内容正文:
专题04 函数奇偶性、单调性、周期性、对称性归类
目录
题型一:奇偶性基础 1
题型二:单调性基础 3
题型三:周期性基础 4
题型四:中心与轴对称应用:左右平移 5
题型五:中心与轴对称应用:伸缩变换型 6
题型六:中心与轴对称应用:轴对称型 7
题型七:中心与轴对称应用:斜直线对称 7
题型八:中心与轴对称应用:中心对称 8
题型九:中心与轴应用:类比“正余弦”求和 9
题型十:中心与轴应用:“隐对称点” 10
题型十一:双函数型中心、轴互相“传递” 10
题型十二:函数型不等式:“优函数”型 11
题型十三:类周期型函数 12
题型十四:“放大镜”函数类周期性质 13
题型一:奇偶性基础
判定函数的奇偶性的常见方法:
(1)定义法:确定函数的奇偶性时,必须先判定函数定义域是否关于原点对称,再化简解析式验证货等价形式是否成立;
(2)图象法:若函数的图象关于原点对称,可得函数为奇函数;若函数的图象关于轴对称,可得函数为偶函数;
(3)性质法:设的定义域分别为,那么它们的公共定义域上.常见的函数奇偶性经验结论(在定义域内):
1.加减型:
奇+奇→ 奇
偶+偶→ 偶
奇-奇→ 奇
偶-偶→ 偶
奇+偶→ 非
奇-偶→ 非
2.乘除型(乘除经验结论一致)
奇X奇→ 偶
偶X偶→ 偶
奇X偶→ 奇
奇X偶X奇→ =偶
简单记为:乘除偶函数不改变奇偶性,奇函数改变
3.上下平移型:
奇+c→ 非
偶+c→ 偶
4.复合函数:
若 f (x) 为奇函数, g(x) 为奇函数,则 f [g(x)]为 奇 函数
若 f (x) 为奇函数, g(x) 为偶函数,则 f [g(x)]为 偶 函数
1.(2023·全国·高三专题练习)若,,分别是定义在R上的偶函数、奇函数、偶函数,则下列函数不是偶函数的是( )
A. B.
C. D.
2.(2023·全国·高三专题练习)函数的定义域为,是偶函数,是奇函数,则的最小值为( )
A. B. C. D.
3.(2023春·湖北武汉·高三武汉市开发区一中校考阶段练习)已知是定义域为的函数,且是奇函数,是偶函数,满足,若对任意的,都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
4.(2023·吉林延边·高三延边二中校考开学考试)函数是的奇函数, 是常数.不等式对任意恒成立,求实数的取值范围为
A. B.
C. D.
5.(2023秋·山西·高三校联考期中)已知函数为奇函数,则的值是( )
A.0 B. C.12 D.10
6.(2024年高考天津卷)下列函数是偶函数的是( )
A. B. C. D.
题型二:单调性基础
单调性的运算关系:
①一般认为,-f(x)和均与函数f(x)的单调性 相反 ;
②同区间,↑+↑= ↑ ,↓+↓= ↓ ,↑-↓= ↑ ,↓-↑= ↓ ;
单调性的定义的等价形式:设x1,x2∈[a,b],那么有:
①>0⇔f(x)是[a,b]上的 增函数 ;
②<0⇔f(x)是[a,b]上的__减函数__;
(3)复合函数单调性结论: 同增异减 .
1.(21-22高三·全国·课后作业)如果函数f(x)在[a,b]上是增函数,那么对于任意的x1,x2∈[a,b](x1≠x2),下列结论中不正确的是( )
A.>0
B.(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0
C.若x1<x2,则f(a)<f(x1)<f(x2)<f(b)
D.>0
2.(23-24高三·福建厦门·模拟)已知定义在上的奇函数满足①;②,,且,,则的解集为( )
A. B.
C. D.
3.(22-23高一上·重庆沙坪坝·期末)已知为偶函数,若对任意,,总有成立,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
4.(22-23高三·浙江·模拟)设,都是上的单调函数,有如下四个命题,正确的是( )
①若单调递增,单调递增,则单调递增;
②若单调递增,单调递减,则单调递增;
③若单调递减,单调递增,则单调递减;
④若单调递减,单调递减,则单调递减.
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
5.(23-24高三·河北邢台·阶段练习)已知定义在上的函数满足,对任意的,且,恒成立,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
题型三:周期性基础
周期性
①若f(x+a)=f(x-b) ⇔f(x)周期为T=a+b.
②常见的周期函数有:
f(x+a)=-f(x)或f(x+a)=或f(x+a)=-,那么函数f(x)是周期函数,其中一个周期均为T=2a.
1.(22-23高三·重庆沙坪坝·模拟)函数的定义域为,且,.若对任意实数,都有,则( )
A. B.-1
C.0 D.1
2.(2023高三·全国·专题练习)定义在R上的非常数函数满足:为偶函数,且,则一定是( )
A.是偶函数,也是周期函数
B.是偶函数,但不是周期函数
C.是奇函数,也是周期函数
D.是奇函数,但不是周期函数
3.(23-24高三 ·湖南衡阳·阶段练习)已知函数满足,对任意实数x,y都有成立,则( )
A. B. C.2 D.1
4.(22-23高三 安徽·阶段练习)已知是定义在上的函数,,且,则( )
A. B. C. D.
5.(21-22高三·贵州六盘水·)函数的定义域为,若且,则( )
A. B. C. D.
题型四:中心与轴对称应用:左右平移
图形变换时,对称轴和堆成中心也跟着平移
(1)平移变换:上加下减,左加右减
(2)对称变换
①y=f(x) y=-f(x);
②y=f(x) y=f(-x);
③y=f(x) y=-f(-x);
④y=ax (a>0且a≠1) y=logax(a>0且a≠1).
⑤y=f(x) y=|f(x)|.
⑥y=f(x) y=f(|x|).
1.(2023·四川南充·阆中中学校考模拟预测)设函数的定义域为R,为奇函数,为偶函数,当时,.若,则( )
A. B. C. D.
2..(2023·全国·高三专题练习)已知为R上的奇函数,为R上的偶函数,且当时,,若,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
3.(2023·贵州毕节·统考模拟预测)已知函数的定义域为,为偶函数,为奇函数,则( )
A. B. C. D.
4.(2023·陕西·统考二模)已知是定义在上的奇函数,若为偶函数且,则( )
A.3 B. C. D.6
5.(2022秋·河南·高三校联考阶段练习)已知函数的定义域为,若为奇函数,为偶函数.设,则( )
A. B. C. D.
题型五:中心与轴对称应用:伸缩变换型
带系数:系数不为1,类比正弦余弦的带系数形式,提系数平移
平移变换:左右或者上下
左加右减
1.(2023·宁夏吴忠·统考模拟预测)已知是定义域为的函数,为奇函数,为偶函数,则有①为奇函数,②关于对称,③关于点对称,④,则上述推断正确的是( )
A.②③ B.①④ C.②③④ D.①②④
2.(2022秋·河北·高三校联考阶段练习)设函数的定义域为,且是奇函数,是偶函数,则一定有( )
A. B.
C. D.
3.(2023春·四川泸州·高三四川省泸县第一中学校考阶段练习)已知定义域为R的函数满足是奇函数,是偶函数,则下列结论错误的是( )
A.的图象关于直线对称 B.的图象关于点对称
C. D.的一个周期为8
4.(2023秋·湖北恩施·高三校联考模拟)已知函数及其导函数的定义域都为,且为偶函数,为奇函数,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(2022秋·湖北襄阳·高三襄阳五中校考阶段练习)已知及其导函数的定义域均为,若为奇函数,为偶函数.设,则( )
A. B. C. D.
题型六:中心与轴对称应用:轴对称型
1.(2023上·山东济宁·高三统考期中)已知函数关于直线对称,则 .
2.(2023上·福建龙岩·高三上杭一中校考阶段练习)已知定义在上的函数满足,若方程有且仅有三个根,且为其一个根,则其它两根为 .
3.(2023下·黑龙江七台河·高二勃利县高级中学校考期中)已知函数满足,且当时,,设,则的大小关系是 .
4.(广东省七校联合体2020-2021学年高二下学期2月联考数学试题)若函数有且只有一个零点,又点在动直线上的投影为点若点,那么的最小值为__________.
5(四川省成都外国语学校、成都实验外国语学校联合考试2021届高三第一学期11月月考).已知,,,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型七:中心与轴对称应用:斜直线对称
轴变换,又叫直线镜面变换:
1、
1.(2023上·辽宁大连·高三大连八中校考阶段练习)已知函数的图像与函数的图像关于直线对称,则函数的单调递增区间是 .
2.(2023·高三单元测试)函数与的图象关于直线对称,,则 .
3.(2022下·辽宁·高二瓦房店市高级中学校联考模拟)已知函数是定义在上的奇函数,函数的图象与函数的图象关于直线对称,则 .
4.(2023上·上海闵行·高三校联考期中)设曲线与函数的图像关于直线对称,设曲线仍然是某函数的图像,则实数的取值范围是 .
5.(2022·湖南永州·统考三模)已知直线:,函数,若存在切线与关于直线对称,则 .
题型八:中心与轴对称应用:中心对称
中心对称:
(1)若函数满足,则的一个对称中心为
(2)若函数满足,则的一个对称中心为
(3)若函数满足,则的一个对称中心为.
函数变换,又叫原点变换:
1.(湖北省武汉二中2022-2023学年高三下学期4月第三次测试数学试题)已知函数,不等式对恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(四川省达州市大竹县大竹中学2020-2021学年高一下学期5月月考数学试题)已知函数,,若使关于的不等式成立,则实数的范围为___________.
3.函数,若最大值为,最小值为,,则的取值范围是______.
4.(广东省深圳市人大附中学深圳学校2022-2023学年高三数学试题)已知函数满足,若函数与图像的交点为,则____________.
5.(江苏省南京师范大学附属中学2022-2023学年高三模拟检测2数学试题)已知函数.若存在使得不等式成立,则实数的取值范围是________.
题型九:中心与轴应用:类比“正余弦”求和
类比正弦:
①两中心
②两垂直轴
③一个中心 ,一条轴
1.(2022·广东惠州·模拟)已知是定义在上的奇函数, 且, 若,则 ( )
A.3 B.0 C.3 D.2018
2.(2022·广西南宁·一模)定义在上的偶函数满足:对任意的实数都有,且,.则的值为( )
A.2017 B.1010 C.1008 D.2
3.(2023·山东·一模)已知是定义在上的奇函数,且为偶函数,若,则 ( )
A.4 B.2 C.0 D.-2
4.(22-23高三上·湖南永州·阶段练习)已知定义在上的奇函数满足,若,则( )
A. B.0 C.2 D.2020
5.(2023·广东梅州·三模)已知函数是定义在上的奇函数,为偶函数,且,则( )
A.10 B.20 C.15 D.5
题型十:中心与轴应用:“隐对称点”
两图象上有对称点转化为方程有根的问题求解,然后再根据两函数的特征选择用导数的几何意义求解,具有综合性,难度较大.
1.(21-22高三·云南红河·模拟)对于函数,若存在,使得,则称点与点是函数的一对“隐对称点”,若函数,存在“隐对称点”,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(2022广西柳州·一模)已知函数与的图像上存在关于轴对称的对称点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(2022辽宁沈阳·模拟预测)函数与的图象上存在关于轴的对称点,则实数的取值范围为( )(为自然对数的底)
A. B. C. D.
4.(2023·河北衡水·一模)若函数图象上存在两个点,关于原点对称,则对称点为函数的“孪生点对”,且点对与可看作同一个“孪生点对”.若函数恰好有两个“孪生点对”,则实数的值为
A.0 B.2 C.4 D.6
5.(22-23高三下·上海宝山·期中)若存在与正数,使成立,则称“函数在处存在距离为的对称点”.设(),若对于任意,总存在正数,使得“函数在处存在距离为的对称点”,则实数的取值范围是…
A. B. C. D.
题型十一:双函数型中心、轴互相“传递”
双函数性质:
1.双函数各自对应的对称中心和对称轴等性质
2.双函数之间存在着互相转化或者互相表示的函数等量关系
传递中心,对称轴,与周期
若函数关于轴对称,关于中心对称,则函数的周期为,
若函数关于轴对称,关于轴对称,则函数的周期为,
若函数关于中心对称,关于中心对称,则函数的周期为.
1.(22-23高三上·江西·阶段练习)已知函数的定义域均为R,且满足则( )
A.3180 B.795 C.1590 D.1590
2.(23-24高三上·辽宁·阶段练习)已知函数,的定义域均为R,且,,若的图像关于对称,,则( )
A.14 B.16 C.18 D.20
3.(2023·辽宁·模拟预测)已知函数,的定义域均为R,是奇函数,且,,则下列结论正确的是 .(只填序号)
①为偶函数;②为奇函数;③;④.
4.(2023·河南·模拟预测)已知为定义在上的奇函数,是的导函数,,,则以下命题:①是偶函数;②;③的图象的一条对称轴是;④,其中正确的序号是 .
5.(2023·四川南充·二模)设定义在上的函数和.若,,且为奇函数,则 .
题型十二:函数型不等式:“优函数”型
有,则称为优函数。
类似这类函数不等式,可以借助“类周期”思维进行放缩。
1.(2024年高考1卷)已知函数为的定义域为R,,且当时,则下列结论中一定正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2021·四川德阳·一模)已知函数,若,,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(2020高三·全国·专题练习)已知是定义在R上的函数,,且对任意都有:与成立,若,则 .
4.(22-23高二上·上海浦东新·开学考试)设是定义在上的函数,且对于任意的整数,满足,,则的值为. .
5.(22-23高三·北京顺义·模拟)如果函数满足对任意s,,有,则称为优函数.给出下列四个结论:
①为优函数;
②若为优函数,则;
③若为优函数,则在上单调递增;
④若在上单调递减,则为优函数.
其中,所有正确结论的序号是 .
题型十三:类周期型函数
1.(2023·上海·统考模拟预测)在上非严格递增,满足,若存在符合上述要求的函数及实数,满足,则的取值范围是 .
2.(2021下·天津武清·高二天津市武清区杨村第一中学校考期末)已知函数,若对于正数,直线与函数的图像恰好有个不同的交点,则 .
3.已知且方程恰有两解.则实数的取值范围是______.
4.(2023上·四川资阳·高三统考模拟)已知函数,函数在处的切线为,若,则与的图象的公共点个数为 .
5.(福建省长汀县第一中学2022届高三上学期第二次月考数学试题)定义在上的函数满足.
(i)___________.
(ii)若方程有且只有两个解,则实数k的取值范围是___________.
题型十四:“放大镜”函数类周期性质
形如f(tx)=mf(x)等“似周期函数”或者“类周期函数”,俗称放大镜函数,要注意以下几点辨析:
1.是从左往右放大,还是从右往左放大。
2.放大(缩小)时,要注意是否函数值有0。
3.放大(缩小)时,是否发生了上下平移。
4.“放大镜”函数,在寻找“切线”型临界值时,计算容易“卡壳”,授课时要着重讲清此处计算。
1.已知函数当时,,当时,,若关于的方程在区间上恰有三个不同的实数解,则实数的取值范围是___________.
2.(山西省朔州市怀仁市第一中学2022届高三下学期第二次模拟数学(理)试题)已知是定义在上的奇函数,当时,,若关于的方程恰有4个不相等的实数根,则这4个实数根之和为( )
A. B.4 C.8 D.或8
3.(上海市杨浦区统考2023届高三上学期考试数学试题)已知定义域为的函数满足:对任何,都有,且当时,,在下列结论中,正确命题的序号是________
① 对任何,都有;
② 函数的值域是;
③ 存在,使得;④ “函数在区间上单调递减”的充要条
件是“存在,使得”;
4.(湖南省衡阳市第八中学2022届高三第三次月考数学试题)定义在上的函数满足:对,都有,当时,,给出如下结论,其中所有正确结论的序号是: ____.①对,有;
②函数的值域为;
③存在,使得;
5.(上海市交大附中2021-2022学年高三上学期第一次月考数学试题对于函数,下列个结论正确的是__________(把你认为正确的答案全部写上).
(1)任取,都有;
(2)函数在上单调递增;
(3),对一切恒成立;
(4)函数有个零点;
(5)若关于的方程有且只有两个不同的实根,,则.
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专题04 函数奇偶性、单调性、周期性、对称性归类
目录
题型一:奇偶性基础 1
题型二:单调性基础 5
题型三:周期性基础 7
题型四:中心与轴对称应用:左右平移 9
题型五:中心与轴对称应用:伸缩变换型 11
题型六:中心与轴对称应用:轴对称型 14
题型七:中心与轴对称应用:斜直线对称 17
题型八:中心与轴对称应用:中心对称 19
题型九:中心与轴应用:类比“正余弦”求和 22
题型十:中心与轴应用:“隐对称点” 24
题型十一:双函数型中心、轴互相“传递” 26
题型十二:函数型不等式:“优函数”型 30
题型十三:类周期型函数 32
题型十四:“放大镜”函数类周期性质 36
题型一:奇偶性基础
判定函数的奇偶性的常见方法:
(1)定义法:确定函数的奇偶性时,必须先判定函数定义域是否关于原点对称,再化简解析式验证货等价形式是否成立;
(2)图象法:若函数的图象关于原点对称,可得函数为奇函数;若函数的图象关于轴对称,可得函数为偶函数;
(3)性质法:设的定义域分别为,那么它们的公共定义域上.常见的函数奇偶性经验结论(在定义域内):
1.加减型:
奇+奇→ 奇
偶+偶→ 偶
奇-奇→ 奇
偶-偶→ 偶
奇+偶→ 非
奇-偶→ 非
2.乘除型(乘除经验结论一致)
奇X奇→ 偶
偶X偶→ 偶
奇X偶→ 奇
奇X偶X奇→ =偶
简单记为:乘除偶函数不改变奇偶性,奇函数改变
3.上下平移型:
奇+c→ 非
偶+c→ 偶
4.复合函数:
若 f (x) 为奇函数, g(x) 为奇函数,则 f [g(x)]为 奇 函数
若 f (x) 为奇函数, g(x) 为偶函数,则 f [g(x)]为 偶 函数
1.(2023·全国·高三专题练习)若,,分别是定义在R上的偶函数、奇函数、偶函数,则下列函数不是偶函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据,,分别是定义在R上的偶函数、奇函数、偶函数,再由奇偶函数的定义逐项判断即可.
【详解】若,则,
则是偶函数,故A错误;
若,则,则是偶函数,故B错误;
若,则,则是奇函数,故C正确;
若,则,
则是偶函数,故D错误.
故选:C
2.(2023·全国·高三专题练习)函数的定义域为,是偶函数,是奇函数,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据奇偶函数的定义可得,再利用基本不等式求最小值.
【详解】由题意可得,解得,
因为,当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为.故选:B.
3.(2023春·湖北武汉·高三武汉市开发区一中校考阶段练习)已知是定义域为的函数,且是奇函数,是偶函数,满足,若对任意的,都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据奇偶函数构造方程组求出的解析式,再根据题意得到在单调递增,分类讨论即可求解.
【详解】由题可得,
因为是奇函数,是偶函数,
所以,
联立解得,
又因为对任意的,都有成立,
所以,所以成立,
构造,
所以由上述过程可得在单调递增,
(i)若,则对称轴,解得;
(ii) 若,在单调递增,满足题意;
(iii) 若,则对称轴恒成立;
综上,,故选:B.
4.(2023·吉林延边·高三延边二中校考开学考试)函数是的奇函数, 是常数.不等式对任意恒成立,求实数的取值范围为
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先根据奇偶性求出,然后判断函数的单调性,结合性质把
转化为,求解的最小值可得.
【详解】因为是的奇函数,所以,所以;
因为,所以可得,
此时,易知为增函数.
因为
所以,即,
因为,所以.故选A.
5.(2023秋·山西·高三校联考期中)已知函数为奇函数,则的值是( )
A.0 B. C.12 D.10
【答案】D
【分析】由奇函数的性质可知,由此可以求出的值,进而可以求出.
【详解】因为函数为奇函数,
所以,即,即或,
显然函数的定义域为关于原点对称,
且当时,有,从而有,
当时,有,但,
所以,即,
所以.
故选:D.
6.(2024年高考天津卷)下列函数是偶函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据偶函数的判定方法一一判断即可.
【详解】对A,设,函数定义域为,但,,则,故A错误;
对B,设,函数定义域为,
且,则为偶函数,故B正确;
对C,设,函数定义域为,不关于原点对称, 则不是偶函数,故C错误;
对D,设,函数定义域为,因为,,
则,则不是偶函数,故D错误.
故选:B.
题型二:单调性基础
单调性的运算关系:
①一般认为,-f(x)和均与函数f(x)的单调性 相反 ;
②同区间,↑+↑= ↑ ,↓+↓= ↓ ,↑-↓= ↑ ,↓-↑= ↓ ;
单调性的定义的等价形式:设x1,x2∈[a,b],那么有:
①>0⇔f(x)是[a,b]上的 增函数 ;
②<0⇔f(x)是[a,b]上的__减函数__;
(3)复合函数单调性结论: 同增异减 .
1.(21-22高三·全国·课后作业)如果函数f(x)在[a,b]上是增函数,那么对于任意的x1,x2∈[a,b](x1≠x2),下列结论中不正确的是( )
A.>0
B.(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0
C.若x1<x2,则f(a)<f(x1)<f(x2)<f(b)
D.>0
【答案】C
【解析】根据函数单调性的定义,对每个选项进行逐一分析即可.
【详解】因为f(x)在[a,b]上是增函数,
对于任意的x1,x2∈[a,b](x1≠x2),x1-x2与f(x1)-f(x2)的符号相同,故A,B,D都正确,
而C中应为若x1<x2,则f(a)≤f(x1)<f(x2)≤f(b).
故不正确的是:.
故选:.
2.(23-24高三·福建厦门·模拟)已知定义在上的奇函数满足①;②,,且,,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由题目条件得到在上单调递增,且为偶函数,,其中,根据函数单调性和奇偶性得到不等式,求出解集.
【详解】不妨设,
,
故在上单调递增,
因为为定义在上的奇函数,所以,
故定义域为,且,
故为偶函数,
因为,所以,
,
所以,解得或.
故选:A
3.(22-23高一上·重庆沙坪坝·期末)已知为偶函数,若对任意,,总有成立,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意确定函数的单调性和对称轴即可求解.
【详解】由可得,
即,也即,
当时,,当时,,
所以函数在单调递增,
又因为为偶函数,所以的图象关于对称,
所以在单调递减,且,
所以由得解得,
故选:A.
4.(22-23高三·浙江·模拟)设,都是上的单调函数,有如下四个命题,正确的是( )
①若单调递增,单调递增,则单调递增;
②若单调递增,单调递减,则单调递增;
③若单调递减,单调递增,则单调递减;
④若单调递减,单调递减,则单调递减.
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】C
【分析】利用函数单调性定义证明②③正确,举反例说明①④错误.
【详解】对于命题①,令,均为增函数,而为减函数,①错误;
对于命题②,设,则,,∴,∴,故单调递增,命题②正确;
对于命题③,设,则,,
∴,∴,故单调递减,命题③正确.
对于命题④,令,均为减函数,而为增函数,故④错误.
故选:C
5.(23-24高三·河北邢台·阶段练习)已知定义在上的函数满足,对任意的,且,恒成立,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意,得到,令,推得在上单调递减,把不等式转化为,结合,得到,即可求解.
【详解】由题意知:,
可得,
且,即,
令,不妨设,可得,则,
即,所以在上单调递减,
则不等式,且,转化为,
因为,所以,则,解得,
所以不等式的解集为.
故选:D.
题型三:周期性基础
周期性
①若f(x+a)=f(x-b) ⇔f(x)周期为T=a+b.
②常见的周期函数有:
f(x+a)=-f(x)或f(x+a)=或f(x+a)=-,那么函数f(x)是周期函数,其中一个周期均为T=2a.
1.(22-23高三·重庆沙坪坝·模拟)函数的定义域为,且,.若对任意实数,都有,则( )
A. B.-1
C.0 D.1
【答案】D
【解析】将用替换,用替换,可得,从而可得,进而可得,可求出函数的周期,再令,可求出,由即可求解.
【详解】将用替换,用替换,
由对任意实数,都有,
可得,由,
所以,即,
所以,所以函数的周期,
令,则,因为,所以,
所以,故选:D
2.(2023高三·全国·专题练习)定义在R上的非常数函数满足:为偶函数,且,则一定是( )
A.是偶函数,也是周期函数
B.是偶函数,但不是周期函数
C.是奇函数,也是周期函数
D.是奇函数,但不是周期函数
【答案】A
【分析】根据对称性可判断周期,结合周期可得奇偶性.
【详解】∵为偶函数,∴,
又故,
因此可得,所以是以10为周期的周期函数,
结合周期可得。是一个偶函数.故选:A.
3.(23-24高三 ·湖南衡阳·阶段练习)已知函数满足,对任意实数x,y都有成立,则( )
A. B. C.2 D.1
【答案】D
【分析】令,得,然后做恒等变形,得出函数的周期,然后求出一个周期内的各个值即可.
【详解】因为且,
令,得,则,
所以,即,所以,
所以,故函数是周期为6的周期函数.
令,,得,则,
令,,得,则,
由,得,,,,所以,
又,故由函数的周期性知,,
故选:D.
4.(22-23高三 安徽·阶段练习)已知是定义在上的函数,,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知关系式可推导得到,可知周期为,结合的值可求得,由可得结果.
【详解】,
,是周期为的周期函数,
,,.
故选:B.
5.(21-22高三·贵州六盘水·)函数的定义域为,若且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题首先可根据题意计算出、、、的值,然后根据计算出的值得出规律,并根据得出的规律求出的值.
【详解】因为,,所以,
则,,,由上述函数值可知:
当、、、、、时,函数的值按照、、、循环,
故,故选:D.
题型四:中心与轴对称应用:左右平移
图形变换时,对称轴和堆成中心也跟着平移
(1)平移变换:上加下减,左加右减
(2)对称变换
①y=f(x) y=-f(x);
②y=f(x) y=f(-x);
③y=f(x) y=-f(-x);
④y=ax (a>0且a≠1) y=logax(a>0且a≠1).
⑤y=f(x) y=|f(x)|.
⑥y=f(x) y=f(|x|).
1.(2023·四川南充·阆中中学校考模拟预测)设函数的定义域为R,为奇函数,为偶函数,当时,.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据为奇函数,为偶函数,可得函数的周期,且为偶函数,根据时,,求的值得此时解析式,即可求得的值.
【详解】为奇函数,,所以关于对称,所以①,且,
又为偶函数,,则关于对称,所以②,
由①②可得,即,所以,
于是可得,所以的周期,
则,所以为偶函数
则,所以,所以
所以,解得,所以当时,
所以.
故选:B.
2..(2023·全国·高三专题练习)已知为R上的奇函数,为R上的偶函数,且当时,,若,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用奇偶函数定义探求出函数的周期性,及在上的单调性即可判断作答.
【详解】由为奇函数,得,即,
又由为偶函数,得,即,
于是,即,因此的周期为8,
又当时,,则在上单调递增,
由,得的图象关于点成中心对称,则函数在上单调递增,
因此函数在上单调递增,由,得的图象关于直线对称,
,,,
,显然,即有,即,
所以a,b,c的大小关系为.故选:D
3.(2023·贵州毕节·统考模拟预测)已知函数的定义域为,为偶函数,为奇函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据给定的条件,探求函数的性质,再逐项分析判断作答.
【详解】函数的定义域为,为偶函数,则,即,
又为奇函数,则,即有,亦即,
因此,即,由,得,
则有,即函数是上的偶函数,又,从而是周期为6的周期函数,
显然,而没有条件能求出,即CD错误;
,没有条件能求出,A错误;
由,得,即,所以,B正确.
故选:B
4.(2023·陕西·统考二模)已知是定义在上的奇函数,若为偶函数且,则( )
A.3 B. C. D.6
【答案】A
【分析】利用函数的奇偶性得出函数的周期,从而求值.
【详解】因为是定义在上的奇函数,所以,,所以有,
由为偶函数可得:,
故有
即,,故,
所以周期,
故
故选:A
5.(2022秋·河南·高三校联考阶段练习)已知函数的定义域为,若为奇函数,为偶函数.设,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据奇偶性可确定图象关于直线和点对称,由此可推导得到结果.
【详解】为偶函数,,图象关于直线对称,
;
为奇函数,,图象关于点对称;
.
故选:A.
题型五:中心与轴对称应用:伸缩变换型
带系数:系数不为1,类比正弦余弦的带系数形式,提系数平移
平移变换:左右或者上下
左加右减
1.(2023·宁夏吴忠·统考模拟预测)已知是定义域为的函数,为奇函数,为偶函数,则有①为奇函数,②关于对称,③关于点对称,④,则上述推断正确的是( )
A.②③ B.①④ C.②③④ D.①②④
【答案】D
【分析】解:(法一)根据为奇函数,得到关于对称,再由是上的奇函数,得到过,然后由为偶函数,得到关于对称,再结合推出的周期为4即可.(法二)举例判断;
【详解】解:(法一)因为为奇函数,所以关于对称,
又是上的奇函数,过,点,所以过,所以有;
又为偶函数,所以,所以关于对称;所以有,
又,所以,所以周期为4,
所以由,得,所以为奇函数,所以①②④正确.
(法二)举例:符合题意,再验证得到①②④正确.
故选:D.
2.(2022秋·河北·高三校联考阶段练习)设函数的定义域为,且是奇函数,是偶函数,则一定有( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据所给条件结合函数的奇偶性赋值求解.
【详解】因为是奇函数,所以,
令可得,
又因为是偶函数,所以,
令则有,
中令可得,
所以,
故选:A.
3.(2023春·四川泸州·高三四川省泸县第一中学校考阶段练习)已知定义域为R的函数满足是奇函数,是偶函数,则下列结论错误的是( )
A.的图象关于直线对称 B.的图象关于点对称
C. D.的一个周期为8
【答案】C
【分析】根据是奇函数,可得,判断B;根据是偶函数,推出,判断A;继而可得,可判断D;利用赋值法求得,根据对称性可判断C.
【详解】由题意知是奇函数,即,
即,即,
故的图象关于点对称,B结论正确;
又是偶函数,故,
即,故的图象关于直线对称,A结论正确;
由以上可知,即,
所以,则,
故的一个周期为8,D结论正确;
由于,令,可得,
而的图象关于直线对称,故,C结论错误,
故选:C
【点睛】方法点睛:此类抽象函数的性质的判断问题,解答时一般要注意根据函数的相关性质的定义去解答,比如奇偶性,采用整体代换的方法,往往还要结合赋值法求得特殊值,进行解决.
4.(2023秋·湖北恩施·高三校联考模拟)已知函数及其导函数的定义域都为,且为偶函数,为奇函数,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据函数的奇偶性对称性可得函数的周期性以及,再利用复合函数的导数推出的周期以及,进而可求解.
【详解】因为为偶函数,所以,
即,即函数图象关于对称,则,
因为为奇函数,所以,
即函数图象关于点对称,
则,
所以,则,所以函数以4为周期,
,
因为,所以,
即,即,
也即,
令,则有,所以,
由得,所以以4为周期,
所以,
所以,C正确,
对于其余选项,根据题意可假设满足周期为4,
且关于点对称,
,故A错误;
,B错误;
,D错误,
故选:C.
5.(2022秋·湖北襄阳·高三襄阳五中校考阶段练习)已知及其导函数的定义域均为,若为奇函数,为偶函数.设,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据为奇函数,得到,两边同时求导得到的图象关于直线对称,同理由为偶函数,得到函数的图象关于点对称,两者联立得到 为周期函数,且周期为求解.
【详解】解:因为为奇函数,
所以,即,
两边同时求导,则有,
所以的图象关于直线对称.
因为为偶函数,
所以,即,
两边同时求导,则有,
所以函数的图象关于点对称.
所以,,,
所以,函数为周期函数,且周期为,
则有,,
所以.
故选:B.
题型六:中心与轴对称应用:轴对称型
1.(2023上·山东济宁·高三统考期中)已知函数关于直线对称,则 .
【答案】
【分析】先通过定义域关于直线对称求出,再通过求出,证明函数关于直线对称后,代入值求即可.
【详解】函数的定义域为,
又函数关于直线对称,即定义域也关于直线对称,
,,解得,
证明:关于直线对称,,
故关于直线对称,.故答案为:.
2.(2023上·福建龙岩·高三上杭一中校考阶段练习)已知定义在上的函数满足,若方程有且仅有三个根,且为其一个根,则其它两根为 .
【答案】、
【分析】利用函数的对称性可得出方程另外两根.
【详解】因为定义在上的函数满足,
则函数的图象关于直线对称,
因为方程有且仅有三个根,且为其一个根,则为该方程的一根,
在等式中,令,可得,
因此,方程的另外两根为、.
故答案为:、.
3.(2023下·黑龙江七台河·高二勃利县高级中学校考期中)已知函数满足,且当时,,设,则的大小关系是 .
【答案】
【分析】根据条件判断出在上是增函数,进而利用单调性即可求出结果.
【详解】因为,所以,
当时,,所以在上是增函数.
因为,所以,
即,所以.
故答案为:.
4.(广东省七校联合体2020-2021学年高二下学期2月联考数学试题)若函数有且只有一个零点,又点在动直线上的投影为点若点,那么的最小值为__________.
【答案】
【分析】
易知:为偶函数,若要若函数有且只有一个零点,则,解得:,根据题意,直线过定点:,则点在以线段为直径的圆上,再根据圆外一点到圆上最短距离即可得解.
【详解】
由可得为偶函数,
若要若函数有且只有一个零点,
根据偶函数的性质有,
解得:,故点
直线过定点,定点:,
由点在动直线上的投影为点
则点在以线段为直径的圆上,圆心为,半径,
所以.故答案为:.
5(四川省成都外国语学校、成都实验外国语学校联合考试2021届高三第一学期11月月考).已知,,,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】
利用奇偶性的定义可知在为R上的偶函数,再利用导数可知在区间单调递增,于是,,即为,由函数的性质可得,,从而等价转化为,恒成立,不等号两侧分别构造函数,求得构造的左侧函数的最大值及右侧函数的最小值,即可求得实数m的取值范围.
解:函数的定义域为,
为R上的偶函数,又,,在R上单调递增,又,
∴当时,,在区间单调递增.
不等式,由偶函数性质可得:,
即,由函数的单调性可得:,,
,恒成立,令,则,
当时,,在上单调递增,
当时,,在上单调递减,
;令,,,
,故在区间单调递减,
,,故选:B
题型七:中心与轴对称应用:斜直线对称
轴变换,又叫直线镜面变换:
1、
1.(2023上·辽宁大连·高三大连八中校考阶段练习)已知函数的图像与函数的图像关于直线对称,则函数的单调递增区间是 .
【答案】
【分析】求出的解析式,然后利用复合函数的单调性求解.
【详解】函数的图像与函数的图像关于直线对称,则,
定义域为,且在上单调递减,
令,由,得,
当时,单调递增;当时,单调递减,
则函数的单调递增区间是.
故答案为:(也正确).
2.(2023·高三单元测试)函数与的图象关于直线对称,,则 .
【答案】
【分析】根据两个图象关于直线对称,即与互为反函数,即是将解出的的值,解出即可.
【详解】解:由题意知与的图象关于直线对称,
故与互为反函数,
的值即是纵坐标为5时的的值,
令,
解得或(舍),
即.故答案为:
3.(2022下·辽宁·高二瓦房店市高级中学校联考模拟)已知函数是定义在上的奇函数,函数的图象与函数的图象关于直线对称,则 .
【答案】2
【分析】由奇函数性质可得,进而得到关于对称,结合已知与的对称关系,确定的对称中心,即可得结果.
【详解】由题设,若,则,
所以关于对称,
又与关于直线对称,则关于对称,
所以.
故答案为:2
4.(2023上·上海闵行·高三校联考期中)设曲线与函数的图像关于直线对称,设曲线仍然是某函数的图像,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】设是在点处的切线,
因为曲线与函数的图像关于直线 对称,
所以直线关于对称后的直线方程必为,曲线才能是某函数的图像,
如图所示直线与的角为,所以的倾斜角为,
所以在点处的切线的倾斜角为,则,解得,
所以的取值范围为.故答案为:
5.(2022·湖南永州·统考三模)已知直线:,函数,若存在切线与关于直线对称,则 .
【答案】
【分析】先求与关于直线对称的直线,再利用切点是切线与曲线的公共点以及导数的几何意义即可求解
【详解】在直线:上取两点,
点,关于对称的点分别为,
点关于直线对称的点为)
设直线关于直线对称的直线为,则过点,
则,直线的方程为,即
由得,
因为函数存在切线与关于直线对称,即存在切线方程为
设切点为,则解得故答案为:
题型八:中心与轴对称应用:中心对称
中心对称:
(1)若函数满足,则的一个对称中心为
(2)若函数满足,则的一个对称中心为
(3)若函数满足,则的一个对称中心为.
函数变换,又叫原点变换:
1.(湖北省武汉二中2022-2023学年高三下学期4月第三次测试数学试题)已知函数,不等式对恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】
确定函数为奇函数,且单调递减,不等式转化为,利用双勾函数单调性求最值得到答案.
【详解】是奇函数,,
易知均为减函数,故且在上单调递减,
不等式,即,
结合函数的单调性可得,即,
设,,故单调递减,故,
当,即时取最大值,所以.故选:.
2.(四川省达州市大竹县大竹中学2020-2021学年高一下学期5月月考数学试题)已知函数,,若使关于的不等式成立,则实数的范围为___________.
【答案】
【分析】
证明函数图象关于点对称,再判断函数的单调性,从而把不等式变形后应用单调性化简,然后分离参数,转化为三角函数的最值,利用换元法可得结果.
【详解】
显然函数定义域是,
,
∴的图象关于点对称,
原不等式可化为,
即,(*)
设,则,
∵,∴,∴,
∴,即,
,由得,
∴,∴是增函数,
不等式(*)化为,(**)
令,∵,∴,不等式(**)化为,,
问题转化为存在,使不等式成立,当时,的最小值为2.
∴.故答案为:.
3.函数,若最大值为,最小值为,,则的取值范围是______.
【答案】
【分析】
先化简,然后分析的奇偶性,将的最大值和小值之和转化为和有关的式子,结合对勾函数的单调性求解出的取值范围.
【详解】,令,定义域为关于原点对称,∴,
∴为奇函数,∴,∴,
,由对勾函数的单调性可知在上单调递减,在上单调递增,
∴,,,∴,
∴,故答案为:.
4.(广东省深圳市人大附中学深圳学校2022-2023学年高三数学试题)已知函数满足,若函数与图像的交点为,则____________.
【答案】10
【分析】
由已知得到函数是关于点对称,函数经过化简也关于对称,由此可知两个函数的交点就关于对称,根据点的对称性,就可以得到的值.
【详解】
因为函数满足,即满足,
所以是关于点对称,
函数关于点对称,
所以函数与图像的交点也关于点对称,
故交点成对出现,且每一对点都关于对称,
故.
故答案为:10.
5.(江苏省南京师范大学附属中学2022-2023学年高三模拟检测2数学试题)已知函数.若存在使得不等式成立,则实数的取值范围是________.
【答案】
【分析】
令,判断函数的奇偶性与单调性,从而将不等式转化为,分离参数可得,令,,利用对勾函数的单调性可得,结合题意即可求解的取值范围.
【详解】
函数,若存在使得不等式成立,
令,,
所以,为奇函数.
不等式,即,
即,
所以,
因为在上为增函数,在上为增函数,
所以在上为增函数,
由奇函数的性质可得在上为增函数,所以不等式等价于,分离参数可得,
令,,
由对勾函数的性质可知在上单调递减,在上单调递增,
(1),(4),所以,,
所以由题意可得,
即实数的取值范围是.
故答案为:.
题型九:中心与轴应用:类比“正余弦”求和
类比正弦:
①两中心
②两垂直轴
③一个中心 ,一条轴
1.(2022·广东惠州·模拟)已知是定义在上的奇函数, 且, 若,则 ( )
A.3 B.0 C.3 D.2018
【答案】C
【分析】先分析推理得到即得函数的周期为4,再求得,再求 的值.
【详解】为的奇函数,
且,又,
,
是周期为4的函数,又,
,,
,
.
故选:C
2.(2022·广西南宁·一模)定义在上的偶函数满足:对任意的实数都有,且,.则的值为( )
A.2017 B.1010 C.1008 D.2
【答案】B
【分析】由偶函数可得,结合可得函数是周期为2的周期函数,于是,由周期性可得所求的值.
【详解】因为是定义在上的偶函数,所以,
因为,所以,
∴是周期为2的周期函数,
∴,
又,
∴于是,
∴.
故选:B.
3.(2023·山东·一模)已知是定义在上的奇函数,且为偶函数,若,则 ( )
A.4 B.2 C.0 D.-2
【答案】C
【分析】,得,的周期为4,又由,,进而求解即可.
【详解】是定义在上的奇函数,①,
为偶函数,②,
在②式中,令用替代,则,③,
在①式中,令替代,则④,
,再根据②式关系,得
综上所述,得,的周期为4,
由已知得,是定义在上的奇函数,则,,
,,
,得,
=
答案选C
【点睛】本题属于函数的周期性和单调性的综合运用,难点在于从等式中得到以下关系:,有一定的运算量,属于一般题.
4.(22-23高三上·湖南永州·阶段练习)已知定义在上的奇函数满足,若,则( )
A. B.0 C.2 D.2020
【答案】B
【解析】根据奇偶性与可得函数的周期为4,再根据性质计算即可.
【详解】因为奇函数满足,即.
故周期为4.故,因为.故原式
.
令,则.
令,则.
又奇函数故.
故.
故选:B
5.(2023·广东梅州·三模)已知函数是定义在上的奇函数,为偶函数,且,则( )
A.10 B.20 C.15 D.5
【答案】A
【分析】首先由条件确定,即可判断函数的周期,再结合特殊值
,,即可求和.
【详解】因为函数为偶函数,所以,所以函数的图象关于
对称,又因为是定义在上的奇函数,所以,
即,即,则,
那么,所以2是函数的一个周期,
因为是定义在上的奇函数,所以,且,
所以,,
所以.
故选:A
题型十:中心与轴应用:“隐对称点”
两图象上有对称点转化为方程有根的问题求解,然后再根据两函数的特征选择用导数的几何意义求解,具有综合性,难度较大.
1.(21-22高三·云南红河·模拟)对于函数,若存在,使得,则称点与点是函数的一对“隐对称点”,若函数,存在“隐对称点”,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出,关于原点对称的函数解析式,,根据题意只需,与,有交点,参变分离后,结合基本不等式求出,从而求出实数m的取值范围.
【详解】当时,,设,关于原点对称的函数解析式为,
当时,,,故,
故,,
要想存在“隐对称点”,则,与,有交点,
联立得,,即,
而,当且仅当时取等号,
故实数m的取值范围是.
故选:B
2.(2022广西柳州·一模)已知函数与的图像上存在关于轴对称的对称点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将题中的问题转化为方程在上有解,即方程在有解的问题处理,然后再转化为两函数的图象有公共点求解,借助导数的几何意义和图象可得所求范围.
【详解】函数与的图像上存在关于轴对称的对称点,
∴方程在上有解,即方程在上有解,∴方程在有解.
设,,则两函数的图象有公共点.由得.若为的切线,且切点为,
则有,解得,结合函数图象可得若两函数的图象有公共点,则需满足.
所以实数的取值范围是.故选A.
3.(2022辽宁沈阳·模拟预测)函数与的图象上存在关于轴的对称点,则实数的取值范围为( )(为自然对数的底)
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】因为关于轴对称的函数为转化为与的图象有交点,即方程有解,对、、进行讨论可得答案.
【详解】因为关于轴对称的函数为,又函数与的图象上存在关于轴的对称点,所以与的图象有交点,即方程有解,时符合题意;
时转化为有解,即与的图象有交点,是过定点的直线,其斜率为,若,则函数与的图象必有交点,满足题意;若,设,相切时,切点的坐标为,则,解得,切线斜率为,由图可知,当,即时,与的图象有交点,此时,与的图象有交点,函数与的图象上存在关于轴的对称点,
综上可得,实数的取值范围为.
故选:C.
4.(2023·河北衡水·一模)若函数图象上存在两个点,关于原点对称,则对称点为函数的“孪生点对”,且点对与可看作同一个“孪生点对”.若函数恰好有两个“孪生点对”,则实数的值为
A.0 B.2 C.4 D.6
【答案】A
【详解】分析:由题可知当时,与恰有两个交点.根据函数的导数确定的图象,即可求得实数的值.
详解:由题可知,当时,与恰有两个交点. 函数求导()
易得时取得极小值;时取得极大值
另可知,所得函数图象如图所示.
当,即时与恰有两个交点.
当时,恰好有两个“孪生点对”, 故选A.
5.(22-23高三下·上海宝山·期中)若存在与正数,使成立,则称“函数在处存在距离为的对称点”.设(),若对于任意,总存在正数,使得“函数在处存在距离为的对称点”,则实数的取值范围是…
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】若对于任意,总存在正数,使得“函数在处存在距离为的对称点”,则对于任意,有解,即有解.即有解,因为()具有对称性,故有,即有m<t,即有,由于,故,选A.
题型十一:双函数型中心、轴互相“传递”
双函数性质:
1.双函数各自对应的对称中心和对称轴等性质
2.双函数之间存在着互相转化或者互相表示的函数等量关系
传递中心,对称轴,与周期
若函数关于轴对称,关于中心对称,则函数的周期为,
若函数关于轴对称,关于轴对称,则函数的周期为,
若函数关于中心对称,关于中心对称,则函数的周期为.
1.(22-23高三上·江西·阶段练习)已知函数的定义域均为R,且满足则( )
A.3180 B.795 C.1590 D.1590
【答案】D
【分析】根据递推关系可得且,进而有,构造易知是周期为2,分别求得、,再求、,根据周期性求,最后求和.
【详解】由,则,即,
由,则,即,
又,
即,
所以,故,
综上,,则,故关于对称,
且有,
令,则,即的周期为2,
由知:关于对称且,
所以,即,则,
由,可得,则,
所以则;则,
依次类推:,,……,,
所以.
故选:D
2.(23-24高三上·辽宁·阶段练习)已知函数,的定义域均为R,且,,若的图像关于对称,,则( )
A.14 B.16 C.18 D.20
【答案】B
【分析】根据的图象关于对称得到,,然后结合,得到的周期为4,再通过赋值得到,,,,最后根据周期求值即可.
【详解】因为的图象关于对称,所以,,
因为,所以,
因为,所以,
因为,所以,
因为,所以,所以的周期为4,
当时,,所以,,
当时,,所以,
当时,,,所以,
,
所以.
故选:B.
3.(2023·辽宁·模拟预测)已知函数,的定义域均为R,是奇函数,且,,则下列结论正确的是 .(只填序号)
①为偶函数;②为奇函数;③;④.
【答案】①④
【分析】结合已知条件和是奇函数求出函数的周期,然后利用周期和已知条件得出为偶函数,进而判断选项A;根据函数是奇函数,周期为4即可判断选项B;根据的性质分析可得,再根据的周期性即可判断选项C;结合函数的周期即可判断选项D.
【详解】因为,所以,
又因为,则有,
且是奇函数,则,可得,即,
则,
即,所以是周期为4的周期函数,
因为,则,
可得,
故也是周期为4的周期函数.
对于①:因为,则,即,
所以,所以为偶函数.故①正确;
对于②:∵
,
∴,故②错误;
对于③:因为,令,即,则,
又因为,令,所以,
令,则,即,
即,
所以,所以③错误;
对于④:因为,
所以
,
所以,所以④正确.
故答案为:①④.
4.(2023·河南·模拟预测)已知为定义在上的奇函数,是的导函数,,,则以下命题:①是偶函数;②;③的图象的一条对称轴是;④,其中正确的序号是 .
【答案】①②④
【分析】①根据奇函数的定义,利用复合求导公式,可判断①正确;
②根据题意,赋值即可求出②正确;
③利用与的关系,结合复合函数求导公式可推出的对称中心是,③错误
④可证明是周期为的周期函数,进一步求出即可求得答案.
【详解】对于①,由为定义在上的奇函数可知,则,
即,,即,为偶函数①正确;
对于②,对赋值x=1,得,故②正确;
对于③,由与可知,
,则(c为常数),
令x=1,则c=0,所以,
故,则关于中心对称,由题意可知不是常函数,故不是其对称轴,③错误;
对于④,为定义在上的奇函数,则,又,,
则,,,则的周期T=4,
故,故④正确.
故答案为:①②④.
5.(2023·四川南充·二模)设定义在上的函数和.若,,且为奇函数,则 .
【答案】
【分析】由,,可得,再结合为奇函数,可得,从而可得函数是以为周期的一个周期函数,求出即可得解.
【详解】因为,所以,
即,
又因,所以,即,
因为为奇函数,所以,且,
所以,则,
所以函数是以为周期的一个周期函数,
由,得,
则,
所以
.
故答案为:.
题型十二:函数型不等式:“优函数”型
有,则称为优函数。
类似这类函数不等式,可以借助“类周期”思维进行放缩。
1.(2024年高考1卷)已知函数为的定义域为R,,且当时,则下列结论中一定正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】代入得到,再利用函数性质和不等式的性质,逐渐递推即可判断.
【详解】因为当时,所以,
又因为,
则,
,
,
,
,则依次下去可知,则B正确;
且无证据表明ACD一定正确.
故选:B
2.(2021·四川德阳·一模)已知函数,若,,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先判断函数的奇偶性,然后根据奇偶性对不等式化简,再判断函数的单调性,然后利用单调性将不等式转化为,从而可求出实数的取值范围
【详解】函数的定义域为,因为,所以为奇函数,
所以可化为,即,
任取,且,则
,因为,所以,所以,即,
所以在上为增函数,所以由,得,
所以,所以,即实数的取值范围是,故选:D
3.(2020高三·全国·专题练习)已知是定义在R上的函数,,且对任意都有:与成立,若,则 .
【答案】1
【解析】根据,得到,再结合与成立,可推理出,,两者结合进而推理出,得到是以1为周期的周期函数求解.
【详解】因为,所以.
所以,
,
所以,,
所以,
所以,所以是以1为周期的周期函数.
所以.
故答案为:1
4.(22-23高二上·上海浦东新·开学考试)设是定义在上的函数,且对于任意的整数,满足,,则的值为. .
【答案】
【分析】根据,得出,从而求出和的值,再计算的值即可.
【详解】解:因为,
所以
,
又因为,所以,
所以,
所以
,
所以.
故答案为:.
5.(22-23高三·北京顺义·模拟)如果函数满足对任意s,,有,则称为优函数.给出下列四个结论:
①为优函数;
②若为优函数,则;
③若为优函数,则在上单调递增;
④若在上单调递减,则为优函数.
其中,所有正确结论的序号是 .
【答案】①②④
【分析】①计算出,故,得到①正确;
②赋值法得到,,依次类推得到;
③举出反例;
④由在上单调递减,得到,整理变形后相加得到,即,④正确.
【详解】因为,
所以
,
故,故是优函数,①正确;
因为为优函数,故,即,
,故,
同理可得,……,,②正确;
例如,满足,
即,为优函数,但在上单调递减,
故③错误;
若在上单调递减,
任取,,
则,即,
变形为,
两式相加得:,
因为,所以,
则为优函数,④正确.
故答案为:①②④
题型十三:类周期型函数
1.(2023·上海·统考模拟预测)在上非严格递增,满足,若存在符合上述要求的函数及实数,满足,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据题意整理可得:对,则,分类讨论的取值范围,分析运算.
【详解】∵,即
对,则
,
故对,则,
∵,则有:
1.当时,则,
可得,不成立;
2.当时,则,
可得,则,
若,解得,符合题意;
特别的:例如,取,则,解得;
例如,取,则,解得;
故;
3.当时,则,
可得,不成立;
4.当时,则,
可得,则,
若,解得,符合题意;
特别的:例如,取,则;
例如,取,则;
故;
5.当时,则,
可得,不成立;
综上所述:的取值范围是.
故答案为:.
2.(2021下·天津武清·高二天津市武清区杨村第一中学校考期末)已知函数,若对于正数,直线与函数的图像恰好有个不同的交点,则 .
【答案】
【分析】由题意首先确定函数的性质,然后结合直线与圆的位置关系得到的表达式,最后裂项求和即可求得的值.
【详解】当时,,即,;
当时,,函数周期为2,
画出函数图象,如图所示:
与函数恰有个不同的交点,
根据图象知,直线与第个半圆相切,
故,故,
.
故答案为:.
3.已知且方程恰有两解.则实数的取值范围是______.
【答案】
【详解】
构造函数g(x)=f(x)-a=
作出函数g(x)的图象,
若f(x)=x有且仅有两个实数解可转化为g(x)与y=x-a的图象有两个交点,
结合图象可知,当-a≥2时函数有1个交点;当-a<2时函数有2个交点,即a>-2时,函数
有两个交点.
故答案为
4.(2023上·四川资阳·高三统考模拟)已知函数,函数在处的切线为,若,则与的图象的公共点个数为 .
【答案】2或3.
【详解】由题意得,当时,直线的方程为:,其与时的图象只有一个交点,当时,,则将直线的方程代入到中,得,由得, ,当时, ,在定义域内,此时在时,直线与有两个交点,综合有三个交点;当时, ,不在定义域内,此时在时,直线与有一个交点,综合只有两个交点;结合上述两种情况,与的图象的公共点个数为2或3.
5.(福建省长汀县第一中学2022届高三上学期第二次月考数学试题)定义在上的函数满足.
(i)___________.
(ii)若方程有且只有两个解,则实数k的取值范围是___________.
【答案】
【分析】
(i)根据解析式,利用递推法即可得出;
(ii)利用图象的平移变换得到函数的图象,利用数形结合方法求得.
【详解】
(i)
;
(ii)时,
所以的图象由在[0,1)之间的抛物线的一部分逐次向右平移1个单位,向下平移2个单位得到,如图所示.
已知;
由图可知若方程有且只有两个解,
则实数k的取值范围是,
故答案为:;
题型十四:“放大镜”函数类周期性质
形如f(tx)=mf(x)等“似周期函数”或者“类周期函数”,俗称放大镜函数,要注意以下几点辨析:
1.是从左往右放大,还是从右往左放大。
2.放大(缩小)时,要注意是否函数值有0。
3.放大(缩小)时,是否发生了上下平移。
4.“放大镜”函数,在寻找“切线”型临界值时,计算容易“卡壳”,授课时要着重讲清此处计算。
1.已知函数当时,,当时,,若关于的方程在区间上恰有三个不同的实数解,则实数的取值范围是___________.
【答案】
【分析】
根据当时,,可得当时,函数为偶函数,再根据当时,,可得当时,函数可由当时的图像横坐标不变,纵坐标变为2倍即可,作出函数在时的函数图像,分和两种情况讨论,当是,结合图像根据临界点即可得出答案.
【详解】
解: 因为当时,,
所以当时,函数为偶函数,
又当时,,
则当时,,
则当时,函数可由当时的图像横坐标不变,纵坐标变为2倍即可,
作出函数在时的函数图像,如图所示,
当时,在区间上恰有三个不同的实数解,符合题意;
当时,当时,在上为增函数,
所以,
当函数过点时,,
当函数过点时,,
当函数过点时,,
当函数过点时,,
结合图像,若关于的方程在区间上恰有三个不同的实数解,
则或,
综上所述,实数的取值范围是.
故答案为:
2.(山西省朔州市怀仁市第一中学2022届高三下学期第二次模拟数学(理)试题)已知是定义在上的奇函数,当时,,若关于的方程恰有4个不相等的实数根,则这4个实数根之和为( )
A. B.4 C.8 D.或8
【答案】D
【分析】根据函数的解析式作出函数在时图象,换元解方程可得或,利用图象求出交点对应横坐标,注意利用函数为奇函数图象关于原点对称,分与两种情况讨论,数形结合即可求解.
【详解】作出函数在时的图象,如图所示,
设,
则关于的方程的方程等价于
解得:或,
如图,
当t=1时,即对应一个交点为,方程恰有4个不同的根,可分为两种情况:
(1),即对应3个交点,且 ,
此时4个实数根之和为8;
(2),即对应3个交点,且 ,
此时4个实数根之和为.
3.(上海市杨浦区统考2023届高三上学期考试数学试题)已知定义域为的函数满足:对任何,都有,且当时,,在下列结论中,正确命题的序号是________
① 对任何,都有;
② 函数的值域是;
③ 存在,使得;④ “函数在区间上单调递减”的充要条
件是“存在,使得”;
【答案】①②③④
【分析】依据题中条件注意研究每个选项的正确性,连续利用题中第(1)个条件得到①正确;连续利用题中第①②个条件得到②正确;利用题目中的条件求出的值判断③正确;令3k≤a<b≤3k+1,利用函数单调性的定义判断④正确.
【详解】对于①,对任何,都有,当时,,
所以,①正确;
对于②,取
从而函数的值域为[0,+∞),②正确;
对于③,时,,对任意,恒有成立,,
所以解得,∴③正确;
对于④,充分性:令 则所以
必要性:令,
由函数在区间上单调递减,所以
即,又当时,,且 为减函数,
所以存在,使得,则,所以⊆
∴函数在区间⊆上单调递减,④正确;
综上所述,正确结论的序号是①②③④.故答案为①②③④.
4.(湖南省衡阳市第八中学2022届高三第三次月考数学试题)定义在上的函数满足:对,都有,当时,,给出如下结论,其中所有正确结论的序号是: ____.①对,有;
②函数的值域为;
③存在,使得;
【答案】①②
【分析】根据定义求值、求的值域、解方程
【详解】因为,所以①对;
因为当时,,当时,,
当时,,
当时,,
因此当时, ,
从而函数的值域为;所以②对;
因为,所以由上可得,
即,无解.所以③错;
综上正确结论的序号是①②
5.(上海市交大附中2021-2022学年高三上学期第一次月考数学试题对于函数,下列个结论正确的是__________(把你认为正确的答案全部写上).
(1)任取,都有;
(2)函数在上单调递增;
(3),对一切恒成立;
(4)函数有个零点;
(5)若关于的方程有且只有两个不同的实根,,则.
【答案】(1)(4)(5)
【详解】
由题意,得的图象如图所示,
由图象 ,则任取,,都有
,故(1)正确;函数在上先增后减,故(2)错误;当时,
,即,故(3)错误;在同一坐标系中作出和的图象,可知两函数图象有三个不同公共点,即函数有3个零点,故(4)正确;
在同一坐标系中作出和的图象,由图象可知当且仅当 时,关于的方程有且只有两个不同的实根,,且,关于对称,即;故(5)正确;故填(1)、(4)、(5).
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