内容正文:
高考总复习 数学
第二章 函 数
第二节 函数的性质
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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)=
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.
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.
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
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.(2024·上海卷)已知f(x)=x3+a,且f(x)是奇函数,则a=________.
答案:0
解析:通解 因为f(x)是奇函数,所以f(-x)=-f(x),即(-x)3+a=-(x3+a),得a=0.
优解 因为f(x)是奇函数,所以f(0)=a=0.
2.已知函数f(x)=x3(a·2x-2-x)是偶函数,则a=________.
答案:1
解析:设g(x)=a·2x-2-x.因为f(x)为偶函数,所以g(x)是奇函数,所以g(0)=0,解得a=1.
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 函数的周期及应用(精研通)
【例1】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
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.奇函数f(x)的定义域为R,若f(x+1)为偶函数,且f(1)=2,则f(4)+f(5)的值为( )
A.2 B.1 C.-1 D.-2
解析:∵f(x+1)为偶函数,∴f(-x+1)=f(x+1),则f(-x)=f(x+2).又y=f(x)为奇函数,则f(-x)=-f(x)=f(x+2),且f(0)=0.从而f(x+4)=-f(x+2)=f(x),即y=f(x)的周期为4.∴f(4)+f(5)=f(0)+f(1)=0+2=2.
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.求f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 023).
解:∵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(2 023)=506×[f(0)+f(1)+f(2)+f(3)]=0.
考点 函数图象的对称性(精研通)
【例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
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;∵函数f(x)的图象关于直线x=2对称,则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)
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.
$$