内容正文:
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.
一、函数奇偶性与周期性的应用
(1)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
[解析] 由题意可得f(x+5)=f(x),f(x)=-f(-x),
所以f(x+5)=-f(-x),
即f(x+5)+f(-x)=0,
所以f(x)的图象关于点(,0)对称,
所以f(3)+f(2)=f(4)+f(1)=0,
所以f(3)-f(4)=f(1)-f(2)=1-2=-1.
[答案] A
(2)(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
[解析] ∵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.
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.
[答案] ABD
第(1)题求解的关键在于综合考虑函数f(x)既是周期函数又是奇函数,得出函数图象关于点(,0)中心对称.
1.已知函数f(x)为定义在R上的奇函数,当x≥0时,有f(x+3)=-f(x),且当x∈(0,3)时,f(x)=x+1,则f(-2023)+f(2024)=( )
A.3 B.2
C.1 D.0
解析:C 因为函数f(x)为定义在R上的奇函数,
所以f(-2023)=-f(2023).
因为当x≥0时,有f(x+3)=-f(x),
所以f(x+6)=-f(x+3)=f(x),即当x≥0时,自变量的值每增加6,对应函数值重复出现一次.
又当x∈(0,3)时,f(x)=x+1,
所以f(2023)=f(337×6+1)=f(1)=2,
f(2024)=f(337×6+2)=f(2)=3.
故f(-2023)+f(2024)=-f(2023)+3=1.
二、函数周期性与图象对称性的应用
(2023·广东广州八校联考)定义在R上的函数f(x)满足y=f(x+1)的图象关于点(-1,0)对称,当x≥0时,f(x)=f(x+2),且当x∈(0,1)时,f(x)=4x+1,则f(2024)+f(log4)=( )
A.-1 B.-3
C.1 D.3
[解析] 因为将函数y=f(x+1)的图象向右平移一个单位长度可得到函数f(x)的图象,且y=f(x+1)的图象关于点(-1,0)对称,所以函数f(x)的图象关于点(0,0)对称,即函数f(x)是R上的奇函数.当x≥0时,f(x)=f(x+2),所以f(2024)=f(0)=0.
当x∈(0,1)时,f(x)=4x+1,
所以f(log4)=f(log222-5)=f(-)
=-f()=-f()=-3.
所以f(2024)+f(log4)=-3.
[答案] B
1.y=f(x+1)的图象关于点(-1,0)对称,等价于y=f(x)是奇函数.
2.函数f(x)满足的关系f(a+x)=f(b-x)表明的是函数图象的对称性,函数f(x)满足的关系f(a+x)=f(b+x)(a≠b)表明的是函数的周期性,在使用这两个关系时不要混淆.
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
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