内容正文:
第二章 函数的概念与基本初等函数 3
课时作业8 函数的奇偶性、周期性、对称性
-
一、单项选择题
1.下列函数中,既是偶函数又在区间(0,+∞)上
单调递增的是 ( )
A.y=
1
x B.y=|x|-1
C.y=lg
x D.y=
1
2
|x|
2.(2023·山 东 青 岛 模 拟)已知f(x)=x5 +
ax3+bx-8(a,b是常数),且f(-3)=5,则
f(3)= ( )
A.21 B.-21
C.26 D.-26
3.(2023·河 北 黄 骅 模 拟)已知f(x)=ax -
2x(a ≠ 2)为 奇 函 数,则 “m <-
1
2
”是
“f(m)>0”的 ( )
A.充要条件
B.充分不必要条件
C.必要不充分条件
D.既不充分也不必要条件
4.已知定义在R上的奇函数f(x)在(-∞,0]上
单调递减,若f(-2)=1,则满足|f(2x)|≤1
的x 的取值范围是 ( )
A.[-1,1]
B.[-2,2]
C.(-∞,-1]∪ [1,+∞)
D.(-∞,-2]∪ [2,+∞)
5.若f(x)=ln
2e
ex-1+
a +b为奇函数,则实
数a,b的值分别为 ( )
A.e,1 B.-e,1
C.e,-1 D.-e,-1
6.已知定义在R上的奇函数f(x),满足f(x+
1)是偶函数,且当x∈(0,1]时,f(x)=x2,则
f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2
023)=
( )
A.-1 B.0
C.1 D.1
012
二、多项选择题
7.函数f(x)的定义域为R,且f(x)是奇函数,
f(x+1)是偶函数,则 ( )
A.f(0)=1
B.f(x)是周期函数
C.f(x+3)为奇函数
D.f(x+5)为偶函数
8.(2024·九省联考)已知函数f(x)的定义域为
R,且f
1
2 ≠0,若f(x+y)+f(x)f(y)=
4xy,则 ( )
A.f -
1
2 =0
B.f
1
2 =-2
C.函数fx-
1
2 是偶函数
D.函数fx+
1
2 是减函数
9.已知函数y=f(x)的定义域为R,且对任意a,
b∈R,都有f(a+b)=f(a)+f(b),且当x>
0时,f(x)>0恒成立,则 ( )
A.函数f(x)是R上的增函数
B.函数f(x)是奇函数
C.若f(2)=4,则|f(x)|<2的解集为(-1,1)
D.函数f(x)+|x|为偶函数
三、填空题
10.已知y=f(x)为奇函数,若f(x+1)是偶函
数,且当x ∈[0,1]时,f(x)=log2(x+a),
则f(2
025)= .
11.(2023·广东东莞模拟)已知函数f(x)是定
义在 R 上的奇函数,当x ∈ (0,+ ∞)时,
f(x)=x2-x-1,则当x ∈ (-∞,0)时,
f(x)= .
-303-
hh
12.已知实数a,b 满足(a-1)5 + (b-3)5 =
2
024(1-a)3+2
024(3-b)3,则a+b=
.
四、解答题
13.设f(x)是R上的奇函数,f(x+2)= -f(x),
当0≤x ≤1时,f(x)=x.
(1)求f(π)的值;
(2)当-4≤x≤4时,求f(x)的图象与x轴
所围成图形的面积.
14.(2023·重庆八中模拟)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.
2
15.(多选题)f(x)是定义在R上的奇函数,且满
足f(2x+2)=-f(2x),当0≤x ≤1时,
f(x)=2x -1,则下列选项正确的是 ( )
A.4是函数f(x)的一个周期
B.直线x=1是函数f(x)图象的一条对称轴
C.函数f(x+2)是偶函数
D.∑
2
023
k=1
[(k+1)f(k)]=-2
024
16.已知定义在 R 上的偶函数f(x)满足在
[0,+∞)上单调递增,f(3)=0,则关于x 的
不等 式f
(x+2)+f(-x-2)
x >0
的 解
集为 .
-304-
hh
时,y=logaz在(0,+∞)上单调递增,
可得函数f(x)=loga|x-1|在区间
(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上
单调递增;当0<a<1时,y =logaz
在(0,+ ∞)上 单 调 递 减,可 得 函 数
f(x)=loga|x-1|在区间(-∞,1)
上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
由题意可得0<a<1,故A正确,B错
误;由于0<a<1,可得2
023<a+
2
023<2
024,又f(x)在(1,+∞)上
单调递减,则f(a+2
023)>f(2
024),
故C正确,D错误.故选AC.
9.BC 对于A,f(x)的定义域为(-∞,
4],令 4-x =t(t≥0),则x =4-
t2,∴y = -t2 +t +4 = - t -
1
2
2
+
17
4
,∴f(x)∈ -∞,
17
4 ,不
存在正数 M,使得|f(x)|≤M 总成
立,∴f(x)不是“有界函数”;对于B,
f(x)的 定 义 域 为 {x |-3 ≤ x ≤
1},∴0≤-x2 -2x +3= - (x +
1)2+4≤4,所以0≤f(x)≤2,∴存
在M ≥2,使得|f(x)|≤M,∴f(x)
是“有界函数”;对于C,∵2x2-4x+
3 = 2(x - 1)2 + 1 ≥ 1,∴0 <
5
2x2-4x+3
≤5,∴ 存在 M ≥5,使
得|f(x)|≤ M,∴f(x)是“有界函
数”;对 于 D,f(x)=x|x +1|=
x(x+1),x ≥-1,
-x(x+1),x <-1, 由 于 当 x <
-1时,f(x)单调递增,此时f(x)∈
(- ∞,0),故 不 存 在 正 数 M,使 得
|f(x)|≤ M 总 成 立,∴f(x)不 是
“有界函数”.故选BC.
10. 35
,6
5
11.(-∞,-3]∪ [-2,0)
解析:根 据 题 意,已 知 函 数 f(1-
x)=x+
x
a+x =
x+1-
a
a+x
,
设t=1-x,则x=1-t,有f(t)=
2-t+
a
t-1-a
,故f(x)=2-x+
a
x-1-a
,
不妨 设 x1 <x2,则 -2<x1 <
x2<-1,都有
f(x1)-f(x2)
x1-x2
>-1,
即f(x1)-f(x2)<-(x1-x2),
变形可得f(x1)+x1<f(x2)+x2,
设 g(x) = f(x)+ x = 2 +
a
x-1-a
,则g(x)在区间(-2,-1)
上为增函数,
当a>0时,g(x)在(1+a,+∞)和
(-∞,a+1)上单调递减,不符合要
求,舍去,
当a<0时,g(x)在(1+a,+∞)和
(-∞,a+1)上单调递增,要使g(x)
在区间(-2,-1)上为增函数,则必
有1+a≤-2或 -1≤1+a,解得
a≤-3或 -2≤a<0,
当a=0时,g(x)=f(x)+x=2为
常函数,不符合要求,
综上,a 的取值范围为(-∞,-3]∪
[-2,0).
12.(-∞,1]∪ [4,+∞)
解析:作出函数f(x)的图象如图所
示,由图象可知f(x)在(a,a+1)上
单调递增,需满足a≥4或a+1≤2,
即a≤1或a≥4.
13.解:∵ 函数f(x)=
ax+1
x+2 =
a(x+2)-2a+1
x+2 =
a+
1-2a
x+2
,
∴ 任 取 x1,x2 ∈ (-2,+ ∞),且
x1 <x2,
则f(x1)-f(x2)= a+
1-2a
x1+2 -
a+
1-2a
x2+2 =1-2ax1+2-1-2ax2+2=
(1-2a)(x2-x1)
(x1+2)(x2+2)
,
∵-2<x1 <x2,∴x2-x1 >0,
(x1+2)(x2+2)>0,
∴ 当1-2a>0,即a<
1
2
时,
f(x1)-f(x2)>0,即 f(x1)>
f(x2),∴f(x)在(-2,+∞)上是减
函数;
当1-2a<0,即a>
1
2
时,
f(x1)-f(x2)<0,即 f(x1)<
f(x2),∴f(x)在(-2,+∞)上是增
函数.
14.解:(1)证明:任取x1,x2∈(0,+∞),
且x2 >x1,则 f(x2)-f(x1)=
2a+1
a -
1
a2x2 - 2a+1a -
1
a2x1 = 1a2·
x2-x1
x1x2
,
因为a>0,x2 >x1 >0,
所以x2-x1 >0,x1x2 >0,
所以1
a2
·x2-x1
x1x2
>0,
故f(x2)-f(x1)>0,
所以f(x2)>f(x1),
所以函数f(x)在(0,+∞)上单调
递增.
(2)由(1)可知函数f(x)在[m,n]上
单调递增,
因为f(x)=
2a+1
a -
1
a2x
的定义域
和值域都是[m,n],
所以
f(m)=
2a+1
a -
1
a2m
=m,
f(n)=
2a+1
a -
1
a2n
=n,
所以m,n 为关于x 的方程2a+1a -
1
a2x
=x 的两个不相等的正实数根,
化简方程可得a2x2-(2a2+a)x+
1=0,
则Δ=[-(2a2+a)]2-4a2>0,解
得a>
1
2
,
所以n-m =
(2a2+a)+ (2a2+a)2-4a2
2a2
-
(2a2+a)- (2a2+a)2-4a2
2a2
=
4a2+4a-3
a =
-3
1
a -
2
3
2
+
16
3
,
因为a>
1
2
,所以0<
1
a <2
,
所以当1
a =
2
3
,即a=
3
2
时,n-m
取得最大值,
最大值为 16
3 =
43
3 .
15.(-∞,-2)
解析:二次函数y1=x2-4x+3的对
称轴是 直 线 x =2,所 以 该 函 数 在
(-∞,0]上单调递减,所以x2-4x+
3≥3.同 理 可 知 函 数y2 = -x2 -
2x+3在(0,+ ∞)上单 调 递 减,所
以-x2-2x+3<3,所以f(x)在R
上单 调 递 减,所 以 由 f(x +a)>
f(2a-x)得x +a <2a-x,即
2x <a,要使2x<a在[a,a+1]上
恒成立,则2(a+1)<a,解得a<-2,
所以实数a的取值范围是(-∞,-2).
16.(1)(-2,- 2)∪ (2,2)
(2)(-∞,-2]∪ {0}∪ [2,+∞)
解析:(1)由题意得 x
2-1>0,
1<x2-1<3,
解得 2<x<2或-2<x<- 2.
所以原不等式的解集为(-2,- 2)∪
(2,2).
(2)因为函数f(x)在(0,3]上单调递
增,所以f(x)在(0,3]上的最大值为
f(3)=1,所以不等式f(x)≤m2-
2am+1对所有x∈(0,3],a∈[-1,
1]恒成立转化为1≤m2-2am+1对
所有a ∈ [-1,1]恒成立,即 m2 -
2am ≥0对所有a∈[-1,1]恒成立.
设g(a)= -2ma+m2,a∈[-1,1],
所以需满足 g(-1)≥0,
g(1)≥0,
即 2m+m
2 ≥0,
-2m+m2 ≥0,
解该不等式组,得m≤-2或m≥2或
m = 0,即 实 数 m 的 取 值 范 围 为
(-∞,-2]∪ {0}∪ [2,+∞).
课时作业8 函数的奇偶性、
周期性、对称性
1.B 2.B 3.B 4.A
5.C f(x)= ln
2e
ex-1+
a +b =
lnaex+2e-aex-1 +
b,当ex-1=0
时,x =
1
e
,所 以 1
e
和 -
1
e
是 方 程
(aex+2e-a)(ex-1)=0的两个根,
所以a=e,即f(x)=
ln e
(ex+1)
ex-1 +
b, 因 为 f(x)+
f(-x)=0,所以ln
e(ex+1)
ex-1 +
ln e
(ex-1)
ex+1 +
2b=0,
即ln
e2+2b=0,即b= -1.故选C.
6.B 已知定义在R上的奇函数f(x),所
以f(x)= -f(-x)①,且f(0)=0,又
f(x+1)是偶函数,所以f(x+1)=
f(-x+1),即f(x)=f(2-x)②,所
以f(2)= f(0)=0,由 ①② 可 得
-568-
参
考
答
案
-f(-x)=f(2-x),所以 -f(2-
x)=f(4-x),则f(-x)=f(4-
x),则函数f(x)的周期为4,当x ∈
(0,1]时,f(x)=x2,则f(1)=1,所
以f(-1)= -f(1)= -1=f(3),
所以 f(0)+f(1)+f(2)+ … +
f(2
023) = 506[f(0) + f(1) +
f(2)+f(3)]=0.故选B.
7.BD 因为f(x+1)是偶函数,所以函
数f(x)的图象关于直线x =1对称,
即f(-x)=f(2+x),又函数f(x)是
定义在R上的奇函数,所以f(-x)=
-f(x),f(0)=0,于是f(2+x)=
-f(x),即有f(4+x)= -f(x +
2)=f(x),所以函数f(x)的一个周
期为4,故A错误,B正确;设g(x)=
f(x+3),则g(-x)=f(-x+3)=
f(-1+x)=f(x+3),即g(x)=
g(-x),所以f(x+3)为偶函数,故
C错 误;设 h(x)= f(x +5),则
h(-x)=f(-x+5)=f(x-3)=
f(x+5),即h(x)=h(-x),所 以
f(x+5)为偶函数,D正确.故选BD.
8.ABD 令x =
1
2
,y=0,则f
1
2 +
f
1
2 f(0)=f 12 [1+f(0)]=
0,又f
1
2 ≠0,故1+f(0)=0,即
f(0)= -1,令x =
1
2
,y= -
1
2
,则
f
1
2 -
1
2 +f 12 f - 12 =4×
1
2 × -
1
2 ,即 f(0)+f 12 ·
f -
1
2 = -1,由f(0)= -1,可得
f
1
2 f - 12 =0,又f 12 ≠0,
故f -
1
2 =0,故 A正确;令y =
-
1
2
,则f x-
1
2 +f(x)f -12 =
4x× -
1
2 ,即f x-12 =-2x,故
函 数 f x-
1
2 是 奇 函 数, 有
f x+1-
1
2 = - 2(x + 1) =
-2x-2,即f x+
1
2 = -2x-2,
即函数f x+
1
2 是减函数,令x =
1,有f
1
2 = -2×1= -2,故B,D
正确,C错误.故选ABD.
9.ABC 设x1 >x2,且x1 ∈R,x2 ∈
R,则 x1 -x2 >0,而 f(a+b)=
f(a)+f(b),∴f(x1)-f(x2)=
f((x1-x2)+x2)-f(x2)=f(x1-
x2)+f(x2)-f(x2)=f(x1-x2),
又当x >0时,f(x)>0恒成立,即
f(x1-x2)>0,∴f(x1)>f(x2),
∴ 函数y =f(x)是 R上的增函数,
A正确;由f(a+b)=f(a)+f(b),
令a =b =0可 得 f(0)=f(0)+
f(0),解得f(0)=0,令a =x,b =
-x 可得f(x-x)=f(x)+f(-x),
即f(x)+f(-x)=f(0),而f(0)=
0,∴f(-x)= -f(x),而函数y =
f(x)的定义域为R,故函数y=f(x)
是奇函数,B正确;令a =b=1可得
f(2)=f(1)+f(1)=4,解得f(1)=
2,所以f(-1)= -f(1)= -2,∵ 函
数y = f(x)是 R 上 的 增 函 数,由
|f(x)|<2,可得 -2<f(x)<2,
∴-1<x <1,C正确;令g(x)=
f(x)+|x |, 易 知 定 义 域 为 R,
∵g(x)-g(-x)=f(x)+|x|-
f(- x)-|- x |= 2f(x), 显 然
g(x)- g(- x)= 0 不 恒 成 立,
∴f(x)+|x|不是偶函数,D错误.故
选ABC.
10.1
11.-x2-x+1
解析:函数f(x)是定义在 R上的奇
函数,当x ∈ (0,+∞)时,f(x)=
x2-x-1,则当x ∈ (-∞,0)时,
-x∈(0,+∞),f(-x)=(-x)2-
(-x)-1=x2+x-1,故f(x)=
-f(-x)= -x2-x+1.
12.4
解析:因为(a-1)5+(b-3)5 =
2
024(1-a)3+2
024(3-b)3,所以
(a-1)5+2
024(a-1)3=(3-b)5+
2
024(3-b)3,令 f(x)= x5 +
2
024x3,则f(x)在R上为单调递增
的奇函数,又f(a-1)=f(3-b),所
以a-1=3-b,所以a+b=4.
13.解:(1)由f(x +2)= -f(x),得
f(x+4)=f((x+2)+2)=
-f(x+2)=f(x),
所以f(x)是以4为周期的周期函
数,又f(x)为奇函数,所以f(π)=
f(-1×4+π)= f(π-4)=
-f(4-π)= -(4-π)=π-4.
(2)由f(x)是奇函数且f(x+2)=
-f(x),得f((x-1)+2)=
-f(x-1)=f(-(x-1)),
即f(1+x)=f(1-x).故函数y=
f(x)的图象关于直线x=1对称.又
当0≤x≤1时,f(x)=x,且f(x)
的图象关于原点对称,则f(x)的图
象如图所示.
当-4≤x≤4时,设f(x)的图象与
x 轴围成的图形面积为S,则 S =
4S△OAB =4×
1
2 ×2×1 =4.
14.解:(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)∵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.
15.AB 对于A,因为f(2x+2)=-f(2x),
即f(x+2)=-f(x),则f(x+4)=
-f(x+2)= -[-f(x)]=f(x),所
以f(x+4)=f(x),因此,4是函数
f(x)的一个周期,故A正确;对于B,
因为f(x+2)= -f(x),且f(x)是
定义在R上的奇函数,则f(x+2)=
-f(x)=f(-x),可得f(x+1)=
f(1-x),所 以 直 线x =1是 函 数
f(x)图象的一条对称轴,故B正确;
对于C,因 为f(x +4)=f(x),且
f(x)是 定 义 在 R 上 的 奇 函 数,则
f(x+4)=f(x)= -f(-x),可得
f(x+2)= -f(-x+2),所以函数
f(x+2)是奇函数,故C错误;对于
D,当0≤x≤1时,f(x)=2x-1,则
f(0)= 0,f(1)= 1,f(2)= 0,
f(3)= -1,所以∑
2
023
k=1
[(k+1)f(k)]=
2f(1)+3f(2)+4f(3)+5f(4)+…+
2
024f(2
023)=2f(1)+4f(3)+
6f(5)+…+2
024f(2
023)=2-4+
6-8+ … +2
022-2
024= -2×
1
012
2 = -1
012,故D错误.故选AB.
16.(-5,0)∪ (1,+∞)
解析:因为定义在R上的偶函数f(x)
满足在[0,+ ∞)上 单 调 递 增,所 以
f(x)满足在(- ∞,0)上单 调 递 减,
又f(3)=0,所以f(-3)=f(3)=
0.作出函数f(x)的草图如图,
由f
(x+2)+f(-x-2)
x >0
,得
f(x+2)+f(-(x+2))
x >0
,得
2f(x+2)
x >0
,所以 x >0,
f(x+2)>0
或 x <0,
f(x+2)<0, 所以 x >0,x+2>3
或 x <0,
-3<x+2<3, 解 得 x > 1
或 -5<x <0,即不等式
f(x+2)+f(-x-2)
x >0
的解集
为(-5,0)∪ (1,+∞).
课时作业9 二次函数
1.A 2.D 3.A 4.D
5.A f(x)=x2+(3m+5)|x|+1,
f(-x)= (-x)2+(3m+5)|-x|+
1=x2+(3m+5)|x|+1=f(x),
所 以 f(x)为 偶 函 数.因 为 f(x)=
x2+(3m+5)|x|+1有四个单调区
间,所以f(x)在y 轴右侧有两个单调
区间,所以 -
3m+5
2 >0
,解得 m <
-
5
3.
故选A.
6.B 因为f(x)>0的解集为(-1,3),
故 -2x2+bx+c=0的两个根分别
为 -1,3,所以
b
2 = -1+3
,
-
c
2 = -1×3
,
即 b=4,
c=6, 令g(x)=f(x)+m,
则g(x)= -2x2+4x+6+m =
-2(x-1)2+8+m,由x ∈ [-1,0]
可得 g(x)min = m,又 g(x)≥4在
[-1,0]上恒成立,故m ≥4.
7.ABD 因为二次函数的图象过点(1,
0),且对称轴为直线x =2,所以图象
与x 轴的另一个交点为(3,0),且x 轴
上截得的线段的长度是2,故 A,D正
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