内容正文:
第❷课时 函数的奇偶性、周期性与对称性
考点 判断函数的奇偶性(自悟通)
1.(2024·天津卷)下列函数是偶函数的是( )
A.f(x)=
B.f(x)=
C.f(x)=
D.f(x)=
B 解析:通解 对于A选项,f(-x)==≠f(x),故f(x)不是偶函数;对于B选项,f(-x)===f(x),故f(x)是偶函数;对于C选项,f(x)的定义域为{x|x≠-1},不关于原点对称,故f(x)不是偶函数;对于D选项,f(-x)===-=-f(x),故f(x)是奇函数.故选B.
优解一(特殊值法) 对于A选项,f(1)==,f(-1)==,f(1)≠f(-1),故f(x)不是偶函数;对于B选项,f(-x)===f(x),故f(x)是偶函数;对于C选项,f(x)的定义域为{x|x≠-1},不关于原点对称,故f(x)不是偶函数;对于D选项,f(π)==,f(-π)==,f(π)≠f(-π),故f(x)不是偶函数.故选B.
优解二(性质法) 易知y=x2+1与y=e|x|均为偶函数,且恒为正.
对于A选项,由于y=ex-x2是非奇非偶函数,所以f(x)也是非奇非偶函数;对于B选项,y=cos x+x2是偶函数,所以f(x)是偶函数;对于C选项,易知f(x)的定义域不关于原点对称,所以f(x)是非奇非偶函数;对于D选项,y=sin x+4x是奇函数,所以f(x)是奇函数,故选B.
2.(多选)设函数f(x)=,则下列结论正确的是( )
A.|f(x)|是偶函数
B.-f(x)是奇函数
C.f(x)|f(x)|是奇函数
D.f(|x|)f(x)是偶函数
ABC 解析:f(x)=,则f(-x)==-f(x),所以f(x)是奇函数,所以|f(x)|是偶函数,-f(x)是奇函数,所以f(x)|f(x)|是奇函数.因为f(|-x|)=f(|x|),所以f(|x|)是偶函数,所以f(|x|)·f(x)是奇函数.
3.已知函数f(x)=则该函数的奇偶性是________.
答案:奇函数 解析:方法一 当x>0时,-x<0,f(-x)=x2-x=-(-x2+x)=-f(x);当x<0时,-x>0,f(-x)=-x2-x=-(x2+x)=-f(x),∴f(x)是奇函数.
方法二 作出f(x)的图象,由图象可知f(x)为奇函数.
判断函数奇偶性的常用方法
(1)定义法:即根据奇、偶函数的定义来判断.
(2)图象法:即利用奇、偶函数的对称性来判断.
(3)性质法:即利用在公共定义域内奇函数、偶函数的和、差、积的奇偶性来判断.
考点 函数奇偶性的简单应用(自悟通)
1.(2025·江西南昌模拟)若f(x)=为奇函数,则g(-2)=( )
A.-8 B.-4 C.-2 D.0
A 解析:因为f(x)为奇函数,所以f(-2)=-f(2)=-4,又f(-2)=g(-2)+4,可得g(-2)=-8.
2.(2023·全国乙卷)已知f(x)=是偶函数,则a=( )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
D 解析:f(x)的定义域为{x|x≠0},因为f(x)是偶函数,所以f(x)=f(-x),即= ,即e(1-a)x-ex=-e(a-1)x+e-x,即e(1-a)x+e(a-1)x=ex+e-x,所以a-1=±1,解得a=0(舍去)或a=2.
3.已知f(x)是定义在R上的偶函数,g(x)是定义在R上的奇函数,且g(x)=f(x-1),则f(2 022)+f(2 024)的值为________.
答案:0 解析:由题意得,g(-x)=f(-x-1),∵f(x)是定义在R上的偶函数,g(x)是定义在R上的奇函数,∴g(-x)=-g(x),f(-x)=f(x),∴f(x-1)=-f(x+1),即f(x-1)+f(x+1)=0.∴f(2 022)+f(2 024)=f(2 023-1)+f(2 023+1)=0.
应用函数奇偶性可解决的问题及解题方法
(1)求函数值,将待求值利用奇偶性转化为已知区间上的函数值求解.
(2)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.
(3)求函数解析式中参数的值,利用待定系数法求解,根据f(x)±f(-x)=0得到关于待求参数的恒等式,由系数的对等性得参数的方程(组),进而得出参数的值.
考点3 函数的周期及应用(精研通)
【例1】 (2025·湖南六校联考)已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)=-f(x+2),当x∈(0,2]时,f(x)=2x+log2x,则f(2 024)=( )
A.5 B.
C.2 D.-5
D 解析:由f(x)=-f(x+2),得f(x+4)=f(x),所以函数f(x)是周期为4的周期函数,所以f(2 024)=f(506×4)=f(0)=-f(0+2)=-(22+log22)=-5.
函数周期性问题的求解策略
(1)判断函数的周期只需证明f(x+T)=f(x)(T≠0)便可证明函数是周期函数,且周期为T.利用周期性将自变量大小进行调整,进而利用已知条件求解.函数的周期性常与函数的其他性质综合命题.
(2)根据函数的周期性,可以由函数局部的性质得到函数的整体性质,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.
1.(多选)(2024·广东茂名统考一模)已知函数f(x)对∀x∈R,都有f(x)=f(-x),f(x+1)为奇函数,且当x∈[0,1)时,f(x)=x2,则下列结论正确的是( )
A.函数f(x)的图象关于点(1,0)中心对称
B.f(x)是周期为2的函数
C.f(-1)=0
D.f=
ACD 解析:由f(x+1)为奇函数,得f(-x+1)=-f(x+1),即f(-x)+f(x+2)=0,
故f(x)的图象关于点(1,0)中心对称,故A正确;
由f(-x)=f(x),f(-x)+f(x+2)=0得f(x)=-f(2+x),∴f(x+2)=-f(x),
∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x),即f(x)是周期为4的函数,故B错误;
由f(-x+1)=-f(x+1),令x=0,则f(1)=-f(1),
∴f(1)=0,
故f(-1)=f(1)=0,故C正确;
x∈[0,1)时,f(x)=x2,
∵f(x)的周期为4,∴f=f=f=,故D正确,故选ACD.
2.函数f(x)满足f(x+4)=f(x)(x∈R),且在区间(-2,2]上,f(x)=则f(f(15))的值为________.
答案: 解析:由题意易知函数f(x)的周期是4,所以f(15)=f(-1)=|-1+|=,所以f(f(15))=f()=cos =.
3.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,则f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 025)=________.
答案:1 解析:∵对任意实数x,恒有f(x+2)=-f(x),∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x),即函数f(x)是以4为周期的周期函数.当x∈[0,2]时,f(x)=2x-x2,∴f(0)=0,f(1)=1,f(2)=0,而f(3)=-f(1)=-1,则f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 025)=506[f(0)+f(1)+f(2)+f(3)]+f(0)+f(1)=1.
考点4 函数图象的对称性(精研通)
【例2】 (1)已知函数f(2x+1)在R上是奇函数,则函数y=f(2x)的图象关于某个点成中心对称,这个点是( )
A.(1,0) B.(-1,0)
C.(,0) D.(-,0)
(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.f(x)的最小正周期为4
D.y=f(x+4)为偶函数
(1)C (2)ACD 解析:(1)f(2x+1)是奇函数,所以其图象关于原点成中心对称,而f(2x)的图象是由f(2x+1)的图象向右平移个单位长度得到的,故关于点(,0)成中心对称.
(2)∵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;∵函数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),∴T=4,故C正确;∵T=4且f(x)为偶函数,∴y=f(x+4)为偶函数,故D正确.
(1)求解与函数对称性有关的问题时,应根据题目特征和对称性的定义,求出函数的对称轴或对称中心.
(2)解决函数对称性有关问题时,一般结合函数图象,利用对称性解决求值或参数问题.
下列函数中,其图象与函数y=ln x的图象关于直线x=1对称的是( )
A.y=ln (1-x) B.y=ln (2-x)
C.y=ln (1+x) D.y=ln (2+x)
B 解析:函数y=ln x过定点(1,0),(1,0)关于直线x=1对称的点还是(1,0),只有y=ln (2-x)过此点.
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