内容正文:
一、单选题
1.设函数f(x)=,则f(f(-2))=( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:D [分析:先求出f(-2)的值,再求f(f(-2))即可.
因为f(-2)=-2=9,
所以f(f(-2))=f(9)=log2(9-1)=3.]
2.(2024·全国甲卷)函数f(x)=-x2+(ex-e-x)sin x在区间[-2.8,2.8]的大致图象为( )
解析:B [令f(x)=-x2+(ex-e-x)sin x,
则f(-x)=-(-x)2+(e-x-ex)sin(-x)
=-x2+(ex-e-x)sin x=f(x)
∴y=f(x)为偶函数,排除A,C;
故排除D,B正确.]
3.若函数f(x)=ax+ln(ex+1)是偶函数(e是自然对数的底数),则实数a的值为( )
A. B.-
C. D.-
解析:B [分析:根据偶函数的定义,得出-ax+ln(e-x+1)=ax+ln(ex+1),利用对数的运算性质整理成(2a+1)x=0,分析即得.
依题意,f(-x)=f(x),即-ax+ln(e-x+1)=ax+ln(ex+1),
整理得:2ax+ln=0,即2ax+ln ex=0,则有(2a+1)x=0,
因x不恒为0,故必有2a+1=0,解得,a=-.]
4.已知函数f(x)=的值域为R,则实数a的取值范围为( )
A.(2,3] B.(1,2]
C.(1,3] D.[2,+∞)
解析:B [分析:先求解y=log2x,x≥2的值域,结合f(x)的值域为R,分析u=(a-1)x+5-3a,x<2的单调性、值域即可.
因为函数y=log2x在[2,+∞)上单调递增,
故y≥log22=1,
又因为f(x)的值域为R,
则u=(a-1)x+5-3a(x<2)需满足,
,解得1<a≤2.]
5.下列函数中既是奇函数,又在(0,+∞)上单调递减的是( )
A.f(x)=2|x|
B.f(x)=x3
C.f(x)=-x
D.f(x)=
解析:C [分析:根据奇函数和单调性的定义,结合基本初等函数的图象逐项判断.
对于A:函数f(x)=2|x|的定义域为R,
又f(-x)=2|-x|=f(x),所以f(x)是偶函数,故A错误;
对于B:由幂函数f(x)=x3的性质可知,f(x)=x3在(0,+∞)上单调递增,故B错误;
对于C:函数f(x)=-x的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),又f(-x)=-(-x)=-f(x),所以f(x)是奇函数,又幂函数y=,y=-x都在(0,+∞)上单调递减,所以函数f(x)=-x在(0,+∞)上单调递减,故C正确;
对于D:因为对数函数y=ln x在(0,+∞)上单调递增,
所以函数f(x)=在(0,+∞)上单调递增,故D错误.]
6.已知函数f(x)=则f(x)图象上关于原点对称的点有( )
A.1对 B.2对
C.3对 D.4对
解析:C [分析:作出f(x)的图象,再作出函数y=x,x≥0关于原点对称的图象,进而数形结合判断即可.
作出f(x)的图象,再作出函数y=x,x≥0关于原点对称的图象如图所示.
因为函数y=x,x≥0关于原点对称的图象与y=-|x2+2x|,x<0,图象有三个交点,故f(x)图象上关于原点对称的点有3对.]
7.已知函数f(x)的定义域为R,且f(x+1)为偶函数,f(x+2)-1为奇函数.若f(1)=0,则f(k)=( )
A.23 B.24
C.25 D.26
解析:C [分析:根据函数奇偶性推出函数关于直线x=1对称和关于点(2,1)对称,则得到其周期,再计算其一个周期内的和,最后代入计算即可.
f(x+1)为偶函数,则f(x+1)=f(-x+1),则f(x)关于x=1对称,
f(x+2)-1为奇函数,
则f(-x+2)-1=-f(x+2)+1,
即f(-x+2)+f(x+2)=2,则关于点(2,1)对称,
则由其关于x=1对称有f(x)=f(-x+2),则f(x)+f(x+2)=2,
则f(x+2)+f(x+4)=2,作差有f(x)=f(x+4),
∴f(x)为周期函数,且周期为4,因为f(1)+f(3)=2,f(1)=0,则f(3)=2,
因为f(0)=f(2),f(0)+f(2)=2,则f(0)=f(2)=1,
f(4)=f(0)=1,则f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=4,
∴f(k)=24,f(k)=24+0+1=25.]
8.(2024·新课标全国Ⅱ卷)设函数f(x)=(x+a)ln(x+b),若f(x)≥0,则a2+b2的最小值为( )
A. B.
C. D.1
解析:C [当x<-a时,x+a<0,当x>-a时,x+a>0,当x<1-b时,ln(x+b)<0,当x>1-b时,ln(x+b)>0,所以要f(x)恒非负,必须-a=1-b,即b-a=1,
所以a2+b2=≥,
当a=-,b=时取等.]
二、多选题
9.下列说法正确的是( )
A.若f(2x-3)的定义域是[-2,3],则f(x+2)的定义域是[-4, 1]
B.若y=x2-2x-3的定义域为[0,m],值域为[-4,-3],则1≤m≤2
C.函数的值域为(-∞,2]
D.函数y=log2(x2-2x-3)的值域为R
解析:BD [分析:计算f(x+2)的定义域是[-9,1],A错误,根据单调性和最值得到B正确,函数的值域为(0,2],C错误,y=x2-2x-3在(-∞,-1)∪(3,+∞)上的值域(0,+∞),D正确,得到答案.
对选项A:f(2x-3)的定义域是[-2,3],则2x-3∈[-7,3],-7≤x+2≤3,解得-9≤x≤1,即f(x+2)的定义域是[-9,1],错误;
对选项B:y=x2-2x-3,函数在(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,当x=0或x=2时y=-3,当x=1时,y=-4,值域为[-4,-3],则1≤m≤2,正确;
对选项C:y=-x2+2x=-(x-1)2+1≤1,故函数的值域为(0,2],错误;
对选项D:y=x2-2x-3=(x-1)2-4≥-4,x2-2x-3>0,解得x>3或x<-1,值域为(0,+∞),故函数y=log2(x2-2x-3)的值域为R,正确.]
10.已知函数f(x)=,则( )
A.f(x)的最小正周期为π
B.f(x)的图象关于点(π,0)对称
C.不等式f(x)>x无解
D.f(x)的最大值为
解析:BD [分析:对于选项A:验证f(π+x)=f(x)是否成立即可判断;对于选项B:验证f(2π-x)=-f(x)是否成立即可判断;对于选项C:利用f(-π)=0>-π即可验证f(x)>x有解;对于选项D:利用二倍角公式,结合基本不等式即可判断.对于选项A:f(π+x)==≠f(x),∴π不是f(x)的周期,故A错误;对于选项B:f(2π-x)===-f(x),∴f(x)关于(π,0)对称,故B正确;对于选项C:f(-π)=0>-π,∴f(x)>x有解,故C错误;对于选项D:f(x)==,若sin x≤0,则f(x)≤0,若sin x>0,则f(x)=≤=,当且仅当2sin x=,即sin x=时,原式取等,故D正确.]
11.我们知道,函数y=f(x)的图象关于坐标原点成中心对称图形的充要条件是函数y=f(x)为奇函数.有同学发现可以将其推广为:函数y=f(x)的图象关于点P(a,b)成中心对称图形的充要条件是函数y=f(x+a)-b为奇函数.已知函数f(x)=,则下列结论正确的有( )
A.函数f(x)的值域为(0,2]
B.函数f(x)的图象关于点(1,1)成中心对称图形
C.函数f(x)的导函数f′(x)的图象关于直线x=1对称
D.若函数g(x)满足y=g(x+1)-1为奇函数,且其图象与函数f(x)的图象有2 024个交点,记为Ai(xi,yi)(i=1,2,…,2024),则 (xi+yi)=4048
解析:BCD [分析:借助指数函数的值域求解判断A;利用给定定义计算判断B;利用复合函数求导法则结合对称性判断C;利用中心对称的性质计算判断D.
对于A,显然f(x)的定义域为R,2x>0,则0<<2,即函数f(x)的值域为(0,2),A错误;
对于B,令h(x)=f(x+1)-1=-1=-1=,h(-x)===-h(x),
即函数y=f(x+1)-1是奇函数,因此函数f(x)的图象关于点(1,1)成中心对称图形,B正确;
对于C,由选项B知,f(-x+1)-1=-[f(x+1)-1],即f(1-x)+f(1+x)=2,
两边求导得-f′(1-x)+f′(1+x)=0,即f′(1-x)=f′(1+x),
因此函数f(x)的导函数f′(x)的图象关于直线x=1对称,C正确;
对于D,由函数g(x)满足y=g(x+1)-1为奇函数,得函数g(x)的图象关于点(1,1)成中心对称,
由选项B知,函数g(x)的图象与函数f(x)的图象有2024个交点关于点(1,1)对称,
因此 (xi+yi)=xi+yi=1012×2+1012×2=4048,D正确.]
三、填空题
12.已知函数f(x)=,
则f=________.
解析:分析:根据分段函数解析式结合自变量范围求解即可.
∵log3=-log316,32<16<33,
∴-3<log3<-2,∴f=
f=f=
f=3=.
答案:
13.已知b>0,函数f(x)=是奇函数,则a=________,b=________.
解析:分析:由f(0)=a+1=0,可求a,由f(x)=2(2b-1)x-2-x,结合奇函数可求b.
由f(0)=a+1=0,解得a=-1,所以f(x)==2(2b-1)x-2-x,
又因为函数f(x)为奇函数,所以f(x)=-f(x),
所以2(2b-1)x-2-x=-(2-(2b-1)x-2x),
所以(2(2b-1)x)2·2x-2(2b-1)x·(2x)2=2(2b-1)x-2x,
所以(2(2b-1)x·2x-1)(2(2b-1)x-2x)=0,
所以22bx-1=0或2(2b-1)x-2x=0,
所以2b=0或2b-1=1,解得b=1,b=0(舍去).
答案:-1 1
14.已知函数f(x),g(x)的定义域为R,g′(x)为g(x)的导函数,且f(x)+g′(x)-8=0,f(x-2)-g′(6-x)-8=0,若g(x)为偶函数,则f(n)=________.
解析:分析:先利用复合函数的导数与g(x)的奇偶性判断g′(x)的奇偶性,进而推得g′(x)与f(x)的周期性,再利用赋值法求得f(2),f(4),f(1)+f(3)的值,从而得解.
因为g(x)是偶函数,则g(-x)=g(x),
两边求导得-g′(-x)=g′(x),所以g′(x)是奇函数,故g′(0)=0,
由f(x)+g′(x)-8=0⇒f(x-2)+g′(x-2)-8=0⇒f(x-2)=8-g′(x-2),
代入f(x-2)-g′(6-x)-8=0,得8-g′(x-2)-g′(6-x)-8=0,
则g′(x-2)+g′(6-x)=0,所以g′(x+4)+g′(-x)=0,
又g′(x)是奇函数,所以g′(x+4)=-g′(-x)=g′(x),
所以g′(x)是周期函数,且周期为4,
又f(x)+g′(x)-8=0,可知f(x)也是以4为周期的周期函数,
令x=4,得f(4)+g′(4)-8=f(4)+g′(0)-8=0,故f(4)=8,
而g′(2)=g′(2-4)=g′(-2)=-g′(2),
所以g′(2)=0,
令x=2,得f(2)+g′(2)-8=0,则f(2)=8,
而f(1)+g′(1)-8=0,f(3)+g′(3)-8=0,
又g′(3)=g′(-1)=-g′(1),则f(1)+f(3)=16,
f(n)=506[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]+f(1)=506×(8+16+8)+8=16200.
答案:16200
点睛:函数的对称性与周期性:
(1)若f(x+a)+f(-x+b)=c,则函数f(x)关于中心对称;
(2)若f(x+a)=f(-x+b),则函数f(x)关于x=对称;
(3)若f(x+a)=f(x-a),则函数f(x)的周期为2a;
(4)若f(x+a)=-f(x),则函数f(x)的周期为2a.
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