内容正文:
hhh
2"
1.(多选题)若一系列函数的解析式和值域相
同,但定义域不同,则称这些函数为“同族函
数”,例如函数y=x2,x ∈ [1,2]与函数y=
x2,x ∈ [-2,-1]就是“同族函数”.下列可
用来构造同族函数的有 ( )
A.y=|x|-2
024 B.y=x
1
2
C.y=x2-x D.y=
x2-2
024
x
2.若一系列函数的解析式相同,值域相同,但其
定义域不同,则称这些函数为“同族函数”,那
么函数解析式为f(x)=x2,值域为{0,1}的
“同族函数”共有 个.
3.(2024·山东德州高三期中)如果一个函数的
定义域与值域均为[m,n],则称该函数为[m,
n]上的同域函数,[m,n]称为同域区间.已知
函数f(x)= ax2-2ax+b+1在区间[1,
3]上是同域函数.
(1)函数f(x)的解析式是 ;
(2)若函数g(x)=k- f(x)-
3
2
(k≥0)
在x≤0时存在同域区间,则实数k的取值范
围是 .
学习至此,请完成课时作业6
2.2 函数的单调性与最值
5A>!
1.借助函数图象,会用符号语言表达函数的单调性、最大值、最小值.
2.理解函数的单调性、最大值、最小值的作用和实际意义.
AMc
-
-@)
1.函数的单调性
(1)单调函数的定义
增函数 减函数
定
义
一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果对于定义域
D 内某个区间I上的任意两个自变量的值x1,x2
当x1 <x2 时,都有
,那么就称函数f(x)
在区间I上 .
特别地,当函数f(x)在
它的定义域上
时,我们就称它是增函数
当x1 <x2 时,都有
,那么就称函数f(x)
在区间I上 .
特别地,当函数f(x)在
它的定义域上
时,我们就称它是减函数
图
象
描
述
自左向右看图象是 自左向右看图象是
(2)单调区间的定义
如果函数y=f(x)在区间I上 或
,那么就说函数y=f(x)在这一区
间具有(严格的)单调性, 叫做y=
f(x)的单调区间.
2.函数的最值
前提
设函数y=f(x)的定义域为D,如果存在实数
M 满足
条件
(1)∀x∈D,都有
.
(2)∃x0∈D,使得
(1)∀x∈D,都有
.
(2)∃x0∈D,使得
结论 M 为最大值 M 为最小值
常用结论与知识拓展
函数单调性的等价定义
设任意x1,x2 ∈D(x1 ≠x2),则
(1)f
(x1)-f(x2)
x1-x2
>0(或(x1-x2)[f(x1)-
f(x2)]>0)⇔f(x)在D 上单调递增.
026
@第二章 函数的概念与基本初等函数
(2)f
(x1)-f(x2)
x1-x2
<0(或(x1-x2)[f(x1)-
f(x2)]<0)⇔f(x)在D 上单调递减.
-"
1.判断下列命题是否正确,正确的在括号内画
“√”,错误的画“×”.
(1)函数y=
1
x
的单调递减区间是(-∞,0)∪
(0,+∞). ( )
(2)对于函数y=f(x),若f(1)<f(3),则
f(x)为增函数. ( )
(3)函数y=f(x)在[1,+∞)上是增函数,
则函数的单调递增区间是[1,+∞).( )
(4)函数f(x)<1恒成立,则f(x)的最大值
为1. ( )
(5)若y=f(x)在区间D 上单调递增,则函
数y=kf(x)(k<0)在区间D 上单调递减.
( )
2.(教材改编题)若函数y=f(x)在R上是增函
数,且f(2m)>f(-m+9),则实数m的取值
范围是 .
3.(教材改编题)函数y=|-x2+4x+5|的单
调区间是 .
4.(教材改编题)函数y=
1
x-1
在区间[2,3]上
的最小值为 ( )
A.2 B.12
C.13 D.-
1
2
5.(多选题)下列函数在(0,+∞)上单调递减
的是 ( )
A.f(x)=-x
1
2
B.f(x)=2-x
C.f(x)=ln
|x|
D.f(x)=
1
x2
A
/c5%1@
考点1 确定函数的单调性(区间)
命题角度1 利用图象判断函数的单调性(区间)
【例1】 (1)(2021·全国甲卷)下列函数中是增
函数的为 ( )
A.f(x)=-x
B.f(x)=
2
3
x
C.f(x)=x2
D.f(x)=
3
x
(2)函数f(x)=|x-2|x 的单调递减区间是
.
1.图象法:对于熟悉的基本初等函数(或由基本初
等函数构成的分段函数),可以利用图象来判断单调性.
2.函数的单调区间是其定义域内的某一个区间,
故讨论函数的单调性时,必须先确定函数的定义域.
3.若函数在两个区间上都是单调递增(或递减)
的,这两个单调区间不能用并集符号“∪”连接.
【对点训练1】 函数f(x)=-x2+2|x|+1
的单调递增区间为 .
命题角度2 利用定义或导数判断或证明函数
的单调性
【例2】 证明:函数f(x)=2x -
1
x
在区间
(-∞,0)上是增函数.
027
hhh
1.利用定义法证明或判断函数单调性的步骤
取值
设x1,x2 是定义域内的任意两个
值,且x1 <x2
作差、
变形
↓ 作差f(x2)-f(x1),并通过因式分
解、配方、有理化等方法,向有利于
判断差的符号的方向变形
定号
↓ 确定差的符号,当符号不确定时,可
以进行分类讨论
结论
↓
根据定义得出结论
2.导数法:利用求导的方法判断函数的单调性.
【对点训练2】 用 单 调 性 的 定 义 证 明 函 数
f(x)=2x2+4x 在[-1,+∞)上是增
函数.
命题角度3 复合函数的单调性
【例3】 (1)函数y=
1
-x2+2x+3
的单调递
减区间是 .
(2)已知函数f(x)=ax2-x-a+2,若y=
ln(f(x))在
1
2
,+∞ 上单调递增,则实数
a的取值范围是 .
复合函数的单调性
(1)复合函数的单调性的判断方法
y=f(g(x))的单调性判断可用口诀:同增异减.
y=f(t)和t=g(x)在单调性相同时,复合后
的y=f(g(x))是单调递增的,
y=f(t)和t=g(x)在单调性不同时,复合后
的y=f(g(x))是单调递减的.
(2)利用函数的单调性求参数的范围(或值)的
注意点:①视参数为已知数,依据函数的图象或单调
性的定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比
较求参数;②若分段函数是单调函数,则不仅要保证
在各区间上单调性一致,还要确保在整个定义域内
是单调的.
【对点训练3】 设函数f(x)=2x(x-a)在区间
(0,1)上 单 调 递 减,则a 的 取 值 范 围 是
.
考点2 函数单调性的应用
【例4】 (1)已知函数f(x)为R上的偶函数,对
任意x1,x2 ∈ (-∞,0),均有(x1-x2)·
[f(x1)-f(x2)]<0成立,若a=f(ln
2),
b=f(3
1
3),c=f(e
1
3),则a,b,c的大小关系
是 .
(2)已知函数f(x)=ln
x+2x,若f(x2-4)<
2,则实数x 的取值范围是 .
(3)已知f(x)=
(3a-2)x+3a,x <1,
logax,x ≥1 在R
上 单 调 递 减,则 实 数 a 的 取 值 范 围 是
.
028
@第二章 函数的概念与基本初等函数
函数单调性的应用及解题策略
(1)比较大小:转化到同一个单调区间内,再利
用函数的单调性解决.
(2)解函数不等式:利用函数的单调性将“f”脱
掉,转化为具体的不等式求解,应注意函数的定义域.
(3)利用单调性求参数的取值(或范围)
① 依据函数的图象或单调性定义,确定函数的
单调区间,与已知单调区间比较;
② 若函数在区间[a,b]上是单调的,则该函数
在此区间的任意子集上也是单调的;
③分段函数的单调性,除注意各段的单调性外,
还要注意衔接点的取值.
【对点训练4】 (1)已知函数f(x)=2x-sin
x,
则 f(e),f(2.7),f(π) 的 大 小 关 系 为
.
(2)已知函数f(x)是定义在区间[0,+∞)上的
函数,且在该区间上单调递增,则满足f(2x-
1)<f
1
3 的x 的取值范围是 .
(3)若函数f(x)=
a2x-1
x-1
在区间(a,+∞)上
单 调 递 减,则 实 数 a 的 取 值 范 围 是
.
考点3 求函数的最值
【例5】 (1)已知函数f(x)=3x+2,则f(x)在
[-3,-2]上的最大值为 ,最小值
为 .
(2)对 于 任 意 实 数 a,b,定 义 min{a,b}=
a,a≤b,
b,a>b. 设函数f(x)=-x+3,g(x)=
log2x,则函数h(x)=min{f(x),g(x)}的
最大值是 .
求函数最值的三种常用方法
单调性法 →
先确定函数的单调性,
再由单调性求值
图象法 →
先作出函数的图象,再观察其
最高点、最低点,求出最值
基本不
等式法
→
先对解析式变形,使之具备
“一正二定三相等”的条件后
用基本不等式求出最值
【对点训练5】 (1)已知a,b∈R,记max{a,b}=
a,a≥b,
b,a<b, 函数f(x)= max{|x+1|,|x-
2|}(x∈R),则f(x)的解析式为 ,
最小值为 .
(2)已知函数f(x)=
1
a-
1
x
(a>0,x>0),若
f(x)在区间
1
2
,4
上取得的最大值为19
4
,
求实数a的值.
>Fe2
函数的有界性
若存在m,使得f(x)≥m 对任意x∈D 恒
成立,则函数f(x)在D 上有下界,其中m 为函
数f(x)的一个下界;若存在 M,使得f(x)≤
M 对任意x ∈D 恒成立,则函数f(x)在D 上
有上界,其中M 为函数f(x)的一个上界.如果一
个函数既有上界又有下界,那么称该函数有界.
029
hhh
【题目呈现】 (多选题)下列说法正确的是
( )
A.1是函数f(x)=x+
1
x
(x>0)的一个下界
B.函数f(x)=xln
x 有下界,无上界
C.函数f(x)=
ex
x2
有上界,无下界
D.函数f(x)=
sin
x
x2+1
有界
2"
(多选题)定义在D 上的函数f(x),若满足
对任意 x ∈ D,存 在 常 数 M >0,都 有
|f(x)|≤M 成立,则称f(x)是D 上的有
界函数,下列函数中,是在其定义域上的有界
函数的有 ( )
A.y=
x
x2+1
B.y=2x
C.y=16-2x
D.y=x -[x]([x]表示不大于x 的最大
整数)
学习至此,请完成课时作业7
2.3 函数的奇偶性、周期性、对称性
5A>!
1.结合具体函数,了解奇偶性的概念和几何意义.
2.结合函数的周期性、最小正周期的含义,会判断、应用函数的周期性.
AMc
-
-@)
1.函数的奇偶性
偶函数 奇函数
定义
一 般 地, 设 函 数
f(x)的 定 义 域 为
D,如果 ∀x ∈D,
都 有 - x ∈ D,
且
一 般 地, 设 函 数
f(x)的定义域为
D,如果 ∀x ∈D,
都 有 - x ∈ D,
且
图象特征 关于 对称 关于 对称
2.函数的周期性
(1)周期函数:一般地,设函数f(x)的定义域
为D,如果存在一个非零常数T,使得对每一
个x∈D 都有x+T∈D,且 ,那
么函数f(x)就叫做周期函数.非零常数T 叫
做这个函数的周期.
(2)最小正周期:如果在周期函数f(x)的所
有周期中存在一个最小的 ,那么这个
最小 就叫做f(x)的 .
常用结论与知识拓展
1.若f(x)≠0,则奇(偶)函数定义的等价形式
如下:
(1)f(-x)=f(x)⇔f(-x)-f(x)=0⇔
f(-x)
f(x) =
1⇔f(x)为偶函数.
(2)f(-x)=-f(x)⇔f(-x)+f(x)=0⇔
f(-x)
f(x) =-
1⇔f(x)为奇函数.
2.函数奇偶性常用结论
(1)如果函数f(x)是奇函数且在x=0处有定义,
那么一定有f(0)=0.如果函数f(x)是偶函数,那么
f(x)=f(|x|).
030
hhh
故y =
x2+7x+10
x+1 =
(t-1)2+7(t-1)+10
t =t+
4
t +5
,
因为t+
4
t ≥4
,可得t+
4
t +5≥9
,
当且仅当t =2,即x =1时,等号
成立.
所以函数y=
x2+7x+10
x+1
(x>-1)
的值域为[9,+∞).
对点训练5:解:(1)因为y =
2x -1
2x +1
=
1-
2
2x +1
,定义域为R.
当x∈R时,2x +1>1,
1
2x +1
∈(0,
1),-
2
2x +1
∈(-2,0),所以y=1-
2
2x +1
∈ (-1,1).故值域为(-1,1).
(2)函数定义域为(- ∞,1].令t =
1-x,则t≥0且x =1-t2.此时
y=2(1-t2)+t= -2t-
1
4
2
+
17
8
,当t=
1
4
时,y取到最大值
17
8
,故函
数值域为 -∞,
17
8 .
题目呈现:(1)B ① 当x ∈ [0,1]时,
f(x)∈ [0,1],故 ① 满足题意;② 当
x ∈ [-1,0]时,f(x)∈ [-1,0],故
② 满 足 题 意;③ 当 x ∈ [0,1]时,
f(x)∈ [0,1], 故 ③ 满 足 题 意;
④∵f(x)=log2(x-1)单调递增,且
函数f(x)的定义域为(1,+∞),若存
在同域区间[m,n],则满足
log2(m-1)=m,
log2(n-1)=n, 即 m-1=2
m ,
n-1=2n,
∴m,n是方程2x -x+1=0的2个实
数根.
设g(x)=2x -x +1(x >1),则
g'(x)=2xln
2-1>0,则g(x)在
(1,+∞)上单调递增,∴2x -x+1=
0不可能有2个实数根,故④不满足题
意.故选B.
(2)y=x2,x∈[-2,1](答案不唯一)
解析:函数y =x2,x ∈ [0,2]的值域
为[0,4],因此其“同族函数”的函数解
析式可以是y=x2,x∈[-2,t](0≤
t≤2),也可以是y =x2,x ∈ [m,2]
(-2≤m ≤0)中的任意一个.
素养检测:1.ACD 函 数 y =|x |-
2
024与y=
x2-2
024
x
是偶函数,
所以可构造“同族函数”,函数y =x
1
2
在定义域[0,+∞)上为增函数,所以
不能构造“同族函数”,函数y =x2-
x,x ∈ 0,
1
2 与函数y =x2-x,
x ∈
1
2
,1 的值域相同,所以是“同
族函数”.故选ACD.
2.3
解析:已知函数解析式为f(x)=x2,
值域为{0,1}的“同族函数”的定义域
可以为:{0,1},{0,-1},{0,-1,1},所
以“同族函数”共有3个.
3.(1)f(x)=
1
2x
2-x+
3
2
(2)0≤k<1-
2
2
解析:(1)易 知 a ≠0,由 f(x)=
ax2-2ax+b+1= a(x-1)2-
a +b+1,所以函数f(x)= ax2-
2ax+b+1在[1,3]上单调递增,又
函数是同域函数,得 f
(1)=1,
f(3)=3, 即
f(1)= a -2a +b+1=1,
f(3)=9a -6a +b+1=3, 解
得
a=
1
4
,
b=
1
2
,
所以f(x)=
1
2x
2-x+
3
2.
(2)由(1)得g(x)=k-
1
2x
2-x =k-
1
2
(x-1)2-
1
2
(k≥0),所以g(x)在(-∞,0]上单调
递增,设[c,d]是函数g(x)的同域区
间,得 g
(c)=c,
g(d)=d, 即
k-
1
2c
2-c =c,
k-
1
2d
2-d =d,
得x
2-2(2k-
1)x+2k2 =0在(-∞,0]上的根为c
和d,则满足
Δ = [-2(2k-1)]2-4×2k2 >0,
c+d =2(2k-1)<0,
c·d =2k2 ≥0,
k≥0,
即
k>1+
2
2
或k<1-
2
2
,
k<
1
2
,
k≥0,
解得0≤k<1-
2
2.
2.2 函数的单调性与最值
必备知识回顾
知识梳理
1.(1)f(x1)<f(x2) 单调递增 单调
递增 f(x1)>f(x2) 单调递减
单调递减 上升的 下降的
(2)单调递增 单调递减 区间I
2.f(x)≤M f(x0)=M f(x)≥M
f(x0)= M
基础检测
1.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2.(3,+∞)
解析:∵函数y=f(x)在R上是增函
数,且f(2m)>f(-m+9),∴由函数
单调性的定义可知2m>-m+9,解得
m > 3,∴ 实 数 m 的 取 值 范 围 是
(3,+∞).
3.单调递增区间为(-1,2),(5,+∞),单
调递减区间为(-∞,-1),(2,5)
解析:y =|-x2+4x+5|=
-x2+4x+5,x ∈ [-1,5],
x2-4x-5,x ∈ (-∞,-1)∪
(5,+∞),
画出函数图象如下:
可 得 单 调 递 增 区 间 为 (- 1,2),
(5,+ ∞),单 调 递 减 区 间 为 (- ∞,
-1),(2,5).
4.B 因为y=
1
x-1
在区间[2,3]上单
调递 减,所 以ymin =
1
3-1=
1
2.
故
选B.
5.ABD 函数f(x)= -x
1
2 = - x 在
(0,+∞)上单调递减;f(x)=2-x =
1
2
x
在 (0,+ ∞)上 单 调 递 减;
f(x)=ln
|x|,当x>0时,f(x)=
ln
x 在(0,+∞)上单调递增;f(x)=
1
x2
在 (0,+ ∞)上 单 调 递 减. 故
选ABD.
关键能力提升
例1:(1)D 解法1(排除法):取x1 = -
1,x2 = 0, 对 于 A,f(x1) = 1,
f(x2)=0,所以 A不符合题意;对于
B,f(x1)=
3
2
,f(x2)=1,所以B不
符合题意;对于C,f(x1)=1,f(x2)=
0,所以C不符合题意.故选D.
解法2(图象法):如图,在坐标系中分
别画出A,B,C,D四个选项中函数的大
致图象,即可快速直观判断D符合题
意.故选D.
(2)[1,2]
解析:f(x)=
x2-2x,x ≥2,
-x2+2x,x <2. 画
出f(x)的大致图象(如图所示),由图
知f(x)的单调递减区间是[1,2].
-448-
参
考
答
案
对点训练1:(-∞,-1]和(0,1]
解析:f(x)=
-x2+2x+1,x≥0,
-x2-2x+1,x<0 ⇒
-(x-1)2+2,x ≥0,
-(x+1)2+2,x <0.
画出 函 数 图 象 如 图 所 示,可 知 函 数
f(x)的单调递增区间为(- ∞,-1]
和(0,1].
例2:证明:证法1:设x1,x2是区间(-∞,0)
上的任意两 个 实 数,且 x1 <x2.则
f(x1)-f(x2)= 2x1-
1
x1 - 2x2-
1
x2 =2(x1 -x2)+ 1x2 - 1x1 =
(x1-x2) 2+ 1x1x2 .由于x1<x2<
0,所以x1-x2<0,2+
1
x1x2
>0,因此
f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),
故f(x)在(-∞,0)上是增函数.
证法2:因为f(x)=2x -
1
x
,所以
f'(x)=2+
1
x2
.因为x∈(-∞,0),所以
f'(x)>0,即f(x)在(-∞,0)上是增
函数.
对点 训 练 2:证 明:设 x1,x2 是 区 间
[-1,+∞)上的任意两个实数,且x1<
x2,则f(x1)-f(x2)=2x21+4x1-
(2x22+4x2)=2(x1+x2)(x1-x2)+
4(x1-x2)=2(x1-x2)(x1+x2+2),
因为-1≤x1<x2,所以x1-x2<0,
x1+x2+2>0,
所以f(x1)-f(x2)<0,
即f(x1)<f(x2),
所 以 函 数 f(x)= 2x2 + 4x 在
[-1,+∞)上是增函数.
例3:(1)(-1,1)
解析:由 函 数 有 意 义 得 -x2 +2x +
3>0,解 得 -1<x <3.∵ 函 数
y = -x2+2x+3图象的对称轴为直
线x=1,∴y= -x2+2x+3在(-1,
1)上单调递增,在[1,3)上单调递减,
∴y =
1
-x2+2x+3
的 单 调 递 减
区间是(-1,1).
(2)1≤a≤2
解析:∵y =ln(f(x))在 12,+∞
上 单 调 递 增,且 函 数 y =ln
x 在
(0,+ ∞)上 单 调 递 增,∴f(x)=
ax2-x-a+2在
1
2
,+∞ 上单调
递增,且f(x)>0在
1
2
,+∞ 上恒
成 立.当a=0时,f(x)= -x+2在
1
2
,+∞ 上 单 调 递 减,不 符 合 题
意,故 a ≠ 0.当 a ≠ 0 时,可 得
a>0,
--
1
2a ≤
1
2
,
f
1
2 ≥0,
解得1≤a≤2.
对点训练3:[2,+∞)
解析:函数y=2x 在R上单调递增,而
函数f(x)=2x(x-a)在区间(0,1)上单
调递减,则 有 函 数y =x(x -a)=
x-
a
2
2
-
a2
4
在区间(0,1)上单调
递减,因此a
2 ≥1
,解得a≥2,所以a
的取值范围是[2,+∞).
例4:(1)a<c<b
解析:∵对任意x1,x2∈(-∞,0),均
有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0成
立,∴函数f(x)在区间(-∞,0)上单
调递减,
∵f(x)是偶函数,∴当x∈(0,+∞)
时,f(x)单调递增,
又f(x)=x
1
3 在(0,+∞)上单调递
增,∴1<e
1
3 <3
1
3,
又
0<ln
2<1,∴ln
2<e
1
3 <3
1
3,
∴f(3
1
3)>f(e
1
3)>f(ln
2),
即a<c<b.
(2)(- 5,-2)∪ (2,5)
解析:因为函数f(x)=ln
x+2x 在定
义域(0,+∞)上单调递增,且f(1)=
ln
1+2=2,所以由f(x2-4)<2得
f(x2-4)<f(1),所以0<x2-4<
1,解得- 5<x<-2或2<x< 5.
(3) 13
,2
3
解析:函数f(x)=
(3a-2)x+3a,x <1,
logax,x ≥1 在 R上单调
递 减, 则
3a-2<0,
0<a<1,
(3a-2)+3a≥0, 解 得
1
3 ≤a<
2
3
,即a∈
1
3
,2
3 .
对点训练4:(1)f(2.7)<f(e)<f(π)
解析:f(x)=2x-sin
x,因为cos
x∈
[-1,1],故f'(x)=2-cos
x >0,
所以f(x)在(0,+∞)上单调递增,
因为2.7<e< π,所 以 f(2.7)<
f(e)<f(π).
(2)12 ≤x <
2
3
解析:由题意得0≤2x-1<
1
3
,解得
1
2 ≤x <
2
3.
(3)a>1
解 析:由 题 设 可 得 f(x)= a2 +
a2-1
x-1
, 因 为 函 数 f(x) 在 区 间
(a,+∞)上单调递减,所以
1≤a,
a2-1>0, 故a>1.
例5:(1)-4 -7
解析:因为函数在[-3,-2]上单调递
增,所 以 函 数 的 最 大 值 为 f(-2)=
-4,函数的最小值为f(-3)= -7.
(2)1
解析:在同一直角坐标系中,作出函数
f(x),g(x)的图象,依题意,h(x)的
图象如图所示.易知点A(2,1)为图象
的 最 高 点,因 此 h(x)的 最 大 值 为
h(2)=1.
对点训练5:(1)f(x)=
2-x,x<
1
2
,
x+1,x≥
1
2
3
2
解析:因为|x+1|2-|x-2|2=6x-3,
当x≥
1
2
时,|x+1|2-|x-2|2=
6x-3≥0,则f(x)= max{|x +
1|,|x-2|}=|x+1|=x+1;
当x<
1
2
时,|x+1|2-|x-2|2=
6x-3<0,则f(x)=max{|x+1|,
|x-2|}=|x-2|=2-x.
所以f(x)=
2-x,x <
1
2
,
x+1,x ≥
1
2
,
故函数
f(x)在 -∞,
1
2 上 单 调 递 减,在
1
2
,+∞ 上单调递增,所以,函数f(x)
的最小值为f
1
2 = 12+1= 32.
(2)解:∵f(x)在
1
2
,4 上 是 增
函数,
∴f(x)max=f(4)=
1
a -
1
4 =
19
4
,解
得a=
1
5.
题目呈现:ABD 对于 A,当x >0时,
x+
1
x ≥2
(当且仅当x =1时取等
号),∴f(x)>1恒成立,∴1是f(x)
的一 个 下 界,故 A 正 确;对 于 B,
∵f'(x)=ln
x+1(x>0),∴当x∈
0,1e 时,f'(x)<0;当x∈ 1e,+∞
时,f'(x)>0,∴f(x)在 0,
1
e 上 单
调递 减,在 1
e
,+∞ 上 单 调 递 增,
∴f(x)≥f
1
e = -1e,∴f(x)有
下界,又当x 越来越大时,f(x)趋向
于 + ∞,∴f(x)无 上 界,综 上 所 述,
f(x)=xln
x 有下界,无上界,故B正
-449-
hhh
确;对于C,∵x2>0,ex >0,∴
ex
x2
>
0,∴f(x)有 下 界,故 C 错 误;对 于
D,∵sin
x ∈ [-1,1],∴ -
1
x2+1
≤
sin
x
x2+1
≤
1
x2+1
,又 -1
x2+1
≥-1,
1
x2+1
≤1,∴ -1<
sin
x
x2+1
< 1,
∴f(x)既有上界又有下界,故D正确.
故选ABD.
素养检测:AD 对 于 A, x
x2+1
=
|x|
x2+1
,当x =0时,|
x|
x2+1
=0,当
x ≠0时,|
x|
x2+1
=
1
|x|+
1
|x|
≤
1
2 |x|·
1
|x|
=
1
2
,当且仅当|x|=
1
|x|
,即x = ±1时等号成立,即对于
任意x∈R,0≤
x
x2+1
≤
1
2
,所以
存在常数M >0,使得|f(x)|≤M 成
立,故y=
x
x2+1
为有界函数;对于B,
当x ∈R时,由指数函数的性质可知
y =2x 可 以 无 穷 大,所 以 对 于 任 意
x ∈ R,不 存 在 常 数 M >0,使 得
|f(x)|≤M 成立,故y=2x 不为有
界函数;对于C,当x∈R时,由指数函
数的性质可知y =2x 可以无穷大,所
以y =16-2x 可以无穷小,所以不存
在常数 M >0,使得|f(x)|≤M 成
立,故y=16-2x 不为有界函数;对于
D,当x ∈R时,0≤x-[x]<1,则
0≤|x - [x]|<1,所 以 存 在 常 数
M >0,使得|f(x)|≤ M 成立,故
y =x-[x]为有界函数.故选AD.
2.3 函数的奇偶性、
周期性、对称性
必备知识回顾
知识梳理
1.f(-x)=f(x) f(-x)= -f(x)
y 轴 原点
2.(1)f(x+T)=f(x)
(2)正数 正数 最小正周期
基础检测
1.(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)×
2.0
解析:因为f(x)是偶函数,函数的定
义域关于原点对称,所以a+2b=0.
3.-2
解析:f(1)=1×2=2,又f(x)为奇
函数,所以f(-1)= -f(1)= -2.
4.0 14
解析:f(5)=f(1+2×2)=f(1)=
0,f
9
2 =f 12+2×2 =f 12 =
1
4.
5.ABD 依题意知∀x∈R,f(x)+g(x)=
g(2-x),即有f(2-x)+g(2-x)=
g(x),两式相加整理得f(x)+f(2-
x)=0,因此f(x)的图象关于点(1,
0)对称,B正确;由f(x +2)为偶函
数,得f(-x+2)=f(x+2),于是
f(x+2)= -f(x),有f(x+4)=
-f(x+2)=f(x),因此函数f(x)
的周期为4,8是函数f(x)的一个周
期,D正确;由f(x)+f(2-x)=0,
得f(-x)+f(2+x)=0,而f(x+
2)= -f(x),因此f(-x)=f(x),
f(x)为偶函数,A正确;由当x∈[0,
1)时,f(x)=x,得f(4)=f(0)=0,
而 f(1)= 0,f(2)= -f(0)= 0,
f(3)=-f(1)=0,即有f(1)+f(2)+
f(3)+f(4)=0,∑
2
023
k=1
f(k)=505[f(1)+
f(2)+f(3)+f(4)]+f(1)+f(2)+
f(3)=0,C错误.故选ABD.
关键能力提升
例1:解:(1)原函数的定义域为{x|x ≠
0},关于原点对称,并且对于定义域内
的任意一个x都有f(-x)=(-x)3-
1
-x = -
x3-
1
x = -f(x),从而
函数f(x)为奇函数.
(2)由 4-x
2 >0,
|x-2|+|x+4|≠0,
得-2<x<2,即函数f(x)的定义域
是{x|-2<x <2},关于原点对称.
因 此 f(x)=
lg(4-x2)
(2-x)+(x+4)=
1
6lg
(4-x2),所以f(-x)=f(x),
因此函数f(x)是偶函数.
(3)f(x)的定义域为{-1,1},关于原点
对称.又f(-1)=f(1)=0,f(-1)=
-f(1)=0,所以f(x)既是奇函数又
是偶函数.
(4)如图,作出函数f(x)的图象,由奇
函数的图象关于原点对称的特征知函
数f(x)为奇函数.
对点训练1:B 因为f(x)=
1-x
1+x
,所
以f(x-1)=
1-(x-1)
1+(x-1)=
2-x
x
,
f(x+1)=
1-(x+1)
1+(x+1)=
-x
x+2
.
对 于 A,F(x)= f(x -1)-1 =
2-x
x -1=
2-2x
x
,定义域关于原点
对称,但不满足F(x)= -F(-x);对
于B,G(x)=f(x-1)+1=
2-x
x +
1=
2
x
,定义域关于原点对称,且满足
G(x)= -G(-x);对于C,f(x+1)-
1= -
x
x+2-
1= -
x-x-2
x+2 =
-
2x+2
x+2
,定义域不关于原点对称;对
于D,f(x +1)+1= -
x
x+2+
1=
-x+x+2
x+2 =
2
x+2
,定义域不关于
原点对称.故选B.
例2:(1)C 根 据 题 意 得 f(-6)=
-f(6)=1-log2(6+2)=1-3=
-2.故选C.
(2)1
解析:因为f(x)=x3(a·2x-2-x)的定
义域为R,且是偶函数,所以f(-x)=
f(x)对任 意 的x ∈ R 恒 成 立,所 以
(-x)3(a·2-x -2x)=x3(a·2x -
2-x)对 任 意 的 x ∈ R 恒 成 立,所 以
x3(a-1)(2x +2-x)=0对 任 意 的
x ∈R恒成立,所以a=1.
对点训练2:(1)0
解析:因为f(x)为偶函数,则f(1)=
f(-1),∴(1+a)ln
1
3 =
(-1+a)ln
3,
解得a=0,当a=0时,f(x)=
xln2x-12x+1
,(2x-1)(2x+1)>0,解
得x>
1
2
或x<-
1
2
,则其定义域为
x x<-
1
2
或x>
1
2 ,关 于 原 点
对称.f(-x)= (-x)ln
2(-x)-1
2(-x)+1=
(-x)ln
2x+1
2x-1=
(-x)ln
2x-1
2x+1
-1
=
xln2x-12x+1=f
(x),故此时f(x)为
偶函数.
(2)2
解析:因为f(x)=
xex
eax -1
为偶函数,
则 f(x)- f(- x) =
xex
eax -1
-
(-x)e-x
e-ax -1
=
x[ex -e(a-1)x]
eax -1
=0,又因
为x≠0,可得ex-e(a-1)x =0,即ex =
e(a-1)x,则x= (a-1)x,即1=a-1,
解得a=2.
例3: (1)B 因 为 函 数 f(x) 满 足
f(x) = -f(x+4), 即 f(x +
4)= -f(x),则f(x+8)= -f(x+
4)=f(x),所以函数f(x)是周期函
数,周期为8,所以f(2
023)=f(252×
8+7)=f(7)= -f(3)= -3.
(2)BCD 因为f(x)= -f x+
3
2 ,
所 以 f x+
3
2 =-f x + 32 +
3
2 = -f(x +3),所 以 f(x)=
f(x+3),所以f(x)是周期为3的周
期函数,所以C正确;因为f(-1)=
1,f(0)=-2,所以f(2)=f(-1)=
-450-