(word完整版)高考数学函数的单调性和奇偶性
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一复合函数
1.增减性
对于 F(x)=f[g(x)] 的复合函数,其增减性满足乘法定则
同增异减
2.奇偶性
对于F(x)=f[g(x)] 的复合函数,其实只要掌握好奇偶函数的定义,自己推一下是非常容易的。
记F(x)=f[g(x)]——复合函数,则F(-x)=f[g(-x)]
如果g(x)是奇函数,即g(-x)=-g(x) ==> F(-x)=f[-g(x)],
则当f(x)是奇函数时,F(-x)=-f[g(x)]=-F(x),F(x)是奇函数;
当f(x)是偶函数时,F(-x)=f[g(x)]=F(x),F(x)是偶函数。
如果g(x)是偶函数,即g(-x)=g(x) ==> F(-x)=f[g(x)]=F(x),F(x)是偶函数。
所以由两个函数复合而成的复合函数,当里层的函数是偶函数时,复合函数是偶函数,不论外层是怎样的函数;当里层的函数是奇函数、外层的函数也是奇函数时,复合函数是奇函数,当里层的函数是奇函数、外层的函数是偶函数时,复合函数是偶函数。
在其它的场合,就不能如此单纯地判断复合函数的奇偶性了。
二加减函数
1.增减性
对于F(x)=g(x)+f(x) ,增+增=增,减+减=减,减+增则无定则
2.奇偶性
对于F(x)=g(x)+f(x) ,
奇+奇=奇, 奇-奇=奇, 偶+偶=偶 ,偶-偶=偶.奇+偶无定则
三相乘函数
1.增减性
对于F(x)=g(x)*f(x)
举个例子:f(x)=g(x)=-x ,都是减函数,而F(x)=x^2,有增有减.
2.奇偶性
对于F(x)=g(x)*f(x), 即奇*偶=奇 ,偶*偶=偶 ,奇*奇=偶。
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.。
【考点预测】1.高中数学53个题型归纳与方法技巧总结篇专题07函数的性质——单调性、奇偶性、周期性函数的单调性(1)单调函数的定义一般地,设函数()f x 的定义域为A ,区间D A ⊆:如果对于D 内的任意两个自变量的值1x ,2x 当12x x <时,都有12()()f x f x <,那么就说()f x 在区间D 上是增函数.如果对于D 内的任意两个自变量的值1x ,2x ,当12x x <时,都有12()()f x f x <,那么就说()f x 在区间D 上是减函数.①属于定义域A 内某个区间上;②任意两个自变量1x ,2x 且12x x <;③都有12()()f x f x <或12()()f x f x >;④图象特征:在单调区间上增函数的图象从左向右是上升的,减函数的图象从左向右是下降的.(2)单调性与单调区间①单调区间的定义:如果函数()f x 在区间D 上是增函数或减函数,那么就说函数()f x 在区间D 上具有单调性,D 称为函数()f x 的单调区间.②函数的单调性是函数在某个区间上的性质.(3)复合函数的单调性复合函数的单调性遵从“同增异减”,即在对应的取值区间上,外层函数是增(减)函数,内层函数是增(减)函数,复合函数是增函数;外层函数是增(减)函数,内层函数是减(增)函数,复合函数是减函数.2.函数的奇偶性函数奇偶性的定义及图象特点奇偶性定义图象特点偶函数如果对于函数()f x 的定义域内任意一个x ,都有()()f x f x -=,那么函数()f x 就叫做偶函数关于y 轴对称奇函数如果对于函数()f x 的定义域内任意一个x ,都有) ()(f x f x --=,那么函数()f x 就叫做奇函数关于原点对称判断()f x -与()f x 的关系时,也可以使用如下结论:如果0(())f x f x --=或()1(()0)()f x f x f x -=≠,则函数()f x 为偶函数;如果0(())f x f x -+=或()1(()0)()f x f x f x -=-≠,则函数()f x 为奇函数.注意:由函数奇偶性的定义可知,函数具有奇偶性的一个前提条件是:对于定义域内的任意一个x ,x -也在定义域内(即定义域关于原点对称).3.函数的对称性(1)若函数()y f x a =+为偶函数,则函数()y f x =关于x a =对称.(2)若函数()y f x a =+为奇函数,则函数()y f x =关于点(0)a ,对称.(3)若()()2f x f a x =-,则函数()f x 关于x a =对称.(4)若2(2)()f x f a x b -=+,则函数()f x 关于点()a b ,对称.4.函数的周期性(1)周期函数:对于函数()y f x =,如果存在一个非零常数T ,使得当x 取定义域内的任何值时,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,那么称这个最小整数叫做()f x 的最小正周期.【方法技巧与总结】1.单调性技巧(1)证明函数单调性的步骤①取值:设1x ,2x 是()f x 定义域内一个区间上的任意两个量,且12x x <;②变形:作差变形(变形方法:因式分解、配方、有理化等)或作商变形;③定号:判断差的正负或商与1的大小关系;④得出结论.(2)函数单调性的判断方法①定义法:根据增函数、减函数的定义,按照“取值—变形—判断符号—下结论”进行判断.②图象法:就是画出函数的图象,根据图象的上升或下降趋势,判断函数的单调性.③直接法:就是对我们所熟悉的函数,如一次函数、二次函数、反比例函数等,直接写出它们的单调区间.(3)记住几条常用的结论:①若()f x 是增函数,则()f x -为减函数;若()f x 是减函数,则()f x -为增函数;②若()f x 和()g x 均为增(或减)函数,则在()f x 和()g x 的公共定义域上()()f x g x +为增(或减)函数;③若()0f x >且()f x 为增函数,1()f x 为减函数;④若()0f x >且()f x 为减函数,1()f x 为增函数.2.奇偶性技巧(1)函数具有奇偶性的必要条件是其定义域关于原点对称.(2)奇偶函数的图象特征.函数()f x 是偶函数⇔函数()f x 的图象关于y 轴对称;函数()f x 是奇函数⇔函数()f x 的图象关于原点中心对称.(3)若奇函数()y f x =在0x =处有意义,则有(0)0f =;偶函数()y f x =必满足()(||)f x f x =.(4)偶函数在其定义域内关于原点对称的两个区间上单调性相反;奇函数在其定义域内关于原点对称的两个区间上单调性相同.(5)若函数()f x 的定义域关于原点对称,则函数()f x 能表示成一个偶函数与一个奇函数的和的形式.记1()[()()]2g x f x f x =+-,1()[()()]2h x f x f x =--,则()()()f x g x h x =+.(6)运算函数的奇偶性规律:运算函数是指两个(或多个)函数式通过加、减、乘、除四则运算所得的函数,如()(),()(),()(),()()f x g x f x g x f x g x f x g x +-⨯÷.对于运算函数有如下结论:奇±奇=奇;偶±偶=偶;奇±偶=非奇非偶;奇()⨯÷奇=偶;奇()⨯÷偶=奇;偶()⨯÷偶=偶.(7)复合函数[()]y f g x =的奇偶性原来:内偶则偶,两奇为奇.(8)常见奇偶性函数模型奇函数:①函数1()(01x x a f x m x a +=≠-()或函数1()()1x x a f x m a -=+.②函数()()x x f x a a -=±-.③函数2()log log (1aa x m m f x x m x m +==+--或函数2()log log (1)a a x m m f x x m x m-==-++④函数()log )a f x x =+或函数()log )a f x x =.注意:关于①式,可以写成函数2()(0)1x m f x m x a =+≠-或函数2()()1x mf x m m R a =-∈+.偶函数:①函数()()x x f x a a -=±+.②函数()log (1)2mx a mxf x a =+-.③函数(||)f x 类型的一切函数.④常数函数3.周期性技巧()()()()211();()2()()()()2()()4()()2()()()()()2()()()2()()()(x R f x T f x T f x T f x T f x T f x T T f x f x f x T f x T T f x T f x T T f a x f a x b a f b x f b x f a x f a x a f x f a x f a x b a f b x f b x f a ∈+=+=-+=+=-+=-+=--+=-⎧-⎨+=-⎩+=-⎧⎨⎩+=--⎧-⎨+=--⎩函数式满足关系()周期为偶函数)()2()()()4()()()()()4()()()4()x f a x a f x f a x f a x b a f b x f b x f a x f a x a f x f a x f a x af x +=--⎧⎨⎩+=-⎧-⎨+=--⎩+=-⎧⎨⎩+=--⎧⎨⎩为奇函数为奇函数为偶函数4.函数的的对称性与周期性的关系(1)若函数()y f x =有两条对称轴x a =,()x b a b =<,则函数()f x 是周期函数,且2()T b a =-;(2)若函数()y f x =的图象有两个对称中心(,),(,)()a c b c a b <,则函数()y f x =是周期函数,且2()T b a =-;(3)若函数()y f x =有一条对称轴x a =和一个对称中心(,0)()b a b <,则函数()y f x =是周期函数,且4()T b a =-.5.对称性技巧(1)若函数()y f x =关于直线x a =对称,则()()f a x f a x +=-.(2)若函数()y f x =关于点()a b ,对称,则()()2f a x f a x b ++-=.(3)函数()y f a x =+与()y f a x =-关于y 轴对称,函数()y f a x =+与()y f a x =--关于原点对称.【题型归纳目录】题型一:函数的单调性及其应用题型二:复合函数单调性的判断题型三:利用函数单调性求函数最值题型四:利用函数单调性求参数的范围题型五:基本初等函数的单调性题型六:函数的奇偶性的判断与证明题型七:已知函数的奇偶性求参数题型八:已知函数的奇偶性求表达式、求值题型九:已知()f x =奇函数+M 题型十:函数的对称性与周期性题型十一:类周期函数题型十二:抽象函数的单调性、奇偶性、周期性题型十三:函数性质的综合【典例例题】题型一:函数的单调性及其应用例1.(2022·全国·高三专题练习)若定义在R 上的函数f (x )对任意两个不相等的实数a ,b ,总有()-()-f a f b a b>0成立,则必有()A .f (x )在R 上是增函数B .f (x )在R 上是减函数C .函数f (x )先增后减D .函数f (x )先减后增例2.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()f x 的定义域为R ,且对任意两个不相等的实数a ,b 都有()()()0a b f a f b -->⎡⎤⎣⎦,则不等式()()315f x f x ->+的解集为().A .(),3-∞B .()3,+∞C .(),2-∞D .()2,+∞例3.(2022·全国·高三专题练习)()252f x x x =-的单调增区间为()A .1,5⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭B .1,5⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭C .1,5⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭D .1,5⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭例4.(2022·全国·高三专题练习)已知函数1()22xxf x =-.(1)判断()f x 在其定义域上的单调性,并用单调性的定义证明你的结论;(2)解关于x 的不等式2(log )(1)f x f <.例5.(2022·全国·高三专题练习)讨论函数()1axf x x =-(0a ≠)在(11)-,上的单调性.【方法技巧与总结】函数单调性的判断方法①定义法:根据增函数、减函数的定义,按照“取值—变形—判断符号—下结论”进行判断.②图象法:就是画出函数的图象,根据图象的上升或下降趋势,判断函数的单调性.③直接法:就是对我们所熟悉的函数,如一次函数、二次函数、反比例函数等,直接写出它们的单调区间.题型二:复合函数单调性的判断例6.(2022·全国·高三专题练习(文))函数y =)A .1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .(,1]-∞-C .112⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,D .[]12-,例7.(2022·全国·高三专题练习)函数()213log 412y x x =-++单调递减区间是()A .(),2-∞B .()2,+∞C .()2,2-D .()2,6-例8.(2022·全国·高三专题练习)函数2231()(2x x f x --=的单调递减区间是()A .(,)-∞+∞B .(,1)-∞C .(3,)+∞D .(1,)+∞【方法技巧与总结】讨论复合函数[()]y f g x =的单调性时要注意:既要把握复合过程,又要掌握基本函数的单调性.一般需要先求定义域,再把复杂的函数正确地分解为两个简单的初等函数的复合,然后分别判断它们的单调性,再用复合法则,复合法则如下:1.若()u g x =,()y f u =在所讨论的区间上都是增函数或都是减函数,则[()]y f g x =为增函数;2.若()u g x =,()y f u =在所讨论的区间上一个是增函数,另一个是减函数,则[()]y f g x =为减函数.列表如下:()u g x =()y f u =[()]y f g x =增增增增减减减增减减减增复合函数单调性可简记为“同增异减”,即内外函数的单性相同时递增;单性相异时递减.题型三:利用函数单调性求函数最值例9.(2022·河南·新乡县高中模拟预测(理))在人工智能领域的神经网络中,常用到在定义域I 内单调递增且有界的函数()f x ,即0M ∃>,x I ∀∈,()f x M ≤.则下列函数中,所有符合上述条件的序号是______.①()f x =()21x f x x =+;③()e e e ex xx x f x ---=+;④()11e x f x -=+.例10.(2022·全国·高三专题练习)定义在()0,∞+上的函数()f x 对于任意的*,x y R ∈,总有()()()f x f y f xy +=,且当1x >时,()0f x <且()1f e =-.(1)求()1f 的值;(2)判断函数在()0,∞+上的单调性,并证明;(3)求函数()f x 在21,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值与最小值.例11.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()(0)2axf x a x =≠-.(1)判断函数()f x 在区间()2,2-上的单调性,并用单调性的定义加以证明;(2)若()33f =,求[]1,1x ∈-时函数()f x 的值域.例12.(2022·山西运城·模拟预测(理))已知a b <,函数()f x 的定义域为I ,若存在[,]a b I ⊆,使得()f x 在[,]a b 上的值域为[,]a b ,我们就说()f x 是“类方函数”.下列四个函数中是“类方函数”的是()①()21f x x =-+;②2()f x x =;③()2f x =+;④1()2xf x ⎛⎫= ⎪⎝⎭.A .①②B .②④C .②③D .③④【方法技巧与总结】利用函数单调性求函数最值时应先判断函数的单调性,再求最值.常用到下面的结论:1.如果函数()y f x =在区间(]a b ,上是增函数,在区间[)b c ,上是减函数,则函数()()y f x x a c =∈,在x b =处有最大值()f b .2.如果函数()y f x =在区间(]a b ,上是减函数,在区间[)b c ,上是增函数,则函数()()y f x x a c =∈,在x b =处有最小值()f b .3.若函数()y f x =在[]a b ,上是严格单调函数,则函数()y f x =在[]a b ,上一定有最大、最小值.4.若函数()y f x =在区间[]a b ,上是单调递增函数,则()y f x =的最大值是()f b ,最小值是()f a .5.若函数()y f x =在区间[]a b ,上是单调递减函数,则()y f x =的最大值是()f a ,最小值是()f b .题型四:利用函数单调性求参数的范围例13.(2022·河南濮阳·一模(理))“1b ≤”是“函数()()22,0log 2,20bx x f x x b x +>⎧=⎨++-<≤⎩是在()2,-+∞上的单调函数”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件例14.(2022·全国·江西科技学院附属中学高三阶段练习(理))已知函数()()e 4,0,2log 1,10,x m m x f x x x ⎧+>⎪=⎨-+-<≤⎪⎩若1x ∀,2x ∈R ,()()12120f x f x x x ->-,且()()2g x f x x =--仅有1个零点,则实数m 的取值范围为()A .11,4e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .11,4e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .1,1e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .1,1e ⎛⎫ ⎪⎝⎭例15.(2022·浙江·高三学业考试)已知函数2()2f x x ax b =-+在区间(-∞,1]是减函数,则实数a 的取值范围是()A .[1,+∞)B .(-∞,1]C .[-1,+∞)D .(-∞,-1]例16.(2022·全国·高三专题练习)若函数21,1()2,,1ax x f x x ax x -<⎧=⎨-≥⎩是R 上的单调函数,则a 的取值范围()A .20,3⎛⎫⎪⎝⎭B .20,3⎛⎤ ⎥⎝⎦C .(]0,1D .()0,1例17.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()f x =0a >且1a ≠)在区间[)1,3上单调递增,则实数a 的取值不可能是()A .13B .12C .23D .56例18.(2022·山东·济南市历城第二中学模拟预测)函数()53x f x x a +=-+在()1,+∞上是减函数,则实数a的范围是_______.例19.(2022·全国·高三专题练习)如果5533cos θsin θ7(cos θsin θ),θ[0,2π]->-∈,则θ的取值范围是___________.例20.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()f x 满足()()()()1,f x y f x f y x y R +=+-∈,当0x >时,()1f x >,且()12f =.(1)求()()0,1f f -的值,并判断()f x 的单调性;(2)当[]1,2x ∈时,不等式()()231f ax x f x -+<恒成立,求实数a 的取值范围.【方法技巧与总结】若已知函数的单调性,求参数a 的取值范围问题,可利用函数单调性,先列出关于参数a 的不等式,利用下面的结论求解.1.若()a f x >在[]m n ,上恒成立()a f x ⇔>在[]m n ,上的最大值.2.若()a f x <在[]m n ,上恒成立()a f x ⇔<在[]m n ,上的最小值.题型五:基本初等函数的单调性例21.(2022·全国·高三阶段练习(文))下列函数在()1,3上单调递减的是()A .24y x x =-B .12x y -=C .y =D .cos 1y x =+例22.(2022·全国·高三专题练习)下列函数中,定义域是R 且为增函数的是A .xy e -=B .3y x =C .ln y x=D .y x=例23.(2022·全国·高三专题练习)已知()f x 是奇函数,且()()12120f x f x x x ->-对任意12,x x R ∈且12x x ≠都成立,设32a f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()3log 7b f =,()30.8c f =-,则()A .b a c <<B .c a b <<C .c b a<<D . a c b<<例24.(2022·山东·济南一中模拟预测)设函数()232xf x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,若()ln 3a f =,()5log 2b f =-,c f =(e 为自然对数的底数),则().A .a b c>>B .c b a>>C .c a b>>D .a c b>>【方法技巧与总结】1.比较函数值大小,应将自变量转化到同一个单调区间内,然后利用函数单调性解决.2.求复合函数单调区间的一般步骤为:①求函数定义域;②求简单函数单调区间;③求复合函数单调区间(同增异减).3.利用函数单调性求参数时,通常要把参数视为已知数,依据函数图像或单调性定义,确定函数单调区间,与已知单调区间比较,利用区间端点间关系求参数.同时注意函数定义域的限制,遇到分段函数注意分点左右端点函数值的大小关系.题型六:函数的奇偶性的判断与证明例25.(2022·北京通州·模拟预测)已知函数1()33xxf x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则()f x ()A .是偶函数,且在R 是单调递增B .是奇函数,且在R 是单调递增C .是偶函数,且在R 是单调递减D .是奇函数,且在R 是单调递减例26.(2022·安徽·蒙城第一中学高三阶段练习(理))下列函数中,在其定义域内既是奇函数又是减函数的是()A .1y x=B .ln y x x=--C .3y x x=--D .3=-+y x x例27.(2022·广东·二模)存在函数()f x 使得对于x R ∀∈都有()()f g x x =,则函数()g x 可能为()A .()sin g x x=B .()22g x x x=+C .()3g x x x=-D .()()x xg x e e-=+例28.(2022·全国·高三专题练习)判断下列函数的奇偶性:(1)f (x )(2)f (x )=(x +(3)f (x ).(4)f (x )=2221,0,21,0;x x x x x x ⎧-++>⎨+-<⎩例29.(2022·全国·高三专题练习)已知定义在R 上的函数()f x ,()g x 满足:①()01f =;②()g x 为奇函数;③()0,x ∀∈+∞,()0>g x ;④任意的x ,R y ∈,()()()()()f x y f x f y g x g y -=-.(1)判断并证明函数()f x 的奇偶性;(2)判断并证明函数()f x 在()0,+∞上的单调性.【方法技巧与总结】函数单调性与奇偶性结合时,注意函数单调性和奇偶性的定义,以及奇偶函数图像的对称性.题型七:已知函数的奇偶性求参数例30.(2022·北京海淀·二模)若(),01,0x a x f x bx x +<⎧=⎨->⎩是奇函数,则()A .1,1a b ==-B .1,1a b =-=C .1,1a b ==D .1,1a b =-=-例31.(2022·河南洛阳·三模(理))若函数()()322x xx a f x -=⋅-是偶函数,则=a ()A .-1B .0C .1D .±1例32.(2022·江苏南通·模拟预测)若函数()22x x af x a +=-为奇函数,则实数a 的值为()A .1B .2C .1-D .±1例33.(2022·江西·南昌十中模拟预测(理))已知函数()(1)1x mf x x e=++为偶函数,则m 的值为_________.例34.(2022·全国·高三阶段练习(理))已知函数()()22330x xa a a f x -+=-⋅≠为奇函数,则=a ______.例35.(2022·全国·高三阶段练习(文))已知函数()2221x xa b f x x -+⋅=+为偶函数,则=a ______.例36.(2022·陕西·西安中学模拟预测(文))已知函数)1()e ln e x xf x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭为R 上的偶函数,则实数=a ___________.【方法技巧与总结】利用函数的奇偶性的定义转化为()()f x f x -=±,建立方程,使问题得到解决,但是在解决选择题、填空题时还显得比较麻烦,为了使解题更快,可采用特殊值法求解.题型八:已知函数的奇偶性求表达式、求值例37.(2022·安徽省芜湖市教育局模拟预测(理))设()f x 为奇函数,且0x >时,()e ln xf x x =+,则()1f -=___________.例38.(2022·重庆一中高三阶段练习)已知偶函数()f x ,当0x >时,()()212f x x f x '=-+,则()f x 的图象在点()()2,2f --处的切线的斜率为()A .3-B .3C .5-D .5例39.(2022·河北衡水·高三阶段练习)已知()f x 是定义在R 上的奇函数,且0x ≤时,()232f x x x m =-+,则()f x 在[]1,2上的最大值为()A .1B .8C .5-D .16-例40.(2022·江西·模拟预测(理))(),()f x g x 分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,且()()2022sin 25+=--x f x g x x x ,则下列说法错误的是()A .(0)1g =B .()g x 在[]0,1上单调递减C .(1101)-g x 关于直线1101=x 对称D .()g x 的最小值为1例41.(2022·山西吕梁·一模(文))已知函数()f x 为定义在R 上的奇函数,且当0x ≥时,()21x f x x =+-,则当0x <时,()f x =()A .21x x ---B .21x x -++C .121x ----D .121x --++例42.(2022·北京·高三专题练习)已知定义在R 上的奇函数()f x 满足()()2f x f x =+,且当()0,1x ∈时,()241xxf x =+.(1)求()1f 和()1f -的值;(2)求()f x 在[]1,1-上的解析式.例43.(2022·全国·高三专题练习)若函数()f x 是奇函数,()g x 是偶函数,且其定义域均为{R,1}x x x ∈≠±.若()1()1f xg x x +=-,求()f x ,()g x 的解析式.【方法技巧与总结】抓住奇偶性讨论函数在各个分区间上的解析式,或充分利用奇偶性得出关于()f x 的方程,从而可得()f x 的解析式.题型九:已知()f x =奇函数+M例44.(2022·重庆一中高三阶段练习)已知()34f x ax =++(a ,b 为实数),()3lg log 102022f =,则()lg lg3f =______.例45.(2022·河南·西平县高级中学模拟预测(理))已知函数()2sin 414x xf x x -=++,且()5f a =,则()f a -=()A .2B .3C .-2D .-3例46.(2022·福建省福州第一中学高二期末)若对,x y R ∀∈,有()()()4f x y f x f y +=+-,函数2sin ()()cos 1xg x f x x =++在区间[2021,2021]-上存在最大值和最小值,则其最大值与最小值的和为()A .4B .8C .12D .16例47.(2022·上海·高一专题练习)若函数()()2221sin 1x xf x x ++=+的最大值和最小值分别为M 、m ,则函数()()()sin 3g x M m x M m x π⎡⎤=+++-⎢⎥⎣⎦图像的对称中心不可能是_______A .4,33ππ⎛⎫⎪⎝⎭B .,123ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭C .28,33ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭D .416,33ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭例48.(2022·河南·温县第一高级中学高三月考(理))若函数()()113e sin 1ex x x f x --⋅--=在区间[]3,5-上的最大值、最小值分别为p 、q ,则p q +的值为().A .2B .1C .6D .3例49.(2022·黑龙江·哈尔滨三中高三月考(理))函数()()211()2x x f x x x e e x --=--+在区间[1,3]-上的最大值与最小值分别为M ,N ,则M N +的值为()A .2-B .0C .2D .4例50.(2022·广东潮阳·高一期末)函数()()22ln41ax a xf x x a++=++,若()f x 最大值为M ,最小值为N ,[]1,3a ∈,则M N +的取值范围是______.例51.(2022·安徽·合肥市第九中学高三月考(理))已知定义域为R 的函数2222020sin ()2x x e e x xf x x λλμ++=++有最大值和最小值,且最大值和最小值的和为6,则λ-μ=___.【方法技巧与总结】已知()f x =奇函数+M ,[,]x a a ∈-,则(1)()()2f x f x M -+=(2)max min ()()2f x f x M +=题型十:函数的对称性与周期性例52.(2022·天津三中二模)设函数()y f x =的定义域为D ,若对任意的12,x x D ∈,且122x x a +=,恒有()()122f x f x b +=,则称函数()f x 具有对称性,其中点(,)a b 为函数()y f x =的对称中心,研究函数1()1tan(1)1f x x x x =+++--的对称中心,求13540432022202220222022f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ()A .2022B .4043C .4044D .8086例53.(2022·全国·模拟预测)已知定义在R 上的函数()f x 满足()()24f x f x +=+,且()1f x +是奇函数,则()A .()f x 是偶函数B .()f x 的图象关于直线12x =对称C .()f x 是奇函数D .()f x 的图象关于点1,02⎛⎫⎪⎝⎭对称例54.(2022·全国·模拟预测)已知函数()f x 的定义域为R ,且()()()2220222f x f x f +=-+对任意x ∈R 恒成立,又函数()2021f x +的图象关于点()2021,0-对称,且()12022f =,则()2021f =()A .2021B .2021-C .2022D .2022-例55.(2022·新疆·三模(文))已知定义在R 上的偶函数()f x 满足()()6f x f x +=,且当[]0,3x ∈时,()e x f x x =,则下面结论正确的是()A .()()()3ln 3e e f f f <<-B .()()()3e ln 3ef f f -<<C .()()()3e e ln 3f f f <-<D .()()()3ln 3e ef f f <-<例56.(2022·山东·肥城市教学研究中心模拟预测)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-例57.(2022·广东茂名·模拟预测)已知函数()f x 是R 上的奇函数,且3()()2f x f x -=-,且当30,4x ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦时,()23f x x =-,则(2021)(2022)(2023)f f f -+--的值为()A .4B .4-C .0D .6-例58.(2022·江西鹰潭·二模(文))已知()f x 是定义在R 上的奇函数,若32f x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭为偶函数且()12f =,则()()()202020212022f f f ++=()A .2-B .4C .4-D .6例59.(2022·江苏·徐州市第七中学高三阶段练习)函数()()()222f x x x x ax b =+++满足:对x R ∀∈,都有()()11f x f x +=-,则函数()f x 的最小值为()A .-20B .-16C .-15D .0例60.(2022·黑龙江·哈尔滨三中三模(理))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;②函数()1y f x =+的图象关于y 轴对称;③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 >>例61.(2022·陕西·榆林市教育科学研究所模拟预测(理))已知函数()f x 满足()()f x f x -=--,且函数()f x 与()cos 2g x x x =≠-⎛⎫ ⎪⎝⎭的图象的交点为()11,x y ,()22,x y ,()33,x y ,()44,x y ,则()41i ii x y =+=∑()A .-4πB .-2πC .2πD .4π【方法技巧与总结】(1)若函数()y f x =有两条对称轴x a =,()x b a b =<,则函数()f x 是周期函数,且2()T b a =-;(2)若函数()y f x =的图象有两个对称中心(,),(,)()a c b c a b <,则函数()y f x =是周期函数,且2()T b a =-;(3)若函数()y f x =有一条对称轴x a =和一个对称中心(,0)()b a b <,则函数()y f x =是周期函数,且4()T b a =-.题型十一:类周期函数例62.(2022·天津一中高三月考)定义域为R 的函数()f x 满足()()22f x f x +=,当[]0,2x 时,()[)[)232,0,11,1,22x x x x f x x -⎧-∈⎪⎪=⎨⎛⎫-∈⎪ ⎪⎪⎝⎭⎩,若当[)4,2x ∈--时,不等式()2142m f x m ≥-+恒成立,则实数m 的取值范围是()A .[]2,3B .[]1,3C .[]1,4D .[]2,4例63.(2022·浙江·杭州高级中学高三期中)定义域为R 的函数()f x 满足(2)3()f x f x +=,当[0,2]x ∈时,2()2f x x x =-,若[4,2]x ∈--时,13()()18f x t t≥-恒成立,则实数t 的取值范围是()A .(](],10,3-∞- B.((,-∞ C .[)[)1,03,-+∞ D.))⎡+∞⎣ 例64.(2022山西省榆林市高三二模理科数学试卷)定义域为R 的函数()f x 满足()()22f x f x +=,当[)0,2x ∈时,()[)[)2213,0,1{ln ,1,2x x x f x x x x -+∈=∈,若当[)4,2x ∈--时,函数()22f x t t ≥+恒成立,则实数t 的取值范围为()A .30t -≤≤B .31t -≤≤C .20t -≤≤D .01t ≤≤例65.(2022·湖北·高三月考)已知函数()11,022(2),2x x f x f x x ⎧--≤≤=⎨->⎩,其中R a ∈,给出以下关于函数()f x 的结论:①922f ⎛⎫= ⎪⎝⎭②当[]0,8x ∈时,函数()f x 值域为[]0,8③当4,15k ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦时方程()f x kx =恰有四个实根④当[]0,8x ∈时,若()22xf x a +≤恒成立,则1a ≥-)A .1B .2C .3D .4【方法技巧与总结】1.类周期函数若()y f x =满足:()()f x m kf x +=或()()f x kf x m =-,则()y f x =横坐标每增加m 个单位,则函数值扩大k 倍.此函数称为周期为m 的类周期函数.xx类周期函数图象倍增函数图象2.倍增函数若函数()y f x =满足()()f mx kf x =或()(xf x kf m=,则()y f x =横坐标每扩大m 倍,则函数值扩大k倍.此函数称为倍增函数.注意当m k =时,构成一系列平行的分段函数,222311()[1)(1)[)()(1)[)(1)[)n n ng x x m g x m x m m f x g x m x m m g x m x m m --∈⎧⎪-+∈⎪⎪=-+∈⎨⎪⎪⎪-+∈⎩,,,,,,,,.题型十二:抽象函数的单调性、奇偶性、周期性例66.(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,-∞-⋃+∞例67.(2022·全国·模拟预测(理))已知定义在R 上的奇函数()f x 的图象关于直线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<<例68.(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例69.(2022·全国·高三专题练习)已知定义在R 上的函数()f x ,()g x 满足:①()01f =;②任意的x ,R y ∈,()()()()()f x y f x f y g x g y -=-.(1)求()()22f xg x -的值;(2)判断并证明函数()f x 的奇偶性.例70.(2022·上海·高三专题练习)定义在(-1,1)上的函数f (x )满足①对任意x 、y ∈(-1,1),都有f (x )+f (y )=f (1x y xy ++);②当x ∈(-1,0)时,有f (x )>0.求证:21111()()()()511312f f f f n n +++>++ .【方法技巧与总结】抽象函数的模特函数通常如下:(1)若()()()f x y f x f y +=+,则()(1)f x xf =(正比例函数)(2)若()()()f x y f x f y +=,则()[(1)]x f x f =(指数函数)(3)若()()()f xy f x f y =+,则()log b f x x =(对数函数)(4)若()()()f xy f x f y =,则()a f x x =(幂函数)(5)若()()()f x y f x f y m +=++,则()(1)f x xf m =-(一次函数)(6)对于抽象函数判断单调性要结合题目已知条件,在所给区间内比较大小,有时需要适当变形.题型十三:函数性质的综合例71.(2022·重庆南开中学模拟预测)已知函数()()ln ln 2cos 2f x x x x=---,则关于t 的不等式()()20f t f t +<的解集为()A .()2,1-B.(-C .()0,1D.(例72.(2022·安徽·六安市裕安区新安中学高三开学考试(文))已知函数()f x 是定义在R 上的偶函数,且在区间[0,)+∞上单调递增.若实数a 满足212(log )(lo )g )2(1f a f f a +≤,则a 的最小值是()A .32B .1C .12D .2例73.(2022·河南许昌·高三月考(理))已知函数31()224e e x xf x x x =-++-,其中e 是自然对数的底数,若()2(6)8f a f a -+>,则实数a 的取值范围是()A .(2,)+∞B .(3,2)-C .(,3)-∞-D .(,3)(2,)-∞-⋃+∞例74.(2022·河南·新蔡县第一高级中学高三月考(文))已知函数()3112e 33ex x f x x x =-+-+,其中e是自然对数的底数,若()2(23)6f a f a -+≥,则实数a 的取值范围是()A .(,3][1,)-∞-+∞ B .(,3]-∞-C .[1,)+∞D .[]3,1-例75.(2022·江苏·南京市中华中学高三月考)定义在R 上的函数()f x 满足()(2)f x f x -=,且当1x ≥时()23,141log ,4x x f x x x -+≤<⎧=⎨-≥⎩,若对任意的[,1]x t t ∈+,不等式()()21f x f x t -≤++恒成立,则实数t 的最大值为()A .1-B .23-C .13-D .13例76.(2022·内蒙古·赤峰二中高一月考(理))设()f x 是定义在R 上的奇函数,且当0x ≥时,()2f x x =,若对任意[]2x a a ∈+,,不等式()()2f x a f x +≥恒成立,则实数a 的取值范围是()A.)+∞B.)+∞C .()1-∞,D.⎡⎣例77.(2022·湖南·岳阳一中一模)已知函数221e e ()312x x xf x --=++,若不等式2(4)(2)1f ax f ax -+≤对任意x ∈R 恒成立,则实数a 的取值范围是()A .[]e,0-B .[]2,0-C .[]4,0-D .2e ,0⎡⎤-⎣⎦例78.(2022·全国·模拟预测)已知函数()2121xx f x -=+,若()()e 0x f f ax +<有解,则实数a 的取值范围为()A .()0,∞+B .(),e -∞-C .[]e,0-D .()(),e 0,-∞-⋃+∞例79.(2022·黑龙江·哈师大附中三模(理))已知函数()()1ln e 12x f x x =+-(e 为自然对数的底数),若()()21f a f a ≥-,则实数a 的取值范围是()A .1,3⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B .[1,+∞)C .1,13⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .[)1,1,3⎛⎤-∞⋃+∞ ⎥⎝⎦【方法技巧与总结】(1)奇偶性与单调性综合解题,尤其要重视利用偶函数(或轴对称函数)与单调性综合解不等式和比较大小.(2)奇偶性、单调性、周期性综合解题,尤其要注意对称性与周期性之间的关系,周期是两条对称轴(或对称中心)之间距离的2倍,是对称中心与对称轴之间距离的4倍.【过关测试】一、单选题1.(2022·安徽·蒙城第一中学高三阶段练习(理))下列函数中,在其定义域内既是奇函数又是减函数的是()A .1y x=B .ln y x x =--C .3y x x =--D .3=-+y x x2.(2022·河南·模拟预测(文))已知0x >,0y >,且2e e sin 2sin x y x y ->-,则()A .2x y<B .2x y>C .x y>D .x y<3.(2022·湖北·房县第一中学模拟预测)已知函数()221e e 1x x f x -=+,不等式()()22f x f x >+的解集为()A .()(),12,-∞-+∞B .()1,2-C .()(),21,-∞-+∞ D .()2,1-4.(2022·浙江浙江·高三阶段练习)已知定义在R 上的奇函数()f x 在0x >时满足32()(1)62f x x x =-++,且()()8f x m f x +≤在[]1,3x ∈有解,则实数m 的最大值为()A .23B .2C .53D .45.(2022·河北·石家庄二中高三开学考试)已知函数(()cos ln 4f x x x π=+⋅+在区间[5,5]-的最大值是M ,最小值是m ,则()f M m +的值等于()A .0B .10C .4πD .2π6.(2022·安徽·蒙城第一中学高三阶段练习(理))已知()f x 为奇函数,且当0x >时()211e xf x x-=+,则曲线()y f x =在点11,22f⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭处的切线方程为()A .240x y ++=B .240x y -+=C .220x y -+=D .220x y ++=7.(2022·河南·模拟预测(理))已知函数()f x 的图象关于原点对称,且()()4f x f x =+,当()0,2x ∈时,()f x =32433log 4f ⎛⎫+= ⎪⎝⎭()A .-11B .-8C .3log 4D .38log 4-8.(2022·江西·南昌市实验中学一模(理))对于函数()y f x =,若存在0x ,使()()00f x f x =--,则称点()()00,x f x 与点()()00,x f x --是函数()f x 的一对“隐对称点”.若函数()2ln ,0,0x x f x mx mx x >⎧=⎨--≤⎩的图像恰好有2对“隐对称点”,则实数m 的取值范围是()A .10,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭B .()0,1⋃(1,)+∞C .1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭D .(1,)+∞二、多选题9.(2022·海南·模拟预测)下面关于函数23()2x f x x -=-的性质,说法正确的是()A .()f x 的定义域为(,2)(2,)-∞⋃+∞B .()f x 的值域为RC .()f x 在定义域上单调递减D .点(2,2)是()f x 图象的对称中心10.(2022·辽宁·模拟预测)已知定义在R 上的偶函数()f x 的图像是连续的,()()()63f x f x f ++=,()f x 在区间[]6,0-上是增函数,则下列结论正确的是()A .()f x 的一个周期为6B .()f x 在区间[]12,18上单调递减C .()f x 的图像关于直线12x =对称D .()f x 在区间[]2022,2022-上共有100个零点11.(2022·重庆巴蜀中学高三阶段练习)已知函数()f x 对任意x ∈R 都有()()2f x f x +=-,若函数()1y f x =-的图象关于1x =对称,且对任意的()12,0,2x x ∈,且12x x ≠,都有()()12120f x f x x x ->-,若()20f -=,则下列结论正确的是()A .()f x 是偶函数B .()20220f =C .()f x 的图象关于点()1,0对称D .()()21f f ->-12.(2022·河北秦皇岛·二模)已知函数())lg f x x =,()212xg x =+,()()()F x f x g x =+,则()A .()f x 的图象关于()0,1对称B .()g x 的图象没有对称中心C .对任意的[](),0x a a a ∈->,()F x 的最大值与最小值之和为4D .若()3311F x x x -+-<-,则实数x 的取值范围是()(),13,-∞⋃+∞三、填空题13.(2022·山东临沂·二模)已知函数e ()1xmxf x x =+-是偶函数,则m =__________.14.(2022·湖北·房县第一中学模拟预测)已知函数()()ln 0f x x a a a =-+>在21,e ⎡⎤⎣⎦上的最小值为1,则a 的值为________.15.(2022·广东佛山·三模)已知函数()22x x f x a -=+⋅的图象关于原点对称,若3(21)2f x ->,则x 的取值范围为________.16.(2022·陕西宝鸡·二模(文))若函数f (x )同时满足:(1)对于定义域上的任意x ,恒有()()0f x f x +-=;(2)对于定义域上的任意12,x x ,当12x x ≠,恒有()()12120f x f x x x -<-,则称函数f (x )为“理想函数”,下列①()1f x x=,②()=f x ,③()1212xxf x -=+,④22,0(),0x x f x x x ⎧-=⎨<⎩四个函数中,能被称为“理想函数”的有___________.(填出函数序号)四、解答题17.(2022·上海市市西中学高三阶段练习)设a ∈R ,函数2()21x x af x +=+;(1)求a 的值,使得f (x )为奇函数;(2)若3()2a f x +<对任意x ∈R 成立,求a 的取值范围.18.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()21ax bf x x +=+是定义在()1,1-上的函数,()()f x f x -=-恒成立,且12.25f ⎛⎫= ⎪⎝⎭(1)确定函数()f x 的解析式;(2)用定义证明()f x 在()1,1-上是增函数;(3)解不等式()()10f x f x -+<.19.(2022·陕西·武功县普集高级中学高三阶段练习(理))设函数()()20,1,R x xf x ka a a a k -=->≠∈,()f x 是定义域为R 的奇函数(1)确定k 的值(2)若()13f =,判断并证明()f x 的单调性;(3)若3a =,使得()()()221f x f x λ≤+对一切[]2,1x ∈--恒成立,求出λ的范围.20.(2022·全国·高三专题练习)定义域均为R 的奇函数()f x 与偶函数()g x 满足()()10x f x g x +=.(1)求函数()f x 与()g x 的解析式;(2)证明:1212()()2()2x x g x g x g ++≥;(3)试用1()f x ,2()f x ,1()g x ,2()g x 表示12()f x x -与12()g x x +.21.(2022·全国·高三专题练习)定义在R 上的函数()f x ,对任意12,x x R ∈,满足下列条件:①1212()()()2f x x f x f x +=+-②(2)4f =(1)是否存在一次函数()f x 满足条件①②,若存在,求出()f x 的解析式;若不存在,说明理由.(2)证明:()()2g x f x =-为奇函数;22.(2022·上海·二模)对于函数()f x ,若在定义域内存在实数0x ,满足00()()f x f x -=-,则称()f x 为“M 类函数”.(1)已知函数π()2cos 3f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,试判断()f x 是否为“M 类函数”?并说明理由;(2)设1()423x x f x m +=-⋅-是定义域R 上的“M 类函数”,求实数m 的取值范围;(3)若()22log 2,3()2,3x mx x f x x ⎧->⎪=⎨-<⎪⎩为其定义域上的“M 类函数”,求实数m 取值范围.。
函数的单调性和奇偶性经典例题透析类型一、函数的单调性的证明1.证明函数上的单调性.证明:在(0,+∞)上任取x1、x2(x1≠x2),令△x=x2-x1>0则∵x1>0,x2>0,∴∴上式<0,∴△y=f(x2)-f(x1)<0∴上递减.总结升华:[1]证明函数单调性要求使用定义;[2]如何比较两个量的大小?(作差)[3]如何判断一个式子的符号?(对差适当变形)举一反三:【变式1】用定义证明函数上是减函数.思路点拨:本题考查对单调性定义的理解,在现阶段,定义是证明单调性的唯一途径.证明:设x1,x2是区间上的任意实数,且x1<x2,则∵0<x1<x2≤1 ∴x1-x2<0,0<x1x2<1∵0<x1x2<1故,即f(x1)-f(x2)>0∴x1<x2时有f(x1)>f(x2)上是减函数.总结升华:可以用同样的方法证明此函数在上是增函数;在今后的学习中经常会碰到这个函数,在此可以尝试利用函数的单调性大致给出函数的图象.类型二、求函数的单调区间2. 判断下列函数的单调区间;(1)y=x2-3|x|+2;(2)解:(1)由图象对称性,画出草图∴f(x)在上递减,在上递减,在上递增.(2)∴图象为∴f(x)在上递增.举一反三:【变式1】求下列函数的单调区间:(1)y=|x+1|;(2)(3).解:(1)画出函数图象,∴函数的减区间为,函数的增区间为(-1,+∞);(2)定义域为,其中u=2x-1为增函数,在(-∞,0)与(0,+∞)为减函数,则上为减函数;(3)定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),单调增区间为:(-∞,0),单调减区间为(0,+∞).总结升华:[1]数形结合利用图象判断函数单调区间;[2]关于二次函数单调区间问题,单调性变化的点与对称轴相关.[3]复合函数的单调性分析:先求函数的定义域;再将复合函数分解为内、外层函数;利用已知函数的单调性解决.关注:内外层函数同向变化复合函数为增函数;内外层函数反向变化复合函数为减函数.类型三、单调性的应用(比较函数值的大小,求函数值域,求函数的最大值或最小值)3. 已知函数f(x)在(0,+∞)上是减函数,比较f(a2-a+1)与的大小.解:又f(x)在(0,+∞)上是减函数,则.4. 求下列函数值域:(1);1)x∈[5,10];2)x∈(-3,-2)∪(-2,1);(2)y=x2-2x+3;1)x∈[-1,1];2)x∈[-2,2].思路点拨:(1)可应用函数的单调性;(2)数形结合.解:(1)2个单位,再上移2个单位得到,如图1)f(x)在[5,10]上单增,;2);(2)画出草图1)y∈[f(1),f(-1)]即[2,6];2).举一反三:【变式1】已知函数.(1)判断函数f(x)的单调区间;(2)当x∈[1,3]时,求函数f(x)的值域.思路点拨:这个函数直接观察恐怕不容易看出它的单调区间,但对解析式稍作处理,即可得到我们相对熟悉的形式.,第二问即是利用单调性求函数值域.解:(1)上单调递增,在上单调递增;(2)故函数f(x)在[1,3]上单调递增∴x=1时f(x)有最小值,f(1)=-2x=3时f(x)有最大值∴x∈[1,3]时f(x)的值域为.5. 已知二次函数f(x)=x2-(a-1)x+5在区间上是增函数,求:(1)实数a的取值范围;(2)f(2)的取值范围.解:(1)∵对称轴是决定f(x)单调性的关键,联系图象可知只需;(2)∵f(2)=22-2(a-1)+5=-2a+11又∵a≤2,∴-2a≥-4∴f(2)=-2a+11≥-4+11=7.类型四、判断函数的奇偶性6. 判断下列函数的奇偶性:(1)(2)(3)f(x)=x2-4|x|+3 (4)f(x)=|x+3|-|x-3| (5)(6)(7)思路点拨:根据函数的奇偶性的定义进行判断.解:(1)∵f(x)的定义域为,不关于原点对称,因此f(x)为非奇非偶函数;(2)∵x-1≥0,∴f(x)定义域不关于原点对称,∴f(x)为非奇非偶函数;(3)对任意x∈R,都有-x∈R,且f(-x)=x2-4|x|+3=f(x),则f(x)=x2-4|x|+3为偶函数;(4)∵x∈R,f(-x)=|-x+3|-|-x-3|=|x-3|-|x+3|=-f(x),∴f(x)为奇函数;(5),∴f(x)为奇函数;(6)∵x∈R,f(x)=-x|x|+x ∴f(-x)=-(-x)|-x|+(-x)=x|x|-x=-f(x),∴f(x)为奇函数;(7),∴f(x)为奇函数.举一反三:【变式1】判断下列函数的奇偶性:(1);(2)f(x)=|x+1|-|x-1|;(3)f(x)=x2+x+1;(4).思路点拨:利用函数奇偶性的定义进行判断.解:(1);(2)f(-x)=|-x+1|-|-x-1|=-(|x+1|-|x-1|)=-f(x) ∴f(x)为奇函数;(3)f(-x)=(-x)2+(-x)+1=x2-x+1∴f(-x)≠-f(x)且f(-x)≠f(x) ∴f(x)为非奇非偶函数;(4)任取x>0则-x<0,∴f(-x)=(-x)2+2(-x)-1=x2-2x-1=-(-x2+2x+1)=-f(x)任取x<0,则-x>0 f(-x)=-(-x)2+2(-x)+1=-x2-2x+1=-(x2+2x-1)=-f(x)x=0时,f(0)=-f(0) ∴x∈R时,f(-x)=-f(x) ∴f(x)为奇函数.举一反三:【变式2】已知f(x),g(x)均为奇函数,且定义域相同,求证:f(x)+g(x)为奇函数,f(x)·g(x)为偶函数.证明:设F(x)=f(x)+g(x),G(x)=f(x)·g(x)则F(-x)=f(-x)+g(-x)=-f(x)-g(x)=-[f(x)+g(x)]=-F(x)G(-x)=f(-x)·g(-x)=-f(x)·[-g(x)]=f(x)·g(x)=G(x)∴f(x)+g(x)为奇函数,f(x)·g(x)为偶函数.类型五、函数奇偶性的应用(求值,求解析式,与单调性结合)7.已知f(x)=x5+ax3-bx-8,且f(-2)=10,求f(2).解:法一:∵f(-2)=(-2)5+(-2)3a-(-2)b-8=-32-8a+2b-8=-40-8a+2b=10∴8a-2b=-50 ∴f(2)=25+23a-2b-8=8a-2b+24=-50+24=-26法二:令g(x)=f(x)+8易证g(x)为奇函数∴g(-2)=-g(2) ∴f(-2)+8=-f(2)-8∴f(2)=-f(-2)-16=-10-16=-26.8. f(x)是定义在R上的奇函数,且当x<0时,f(x)=x2-x,求当x≥0时,f(x)的解析式,并画出函数图象.解:∵奇函数图象关于原点对称,∴x>0时,-y=(-x)2-(-x)即y=-x2-x又f(0)=0,,如图9. 设定义在[-3,3]上的偶函数f(x)在[0,3]上是单调递增,当f(a-1)<f(a)时,求a 的取值范围.解:∵f(a-1)<f(a) ∴f(|a-1|)<f(|a|)而|a-1|,|a|∈[0,3].类型六、综合问题10.定义在R上的奇函数f(x)为增函数,偶函数g(x)在区间的图象与f(x)的图象重合,设a>b>0,给出下列不等式,其中成立的是_________.①f(b)-f(-a)>g(a)-g(-b);②f(b)-f(-a)<g(a)-g(-b);③f(a)-f(-b)>g(b)-g(-a);④f(a)-f(-b)<g(b)-g(-a).答案:①③.11. 求下列函数的值域:(1)(2)(3)思路点拨:(1)中函数为二次函数开方,可先求出二次函数值域;(2)由单调性求值域,此题也可换元解决;(3)单调性无法确定,经换元后将之转化为熟悉二次函数情形,问题得到解决,需注意此时t范围.解:(1);(2)经观察知,,;(3)令.12. 已知函数f(x)=x2-2ax+a2-1.(1)若函数f(x)在区间[0,2]上是单调的,求实数a的取值范围;(2)当x∈[-1,1]时,求函数f(x)的最小值g(a),并画出最小值函数y=g(a)的图象.解:(1)∵f(x)=(x-a)2-1 ∴a≤0或a≥2(2)1°当a<-1时,如图1,g(a)=f(-1)=a2+2a2°当-1≤a≤1时,如图2,g(a)=f(a)=-13°当a>1时,如图3,g(a)=f(1)=a2-2a,如图13. 已知函数f(x)在定义域(0,+∞)上为增函数,f(2)=1,且定义域上任意x、y都满足f(xy)=f(x)+f(y),解不等式:f(x)+f(x-2)≤3.解:令x=2,y=2,∴f(2×2)=f(2)+f(2)=2 ∴f(4)=2再令x=4,y=2,∴f(4×2)=f(4)+f(2)=2+1=3 ∴f(8)=3∴f(x)+f(x-2)≤3可转化为:f[x(x-2)]≤f(8).14. 判断函数上的单调性,并证明.证明:任取0<x1<x2,∵0<x1<x2,∴x1-x2<0,x1·x2>0(1)当时0<x1·x2<1,∴x1·x2-1<0∴f(x1)-f(x2)>0即f(x1)>f(x2)上是减函数.(2)当x1,x2∈(1,+∞)时,上是增函数.难点:x1·x2-1的符号的确定,如何分段.15. 设a为实数,函数f(x)=x2+|x-a|+1,x∈R,试讨论f(x)的奇偶性,并求f(x)的最小值.解:当a=0时,f(x)=x2+|x|+1,此时函数为偶函数;当a≠0时,f(x)=x2+|x-a|+1,为非奇非偶函数.(1)当x≥a时,[1]且[2]上单调递增,上的最小值为f(a)=a2+1.(2)当x<a时,[1]上单调递减,上的最小值为f(a)=a2+1[2]上的最小值为综上:.学习成果测评基础达标一、选择题1.下面说法正确的选项( )A.函数的单调区间就是函数的定义域B.函数的多个单调增区间的并集也是其单调增区间C.具有奇偶性的函数的定义域定关于原点对称D.关于原点对称的图象一定是奇函数的图象2.在区间上为增函数的是( )A.B.C.D.3.已知函数为偶函数,则的值是( )A. B. C. D.4.若偶函数在上是增函数,则下列关系式中成立的是( )A.B.C.D.5.如果奇函数在区间上是增函数且最大值为,那么在区间上是( )A.增函数且最小值是B.增函数且最大值是C.减函数且最大值是D.减函数且最小值是6.设是定义在上的一个函数,则函数,在上一定是( )A.奇函数B.偶函数C.既是奇函数又是偶函数D.非奇非偶函数.7.下列函数中,在区间上是增函数的是( )A.B.C.D.8.函数f(x)是定义在[-6,6]上的偶函数,且在[-6,0]上是减函数,则( )A. f(3)+f(4)>0B. f(-3)-f(2)<0C. f(-2)+f(-5)<0D. f(4)-f(-1)>0二、填空题1.设奇函数的定义域为,若当时,的图象如右图,则不等式的解是____________.2.函数的值域是____________.3.已知,则函数的值域是____________.4.若函数是偶函数,则的递减区间是____________.5.函数在R上为奇函数,且,则当,____________.三、解答题1.判断一次函数反比例函数,二次函数的单调性.2.已知函数的定义域为,且同时满足下列条件:(1)是奇函数;(2)在定义域上单调递减;(3)求的取值范围.3.利用函数的单调性求函数的值域;4.已知函数.①当时,求函数的最大值和最小值;②求实数的取值范围,使在区间上是单调函数.能力提升一、选择题1.下列判断正确的是( )A.函数是奇函数B.函数是偶函数C.函数是非奇非偶函数D.函数既是奇函数又是偶函数2.若函数在上是单调函数,则的取值范围是( )A.B.C.D.3.函数的值域为( )A.B.C.D.4.已知函数在区间上是减函数,则实数的取值范围是( )A.B.C.D.5.下列四个命题:(1)函数在时是增函数,也是增函数,所以是增函数;(2)若函数与轴没有交点,则且;(3)的递增区间为;(4) 和表示相等函数.其中正确命题的个数是( )A.B.C.D.6.定义在R上的偶函数,满足,且在区间上为递增,则( )A.B.C.D.二、填空题1.函数的单调递减区间是____________________.2.已知定义在上的奇函数,当时,,那么时,______.3.若函数在上是奇函数,则的解析式为________.4.奇函数在区间上是增函数,在区间上的最大值为8,最小值为-1,则__________.5.若函数在上是减函数,则的取值范围为__________.三、解答题1.判断下列函数的奇偶性(1)(2)2.已知函数的定义域为,且对任意,都有,且当时,恒成立,证明:(1)函数是上的减函数;(2)函数是奇函数.3.设函数与的定义域是且,是偶函数,是奇函数,且,求和的解析式.4.设为实数,函数,.(1)讨论的奇偶性;(2)求的最小值.综合探究1.已知函数,,则的奇偶性依次为( )A.偶函数,奇函数B.奇函数,偶函数C.偶函数,偶函数D.奇函数,奇函数2.若是偶函数,其定义域为,且在上是减函数,则的大小关系是( )A.>B.<C.D.3.已知,那么=_____.4.若在区间上是增函数,则的取值范围是________.5.已知函数的定义域是,且满足,,如果对于,都有,(1)求;(2)解不等式.6.当时,求函数的最小值.7.已知在区间内有一最大值,求的值.8.已知函数的最大值不大于,又当,求的值.答案与解析基础达标一、选择题1.C.2.B.3.B. 奇次项系数为4.D.5.A. 奇函数关于原点对称,左右两边有相同的单调性6.A.7.A. 在上递减,在上递减,在上递减8.D.二、填空题1.. 奇函数关于原点对称,补足左边的图象2.. 是的增函数,当时,3.. 该函数为增函数,自变量最小时,函数值最小;自变量最大时,函数值最大4..5..三、解答题1.解:当,在是增函数,当,在是减函数;当,在是减函数,当,在是增函数;当,在是减函数,在是增函数,当,在是增函数,在是减函数.2.解:,则,3.解:,显然是的增函数,,4.解:对称轴∴(2)对称轴当或时,在上单调∴或.能力提升一、选择题1.C. 选项A中的而有意义,非关于原点对称,选项B中的而有意义,非关于原点对称,选项D中的函数仅为偶函数;2.C. 对称轴,则,或,得,或3.B. ,是的减函数,当4.A. 对称轴5.A. (1)反例;(2)不一定,开口向下也可;(3)画出图象可知,递增区间有和;(4)对应法则不同6.A.二、填空题1.. 画出图象2. . 设,则,,∵∴,3. .∵∴即4. . 在区间上也为递增函数,即5. . .三、解答题1.解:(1)定义域为,则,∵∴为奇函数.(2)∵且∴既是奇函数又是偶函数.2.证明:(1)设,则,而∴∴函数是上的减函数;(2)由得即,而∴,即函数是奇函数.3.解:∵是偶函数,是奇函数,∴,且而,得,即,∴,.4.解:(1)当时,为偶函数,当时,为非奇非偶函数;(2)当时,当时,,当时,不存在;当时,当时,,当时,.综合探究1.D. ,画出的图象可观察到它关于原点对称或当时,,则当时,,则2.C. ,3.. ,4.. 设则,而,则5.解:(1)令,则(2),则.6.解:对称轴当,即时,是的递增区间,;当,即时,是的递减区间,;当,即时,.7.解:对称轴,当即时,是的递减区间,则,得或,而,即;当即时,是的递增区间,则,得或,而,即不存在;当即时,则,即;∴或. 8.解:,对称轴,当时,是的递减区间,而,即与矛盾,即不存在;当时,对称轴,而,且即,而,即∴.。
【函数的奇偶性】专题复习一、关于函数的奇偶性的定义定义说明:对于函数)(x f 的定义域内任意一个x :⑴)()(x f x f =- ⇔)(x f 是偶函数; ⑵)()(x f x f -=-⇔)(x f 奇函数;二、函数的奇偶性的几个性质①对称性:奇(偶)函数的定义域关于原点对称;②整体性:奇偶性是函数的整体性质,对定义域内任意一个x 都必须成立; ③可逆性:)()(x f x f =-⇔)(x f 是偶函数; )()(x f x f -=-⇔)(x f 是奇函数; ④等价性:)()(x f x f =-⇔0)()(=--x f x f ; )()(x f x f -=-⇔0)()(=+-x f x f⑤奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y 轴对称;⑥可分性:根据函数奇偶性可将函数分类为四类:奇函数、偶函数、既是奇函数又是偶函数、非奇非偶函数。
三、函数的奇偶性的判断判断函数的奇偶性大致有下列两种方法:第一种方法:利用奇、偶函数的定义,考查)(x f 是否与)(x f -、)(x f 相等,判断步骤如下: ①定义域是否关于原点对称;②数量关系)()(x f x f ±=-哪个成立; 例1:判断下列各函数是否具有奇偶性(1)x x x f 2)(3+= (2)2432)(x x x f += (3)1)(23--=x x x x f(4)2)(x x f = []2,1-∈x (5)x x x f -+-=22)( (6)2|2|1)(2-+-=x x x f ;(7)2211)(x x x f -+-= (8)221()lg lgf x x x =+; (9)xx x x f -+-=11)1()(例2:判断函数⎩⎨⎧<≥-=)0()0()(22x x xx x f 的奇偶性。
)(0)0(:2x f f -==解 )()()(,0,022x f x x x f x x -=-=--=-<->有时即当)()()()(,0,022x f x x x f x x -=--=-=->-<有时即当.)(),()(为奇函数故总有x f x f x f =-∴第二种方法:利用一些已知函数的奇偶性及下列准则(前提条件为两个函数的定义域交集不为空集):两个奇函数的代数和是奇函数;两个偶函数的和是偶函数;奇函数与偶函数的和既不非奇函数也非偶函数; 两个奇函数的积为偶函数; 两个偶函数的积为偶函数;奇函数与偶函数的积是奇函数。
高考数学总复习之函数的单调性一、知识梳理1.增函数、减函数的定义一般地,对于给定区间上的函数f (x ),如果对于属于这个区间的任意两个自变量的值x 1、x 2,当x 1<x 2时,都有f (x 1)<f (x 2)〔或都有f (x 1)>f (x 2)〕,那么就说f (x )在这个区间上是增函数(或减函数).如果函数y =f (x )在某个区间上是增函数(或减函数),就说f (x )在这一区间上具有(严格的)单调性,这一区间叫做f (x )的单调区间.如函数是增函数则称区间为增区间,如函数为减函数则称区间为减区间. 2.函数单调性可以从三个方面理解(1)图形刻画:对于给定区间上的函数f (x ),函数图象如从左向右连续上升,则称函数在该区间上单调递增,函数图象如从左向右连续下降,则称函数在该区间上单调递减.(2)定性刻画:对于给定区间上的函数f (x ),如函数值随自变量的增大而增大,则称函数在该区间上单调递增,如函数值随自变量的增大而减小,则称函数在该区间上单调递减.(3)定量刻画,即定义.上述三方面是我们研究函数单调性的基本途径. 3. 函数单调性的判定方法:(1)定义法;设元→作差→变形→判断符号→给出结论; (2)图象法;(3)利用已知函数的单调性;①增(或减)函数)(x f 的倒数)(1x f 是减(或增)函数; ②增(或减)函数)(x f 的相反数)(x f -是减(或增)函数;③增(或减)函数)(x f 、)(x g 的和是)()(x g x f +是增(或减)函数;④增(或减)函数)(x f 与减(或增)函数)(x g 的差)()(x g x f -是增(或减)函数; ⑤若0>c ,则增(或减)函数)(x f 与c 的积)(x cf 是增(或减)函数; 若0<c ,则增(或减)函数)(x f 与c 的积)(x cf 是减(或增)函数;; (4)复合函数的单调性:即“同增异减”法。
1.3.2奇偶性1.结合具体函数了解函数奇偶性的含义.(难点)2.会判断函数奇偶性的方法.(重点、难点)3.能运用函数图象理解和研究函数的奇偶性,了解函数奇偶性与图象的对称性之间的关系.(易混点)[基础·初探]教材整理1 偶函数阅读教材P33~P34“观察”以上部分,完成下列问题.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且当x≤0时,f(x)=x2+2x.现已画出函数f(x)在y轴左侧的图象,如图1-3-4所示,请补出完整函数f(x)的图象,并根据图象写出函数f(x)的增区间.图1-3-4【解】由题意做出函数图象如下:据图可知,单调增区间为(-1,0),(1,+∞).教材整理2 奇函数阅读教材P34“观察”至P35“例5”以上部分,完成下列问题.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)对于函数y=f(x),若存在x,使f(-x)=-f(x),则函数y=f(x)一定是奇函数.( )(2)不存在既是奇函数,又是偶函数的函数.( )(3)若函数的定义域关于原点对称,则这个函数不是奇函数就是偶函数.( )【解析】(1)×.如f(x)=x2,满足f(-0)=-f(0)=0,但函数f(x)=x2不是奇函数.(2)×.存在f(x)=0,x∈R既是奇函数,又是偶函数.(3)×.函数f(x)=x2-2x,x∈R的定义域关于原点对称,但它既不是奇函数,也不是偶函数.【答案】(1)×(2)×(3)×[小组合作型]①f (x )=|x +1|-|x -1|是奇函数;②g(x )=1-x2|x +2|-2既不是奇函数也不是偶函数; ③F (x )=f (x )f (-x )(x ∈R )是偶函数;④h (x )=x2-1+1-x2既是奇函数,又是偶函数.其中正确的序号是________. 【精彩点拨】 先求函数的定义域,若定义域不关于原点对称,则既不是奇函数也不是偶函数;若关于原点对称,利用函数的奇偶性判断.【自主解答】 对于①,∵f (-x )=|-x +1|-|-x -1|=-(|x +1|-|x -1|)=-f (x ), ∴f (x )=|x +1|-|x -1|是奇函数,①正确;对于②,由1-x 2≥0,得-1≤x ≤1,∴g (x )=1-x2|x +2|-2=1-x2x +2-2=1-x2x ,满足g (-x )=-g (x ),故y =g (x )是奇函数,②错误;对于③,∵F (x )=f (x )f (-x ),∴F (-x )=f (-x )f (x )=F (x )(x ∈R ),∴F (x )=f (x )f (-x )是偶函数,③正确;对于④,由⎩⎨⎧x2-1≥0,1-x2≥0,解得x =±1,故函数h (x )的定义域为{-1,1},且h (x )=0,所以h (x )既是奇函数,又是偶函数,④正确.【答案】 ①③④定义法判断函数奇偶性的步骤[再练一题]1.下列函数中,是偶函数的有________.(填序号)【导学号:97030060】 (1)f (x )=x 3;(2)f (x )=|x |+1;(3)f (x )=1x2;(4)f(x)=x+1x;(5)f(x)=x2,x∈[-1,2].【解析】对于(1),f(-x)=-x3=-f(x),则为奇函数;对于(2),f(-x)=|-x|+1=|x|+1,则为偶函数;对于(3),定义域为{x|x≠0},关于原点对称,f(-x)=错误!=错误!=f(x),则为偶函数;对于(4),定义域为{x|x≠0},关于原点对称,f(-x)=-x-1x=-f(x),则为奇函数;对于(5),定义域为[-1,2],不关于原点对称,不具有奇偶性,则为非奇非偶函数.故为偶函数的是(2)(3).【答案】(2)(3)(1)A.12 B.23C.34D.1(2)已知f(x)=x5+ax3+bx-8且f(-2)=10,那么f(2)=________.【精彩点拨】(1)利用奇函数的定义得到f(-1)=-f(1),列出方程求出a;(2)由已知中f(x)=x5+ax3+bx-8,我们构造出函数g(x)=f(x)+8,由函数奇偶性的性质,可得g(x)为奇函数,由f(-2)=10,我们逐次求出g(-2)、g(2),可求f(2).【自主解答】(1)∵f(x)为奇函数,∴f(-1)=-f(1),∴11+a=错误!,∴1+a=3(1-a),解得a=12,故选A.(2)∵f(x)=x5+ax3+bx-8,令g(x)=f(x)+8=x5+ax3+bx,则g(x)为奇函数,∵f(-2)=10,∴g(-2)=10+8=18,∴g(2)=-18,∴f(2)=g(2)-8=-18-8=-26.【答案】(1)A (2)-261.由函数的奇偶性求参数应关注两点(1)函数奇偶性的定义既是判断函数的奇偶性的一种方法,也是在已知函数奇偶性时可以运用的一个性质,要注意函数奇偶性定义的正用和逆用.(2)利用常见函数如一次函数、反比例函数、二次函数具有奇偶性的条件也可求得参数. 2.利用函数的奇偶性求函数值时,若所给的函数不具有奇偶性,一般需利用所给的函数来构造一个奇函数或偶函数,然后利用其奇偶性求值,如本例(2)即是如此.[再练一题]2.若函数f (x )=ax 2+bx +3a +b 是偶函数,定义域为[a -1,2a ],则a =________,b =________.【解析】 由于f (x )是偶函数,由题意可知 ⎩⎨⎧a -1+2a =0,b =0, ∴a =13,b =0. 【答案】 13 0函数f (x ) 【精彩点拨】 设x <0,则-x >0,结合f (-x )=-f (x ),f (0)=0,可求f (x ).【自主解答】 设x <0,则-x >0,∴f (-x )=-x +1.∵f (x )是奇函数,∴f (-x )=-f (x ), 即-f (x )=-x +1,∴f (x )=--x -1. ∵f (x)是奇函数,∴f (0)=0,∴f (x )=⎩⎨⎧1+x ,x>0,0,x =0,--x -1,x<0.利用奇偶性求函数解析式的一般步骤1.在哪个区间上求解析式,x就设在哪个区间.2.把x对称转化到已知区间上,利用已知区间的解析式进行代入.3.利用函数的奇偶性把f(-x)改写成-f(x)或f(x),从而求出f(x).[再练一题]3.已知y=f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x(x-2),则当x<0时,f(x)的表达式为( )A.f(x)=x(x-2) B.f(x)=x(x+2)C.f(x)=-x(x-2) D.f(x)=-x(x+2)【解析】∵函数y=f(x)是定义在R上的奇函数,∴f(-x)=-f(x).∵当x≥0时,f(x)=x(x-2),∴当x<0时,即-x>0,f(x)=-f(-x)=-[-x(-x-2)]=-x(x+2).故选D.【答案】 D[探究共研型]探究1 )上的单调性如何?如果偶函数f(x)在区间(a,b)上单调递减,那么f(x)在(-b,-a)上的单调性如何?【提示】如果奇函数f(x)在区间(a,b)上单调递增,那么f(x)在(-b,-a)上单调递增;如果偶函数f(x)在区间(a,b)上单调递减,那么f(x)在(-b,-a)上单调递增.探究2 你能否把探究1所得出的结论用一句话概括出来?【提示】奇函数在关于原点对称的区间上单调性相同,偶函数在关于原点对称的区间上单调性相反.探究3若偶函数f(x)在(-∞,0)上单调递增,那么f(3)和f(-2)的大小关系如何?若f(a)>f(b),你能得到什么结论?【提示】f(-2)>f(3),若f(a)>f(b),则|a|<|b|.(1)定义在R上的偶函数f(x)满足:对任意的x 1,x 2∈(-∞,0](x 1≠x 2),有(x 2-x 1)[f (x 2)-f (x 1)]>0,则当n ∈N *时,有( )A .f (-n )<f (n -1)<f (n +1)B .f (n +1)<f (-n )<f (n -1)C .f (n -1)<f (-n )<f (n +1)D .f (n +1)<f (n -1)<f (-n )(2)已知y =f (x )在定义域(-1,1)上是减函数,其图象关于原点对称,且f (1-a )+f (1-2a )<0,则a 的取值范围是________.【精彩点拨】 (1)根据条件判断函数的单调性,利用函数奇偶性和单调性之间的关系进行判断即可.(2)由于y =f (x )在定义域(-1,1)上,其图象关于原点对称,可得函数f (x )是奇函数.再利用单调性即可得出.【自主解答】 (1)∵对任意的x 1,x 2∈(-∞,0](x 1≠x 2),有(x 2-x 1)[f (x 2)-f (x 1)]>0, ∴若x 2-x 1>0,则f (x 2)-f (x 1)>0,即x 2>x 1,则f (x 2)>f (x 1),若x 2-x 1<0,则f (x 2)-f (x 1)<0,即x 2<x 1,则f (x 2)<f (x 1),则函数在(-∞,0]上为单调递增函数.又∵f (x )为定义在R 上的偶函数,∴函数f (x )在[0,+∞)上为单调递减函数,则f (n +1)<f (n )<f (n -1),即f (n +1)<f (-n )<f (n -1),故选B .(2)∵y =f (x )在定义域(-1,1)上,其图象关于原点对称,∴函数f (x )是奇函数.∵f (1-a )+f (1-2a )<0,∴f (1-a )<-f (1-2a )=f (2a -1),又y =f (x )在定义域(-1,1)上是减函数,∴1>1-a >2a -1>-1,解得0<a <23. ∴a 的取值范围是0<a <23. 【答案】 (1)B (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫0,231.利用函数的奇偶性与单调性求参数的范围问题,要首先弄清函数在各区间上的单调性,然后利用单调性列出不等式并求解,同时不应忘记函数自身定义域对参数的影响.2.利用函数的奇偶性与单调性比较函数值的大小,关键是利用奇偶性把自变量转化到函数的一个单调区间内,然后利用单调性比较.[再练一题]4.设偶函数f(x)的定义域为R,当x∈[0,+∞)时,f(x)是增函数,则f(-2),f(π),f(-3)的大小关系是( ) 【导学号:97030062】A.f(π)>f(-3)>f(-2)B.f(π)>f(-2)>f(-3)C.f(π)<f(-3)<f(-2)D.f(π)<f(-2)<f(-3)【解析】由偶函数与单调性的关系知,若x∈[0,+∞)时,f(x)是增函数,则x∈(-∞,0)时,f(x)是减函数,故其图象的几何特征是自变量的绝对值越小,则其函数值越小,∵|-2|<|-3|<π,∴f(π)>f(-3)>f(-2),故选A.【答案】 A1.下列函数是偶函数的是( )A.f(x)=x B.f(x)=2x2-3C.f(x)=x D.f(x)=x2,x∈(-1,1]【解析】对于A,f(-x)=-x=-f(x),是奇函数;对于B,定义域为R,满足f(x)=f(-x),是偶函数;对于C和D,定义域不对称,则不是偶函数,故选B.【答案】B2.若函数f(x)=ax2+(2+a)x+1是偶函数,则函数f(x)的单调递增区间为( )A.(-∞,0] B.[0,+∞)C.(-∞,+∞) D.[1,+∞)【解析】因为函数为偶函数,所以a+2=0,a=-2,即该函数f(x)=-2x2+1,所以函数在(-∞,0]上单调递增.【答案】A3.若奇函数f(x)在[-6,-2]上是减函数,且最小值是1,则它在[2,6]上是( ) 【导学号:97030063】A.增函数且最小值是-1B.增函数且最大值是-1C.减函数且最大值是-1D.减函数且最小值是-1【解析】 ∵奇函数f (x )在[-6,-2]上是减函数,且最小值是1,∴函数f (x )在[2,6]上是减函数且最大值是-1.【答案】 C4.如图1-3-5,已知偶函数f (x )的定义域为{x |x ≠0},且f (3)=0,则不等式f (x )<0的解集为________.图1-3-5【解析】 画出函数f (x )在R 上的简图,如图所示.数形结合可得不等式f (x )<0的解集为(-3,0)∪(0,3). 【答案】 (-3,0)∪(0,3)5.设函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x >0时,f (x )=2x 2-x . (1)求f (x )的表达式; (2)画出f (x )的图象.【解】 (1)当x =0时,f (-0)=-f (0),则f (0)=0;当x <0时,即-x >0,函数f (x )是奇函数,则f (x )=-f (-x )=-[2(-x )2-(-x )]=-(2x 2+x )=-2x 2-x .综上所述,f (x )=⎩⎨⎧2x2-x ,x>0,0,x =0,-2x2-x ,x<0.(2)函数f (x )的图象如图所示.。
题型02函数的4大基本性质解题技巧(单调性、奇偶性、周期性、对称性)技法01函数单调性的应用及解题技巧知识迁移1.同一定义域内①增函数(↗)+增函数(↗)=增函数↗ ②减函数(↘)+减函数(↘)=减函数↘③)(x f 为↗,则)(x f -为↘,)(1x f 为↘ ④增函数(↗)-减函数(↘)=增函数↗⑤减函数(↘)-增函数(↗)=减函数↘ ⑥增函数(↗)+减函数(↘)=未知(导数)2.复合函数的单调性()()()()()()结论:同增异减复合函数,,外函数内函数复合函数,,外函数内函数复合函数,,外函数内函数复合函数,,外函数内函数叫做外函数,叫做内函数,则设函数⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧↓⇒↑↓↓⇒↓↑↑⇒↓↓↑⇒↑↑===u h x f x g u x g h x f ,,【高考数学】答题技巧与模板构建A .是奇函数,且在()∞+,0单调递增B .是奇函数,且在()∞+,0单调递减C .是偶函数,且在()∞+,0单调递增D .是偶函数,且在()∞+,0单调递减()3x x h =在定义域内()∞+,0是增函数,()31xx g =在定义域内()∞+,0是减函数,所以331()f x x x =-在()∞+,0单调递增【答案】A1.(2023·宁夏银川·统考模拟预测)已知函数【答案】C【分析】根据给定的函数,利用奇偶性定义及复合函数单词性判断作答.【详解】函数()22112121x x x f x -=-=++的定义域为R ,()2112()2112x x x xf x f x -----===-++,即函数()f x 是奇函数,AB 错误,因为函数21x y =+在R 上递增,则函数221xy =+在R 上递减,所以函数()f x 是增函数,D 错误,C 正确.故选:C【答案】C【分析】首先确定()f x 定义域关于原点对称,又有()()f x f x -=,可知()f x 为偶函数;利用复合函数单调性的判定方法可确定1,3x ⎛⎫∈-∞- ⎪⎝⎭时,()f x 单调递减,由对称性可知1,3x ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭时,()f x 单调递增,由此得到结果.【详解】由310310x x ⎧+>⎪⎨->⎪⎩得:13x ≠±,()f x ∴定义域为1111,,,3333⎛⎫⎛⎫⎛⎫-∞--+∞ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ;又()()ln 31ln 31ln 31ln 31f x x x x x f x -=-++--=-++=,()f x ∴为定义域内的偶函数,可排除BD ;当1,3x ⎛⎫∈-∞- ⎪⎝⎭时,()()()()2ln 31ln 31ln 91f x x x x =--+-+=-,291t x =- 在1,3⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭上单调递减,ln y t =单调递增,()f x ∴在1,3⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭上单调递减,可排除A ;()f x 为偶函数且在1,3⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭上单调递减,()f x ∴在1,3⎛+∞⎫⎪⎝⎭上单调递增,C 正确.故选:C.【点睛】关键点点睛:本题对于函数单调性的判断的关键是能够根据x 的范围得到()f x 的解析式,利用复合函数单调性的判断,即“同增异减”的方法确定函数在区间内的单调性.【答案】A【分析】根据真数大于零,可得函数的定义域;结合复合函数“同增异减”的原则,可确定函数的单调递减区间.【详解】由260x x -++>得,()2,3x ∈-所以函数()()213log 6f x x x =-++的定义域为()2,3-令26t x x =-++,则13log y t =是单调递减函数又26t x x =-++,在12,2⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增,在1,32⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减由复合函数的单调性可得函数()()213log 6f x x x =-++的单调递减区间为12,2⎛⎫- ⎪⎝⎭.故选:A.【点睛】本题考查的知识点是复合函数的单调性,函数的定义域,对数函数的性质,属于中档题.技法02 函数奇偶性的应用及解题技巧知识迁移①具有奇偶性的函数定义域关于原点对称(大前提)②奇偶性的定义:奇函数:())(x f x f -=-,图象关于原点对称,偶函数:()()x f x f =-,图象关于y 轴对称③奇偶性的运算由题知()()()()222π1sin 1cos 21cos2fx x ax x x ax x x a x x ⎛⎫=-+++=-++=+-++ ⎪⎝⎭为偶函数,定义域为R ,【法一】奇偶性的运算()()221cos f x x a x x =+-++只需02=-a 即可【法二】寻找必要条件(特值法)所以ππ22f f ⎛⎫⎛⎫-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即22ππππππ222222s 1co 1cos a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+=-+ ⎪ -⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭--⎝+⎭,则22πππ2π1212a -⎛⎫⎛⎫=+- ⎪⎪⎭⎝⎭= ⎝,故2a =1.(2023·全国·统考高考真题)若(f x 【答案】B【分析】根据偶函数性质,利用特殊值法求出a 值,再检验即可.【详解】因为()f x 为偶函数,则 1(1)(1)(1)ln (1)ln 33f f a a =-∴+=-+,,解得0a =,当0a =时,()21ln21x x x f x -=+,()()21210x x -+>,解得12x >或12x <-,则其定义域为12x x ⎧⎨⎩或12x ⎫<-⎬⎭,关于原点对称.()()()()()()()121212121ln ln ln ln21212121f x x x x x x x x x f x x x x x ---+⎫-=---⎛==== ⎪-+-++⎝-⎭-,故此时()f x 为偶函数.故选:B.【答案】D【分析】根据偶函数的定义运算求解.【详解】因为()e e 1x ax x f x =-为偶函数,则()()()()1e e e e 0e 1e 1e 1a x x x x ax ax axx x x f x f x ---⎡⎤--⎣⎦--=-==---,又因为x 不恒为0,可得()1e e 0a x x --=,即()1e e a x x -=,则()1x a x =-,即11a =-,解得2a =.故选:D.【答案】C【分析】由题意利用函数的奇偶性和函数的递推关系即可求得53f ⎛⎫⎪⎝⎭的值.【详解】由题意可得:522213333f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+=-=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,而21111133333f f f f⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-==--=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,故5133f ⎛⎫= ⎪⎝⎭.故选:C.【点睛】关键点点睛:本题主要考查了函数的奇偶性和函数的递推关系式,灵活利用所给的条件进行转化是解决本题的关键.4.(2020·山东·统考高考真题)若定义在R 的奇函数f (x )在(,0)-∞单调递减,且f (2)=0,则满足(10)xf x -≥的x 的取值范围是( )A .[)1,1][3,-+∞ B .3,1][,[01]-- C .[1,0][1,)-⋃+∞D .[1,0][1,3]-⋃【答案】D【分析】首先根据函数奇偶性与单调性,得到函数()f x 在相应区间上的符号,再根据两个数的乘积大于等于零,分类转化为对应自变量不等式,最后求并集得结果.【详解】因为定义在R 上的奇函数()f x 在(,0)-∞上单调递减,且(2)0f =,所以()f x 在(0,)+∞上也是单调递减,且(2)0f -=,(0)0f =,所以当(,2)(0,2)x ∈-∞-⋃时,()0f x >,当(2,0)(2,)x ∈-+∞ 时,()0f x <,所以由(10)xf x -≥可得:0210x x <⎧⎨-≤-≤⎩或0012x x >⎧⎨≤-≤⎩或0x =解得10x -≤≤或13x ≤≤,所以满足(10)xf x -≥的x 的取值范围是[1,0][1,3]-⋃,故选:D.【点睛】本题考查利用函数奇偶性与单调性解抽象函数不等式,考查分类讨论思想方法,属中档题.【答案】12-; ln 2.【分析】根据奇函数的定义即可求出.【详解】[方法一]:奇函数定义域的对称性若0a =,则()f x 的定义域为{|1}x x ≠,不关于原点对称a ∴≠若奇函数的1()||1f x ln a b x =++-有意义,则1x ≠且101a x+≠-1x ∴≠且11x a≠+,函数()f x 为奇函数,定义域关于原点对称,111a ∴+=-,解得12a =-,由(0)0f =得,102ln b +=,2b ln ∴=,故答案为:12-;2ln .[方法二]:函数的奇偶性求参111()111a ax ax a f x ln a b ln b ln b x x x-+--=++=+=+---1()1ax a f x lnbx++-=++ 函数()f x 为奇函数11()()2011ax a ax a f x f x lnln b x x--++∴+-=++=-+2222(1)201a x a lnb x -+∴+=-22(1)1210112a a a a +∴=⇒+=⇒=-1222241,22b ln b ln a b ln ln-==-⇒=∴=-=[方法三]:因为函数()1ln 1f x a b x++-=为奇函数,所以其定义域关于原点对称.由101a x+≠-可得,()()110x a ax -+-≠,所以11a x a +==-,解得:12a =-,即函数的定义域为()()(),11,11,-∞-⋃-⋃+∞,再由()00f =可得,ln 2b =.即()111ln ln 2ln 211xf x x x+=-++=--,在定义域内满足()()f x f x -=-,符合题意.故答案为:12-;ln 2.技法03 函数周期性的应用及解题技巧知识迁移①若()()x f a x f =+,则()x f 的周期为:a T =②若()()b x f a x f +=+,则()x f 的周期为:ba T -=③若()()x f a x f -=+,则()x f 的周期为:a T 2=(周期扩倍问题)④若()()x f a x f 1±=+,则()x f 的周期为:a T 2=(周期扩倍问题)例3.(全国·高考真题)已知()f x 是定义域为(,)∞∞-+的奇函数,满足(1)(1)f x f x -=+.若(1)2f =,则(1)(2)(3)(50)f f f f ++++=A .50-B .0C .2D .50因为()f x 是定义域为(,)-∞+∞的奇函数,所以()()11--=-x f x f ,即()()11--=+x f x f ,所以周期为4【答案】C1.(2023上·海南省·高三校联考)已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,且()13f =,()()51f x f x -=--,则()()20242023f f +=( )A .3-B .0C .3D .6【答案】A【分析】由函数为奇函数可得()0f x =,()()f x f x -=-,再根据()()51f x f x -=--求出函数的周期,再根据函数的周期即可得解.【详解】因为()f x 是定义在R 上的奇函数,所以()0f x =,()()f x f x -=-,因为()()51f x f x -=--,所以()()51f x f x +=-+,则()()4f x f x +=-,所以()()()84f x f x f x +=-+=,所以()f x 是以8为周期的一个周期函数,所以()()20242023f f +()()253825381f f =⨯+⨯-()()01f f =+-()()01f f =-()()013f f =-=-.故选:A .2.(2022·全国·统考高考真题)已知函数()f x 的定义域为R ,且()()()(),(1)1f x y f x y f x f y f ++-==,则221()k f k ==∑( )A .3-B .2-C .0D .1【答案】A【分析】法一:根据题意赋值即可知函数()f x 的一个周期为6,求出函数一个周期中的()()()1,2,,6f f f 的值,即可解出.【详解】[方法一]:赋值加性质因为()()()()f x y f x y f x f y ++-=,令1,0x y ==可得,()()()2110f f f =,所以()02f =,令0x =可得,()()()2f y f y f y +-=,即()()f y f y =-,所以函数()f x 为偶函数,令1y =得,()()()()()111f x f x f x f f x ++-==,即有()()()21f x f x f x ++=+,从而可知()()21f x f x +=--,()()14f x f x -=--,故()()24f x f x +=-,即()()6f x f x =+,所以函数()f x 的一个周期为6.因为()()()210121f f f =-=-=-,()()()321112f f f =-=--=-,()()()4221f f f =-==-,()()()5111f f f =-==,()()602f f ==,所以一个周期内的()()()1260f f f +++= .由于22除以6余4,所以()()()()()221123411213k f k f f f f ==+++=---=-∑.故选:A .[方法二]:【最优解】构造特殊函数由()()()()f x y f x y f x f y ++-=,联想到余弦函数和差化积公式()()cos cos 2cos cos x y x y x y ++-=,可设()cos f x a x ω=,则由方法一中()()02,11f f ==知2,cos 1a a ω==,解得1cos 2ω=,取3πω=,所以()2cos3f x x π=,则()()()()2cos 2cos 4cos cos 333333f x y f x y x y x y x y f x f y ππππππ⎛⎫⎛⎫++-=++-== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以()2cos 3f x xπ=符合条件,因此()f x 的周期263T ππ==,()()02,11f f ==,且()()()()()21,32,41,51,62f f f f f =-=-=-==,所以(1)(2)(3)(4)(5)(6)0f f f f f f +++++=,由于22除以6余4,所以()()()()()221123411213k f k f f f f ==+++=---=-∑.故选:A .【整体点评】法一:利用赋值法求出函数的周期,即可解出,是该题的通性通法;法二:作为选择题,利用熟悉的函数使抽象问题具体化,简化推理过程,直接使用具体函数的性质解题,简单明了,是该题的最优解.【答案】【分析】利用赋值法依次求得()()()0,3,,11f f f ,再利用赋值法推得()f x 的周期为12,从而利用函数的周期性即可得解.【详解】因为()()()()12f x y f x y f x f y ++-=,令0x y ==,有()()212002f f =,则()00f =或()04f =.若()00f =,则令1x =,0y =,有()()()121102f f f =,得()10f =,与已知()1f =()04f =.令1x y ==,有()()()212012f f f +=,则()(212462f +=⨯=,得()22f =.令2x =,1y =,有()()()()131212f f f f +=,得()30f =.令3x =,2y =,有()()()()151322f f f f +=,得()5f =-令5x =,2y =,有()()()()173522f f f f +=,得()7f =-.令7x =,2y =,有()()()()195722f f f f +=,得()90f =.令9x =,2y =,有()()()()1117922f f f f +=,得()11f =令0x =,有()()()()102f y f y f f y +-=,得()()-=f y f y ,令3x =,有()()()()133302f y f y f f y ++-==,即()()33f y f y +=--,所以()()()6f y f y f y +=--=-,故()()()126f y f y f y +=-+=,所以()f x 的周期为12.又因为()()()()()()13579110f f f f f f +++++=,所以()()()()()202312113404513370k f k f f f f =-=+++=+⨯=∑ 【点睛】关键点睛:本题解决的关键是利用赋值法推得()f x 的周期性,从而得解.技法04 函数对称性的应用及解题技巧知识迁移轴对称①若()()x f a x f -=+,则()x f 的对称轴为2a x =②若()()b x f a x f +-=+,则()x f 的对称轴为2b a x +=点对称①若()()x f a x f --=+,则()x f 的对称中心为⎪⎭⎫⎝⎛0,2a ②若()()c b x f a x f =+-++,则()x f 的对称中心为⎪⎭⎫⎝⎛+2,2c b a 例4-1.(全国·高考真题)下列函数中,其图像与函数ln y x =的图像关于直线1x =对称的是A .ln(1)y x =-B .ln(2)y x =-C .ln(1)y x =+D .ln(2)y x =+【法一】函数y lnx =过定点(1,0),(1,0)关于x=1对称的点还是(1,0),只有()y ln 2x =-过此点.故选项B 正确【法二】关于x=1对称即()()x f x f +=-11,即()()x f x f -=2【答案】B【详解】[方法一]:直接法.由()()-2f x f x =-得()f x 关于()01,对称,而111x y x x+==+也关于()01,对称,∴对于每一组对称点'0i i x x +='=2i i y y +,∴()111022mmmi i i i i i i mx y x y m ===+=+=+⋅=∑∑∑,故选B .[方法二]:特值法.由()()-2f x f x =-得()()-+2f x f x =不妨设因为()1f x x =+,与函数111x y x x+==+的交点为()()1,2,1,0-∴当2m =时,11222x y x y m +++==,故选B .[方法三]:构造法.设()()1s x f x =-,则()()()()11s x f x f x s x -=--=-=-,故()s x 为奇函数.设()11t x y x=-=,则()()t x t x -=-,故()t x 为奇函数.∴对于每一组对称点'0i i x x +='=0i i s t +.将1i i s y =-,''1i i t y =-代入,即得'0i i x x +='=2i i y y +∴()111022mmmi i i i i i i mx y x y m ===+=+=+⋅=∑∑∑,故选B .[方法四]:由题意得,函数()()f x x ∈R 和()2()f x f x -=-的图象都关于(0,1)对称,所以两函数的交点也关于(0,1)对称,对于每一组对称点(,)i i x y 和''(,)i i x y ,都有''0,2i i i i x x y y +=+=.从而1()22mi i i mx y m =+=⋅=∑.故选B.【答案】B例4-3.(2022·全国·统考高考真题)已知函数(),()f x g x 的定义域均为R ,且()(2)5,()(4)7f x g x g x f x +-=--=.若()y g x =的图像关于直线2x =对称,(2)4g =,则()221k f k ==∑( )A .21-B .22-C .23-D .24-因为()y g x =的图像关于直线2x =对称,所以()()22g x g x -=+,因为()(4)7g x f x --=,所以(2)(2)7g x f x +--=,即(2)7(2)g x f x +=+-,因为()(2)5f x g x +-=,所以()(2)5f x g x ++=,代入得[]()7(2)5f x f x ++-=,即()(2)2f x f x +-=-,所以()()()()35212510f f f +++=-⨯=- ,()()()()46222510f f f +++=-⨯=- .因为()(2)5f x g x +-=,所以(0)(2)5f g +=,即()01f =,所以()(2)203f f =--=-.因为()(4)7g x f x --=,所以(4)()7g x f x +-=,又因为()(2)5f x g x +-=,联立得,()()2412g x g x -++=,所以()y g x =的图像关于点()3,6中心对称,因为函数()g x 的定义域为R ,所以()36g =因为()(2)5f x g x ++=,所以()()1531f g =-=-.所以()()()()()()()()221123521462213101024()k f f f f f f f f f k =+++++++++=----=-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦=∑ .【答案】D1.(2023上·江苏南通·高三统考阶段练习)已知曲线【答案】B【分析】令()32399f x x x x =--++,由()()114f x f x -+--=-和321y x =-++可确定两曲线均关于()1,2--中心对称;利用导数可求得()f x 单调性和极值,结合321y x =-++的单调性可确定两曲线在()1,-+∞上的图象,由此可确定交点个数,结合对称性可求得结果.【详解】令()32399f x x x x =--++,则()()()()3231131919122f x x x x x x -=----+-+=-+-,()()()()3231131919122f x x x x x x --=------+--+=--,()()114f x f x ∴-+--=-,()f x ∴关于()1,2--中心对称;()2131232111x x y x x x -++-===-++++ ,121x y x -∴=+关于()1,2--中心对称;()()()2369331f x x x x x '=--+=-+- ,∴当()(),31,x ∈-∞-⋃+∞时,()0f x '<;当()3,1x ∈-时,()0f x '>;()f x ∴在()(),3,1,-∞-+∞上单调递减,在()3,1-上单调递增,∴()f x 极小值为()3272727918f -=--+=-,极大值为()1139914f =--++=;当()1,x ∈-+∞时,321y x =-++单调递减,且3221y x =-+>-+,当1x =时,31214112y =-+=-<+;作出()f x 与121xy x -=+在1x >-时的图象如下图所示,由图象可知:()f x 与121xy x -=+在()1,-+∞上有且仅有两个不同的交点,由对称性可知:()f x 与121xy x -=+在(),1-∞-上有且仅有两个不同的交点,()()()()()4123412341122222i i i x y x x x x y y y y =∴+=+++++++=-⨯⨯+-⨯⨯∑12=-.故选:B.【点睛】关键点睛:本题考查函数对称性的应用,解题关键是能够根据函数的解析式,确定两函数关于同一对称中心对称,结合两函数图象确定交点个数后,即可根据对称性求得交点横纵坐标之和.【答案】C 【分析】由题意()()()()()()()()()()2132136f x f x f x f x f x f x f x f x f x f x +=+-⇒+=+-+⇒+=-⇒+=,从而()f x 是周期函数,又()2y f x =的图象关于直线12x =对称,从而函数()f x 的图象关于直线1x =对称,由()()()()()()122,3,4,5,6f f f f f f =⇒,从而即可求解.【详解】因为()()()21f x f x f x +=+-,所以()()()321f x f x f x +=+-+,从而可得()()3f x f x +=-,所以()()6f x f x +=,所以函数()f x 的一个周期为6.因为()2y f x =的图象关于直线12x =对称,所以()()1212f x f x -=+, 即函数()f x 的图象关于直线1x =对称.又()12f =,()()()210f f f =-,所以()()201f f ==,所以()()()()()()()()301,412,521,601f f f f f f f f =-=-=-=-=-=-==,所以()()()1260f f f ++⋅⋅⋅+=.由于23除以6余5,所以231()(1)k f k f ==+∑(2)(5)(6)1f f f +⋅⋅⋅+=-=-.故选:C .【点睛】易错点点睛:对于“系数不为1”的复合型函数,一般情况下,内函数多为一次函数型()f kx b +,涉及奇偶性(图象的对称性)时处理方法有:①利用奇偶性(图象的对称性)直接替换题中对应的变量;②类比三角函数;③引入新函数,如令()()g x f kx b =+,则()()()g x f k x b -=-+.本题中,()2y f x =的图象关于直线12x =对称,令()()2g x f x =,则1122g x g x ⎛⎫⎛⎫-=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,从而112222f x f x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,即()()1212f x f x -=+,函数()f x 的图象关于直线1x =对称,不能误认为函数()f x 的图象关于直线12x =对称.【答案】AC【分析】对于A :根据对称轴的定义分析证明;对于B :举例说明即可;对于C :根据零点的定义结合倍角公式运算求解;对于D :举例说明即可.【详解】对于A :因为()()()()112πcos 2πcos cos 4π2cos2-=-+=+=-f x x x f x x x,所以()f x 的图象关于直线πx =轴对称,故A 正确;对于B :因为()02f =,1π2f ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,所以()f x 的图象不关于点π,04⎛⎫⎪⎝⎭中心对称,B 错误.对于C :因为()()()23222cos 12cos 2cos 112cos cos 1cos 2cos 12cos 12cos 1+-+-+=+==---x x x x x f x x x x x ,注意到22112cos 2cos 12cos 022⎛⎫-+=-+> ⎪⎝⎭x x x ,令()0f x =,得cos 1x =-,即()21π,=+∈x k k Z ,故()f x 的所有零点为()21π,+∈k k Z ,故C 正确;对于D :因为()()02,π0==f f ,所以π不是()f x 的周期,故D 错误;故选:AC.【答案】ABD【分析】由函数奇偶性的定义即可判断A 项,运用周期定义即可判断B 项,结合A 项、B 项即可判断C 项,运用完全平方公式、二倍角公式化简函数()f x ,结合换元法即可求得函数的最小值进而可判断D 项.【详解】对于A 项,因为πcos 0ππ,Z ,Z 2sin 02πx x k k k x k x x k ⎧≠≠+⎧⎪⇒∈⇒≠∈⎨⎨≠⎩⎪≠⎩,所以函数()f x 的定义域为π,Z 2k x x k ⎧⎫≠∈⎨⎬⎩⎭,又()()()()()()3333sin cos sin cos cos sin cos sin x x x xf x f x x x x x---=+=--=---,所以()f x 是奇函数,其图象关于原点对称,故A 项正确;对于B 项,()()()()()()3333sin πcos πsin cos πcos πsin πcos sin x x x xf x f x x x x x +++=+=+=++,所以π是函数()f x 的一个周期,故B项正确;对于C 项,由B 项知()()πf x f x +=,由A 项知()()f x f x =--,所以()()πf x f x +=--,所以()f x 的图象关于点π,02⎛⎫⎪⎝⎭对称,故C 项错误;对于D 项,()3344sin cos sin cos cos sin sin cos x x x xf x x x x x+=+==⋅()22222211sin 2sin cos 2sin cos 22sin21sin cos sin2sin22xx x x xx x xx x -+-⋅==-⋅,令sin2t x =,又π0,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则()20,πx ∈,所以0sin21x <≤,即01t <≤,所以2y t t =-,(01t <≤),又2y t t=-在(0,1]上单调递减,所以当1t =时,2y t t =-取得最小值为2111-=,故D 项正确.故选:ABD.技法05 函数4大性质的综合应用及解题技巧知识迁移1.周期性对称性综合问题①若()()x a f x a f -=+,()()x b f x b f -=+,其中b a ≠,则()x f 的周期为:b a T -=2②若()()x a f x a f --=+,()()x b f x b f --=+,其中b a ≠,则()x f 的周期为:ba T -=2③若()()x a f x a f -=+,()()xb f x b f --=+,其中b a ≠,则()x f 的周期为:ba T -=42.奇偶性对称性综合问题①已知()x f 为偶函数,()a x f +为奇函数,则()x f 的周期为:a T 4=②已知()x f 为奇函数,()a x f +为偶函数,则()x f 的周期为:aT 4=因为函数()2f x +为偶函数,则()()22f x f x +=-,可得()()31f x f x +=-,因为函数()21f x +为奇函数,则()()1221f x f x -=-+,所以,()()11f x f x -=-+,所以,()()()311f x f x f x +=-+=-,即()()4f x f x =+,故函数()f x 是以4为周期的周期函数,因为函数()()21F x f x =+为奇函数,则()()010F f ==,故()()()1510f f f -===,其它三个选项未知.【答案】B1.(2021·全国·统考高考真题)设函数【答案】D【分析】通过()1f x +是奇函数和()2f x +是偶函数条件,可以确定出函数解析式()222f x x =-+,进而利用定义或周期性结论,即可得到答案.【详解】[方法一]:因为()1f x +是奇函数,所以()()11f x f x -+=-+①;因为()2f x +是偶函数,所以()()22f x f x +=-+②.令1x =,由①得:()()()024f f a b =-=-+,由②得:()()31f f a b ==+,因为()()036f f +=,所以()462a b a b a -+++=⇒=-,令0x =,由①得:()()()11102f f f b =-⇒=⇒=,所以()222f x x =-+.思路一:从定义入手.9551222222f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+=-+=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭1335112222f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-+=-+=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭511322=2222f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-+=--+- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭所以935222f f ⎛⎫⎛⎫=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.[方法二]:因为()1f x +是奇函数,所以()()11f x f x -+=-+①;因为()2f x +是偶函数,所以()()22f x f x +=-+②.令1x =,由①得:()()()024f f a b =-=-+,由②得:()()31f f a b ==+,因为()()036f f +=,所以()462a b a b a -+++=⇒=-,令0x =,由①得:()()()11102f f f b =-⇒=⇒=,所以()222f x x =-+.思路二:从周期性入手由两个对称性可知,函数()f x 的周期4T =.所以91352222f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫==-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭.故选:D .【点睛】在解决函数性质类问题的时候,我们通常可以借助一些二级结论,求出其周期性进而达到简便计算的效果.2.(2023·全国·模拟预测)已知定义在R 上的函数()f x 满足(1)f x -为奇函数,(2)f x -为偶函数.若(2)2f =,则(2024)f =( )A .2-B .0C .2D .2024【答案】A【分析】根据函数的奇偶性以及对称性即可得函数周期性,进而可求解.【详解】由(1)f x -为奇函数,(2)f x -为偶函数,可知函数()f x 的图像关于点(1,0)-中心对称,且关于直线2x =-轴对称,故()()()()()2244f x f x f x f x f x =---=--=---=-⎡⎤⎣⎦,所以函数()f x 是周期为4的函数,由(1)0f -=.(2)2f =得(0)(2)(2)2f f f =--=-=-,所以(2024)(50640)(0)2f f f =⨯+==-.故选:A【点睛】方法点睛:(1)若函数()y f x =的图像同时关于直线x a =与x b =轴对称,则函数()f x 必为周期函数,且2||T a b =-.(2)若函数()y f x =的图像同时关于点(,0)a 与点(,0)b 中心对称,则函数()f x 必为周期函数,且2||T a b =-.(3)若函数()y f x =的图像既关于点(,0)a 中心对称,又关于直线x b =轴对称,则函数()f x 必为周期函数,且4||T a b =-.【答案】5【分析】根据函数奇偶性的性质分析得出该函数的对称性,借助双对称性的周期将求()2022f 转换为求()2f 即可得.【详解】由()12f x +-为奇函数,可得()()1212f x f x +-=--++,则()f x 的图象关于点()1,2对称,又()f x 的定义域为R ,则有()12f =.由()2f x +为偶函数得()()22f x f x +=-+,则()f x 的图象关于直线2x =对称,则()()()4242f x f x f x =--=-+,从而()()24f x f x +=--,则()()=f x f x -,则()()()222f x f x f x +=-+=-,故()f x 是周期为4的偶函数,所以()()()2022450522f f f =⨯+=.而()()()()()1011020f f f f f -+==+=+,所以()01f =-,()()2405f f =-=,故()20225f =.故答案为:5.【答案】1-【分析】推导出函数()f x 是周期为8的周期函数,根据题中条件求出()()1,2,3,,8f k k = 的值,结合函数的周期性可求得()20231k f k =∑的值.【详解】因为函数()y f x =的定义域为R ,且()1f x +为偶函数,()1f x -为奇函数,则()()11f x f x -=+,()()11f x f x --=--,所以,函数()f x 的图象关于直线1x =对称,也关于点()1,0-对称,所以,()()2f x f x -=+,()()2f x f x -=--,所以,()()22f x f x +=--,则()()()84f x f x f x +=-+=,所以,函数()f x 是周期为8的周期函数,当[]1,1x ∈-时,()21f x x =-,则()10f =,()()710f f =-=,()()801f f ==,()()201f f ==,()()310f f =-=,()()()4621f f f =--=-=-,()()()5310f f f =-=-=,()()()6801f f f =--=-=-,所以,()81010101010k f k ==++-+-++=∑,又因为202382531=⨯-,所以,()()()20238112538011k k f k f k f ===-=-=-∑∑.故答案为:1-.【点睛】结论点睛:对称性与周期性之间的常用结论:(1)若函数()f x 的图象关于直线x a =和x b =对称,则函数()f x 的周期为2T a b =-;(2)若函数()f x 的图象关于点(),0a 和点(),0b 对称,则函数()f x 的周期为2T a b =-;(3)若函数()f x 的图象关于直线x a =和点(),0b 对称,则函数()f x 的周期为4T a b =-.。
第二章函数第3讲函数的奇偶性、周期性与对称性课标要求命题点五年考情命题分析预测1.了解奇偶性的概念和几何意义.2.了解周期性的概念和几何意义.函数的奇偶性2023新高考卷ⅠT11;2023新高考卷ⅡT4;2023全国卷乙T4;2023全国卷甲T13;2022新高考卷ⅠT12;2022全国卷乙T16;2021全国卷乙T4;2021全国卷甲T12;2021新高考卷ⅠT13;2021新高考卷ⅡT8;2021新高考卷ⅡT14;2020全国卷ⅡT9;2020新高考卷ⅠT8;2019全国卷ⅡT14;2019全国卷ⅢT11本讲为高考命题重点,命题热点有函数奇偶性的判断,利用函数的奇偶性求解析式、求函数值、解不等式等,函数周期性的判断及应用.题型以选择题、填空题为主,函数性质综合命题时难度中等偏大.预计2025年高考命题稳定,备考时注重常规题型训练的同时,关注命题角度创新试题及抽象函数性质的灵活运用.函数的周期性2022新高考卷ⅠT12;2022新高考卷ⅡT8;2022全国卷乙T12函数图象的对称性2022全国卷乙T12函数性质的综合应用2022新高考卷ⅠT12;2022全国卷乙T12;2021新高考卷ⅡT8;2021全国卷甲T12;2020新高考卷ⅠT8;2019全国卷ⅢT11学生用书P0241.函数的奇偶性奇偶性定义图象特征特性单调性奇函数一般地,设函数f (x )的定义域为D ,如果∀x ∈D ,都有-x ∈D ,且①f (-x )=关于②原点对称.(1)如果定义域中包含0,那么f (0)=③0.(2)若函数在关于原在关于原点对称的区间上单调性⑤相同.-f(x),那么函数f(x)就叫做奇函数.点对称的区间上有最值,则f(x)max+f(x)min=④0.偶函数一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果∀x∈D,都有-x∈D,且⑥f(-x)=f(x),那么函数f(x)就叫做偶函数.关于⑦y轴对称.f(x)=f(|x|).在关于原点对称的区间上单调性⑧相反.注意(1)只有函数在x=0处有定义时,f(0)=0才是f(x)为奇函数的必要不充分条件;(2)既是奇函数又是偶函数的函数只有一种类型,即f(x)=0,x∈D,其中定义域D是关于原点对称的非空数集.规律总结1.常见的奇(偶)函数(1)函数f(x)=a x+a-x为偶函数,函数g(x)=a x-a-x为奇函数;(2)函数f(x)=--+-=2-12+1为奇函数,函数g(x)=log a-+为奇函数;(3)函数f(x)=log a(x+2+1)为奇函数,函数g(x)=log a(2+1-x)也为奇函数.2.函数奇偶性的拓展结论(1)若函数y=f(x+a)是偶函数,则f(x+a)=f(-x+a),函数y=f(x)的图象关于直线x=a对称.(2)若函数y=f(x+b)是奇函数,则f(x+b)+f(-x+b)=0,函数y=f(x)的图象关于点(b,0)中心对称.2.函数的周期性(1)周期函数一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果存在一个非零常数T,使得对每一个x∈D都有x+T∈D,且⑨f(x+T)=f(x),那么函数f(x)就叫做周期函数.非零常数T叫做这个函数的周期.(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,那么这个最小的正数就叫做f(x)的⑩最小正周期.注意并不是所有的周期函数都有最小正周期,如f(x)=5.常用结论函数周期性的常用结论设函数y=f(x),x∈R,a>0,a≠b.(1)若f(x+a)=-f(x),则2a是函数f(x)的周期;(2)若f(x+a)=±1(),则2a是函数f(x)的周期;(3)若f(x+a)=f(x+b),则|a-b|是函数f(x)的周期.3.函数图象的对称性已知函数f(x)是定义在R上的函数,(1)若f(a+x)=f(b-x)恒成立,则y=f(x)的图象关于直线⑪x=+2对称.(2)若f(a+x)+f(b-x)=c,则y=f(x)的图象关于点⑫(+2,2)对称.注意(1)奇、偶函数的图象平移之后对应的函数不一定有奇偶性,但其图象一定有对称性.(2)注意区分抽象函数的周期性与对称性的表示,周期性的表示中,括号内x的符号相同,对称性的表示中,括号内x的符号相反.常用结论函数f(x)图象的对称性与周期的关系(1)若函数f(x)的图象关于直线x=a与直线x=b对称,则函数f(x)的周期为2|b-a|;(2)若函数f(x)的图象既关于点(a,0)对称,又关于点(b,0)对称,则函数f(x)的周期为2|b-a|;(3)若函数f(x)的图象既关于直线x=a对称,又关于点(b,0)对称,则函数f(x)的周期为4|b-a|.1.已知函数f(x)为奇函数,当x>0时,f(x)=x2+1,则f(-1)=(A)A.-2B.0C.1D.22.函数f(x)=r1图象的对称中心为(B)A.(0,0)B.(0,1)C.(1,0)D.(1,1)解析由题知f(x)=r1=1+1,其图象可由y=1的图象向上平移一个单位长度得到,又y=1的图象关于(0,0)对称,所以f(x)=1+1的图象关于(0,1)对称.3.[多选]以下函数为偶函数的是(AC)A.f(x)=x2-1B.f(x)=x3C.f(x)=x2+cos xD.f(x)=1+|x|4.已知函数f(x)为R上的偶函数,且当x<0时,f(x)=x(x-1),则当x>0时,f(x)=x(x+1).5.已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)=f(x-2),当x∈[0,2)时,f(x)=x2-4x,则当x∈[4,6)时,f(x)=x2-12x+32.解析设x∈[4,6),则x-4∈[0,2),则f(x-4)=(x-4)2-4(x-4)=x2-12x +32.又f(x)=f(x-2),所以函数f(x)的周期为2,所以f(x-4)=f(x),所以当x∈[4,6)时,f(x)=x2-12x+32.6.[2024北京市海淀区中国农业大学附属中学模拟]若f(x)=+,<0,B-1,>0是奇函数,则a=1,b=1.解析由f(x)为奇函数,知f(-x)=-f(x),当x>0时,可得-x+a=-bx+1,所以b=1,a=1.学生用书P026命题点1函数的奇偶性角度1判断函数的奇偶性例1(1)[全国卷Ⅰ]设函数f(x),g(x)的定义域都为R,且f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则下列结论中正确的是(B)A.f(x)g(x)是偶函数B.f(x)|g(x)|是奇函数C.|f(x)|g(x)是奇函数D.|f(x)g(x)|是奇函数解析因为f(x)为奇函数,g(x)为偶函数,所以f(x)g(x)为奇函数,f(x)·|g(x)|为奇函数,|f(x)|g(x)为偶函数,|f(x)g(x)|为偶函数,故选B.(2)[2021全国卷乙]设函数f (x )=1-1+,则下列函数中为奇函数的是(B )A.f (x -1)-1B.f (x -1)+1C.f (x +1)-1D.f (x +1)+1解析解法一因为f (x )=1-1+,所以f (x -1)=1-(-1)1+(-1)=2-,f (x +1)=1-(r1)1+(r1)=-r2.对于A ,F (x )=f (x -1)-1=2--1=2-2,定义域关于原点对称,但不满足F (x )=-F (-x );对于B ,G (x )=f (x -1)+1=2-+1=2,定义域关于原点对称,且满足G (x )=-G (-x );对于C ,f (x +1)-1=-r2-1,定义域不关于原点对称;对于D ,f (x +1)+1=-r2+1,定义域不关于原点对称.故选B.解法二f (x )=1-1+=2-(r1)1+=21+-1,为保证函数变换之后为奇函数,需将函数y =f (x )的图象向右平移一个单位长度,再向上平移一个单位长度,得到的图象对应的函数为y =f (x -1)+1,故选B.方法技巧1.(1)函数定义域关于原点对称是函数有奇偶性的前提条件;(2)若定义域关于原点对称,则判断f (x )与f (-x )是否具有等量关系,具体运算中,可转化为判断f (x )+f (-x )=0(奇函数)或f (x )-f (-x )=0(偶函数)是否成立.2.在公共定义域内有:奇函数±奇函数=奇函数,偶函数±偶函数=偶函数,奇函数×奇函数=偶函数,偶函数×偶函数=偶函数,奇函数×偶函数=奇函数.注意对于分段函数奇偶性的判断,要分段判断f (-x )=f (x )或f (-x )=-f (x )是否成立,只有当所有区间都满足相同关系时,才能判断该分段函数的奇偶性.角度2函数奇偶性的应用例2(1)[2023新高考卷Ⅱ]若f (x )=(x +a )·ln 2-12r1为偶函数,则a =(B )A.-1B.0C.12D.1解析解法一设g(x)=ln2-12r1,易知g(x)的定义域为(-∞,-12)∪(12,+∞),且g(-x)=ln-2-1=ln2r12-1=-ln2-12r1=-g(x),所以g(x)为奇函数.若-2r1f(x)=(x+a)ln2-12r1为偶函数,则y=x+a应为奇函数,所以a=0,故选B.解法二因为f(x)=(x+a)ln2-12r1为偶函数,f(-1)=(a-1)ln3,f(1)=(a+1)ln13=-(a+1)ln3,所以(a-1)ln3=-(a+1)ln3,解得a=0,经检验,满足题意,故选B.(2)[2024江苏南通模拟]已知定义在R上的函数f(x),g(x)分别是奇函数和偶函数,且f(x)+g(x)=x2-2x,则f(2)+g(1)=-3.解析由f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,得f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x),∵f(x)+g(x)=x2-2x,∴f(-x)+g(-x)=(-x)2-2(-x)=x2+2x,即-f(x)+g(x)=x2+2x,则有f(x)=-2x,g(x)=x2,则f(2)+g(1)=-4+1=-3.方法技巧函数奇偶性的应用类型及解题策略(1)求函数解析式或函数值:借助奇偶性转化为求已知区间上的函数解析式或函数值,或利用奇偶性构造关于f(x)的方程(组)求解析式.(2)求参数值:利用定义域关于原点对称或f(x)±f(-x)=0列方程(组)求解,对于在x=0处有定义的奇函数f(x),可考虑列等式f(0)=0求解.注意利用特殊值法求参数时要检验.训练1(1)[2024辽宁鞍山一中模拟]下列函数中,既是偶函数又在(0,+∞)上单调递增的是(C)A.f(x)=x ln xB.f(x)=ln(-x+2+1)C.f(x)=e x+e-xD.f(x)=e x-e-x解析对于A,因为f(x)=x ln x的定义域为(0,+∞),不关于原点对称,所以f(x)=x ln x不是偶函数,故A选项不符合题意;对于B,因为f(x)=ln(-x+2+1)的定义域为R,关于原点对称,f(x)+f(-x)=ln(-x+2+1)+ln(x+2+1)=ln 1=0,所以f (x )=ln (-x +2+1)是奇函数,故B 选项不符合题意;对于C ,因为f (x )=e x +e -x 的定义域为R ,关于原点对称,且f (-x )=e -x +e x =f (x ),所以f (x )=e x +e -x 是偶函数.f '(x )=e x -e -x ,当x ∈(0,+∞)时,有e >e 0=1>e -,则f '(x )=e x -e -x >0,所以f (x )=e x +e -x 在(0,+∞)上单调递增,故C 选项符合题意;对于D ,因为f (x )=e x -e -x 的定义域为R ,关于原点对称,但f (-x )=e -x -e x =-(e x -e -x )=-f (x ),所以f (x )=e x -e -x 是奇函数,故D 选项不符合题意.故选C.(2)[2024江苏省扬州中学模拟]定义在R 上的奇函数f (x ),当x ≥0时,f (x )=2x -a ·3-x ,当x <0时,f (x )=3x -2-x.解析因为函数f (x )为奇函数,定义域为R ,所以f (0)=20-a ×30=0,解得a =1.若x <0,则-x >0,所以f (-x )=2-x -3x ,又f (x )为奇函数,所以当x <0时,f (x )=-f (-x )=3x -2-x ,即当x <0时,f (x )=3x -2-x .命题点2函数的周期性例3(1)已知f (x +1)是定义在R 上且周期为2的函数,当x ∈[-1,1)时,f (x )=-22+4,-1≤<0,sin π,0≤<1,则f (3)·f (-103)=(A)A.3B.-3C.解析因为f (x +1)是定义在R 上且周期为2的函数,所以f (x )也是周期为2的函数,(解题关键:由f (x +1)的周期得到f (x )的周期)则f (3)=f (-1)=-2+4=2,f (-103)=f (23)=sin 2π3=f (3)·f (-103)=2=3,故选A.(2)[2022新高考卷Ⅱ]已知函数f (x )的定义域为R ,且f (x +y )+f (x -y )=f (x )·f (y ),f (1)=1,则∑J122f (k )=(A )A.-3B.-2C.0D.1解析因为f (1)=1,所以在f (x +y )+f (x -y )=f (x )f (y )中,令y =1,得f (x +1)+f (x -1)=f (x )f (1),所以f (x +1)+f (x -1)=f (x )①,所以f (x+2)+f (x )=f (x +1)②.由①②相加,得f (x +2)+f (x -1)=0,故f (x +3)+f (x )=0,所以f (x +3)=-f (x ),所以f (x +6)=-f (x +3)=f (x ),所以函数f (x )的一个周期为6.在f (x +y )+f (x -y )=f (x )f (y )中,令x =1,y =0,得f (1)+f (1)=f (1)f (0),所以f (0)=2,再令x =0,代入f (x +3)+f (x )=0,得f (3)=-2.令x =1,y =1,得f (2)+f (0)=f (1)f (1),所以f (2)=-1.由f (x +3)+f (x )=0,得f (1)+f (4)=0,f (2)+f (5)=0,f (3)+f (6)=0,所以f (1)+f (2)+…+f (6)=0,根据函数的周期性知,∑J122f (k )=f (1)+f (2)+f (3)+f (4)=f (2)+f (3)=-1-2=-3,故选A.方法技巧(1)利用函数的周期性可以将局部的函数性质扩展到整体.(2)判断抽象函数的周期一般需要对变量进行赋值.训练2(1)[2024广东梅州模拟]已知函数f (x )=e r1,≤1,-(-1),>1,则f (2024-ln 2)=(A )A.-22B.-2C.2D.22解析当x >1时,f (x )=-f (x -1),则f (x +2)=-f (x +1)=f (x ),所以x >1时,f (x )是周期为2的函数.因为2024-ln 2=2022+2-ln 2,且2>2-ln 2>2-ln e =1,所以f (2024-ln 2)=f (2-ln 2)=-f (1-ln 2)=-e1-ln 2+1=-e 2e ln2=-e 22.故选A.(2)[2024云南部分名校联考]已知f (x )是定义在R 上的偶函数,且f (x )+f (4-x )=0,当0≤x ≤2时,f (x )=a ·2x +x 2,则f (2024)=-1.解析因为f (x )是定义在R 上的偶函数,且f (x )+f (4-x )=0,所以f (x )=-f (4-x )=-f (x -4),f (x -4)=-f (x -8),所以f (x )=f (x -8),故f (x )是以8为周期的函数,则f (2024)=f (0).令x =2,则f (2)+f (4-2)=2f (2)=8a +8=0,则a =-1,所以f (0)=-20=-1,即f (2024)=-1.命题点3函数图象的对称性例4(1)已知函数f (x )(x ∈R )满足f (-x )=2-f (x ),若函数y =r1与y =f (x )图象的交点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x m ,y m ),则∑i=1(x i +y i )=(B)A.0B.mC.2mD.4m解析由f (-x )=2-f (x )知f (x )的图象关于点(0,1)对称,而y =r1=1+1的图象也关于点(0,1)对称,因此两个函数图象的交点也关于点(0,1)对称,且成对出现,则x1+x m=x2+x m-1=…=0,y1+y m=y2+y m-1=…=2,所以∑i=1(x i+y i)=0×2+2×2=m.(2)函数f(x)=(x2-1)(e x-e-x)+x+1在区间[-2,2]上的最大值与最小值分别为M,N,则M+N的值为2.解析设g(x)=(x2-1)(e x-e-x)+x,则f(x)=g(x)+1.因为g(-x)=(x2-1)(e-x-e x)-x=-g(x),且g(x)的定义域关于原点对称,所以g(x)是奇函数.由奇函数图象的对称性知g(x)max+g(x)min=0,故M+N=[g(x)+1]max+[g(x)+1]min=2+g(x)max+g(x)min=2.方法技巧1.解决与函数图象的对称性有关的问题,应结合题设条件的结构特征及对称性的定义,求出函数图象的对称轴或对称中心,进而利用对称性解决求值或参数问题.2.常用结论:三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)的图象的对称中心为(-3,f(-3)).训练3(1)[多选]关于函数f(x)=sin x+1sin,下列结论正确的是(BC)A.f(x)的图象关于y轴对称B.f(x)的图象关于原点对称C.f(x)的图象关于直线x=π2对称D.f(x)的最小值为2解析由题意知f(x)的定义域为{x|x≠kπ,k∈Z},且关于原点对称.又f(-x)=sin(-x)+1sin(-)=-(sin x+1sin)=-f(x),所以函数f(x)为奇函数,其图象关于原点对称,所以A错误,B正确.因为f(π-x)=sin(π-x)+1sin(π-)=sin x+1sin=f(x),所以函数f(x)的图象关于直线x=π2对称,C正确.当sin x<0时,f(x)<0,所以D错误.故选BC.(2)已知函数f(x)=x3-3x2+x+1+sin(x-1),则函数f(x)在(0,2)上的最大值与最小值的和为0.解析由三次函数图象的对称性可得,y=x3-3x2+x+1的图象的对称中心为(1,0),因为y=sin(x-1)的图象也关于(1,0)对称,所以函数f(x)在(0,2)上的图象关于(1,0)对称,所以f(x)在(0,2)上的最大值与最小值的和为0.命题点4函数性质的综合应用例5(1)[2021全国卷甲]设函数f(x)的定义域为R,f(x+1)为奇函数,f(x+2)为偶函数,当x∈[1,2]时,f(x)=ax2+b.若f(0)+f(3)=6,则f(92)=(D)A.-94 B.-32 C.74 D.52解析因为f(x+1)为奇函数,所以函数f(x)的图象关于点(1,0)对称,即有f(x)+f(2-x)=0,令x=1,得f(1)=0,即a+b=0①,令x=0,得f(0)=-f(2).因为f(x+2)为偶函数,所以函数f(x)的图象关于直线x=2对称,即有f(x)-f(4-x)=0,令x=1,得f(3)=f(1),所以f(0)+f(3)=-f(2)+f(1)=-4a-b+a+b=-3a=6②.根据①②可得a=-2,b=2,所以当x∈[1,2]时,f(x)=-2x2+2.根据函数f(x)的图象关于直线x=2对称,且关于点(1,0)对称,可得函数f(x)的周期为4,所以f(92)=f(12)=-f(32)=2×(32)2-2=52.(2)[2024平许济洛第一次质检]定义在R上的偶函数f(x)满足f(2-x)+f(x)=0,且f(x)在[-2,0]上单调递增.若a=f(tan5π18),b=f(3),c=f(log43),则(A)A.a<b<cB.a<c<bC.c<b<aD.c<a<b解析由f(2-x)+f(x)=0可得f(x)的图象关于点(1,0)中心对称,由f(x)为偶函数可得f(x)的图象关于y轴对称,根据函数周期性结论可得函数f(x)的周期为4,所以f(3)=f(3-4)=f(-1)=f(1),因为0<log43<1,1=tanπ4<tan5π18<tanπ3=3<2,所以0<log43<1<tan5π18<2,因为偶函数f(x)在[-2,0]上单调递增,所以函数f(x)在(0,2]上单调递减,所以f(tan5π18)<f(1)=f(3)<f(log43),即a<b<c.故选A.方法技巧1.对于函数单调性与奇偶性的综合问题,常利用奇、偶函数的图象的对称性,以及奇、偶函数在关于原点对称的区间上的单调性求解.2.对于函数周期性与奇偶性的综合问题,常利用奇偶性及周期性将所求函数值的自变量转换到已知函数解析式的自变量的取值范围内求解.3.函数的奇偶性、周期性及单调性是函数的三大性质,在高考中常常将它们综合在一起命题,在解题时,往往需要先借助函数的奇偶性和周期性来确定另一区间上的单调性,即实现区间的转换,再利用单调性解决相关问题.训练4(1)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=e x+x2+x,则不等式f(2-a)+f(2a-3)>0的解集为(B)A.(-1,+∞)B.(1,+∞)C.(-∞,-1)D.(-∞,1)解析易知f(x)在(0,+∞)上单调递增,且在(0,+∞)上,f(x)>1.因为f(x)为R上的奇函数,所以f(0)=0,f(x)在(-∞,0)上单调递增,且在(-∞,0)上f(x)<-1,故f(x)在R上单调递增.原不等式可化为f(2-a)>-f(2a-3),即f(2-a)>f(3-2a),所以2-a>3-2a,故a>1,选B.(2)[2024湖北部分重点中学联考]已知函数y=f(x)是R上的奇函数,∀x∈R,都有f(2-x)=f(x)+f(2)成立,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2024)=0.解析因为函数f(x)是R上的奇函数,所以f(0)=0.因为∀x∈R,都有f(2-x)=f(x)+f(2),所以令x=2,得f(0)=2f(2),得f(2)=0,所以f(2-x)=f(x),则函数f(x)的图象关于直线x=1对称.因为函数f(x)的图象关于原点对称,所以函数f(x)是以4为周期的周期函数,且函数f(x)的图象关于点(2,0)中心对称,则f(1)+f(3)=0,又f(2)=0,f(4)=f(0)=0,所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=0,所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2024)=506[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]=0.学生用书P028抽象函数问题的解题策略策略1赋值法例6[多选/2023新高考卷Ⅰ]已知函数f(x)的定义域为R,f(xy)=y2f(x)+x2f(y),则(ABC)A.f(0)=0B.f(1)=0C.f(x)是偶函数D.x=0为f(x)的极小值点解析解法一令x=y,则有f(x2)=2x2f(x).当x=0时,可得f(0)=0,A正确.当x =1时,可得f(1)=2f(1),所以f(1)=0,B正确.因为f((-x)2)=2(-x)2·f(-x),即f(x2)=2x2f(-x),所以f(-x)=f(x),所以函数f(x)为偶函数,C 正确.因为无法判断函数f(x)的单调性,所以无法确定f(x)的极值点,故D不正确,故选ABC.解法二取x=y=0,则f(0)=0,故A正确;取x=y=1,则f(1)=f(1)+f(1),所以f(1)=0,故B正确;取x=y=-1,则f(1)=f(-1)+f(-1),所以f(-1)=0,取y=-1,则f(-x)=f(x)+x2f(-1),所以f(-x)=f(x),所以函数f(x)为偶函数,故C正确;因为f(0)=0,且函数f(x)为偶函数,所以函数f(x)的图象关于y轴对称,所以x=0可能为函数f(x)的极小值点,也可能为函数f(x)的极大值点,也可能不是函数f(x)的极值点,故D不正确.综上,选ABC.方法技巧赋值法是指利用已知条件,对变量赋值,从而得出抽象函数在某点处的函数值或抽象函数的性质.策略2性质转化法例7(1)[2022全国卷乙]已知函数f(x),g(x)的定义域均为R,且f(x)+g(2-x)=5,g(x)-f(x-4)=7.若y=g(x)的图象关于直线x=2对称,g(2)=4,则∑22J1f(k)=(D)A.-21B.-22C.-23D.-24解析由y=g(x)的图象关于直线x=2对称,可得g(2+x)=g(2-x).在f(x)+g(2-x)=5中,用-x替换x,可得f(-x)+g(2+x)=5,可得f(-x)=f(x)①,所以y=f(x)为偶函数.在g(x)-f(x-4)=7中,用2-x替换x,得g(2-x)=f(-x-2)+7,代入f(x)+g(2-x)=5中,得f(x)+f(-x-2)=-2②,所以y=f(x)的图象关于点(-1,-1)中心对称,所以f(1)=f(-1)=-1.由①②可得f (x )+f (x +2)=-2,所以f (x +2)+f (x +4)=-2,所以f (x +4)=f (x ),所以函数f (x )是以4为周期的周期函数.由f (x )+g (2-x )=5可得f (0)+g (2)=5,又g (2)=4,所以可得f (0)=1,又f (x )+f (x +2)=-2,所以f (0)+f (2)=-2,得f (2)=-3,又f (3)=f (-1)=-1,f (4)=f (0)=1,所以∑J122f (k )=5(f (1)+f (2)+f (3)+f (4))+f (1)+f (2)=-24.故选D.(2)[多选/2022新高考卷Ⅰ]已知函数f (x )及其导函数f '(x )的定义域均为R ,记g (x )=f '(x ).若f (32-2x ),g (2+x )均为偶函数,则(BC )A.f (0)=0B.g (-12)=0C.f (-1)=f (4)D.g (-1)=g (2)解析解法一(转化法)因为f (32-2x )为偶函数,所以f (32-2x )=f (32+2x ),函数f (x )的图象关于直线x =32对称,则f (-1)=f (4),所以C 正确;因为g (2+x )为偶函数,所以g (2+x )=g (2-x ),函数g (x )的图象关于直线x =2对称,因为g (x )=f'(x ),所以函数g (x )的图象关于点(32,0)对称,(二级结论:若函数h (x )为偶函数,则其图象上在关于y 轴对称的点处的切线的斜率互为相反数,即其导函数的图象关于原点对称.本题函数f (x )的图象关于直线x =32对称,则其导函数g (x )的图象关于点(32,0)对称)因为g (x )的定义域为R ,所以g (32)=0.由g (x )的图象既关于直线x =2对称,又关于点(32,0)对称,知g (x )的周期T =4×(2-32)=2,所以g (-12)=g (32)=0,g (-1)=g (1)=-g (2),所以B 正确,D 错误;不妨取f (x )=1(x ∈R ),经验证满足题意,则f (0)=1,所以选项A 不正确.综上,选BC.解法二(特例法)因为f (32-2x ),g (2+x )均为偶函数,所以函数f (x )的图象关于直线x =32对称,函数g (x )的图象关于直线x =2对称.取符合题意的一个函数f (x )=1(x ∈R ),则f (0)=1,排除A ;取符合题意的一个函数f (x )=sin πx ,则f'(x )=πcos πx ,即g (x )=πcos πx ,所以g (-1)=πcos (-π)=-π,g (2)=πcos 2π=π,所以g (-1)≠g (2),排除D.又该题为多选题,选BC.方法技巧1.思路:利用题设中的条件等式,将其变形为满足函数某些性质的定义表达式,从而利用这些性质转化求解.2.设函数f(x)及其导函数f'(x)的定义域均为R.(1)若f(x)的图象关于x=a对称,则f'(x)的图象关于(a,0)对称;(2)若f(x)的图象关于(a,b)对称,则f'(x)的图象关于x=a对称;(3)若f(x)是以T为周期的函数,则f'(x)也是以T为周期的函数.注意利用函数图象的平移变换解决抽象函数性质问题时,注意在进行图象变换的同时,函数图象的对称轴或者对称中心也进行了相应的变换.策略3特殊函数模型法例8定义在R上的函数f(x)满足f(x+y)=f(x)+f(y)+2xy(x,y∈R),f(1)=2,则f(-3)=(C)A.2B.3C.6D.9解析解法一由函数f(x)满足f(x+y)=f(x)+f(y)+2xy(x,y∈R),联想到函数模型f(x)=x2+bx,由f(1)=2,可得b=1,则f(x)=x2+x,所以f(-3)=(-3)2+(-3)=6.解法二f(1)=f(1+0)=f(1)+f(0)+2×1×0=f(1)+f(0),得f(0)=0;f(0)=f(-1+1)=f(-1)+f(1)+2×(-1)×1=f(-1)+2-2=f(-1),得f(-1)=0;f(-2)=f(-1-1)=f(-1)+f(-1)+2×(-1)×(-1)=2f(-1)+2=2;f(-3)=f(-2-1)=f(-2)+f(-1)+2×(-2)×(-1)=2+0+4=6.故选C.方法技巧常用函数模型抽象函数性质基本函数模型f(x±y)=f(x)±f(y)∓b一次函数f(x)=kx+b(k≠0)f(x+y)=f(x)+f(y)+2xy二次函数f(x)=x2+bxf(xy)=f(x)f(y)或f()=()()幂函数f(x)=xαf(x+y)=f(x)f(y)或f(x-y)=()()指数函数f(x)=a x(a>0,且a≠1)f(xy)=f(x)+f(y)或f()=f(x)-对数函数f(x)=log a x(a>0,且a≠1)f(y)f(x+y)+f(x-y)=2f(x)f(y)余弦函数f(x)=cosωx(ω一般取满足要求的最小正数)注意应用特殊函数模型法解题时,要注意检验所选模型是否满足已知条件.训练5(1)[新高考卷Ⅰ]若定义在R上的奇函数f(x)在(-∞,0)上单调递减,且f(2)=0,则满足xf(x-1)≥0的x的取值范围是(D)A.[-1,1]∪[3,+∞)B.[-3,-1]∪[0,1]C.[-1,0]∪[1,+∞)D.[-1,0]∪[1,3]解析由题意知f(x)在(-∞,0),(0,+∞)上单调递减,且f(-2)=f(2)=f(0)=0.当x>0时,令f(x-1)≥0,得0≤x-1≤2,∴1≤x≤3;当x<0时,令f(x-1)≤0,得-2≤x-1≤0,∴-1≤x≤1,又x<0,∴-1≤x<0;当x=0时,显然符合题意.综上,原不等式的解集为[-1,0]∪[1,3],故选D.(2)[多选/2024安徽省阜阳市模拟]已知函数f(x)的定义域为R,对任意实数x,y满足f(x-y)=f(x)-f(y)+1,且f(1)=0,当x>0时,f(x)<1.则下列选项正确的是(ACD)A.f(0)=1B.f(2)=-2C.f(x)-1为奇函数D.f(x)为R上的减函数解析解法一设f(x)=kx+1,因为f(1)=0,所以k=-1,所以f(x)=-x+1,满足x>0时,f(x)<1,则易得A,C,D均正确,故选ACD.解法二对于A,取x=y=0,则f(0)=f(0)-f(0)+1,故f(0)=1,A正确;对于B,取x=0,y=1,则f(-1)=f(0)-f(1)+1=2,取x=1,y=-1,则f(2)=f(1)-f(-1)+1=-1,B错误﹔对于C,取x=0,则f(-y)=f(0)-f(y)+1=2-f(y),f(-y)-1=-[f(y)-1],则f(y)-1为奇函数,所以f(x)-1为奇函数,C正确;对于D,当x1>x2时,x1-x2>0,f(x1-x2)<1,则f(x1)-f(x2)=f(x1-x2)-1<0,故f(x)是R上的减函数,D正确,故选ACD.(3)已知函数f(x)满足f(1)=14,且4f(x)f(y)=f(x+y)+f(x-y)(x,y∈R),则f(2024)=-14.解析解法一令y=1,得4f(x)f(1)=f(x+1)+f(x-1),即f(x+1)=f(x)-f(x-1),f(x+2)=f(x+1)-f(x)=-f(x-1),即f(x+3)=-f(x),所以函数f(x)的周期为6,则f(2024)=f(2).令x=1,y=0,得f(0)=12,由f(x+1)=f(x)-f(x-1),可得f(2)=f(1)-f(0)=-14,所以f(2024)=-14.解法二因为f(x+y)+f(x-y)=4f(x)f(y),x,y∈R,联想到余弦函数模型cos(x+y)+cos(x-y)=2cos x cos y,两边同除以2,得12cos(x+y)+12cos(x-y)=cos x cos y=4·12cos x12cos y,故猜想f(x)=12cos(ωx),又f(1)=14,则f(1)=12cosω=14,当ω∈(0,π)时,可得ω=π3,即f(x)=12cos(π3x),故f(x)的周期为T=6,所以f(2024)=f(2)=12cos2π3=-14.1.[命题点1角度2/全国卷Ⅱ]设f(x)为奇函数,且当x≥0时,f(x)=e x-1,则当x<0时,f(x)=(D)A.e-x-1B.e-x+1C.-e-x-1D.-e-x+1解析依题意得,当x<0时,f(x)=-f(-x)=-(e-x-1)=-e-x+1,故选D.2.[命题点1角度2/2023全国卷乙]已知f(x)=x e B-1是偶函数,则a=(D)A.-2B.-1C.1D.2解析解法一f(x)的定义域为{x|x≠0},因为f(x)是偶函数,所以f(x)=f(-x),即x e B-1=-x-e-B-1,即e(1-a)x-e x=-e(a-1)x+e-x,即e(1-a)x+e(a-1)x=e x+e-x,所以a-1=±1,解得a=0(舍去)或a=2,故选D.解法二f(x)=x e B-1=e(-1)-e-,f(x)是偶函数,又y=x是奇函数,所以y=e(a-1)x-e-x是奇函数,故a-1=1,即a=2,故选D.3.[命题点2,3/多选/2024江苏省兴化市名校联考]已知函数f(x)为R上的奇函数,g(x)=f(x+1)为偶函数,下列说法正确的有(ABD)A.f(x)图象关于直线x=-1对称B.g(2023)=0C.g(x)的周期为2D.对任意x∈R都有f(2-x)=f(x)解析因为函数f (x )为R 上的奇函数,所以函数f (x )的图象关于点(0,0)中心对称,因为g (x )=f (x +1)为偶函数,所以f (-x +1)=f (x +1),即函数f (x )的图象关于x =1对称,所以f (-x +1)=-f (-x -1),所以f (x -1)=f (-x -1),所以函数f (x )的图象关于x =-1对称,故A 正确;由f (-x +1)=f (x +1)可得f (2-x )=f (x ),故D 正确;由f (2-x )=f (x )可得f (2+x )=f (-x )=-f (x ),所以f (4+x )=f (x ),即函数f (x )的周期为4,故C 错误;因为f (x )的周期为4,所以g (2023)=f (2024)=f (0)=0,故B 正确.故选ABD.4.[命题点3/2023大同学情调研]函数f (x )=6e +1+B ||+1在[-5,5]上的最大值为M ,最小值为N ,则M +N =(C )A.3B.4C.6D.与m 的值有关解析由题意可知,f (x )=6e +1+B ||+1=3-3(e -1)e +1+B ||+1,设g (x )=-3(e -1)e +1+B ||+1,则g (x )的定义域为(-∞,+∞),g (-x )=-3(e --1)e -+1+(-)|-|+1=-[-3(e -1)e +1+B ||+1]=-g (x ),所以g (x )为奇函数,所以当x ∈[-5,5]时,g (x )max +g (x )min =0,所以当x ∈[-5,5]时,f (x )max +f (x )min =M +N =g (x )max +3+g (x )min +3=6,故选C.5.[思维帮角度1,2/2021新高考卷Ⅱ]设函数f (x )的定义域为R ,且f (x +2)为偶函数,f (2x +1)为奇函数,则(B )A.f (-12)=0B.f (-1)=0C.f (2)=0D.f (4)=0解析因为函数f (2x +1)是奇函数,所以f (-2x +1)=-f (2x +1),所以f (1)=0,f (-1)=-f (3).因为函数f (x +2)是偶函数,所以f (x +2)=f (-x +2),所以f (3)=f (1),所以f (-1)=-f (1)=0.故选B.6.[思维帮角度2/多选/2023四省联考]已知f (x )是定义在R 上的偶函数,g (x )是定义在R 上的奇函数,且f (x ),g (x )在(-∞,0]上均单调递减,则(BD )A.f (f (1))<f (f (2))B.f (g (1))<f (g (2))C.g(f(1))<g(f(2))D.g(g(1))<g(g(2))解析因为f(x)与g(x)分别是定义在R上的偶函数与奇函数,且两函数在(-∞,0]上均单调递减,所以f(x)在[0,+∞)上单调递增,g(x)在[0,+∞)上单调递减,即g(x)在R上单调递减,所以f(1)<f(2),g(2)<g(1)<g(0)=0,(提示:定义在R上的奇函数的图象必过原点)所以f(g(1))<f(g(2)),g(f(1))>g(f(2)),g(g(1))<g(g(2)),故B,D正确,C不正确.若f(1)<f(2)<0,则f(f(1))>f(f(2)),故A不正确.综上所述,选BD.学生用书·练习帮P2661.[2024黑龙江省鸡西市第一中学模拟]下列函数中,是奇函数且在定义域内单调递减的是(C)A.f(x)=tan(-x)B.f(x)=2-xC.f(x)=e-x-e xD.f(x)=2解析f(x)=tan(-x)=-tan x的定义域是{x|x≠kπ+π2,k∈Z},f(x)是奇函数,在定义域上不具有单调性,故A错误;f(x)=2-x=(12)x既不是奇函数也不是偶函数,在R上单调递减,故B错误;f(x)=e-x-e x的定义域为R,∵f(-x)=e x-e-x=-f(x),∴f(x)是奇函数,∵y=e-x,y=-e x均为R上的减函数,∴f(x)在R上单调递减,故C正确;f(x)=2的定义域为{x|x≠0},f(x)是奇函数,在定义域上不具有单调性,故D错误.故选C.2.若定义在R上的偶函数f(x)和奇函数g(x)满足f(x)+g(x)=e x,则g(x)=(D)A.e x-e-xB.12(e x+e-x)C.12(e-x-e x)D.12(e x-e-x)解析因为f(x)+g(x)=e x,f(x)为偶函数,g(x)为奇函数,所以f(-x)+g(-x)=f(x)-g(x)=e-x,所以g(x)=12(e x-e-x).故选D.3.已知函数f(x)=2+2,≥0,2-2,<0,若f(-a)+f(a)≤2f(1),则实数a的取值范围是(C)A.[-1,0)B.[0,1]C.[-1,1]D.[-2,2]解析若x<0,则-x>0,f(-x)=x2-2x=f(x),若x>0,则-x<0,f(-x)=x2+2x=f(x),故函数f(x)为偶函数,且当x≥0时,函数f(x)单调递增,由f(-a)+f(a)≤2f(1),得2f(a)≤2f(1),即f(a)≤f(1),所以|a|≤1,所以-1≤a≤1.故选C.4.[2024青岛市检测]若函数f(x)=cos x·lg(2+-x)为奇函数,则m=(C)A.-1B.0C.1D.±1解析解法一因为函数f(x)=cos x·lg(2+-x)为奇函数,又y=cos x为偶函数,所以g(x)=lg(2+-x)为奇函数,则g(x)+g(-x)=0,即lg(2+-x)+lg(2++x)=0,即lg[(2+-x)(2++x)]=lg(x2+m-x2)=lg m=0,解得m=1,故选C.解法二因为函数f(x)=cos x·lg(2+-x)为奇函数,又y=cos x为偶函数,所以g(x)=lg(2+-x)为奇函数,所以g(0)=0,即lg=0,解得m=1.经检验,符合题意.故选C.5.[2024安徽月考]已知函数f(x)=2sin x+x+2,x∈[-2π,2π],f(x)的最大值为M,最小值为m,则M+m=(A)A.4 D.2π+3-1解析因为y=2sin x+x的图象关于原点对称,所以f(x)=2sin x+x+2的图象关于点(0,2)对称,所以f(x)在[-2π,2π]上的最大值与最小值的和M+m=4.故选A.6.[2023南京市、盐城市一模]若函数f(x)=x3+bx2+cx+d满足f(1-x)+f(1+x)=0对一切实数x恒成立,则不等式f'(2x+3)<f'(x-1)的解集为(C)A.(0,+∞)B.(-∞,-4)C.(-4,0)D.(-∞,-4)∪(0,+∞)解析由f(1-x)+f(1+x)=0可知,函数f(x)的图象关于点(1,0)中心对称.解法一易得f'(x)=3x2+2bx+c的图象的对称轴为直线x=1,所以函数f'(x)在(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,则由f'(2x+3)<f'(x-1),得|2x+3-1|<|x-1-1|,解得-4<x<0,故选C.解法二函数f(x)=ax3+bx2+cx+d的图象的对称中心为点(-3,f(-3)),由-3=1,a=1,得b=-3,所以f'(x)=3x2-6x+c,由f'(2x+3)<f'(x-1),得3(2x+3)2-6(2x+3)+c﹤3(x-1)2-6(x-1)+c,解得-4<x<0,故选C. 7.[2024福州市一检]已知定义域为R的函数f(x)同时具有下列三个性质,则f(x)=-x(答案不唯一).(写出一个满足条件的函数即可)①f(x+y)=f(x)+f(y);②f(x)是奇函数;③当x+y>0时,f(x)+f(y)<0.解析因为f(x)是奇函数,且当x+y>0时,f(x)+f(y)<0,即x>-y时,f(x)<-f(y)=f(-y),所以f(x)是单调递减函数,再考虑到f(x+y)=f(x)+f(y),所以f(x)=kx(k<0)都符合题意.8.已知f(x)为R上的奇函数,当x>0时,f(x)=-2x2+3x+1,则f(x)的解析式为f(x解析当x<0时,-x>0,则f(-x)=-2(-x)2+3(-x)+1=-2x2-3x+1.由于f(x)是R上的奇函数,故f(x)=-f(-x),所以当x<0时,f(x)=2x2+3x-1.因为f(x)为R上的奇函数,所以f(0)=0.综上,f(x)的解析式为f(x)=-22+3+1,>0,0,=0,22+3-1,<0.9.[2024安徽六校联考]已知函数f(x)=ln(2+1+x)-2+1,则不等式f(x)+f(2x-1)>-2的解集是(A)A.(13,+∞)B.(1,+∞)C.(-∞,13)D.(-∞,1)解析因为2+1>|x|≥-x,所以2+1+x>0在R上恒成立,所以函数f(x)的定义域为R,f(x)=ln(2+1+x)+(e-1)-(e+1)e+1=ln(2+1+x)+e-1e+1-1,令h(x)=f(x)+1=ln(2+1+x)+e-1e+1,则h(x)+h(-x)=[ln(2+1+x)+e-1e+1]+[ln(2+1-x)+e--1e-+1]=ln(2+1+x)+ln(2+1-x)+e-1e+1+1-e1+e=ln1+0=0,所以h(x)是奇函数.设g(x)=ln(2+1+x),则g(x)为奇函数.当x≥0时,y=2+1,y=x均单调递增,则y=2+1+x在[0,+∞)上单调递增.所以g(x)=ln(2+1+x)在[0,+∞)上单调递增.又g(x)为奇函数且g(0)=0,所以g(x)在R上单调递增.又y=e x+1在R上单调递增,所以y=2e+1在R上单调递减,所以y=-2e+1在R上单调递增,所以h(x)=g(x)-2e+1+1在R上单调递增.不等式f(x)+f(2x-1)>-2,即f(x)+1>-[f(2x-1)+1],也即h(x)>-h(2x-1)=h(1-2x),所以x>1-2x,解得x>13.故选A.10.[2024黄冈模拟]已知函数f(x)及其导函数f'(x)的定义域均为R,记g(x)=f'(x+1),且f(2+x)-f(2-x)=4x,g(3+x)为偶函数,则g'(7)+g(17)=(C)A.0B.1C.2D.3解析因为g(3+x)为偶函数,g(x)=f'(x+1),所以f'(x+4)=f'(-x+4),对f(2+x)-f(2-x)=4x两边同时求导,得f'(2+x)+f'(2-x)=4,所以有f'(4+x)+f'(-x)=4⇒f'(4-x)+f'(-x)=4⇒f'(4+x)+f'(x)=4⇒f'(8+x)=f'(x),所以函数f'(x)的周期为8,在f'(2+x)+f'(2-x)=4中,令x=0,得f'(2)=2,因此g(17)=f'(18)=f'(2)=2.因为g(3+x)为偶函数,所以有g(3+x)=g(3-x)⇒g'(3+x)=-g'(3-x)⇒g'(7)=-g'(-1)①,f'(8+x)=f'(x)⇒g(7+x)=g(x-1)⇒g'(7+x)=g'(x-1)⇒g'(7)=g'(-1)②,由①②可得:g'(7)=0,所以g'(7)+g(17)=2,故选C.11.[多选/2024辽宁开学考试]已知函数y =xf (x )是R 上的偶函数,f (x -1)+f (x +3)=0,当x ∈[-2,0]时,f (x )=2x -2-x +x ,则(ACD )A.f (x )的图象关于直线x =2对称B.4是f (x )的一个周期C.f (x )在(0,2]上单调递增D.f (2024)<f (12)<f (0.50.2)解析由函数y =xf (x )是R 上的偶函数可知,f (x )为奇函数,则f (-x )=-f (x ).又f (x -1)+f (x +3)=0,得f (x )+f (x +4)=0,则f (x +4)=-f (x )=f (-x ),所以f (x +2)=f (2-x ),则f (x )的图象关于直线x =2对称,A 项正确.由f (8+x )=-f (4+x )=f (x )可知,8是f (x )的一个周期,由f (x )=-f (x +4)可知,4不是f (x )的一个周期,B 项错误.当x ∈[-2,0]时,易知f (x )=2x -2-x +x 为增函数,又f (x )为奇函数,所以f (x )在(0,2]上单调递增,C 项正确;又f (2024)=f (8×253)=f (0),0<0.5<0.50.2,且f (x )在[-2,2]上单调递增,所以f (0)<f (12)<f (0.50.2),即f (2024)<f (12)<f (0.50.2),D 项正确.故选ACD.12.[多选/2024江西分宜中学、临川一中等校联考]已知函数y =f (x )对任意实数x ,y 都满足2f (x )f (y )=f (x +y )+f (x -y ),且f (1)=-1,则(AC )A.f (x )是偶函数B.f (x )是奇函数C.f (x )+f (1-x )=0D.∑J12025f (k )=1解析在2f (x )f (y )=f (x +y )+f (x -y )中,令x =1,y =0,可得2f (1)f (0)=2f (1),即-2f (0)=-2,解得f (0)=1≠0,故f (x )不是奇函数,B 错误;令x =0可得2f (0)f (y )=f (y )+f (-y ),即f (y )=f (-y ),故函数f (y )是偶函数,即f (x )是偶函数,故A 正确;令x =y =12,则2f 2(12)=f (1)+f (0)=0,故f (12)=0,令x =12,可得2f (12)f (y )=f (12+y )+f (12-y )=0,故f (x )+f (1-x )=0,故C 正确;因为f (x )是偶函数,所以f (x )=f (-x ),故f (-x )+f (1-x )=0,即f (x )+f (1+x )=0,所以f (x +1)+f (2+x )=0,所以f (x +2)=f (x ),故函数f (x )的周期为2,因为f (1)+f (0)=0,f (1)=-1,所以f (1)+f (2)=f (1)+f (0)=0,f (2025)=f (1)=-1,所以∑J12025f (k )=f (1)+f (2)+…+f (2025)=f (2025)=f (1)=-1,故D 错误.故选AC.13.[多选/2024南昌市模拟]f (x )是定义在R 上的连续可导函数,其导函数为f'(x ),下列说法中正确的是(ACD )A.若f (x )=f (-x ),则f'(x )=-f'(-x )B.若f'(x )=f'(x +T )(T ≠0),则f (x )=f (x +T )C.若f (x )的图象关于点(a ,b )中心对称,则f'(x )的图象关于直线x =a 轴对称D.若f (-1+x )+f (-1-x )=2,f'(x +2)的图象关于原点对称,则f (-1)+f'(2)=1解析对于A :f (x )=f (-x )两边对x 求导,得f'(x )=-f'(-x ),故A 正确.对于B :f (x )=f (x +T )+C (C 为常数)⇔f'(x )=f'(x +T ),则C ≠0时,B 错误.对于C :f (x )的图象有对称中心(a ,b )⇒f (a -x )+f (a +x )=2b ,两边对x 求导,得-f'(a -x )+f'(a +x )=0,即f'(a -x )=f'(a +x )⇒f'(x )的图象关于直线x =a 对称,C 正确.对于D :f (-1+x )+f (-1-x )=2⇒f (x )的图象有对称中心(-1,1),则f (-1)=1.f'(x +2)的图象向右平移2个单位长度 f'(x )的图象⇒f'(x )的图象有对称中心(2,0),则f'(2)=0.所以f (-1)+f'(2)=1+0=1,故D 正确.故选ACD.14.[2022全国卷乙]若f (x )=ln |a +11-|+b 是奇函数,则a =-12,b =ln2.解析解法一f (x )=ln |a +11-|+b =ln |a +11-|+ln e b =ln |(r1)e -x 1-|.∵f (x )为奇函数,∴f (-x )+f (x )=ln |(r1)2e 2-2e 221-2|=0,∴|(a +1)2e 2b -a 2e 2b x 2|=|1-x 2|.当(a +1)2e 2b -a 2e 2b x 2=1-x 2时,(+1)2e 2=1,2e 2=1,解得=-12,=ln2.当(a +1)2e 2b -a 2e 2b x 2=-1+x 2时,(+1)2e 2=-1,2e 2=-1,无解.综上,a =-12,b =ln 2.解法二易知x≠1.∵函数f(x)为奇函数,∴由奇函数定义域关于原点对称可得x≠-1,∴当x=-1时,|a+11-|≤0.又∵|a+11-|≥0恒成立,∴当x=-1时,|a+11-|=0,∴a=-12.又由f(0)=0可得b=ln2.经检验符合题意,∴a=-12,b=ln2.15.[探索创新/2023广西联考]若定义在D上的函数f(x)满足下列条件:①∀x∈D,f(x-2)+f(2-x)=0恒成立;②∀x1,x2∈D,当x1≠x2时,x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1)恒成立;③∀x1∈R,∃x2∈D,使得f(x2)·21=1成立.则称该函数为“χ函数”,下列函数可以称为“χ函数”的是(D)A.f(x)=1-33r1+3B.f(x)=2+sin xC.f(x)=x4-x2+1D.f(x)=ln(2+1+x)解析由①∀x∈D,f(x-2)+f(2-x)=0恒成立可知,y=f(x)的图象关于原点对称,“χ函数”为奇函数.②∀x1,x2∈D,当x1≠x2时,x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1)恒成立,整理可得(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0,所以函数y=f(x)在D上单调递增.③∀x1∈R,∃x2∈D,使得f(x2)·21=1成立,整理可得f(x2)=(12)1,因为∀x1∈R,y=(12)1>0,所以(0,+∞)是f(x)的值域的子集.对于选项B,C,均不满足①,对于选项A,f(x)=1-33r1+3=2-(3+1)3(3+1)=23(3+1)-13,在定义域内单调递减,不满足②,f(x)=ln(2+1+x)满足①②③,故选D.。
函数的单调性和奇偶性
一. 教学内容
函数的单调性和奇偶性
二. 重、难点
重点:函数单调增、减区间的意义,应用定义判断函数的单调性,奇偶性。
难点:证明函数的单调性
【典型例题】
[例1] 如果函数解:对称轴
[例2] 判断函数
解:设1x 、22121
)2())(()()()()(22212121313212x x x x x x a x a x x f x f ++-=+--+-=-
当021>x x 时,0222121>++x x x x 当021=x x 时,1x 和2x 中必有之一不为0(∵ 21x x <)
∴ 02
22121>++x x x x
当021<x x 时,0)(21221222121>-+=++x x x x x x x x 在上面讨论结合(1)和(2)有0)()(12<-x f x f
∴ 函数在R 上是减函数
[例3 ] 已知函数)(x f ,)(x g 在R 上是增函数,求证:)]([x g f 在R 上也是增函数。
证:任取1x ,R x ∈2且21x x <则因为)(x g 在R 上是增函数
所以)()(21x g x g < 又 ∵ )(x f 在R 上是增函数
∴ )]([)]([21x g f x g f < ∴ )]([x g f 在R 上是增函数
结论:同增异减:)(u f y =与)(x g u =增减性相同(反),函数)]([x g f y =是增(减)函数。
[例4] 求函数x x y 1+=的单调区间
解:首先确定义域:{}0≠x x ∴ 在)0,(-∞和),0(∞+两个区间上分别讨论
任取1x 、2x ),0(∞+∈且21x x < 则2121
12112212)(11)()(x x x x x x x x x x x f x f -+-=--+=-
)11)((2112x x x x -
-= 要确定此式的正负只要确定2111x x -
的正负即可 这样,又需判断211
x x 大于1还是小于1,由于21x x 的任意性。
考虑到要将),0(∞+分为)1,0(与),1(∞+
(1)当)1,0(,21∈x x 时,01121<-x x ∴ 0)()(12<-x f x f 为减函数
(2)当1x , ),1(2∞+∈x 时,
01121>-x x ∴ 0)()(2>-x f x f 为增函数 同理(3)当)0,1(,21-∈x x 时,为减函数
(4)当)1,(,21--∞∈x x 时,为增函数
[例5] 判断下列函数是否具有奇偶性
(1)
2)1(3)1()(23++-+=x x x f (2)32)(x x f =
(3)11)(-+-=x x x f
(4)2211)(x x x f -⋅-=
(5)x x x x f -+-=11)
1()(
注:对于定义域内的任意一个x ,都有)()(x f x f =-成立,则称)(x f y =为偶函数。
对于定义域内的任意一个x ,都有)()(x f x f -=-成立,则称)(x f y =为奇函数。
解:(1)函数与定义域为R
x x x x x f 32)1(3)1()(323+=++-+=
)(3)(3x f x x x f -=--=- ∴ )(x f 为奇函数
(2)函数的定义域为R
又 ∵ )()()(3232
x f x x x f ==-=- ∴ )(x f 为偶函数
(3)函数的定义域为{
}1 ∴ )(x f 为非奇非偶函数 (4)函数的定义域为{}1,1-,此时0)(=x f ∴ )(x f 既是奇函数又是偶函数
(5)由011≥-+x x 得11<≤-x ,知定义域关于原点不对称
∴ )(x f 既不是奇函数也不是偶函数
[例6] 函数)(x f 在),(∞+-∞上为奇函数,且当]0,(-∞∈x 时,)1()(-=x x x f ,则当),0(∞+∈x 时,求)(x f 的解析式。
解:设),0(∞+∈x 则)0,(-∞∈-x ∴ )1()1)(()(+=---=-x x x x x f
又 ∵ )(x f 在R 上为奇函数 ∴ )1()()(+=-=-x x x f x f
∴ 当),0(∞+∈x 时,)1()(+-=x x x f ∴ )1()(+-=x x x f
[例7] 设)(x f 为奇函数,且在定义域)1,1(-上为减函数,求满足
0)1()1(2<-+-a f a f 的实数a 的取值范围。
解:由)(x f 为奇函数知:)1()]1([)1()1(2
22-=--=--<-a f a f a f a f
由)(x f 是减函数知:112->-a a ∴ ⎪⎩⎪⎨⎧->-<-<-<-<-111
1111122a a a a 解得10<<a
[例8] 设)(x f 是定义在),0(∞+上的增函数,1)2(=f 且)()()(y f x f xy f +=,求满足不等式2)3()(≤-+x f x f 的x 的取值范围。
解:
)3()3()(2x x f x f x f -=-+ 又)4()2()2()2(22f f f f =+==
∴ 2)3()(≤-+x f x f 化为
)4()3(2f x x f ≤- ∴ ⎪⎩⎪⎨⎧>->≤-030
432x x x x 解得43≤<x
【模拟试题】
一. 选择题
1.
14)(2+-=mx x x f ,当2-≥x 时递增 ,当2-≤x 时递减,则)1(f 的值等于( ) A. 13 B. 1 C. 21 D. 3-
2. 若奇函数)(x f y =)(R x ∈的图象过点))(,(a f a ,则必过点( )
A. ))(,(a f a -
B. ))(,(a f a -
C. ))(,(a f a ---
D. ))(,(a f a --
3. 函数)1(1≠-=k x k y 在)0,(-∞,),0(∞+上都是增函数,则k 的取值范围( )
A. ),1()1,(∞+-∞Y
B. )0,(-∞
C. )1,(-∞
D. ),1(∞+
4. )(x f 在)7,4(-上是增函数,则)3(-=x f y 的增区间是( )
A. )3,2(-
B. )10.1(-
C. )7,1(-
D. )10,4(-
二. 填空题
1. 函数
12-=x y 的递增区间是 。
2. 若函数)(x f 是R 上的增函数,且
)()(2a x f x x f ->+对一切R x ∈都成立,则实数a 的取值范围是 。
3. 已知8)(5
67++++=dx cx bx ax x f ,15)5(-=-f ,则=)5(f 。
4. 若)(x F 是奇函数,则函数)()(x F x G =,)2111(
--x e 的图象关于 对称。
三. 解答题
1. 已知)(x f 是偶函数,在),0(∞+上是增函数,那么)(x f 在)0,(-∞上是增函数,还是减函数?并加以证明。
2. 函数22++=x ax y 在),2(∞+-上单调递增,求实数a 的取值范围。
3. 定义在]2,2[-上的偶函数)(x g ,当0≥x 时,)(x g 单调递减,若)()1(m g m g <-,求m 的取值范围。
【试题答案】
一.
1. C
2. D
3. D
4. B
二.
1. ),1[∞+
2. ),0(∞+
3. 31
4. y 轴
三.
1. 设021<<x x 由于)(x f y =是偶函数,则)()(11x f x f =-,)()(22x f x f =- ① 由假设可知01>-x ,02>-x 且21x x ->-
又已知)(x f 在),0(∞+上是增函数,则)()(21x f x f ->- ② 将①代入② 得)()(21x f x f >即)()(12x f x f <
故)(x f 在)0,(-∞上是减函数
2. 解:22++=x ax y 2)
1(22)1(2)2(+--=+--+=x a a x a x a
在),2(∞+-上单调递增
∴ 设212x x <<- 则2)
1(22)1(
221+-
-<+--x a a x a a
∴ 212121+->+-x a x a ∵ 02212>+>+x x ∴ 212121+>+x x ∴ 01>-a 即1>a
3. 解:∵ )(x g 为定义在]2,2[-上的偶函数,且当0≥x 时递减 ∴ )(x g 在0<x 时递增
∴ ⎪⎩⎪⎨⎧>-≤≤-m m m m 1221 ∴ ⎪
⎩⎪⎨⎧
>-≤≤-≤≤-22)1(2
21
1m m m m ∴ 21
1<≤-m。