内容正文:
专题3.2 函数的性质
(单调性、奇偶性、周期性、对称性)
【考纲要求】 1
【考向预测】 1
【知识导图】 2
【知识清单】 2
【考点分类剖析】 5
考点一: 求函数单调区间 5
考点二:由单调性解不等式 7
考点三:由奇偶性求参数值 7
考点四:由奇偶性求解析式 8
考点五:由奇偶性解不等式 8
考点六:由周期性求函数值 9
考点七:由对称性求函数问题 10
考点八:函数的性质综合问题 11
【考纲要求】
1. 理解函数单调性的定义,并会判断单调性及求单调区间.
2. 理解函数奇偶性的定义,会利用奇偶性求函数问题.
3. 理解函数周期性和对称性的定义,会利用周期性和对称性求函数问题.
【考向预测】
1.求函数的单调区间及利用单调性解不等式
2.利用奇偶性求值、求解析式、解不等式
3.利用周期性及对称性求函数问题
【知识导图】
【知识清单】
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I,如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2
当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数
当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数
图象描述
自左向右看图象是上升的
自左向右看图象是下降的
(2)单调区间的定义
如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.
(3)函数的最值
前提
设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足
条件
(1)对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;
(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M
(3)对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;
(4)存在x0∈I,使得f(x0)=M
结论
M为最大值
M为最小值
2. 单调性的常见运算
(1) 单调性的运算
①增函数(↗)增函数(↗)增函数↗
②减函数(↘)减函数(↘)减函数↘
③为↗,则为↘,为↘
④增函数(↗)减函数(↘)增函数↗
⑤减函数(↘)增函数(↗)减函数↘
⑥增函数(↗)减函数(↘)未知(导数)
(2) 复合函数的单调性
3. 奇偶性
①具有奇偶性的函数定义域关于原点对称(大前提)
②奇偶性的定义:
奇函数:,图象关于原点对称
偶函数:,图象关于轴对称
③奇偶性的运算
4. 周期性(差为常数有周期)(拓展)
①若,则的周期为:
②若,则的周期为:
③若,则的周期为:(周期扩倍问题)
④若,则的周期为:(周期扩倍问题)
5. 对称性(和为常数有对称轴)(拓展)
轴对称
①若,则的对称轴为
②若,则的对称轴为
点对称
①若,则的对称中心为
②若,则的对称中心为
6. 周期性对称性综合问题(拓展)
①若,,其中,则的周期为:
②若,,其中,则的周期为:
③若,,其中,则的周期为:
7. 奇偶性对称性综合问题(拓展)
①已知为偶函数,为奇函数,则的周期为:
②已知为奇函数,为偶函数,则的周期为:
【考点分类剖析】
考点一: 求函数单调区间
例1.定义在区间上的函数的图象如图所示,则的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【变式探究】已知函数的图像如图所示,则函数的单调递增区间是 .
例2.函数y=的单调递减区间为( )
A.(-∞,+∞)
B.(0,+∞)
C.(-∞,0)∪(0,+∞)
D.(-∞,0),(0,+∞)
【变式探究】函数的单调递增区间是( )
A. B.
C. D.
例3.函数在( )
A.上是增函数 B.上是减函数
C.和上是增函数 D.和上是减函数
【变式探究】下列关于函数的结论,正确的是( )
A.f(x)在(0,+∞)上单调递增
B.f(x)在(0,+∞)上单调递减
C.f(x)在(-∞,0]上单调递增
D.f(x)在(-∞,0]上单调递减
考点二:由单调性解不等式
例1.(多选)若函数在上为减函数,且,则实数的值可以是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式探究1】已知函数是定义在上的增函数,则满足的x的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式探究2】已知f(x)是定义在上的单调递增函数,且,则满足的x的取值范围是 .
考点三:由奇偶性求参数值
例1.已知奇函数的定义域为,则实数 .
例2.已知函数为奇函数,则( )
A.2 B.1
C.0 D.
【变式探究】若为偶函数,则( )
A.0 B.5 C.7 D.9
例3.已知函数是定义在上的偶函数,当时,,若,则( )
A.1 B.3
C. D.
【变式探究】已知是偶函数,且时,,若,则的值是 .
考点四:由奇偶性求解析式
例1.函数为偶函数,当时,,则时, .
【变式探究】已知函数为偶函数,且时,,则 .
例2.已知函数是定义域为R的奇函数,且当时,,则当时,( )
A. B.
C. D.
【变式探究】已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则当时, .
考点五:由奇偶性解不等式
例1.已知是定义在上的偶函数,在上是减函数,且,则使的的范围是( )
A. B. C. D.
【变式探究】函数是R上的偶函数,且在上是增函数,若,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
例2.已知奇函数是定义在区间上的增函数,且,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式探究】若函数是定义在R上单调递增的奇函数,且,则使得成立的x的取值范围为( )
A. B. C. D.
例3.已知偶函数,则满足的实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
考点六:由周期性求函数值
例1.已知是定义在R上的周期为2的偶函数,当时,,则 .
【变式探究】设是定义在上周期为2的奇函数,当时,,则( )
A. B. C. D.
例2.已知定义在R上的奇函数满足,则等于( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
【变式探究】已知函数满足,当时,,则( )
A. B. C. D.
例3.已知函数对于任意实数满足条件,若,则( )
A. B. C. D.4
考点七:由对称性求函数问题
例1.若函数是奇函数,则函数的图象的对称中心是( )
A. B. C. D.
【变式探究1】已知函数,则函数的图象的对称中心的坐标为( )
A. B. C. D.
【变式探究2】下列函数中,其图象与函数 的图象关于直线 对称的是( )
A. B.
C. D.
例2.若函数是定义在上的奇函数,,则( )
A.2 B.0 C.60 D.62
【变式探究】已知函数,则( )
A. B. C.0 D.8100
考点八:函数的性质综合问题
例1.已知是定义域为的奇函数,满足,若,则( )
A. B. C. D.
【变式探究】定义在上的函数满足,且,有,且,,则不等式的解集为( ).
A. B. C. D.
例2.(多选)函数满足:对任意实数x,y都有,且当时,,则( )
A. B.关于对称 C. D.为减函数
【变式探究】(多选)定义在上的函数满足:对任意的,则下列结论一定正确的有( )
A. B.
C.为上的增函数 D.为奇函数
例3.已知函数的定义域为R,且为奇函数,其图象关于直线对称.当时,,则 .
【变式探究】已知定义在R上的函数满足对任意实数都有,成立,若,则 .
3
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题3.2 函数的性质
(单调性、奇偶性、周期性、对称性)
【考纲要求】 1
【考向预测】 1
【知识导图】 2
【知识清单】 2
【考点分类剖析】 5
考点一: 求函数单调区间 5
考点二:由单调性解不等式 8
考点三:由奇偶性求参数值 9
考点四:由奇偶性求解析式 11
考点五:由奇偶性解不等式 12
考点六:由周期性求函数值 15
考点七:由对称性求函数问题 17
考点八:函数的性质综合问题 19
【考纲要求】
1. 理解函数单调性的定义,并会判断单调性及求单调区间.
2. 理解函数奇偶性的定义,会利用奇偶性求函数问题.
3. 理解函数周期性和对称性的定义,会利用周期性和对称性求函数问题.
【考向预测】
1.求函数的单调区间及利用单调性解不等式
2.利用奇偶性求值、求解析式、解不等式
3.利用周期性及对称性求函数问题
【知识导图】
【知识清单】
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I,如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2
当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数
当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数
图象描述
自左向右看图象是上升的
自左向右看图象是下降的
(2)单调区间的定义
如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.
(3)函数的最值
前提
设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足
条件
(1)对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;
(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M
(3)对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;
(4)存在x0∈I,使得f(x0)=M
结论
M为最大值
M为最小值
2. 单调性的常见运算
(1) 单调性的运算
①增函数(↗)增函数(↗)增函数↗
②减函数(↘)减函数(↘)减函数↘
③为↗,则为↘,为↘
④增函数(↗)减函数(↘)增函数↗
⑤减函数(↘)增函数(↗)减函数↘
⑥增函数(↗)减函数(↘)未知(导数)
(2) 复合函数的单调性
3. 奇偶性
①具有奇偶性的函数定义域关于原点对称(大前提)
②奇偶性的定义:
奇函数:,图象关于原点对称
偶函数:,图象关于轴对称
③奇偶性的运算
4. 周期性(差为常数有周期)(拓展)
①若,则的周期为:
②若,则的周期为:
③若,则的周期为:(周期扩倍问题)
④若,则的周期为:(周期扩倍问题)
5. 对称性(和为常数有对称轴)(拓展)
轴对称
①若,则的对称轴为
②若,则的对称轴为
点对称
①若,则的对称中心为
②若,则的对称中心为
6. 周期性对称性综合问题(拓展)
①若,,其中,则的周期为:
②若,,其中,则的周期为:
③若,,其中,则的周期为:
7. 奇偶性对称性综合问题(拓展)
①已知为偶函数,为奇函数,则的周期为:
②已知为奇函数,为偶函数,则的周期为:
【考点分类剖析】
考点一: 求函数单调区间
例1.定义在区间上的函数的图象如图所示,则的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数图象直接确定单调递减区间即可.
【详解】由题图知:在上的单调递减,在上的单调递增,
所以的单调递减区间为.
故选:B
【变式探究】已知函数的图像如图所示,则函数的单调递增区间是 .
【答案】(开闭均可)
【分析】根据根据函数图象即可得解.
【详解】由函数图象可知,
函数的单调递增区间是.
故答案为:.(开闭均可)
例2.函数y=的单调递减区间为( )
A.(-∞,+∞)
B.(0,+∞)
C.(-∞,0)∪(0,+∞)
D.(-∞,0),(0,+∞)
【答案】D
【分析】由反比例函数的性质即可求解.
【详解】由反比例函数的性质可得函数的单调递减区间为(-∞,0),(0,+∞).
故选:D.
【变式探究】函数的单调递增区间是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】直接由二次函数的单调性求解即可.
【详解】由知,函数为开口向上,对称轴为的二次函数,则单调递增区间是.
故选:B.
例3.函数在( )
A.上是增函数 B.上是减函数
C.和上是增函数 D.和上是减函数
【答案】C
【分析】分离常数,作出函数图象,观察即可得出结果.
【详解】,
函数的定义域为,
其图象如下:
由图象可得函数在和上是增函数.
故选:C
【变式探究】下列关于函数的结论,正确的是( )
A.f(x)在(0,+∞)上单调递增
B.f(x)在(0,+∞)上单调递减
C.f(x)在(-∞,0]上单调递增
D.f(x)在(-∞,0]上单调递减
【答案】D
【解析】先将函数化为,可得函数的单调区间,从而得出答案.
【详解】由题意可得,
作出函数f(x)的图像如图所示,
由图可知,函数f(x)在(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增
故选:D.
考点二:由单调性解不等式
例1.(多选)若函数在上为减函数,且,则实数的值可以是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】AB
【分析】根据题意, 由不等式的性质可得 , 解可得 的取值范围, 分析选项可得答案.
【详解】根据题意, 函数在上为减函数, 且 ,
则有 , 解得 ,
所以选项A ,B正确, 选项C ,D错误.
故选: A B.
【变式探究1】已知函数是定义在上的增函数,则满足的x的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用函数的定义域及单调性计算即可.
【详解】由题意可知,解不等式得.
故选:D
【变式探究2】已知f(x)是定义在上的单调递增函数,且,则满足的x的取值范围是 .
【答案】x<
【分析】将不等式化为,再根据函数的单调性可解得结果.
【详解】因为,所以和化为,
又因为f(x)是定义在上的单调递增函数,
所以,解得.
故答案为:.
考点三:由奇偶性求参数值
例1.已知奇函数的定义域为,则实数 .
【答案】
【分析】根据函数的奇偶性列方程来求得的值.
【详解】由于是奇函数,所以.
故答案为:
例2.已知函数为奇函数,则( )
A.2 B.1
C.0 D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用奇函数的定义列式计算即得.
【详解】函数的定义域为R,由函数为奇函数,得,
即,
所以.
故选:B
【变式探究】若为偶函数,则( )
A.0 B.5 C.7 D.9
【答案】C
【分析】求出的表达式,根据偶函数定义即可求出的值.
【详解】由题意,
为偶函数,
∴,,
∴,解得:,
故选:C.
例3.已知函数是定义在上的偶函数,当时,,若,则( )
A.1 B.3
C. D.
【答案】D
【分析】由偶函数的性质得列式求解.
【详解】因为函数是定义在上的偶函数,
所以,解得.
故选:D
【变式探究】已知是偶函数,且时,,若,则的值是 .
【答案】6
【分析】根据题意,由函数的奇偶性解析式分析可得,解可得,即可得函数在的解析式,据此结合函数的奇偶性分析可得答案.
【详解】根据题意,是偶函数,且时,,
,则,则,
则有时,,则,
又由是偶函数,则;
故答案为:6.
考点四:由奇偶性求解析式
例1.函数为偶函数,当时,,则时, .
【答案】
【分析】由,可得,根题意得到,代入化简,即可求解.
【详解】由,可得,
因为函数为偶函数,且当时,,
所以,
即时,.
故答案为:.
【变式探究】已知函数为偶函数,且时,,则 .
【答案】2
【分析】先求,再根据偶函数求
【详解】因为时,,所以
因为函数为偶函数,所以
故答案为:2
【点睛】本题考查根据偶函数性质求函数值。考查基本分析求解能力,属基础题.
例2.已知函数是定义域为R的奇函数,且当时,,则当时,( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据函数的奇偶性求解的解析式.
【详解】因为函数是定义域为R的奇函数,
当时,,
所以,
故选:C
【变式探究】已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则当时, .
【答案】
【分析】
利用奇函数的性质可求时的解析式.
【详解】
当时,,
因为函数是定义在上的奇函数,
故.
故答案为:.
考点五:由奇偶性解不等式
例1.已知是定义在上的偶函数,在上是减函数,且,则使的的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据函数的单调性和奇偶性化简不等式,由此求得正确答案.
【详解】依题意,是定义在上的偶函数,
上递减;上递增.
,
不等式,所以.
故选:D
【变式探究】函数是R上的偶函数,且在上是增函数,若,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
【答案】C
【分析】根据函数的单调性求解.
【详解】解:是R上的偶函数,且在上是增函数
在是减函数,, , ;
故选:C.
例2.已知奇函数是定义在区间上的增函数,且,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数的单调性、奇偶性、定义域化简不等式,从而求得的取值范围.
【详解】依题意奇函数是定义在区间上的增函数,
,
.
故选:B
【变式探究】若函数是定义在R上单调递增的奇函数,且,则使得成立的x的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据奇函数的性质,结合单调性进行求解即可.
【详解】因为函数是奇函数,所以,
由可得,即,
又因为函数是定义在R上单调递增函数,
所以.
故选:D
例3.已知偶函数,则满足的实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】得到时,单调递增,结合奇偶性,得到,求出实数的取值范围.
【详解】当时,单调递增,
又为偶函数,
故,
所以,解得:.
故选:C
考点六:由周期性求函数值
例1.已知是定义在R上的周期为2的偶函数,当时,,则 .
【答案】.
【分析】利用函数的周期性和奇偶性得,由此能求出结果.
【详解】由题可知:
又当时,
所以
故
故答案为:
【点睛】本题考查函数值的求法,考查函数的周期性和奇偶性等基础知识,考查运算求解能力,属基础题.
【变式探究】设是定义在上周期为2的奇函数,当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据函数奇偶性与周期性,得到,再由已知区间对应的解析式,即可得出结果.
【详解】因为是定义在上周期为2的奇函数,
所以,
又当时,,
所以.
故选:C.
【点睛】本题主要考查由函数奇偶性与周期性求函数值,属于基础题型.
例2.已知定义在R上的奇函数满足,则等于( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
【答案】B
【分析】由函数奇偶性和周期性即可求解.
【详解】因为是定义在R上的奇函数,
所以,
又,
所以是周期为2的周期函数,
所以.
故选:B
【变式探究】已知函数满足,当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】探求函数的周期性,利用函数解析式求值.
【详解】因为,
所以.
故选:C
例3.已知函数对于任意实数满足条件,若,则( )
A. B. C. D.4
【答案】D
【分析】根据函数关系计算得出函数周期为4,再结合已知求得,从而得解.
【详解】因为,
所以,则周期为4,
又因为,所以,
所以.
故选:D.
考点七:由对称性求函数问题
例1.若函数是奇函数,则函数的图象的对称中心是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由函数是奇函数可知关于对称,再由函数的平移关系可得出答案.
【详解】因为函数是奇函数,所以关于对称,
函数向右平移一个单位得到函数的图象,
所以函数关于对称,
函数向上平移一个单位得到函数的图象,
所以函数的图象关于对称.
故选:B.
【变式探究1】已知函数,则函数的图象的对称中心的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】化简即可得对称中心.
【详解】因为,
所以函数的图象关于点对称.
故选:C
【变式探究2】下列函数中,其图象与函数 的图象关于直线 对称的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据直线对称的性质,结合中点坐标公式进行求解即可.
【详解】设函数的图象为曲线,该曲线关于对称的曲线为,
设曲线上任意一点的坐标为,则有,
该点关于直线对称点的坐标为,
因此有,代入中,
得,
故选:C
例2.若函数是定义在上的奇函数,,则( )
A.2 B.0 C.60 D.62
【答案】A
【分析】根据题意得出函数的周期性、对称性,进一步得出即可得解.
【详解】由题意,所以的周期为4,
且关于直线对称,
而,
所以.
故选:A.
【变式探究】已知函数,则( )
A. B. C.0 D.8100
【答案】A
【分析】首先得出关于中心对称,然后即可利用这一性质求解.
【详解】,
所以,即关于中心对称,
所以.
故选:A.
考点八:函数的性质综合问题
例1.已知是定义域为的奇函数,满足,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据已知抽象函数式,赋值得到是以为周期的周期函数,即可求解.
【详解】因为是定义域为的奇函数,所以,
又,所以,
则,即,
所以,则是以为周期的周期函数,
因为,,
所以,,,
则,
所以.
故选:A
【变式探究】定义在上的函数满足,且,有,且,,则不等式的解集为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据以及求出,再根据函数的单调性以及定义域即可求解.
【详解】解:
,
即,
,
,可转化为:,
即,
即,
满足,且,有,
在上单调递增,
即 ,
解得:,
即不等式的解集为:.
故选:C.
例2.(多选)函数满足:对任意实数x,y都有,且当时,,则( )
A. B.关于对称 C. D.为减函数
【答案】ABC
【分析】利用赋值法,结合函数单调性的定义、对称性的性质逐一判断即可.
【详解】由对于任意实数,
令,则,即,故A正确;
令,则,即,故B正确;
令,,则,
即,故C正确;
对于任意,则设,当时,,
则,即,
所以单调递增,故D错误.
故选:ABC
【变式探究】(多选)定义在上的函数满足:对任意的,则下列结论一定正确的有( )
A. B.
C.为上的增函数 D.为奇函数
【答案】ABD
【分析】对于A:令,结合题意运算求解;对于D:令,根据题意结合奇函数的定义分析判断;对于B:根据奇函数的定义分析判断;对于C:举反例分析判断.
【详解】因为对任意的,
对于选项A:令,则,解得,故A正确;
对于选项C:令,则,可得,
且的定义域为,所以为奇函数,故D正确;
对于选项B:因为为奇函数,
所以,故B正确;
对于选项C:例如满足题意,但为常函数,不具有单调性,故C错误;
故选:ABD.
例3.已知函数的定义域为R,且为奇函数,其图象关于直线对称.当时,,则 .
【答案】3
【分析】根据奇函数以及关于直线对称可以推导出周期,再用周期进行化简然后求值.
【详解】∵的图象关于直线对称,∴,
又为奇函数,∴,
故,
则,
∴函数的周期,
又∵,
∴.
故答案为:3.
【变式探究】已知定义在R上的函数满足对任意实数都有,成立,若,则 .
【答案】
【分析】由可得函数的对称性,再对中的进行赋值,依次得到,,,,即可求出.
【详解】由可得函数图象关于直线对称,
因,故,在中,令,代入可得,
再令,代入可得,再令,代入可得,,
故令,代入可得,故.
故答案为:.
3
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$