内容正文:
专题04 函数的性质
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考纲解析
掌握函数单调性的定义,并会用定义法判断函数
的单调性
理解函数奇偶性的定义,掌握判断函数奇偶性的
方法
理解函数周期的定义,会求函数的周期,并会用周期求函数值
考点预测
判断函数的单调性
利用函数单调性求值域
判断函数的奇偶性,用奇偶性解决问题
求函数的周期,用周期求函数值
要点自测
(一)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叫做函数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x∈I,都有f(x)≤M;
(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M
(1)对于任意x∈I,都有f(x)≥M;
(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M
结论
M为最大值
M为最小值
(二)函数的奇偶性
(1)函数奇偶性的定义
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)是偶函数
关于y轴对称
奇函数
如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数
关于原点对称
(2)具有奇偶性函数的定义域的特点
具有奇偶性函数的定义域关于原点对称,即“定义域关于原点对称”是“一个函数具有奇偶性”的必要不充分条件.
(3)函数奇偶性与单调性之间的关系
若函数f(x)为奇函数,且在[a,b]上为增(减)函数,则f(x)在[-b,-a]上为增(减)函数;
若函数f(x)为偶函数,且在[a,b]上为增(减)函数,则f(x)在[-b,-a]上为减(增)函数.
(三)函数的周期性
(1)周期、周期函数
对于函数f(x),如果存在一个非零常数T,使得当x取定义域内每一个的值时,都有f(x+T)=f(x),那么函数f(x)就叫做周期函数.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正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期.
考点突破
考点1 函数的单调性
【例1】若函数在上是增函数,则与的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】函数在上是增函数,
,解得:,则,
故选:B.
【例2】设偶函数的定义域为,当时,是减函数,则的大小关系是( )
A.. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为,所以,
又在上单调递减,,
所以,即,
故选:A.
【突破训练】
1、.若函数的单调减区间是,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】因为的对称轴为且开口向上,单调减区间是,
所以,所以,
故选:B.
2、如果奇函数在区间上是增函数且最大值为5,那么在区间上是( )
A.减函数且最小值是 B.增函数且最大值是
C.减函数且最大值是 D.增函数且最小值是
【答案】D
【解析】因为为奇函数,在上是增函数且最大值为5,
所以在区间上为增函数,且最小值是,
故选:D.
考点2 函数的奇偶性
【例1】已知是定义在上的奇函数,当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】=-,
故答案为:B.
【例2】已知函数和的定义域均为,函数为奇函数,函数为偶函数,下列判断正确的是( )
A. 是偶函数 B. 是奇函数
C. 是奇函数 D. 是奇函数
【答案】C
【解析】对于选项C:令,则,
因为函数为奇函数,函数为偶函数,
所以,是奇函数,
同理可证是偶函数,是奇函数,是偶函数,选项C正确,
故选:C.
【突破训练】
1、函数是R上的奇函数,当时,,则当时,( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意得:当时,,,
函数是R上的奇函数,故,
故选:C.
2、已知分别是定义在上的奇函数和偶函数,若,则( )
A.5 B. C.3 D.
【答案】B
【解析】由得:,
因为分别是定义在上的奇函数和偶函数,
所以 ,故可解得:,
故选:B.
考点3 函数的周期性
【例1】下列函数是周期函数的有( )
① ② ③
A.①③ B.②③ C.①② D.①②③
【答案】C
【解析】易得和是周期函数,不是周期函数,
故选:C.
【突破训练】
1、已知是以2为周期的函数,且,则( )
A.1 B.-1 C. D.7
【答案】A
【解析】因为函数是周期为2的周期函数,
所以为的周期,即,
所以,
故选:A.
2、已知定义在上的函数满足,当时,,则 .
【答案】
【解析】由得,
故是以2为周期的周期函数,
所以,
故答案为:.
模拟演练
一、选择题
1、下列函数中,既是偶函数又在上单调递减的函数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A. 是奇函数,在R上单调递增;
B. 是偶函数,在上单调递减,满足题意;
C. 是偶函数,在上单调递增;
D. 是奇函数,在上单调递减,
故选:B.
2、函数是R上的奇函数,当时,,则当时,( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意得:当时,,,
函数是R上的奇函数,故,
故选:C.
3、设函数是定义在上的奇函数,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】∵函数是定义在上的奇函数,
则,且,
∴,
故选:D.
4、若偶函数在上是增函数,则下列关系式中成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为函数是偶函数,所以,
因为在上是增函数,且,
所以,即,
故选:D.
5、已知奇函数,当时,(m为常数),则( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】C
【解析】依题意是奇函数,由于时,,
所以,
所以时,,
所以,
故选:C.
6、已知函数,若,则( )
A. B. C.3 D.2
【答案】B
【解析】,,
所以,所以,
因为,所以,
故选:B.
7、已知函数是定义在R上的周期为6的奇函数,且满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意,得:,,
则,
故选:D.
8、如果偶函数在上是增函数且最小值是2,那么在上是
A.减函数且最小值是2 B.减函数且最大值是2
C.增函数且最小值是2 D.增函数且最大值是2
【答案】A
【解析】由偶函数图像关于轴对称,可知偶函数在原点两侧的对称区间上单调性相反,
所以函数在上为减函数,且最小值为2,
故选A.
9、已知是定义在上的奇函数,对任意,都有,若,则等于( )
A.2013 B.2 C.-2 D.2012
【答案】C
【解析】∵f(x+2)=﹣f(x),
∴f(x+4)=﹣f(x+2)=f(x),∴函数f(x)的周期是4,
∵f(1)=2,f(x+2)=﹣f(x),
∴f(2015)=f(4×503+3)=f(3)=﹣f(1)=﹣2.
故答案为:C.
10、已知为定义在上的奇函数,且对任意实数,有,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】对任意实数,有,
所以函数在上单调递减,
又因为函数为定义在上的奇函数,且,
则,所以得,
故选:D.
二、填空题
11、已知为偶函数,且当时,则,则 .
【答案】
【解析】,
故答案为:.
12、函数和都是上的增函数,则a的取值范围是___________.
【答案】
【解析】因为函数和都是上的增函数,
所以,解得,所以a的取值范围为,
故答案为:.
13、已知函数在上单调递减,则不等式的解集为 .
【答案】
【解析】由函数在上单调递减,
所以不等式的解集为,
即,即,
故答案为:.
14、已知函数是定义在R上的周期为2的奇函数,当时,,则 .
【答案】
【解析】因为函数是定义在R上的周期为2的奇函数,
所以,,
因为当时,,所以,
所以,所以,
故答案为:.
15、已知函数是上的奇函数,函数在上单调递减,,则不等式的解集是 .
【答案】
【解析】依题意,函数是上的奇函数,函数在上单调递减,,
由此画出的大致图像如下图所示,
由图可知,的解集是,
故答案为: .
四、解答题
16、已知函数是定义在R上的奇函数,且当时,.
(1)计算,;
(2)求的解析式.
【答案】1);(2).
【解析】解:(1)∵是上的奇函数,∴,
因为是上的奇函数,又时,
所以.
(2)当时,,因为当时,,
所以,
又∵函数是上的奇函数,即,
∴,又 ,
.
17、求的单调区间,并求这个函数的最值.
【答案】在上是减函数,在上是增函数,.
【解析】解:图象的对称轴为,开口向上,
因此在上是增函数,在上是减函数,
∴,而,
所以,.
18、设函数.
(1)求函数的定义域;
(2)判断函数的奇偶性,并说明理由.
【答案】(1);(2)偶函数,理由见解析
【解析】解:(1)由解得函数的定义域为;
(2)为偶函数,由,定义域关于原点对称,得函数为偶函数.
19、设函数是定义在上的奇函数,且,求a,b的值.
【答案】;
【解析】解:∵函数是定义在上的奇函数,
∴由,得,又∵,
∴,解之得,
所以函数的解析式为:,a=2,b=0.
20、已知函数,.
(1)用定义法证明:函数在上单调递增;
(2)求不等式的解集.
【答案】(1)证明过程见解析;(2)
【解析】解:(1)任取,且,
,
因为,且,故,,,,,
所以,,
故函数在上单调递增;
(2),定义域关于原点对称,且,
所以为奇函数,
变形为,
则要满足,解得:,
故不等式的解集为.
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掌握函数单调性的定义,并会用定义法判断函数
的单调性
理解函数奇偶性的定义,掌握判断函数奇偶性的
方法
理解函数周期的定义,会求函数的周期,并会用周期求函数值
考点预测
判断函数的单调性
利用函数单调性求值域
判断函数的奇偶性,用奇偶性解决问题
求函数的周期,用周期求函数值
要点自测
(一)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叫做函数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x∈I,都有f(x)≤M;
(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M
(1)对于任意x∈I,都有f(x)≥M;
(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M
结论
M为最大值
M为最小值
(二)函数的奇偶性
(1)函数奇偶性的定义
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)是偶函数
关于y轴对称
奇函数
如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数
关于原点对称
(2)具有奇偶性函数的定义域的特点
具有奇偶性函数的定义域关于原点对称,即“定义域关于原点对称”是“一个函数具有奇偶性”的必要不充分条件.
(3)函数奇偶性与单调性之间的关系
若函数f(x)为奇函数,且在[a,b]上为增(减)函数,则f(x)在[-b,-a]上为增(减)函数;
若函数f(x)为偶函数,且在[a,b]上为增(减)函数,则f(x)在[-b,-a]上为减(增)函数.
(三)函数的周期性
(1)周期、周期函数
对于函数f(x),如果存在一个非零常数T,使得当x取定义域内每一个的值时,都有f(x+T)=f(x),那么函数f(x)就叫做周期函数.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正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期.
考点突破
考点1 函数的单调性
【例1】若函数在上是增函数,则与的大小关系是( )
A. B. C. D.
【例2】设偶函数的定义域为,当时,是减函数,则的大小关系是( )
A.. B.
C. D.
【突破训练】
1、.若函数的单调减区间是,则( )
A. B.
C. D.
2、如果奇函数在区间上是增函数且最大值为5,那么在区间上是( )
A.减函数且最小值是 B.增函数且最大值是
C.减函数且最大值是 D.增函数且最小值是
考点2 函数的奇偶性
【例1】已知是定义在上的奇函数,当时,,则( )
A. B. C. D.
【例2】已知函数和的定义域均为,函数为奇函数,函数为偶函数,下列判断正确的是( )
A. 是偶函数 B. 是奇函数
C. 是奇函数 D. 是奇函数
【突破训练】
1、函数是R上的奇函数,当时,,则当时,( )
A. B. C. D.
2、已知分别是定义在上的奇函数和偶函数,若,则( )
A.5 B. C.3 D.
考点3 函数的周期性
【例1】下列函数是周期函数的有( )
① ② ③
A.①③ B.②③ C.①② D.①②③
【突破训练】
1、已知是以2为周期的函数,且,则( )
A.1 B.-1 C. D.7
2、已知定义在上的函数满足,当时,,则 .
模拟演练
一、选择题
1、下列函数中,既是偶函数又在上单调递减的函数是( )
A. B. C. D.
2、函数是R上的奇函数,当时,,则当时,( )
A. B. C. D.
3、设函数是定义在上的奇函数,且,则( )
A. B. C. D.
4、若偶函数在上是增函数,则下列关系式中成立的是( )
A. B.
C. D.
5、已知奇函数,当时,(m为常数),则( )
A.1 B.2 C. D.
6、已知函数,若,则( )
A. B. C.3 D.2
7、已知函数是定义在R上的周期为6的奇函数,且满足,,则( )
A. B. C. D.
8、如果偶函数在上是增函数且最小值是2,那么在上是
A.减函数且最小值是2 B.减函数且最大值是2
C.增函数且最小值是2 D.增函数且最大值是2
9、已知是定义在上的奇函数,对任意,都有,若,则等于( )
A.2013 B.2 C.-2 D.2012
10、已知为定义在上的奇函数,且对任意实数,有,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、填空题
11、已知为偶函数,且当时,则,则 .
12、函数和都是上的增函数,则a的取值范围是___________.
13、已知函数在上单调递减,则不等式的解集为 .
14、已知函数是定义在R上的周期为2的奇函数,当时,,则 .
15、已知函数是上的奇函数,函数在上单调递减,,则不等式的解集是 .
四、解答题
16、已知函数是定义在R上的奇函数,且当时,.
(1)计算,;
(2)求的解析式.
17、求的单调区间,并求这个函数的最值.
18、设函数.
(1)求函数的定义域;
(2)判断函数的奇偶性,并说明理由.
19、设函数是定义在上的奇函数,且,求a,b的值.
20、已知函数,.
(1)用定义法证明:函数在上单调递增;
(2)求不等式的解集.
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