内容正文:
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函数的周期性、对称性及奇偶性是函数的重要性质,同时它们之间互相作用,密不可分.综合研究它们的相互关系,并由此而得出的性质和结论,对于解决函数中的问题大有益处.
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一、函数奇偶性与对称性的应用
若f(x)是定义在R上的周期为5的奇函数,且满足f(1)=1,f(2)=2,则f(3)-f(4)=( )
A.-1 B.1
C.-2 D.2
例 1
A
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方法技巧
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1.(多选题)定义在R上的偶函数f(x)满足f(x+2)=-f(x),且在[-2,0]上单调递减,下面关于f(x)的判断正确的是( )
A.f(0)是函数的最小值
B.f(x)的图象关于点(1,0)对称
C.f(x)在[2,4]上单调递增
D.f(x)的图象关于直线x=2对称
√
突破训练
ABD
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解析:ABD ∵f(x+2)=-f(x),
∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x)=f(-x).
∴f(x)是周期为4的周期函数,
又f(x)在[-2,0]上单调递减,在R上是偶函数,
∴在[0,2]上单调递增,
∴f(0)是函数的最小值,则A项正确.
B项,由f(x+2)+f(-x)=0,
∴f(x)的图象关于点(1,0)中心对称,B正确.
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又在[0 ,2]上单调递增,f(x)是周期为4的周期函数,
∴f(x)在[2,4]上单调递减,C项错误.
D项,∵f(x+2)=-f(x),
∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x)=f(-x),
故函数f(x)的图象关于直线x=2对称,D正确.
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例 2
B
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方法技巧
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2.(多选题)(2023·武汉重点中学质检)若函数f(2x+1)(x∈R)是周期为2的奇函数,则下列选项一定正确的是( )
A.函数f(x)的图象关于点(1,0)对称
B.2是函数f(x)的一个周期
C.f(2025)=0
D.f(2022)=0
√
突破训练
AC
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解析:AC 因为函数f(2x+1)(x∈R)是奇函数.
所以f(2x+1)=-f(-2x+1),则f(2x+1)+f(-2x+1)=0,
因此函数f(x)的图象关于点(1,0)对称,且f(1)=0,A正确.
因为函数f(2x+1)(x∈R)的周期为2,所以f(x)的周期为4,故B不正确.
因为函数f(x)的周期为4,所以f(2025)=f(4×506+1)=f(1)=0,故C正确.
f(2022)=f(4×505+2)=f(2),无法判断f(2)的值,故D不一定正确.
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例 3
C
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所以f(x)在[0,2]上单调递增,作出f(x)的草图如图所示.
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1.函数的奇偶性、对称性、周期性和单调性是函数的四大性质,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、对称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.
2.本题作出函数图象的草图,借助几何直观性降低思维难度,有利于问题的解决.
方法技巧
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解析:C 依题意,定义在R上的奇函数f(x)满足f(x+2)=-f(x),则f(x+2)=f(-x),即函数f(x)的图象关于直线x=1对称,且f(0)=0.
又f(x)在区间[1,2]上单调递减,则f(x)在区间[0,1]上单调递增,则f(1)>0.
√
突破训练
C
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本部分内容讲解结束
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$$
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函数的零点是命题的热点,常与函数的性质和相关问题交汇.对于嵌套函数的零点,通常先“换元解套”,设中间函数为t,通过换元将复合函数拆解为两个相对简单的函数,借助函数的图象、性质求解.
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例 1
B
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[解析] 画出函数f(x)的图象,如图所示.
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[答案] 2
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1.换元解套:将嵌套函数的零点问题通过换元转化为函数t=g(x)与y=f(t)的零点问题.
2.依次求解:令f(t)=0求t,代入t=g(x)求出x的值或判断图象交点个数.
方法技巧
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√
突破训练
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答案:5
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例 2
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[答案] (0,2]∪[3,4]
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[解析] 设t=f(x),令f(f(x))-a=0,则a=f(t).在同一坐标系内作y=a,y=f(t)的图象(如图).
当a≥-1时,y=a与y=f(t)的图象有两个交点.
设交点的横坐标为t1,t2(不妨设t2>t1),则t1<-1,t2≥-1.
当t1<-1时,t1=f(x)有一解;当t2≥-1时,t2=f(x)有两解.
综上可知,当a≥-1时,函数g(x)=f(f(x))-a有三个不同的零点.
[答案] [-1,+∞)
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1.求解此类问题要抓住函数的图象性质,通过两层函数的零点个数及取值范围确定嵌套函数的零点.
2.含参数的嵌套函数方程还应注意让参数的取值“动起来