7 抽象函数周期性与对称性问题
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抽象函数周期性对称性相关定理全总结1. Fourier级数定理:Fourier级数定理是抽象函数周期性对称性的基本理论定理之一、它表明,任何以L为周期的可积函数f(x)都可以展开成正弦函数与余弦函数的无穷级数形式,即Fourier级数。
这个级数可以表示为:f(x) = a0 + Σ(an*cos(nπx/L) + bn*sin(nπx/L))其中,L是函数周期,a0是常数项,an和bn分别是系数。
2.奇偶周期性与对称性:奇周期性与对称性是周期性对称性的两种特例。
如果一个函数满足f(x) = -f(-x),则称其为奇函数。
奇函数可以展开成sin函数的Fourier级数形式。
如果一个函数满足f(x) = f(-x),则称其为偶函数。
偶函数可以展开成cos函数的Fourier级数形式。
3. 对称函数的Fourier级数展开与傅里叶定理:对称函数的Fourier级数展开是指将一个以L为周期的对称函数展开成cos函数的Fourier级数形式。
傅里叶定理表明,对于一个以L为周期的函数f(x),如果f(x)是一个对称函数,则其Fourier级数展开只包含cos函数;如果f(x)是一个奇函数,则其Fourier级数展开只包含sin函数。
4. 函数的周期拓展与周期函数的Fourier级数:函数的周期拓展是指将一个以L为周期的函数f(x)拓展成以2L为周期的函数。
周期拓展后的函数可以用以L为周期的函数的Fourier级数展开。
具体而言,如果将f(x)的周期拓展后的函数记作F(x),则对于周期拓展后的函数F(x),存在一个以L为周期的函数g(x),使得F(x) = g(x)在[-L, L]上成立。
所以,F(x)的Fourier级数展开实际上是以L为周期的函数g(x)的Fourier级数展开。
综上所述,抽象函数周期性对称性相关定理涉及四个方面:Fourier级数定理、奇偶周期性与对称性、对称函数的Fourier级数展开与傅里叶定理、函数的周期拓展与周期函数的Fourier级数。
抽象函数的对称性、奇偶性与周期性常用结论抽象函数是指没有给出具体的函数解析式或图像,只给出一些函数符号及其满足的条件的函数,如函数的定义域,解析递推式,特定点的函数值,特定的运算性质等,它是高中函数部分的难点,由于抽象函数没有具体的解析表达式作为载体,因此理解研究起来比较 困难,所以做抽象函数的题目需要有严谨的逻辑思维能力、丰富的想象力以及函数知识灵活运用的能力。
一、函数)(x f y =图象本身的对称性(自身对称)1、函数的轴对称:推论1:)()(x a f x a f -=+ ⇔)(x f y =的图象关于直线a x =对称推论2、)2()(x a f x f -= ⇔)(x f y =的图象关于直线a x =对称推论3、)2()(x a f x f +=- ⇔)(x f y =的图象关于直线a x =对称特殊地,函数()x f y =满足()()x f x f -=,则函数()x f y =的图象关于直线0=x (y 轴)对称。
2、 函数的点对称:推论1、b x a f x a f 2)()(=-++ ⇔)(x f y =的图象关于点),(b a 对称 推论2、b x a f x f 2)2()(=-+ ⇔)(x f y =的图象关于点),(b a 对称推论3、b x a f x f 2)2()(=++- ⇔)(x f y =的图象关于点),(b a 对称特殊地,若()x f y =满足()()0=-++x a f x a f ,则()x f y =的图象关于点()0,a 对称。
特殊地,若()x f y =满足()()0=-+x f x f ,则函数()x f y =的图象关于原点()0,0对称。
二、函数的周期性:对于函数)(x f y =,如果存在一个不为零的常数T ,使得当x 取定义域内的每一个值时,都有)()(x f T x f =+都成立,那么就把函数)(x f y =叫做周期函数,不为零的常数T 叫做这个函数的周期。
谈抽象函数的对称性与周期性作者:李跃庭来源:《中学课程辅导高考版·教师版》2010年第03期抽象函数的对称性与周期性在试卷命题中常常结合出现,笔者发现,他们之间有以下几种考查模式,在此总结一下并提供换元法证明,以求抛砖引玉。
1.“点点”对称设函数f(x)定义域为R,图像关于点A(a,0)和B(b,0)(a≠b)对称,则函数f(x)的周期为2(b-a).证明:∵函数f(x)图像关于点A(a,0)和B(b,0)(a≠b)对称,∴对∈R有f(x)=-f(2a-x),f(x)=-f(2b-x),∴f(2a-x)=f(2b-x),令t=2a-x,则x=2a-t,2b-x=t+2b-2a,∴f(t)=f[t+(2b-2a)],即f(x)=f[x+2(b-a)]恒成立,∴函数f(x)的周期为2(b-a).2.“点线”对称设函数f(x)定义域为R,图像关于点A(a,0)和直线x=b(a≠b)对称,则函数f(x)的周期为4(b-a).证明:∵函数f(x)图像关于点A(a,0)和直线x=b(a≠b)对称,∴对∈R有f(x)=-f(2a-x),f(x)=f(2b-x)恒成立,∴-f(2a-x)=f(2b-x),即f(2a-x)=-f(2b-x),令t=2a-x,则x=2a-t,2b-x=t+2b-2a,∴f(t)=-f[t+2(b-a)]……①将上式中的t用t+2(b-a)替换得:f[t+2(b-a)]=-f[t+4(b-a)] ……②∴由①②对∈R有f(x)=-f[x+2(b-a)]……③f[x+2(b-a)]=-f[x+4(b-a)]……④∴由③④得f(x)=f[x+4(b-a)]恒成立,∴函数f(x)的周期为4(b-a).3.“线线”对称设函数f(x)定义域为R,图像关于点x=a和直线x=b(a≠b)对称,则函数f(x)的周期为2(b-a).证明:∵函数f(x)图像关于点x=a和直线x=b(a≠b)对称,∴对∈R有f(x)=f(2a-x),f(x)=f(2b-x)恒成立,∴f(2a-x)=f(2b-x),令t=2a-x,则x=2a-t,2b-x=t+2b-2a,∴f(t)=f[t+2(b-a)],∴函数f(x)的周期为2(b-a).4.“偶线”对称设偶函数f(x)定义域为R,图像关于点x=a对称,则函数f(x)的周期为2a.证明:∵函数f(x)图像关于点x=a对称,∴对∈R有f(x)=f(2a-x)恒成立,又函数f(x)为偶函数,∴对∈R有f(x)=f(-x)恒成立,∴f(2a-x)=f(-x),令t=-x,∴f(t)=f(t+2a),∴函数f(x)的周期为2a.5.“奇线”对称设奇函数f(x)定义域为R,图像关于点x=a对称,则函数f(x)的周期为4a.证明:∵函数f(x)图像关于点x=a对称,∴对∈R有f(x)=f(2a-x)恒成立,又函数f(x)为奇函数,∴对∈R有f(x)=-f(-x)恒成立,∴f(2a-x)=-f(-x),令t=-x,∴f(t)=-f(t+2a)……①将上式中的t用t+2a替换得:f(t+2a)=-f(t+4a)……②∴由①②对∈R有:f(x)=-f(x+2a)……③f(x+2a)==-f(x+4a)……④∴由③④得f(x)=f(x+4a)恒成立,∴函数f(x)的周期为4a.因此,在学习和复习函数的对称性和周期性时,了解对称性对周期性的作用,可借助于数形结合,实现复杂问题简单化.。
江苏省泰兴中学高一数学教学案(36)抽象函数的对称性与周期性班级 姓名知识点梳理一、 抽象函数的对称性定理1. 若函数)(x f y =定义域为R ,且满足条件:)()(x b f x a f -=+,则函数)(x f y =的图象关于直线2ba x +=对称。
推论1. 若函数)(x f y =定义域为R ,且满足条件:)()(x a f x a f -=+,则函数)(x f y =的图像关于直线a x =对称。
推论2. 若函数)(x f y =定义域为R ,且满足条件:)2()(x a f x f -=),则函数)(x f y =的图像关于直线a x =对称。
总结:x 的系数一个为1,一个为-1,相加除以2,可得对称轴方程推论 3. 若函数)(x f y =定义域为R ,且满足条件:)()(x a f x a f -=+, 又若方程0)(=x f 有n 个根,则此n 个根的和为na 。
定理2. 若函数)(x f y =定义域为R ,且满足条件:c x b f x a f =-++)()((c b a ,,为常数),则函数)(x f y =的图象关于点)2,2(cb a +对称。
推论 1. 若函数)(x f y =定义域为R ,且满足条件:0)()(=-++x b f x a f 成立,则)(x f y = 的图象关于点)0,2(ba +对称。
推论2.若函数)(x f y =定义域为R ,且满足条件:0)()(=-++x a f x a f (a 为常数),则函数)(x f y =的图象关于点)0,(a 对称。
总结:x 的系数一个为1,一个为-1,)(x f 整理成两边,其中一个的系数是为1,另一个为-1,存在对称中心。
定理3.若函数)(x f y = 定义域为R ,则函数)(x a f y +=与)(x b f y -=两函数的图象关于直线2ab x -=对称(由x b x a -=+可得)。
抽象函数的对称性、奇偶性与周期性常用结论一.概念:抽象函数是指没有给出具体的函数解析式或图像,只给出一些函数符号及其满足的条件的函数,如函数的定义域,解析递推式,特定点的函数值,特定的运算性质等,它是高中函数部分的难点,也是大学高等数学函数部分的一个衔接点,由于抽象函数没有具体的解析表达式作为载体,因此理解研究起来比较困难,所以做抽象函数的题目需要有严谨的逻辑思维能力、丰富的想象力以及函数知识灵活运用的能力1、周期函数的定义:对于()f x 定义域内的每一个x ,都存在非零常数T ,使得()()f x T f x +=恒成立,则称函数()f x 具有周期性,T 叫做()f x 的一个周期,则kT (,0k Z k ∈≠)也是()f x 的周期,所有周期中的最小正数叫()f x 的最小正周期。
分段函数的周期:设)(x f y =是周期函数,在任意一个周期内的图像为C:),(x f y =[]a b T b a x -=∈,,。
把)()(a b K KT x x f y -==轴平移沿个单位即按向量)()0,(x f y kT a ==平移,即得在其他周期的图像:[]b kT a kT x kT x f y ++∈-=,),(。
[][]⎩⎨⎧++∈-∈=b kT a,kT x )(b a, x )()(kT x f x f x f 2、奇偶函数:设[][][]b a a b x b a x x f y ,,,),( --∈∈=或①若为奇函数;则称)(),()(x f y x f x f =-=-②若为偶函数则称)()()(x f y x f x f ==-。
分段函数的奇偶性3、函数的对称性:(1)中心对称即点对称:①点对称;关于点与),()2,2(),(b a y b x a B y x A --②对称;关于与点),(),(),(b a y b x a B y b x a A ++--③成中心对称;关于点与函数),()2(2)(b a x a f y b x f y -=-=④成中心对称;关于点与函数),()()(b a x a f y b x a f y b +=+-=-⑤成中心对称。
抽象函数的奇偶性、周期性和对称性一、奇偶性1、奇函数的定义:一般地,如果对于函数()f x 的定义域内任意一个x ,都有)()(x f x f -=-,那么 函数()f x 就叫做奇函数。
(1)定义域必须关于原点对称;(2)对定义中的任意一个x ,都有)()(x f x f -=-;(3)图象特征:奇函数图象关于原点对称。
(这是判断奇函数的直观方法)2、偶函数定义:一般地,如果对于函数()f x 的定义域内任意一个x ,都有)()(x f x f =-,那么函数 ()f x 就叫做偶函数。
(1)定义域必须关于原点对称;(2)对定义中的任意一个x ,都有)()(x f x f =-; (3)图象特征:偶函数图象关于y 轴对称。
(这是判断偶函数的直观方法) 二、周期性周期函数的定义:对于()f x 定义域内的每一个x ,都存在非零常数T ,使得()()f x T f x +=恒成立,则称函数()f x 具有周期性,T 叫做()f x 的一个周期,则kT (,0k Z k ∈≠)也是()f x 的周期,所有周期中的最小正数叫()f x 的最小正周期,并不是所有周期函数都存在最小正周期。
例如,狄利克雷函数,当x 为有理数时,()f x 取1;当x 为非有理数时,()f x 取0。
(1)如果函数)(x f y =满足)()(11x T f x T f -=+且)()(22x T f x T f -=+,(1T 和2T 是不相等的常数),则)(x f y =是以为)(212T T -为周期的周期函数。
(2)如果奇函数)(x f y =满足)()(x T f x T f -=+(0≠T ),则函数)(x f y =是以T 4为周期的周期函数。
(3)如果偶函数)(x f y =满足)()(x T f x T f -=+(0≠T ),则函数)(x f y =是以T 2为周期的三、对称性1、函数图象本身的对称性(自身对称)题设:函数)(x f y =对定义域内一切x 来说,其中a 为常数,函数)(x f y =满足: (1))()(x a f x a f -=+⇔函数)(x f y =图象关于直线a x =成轴对称; (2))()2(x f x a f =-⇔函数)(x f y =的图象关于直线a x =成轴对称;(3))()(x b f x a f -=+⇔函数)(x f y =图象关于直线22)()(b a x b x a x +=-++=成轴对称; (4))(x f -=)(x f ⇔函数)(x f y =图象关于y 轴对称(偶函数); (5))(2)2(x f b x a f -=-⇔函数)(x f y =图象关于),(b a 成中心对称; (6))(x f -=—)(x f ⇔函数)(x f y =图象关于原点成中心对称(奇函数);(7)如果函数)(x f y=满足)()(11x T f x T f -=+且)()(22x T f x T f -=+,(1T 和2T 是不相等的 常数),则)(x f y =是以为)(212T T -为周期的周期函数;(8)如果奇函数)(x f y =满足)()(x T f x T f -=+(0≠T ),则函数)(x f y =是以T 4为周期(9)如果偶函数)(x f y =满足)()(x T f x T f -=+(0≠T ),则函数)(x f y =是以T 2为周期 的周期函数。
抽象函数的对称性、奇偶性与周期性总结及习题一.概念: 抽象函数是指没有给出具体的函数解析式或图像,只给出一些函数符号及其满足的条件的函数,如函数的定义域,解析递推式,特定点的函数值,特定的运算性质等,它是高中函数部分的难点,也是大学高等数学函数部分的一个衔接点,由于抽象函数没有具体的解析表达式作为载体,因此理解研究起来比较困难,所以做抽象函数的题目需要有严谨的逻辑思维能力、丰富的想象力以及函数知识灵活运用的能力 1、周期函数的定义:对于()f x 定义域内的每一个x ,都存在非零常数T ,使得()()f x T f x +=恒成立,则称函数()f x 具有周期性,T 叫做()f x 的一个周期,则kT ,0k Z k ∈≠也是()f x 的周期,所有周期中的最小正数叫()f x 的最小正周期;分段函数的周期:设)(x f y =是周期函数,在任意一个周期内的图像为C:),(x f y =[]a b T b a x -=∈,,;把)()(a b K KT x x f y -==轴平移沿个单位即按向量)()0,(x f y kT a ==平移,即得在其他周期的图像:[]b kT a kT x kT x f y ++∈-=,),(;[][]⎩⎨⎧++∈-∈=b kT a,kT x )(b a, x)()(kT x f x f x f 2、奇偶函数:设[][][]b a a b x b a x x f y ,,,),( --∈∈=或 ①若为奇函数;则称)(),()(x f y x f x f =-=- ②若为偶函数则称)()()(x f y x f x f ==-;分段函数的奇偶性3、函数的对称性: 1中心对称即点对称:①点对称;关于点与),()2,2(),(b a y b x a B y x A -- ②对称;关于与点),(),(),(b a y b x a B y b x a A ++--③成中心对称;关于点与函数),()2(2)(b a x a f y b x f y -=-= ④成中心对称;关于点与函数),()()(b a x a f y b x a f y b +=+-=- ⑤成中心对称。
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 =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变式3-1.已知3()4f x ax bx =+-,若(2)6f =,则(2)f -=( ) A .-14B .14C .6D .10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 .1 B .2 C .4D .8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 -+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 -+-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 -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 -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 +=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 >>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 ⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭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 <<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 >>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 ⎛⎫⎛⎫->> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭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-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-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 周期为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 .-1C .2log 6D .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 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 .1 B .2 C .4 D .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 【答案】B 【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 =422f π⎛⎫+= ⎪⎝⎭.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 . 【点睛】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.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 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 .-3B .-2C .2D .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 =-=-=-,则可求出结果.【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 .4B .3C .2D .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 .3B .-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。
高考数学复习----《抽象函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性》典型例题讲解【典型例题】例1、(2023·广东·高三统考学业考试)已知函数()f x 对任意,R x y ∈,都有()()()f x y f x f y +=+成立.有以下结论:①()00f =;②()f x 是R 上的偶函数;③若()22f =,则()11f =;④当0x >时,恒有()0f x <,则函数()f x 在R 上单调递增.则上述所有正确结论的编号是________【答案】①③【解析】对于①令0x y ==,则()()()0000f f f +=+,解得()00f =,①正确;对于②令y x =−,则()()()00f f x f x =+−=,∴()()f x f x −=−,∴()f x 是R 上的奇函数,②错误;对于③令1x y ==,则()()()()211212f f f f =+==,∴()11f =,③正确;对于④设12x x >,则120x x −>,∴()()()12120f x x f x f x −=+−<,则()()()122f x f x f x <−−=,∴()f x 在R 上单调递减,④错误.故答案为:①③.例2、(2022·山东聊城·二模)已知()f x 为R 上的奇函数,()22f =,若对1x ∀,()20,x ∈+∞,当12x x >时,都有()()()1212210f x f x x x x x ⎡⎤−−<⎢⎥⎣⎦,则不等式()()114x f x ++>的解集为( ) A .()3,1−B .()()3,11,1−−−C .()(),11,1−∞−− D .()(),31,−∞−⋃+∞ 【答案】B【解析】由()()121221()[]0f x f x x x x x −−<,得()()11221212()[]0x f x x f x x x x x −−<, 因为121200x x x x −>>,,所以()()11220x f x x f x −<,即()()1122x f x x f x <,设()()g x xf x =,则()g x 在()0,∞+上单调递减,而()()()()()1114222g x x f x f g +=++>==,则012x <+<,解得:11x −<<;因为()f x 为R 上的奇函数,所以()()()()g x xf x xf x g x −=−−==,则()g x 为R 上的偶函数,故()g x 在(,0)−∞上单调递增,()()()()11142g x x f x g +=++>=−,则210x −<+<,解得:31x −<<−;综上,原不等式的解集为(),111)3(,−−−.故选:B .例4、(2022·全国·模拟预测(理))已知定义在R 上的奇函数()f x 的图像关于直线1x =对称,且()y f x =在[]0,1上单调递增,若()3a f =−,12b f ⎛⎫=− ⎪⎝⎭,()2c f =,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .c b a <<B .b a c <<C .b c a <<D .c a b <<【答案】C【解析】 由函数()f x 的图像关于直线1x =对称可得()()31f f =−,结合奇函数的性质可知 ()3a f =−()()()311f f f =−=−−=,()()200c f f ===.由奇函数的性质结合()y f x =在[]0,1上单调递增可得()y f x =在[]1,1−上单调递增, 所以()()1012f f f ⎛⎫−<< ⎪⎝⎭, 所以b c a <<.故选:C例5、(2022·黑龙江大庆·三模(理))已知定义域为R 的偶函数满足()()2f x f x −=,当01x ≤≤时,()1e 1x f x −=−,则方程()11f x x =−在区间[]3,5−上所有解的和为( ) A .8B .7C .6D .5【答案】A【解析】 解:因为函数()f x 满足()()2f x f x −=,所以函数()f x 的图像关于直线1x =对称, 又函数()f x 为偶函数,所以()()()2−==−f x f x f x ,所以函数()f x 是周期为2的函数, 又1()1g x x =−的图像也关于直线1x =对称, 作出函数()f x 与()g x 在区间[]3,5−上的图像,如图所示:由图可知,函数()f x 与()g x 的图像在区间[]3,5−上有8个交点,且关于直线1x =对称, 所以方程。
抽象函数的周期性与对称性问题(由恒等式简单判断:同号看周期,异号T=2|a-b| ;(2)函数图象关于点M(a,0)和点N(b,0)对称,则函数y=f(x)是周期函数,且T=2|a-b| ;(3)函数图象关于直线x=a,及点M(b,0)对称,则函数y=f(x)是周期函数,且T=4|a-b| ;(4) 应注意区分一个函数的对称性和两个函数的对称性的区别:y=f(a+x)与y=f(b-x)关于2ab x -=对称;y=f(a+x)与y=-f(b-x)关于点)0,2(ab-对称。
(可以简单的认为:一个函数的恒等式,对应法则下的两式相加和的一半为对称轴:两个同法则不同表达式的函数,对应法则下的两式相减等于0,解得的x为对称轴)例:①已知定义在R上的奇函数f (x)满足f (x+2) = – f (x),则f (6)的值为()A. –1 B. 0 C. 1 D. 2解:②函数f(x)对于任意的实数x 都有f(1+2x)=f(1-2x),则f(2x)的图像关于对称。
练习1、函数)1(+=x f y 是偶函数,则)(x f y =的图象关于 对称。
2、函数)(x f y =满足)(1)3(x f x f -=+,且1)3(=f ,则=)2010(f 。
3、函数f(x)是定义在R 上的奇函数,且11()()22f x f x +=-,则(1)(2)(3)(4)(5)f f f f f ++++=解析:法一:因f(x)为奇函数且关于12x =对称,T=2,可借助图象解答,得结果。
小结:此方法为数形结合法;法二:因f(x)为奇函数且关于12x =对称,类比()sin f x x =联想函数()sin f x x π= ; 小结:此方法为抽象函数具体化法。
4.设f(x)是R 的奇函数,f(x+2)= — f(x),当0≤x ≤1,时,f(x)=x,则f(7.5)= - 0.55.定义在R 上的函数f(x)满足f(-x)+f(x)=3,则f-1(x)+f-1(3-x)=6、 f (x )是定义在R 上的以3为周期的奇函数,且f (2)=0,则方程f (x )=0在区间(0,6)内解的个数的最小值是( )A.4B.5C.6D.77、设函数f(x)的定义域为[1,3],且函数f(x)的图象关于点(2,0)成中心对称,已知当x [2,3]时f(x)=2x,求当x [1,2]时,f(x)的解析式.。
镇(乡) 学校 班级 考号 姓名 ……○……题……○……不……○……得……○……超……○……过……○……此……○……密……○……封……○……专题三:抽象函数的奇偶性与对称性编辑,整理:冉春1.函数奇偶性的四个重要结论(1)如果一个奇函数f (x )在x =0处有定义,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)奇函数在关于原点对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在关于原点对称的区间上具有相反的单调性.(4)若y =f (x +a )是奇函数,则f (-x +a )=-f (x +a );若y =f (x +a )是偶函数,则f (-x +a )=f (x +a ).2.周期性的几个常用结论对f (x )的定义域内任一自变量的值x ,周期为T ,则 (1)若f (x +a )=-f (x ),则T =2a (a >0); (2)若f (x +a )=1f (x ),则T =2a (a >0); (3)若f (x +a )=-1f (x ),则T =2a (a >0).3.函数的图象的对称性(1)函数y =f (x ),若其图象关于直线x =a 对称(a =0时,f (x )为偶函数),则 ①f (a +x )=f (a -x );②f (2a +x )=f (-x );③f (2a -x )=f (x ).(2)函数y =f (x ),若其图象关于点(a,0)中心对称(a =0时,f (x )为奇函数),则 ①f (a +x )=-f (a -x );②f (2a +x )=-f (-x ); ③f (2a -x )=-f (x ).(3)函数y =f (x ),若其图象关于点(a ,b )中心对称,则①f (a +x )+f (a -x )=2b ;②f (2a +x )+f (-x )=2b ;③f (2a -x )+f (x )=2b . (4)函数f (x )与g (x )的图象关于直线x =a 对称,则g (x )=f (2a -x ). (5)函数f (x )与g (x )的图象关于直线y =a 对称,则g (x )=2a -f (x ).1、(1)已知奇函数()f x 在(2,2)- 上单调递增,且()(21)0f t f t +->,则实数t 的取值范围是( )A. 1(,2)3B. 13(,)32 C . 1(,2)3- D. 13(,)22-(2)设奇函数0)()(,0)1(0)(<则不等式)上为增函数,且,在(xx f x f f x f --=∞+的解集为( )A .-1,01+()∪(,∞)B . -,-1(∞)∪(0,1)C . -,-11+(∞)∪(,∞)D .-1,0()∪(0,1)(3)已知函数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( )A .[-2,2]B .[-1,1]C .[0,4]D .[1,3](4)记max{a,b}=⎩⎨⎧≥b a b ba a <,,,函数f (x )=max{x+1,2x},则函数f (x )的解析式为________2、(1)已知)2(+x f 是偶函数,当212x x <<时,0)()(1212)>)((x f x f x x --恒成立,设),4(),3(),21(f c f b f a ===则的大小关系是c b a ,,( ) A 、c b a << B 、c a b << C 、a c b << D 、a b c <<镇(乡) 学校 班级 考号 姓名 ……○……题……○……不……○……得……○……超……○……过……○……此……○……密……○……封……○……(2)已知)2(+x f 是偶函数,则)(x f 图像关于________对称(3)已知)2(-x f 是偶函数,则)(x f 图像关于________对称(4)已知)2(-x f 是奇函数,则)(x f 图像关于________对称3、(1)已知函数))((R x x f ∈满足)(2)(x f x f -=-,若函数xx y 1+=与)(x f y =图象的交点为)(1,1y x ,),(22y x ···,(m m y x ,),则=+∑=mi i iy x1)(( )A. 0B. mC. 2mD. 4m(2)下列函数中,其图象与函数ln y x =的图象关于直线1x =对称的是( ) A .()ln 1y x =- B .()ln 2y x =- C .()ln 1y x =+ D .()ln 2y x =+(3)已知函数f (x )(x ∈R )满足f (x )=f (2-x ),若函数y =|x 2-2x -3|与y =f (x )图象的交点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x m ,y m ),则=+++m 21...x x x ( )A .0B .mC .2mD .4m(4)定义在R 上的函数f (x )满足f (−x )=4−f (x ),若函数y =1x +2与函数y =f (x )的图象的交点的坐标是(x 1,f (x 1)),(x 2,f (x 2)),…(x 30,f (x 30)),记x i +f (x i )=p i (其中i =1,2,…,30),则p 1+p 2+⋯+p 30=( ) A .15 B .30 C .60D .120(提示:具有某相同对称属性的两个函数,其交点也具有该对称属性)4、(1)已知定义在R 上的奇函数f x 满足3f x f x ,且21f ,则20162017f f ________(2)定义在R 上的函数()f x 满足()()[)20,0,2f x f x x ++=∈时,()31xf x =-,则镇(乡) 学校 班级 考号 姓名 ……○……题……○……不……○……得……○……超……○……过……○……此……○……密……○……封……○……()2015f =________(3)已知在R 上是奇函数,且满足,当时,,则________(4)已知定义在R 上的函数()f x 满足()()f x f x -=-,(3)()f x f x -=,则(2019)f = ________(5)已知定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x +2)=-f (x ),当0≤x ≤1时,f (x )=x 2,则f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 021)=( )A .2 021B .0C .1D .-1(6)已知()f x 是定义域为(,)-∞+∞的奇函数,满足(1)(1)-=+f x f x .若(1)2=f ,则(1)(2)(3)(50)++++=…f f f f ________(7)函数对于任意实数满足条件,若,则________(8)定义在上的偶函数满足,对且,都有,)81(),64(),49(f f f 由小到大的顺序排列为(9)已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,若对于x ≥0,都有f (x +2)=-1f (x ),且()x f ()()x f x f -=+5()5,0∈x ()x x x f -=2()=2016f )(x f x )(1)2(x f x f =+5)1(-=f =))5((f f R ()f x (3)()f x f x -=-12,[0,3]x x ∀∈12x x ≠1212()()0f x f x x x ->-镇(乡) 学校 班级 考号 姓名 ……○……题……○……不……○……得……○……超……○……过……○……此……○……密……○……封……○……当x ∈[0,2)时,f (x )=log 2(x +1),则f (-2 021)+f (2 019)的值为(10)定义在实数集R 上的函数满足,(4)()f x f x -=.现有以下三种叙述:①是函数的一个周期;②的图象关于直线2x =对称;③是偶函数.其中正确的序号是5、(1)若)(x f y =在[)+∞∈,0x 上的表达式为)1()(x x x f -=,且)(x f 为奇函数,则(]0,∞-∈x 时)(x f =(2)若)(x f y =在[)+∞∈,0x 上的表达式为)1()(x x x f -=,且)(x f 为偶函数,则(]0,∞-∈x 时)(x f =6、已知f (x )是定义在R 上的奇函数,且对任意实数x ∈R,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; (3)计算f (0)+f (1)+f (2)+…+f (2022)7、已知函数()f x 图象关于直线x =-1对称,且当x ∈(0,+∞)时,有xx f 1)(=,则当x ∈(-∞,-2)时,求)(x f 的解析式镇(乡) 学校 班级 考号 姓名 ……○……题……○……不……○……得……○……超……○……过……○……此……○……密……○……封……○……8、已知函数f (x )的定义域为R ,并且对一切实数x ,都有f (−x )+f (x )=0,f (−x −2)=−f (x )成 立 .当x ∈(0,1)时,f (x )=sin πx +1. (1).求f (0),f (1)的值;(2).当x ∈(11,13)时,求f (x )的解析式.9、(1)已知函数f (x )是定义域为[0,+∞)的减函数,且f (2)=-1,则满足 1)12(>--x f 的实数x 的取值范围是(2)设()f x 是奇函数,且在(0,)+∞内是增函数,又(3)0f -=,则()0x f x ⋅<的解集是(3)设函数f (x )是定义在R 上的奇函数,若当x ∈(0,+∞)时,f (x )=lg x ,则满足f (x )>0的x 的取值范围是__ ______(4)定义在R 上的偶函数()f x 在[0,+∞)内单减,(2)=0f ,若(1)0f x ->,则x 的取值范围是__(5)定义在R 上的奇函数()f x 在[0,+∞)内单减,(2)=0f ,若(lg )0f x >,则x 的取值范围是__(6)已知定义在R 上的偶函数()f x 在(—∞,0]上单减,且(1)=2f ,则不等式2)(log 2>x f 的x 的取值范围是__镇(乡) 学校 班级 考号 姓名 ……○……题……○……不……○……得……○……超……○……过……○……此……○……密……○……封……○……(7)定义在R 上的奇函数()f x 在(—∞,0)单减,且(2)=0f ,则(1)0x f x ⋅-≥的x 的取值范围是__ ____(8)已知奇函数f (x )在x >0时单调递增,且f (1)=0,若f (x -1)>0,则x 的取值范围为( )A .{x |0<x <1或x >2}B .{x |x <0或x >2}C .{x |x <0或x >3}D .{x |x <-1或x >1}10、设函数()f x 是定义在R 上的偶函数,且对任意的x R ∈,都有(1)(1)f x f x +=-,已知当[]0,1x ∈时,1()2x f x -=,有以下结论:①2是函数()f x 的一个周期;②函数()f x 在()1,2上单调递减,在()2,3上单调递增; ③函数()f x 的最大值是1,最小值是0.5; ④当(3,4)x ∈时,3()2xf x -=.正确的个数为( )A .0B .2C .3D .411、的值域为用判别式法求函数3274222++-+=x x x x y ( ) A .(]4.5,1--B .[5.5,2)C .[ 4.5,2)-D .( 4.5,2)2-∪(,1]12、设函数g (x )=2x +sin xx 2+1的最大值为M ,最小值为m ,则M +m =________.13、( 1)函数)(x f f (在定义域(-∞,+∞)上是增函数,且对任意的实数x 恒有2)1)((3=+--x x x f f 成立,则)1(-f =( )A.-1B.-2C.-3D.-4(2)已知函数()f x 是定义在0+)(,∞ 上的单调函数,且对任意),(∞+∈0x 都有1)2)((-=+xx f f 恒成立,则=)1(f ( )A. -1B. -4 C . -3 D. 0镇(乡) 学校 班级 考号 姓名 ……○……题……○……不……○……得……○……超……○……过……○……此……○……密……○……封……○…… 14、(1)定义在R 上的函数f (x )既是奇函数,又是周期函数,T 是它的一个周期,则方程f (x )=0在闭区间[-T , T ]上的实数根的个数可能是( ) A. 1 B.3 C. 0 D. 5(2)定义在R 上的函数f (x )既是奇函数,又是周期函数,T 是它的一个周期,则方程f (x )=0在闭区间[-2T , 2T ]上的实数根的个数可能是( ) A. 1 B.5 C. 9 D. 1215、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)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72B .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72<f (1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52C .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f (1)D .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f (1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫7216、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 +1)=f (x -1);③当0≤x <1时,f (x )=2x-1,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12+f (1)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32+f (2)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52=________.镇(乡) 学校 班级 考号 姓名 ……○……题……○……不……○……得……○……超……○……过……○……此……○……密……○……封……○……(2)已知函数f (x )对任意的x ∈R 都满足f (x )+f (-x )=0,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +32为偶函数,当0<x ≤32时,f (x )=-x ,则f (2 021)+f (2 022)=________.(3)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)=________.17、函数y =f (x )对任意x ∈R 都有f (x +2)=f (-x )成立,且函数y =f (x -1)的图象关于点(1,0)对称,f (1)=4,则f (2 016)+f (2 017)+f (2 018)的值为________.18、(1)函数()ln 1f x x =+的图象大致是( )A .B .C .D .(2)函数||2x y =的部分图像大致为( )AB C D(3)函数||2log x y =的图像大致是( )19、已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,当(],0x ∈-∞时,()22f x x x =-+,若实数m 满足()2log 3f m ≤,则m 的取值范围是( )A .(]0,2B .1[,2]2C .(]0,8D .1[,8]8镇(乡) 学校 班级 考号 姓名 ……○……题……○……不……○……得……○……超……○……过……○……此……○……密……○……封……○……20、若函数()(31)4,1,1a x a x f x ax x -+<⎧=⎨-≥⎩,是定义在R 上的减函数,则a 的取值范围为( )A .11,83⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .10,3⎛⎫ ⎪⎝⎭C .1,8⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭D .11,,83⎛⎤⎡⎫-∞+∞ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭21、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,用其名字命名的“高斯函数”为:设x ∈R ,用[x ]表示不超过x 的最大整数,则y =[x ]称为高斯函数,例如[-2.1]=-3,[3.1]=3.已知函数f (x )=2x +11+2x ,则函数y =[f (x )]的值域是( )A .{0,1}B .(0,2)C .(0,1)D .{-1,0,1}22、已知函数)()6(,)(x f x f R x R x f -=+∈恒有上的奇函数,对任意是定义在, 且在(-3,-1)内单调递增。
图③图①图②抽象函数背景下的对称性、周期性以及“类周期性” 在高中数学的学习中,每个学生都或多或少的遇到过几次类似()()f a x f a x +=-亦或()()f x a f x b +=-+这类关于函数的抽象描述,大多数学生都能够通过积累经验后,认识到前式涉及到函数对称性,后式涉及到函数周期性。
但是大部分学生对于这类抽象表示依然不理解,那么有没有一种较为实在又准确的方式来理解它们并加以记忆呢?一、对称性:1.轴对称(1). 以()()f x f x =-为引例:关于()()f x f x =-的理解方式和角度非常多,但这里我们统一为:该式子体现的是函数的两个函数值之间的关系,其对应的两个自变量分别为x 和x -。
那么()()f x f x =-可以解读为:互为相反的两个自变量(x 和x -)所对应的函数值相等。
下面我们通过取若干个常数x ,来模拟(),y f x x R =∈的图象分别取12x a =、、()a R ∈,则描点后图象必呈现出如图①所示的对称性:那么就不难理解用()()f x f x =-作为偶函数的定义,即图象关于y 轴呈轴对称。
(2). 下面按照上述方式对()()11f x f x +=-加以解读首先注意到这两个函数值之间的关系依然是相等关系,而其涉及到的两个自变量分为1x -和1x +。
因为()()1112x x -++=,所以按照数轴上两点的中点坐标公式可得,这两个变化的自变量1x -和1x +始终保持着关于1x =对称的位置关系。
那么()()11f x f x +=-可以解读为:关于1x =对称的两个自变量对应的函数值始终相等。
模拟其图象易得其必呈现出图②的对称性。
且其对称轴1x =是以中点坐标公式的形式产生,非常方便理解和记忆。
(3). 对于一般的()()f a x f a x +=-,由于()()2a x a x a ++-=,那么按照上述方式可以解读为:关于x a =对称的两个自变量所对应的函数值相等,易得函数()y f x =关于x a =呈轴对称。
抽象函数及应用13种常考题型总结题型1抽象函数的定义域问题题型2抽象函数的值域问题题型3求抽象函数的值题型4求抽象函数的解析式题型5抽象函数的奇偶性问题题型6抽象函数的单调性问题题型7抽象函数周期性问题题型8抽象函数的对称性问题题型9解抽象不等式题型10抽象函数比较大小题型11抽象函数的最值问题题型12抽象函数的零点问题题型13双函数混合型1.抽象函数概念:我们把没有给出具体解析式的函数称为抽象函数,题目中往往只给出函数的特殊条件或特征.2.抽象函数定义域的确定所谓抽象函数是指用()f x 表示的函数,而没有具体解析式的函数类型,求抽象函数的定义域问题,关键是注意对应法则。
在同一对应法则的作用下,不论接受法则的对象是什么字母或代数式,其制约条件是一致的,都在同一取值范围内。
抽象函数的定义域的求法(1)若已知函数f (x )的定义域为[a ,b ],则复合函数f (g (x ))的定义域由a ≤g (x )≤b 求出.(2)若已知函数f (g (x ))的定义域为[a ,b ],则f (x )的定义域为g (x )在x ∈[a ,b ]时的值域.注:求函数的定义域,一般是转化为解不等式或不等式组的问题,注意定义域是一个集合,其结果必须用集合或区间来表示.3.“赋值法”求抽象函数的值赋值法就是根据题目的具体情况,合理、巧妙地对某些元素赋予确定的特殊值(0,1,-1等),从而使问题获得简捷有效的解决。
注:(1)第一层次赋值:常常令字母取0,-1,1等.(2)第二层次赋值:若题中有条件0f x =t (),则再令字母取0x .(3)第三层次赋值:拆分赋值,根据抽象式子运算,把赋值数拆成某两个值对应的和与积(较多)或者差与商(较少).4.“赋值法”求抽象函数的解析式赋值法求抽象函数的解析式,首先要对题设中的有关参数进行赋值,再得到函数解析式的某种递推关系,最后求得函数的解析式。
5.“赋值法”探究抽象函数的奇偶性判断抽象函数的奇偶性的关键是得到()f x 与()f x -的关系,解题时要对有关变量进行赋值,使其最后只保留()f x 与()f x -的关系。
授课教案辅导日期:2016年 月 日 辅导时间: 学员:七、周期性与对称性问题(由恒等式...简单判断:同号看周期,异号看对称)结论:(1) 函数图象关于两条直线x=a ,x=b 对称,则函数y=f(x)是周期函数,且T=2|a-b|(2) 函数图象关于点M(a,0)和点N(b,0)对称,则函数y=f(x)是周期函数,且T=2|a-b|(3) 函数图象关于直线x=a ,及点M(b,0)对称,则函数y=f(x)是周期函数,且T=4|a-b|(4) 应注意区分一个函数的对称性和两个函数的对称性的区别: y=f(b+x)与y=f(a-x)关于2ba x -=对称;y=f(b+x)与y=-f(a-x)关于点)0,2(ba -对称 (可以简单的认为:一个函数的恒等式,对应法则下的两式相加和的一半为对称轴:两个同法则不同表达式的函数,对应法则下的两式相减等于0,解得的x 为对称轴)★★★★例1.已知函数)(x f y =满足200)()(=-+x f x f ,求)2002()(11x f x f -+--的值。
解:已知式即在对称关系式b x a f x a f 2)()(=-++中取20020==b a ,,所以函数)(x f y =的图象关于点(0,2002)对称。
根据原函数与其反函数的关系,知函数)(1x f y -=的图象关于点(2002,0)对称。
所以0)1001()1001(11=-++--x f x f将上式中的x 用1001-x 代换,得0)2002()(11=-+--x f x f评析:这是同一个函数图象关于点成中心对称问题,在解题中使用了下述命题:设a 、b 均为常数,函数)(x f y =对一切实数x 都满足b x a f x a f 2)()(=-++,则函数)(x f y =的图象关于点(a ,b )成中心对称图形。
例17:①已知定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x +2) = – f (x ),则f (6)的值为( B )A. –1B. 0C. 1D. 2解: 因为f (x)是定义在R 上的奇函数,所以f (0) = 0,又T=4,所以f (6) = f (2) = – f (0) = 0。
②函数f(x)对于任意的实数x 都有f(1+2x)=f(1-2x),则f(2x)的图像关于 对称。
(x=1/2) 练习:(2010重庆)已知函数()f x 满足:()114f =,()()()()()4,f x f y f x y f x y x y R =++-∈,则()2010f =_____________.解析:取x=1 y=0得21)0(=f 法一:通过计算)........4(),3(),2(f f f ,寻得周期为6法二:取x=n y=1,有f(n)=f(n+1)+f(n-1),同理f(n+1)=f(n+2)+f(n) 联立得f(n+2)= —f(n-1) 所以T=6 故()2010f =f(0)=21 例18. 已知函数y=f(x)满足2002)()(=-+x f x f ,求()()x f x f -+--200211的值。
解:由已知式知函数的图象关于点(0,1001)对称。
据原函数与其反函数的关系,知函数y=f -1(x) 的图象关于点(1001,0)对称,所以()()010********=-++--x f x f,即()()x f x f -+--200211=0例19. 奇函数f (x )定义在R 上,且对常数T > 0,恒有f (x + T ) = f (x ),则在区间[0,2T ]上,方程f (x ) = 0根的个数最小值为( )CA. 3个B.4个C.5个D.6个解:∵f (0) = 0→x 1= 0, 又f (2T ) = f (T ) = f (0) = 0→ x 2 = T ,x 3 = 2T .又因为⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛-22T x f T x f 令x = 0得⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛-222T f T f T f ,∴⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛232T f T f =0.(本题易错选为A) 例20.① f(x)满足f(x) =-f(6-x),f(x)= f(2-x),若f(a) =-f(2000),a ∈[5,9]且f(x)在[5,9]上单调。
求a 的值。
解:∵ f(x)=-f(6-x) ∴f(x)关于(3,0)对称 又∵ f(x)= f(2-x) ∴ f(x)关于x=1对称 ∴T=8∴f(2000)= f(0) 又∵f(a) =-f(2000) ∴f(a)=-f(0) 又∵f(x) =-f(6-x)∴f(0)=-f(6) ∴f(a)=f(6) ∴a =6②设y=f(x)是定义在[-1,1]上的偶函数,函数y=f(x)的图象与y=g(x)的图象关于直线x=1对称,且当x [2,3]时,g(x)=2a(x-2)-4(x-2)3(a 为常数且a R)(1)求f(x);(2)是否存在a [2,6]或a (6,+∞),使函数f(x)的图象的最高点位于直线y=12上?若存在,求出a 的值;若不存在,说明理由.解:(1)设点M(x,f(x))为函数y=f(x)图象上任意一点,则点M 关于直线x=1的对称点为N(2-x,f(x)).∵y=f(x)的图象与y=g(x)的图象关于直线x=1对称. ∴点N(2-x,f(x))在y=g(x)图象上.由此得f(x)=g(2-x)(利用结论4的命题易得这一结果:y=g(x)与y=g(2-x)的图象关于直线x=1对称)设x [-1,0],则2-x [2,3].此时f(x)=g(2-x)=-2ax+4x 3又f(x)为偶函数⇔f(-x)=f(x),x ∈ [-1,1]. ∴当x ∈ [0,1]时,f(x)=2ax-4 x 3(2)注意到f(x)为偶函数,只须研究f(x)在[0,1]上的最大值.(ⅰ)当a (2,6]时,由0 x 1得a-2x 2>0,f(x)=2x(a-2 x 2)= ≤ =(当且仅当4 =a -2,即x=[0,1]时等号成立). 由题意知,f(x)的最大值为12,令 =12得=486> ,∴a>6,这与a (2,6]矛盾,故此时满足条件的a 不存在.(ⅱ)当a=2且0≤x≤1时,f(x)=4x(1- )同理可证 f(x)= (当且仅当2 =1- ,即x= 时等号成立),也与已知矛盾.(ⅲ)当a>6时,设0 ,则f()-f( )=2a(- )-4(- )=2(- )[a-2(++ )],由题设0< ++<3,a>6 ∴a-2(++)>0 又 - <0∴f( )-f()<0即f( )<f(), ∴f(x)在[0,1]上为增函数. ∴此时=f(1)=2a-4.令2a-4=12,解得a=8 (6,+∞),适合题意.因此,综合(ⅰ) (ⅱ) (ⅲ)知,存在a=8 (6,+∞),使得函数f(x)的图象的最高点位于直线y=12上.练习1、函数)1(+=x f y 是偶函数,则)(x f y =的图象关于 x=1 对称。
2、函数)(x f y =满足)(1)3(x f x f -=+,且1)3(=f ,则=)2010(f -1 。
3、函数f(x)是定义在R 上的奇函数,且11()()22f x f x +=-,则(1)(2)(3)(4)(5)f f f f f ++++= 解析:法一:因f(x)为奇函数且关于12x =对称,T=2,可借助图象解答,得结果为0. 小结:此方法为数形结合法法二:因f(x)为奇函数且关于12x =对称,类比()sin f x x =联想函数()sin f x x π= ∴(1)(2)(3)(4)(5)f f f f f ++++=0, 小结:此方法为抽象函数具体化法4、已知函数(21)y f x =-是定义在R 上的奇函数,函数()y g x =是()y f x =的反函数,若120x x +=则12()()g x g x +=( D )A )2B )0C )1D )-2解析:法一:(函数具体化)设()1f x x =+符合题意,则()1g x x =-则121212()()(1)(1)()22g x g x x x x x +=-+-=+-=-,法二:y=f(2x-1)是R 上的奇函数→f(-2x-1)=-f(2x-1),即f(-2x-1)+f(2x-1)=0,由反函数的关系就可以取x 1= f(-2x-1),x 2= f(2x-1),所以g(x 1)+g(x 2)=-2x-1+(2x-1)=-2.5.设f (x )是R 的奇函数,f (x+2)= — f (x ),当0≤x ≤1,时,f (x )=x ,则f(7.5)= - 0.56.定义在R 上的函数f(x)满足f(-x)+f(x)=3,则f -1(x)+f -1(3-x)= .07、 f (x )是定义在R 上的以3为周期的奇函数,且f (2)=0,则方程f (x )=0在区间(0,6)内解的个数的最小值是( )DA.4B.5C.6D.78、设函数f(x)的定义域为[1,3],且函数f(x)的图象关于点(2,0)成中心对称,已知当x [2,3]时f(x)=2x,求当x [1,2]时,f(x)的解析式.解:由已知得 f(x)=-f(4-x)① 又当x [1,2]时,4-x [2,3],∴f(4-x)=(4-x) -2(4-x) ②∴由①②得f(x)=- (x- 4) +2(4-x) ∴当x [1,2]时,f(x)=-x +6x-8 9、(09山东)已知定义在R 上的奇函数)(x f ,满足(4)()f x f x -=-,且在区间[0,2]上是增函数,若方程f(x)=m(m>0)在区间[]8,8-上有四个不同的根1234,,,x x x x ,则1234_________.x x x x +++=-8八、综合问题例21. 定义在R 上的函数f(x)满足:对任意实数m ,n ,总有,且当x>0时,0<f(x)<1。
(1)判断f(x)的单调性; (2)设,,若 φ=B A ,试确定a 的取值范围。
解:(1)在中,令,得,因为,所以。
在中,令,因为当时,所以当时,而,所以又当x=0时,,所以,综上可知,对于任意,均有。
设,则所以.所以在R 上为减函数。
(2)由于函数y=f(x)在R 上为减函数,所以,即有又,根据函数的单调性,有,由,所以直线与圆面无公共点。
因此有,解得。
评析:(1)要讨论函数的单调性必然涉及到两个问题:一是f(0)的取值问题,二是f(x)>0的结论。