内容正文:
第六讲·函数的单调,奇偶,周期与对称性
【知识导学】
1.单调性:
①单调性是函数在其定义域上的局部性质.证明函数的单调性时,规范步骤为取值、作差、变形、判断符号和下结论.
②复合函数的单调性遵循“同增异减”的原则.
③单调性的定义表示:(或者)是定义域内单调增函数;
(或者)是定义域内单调减函数;
④函数单调性与导函数的关系:是定义域内单调增函数在定义域内恒成立,反之不成立。在定义域内存在单调增区间在定义域内有解。减函数类比。
2.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)∀x∈I,都有f(x)≤M;
(2)∃x0∈I,使得f(x0)=M
(1)∀x∈I,都有f(x)≥M;
(2)∃x0∈I,使得f(x0)=M
结论
M为最大值
M为最小值
3.奇偶性:
①奇偶性的定义
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
设函数的定义域为I,如果∀x∈I,都有,且,那么函数是偶函数
关于y轴对称
奇函数
设函数的定义域为I,如果∀x∈I,都有,且,那么函数是奇函数
关于原点对称
②奇偶性的判定:1,判定定义域是否关于原点对称;2,判定或是否成立
③奇偶性的性质应用:1,若是偶函数,则.
2,若是奇函数,0在其定义域内,则.
3,奇函数在关于原点对称的单调区间内有相同的单调性,偶函数在关于原点对称的单调区间内有相反的单调性.
4.对称性
①轴对称:关于直线对称或者,推论,则函数关于对称;
②点对称:关于点对称或者,推论,则函数关于点对称;
5.周期性:
定义: 在定义域对都有 在没有特别说明的情况下,周期都是指最小正周期
①若对,或恒成立,则是周期为的周期函数.
②若是偶函数,其图象又关于直线对称,则是周期为的周期函数.
③若是奇函数,其图象又关于直线对称,则是周期为的周期函数.
④若,则是周期为的周期函数.
【题型聚焦】
【题型一·利用奇偶性求参数的值与求函数解析式】
【例题1】★(24-25高三上·内蒙古赤峰·期末)下列函数中,是偶函数且在上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、根据解析式直接判断函数的单调性、求含sinx的函数的奇偶性、求sinx型三角函数的单调性
【分析】根据偶函数和单调性逐项分析即可.
【详解】对于A, 在上单调递减,不符合题意,故A错误;
对于B,由对勾函数性质可知在上不单调,不符合题意,故B错误;
对于C,,不为偶函数,故C错误;
对于D,,且的定义域为,
即为偶函数,由在上单调递增,
在定义域内单调递增,故在上单调递增,符合题意,故D正确.
故选:D.
【例题2】★(2025·湖南岳阳·一模)若函数为奇函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】求指数(型)函数的定义域、由奇偶性求参数
【分析】根据题意可知,结合指数运算求解即可.
【详解】令,可得,即函数的定义域为,
若函数为奇函数,则,
可得,
所以.故选:B.
【例题3】★(24-25高三下·广东·开学考试)已知函数为偶函数,则( )
A.4 B.5 C.6 D.1
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、由奇偶性求参数
【分析】由奇偶性的定义列式分析判断即可
【详解】由题意可知函数的定义域为,因为是偶函数,
所以,
整理得,故,得.
故选:C.
【例题4】★★(2024·四川德阳·模拟预测)若函数是奇函数,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】求二次函数的值域或最值、由奇偶性求参数、对数的运算
【分析】根据条件,利用奇函数的性质得到,再利用二次函数的性质,即可求解
【详解】因为,且为奇函数,
则,
得到,所以,
又图象的对称轴为,且开口向下,
所以当时,取到最大值为,
故选:A.
【例题5】★★★(24-25高一上·广东江门·期中)已知是定义在上的奇函数,当时,.
(1)求及;
(2)求函数在上的解析式;
(3)若,恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1),(2)(3)
【难度】0.65
【知识点】由奇偶性求函数解析式、根据函数的单调性解不等式、由奇偶性求参数、函数不等式恒成立问题
【分析】(1)由奇函数的性质即可求解;
(2)由奇函数构造方程求解即可;
(3)通过函数奇偶性、单调性去求解;
【详解】(1)因为是定义在上的奇函数,所以,即,
由题意知,解得
所以当时,,
,所以
(2)当,则,所以,
又为奇函数,所以,故当时,
综上:
(3)由,得
因为是奇函数,所以
当时,,所以函数在上单调递增,
由是奇函数,所以函数在上单调递增,
所以对恒成立即对恒成立,
当时,,当且仅当时等号成立,
所以.所以实数m的取值范围为
【例题6】★★★(23-24高一上·江苏镇江·期中)已知函数是定义在R上的奇函数,当时,.
(1)求的解析式;
(2)当时,求的最小值.
【答案】(1)(2)
【难度】0.65
【知识点】由奇偶性求函数解析式、求二次函数的值域或最值
【分析】(1)由已知结合奇函数性质先求a,然后结合奇函数定义即可求解函数解析式;
(2)先判断函数的单调性,结合单调性即可求解函数最值.
【详解】(1)由是定义在上的奇函数,且当时,,
则,解得,即时,;
当时,,,
故;
(2)作出函数的大致图象如图所示:
当时,函数在上单调递增,则;
当,,函数在上单调递减,在上单调递增,
此时;
当,即时,函数在上单调递增,在上单调递减,
,,
则,则,
则;
当,即时,函数在上单调递增,在上单调递减,
,,
则,
则,所以;
当时,即当时,函数在上单调递增,
此时,
综上所述,.
【题型二·构造奇偶函数求值】
【例题7】★★(24-25高三上·江西赣州开学考试)函数在区间上的最大值为,最小值为,则( )
A. B.0 C.2 D.4
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】函数奇偶性的应用、求已知指数型函数的最值
【分析】由函数的基本性质可得,若,则,进一步即可得解.
【详解】设,,首先定义域关于原点对称,
且,所以是奇函数,
不妨设,则,
所以.故选:C.
【例题8】★★★(23-24长沙市周南中学高三阶段检测)已知函数(且),若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【分析】计算得出,再由可求得的值.
【详解】因为,
所以,所以.故选:D.
【点睛】本题考查利用函数解析式求函数值,考查计算能力,属于中等题.
【例题9】★★★(2024·湖南衡阳·模拟预测)已知函数,,若的最大值为,最小值为,则 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的应用、对数的运算
【分析】先对变形得,再构造函数,判断为奇函数,从而由奇函数的性质可得答案
【详解】由题意可得,
令,则,
因为
所以为奇函数,
所以在最大值与最小值之和为0,所以.故答案为:8
【点睛】关键点点睛:此题考查函数奇偶性的应用,解决本题的关键是将函数变形,得到后,判断函数为奇函数,考查计算能力,属于中档题
【例题10】★★★(23-24长沙市明德中学·高三阶段练习)已知函数,其导函数记为,则 .
【答案】2
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的应用、求函数值、基本初等函数的导数公式、导数的乘除法
【分析】利用为偶函数,有,为奇函数, 有,即可求值.
【详解】函数,定义域为R,
则,
,
所以为偶函数,有,
令,,
为奇函数,有,
所以.
故答案为:2.
【例题11】★★★★(多选)(2024·雅礼中学·模拟预测)已知函数,则下列结论中正确的是( )
A.若在区间上的最大值与最小值分别为,,则
B.曲线与直线相切
C.若为增函数,则的取值范围为
D.在上最多有个零点
【答案】ACD
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的应用、求曲线切线的斜率(倾斜角)、由函数在区间上的单调性求参数、利用导数研究函数的零点
【分析】由定义法确定函数的奇偶性,再求导数判断函数的单调性与切线斜率,以及零点情况.
【详解】因为对于任意,都有,
所以为奇函数,其图象关于原点对称,故A正确.
又,令,得(*),
因为,,所以方程(*)无实数解,
即曲线的所有切线的斜率都不可能为,故B错误.
若为增函数,则大于等于0,
即,,
当且仅当时等号成立,所以,故C正确.
令,得或().设,
则,令,
则.当时,,
当时,,当时,,
所以函数为增函数,且,所以当时,,
从而,单调递增.又因为对于任意,都有,
所以为偶函数,其图象关于轴对称.
综上,在上单调递减,在上单调递增,
则直线与最多有2个交点,所以在上最多有3个零点,故D正确.故选ACD.
【题型三·构造法研究单调性】
【例题12】★★(24-25高三上·湖南师大附中阶段检测)已知,对都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】根据函数的单调性求参数值
【分析】由变形得,构造函数,进而根据二次函数的单调性求参数.
【详解】由,得,则,
设函数,则对都有成立,
所以函数在区间上单调递增,
所以,解得,则.
故选:B.
【点睛】关键点点睛:本题的关键是将变形为,从而构造函数.
【例题13】★★★(24-25高三上·青海·期末)已知为奇函数,对于任意的,都有,且,则不等式的解集为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、根据函数的单调性解不等式
【分析】根据不等式的结构构造新函数,利用新函数的单调性进行求解即可.
【详解】因为,所以.
设,因为,所以,
则是增函数,且.
因为为奇函数,所以为奇函数,所以,.
不等式可转化为,即,
所以,即的解集为.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:根据不等式形式构造新函数进而判断新函数的单调性是解题的关键.
【例题14】★★★★(2025高三上·长郡中学·专题练习)已知函数的定义域与值域均为,且满足,且,则下列结论中一定正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.4
【知识点】函数基本性质的综合应用、由递推关系证明数列是等差数列
【分析】利用数列求通项的解法,先判断临界情况,令,所以得,求出的通项公式,即可判断出与得出正确答案.
【详解】先判断临界情况,
令,则,
令
,
故是首项为,公差为2的等差数列,
故,
即,
则;.
故选:B
【点睛】关键点点睛:令,根据,利用是首项为,公差为2的等差数列求解.
【题型四·函数性质综合应用】
【例题15】★★(2024高三下·雅礼中学·专题练习)已知是定义在上的奇函数,若为偶函数且,则( )
A. B.4 C. D.6
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的应用、函数周期性的应用、由函数的周期性求函数值
【分析】根据奇偶性推出是以为周期的周期函数,根据周期性计算可得.
【详解】因为是定义在上的奇函数,又为偶函数,
所以,,且,
则,
即,
所以,
即是以为周期的周期函数,
由,,,
所以,
,
,
所以.故选:B
【例题16】★★(2023春·湖南长沙·高一长沙麓山国际实验学校校考开学考试)已知定义在上的函数是偶函数,且在上单调递增,则满足的的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先通过函数的性质得到的对称性和单调性,再利用的性质去掉中的,然后解不等式即可.
【详解】函数是偶函数, 且在上单调递增,
即函数的对称轴为,
又函数向右平移1个单位可得,
函数的对称轴为,且在上单调递增,
由得解得或故选:B.
【例题17】★★(2024秋·湖南株洲·高三校联考阶段练习)已知函数对任意,都有成立,又函数的图象关于点对称,且,则( )
A.-3 B.-1 C.1 D.3
【答案】A
【分析】根据题意判断函数的对称性以及奇偶性,继而可推得函数的周期,根据函数的周期即可求得答案.
【详解】因为对任意,都有,所以函数的图象关于直线对称,
即,则,
又函数的图象关于点对称,则函数的图象关于点对称,
即函数为奇函数,
所以,所以,
所以8是函数的一个周期,
故,故选:A.
【例题18】★★(24-25高三上·湖北武汉·期末)已知函数,满足对任意的,恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、根据分段函数的单调性求参数、由对数(型)的单调性求参数
【分析】根据给定条件可得函数在R上单调递增,再结合分段函数及对数函数的单调性列式求解.
【详解】由对任意的,恒成立,得函数在R上单调递增,
则,解得,所以实数的取值范围为.故选:C
【例题18】★★★(2025高三下·全国·专题练习)已知函数是定义在上奇函数,且满足,当时,,则当时,的最小值为( )
A. B. C.1 D.0
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的应用、函数周期性的应用、求二次函数的值域或最值
【分析】由可求得函数的周期为4,由函数为奇函数结合已知解析式求出时的解析式,再结合周期可求得结果.
【详解】由,
因此可以得到:,所以函数的周期为4,
当时,,
设,则,所以,
因为是定义在上奇函数,
所以,得,
当时,,
所以,
所以当时,函数的最小值为.
故选:B
【例题19】★★★(多选)(24-25高三下·广东广州·开学考试)已知函数的图象关于直线对称,且对都有,当时,.则下列结论正确的是( )
A.
B.在区间上单调递减
C.的图像关于点对称
D.函数有2个零点
【答案】ABD
【难度】0.65
【知识点】由奇偶性求函数解析式、判断或证明函数的对称性、由函数的周期性求函数值、求函数零点或方程根的个数
【分析】A选项,根据对称性得到,再结合得到,即可得到的周期,然后利用周期求函数值即可;B选项,利用对称性求解析式,然后判断单调性;C选项,根据得到对称中心;D选项,将函数的零点个数转化为与图象的交点个数,然后结合图象求零点个数.
【详解】因为的图象关于对称,所以,
又,所以,
则,所以,所以,
所以的周期为8,
所以,故A正确;
当时,,所以,
所以,
当时,,所以,
所以,所以在上单调递减,故B正确;
由得的图象关于点对称,故C错;
函数的零点个数可以转化为与图象的交点个数,
由题意得与的图象如下:
由此可得与的图象有2个交点,
所以有2个零点,故D正确.
故选:ABD.
【例题20】★★★(多选)(24-25高三上·内蒙古赤峰·期末)已知定义在上的函数满足.若的图象关于点对称,则( )
A.的图象关于点对称 B.是偶函数
C.是奇函数 D.的周期
【答案】AB
【难度】0.4
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、判断证明抽象函数的周期性、判断或证明函数的对称性
【分析】令,推导出,结合函数的对称性可判断A选项;利用函数奇偶性的定义可判断BC选项;利用特殊值法可判断D选项.
【详解】对于A选项,设,因为函数的图象关于点对称,
即函数的的图象关于点对称,则,
所以,令,可得,
可得,所以的图象关于点对称,则A正确.
对于B选项,由已知得,
设,则,
所以,所以是偶函数,则B正确;
对于C选项,若函数是奇函数,则,可得,
即函数的图象关于点对称,
但函数的图象关于点对称,题中条件无法推出函数的图象关于点对称,则C错误;
对于D选项,若函数的周期为,则,
事实上,在等式中,令,则,则,矛盾,故D错误.
故选:AB.
【点睛】结论点睛:本题考查函数的对称性的判断,可利用以下结论来转化:
①函数的图象关于点对称,则;
②函数的图象关于直线对称,则.
【例题21】★★★(24-25高三下·山西·开学考试)已知函数,若关于的不等式有解,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】由导数求函数的最值(不含参)、利用导数研究能成立问题、根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
【分析】构造函数,通过其单调性奇偶性,得到在上有解,求得最值,进而可求解;
【详解】设,
由在上单调递增,可知,在上单调递增,
又奇函数,
所以由,可得,
∴,,
∴在上有解,设,,
易知时,,时,,
∴在单调递增,在单调递减,即,
∴,
故选:A
【例题22】★★★★(2025·广东佛山·模拟预测)设函数,若恒成立,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】函数不等式恒成立问题
【分析】由题意可得,进而得,又且,可求的取值范围.
【详解】因为,恒成立,
所以,即,所以.
因为且,
所以.
故选:C.
【例题23】★★★★(多选)(24-25高三上·浙江宁波·期末)已知函数,数列满足,前项和为.则( )
A.函数的对称中心为
B.函数为奇函数
C.不等式的解集为
D.若,,则的最小值为
【答案】ACD
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、倒序相加法求和、基本不等式求和的最小值、根据函数的单调性解不等式
【分析】A:计算的和是否为即可判断;B:设,计算的和是否为即可判断;C:根据函数的单调性和对称中心即可判断;D:利用数列求和得到,再根据基本不等式求最小值即可.
【详解】
.
所以函数关于对称,A正确;
令,则,
由A知,,所以.
所以不是奇函数,B错误;
因为,所以
因为在R上单调递增,所以,,C正确;
由A知,,且,,
.
又因为,所以.
时,,
当且仅当即,,时等号成立;
时,
,
当且仅当即,,时等号成立;
所以若,,则的最小值为,D正确.
故选:ACD.
【例题24】★★★★(多选)(24-25高三上·湖南长沙·明德中学阶段考试)若定义在R上的函数,满足,,,则下列结论中正确的是( )
A.是偶函数 B.是周期为4的周期函数
C. D.
【答案】ABC
【难度】0.4
【知识点】函数基本性质的综合应用
【分析】利用与得到,然后利用,得到的周期性,然后得到周期;再利用与得到为偶函数;利用得到,最后利用得到的值即可.
【详解】因为,所以.
又因为,所以.
又,则,
即,所以,故是周期为4的周期函数.
因为,所以也是周期为4的周期函数,选项B正确;
因为,则,则,
所以,所以为偶函数,选项A正确;
因为,令,得,即,
令,得,即,
故,选项C正确;
由,
得
,
所以,选项D错误.
故选:ABC.
【点睛】当有两个函数时,需要根据其函数关系消元,得到一个函数的关系,然后得出的性质;最后再利用与的关系求解相关的一些性质即可.
【题型五·抽象函数与函数新定义】
【例题25】★★★(2024高三下·湖南师大附中·专题练习)已知是定义在上的奇函数,且,若时,有成立.
(1)判断在上的单调性;
(2)解不等式;
(3)若对所有的恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)在上单调递增
(2)
(3)或或
【难度】0.65
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、根据函数的单调性解不等式、函数不等式恒成立问题
【分析】(1)应用单调性定义判断单调性;
(2)根据单调性列不等式计算求解;
(3)根据不等式在给定范围恒成立,分和分别判断计算求解.
【详解】(1)任取,且,
则为奇函数,
,
由已知得,
,即.
在上单调递增.
(2)在上单调递增,
.
所以不等式的解集为.
(3)在上单调递增.
在上,.
问题转化为,
即,对恒成立.
设.
①若,则,对恒成立.
②若,则为的一次函数,若,对恒成立,必须有且,
或.
实数的取值范围是或或.
【例题26】★★★★(多选)(24-25高三上·吉林长春·阶段练习)定义在上的函数满足下列条件:(1);(2)当时,,则( )
A. B.
C.当时, D.在上单调递增
【答案】ACD
【难度】0.4
【知识点】函数基本性质的综合应用、定义法判断或证明函数的单调性、基本不等式求和的最小值
【分析】利用赋值法可以逐次判断选项,对于A,取可得;对于C,取,再由条件当时,推理可得;对于B,虽能用基本不等式,但因在上的符号不定,得不出结论;对于D,运用单调性定义法推导即可.
【详解】对于A,由,
取,得,故A正确;
对于C,由,
取,因,故,即,
当时,,则,故,即,故C正确;
对于B,由,
取,可得,,整理得,,
因为,,当且仅当时取等号,
由选项C可知的符号可正可负,故不一定有,
即不一定成立,故B错误;
对于D,任取,则,
依题意,,而,
则,即,
即在上是增函数,
于是对于,
任取,因为,则,即,
即函数在上单调递增,故D正确.
故选:ACD.
【点睛】关键点点睛:本题选项D的解决关键在于,熟练掌握单调函数的定义,利用构造函数法分析抽象函数的单调性,从而得解.
【例题27】★★★★(多选)(2024·湖南益阳·模拟预测)已知函数的定义域为,若,有,,则( )
A. B.
C.为偶函数 D.4为函数的一个周期
【答案】ACD
【难度】0.4
【知识点】函数基本性质的综合应用、抽象函数的奇偶性
【分析】根据已知条件进行赋值,以及利用变量替换推出函数性质,逐一判断选项即可求解.
【详解】根据题意,,
取,得,因为,所以,A正确;
取,得,所以,B错误;
取,得,即,
所以为偶函数,C正确;
取,得,所以,
即4为函数的一个周期,D正确.
故选:ACD.
【点睛】方法点睛:解答抽象函数问题,常用的方法是赋值法,求函数值时,通常令等式中的变量取等特殊值;判断函数奇偶性时,通常通过赋值使等式中出现;当然要结合所求灵活赋值,根据函数的性质进行求解.
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第六讲·函数的单调,奇偶,周期与对称性
【知识导学】
1.单调性:
①单调性是函数在其定义域上的局部性质.证明函数的单调性时,规范步骤为取值、作差、变形、判断符号和下结论.
②复合函数的单调性遵循“同增异减”的原则.
③单调性的定义表示:(或者)是定义域内单调增函数;
(或者)是定义域内单调减函数;
④函数单调性与导函数的关系:是定义域内单调增函数在定义域内恒成立,反之不成立。在定义域内存在单调增区间在定义域内有解。减函数类比。
2.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)∀x∈I,都有f(x)≤M;
(2)∃x0∈I,使得f(x0)=M
(1)∀x∈I,都有f(x)≥M;
(2)∃x0∈I,使得f(x0)=M
结论
M为最大值
M为最小值
3.奇偶性:
①奇偶性的定义
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
设函数的定义域为I,如果∀x∈I,都有,且,那么函数是偶函数
关于y轴对称
奇函数
设函数的定义域为I,如果∀x∈I,都有,且,那么函数是奇函数
关于原点对称
②奇偶性的判定:1,判定定义域是否关于原点对称;2,判定或是否成立
③奇偶性的性质应用:1,若是偶函数,则.
2,若是奇函数,0在其定义域内,则.
3,奇函数在关于原点对称的单调区间内有相同的单调性,偶函数在关于原点对称的单调区间内有相反的单调性.
4.对称性
①轴对称:关于直线对称或者,推论,则函数关于对称;
②点对称:关于点对称或者,推论,则函数关于点对称;
5.周期性:
定义: 在定义域对都有 在没有特别说明的情况下,周期都是指最小正周期
①若对,或恒成立,则是周期为的周期函数.
②若是偶函数,其图象又关于直线对称,则是周期为的周期函数.
③若是奇函数,其图象又关于直线对称,则是周期为的周期函数.
④若,则是周期为的周期函数.
【题型聚焦】
【题型一·利用奇偶性求参数的值与求函数解析式】
【例题1】★(24-25高三上·内蒙古赤峰·期末)下列函数中,是偶函数且在上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【例题2】★(2025·湖南岳阳·一模)若函数为奇函数,则( )
A. B. C. D.
【例题3】★(24-25高三下·广东·开学考试)已知函数为偶函数,则( )
A.4 B.5 C.6 D.1
【例题4】★★(2024·四川德阳·模拟预测)若函数是奇函数,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【例题5】★★★(24-25高一上·广东江门·期中)已知是定义在上的奇函数,当时,.
(1)求及;
(2)求函数在上的解析式;
(3)若,恒成立,求实数m的取值范围.
【例题6】★★★(23-24高一上·江苏镇江·期中)已知函数是定义在R上的奇函数,当时,.
(1)求的解析式;
(2)当时,求的最小值.
【题型二·构造奇偶函数求值】
【例题7】★★(24-25高三上·江西赣州开学考试)函数在区间上的最大值为,最小值为,则( )
A. B.0 C.2 D.4
【例题8】★★★(23-24长沙市周南中学高三阶段检测)已知函数(且),若,则( )
A. B. C. D.
【例题9】★★★(2024·湖南衡阳·模拟预测)已知函数,,若的最大值为,最小值为,则 .
【例题10】★★★(23-24长沙市明德中学·高三阶段练习)已知函数,其导函数记为,则 .
【例题11】★★★★(多选)(2024·雅礼中学·模拟预测)已知函数,则下列结论中正确的是( )
A.若在区间上的最大值与最小值分别为,,则
B.曲线与直线相切
C.若为增函数,则的取值范围为
D.在上最多有个零点
【题型三·构造法研究单调性】
【例题12】★★(24-25高三上·湖南师大附中阶段检测)已知,对都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例题13】★★★(24-25高三上·青海·期末)已知为奇函数,对于任意的,都有,且,则不等式的解集为 .
【例题14】★★★★(2025高三上·长郡中学·专题练习)已知函数的定义域与值域均为,且满足,且,则下列结论中一定正确的是( )
A. B. C. D.
【题型四·函数性质综合应用】
【例题15】★★(2024高三下·雅礼中学·专题练习)已知是定义在上的奇函数,若为偶函数且,则( )
A. B.4 C. D.6
【例题16】★★(2023春·湖南长沙·高一长沙麓山国际实验学校校考开学考试)已知定义在上的函数是偶函数,且在上单调递增,则满足的的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【例题17】★★(2024秋·湖南株洲·高三校联考阶段练习)已知函数对任意,都有成立,又函数的图象关于点对称,且,则( )
A.-3 B.-1 C.1 D.3
【例题18】★★(24-25高三上·湖北武汉·期末)已知函数,满足对任意的,恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【例题18】★★★(2025高三下·全国·专题练习)已知函数是定义在上奇函数,且满足,当时,,则当时,的最小值为( )
A. B. C.1 D.0
【例题19】★★★(多选)(24-25高三下·广东广州·开学考试)已知函数的图象关于直线对称,且对都有,当时,.则下列结论正确的是( )
A.
B.在区间上单调递减
C.的图像关于点对称
D.函数有2个零点
【例题20】★★★(多选)(24-25高三上·内蒙古赤峰·期末)已知定义在上的函数满足.若的图象关于点对称,则( )
A.的图象关于点对称 B.是偶函数
C.是奇函数 D.的周期
【例题21】★★★(24-25高三下·山西·开学考试)已知函数,若关于的不等式有解,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【例题22】★★★★(2025·广东佛山·模拟预测)设函数,若恒成立,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【例题23】★★★★(多选)(24-25高三上·浙江宁波·期末)已知函数,数列满足,前项和为.则( )
A.函数的对称中心为
B.函数为奇函数
C.不等式的解集为
D.若,,则的最小值为
【例题24】★★★★(多选)(24-25高三上·湖南长沙·明德中学阶段考试)若定义在R上的函数,满足,,,则下列结论中正确的是( )
A.是偶函数 B.是周期为4的周期函数
C. D.
【题型五·抽象函数与函数新定义】
【例题25】★★★(2024高三下·湖南师大附中·专题练习)已知是定义在上的奇函数,且,若时,有成立.
(1)判断在上的单调性;
(2)解不等式;
(3)若对所有的恒成立,求实数的取值范围.
【例题26】★★★★(多选)(24-25高三上·吉林长春·阶段练习)定义在上的函数满足下列条件:(1);(2)当时,,则( )
A. B.
C.当时, D.在上单调递增
【例题27】★★★★(多选)(2024·湖南益阳·模拟预测)已知函数的定义域为,若,有,,则( )
A. B.
C.为偶函数 D.4为函数的一个周期
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第六讲·函数的单调、奇偶、周期与对称性
学校:___________姓名:___________班级:___________得分:___________
一、单选题(共30分)
1.★(本题5分)(24-25高三下·江苏·开学考试)若是奇函数,则( )
A.e B. C. D.
2.★★(本题5分)(2025高三下·全国·专题练习)已知是定义在上的偶函数,且在区间上单调递增,则( )
A. B.
C. D.
3.★★(本题5分)(2019高三·全国·专题练习)已知满足对任意,都有成立,那么的取值范围是
A.(1,2) B.
C. D.
4.★★★(本题5分)(2025·山西吕梁·一模)设函数,则满足的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.★★★(本题5分)(24-25高三上·河北秦皇岛·期末)已知定义在上的函数满足:为偶函数,为奇函数,且,则( )
A.0 B.2 C.4 D.6
6.★★★(本题5分)(2025高三下·全国·专题练习)已知是定义在上的奇函数,若为偶函数且,则( )
A.3 B. C. D.0
二、多选题(共36分)
7.★(本题6分)(2025·广东肇庆·二模)下列函数中是奇函数且是周期函数的是( )
A. B.
C. D.
8.★★(本题6分)(2025高三·全国·专题练习)设函数在上为增函数,则下列结论错误的是( )
A.在上为减函数 B.在上为增函数
C.在上为增函数 D.在上为减函数
9.★★★(本题6分)(24-25高一下·贵州黔南·阶段练习)已知定义在上的函数满足,且当时,,则下列说法正确的是( )
A.是奇函数 B.是周期函数
C. D.时,
10.★★★(本题6分)(24-25高一上·安徽芜湖·期末)已知是定义在上的奇函数,且满足,若当时,,则下列选项正确的是( )
A.图象关于点中心对称
B.8为的周期
C.
D.方程在上共有1526个不同的实数解
11.★★★★★(本题6分)(24-25高三下·浙江杭州·阶段练习)已知函数,则下列说法中正确的是( )
A.的图象关于原点对称
B.的值域为
C.当时,桓成立
D.若在上恰有1012个不同解,则符合条件的a只有一个
12.★★★★★(本题6分)(24-25高一下·安徽·开学考试)设是定义域为的单调函数,若,则( )
A.
B.
C.是增函数
D.当时,
三、填空题(共30分)
13.★★(本题5分)(24-25高一上·安徽宿州·期末)已知,若函数是定义在上的奇函数,则 .
14.★★(本题5分)(24-25高三上·辽宁丹东·期末)已知函数为奇函数,则 .
15.★★(本题5分)(24-25高一上·上海·期末)若函数的图像关于直线对称,则
16.★★★(本题5分)(24-25高一下·广东广州·开学考试)设函数在区间上的最大值为,最小值为,则的值为 .
17.★★★(本题5分)(2025高三下·全国·专题练习)已知,.求 .
18.★★★(本题5分)(2025高三下·全国·专题练习)已知是定义在上的函数,若对任意,都有,且函数的图象关于直线对称,,则 .
四、解答题(共30分)
19.★★★(本题15分)(24-25高一上·四川眉山·期末)已知函数为偶函数.
(1)求函数的解析式;
(2)设,若函数与函数的图象有且仅有一个公共点,求实数的值.
20.★★★★(本题15分)(24-25高三上·安徽亳州·阶段练习)已知函数对任意实数、恒有,当时,,且.
(1)求证:为奇函数,并求的值;
(2)判断在上的单调性,并说明理由;
(3)若对任意,不等式恒成立,求实数的取值范围.
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$$
第六讲·函数的单调、奇偶、周期与对称性
学校:___________姓名:___________班级:___________得分:___________
一、单选题(共30分)
1.★(本题5分)(24-25高三下·江苏·开学考试)若是奇函数,则( )
A.e B. C. D.
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】指数幂的运算、由奇偶性求参数
【分析】根据奇函数的定义即可求解.
【详解】解:因为函数是奇函数,所以满足 ,
即 ,化简为 ,
即,解得.
此时 ,函数的定义域为 ,满足题意.故选:B.
2.★★(本题5分)(2025高三下·全国·专题练习)已知是定义在上的偶函数,且在区间上单调递增,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】函数奇偶性的应用、比较函数值的大小关系
【分析】利用偶函数性质结合大小关系可判断选项正误.
【详解】是偶函数,.
,,.
又,结合在上为增函数,
,即.
故选:A
3.★★(本题5分)(2019高三·全国·专题练习)已知满足对任意,都有成立,那么的取值范围是
A.(1,2) B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】根据函数的单调性求参数值
【分析】由题意知函数为增函数,所以有,从而得解.
【详解】由已知条件得为增函数,
所以解得:,所以a的取值范围是,故选:C.
【点睛】本题主要考查了分段函数的单调性,忽视断点处的不等关系是本题的易错点,属于基础题.
4.★★★(本题5分)(2025·山西吕梁·一模)设函数,则满足的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性、根据函数的单调性解不等式、函数奇偶性的定义与判断
【分析】构造函数,确定奇偶性并利用导数判断单调性,进而求解不等式.
【详解】令函数,其定义域为R,
,函数是奇函数,
求导得,当且仅当时取等号,因此函数在R上单调递增,
不等式,
则,解得,所以所求取值范围是.
故选:A
5.★★★(本题5分)(24-25高三上·河北秦皇岛·期末)已知定义在上的函数满足:为偶函数,为奇函数,且,则( )
A.0 B.2 C.4 D.6
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的应用、由函数的周期性求函数值
【分析】利用偶函数与奇函数性质结合赋值法可得该函数周期,利用该函数周期及已知条件即可得解.
【详解】由为偶函数,则有,
由为奇函数,则有,
由可得,
则,即,
则,故,
故以为周期,则,
又,,
则,故,即.
故选:D.
6.★★★(本题5分)(2025高三下·全国·专题练习)已知是定义在上的奇函数,若为偶函数且,则( )
A.3 B. C. D.0
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的应用、由函数的周期性求函数值
【分析】由为奇函数可得,再结合为偶函数,可得,从而可得,得周期,然后利用周期化简计算即可.
【详解】因为是定义在上的奇函数,所以,,
所以有,
由为偶函数可得,
故有,,
即,,
故,所以周期,且.
故
.
答案:D
二、多选题(共36分)
7.★(本题6分)(2025·广东肇庆·二模)下列函数中是奇函数且是周期函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【难度】0.85
【知识点】函数奇偶性的定义与判断
【分析】根据函数的定义域及奇偶性的定义和周期函数的定义即可判断.
【详解】若,定义域为,
则是奇函数,
是周期函数,故A正确;
若,则,故不是奇函数,故B错误;
若,定义域为,
则,
故不是奇函数,故C错误;
若,定义域为,
则是奇函数,
是周期函数,故D正确.
故选:AD.
8.★★(本题6分)(2025高三·全国·专题练习)设函数在上为增函数,则下列结论错误的是( )
A.在上为减函数 B.在上为增函数
C.在上为增函数 D.在上为减函数
【答案】ABC
【难度】0.85
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、根据解析式直接判断函数的单调性
【分析】对ABC举反例即可判断,对D直接根据函数单调性定义即可判断.
【详解】对于A,若,则,在上不是减函数,故A错误;
对于B,若,则,在上不是增函数,故B错误;
对于C,若,则,在上不是增函数,故C错误;
对于D,函数在上为增函数,则对于任意的,
设,必有,
对于,则有,即,
则在上为减函数,故D正确.
故选:ABC.
9.★★★(本题6分)(24-25高一下·贵州黔南·阶段练习)已知定义在上的函数满足,且当时,,则下列说法正确的是( )
A.是奇函数 B.是周期函数
C. D.时,
【答案】BC
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的应用、函数周期性的应用、函数奇偶性的定义与判断、由函数的周期性求函数值
【分析】根据偶函数定义及周期定义判断A,B,计算函数值判断C,应用偶函数性质求解判断D.
【详解】由且定义域为,故是周期为4的偶函数,A错误,B正确;
由题设,有,C正确;
令,则,故,D错误,
故选:BC.
10.★★★(本题6分)(24-25高一上·安徽芜湖·期末)已知是定义在上的奇函数,且满足,若当时,,则下列选项正确的是( )
A.图象关于点中心对称
B.8为的周期
C.
D.方程在上共有1526个不同的实数解
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的应用、函数周期性的应用、函数对称性的应用
【分析】利用奇函数和中心对称性可得A正确;由可得B错误;由可得C正确;设,由周期性可得D错误.
【详解】对于A,因为,所以,
又是定义在上的奇函数,所以,即,所以图象关于点中心对称,故A正确;
对于B,,所以,
所以,
又是定义在上的奇函数,所以,所以,
所以,所以8不为的周期,故B错误;
对于C,因为,所以,
又当时,,所以,所以,故C正确;
对于D,因为,
设,则
所以4为的周期,
又是定义在上的奇函数,所以,
所以方程等价于在上共有507个不同的实数解.
故选:AC.
11.★★★★★(本题6分)(24-25高三下·浙江杭州·阶段练习)已知函数,则下列说法中正确的是( )
A.的图象关于原点对称
B.的值域为
C.当时,桓成立
D.若在上恰有1012个不同解,则符合条件的a只有一个
【答案】ACD
【难度】0.4
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性、求函数零点或方程根的个数、函数奇偶性的定义与判断、求含sinx(型)函数的值域和最值
【分析】利用奇函数的定义可判断A的正误,利用换元法结合正弦函数的性质可判断B的正误,利用导数考虑的单调性后可判断C的正误,对于D,先判断的周期性,再利用导数刻画函数的单调性得到函数图象,结合两根特征就小根的范围分类讨论后可得参数的范围,从而可判断D的正误.
【详解】对选项A:因为
所以A正确;
对选项B:设,则可表为,
因为,
故为上的奇函数,而时,均为增函数,
故为上的增函数,而为上的增函数,
故为上的增函数,故为上的增函数,
因为是增函数,所以,
所以的值域为,所以B不正确;
对选项C:设,
则(不恒为零),
所以在上递减,所以即,所以C正确;
对选项D:因为,
所以关于对称,又的图象关于原点对称,
故是周期函数且周期,而,
所以在上递增,可作出草图,如下图
设,则,该方程两根满足,
显然均不为0且最多仅有一个属于,
不妨设,
若时,方程在区间[上有1013个实数根;
若时,方程在区间[上有2026个实数根;
若时,在区间上有2024个实数根;
若时,方程在区间上有1012个实数根;
代入方程可得:,唯一,
所以D正确.
故选:ACD
【点睛】关键点点睛:嵌套方程的零点问题,一般可先考虑外方程的根的特征,再考虑内方程的根,本质上就是换元处理.
12.★★★★★(本题6分)(24-25高一下·安徽·开学考试)设是定义域为的单调函数,若,则( )
A.
B.
C.是增函数
D.当时,
【答案】ABD
【难度】0.4
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、求函数值、抽象函数的奇偶性、比较函数值的大小关系
【分析】赋值法可判断A和B,根据函数的大小关系可判断选项C,根据单调性可判断D.
【详解】对于A,令,得,所以,A正确;
对于B,令,得,所以,
因为函数的定义域为,令,得,
所以,B正确;
对于C,是奇函数,且为单调函数,又,
所以是上的减函数,C错误;
对于D,由C可知是上的减函数,当时,,
所以,所以,故D正确.
故选:ABD.
三、填空题(共30分)
13.★★(本题5分)(24-25高一上·安徽宿州·期末)已知,若函数是定义在上的奇函数,则 .
【答案】1
【难度】0.85
【知识点】由奇偶性求参数
【分析】利用奇函数的定义求解即可.
【详解】由题意得,,解得,
所以,
故答案为:1
14.★★(本题5分)(24-25高三上·辽宁丹东·期末)已知函数为奇函数,则 .
【答案】2
【难度】0.85
【知识点】由奇偶性求参数
【分析】根据奇函数的性质得到,然后解方程求解.
【详解】因为为奇函数,所以,解得或,
当时,,成立;
当时,,,,故不成立,
所以.
故答案为:2.
15.★★(本题5分)(24-25高一上·上海·期末)若函数的图像关于直线对称,则
【答案】120
【难度】0.85
【知识点】由函数对称性求函数值或参数
【分析】利用图像的对称性列方程组求解即可.
【详解】由题意得函数的图像关于直线对称,
则,
,
解得:,.
故答案为:120.
16.★★★(本题5分)(24-25高一下·广东广州·开学考试)设函数在区间上的最大值为,最小值为,则的值为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的应用
【分析】构造函数,由其为奇函数即可求解;
【详解】,
构造函数定义域为,则,故为奇函数,
所以,
所以,
故答案为:2
17.★★★(本题5分)(2025高三下·全国·专题练习)已知,.求 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的应用、函数奇偶性的定义与判断、求正弦(型)函数的奇偶性
【分析】构造函数,根据函数的奇偶性求出即可得解.
【详解】令,则的定义域为,
因为,
所以为奇函数,
从而,即,
因为,所以.
答案:.
18.★★★(本题5分)(2025高三下·全国·专题练习)已知是定义在上的函数,若对任意,都有,且函数的图象关于直线对称,,则 .
【答案】3
【难度】0.65
【知识点】函数对称性的应用、由函数的周期性求函数值、抽象函数的奇偶性
【分析】先由函数的图像关于直线对称,得到函数是偶函数,则有;又令代入,求得函数的周期为8,利用函数周期化简即可求值.
【详解】因为函数的图象关于直线对称,
所以函数的图象关于直线对称,即函数是偶函数,
则有;
因为对任意,都有,
令,得,
所以对任意,都有,
即函数的周期为8,则.
故答案为:3.
四、解答题(共30分)
19.★★★(本题15分)(24-25高一上·四川眉山·期末)已知函数为偶函数.
(1)求函数的解析式;
(2)设,若函数与函数的图象有且仅有一个公共点,求实数的值.
【答案】(1)
(2)2
【难度】0.65
【知识点】函数与方程的综合应用、由奇偶性求函数解析式、根据函数零点的个数求参数范围、基本不等式求和的最小值
【分析】(1)根据偶函数性质计算可得,满足题意即可得解析式;
(2)将问题转化为方程有且只有一个大于0的解,再由基本不等式可得结果.
【详解】(1)由为偶函数,有,
即,
,解得;
经检验,时,满足,符合题意;
因此函数的解析式为.
(2)由题意知有且只有一个实数解,
有且只有一个实数解;
令,则关于的方程有且只有一个大于0的解,
即关于的方程有且只有一个大于0的解
则函数的图象与直线有且只有一个横坐标大于0的公共点
由函数的图象得,此公共点为,
可得.
20.★★★★(本题15分)(24-25高三上·安徽亳州·阶段练习)已知函数对任意实数、恒有,当时,,且.
(1)求证:为奇函数,并求的值;
(2)判断在上的单调性,并说明理由;
(3)若对任意,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)证明见解析,
(2)减函数,理由见解析
(3)
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、求函数值、一元二次不等式在实数集上恒成立问题、定义法判断或证明函数的单调性
【分析】(1)令,可求出的值,再令,结合函数奇偶性的定义可证得结论成立,计算出的值,再由奇函数的定义可求得的值;
(2)利用函数单调性的定义可得出结论;
(3)将所求不等式变形为,结合函数的单调性得出对任意的恒成立,利用二次不等式恒成立可求得实数的取值范围.
【详解】(1)取,则,解得.
取,则,
所以对任意恒成立,所以为奇函数.
因为,所以.
(2)是R上的减函数.
理由:任取,则,则,
所以,故是R上的减函数.
(3)因为为奇函数,所以等价于,
即.
因为是R上的减函数,所以,即恒成立.
①时,则,解得,不符合题意;
②当时,则,解得.
综上,实数的取值范围为.
1
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