内容正文:
第三章 函数与基本初等函数
第三节 函数的奇偶性、周期性与对称性
课标解读 考向预测
1.结合具体函数,了解函数奇偶性的含义,会运用函数的图象理解和研究函数的奇偶性.
2.了解函数的周期性、最小正周期的含义,会判断、应用简单函数的周期性.
3.会利用函数的奇偶性、单调性、对称性、周期性解决函数性质的综合问题. 以理解函数的奇偶性、会用函数的奇偶性为主,常与函数的单调性、周期性交汇命题,题型以选择题、填空题为主,难度中档偏上.本节复习时应结合具体的实例和函数的图象,理解函数的奇偶性、周期性、对称性的概念,明确它们在研究函数中的作用和功能,重点是综合利用函数的性质解决有关问题.预计2026年高考会以抽象函数为载体,将函数的奇偶性、周期性、单调性、对称性等相结合来综合考查,以多选题的形式呈现.
必备知识—强基础
考点探究—提素养
课时作业
目录
必备知识—强基础
奇偶性 定义 图象特点
偶函数 一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果∀x∈D,都有-x∈D,且______________,那么函数f(x)就叫做偶函数 关于____对称
奇函数 一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果∀x∈D,都有-x∈D,且____________,那么函数f(x)就叫做奇函数 关于____对称
1.函数的奇偶性
f(-x)=f(x)
y轴
f(-x)=-f(x)
原点
必备知识—强基础
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2.函数的周期性
(1)周期函数:对于函数y=f(x),如果存在一个非零常数T,使得当x取定义域内的任何值时,都有f(x+T)=f(x),那么就称函数y=f(x)为周期函数,称T为这个函数的周期.
(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_______正周期.
最小
必备知识—强基础
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1.函数奇偶性的常用结论
(1)如果函数f(x)是奇函数且在x=0处有定义,那么一定有f(0)=0;如果函数f(x)是偶函数,那么f(-x)=f(x)=f(|x|);
(2)若函数f(x)不是常数函数,当f(x)是奇函数时,在两个对称的区间上具有相同的单调性;当f(x)是偶函数时,在两个对称的区间上具有相反的单调性;
(3)在公共定义域内有:奇±奇=奇,偶±偶=偶,奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.
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×
√
×
√
必备知识—强基础
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必备知识—强基础
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(2)(人教A必修第一册习题5.4 T18改编)已知定义域是R的函数f(x)满足:∀x∈R,f(4+x)+f(-x)=0,f(1+x)为偶函数,f(1)=1,则f(2027)=( )
A.1 B.-1
C.2 D.-3
解析:因为f(1+x)为偶函数,所以f(x)的图象关于直线x=1对称,所以f(2-x)=f(x),又由f(4+x)+f(-x)=0,得f(4+x)=-f(-x),所以f(8+x)=-f(-4-x)=-f(6+x),所以f(x+2)=-f(x),所以f(x+4)=f(x),故f(x)的周期为4,所以f(2027)=f(3)=-f(1)=-1.故选B.
必备知识—强基础
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(3)(人教B必修第一册第三章复习题B组 T5改编)已知函数f(x)为奇函数,当x<0时,f(x)=2x+2,则f(1)=________.
(4)(北师大版必修第二册习题1.1 T3改编)已知f(x)是定义在R上的周期为3的奇函数,且f(-1)=2f(10)+3,则f(2026)=________.
-1
解析:因为f(-1)=2f(10)+3,所以f(-1)=2f(3×3+1)+3=2f(1)+3=-2f(-1)+3,即3f(-1)=3,解得f(-1)=1,故f(2026)=f(1)=-f(-1)=-1.
必备知识—强基础
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考点探究—提素养
函数奇偶性的判断
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考点探究—提素养
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(4)显然函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称.
当x<0时,-x>0,则f(-x)=-(-x)2-x=-x2-x=-f(x);
当x>0时,-x<0,则f(-x)=(-x)2-x=x2-x=-f(x).
综上可知,对于定义域内的任意x,总有f(-x)=-f(x)成立,∴函数f(x)为奇函数.
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1.判断函数奇偶性的方法
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考点探究—提素养
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考点探究—提素养
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函数奇偶性的应用(多考向探究)
考向1 利用函数的奇偶性求解析式、函数值
(1)已知函数f(x)为奇函数且定义域为R,当x>0时,f(x)=x+1,则当x<0时,f(x)=( )
A.x-1 B.x+1
C.-x-1 D.-x+1
解析:当x<0时,-x>0,f(x)=-f(-x)=-(-x+1)=x-1.故选A.
考点探究—提素养
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解析: ∵f(x)为奇函数且f(-1)=g(-1),∴f(-1)=-f(1)=-(-1)=1,∴g(-1)=1,∴f(g(-1))=f(1)=-1.
-1
考点探究—提素养
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(1)求解析式:先将待求区间上的自变量转化到已知区间上,再利用奇偶性求解,或利用奇偶性构造关于f(x)的方程(组),从而得到f(x)的解析式.
(2)求函数值:将待求函数值利用函数的奇偶性转化为已知区间上的函数值求解.
考点探究—提素养
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考点探究—提素养
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3.已知f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f(x)-g(x)=x3+x2+1,则f(1)+g(1)=________.
解析:因为f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f(x)-g(x)=x3+x2+1,所以f(-1)=f(1),g(-1)=-g(1),所以f(1)+g(1)=f(-1)-g(-1)=(-1)3+(-1)2+1=1.
1
考点探究—提素养
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考点探究—提素养
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对于利用函数的奇偶性求参数的问题,一是考虑定义域是否关于原点对称,若定义域含参数,求出参数;二是借助奇偶性的定义求解,对于在x=0处有定义的奇函数,利用f(0)=0求参数,通常也可以有效简化运算.
考点探究—提素养
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ln 2
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考向3 “奇函数+常数”模型
设函数F(x)=ax5-bx3+cx+4且F(3)=10,则F(-3)=________.
解析:因为F(-x)+F(x)=(-ax5+bx3-cx+4)+(ax5-bx3+cx+4)=8,所以F(-3)=8-F(3)=8-10=-2.
-2
考点探究—提素养
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对于F(x)=f(x)+c,其中f(x)为奇函数,有
(1)F(a)+F(-a)=2c;
(2)若F(x)的最大值与最小值分别为m,n,则m+n=2c.
考点探究—提素养
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5.已知定义在R上的奇函数y=f(x),M,m分别为g(x)=f(x)+x+3的最大值与最小值,则M+m=________.
解析:由题意,得g(x)-3=f(x)+x为奇函数,所以(M-3)+(m-3)=0,即M+m=6.
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考点探究—提素养
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函数的周期性
考点探究—提素养
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根据周期函数的定义判断函数的周期性,可以由函数的局部性质得到函数的整体性质,函数的周期性具有将未知区间上的问题转化到已知区间的功能,在解决具体问题时要注意结论:若T是函数的周期,则kT(k∈Z且k≠0)也是函数的周期的运用.
考点探究—提素养
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解析:当x>0时,f(x)=f(x-1)-f(x-2),∴f(x+1)=f(x)-f(x-1),则f(x+1)=-f(x-2),即f(x+3)=-f(x),∴f(x+6)=-f(x+3)=f(x),∴f(x)的周期为6,∴f(25)=f(4×6+1)=f(1)=f(0)-f(-1)=20-21=-1.
-1
考点探究—提素养
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函数图象的对称性
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考点探究—提素养
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考点探究—提素养
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考点探究—提素养
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(1)函数图象的对称性,本质上是点的对称,即对于y=f(x)图象上的任意一点(x,y)关于对称轴或对称中心的对称点仍在y=f(x)上.
(2)对称性与周期性的关系
①若函数f(x)的图象关于直线x=a与x=b对称,则f(x)的一个周期为2|b-a|;
②若函数f(x)的图象关于点(a,0)对称,又关于点(b,0)对称,则f(x)的一个周期为2|b-a|;
③若函数f(x)的图象关于直线x=a对称,又关于点(b,0)对称,则f(x)的一个周期为4|b-a|.
考点探究—提素养
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考点探究—提素养
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课时作业
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★★ ★ ★★
考向 函数的奇偶性 函数的奇偶性 函数的奇偶性 函数的周期性 函数图象的对称性 函数的奇偶性 函数的奇偶性 函数的奇偶性、对称性、周期性的综合 函数的奇偶性 函数的奇偶性与周期性的综合
考点 函数奇偶性的应用 函数奇偶性的应用 函数奇偶性的判断 判断函数的周期性 判断函数图象的对称中心 由函数的奇偶性求参数的值 函数奇偶性的应用 函数奇偶性的判断
基础题(占比50%) 中档题(占比40%) 拔高题(占比10%)
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题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
难度 ★★ ★ ★ ★★ ★ ★★ ★★★ ★★ ★★ ★★★
考向 函数的奇偶性、对称性、周期性的综合 函数的奇偶性 函数的奇偶性 函数的奇偶性、对称性、周期性的综合 函数的奇偶性 函数的奇偶性、对称性、周期性的综合 函数的奇偶性 函数图象的对称性 函数的奇偶性、对称性、周期性的综合 函数的奇偶性、对称性、周期性的综合
考点 由函数的奇偶性求参数的值 函数奇偶性的应用 函数奇偶性的判断 函数奇偶性的判断 函数图象对称性的应用
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一、单项选择题
1.如果奇函数f(x)在[3,7]上单调递增且最小值为5,那么f(x)在区间[-7,-3]上( )
A.单调递增且最小值为-5 B.单调递减且最小值为-5
C.单调递增且最大值为-5 D.单调递减且最大值为-5
解析:因为奇函数f(x)在[3,7]上单调递增且最小值为5,而奇函数的图象关于原点对称,所以f(x)在区间[-7,-3]上单调递增且最大值为-5.故选C.
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3.下列函数是奇函数的是( )
A.g(x)=sinx+1 B.g(x)=x2+2x
C.g(x)=x3-x D.g(x)=ex+e-x
解析:对于A,g(x)=sinx+1为非奇非偶函数,故A不符合题意;对于B,g(x)=x2+2x为非奇非偶函数,故B不符合题意;对于C,g(x)=x3-x为奇函数,故C符合题意;对于D,g(x)=ex+e-x为偶函数,故D不符合题意.故选C.
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4.已知定义在R上的函数f(x)满足f(x+1)=f(x)-2,则下列函数是周期函数的是( )
A.y=f(x)-x B.y=f(x)+x
C.y=f(x)-2x D.y=f(x)+2x
解析:依题意,定义在R上的函数f(x)满足f(x+1)=f(x)-2,所以f(x+1)+2(x+1)=f(x)+2x,所以y=f(x)+2x是周期为1的周期函数.故选D.
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5.(2025·河北名校联考)已知函数y=f(x+1)为奇函数,则函数y=f(x)+1的图象( )
A.关于点(1,1)对称 B.关于点(1,-1)对称
C.关于点(-1,1)对称 D.关于点(-1,-1)对称
解析:因为函数y=f(x+1)为奇函数,所以其图象关于点(0,0)对称,则函数y=f(x)的图象关于点(1,0)对称,所以函数y=f(x)+1的图象关于点(1,1)对称.故选A.
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7.设f(x)是定义在R上的奇函数,且当x≥0时,f(x)=x2,则不等式f(x2)≥4f(x)的解集为( )
A.(-∞,0]∪[4,+∞) B.[0,4]
C.(-∞,0]∪[2,+∞) D.[0,2]
解析:当x<0时,f(x)=-f(-x)=-x2,∴f(x)=x|x|,∴4f(x)=4x|x|=f(2x),∴f(x2)≥4f(x)可化为f(x2)≥f(2x),当x≥0时,f(x)=x2在[0,+∞)上单调递增.∵f(x)是定义在R上的奇函数,∴f(x)在R上单调递增,∴x2≥2x,解得x≥2或x≤0.故选C.
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8.(2025·河南郑州部分重点高中联考)设函数f(x)的定义域为R,y=f(x-1)+1为奇函数,y=f(x-2)为偶函数,若f(2028)=1,则f(-2)=( )
A.1 B.-1
C.0 D.-3
解析:因为y=f(x-1)+1为奇函数,所以f(-x-1)+1=-1-f(x-1),所以f(x)的图象关于点(-1,-1)中心对称,则f(-1)=-1.因为y=f(x-2)为偶函数,所以f(-x-2)=f(x-2),所以f(x)的图象关于直线x=-2轴对称.由f(-x-1)+1=-1-f(x-1),得f(-x-2)=-2-f(x),所以f(x-2)=-2-f(x),则f(x-4)=-2-f(x-2)=-2-f(-x-2)=f(x),则f(x)的周期为4,f(2028)=f(0)=-2-f(-2)=1,则f(-2)=-3.故选D.
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二、多项选择题
9.若f(x)是奇函数,则下列说法正确的是( )
A.|f(x)|一定是偶函数 B.f(x)f(-x)一定是偶函数
C.f(x)f(-x)≥0 D.f(-x)+|f(x)|=0
解析:∵f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x).对于A,|f(-x)|=|-f(x)|=|f(x)|,∴|f(x)|是偶函数,故A正确;对于B,令g(x)=f(x)f(-x),则g(-x)=f(-x)f(x)=g(x),∴f(x)f(-x)是偶函数,故B正确;对于C,f(x)f(-x)=-[f(x)]2≤0,故C错误;对于D,f(-x)+|f(x)|=|f(x)|-f(x)=0不一定成立,故D错误.故选AB.
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10.已知f(x)为奇函数,且f(x+1)为偶函数,若f(1)=0,则( )
A.f(3)=0 B.f(3)=f(5)
C.f(x+3)=f(x-1) D.f(x+2)+f(x+1)=1
解析:因为f(x+1)为偶函数,所以f(x+1)=f(1-x),又因为f(x)是奇函数,所以f(x+1)=f(1-x)=-f(x-1),所以f(x+2)=-f(x),f(x+4)=-f(x+2)=f(x),所以f(x)的周期为4,又因为f(1)=0,所以f(3)=f(-1)=-f(1)=0,f(5)=f(1)=0,故A,B正确;f(x+3)=f(x+3-4)=f(x-1),故C正确;f(2)=f(2-4)=f(-2),同时根据奇函数的性质,得f(2)=-f(-2),所以f(2)=0,所以f(2)+f(1)=0≠1,即f(x+2)+f(x+1)=1对于x=0不成立,故D不正确.故选ABC.
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13.已知函数f(x)=asinx+btanx+1,若f(a)=-2,则f(-a)=________.
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解析:令g(x)=asinx+btanx,则g(x)为奇函数,且f(x)=g(x)+1,∵f(a)=g(a)+1=-2,∴g(a)=-3,∴f(-a)=g(-a)+1=-g(a)+1=4.
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14.已知函数y=f(2x+1)为偶函数,且f(x)+f(-x)=2,则f(2026)+f(2028)=____.
2
解析:因为函数y=f(2x+1)为偶函数,所以f(2x+1)=f(-2x+1),即f(1-x)=f(1+x),即函数f(x)的图象关于直线x=1对称,则f(x)=f(2-x),即f(-x-2)=f(x+4) ①,又f(x)+f(-x)=2,即函数f(x)的图象关于点(0,1)对称,则f(0)=1,且f(x+2)=2-f(-x-2) ②,由①②可得f(x+2)=2-f(x+4) ③,所以f(x+4)=2-f(x+6),代入③,得f(x+2)=f(x+6),即f(x)=f(x+4),即函数f(x)的周期是4,所以f(2026)+f(2028)=f(2)+f(0),因为f(x)=f(2-x),所以f(2)=f(0)=1,故f(2026)+f(2028)=f(2)+f(0)=2.
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16.(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(2,0)对称
C.4是f(x)的一个周期 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是f(x)的一个周期,故C正确;∵4是f(x)的一个周期且f(x)为偶函数,故y=f(x+4)为偶函数,故D正确.故选ACD.
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解:(1)由f(x+2)=f(-x),可得f(x)的图象关于直线x=1对称.
因为x∈[1,2],
所以-x+2∈[0,1],f(-x+2)=logax,
又f(-x+2)=f(x),故函数f(x)的解析式为f(x)=logax,x∈[1,2].
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R
2.函数周期性的常用结论
对f(x)定义域内任一自变量的值x(a,b为常数,a≠b):
(1)若f(x+a)=f(x-a)(a≠0),则f(x)的一个周期为2a;
(2)若f(x+a)=-f(x)(a≠0),则f(x)的一个周期为2a;
(3)若f(x)=f(x+a)+f(x-a)(a≠0),则f(x)的一个周期为6a;
(4)若f(x+a)=eq \f(1,f(x))(a≠0),则f(x)的一个周期为2a;
(5)若f(x+a)=-eq \f(1,f(x))(a≠0),则f(x)的一个周期为2a.
3.函数图象对称性的四个常用结论
(1)若函数y=f(x+a)是偶函数,即f(a-x)=f(a+x),则函数y=f(x)的图象关于直线x=a对称;
(2)若函数y=f(x+b)是奇函数,即f(-x+b)+f(x+b)=0,则函数y=f(x)的图象关于点(b,0)中心对称;
(3)若函数y=f(x)满足f(a+x)=f(b-x),则y=f(x)的图象关于直线x=eq \f(a+b,2)对称.特别地,当a=b,即f(a+x)=f(a-x)或f(x)=f(2a-x)时,y=f(x)的图象关于直线x=a对称;
(4)若函数y=f(x)满足f(x)+f(2a-x)=2b,则y=f(x)的图象关于点(a,b)对称.特别地,当b=0,即f(a+x)+f(a-x)=0或f(x)+f(2a-x)=0时,y=f(x)的图象关于点(a,0)对称.
题组一 走出误区——判一判
(1)若函数f(x)为奇函数,则f(0)=0.( )
(2)若T是函数f(x)的一个周期,则nT(n∈Z,n≠0)也是函数f(x)的周期.( )
(3)函数f(x)的定义域为R,若f(-1)=f(1),则f(x)一定是偶函数.( )
(4)若函数f(x)满足关系f(a+x)=-f(b-x),则函数f(x)的图象关于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+b,2),0))对称.( )
题组二 回归教材——练一练
(1)(多选)(人教A必修第一册3.2.2例6改编)下列给出的函数是奇函数的是( )
A.y=eq \f(1,x)
B.y=eq \f(x2+1,x)
C.y=x3+1
D.y=sinx
-eq \f(5,2)
eq \a\vs4\al()判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=eq \r(3-x2)+eq \r(x2-3); (2)f(x)=eq \f(lg (1-x2),|x-2|-2);
(3)f(x)=(x+1)eq \r(\f(1-x,1+x)); (4)f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x2+x,x<0,,-x2+x,x>0.))
解:(1)由eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(3-x2≥0,,x2-3≥0,))得x2=3,解得x=±eq \r(3),
即函数f(x)的定义域为{-eq \r(3),eq \r(3)},
从而f(x)=eq \r(3-x2)+eq \r(x2-3)=0.
因此f(-x)=-f(x)且f(-x)=f(x),
∴函数f(x)既是奇函数又是偶函数.
(2)由eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1-x2>0,,|x-2|≠2,))得f(x)的定义域为(-1,0)∪(0,1),关于原点对称.
∴x-2<0,∴|x-2|-2=-x,
∴f(x)=eq \f(lg (1-x2),-x).
又f(-x)=eq \f(lg [1-(-x)2],x)=-eq \f(lg (1-x2),-x)=-f(x),∴函数f(x)为奇函数.
(3)由eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(1-x,1+x)≥0,,1+x≠0,))得-1<x≤1,
∵f(x)的定义域(-1,1]不关于原点对称,
∴f(x)既不是奇函数,也不是偶函数.
2.一些重要类型的奇偶函数模型
(1)函数f(x)=ax+a-x(a>0且a≠1)是偶函数.
(2)函数f(x)=ax-a-x(a>0且a≠1)是奇函数.
(3)函数f(x)=eq \f(ax+1,ax-1)(a>0且a≠1)是奇函数.
(4)函数f(x)=logaeq \f(x-b,x+b)(a>0且a≠1)是奇函数.
(5)函数f(x)=loga(eq \r(1+m2x2)±mx)(a>0且a≠1)是奇函数.
1.(2024·天津高考)下列函数是偶函数的是( )
A.y=eq \f(ex-x2,x2+1)
B.y=eq \f(cosx+x2,x2+1)
C.y=eq \f(ex-x,x+1)
D.y=eq \f(sinx+4x,e|x|)
解析:对于A,设f(x)=eq \f(ex-x2,x2+1),函数的定义域为R,由f(-1)=eq \f(e-1-1,2),f(1)=eq \f(e-1,2),得f(-1)≠f(1),则f(x)不是偶函数;对于B,设g(x)=eq \f(cosx+x2,x2+1),函数的定义域为R,且g(-x)=eq \f(cos(-x)+(-x)2,(-x)2+1)=eq \f(cosx+x2,x2+1)=g(x),则g(x)为偶函数;对于C,设h(x)=eq \f(ex-x,x+1),函数的定义域为{x|x≠-1},不关于原点对称,则h(x)不是偶函数;对于D,设φ(x)=eq \f(sinx+4x,e|x|),函数的定义域为R,由φ(1)=eq \f(sin1+4,e),φ(-1)=eq \f(-sin1-4,e),得φ(1)≠φ(-1),则φ(x)不是偶函数.故选B.
(2)若函数f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(g(x),x<0,,2x-3,x>0))为奇函数,则f(g(-1))=________.
eq \f(x,x2-1)
2.若f(x)为偶函数,g(x)为奇函数,且f(x)+g(x)=eq \f(1,x-1),则f(x)=________,g(x)=________.
解析:由题意,得f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),所以
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f(x)+g(x)=\f(1,x-1),,f(-x)+g(-x)=f(x)-g(x)=-\f(1,x+1),))解得f(x)=eq \f(1,x2-1),g(x)=eq \f(x,x2-1).
eq \f(1,x2-1)
考向2 利用函数的奇偶性求参数的值
(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.
4.若f(x)=ln eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(a+\f(1,1-x)))+b是奇函数,则a=_____,b=_____.
解析:因为函数f(x)=ln eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(a+\f(1,1-x)))+b为奇函数,所以其定义域关于原点对称.由a+eq \f(1,1-x)≠0,可得(1-x)(a+1-ax)≠0,所以eq \f(a+1,a)=-1,解得a=-eq \f(1,2),即函数f(x)的定义域为(-∞,-1)∪(-1,1)∪(1,+∞),再由f(0)=0可得,b=ln 2.即f(x)=ln eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)+\f(1,1-x)))+ln 2=ln eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1+x,1-x))),在定义域内满足f(-x)=-f(x),符合题意.
-eq \f(1,2)
已知函数f(x)满足f(x)f(x+2)=13,且f(2)=2,则f(2028)=( )
A.1
B.eq \f(13,2)
C.13
D.eq \f(1,2)
解析:∵f(x)f(x+2)=13,∴f(x+2)=eq \f(13,f(x)),∵f(x+4)=eq \f(13,f(x+2))=eq \f(13,\f(13,f(x)))=f(x),∴f(x)的周期为4,∴f(2028)=f(4)=eq \f(13,f(2))=eq \f(13,2).故选B.
6.若函数f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2-x,x≤0,,f(x-1)-f(x-2),x>0,))则f(25)=______.
(1)(2025·湖南郴州高三期末)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,即x≠1,所以函数的定义域为{x|x≠1},又函数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.
(2)(2024·新课标Ⅰ卷节选)已知函数f(x)=ln eq \f(x,2-x)+ax+b(x-1)3,证明:曲线y=f(x)是中心对称图形.
证明:因为f(x)=ln eq \f(x,2-x)+ax+b(x-1)3的定义域为(0,2),且f(1)=a,
设点P(m,n)为y=f(x)图象上任意一点,
则点P(m,n)关于点(1,a)的对称点为Q(2-m,2a-n),
因为点P(m,n)在y=f(x)的图象上,
故n=ln eq \f(m,2-m)+am+b(m-1)3,
而f(2-m)=ln eq \f(2-m,m)+a(2-m)+b(2-m-1)3=
-eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(ln \f(m,2-m)+am+b(m-1)3))+2a=-n+2a,所以点Q(2-m,2a-n)也在y=f(x)的图象上,
由点P的任意性可得y=f(x)的图象为中心对称图形,且对称中心为(1,a).
7.(2025·湖南岳阳模拟)已知函数f(x)(x∈R)满足f(-x)=2-f(x),若函数y=eq \f(x+1,x)与y=f(x)图象的交点为(x1,y1),(x2,y2),…,(xm,ym),则eq \o(∑,\s\up6(m),\s\do6(i=1)) (xi+yi)=( )
A.0 B.m C.2m D.4m
解析:∵f(x)+f(-x)=2,y=eq \f(x+1,x)=1+eq \f(1,x),∴函数y=f(x)与y=eq \f(x+1,x)的图象都关于点(0,1)对称,∴eq \o(∑,\s\up16(m),\s\do14(i=1))xi=0,eq \o(∑,\s\up16(m),\s\do14(i=1))yi=eq \f(m,2)×2=m,∴eq \o(∑,\s\up16(m),\s\do14(i=1)) (xi+yi)=0+m=m.
2.设偶函数f(x)在区间(-∞,-1]上单调递增,则( )
A.feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,2)))<f(-1)<f(2)
B.f(2)<feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,2)))<f(-1)
C.f(2)<f(-1)<feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,2)))
D.f(-1)<feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,2)))<f(2)
解析:因为f(x)为偶函数,所以f(2)=f(-2),又函数f(x)在区间(-∞,-1]上单调递增,且-2<-eq \f(3,2)<-1,所以f(-2)<feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,2)))<f(-1),所以f(2)<feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,2)))<f(-1).故选B.
6.已知f(x)=eq \f(xex,eax-1)是偶函数,则a=( )
A.-2
B.-1
C.1
D.2
解析:因为f(x)=eq \f(xex,eax-1)是偶函数,所以f(x)-f(-x)=eq \f(xex,eax-1)-eq \f((-x)e-x,e-ax-1)=eq \f(x[ex-e(a-1)x],eax-1)=0,因为x不恒为0,所以ex-e(a-1)x=0,即ex=e(a-1)x,则x=(a-1)x,即1=a-1,解得a=2.故选D.
11.(2025·黑龙江哈尔滨模拟)已知定义域为R的函数f(x),对任意x,y∈R,f(x+y)+f(x-y)=2f(x)f(y),且f(x)不恒为0,则下列说法正确的是( )
A.f(0)=0
B.f(x)为偶函数
C.若f(1)=0,则f(x)的图象关于点(1,0)中心对称
D.若f(1)=0,则eq \o(∑,\s\up16(2028),\s\do14(i=1)) f(i)=0
解析:对于A,令x∈R,y=0,有2f(x)=2f(x)f(0),而f(x)不恒为0,则f(0)=1,A错误;对于B,由A项分析知f(0)=1,令x=0,y∈R,有f(y)+
f(-y)=2f(0)f(y)=2f(y),即f(-y)=f(y),则函数f(x)为偶函数,B正确;对于C,若f(1)=0,令x=1,y∈R,有f(1+y)+f(1-y)=2f(1)f(y)=0,则f(x)的图象关于点(1,0)中心对称,C正确;对于D,由C项分析知f(x)的图象关于点(1,0)中心对称,又f(x)为偶函数,则f(1+x)=-f(1-x)=-f(x-1),即f(x+2)=-f(x),因此f(x+4)=-f(x+2)=f(x),故f(x)是周期为4的周期函数,显然f(1)+f(3)=0,f(2)+f(4)=0,即f(1)+f(2)+
f(3)+f(4)=0,所以eq \o(∑,\s\up16(2028),\s\do14(i=1)) f(i)=507×[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]=0,D正确.故选BCD.
三、填空题
12.若f(x)=(x-1)2+ax+sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,2)))为偶函数,则a=________.
解析:因为f(x)=(x-1)2+ax+sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,2)))=(x-1)2+ax+cosx为偶函数,定义域为R,所以feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2)))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2))),即eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2)-1))eq \s\up12(2)-eq \f(π,2)a+coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2)))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-1))eq \s\up12(2)+eq \f(π,2)a+coseq \f(π,2),则πa=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+1))eq \s\up12(2)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-1))eq \s\up12(2)=2π,故a=2,此时f(x)=(x-1)2+2x+cosx=x2+1+cosx,f(-x)=(-x)2+1+cos(-x)=x2+1+cosx=f(x),又定义域为R,故f(x)为偶函数,所以a=2.
15.已知函数f(x)同时满足性质:①f(-x)=-f(x);②∀x1,x2∈(0,1),且x1≠x2,eq \f(f(x1)-f(x2),x1-x2)>0,则函数f(x)的解析式可能是( )
A.f(x)=ex-e-x
B.f(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)
C.f(x)=sin4x
D.f(x)=x2
解析:由函数奇偶性的定义,若函数f(x)满足f(-x)=-f(x),则函数f(x)为奇函数,由函数单调性的定义,若函数f(x)满足∀x1,x2∈(0,1),且x1≠x2,eq \f(f(x1)-f(x2),x1-x2)>0,则函数f(x)在区间(0,1)上单调递增,选项中四个函数的定义域均为R,∀x∈R,都有-x∈R.对于A,f(-x)=e-x-ex=-(ex-e-x)=-f(x),故f(x)为奇函数,满足性质①,因为y=ex与y=-e-x=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,e)))eq \s\up12(x)均在R上单调递增,所以f(x)=ex-e-x在R上单调递增,满足性质②;对于B,f(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)为非奇非偶函数,
在R上单调递减,性质①,②均不满足;对于C,f(-x)=sin(-4x)=-sin4x=
-f(x),故f(x)为奇函数,满足性质①,令-eq \f(π,2)+2kπ≤4x≤eq \f(π,2)+2kπ,k∈Z,解得-eq \f(π,8)+eq \f(kπ,2)≤x≤eq \f(π,8)+eq \f(kπ,2),k∈Z,所以f(x)的单调递增区间为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,8)+\f(kπ,2),\f(π,8)+\f(kπ,2))),k∈Z,故f(x)在(0,1)上不单调,不满足性质②;对于D,f(x)=x2为偶函数,在区间[0,+∞)上单调递增,不满足性质①,满足性质②.故选A.
17.(多选)(2024·九省联考)已知函数f(x)的定义域为R,且feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))≠0,若f(x+y)+f(x)·f(y)=4xy,则( )
A.feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))=0
B.feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))=-2
C.函数feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))是偶函数
D.函数feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(1,2)))是减函数
解析:令x=eq \f(1,2),y=0,则有feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))+feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))×f(0)=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))[1+f(0)]=0,又feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))≠0,故1+f(0)=0,即f(0)=-1,令x=eq \f(1,2),y=-eq \f(1,2),则有feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)-\f(1,2)))+feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))=4×eq \f(1,2)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2))),即f(0)+feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))=-1,由f(0)=-1,可得feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))=0,又feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))≠0,故feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))=0,故A正确;令y=-eq \f(1,2),则有feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))+f(x)feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))=4x×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2))),即feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))=-2x,故函数feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))是奇函数,故C错误;由feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+1-\f(1,2)))=-2(x+1)=-2x-2,即feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(1,2)))=-2x-2,得函数feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(1,2)))是减函数,故D正确;对于feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))=-2x,令x=1,有feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))=-2×1=-2,故B正确.故选ABD.
18.(2025·八省联考)已知曲线C:y=x3-eq \f(2,x),两条直线l1,l2均过坐标原点O,l1和C交于M,N两点,l2和C交于P,Q两点,若△OPM的面积为eq \r(2),则△MNQ的面积为________.
解析:由于(x,y)和(-x,-y)都符合y=x3-eq \f(2,x),x≠0,所以曲线C的图象关于原点对称,当x>0时,函数y=x3-eq \f(2,x)单调递增,由此大致画出曲线C的图象如图所示,两条直线l1,l2均过坐标原点O,所以M,N两点关于原点对称,P,Q两点关于原点对称,根据对称性,不妨设M,N,P,Q的位置如图,可知|OP|=|OQ|,|OM|=|ON|,∠POM=∠QON,所以△OPM≌△OQN,所以S△OQN=S△OPM=eq \r(2),而△OQM和△OQN等底等高,面积相同,所以S△OQM=eq \r(2),所以S△MNQ=2eq \r(2).
2eq \r(2)
19.设g(x)是定义在R上的不恒为零的函数,且满足g(x+1)为偶函数,g(x+2)为奇函数,则eq \o(∑,\s\up16(2027),\s\do14(k=1))g(k)=________.
解析:由g(x+1)为偶函数,则函数g(x)的图象关于直线x=1对称,则有
g(-x)=g(2+x),由函数g(x+2)为奇函数,则函数g(x)的图象关于点(2,0)对称,则-g(-x)=g(4+x),所以g(4+x)=-g(x+2),设t=x+2,则g(t+2)=-g(t),从而函数g(x)是周期为4的函数,又由函数g(x)的图象关于点(2,0)对称,可得g(1)+g(3)=0且g(2)=0,由g(2)=-g(0)=0可得g(0)=0,所以g(4)=0,因为g(1)+g(2)+g(3)+g(4)=0,所以eq \o(∑,\s\up16(2027),\s\do14(k=1))g(k)=g(1)+g(2)+…+g(2027)=506×[g(1)+g(2)+g(3)+g(4)]+g(1)+g(2)+g(3)=506×0+0=0.
20.函数y=f(x)是定义在R上的偶函数,且对任意实数x,都有f(x+2)=f(-x)成立.已知当x∈[0,1]时,f(x)=loga(2-x)(a>1).
(1)当x∈[1,2]时,求函数f(x)的解析式;
(2)若函数f(x)的最大值为1,当x∈[-2,2]时,求不等式f(x)>eq \f(1,2)的解集.
(2)因为f(x)是R上的偶函数,
所以f(x+2)=f(x),
即函数f(x)是以2为周期的函数.
因为a>1,由函数f(x)的最大值为1,
知f(x)max=f(0)=loga2=1,即a=2.
若x∈[0,1],则log2(2-x)>eq \f(1,2),
所以0≤x<2-eq \r(2),
当x∈[-1,0]时,由f(x)是R上的偶函数,
可得eq \r(2)-2<x≤0,
所以此时满足不等式的解集为(eq \r(2)-2,2-eq \r(2));
因为f(x)是以2为周期的周期函数,
所以当x∈[-2,-1]时,f(x)>eq \f(1,2)的解集为[-2,-eq \r(2));
当x∈[1,2]时,f(x)>eq \f(1,2)的解集为(eq \r(2),2].
综上所述,不等式f(x)>eq \f(1,2)的解集为[-2,-eq \r(2))∪(eq \r(2)-2,2-eq \r(2))∪(eq \r(2),2].
$$