内容正文:
2.3 函数的奇偶性
【基础练】
一、单项选择题(每小题5分,共30分)
1.下列函数中,既是奇函数,又在区间(0,+∞)上单调递减的是( )
A.y=|x| B.y=x3
C.y=x2 D.y=-3x
2.若偶函数f(x)的定义域为R,当x∈[0,+∞)时,f(x)单调递增,则f(-),f(π),f(-3)的大小关系是( )
A.f(π)>f(-3)>f(-)
B.f(π)>f(-)>f(-3)
C.f(π)<f(-3)<f(-)
D.f(π)<f(-)<f(-3)
3.(2025·泰州模拟)已知函数f(x)=是定义在R上的奇函数,则实数a等于( )
A.-1 B.0 C. D.1
4.已知函数f(x)=x+asin x+2,且f(m)=5,则f(-m)等于( )
A.-5 B.-3 C.-1 D.3
5.(2025·安徽皖南八校模拟)已知函数f(x)的定义域为R,y=f(x)+ex是偶函数,y=f(x)-3ex是奇函数,则f(ln 3)的值为( )
A. B.3 C. D.
6.(2024·阜阳模拟)若函数f(x)=m(ex-e-x)+nln(x+)+1(m,n为常数)在[1,3]上有最大值7,则函数f(x)在[-3,-1]上( )
A.有最小值-5 B.有最大值5
C.有最大值6 D.有最小值-7
二、多项选择题(每小题6分,共12分)
7.(2025·六安模拟)下列函数中,既是偶函数,又在区间(0,+∞)上单调递增的是( )
A.y=ln|x| B.y=|ln x|
C.y=x-2 D.y=ex+e-x
8.定义在R上的函数f(x)满足f(x+y)=f(x)+f(y),当x<0时,f(x)>0,则函数f(x)满足( )
A.f(0)=0
B.y=f(x)为偶函数
C.f(x)在R上单调递增
D.f(x-1)+f(x2-1)>0的解集为{x|-2<x<1}
三、填空题(每小题5分,共10分)
9.已知函数f(x)=x3+若f(a)+f(a-6)=0,则实数a= .
10.已知下列五个函数y1=x,y2=y3=x2,y4=ln x,y5=ex,从中选出两个函数分别记为f(x)和g(x),若F(x)=f(x)+g(x)的图象如图所示,则F(x)= .
四、解答题(共26分)
11.(13分)已知f(x)为R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2-2x.
(1)求f(x)的解析式;(6分)
(2)求不等式xf(x)≥0的解集.(7分)
12.(13分)函数f(x)和g(x)具有如下性质:①定义域均为R;②f(x)为奇函数,g(x)为偶函数;③f(x)+g(x)=ex(常数e是自然对数的底数).
(1)求函数f(x)和g(x)的解析式;(6分)
(2)对任意实数x,[g(x)]2-[f(x)]2是否为定值,若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.(7分)
【提升练】
13.(2024·新课标全国Ⅱ)设函数f(x)=a(x+1)2-1,g(x)=cos x+2ax.当x∈(-1,1)时,曲线y=f(x)和y=g(x)恰有一个交点,则a等于( )
A.-1 B. C.1 D.2
14.(多选)(2024·镇海中学模拟)已知函数f(x),g(x)的定义域为R,且f(x)g(y)-f(y)g(x)=f(x-y),g(x)g(y)-f(x)f(y)=g(x-y),g(0)≠0,则下列结论正确的是( )
A.f(x)为奇函数
B.g(x)为偶函数
C.若f(1)+g(1)=1,则f(100)-g(100)=1
D.若f(1)-g(1)=1,则f(100)+g(100)=1
15.(多选)(2025·苏州模拟)已知函数f(x)满足(x+y)f(x)f(y)=xyf(x+y),且f(1)=2,则下列结论正确的是( )
A.f(0)=0
B.f(2)=8
C.函数f(x)为奇函数
D.f(1)+f(2)+f(3)+…+f(n)=(n-1)·2n+1+2
16.若函数f(x)=log4(24x+1)+(x+a)2满足f(|x|)+|x|=f(x)+x,则a= .
答案精析
1.D 2.A
3.C [∵f(x)为奇函数,
∴f(-x)=-f(x),
∴=-,
即=,∴=,
即x-ax=ax,解得a=.]
4.C [令g(x)=x+asin x,
则g(x)为奇函数,
故g(m)+g(-m)=0,
又g(m)=f(m)-2=3,
所以g(-m)=f(-m)-2=-3,
所以f(-m)=-1.]
5.D [因为函数y=f(x)+ex为偶函数,
则f(-x)+e-x=f(x)+ex,
即f(x)-f(-x)=e-x-ex,①
又因为函数y=f(x)-3ex为奇函数,
则f(-x)-3e-x=-f(x)+3ex,
即f(x)+f(-x)=3ex+3e-x,②
联立①②可得f(x)=ex+2e-x,所以f(ln 3)=eln 3+2e-ln 3=.]
6.A [设g(x)=f(x)-1=m(ex-e-x)+nln(x+),
因为>=|x|,
所以x+>0恒成立,所以g(x)的定义域为R,关于原点对称,
又g(-x)=m(e-x-ex)+nln(-x+)
=-m(ex-e-x)+nln
=-[m(ex-e-x)+nln(x+)]
=-g(x),所以g(x)是奇函数,
因为f(x)在[1,3]上有最大值7,
所以g(x)在[1,3]上有最大值6,
所以g(x)在[-3,-1]上有最小值-6,
所以f(x)在[-3,-1]上有最小值-5.]
7.AD [A选项,设f(x)=ln|x|,其定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),且f(-x)=ln|-x|=ln|x|=f(x),故f(x)=ln|x|为偶函数,且当x∈(0,+∞)时,y=ln x单调递增,故A正确;
B选项,y=|ln x|的定义域为(0,+∞),定义域不关于原点对称,不是偶函数,故B错误;
C选项,当x∈(0,+∞)时,y=x-2单调递减,故C错误;
D选项,设g(x)=ex+e-x,其定义域为R,且g(-x)=e-x+ex=g(x),故g(x)=ex+e-x是偶函数,且当x∈(0,+∞)时,g'(x)=ex-e-x>0,函数单调递增,故D正确.]
8.AD [由题意,定义在R上的函数f(x)满足f(x+y)=f(x)+f(y),
对于A,令x=y=0,
则f(0)=f(0)+f(0),
即f(0)=0,故A正确;
对于B,令y=-x,则f(0)=f(x)+f(-x)=0,即f(-x)=-f(x),
所以y=f(x)为奇函数,故B错误;
对于C,任取x1,x2∈R,且x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=f(x1-x2+x2)-f(x2)=f(x1-x2)+f(x2)-f(x2)=f(x1-x2),
因为x1<x2,所以x1-x2<0,所以f(x1-x2)>0,即f(x1)>f(x2),所以函数f(x)在R上单调递减,故C错误;
对于D,由f(x-1)+f(x2-1)>0,可得f(x-1)>-f(x2-1)=f(1-x2),
又函数f(x)在R上单调递减,
所以x-1<1-x2,
解得-2<x<1,所以f(x-1)+f(x2-1)>0的解集为{x|-2<x<1},故D正确.]
9.3
解析 因为f(x)=x3+,定义域为R,
所以f(-x)=-x3-=-f(x),即f(x)为奇函数,
因为f(x)=x3+在R上单调递增,
若f(a)+f(a-6)=0,
则f(a)=-f(a-6)=f(6-a),
所以a=6-a,即a=3.
10.+x2
解析 由图可知,F(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),可知F(x)一定包含y2=这一函数,且一定不包含y4=ln x这一函数,
又函数F(x)不是奇函数,所以F(x)=+x不成立,所以只有两种可能:F(x)=+x2或F(x)=+ex.
若F(x)=+ex,
当x→-∞时,→0,ex→0,
所以F(x)=+ex→0,与图象不符,
故F(x)=+ex不成立;
若F(x)=+x2,
当x∈(-∞,0)时,单调递减,x2单调递减,所以F(x)在(-∞,0)上单调递减;
当x∈(0,+∞)时,
F'(x)=-+2x=,
令F'(x)=0,得x=,
令F'(x)>0,得x>,
令F'(x)<0,得0<x<,
所以F(x)=+x2在上单调递减,在上单调递增,符合图象,
故F(x)=+x2.
11.解 (1)因为函数f(x)为R上的奇函数,
当x<0时,-x>0,
则f(x)=-f(-x)
=-[(-x)2-2(-x)]=-x2-2x,
又因为f(0)=0满足f(x)=x2-2x,
故f(x)=
(2)当x≥0时,
xf(x)=x(x2-2x)≥0,
可得x2-2x≥0,解得x≤0或x≥2,
此时x=0或x≥2;
当x<0时,xf(x)=x(-x2-2x)=-x(x2+2x)≥0,
可得x2+2x≥0,
解得x≤-2或x≥0,
此时x≤-2.
综上所述,原不等式的解集为(-∞,-2]∪{0}∪[2,+∞).
12.解 (1)由性质③f(x)+g(x)=ex,则f(-x)+g(-x)=e-x,
由性质②知f(-x)=-f(x),
g(-x)=g(x),
故-f(x)+g(x)=e-x.
则
解得f(x)=,
g(x)=.
(2)由(1)可得[g(x)]2-[f(x)]2
=-
=-=1,
故对任意实数x,[g(x)]2-[f(x)]2为定值,定值为1.
13.D [方法一 令f(x)=g(x),
即a(x+1)2-1=cos x+2ax,
可得ax2+a-1=cos x,
令F(x)=ax2+a-1,G(x)=cos x,
原题意等价于当x∈(-1,1)时,
曲线y=F(x)与y=G(x)恰有一个交点,
注意到F(x),G(x)均为偶函数,
可知该交点只能在y轴上,
可得F(0)=G(0),
即a-1=1,解得a=2,
若a=2,令F(x)=G(x),
可得2x2+1-cos x=0,
因为x∈(-1,1),
则2x2≥0,1-cos x≥0,
当且仅当x=0时,等号成立,
可得2x2+1-cos x≥0,
当且仅当x=0时,等号成立,
则方程2x2+1-cos x=0有且仅有一个实根0,
即曲线y=F(x)与y=G(x)恰有一个交点,
所以a=2符合题意.
方法二 令h(x)=f(x)-g(x)=ax2+a-1-cos x,x∈(-1,1),
原题意等价于h(x)有且仅有一个零点,
因为h(-x)=a(-x)2+a-1-cos(-x)=ax2+a-1-cos x=h(x),
则h(x)为偶函数,
根据偶函数的对称性可知h(x)的零点只能为0,
即h(0)=a-2=0,解得a=2,
若a=2,则h(x)=2x2+1-cos x,x∈(-1,1),
又因为2x2≥0,1-cos x≥0,
当且仅当x=0时,等号成立,
可得h(x)≥0,当且仅当x=0时,等号成立,
即h(x)有且仅有一个零点0,
所以a=2符合题意.]
14.ABD
[由f(x)g(y)-f(y)g(x)=f(x-y)得f(y)g(x)-f(x)g(y)=f(y-x),
所以f(y-x)=-f(x-y),故f(x)是奇函数,所以A正确;
由g(x)g(y)-f(x)f(y)=g(x-y)得
g(y)g(x)-f(y)f(x)=g(y-x),
所以g(y-x)=g(x-y),故g(x)是偶函数,所以B正确;
由题意得f(x-y)-g(x-y)=f(x)g(y)-f(y)g(x)-g(x)g(y)+f(x)f(y)
=[f(y)+g(y)]·[f(x)-g(x)],
令y=1,得f(x-1)-g(x-1)
=[f(1)+g(1)]·[f(x)-g(x)],
由f(x)是奇函数得f(0)=0,
且[g(0)]2-[f(0)]2=g(0),
又g(0)≠0,解得g(0)=1,
当f(1)+g(1)=1时,
f(x-1)-g(x-1)=f(x)-g(x),
则f(100)-g(100)=f(0)-g(0)=-1,所以C错误;
由题意得f(x-y)+g(x-y)=f(x)g(y)-f(y)g(x)+g(x)g(y)-f(x)f(y)
=[g(y)-f(y)]·[f(x)+g(x)],
当f(1)-g(1)=1时,
令y=1,得f(x-1)+g(x-1)
=[g(1)-f(1)]·[f(x)+g(x)]=-[f(x)+g(x)],
则f(100)+g(100)=(-1)100[f(0)+g(0)]=1,所以D正确.]
15. ABD
[对于A,令x=0,y=1,则f(0)f(1)=0,
又f(1)=2,所以f(0)=0,故A正确;
对于B,令x=y=1,则2f(1)f(1)=f(2),又f(1)=2,所以f(2)=8,故B正确;
对于C,当x=-1,y=2时,则f(-1)f(2)=-2f(1),又f(1)=2,f(2)=8,所以f(-1)=-≠-f(1),所以函数f(x)不为奇函数,故C错误;
对于D,当x=1,y=n时,
则(1+n)f(1)f(n)=nf(n+1),
又f(1)=2,所以2(1+n)f(n)=nf(n+1),
即=2·,
所以当n≥2时,××…×
=2n-2×,
即=n·2n-3,
即f(n)=8n·2n-3=n·2n,n≥2,
当n=1时,代入上式,1×21=2=f(1),
所以f(n)=n·2n,
设Sn=f(1)+f(2)+f(3)+…+f(n),
则Sn=1×21+2×22+3×23+…+n·2n, ①
2Sn=1×22+2×23+3×24+…+n·2n+1, ②
①-②得,
-Sn=21+22+23+24+…+2n-n·2n+1
=-n·2n+1=(1-n)·2n+1-2,
所以Sn=(n-1)·2n+1+2,
故f(1)+f(2)+f(3)+…+f(n)=(n-1)·2n+1+2,故D正确.]
16.-1
解析 函数f(x)满足f(|x|)+|x|=f(x)+x,则y=f(x)+x是偶函数,所以f(x)-f(-x)+2x=0,即log4+(4a+2)x=2x+(4a+2)x=0,所以a=-1.
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