n = ,80=210×8-720=2x 10-2i ∑i =110x 又 ∑i=110x ,24=10×8×2-184=y x 10-i y i ,0.3=2480=∑i =110xiyi -10x y∑i =110x2i -10x 2=b ^由此得 a^,0.4=-0.3×8-2=x b ^-y = 0.4.-x 0.3=y ^故所求回归方程为 (2)由于变量y 的值随x 的值增加而增加(b =0.3>0),故x 与y 之间是正相关.(3)将x =7代入回归方程可以预测该家庭的月储蓄为y =0.3×7-0.4=1.7千元.。
高考数学一轮复习书目一、集合与常用逻辑用语1.1集合的概念与运算1.2命题及其关系、充分条件与必要条件1.3简洁的逻辑联结词、全称量词与存在量词二.函数1.1函数及其表示2.2函数的单调性与最值2.3函数的奇偶性与周期性2.4一次函数、二次函数2.5指数与指数函数2.6对数与对数函数2.7幂函数2.8函数的图象及其变换2.9函数与方程2.10函数模型及其应用三、导数及其应用3.1导数、导数的计算3.2导数在函数单调性、极值中的应用3.3导数在函数最值及生活实际中的应用3.4 微积分基本定理四、三角函数、解三角形4.1随意角和弧度制及随意角的三角函数4.2同角三角函数的基本关系及三角函数的诱导公式4.3三角函数的图象与性质4.4函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质4.5简洁的三角恒等变换4.6正、余弦定理及其应用举例五、平面对量5.1平面对量的概念及其线性运算5.2平面对量的基本定理及坐标运算5.3平面对量的数量积及其应用六、数列6.1数列的概念与简洁表示法6.2等差数列及其前n项和6.3等比数列及其前n项和6.4数列的通项与求和6.5数列的综合应用七、不等式7.1不等式的概念与性质7.2一元二次不等式及其解法7.3二元一次不等式组与简洁的线性规划问题7.4基本不等式及其应用八.立体几何8.1空间几何体的结构及其三视图与直观图8.2空间几何体的表面积与体积8.3空间点、直线、平面之间的位置关系8.4直线、平面平行的判定及其性质8.5直线、平面垂直的判定及其性质8.6空间向量及其运算8.7空间向量的应用九、解析几何9.1直线及其方程9.2点与直线、直线与直线的位置关系9.3圆的方程9.4直线与圆、圆与圆的位置关系9.5椭圆9.6双曲线9.7抛物线9.8直线与圆锥曲线的位置关系9.9曲线与方程十.计数原理10.1分类加法计数原理与分步乘法计数原理10.2排列与组合10.3二项式定理十一、概率与统计11.1事务与概率11.2古典概型与几何概型11.3离散型随机变量及其分布列11.4二项分布及其应用11.5离散型随机变量的均值与方差、正态分布11.6随机抽样与用样本估计总体11.7变量间的相关关系十二、选修部分选修4-4坐标系与参数方程选修4-5不等式选讲十三、算法初步、推理与证明、复数12.1算法与程序框图12.2基本算法语句12.3合情推理与演绎推理12.4干脆证明与间接证明12.5数学归纳法12.6数系的扩充与复数的引入。
2.3 函数的奇偶性与周期性考纲要求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________,那么函数f (x )是偶函数关于____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________,那么函数f (x )是奇函数 关于______对称2.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 )=______,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____________的正数,那么这个____正数就叫做f (x )的最小正周期.3.对称性若函数f (x )满足f (a -x )=f (a +x )或f (x )=f (2a -x ),则函数f (x )关于直线__________对称.1.函数f (x )=1x-x 的图象关于( ). A .y 轴对称 B .直线y =-x 对称C .坐标原点对称D .直线y =x 对称2.若函数f (x )=x 2x +1x -a为奇函数,则a =( ).A.12B.23C.34D .1 3.函数f (x )=(m -1)x 2+2mx +3为偶函数,则f (x )在区间(-5,-3)上( ).A .先减后增B .先增后减C .单调递减D .单调递增4.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)=( ).A .-1B .1C .-2D .25.若偶函数f(x)是以4为周期的函数,f(x)在区间[-6,-4]上是减函数,则f(x)在[0,2]上的单调性是__________.一、函数奇偶性的判定【例1】判断下列函数的奇偶性.(1)f(x)=3-x2+x2-3;(2)f(x)=(x+1)1-x 1+x;(3)f(x)=4-x2|x+3|-3.方法提炼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:(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.提醒:(1)分段函数奇偶性的判断,要注意定义域内x取值的任意性,应分段讨论,讨论时可依据x的范围取相应地化简解析式,判断f(x)与f(-x)的关系,得出结论,也可以利用图象作判断.(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)性质法在选择题和填空题中可直接运用,但在解答题中应给出性质推导的过程.请做演练巩固提升1二、函数奇偶性的应用【例2-1】设偶函数f(x)满足f(x)=x3-8(x≥0),则{x|f(x -2)>0}=( ).A.{x|x<-2,或x>0} B.{x|x<0,或x>4} C.{x|x<0,或x>6} D.{x|x<-2,或x>2}【例2-2】设a,b∈R,且a≠2,若定义在区间(-b,b)内的函数f(x)=lg 1+ax1+2x是奇函数,则a+b的取值范围为__________.【例2-3】设函数f(x)=x3+bx2+cx(x∈R),已知g(x)=f(x)-f ′(x )是奇函数.(1)求b ,c 的值;(2)求g (x )的单调区间与极值.方法提炼函数奇偶性的应用:1.已知函数的奇偶性求函数的解析式,往往要抓住奇偶性讨论函数在各个分区间上的解析式,或充分利用奇偶性产生关于f (x )的方程,从而可得f (x )的解析式.2.已知带有字母参数的函数的表达式及奇偶性求参数,常常采用待定系数法:利用f (x )±f (-x )=0产生关于字母的恒等式,由系数的对等性可得知字母的值.3.奇偶性与单调性综合时要注意奇函数在关于原点对称的区间上的单调性相同,偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反.4.若f (x )为奇函数,且在x =0处有定义,则f (0)=0.这一结论在解决问题中十分便捷,但若f (x )是偶函数且在x =0处有定义,就不一定有f (0)=0,如f (x )=x 2+1是偶函数,而f (0)=1.请做演练巩固提升3,4三、函数的周期性及其应用【例3-1】已知定义在R 上的函数f (x )满足f (x )=-f ⎝⎛⎭⎪⎫x +32,且f (1)=3,则f (2 014)=__________.【例3-2】已知函数f (x )满足f (x +1)=1+f x 1-f x,若f (1)=2 014,则f (103)=__________.方法提炼抽象函数的周期需要根据给出的函数式子求出,常见的有以下几种情形:(1)若函数满足f (x +T )=f (x ),由函数周期性的定义可知T 是函数的一个周期;(2)若满足f (x +a )=-f (x ),则f (x +2a )=f [(x +a )+a ]=-f (x +a )=f (x ),所以2a 是函数的一个周期;(3)若满足f (x +a )=1f x,则f (x +2a )=f [(x +a )+a ]=1f x +a=f (x ),所以2a 是函数的一个周期;(4)若函数满足f(x+a)=-1f x,同理可得2a是函数的一个周期;(5)如果T是函数y=f(x)的周期,则①kT(k∈Z且k≠0)也是y=f(x)的周期,即f(x+kT)=f(x);②若已知区间[m,n](m<n)的图象,则可画出区间[m+kT,n+kT](k∈Z且k≠0)上的图象.请做演练巩固提升5没有等价变形而致误【典例】函数f(x)的定义域D={x|x≠0},且满足对于任意x1,x2∈D,有f(x1·x2)=f(x1)+f(x2).(1)求f(1)的值;(2)判断f(x)的奇偶性,并证明;(3)如果f(4)=1,f(3x+1)+f(2x-6)≤3,且f(x)在(0,+∞)上是增函数,求x的取值范围.错解:(1)令x1=x2=1,有f(1×1)=f(1)+f(1),解得f(1)=0.(2)f(x)为偶函数,证明如下:令x1=x2=-1,有f[(-1)×(-1)]=f(-1)+f(-1),解得f(-1)=0.令x1=-1,x2=x,有f(-x)=f(-1)+f(x),∴f(-x)=f(x).∴f(x)为偶函数.(3)f(4×4)=f(4)+f(4)=2,f(16×4)=f(16)+f(4)=3,由f(3x+1)+f(2x-6)≤3,得f[(3x+1)(2x-6)]≤f(64).又∵f(x)在(0,+∞)上是增函数,∴(3x+1)(2x-6)≤64.∴-73≤x≤5.分析:(1)从f(1)联想自变量的值为1,进而想到赋值x1=x2=1.(2)判断f(x)的奇偶性,就是研究f(x),f(-x)的关系,从而想到赋值x1=-1,x2=x.即f(-x)=f(-1)+f(x).(3)就是要出现f(M)<f(N)的形式,再结合单调性转化为M<N或M>N的形式求解.正解:(1)令x1=x2=1,有f(1×1)=f(1)+f(1),解得f(1)=0.(2)f(x)为偶函数,证明如下:令x 1=x 2=-1,有f [(-1)×(-1)]=f (-1)+f (-1),解得f (-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)f (4×4)=f (4)+f (4)=2,f (16×4)=f (16)+f (4)=3.由f (3x +1)+f (2x -6)≤3,变形为f [(3x +1)(2x -6)]≤f (64).(*)∵f (x )为偶函数,∴f (-x )=f (x )=f (|x |).∴不等式(*)等价于f [|(3x +1)(2x -6)|]≤f (64).又∵f (x )在(0,+∞)上是增函数,∴|(3x +1)(2x -6)|≤64,且(3x +1)(2x -6)≠0.解得-73≤x <-13或-13<x <3或3<x ≤5. ∴x 的取值范围是⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫-73≤x <-13,或-13<x <3,或3<x ≤5. 答题指导:等价转化要做到规范,应注意以下几点:(1)要有明确的语言表示.如“M ”等价于“N ”、“M ”变形为“N ”.(2)要写明转化的条件.如本例中:∵f (x )为偶函数,∴不等式(*)等价于f [|(3x +1)(2x -6)|]≤f (64).(3)转化的结果要等价.如本例:由于f [|(3x +1)(2x -6)|]≤f (64) ⇒|(3x +1)(2x -6)|≤64,且(3x +1)(2x -6)≠0.若漏掉(3x +1)(2x -6)≠0,则这个转化就不等价了.1.下列函数中既不是奇函数,又不是偶函数的是( ).A .y =2|x |B .y =lg(x +x 2+1)C .y =2x +2-xD .y =lg 1x +12.已知函数f (x )对一切x ,y ∈R ,都有f (x +y )=f (x )+f (y ),则f (x )为( ).A .偶函数B .奇函数C .既是奇函数又是偶函数D .非奇非偶函数3.函数f (x )的定义域为R ,且满足:f (x )是偶函数,f (x -1)是奇函数,若f(0.5)=9,则f(8.5)等于( ).A.-9 B.9 C.-3 D.04.设偶函数f(x)满足f(x)=2x-4(x≥0),则不等式f(x-2)>0的解集为( ).A.{x|x<-2,或x>4} B.{x|x<0,或x>4}C.{x|x<0,或x>6} D.{x|x<-2,或x>2}5.已知定义在R上的奇函数f(x)的图象关于直线x=1对称,f(-1)=1,则f(2 008)+f(2 009)+f(2 010)+f(2 011)+f(2 012)+f(2 013)=__________.参考答案基础梳理自测知识梳理1.f (-x )=f (x ) y 轴 f (-x )=-f (x ) 原点2.(1)f (x ) (2)存在一个最小 最小3.x =a基础自测1.C 解析:判断f (x )为奇函数,图象关于原点对称,故选C.2.A 解析:∵f (x )为奇函数,∴f (x )=-f (-x ),即:x(2x +1)(x -a )=x(-2x +1)(-x -a )恒成立,整理得:a=12.故选A. 3.D 解析:当m =1时,f (x )=2x +3不是偶函数,当m ≠1时,f (x )为二次函数,要使其为偶函数,则其对称轴应为y 轴,故需m =0,此时f (x )=-x 2+3,其图象的开口向下,所以函数f (x )在(-5,-3)上单调递增.4.A 解析:∵f (3)=f (5-2)=f (-2)=-f (2)=-2,f (4)=f (5-1)=f (-1)=-f (1)=-1,∴f (3)-f (4)=-1,故选A.5.单调递增 解析:∵T =4,且在[-6,-4]上单调递减, ∴函数在[-2,0]上也单调递减.又f (x )为偶函数,故f (x )的图象关于y 轴对称,由对称性知f (x )在[0,2]上单调递增.考点探究突破【例1】 解:(1)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.(2)要使f (x )有意义,则1-x 1+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.(3)∵⎩⎪⎨⎪⎧4-x 2≥0,|x +3|≠3, ∴-2≤x ≤2且x ≠0. ∴函数f (x )的定义域关于原点对称. 又f (x )=4-x 2x +3-3=4-x 2x , f (-x )=4-(-x )2-x =-4-x 2x, ∴f (-x )=-f (x ),即函数f (x )是奇函数.【例2-1】 B 解析:当x <0时,-x >0,∴f (-x )=(-x )3-8=-x 3-8.又f (x )是偶函数,∴f (x )=f (-x )=-x 3-8.∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x 3-8,x ≥0,-x 3-8,x <0.∴f (x -2)=⎩⎪⎨⎪⎧ (x -2)3-8,x ≥2,-(x -2)3-8,x <2.由f (x -2)>0得:⎩⎪⎨⎪⎧ x ≥2,(x -2)3-8>0或⎩⎪⎨⎪⎧ x <2,-(x -2)3-8>0.解得x >4或x <0,故选B.【例2-2】 ⎝ ⎛⎦⎥⎤-2,-32 解析:∵f (x )在(-b ,b )上是奇函数,∴f (-x )=lg 1-ax 1-2x =-f (x )=-lg 1+ax 1+2x =lg 1+2x 1+ax , ∴1+2x 1+ax =1-ax 1-2x对x ∈(-b ,b )成立,可得a =-2(a =2舍去). ∴f (x )=lg 1-2x 1+2x.由1-2x 1+2x >0,得-12<x <12. 又f (x )定义区间为(-b ,b ),∴0<b ≤12,-2<a +b ≤-32. 【例2-3】 解:(1)∵f (x )=x 3+bx 2+cx ,∴f ′(x )=3x 2+2bx +c ,∴g (x )=f (x )-f ′(x )=x 3+(b -3)x 2+(c -2b )x -c .∵g (x )是一个奇函数,∴g (0)=0,得c =0,由奇函数定义g (-x )=-g (x )得b =3.(2)由(1)知g (x )=x 3-6x ,从而g ′(x )=3x 2-6,由此可知,(-∞,-2)和(2,+∞)是函数g (x )的单调递增区间;(-2,2)是函数g (x )的单调递减区间.g (x )在x =-2时,取得极大值,极大值为42;g (x )在x =2时,取得极小值,极小值为-4 2.【例3-1】 3 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 (2 014)=f (671×3+1)=f (1)=3.【例3-2】 -12 014 解析:∵f (x +1)=1+f (x )1-f (x ), ∴f (x +2)=1+f (x +1)1-f (x +1)=1+1+f (x )1-f (x )1-1+f (x )1-f (x )=-1f (x ). ∴f (x +4)=f (x ),即函数f (x )的周期为4.∵f (1)=2 014,∴f (103)=f (25×4+3)=f (3)=-1f (1)=-12 014.演练巩固提升1.D 解析:对于D,y=lg 1x+1的定义域为{x|x>-1},不关于原点对称,是非奇非偶函数.2.B 解析:显然f(x)的定义域是R,它关于原点对称.令y=-x,得f(0)=f(x)+f(-x),又∵f(0)=0,∴f(x)+f(-x)=0,即f(-x)=-f(x).∴f(x)是奇函数,故选B.3.B 解析:由题可知,f(x)是偶函数,所以f(x)=f(-x).又f(x-1)是奇函数,所以f(-x-1)=-f(x-1).令t=x+1,可得f(t)=-f(t-2),所以f(t-2)=-f(t-4).所以可得f(x)=f(x-4),所以f(8.5)=f(4.5)=f(0.5)=9,故选B.4.B 解析:当x≥0时,令f(x)=2x-4>0,所以x>2.又因为函数f(x)为偶函数,所以函数f(x)>0的解集为{x|x<-2,或x>2}.将函数y=f(x)的图象向右平移2个单位即得函数y=f(x-2)的图象,故f(x-2)>0的解集为{x|x<0,或x>4}.5.-1 解析:由已知得f(0)=0,f(1)=-1.又f(x)关于x=1对称,∴f(x)=f(2-x)且T=4,∴f(2)=f(0)=0,f(3)=f(3-4)=f(-1)=1,f(2 008)=f(0)=0,f(2 009)=f(1)=-1,f(2 010)=f(2)=0,f(2 011)=f(3)=1,f(2 012)=f(0)=0,f(2 013)=f(1)=-1.∴f(2 008)+f(2 009)+f(2 010)+f(2 011)+f(2 012)+f(2 013)=-1.。
2024年高考数学总复习第二章《函数与基本初等函数》§2.3函数的奇偶性与周期性最新考纲1.结合具体函数,了解函数奇偶性的含义.2.学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.函数的奇偶性奇偶性定义图象特点偶函数一般地,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 )就叫做偶函数关于y 轴对称奇函数一般地,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 )就叫做奇函数关于原点对称2.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.概念方法微思考1.如果已知函数f (x ),g (x )的奇偶性,那么函数f (x )±g (x ),f (x )·g (x )的奇偶性有什么结论?提示在函数f (x ),g (x )公共定义域内有:奇±奇=奇,偶±偶=偶,奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.2.已知函数f (x )满足下列条件,你能得到什么结论?(1)f (x +a )=-f (x )(a ≠0);(2)f (x +a )=1f (x )(a ≠0);(3)f (x +a )=f (x +b )(a ≠b ).提示(1)T =2|a |(2)T =2|a |(3)T =|a -b |题组一思考辨析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)偶函数的图象不一定过原点,奇函数的图象一定过原点.(×)(3)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.(√)题组二教材改编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 (1+x ),则f (-1)=________.答案-2解析f (1)=1×2=2,又f (x )为奇函数,∴f (-1)=-f (1)=-2.3.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解析f 32=f -124×-122+2=1.4.设奇函数f (x )的定义域为[-5,5],若当x ∈[0,5]时,f (x )的图象如图所示,则不等式f (x )<0的解集为________.答案(-2,0)∪(2,5]解析由图象可知,当0<x <2时,f (x )>0;当2<x ≤5时,f (x )<0,又f (x )是奇函数,∴当-2<x <0时,f (x )<0,当-5≤x <-2时,f (x )>0.综上,f (x )<0的解集为(-2,0)∪(2,5].题组三易错自纠5.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 .-13 B.13C.12D .-12答案B 解析∵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 =13.6.偶函数y =f (x )的图象关于直线x =2对称,f (3)=3,则f (-1)=________.答案3解析∵f (x )为偶函数,∴f (-1)=f (1).又f (x )的图象关于直线x =2对称,∴f (1)=f (3).∴f (-1)=3.题型一函数奇偶性的判断例1判断下列函数的奇偶性:(1)f (x )=36-x 2+x 2-36;(2)f (x )=ln (1-x 2)|x -2|-2;(3)f (x )2+x ,x <0,x 2+x ,x >0.解(1)-x 2≥0,2-36≥0,得x 2=36,解得x =±6,即函数f (x )的定义域为{-6,6},关于原点对称,∴f (x )=36-x 2+x 2-36=0.∴f (-x )=-f (x )且f (-x )=f (x ),∴函数f (x )既是奇函数又是偶函数.(2)-x 2>0,-2|≠2,得定义域为(-1,0)∪(0,1),关于原点对称.∴x -2<0,∴|x -2|-2=-x ,∴f (x )=ln (1-x 2)-x.又∵f (-x )=ln[1-(-x )2]x =ln (1-x 2)x =-f (x ),∴函数f (x )为奇函数.(3)显然函数f (x )的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称.∵当x <0时,-x >0,则f (-x )=-(-x )2-x =-x 2-x =-f (x );当x >0时,-x <0,则f (-x )=(-x )2-x =x 2-x =-f (x );综上可知,对于定义域内的任意x ,总有f (-x )=-f (x ),∴函数f (x )为奇函数.思维升华判断函数的奇偶性,其中包括两个必备条件:(1)定义域关于原点对称,这是函数具有奇偶性的必要不充分条件,所以首先考虑定义域;(2)判断f (x )与f (-x )是否具有等量关系.在判断奇偶性的运算中,可以转化为判断奇偶性的等价关系式f (x )+f (-x )=0(奇函数)或f (x )-f (-x )=0(偶函数)是否成立.跟踪训练1(1)下列函数中,既不是奇函数也不是偶函数的是()A .f (x )=x +sin 2xB .f (x )=x 2-cos xC .f (x )=3x -13xD .f (x )=x 2+tan x答案D解析对于选项A ,函数的定义域为R ,f (-x )=-x +sin 2(-x )=-(x +sin 2x )=-f (x ),所以f (x )=x +sin 2x 为奇函数;对于选项B ,函数的定义域为R ,f (-x )=(-x )2-cos(-x )=x 2-cos x =f (x ),所以f (x )=x 2-cos x 为偶函数;对于选项C ,函数的定义域为R ,f (-x )=3-x-13-x =-x f (x ),所以f (x )=3x -13x 为奇函数;只有f (x )=x 2+tan x 既不是奇函数也不是偶函数.故选D.(2)(2018·石景山模拟)下列函数中既是奇函数,又在区间(0,+∞)上单调递减的函数为()A .y =xB .y =-x 3C .y =12log xD .y =x +1x答案B解析由题意得,对于函数y =x 和函数y =12log x 都是非奇非偶函数,排除A ,C.又函数y=x +1x 在区间(0,1)上单调递减,在区间(1,+∞)上单调递增,排除D ,故选B.题型二函数的周期性及其应用1.(2018·抚顺模拟)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 (7)=________.答案-2解析f (7)=f (-1)=-f (1)=-2.2.已知定义在R上的函数f(x)满足f(2)=2-3,且对任意的x都有f(x+2)=1-f(x),则f(2020)=________.答案-2-3解析由f(x+2)=1-f(x),得f(x+4)=1-f(x+2)=f(x),所以函数f(x)的周期为4,所以f(2020)=f(4).因为f(2+2)=1-f(2),所以f(4)=-1f(2)=-12-3=-2- 3.故f(2020)=-2- 3.3.(2017·山东)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)=________.答案6解析∵f(x+4)=f(x-2),∴f((x+2)+4)=f((x+2)-2),即f(x+6)=f(x),∴f(x)是周期为6的周期函数,∴f(919)=f(153×6+1)=f(1).又f(x)是定义在R上的偶函数,∴f(1)=f(-1)=6,即f(919)=6.4.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(1)+f(2)+________.答案2-1解析依题意知:函数f(x)为奇函数且周期为2,则f(1)+f(-1)=0,f(-1)=f(1),即f(1)=0.∴f(1)+f(2)+=0+f(0)+=f(0)+=f(0)=122-1+20-1=2-1.思维升华利用函数的周期性,可将其他区间上的求值、求零点个数、求解析式等问题,转化到已知区间上,进而解决问题.题型三函数性质的综合应用命题点1求函数值或函数解析式例2(1)设f (x )是定义在R 上周期为4的奇函数,若在区间[-2,0)∪(0,2]上,f (x )=ax +b ,-2≤x <0,ax -1,0<x ≤2,则f (2021)=________.答案-12解析设0<x ≤2,则-2≤-x <0,f (-x )=-ax +b .因为f (x )是定义在R 上周期为4的奇函数,所以f (-x )=-f (x )=-ax +1=-ax +b ,所以b =1.而f (-2)=f (-2+4)=f (2),所以-2a +b =2a -1,解得a =12,所以f (2021)=f (1)=12×1-1=-12.(2)已知f (x )为偶函数,当x ≤0时,f (x )=e -x -1-x ,则f (x )=________.答案e-x -1-x ,x ≤0,e x -1+x ,x >0解析∵当x >0时,-x <0,∴f (x )=f (-x )=e x -1+x ,∴f (x )e -x -1-x ,x ≤0,e x -1+x ,x >0.命题点2求参数问题例3(1)若函数f (x )=x ln(x +a +x 2)为偶函数,则a =__________.答案1解析∵f (-x )=f (x ),∴-x ln(a +x 2-x )=x ln(x +a +x 2),∴ln[(a +x 2)2-x 2]=0.∴ln a =0,∴a =1.(2)设f (x )是定义在R 上且周期为2的函数,在区间[-1,1]上,f (x )ax +1,-1≤x <0,bx +2x +1,0≤x ≤1,其中a ,b ∈R .若f 12=f 32,则a +3b 的值为________.答案-10解析因为f (x )是定义在R 上且周期为2的函数,所以ff (-1)=f (1),故从而12b +212+1=-12a +1,即3a +2b =-2.①由f (-1)=f (1),得-a +1=b +22,即b =-2a .②由①②得a =2,b =-4,从而a +3b =-10.(3)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+ax -1-a ,若函数f (x )为R 上的减函数,则a 的取值范围是____________.答案[-1,0]解析因为函数f (x )是R 上的奇函数,所以f (0)=0,若函数f (x )为R 上的减函数,则满足当x >0时,函数为减函数,且-1-a ≤0-a -2=a 2≤0,1-a ≤0,≤0,≥-1,即-1≤a ≤0.命题点3利用函数的性质解不等式例4(1)(2018·聊城模拟)已知函数f (x )=|x |(10x -10-x ),则不等式f (1-2x )+f (3)>0的解集为()A .(-∞,2)B .(2,+∞)C .(-∞,1)D .(1,+∞)答案A解析由于f (-x )=-f (x ),所以函数为奇函数,且为单调递增函数,故f (1-2x )+f (3)>0等价于f (1-2x )>-f (3)=f (-3),所以1-2x >-3,x <2,故选A.(2)设函数f (x )=ln(1+|x |)-11+x2,解不等式f (x )>f (2x -1).解由已知得函数f (x )为偶函数,所以f (x )=f (|x |),由f (x )>f (2x -1),可得f (|x |)>f (|2x -1|).当x>0时,f(x)=ln(1+x)-11+x2,因为y=ln(1+x)与y=-11+x2在(0,+∞)上都单调递增,所以函数f(x)在(0,+∞)上单调递增.由f(|x|)>f(|2x-1|),可得|x|>|2x-1|,两边平方可得x2>(2x-1)2,整理得3x2-4x+1<0,解得13<x<1.所以符合题意的x思维升华解决周期性、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.跟踪训练2(1)定义在R上的奇函数f(x)满足f(x),当x ,12时,f(x)=12log(1)x ,则f(x)()A.减函数且f(x)>0B.减函数且f(x)<0 C.增函数且f(x)>0D.增函数且f(x)<0答案D解析当x ,12时,由f(x)=12log(1-x)可知,f(x)单调递增且f(x)>0,又函数f(x)为奇函数,所以在区间-12,f(x)<0.由f(x)知,函数的周期为32,f(x)<0.故选D.(2)(2018·烟台模拟)已知偶函数f(x)在[0,+∞)上单调递增,且f(1)=-1,f(3)=1,则满足-1≤f(x-2)≤1的x的取值范围是()A.[3,5]B.[-1,1]C.[1,3]D.[-1,1]∪[3,5]答案D解析由偶函数f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,则在区间(-∞,0)上单调递减,又f(1)=-1,f(3)=1,则f(-1)=-1,f(-3)=1,要使得-1≤f(x-2)≤1,即1≤|x-2|≤3,即1≤x-2≤3或-3≤x-2≤-1,解得-1≤x≤1或3≤x≤5,即不等式的解集为[-1,1]∪[3,5],故选D.(3)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)3,x≤0,(x),x>0,解不等式f(6-x2)>f(x).解∵g(x)是奇函数,∴当x>0时,g(x)=-g(-x)=ln(1+x),易知f(x)在R上是增函数,由f(6-x2)>f(x),可得6-x2>x,即x2+x-6<0,∴-3<x<2.函数的性质函数的奇偶性、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,解题时,往往需要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.一、函数性质的判断例1(1)(2017·全国Ⅰ)已知函数f(x)=ln x+ln(2-x),则()A.f(x)在(0,2)上单调递增B.f(x)在(0,2)上单调递减C.y=f(x)的图象关于直线x=1对称D.y=f(x)的图象关于点(1,0)对称答案C解析f(x)的定义域为(0,2).f(x)=ln x+ln(2-x)=ln[x(2-x)]=ln(-x2+2x).设u=-x2+2x,x∈(0,2),则u=-x2+2x在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减.又y=ln u在其定义域上单调递增,∴f(x)=ln(-x2+2x)在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减.∴选项A,B错误;∵f(x)=ln x+ln(2-x)=f(2-x),∴f(x)的图象关于直线x=1对称,∴选项C正确;∵f(2-x)+f(x)=[ln(2-x)+ln x]+[ln x+ln(2-x)]=2[ln x+ln(2-x)],不恒为0,∴f(x)的图象不关于点(1,0)对称,∴选项D错误.故选C.(2)定义在R上的函数f(x)满足f(x)=f(-x),且f(x)=f(x+6),当x∈[0,3]时,f(x)单调递增,则f(x)在下列哪个区间上单调递减()A.[3,7]B.[4,5]C.[5,8]D.[6,10]答案B解析依题意知,f(x)是偶函数,且是以6为周期的周期函数.因为当x∈[0,3]时,f(x)单调递增,所以f(x)在[-3,0]上单调递减.根据函数周期性知,函数f(x)在[3,6]上单调递减.又因为[4,5]⊆[3,6],所以函数f(x)在[4,5]上单调递减.(3)定义在实数集R上的函数f(x)满足f(x)+f(x+2)=0,且f(4-x)=f(x).现有以下三个命题:①8是函数f(x)的一个周期;②f(x)的图象关于直线x=2对称;③f(x)是偶函数.其中正确命题的序号是________.答案①②③解析由f(x)+f(x+2)=0可得f(x+4)=-f(x+2)=f(x),∴函数f(x)的最小正周期是4,①对;由f(4-x)=f(x),可得f(2+x)=f(2-x),f(x)的图象关于直线x=2对称,②对;f(4-x)=f(-x)且f(4-x)=f(x),∴f(-x)=f(x),f(x)为偶函数,③对.二、函数性质的综合应用例2(1)(2018·全国Ⅱ)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)等于()A.-50B.0C.2D.50答案C解析∵f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x),∴f(1-x)=-f(x-1).∵f(1-x)=f(1+x),∴-f(x-1)=f(x+1),∴f(x+2)=-f(x),∴f(x+4)=-f(x+2)=-[-f(x)]=f(x),∴函数f(x)是周期为4的周期函数.由f(x)为奇函数且定义域为R得f(0)=0,又∵f(1-x)=f(1+x),∴f(x)的图象关于直线x=1对称,∴f(2)=f(0)=0,∴f(-2)=0.又f(1)=2,∴f(-1)=-2,∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=f(1)+f(2)+f(-1)+f(0)=2+0-2+0=0,∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+…+f(49)+f(50)=0×12+f(49)+f(50)=f(1)+f(2)=2+0=2.故选C.(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()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)答案D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).(3)设偶函数f (x )满足f (x )=2x -4(x ≥0),则满足f (a -2)>0的实数a 的取值范围为__________.答案{a |a >4或a <0}解析∵偶函数f (x )满足f (x )=2x -4(x ≥0),∴函数f (x )在[0,+∞)上为增函数,f (2)=0,∴不等式f (a -2)>0等价于f (|a -2|)>f (2),即|a -2|>2,即a -2>2或a -2<-2,解得a >4或a <0.1.下列函数中,既是偶函数又在区间(1,2)内单调递减的是()A .f (x )=xB .f (x )=1x 2C .f (x )=2x +2-xD .f (x )=-cos x答案B解析函数f (x )=1x2是偶函数,且在(1,2)内单调递减,符合题意.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)等于()A .-3B .-54C.54D .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y =f (x )是定义在R 上的奇函数,则下列函数中为奇函数的是()①y =f (|x |);②y =f (-x );③y =xf (x );④y =f (x )+x .A .①③B .②③C .①④D .②④答案D解析由奇函数的定义f (-x )=-f (x )验证,①f (|-x |)=f (|x |),为偶函数;②f (-(-x ))=f (x )=-f (-x ),为奇函数;③-xf (-x )=-x ·[-f (x )]=xf (x ),为偶函数;④f (-x )+(-x )=-[f (x )+x ],为奇函数.可知②④正确,故选D.4.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f (1)等于()A .-2B .0C .2D .1答案A解析∵函数f (x )为定义在R 上的奇函数,且周期为2,∴f (1)=-f (-1)=-f (-1+2)=-f (1),∴f (1)=0,124=-2,∴f (1)=-2.5.(2018·惠州调研)已知定义域为R 的偶函数f (x )在(-∞,0]上是减函数,且f (1)=2,则不等式f (log 2x )>2的解集为()A .(2,+∞)(2,+∞)(2,+∞)D .(2,+∞)答案B解析f (x )是R 上的偶函数,且在(-∞,0]上是减函数,所以f (x )在[0,+∞)上是增函数,所以f (log 2x )>2=f (1)⇔f (|log 2x |)>f (1)⇔|log 2x |>1⇔log 2x >1或log 2x <-1⇔x >2或0<x <12.6.(2018·海南联考)已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,f (x )=f (12-x ),当x ∈[0,6]时,f (x )=log 6(x +1),若f (a )=1(a ∈[0,2020]),则a 的最大值是()A .2018B .2010C .2020D .2011答案D解析由函数f (x )是定义在R 上的偶函数,f (x )=f (12-x ),可得f (-x )=f (12+x ),即f (x )=f (12+x ),故函数的周期为12.令log 6(a +1)=1,解得a =5,∴在[0,12]上f (a )=1的根为5,7;又2020=12×168+4,∴a 的最大值在[2004,2016]上,即2004+7=2011.故选D.7.若f (x )=ln(e 3x +1)+ax 是偶函数,则a =________.答案-32解析函数f (x )=ln(e 3x +1)+ax 是偶函数,故f (-x )=f (x ),即ln(e-3x+1)-ax =ln(e 3x +1)+ax ,化简得ln 1+e 3x e 3x +e 6x =2ax =ln e 2ax,即1+e 3x e 3x +e 6x =e 2ax ,整理得e 3x +1=e 2ax +3x (e 3x +1),所以2ax +3x =0恒成立,所以a =-32.8.已知函数f (x )是奇函数,当x >0时,f (x )=ln x ,则f ________.答案-ln 2解析由已知可得ln 1e2=-2,所以f (-2).又因为f (x )是奇函数,所以f (-2)=-f (2)=-ln 2.9.奇函数f (x )在区间[3,6]上是增函数,且在区间[3,6]上的最大值为8,最小值为-1,则f (6)+f (-3)的值为________.答案9解析由于f (x )在[3,6]上为增函数,所以f (x )的最大值为f (6)=8,f (x )的最小值为f (3)=-1,因为f (x )为奇函数,所以f (-3)=-f (3)=1,所以f (6)+f (-3)=8+1=9.10.若函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间[0,+∞)上是单调递增的.如果实数t 满足f (ln t )+2f (1),那么t 的取值范围是________.答案1e,e 解析由于函数f (x )是定义在R 上的偶函数,所以f (ln t )=由f (ln t )+2f (1),得f (ln t )≤f (1).又函数f (x )在区间[0,+∞)上是单调递增的,所以|ln t |≤1,即-1≤ln t ≤1,故1e≤t ≤e.11.已知函数f (x )x 2+2x ,x >0,,x =0,2+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)-2>-1,-2≤1,所以1<a ≤3,故实数a 的取值范围是(1,3].12.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 -x 2.(1)求证:f (x )是周期函数;(2)当x ∈[2,4]时,求f (x )的解析式.(1)证明∵f (x +2)=-f (x ),∴f (x +4)=-f (x +2)=f (x ).∴f (x )是周期为4的周期函数.(2)解∵x ∈[2,4],∴-x ∈[-4,-2],∴4-x ∈[0,2],∴f (4-x )=2(4-x )-(4-x )2=-x 2+6x -8.∵f (4-x )=f (-x )=-f (x ),∴-f (x )=-x 2+6x -8,即f (x )=x 2-6x +8,x ∈[2,4].13.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 (2023)=________.答案1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 ),即函数f (x )的周期是4,所以f (2023)=f (506×4-1)=f (-1).因为函数f (x )为偶函数,所以f (2023)=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 (2023)=f (1)=1.14.(2018·天津河西区模拟)设f (x )是定义在R 上的偶函数,且当x ≥0时,f (x )=x 2+1,0≤x <1,-2x ,x ≥1,若对任意的x ∈[m ,m +1],不等式f (1-x )≤f (x +m )恒成立,则实数m的最大值是()A .-1B .-13C .-12D.13答案B解析易知函数f (x )在[0,+∞)上单调递减,又函数f (x )是定义在R 上的偶函数,所以函数f (x )在(-∞,0)上单调递增,则由f (1-x )≤f (x +m ),得|1-x |≥|x +m |,即(1-x )2≥(x +m )2,即g (x )=(2m +2)x +m 2-1≤0在x ∈[m ,m +1]上恒成立,当m =-1时,g (x )=0,符合要求,当m ≠-1(m )=(3m -1)(m +1)≤0,(m +1)=(m +1)(3m +1)≤0,解得-1<m ≤-13,所以-1≤m ≤-13,即m 的最大值为-13.15.已知函数f (x )=sin x +x ,对任意的m ∈[-2,2],f (mx -2)+f (x )<0恒成立,则x 的取值范围为______________________________.答案2解析易知f (x )在R 上为单调递增函数,且f (x )为奇函数,故f (mx -2)+f (x )<0等价于f (mx -2)<-f (x )=f (-x ),则mx -2<-x ,即mx +x -2<0对所有m ∈[-2,2]恒成立,令h (m )=mx +x -2,m ∈[-2,2](-2)<0,(2)<0即可,解得-2<x <23.16.已知f (x )是定义在R 上的奇函数,f (x +1)是偶函数,当x ∈(2,4)时,f (x )=|x -3|,求f (1)+f (2)+f (3)+f (4)+…+f (2020)的值.解因为f (x )为奇函数,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 ),所以f (x +4)=-f (x +2)=f (x ),所以函数f(x)的周期为4,所以f(4)=f(0)=0,f(3)=f(-1)=-f(1).在f(x+1)=f(-x+1)中,令x=1,可得f(2)=f(0)=0,所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=0.所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+…+f(2020)=0.。
第二章 函数2.3.1函数的周期性与对称性(题型战法)知识梳理一 函数的周期性函数()y f x =满足定义域内的任一实数x (其中,a b 为常数) (1)()()f x f x a =+,则()x f 是以T a =为周期的周期函数; (2)()()f x a f x b +=-, 则()x f 是以b a T +=为周期的周期函数; (3)()()f x a f x +=-,则()x f 是以2T a =为周期的周期函数; (4)()()1f x a f x +=±,则()x f 是以2T a =为周期的周期函数; 二 函数的对称性轴对称:若()()f a x f b x +=- 则f(x)关于2ba x +=对称. 中心对称:若()()2f a x f b x m ++-= 则f(x)关于(2ba +,m) 对称.三 由对称性推周期性(1) 函数()y f x =满足()()f a x f a x +=-(0a >),①若()x f 为奇函数,则函数()f x 4T a =,②若()x f 为偶函数,则函数()f x 周期为2T a =.(2) 函数()y f x =()x R ∈的图象关于直线x a =和x b =()a b ≠都对称,则函数()f x 是以2a b -为最小正周期的周期函数;(3) 函数()y f x =()x R ∈的图象关于两点()0,A a y ,()0,B b y ()a b ≠都对称,则函数()f x 是以2a b -为最小正周期的周期函数;(4) 函数()y f x =()x R ∈的图象关于()0,A a y 和直线x b =()a b ≠都对称,则函数()f x 是以4a b -为最小正周期的周期函数;题型战法题型战法一 周期性与对称性的判断典例1.下列函数是周期函数的有( ) ①sin y x = ①cos y x = ①2y xA .①①B .①①C .①①D .①①①【答案】C 【解析】 【分析】根据三角函数和二次函数的性质可得. 【详解】易得sin y x =和cos y x =是周期函数,2y x 不是周期函数. 故选:C.变式1-1.下列函数中,既是周期函数又是偶函数的是( ) A .0.5log y x = B .sin y x =C .cos y x =D .tan y x =【答案】C 【解析】直接利用函数性质判断即可. 【详解】选项A 中0.5log y x =不是周期函数,故排除A; 选项B,D 中的函数均为奇函数,故排除B,D; 故选:C. 【点睛】本题考查基本初等函数的周期性和奇偶性,属于基础题. 变式1-2.函数x y e =与x y e -=的图象( ) A .关于x 轴对称 B .关于y 轴对称 C .关于原点对称 D .关于直线y x =对称【答案】B 【解析】 【分析】设点00(,)P x y 在函数x y e =图象上,证明00(,)P x y 关于y 轴对称的点00(,)x y -在函数x y e -=的图象上.【详解】解:设点00(,)P x y 在函数x y e =图象上,则00xy e =,则00(,)P x y 关于y 轴对称的点00(,)x y -满足0()0x x y ee --==, 所以点00(,)x y -在函数x y e -=的图象上. 故选:B变式1-3.函数91()3x x f x +=的图像( )A .关于直线1x =对称B .关于y 轴对称C .关于原点对称D .关于x 轴对称【答案】B 【解析】 【分析】利用分离常数法化简函数式,可知函数()f x 为偶函数,进而判断对称性. 【详解】 解:因为()()231911333333x xx x x xxxf x -++===+=+,()()33x x f x f x --=+= 易知()f x 为偶函数,所以函数()f x 的图象关于y 轴对称. 故选:B.变式1-4.函数1()f x x x=+的图象关于( )对称. A .直线y x = B .原点C .y 轴D .x 轴【答案】B 【解析】根据函数的奇偶性判断. 【详解】因为函数1()f x x x=+的定义域为{}|0x x ≠,关于原点对称, 又11()()f x x x f x x x ⎛⎫-=--=-+=- ⎪⎝⎭, 所以()f x 是奇函数,图象关于原点对称, 故选:B题型战法二 由函数周期性求函数值典例2.已知函数()y f x =为R 上的偶函数,若对于0x ≥时,都有()()4f x f x =+,且当[)0,2x ∈时,()()2log 1f x x =+,则()2021f -等于( ) A .1 B .-1 C .2log 6 D .23log 2【答案】A 【解析】 【分析】由已知确定函数的周期,利用周期性和奇偶性进行求解. 【详解】①()y f x =为R 上的偶函数,①(2021)(2021)f f -=, 又当0x ≥时,()(4)f x f x =+, ①(2021)(2017)(1)f f f ==⋅⋅⋅=, 当[)0,2x ∈时,2()log (1)=+f x x , ①2(2021)(1)log (11)1f f -==+=. 故选:A.变式2-1.定义在R 上的函数()f x 满足(2)()f x f x +=,当[1,1]x ∈-时,2()1f x x =+,则(2020.5)f =( ) A .1716B .54C .2D .1【答案】B 【解析】 【分析】由()()2f x f x +=可知,函数()f x 的周期为2,利用周期性把所给的自变量转化到区间[]1,1-上,代入求值即可. 【详解】由()()2f x f x +=可知,函数()f x 的周期为2,当[1,1]x ∈-时,2()1f x x =+, ①1115(2020.5)202012244f f f ⎛⎫⎛⎫=+==+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.故选:B变式2-2.已知函数()f x 是R 上的偶函数,若对于0x ≥,都有()()2f x f x +=.且当[)0,2x ∈时,()()2log 1f x x =+,则()()20132014f f -+的值为( )A .2-B .1-C .1D .2【答案】C 【解析】 【分析】由()()2f x f x +=可得函数的周期为2,再结合函数为偶函数可得()()()()2013201410f f f f -+=+,然后由已知的解析式可求得答案【详解】①函数()f x 是(),-∞+∞上的偶函数, ①()()f x f x -=,又①对于0x ≥都有()()2f x f x +=,①2T =,①当[)0,2x ∈时,()()2log 1f x x =+,①()()()()()()201320142013201421006121007f f f f f f -+=+=⨯++⨯()()2210log 2log 11f f =+=+=,故选:C.变式2-3.已知定义在R 上的偶函数()f x ,对x ∀∈R ,有(6)()(3)f x f x f +=+成立,当03x ≤≤时,()26f x x =-,则()2021f =( ) A .0 B .2-C .4-D .2【答案】C 【解析】 【分析】求得()f x 的周期,结合奇偶性求得()2021f 的值. 【详解】依题意对x ∀∈R ,有(6)()(3)f x f x f +=+成立, 令3x =-,则()()()()33323f f f f =-+=, 所以()30f =,故()()6f x f x +=, 所以()f x 是周期为6的周期函数,故()()()()202163371112164f f f f =⨯-=-==⨯-=-. 故选:C变式2-4.已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,f (1)5=,且(4)()f x f x +=-,则(2020)(2021)f f +的值为( )A .0B .5-C .2D .5【答案】B 【解析】 【分析】根据题意,分析可得(8)(4)()f x f x f x +=-+=,即函数()f x 是周期为8的周期函数,则有(2020)(0)f f =,(2021)f f =(1),由奇函数的性质求出(0)f 与f (1)的值,相加即可得答案. 【详解】解:根据题意,函数()f x 满足(4)()f x f x +=-,则有(8)(4)()f x f x f x +=-+=, 即函数()f x 是周期为8的周期函数,函数()f x 是定义在R 上的奇函数,则(0)0f =,(2020)(48252)f f f =+⨯=(4)(0)0f ==, (2021)(58252)f f f =+⨯=(5)f =-(1)5=-,则(2020)(2021)(0)f f f f +=+(1)5=-, 故选:B. 【点睛】本题考查函数的奇偶性与周期性的性质以及应用,注意分析函数的周期性,属于基础题.题型战法三 由函数对称性求函数值典例3.如果函数()f x 对任意的实数x ,都有()1()f x f x +=-,且当12x ≥时,()()2log 31f x x =-,那么函数()f x 在[]2,0-上的最大值与最小值之和为( )A .2B .3C .4D .-1【答案】C 【解析】根据()1()f x f x +=-,可知:()f x 关于12x =对称,根据对称性,要求函数()f x 在[]2,0-上的最大值与最小值之和,即求函数()f x 在[]1,3上的最大值与最小值之和,代入即可得解. 【详解】根据()1()f x f x +=-,可知:()f x 关于12x =对称, 那么要求函数()f x 在[]2,0-上的最大值与最小值之和, 即求函数()f x 在[]1,3上的最大值与最小值之和,因为()()2log 31f x x =-递增,所以最小值与最大值分别为:(1)1f =,(3)3f =, (1)(3)4f f +=,故答案为:C. 【点睛】本题考查了函数的对称性,考查了转化思想,计算量较小,思路要求较高,属于中档题.变式3-1.已知3()4f x ax bx =+-,若(2)6f =,则(2)f -=( ) A .-14 B .14 C .6 D .10【答案】A 【解析】 【分析】先计算(2)+(2)f f -,再代入数值得结果. 【详解】(2)+(2)8248248f f a b a b -=+----=-,又(2)6f =,所以(2)14,f -=-故选A 【点睛】本题考查函数性质,考查基本分析求解能力,属基础题.变式3-2.已知函数124xy a ⎛⎫= ⎪-⎝⎭的图象与指数函数x y a =的图象关于y 轴对称,则实数a 的值是 A .1B .2C .4D .8【答案】C 【解析】 【分析】指数函数xy a =关于y 轴对称的函数为1xy a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,由此得到124a -与a 的关系,即可求解出a 的值. 【详解】因为两函数的图象关于y 轴对称,所以124a -与a 互为倒数, 所以124aa =-,解得4a =. 故选C. 【点睛】本题考查指数函数图象对称与底数之间关系,难度较易.关于y 轴对称的指数函数的底数互为倒数.变式3-3.设函数()1f x x x a =++-的图象关于直线1x =对称,则a 的值为 A .1- B .1 C .2 D .3【答案】D 【解析】 【详解】试题分析:因为函数()1f x x x a =++-的图象关于直线1x =对称,所以点()()1,1f --与点()(),a f a ,关于直线1x =对称,11,32aa -+==,故选D.考点: 函数的图象与性质.变式3-4.已知函数()sin cos f x a x x =+的图象关于直线3x π=对称,则4f π⎛⎫= ⎪⎝⎭( )AB C .D【解析】 【分析】先由对称性求得a ,再将4π代入函数解析式即可求得答案.【详解】因为()f x 的图象关于直线3x π=对称,所以()203f f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,即112=-,解得a =4f π⎛⎫= ⎪⎝⎭. 故选:B题型战法四 由周期性与对称性求函数解析式典例4.设()f x 是定义在R 上的周期为2的偶函数,已知[23]x ∈,时,()f x x =,则x ∈[-2,0]时,f (x )的解析式为f (x )=( ) A .4x + B .2x - C .31x -+ D .21x -+【答案】C 【解析】 【分析】根据已知中函数的奇偶性和周期性,结合[]2,3x ∈时,()f x x =,可得答案. 【详解】解:∵()f x 是定义在R 上的周期为2的偶函数,[]2,3x ∈时,()f x x =,∴[]21x ∈--,时, []20,1x +∈,[]42,3x +∈,此时()()44f x f x x =+=+,[]1,0x ∈-时,[]0,1x -∈,[]22,3x -∈,此时()()()22f x f x f x x =-=-=-, 综上可得:[]2,0x ∈-时,()31f x x =-+ 故选:C .本题考查函数解析式的求法,函数的周期性,函数的奇偶性,难度中档. 变式4-1.已知函数()f x 满足(2)()f x f x +=,当(1,0)x ∈-时,有()2x f x =,则当x ①(-3,-2)时,()f x 等于( ) A .2x B .2x - C .22x + D .(2)2x -+-【答案】C 【解析】令(32)x ∈--,,则2(1,)x +∈-0,根据(1,0)x ∈-时,f (x )=2x ,可求得f (x +2)的解析式,再根据f (x +2)=f (x ),即可求得f (x )解析式. 【详解】令(32)x ∈--,,则2(1,)x +∈-0, ①当(1,0)x ∈-时,有()2x f x =, ①f (x +2)=2x +2, ①f (x +2)=f (x ),①f (x +2)=f (x )=2x +2,(32)x ∈--,. 故选:C . 【点睛】本题考查函数解析式的求法,求函数解析式常见的方法有:待定系数法,换元法,凑配法,消元法等,考查学生的计算能力,属于基础题.变式4-2.已知()f x 是定义在R 上周期为2的函数,当[]1,1x ∈-时,()||f x x =,那么当[]7,5x ∈--时()f x =( ) A .|3|x + B .|3|x -C .|6|x +D .|6|x -【答案】C 【解析】利用周期函数的定义求解即可. 【详解】设[]7,5x ∈--,则[]61,1x +∈-, 由题意知,()66f x x +=+,因为函数()f x 是定义在R 上周期为2的函数, 所以()()6f x f x +=,即()6f x x =+.故选: C 【点睛】本题考查周期函数的性质;熟练掌握周期函数的定义是求解本题的关键;属于常考题.变式4-3.若函数()f x 与()3xg x =的图象关于直线3x =对称,则()f x =( )A .33x -B .33x -C .63x -D .63x -【答案】D 【解析】 【分析】先设出函数()f x 图像上任意点的坐标,再求出关于直线3x =对称的点,代入函数()g x 的解析式即可求解. 【详解】解:设函数()y f x =图像上的点为(,)M x y ,关于直线3x =对称的点为(6,)N x y -, 将点N 代入函数()y g x =的解析式可得:63x y -=, 故6()3x f x -=, 故选:D .变式4-4.下列函数中,其图象与函数2x y =的图象关于直线1x =对称的是( ) A .12x y -= B .22x y -= C .12x y += D .22x y +=【答案】B 【解析】 【分析】设所求函数图象上任意一点为(),x y ,由其关于直线1x =的对称点()2,x y -在函数2x y =的图象上可解得结果.【详解】设所求函数图象上任意一点为(),x y ,则其关于直线1x =的对称点()2,x y -在函数2x y =的图象上,所以22x y -=.故选:B.题型战法五 由周期性与对称性比较大小典例5.定义在R 上的函数()f x 满足:()()4f x f x +=成立且()f x 在[]2,0-上单调递增,设()6a f =,(b f =,()4c f =,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a b c >> B .a c b >> C .b c a >> D .c b a >>【答案】D 【解析】 【分析】由()()4f x f x +=,得到()f x 是周期为4的周期函数,得到(6)(2),(4)(0)f f f f =-=,4)f f =,结合()f x 在[]2,0-上单调递增,得到(2)4)(0)f f f -<<,即可求解. 【详解】由题意,函数()f x 满足()()4f x f x +=,即函数()f x 是周期为4的周期函数,则(6)(68)(2),4),(4)(0)f f f f f f f =-=-==,又由函数()f x 在区间[]2,0-上单调递增,可得(2)4)(0)f f f -<<,即(6)(4)f f f <<,所以c b a >>. 故选:D.变式5-1.已知定义域为R 的函数()f x 是奇函数,且()()2f x f x +=-,若()f x 在区间[]0,1是减函数,则53f ⎛⎫ ⎪⎝⎭,(1f ,112f ⎛⎫⎪⎝⎭的大小关系是( ) A .()115123f f f ⎛⎫⎛⎫<<⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭B .()115123f f f ⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C .()511132f f f ⎛⎫⎛⎫<<⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭D .()511132f f f ⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】B 【解析】根据已知等式判断出函数的周期性,再根据奇函数的性质和单调性进行判断即可. 【详解】()()()()()()22224f x f x f x f x f x f x +=-⇒++=-+⇒=+,由此可知函数()f x 的周期为4,函数()f x 是奇函数,()()2f x f x +=-,所以有:55771142333333f f f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=-=-=-+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,113311142222222f f f f ff ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+==-+=--= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 因为()f x 在区间[]0,1是减函数,11132<<, 所以()11132f f f ⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即()115123f f f ⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 故选:B变式5-2.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[]12,4,8x x ∈ ,且 12x x ≠,都有()1212()0f x f x x x ->- ;①(8)()f x f x +=;①(4)y f x =+ 是偶函数;若(7),(11)a f b f =-=,(2020)c f =,则,,a b c 的大小关系正确的是( ) A .a b c << B .b a c << C .b c a << D .c b a <<【答案】D 【解析】由已知条件可知()f x 在[]4,8上单调递增,周期为8,对称轴为4x =.则()7a f =,()5b f =,()4c f =,再结合函数的单调性即可判断大小.【详解】解:由①知,()f x 在[]4,8上单调递增;由①知,()f x 的周期为8; 由①知,()f x 的对称轴为4x =;则()()()717a f f f =-==,()()()()1183835b f f f f =-==-=,()()202025284c f f =-⨯=,因为457<<,由函数的单调性可知,c b a <<. 故选:D. 【点睛】本题考查了函数的对称性,考查了函数的周期,考查了函数的单调性.本题的关键是由已知条件分析出函数的性质.变式5-3.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;①函数()1y f x =+的图象关于y 轴对称;①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 >>【答案】B 【解析】 【分析】由①①可得函数()f x 是周期为4的函数,且()f x 是奇函数,由①可得函数()f x 在[]0,1上单调递增,进而可得函数()f x 在[]1,1-上单调递增,从而利用周期性和单调性即可求解. 【详解】解:由题意,因为函数()1y f x =+的图象关于y 轴对称,所以()()11f x f x +=-+, 所以()()2f x f x =-,所以函数()f x 的图象关于1x =对称,又()()220f x f x ++-=,所以()()20f x f x ++=,即()()2f x f x +=-, 因为()()()222f x f x f x ++=-+=⎡⎤⎣⎦,所以函数()f x 是周期为4的函数, 所以()()20211f f =,()()()202220f f f ==,()()20231f f =-, 因为()()2f x f x +=-,且()()2f x f x +=-,所以()()f x f x -=-, 所以函数()f x 为奇函数,又因为对任意的1x ,[]20,1x ∈,12x x ≠,都有()()()()11221221x f x x f x x f x x f x +>+成立,即()()()12120x x f x f x -->⎡⎤⎣⎦, 所以函数()f x 在[]0,1上单调递增, 所以函数()f x 在[]1,1-上单调递增,因为101>>-,所以()()()202120222023f f f >>, 故选:B.变式5-4.已知定义在R 上的函数()f x 满足,①()()2f x f x +=,① ()2f x -为奇函数,①当[)0,1x ∈时,()()12120f x f x x x ->-()12x x ≠恒成立.则152f ⎛⎫- ⎪⎝⎭、()4f 、112f⎛⎫⎪⎝⎭的大小关系正确的是( ) A .()1115422f f f ⎛⎫⎛⎫>>- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭B .()1115422f f f ⎛⎫⎛⎫>>- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C .()1511422f f f ⎛⎫⎛⎫->>⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭D .()1511422f f f ⎛⎫⎛⎫->> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】C 【解析】 【分析】根据单调性的定义可得()f x 在0,1上单调递增,根据已知条件可得()f x 是周期为2的奇函数,根据周期性和单调性即可求解. 【详解】由()()2f x f x +=可得()f x 的周期为2, 因为()2f x -为奇函数,所以()f x 为奇函数, 因为[)0,1x ∈时,()()12120f x f x x x ->-,所以()f x 在0,1上单调递增,因为()f x 为奇函数,所以()f x 在1,0上单调递增, 所以()f x 在()1,1-上单调递增, 因为1515124222f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-+⨯= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,()()()44220f f f =-⨯=,1111123222f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⨯=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 所以()11022f f f ⎛⎫⎛⎫>>- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即()1511422f f f ⎛⎫⎛⎫->>⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 故选:C.题型战法六 由抽象函数周期性与对称性求函数值典例6.已知()f x 是定义域为R 的偶函数,()10f =,()5.52f =,()()()1g x x f x =-.若()1g x +是偶函数,则()0.5g -=( ) A .-3 B .-2 C .2 D .3【答案】D 【解析】 【分析】根据()1g x +得到()g x 关于1x =对称,得到()()2g x g x =-,结合()()()1g x x f x =-和()f x 为偶函数即可得()f x 周期为4,进而即得.【详解】因为()1g x +为偶函数,则()g x 关于1x =对称,即()()2g x g x =-. 即()()()()112x f x x f x -=--,即()()20f x f x +-=,()10f =也满足. 又()f x 是定义域为R 偶函数,关于y 轴对称,①()()2f x f x =--,()()()()()2,42f x f x f x f x f x +=-+=-+=, ①()f x 周期为4,①()()()()5.5 1.5 2.5 2.52f f f f ==-==, ①()()()0.5 2.5 1.5 2.53g g f -===. 故选:D.变式6-1.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-【答案】D 【解析】 【分析】首先利用赋值法求出()20f =,代入等式赋值得到(4)()f x f x +=-,即对称轴为2x =,再根据函数图象的平移规律判断函数为奇函数,进一步求得函数周期,进而得到(45)(3)(3)(1)f f f f =-=-=-.【详解】因为对任意x ∈R ,都有(3)(1)9(2),f x f x f +=-+ 令1,x =- 得(2)(2)9(2),f f f =+ 解得(2)0,f = 则(3)(1),f x f x +=- 即(4)(),f x f x +=- 所以函数()f x 的图象关于直线2x =对称.又函数(9)f x +的图象关于点(9,0)-对称,则函数()f x 的图象关于点(0,0)对称, 即函数()f x 为奇函数,所以(4)()(),f x f x f x +=-=-所以(8)(4)(),f x f x f x +=-+= 所以8是函数()f x 的一个周期, 所以(45)(683)(3)(3)(1)2022,f f f f f =⨯-=-=-=-=- 故选:D.变式6-2.若定义在实数集R 上的偶函数()f x 满足()0f x >,1(2)()f x f x +=,对任意的x ∈R 恒成立,则()2021f =( ) A .4 B .3 C .2 D .1【答案】D 【解析】 【分析】根据题干条件得到()f x 为周期函数,最小正周期为4,进而得到()()20211f f =,利用()f x 是偶函数得到()()11f f -=,进而得到()211f =,结合()0f x >,得到()11f =.【详解】1(2)()f x f x +=,则1()(2)f x f x =-,所以1(2)(2)()f x f x f x +==-,即()()4f x f x +=,()f x 为周期函数,最小正周期为4,则()()()2021505411f f f =⨯+=,令1x =-得:1(12)(1)f f -+=-,即()()111f f =-,又因为()f x 为偶函数,所以()()11f f -=,故()()111f f =,即()211f =,因为()0f x >,所以()11f =.故选:D变式6-3.已知定义在R 上的函数()f x ,满足()()0f x f x ,(5)(5)f x f x -=+,且(1)2022f =,则(2020)(2021)f f -=( )A .2026B .4044C .2022-D .4044-【答案】C 【解析】 【分析】根据题意可知函数是奇函数,进而推导()f x 的周期,然后求出函数值即可. 【详解】()()0f x f x -+=,()()f x f x ∴-=-,()f x ∴是奇函数,x R ∈,(0)=0f ∴.(5)(5)f x f x -=+,()(10)f x f x ∴-=+,由()()()(10)f x f x f x f x ,()(20)f x f x ∴=+,()f x ∴的周期为20T =.0(1)202()20=f f =,.(0)(1)020222022(2020)(2021)f f f f ∴-=-=--=.故选:C变式6-4.函数()f x 定义域为R ,且,(4)()2(2)x R f x f x f ∀∈+=+,若函数(1)f x +的图象关于1x =-对称,且(1)3f =,则(2021)f =( ) A .3 B .-3C .6D .-6【答案】A 【解析】 【分析】由题设可知()f x 为偶函数且(2)(2)2(2)f f f =-+,即可得(2)0f =,易知()f x 是周期为4的函数,利用周期性求(2021)f 即可. 【详解】①(1)f x +的图象关于1x =-对称, ①()f x 关于y 轴对称,即()f x 为偶函数,又(2)(2)2(2)f f f =-+,即(2)(2)0f f +-=,而(2)(2)f f =-, ①(2)(2)0f f =-=,故,(4)()x R f x f x ∀∈+=, ①()f x 是周期为4的函数,综上,(2021)(45051)(1)3f f f =⨯+==. 故选:A。
高中数学第一部分必备知识点第二部分学习难点必修1知识点重难点高考考点第一章:集合与函数1.1.1、集合1.1.2、集合间的基本关系1.1.3、集合间的基本运算1.2.1、函数的概念1.2.2、函数的表示法1.3.1、单调性与最大(小)值1.3.2、奇偶性重点:1、集合的交、并、补等运算。
2、函数定义域的求法3、函数性质难点:函数的性质1、集合的交、并、补等运算。
2、集合间的基本关系3、函数的概念、三要素及表示方法4、分段函数5、奇偶性、单调性和周期性第二章:基本初等函数(Ⅰ)2.1.1、指数与指数幂的运算2.1.2、指数函数及其性质2.2.1、对数与对数运算2..2.2、对数函数及其性质2.3、幂函数重点:1、指数函数的图像与性质2、对数函数的图像与性质3、特殊的幂函数的图像与性质4、指数、对数的运算难点:1、指数函数与对数函数相结合2、指数对数与不等式、导数、三角函数等结合1、指数函数的图像与性质2、对数函数的图像与性质3、特殊的幂函数的图像与性质4、指数、对数的运算5、数值大小的比较6、习惯与不等式、导数、三角函数等结合,难度较大第三章:函数的应用3.1.1、方程的根与函数的零点3.1.2、用二分法求方程的近似解3.2.1、几类不同增长的函数模型3.2.2、函数模型的应用举例重点:1、零点的概念2、二分法求方程近似解的方法难点:1、函数模型2、函数零点与导数,含有字母的参数相结合1、零点的概念2、二分法必修2知识点重难点高考考点第一章:空间几何体1、空间几何体的结构2、空间几何体的三视图和直观图3、空间几何体的表面积与体积重点:1、认识柱、锥、台、球及其简单组合体的结构特征2、几何体的三视图和直观图3、会利用公式求一些简单几何体的表面积和体积难点:空间想象能力1、几何体的三视图和直观图2、空间几何体的表面积与体积第二章:点、直线、平面之间的位置关系(重点)1、空间点、直线、平面之间的位置关系2、直线、平面平行的判定及其性质3、直线、平面垂直的判定及其性质重点:1、线面平行、面面平行的有关性质和判定定理2、证明线面垂直3、点到平面的距离难点:1、线面垂直2、点到平面的距离1、以选择填空的形式考查线与面、面与面的平行关系,考查线面位置的关系2、以解答的形式考查线与面、面与面的位置3、证明线面垂直4、点到平面的距离第三章:直线与方程1、直线的倾斜角与斜率2、直线方程3、直线的交点坐标与距离公式重点:1、初步建立代数方法解决几何问题的观念2、正确将几何条件与代数表示进行转化3、掌握直线方程并会用于定理地研究点与直线、直线与直线的位置关系。
椭圆的参数方程——教学设计执教:盖州市第二高级中学数学组刘琳琳课题:椭圆的的参数方程一、教学目标:知识与技能:椭圆参数方程的推导及应用,对椭圆参数方程中参数的几何意义本质的理解。
过程与方法:通过教师不断的设问,在学生小组的讨论与交流中,总结出椭圆参数方程的标准形式以及其参数的几何意义,同时应用所学知解决实际问题,并借助参数方程研究椭圆上的动点问题。
这种知识体系的螺旋式上升有助于学生对数学本质的理解。
情感态度与价值观:从解决生活中的实际问题为切入点,提高学生的学习兴趣并体会数学的应用性。
不断的设问,增强学生探索新知的欲望。
小组的合作以加强学生的团队合作意识。
二、教学重点:椭圆的参数方程的形式及其推导、应用三、教学难点:椭圆的参数方程中参数的几何意义四、教材与学情分析:这节课是在学习了曲线的参数方程和直线与圆的参数方程之后圆锥曲线参数方程的第一课时,学生已经拥有一定的推导参数方程以及求点的轨迹特别是参数方程形式的点的轨迹的能力,同时借用参数方程灵活解决最值及动点问题是高考常考的考点,所以这节课在本章中具有一定的重要地位。
学生通过分析椭圆上点的坐标不仅对椭圆有了一个动态的新的认识,同时对解析几何这一学科本质有更加透彻的理解。
五、教学思路:设疑——复习旧知——探究新知——解决问题——实际应用——小结六、教学过程:〔1〕课程导入:播放椭圆画法的视频。
教师提出问题,学生答复,引入椭圆规工具并借此引出这节课探究的主要内容——椭圆的参数方程及其应用。
〔设计理由:激发学生的学习动力,提高学生的学习兴趣,集中学生注意力〕〔2〕复习旧知:圆的参数方程及其推导过程;圆的参数方程中参数的几何意义;〔设计理由:对圆的参数方程重要知识点的复习起到承上启下的作用,使新旧知识得到很好的衔接〕〔3〕探究新知1:〔设计理由:通过学生们的交流与探讨,结合圆的参数方程的推导过程,总结出椭圆的参数方程,再结合椭圆的标准方程和参数方程相互转化的小题的练习,使学生熟练掌握其参数方程的形式 〕〔4〕探究新知2:〔设计理由:椭圆参数方程应抓住离心角的几何意义,为研究参数方程而引进两个圆的作用,通过动态图形的演示,结合问题的逐层深入,重点应用在别离深刻理解椭圆参数方程中参数的几何意义及其本质〕〔5〕探究新知3:椭圆规所形成的点的轨迹是椭圆?〔设计理由:应用新知解决实际问题,回归数学应用的本质〕〔6〕探究新知4:椭圆的参数方程和圆的参数方程有何异同?圆:椭圆:〔设计理由:通过类比,使知识框架更清晰〕〔7〕知识应用:典例剖析1:变式应用1:典例剖析2:变式应用2:课后思考:〔设计理由:借助椭圆的参数方程解决动点最值问题,同时应用多种方法解题,拓展数学思维〕〔8〕课堂小结本节课学习了椭圆的参数方程及参数的几何意义。
2023年高考数学复习提纲及大纲(最新最全)复提纲1. 函数- 函数的概念及分类- 函数的性质及其图像- 常见函数及其性质2. 数列- 数列的概念及其分类- 数列的通项公式及前n项和公式- 常见数列及其性质3. 三角函数- 三角函数的概念及其关系式- 常见三角函数的性质- 解三角函数的基本方程4. 平面向量- 向量的概念及其运算- 向量的线性运算及应用- 向量共线、垂直及夹角的判定5. 解析几何- 二维平面直角坐标系、极坐标系及其应用- 空间直角坐标系及其应用- 点、直线、圆、锥面、曲面及其方程大纲1. 函数与导数1.1 函数的概念与性质1.2 常见函数及其变换1.3 导数概念及其计算法1.4 函数的极值与最值1.5 函数的单调性及曲线的凹凸性2. 不等式组与线性规划2.1 一元一次不等式及其解法2.2 多元一次不等式组及其解法2.3 线性规划基本概念及其解法3. 数列与数学归纳法3.1 数列的概念及性质3.2 等差数列、等比数列及其应用3.3 数学归纳法的原理及应用4. 三角函数4.1 角度及弧度制与三角函数关系4.2 常见三角函数及其性质4.3 三角函数的图像及其变换4.4 解三角形的基本原理及解法5. 平面向量5.1 向量的概念及其运算5.2 向量的线性运算及应用5.3 向量的共线、垂直、平行及夹角的判定6. 解析几何6.1 二维平面直角坐标系、极坐标系及其应用6.2 空间直角坐标系及其应用6.3 几何图形的基本性质及其坐标表示7. 概率论基础7.1 随机事件与概率的概念7.2 基本概型及其计算7.3 条件概率及乘法公式7.4 全概率公式及贝叶斯公式8. 统计与统计图8.1 样本与总体的概念及其统计量8.2 常见统计图及其应用8.3 正态分布及其应用。
高考数学 §2.3 平面向量的基本定理及坐标表示2.3.1 平面向量基本定理课时目标 1.理解并掌握平面向量基本定理.2.掌握向量之间的夹角与垂直.1.平面向量基本定理 (1)定理:如果e 1,e 2是同一平面内的两个______向量,那么对于这一平面内的______向量a ,__________实数λ1,λ2,使a =____________________________.(2)基底:把________的向量e 1,e 2叫做表示这一平面内________向量的一组基底. 2.两向量的夹角与垂直(1)夹角:已知两个__________a 和b ,作OA →=a ,OB →=b ,则________=θ (0°≤θ≤180°),叫做向量a 与b 的夹角.①范围:向量a 与b 的夹角的范围是______________. ②当θ=0°时,a 与b ________. ③当θ=180°时,a 与b ________.(2)垂直:如果a 与b 的夹角是________,则称a 与b 垂直,记作______________.一、选择题1.若e 1,e 2是平面内的一组基底,则下列四组向量能作为平面向量的基底的是( )A .e 1-e 2,e 2-e 1B .2e 1+e 2,e 1+12e 2C .2e 2-3e 1,6e 1-4e 2D .e 1+e 2,e 1-e 22.等边△ABC 中,AB →与BC →的夹角是( ) A .30° B .45° C .60° D .120° 3.下面三种说法中,正确的是( )①一个平面内只有一对不共线向量可作为表示该平面所有向量的基底;②一个平面内有无数多对不共线向量可作为该平面所有向量的基底;③零向量不可作为基底中的向量. A .①② B .②③ C .①③ D .①②③4.若OP 1→=a ,OP 2→=b ,P 1P →=λPP 2→(λ≠-1),则OP →等于( ) A .a +λb B .λa +(1-λ)bC .λa +b D.11+λa +λ1+λb5.如果e 1、e 2是平面α内两个不共线的向量,那么在下列各命题中不正确的有( ) ①λe 1+μe 2(λ、μ∈R )可以表示平面α内的所有向量;②对于平面α中的任一向量a ,使a =λe 1+μe 2的实数λ、μ有无数多对; ③若向量λ1e 1+μ1e 2与λ2e 1+μ2e 2共线,则有且只有一个实数λ,使λ1e 1+μ1e 2=λ(λ2e 1+μ2e 2); ④若实数λ、μ使λe 1+μe 2=0,则λ=μ=0.A .①②B .②③C .③④D .②6.如图,在△ABC 中,AD 是BC 边上的中线,F 是AD 上的一点,且AF FD =15,连结CF 并延长交AB 于E ,则AEEB等于( )A.112B.13C.15D.110 题 号 1 2 3 4 5 6 答 案 二、填空题7.设向量m =2a -3b ,n =4a -2b ,p =3a +2b ,试用m ,n 表示p ,p =________.8.设e 1、e 2是不共线的两个向量,给出下列四组向量:①e 1与e 1+e 2;②e 1-2e 2与e 2-2e 1;③e 1-2e 2与4e 2-2e 1.其中能作为平面内所有向量的一组基底的序号是________.(写出所有满足条件的序号)9.在△ABC 中,AB →=c ,AC →=b .若点D 满足BD →=2DC →,则AD →=____________.10.在平行四边形ABCD 中,E 和F 分别是边CD 和BC 的中点,若AC →=λAE →+μAF →,其中λ、μ∈R ,则λ+μ=________.三、解答题11. 如图所示,已知△ABC 中,D 为BC 的中点,E ,F 为BC 的三等分点,若AB →=a ,AC →=b ,用a ,b 表示AD →,AE →,AF →.12. 如图所示,已知△AOB 中,点C 是以A 为中点的点B 的对称点,OD →=2DB →,DC 和OA交于点E ,设OA →=a ,OB →=b .(1)用a 和b 表示向量OC →、DC →;(2)若OE →=λOA →,求实数λ的值.能力提升13. 如图所示,OM ∥AB ,点P 在由射线OM 、线段OB 及AB 的延长线围成的阴影区域内(不含边界)运动,且OP →=xOA →+yOB →,则x 的取值范围是________;当x =-12时,y 的取值范围是____________.14. 如图所示,在△ABC 中,点M 是BC 的中点,点N 在边AC 上,且AN =2NC ,AM 与BN 相交于点P ,求证:AP ∶PM =4∶1.1.对基底的理解 (1)基底的特征基底具备两个主要特征:①基底是两个不共线向量;②基底的选择是不唯一的.平面内两向量不共线是这两个向量可以作为这个平面内所有向量的一组基底的条件. (2)零向量与任意向量共线,故不能作为基底. 2.准确理解平面向量基本定理(1)平面向量基本定理的实质是向量的分解,即平面内任一向量都可以沿两个不共线的方向分解成两个向量和的形式,且分解是唯一的.(2)平面向量基本定理体现了转化与化归的数学思想,用向量解决几何问题时,我们可以选择适当的基底,将问题中涉及的向量向基底化归,使问题得以解决.§2.3 平面向量的基本定理及坐标表示2.3.1 平面向量基本定理答案知识梳理1.(1)不共线 任意 有且只有一对 λ1e 1+λ2e 2 (2)不共线 所有 2.(1)非零向量 ∠AOB ①[0°,180°] ②同向 ③反向 (2)90° a ⊥b 作业设计1.D 2.D 3.B4.D [∵P 1P →=λPP 2→,∴OP →-OP 1→=λ(OP 2→-OP →)∴(1+λ)OP →=OP 1→+λOP 2→∴OP →=11+λOP 1→+λ1+λOP 2→=11+λa +λ1+λb .]5.B [由平面向量基本定理可知,①④是正确的.对于②,由平面向量基本定理可知,一旦一个平面的基底确定,那么任意一个向量在此基底下的实数对是唯一的.对于③,当两向量的系数均为零,即λ1=λ2=μ1=μ2=0时,这样的λ有无数个,故选B.]6.D [设AB →=a ,AC →=b ,AE EB=λ.∵AF FD =15,∴CF →=CA →+AF → =CA →+16AD →=112(AB →+AC →)-AC →=112AB →-1112AC →=112a -1112b . CE →=CA →+AE →=CA →+λ1+λAB →=λ1+λAB →-AC → =λ1+λa -b . ∵CF →∥CE →,∴λ1+λ112=11112.∴λ=110.]7.-74m +138n解析 设p =x m +y n ,则3a +2b =x (2a -3b )+y (4a -2b )=(2x +4y )a +(-3x -2y )b ,得⎩⎪⎨⎪⎧2x +4y =3-3x -2y =2⇒⎩⎨⎧x =-74y =138.8.①②解析 对于③4e 2-2e 1=-2e 1+4e 2=-2(e 1-2e 2), ∴e 1-2e 2与4e 2-2e 1共线,不能作为基底. 9.23b +13c 解析 AD →=AB →+BD →=AB →+23BC →=AB →+23(AC →-AB →)=13AB →+23AC →=23b +13c .10.43 解析设AB →=a ,AD →=b , 则AE →=12a +b ,AF →=a +12b ,又∵AC →=a +b ,∴AC →=23(AE →+AF →),即λ=μ=23,∴λ+μ=43.11.解 AD →=AB →+BD →=AB →+12BC →=a +12(b -a )=12a +12b ;AE →=AB →+BE →=AB →+13BC →=a +13(b -a )=23a +13b ;AF →=AB →+BF →=AB →+23BC →=a +23(b -a )=13a +23b .12.解 (1)由题意,A 是BC 的中点,且OD →=23OB →,由平行四边形法则,OB →+OC →=2OA →. ∴OC →=2OA →-OB →=2a -b ,DC →=OC →-OD →=(2a -b )-23b =2a -53b .(2)EC →∥DC →.又∵EC →=OC →-OE →=(2a -b )-λa =(2-λ)a -b ,DC →=2a -53b ,∴2-λ2=153,∴λ=45.13.(-∞,0) ⎝⎛⎭⎫12,32 解析 由题意得: OP →=a ·OM →+b ·OB →(a ,b ∈R +,0<b <1)=a ·λAB →+b ·OB →=aλ(OB →-OA →)+b ·OB →=-aλ·OA →+(aλ+b )·OB →(λ>0). 由-aλ<0,得x ∈(-∞,0).又由OP →=xOA →+yOB →,则有0<x +y <1,当x =-12时,有0<-12+y <1,解得y ∈⎝⎛⎭⎫12,32.14.解 设AB →=b ,AC →=c , 则AM →=12b +12c ,AN →=23AC →=23c ,BN →=BA →+AN →=23c -b .∵AP →∥AM →,BP →∥BN →,∴存在λ,μ∈R ,使得AP →=λAM →,BP →=μBN →,又∵AP →+PB →=AB →,∴λAM →-μBN →=AB →,由λ⎝⎛⎭⎫12b +12c -μ⎝⎛⎭⎫23c -b =b 得 ⎝⎛⎭⎫12λ+μb +⎝⎛⎭⎫12λ-23μc =b . 又∵b 与c 不共线,∴⎩⎨⎧12λ+μ=1,12λ-23μ=0.解得⎩⎨⎧λ=45,μ=35.故AP →=45AM →,即AP ∶PM =4∶1.。