内容正文:
课时跟踪检测(9) 函数奇偶性与周期性
基础强化练
1.(多选)下列函数中,既是偶函数又在(0,+∞)上单调递增的函数是( )
A.y=x2 B.y=|x-1|
C.y=|x|-1 D.y=2x
AC 解析:选项A,C中的函数为偶函数且在(0,+∞)上单调递增;选项B,D中的函数均为非奇非偶函数.
2.已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=log3x,则f(-3)=( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
A 解析:因为f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=log3x.所以f(-3)=-f(3)=-log33=-1.
3.已知函数f(x)=ax5+b sin x+c,若f(-1)+f(1)=2,则c=( )
A.-1 B.0
C.1 D.
C 解析:因为f(-1)+f(1)=2,所以-a-b sin 1+c+a+b sin 1+c=2,所以c=1.故选C.
4.设f(x)是周期为3的奇函数,当-1≤x<0时,f(x)=2x2-1,则f()等于( )
A.- B.-
C. D.
D 解析:f(x)是周期为3的奇函数,则f()=f(-3)=f()=-f(-)=-(-1)=.
5.设f(x)是定义域为R的奇函数,且f(1+x)=f(-x).若f(-)=,则f()=( )
A.- B.-
C. D.
C 解析:因为f(x)是定义域为R的奇函数,所以f(-x)=-f(x).又f(1+x)=f(-x),所以f(2+x)=f(1+(1+x))=f(-(1+x))=-f(1+x)=-f(-x)=f(x),则f(x)是以2为周期的周期函数.所以f()=f(-2)=f(-)=.
6.已知函数f(x)=x3(a·2x-2-x)是偶函数,则a=________.
答案:1 解析:设g(x)=a·2x-2-x.因为f(x)为偶函数,y=x3为奇函数,所以g(x)是奇函数,所以g(0)=0,解得a=1.
7.(2024·湖北荆州中学高三开学考试)设函数f(x)=,若函数f(x)在R上的最大值为M,最小值为m,则M+m=________.
答案:0 解析:因为f(x)=,其定义域为R,f(-x)=-=-f(x),所以f(x)为奇函数,故M+m=0.
8.(2023·江苏苏州三模)写出一个同时具有下列性质①②③的函数f(x)=____________.
①f(x)是定义域为R的奇函数;②f(1+x)=f(1-x);③f(1)=2.
答案:2sin x(答案不唯一) 解析:由条件①②③可知函数对称轴为x=1,定义域为R的奇函数,可写出满足条件的函数f(x)=2sin x.
9.已知函数f(x)=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,
f(-x)=-(-x)2+2(-x)=-x2-2x.
因为f(x)为奇函数,所以f(-x)=-f(x).
于是当x<0时,f(x)=x2+2x=x2+mx,所以m=2.
(2)要使f(x)在[-1,a-2]上单调递增,结合f(x)的图象知解得1<a≤3,
故实数a的取值范围是(1,3].
10.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-x2.
(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=-x2+6x-8.
∵f(4-x)=f(-x)=-f(x),∴-f(x)=-x2+6x-8,
即当x∈[2,4]时,f(x)=x2-6x+8.
能力提升练
11.定义函数D(x)=则下列命题中正确的是( )
A.D(x)不是周期函数
B.D(x)是奇函数
C.D(x)的图象存在对称轴
D.D(x)是周期函数,且有最小正周期
C 解析:∵当m为有理数时,D(x+m)=∴D(x+m)=D(x),∴任何一个有理数m都是D(x)的周期,∴D(x)是周期函数,但无最小正周期,∴选项A,D错误.∵当x为有理数,则-x也为有理数,∴D(x)=D(-x),若x为无理数,则-x也为无理数,∴D(x)=D(-x).综上,总有D(-x)=D(x),∴函数D(x)为偶函数,图象关于y轴对称,选项B错误,选项C正确.
12.若两函数具有相同的定义域、单调区间、奇偶性、值域,则称这两函数为“亲密函数”.下列三个函数y=2|x|-1,y=,y=中,与函数f(x)=x4不是亲密函数的个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.3
B 解析:易知幂函数f(x)=x4的定义域为R,是偶函数,在(-∞,0)上f(x)单调递减,在(0,+∞)上f(x)单调递增,y≥0.三个函数的定义域都为R且都为偶函数,单调性也与y=x4保持一致,但是y==1-的最大值接近1,y=2|x|-1≥0,y=≥0.
13.(多选)已知定义域为R的函数f(x)满足:∀x,y∈R,f(x+y)+f(x-y)=f(x)f(y),且f(1)=1,则下列结论成立的是( )
A.f(0)=2 B.f(x)为偶函数
C.f(x)为奇函数 D.f(2)=-1
ABD 解析:因为∀x,y∈R,f(x+y)+f(x-y)=f(x)f(y),取x=1,y=0可得f(1)+f(1)=f(1)·f(0),又f(1)=1,所以f(0)=2,A正确;取x=0,y=x可得f(x)+f(-x)=f(0)f(x),因为f(0)=2,所以f(-x)=f(x),所以f(x)为偶函数,C错误,B正确;取x=1,y=1可得f(2)+f(0)=f(1)f(1),又f(1)=1,f(0)=2,所以f(2)=-1,D正确.故选ABD.
14.设函数f(x)=x|x|+b,给出四个命题:
①y=f(x)是偶函数;②f(x)是实数集R上的增函数;③若b=0,函数f(x)的图象关于原点对称;④方程f(x)=0有两个解.
其中正确命题的序号是________.
答案:②③ 解析:∵f(x)=x|x|+b,
f(-x)=-x|x|+b≠f(x),
∴y=f(x)不是偶函数,故①错误;
∵f(x)=当x>0时,y=x2+b单调递增,当x≤0时,y=-x2+b单调递增,则f(x)在R上单调递增,故②正确;当b=0时,f(x)=
f(x)的图象关于原点对称,故③正确;由②得,f(x)在R上单调递增,且图象与x轴只有一个交点,故f(x)=0有一个解,故④错误.综上,正确命题的序号为②③.
15.函数f(x)的定义域为D={x|x≠0},且满足对于任意x1,x2∈D,有f(x1·x2)=f(x1)+f(x2).
(1)求f(1)的值;
(2)判断f(x)的奇偶性并证明你的结论;
(3)如果f(4)=1,f(x-1)<2,且f(x)在(0,+∞)上单调递增,求x的取值范围.
解:(1)因为对于任意x1,x2∈D,有f(x1·x2)=f(x1)+f(x2),所以令x1=x2=1,得f(1)=2f(1),所以f(1)=0.
(2)f(x)为偶函数.证明如下:
f(x)的定义域关于原点对称,令x1=x2=-1,有f(1)=f(-1)+f(-1),所以f(-1)=f(1)=0.令x1=-1,x2=x,得f(-x)=f(-1)+f(x),所以f(-x)=f(x),所以f(x)为偶函数.
(3)依题有f(4×4)=f(4)+f(4)=2,由(2)知f(x)是偶函数,所以f(x-1)<2等价于f(|x-1|)<f(16).又f(x)在(0,+∞)上单调递增,所以0<|x-1|<16,解得-15<x<17且x≠1,所以x的取值范围是(-15,1)∪(1,17).
素养养成练
16.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,满足f(x+2)=f(x),当x∈[0,1]时,f(x)=cos x,则函数y=f(x)-|x|的零点个数是( )
A.2 B.3
C.4 D.5
A 解析:∵f(x+2)=f(x),∴函数f(x)是周期T=2的周期函数.∵函数f(x)是定义在R上的偶函数,且x∈[0,1]时,f(x)=cos x,∴当x∈[-1,0)时,f(x)=f(-x)=cos (-x)=cos x,令f(x)-|x|=0,则函数y=f(x)-|x|的零点个数即为函数y=f(x)和g(x)=|x|的图象交点个数,分别作出函数y=f(x)和g(x)=|x|的图象,如下图,
显然f(x)与g(x)在[-1,0)上有1个交点,在[0,1]上有一个交点,当|x|>1时,g(x)>1,而f(x)≤1,所以x>1或x<-1时,f(x)与g(x)无交点.综上,函数y=f(x)和g(x)=|x|的图象交点个数为2,即函数y=f(x)-|x|的零点个数是2.故选A.
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