内容正文:
第三章 函数
第3讲 函数的奇偶性、周期性、对称性
1.结合具体函数,了解奇偶性的概念和几何意义.2.了解周期性的概念和几何意义.3.能综合运用函数的奇偶性、周期性、对称性解决问题.
基础知识整合
核心考向突破
课时作业
目录
基础知识整合
1.函数的奇偶性
-x∈I
f(-x)=-f(x)
f(-x)=f(x)
原点
y轴
基础知识整合
5
2.函数的周期性
(1)周期函数
设函数f(x)的定义域为D,如果存在一个非零常数T,使得对每一个x∈D都有_________,且____________,那么函数f(x)就叫做周期函数,非零常数T叫做这个函数的周期,同时nT(n∈Z,n≠0)也是这个函数的周期.
(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_______的正数,那么这个_________就叫做f(x)的最小正周期.
x+T∈D
f(x+T)=f(x)
最小
最小正数
基础知识整合
6
1.函数奇偶性的重要结论
(1)如果一个奇函数f(x)在x=0处有定义,即f(0)有意义,那么一定有f(0)=0.
(2)如果函数f(x)是偶函数,那么f(x)=f(|x|).
(3)既是奇函数又是偶函数的函数只有一种,即f(x)=0,x∈D,其中定义域D是关于原点对称的非空数集.
(4)奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个对称的区间上具有相反的单调性.
(5)偶函数在关于原点对称的区间上有相同的最大(小)值,取最值时的自变量的值互为相反数;奇函数在关于原点对称的区间上的最值互为相反数,取最值时的自变量的值也互为相反数.
基础知识整合
7
基础知识整合
8
解析:对于A,B,D中的函数,定义域均关于原点对称,且f(-x)=-f(x),故均是奇函数;对于C,f(-x)=(-x)3+1=-x3+1≠-f(x),故不是奇函数.故选ABD.
基础知识整合
9
2.(人教B必修第一册习题3-1B T8改编)已知f(x)=ax2+bx是定义在[a-1,2a]上的偶函数,那么a+b的值是( )
基础知识整合
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3.(人教A必修第一册3.2.2练习T1改编)设偶函数f(x)的定义域为[-5,5],若当x∈[0,5]时,f(x)的图象如图所示,则不等式f(x)<0的解集为_________________.
解析:由题中图象可知,当0<x<2时,f(x)>0;当2<x≤5时,f(x)<0.又f(x)是偶函数,∴当-2<x<0时,f(x)>0;当-5≤x<-2时,f(x)<0.综上,不等式f(x)<0的解集为[-5,-2)∪(2,5].
[-5,-2)∪(2,5]
基础知识整合
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4.(人教A必修第一册习题3.2 T11改编)已知函数f(x)是奇函数且定义域为R,
当x>0时,f(x)=x+1,则f(x)的解析式为_________________.
基础知识整合
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5.设f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意实数x,恒有f(x+4)=f(x).当x∈[0,2]时,f(x)=2x-x2,则f(2027)=________.
解析:因为f(x+4)=f(x),所以函数f(x)的周期T=4.又f(1)=1,所以f(2027)=f(-1+4×507)=f(-1)=-f(1)=-1.
-1
基础知识整合
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核心考向突破
考向一 函数奇偶性的判断
判断下列函数的奇偶性.
核心考向突破
15
解: (1)f(x)的定义域为{-1,1},关于原点对称.
又f(-1)=f(1)=0,f(-1)=-f(1)=0,所以f(x)既是奇函数又是偶函数.
(2)解法一(定义法):易知f(x)的定义域为R.
当x>0时,f(x)=x2-2x-1,-x<0,f(-x)=(-x)2+2(-x)-1=x2-2x-1=f(x);
当x=0时,f(0)=-1,满足f(-x)=f(x);
当x<0时,f(x)=x2+2x-1,-x>0,f(-x)=(-x)2-2(-x)-1=x2+2x-1=f(x).
综上可知,∀x∈R,f(-x)=f(x),所以f(x)为偶函数.
核心考向突破
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核心考向突破
17
核心考向突破
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判断函数奇偶性的方法
(1)定义法
核心考向突破
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(2)图象法
(3)性质法
在公共定义域内有:奇±奇=奇,偶±偶=偶,奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.
注意:函数定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的前提条件.
核心考向突破
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1.已知函数f(x)=sinx,g(x)=ex+e-x,则下列结论正确的是( )
A.f(x)g(x)是偶函数 B.|f(x)|g(x)是奇函数
C.f(x)|g(x)|是奇函数 D.|f(x)g(x)|是奇函数
解析:易知f(x)=sinx是奇函数,g(x)=ex+e-x是偶函数,|f(x)|=|sinx|,|g(x)|=|ex+e-x|都是偶函数,所以f(x)g(x)是奇函数,|f(x)|g(x)是偶函数,f(x)|g(x)|是奇函数,A,B错误,C正确;|f(x)g(x)|=|sinx(ex+e-x)|,|f(-x)g(-x)|=|sin(-x)(e-x+ex)|=|sinx(ex+e-x)|=|f(x)g(x)|,所以|f(x)g(x)|是偶函数,D错误.故选C.
核心考向突破
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核心考向突破
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核心考向突破
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考向二 函数奇偶性的应用
核心考向突破
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核心考向突破
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核心考向突破
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(3)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=2x-2x+a,则a=________;当x<0时,f(x)=_____________.
解析:因为函数f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=0,即1+a=0,所以a=-1.当x≥0时,f(x)=2x-2x-1,设x<0,则-x>0,所以f(-x)=2-x-2(-x)-1=2-x+2x-1,又f(x)为奇函数,所以f(x)=-f(-x),所以f(x)=-2-x-2x+1.
-1
-2-x-2x+1
核心考向突破
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已知函数奇偶性可以解决的四个问题
求函数值 利用函数奇偶性将待求值转化为已知区间上的函数值求解
求解析式 将待求区间上的自变量转化到已知区间上,再利用函数奇偶性求出
求参数 利用待定系数法求解,根据f(x)±f(-x)=0得到关于参数的恒等式,由系数的对等性得参数的方程(组)求得参数
画图象 利用奇偶性可画出对称区间上的图象并解决单调性等相关问题
核心考向突破
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1.(2025·黑龙江齐齐哈尔模拟)已知f(x)=为奇函数,则a=( )
A.-2 B.2
C.1 D.-1
解析:当x<0时,-x>0,所以f(x)=-f(-x)=-[(-x)3+2(-x)2]=x3-2x2,通过对比系数得a=-2.故选A.
核心考向突破
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2.已知函数f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,f(x)+g(x)=2×3x,则函数f(x)=________.
3x+3-x
核心考向突破
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2
核心考向突破
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考向三 函数的周期性
(2022·新高考Ⅱ卷改编)已知函数f(x)的定义域为R,且f(x+y)+f(x-y)=f(x)·f(y),f(1)=1.
核心考向突破
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课时作业
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函数周期性的判断与应用
核心考向突破
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核心考向突破
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2.设f(x)是定义在R上周期为2的函数,且当x∈[-1,1]时,f(x)=x2+1,则函数f(x)在[1,3]上的解析式为_________________________.
解析:根据题意,设x∈[1,3],则x-2∈[-1,1],又当x∈[-1,1]时,f(x)=x2+1,则f(x-2)=(x-2)2+1=x2-4x+5,又f(x)是周期为2的函数,所以f(x)=f(x-2)=x2-4x+5,x∈[1,3].
f(x)=x2-4x+5,x∈[1,3]
核心考向突破
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考向四 函数图象的对称性
核心考向突破
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核心考向突破
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(2)(多选)已知函数f(x)的定义域为R,对任意x都有f(2+x)=f(2-x),且f(-x)=f(x),则下列结论正确的是( )
A.f(x)的图象关于直线x=2对称 B.f(x)的图象关于点(2,0)对称
C.4为f(x)的周期 D.y=f(x+4)为偶函数
解析: ∵f(2+x)=f(2-x),∴f(x)的图象关于直线x=2对称,故A正确,B错误;∵f(x)的图象关于直线x=2对称,∴f(-x)=f(x+4),又f(-x)=f(x),∴f(x+4)=f(x),∴4为f(x)的周期,故C正确;∵4为f(x)的周期且f(x)为偶函数,故y=f(x+4)为偶函数,故D正确.故选ACD.
核心考向突破
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函数图象自身对称的常用结论
核心考向突破
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1.已知函数y=f(x)是定义域为R的函数,则函数y=f(x+2)的图象与y=f(4-x)的图象( )
A.关于直线x=1对称 B.关于直线x=3对称
C.关于直线y=3对称 D.关于点(3,0)对称
解析:设P(x0,y0)为y=f(x+2)图象上任意一点,则y0=f(x0+2)=f(4-(2-x0)),所以点Q(2-x0,y0)在函数y=f(4-x)的图象上,而P(x0,y0)与Q(2-x0,y0)关于直线x=1对称,所以函数y=f(x+2)的图象与y=f(4-x)的图象关于直线x=1对称.故选A.
核心考向突破
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3
核心考向突破
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课时作业
一、单项选择题
1.下列函数中为偶函数的是( )
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2.已知函数f(x)的图象关于原点对称,且周期为3,f(-1)=2,则f(2026)=( )
A.2 B.0
C.-2 D.-4
解析:依题意,函数f(x)的图象关于原点对称,则函数f(x)是奇函数,又f(x)的周期为3,且f(-1)=2,则f(2026)=f(1+675×3)=f(1)=-f(-1)=-2.故选C.
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3.(2025·陕西咸阳模拟)已知函数f(x)=2|x-a|的图象关于直线x=2对称,则a=( )
A.1 B.2 C.0 D.-2
解析:函数y=2|x|的图象关于y轴对称,将函数y=2|x|的图象向右平移2个单位长度可得函数y=2|x-2|的图象,所以函数y=2|x-2|的图象关于直线x=2对称,故a=2.故选B.
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4.已知函数f(x)=x(x-a)+b,若函数y=f(x+1)为偶函数,且f(1)=0,则b的值为( )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
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解析: f(x)=2x-24-x,则f(4-x)=24-x-24-(4-x)=24-x-2x,所以f(x)+f(4-x)=0,则函数f(x)的图象关于点(2,0)对称.故选B.
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8.(2025·山东青岛模拟)∀x∈R,f(x)+f(x+3)=1-f(x)f(x+3),f(-1)=0,则f(2024)的值为( )
A.2 B.1 C.0 D.-1
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二、多项选择题
9.已知f(x)=x3g(x)为定义在R上的偶函数,则函数g(x)的解析式可以是( )
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10.已知函数f(x)图象的对称轴方程为x=3,则函数f(x)的解析式可以是( )
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11.定义在R上的函数f(x)满足:x为整数时,f(x)=2024;x不为整数时,f(x)=0,则( )
A.f(x)是奇函数
B.f(x)是偶函数
C.∀x∈R,f(f(x))=2024
D.f(x)的最小正周期为1
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解析:对于A,f(1)=2024,f(-1)=2024,f(-x)=-f(x)不恒成立,则f(x)不是奇函数,A错误;对于B,若x为整数,则-x也是整数,则有f(x)=f(-x)=2024,若x不为整数,则-x也不为整数,则有f(x)=f(-x)=0,综上可得f(x)=f(-x),f(x)是偶函数,B正确;对于C,若x为整数,f(x)=2024,若x不为整数,f(x)=0,总之f(x)是整数,则f(f(x))=2024,C正确;对于D,若x为整数,则x+1也为整数,若x不为整数,则x+1也不为整数,总之有f(x+1)=f(x),f(x)的周期为1,若t(0<t<1)也是f(x)的周期,而x和x+t可能一个是整数,另一个不是整数,则有f(x)≠f(x+t),故f(x)的最小正周期为1,D正确.故选BCD.
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三、填空题
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(0,2)
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16.设f(x)是R上的奇函数,f(x+2)=-f(x),当0≤x≤1时,f(x)=x.
(1)求f(π)的值;
(2)当-4≤x≤4时,求f(x)的图象与x轴所围成图形的面积.
解: (1)由f(x+2)=-f(x),得f(x+4)=f((x+2)+2)=-f(x+2)=f(x),
所以f(x)是以4为周期的周期函数,
又f(x)为奇函数,
所以f(π)=f(-1×4+π)=f(π-4)=-f(4-π)=-(4-π)=π-4.
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65
R
奇函数
偶函数
定义
设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有_________
且_____________,那么函数f(x)是奇函数
且_____________,那么函数f(x)是偶函数
图象
特点
关于________对称
关于_______对称
2.周期性的三个常用结论
对f(x)定义域内任一自变量的值x:
(1)若f(x+a)=-f(x),则T=2a(a≠0).
(2)若f(x+a)=eq \f(1,f(x)),则T=2a(a≠0).
(3)若f(x+a)=-eq \f(1,f(x)),则T=2a(a≠0).
1.(多选)下列给出的函数是奇函数的是( )
A.f(x)=eq \f(1,x)
B.f(x)=eq \f(x2+1,x)
C.f(x)=x3+1
D.f(x)=sinx
A.-eq \f(1,3)
B.eq \f(1,3)
C.eq \f(1,2)
D.-eq \f(1,2)
解析:显然b=0,a-1+2a=0,∴a=eq \f(1,3),∴a+b=eq \f(1,3).
解析:当x<0时,-x>0,则f(-x)=-x+1,又f(x)=-f(-x),∴f(x)=x-1,∵f(x)是定义域为R的奇函数,∴f(0)=0,∴f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x+1,x>0,,0,x=0,,x-1,x<0.))
f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x+1,x>0,,0,x=0,,x-1,x<0))
(1)f(x)=eq \r(x2-1)+eq \r(1-x2); (2)f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x2-2x-1,x≥0,,x2+2x-1,x<0;))
(3)f(x)=(x-1)eq \r(\f(x+1,x-1)); (4)f(x)=|x+1|-|x-1|;
(5)f(x)=eq \f(\r(1-x2),|x+2|-2).
解法二(图象法):
作出函数f(x)的图象,由偶函数的图象关于y轴对称的特征知函数f(x)为偶函数.
(3)令eq \f(x+1,x-1)≥0,解得x≤-1或x>1,即函数f(x)的定义域为(-∞,-1]∪(1,
+∞),不关于原点对称,所以f(x)为非奇非偶函数.
(4)f(x)的定义域为R,且f(-x)=|-x+1|-|-x-1|=|x-1|-|x+1|=-f(x),所以f(x)为奇函数.
(5)由1-x2≥0,得-1≤x≤1,所以x+2>0,
所以f(x)=eq \f(\r(1-x2),x),定义域为[-1,0)∪(0,1].
所以f(-x)=eq \f(\r(1-(-x)2),-x)=-eq \f(\r(1-x2),x)=-f(x),
所以f(x)是奇函数.
2.设函数f(x)=eq \f(1-x,1+x),则下列函数中为奇函数的是( )
A.f(x-1)-1
B.f(x-1)+1
C.f(x+1)-1
D.f(x+1)+1
解析:解法一:因为f(x)=eq \f(1-x,1+x)=-1+eq \f(2,x+1),其图象关于点(-1,-1)中心对称,将其图象向右平移1个单位长度,再向上平移1个单位长度后所得图象关于原点(0,0)中心对称,所以f(x-1)+1为奇函数.故选B.
解法二:因为f(x)=eq \f(1-x,1+x),所以f(x-1)=eq \f(1-(x-1),1+(x-1))=eq \f(2-x,x),f(x+1)=eq \f(1-(x+1),1+(x+1))=eq \f(-x,x+2).对于A,令F(x)=f(x-1)-1=eq \f(2-x,x)-1=eq \f(2-2x,x),其定义域关于原点对称,但不满足F(x)=-F(-x),故F(x)不是奇函数;对于B,令G(x)=f(x-1)+1=eq \f(2-x,x)+1=eq \f(2,x),其定义域关于原点对称,且满足G(x)=-G(-x),故G(x)为奇函数;对于C,f(x+1)-1=eq \f(-x,x+2)-1=-eq \f(2x+2,x+2),定义域不关于原点对称,不是奇函数;对于D,f(x+1)+1=eq \f(-x,x+2)+1=eq \f(2,x+2),定义域不关于原点对称,不是奇函数.故选B.
(1)已知函数f(x)为奇函数,且当x>0时,f(x)=x2-log2x,则feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))=( )
A.-eq \f(1,4)
B.-eq \f(1,2)
C.-eq \f(3,4)
D.-eq \f(5,4)
解析:因为函数f(x)为奇函数,且当x>0时,f(x)=x2-log2x,所以feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))=
-feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)-log2\f(1,2)))=-eq \f(5,4).故选D.
(2)(2023·新课标Ⅱ卷)若f(x)=(x+a)·ln eq \f(2x-1,2x+1)为偶函数,则a=( )
A.-1 B.0 C.eq \f(1,2)
D.1
解析:解法一:因为f(x)为偶函数,则f(1)=f(-1),即(1+a)ln eq \f(1,3)=(-1+a)ln 3,解得a=0.当a=0时,f(x)=xln eq \f(2x-1,2x+1),由(2x-1)(2x+1)>0,解得x>eq \f(1,2)或x<-eq \f(1,2),则其定义域为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x>\f(1,2)或x<-\f(1,2))))),关于原点对称.f(-x)=(-x)ln eq \f(2(-x)-1,2(-x)+1)=(-x)ln eq \f(2x+1,2x-1)=
(-x)ln eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2x-1,2x+1)))
eq \s\up12(-1)=xln eq \f(2x-1,2x+1)=f(x),故此时f(x)为偶函数.故选B.
解法二:设g(x)=ln eq \f(2x-1,2x+1),易知g(x)的定义域为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-∞,-\f(1,2)))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),+∞)),且g(-x)=ln eq \f(-2x-1,-2x+1)=ln eq \f(2x+1,2x-1)=-ln eq \f(2x-1,2x+1)=-g(x),所以g(x)为奇函数.若f(x)=(x+a)·ln eq \f(2x-1,2x+1)为偶函数,则y=x+a也应为奇函数,所以a=0.故选B.
解析:因为f(x)+g(x)=2×3x,所以f(-x)+g(-x)=2×3-x,又f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,所以f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),所以f(-x)+g(-x)=f(x)-g(x)=2×3-x,则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f(x)+g(x)=2×3x,,f(x)-g(x)=2×3-x,))两式相加,得2f(x)=2×3x+2×3-x,所以f(x)=3x+3-x.
3.设函数f(x)=eq \f((x+1)2+sinx,x2+1)的最大值为M,最小值为m,则M+m=________.
解析:显然函数f(x)的定义域为R,且f(x)=eq \f((x+1)2+sinx,x2+1)=1+eq \f(2x+sinx,x2+1),设g(x)=eq \f(2x+sinx,x2+1),则g(-x)=-g(x),∴g(x)为奇函数,由奇函数图象的对称性知g(x)max+g(x)min=0,∴M+m=[g(x)+1]max+[g(x)+1]min=2+g(x)max+g(x)min=2.
(1)证明:函数f(x)为周期函数;
(2)求eq \o(∑,\s\up15(22),\s\do15(k=1))f(k).
解:(1)证明:令y=1,得f(x+1)+f(x-1)=f(x)f(1)=f(x),即有f(x+2)+f(x)=f(x+1),从而可得f(x+2)=-f(x-1),f(x-1)=-f(x-4),故f(x+2)=f(x-4),即f(x)=f(x+6),所以函数f(x)是周期为6的周期函数.
(2)令x=y=1,可得f(2)=[f(1)]2-f(0)=1-2=-1,令x=2,y=1,可得f(3)=f(2)·f(1)-f(1)=-1×1-1=-2,f(4)=f(-2)=f(2)=-1,f(5)=f(-1)=f(1)=1,f(6)=f(0)=2,所以一个周期内的f(1)+f(2)+…+f(6)=0.由于22除以6余4,所以eq \o(∑,\s\up16(22),\s\do16(k=1))f(k)=f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=1-1-2-1=-3.
eq \f(13,2)
1.已知定义在R上的函数f(x)满足对任意x都有f(x+2)=eq \f(13,f(x))且f(0)=2,则f(2026)=________.
解析:因为f(x+2)=eq \f(13,f(x)),所以f(2)=eq \f(13,f(0))=eq \f(13,2),因为f(x+4)=eq \f(13,f(x+2))=eq \f(13,\f(13,f(x)))=f(x),所以f(x)的周期为4,所以f(2026)=f(4×506+2)=f(2)=eq \f(13,2).
(1)已知函数f(x)=eq \f(x2,x2-6x+18),则( )
A.f(x)是偶函数
B.f(x)是奇函数
C.f(x)的图象关于直线x=3对称
D.f(x)的图象关于点(3,1)对称
解析:由f(-x)=eq \f(x2,x2+6x+18),易知A,B不正确;由题意得f(2)=eq \f(2,5),f(4)=eq \f(8,5),故f(2)≠f(4),故C不正确;f(x)=eq \f(x2,(x-3)2+9),故f(6-x)+f(x)=eq \f((6-x)2,(3-x)2+9)+eq \f(x2,(x-3)2+9)=eq \f(2x2-12x+36,(x-3)2+9)=2,故f(x)的图象关于点(3,1)对称,故D正确.故选D.
(1)若f(a+x)=f(b-x)恒成立,则y=f(x)的图象关于直线x=eq \f(a+b,2)对称.特别地,若f(a+x)=f(a-x)或f(2a-x)=f(x)或f(-x)=f(2a+x)恒成立,则y=f(x)的图象关于直线x=a对称.
(2)若f(a+x)+f(a-x)=2b恒成立,即f(x)+f(2a-x)=2b,则f(x)的图象关于点(a,b)对称.
提醒:函数图象自身对称性满足的等式与函数周期性容易混淆,区别是前者和为常数,后者差为常数.
2.(2025·湖南郴州期末)已知函数f(x)=eq \f((x-1)(2x-a),2x-2)的图象关于直线x=b对称,则b-a=________.
解析:由f(x)=eq \f((x-1)(2x-a),2x-2),知2x-2≠0,所以x≠1,所以函数f(x)的定义域为{x|x≠1}.又因为函数f(x)=eq \f((x-1)(2x-a),2x-2)的图象关于直线x=b对称,所以b=1,且f(x)=f(2-x)恒成立,即eq \f((x-1)(2x-a),2x-2)=eq \f((1-x)(22-x-a),22-x-2)=eq \f((1-x)(2-a·2x-1),2-2x),所以2x-a=2-a·2x-1,整理,得(a+2)(2x-1-1)=0,所以a=-2,故b-a=1+2=3.
A.y=lg x
B.y=eq \r(3,x)
C.y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up12(x)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))
eq \s\up12(x)
D.y=eq \f(x2,x+1)
解析:函数y=lg x的定义域为(0,+∞),定义域不关于原点对称,函数为非奇非偶函数,故A不符合题意;函数y=eq \r(3,x)的定义域为R,则f(-x)=eq \r(3,-x)=-eq \r(3,x)=-f(x),故该函数为奇函数,故B不符合题意;函数y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up12(x)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))
eq \s\up12(x)的定义域为R,则f(-x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up12(-x)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))
eq \s\up12(-x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))
eq \s\up12(x)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))
eq \s\up12(x)=f(x),故该函数为偶函数,故C符合题意;函数y=eq \f(x2,x+1)的定义域为(-∞,-1)∪(-1,+∞),定义域不关于原点对称,故该函数为非奇非偶函数,故D不符合题意.故选C.
解析:解法一:由f(x+1)=(x+1)(x+1-a)+b=x2+(2-a)x+1-a+b为偶函数,得a=2.又f(1)=-1+b=0,所以b=1.故选C.
解法二:由y=f(x+1)为偶函数,知y=f(x+1)的图象关于直线x=0对称,而y=f(x+1)的图象是由y=f(x)的图象向左平移1个单位长度得到的,所以y=f(x)的图象关于直线x=1对称,故f(x)=x(x-a)+b图象的对称轴方程为x=eq \f(a,2)=1,得a=2.又f(1)=-1+b=0,故b=1.故选C.
5.已知函数f(x)=sinx+x3+eq \f(1,x)+3,若f(a)=-1,则f(-a)=( )
A.3
B.5 C.6
D.7
解析:函数f(x)=sinx+x3+eq \f(1,x)+3,f(-x)+f(x)=sin(-x)+(-x)3-eq \f(1,x)+3+sinx+x3+eq \f(1,x)+3=-sinx-x3-eq \f(1,x)+sinx+x3+eq \f(1,x)+6=6,若f(a)=-1,则f(-a)=6-f(a)=6-(-1)=7.故选D.
6.已知函数f(x)=2x-eq \f(16,2x)(x∈R),则f(x)的图象( )
A.关于直线x=2对称
B.关于点(2,0)对称
C.关于直线x=0对称
D.关于原点对称
7.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,则函数f(x)的最小值为( )
A.e
B.2eq \r(2) C.2eq \r(3)
D.2e
解析:因为函数y=f(x)+ex是偶函数,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是奇函数,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,由基本不等式可得f(x)=ex+2e-x≥2eq \r(ex·2e-x)=2eq \r(2),当且仅当ex=2e-x,即x=eq \f(1,2)ln 2时,等号成立,故函数f(x)的最小值为2eq \r(2).故选B.
解析:由题意知,∀x∈R,f(x)+f(x+3)=1-f(x)f(x+3),f(-1)=0,令x=-1,则f(-1)+f(2)=1-f(-1)f(2),所以f(2)=1,显然当f(x)=-1时,-1+f(x+3)=1+f(x+3)不成立,故f(x)≠-1,故f(x+3)=eq \f(1-f(x),1+f(x)),则f(x+6)=eq \f(1-\f(1-f(x),1+f(x)),1+\f(1-f(x),1+f(x)))=f(x),即6为函数f(x)的周期,则f(2024)=f(337×6+2)=f(2)=1.故选B.
A.g(x)=lg eq \f(1+x,1-x)
B.g(x)=3x-3-x
C.g(x)=eq \f(1,2)+eq \f(1,2x+1)
D.g(x)=ln (eq \r(x2+1)+x)
解析:因为f(x)=x3g(x)是偶函数,所以f(-x)=f(x),即g(-x)=-g(x),所以g(x)是奇函数.对于A,函数定义域为(-1,1),A不符合题意;对于B,函数定义域为R,g(-x)=3-x-3x=-g(x),B符合题意;对于C,函数定义域为R,g(-x)=eq \f(1,2)+eq \f(1,2-x+1)=eq \f(1,2)+eq \f(2x,1+2x)=eq \f(3,2)-eq \f(1,1+2x)≠-g(x),C不符合题意;对于D,函数定义域为R,g(-x)=ln (eq \r(x2+1)-x),而g(-x)+g(x)=ln (eq \r(x2+1)-x)+ln (eq \r(x2+1)+x)=0,D符合题意.故选BD.
A.f(x)=x+eq \f(1,x+3) B.f(x)=ex-3+e3-x
C.f(x)=x4-18x2 D.f(x)=|x2-6x|
解析:若函数f(x)图象的对称轴方程为x=3,则f(6-x)=f(x).对于A,f(6-x)=6-x+eq \f(1,9-x)≠f(x),A不符合题意;对于B,f(6-x)=e3-x+ex-3=f(x),B符合题意;对于C,∵f(0)=0,f(6)=64-18×62=648,∴f(0)≠f(6),即f(6-x)=f(x)不恒成立,C不符合题意;对于D,f(6-x)=|(6-x)2-6(6-x)|=|x2-6x|=f(x),D符合题意.故选BD.
12.(2024·浙江金华一中质检)设f(x)是定义在R上的周期为2的函数,当x∈
(-1,1]时,f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x2+2x+m,-1<x<0,,\r(x),0≤x≤1,))其中m∈R.若feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,16)))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2))),则m的值是________.
解析:由题意得,feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))
eq \s\up12(2)+2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))+m=-eq \f(3,4)+m,feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,16)))=eq \r(\f(1,16))=eq \f(1,4),所以eq \f(1,4)=-eq \f(3,4)+m,解得m=1.
13.(2025·浙江杭州模拟)若函数f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x3+ax,x≥0,,bx3-2x,x<0))是R上的偶函数,则a+b=________.
解析:若函数f(x)是R上的偶函数,则有eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f(-1)=f(1),,f(-2)=f(2),))即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-b+2=1+a,,-8b+4=8+2a,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=2,,b=-1,))当eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=2,,b=-1))时,f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x3+2x,x≥0,,-x3-2x,x<0,))f(0)=0,当x>0时,-x<0,f(-x)=x3+2x=f(x);当x<0时,-x>0,f(-x)=-x3-2x=f(x),所以函数f(x)是R上的偶函数,符合题意,则a+b=2-1=1.
14.已知函数y=f(x)-2为奇函数,g(x)=eq \f(2x+1,x),且f(x)与g(x)图象的交点分别为(x1,y1),(x2,y2),…,(x6,y6),则函数g(x)图象的对称中心坐标为________,y1+y2+…+y6=________.
解析:∵函数y=f(x)-2为奇函数,∴函数y=f(x)的图象关于点(0,2)对称,又g(x)=eq \f(2x+1,x)=eq \f(1,x)+2,其图象也关于点(0,2)对称,∴两函数图象的交点关于点(0,2)对称,则y1+y2+…+y6=3×4=12.
四、解答题
15.已知定义域为R的单调函数f(x)是奇函数,且当x>0时,f(x)=eq \f(x,3)-2x.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若对任意的t∈R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0恒成立,求实数k的取值
范围.
解:(1)因为f(x)是定义域为R的奇函数,所以f(0)=0.
当x<0时,-x>0,所以f(-x)=eq \f(-x,3)-2-x,
又函数f(x)是奇函数,所以f(-x)=-f(x),
所以f(x)=eq \f(x,3)+2-x.
综上所述,f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(x,3)-2x,x>0,,0,x=0,,\f(x,3)+2-x,x<0.))
(2)因为f(x)为R上的单调函数,且f(-1)=eq \f(5,3)>f(0)=0,
所以函数f(x)在R上单调递减.
因为f(t2-2t)+f(2t2-k)<0,所以f(t2-2t)<-f(2t2-k).
因为函数f(x)是奇函数,所以f(t2-2t)<f(k-2t2).
又f(x)在R上单调递减,
所以t2-2t>k-2t2对任意的t∈R恒成立,
所以3t2-2t-k>0对任意的t∈R恒成立,
所以Δ=4+12k<0,解得k<-eq \f(1,3),
所以实数k的取值范围为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-∞,-\f(1,3))).
(2)由f(x)是奇函数且f(x+2)=-f(x),得f((x-1)+2)=-f(x-1)=f(-(x-1)),即f(1+x)=f(1-x).
故函数y=f(x)的图象关于直线x=1对称.又当0≤x≤1时,f(x)=x,且f(x)的图象关于原点中心对称,则f(x)的图象如图所示.
当-4≤x≤4时,设f(x)的图象与x轴所围成图形的面积为S,则S=4S△OAB=4×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×2×1))=4.
$$