高中数学函数的性质知识点整理
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一、函数
(一)、函数的单调性
1、定义:一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1 ,x2,当x1 当x1 单调性定义的等价形式:设x1,x2∈[a,b],x1≠x2. (1)若有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0或>0,则f(x)在闭区间[a,b]上是增函数; (2)若有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0或<0,则f(x)在闭区间[a,b]上是减函数. 2、常用结论 (1)若f(x),g(x)均为区间A上的增(减)函数,则f(x)+g(x)也是区间A上的增(减)函数. (2)若k>0,则kf(x)与f(x)单调性相同;若k<0,则kf(x)与f(x)单调性相反. (3)函数y=f(x)(f(x)>0)在公共定义域内与y=-f(x),y=的单调性相反. (4)函数y=f(x)(f(x)≥0)在公共定义域内与y=的单调性相同. (5)复合函数单调性的确定方法:若两个简单函数的单调性相同,则这两个函数的复合函数为增函数;若两个简单函数的单调性相反,则这两个函数的复合函数为减函数.简称“同增异减”. (二)、函数的奇偶性 1.函数奇偶性的定义:函数()fx的定义域必须关于原点对称,对定义域内的任意一个x都满足 ①()()fxfx函数()fx为偶函数; ②()()()()0fxfxfxfx函数()fx为奇函数. 2.奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y轴对称;反过来如果一个函数的图像关于原点对称,则该函数为奇函数,若该函数的图像关于y轴对称,该函数为偶函数. 3.函数奇偶性的性质 ①既是奇函数又是偶函数的函数只有一种类型,即()0fx,xD,其中定义域D是关于原点对称的非空数集. ②奇函数在关于原点对称的区间上若有单调性,则其单调性完全相同.即奇函数()fx在区间[,](0)abab上单调递增(减),则()fx在区间[,]ba上也是单调递增(减); ③偶函数在关于原点对称的区间上若有单调性,则其单调性恰恰相反.即偶函数()fx在区间[,](0)abab上单调递增(减),则()fx在区间[,]ba上也是单调递减(增); ④任意定义在R上的函数()fx都可以唯一地表示成一个奇函数与一个偶函数的和.即()()()()()22fxfxfxfxfx (三)、函数的对称性 1、对定义域的要求:无论是轴对称还是中心对称,均要求函数的定义域要关于对称轴(或对称中心)对称 2、轴对称的等价描述: (1)faxfaxfx关于xa轴对称(当0a时,恰好就是偶函数)特别的 (2)faxfbxfx关于2abx轴对称; (3)fxa是偶函数,则fxafxa,进而可得到:fx关于xa轴对称. 本结论也可通过图像变换来理解,fxa是偶函数,则fxa关于0x轴对称,而fx可视为fxa平移了a个单位(方向由a的符号决定),所以fx关于xa对称. 3、中心对称的等价描述: (1)faxfaxfx关于,0a中心对称(当0a时,恰好就是奇函数); (2)faxfbxfx关于,02ab中心对称; (3)fxa是奇函数,则fxafxa,进而可得到:fx关于,0a中心对称。 (4)若函数)(xfy对定义域内任意x都有f(a+x)+f(b-x)=c则函数)(xf的对称轴中心为),(c2ba (5)函数(||)yfxa关于xa对称. ① 要注意奇函数是指自变量取相反数,函数值相反,所以在fxa中,x仅是括号中的一部分,奇函数只是指其中的x取相反数时,函数值相反,即fxafxa,要与以下的命题区分: 若fx是奇函数,则fxafxa:fx是奇函数中的x占据整个括号,所以是指括号内取相反数,则函数值相反,所以有fxafxa; ② 本结论也可通过图像变换来理解,fxa是奇函数,则fxa关于0,0中心对称,而fx可视为fxa平移了a个单位(方向由a的符号决定),所以fx关于,0a对称。 4、常用函数的对称性 (1)函数)0,,,()(adcbabaxdcxxf为常数且其中图像关于点),(acab中心对称。 (2)函数)1)((log)(2mxmxxfa是奇函数关于原点中心对称。 (3)函数)且(其中1a01)(aakxfx图像关于点)(2,0k中心对称,11)(xaxf关于)(2-,0k中心对称(其他含有相同指数式的分式函数可以通过这两个结论根据函数的平移伸缩变换得来) (4)三次函数)0()(23adcxbxaxxf图像关于点))3(,3(abfab(即二阶导数为零的点)对称。 (三)、函数的周期性 1、定义:设fx的定义域为D,若对xD,存在一个非零常数T,有fxTfx,则称函数fx是一个周期函数,称T为fx的一个周期 2、周期性的理解:可理解为间隔为T的自变量函数值相等 3、若fx是一个周期函数,则fxTfx,那么2fxTfxTfx,即2T也是fx的一个周期,进而可得:kTkZ也是fx的一个周期 4、最小正周期:正由第3条所说,kTkZ也是fx的一个周期,所以在某些周期函数中,往往寻找周期中最小的正数,即称为最小正周期。然而并非所有的周期函数都有最小正周期,比如常值函数fxC 5、函数周期性的判定: (1)fxafxb:可得fx为周期函数,其周期Tba; (2)fxafxfx的周期2Ta; 分析:直接从等式入手无法得周期性,考虑等间距再构造一个等式:2fxafxa; 所以有:2fxafxafxfx,即周期2Ta; (3)1fxafxfx的周期2Ta; (4)fxfxak(k为常数)fx的周期2Ta; (5)fxfxak(k为常数)fx的周期2Ta; (6)双对称出周期:若一个函数fx存在两个对称关系,则fx是一个周期函数,具体情况如下:(假设ba) ① 若fx的图像关于,xaxb轴对称,则fx是周期函数,周期2Tba; ② 若fx的图像关于,0,,0ab中心对称,则fx是周期函数,周期2Tba; ③ 若fx的图像关于xa轴对称,且关于,0b中心对称,则fx是周期函数,周期4Tba. 7、函数周期性的作用: (1)单调区间:由于间隔kTkZ的函数图象相同,所以若fx在,abbaT上单调增(减),则fx在,akTbkTkZ上单调增(减) (2)对称性:如果一个周期为T的函数fx存在一条对称轴xa (或对称中心),则fx 存在无数条对称轴,其通式为2kTxakZ