内容正文:
课时作业(九) 函数的奇偶性、周期性
基础过关练
一、单项选择题
1.(2025·陕西联考)函数f(x)是定义在R上的奇函数,且在(0,+∞)上单调递增,f(1)=0,则不等式xf(x-1)<0 的解集为( )
A.(-∞,0)∪[2,+∞) B.(0,1)
C.(-∞,0)∪(2,+∞) D.(1,2)
答案 D
解析 因为函数f(x)是奇函数,且在(0,+∞)上单调递增,所以函数f(x)在(-∞,0)上也单调递增,
又因为f(1)=0,所以f(-1)=0,不等式xf(x-1)<0 等价于 或即 或得到1<x<2.故选D.
2.(2025·长沙测试)函数f(x)= 的奇偶性是( )
A.奇函数 B.偶函数
C.非奇非偶函数 D.既奇又偶函数
答案 A
解析 若x<0,则-x>0,则f(-x)=-x+1=-(x-1)=-f(x);
若x>0,则-x<0,则f(-x)=-x-1=-(x+1)=-f(x).
又f(0)=0,满足f(-x)=-f(x).
所以f(-x)=-f(x),又函数y=f(x)的定义域为R,关于原点对称,
因此,函数y=f(x)为奇函数.故选A.
3.(2025·长沙模拟)已知偶函数f(x)对于任意x∈R都有f(x+2)=f(x),且f(x)在区间[0,1]上单调递增,则f(-6.5),f(-1),f(0)的大小关系是( )
A.f(-1)<f(0)<f(-6.5)
B.f(-6.5)<f(0)<f(-1)
C.f(-1)<f(-6.5)<f(0)
D.f(0)<f(-6.5)<f(-1)
答案 D
解析 ∵f(x)对于任意x∈R都有f(x+2)=f(x),
∴f(x)的周期为2,
∵偶函数f(x)在区间[0,1]上单调递增,
f(-6.5)=f(-0.5)=f(0.5),f(-1)=f(1),
∴f(0)<f(0.5)<f(1),
即f(0)<f(-6.5)<f(-1).
4.(2024·全国甲卷)函数f(x)=-x2+(ex-e-x)sin x 在区间[-2.8,2.8]的大致图象为( )
A B
C D
答案 B
解析 f(-x)=-x2+(e-x-ex)sin (-x)=-x2+(ex-e-x)sin x=f(x),
又函数定义域为[-2.8,2.8],故该函数为偶函数,可排除A、C,
又f(1)=-1+sin 1>-1+sin =-1->->0,故可排除D.故选B.
5.(2025·北京模拟)设f(x)为定义在R上的偶函数,且f(x)在[0,+∞)上为增函数,则f(-2)、f(-π)、f(3)的大小顺序为( )
A.f(-π)<f(-2)<f(3)
B.f(-2)<f(3)<f(-π)
C.f(-π)<f(3)<f(-2)
D.f(3)<f(-2)<f(-π)
答案 B
解析 因为f(x)为定义在R上的偶函数,
所以f(-2)=f(2),f(-π)=f(π),
又因为f(x)在[0,+∞)上为增函数,2<3<π,
所以f(2)<f(3)<f(π),即f(-2)<f(3)<f(-π).故选B.
6.(2024·重庆模拟)已知函数f(x)=2-|x|+,则使得不等式f(2m)<f(m+1)成立的实数m的取值范围是( )
A.
B.
C.∪(1,+∞)
D.∪(1,+∞)
答案 C
解析 因为f(-x)=2-|x|+=f(x),
所以f(x)为偶函数,图象关于y轴对称,
又因为当x>0时,y=2-x和y=单调递减,
所以f(x)=2-|x|+在(0,+∞)上单调递减,
因为f(2m)<f(m+1),
所以|m+1|<|2m|,即(m+1)2<(2m)2,
展开可得3m2-2m-1>0,
解得m∈∪(1,+∞).
二、多项选择题
7.(2025·广东韶关质检)若定义在R上的函数f(x)满足:对任意的x1,x2∈R,都有f(x1+x2)=f(x1)+f(x2),且当x>0 时,f(x)<0,则( )
A.f(0)=0
B.f(x)是奇函数
C.f(x)是偶函数
D.f(x)在R上是减函数
答案 ABD
解析 因为定义在R上的函数f(x)满足:对任意的x1,x2∈R,都有f(x1+x2)=f(x1)+f(x2),
所以f(0)=2f(0),即f(0)=0,A正确;
令x1=-x2,
则f(0)=f(x1)+f(-x1)=0,
所以-f(x1)=f(-x1),即f(x)为奇函数,B正确,C错误;
设x1>x2,则x1-x2>0,
当x>0 时,f(x)<0,
所以f(x1)-f(x2)=f(x1-x2+x2)-f(x2)
=f(x1-x2)+f(x2)-f(x2)=f(x1-x2)<0,
所以f(x1)<f(x2),即f(x)在R上单调递减,D正确.故选ABD.
8.(2025·昆明一诊)下列函数中,既是偶函数又是在区间(0,+∞)上单调递增的函数为( )
A.y=x2 B.y=x
C.y= D.y=|x|
答案 AD
解析 y=x2 是偶函数,在区间(0,+∞)上单调递增,故A满足;
y=x 是奇函数,故B不满足;
y= 是偶函数,但在区间(0,+∞)上单调递减,故C不满足;
y=|x| 是偶函数,在区间(0,+∞)上单调递增,故D满足,故选AD.
三、填空题
9.(2025·贵阳质检)已知定义域为R的函数f(x)是奇函数且<0 .若对于任意t∈R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0 恒成立,则k 的取值范围为________.
答案
解析 因为f(x)是定义域为R上的奇函数,且对于任意t∈R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0 恒成立,
所以f(t2-2t)<-f(2t2-k)=f(k-2t2),
即f(t2-2t)<f(k-2t2),
又因为<0,所以在R上f(x)是单调递减函数,
则有t2-2t>k-2t2 恒成立,即3t2-2t>k 恒成立,
令g(t)=3t2-2t,t∈R,则g(t)min=-,
所以k<-,
所以k 的取值范围是.
10.(2023·全国甲卷)若f(x)=(x-1)2+ax+sin 为偶函数,则a=________.
答案 2
解析 ∵f(x)=(x-1)2+ax+sin =(x-1)2+ax+cos x=x2+(a-2)x+1+cos x,
且函数为偶函数,
∴a-2=0,解得a=2.
经验证,当a=2时满足题意.
四、解答题
11.已知函数f(x)=是奇函数.
(1)求实数m的值;
(2)若函数f(x)在区间[-1,a-2]上单调递增,求实数a的取值范围.
解 (1)设x<0,则-x>0,
所以f(-x)=-(-x)2+2(-x)=-x2-2x.
又f(x)为奇函数,
所以f(-x)=-f(x),
于是x<0时,f(x)=x2+2x=x2+mx,
所以m=2.
(2)要使f(x)在[-1,a-2]上单调递增,结合f(x)的图象(如图所示)知
所以1<a≤3,
故实数a的取值范围是(1,3].
12.设f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意实数x,恒有f(x+2)=-f(x).当x∈[0,2]时,f(x)=2x-x2.
(1)求证:f(x)是周期函数;
(2)计算f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 025).
解 (1)证明:∵f(x+2)=-f(x),
∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x).
∴f(x)是周期为4的周期函数.
(2)∵f(x)为R上的奇函数,
∴f(0)=0,
又f(x+2)=-f(x),
令x=0得f(2)=-f(0)=0,
又f(1)=1,
令x=1得f(3)=-f(1)=-1,
∴f(0)+f(1)+f(2)+f(3)=0,
又f(x)是周期为4的周期函数,
∴f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 025)
=[f(0)+f(1)+f(2)+f(3)]×506+f(2 024)+f(2 025)
=f(2 024)+f(2 025)
=f(0)+f(1)=1.
考能提升练
13.(2025·兰州诊断)定义在R上的奇函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,且f(-1)=0,则关于x的不等式xf(x)<0 的解集为( )
A.(-1,0)∪(0,1)
B.(-∞,-1)∪(0,1)
C.(-∞,-1)∪(1,+∞)
D.(-1,0)∪(1,+∞)
答案 A
解析 因为函数f(x)是定义在R上的奇函数,且在(0,+∞)上单调递增,
所以f(x)在(-∞,0)上单调递增,且f(0)=0,f(1)=0,
可画出其大致图象,如图所示,
因为xf(x)<0,
所以当x>0 时,f(x)<0,解得0<x<1,
当x<0 时,f(x)>0,解得-1<x<0,
当x=0 时,显然不合题意,
所以不等式xf(x)<0 的解集为(-1,0)∪(0,1),故选A.
14.(2025·聊城模拟)已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0 时,f(x)=x2-x.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若方程f(x)=k 有3个不同的解,求k的取值范围.
解 (1)函数f(x)是R上的奇函数,且x≥0 时,f(x)=x2-x,
则当x<0 时,-x>0,f(x)=-f(-x)=-[(-x)2-(-x)]=-x2-x,
所以f(x)的解析式为f(x)=
(2)由(1)知,当x<0 时,f(x)=-+,函数f(x)在 上递增,函数值集合为,
在 上单调递减,函数值集合为,
当x≥0 时,f(x)=-,函数f(x)在上递减,函数值集合为,
在上单调递增,函数值集合为,
在同一坐标系内作出直线y=k和函数y=f(x)的图象,如图所示,
由图可知,方程f(x)=k有3个不同的解,实数k的取值范围是.
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