内容正文:
2.3 函数的奇偶性、周期性
课标要求
考情分析
1.了解函数奇偶性的概念和几何意义.
2.会运用基本初等函数的图象分析函数的奇偶性.
3.了解函数周期性、最小正周期的含义,会判断、应用简单函数的周期性.
◎考点考法:高考命题常以基本初等函数为载体,考查函数的奇偶性、周期性和图象的对称性及其应用.函数的奇偶性与单调性、周期性的综合问题是高考热点,常以选择题的形式出现.
◎核心素养:数学抽象、逻辑推理、直观想象.
[对应学生用书P24]
1.函数的奇偶性
(1)如果函数f(x)是奇函数且在x=0处有定义,则一定有f(0)=0.如果函数f(x)是偶函数,那么f(x)=f(|x|).
(2)在公共定义域内有:奇±奇=奇,偶±偶=偶,奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.
(3)奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个对称的区间上具有相反的单调性.
2.函数的周期性
对f(x)定义域内任一自变量x的值:
(1)若f(x+a)=-f(x),则T=2a(a>0).
(2)若f(x+a)=,则T=2a(a>0).
(3)若f(x+a)=f(x+b),则T=|a-b|.
1.(多选)下列函数中为偶函数的是( )
A.f(x)=x+ B.f(x)=
C.y=|ln x| D.y=2|x|
解析 A选项,f(x)为奇函数,C选项,f(x)的定义域为{x|x>0},不关于原点对称,为非奇非偶函数.故选BD.
答案 BD
2.已知f(x)=ax2+bx是定义在[a-1,2a]上的偶函数,那么a+b的值是( )
A.- B.
C. D.-
解析 因为f(x)=ax2+bx是定义在[a-1,2a]上的偶函数,所以a-1+2a=0,所以a=.又f(-x)=f(x),所以b=0,所以a+b=.故选B.
答案 B
3.若偶函数f(x)在区间[-2,-1]上单调递减,则函数f(x)在区间[1,2]上( )
A.单调递增,且有最小值f(1)
B.单调递增,且有最大值f(1)
C.单调递减,且有最小值f(2)
D.单调递减,且有最大值f(2)
解析 偶函数f(x)在区间[-2,-1]上单调递减,由偶函数的图象关于y轴对称,得f(x)在[1,2]上单调递增,即有最小值为f(1),最大值为f(2).对照选项,A正确.
答案 A
4.已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x+3)=f(x),且当x∈时,f(x)=-x3,则f=________.
解析 由f(x+3)=f(x)知函数f(x)的周期为3,又函数f(x)为奇函数,所以f=f=-f==.
答案
5.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)=________.
解析 由题意知f(10)=f(3×3+1)=f(1),又f(-1)=2f(10)+3,且f(-1)=-f(1),所以f(-1)=2f(1)+3,所以-3f(1)=3,即f(1)=-1.所以f(2026)=f(675×3+1)=f(1)=-1.
答案 -1
[对应学生用书P25]
考点一 函数奇偶性的判断 重难考点 师生共研
判断下列函数的奇偶性.
(1)f(x)=;
(2)f(x)=+;
(3)f(x)=
[解析] (1)由
得-2<x<2,
即函数f(x)的定义域是{x|-2<x<2},关于原点对称.
因此f(x)==lg (4-x2),
所以f(-x)=f(x),
因此函数f(x)是偶函数.
(2)f(x)的定义域为{-1,1},关于原点对称.
又f(-1)=f(1)=0,f(-1)=-f(1)=0,
所以f(x)既是奇函数又是偶函数.
(3)方法一(定义法) 当x>0时,-x<0,f(-x)=(-x)2+2(-x)-1=x2-2x-1=-f(x);当x<0时,-x>0,f(-x)=-(-x)2+2(-x)+1=-x2-2x+1=-f(x),所以f(x)为奇函数.
方法二(图象法) 如图,作出函数f(x)的图象,由奇函数的图象关于原点对称的特征知函数f(x)为奇函数.
判定函数奇偶性的两种常用方法
(1)定义法
(2)图象法
1.(多选)下列函数是奇函数的是( )
A.f(x)=tan x B.f(x)=x2+x
C.f(x)= D.f(x)=ln |1+x|
解析 对于A,函数的定义域为,关于原点对称,且f(-x)=tan (-x)=-tan x=-f(x),故函数为奇函数;对于B,函数的定义域为R,关于原点对称,且f(-x)=x2-x≠±f(x),故函数为非奇非偶函数;对于C,函数的定义域为R,关于原点对称,且f(-x)==-f(x),故函数为奇函数;对于D,函数的定义域为{x|x≠-1},不关于原点对称,故函数为非奇非偶函数.
答案 AC
2.已知函数f(x)对任意x,y∈R,都有f(x+y)=f(x)+f(y)+2,则函数f(x)+2为________函数.(填“奇”“偶”或“非奇非偶”)
解析 由题意得函数f(x)的定义域为R,定义域关于原点对称,
令x=y=0,则f(0)=f(0)+f(0)+2,
故f(0)=-2.
令y=-x,则f(0)=f(x)+f(-x)+2,
故f(x)+2=-f(-x)-2=-[f(-x)+2].
故f(x)+2为奇函数.
答案 奇
考点二 函数的奇偶性的应用 多维探究 发散思维
角度1 利用奇偶性求值(解析式)
(1)已知偶函数f(x),当x∈[0,2)时,f(x)=2sin x,当x∈[2,+∞)时,f(x)=log2x,则f+f(4)=( )
A.-+2 B.1
C.+2 D.3
(2)已知f(x)是定义在R上的奇函数,且当x<0时,f(x)=x2-x+1,则函数f(x)的解析式为________________.
[解析] (1)∵函数f(x)是偶函数,当x∈[0,2)时,f(x)=2sin x,∴f=f=2sin =.又∵当x∈[2,+∞)时,f(x)=log2x,
∴f(4)=log24=2,∴f+f(4)=+2.
(2)当x>0时,-x<0,所以f(-x)=(-x)2+x+1=x2+x+1,因为f(x)是定义在R上的奇函数,故f(0)=0,且f(-x)=-f(x),所以-f(x)=x2+x+1,
所以f(x)=-x2-x-1,综上,函数f(x)的解析式为f(x)=
[答案] (1)C (2)f(x)=
角度2 利用奇偶性解不等式
若定义在R上的奇函数f(x)在区间(0,+∞)上单调递增,且f(3)=0,则满足xf(x-2)<0的x的取值范围为( )
A.(-∞,-1)∪(2,5) B.(-∞,-1)∪(0,5)
C.(-1,0)∪(2,5) D.(-1,0)∪(5,+∞)
[解析] 因为定义在R上的奇函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,且f(3)=0,
所以f(x)在(-∞,0)上也单调递增,且f(-3)=0,f(0)=0,
所以当x∈(-∞,-3)∪(0,3)时,f(x)<0,
当x∈(-3,0)∪(3,+∞)时,f(x)>0,
所以由xf(x-2)<0,
可得或
解得-1<x<0或2<x<5,
即x的取值范围为(-1,0)∪(2,5).
[答案] C
函数奇偶性的应用类型及解题策略
求解
析式
先将待求区间上的自变量转化到已知区间上,再利用奇偶性求出f(x)的解析式,或充分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
求函
数值
利用函数的奇偶性将待求函数值转化为已知区间上的函数值,进而求解
求参
数值
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,由系数的对等性得出参数的值.对于在x=0处有定义的奇函数f(x),可考虑列等式f(0)=0求解
解不
等式
利用奇、偶函数的图象特征或根据奇函数在对称区间上的单调性一致,偶函数在对称区间上的单调性相反,将问题转化到同一单调区间内求解,涉及偶函数时常用f(x)=f(|x|),将问题转化到区间[0,+∞)上求解
1.已知f(x)=是偶函数,则a=( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
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,故选D.
答案 D
2.已知函数f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,f(x)+g(x)=2·3x,则函数f(x)=________.
解析 因为f(x)+g(x)=2·3x,所以f(-x)+g(-x)=2·3-x,又f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,所以f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),所以f(-x)+g(-x)=f(x)-g(x)=2·3-x,则两式相加得,2f(x)=2·3x+2·3-x,所以f(x)=3x+3-x.
答案 3x+3-x
3.函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递增,且为奇函数,若f(2)=1,则满足-1≤f(x-1)≤1的x的取值范围是________.
解析 f(x)是奇函数,故f(-2)=-f(2)=-1.又f(x)是增函数,-1≤f(x-1)≤1,所以f(-2)≤f(x-1)≤f(2),则-2≤x-1≤2,解得-1≤x≤3.
答案 [-1,3]
考点三 函数的周期性 重难考点 师生共研
定义在R上的函数f(x)满足f(x+3)=-f(x),当-3≤x<-1时,f(x)=-(x+2)2,当-1≤x<3时,f(x)=x,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2025)=________.
[解析] 因为f(x+3)=-f(x),所以f(x+6)=-f(x+3)=f(x),所以f(x)的周期T=6,于是f(1)=1,f(2)=2,f(3)=f(-3)=-(-3+2)2=-1,f(4)=f(-2)=-(-2+2)2=0,f(5)=f(-1)=-1,f(6)=f(0)=0,所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)=1,而2025=6×337+3,所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2025)=337×1+1+2-1=339.
[答案] 339
函数周期性的判定与应用
(1)判断函数的周期性只需证明f(x+T)=f(x)(T≠0),便可证明函数是周期函数,且周期为T,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)已知定义在R上的偶函数f(x),其周期为4,当x∈[0,2]时,f(x)=2x-2,则( )
A.f(2027)=0
B.f(x)的值域为[-1,2]
C.f(x)在[4,6]上单调递减
D.f(x)在[-6,6]上有8个零点
解析 f(2027)=f(507×4-1)=f(-1)=f(1)=0,所以A正确;当x∈[0,2]时,f(x)=2x-2单调递增,所以当x∈[0,2]时,函数的值域为[-1,2],由于函数是偶函数,所以函数的值域为[-1,2],所以B正确;当x∈[0,2]时,f(x)=2x-2单调递增,又函数的周期是4,所以f(x)在[4,6]上单调递增,所以C错误;令f(x)=2x-2=0,所以x=1,所以f(1)=f(-1)=0,由于函数的周期为4,所以f(5)=f(-5)=0,f(3)=f(-3)=0,所以f(x)在[-6,6]上有6个零点,所以D错误.故选AB.
答案 AB
2.设f(x)是定义在R上周期为2的函数,当x∈(-1,1]时,f(x)=其中m∈R.若f=f,则m=________.
解析 因为f(x)是定义在R上周期为2的函数,当x∈(-1,1]时,f(x)=
所以f=f=+2×+m=-+m,
f==,所以=-+m⇒m=1.
答案 1
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