内容正文:
专题7 函数的对称性、周期性与图像
目录
一、知悉思维导图 2
二、落实主干知识 2
知识点1、函数的对称性 2
知识点2、函数的周期性 2
知识点3、周期性技巧 3
知识点4、对称性技巧 3
知识点5、函数图像变换 3
三、探究重点难点 4
重难点题型1 函数对称性的应用 4
重难点题型2 函数周期性的应用 6
重难点题型3 函数图像变换 8
重难点题型4 类周期函数的应用 12
重难点题型5 函数性质的综合应用:比较大小 15
重难点题型6 函数性质的综合应用:解不等式 17
重难点题型7 函数性质的综合应用:求参数的范围 19
重难点题型8 综合应用 21
四、突破热点题型 26
知识点1、函数的对称性
(1)、若函数为偶函数,则函数关于 对称.
(2)、若函数为奇函数,则函数关于 对称.
(3)、若,则函数关于 对称.
(4)、若,则函数关于 对称.
知识点2、函数的周期性
(1)、周期函数:
对于函数,如果存在一个非零常数,使得当取定义域内的任何值时,都有,那么就称函数为周期函数,称 为这个函数的周期.
(2)、最小正周期:
如果在周期函数的所有周期中存在一个最小的正数,那么称这个最小整数叫做的最小正周期.
知识3、周期性技巧
设函数,.
①、若,则函数的周期为 ;
②、若,则函数的周期为 ;
③、若,则函数的周期为 ;
④、若,则函数的周期为 ;
⑤、函数关于直线与对称,那么函数的周期为 ;
⑥、若函数关于点对称,又关于点对称,则函数的周期是 ;
⑦、若函数关于直线对称,又关于点对称,则函数的周期是 ;
⑧、若函数是偶函数,其图象关于直线对称,则其周期为;
⑨、若函数是奇函数,其图象关于直线对称,则其周期为
知识4、对称性技巧
(1)、若函数关于直线对称,则 .
(2)、若函数关于点对称,则 .
(3)、函数与关于轴对称,函数与关于原点对称.
知识点5、函数图像变换
(1)、平移变换
(2)、对称变换
y=f(x)的图象y=-f(x)的图象;
y=f(x)的图象y=f(-x)的图象;
y=f(x)的图象y=-f(-x)的图象;
y=ax(a>0,且a≠1)的图象y=logax(a>0,且a≠1)的图象.
(3)、伸缩变换
y=f(x)y=f(ax).
y=f(x)y=Af(x).
(4)、翻折变换
y=f(x)的图象y=|f(x)|的图象;
y=f(x)的图象y=f(|x|)的图象.
重难点题型1 函数对称性的应用
例1.(2025·吉林长春·模拟预测)函数的对称中心为( )
A. B. C. D.
例2.(24-25高一上·上海浦东新·期末)已知函数为定义在上的奇函数,写出函数的图象的一个对称中心 .
1.(24-25高二下·辽宁鞍山·期中)已知函数,则函数的图像对称中心是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·湖北武汉·期中)已知函数的图象关于点成中心对称图形的充要条件是函数为奇函数.若存在对称中心,则( )
A. B. C.3 D.4
重难点题型2 函数周期性的应用
例3.(2025·江西上饶·二模)已知奇函数满足,且的图象关于对称,则( )
A.-1 B.1 C.0 D.3
例4.(24-25高二上·安徽·开学考试)(多选题)已知定义域为的函数为奇函数,的图象关于直线对称,则( )
A.的图象关于点中心对称 B.为奇函数
C.是周期为4的函数 D.
1.(24-25高三上·江苏盐城·阶段练习)设f (x)是定义域为R的奇函数,且f (1+x)=f (1-x).若,则的值是 .
2.(2024·山西晋城·二模)已知为上的奇函数,且其图象关于点对称,若,则 .
重难点题型3 函数图像变换
例5.函数的图象大致是( )
A. B.
C. D.
例6.(24-25高三上·江苏南通·开学考试)函数的图象如图1所示,则如图2所示的函数图象所对应的函数解析式可能为( )
A. B.
C. D.
1.(23-24高一上·江苏扬州·期中)函数的图象是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高三上·四川成都·月考)若函数的图象如图1所示,则如图2对应的函数可能是( )
A. B.
C. D.
重难点题型4 类周期函数的应用
例7.(2023·广东·统考一模)设函数的定义域为,满足,且当时,.若存在,使得,则的最小值是
A. B. C. D.
例8.设函数的定义域为R,满足,且当时,.若对任意,都有,则m的最大值是( )
A. B. C. D.
1.已知定义在上的函数满足:,且当时,.若对任意的,恒成立,则实数的最大值为___________.
2.定义在上函数满足,且当时,.若当时,,则的最小值等于________.
重难点题型5 函数性质的综合应用:比较大小
例9.(24-25高一上·海南海口·阶段练习)已知是定义域为的偶函数,且在区间上单调递增,则与的大小关系为( )
A. B.
C. D.
例10.(24-25高一上·天津北辰·阶段练习)函数是定义域为的偶函数,且在上单调递减,则( )
A. B.
C. D.
1.(24-25高一上·广东揭阳·期末)设偶函数的定义域为,当时,是增函数,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高一上·福建莆田·期中)设偶函数在区间上单调递增,则( )
A. B.
C. D.
重难点题型6 函数性质的综合应用:解不等式
例11.(24-25高一上·福建泉州·阶段练习)已知定义在上的偶函数,且当时,单调递减,则关于的不等式的解集是( )
A. B. C. D.
例12.(24-25高一上·湖南·阶段练习)已知定义在R上的函数满足①是偶函数;②在上为增函数.若不等式成立,则实数的取值范围是 .
1.(24-25高一上·湖南长沙·期中)已知函数是定义域为的奇函数,且在上单调递增.若,则m的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·山东德州·期中)已知函数是定义在上的偶函数,且对任意的、且,满足,若,则的取值范围是 .
重难点题型7 函数性质的综合应用:求参数的范围
例13.(23-24高三上·山东潍坊·开学考试)设是定义在上的偶函数,则的值是 ; .
例14.(24-25高一上·湖北荆州·周测)已知函数为奇函数,则等于 ( )
A. B.1 C.0 D.
1.已知函数是定义在上的奇函数,则常数的值分别为 .
2.(24-25高一下·安徽·开学考试)已知是奇函数,则实数的值为( )
A.1 B.2 C. D.1或2
重难点题型8 综合应用
例15.(24-25高一上·广东湛江·期中)已知函数是定义域为的奇函数,当时,.
(1)求出函数的解析式;
(2)画出函数的图象,并写出函数的单调区间;
(3)根据图象写出使的x的取值集合.
例16.(24-25高二下·浙江金华·期中)已知是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)作的图象;
(3)若函数在区间上单调递增,求的取值范围.(不必写出演算过程)
1.(24-25高一上·重庆·期中)已知函数()是减函数.
(1)判断函数的奇偶性,并证明;
(2)解关于的不等式:().
2.(24-25高一上·北京·期中)已知函数是上的偶函数.
(1)求实数的值;
(2)判断函数在上的单调性,并用单调性定义证明;
(3)如果对,都有成立,求的取值范围.
1.(24-25高一下·湖北十堰·开学考试)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高一上·四川宜宾·期末)我国著名数学家华罗庚曾说过:“数缺形时少直观,形少数时难入微;数形结合百般好,隔离分家万事休”,则函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高一上·贵州六盘水·期中)已知是上的偶函数,当时,.若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一下·陕西西安·阶段练习)若函数是定义在上的偶函数,则( )
A. B. C.3 D.1
5.(多选题)已知函数是偶函数,是奇函数,当时,,则下列选项正确的是( )
A.在上为减函数 B.的最大值是1
C.的图象关于直线对称 D.在上
6.(23-24高一上·辽宁·周测)若函数是定义在上的偶函数,是奇函数,,则 .
7.(24-25高一上·上海长宁·期末)已知函数是定义在上的奇函数,且,若对任意的,当时,都有成立,则不等式的解集为 .
8.(24-25高一下·广西崇左·月考)已知定义域为的函数是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)判断函数的单调性,并证明你的结论;
(3)若对任意的,不等式成立,求实数的取值范围.
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专题7 函数的对称性、周期性与图像
目录
一、知悉思维导图 2
二、落实主干知识 2
知识点1、函数的对称性 2
知识点2、函数的周期性 2
知识点3、周期性技巧 3
知识点4、对称性技巧 3
知识点5、函数图像变换 3
三、探究重点难点 4
重难点题型1 函数对称性的应用 4
重难点题型2 函数周期性的应用 6
重难点题型3 函数图像变换 8
重难点题型4 类周期函数的应用 12
重难点题型5 函数性质的综合应用:比较大小 15
重难点题型6 函数性质的综合应用:解不等式 17
重难点题型7 函数性质的综合应用:求参数的范围 19
重难点题型8 综合应用 21
四、突破热点题型 26
知识点1、函数的对称性
(1)、若函数为偶函数,则函数关于对称.
(2)、若函数为奇函数,则函数关于点对称.
(3)、若,则函数关于对称.
(4)、若,则函数关于点对称.
知识点2、函数的周期性
(1)、周期函数:
对于函数,如果存在一个非零常数,使得当取定义域内的任何值时,都有,那么就称函数为周期函数,称为这个函数的周期.
(2)、最小正周期:
如果在周期函数的所有周期中存在一个最小的正数,那么称这个最小整数叫做的最小正周期.
知识3、周期性技巧
设函数,.
①、若,则函数的周期为;
②、若,则函数的周期为;
③、若,则函数的周期为;
④、若,则函数的周期为;
⑤、函数关于直线与对称,那么函数的周期为 ;
⑥、若函数关于点对称,又关于点对称,则函数的周期是;
⑦、若函数关于直线对称,又关于点对称,则函数的周期是;
⑧、若函数是偶函数,其图象关于直线对称,则其周期为;
⑨、若函数是奇函数,其图象关于直线对称,则其周期为
知识4、对称性技巧
(1)、若函数关于直线对称,则.
(2)、若函数关于点对称,则.
(3)、函数与关于轴对称,函数与关于原点对称.
知识点5、函数图像变换
(1)、平移变换
(2)、对称变换
y=f(x)的图象y=-f(x)的图象;
y=f(x)的图象y=f(-x)的图象;
y=f(x)的图象y=-f(-x)的图象;
y=ax(a>0,且a≠1)的图象y=logax(a>0,且a≠1)的图象.
(3)、伸缩变换
y=f(x)y=f(ax).
y=f(x)y=Af(x).
(4)、翻折变换
y=f(x)的图象y=|f(x)|的图象;
y=f(x)的图象y=f(|x|)的图象.
重难点题型1 函数对称性的应用
例1.(2025·吉林长春·模拟预测)函数的对称中心为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】函数奇偶性的应用
【分析】首先观察函数函数的定义域,得到对称中心的横坐标,再代入求对称中心的纵坐标.
【详解】因为的定义域为,根据定义域对称且有对称中心,所以对称中心横坐标为1,
由,得对称中心纵坐标为0,
所以对称中心为.
故选:A
例2.(24-25高一上·上海浦东新·期末)已知函数为定义在上的奇函数,写出函数的图象的一个对称中心 .
【答案】
【难度】0.94
【知识点】奇偶函数对称性的应用
【分析】由奇函数的定义可得的1个对称中心为,由函数图象的变换规律分析可得答案.
【详解】根据题意,函数为定义在上的奇函数,其对称中心为,
将的图象向右平移1个单位得,再向下平移2个单位可得的图象,
所以函数的图象的一个对称中心为;
故答案为:.
1.(24-25高二下·辽宁鞍山·期中)已知函数,则函数的图像对称中心是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】函数奇偶性的应用、判断或证明函数的对称性
【分析】任意取函数上的一点,逐项写出其中心对称点,代入函数检验,可得答案.
【详解】任意取函数上一点,则,
对于A,点关于点成中心对成的点为点,
,故A错误;
对于B,点关于点成中心对成的点为点,
,故B错误;
对于C,点关于点成中心对成的点为点,
,故C正确;
对于D,点关于点成中心对成的点为点,
,故D错误.
故选:C.
2.(24-25高一上·湖北武汉·期中)已知函数的图象关于点成中心对称图形的充要条件是函数为奇函数.若存在对称中心,则( )
A. B. C.3 D.4
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】奇偶函数对称性的应用
【分析】由奇函数的性质结合题意计算可得;
【详解】设,则为奇函数,
可得,由奇函数的定义域关于原点对称可得
即,,
由可得,
即,
所以,
故选:A.
重难点题型2 函数周期性的应用
例3.(2025·江西上饶·二模)已知奇函数满足,且的图象关于对称,则( )
A.-1 B.1 C.0 D.3
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】奇偶函数对称性的应用、由函数的周期性求函数值、函数对称性的应用
【分析】根据函数的对称性,结合奇函数的性质可以判断出函数的周期进行求解即可.
【详解】解:∵函数的图象关于对称,∴的图象关于对称,
∴,∵为奇函数,∴,
∴,
∴是周期为4的函数,
∴.
故选:B.
例4.(24-25高二上·安徽·开学考试)(多选题)已知定义域为的函数为奇函数,的图象关于直线对称,则( )
A.的图象关于点中心对称 B.为奇函数
C.是周期为4的函数 D.
【答案】ACD
【难度】0.65
【知识点】函数对称性的应用、奇偶函数对称性的应用、由抽象函数的周期性求函数值
【分析】运用奇函数性质和对称性得到原函数的周期性,借助赋值可解.
【详解】为奇函数,得到,向右平移1个单位得到,则的图象关于点中心对称,则A正确.
则,的图象关于直线对称,
则,则,
则,则是周期为4的函数.则C正确.
令,则由,知,则..故D正确.
前面式子推不出,故B错误.
故选:ACD.
1.(24-25高三上·江苏盐城·阶段练习)设f (x)是定义域为R的奇函数,且f (1+x)=f (1-x).若,则的值是 .
【答案】3
【难度】0.85
【知识点】由函数的周期性求函数值、奇偶函数对称性的应用、函数奇偶性的应用、求函数值
【分析】由题意可得是周期为4的函数,即可求解.
【详解】因为是定义域为的奇函数,且,
所以,,
所以是周期为4的函数,
则.
故答案为:3.
2.(2024·山西晋城·二模)已知为上的奇函数,且其图象关于点对称,若,则 .
【答案】1
【难度】0.85
【知识点】奇偶函数对称性的应用、由函数的周期性求函数值
【分析】根据函数的对称性及奇函数性质求得函数周期为4,从而.
【详解】函数关于点对称,则,
又为上的奇函数,则,
因此函数的周期为4,
因此.
故答案为:1.
重难点题型3 函数图像变换
例5.函数的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】函数奇偶性的应用、函数图像的识别
【分析】首先判断函数的奇偶性,再根据时函数值的特征,利用排除法判断即可.
【详解】函数的定义域为,且,
所以为奇函数,函数图象关于原点对称,故排除A、B;
当时,所以,故排除C.
故选:D.
例6.(24-25高三上·江苏南通·开学考试)函数的图象如图1所示,则如图2所示的函数图象所对应的函数解析式可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】函数图象的变换、函数图像的识别
【分析】根据函数的对称变换,伸缩变换,平移变换,即可求解.
【详解】函数的图象如图①关于轴对称可得,
再将的纵坐标不变,横坐标伸长为原来的2倍得,
再将的图象向右平移2个单位得,即得
再将的图象沿轴翻折可得,即得图2.
故选:B.
1.(23-24高一上·江苏扬州·期中)函数的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】函数图象的变换
【分析】根据函数图象的变换得到答案.
【详解】将的图象向右平移1个单位长度,再向上平移一个单位,即可得到函数的图象.
故选:B.
2.(24-25高三上·四川成都·月考)若函数的图象如图1所示,则如图2对应的函数可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】函数图象的变换、根据函数图象选择解析式
【分析】根据函数定义域求出新函数定义域判断B,D;取特殊值判断C,根据函数平移伸缩变换判断A.
【详解】由的定义域为知,中,不符合图2,故排除B,D;
对于C,当时,,不满足图2,故C错误;
将函数的图关于轴对称,得到的图,向右平移1个单位得到的图,
最后纵坐标不变,横坐标变为原来的一半,得到函数的图可能为图2.
故选:A.
重难点题型4 类周期函数的应用
例7.(2023·广东·统考一模)设函数的定义域为,满足,且当时,.若存在,使得,则的最小值是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据函数满足,求得函数在上的值域,结合方程,即可求解.
【详解】由题意,因为函数满足,所以
所以当时,;
当时,;
当时,.
由,解得或,
结合题意,可得,
故选C.
【点睛】本题主要考查了函数与方程的综合应用,其中解答中熟练掌握函数的性质,求得函数的值域,列出方程是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于中档试题.
例8.设函数的定义域为R,满足,且当时,.若对任意,都有,则m的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题先求出的分段函数表达式,分析图象变化规律,确定范围,代入给定区间表达式即可求出.
【详解】当时,,又,故当时,,,即,令,
则,同理,当时,,
令,则,整理得,
当时,,画出大致图象,函数类似于周期函数,每向右移一个单位,函数最小值变为上一个最小值2倍,由图可知,要使对任意,都有,
,令,解得或(舍去),故m的最大值是.
故选:D
1.已知定义在上的函数满足:,且当时,.若对任意的,恒成立,则实数的最大值为___________.
【答案】
【分析】
直接利用关系式可得出当时,,结合题意可得且解出不等式即可求出结果.
【详解】
当时,,由可得,
当时,;
当时,,…,
当时,,
因为,,且对任意的,恒成立,
所以且,解得,
故实数的最大值为.
故答案为:.
【点睛】
本题考查的知识要点:直接利用关系式的应用,定义域的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于难题.
2.定义在上函数满足,且当时,.若当时,,则的最小值等于________.
【答案】
【分析】转化条件为在区间上,,作出函数的图象,数形结合即可得解.
【详解】当时,故,
当时,故…,
可得在区间上,,
所以当时,,作函数的图象,如图所示,
当时,由得,
由图象可知当时,,所以的最小值为.
故答案为:.
重难点题型5 函数性质的综合应用:比较大小
例9.(24-25高一上·海南海口·阶段练习)已知是定义域为的偶函数,且在区间上单调递增,则与的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】比较函数值的大小关系、函数奇偶性的应用
【分析】结合条件,利用偶函数的性质,即可求解.
【详解】因为是定义域为的偶函数,所以,
又在区间上单调递增,所以在单调递减,
因为,
所以,即,
故选:C.
例10.(24-25高一上·天津北辰·阶段练习)函数是定义域为的偶函数,且在上单调递减,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【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】先利用函数的奇偶性将自变量的值转化到同一个单调区间上,然后利用函数的单调性判断即可.
【详解】函数是定义域为的偶函数,,,
因为,且在上单调递减,
所以,即.
故选:D.
1.(24-25高一上·广东揭阳·期末)设偶函数的定义域为,当时,是增函数,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】比较函数值的大小关系、函数奇偶性的应用
【分析】根据偶函数的性质,结合单调性即可求解.
【详解】由于为偶函数,故,,
由于时,是增函数,,
故,
故选:A
2.(24-25高一上·福建莆田·期中)设偶函数在区间上单调递增,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】比较函数值的大小关系、函数奇偶性的应用
【分析】根据偶函数的性质得到,再根据函数的单调性判断即可.
【详解】因为为偶函数,所以,
又在区间上单调递增,,所以,
则.
故选:B.
重难点题型6 函数性质的综合应用:解不等式
例11.(24-25高一上·福建泉州·阶段练习)已知定义在上的偶函数,且当时,单调递减,则关于的不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】由函数奇偶性解不等式、根据函数的单调性解不等式
【分析】由区间关于0对称求得,然后利用偶函数的定义变形不等式,再根据单调性化简后,即可求解.
【详解】由题意,,
是偶函数,则不等式化为,
又在是单调递减,
所以,解得,
故选:D.
例12.(24-25高一上·湖南·阶段练习)已知定义在R上的函数满足①是偶函数;②在上为增函数.若不等式成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式、解不含参数的一元一次不等式
【分析】利用函数的奇偶性和单调性以及一元二次不等式的解法求解.
【详解】因为是偶函数,所以函数的图象关于轴对称,
所以函数的图象关于对称,
又因为函数在上为增函数,
所以函数在上为减函数,
所以要使不等式成立,
则,则有,
整理得,即,
解得,
故答案为:.
1.(24-25高一上·湖南长沙·期中)已知函数是定义域为的奇函数,且在上单调递增.若,则m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】由函数奇偶性解不等式、根据函数的单调性解不等式
【分析】根据函数的奇偶性和单调性来求得的取值范围.
【详解】依题意,函数是定义域为的奇函数,且在上单调递增,
所以在上单调递增,
由,得,
所以,
所以的取值范围是.
故选:D
2.(24-25高一上·山东德州·期中)已知函数是定义在上的偶函数,且对任意的、且,满足,若,则的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】根据函数的单调性解不等式、由奇偶性求参数、由函数奇偶性解不等式
【分析】根据偶函数的定义域关于原点对称可求得的值,分析函数的单调性,利用所求不等式可得出关于的不等式组,解之即可.
【详解】因为函数是定义在上的偶函数,则,解得,
故函数的定义域为,
且对任意的、且,满足,
不妨设,则,所以,函数在上为增函数,
由可得,
所以,,解得,
因此,实数的取值范围是.
故答案为:.
重难点题型7 函数性质的综合应用:求参数的范围
例13.(23-24高三上·山东潍坊·开学考试)设是定义在上的偶函数,则的值是 ; .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】由奇偶性求参数、求函数值
【分析】根据条件,利用偶函数的性质,即可求解.
【详解】因为是定义在上的偶函数,
所以,即,得到,
又,得到,所以,
得到,,
故答案为:.
例14.(24-25高一上·湖北荆州·周测)已知函数为奇函数,则等于 ( )
A. B.1 C.0 D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】由奇偶性求参数、由奇偶性求函数解析式
【分析】根据奇函数求出时的解析式,对照所给解析式得出即可得解.
【详解】设,则,
所以,
所以,
又当时,,
所以,故,
故选:D
1.已知函数是定义在上的奇函数,则常数的值分别为 .
【答案】0,0
【难度】0.65
【知识点】由奇偶性求参数
【分析】由求出,利用奇函数的定义即可求出的值.
【详解】由题意知,故.
由是奇函数知,
即,
∴,∴.
故答案为:0,0.
2.(24-25高一下·安徽·开学考试)已知是奇函数,则实数的值为( )
A.1 B.2 C. D.1或2
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】由奇偶性求参数
【分析】由奇函数的定义构造等式求解即可;
【详解】易知的定义域为,
由奇函数的定义可知,,
则,
整理得恒成立,
所以,解得.
故选:A
重难点题型8 综合应用
例15.(24-25高一上·广东湛江·期中)已知函数是定义域为的奇函数,当时,.
(1)求出函数的解析式;
(2)画出函数的图象,并写出函数的单调区间;
(3)根据图象写出使的x的取值集合.
【答案】(1)
(2)图象见解析;单调递增区间为,单调递减区间为,
(3)或.
【难度】0.65
【知识点】根据图像判断函数单调性、函数图象的应用、画出具体函数图象、由奇偶性求函数解析式
【分析】(1)令,则求出,再根据即可求出;
(2)画出分段函数的图象,即可写出单调区间;
(3)结合图象写出的解集即可.
【详解】(1)当时,,则.
因为为奇函数,所以.
所以;
(2)
由图可知,单调递增区间为,单调递减区间为,.
(3)由图可知,使的的取值集合为或.
例16.(24-25高二下·浙江金华·期中)已知是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)作的图象;
(3)若函数在区间上单调递增,求的取值范围.(不必写出演算过程)
【答案】(1)2
(2)图象见解析
(3)
【难度】0.65
【知识点】分段函数的性质及应用、由奇偶性求参数、根据分段函数的值域(最值)求参数、求分段函数值
【分析】(1)根据奇函数的定义求出时,,即可求解的值.
(2)结合二次函数的图象画出分段函数的图象即可.
(3)根据图象,利用函数的单调性列不等式求解即可.
【详解】(1)设,则,所以,
因为函数是奇函数,所以,
所以;
(2)当时,,当时,,
当时,,
故函数图象如图所示:
(3)要使在区间上单调递增,
结合图象可知,,解得,
所以实数a的取值范围是.
1.(24-25高一上·重庆·期中)已知函数()是减函数.
(1)判断函数的奇偶性,并证明;
(2)解关于的不等式:().
【答案】(1)奇函数,证明见解析
(2)答案见解析
【难度】0.65
【知识点】由函数奇偶性解不等式、根据函数的单调性解不等式、解含有参数的一元二次不等式、函数奇偶性的定义与判断
【分析】(1)利用奇函数的定义即可判断以及证明结论;
(2)根据函数的奇偶性以及单调性将转化为,讨论a与-2的大小关系,即可求得答案.
【详解】(1)函数为奇函数
证明如下:函数定义域为,
又,
所以是奇函数
(2)由已知及(1)知:不等式即,
等价于,即,
当时,则;
当时,则不等式无解;
当时,则;
综上,的解集为:
当时,不等式解集为,
当时,不等式解集为
当时,不等式解集为.
2.(24-25高一上·北京·期中)已知函数是上的偶函数.
(1)求实数的值;
(2)判断函数在上的单调性,并用单调性定义证明;
(3)如果对,都有成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)单调递增,理由见解析
(3)
【难度】0.65
【知识点】由奇偶性求参数、利用函数单调性求最值或值域、定义法判断或证明函数的单调性
【分析】(1)根据偶函数的性质进行求解即可;
(2)根据单调性的定义进行判断证明即可;
(3)根据偶函数的性质,结合单调性先求出函数的值域,再解不等式即可.
【详解】(1)因为函数是上的偶函数,
所以有,
因为,所以;
(2)由(1)可知:,即,该函数单调递增,理由如下:
设是上任意两个实数,且,即,
,
因为,所以,
所以函数在区间上单调递增;
(3)由(2)可知:函数在区间上单调递增,
而函数是偶函数,所以函数在上单调递减,
因为,,
所以在上的值域为,
由恒成立,即,
也就是,
则,得,
所以的取值范围为.
1.(24-25高一下·湖北十堰·开学考试)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】函数图像的识别、函数奇偶性的应用
【分析】先判断函数的奇偶性,再判断函数值的大小可求得结果.
【详解】函数定义域为,关于原点对称,
因为,
则为奇函数,图象关于原点对称,排除A和B两个选项,
当时,,,则,
即当时,函数值,选项D符合题意.
故选:D.
2.(24-25高一上·四川宜宾·期末)我国著名数学家华罗庚曾说过:“数缺形时少直观,形少数时难入微;数形结合百般好,隔离分家万事休”,则函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】函数图像的识别、函数奇偶性的应用、函数奇偶性的定义与判断
【分析】先研究函数的奇偶性,排除选项CD,再通过计算确定答案
【详解】设,
所以
所以函数是偶函数,其图象关于轴对称,排除选项CD.
当时,,所以排除B,选择A.
故选:A.
3.(24-25高一上·贵州六盘水·期中)已知是上的偶函数,当时,.若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】由函数奇偶性解不等式、根据函数的单调性解不等式
【分析】根据偶函数的定义可得,利用函数的单调性列不等式,求解即可.
【详解】由题意知,当时,,
易知函数在区间上单调递减,
因为是上的偶函数,所以函数在区间上单调递增,
因为,所以,
由得,,解得,
故选:B.
4.(24-25高一下·陕西西安·阶段练习)若函数是定义在上的偶函数,则( )
A. B. C.3 D.1
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】由奇偶性求参数
【分析】由偶函数的性质定义域关于原点对称和可得.
【详解】由题意可得,
又,
则,
所以.
故选:B
5.(多选题)已知函数是偶函数,是奇函数,当时,,则下列选项正确的是( )
A.在上为减函数 B.的最大值是1
C.的图象关于直线对称 D.在上
【答案】BCD
【难度】0.65
【知识点】函数奇偶性的应用、判断或证明函数的对称性、奇偶函数对称性的应用、根据解析式直接判断函数的单调性
【解析】先由已知区间对应的函数解析式,判定函数单调性,再由函数奇偶性可判断A错;再由题中条件,确定函数的周期,以及函数的对称性,根据周期性求出函数值域,进而可判断BCD正确.
【详解】因为当时,,则函数在上递减,
又函数是偶函数,所以在上为增函数;故A错;
因为函数是偶函数,是奇函数,
所以,,则,
所以,则,即,
所以以为周期;
则,所以关于直线对称,
因此当时,;
当时,,则,又,所以;
因为偶函数关于轴对称,所以当时,;
综上,当时,;
又是以为周期的函数,所以,,则,故B正确;
因为,函数为偶函数,
所以,因此,所以的图象关于直线对称;即C正确;
因为时,显然恒成立,函数是以为周期的函数,
所以在上也满足恒成立;故D正确;
故选:BCD.
【点睛】思路点睛:
求解函数基本性质相关问题时,一般性需要根据题中条件,确定函数的单调性、奇偶性、对称性、周期性等,利用求解析式的方法求解函数的值域,最值等即可.
6.(23-24高一上·辽宁·周测)若函数是定义在上的偶函数,是奇函数,,则 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】奇偶函数对称性的应用、函数奇偶性的应用
【分析】由奇函数的定义,是奇函数,所以有,分别令取和,即可求出与的值,再利用为偶函数,可求出与的值,然后代入式中求解即可.
【详解】∵是奇函数,
∴,
令,得,即,∴,
令,得,即,
∵是定义在上的偶函数,
∴,,
∴.
故答案为:.
7.(24-25高一上·上海长宁·期末)已知函数是定义在上的奇函数,且,若对任意的,当时,都有成立,则不等式的解集为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
【分析】由已知可得在上单调递增,结合奇函数的性质可求得不等式的解集.
【详解】因为对任意的,当时,都有成立,
所以在上单调递增,当,又,
所以由,可得,
又函数是定义在上的奇函数,当时,
由,可得,又由奇函数的性质可得,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
8.(24-25高一下·广西崇左·月考)已知定义域为的函数是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)判断函数的单调性,并证明你的结论;
(3)若对任意的,不等式成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2)在定义域内单调递增,证明见解析;
(3).
【难度】0.65
【知识点】函数不等式恒成立问题、由奇偶性求参数、定义法判断或证明函数的单调性、函数基本性质的综合应用
【分析】(1)利用奇函数性质求出,再利用定义验证即得;
(2)利用函数单调性定义,结合指数函数单调性判断推理即得;
(3)利用奇函数性质及单调性脱去法则、分离参数,再借助基本不等式求解即得.
【详解】(1)由题意,定义在R上的函数为奇函数,得,解得,
此时,则,
即函数是奇函数,所以.
(2)由(1)知,
函数在定义域内单调递增,证明如下:
设,则,
由,得,则,所以函数在R上单调递增.
(3)依题意,对任意的,成立,
则,即在上恒成立,而,
当且仅当时取等号,因此,
所以实数的取值范围是.
1
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