内容正文:
【重难点突破】2024-2025学年高一上·人教A版必修第一册·专题突破
培优专题2 抽象函数的模型归纳
在解决抽象函数问题时,我们一定要熟悉最常见的一些基本初等函数的性质特征,再根据题目所给条件特征的吻合性,对照猜想符合条件的函数模型,应用所猜模型的性质去估计或验证所求结果.
这种典型的目标前置于具体函数的导入,虽然不符合数学命题的初衷,有投机取巧的嫌疑,但确实会极大地简化和优化我们的解题过程,成为解决此类问题的一大利器,从应试的角度来说,这种解法是值得参考的.
熟悉模型,并不是死记硬背,直接借用函数模型来解题,而是通过函数模型,理解模型中所涉及的性质与运算法则,提供解题思维突破口。 .
总览
题型解读
【题型1】抽象函数的赋值求值
【题型2】正比例函数模型(内加外加型):f(x+y)=f(x)+f(y)
【题型3】一次函数模型(有常数): f(x+y)=f(x)+f(y)+a
【题型4】指数函数模型(内加外乘型) : f(x+y)=f(x)f(y)
【题型5】对数函数模型(内乘外加型) :f(xy)=f(x)+f(y)
【题型6】幂函数模型(内乘外乘型): f(xy)=f(x)f(y)
【题型7】二次函数的抽象表达式:f(x+y)=f(x)+f(y)+2axy-c
【题型8】抽象函数奇偶性与对称性问题(看不出函数模型)
【题型9】抽象函数单调性与不等式问题(看不出函数模型)
【题型10】正弦或双曲正弦函数的抽象表达式
【题型11】余弦或双曲余弦函数的抽象表达式
【题型12】正切型函数的抽象表达式
【题型13】三次函数模型
【题型14】正余弦函数辅助角型
【题型15】其它函数的抽象表达式
题型汇编
知识梳理与常考题型
【题型1】抽象函数的赋值求值
赋值法是求解抽象函数问题最基本的方法,一般有以下几种:
1、……-2,-1,0,1,2……等特殊值代入求解
【例1】已知函数满足,则下列结论中正确的是( )
A. B. C. D.
【例2】(23-24高一上·山东·阶段练习)已知函数的定义域为R,若对任意实数x,y都成立,则 ; .
【例3】已知定义在上的函数满足,则的值为( )
A. B. C. D.
【巩固练习1】(23-24高一上·福建龙岩·期末)已知是定义在上且不恒为零的函数,对于任意实数,满足,若,则 .
【巩固练习2】(23-24高一上·吉林·期末)已知函数对任意,恒有,且,则( )
A. B. C. D.
【巩固练习3】已知函数的定义域为,且,,则的值是( )
A.9 B.10 C.11 D.12
【巩固练习4】已知定义域为的函数,满足 ,且,,则________.
【巩固练习5】已知对所有的非负整数均有
,若,则______.
【题型2】正比例函数模型(内加外加型):f(x+y)=f(x)+f(y)
正比例函数的抽象表达式
1、对于正比例函数 ,与其对应的抽象函数为 .
2、有以下性质
①
②奇函数证明:令,则
③可能具有单调性(结合其他条件)
3、相似的模型
【例1】(多选题)(23-24高一上·浙江金华·阶段练习)定义在上的函数满足,则下列说法正确的是( )
A. B.
C.为奇函数 D.在区间上有最大值
【例2】(多选题)(23-24高一上·安徽淮南·阶段练习)已知函数满足,则( )
A. B.
C. D.
【例3】(23-24高一上·福建福州·阶段练习)已知函数对任意实数恒有,且当时,,又.
(1)判断的奇偶性;(2)判断在上的单调性,并证明你的结论;
(3)当时,恒成立,求实数的取值范围.
【巩固练习1】已知是定义在R上的函数,且对任意实数, .
(1)若,求,的值.
(2)若时恒有,试判断函数单调性,并说明理由.
【巩固练习2】(多选)已知函数满足,则( )
A. B.
C. D.
【巩固练习3】(多选)定义域为的函数满足,,且时,,则( )
A.为奇函数 B.在单调递增
C. D.不等式的解集为
【巩固练习4】(多选题)(23-24高一上·江苏无锡)定义在上的函数满足,当时,,则下列说法正确的是( )
A.在上单调递减 B.复合函数为偶函数
C.复合函数为偶函数 D.当,不等式的解集为
【题型3】一次函数模型(有常数): f(x+y)=f(x)+f(y)+a
一次函数的抽象表达式
(1) 对于一次函数 ,与其对应的抽象函数为 .
(2) 对于一次函数 ,与其对应的抽象函数为 .
【例1】已知函数的定义域为,,则( )
A. B.函数是奇函数
C.若,则 D.函数在单调递减
【例2】(多选)若定义在R上的函数满足,且当时,,则( )
A.
B.为奇函数
C.在上是减函数
D.若,则不等式的解集为
【例3】已知函数对任意,,满足条件,且当时,,,则不等式的解集为 .
【例4】已知函数对,都有,若在上存在最大值M和最小值m,则( )
A.8 B.4 C.2 D.0
【巩固练习1】已知函数的定义域为R,且,若,则下列说法正确的是( )
A. B.有最大值
C. D.函数是奇函数
【巩固练习2】(多选)设函数满足:对任意实数、都有,且当时,.设.则下列命题正确的是( )
A. B.函数有对称中心
C.函数为奇函数 D.函数为减函数
【巩固练习3】(多选)若定义在R上的函数满足,且当时,,则( )
A.
B.为奇函数
C.在上是减函数
D.若,则不等式的解集为
【巩固练习4】(2023-2024学年重庆一中高一阶段测)(多选)已知定义在区间上的函数满足:对任意均有;当时,.则下列说法正确的是( )
A. B.在定义域上单调递减
C.是奇函数 D.若,则不等式的解集为
【题型4】指数函数模型(内加外乘型) : f(x+y)=f(x)f(y)
指数函数的抽象表达式
对于指数函数 ,与其对应的抽象函数为 或 ,且.
1、两个式子之间的关联:
2、单调性判断:先得出,再比较和1(即)的大小关系
3、模型补充:
(1);(2)
【例1】已知函数的定义域为,对任意,都满足,且.当时,,且.
(1)求,的值;
(2)用函数单调性的定义证明在上单调递增;
(3)若对任意的,恒成立,求实数a的取值范围.
【例2】已知函数满足,,则的值为( )
A.15 B.30 C.60 D.75
【巩固练习1】如果且,则( )
A. B. C. D.
【巩固练习2】(2023上·浙江·高一校联考)(多选)已知定义在上的函数满足:①是偶函数;②当时,;当,时,,则( )
A. B.在上单调递增
C.不等式的解集为 D.
【巩固练习3】已知定义在R上的函数满足:对任意的实数x,y均有,且,当且.
(1)判断的奇偶性;
(2)判断在上的单调性,并证明;
【题型5】对数函数模型(内乘外加型) :f(xy)=f(x)+f(y)
对数函数的抽象表达式
对数函数 或
其对应的抽象函数为 或,
1、单调性判断:
由,则有
记, ,再结合题目给的在或上的正负.
2、补充:对于对数函数 ,其抽象函数还可以是
3、若,则
4、若,则
【例1】已知定义在上的函数,满足,且,则( )
A. B. C. D.
【例2】设函数的定义域为,且满足条件,对于任意,有,且当时,有.
(1)求的值;(2)若,求x的取值范围.
【例3】已知函数的定义域为,且.当时,.
(1)求;
(2)证明:函数在为增函数;
(3)如果,解不等式.
【例4】已知函数的定义域为,对任意正实数,都有,且当时,.
(1)求的值;
(2)试判断的单调性,并证明;
(3)若,求的取值范围.
【巩固练习1】已知函数满足,当时,,则( )
A.为奇函数 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【巩固练习2】已知函数在区间上是严格增函数,且.
(1)求证:;(2)已知,且,求a的取值范围.
【巩固练习3】已知函数的定义域为,对任意的,都有.当时,,且.
(1)求的值,并证明:当时,;
(2)判断的单调性,并证明;
(3)若,求不等式的解集.
【巩固练习4】(23-24高一上·安徽宣城·期末)已知函数满足,且,则( )
A.0 B.1 C.5 D.
【题型6】幂函数模型(内乘外乘型): f(xy)=f(x)f(y)
幂函数函数的抽象表达式
对于幂函数 ,与其对应的抽象函数为或
奇偶性性判断:令
单调性判断:
【例1】已知对任意实数都有,且,当时,,若且,的取值范围 .
【例2】已知定义在R上的函数满足:对任意的实数x,y均有,且,当且.
(1)判断的奇偶性;(2)判断在上的单调性,并证明;
【例3】已知时,函数,对任意实数都有,且,当时,
(1)判断的奇偶性;
(2)判断在上的单调性,并给出证明;
(3)若且,求的取值范围.
【巩固练习1】已知定义在上的函数在上是增函数,且对任意的x,y,都有,若,则的解集为 .
【巩固练习2】已知定义在上的函数满足:在上单调递减,,则满足的的取值范围为 .
【巩固练习3】某问题的题干如下:“已知定义在R上的函数满足:①对任意,均有;②当时,;③.”某同学提出一种解题思路,构造,使其满足题干所给条件.请按此同学的思路,解决以下问题.
(1)求的解析式;(2)若方程恰有3个实数根,求实数m的取值范围.
【巩固练习4】已知定义在R上的函数满足:对任意的实数x,y均有,且,当且.
(1)判断的奇偶性;
(2)判断在上的单调性,并证明;
(3)若对任意,,,总有恒成立,求实数m的取值范围.
【题型7】二次函数的抽象表达式:f(x+y)=f(x)+f(y)+2axy-c
二次函数的抽象表达式
对于二次函数 ,与其对应的抽象函数为
此模型,b的值无法推导,多依赖其他条件来待定系数确认.
【例1】已知函数满足,若,则( )
A.25 B.125 C.625 D.15625
【例2】已知函数的定义域为R,,,则下列说法不正确的是( )
A. B.
C.是奇函数 D.是偶函数
【例3】已知函数满足:,,成立,且,则( )
A. B. C. D.
【巩固练习1】定义在R上的函数f(x)满足f(x+y)=f(x)+f(y)+2xy(x,y∈R),f(1)=2,则f(3)= , f(-3)= .
【巩固练习2】(23-24高一上·辽宁辽阳·期末)(多选)已知函数对任意恒有,且,则( )
A. B.可能是偶函数
C. D.可能是奇函数
【巩固练习3】对于每一对实数,,函数满足函数方程,如果,那么满足的的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.无数多个
【巩固练习4】已知函数的定义域为,且满足,则下列结论正确的是( )
A. B.方程有解
C.是偶函数 D.是偶函数
【题型8】抽象函数奇偶性与对称性问题(看不出函数模型)
证明奇偶性:利用定义和赋值的方法找到与的关系
【例1】(23-24高一下·河南洛阳·期末)已知函数的定义域为,,则( )
A. B. C.为偶函数 D.为奇函数
【例2】(23-24高一上·重庆·期末)(多选)已知是定义在R上的不恒为零的函数,且,则下列说法正确的是( )
A.若对任意,,总有,则是奇函数
B.若对任意,,总有,则是偶函数
C.若对任意,;总有,则
D.若对任意,,总有,则
【例3】已知对任意实数x,y,函数满足,则( )
A.有对称中心 B.有对称轴
C.是增函数 D.是减函数
【例4】已知函数的定义域为,且,若,则下列结论错误的是( )
A. B.
C.函数是偶函数 D.函数是减函数
【巩固练习1】(多选)已知定义在上的函数,对任意实数,都有,则( )
A. B.
C. D.为奇函数
【巩固练习2】(多选)(23-24高一上·辽宁辽阳·期末)已知函数对任意恒有,且,则( )
A. B.可能是偶函数
C. D.可能是奇函数
【巩固练习3】(23-24高一上·广东珠海·期末)已知定义在上的函数满足,,且.
(1)求的值;(2)判断的奇偶性,并证明.
【巩固练习4】设为定义在整数集上的函数,,,,对任意的整数均有.则______.
【巩固练习5】已知定义在上的函数满足,,,且.
(1)求,,的值;(2)判断的奇偶性,并证明.
【巩固练习6】(福建泉州·期末)已知定义在上的函数,,且,则下述结论中正确的是( )
A.
B.若,则
C.是偶函数
D.
【巩固练习7】(23-24高一下·湖南长沙·阶段练习)(多选)已知定义域为的函数满足,且,则( )
A.
B.是偶函数
C.
D.
【题型9】抽象函数单调性与不等式问题(看不出函数模型)
判断抽象函数单调性的方法:
(1)凑:凑定义或凑已知,利用定义或已知条件得出结论;
(2)赋值:给变量赋值要根据条件与结论的关系.有时可能要进行多次尝试.
①若给出的是“和型”抽象函数,判断符号时要变形为:
或;
②若给出的是“积型”抽象函数,判断符号时要变形为:
或.
【例1】(多选)定义在上的函数满足,且当时,,则下列结论中正确的有( )
A.是奇函数 B.是增函数
C. D.
【例2】(23-24高一上·湖北鄂州·阶段测)已知定义在上的函数满足:对,都有,且当时,.
(1)判断函数的奇偶性并用定义证明;
(2)判断函数在上的单调性,并用单调性定义证明;
(3)解不等式:.
【巩固练习1】(23-24高一上·山东·阶段练习)已知定义在上的函数满足,当时,,且.
(1)求;
(2)判断的奇偶性,并说明理由;
(3)判断在上的单调性,并说明理由.
【巩固练习2】(23-24高一上·江西抚州·期末)已知定义域为的函数满足对任意,都有
(1)求证:是奇函数;
(2)设,且当时,,求不等式的解集.
【巩固练习3】(23-24高一上·广东湛江·阶段测)已知定义在上的函数满足,当时,,且.
(1)求;
(2)判断的奇偶性,并说明理由;
(3)判断在上的单调性,并用定义证明.
【巩固练习4】设定义在上的函数对任意均满足:,且,当时,.
(1)判断并证明的奇偶性;(2)判断并证明在上的单调性
(3)若,解不等式.
【巩固练习5】(高一上·广东广州)定义在R上的函数满足:①值域为,且当时,,②对定义域内任意的,满足,试回答下列问题:
(1)判断并证明函数的奇偶性;(2)判断并证明函数的单调性;
(3)对,使得不等式恒成立,求t的取值范围.
【巩固练习6】(23-24高一下·河北保定·阶段练习)已知定义在上的函数满足:.
(1)判断的奇偶性并证明;(2)若,求;
(3)若,判断并证明的单调性.
【题型10】正弦或双曲正弦函数的抽象表达式
正弦型函数的抽象表达式
对于正弦函数 ,与其对应的抽象函数为
注: 此抽象函数对应于正弦平方差公式:
备注:这类函数,还有可能是双曲正弦函数型
【例1】已知函数的定义域为,且当时,,则( )
A. B.是偶函数 C.是增函数 D.是周期函数
【例2】(多选)已知函数的定义域为R,且为偶函数,则( )
A. B.为偶函数
C. D.
【巩固练习1】(多选题)已知函数的定义域为,且,为偶函数,则( )
A. B.为偶函数
C. D.
【巩固练习2】(多选题)(2024·辽宁·模拟预测)已知函数的定义域为R,且,则下列说法中正确的是( )
A.为偶函数 B. C. D.
【巩固练习3】(多选题)(2024·全国·模拟预测)已知函数的定义域为,且,则下列说法中正确的是( )
A.为偶函数 B. C. D.
【题型11】余弦或双曲余弦函数的抽象表达式
余弦型函数的抽象表达式
对于余弦型函数 ,涉及2种余弦的和差化积公式
1、公式一:
其抽象函数模型是:
2、公式二:(2022新高考2卷T8用的就是这个模型)2
其抽象函数模型是:
3、双曲余弦函数:这类抽象表达式,还有可能是双曲余弦函数型,不过较少出现
特征:
【例1】(多选)已知定义在上的连续函数满足,,,当时,恒成立,则下列说法正确的是
A. B.是偶函数
C. D.的图象关于对称
【例2】(多选)已知函数满足,且,则下列命题正确的是( )
A. B.为奇函数
C.为周期函数 D.,使得成立
【例3】(多选)已知函数对任意实数,都满足,且,则下列说法正确的是( )
A.是偶函数 B.
C. D.
【例4】(多选)已知定义在上的函数,满足,且,则下列说法正确的是( )
A. B.为偶函数
C. D.2是函数的一个周期
【巩固练习1】已知函数定义域为,满足,则 .
【巩固练习2】(多选)函数的定义域为R,且满足,,则下列结论正确的有( )
A. B.
C.为偶函数 D.的图象关于对称
【巩固练习3】(多选)函数的定义域为R,且满足,,则下列结论正确的有( )
A. B.
C.为偶函数 D.的图象关于对称
【巩固练习4】已知函数的定义域为,且,则下列选项不正确的是( )
A. B.为偶函数
C. D.在区间上单调递减
【巩固练习5】已知定义在上的函数满足:,且,则下列结论正确的是( )
A. B.的周期为4
C.关于对称 D.在单调递减
【巩固练习6】(2022新高考2卷T8)已知函数的定义域为R,且,则( )
A. B. C.0 D.1
【题型12】正切型函数的抽象表达式
正切型函数的抽象表达式
对于正切型函数 (k根据其余条件待定系数),
此抽象函数对应于正切函数和差角公式:
与其对应的抽象函数为
【例1】(多选)已知函数的定义域为,且,,则( )
A.
B.为偶函数
C.为周期函数,且4为的周期
D.
【例2】(多选题)已知函数满足,,则( )
A. B.
C.的定义域为R D.的周期为4
【例3】已知函数的图象是连续不断的,其定义域为,满足:当时,;任意的x,,均有.若,则x的取值范围是( )(e是自然对数的底数)
A. B. C. D.
【巩固练习1】给出下列三个等式:,,.下列函数中不满足其中任何一个等式的是( )
A. B. C. D.
【巩固练习2】(多选题)(23-24高二上·广东茂名·阶段测)已知函数的定义域为,且,,则( )
A. B.为偶函数
C.为周期函数,且2为的周期 D.
【巩固练习3】(多选)已知函数的定义域为,且当时,,则下列说法正确的是( )
A.是奇函数
B.为增函数
C.若实数a满足不等式,则a的取值范围为
D.
【巩固练习4】已知定义在上的函数满足:当时,,且对任意的,,均有.若,则的取值范围是(e是自然对数的底数)( )
A. B.
C. D.
【题型13】三次函数模型
三次函数型:则(其中b可以借助其他条件待定系数)
【例1】(多选)(2024·福建莆田·二模)已知定义在上的函数满足:,则( )
A.是奇函数
B.若,则
C.若,则为增函数
D.若,则为增函数
【巩固练习1】已知定义在上的函数满足:,证明:是奇函数
【巩固练习2】(23-24高一下·河北保定·阶段练习)已知定义在上的函数满足:.
(1)判断的奇偶性并证明;(2)若,求;
(3)若,判断并证明的单调性.
【题型14】正余弦函数辅助角型
正余弦函数辅助角型,形如
则 值可以通过其他条件待定系数
【例1】已知函数的定义域为且,,那么( )
A.为偶函数 B.
C.是函数的最大值点 D.的最小值为
【巩固练习1】已知函数的定义域为,且,若,则函数( )
A.以为周期 B.最大值是1
C.在区间上单调递减 D.既不是奇函数也不是偶函数
【巩固练习2】(多选题)已知定义域为的函数对任意实数、满足,且,.其中正确的是( )
A. B.为奇函数 C.为周期函数 D.在内单调递减
【题型15】其它函数的抽象表达式
1、反比例函数:,则,
2、:
3、:
【例1】(江苏省G4联盟联考)(多选)定义在上的函数满足如下条件:①;②当时,.则( )
A. B.在上是增函数
C.是周期函数 D.
【巩固练习1】已知定义在R上且不恒为0的函数,对任意的,都有,
(1) 求;(2)证明函数是奇函数
【巩固练习2】(2023新高考1卷12题)(多选)已知函数的定义域为,,则( ).
A. B.
C.是偶函数 D.为的极小值点(高一可改为单调性相关的问题)
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$$【重难点突破】2024-2025学年高一上·人教A版必修第一册·专题突破
培优专题2 抽象函数的模型归纳
在解决抽象函数问题时,我们一定要熟悉最常见的一些基本初等函数的性质特征,再根据题目所给条件特征的吻合性,对照猜想符合条件的函数模型,应用所猜模型的性质去估计或验证所求结果.
这种典型的目标前置于具体函数的导入,虽然不符合数学命题的初衷,有投机取巧的嫌疑,但确实会极大地简化和优化我们的解题过程,成为解决此类问题的一大利器,从应试的角度来说,这种解法是值得参考的.
熟悉模型,并不是死记硬背,直接借用函数模型来解题,而是通过函数模型,理解模型中所涉及的性质与运算法则,提供解题思维突破口。 .
总览
题型解读
【题型1】抽象函数的赋值求值
【题型2】正比例函数模型(内加外加型):f(x+y)=f(x)+f(y)
【题型3】一次函数模型(有常数): f(x+y)=f(x)+f(y)+a
【题型4】指数函数模型(内加外乘型) : f(x+y)=f(x)f(y)
【题型5】对数函数模型(内乘外加型) :f(xy)=f(x)+f(y)
【题型6】幂函数模型(内乘外乘型): f(xy)=f(x)f(y)
【题型7】二次函数的抽象表达式:f(x+y)=f(x)+f(y)+2axy-c
【题型8】抽象函数奇偶性与对称性问题(看不出函数模型)
【题型9】抽象函数单调性与不等式问题(看不出函数模型)
【题型10】正弦或双曲正弦函数的抽象表达式
【题型11】余弦或双曲余弦函数的抽象表达式
【题型12】正切型函数的抽象表达式
【题型13】三次函数模型
【题型14】正余弦函数辅助角型
【题型15】其它函数的抽象表达式
题型汇编
知识梳理与常考题型
【题型1】抽象函数的赋值求值
赋值法是求解抽象函数问题最基本的方法,一般有以下几种:
1、……-2,-1,0,1,2……等特殊值代入求解
【例1】已知函数满足,则下列结论中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用赋值法对进行合理取值,即可得出选项中各函数值,得出结论.
【详解】令得;
令得,所以;
令得,所以;
令得,所以;
令4得.
综上只有正确.
【例2】(23-24高一上·山东·阶段练习)已知函数的定义域为R,若对任意实数x,y都成立,则 ; .
【答案】
【分析】令可求得;令得,令得,
,相减即可求得.
【详解】因为对任意实数x,y都成立,所以令得,
,解得;令得,
,令得,
,所以,所以.
【例3】已知定义在上的函数满足,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由已知可知,与已知的式子联立方程组可求出,从而可求出的值.
【详解】因为定义在上的函数满足,
所以,所以,
所以,解得,
所以
【巩固练习1】(23-24高一上·福建龙岩·期末)已知是定义在上且不恒为零的函数,对于任意实数,满足,若,则 .
【答案】/
【分析】利用赋值法求出、、,从而得到,再利用特殊值求出、,最后根据奇偶性求出.
【详解】因为对于任意实数,满足,
当时,,
当时,,可得,则;
当时,,则.
函数的定义域为,令时,,
得,所以函数是奇函数.
令,即,得,
令,则,
又函数是奇函数,所以,所以.
故答案为:
【巩固练习2】(23-24高一上·吉林·期末)已知函数对任意,恒有,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【分析】赋值法,分别令,,即可得出答案.
【详解】令,得,则.故A错误,C正确;
令,得.故B错误,D正确.
故选:CD.
【巩固练习3】已知函数的定义域为,且,,则的值是( )
A.9 B.10 C.11 D.12
【答案】D
【分析】由赋值法先得,再由与关系列式求解.
【详解】中令,则,
中令,,则,
又中令,则,所以,
中,令,则,
再令,,则.
【巩固练习4】已知定义域为的函数,满足 ,且,,则________.
【答案】0
【详解】由,
令,则
【巩固练习5】已知对所有的非负整数均有
,若,则______.
【答案】31
【解析】令,则,可得,
当时,令,令,
令,,则,可得,
所以,
令,,则,可得
【题型2】正比例函数模型(内加外加型):f(x+y)=f(x)+f(y)
正比例函数的抽象表达式
1、对于正比例函数 ,与其对应的抽象函数为 .
2、有以下性质
①
②奇函数证明:令,则
③可能具有单调性(结合其他条件)
3、相似的模型
【例1】(多选题)(23-24高一上·浙江金华·阶段练习)定义在上的函数满足,则下列说法正确的是( )
A. B.
C.为奇函数 D.在区间上有最大值
【答案】ABC
【分析】令,求得,可判定A正确;令,推得,可判定C正确;用代替,可判定B正确;由,因为的符号不确定,可判定D不正确.
【详解】由定义在上的函数满足,
令,可得,可得,所以A正确;
令,可得,因为,可得,
所以函数为定义域上的奇函数,所以C正确;
用代替,可得,所以B正确;
任取,且,则,
则,
其中的符号不确定,所以函数的单调性不确定,
所以在区间上的最大值不一定为,所以D不正确.
故选:ABC.
【例2】(多选题)(23-24高一上·安徽淮南·阶段练习)已知函数满足,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】结合已知条件,利用赋值法逐项判断.
【详解】对于A,,故A正确;
对于B, ,故B正确;
对于C,,故C正确;
对于D,,,故D错误.
故选:ABC.
【例3】(23-24高一上·福建福州·阶段练习)已知函数对任意实数恒有,且当时,,又.
(1)判断的奇偶性;
(2)判断在上的单调性,并证明你的结论;
(3)当时,恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)为奇函数;
(2)在上的单调递减,证明见解析;
(3).
【分析】(1)通过特殊值以及函数的奇偶性的定义判断即可;
(2)判断函数的单调性,利用单调性的定义证明即可;
(3)结合已知利用函数的单调性化简不等式,分离参数,转化为最值求解即可.
【详解】(1)结合题意:由函数的定义域为,且,
取,则,即,
取,则,所以,
所以为奇函数.
(2)在R上的单调递减,证明如下:
任取,且,则,
令,则,
因为为奇函数,所以,
因为当时,,所以,
即,所以在上的单调递减.
(3)由,得,
因为,所以,
因为在上的单调递减,所以,
即时,恒成立,
等价于对任意时,恒成立,
令,则,
所以,
所以,
故实数的取值范围为.
【巩固练习1】已知是定义在R上的函数,且对任意实数, .
(1)若,求,的值.
(2)若时恒有,试判断函数单调性,并说明理由.
【答案】(1),.
(2)为上的减函数,理由见解析.
【分析】(1)取,可得,取,,解得,取,解得,即可得出答案.
(2)由题意可知,设,令,则,作差,进而可得答案.
【详解】解:(1)取,则,,
取,则,,
取,解得,则,
取,则,解得,
(2)由题意可知,
设,令,则,
所以,
所以,
所以函数在R上为减函数.
【巩固练习2】(多选)已知函数满足,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】结合已知条件,利用赋值法逐项判断.
【详解】对于A,,故A正确;
对于B, ,故B正确;
对于C,,故C正确;
对于D,,,故D错误.
故选:ABC.
【巩固练习3】(多选)定义域为的函数满足,,且时,,则( )
A.为奇函数 B.在单调递增
C. D.不等式的解集为
【答案】ABD
【分析】对于A,令,求出,然后令结合函数奇偶的定义判断,对于B,设,则由题意可得,再结合奇函数的性质进行判断,对于C,令求出,再利用奇函数的定义可求得,对于D,由题意可得,将不等式转化为,再利用其单调性求解即可.
【详解】对于A,由题,,于是,令,则,
即,所以为奇函数,A正确;
对于B,设,则有,即,
即有,所以在上单调递增,
由于,为奇函数,可知在上单调递增,B正确;
对于C,由,得,
又为奇函数,则,C错误;
对于D,由题意得,,
则等价于,
则有,即,D正确.
【巩固练习4】(多选题)(23-24高一上·江苏无锡)定义在上的函数满足,当时,,则下列说法正确的是( )
A.在上单调递减 B.复合函数为偶函数
C.复合函数为偶函数 D.当,不等式的解集为
【答案】ACD
【分析】A,应用赋值法,,,则,结合单调性的定义即可判断,B,举反例,即可判断;C,结合偶函数的定义即可判断;D结合赋值法与抽象函数的单调性即可求解.
【详解】模型解法:显然该函数复合y=kx型,且k<0.
A正确。
再由内外复合函数知=ksinx,是奇函数,故B错误;=kcosx。为偶函数,C正确
对于D.当,不等式。即,,.故选:ACD
常规解法:A.正确,设,,则,
,,
设,即,
当时,,
当时,,即,
在上单调递减;
B.错误,取一个符合要求的具体函数,如:,则,为奇函数;
C.正确,的定义域为,且,则,所以为偶函数;
D.正确,由,又在上单调递减,
令,则,则,
则,即,,.故选:ACD
【题型3】一次函数模型(有常数): f(x+y)=f(x)+f(y)+a
一次函数的抽象表达式
(1) 对于一次函数 ,与其对应的抽象函数为 .
(2) 对于一次函数 ,与其对应的抽象函数为 .
【例1】已知函数的定义域为,,则( )
A. B.函数是奇函数
C.若,则 D.函数在单调递减
【答案】B
【分析】对A,赋值法令求解;对B,赋值法结合奇函数的定义判断;对C,令求得函数的周期求解;对D,利用单调性定义结合赋值法求解判断.
【详解】对于A,令,可得,解得,故A错误;
对于B,令,可得,又,
则,所以函数是奇函数,故B正确;
对于C,令,得,则是周期函数,周期为2,所以,故C错误;
对于D,令,,且,则,
即,而时,与2大小不定,故D错误
【例2】(多选)若定义在R上的函数满足,且当时,,则( )
A.
B.为奇函数
C.在上是减函数
D.若,则不等式的解集为
【答案】AB
【分析】令,得,可求解选项A,利用奇函数的定义可求解选项B,利用函数单调性的定义可求解选项C,利用函数的单调性解抽象不等式可求解选项D.
【详解】对A,令,得,A正确;
对B,,所以函数为奇函数,B正确;
对C,在R上任取,则,所以,
又,
所以函数在R上是增函数,C错误;
由,
得.
由得.
因为函数在R上是增函数,所以,解得或.
故原不等式的解集为或,D错误.
【例3】已知函数对任意,,满足条件,且当时,,,则不等式的解集为 .
【答案】
【详解】法一:设,则,
当时,,,
则,
即,为增函数,
,
又,,,
,即,解得不等式的解集为.
法二:由,即,
可设函数,由,得,即,
即,满足当时,,
则不等式可化为,
即,解得,故不等式的解集为.
故答案为:.
【例4】已知函数对,都有,若在上存在最大值M和最小值m,则( )
A.8 B.4 C.2 D.0
【答案】B
【分析】根据赋值法可得,进而根据奇函数的性质得为奇函数,即可根据奇函数的性质求解.
【详解】令,则,得;
令,则,
所以;令,则
,所以为奇函数,故,即
【巩固练习1】已知函数的定义域为R,且,若,则下列说法正确的是( )
A. B.有最大值
C. D.函数是奇函数
【答案】ACD
【分析】
根据题意,利用抽象函数的的性质,利用赋值法并结合选项,即可逐项判定,从而求解.
【详解】对于A中,令,可得,令,
则,解得,所以A正确;
对于B中,令,且,则,
可得,
若时,时,,此时函数为单调递增函数;
若时,时,,此时函数为单调递减函数,
所以函数不一定有最大值,所以B错误;
对于C中,令,可得,
即,
所以
,所以C正确;
对于D中,令,可得,可得,
即,所以函数是奇函数,所以D正确;
故选:ACD.
【巩固练习2】(多选)设函数满足:对任意实数、都有,且当时,.设.则下列命题正确的是( )
A. B.函数有对称中心
C.函数为奇函数 D.函数为减函数
【答案】ABC
【分析】令,可得,再令,判断选项A;令,即可判断选项B;由,判断选项C;令,利用函数的单调性定义进行判断选项D.
【详解】由对于任意实数, ,
令,则,即,
再令,则,
即,故A正确;
令,则,即,故B正确;
由,则,即是奇函数,故C正确;
对于任意,则,当时,,则,所以单调递增,即单调递增,故D错误.
故选:ABC
【巩固练习3】(多选)若定义在R上的函数满足,且当时,,则( )
A.
B.为奇函数
C.在上是减函数
D.若,则不等式的解集为
【答案】AB
【分析】令,得,可求解选项A,利用奇函数的定义可求解选项B,利用函数单调性的定义可求解选项C,利用函数的单调性解抽象不等式可求解选项D.
【详解】对A,令,得,A正确;
对B,,所以函数为奇函数,B正确;
对C,在R上任取,则,所以,
又,
所以函数在R上是增函数,C错误;
由,
得.
由得.
因为函数在R上是增函数,所以,解得或.
故原不等式的解集为或,D错误.
【巩固练习4】(2023-2024学年重庆一中高一阶段测)(多选)已知定义在区间上的函数满足:对任意均有;当时,.则下列说法正确的是
A. B.在定义域上单调递减
C.是奇函数 D.若,则不等式的解集为
【答案】ACD
【简析】即考虑一次函数模型,故AC对,B错,而,则,
,解得
【题型4】指数函数模型(内加外乘型) : f(x+y)=f(x)f(y)
指数函数的抽象表达式
对于指数函数 ,与其对应的抽象函数为 或 ,且.
1、两个式子之间的关联:
2、单调性判断:先得出,再比较和1(即)的大小关系
3、模型补充:
(1);(2)
【例1】已知函数的定义域为,对任意,都满足,且.当时,,且.
(1)求,的值;
(2)用函数单调性的定义证明在上单调递增;
(3)若对任意的,恒成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1),
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)利用赋值法可得与;
(2)利用赋值法可得,且当时;
(3)结合抽象函数的性质及函数的单调性可得不等式,即,根据二次函数最值可知,解不等式即可.
【详解】(1)由,
则,
又当时,,
则,
;
(2)令,则,即,
当时,,且,
即,
即在上恒成立,
由,可知,
令,,且,即,
则,
所以,
即在上单调递增;
(3)由已知,
又由(1)得,
所以,
又函数在上单调递增,
则恒成立,
所以恒成立,
又,
即,
解得.
【例2】已知函数满足,,则的值为( )
A.15 B.30 C.60 D.75
【答案】B
【解析】
因此
【巩固练习1】如果且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】法一:,,,,,
,,,
法二:设,,则
【巩固练习2】(2023上·浙江·高一校联考)(多选)已知定义在上的函数满足:①是偶函数;②当时,;当,时,,则( )
A. B.在上单调递增
C.不等式的解集为 D.
【答案】AB
【思路点拨】方法一:对于A,由条件③令,,结合条件②可得;对于B,结合条件与单调性定义求解;对于C,不等式等价于,结合的单调性及奇偶性求解;对于D,令判断即可.
方法二:构造函数判断即可.
【详解】方法一:对于A,由条件③当,时,,
令,,得:,
又由条件②得,∴,A正确;
对于B,取,,且,则
,
∵,∴,,∴,
∴,即,∴在上单调递增,B正确;
对于C,∵,,
∴不等式等价于,
又在上单调递增,且由条件①得是偶函数,
∴,∴解集为,C错误;
对于D,令,则,,
此时不成立,D错误.
方法二:构造函数,符合条件①②.
,故A正确;
时,,在上单调递增,故B正确;
,则即为,则,解集为,故C错误;
令,则,,
此时不成立,D错误
【巩固练习3】已知定义在R上的函数满足:对任意的实数x,y均有,且,当且.
(1)判断的奇偶性;
(2)判断在上的单调性,并证明;
【答案】(1)奇函数(2)单调递增,证明见详解
【详解】(1)根据题意,令,得,因为,所以,故结合定义域可知,为奇函数.
(2)在上单调递增.证明:由题意,可知,
假设,使得,则,
而当时,由题意知,因此矛盾,故,恒成立.
设,且,则,
因此,
因为,且当时,,所以,
又因为,所以,即,又因为,所以在上单调递增.
【题型5】对数函数模型(内乘外加型) :f(xy)=f(x)+f(y)
对数函数的抽象表达式
对数函数 或
其对应的抽象函数为 或,
1、单调性判断:
由,则有
记, ,再结合题目给的在或上的正负.
2、补充:对于对数函数 ,其抽象函数还可以是
3、若,则
4、若,则
【例1】已知定义在上的函数,满足,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】法一:令,则,解得,
令,则,解得,
令,则,解得,
令,则,解得,
,依次类推可得
法二:因为,考虑对数函数模型,代入,得,故
【例2】设函数的定义域为,且满足条件,对于任意,有,且当时,有.
(1)求的值;
(2)若,求x的取值范围.
【答案】(1)2
(2)
【分析】(1)利用赋值法,令,得,就可解得;
(2)由,从而将转化成,然后函数的单调性和定义域建立关系,解之即可.
【详解】(1)因为对于任意,有,
所以令,得,
所以;
(2)设,则.
又因为当时,,
所以,即,
所以在定义域内为增函数.
,即时,原不等式可化为.
又因为在定义域上为增函数,
所以,解得或.
又因为,所以.
所以的取值范围为.
【例3】已知函数的定义域为,且.当时,.
(1)求;
(2)证明:函数在为增函数;
(3)如果,解不等式.
【答案】(1)0
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)对抽象等式进行字母赋值计算即得;
(2)将抽象函数等式变形为,利用函数单调性定义,结合条件即可证明;
(3)先推理得到,再利用结论化简,最后利用抽象函数的单调性即得.
【详解】(1)∵,
令,则,
∴;
(2)由,可得,
则得,,
设,由,
因时,有,依题意,,即,
所以函数在为增函数;
(3)因,∴,
又由,则 ,
由可得,
即,即,因函数在为增函数
故可得,,
解得,即不等式的解集为.
【例4】已知函数的定义域为,对任意正实数,都有,且当时,.
(1)求的值;
(2)试判断的单调性,并证明;
(3)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)在上单调递减,证明见解析
(3)
【分析】(1)由赋值法即可求解,
(2)利用单调性的定义即可求证,
(3)由函数的单调性,列不等式即可求解.
【详解】(1)令,得,解得;
(2)在上单调递减,证明如下:
不妨设,
所以
,
又,所以,所以,所以,
即,
所以在上单调递减;
(3)由(2)知在上单调递减,
若,即,
所以,
解得或,即的取值范围是.
【巩固练习1】已知函数满足,当时,,则( )
A.为奇函数 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】C
【详解】法一:赋值法
令,,,所以;
令,,则.
令,得,故为偶函数.A错误,
任取,,,则,
则,故在上为减函数.
由已知,可得,故,解得,且.B错误,
若,则,C正确,
若,则,,
,所以,故D错误
法二:由,可以令,又时,,故,故C正确
【巩固练习2】已知函数在区间上是严格增函数,且.
(1)求证:;
(2)已知,且,求a的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2).
【分析】(1)依题意求得即可得证.
(2)由题意求得,故可将不等式转化成,再根据函数定义域和单调性即可求解.
【详解】(1)因为,
所以,
所以.
(2)因为,所以,
因为,所以,
因为函数在区间上是严格增函数,
所以,解得.
【巩固练习3】已知函数的定义域为,对任意的,都有.当时,,且.
(1)求的值,并证明:当时,;
(2)判断的单调性,并证明;
(3)若,求不等式的解集.
【答案】(1),证明见解析;
(2)在上单调递减,证明见解析;
(3).
【分析】(1)令,可得,令,结合已知即可得证;
(2)设,令,结合的范围即可判断,得证;
(3)利用赋值法求出,然后根据单调性去掉函数符号,解一元二次不等式可得.
【详解】(1)令,则,又,所以.
证明:当时,,所以,
又,所以,所以;
(2)在上单调递减.
证明:设,则
,
又,所以,所以,
又当时,,当时,,
所以,即,
所以在上单调递减;
(3)因为,所以,
所以,即,
又在上单调递减,所以,
解得,所以不等式的解集为.
【巩固练习4】(23-24高一上·安徽宣城·期末)已知函数满足,且,则( )
A.0 B.1 C.5 D.
【答案】C
【分析】通过赋值得,,由此即可得解.
【详解】法一:令,则,故选C
法二:由题意在中令,则,解得,
令,则,则,
所以.
故选:C.
【巩固练习5】
【题型6】幂函数模型(内乘外乘型): f(xy)=f(x)f(y)
幂函数函数的抽象表达式
对于幂函数 ,与其对应的抽象函数为或
奇偶性性判断:令
单调性判断:
【例1】已知对任意实数都有,且,当时,,若且,的取值范围 .
【答案】
【详解】令,则,
,为偶函数.
设,,
因为时,,所以,
所以,故在上是增函数.
因为,又,
所以,
因为,所以,即,又,故.
故答案为:.
【例2】已知定义在R上的函数满足:对任意的实数x,y均有,且,当且.
(1)判断的奇偶性;(2)判断在上的单调性,并证明;
【答案】(1)奇函数(2)单调递增,证明见详解
【详解】(1)根据题意,令,得,因为,所以,故结合定义域可知,为奇函数.
(2)在上单调递增.证明:由题意,可知,
假设,使得,则,
而当时,由题意知,因此矛盾,故,恒成立.
设,且,则,
因此,
因为,且当时,,所以,
又因为,所以,即,又因为,所以在上单调递增.
【例3】已知时,函数,对任意实数都有,且,当时,
(1)判断的奇偶性;
(2)判断在上的单调性,并给出证明;
(3)若且,求的取值范围.
【答案】(1)为偶函数;(2)证明见解析;(3).
【详解】试题分析:(1)利用赋值法,先求出,令,代入抽象函数表达式即可证明函数的奇偶性;(2)设,,
∵时,,∴,∴,故在上是增函数.;(3)先利用赋值法求得再利用函数的单调性解不等式即可.
试题解析:(1)令,则,
,为偶函数.
(2)设,,
∵时,,∴,∴,故在上是增函数.
(3)∵,又
∴
∵,∴,即,又故.
【巩固练习1】已知定义在上的函数在上是增函数,且对任意的x,y,都有,若,则的解集为 .
【答案】
【分析】利用赋值法可得是偶函数,然后根据单调性和定义域列不等式,解不等式即可.
【详解】令,则,所以是偶函数,
则,,
又定义在上的函数在上是增函数,
由,得,则,解得,
故的解集为.
【巩固练习2】已知定义在上的函数满足:在上单调递减,,则满足的的取值范围为 .
【答案】
【分析】令,可得,可知函数为奇函数,由奇函数性质分析可知在定义域内单调递减,根据函数单调性和奇偶性分析求解.
【详解】因为,且,
令,可得,
则,即,
可知函数为定义在上的奇函数,
且在上单调递减,可知在上单调递减,
所以在定义域内单调递减,
又因为,即,
由奇函数性质可得:,
由单调性可得,所以满足的的取值范围为.
【巩固练习3】某问题的题干如下:“已知定义在R上的函数满足:①对任意,均有;②当时,;③.”某同学提出一种解题思路,构造,使其满足题干所给条件.请按此同学的思路,解决以下问题.
(1)求的解析式;
(2)若方程恰有3个实数根,求实数m的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用待定系数法进行求解即可;
(2)根据一元二次方程根的判别式进行求解即可.
【详解】(1)因为,
代入①得,,
所以,
故,
又由③得,,
所以b=3;
因此,
经检验,,满足题干所给条件,
所以;
(2)因为方程恰有3个实数根,
显然0为其一个实数根,
所以方程恰有2个非0实数根,
即方程恰有2个实数根,且两根非,
由可得,,
又由均不是此方程的根,
则,
所以,m的取值范围为.
【巩固练习4】已知定义在R上的函数满足:对任意的实数x,y均有,且,当且.
(1)判断的奇偶性;
(2)判断在上的单调性,并证明;
(3)若对任意,,,总有恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1)奇函数
(2)单调递增,证明见详解
(3)或
【分析】(1)根据题意,令,即可判断;
(2)根据题意,先证,恒成立,再结合定义法,即可证明单调性;
(3)根据题意,先根据单调性求出的最值,再将原不等式转化为,构造关于的函数即可求解.
【详解】(1)根据题意,令,得,因为,所以,故结合定义域可知,为奇函数.
(2)在上单调递增.
证明:由题意,可知,
假设,使得,则,
而当时,由题意知,因此矛盾,故,恒成立.
设,且,则,
因此
,
因为,且当时,,所以,
又因为,所以,即,
又因为,所以在上单调递增.
(3)根据题意,结合(1)(2)可知,在上单调递增,
因此,,
故,,
因为,恒成立,
所以恒成立,即恒成立,
令,则,恒成立,
故,解得或.
【题型7】二次函数的抽象表达式:f(x+y)=f(x)+f(y)+2axy-c
二次函数的抽象表达式
对于二次函数 ,与其对应的抽象函数为
此模型,b的值无法推导,多依赖其他条件来待定系数确认.
【例1】已知函数满足,若,则( )
A.25 B.125 C.625 D.15625
【答案】C
【分析】利用赋值法结合条件可得进而即得;或构造函数求解.
【详解】解法一:由题意取,可得
即知则.
解法二:令,则
,
所以,
即,所以,则.
解法三:由可构造满足条件的函数,
可以快速得到.
【例2】已知函数的定义域为R,,,则下列说法不正确的是( )
A. B.
C.是奇函数 D.是偶函数
【答案】D
【分析】利用赋值法、特殊值法结合函数的奇偶性一一判定选项即可.
【详解】令,可得,故A正确;
令,可得,令,,可得,
则,故B正确;
由,可得,令,
则,令,可得,令,
则,所以是奇函数,即是奇函数,
故C正确;
因为,所以不是偶函数,故D不正确.
【例3】已知函数满足:,,成立,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】令,求出,令,求出,令,求出,再令,可求出的关系,再利用累加法结合等差数列前项和公式即可得解.
【详解】令,则,所以,
令,则,
所以,
令,则,所以,
令,则,
所以,
则当时,,
则
,
当时,上式也成立,
所以,
所以.
【巩固练习1】定义在R上的函数f(x)满足f(x+y)=f(x)+f(y)+2xy(x,y∈R),f(1)=2,则f(3)= , f(-3)= .
【详解】f(1+1)= f(1)+ f(1)+2=6,f(2+1)= f(2)+ f(1)+4=12
易知f(0)=0,f(-1+1)= f(-1)+ f(1)-2 f(-1)=0 f(-2)=2 f(-1)+2=2 f(-3)= f(-2)+ f(-1)+4=6
【巩固练习2】(23-24高一上·辽宁辽阳·期末)(多选)已知函数对任意恒有,且,则( )
A. B.可能是偶函数
C. D.可能是奇函数
【答案】AB
【分析】根据条件,通过赋值法,对各个选项逐一分析判断即可得出结果.
【详解】法一:,,故,选AB
法二:对于选项A,令,得,则,所以选项A正确;
令,得,则,
对于选项B,若是偶函数,则,所以选项B正确;
对于选项D,若是奇函数,则,所以不可能是奇函数,所以选项D错误;
对于选项C,令,得,所以选项C错误;
故选:AB.
【巩固练习3】对于每一对实数,,函数满足函数方程,如果,那么满足的的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.无数多个
【答案】A
【分析】根据题意,令可得,由累加法可得,然后考虑负整数的情况,代入计算,即可求解.
【详解】令,则,
①,
分别令,
可得,
,
,
并将诸式相加得
整理可得②,
从而对所有自然数,②式成立.
若,可得,,.
于是,对且时,无解.
对公式①取得.
再取得.
进而得,,.
再由①式,时,.
从而,时,有.
所以,只有时,.
【巩固练习4】已知函数的定义域为,且满足,则下列结论正确的是( )
A. B.方程有解
C.是偶函数 D.是偶函数
【答案】C
【解析】对于A,因为函数的定义域为,且满足,
取,得,则,
取,得,则,故错误;
对于B,取,得,则,
所以,
以上各式相加得,
所以,
令,得,此方程无解,故B错误.
对于CD,由知,
所以是偶函数,
不是偶函数,故C正确,错误.
故选:C.
【题型8】抽象函数奇偶性与对称性问题(看不出函数模型)
证明奇偶性:利用定义和赋值的方法找到与的关系
【例1】(23-24高一下·河南洛阳·期末)已知函数的定义域为,,则( )
A. B. C.为偶函数 D.为奇函数
【答案】D
【分析】对于A,令,可求出进行判断,对于B,令,可求出进行判断,对于CD,令,可求出,从而可求出,进而可判断其奇偶性.
【详解】对于A, 令,则,得,
所以或,
当时,不恒成立,所以,所以A错误,
对于B,令,则,得,
所以,或,
由选项A可知,所以,所以B错误,
对于CD,令,则,由选项A可知,
所以,所以,
令,则,
所以为奇函数,即为奇函数,所以C错误,D正确
【例2】(23-24高一上·重庆·期末)(多选)已知是定义在R上的不恒为零的函数,且,则下列说法正确的是( )
A.若对任意,,总有,则是奇函数
B.若对任意,,总有,则是偶函数
C.若对任意,;总有,则
D.若对任意,,总有,则
【答案】ACD
【分析】利用赋值法,结合函数奇偶性的定义即可判断.
【详解】对于A,对任意,,总有,令得;令得,所以;
令得,所以;
令得,所以是奇函数,故A正确;
对于B,对任意,,总有,令得;
令得,所以是奇函数,故B错误;
对于C,对任意,,总有,由A选项分析,
令得,又因为,
所以,故C正确;
对于D,对任意,,总有,由B选项分析,
令得,
令得,所以;
令得
令得,所以
令得,所以,故D正确.
故选:ACD.
【例3】已知对任意实数x,y,函数满足,则( )
A.有对称中心 B.有对称轴
C.是增函数 D.是减函数
【答案】B
【分析】依题意取特值即可求解.
【详解】令,得,∴;
令,得,∴;
令,得,
∴的图象关于直线关于对称
【例4】已知函数的定义域为,且,若,则下列结论错误的是( )
A. B.
C.函数是偶函数 D.函数是减函数
【答案】C
【分析】首先利用赋值法求得的值,再赋值,求得的解析式,即可判断C,再根据函数的解析式,赋值判断BD.
【详解】对于A,令、,则有,
又,故,即,
令、,则有,
即,由,可得,
又,故,故A正确;
对于C,令,则有,
则,故函数是奇函数,故C错误;
对于D,有,即,
则函数是减函数,故D正确;
对于B,由,令,有,故B正确.
【巩固练习1】(多选)已知定义在上的函数,对任意实数,都有,则( )
A. B.
C. D.为奇函数
【答案】ABD
【分析】根据题意,令令,可判定A正确;令,可判定B正确;令,求得,再令,可判定C错误;令,求得,
再令,得到,可判定D正确.
【详解】由题意知,定义在上的函数对任意实数,都有,
对于A中,令,得,所以A正确;
对于B中,令,得,则,所以B正确;
对于C中,令,得,
再令,得,
可得,所以C错误.
对于D中,令,得,则,
再令,得,则为奇函数,所以D正确.
故选:ABD.
【巩固练习2】(多选)(23-24高一上·辽宁辽阳·期末)已知函数对任意恒有,且,则( )
A. B.可能是偶函数
C. D.可能是奇函数
【答案】AB
【分析】根据条件,通过赋值法,对各个选项逐一分析判断即可得出结果.
【详解】对于选项A,令,得,则,所以选项A正确;
令,得,则,
对于选项B,若是偶函数,则,所以选项B正确;
对于选项D,若是奇函数,则,所以不可能是奇函数,所以选项D错误;
对于选项C,令,得,所以选项C错误;
故选:AB.
【巩固练习3】(23-24高一上·广东珠海·期末)已知定义在上的函数满足,,且.
(1)求的值;
(2)判断的奇偶性,并证明.
【答案】(1)
(2)为偶函数,证明见解析
【分析】(1)利用赋值法结合已知条件可求解;
(2)令,结合条件和函数奇偶性定义判断.
【详解】(1)令,得,
令,得,
因为,所以,,
令,得,即,
因为,所以,所以.
(2)为偶函数.
证明如下:令,得,
由(1)得,
即,又的定义域为,所以为偶函数.
【巩固练习4】设为定义在整数集上的函数,,,,对任意的整数均有.则______.
【答案】
【思路点拨】采用赋值的方式可求得,令和可证得的对称轴和奇偶性,由此可推导得到的周期性,利用周期性可求得函数值.
【详解】令,则,;
令,,则,又,;
令,则,关于直线对称;
令,则,
不恒成立,恒成立,为奇函数,
,,
是周期为的周期函数,.
【巩固练习5】已知定义在上的函数满足,,,且.
(1)求,,的值;
(2)判断的奇偶性,并证明.
【答案】(1),,
(2)偶函数,证明见解析
【分析】(1)令,求得,令,求得,令,求得,
(2)令,再结合(1)的结果和奇偶性的定义可得结论.
【详解】(1)令,得,
因为,所以.
令,得,
因为,所以.
令,得,
即,
因为,所以,所以.
(2)为偶函数.
证明如下:令,得,
由(1)得,
即,又的定义域为,所以为偶函数.
【巩固练习6】(福建泉州·期末)已知定义在上的函数,,且,则下述结论中正确的是( )
A.
B.若,则
C.是偶函数
D.
【答案】AC
【分析】令,即可求出判断A,令,得到,即可判断B,令,结合奇偶性的定义判断C,结合B即可得到,,从而判断D.
【详解】令,则,因为,所以,故A正确;
令,则,所以,
所以,
若,则,故B错误;
令,则,即,
所以,即是偶函数,故C正确;
因为,所以,所以,,故D错误.
故选:AC.
【巩固练习7】(23-24高一下·湖南长沙·阶段练习)(多选)已知定义域为的函数满足,且,则( )
A.
B.是偶函数
C.
D.
【答案】BC
【详解】A.,
令,则,故A错误;
令,则,又,所以,
令,则,
所以函数关于对称,
令,则,
令,且,则,所以,
又函数的定义域,所以函数为偶函数,故B正确;
令,则,
又,所以,故C正确;
因为,所以,所以函数的一个周期为8,
令,则,所以,
所以,所以,
,
所以
,
所以,故D错误.
故选:BC
【题型9】抽象函数单调性与不等式问题(看不出函数模型)
判断抽象函数单调性的方法:
(1)凑:凑定义或凑已知,利用定义或已知条件得出结论;
(2)赋值:给变量赋值要根据条件与结论的关系.有时可能要进行多次尝试.
①若给出的是“和型”抽象函数,判断符号时要变形为:
或;
②若给出的是“积型”抽象函数,判断符号时要变形为:
或.
【例1】(多选)定义在上的函数满足,且当时,,则下列结论中正确的有( )
A.是奇函数 B.是增函数
C. D.
【答案】ABC
【分析】对于A:根据题意结合奇函数的定义分析判断;对于B:根据题意结合函数单调性分析判断;对于C:根据题意令代入运算即可;对于D:令,结合函数单调性分析判断.
【详解】对于选项A:因为,
令,则,可得,
令得:,
再以代,得:,
两式相加得:,即,
令,则对任意恒成立,
可知在上单调递增,且,
所以在内的值域为,
由,,即,,
所以定义在上的函数为奇函数,故A正确;
对于选项B:因为函数为定义在上的奇函数,且当时,,
不妨设,则,
因为,则且
可知,所以,
则,即,
故函数在上为增函数,B正确;
对于选项C,令,且,
则,即,故C正确;
对于选项D:令,且,
则,
因为,且函数在上为增函数,可得,
即,所以,故D错误.
【例2】(23-24高一上·湖北鄂州·阶段测)已知定义在上的函数满足:对,都有,且当时,.
(1)判断函数的奇偶性并用定义证明;
(2)判断函数在上的单调性,并用单调性定义证明;
(3)解不等式:.
【答案】(1)函数是奇函数,证明见解析;
(2)函数在上单调递减,证明见解析;
(3)
【分析】(1)利用赋值法先求出,再得到的关系,进而可证奇偶性;
(2)先取值,然后还是利用赋值法得到的正负,继而证明单调性;
(3)结合前两问所得奇偶性与单调性,利用单调性的逆用即可求解抽象函数不等式.
【详解】(1)函数是奇函数,证明如下:
令,则,解得;
令,则,令,则,
∴为定义在上的奇函数.
(2)函数在上单调递减,证明如下:
设,则,∴.
,则,则;
又,
∴,又当时,,∴,
∴,即,∴在上单调递减.
(3)由得,
∵的定义域为且在上是单调递减的,
,解得,∴不等式的解集为.
【巩固练习1】(23-24高一上·山东·阶段练习)已知定义在上的函数满足,当时,,且.
(1)求;
(2)判断的奇偶性,并说明理由;
(3)判断在上的单调性,并说明理由.
【答案】(1);
(2)奇函数;理由见详解
(3)单调递减,理由见详解
【分析】(1)利用赋值法即可求得;(2)利用赋值构造或代换得到与关系,进而判断函数奇偶性;(3)赋值构造出表达式,再运用定义证明函数单调性.
【详解】(1)令,,可得,
解得;
令,,可得,解得.
(2)为奇函数,理由如下:
,
而,
得
故在上是奇函数
(3)当时,,所以当,则,得,
又在上是奇函数,所以当,则,
设,则,所以,,故 ,
在上单调递减.
【巩固练习2】(23-24高一上·江西抚州·期末)已知定义域为的函数满足对任意,都有
(1)求证:是奇函数;
(2)设,且当时,,求不等式的解集.
【答案】(1)证明见解析;
(2)或
【分析】(1)利用赋值法,根据奇函数的定义来证明即可;
(2)变形构造函数,通过赋值来研究新函数的单调性,结合新函数的奇偶性解不等式即可.
【详解】(1)证明:因为的定义域为,关于原点对称,
又对任意,都有,
令,得,
令,得,
令,
得,
是奇函数.
(2),
,
,
设,则,所以,
在上是减函数,
因为的定义域为,
又,
所以是偶函数,
因为,
,则,解得,
不等式的解集为或.
【巩固练习3】(23-24高一上·广东湛江·阶段测)已知定义在上的函数满足,当时,,且.
(1)求;
(2)判断的奇偶性,并说明理由;
(3)判断在上的单调性,并用定义证明.
【答案】(1),
(2)为奇函数,理由见解析
(3)在上单调递减,证明见解析
【分析】(1)利用赋值法即可求得;
(2)利用赋值构造或代换得到与关系,进而判断函数奇偶性;
(3)赋值构造出得表达式,再运用定义证明函数单调性.
【详解】(1)令,可得,解得,
令,可得,①
令,可得,②
联立①②可得(因为当时,,所以(舍去).
(2)为奇函数.理由如下:
令,可得(且),③
用替换,令,可得(且),④
由③④可得(,且),
当时,,也满足,故为定义在上的奇函数.
(3)在上单调递减.证明如下:
由(2)可得,,所以,,
令,,可得,
设,则,,
因为当时,,所以,,
所以,即,
所以在上单调递减.
【巩固练习4】设定义在上的函数对任意均满足:,且,当时,.
(1)判断并证明的奇偶性;
(2)判断并证明在上的单调性;
(3)若,解不等式.
【答案】(1)奇函数,证明见解析
(2)增函数,证明见解析
(3)
【分析】(1)利用赋值法,根据函数奇偶性的知识进行证明;
(2)根据函数单调性的定义证明在上单调递增;
(3)根据函数的单调性求得不等式的解集.
【详解】(1)为奇函数,证明如下:
依题意,,
令,得,
所以,所以是奇函数.
(2)在上单调递增,证明如下:
任取,则,,
所以,
所以,所以在上单调递增.
(3)由于,
所以,,
,
而在上递增,所以,
所以不等式的解集为.
【巩固练习5】(高一上·广东广州)定义在R上的函数满足:①值域为,且当时,,②对定义域内任意的,满足,试回答下列问题:
(1)判断并证明函数的奇偶性;
(2)判断并证明函数的单调性;
(3)对,使得不等式恒成立,求t的取值范围.
【答案】(1)奇函数,证明见详解;(2)在R上单调递减,证明见详解;(3)[,+)
【分析】(1)采用赋值法进行判断与证明,先令x=y=0求出f(0),再令y=-x即可判断;
(2)结合已知条件,用定义证明函数的单调性;
(3)根据单调性将转化为关于a、m的不等式,参变分离a和m,构造函数,根据恒成立和能成立(有解)转化为求函数的最大值或最小值问题﹒
【详解】(1)令得,即或(舍去),
令代入得,
对,即在上为奇函数;
(2)设,若,
,
由(1)知在上为奇函数,
则,
函数的值域为,则,
即,
又,则,
,
在上为减函数;
(3)由(2)知在上为减函数,
,
化简得
对,使得恒成立
设,有,
(当且仅当时等号成立),
的对称轴为,开口向下,,
,
,即﹒
【巩固练习6】(23-24高一下·河北保定·阶段练习)已知定义在上的函数满足:.
(1)判断的奇偶性并证明;
(2)若,求;
(3)若,判断并证明的单调性.
【答案】(1)奇函数,证明见解析
(2)
(3)在上单调递增,证明见解析
【分析】(1)根据条件,通过赋值,得到,再赋值,即可证明结果;
(2)通过赋值,得到,再利用(1)中结果,即可求出结果;
(3)根据条件,直接利用函数单调性的定义法,即可证明结果.
【详解】(1)是奇函数,证明如下:
因为,令,得到,
令,得到,即,所以是奇函数.
(2)令,得到,由(1)知是奇函数,
所以.
(3)在上单调递增,证明如下:
在上任取,令,
则,
又因为,而,所以,
即,得到,所以在上单调递增.
【题型10】正弦或双曲正弦函数的抽象表达式
正弦型函数的抽象表达式
对于正弦函数 ,与其对应的抽象函数为
注: 此抽象函数对应于正弦平方差公式:
备注:这类函数,还有可能是双曲正弦函数型
【例1】已知函数的定义域为,且当时,,则( )
A. B.是偶函数 C.是增函数 D.是周期函数
【答案】C
【分析】
对A,令求解即可;对B,令化简可得即可;对C,设,结合题意判断判断即可;对D,根据是增函数判断即可.
【详解】模型解法一:构造正弦双曲函数即可
常规解法二:
对A,令,则,得,故A错误;
对B,令,得,
由整理可得,
将变换为,则,
故,故,故是奇函数,故B错误;
对C,设,则,
且
,故,则.
又,是奇函数,故是增函数,故C正确;
对D,由是增函数可得不是周期函数,故D错误.
【例2】(多选)已知函数的定义域为R,且为偶函数,则( )
A. B.为偶函数
C. D.
【答案】ACD
【分析】对于A,利用赋值法即可判断;对于B,利用赋值法与函数奇偶性的定义即可判断;对于C,利用换元法结合的奇偶性即可判断;对于D,先推得的一个周期为6,再依次求得,从而利用的周期性即可判断.
【详解】模型解法一:构造正弦函数即可
常规解法二:
对于A,因为,
令,则,故,则,故A正确;
对于B,因为的定义域为,关于原点对称,
令,则,又不恒为0,故,
所以为奇函数,故B错误;
对于C,因为为偶函数,所以,令,则,故,
令,则,故,又为奇函数,故,
所以,即,故C正确;
对于D,由选项C可知,所以,故的一个周期为6,
因为,所以,对于,令,得,则,
令,得,则,令,得,令,得,
令,得,所以,
又,所以由的周期性可得:,故D正确.
【巩固练习1】(多选题)已知函数的定义域为,且,为偶函数,则( )
A. B.为偶函数
C. D.
【答案】ACD
【分析】令,可判断A;令,可判断B;由函数图象的变换可得的图象关于对称,结合奇偶性可得周期性,即可判断C;根据周期性和赋值法求得,然后可判断D.
【详解】模型解法一:构造正弦函数即可
常规解法二:
令,得,即,A正确;
令,得,
又,所以对任意恒成立,
因为,所以不恒为0,
所以,即,B错误;
将的图象向左平移1个单位后,再将图象上所有点的横坐标变为原来的,纵坐标不变,可得的图象,
因为的图象关于对称,所以的图象关于对称,
所以,
又为奇函数,
所以,
所以,所以4为的周期.
由可得,C正确;
因为,,,
所以,D正确.
【巩固练习2】(多选题)(2024·辽宁·模拟预测)已知函数的定义域为R,且,则下列说法中正确的是( )
A.为偶函数 B. C. D.
【答案】BD
【解析】法一:赋值法
令,则.
另令,则,由,所以不成立,
所以,所以函数为奇函数,故A错误;
令,,则,故B正确;
令,,则,
又,所以,故C错;
令得.且,,.
所以;;
所以,又,,
所以;
所以;
所以
所以,故D正确.
法二:利用函数模型
∵,设
又∵,故,即
【巩固练习3】(多选题)(2024·全国·模拟预测)已知函数的定义域为,且,则下列说法中正确的是( )
A.为偶函数 B. C. D.
【答案】BC
【解析】方法一:先介绍正弦平方差公式:.
证明过程如下:
.
由题意,可以令,因为为奇函数,故选项A错误.
因为,故选项B正确.
因为,故选项C正确.
因为,故,故选项D错误.
方法二:对于选项A,因为的定义域为,
令,则,故,则,
令,则,
又不恒为0,故,
所以为奇函数,故A错误.
对于选项B,令,则.
而,所以,故选项B正确.
对于选项C,由选项B可知,,
令,则,所以.
又因为为奇函数,所以,故C正确.
对于选项D,由选项B以及,可得,
所以,同理可得.
因为,故,故D错误.
故选:BC
【题型11】余弦或双曲余弦函数的抽象表达式
余弦型函数的抽象表达式
对于余弦型函数 ,涉及2种余弦的和差化积公式
1、公式一:
其抽象函数模型是:
2、公式二:(2022新高考2卷T8用的就是这个模型)2
其抽象函数模型是:
3、双曲余弦函数:这类抽象表达式,还有可能是双曲余弦函数型,不过较少出现
特征:
【例1】(多选)已知定义在上的连续函数满足,,,当时,恒成立,则下列说法正确的是
A. B.是偶函数
C. D.的图象关于对称
【答案】BCD
【分析】根据所给关系式,利用赋值法一一计算可得.
【详解】法一:赋值法
因为,,
令可得,解得或,
又当时,恒成立,所以,故A错误;
令,,则,即,
所以为偶函数,故B正确;
令,,则,所以,
令,,则,所以,故C正确;
令可得,
令,可得,又,
所以,即,
所以,
所以的图象关于对称,故D正确.
法二:令,因为,故,
又因为,故,即,故选BCD
【例2】(多选)已知函数满足,且,则下列命题正确的是( )
A. B.为奇函数
C.为周期函数 D.,使得成立
【答案】BC
【分析】先令,即可判断函数的周期性,即可判断C;再令,求出,进而可判断AD;再令,判断出函数的奇偶性,进而可判断B.
【详解】由,
令,则,
则,即,
所以,
所以函数为周期函数,故C正确;
令,则,解得或,
当时,令,则,
所以,故AD错误;
所以,其图象关于原点对称,是奇函数;
当时,令,则,
所以,所以函数是偶函数,
所以,
又因为,所以,
则,所以函数为奇函数,
综上所述,为奇函数,故B正确.
【例3】(多选)已知函数对任意实数,都满足,且,则下列说法正确的是( )
A.是偶函数 B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】根据,利用赋值法逐项判断.
【详解】因为,
令,得,因为,所以,故B错误;
令,则,即,所以,故A正确;
令,则,所以,
令,则,所以,则,
所以函数周期为,则,
所以,故D正确.
故选:ACD.
【例4】(多选)已知定义在上的函数,满足,且,则下列说法正确的是( )
A. B.为偶函数
C. D.2是函数的一个周期
【答案】ABD
【分析】对A:借助赋值法,令,计算即可得;对B:借助赋值法,令,结合偶函数定义即可得;对C:计算出,其与不满足该关系即可得;对D:借助赋值法,令,结合的值与周期函数的定义计算即可得.
【详解】对A:令,则有,又,
故有,故,故A正确;
对B:令,则有,又,
故有,即,又其定义域为,
故为偶函数,故B正确;
对C:令,,则有,
故,又,不符合,故C错误;
对D:令,则有,
由,故,则,故,
两式作差并整理得,故2是函数的一个周期,故D正确.
【巩固练习1】已知函数定义域为,满足,则 .
【答案】
【详解】法一:令,因为,故,
又因为,故,即,故选BCD
法二:因为,,
令,可得,
所以,,
,
所以,即函数为周期函数,且周期为,
当时,,所以,
所以,
则.
【巩固练习2】(多选)函数的定义域为R,且满足,,则下列结论正确的有( )
A. B.
C.为偶函数 D.的图象关于对称
【答案】BC
【分析】
利用特殊值法,结合函数的奇偶性即可求解.
【详解】
由题可知
令,,则,
即,可得,故A错;
令,则,即,
又因为,,可得,故B正确;
令,可得,故C正确;
若的图象关于对称,则函数满足,
而,,显然,故D错,
令,可得,
的图象关于对称.
故选:BC.
【巩固练习3】(多选)函数的定义域为R,且满足,,则下列结论正确的有( )
A. B.
C.为偶函数 D.的图象关于对称
【答案】BC
【详解】
法一:利用赋值法求出函数的周期(通性通法)
令,,则,
即,可得,故A错;
令,则,即,
又因为,,可得,故B正确;
令,可得,故C正确;
若的图象关于对称,则函数满足,
而,,显然,故D错,
令,可得,
的图象关于对称.
法二:作为选择题,利用熟悉的函数使抽象问题具体化(优解)
联想到余弦函数和差化积公式
,,易知,又,故,即,则,故BC对
【巩固练习4】已知函数的定义域为,且,则下列选项不正确的是( )
A. B.为偶函数
C. D.在区间上单调递减
【答案】D
【详解】对于选项A:令,得,故A正确;
对于选项B:令,得,
即,且,所以为偶函数,故B正确;
对于选项C:令,得,
用代入即,
消去得:用代入得,
所以有,即,故C正确;
对于选项D:令,则有,
令,则有,
令,则有,
所以在区间上不是单调递减,故D错误.
【巩固练习5】已知定义在上的函数满足:,且,则下列结论正确的是( )
A. B.的周期为4
C.关于对称 D.在单调递减
【答案】C
【详解】由,
可得,可设
由,即,则可取,即进行验证.
选项A: ,故选项A不正确.
选项B:由,则其最小正周期为,故选项B不正确.
选项D:由于为周期函数,则在不可能为单调函数. 故选项D不正确.
选项C:,又,故此时为其一条对称轴.
此时选项C正确
【巩固练习6】(2022新高考2卷T8)已知函数的定义域为R,且,则( )
A. B. C.0 D.1
【答案】A
【分析】法一:根据题意赋值即可知函数的一个周期为,求出函数一个周期中的的值,即可解出.
【详解】[方法一]:赋值加性质
因为,令可得,,所以,令可得,,即,所以函数为偶函数,令得,,即有,从而可知,,故,即,所以函数的一个周期为.因为,,,,,所以
一个周期内的.由于22除以6余4,
所以.故选:A.
[方法二]:【最优解】构造特殊函数
由,联想到余弦函数和差化积公式
,可设,则由方法一中知,解得,取,
所以,则
,所以符合条件,因此的周期,,且,所以,
由于22除以6余4,
所以.故选:A.
【题型12】正切型函数的抽象表达式
正切型函数的抽象表达式
对于正切型函数 (k根据其余条件待定系数),
此抽象函数对应于正切函数和差角公式:
与其对应的抽象函数为
【例1】(多选)已知函数的定义域为,且,,则( 多选 )
A.
B.为偶函数
C.为周期函数,且4为的周期
D.
【答案】ACD
【分析】对于选项A:令中,即可得出答案;
对于选项B:令中,得出,根据已知得出其定义域关于轴对称,即可根据函数奇偶性的定义得出答案;
对于选项C:令中,得出,即可根据周期定义得出答案;
对于选项D:根据周期得出答案.
【详解】A选项:令,得,故A正确.
B选项:令,则,因此,
又的定义域为,关于轴对称,所以为奇函数,故B错误.
C选项:令,则,
所以,因此,
所以为周期函数,且周期为4,故C正确.
D选项:,故D正确.
【例2】(多选题)已知函数满足,,则( )
A. B.
C.的定义域为R D.的周期为4
【答案】ABD
【分析】赋值,令,即可判断A;令,可判断C;令,结合函数奇偶性定义可判断B;令,推出,即可推出函数的周期,判断D.
【详解】令,则,即,A正确,
令,则无意义,即的定义域不为R,C错误;
由可知,
令,则,即,故,B正确;
,
故,即的周期为4,D正确
【例3】已知函数的图象是连续不断的,其定义域为,满足:当时,;任意的x,,均有.若,则x的取值范围是( )(e是自然对数的底数)
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】令,解得,再令,得到,从而是奇函数,用替代,结合是奇函数,得到,再由 时,,利用单调性定义得到在上递增,则在上递增,将转化为求解.
【详解】解:令,即,
则,令,即,则,
因为定义域为,所以是奇函数,由,用替代,
得,因为是奇函数,所以,
,且,则,因为当时,,
所以,,即,
所以在上递增,又是定义域为的奇函数,所以在上递增,
则等价于,解得,故选:D
【巩固练习1】给出下列三个等式:,,.下列函数中不满足其中任何一个等式的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】依据指、对数的运算性质,和角公式,逐一验证各个选项满足的某个等式即可判断作答
【详解】对于A,因,则满足,A不是;
对于C,因,则满足,C不是;
对于D,因,则满足,D不是;
对于B,显然不能变形,,因此不满足三个等式中任一个,B是.
故选:B
【巩固练习2】(多选题)(23-24高二上·广东茂名·阶段测)已知函数的定义域为,且,,则( )
A. B.为偶函数
C.为周期函数,且2为的周期 D.
【答案】AD
【分析】对于选项A:令,即可得出答案;对于选项B:令,得出,根据已知得出其定义域关于轴对称,即可根据函数奇偶性的定义得出答案;对于选项C:令,得出,即可根据周期定义得出答案;对于选项D:根据周期得出答案.
【详解】A选项:令,得,故A正确;
B选项:令,则,因此,
又的定义域为,关于轴对称,所以为奇函数,故B错误;
C选项:令,则,
所以,因此,
所以为周期函数,且周期为4,故C错误;
D选项:,故D正确.
【巩固练习3】(多选)已知函数的定义域为,且当时,,则下列说法正确的是( )
A.是奇函数
B.为增函数
C.若实数a满足不等式,则a的取值范围为
D.
【答案】ABD
【分析】先令,求出,再令,即可判断A;令,结合已知判断的符号,即可判断B;根据函数的奇偶性和单调性解不等式即可判断C;根据函数的奇偶性和单调性即可判断D.
【详解】对于A,令,则,所以,
令,则,所以,
所以是奇函数,故A正确;
对于B,令,
则,
因为,所以,
所以,,
所以,
又因为当时,,
所以,即,
所以函数在上单调递增,
又是奇函数,且,
所以函数为增函数,故B正确;
对于C,由,得,
所以,解得,故C错误;
对于D,,
即,故D正确.
【巩固练习4】已知定义在上的函数满足:当时,,且对任意的,,均有.若,则的取值范围是(e是自然对数的底数)( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据抽象函数的性质先判断函数为奇函数,再由单调性定义证明函数单调性,即可求解不等式.
【详解】对任意的,,都有,
令,则,,
即,由,可得,
令,则,
∴,∴是奇函数.
设,,且,则,令,
则,
由是奇函数,可得,
∵当时,,且,,∴,
由函数是奇函数,可得当时,,
∴,即,即,
∴函数在上是增函数,∴函数在上是增函数,
则不等式等价于,解得,
即不等式的取值范围是.
【题型13】三次函数模型
三次函数型:则(其中b可以借助其他条件待定系数)
【例1】(多选)(2024·福建莆田·二模)已知定义在上的函数满足:,则( )
A.是奇函数
B.若,则
C.若,则为增函数
D.若,则为增函数
【答案】ABD
【分析】根据已知条件,利用函数奇偶性的定义,单调性的定义和性质,结合赋值法的使用,对每个选项进行逐一分析,即可判断和选择.
【详解】对A:定义域为,关于原点对称;
对原式,令,可得,解得;
对原式,令,可得,即,
故是奇函数,A正确;
对B:对原式,令,可得,
又,则;
由A可知,为奇函数,故,故B正确;
对C:由A知,,又,对,
当时,;当时,;
故在时,不是单调增函数,故C错误;
对D: 在上任取,令,
则
,
由题可知,又,故,
即,,故在上单调递增,
也即在上单调递增,故D正确
【巩固练习1】
【巩固练习2】(23-24高一下·河北保定·阶段练习)已知定义在上的函数满足:.
(1)判断的奇偶性并证明;
(2)若,求;
(3)若,判断并证明的单调性.
【答案】(1)奇函数,证明见解析
(2)
(3)在上单调递增,证明见解析
【分析】(1)根据条件,通过赋值,得到,再赋值,即可证明结果;
(2)通过赋值,得到,再利用(1)中结果,即可求出结果;
(3)根据条件,直接利用函数单调性的定义法,即可证明结果.
【详解】(1)是奇函数,证明如下:
因为,令,得到,
令,得到,即,所以是奇函数.
(2)令,得到,由(1)知是奇函数,
所以.
(3)在上单调递增,证明如下:
在上任取,令,
则,
又因为,而,所以,
即,得到,所以在上单调递增.
【题型14】正余弦函数辅助角型
正余弦函数辅助角型,形如
则 值可以通过其他条件待定系数
【例1】已知函数的定义域为且,,那么( )
A.为偶函数 B.
C.是函数的最大值点 D.的最小值为
【答案】D
【分析】令再令,联立所得结论可得,取,把变为,可得,联立两个结论可求得函数的解析式,根据函数的解析式逐项分析即可.
【详解】 模型解法一:构造即可。
常规解法二:
令,得,即,①
令,结合,则,②
结合①②可得,用代替得,,③
对于中,取得,把变为,结合,
得,④
联立③④,
可得,对于A,,故A错误;
对于B,,故B错误;
对于C,时,故C错误;
对于D,易得最小值为,故D正确,故选:D.
【巩固练习1】已知函数的定义域为,且,若,则函数( )
A.以为周期 B.最大值是1
C.在区间上单调递减 D.既不是奇函数也不是偶函数
【答案】D
【分析】利用赋值法,分别令,,,,,,得到逐项判断.
【详解】 模型解法一:构造即可。
常规解法二:
解:令,,得,令,,得,
令,,得,由以上3式,得,
即.则的周期为,故A错误;
的最大值为,故B错误;
令,则,故的在区间上不单调递减,故C错误;
因为,所以,且,
所以既不是奇函数也不是偶函数,故D正确.
【巩固练习2】(多选题)已知定义域为的函数对任意实数、满足,且,.其中正确的是( )
A. B.为奇函数 C.为周期函数 D.在内单调递减
【答案】BC
【分析】给题中恒成立的等式赋值,对于A,令进行判断,对于B,令进行判断,对于C,令进行判断,对于D,举例判断.
【详解】 模型解法一:构造即可常规解法二:
对于A,令,得,因为,,
所以,所以,所以A错误,
对于B,令,则,因为,
所以,所以为奇函数,所以B正确,
对于C,令,则,
所以,所以,
所以,所以,
所以的周期为,所以C正确,
对于D,因为,,,的周期为,
所以,
令,则,所以,得,
所以,所以在上不单调,所以D错误,
【题型15】其它函数的抽象表达式
1、反比例函数:,则,
2、:
3、:
【例1】(江苏省G4联盟联考)(多选)定义在上的函数满足如下条件:①;②当时,.则( )
A. B.在上是增函数
C.是周期函数 D.
【答案】ABD
【详解】两边同时除以,得到,
联想到,设,即,
【巩固练习1】已知定义在R上且不恒为0的函数,对任意的,都有,
(1) 求;
(2)证明函数是奇函数
【答案】(1)24,(2)见解析
【详解】(1)令,则有,
,正确;
(2)因为的定义域为,
因为对于,,
当时,令,则有,
当时,,
所以是奇函数
【巩固练习2】(2023新高考1卷12题)(多选)已知函数的定义域为,,则( ).
A. B.
C.是偶函数 D.为的极小值点(高一可改为单调性相关的问题)
【答案】ABC
【思路点拨】方法一:利用赋值法,结合函数奇遇性的判断方法可判断选项ABC,举反例即可排除选项D.
方法二:选项ABC的判断与方法一同,对于D,可构造特殊函数进行判断即可.
【详解】方法一:
因为,
对于A,令,,故正确.
对于B,令,,则,故B正确.
对于C,令,,则,
令,
又函数的定义域为,所以为偶函数,故正确,
对于D,不妨令,显然符合题设条件,此时无极值,故错误.
方法二:两边同时除以,得到,
联想到,设,即
又函数的定义域为,为偶函数,故可以设,则,
当肘,,则,
令,得;令,得;
故在上单调递减,在上单调递增,
因为为偶函数,所以在上单调递增,在上单调递减,
显然,此时是的极大值,故D错误.
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