高中数学,函数性质综合应用
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第四节 函数性质的综合问题
考点一 函数的单调性与奇偶性
[典例]
(1)(2017·全国卷Ⅰ)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]
(2)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) 72 B .f ⎝⎛⎭⎫72 ⎫72 [解析] (1)∵f (x )为奇函数, ∴f (-x )=-f (x ). ∵f (1)=-1,∴f (-1)=-f (1)=1. 故由-1≤f (x -2)≤1,得f (1)≤f (x -2)≤f (-1). 又f (x )在(-∞,+∞)上单调递减, ∴-1≤x -2≤1,∴1≤x ≤3. (2)∵函数y =f (x )在[0,2]上单调递增,且函数f (x +2)是偶函数, ∴函数y =f (x )在[2,4]上单调递减,且在[0,4]上函数y =f (x )满足f (2-x )=f (2+x ), ∴f (1)=f (3),f ⎝⎛⎭⎫72 函数的单调性与奇偶性的综合问题解题思路 (1)解决比较大小、最值问题应充分利用奇函数在关于原点对称的两个区间上具有相同的单调性,偶函数在关于原点对称的两个区间上具有相反的单调性. (2)解决不等式问题时一定要充分利用已知的条件,把已知不等式转化成f (x 1)>f (x 2)或f (x 1) [题组训练] 1.已知函数f (x )满足以下两个条件:①任意x 1,x 2∈(0,+∞)且x 1≠x 2,(x 1-x 2)·[f (x 1)-f (x 2)]<0;②对定义域内任意x 有f (x )+f (-x )=0,则符合条件的函数是( ) A .f (x )=2x B .f (x )=1-|x | C .f (x )=-x 3 D .f (x )=ln(x 2+3) 解析:选C 由条件①可知,f (x )在(0,+∞)上单调递减,则可排除A 、D 选项,由条件②可知,f (x )为奇函数,则可排除B 选项,故选C. 2.(2018·石家庄一模)设f (x )是定义在[-2b,3+b ]上的偶函数,且在[-2b,0]上为增函数,则f (x -1)≥f (3)的解集为( ) A .[-3,3] B .[-2,4] C .[-1,5] D .[0,6] 解析:选B 因为f (x )是定义在[-2b,3+b ]上的偶函数,所以有-2b +3+b =0,解得b =3, 由函数f (x )在[-6,0]上为增函数,得f (x )在(0,6]上为减函数,故f (x -1)≥f (3)⇒f (|x -1|)≥f (3)⇒|x -1|≤3,故-2≤x ≤4. 考点二 函数的周期性与奇偶性 [典例] (2017·山东高考)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)=________. [解析] ∵f (x +4)=f (x -2), ∴f (x +6)=f (x ),∴f (x )的周期为6, ∵919=153×6+1,∴f (919)=f (1). 又f (x )为偶函数,∴f (919)=f (1)=f (-1)=6. [答案] 6 [解题技法] 已知f (x )是周期函数且为偶函数,求函数值,常利用奇偶性及周期性进行交换,将所求函数值的自变量转化到已知解析式的函数定义域内,把未知区间上的函数性质转化为已知区间上的函数性质求解. [题组训练] 1.已知定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x )=-f ⎝⎛⎭⎫x +3 2,且f (1)=2,则f (2 018)=________. 解析:因为f (x )=-f ⎝⎛⎭⎫x +32,所以f (x +3)=f ⎣⎡⎦ ⎤⎝⎛⎭⎫x +32+32=-f ⎝⎛⎭ ⎫x +3 2=f (x ). 所以f (x )是以3为周期的周期函数. 则f (2 018)=f (672×3+2)=f (2)=f (-1)=-f (1)=-2. 答案:-2 2.已知f (x )是定义在R 上以3为周期的偶函数,若f (1)<1,f (5)=2a -3,则实数a 的取值范围为________. 解析:∵f (x )是定义在R 上的周期为3的偶函数,∴f (5)=f (5-6)=f (-1)=f (1),∵f (1)<1,f (5)=2a -3<1,即a <2. 答案:(-∞,2) 考点三 函数性质的综合应用 [典例] (1)(2018·全国卷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)=( ) A .-50 B .0 C .2 D .50 (2)定义在R 上的奇函数f (x )满足f ⎝⎛⎭⎫x +32=f (x ),当x ∈⎝⎛⎦⎤0,12时,f (x )=log 1 2 (1-x ),则f (x )在区间⎝⎛⎭ ⎫1,32内是( ) A .减函数且f (x )>0 B .减函数且f (x )<0 C .增函数且f (x )>0 D .增函数且f (x )<0 [解析] (1)法一:∵f (x )是奇函数, ∴f (-x )=-f (x ), ∴f (1-x )=-f (x -1). 由f (1-x )=f (1+x ),得-f (x -1)=f (x +1), ∴f (x +2)=-f (x ), ∴f (x +4)=-f (x +2)=f (x ), ∴函数f (x )是周期为4的周期函数. 由f (x )为奇函数得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.