内容正文:
分级练(10) 函数性质的综合问题
分级一 提能强化
1.(2024·河北张家口高三期末)已知函数f(x)=,则( )
A.函数f(x)是奇函数,在区间(0,+∞)上单调递增
B.函数f(x)是奇函数,在区间(-∞,0)上单调递减
C.函数f(x)是偶函数,在区间(0,+∞)上单调递减
D.函数f(x)非奇非偶,在区间(-∞,0)上单调递增
A 解析:由题意得函数f(x)的定义域为R,-f(-x)=-=-==f(x),故f(x)是奇函数.又f(x)==1-,令g(x)=-,则g′(x)=>0在R上恒成立,所以函数g(x)在R上单调递增,由复合函数的单调性可知f(x)在R上单调递增.
2.已知定义在R上的偶函数f(x)在[0,+∞)上单调递增,若f(ln x)<f(2),则x的取值范围是( )
A.(0,e2) B.(e-2,+∞)
C.(e2,+∞) D.(e-2,e2)
D 解析:根据题意知,f(x)为偶函数且在[0,+∞)上单调递增,则f(ln x)<f(2)⇔|ln x|<2,即-2<ln x<2,解得e-2<x<e2,即x的取值范围是(e-2,e2).
3.(2024·江西宜春模拟预测)已知函数f(x)=2x-2-x,则不等式f(2x)+f(x2-x)>0的解集为( )
A.(0,1)
B.(-3,0)
C.(-∞,-1)∪(0,+∞)
D.(-∞,0)∪(3,+∞)
C 解析:函数f(x)=2x-2-x的定义域为R,f(-x)=2-x-2x=-f(x),则函数f(x)是奇函数,且在R上是增函数,则f(2x)+f(x2-x)>0⇔f(x2-x)>f(-2x),于是得x2-x>-2x,解得x<-1或x>0,所以所求不等式的解集是(-∞,-1)∪(0,+∞).
4.(2024·山东济南二模)设f(x)为偶函数,当x∈[0,+∞)时,f(x)=x-1,则使f(x)>0的x的取值范围是( )
A.{x|x>1}
B.{x|-1<x<0}
C.{x|x<-1或x>1}
D.{x|-1<x<0或x>1}
C 解析:∵当x∈[0,+∞)时,f(x)=x-1是增函数,
且f(x)为偶函数,∴可以作出f(x)的图象如图所示.
f(x)>0⇒f(x)>f(1)或f(x)>f(-1),根据奇偶性和单调性可知f(x)>0的取值范围为{x|x<-1或x>1}.
5.(2025·福建莆田模拟)已知函数y=f(2x+1)是定义在R上的奇函数,其图象关于直线x=1对称,则( )
A.f(-3)=0 B.f(-1)=0
C.f(0)=0 D.f(2)=0
A 解析:依题意知函数y=f(2x+1)是定义在R上的奇函数,所以f(2×0+1)=f(1)=0,又因为图象关于直线x=1对称,所以f(-3)=f(2×(-2)+1)=-f(2×2+1)=-f(2×0+1)=-f(1)=0,f(-1),f(0),f(2)的函数值无法确定.
6.设函数f(x)是定义在实数集上的奇函数,在区间[-1,0)上是增函数,且f(x+2)=-f(x),则有( )
A.f()<f()<f(1)
B.f(1)<f()<f()
C.f(1)<f()<f()
D.f()<f(1)<f()
A 解析:∵f(x)为奇函数,f(x+2)=-f(x),∴f()=-f(-),f(1)=-f(-1),f()=f(-+2)=-f(-),又-1<-<-<0,且函数在区间[-1,0)上是增函数,∴f(-1)<f(-)<f(-)<0,∴-f(-1)>-f(-)>-f(-),∴f(1)>f()>f().
7.(2025·湖南邵阳模拟)若f(x)是定义在R上的偶函数,且在(0,)上单调递减,则函数f(x)的解析式可以为f(x)=________.(写出符合条件的一个即可)
答案:-x2(答案不唯一) 解析:若f(x)=-x2,则f(-x)=-(-x)2=-x2=f(x),故f(x)为偶函数,且易知f(x)在(0,+∞)上单调递减,故f(x)在(0,)上单调递减,符合条件.
8.写出一个同时具有下列性质①②的函数f(x)=________.
①f(m+n)=f(m)f(n);②f′(x)<f(x).
答案:e-x(答案不唯一) 解析:依题意令f(x)=e-x,
则f(m+n)=e-(m+n)=e-m-n,f(m)=e-m,f(n)=e-n,
所以f(m)f(n)=e-m·e-n=e-m-n=f(m+n),故满足①;
又f′(x)=-e-x,则f′(x)=-e-x<e-x=f(x),故满足②.
9.(2025·山西太原阶段测评)偶函数f(x)的图象关于直线x=3对称,若f(4)=2,则f(-2)=________.
答案:2 解析:方法一 由函数f(x)为偶函数,得f(-2)=f(2).由函数f(x)的图象的对称轴为直线x=3,得f(2)=f(4)=2,则f(-2)=2.
方法二 由函数f(x)为偶函数及函数f(x)的图象的对称轴为直线x=3,得f(x)的周期T=2×|3-0|=6,则由周期性,得f(-2)=f(4)=2.
10.(2024·江苏阜宁中学高三期中)已知函数f(x)=1-为奇函数,则函数f(x)在区间[0,1]上的最大值为________.
答案: 解析:因为函数f(x)=1-的定义域为R,且函数f(x)=1-为奇函数,所以f(x)+f(-x)=0,即1-+1-=0,解得m=2,所以f(x)=1-.又当x∈[0,1] 时,若x增加,则导致5x+1增加,从而-增加,所以f(x)的值增加,所以函数f(x)在区间[0,1]上是增函数,所以函数f(x)在区间[0,1]上的最大值为f(1)=1-=.
分级二 知能探究
11.(多选)(2025·福建厦门模拟)若f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x)在[0,+∞)上单调递增,则下列结论正确的是( )
A.y=|f(x)|是偶函数
B.对任意的x∈R都有f(-x)+|f(x)|=0
C.y=f(-x)在(-∞,0]上单调递增
D.y=f(x)f(-x)在(-∞,0]上单调递增
AD 解析:因为f(x)是定义在R上的奇函数,所以|f(-x)|=|-f(x)|=|f(x)|,所以y=|f(x)|是偶函数,故A正确;因为f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(-x)+f(x)=0,所以f(x)=|f(x)|不一定成立,故B不正确;因为f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x)在[0,+∞)上单调递增,所以f(x)在(-∞,0]上单调递增,从而y=f(-x)在(-∞,0]上单调递减,故C不正确;因为f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x)在[0,+∞)上单调递增,所以f(x)在(-∞,0]上单调递增,且f(x)≥f(0)=0,因此y=f(x)f(-x)=-[f(x)]2在(-∞,0]上单调递增,故D正确.
12.函数f(x)对任意x∈R,都有f(x)=f(x+12),y=f(x-1)的图象关于(1,0)对称,且f(4)=1,则f(2 024)=( )
A.1 B.-1 C.0 D.2
B 解析:因为函数f(x)对任意x∈R,都有f(x)=f(x+12),所以函数f(x)的周期为T=12.将y=f(x-1)的图象向左平移1个单位长度可得y=f(x)的图象,又y=f(x-1)的图象关于点(1,0)对称,所以y=f(x)的图象关于点(0,0)对称,故f(x)为R上的奇函数,所以f(2 024)=f(168×12+8)=f(8)=f(12-4)=f(-4)=-f(4)=-1.
13.(多选)(2025·山东潍坊月考)定义在R上的偶函数f(x)满足f(x+2)=-f(x),且在[-2,0]上是增函数,下面关于f(x)的判断正确的是( )
A.f(x)的图象关于点P(1,0)对称
B.f(0)是函数f(x)的最大值
C.f(x)在[2,3]上是减函数
D.f(x0)=f(4k+x0),k∈Z
ABD 解析:∵f(x)是定义在R上的偶函数,∴f(-x)=f(x),∵f(x+2)=-f(x),∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x),∴函数f(x)是以4为周期的函数,∵偶函数f(x)在[-2,0]上是增函数,∴f(x)在[0,2]上是减函数,∴f(x)在[-2,2]上,最大值为f(0),∵f(x)是以4为周期的函数,∴f(0)是函数的最大值,故B正确;∵f(-x)=f(x),f(x+2)=-f(x),∴f(x+2)+f(-x)=0,∴f(x)的图象关于点(1,0)对称,故A正确;∵f(x)在[-2,0]上是增函数,∴f(x)在[2,4]上是增函数,故C错误;∵T=4,∴f(x0)=f(4k+x0),k∈Z,故D正确.
14.(2024·陕西长安区10月月考)已知y=f(x)是定义域为R的奇函数,若y=f(2x+1)的最小正周期为1,则下列说法中正确的有( )
①f+f=0;②f+f=0;
③f(x)的一个对称中心为(1,0);④f(x)的一条对称轴为x=.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
B 解析:因为y=f(2x+1)的最小正周期为1,所以f(2(x+1)+1)=f(2x+1),
即f(2x+3)=f(2x+1),所以2是f(x)的最小正周期.
因为f(x)为奇函数,所以f+f=f+f=0,②正确;
f+f=f+f=f-f,不一定为零,①不正确;
因为f(x+2)=f(x)=-f(-x),所以f(x)的一个对称中心为(1,0),③正确;
通过题目条件无法得出f(x)的一条对称轴为x=,④不正确.故选B.
15.已知函数f(x)满足f(2-x)+f(2+x)=6,g(x)= ,且f(x)与g(x)的图象交点为(x1,y1),(x2,y2),…,(x8,y8),则x1+x2+…+x8+y1+y2+…+y8的值为( )
A.20 B.24 C.36 D.40
D 解析:由于函数f(x)满足f(2-x)+f(2+x)=6,当x=0时,f(2)=3,所以f(x)的图象关于点(2,3)中心对称.由于g(x)= = =3+,所以g(x)的图象关于点(2,3)中心对称.故f(x)和g(x)的图象都关于点(2,3)中心对称.所以f(x)与g(x)的图象交点(x1,y1),(x2,y2),…,(x8,y8)两两关于点(2,3)对称.所以x1+x2+…+x8+y1+y2+…+y8=8×2+8×3=40.
16.已知函数f(x)的定义域为R,且满足f(x+1)=f(x-1),f(1-x)+f(x)=1,则f(x)的最小正周期为________,f(x)的一个解析式可以为__________________________________
____________________________________________________.
答案:2 f(x)=+cos πx(答案不唯一) 解析:因为f(x+1)=f(x-1),所以f(x)=f(x-2),所以f(x)是周期为2的周期函数.因为f(1-x)+f(x)=1,所以函数f(x)的图象关于点(,)对称,满足图象关于点(,)对称以及周期为2的方程可以为f(x)=+cos πx.
17.已知函数f(x)=是定义在R上的奇函数,且f(1)=1.
(1)求a,b的值;
(2)用定义法证明f(x)在[2,6]上的单调性,并求出在[2,6]上的最大值和最小值.
(1)解:根据题意,函数f(x)=是定义在R上的奇函数,
则必有f(0)=b=0,
又由f(1)=1,得f(1)==1,解得a=1,
则f(x)=是R上的奇函数,符合题意.
故a=1,b=0.
(2)证明:由(1)可知f(x)=,
设2≤x1<x2≤6,则f(x1)-f(x2)=-=,
由2≤x1<x2≤6,得f(x1)-f(x2)>0,
则函数f(x)在区间[2,6]上为减函数,
则f(x)max=f(2)=,f(x)min=f(6)=.
分级三 素能创新
18.函数y=[x]的函数值表示不超过x的最大整数,例如,[-3.5]=-4,[2.1]=2.则对于函数f(x)=|x-[x]|,有下列说法:①f(x)的值域为[0,1);②f(x)是以1为周期的周期函数;③f(x)是偶函数;④f(x)在区间[1,2)上是单调递增函数.其中,正确的说法序号为________.
答案:①②④ 解析:当x∈[n,n+1)(n∈Z)时,[x]=n,f(x)=|x-n|=x-n,所以f(x)∈[0,1),故①④正确;当x∈[n,n+1)时,x+1∈[n+1,n+2),[x+1]=n+1,f(x+1)=|x+1-[x+1]|=|x+1-(n+1)|=|x-n|=f(x),故②正确;f(-)==,f()==,所以③错误.
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