内容正文:
赢在微点 高考复习顶层设计 数学 名师划重点
第二章
函数与基本初等函数
第二节
第二章 函数与基本初等函数
函数的基本性质
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第2课时
第二节 函数的基本性质
函数的奇偶性、周期性
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课
标
要
求
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三
年
考
情
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基础/梳理自测
赢在微点 数学 大一轮
第一部分
——回扣知识
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7
回|归|教|材
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基|础|自|测
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考点/精研突破
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第二部分
——考向探究
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考点一
函数的奇偶性
解
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考点二
函数的周期性
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把握高考微点,实现素能提升
完成——微练(十)
本部分内容讲解结束
1.结合具体函数,了解函数奇偶性的含义,会运用函数的图象理解和研究函数的奇偶性.
2.了解函数的周期性、最小正周期的含义,会判断、应用简单函数的周期性.
2022
2023
2024
全国Ⅰ卷
T12
T11
全国Ⅱ卷
T8
T4
T6
重点提示:函数的奇偶性、周期性
原点
1.函数的奇偶性
类别
偶函数
奇函数
定义
一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果∀x∈D,都有-x∈D,且______________
一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果∀x∈D,都有-x∈D,且______________
图象
特征
关于______对称
关于______对称
f(-x)=f(x)
f(-x)=-f(x)
y轴
函数定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的前提条件.
最小正周期
2.函数的周期性
(1)周期函数:一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果存在一个非零常数T,使得对每一个x∈D都有x+T∈D,且______________,那么函数f(x)就叫做周期函数.非零常数T叫做这个函数的周期.
(2)最小正周期:如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的________,那么这个最小________就叫做f(x)的____________.
f(x+T)=f(x)
正数
正数
【常用结论】
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)奇函数在两个关于原点对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个关于原点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)=-,则T=2a(a>0).
1.思考辨析(对的打“√”,错的打“×”)
(1)函数y=x2在x∈(0,+∞)上是偶函数.( )
×
由于偶函数的定义域关于原点对称,故y=x2在(0,+∞)上不具有奇偶性.
(2)对于函数y=f(x),若f(-2)=-f(2),则函数y=f(x)是奇函数.( )
(3)若T是函数f(x)的一个周期,则nT(n∈Z,n≠0)也是函数f(x)的周期.( )
(4)若函数f(x)为奇函数,则f(0)=0.( )
×
√
×
若函数f(x)为奇函数,但函数定义域不包括0,则f(0)无意义.
2.(多选题)(人A必一P84例6改编)给出下列函数,其中是奇函数的为( )
A.f(x)=x4 B.f(x)=x5
C.f(x)=x+ D.f(x)=
对于f(x)=x4,f(x)的定义域为R,由f(-x)=(-x)4=x4=f(x),可知f(x)=x4是偶函数,同理可知f(x)=x5,f(x)=x+是奇函数,f(x)=是偶函数.故选BC.
3.(多选题)(人B必一P115练习BT4改编)已知奇函数f(x)与偶函数g(x)的定义域、值域均为R,则( )
A.f(x)+g(x)是奇函数
B.f(x)|g(x)|是奇函数
C.f(x)g(x)是偶函数
D.f(g(x))是偶函数
因为f(-x)+g(-x)=-f(x)+g(x)≠f(x)+g(x)且f(-x)+g(-x)=-f(x)+g(x)≠-[f(x)+g(x)],所以f(x)+g(x)既不是奇函数也不是偶函数,故A错误;因为f(-x)|g(-x)|=-f(x)|g(x)|,所以f(x)|g(x)|是奇函数,故B正确;因为f(-x)g(-x)=-f(x)g(x)≠f(x)g(x),所以f(x)g(x)是奇函数,不是偶函数,故C错误;因为f(g(-x))=f(g(x)),所以f(g(x))是偶函数,故D正确.
4.已知f(x)是R上的偶函数,当x≥0时,f(x)=x+ln(x+1),则当x<0时,f(x)=( )
A.-x-ln(1-x) B.x-ln(1-x)
C.-x+ln(1-x) D.x+ln(1-x)
当x<0时,-x>0,则f(x)=f(-x)=-x+ln(1-x).故选C.
角度1 奇偶性的判断
【例1】 判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=+;
由得x2=3,解得x=±,即函数f(x)的定义域为{-,},从而f(x)=+=0.因此f(-x)=-f(x)且f(-x)=f(x),所以函数f(x)既是奇函数又是偶函数.
(2)f(x)=
显然函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称.因为当x<0时,-x>0,则f(-x)=-(-x)2-x=-x2-x=-f(x);当x>0时,-x<0,则f(-x)=(-x)2-x=x2-x=-f(x).综上可知,对于定义域内的任意x,总有f(-x)=-f(x)成立,所以函数f(x)为奇函数.
(3)f(x)=log2(x+).
显然函数f(x)的定义域为R,f(-x)=log2[-x+]=log2(-x)=log2(+x)-1=-log2(+x)=-f(x),故f(x)为奇函数.
[规律方法] 判断函数奇偶性的两个必备条件
(1)定义域关于原点对称,否则为非奇非偶函数.
(2)判断f(x)与f(-x)是否具有等量关系,在判断奇偶性的运算中,可以转化为判断奇偶性的等价等量关系式(f(x)+f(-x)=0(奇函数)或f(x)-f(-x)=0(偶函数))是否成立.
角度2 奇偶性的应用………………教考衔接③
教材题
[题源] (人A必一P161T12节选)对于函数f(x)=a-(a∈R),是否存在实数a使函数f(x)为奇函数?
假设存在实数a使函数f(x)为奇函数.则有f(-x)+f(x)=0,即a-+a-=0,解得a=1.故存在实数a使函数f(x)为奇函数.
高考题
(1)(2023·新课标Ⅱ卷)若f(x)=(x+a)·ln为偶函数,则a=( )
A.-1 B.0 C. D.1
解法一:f(-x)=(-x+a)ln=(-x+a)ln=(x-a)ln,因为f(x)为偶函数,所以f(x)=f(-x),所以x+a=x-a,即a=0.故选B.
解法二:因为f(x) 为偶函数,则 f(1)=f(-1),所以(1+a)ln=(-1+a)ln 3,解得a=0.当a=0时,f(x)=xln,(2x-1)(2x+1)>0,解得x>或x<-,则其定义域为{x,关于原点对称.f(-x)=(-x)ln=(-x)ln=(-x)ln-1=xln=f(x),故此时f(x)为偶函数.故选B.
(2)(2020·新高考Ⅰ卷)若定义在R的奇函数f(x)在(-∞,0)单调递减,且f(2)=0,则满足xf(x-1)≥0的x的取值范围是( )
A.[-1,1]∪[3,+∞) B.[-3,-1]∪[0,1]
C.[-1,0]∪[1,+∞) D.[-1,0]∪[1,3]
由题意知f(x)在(-∞,0),(0,+∞)单调递减,且f(-2)=f(2)=f(0)=0.当x>0时,令f(x-1)≥0,得0≤x-1≤2,所以1≤x≤3;当x<0时,令f(x-1)≤0,得-2≤x-1≤0,所以-1≤x≤1,又x<0,所以-1≤x<0;当x=0时,显然符合题意.综上,原不等式的解集为[-1,0]∪[1,3],故选D.
[规律方法] 应用函数奇偶性解决问题的方法
(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值,或得到方程(组),进而得出参数的值.
【对点练】
1.(角度1)(2024·天津高考)下列函数是偶函数的是( )
A.f(x)= B.f(x)=
C.f(x)= D.f(x)=
对A,f(x)=,函数定义域为R,但f(-1)=,f(1)=,则f(-1)≠f(1),故A错误;对B,f(x)=,函数定义域为R,且f(-x)===f(x),则f(x)为偶函数,故B正确;对C,f(x)=,函数定义域为{x|x≠-1},不关于原点对称, 则f(x)不是偶函数,故C错误;对D,f(x)=,函数定义域为R,因为f(1)=,f(-1)=,则f(1)≠f(-1),则f(x)不是偶函数,故D错误.故选B.
2.(角度2)已知奇函数f(x),当x≥0时,f(x)=2x-m(m为常数),则f(-2)=( )
A.1 B.2 C.-3 D.3
由于f(x)是奇函数,所以f(0)=20-m=1-m=0,即m=1,即x≥0时,f(x)=2x-1,所以f(-2)=-f(2)=-(22-1)=-3.故选C.
3.(角度2)(2023·全国乙卷)已知f(x)=是偶函数,则a=( )
A.-2 B. -1 C. 1 D. 2
解法一:因为f(x) 是偶函数,所以f(x)-f(-x)=-=+==0,所以a-1=1,所以a=2.故选D.
解法二:因为f(x) 是偶函数,所以f(1)-f(-1)=-==0,所以a-1=1,所以a=2.故选D.
【例2】 (1)已知函数f(x)在R上满足f(x+1)=f(x-1),且f(x)=其中a∈R,若f(-5)=f(4.5),则a=( )
A.0.5 B.1.5 C.2.5 D.3.5
由f(x+1)=f(x-1),得f(x) 是周期为2的周期函数,又f(-5)=f(4.5),所以f(-1)=f(0.5),即-1+a=1.5,所以a=2.5.故选C.
(2)设f(x)是定义在R上周期为4的偶函数,且当x∈[0,2]时,f(x)=log2(x+1),则函数f(x)在[2,4]上的解析式为____________________________.
f(x)=log2(5-x),x∈[2,4]
根据题意,设x∈[2,4],则x-4∈[-2,0],则有4-x∈[0,2],当x∈[0,2]时,f(x)=log2(x+1),则f(4-x)=log2[(4-x)+1]=log2(5-x),又f(x)为周期为4的偶函数,所以f(x)=f(x-4)=f(4-x)=log2(5-x),x∈[2,4],则有f(x)=log2(5-x),x∈[2,4].
[规律方法] 求解与函数周期性有关问题的解题策略
(1)应根据题目特征及周期定义,求出函数的周期.
(2)利用函数的周期性,可将其他区间上的求值、求零点个数、求解析式等问题,转化到已知区间上,进而解决问题.
【训练】 (2025·泸州模拟)已知定义在R上的函数f(x)的图象关于y轴对称,且周期为3,又f(-1)=1,f(0)=-2,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 025)的值是( )
A.2 024 B.2 023 C.1 D.0
因为f(x)的周期为3,f(-1)=1,则f(2)=f(-1+3)=f(-1)=1,又f(0)=-2,则f(3)=f(0+3)=f(0)=-2,因为函数f(x)在R上的图象关于y轴对称,所以f(x)为偶函数,故f(1)=f(-1)=1,则f(1)+f(2)+f(3)=0.故f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 025)=675×0=0.
$$