第9讲函数的奇偶性、周期性与对称性-2026届高三数学一轮复习
2025-10-13
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 函数的奇偶性,函数的周期性,函数的对称性 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 109 KB |
| 发布时间 | 2025-10-13 |
| 更新时间 | 2025-12-09 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-10-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54308379.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第9讲 函数的奇偶性、周期性与对称性
课前必备知识
课标要求
1.了解函数奇偶性、周期性与对称性的含义及其几何意义.2.会判定一些简单函数的奇偶性.3.能综合运用函数的奇偶性、对称性、周期性和单调性解决相关问题.
知识梳理
1.函数的奇偶性
函数的奇偶性是函数在整个定义域上的性质,在函数的定义域的真子集内讨论函数的奇偶性是没有意义的.
(1)函数的奇偶性的定义
①设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且__f(-x)=-f(x)__成立,那么函数f(x)就叫做奇函数.
②设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且__f(-x)=f(x)__成立,那么函数f(x)就叫做偶函数.
显然,函数的定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的__必要__条件.
(2)奇偶函数的图象特征
奇函数的图象关于__原点__对称;偶函数的图象关于__y__轴对称.
2.周期函数
(1)周期函数: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__f(x+T)=f(x)__,那么函数f(x)就叫做周期函数,非零常数T叫做函数f(x)的__一个周期__.
(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__的正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期.
3.函数的对称性
(1)若函数f(x)满足关系f(a+x)=f(b-x),则f(x)的图象关于直线x=对称.
(2)若函数f(x)满足关系f(a+x)=-f(b-x),则f(x)的图象关于点(,0)对称.
常用结论
1.函数的奇偶性常用结论
(1)若奇函数f(x)在x=0处有定义,则f(0)=0.
(2)如果函数f(x)是偶函数,那么f(x)=f(|x|).
(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.
(4)在公共定义域内:
①两个奇函数的和是奇函数,两个奇函数的积是偶函数;
②两个偶函数的和、积都是偶函数;
③一个奇函数和一个偶函数的积是奇函数.
2.函数的周期性常用结论
对f(x)的定义域内的任一自变量的值x:
(1)若f(x+a)=f(x+b),则T=|a-b|.
(2)若f(x+a)=-f(x),则T=2a(a>0).
(3)若f(x+a)=,则T=2a(a>0).
(4)若f(x+a)=-,则T=2a(a>0).
课前训练
1.下列函数为奇函数的是( )
A.y= B.y=|sin x|
C.y=cos x D.y=ex-e-x
2.已知函数f(x)与函数g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f(x)+g(x)=x3+x2+1,则f(1)-g(1)=( )
A.0 B.1
C.2 D.3
3.已知y=f(x)是奇函数,当x<0时,f(x)=-x(1+x),则当x>0时,f(x)=( )
A.x(1-x) B.-x(1+x)
C.-x(1-x) D.x(1+x)
4.(2023·全国甲卷)若f(x)=(x-1)2+ax+sin (x+)为偶函数,则a=________.
5.已知函数f(x)的定义域是R,f(+x)=f(-x),f(x)+f(6-x)=0,当0≤x≤时,f(x)=4x-2x2,则f(2026)=________.
课堂核心考点
变式训练
考点1 函数的奇偶性判定与应用
【例1】 (1)(多选)下列函数是奇函数的是( )
A.f(x)=
B.f(x)=(x-1)
C.f(x)=+
D.f(x)=
(2)(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
(3)已知函数f(x)的定义域为R,若函数f(x)-2x为偶函数,函数f(x)-x2为奇函数,则f(1)=( )
A.1 B.3
C.-1 D.-3
(1)研究函数的奇偶性时,必须先判断定义域是否关于原点对称.若对称,再验证f(-x)=±f(x)或其等价形式f(-x)±f(x)=0是否成立.
(2)判断函数的奇偶性除定义法外,还有以下几种方法.
①图象法:f(x)的图象关于原点对称⇔f(x)为奇函数,关于y轴对称⇔f(x)为偶函数.
②性质法:如“奇±奇”是奇,“偶±偶”是偶,“奇×奇”是偶,“偶×偶”是偶,“奇×偶”是奇等.
(3)利用函数的奇偶性解决有关问题时,要充分利用化归与转化的思想方法.利用奇偶性可以解决如下问题:
①求函数值;②求解析式;③求函数解析式中的参数的值;④画函数图象确定单调性等.
变式探究
1.已知函数f(x)是定义域为R的奇函数,当x>0时,f(x)=ex,则f(ln )=________.
2.(多选)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,则下列函数中为奇函数的是( )
A.y=f(-x) B.y=
C.y=f(x)+x3 D.y=f(x)
3.设函数f(x)=的最大值为M,最小值为m,则M+m=________.
考点2 函数的周期性与对称性
【例2】 (1)定义在R上的奇函数f(x)满足f(x-2)=-f(x),当x∈[0,2)时,f(x)=2x-x2.则f(2025)=( )
A.0 B.1
C.-1 D.2025
(2)设f(x)是定义在R上的周期为2的偶函数,已知当x∈[2,3]时,f(x)=x,则当 x∈[-2,0] 时,f(x)=( )
A.x+4 B.2-x
C.3-|x+1| D.2+|x+1|
(3)已知函数f(x)(x∈R)满足f(-x)=6-f(x),若函数y=与y=f(x)图象的交点(x1,y1),(x2,y2),…,(xm,ym),则=( )
A.4m B.3m
C.2m D.m
(1)函数周期性的应用技巧
①熟记函数周期常见的几种表达形式,能够由已知条件准确地推得函数的最小正周期.
②熟练运用结论“若T是函数的周期,那么nT(n∈Z,n≠0)也是函数的周期”,对自变量的值进行转化.
③注意通过“区间变换法”,结合函数的周期,由局部的解析式得到函数在整个定义域内的解析式.
(2)函数对称性、周期性常用结论:
①f(x+a)=f(a-x)⇔f(x)=f(2a-x)⇔f(x)的图象关于x=a对称.
②f(x+a)+f(a-x)=2b⇔f(x)+f(2a-x)=2b⇔f(x)的图象关于(a,b)对称.
③若函数f(x)的图象既关于直线x=a对称,又关于直线x=b对称(a≠b),则f(x)是周期函数,且2(b-a)是它的一个周期.
④若函数f(x)的图象既关于点(a,0)对称,又关于点(b,0)对称(a≠b),则f(x)是周期函数,且2(b-a)是它的一个周期.
⑤若函数f(x)的图象既关于直线x=a对称,又关于点(b,0)对称(a≠b),则f(x)是周期函数,且4(b-a)是它的一个周期.
变式探究
4.函数f(x)满足f(x)f(x+2)=13,且f(3)=2,则f(2025)=________.
5.已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)=则f(2025)+f(2026)=( )
A.-4 B.-3
C.-2 D.-1
6.已知函数f(x),g(x)的定义域均为R,且f(x)+g(2-x)=5,g(x)-f(x-4)=7.若y=g(x)的图象关于直线x=2对称,g(2)=4,则=( )
A.-21 B.-22
C.-23 D.-24
考点3 奇偶性与单调性的综合应用
【例3】 (1)若函数f(x)是定义在R上的偶函数,当x≥0时,f(x)=x(1+x)-2.则当x<0时,f(x)=__________,若f(m+1)<f(2-m),则实数m的取值范围是______________.
(2)已知函数f(x)对任意实数x,y恒有f(x+y)=f(x)+f(y),当x>0时f(x)<0,且f(-1)=2.则f(x)在区间[-2,4]上的最小值为________;若f(x)<m2-2am+2对所有的x∈[-1,1],a∈[-1,1]恒成立,则实数m的取值范围是__________.
(1)奇偶性与单调性常综合进行考查,求解的关键是利用奇偶性变成f(M)<f(N)(或f(M)>f(N))的形式,再利用单调性进行处理.
(2)掌握以下结论,会给解决此类问题带来方便:
①f(x)为偶函数⇔f(x)=f(|x|);f(x)为奇函数⇔f(x)=-f(-x).
②若奇函数f(x)在x=0处有定义,则f(0)=0.
③奇函数在关于原点对称的区间上的单调性相同,偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反.
变式探究
7.已知函数f(x)为定义在R上的奇函数,满足对∀x1,x2∈[0,+∞),其中x1≠x2,都有(x1-x2)[x1f(x1)-x2f(x2)]>0,且f(2)=3,则不等式f(x)>的解集为____________.
8.已知函数f(x)=ex+e-x(其中e是自然对数的底数),若a=f(21.5),b=f(40.8),c=f(log2),则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.c<a<b
C.a<c<b D.b<a<c
考点4 奇偶性与周期性的综合应用
【例4】 (1)(多选)已知函数f(x)对∀x∈R都有f(x)=f(x+4)+f(2),若函数y=f(x+3)的图象关于直线x=-3对称,且对∀x1,x2∈[0,2],当x1≠x2时,都有(x2-x1)·[f(x2)-f(x1)]>0,则下列结论正确的是( )
A.f(2)=0
B.f(x)是偶函数
C.f(x)是周期为4的周期函数
D.f(3)<f(-4)
(2)(2025·陕西渭南月考)已知定义在R上的函数f(x)满足f(x+3)=-f(x),g(x)=f(x)-1为奇函数,则f(198)=( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
(1)解答奇偶性与周期性的综合问题,常需要利用化归与转化的思想,将未知区间上的问题转化为已知区间上的问题.
(2)注意掌握函数的奇偶性、对称性、周期性的常用结论:
①f(x)关于x=a对称⇔f(x+a)=f(a-x)⇔f(x)=f(2a-x)⇔f(x+a)是偶函数.
f(x)关于(a,0)对称⇔f(x+a)=-f(a-x)⇔f(x)=-f(2a-x)⇔f(x+a)是奇函数.
②若对于函数f(x)的定义域内的任一x都有f(x+a)=-f(x)或f(x+a)=或f(x+a)=-(a是常数,且a≠0),则f(x)是一个周期为2|a|的周期函数.
若f(x+a)=f(x+b)(a≠b),则f(x)是以T=|a-b|为周期的周期函数.
变式探究
9.(2024·山东济南二模)已知函数f(x)的定义域为R,若f(-x)=-f(x),f(1+x)=f(1-x),则f(2024)=( )
A.0 B.1
C.2 D.3
10.(2025·福建厦门期中)已知定义在R上的函数f(x)满足:①f(x+2)=f(x);②f(x-2)为奇函数;③当x∈[0,1)时,>0(x1≠x2)恒成立.则f(-),f(4),f()的大小关系正确的是( )
A.f(-)>f(4)>f()
B.f(-)>f()>f(4)
C.f()>f(4)>f(-)
D.f(4)>f()>f(-)
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第9讲 函数的奇偶性、周期性与对称性
课前必备知识
课标要求
1.了解函数奇偶性、周期性与对称性的含义及其几何意义.2.会判定一些简单函数的奇偶性.3.能综合运用函数的奇偶性、对称性、周期性和单调性解决相关问题.
知识梳理
1.函数的奇偶性
函数的奇偶性是函数在整个定义域上的性质,在函数的定义域的真子集内讨论函数的奇偶性是没有意义的.
(1)函数的奇偶性的定义
①设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且__f(-x)=-f(x)__成立,那么函数f(x)就叫做奇函数.
②设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且__f(-x)=f(x)__成立,那么函数f(x)就叫做偶函数.
显然,函数的定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的__必要__条件.
(2)奇偶函数的图象特征
奇函数的图象关于__原点__对称;偶函数的图象关于__y__轴对称.
2.周期函数
(1)周期函数: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__f(x+T)=f(x)__,那么函数f(x)就叫做周期函数,非零常数T叫做函数f(x)的__一个周期__.
(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__的正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期.
3.函数的对称性
(1)若函数f(x)满足关系f(a+x)=f(b-x),则f(x)的图象关于直线x=对称.
(2)若函数f(x)满足关系f(a+x)=-f(b-x),则f(x)的图象关于点(,0)对称.
常用结论
1.函数的奇偶性常用结论
(1)若奇函数f(x)在x=0处有定义,则f(0)=0.
(2)如果函数f(x)是偶函数,那么f(x)=f(|x|).
(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.
(4)在公共定义域内:
①两个奇函数的和是奇函数,两个奇函数的积是偶函数;
②两个偶函数的和、积都是偶函数;
③一个奇函数和一个偶函数的积是奇函数.
2.函数的周期性常用结论
对f(x)的定义域内的任一自变量的值x:
(1)若f(x+a)=f(x+b),则T=|a-b|.
(2)若f(x+a)=-f(x),则T=2a(a>0).
(3)若f(x+a)=,则T=2a(a>0).
(4)若f(x+a)=-,则T=2a(a>0).
课前训练
1.下列函数为奇函数的是( )
A.y= B.y=|sin x|
C.y=cos x D.y=ex-e-x
解析:D y=的定义域为{x|x≥0},不具有对称性,故y=为非奇非偶函数.y=|sin x|和y=cos x为偶函数.对于D,f(x)=ex-e-x的定义域为R,f(-x)=e-x-ex=-f(x),故y=ex-e-x为奇函数.故选D.
2.已知函数f(x)与函数g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f(x)+g(x)=x3+x2+1,则f(1)-g(1)=( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:B 根据题意,f(x)+g(x)=x3+x2+1,则f(-1)+g(-1)=(-1)+1+1=1,
又由函数f(x)与函数g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,则f(-1)+g(-1)=f(1)-g(1),故f(1)-g(1)=1.故选B.
3.已知y=f(x)是奇函数,当x<0时,f(x)=-x(1+x),则当x>0时,f(x)=( )
A.x(1-x) B.-x(1+x)
C.-x(1-x) D.x(1+x)
解析:C 当x>0时,-x<0,所以f(-x)=-(-x)(1-x)=x(1-x),又y=f(x)是奇函数,
所以f(x)=-f(-x),故f(x)=-x(1-x).故选C.
4.(2023·全国甲卷)若f(x)=(x-1)2+ax+sin (x+)为偶函数,则a=________.
解析:2 因为y=f(x)=(x-1)2+ax+sin (x+)=(x-1)2+ax+cos x为偶函数,定义域为R,
所以f(-)=f(),
即(--1)2-a+cos (-)=(-1)2+a+cos ,
则πa=(+1)2-(-1)2=2π,故a=2.
此时f(x)=(x-1)2+2x+cos x=x2+1+cos x,
所以f(-x)=(-x)2+1+cos (-x)=x2+1+cos x=f(x),
又定义域为R,故f(x)为偶函数,所以a=2.
5.已知函数f(x)的定义域是R,f(+x)=f(-x),f(x)+f(6-x)=0,当0≤x≤时,f(x)=4x-2x2,则f(2026)=________.
解析:-2 由f(+x)=f(-x)得
f(x)=f[-(x-)]=f(3-x).
又f(x)+f(6-x)=0,所以f(3-x)+f(6-x)=0,
所以f(x)=-f[6-(3-x)]=-f(x+3),
所以f(x+6)=-f(x+3)=f(x),
所以f(2026)=f(6×337+4)=f(4)=-f(1)=-4+2=-2.
课堂核心考点
考点1 函数的奇偶性判定与应用
【例1】 (1)(多选)下列函数是奇函数的是( )
A.f(x)=
B.f(x)=(x-1)
C.f(x)=+
D.f(x)=
(2)(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
(3)已知函数f(x)的定义域为R,若函数f(x)-2x为偶函数,函数f(x)-x2为奇函数,则f(1)=( )
A.1 B.3
C.-1 D.-3
解析:(1)ACD
对于A,由得-2≤x≤2,且x≠0,
所以f(x)的定义域为[-2,0)∪(0,2],关于原点对称,
所以f(x)===.
又f(-x)==-=-f(x),所以f(x)是奇函数,A正确.
对于B,因为f(x)的定义域为[-1,1),不关于原点对称,所以f(x)既不是奇函数也不是偶函数,B错误.
对于C,对于函数f(x)=+,所以x=±1,其定义域为{-1,1},关于原点对称.因为对定义域内的每一个x,都有f(x)=0,所以f(-x)=f(x),f(-x)=-f(x),
所以f(x)=+既是奇函数又是偶函数,C正确.
对于D,函数f(x)的定义域为R,定义域关于原点对称.
当x=0时,-x=0,
所以f(-x)=f(0)=0,f(x)=f(0)=0,所以f(-x)=-f(x);
当x>0时,-x<0,
所以f(-x)=-(-x)2-2(-x)-3=-(x2-2x+3)=-f(x);
当x<0时,-x>0,所以f(-x)=(-x)2-2(-x)+3=-(-x2-2x-3)=-f(x).
综上,可知函数f(x)为奇函数,D正确.故选ACD.
(2)B 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)=x ln ,由(2x-1)(2x+1)>0,解得x>或x<-,
则其定义域为{x|x>或x<-},关于原点对称.
又f(-x)=(-x)ln
=(-x)ln
=(-x)ln ()-1=x ln =f(x),
故此时f(x)为偶函数,故选B.
(3)B 函数f(x)的定义域为R,设函数g(x)=f(x)-2x,h(x)=f(x)-x2,
则g(-x)=f(-x)+2x=g(x)=f(x)-2x,
h(x)+h(-x)=f(x)-x2+f(-x)-x2=0,
即解得f(x)=x2+2x,所以f(1)=3,故选B.
(1)研究函数的奇偶性时,必须先判断定义域是否关于原点对称.若对称,再验证f(-x)=±f(x)或其等价形式f(-x)±f(x)=0是否成立.
(2)判断函数的奇偶性除定义法外,还有以下几种方法.
①图象法:f(x)的图象关于原点对称⇔f(x)为奇函数,关于y轴对称⇔f(x)为偶函数.
②性质法:如“奇±奇”是奇,“偶±偶”是偶,“奇×奇”是偶,“偶×偶”是偶,“奇×偶”是奇等.
(3)利用函数的奇偶性解决有关问题时,要充分利用化归与转化的思想方法.利用奇偶性可以解决如下问题:
①求函数值;②求解析式;③求函数解析式中的参数的值;④画函数图象确定单调性等.
变式探究
1.已知函数f(x)是定义域为R的奇函数,当x>0时,f(x)=ex,则f(ln )=________.
解析:-2 由题意知,f(ln )=f(-ln 2)=-f(ln 2).
又ln 2>0,所以f(ln )=-eln 2=-2.
2.(多选)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,则下列函数中为奇函数的是( )
A.y=f(-x) B.y=
C.y=f(x)+x3 D.y=f(x)
解析:AC 对于A,设g(x)=f(-x),则g(-x)=f(x)=-f(-x)=-g(x),所以g(x)为奇函数;
对于B,定义域为{x|x≠0},令h(x)=,则h(-x)===h(x),所以h(x)为偶函数;
对于C,因为g(x)=x3为奇函数,f(x)是定义在R上的奇函数,奇函数+奇函数=奇函数,所以y=f(x)+x3为奇函数;
对于D,定义域为{x|x≥0},所以y=f(x)为非奇非偶函数.故选AC.
3.设函数f(x)=的最大值为M,最小值为m,则M+m=________.
解析:2 因为f(x)==1+,
设g(x)=,易知g(x)为奇函数.
又f(x)=g(x)+1,
所以f(x)max=g(x)max+1,f(x)min=g(x)min+1,
所以f(x)max+f(x)min=g(x)max+g(x)min+2=2(奇函数的最大值、最小值互为相反数),
所以M+m=2.
考点2 函数的周期性与对称性
【例2】 (1)定义在R上的奇函数f(x)满足f(x-2)=-f(x),当x∈[0,2)时,f(x)=2x-x2.则f(2025)=( )
A.0 B.1
C.-1 D.2025
(2)设f(x)是定义在R上的周期为2的偶函数,已知当x∈[2,3]时,f(x)=x,则当 x∈[-2,0] 时,f(x)=( )
A.x+4 B.2-x
C.3-|x+1| D.2+|x+1|
(3)已知函数f(x)(x∈R)满足f(-x)=6-f(x),若函数y=与y=f(x)图象的交点(x1,y1),(x2,y2),…,(xm,ym),则=( )
A.4m B.3m
C.2m D.m
解析:(1)B 因为f(x-2)=-f(x),所以f(x)=-f(x+2),即f(x+2)=-f(x),
所以f(x+4)=-f(x+2)=f(x),所以函数f(x)的周期为4.
所以f(2025)=f(506×4+1)=f(1)=1.故选B.
(2)C 当x∈[-2,-1]时,x+4∈[2,3],f(x)=f(x+4)=x+4=3+(x+1).
当x∈[-1,0]时,-x∈[0,1],2-x∈[2,3],
因为函数f(x)为偶函数,
则f(x)=f(-x)=f(2-x)=2-x=3-(x+1),
综上所述,当x∈[-2,0]时,f(x)=3-|x+1|.故选C.
(3)B 由f(-x)+f(x)=6,即f(x)关于点(0,3)对称,而y==3+也关于点(0,3)对称,
所以y=与y=f(x)在(0,3)两侧交点个数相同,且一侧交点在另一侧均有对称的交点存在,
所以=0,=×6=3m,
故=3m.故选B.
(1)函数周期性的应用技巧
①熟记函数周期常见的几种表达形式,能够由已知条件准确地推得函数的最小正周期.
②熟练运用结论“若T是函数的周期,那么nT(n∈Z,n≠0)也是函数的周期”,对自变量的值进行转化.
③注意通过“区间变换法”,结合函数的周期,由局部的解析式得到函数在整个定义域内的解析式.
(2)函数对称性、周期性常用结论:
①f(x+a)=f(a-x)⇔f(x)=f(2a-x)⇔f(x)的图象关于x=a对称.
②f(x+a)+f(a-x)=2b⇔f(x)+f(2a-x)=2b⇔f(x)的图象关于(a,b)对称.
③若函数f(x)的图象既关于直线x=a对称,又关于直线x=b对称(a≠b),则f(x)是周期函数,且2(b-a)是它的一个周期.
④若函数f(x)的图象既关于点(a,0)对称,又关于点(b,0)对称(a≠b),则f(x)是周期函数,且2(b-a)是它的一个周期.
⑤若函数f(x)的图象既关于直线x=a对称,又关于点(b,0)对称(a≠b),则f(x)是周期函数,且4(b-a)是它的一个周期.
变式探究
4.函数f(x)满足f(x)f(x+2)=13,且f(3)=2,则f(2025)=________.
解析: 因为f(x)f(x+2)=13,所以f(x),f(x+2)均不为0,所以f(x+2)=,所以f(x+4)===f(x),所以f(x)的周期为4,所以f(2025)=f(1)==.
5.已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)=则f(2025)+f(2026)=( )
A.-4 B.-3
C.-2 D.-1
解析:D 当x>0时,f(x)=f(x-1)-f(x-2),所以f(x+1)=f(x)-f(x-1),故f(x+1)=-f(x-2),
所以f(x+6)=-f(x+3)=f(x),所以当x>0时,f(x)的周期为6,
所以f(2025)=f(6×337+3)=f(3)=-f(0)=0,
f(2026)=f(6×337+4)=f(4)=-f(1)=-f(0)+f(-1)=-1,
故f(2025)+f(2026)=-1.故选D.
6.已知函数f(x),g(x)的定义域均为R,且f(x)+g(2-x)=5,g(x)-f(x-4)=7.若y=g(x)的图象关于直线x=2对称,g(2)=4,则=( )
A.-21 B.-22
C.-23 D.-24
解析:D 由g(x)的图象关于直线x=2对称,可知g(x)=g(4-x).
因为f(x)+g(2-x)=5,所以f(-x)+g(2+x)=5.
又g(2-x)=g(2+x),所以f(x)=f(-x).
因为g(x)-f(x-4)=7,所以g(4-x)-f(-x)=7.
又g(x)=g(4-x),所以f(x-4)=f(-x)=f(x),所以f(x)的周期为4.
当x=0时,f(0)+g(2)=5,所以f(0)=5-g(2)=1,所以f(4)=f(0)=1.
当x=2时,g(2)-f(-2)=7,所以f(-2)=g(2)-7=-3,所以f(2)=f(-2)=-3.
当x=1时,f(1)+g(1)=5,g(1)-f(-3)=7,
又f(-3)=f(1),所以g(1)-f(1)=7,所以f(1)=-1,所以f(-1)=f(1)=-1,所以f(3)=f(-1)=-1.
所以=5[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]+f(1)+f(2)=5×(-1-3-1+1)-1-3=-24.故选D.
考点3 奇偶性与单调性的综合应用
【例3】 (1)若函数f(x)是定义在R上的偶函数,当x≥0时,f(x)=x(1+x)-2.则当x<0时,f(x)=__________,若f(m+1)<f(2-m),则实数m的取值范围是______________.
(2)已知函数f(x)对任意实数x,y恒有f(x+y)=f(x)+f(y),当x>0时f(x)<0,且f(-1)=2.则f(x)在区间[-2,4]上的最小值为________;若f(x)<m2-2am+2对所有的x∈[-1,1],a∈[-1,1]恒成立,则实数m的取值范围是__________.
解析:(1)x2-x-2 (-∞,)
因为函数f(x)是定义在R上的偶函数,且当x≥0时,f(x)=x(1+x)-2,
则当x<0时,-x>0,f(x)=f(-x)=-x(-x+1)-2=x2-x-2,
所以当x<0时,f(x)=x2-x-2.
依题意,f(x)=x2+x-2在[0,+∞)上单调递增,
则f(m+1)<f(2-m)⇔f(|m+1|)<f(|2-m|)⇔|m+1|<|m-2|,解得m<,
所以实数m的取值范围是(-∞,).
(2)-8 (-∞,-2)∪(2,+∞)
根据题意,f(x)的定义域为R,关于原点对称.
又任意实数x,y恒有f(x+y)=f(x)+f(y),取x=y=0,则f(0+0)=2f(0),所以f(0)=0.
取y=-x,则f(x-x)=f(x)+f(-x)=f(0)=0,
所以f(-x)=-f(x)对任意x∈R恒成立,所以f(x)为奇函数.
任取x1,x2∈(-∞,+∞)且x1<x2,
则x2-x1>0,f(x2)+f(-x1)=f(x2-x1)<0,
所以f(x2)<-f(-x1),
又f(x)为奇函数,所以f(x1)>f(x2).
故f(x)为R上的减函数.
因为x∈[-2,4],所以f(x)≥f(4),
因为f(4)=2f(2)=4f(1)=-4×f(-1)=-8,
故f(x)在[-2,4]上的最小值为-8.
因为f(x)在[-1,1]上是减函数,
所以f(x)≤f(-1)=2.
因为f(x)<m2-2am+2对所有x∈[-1,1],a∈[-1,1]恒成立,
所以m2-2am+2>2对∀a∈[-1,1]恒成立,
即m2-2am>0对∀a∈[-1,1]恒成立.
令g(a)=-2am+m2,
则即解得m<-2或m>2.
所以实数m的取值范围为(-∞,-2)∪(2,+∞).
(1)奇偶性与单调性常综合进行考查,求解的关键是利用奇偶性变成f(M)<f(N)(或f(M)>f(N))的形式,再利用单调性进行处理.
(2)掌握以下结论,会给解决此类问题带来方便:
①f(x)为偶函数⇔f(x)=f(|x|);f(x)为奇函数⇔f(x)=-f(-x).
②若奇函数f(x)在x=0处有定义,则f(0)=0.
③奇函数在关于原点对称的区间上的单调性相同,偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反.
变式探究
7.已知函数f(x)为定义在R上的奇函数,满足对∀x1,x2∈[0,+∞),其中x1≠x2,都有(x1-x2)[x1f(x1)-x2f(x2)]>0,且f(2)=3,则不等式f(x)>的解集为____________.
解析:(-2,0)∪(2,+∞) 因为(x1-x2)[x1f(x1)-x2f(x2)]>0,所以当x1<x2时,x1f(x1)<x2f(x2),
令F(x)=xf(x),则F(x)=xf(x)在[0,+∞)上单调递增,又因为f(x)为定义在R上的奇函数,所以F(x)是偶函数,且在(-∞,0)上单调递减.
因为f(2)=3,所以F(-2)=F(2)=2f(2)=6,
f(x)>等价于
或
所以x>2或-2<x<0,
即不等式f(x)>的解集为(-2,0)∪(2,+∞).
8.已知函数f(x)=ex+e-x(其中e是自然对数的底数),若a=f(21.5),b=f(40.8),c=f(log2),则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.c<a<b
C.a<c<b D.b<a<c
解析:B 函数f(x)=ex+e-x是偶函数,
f′(x)=ex-e-x,
当x<0时,f′(x)<0,当x>0时,f′(x)>0,即函数f(x)在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增.
因为2log25=log225<log232=5,5<4=22.5=2×21.5,
所以2log25<5<2×21.5,
则log25<21.5<21.6=40.8,
所以f(log2)=f(-log25)=f(log25)<f(21.5)<f(40.8),即c<a<b.故选B.
考点4 奇偶性与周期性的综合应用
【例4】 (1)(多选)已知函数f(x)对∀x∈R都有f(x)=f(x+4)+f(2),若函数y=f(x+3)的图象关于直线x=-3对称,且对∀x1,x2∈[0,2],当x1≠x2时,都有(x2-x1)·[f(x2)-f(x1)]>0,则下列结论正确的是( )
A.f(2)=0
B.f(x)是偶函数
C.f(x)是周期为4的周期函数
D.f(3)<f(-4)
(2)(2025·陕西渭南月考)已知定义在R上的函数f(x)满足f(x+3)=-f(x),g(x)=f(x)-1为奇函数,则f(198)=( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
解析:(1)ABC 因为y=f(x+3)的图象关于直线x=-3对称,所以y=f(x)的图象关于y轴对称,即f(x)是偶函数,B正确;
在f(x)=f(x+4)+f(2)中,令x=-2,得f(-2)=2f(2),又f(-2)=f(2),所以f(2)=2f(2),解得f(2)=0,A正确;
又f(x)=f(x+4)+f(2),所以f(x)=f(x+4),故f(x)是周期为4的周期函数,C正确;
对∀x1,x2∈[0,2],当x1≠x2时,都有(x2-x1)[f(x2)-f(x1)]>0,故f(x)在[0,2]上单调递增,又f(x)是周期为4的周期函数,且f(x)是偶函数,故f(0)=f(-4),f(3)=f(-1)=f(1),因为f(1)>f(0),所以f(3)>f(-4),D错误.故选ABC.
(2)C 因为f(x+3)=-f(x),所以f(x+6)=-f(x+3)=f(x),故f(x)的周期为6.
又因为g(x)=f(x)-1为奇函数,所以g(x)+g(-x)=0,即f(x)-1+f(-x)-1=0,
即f(x)+f(-x)=2,令x=0,则2f(0)=2,即f(0)=1.
所以f(198)=f(6×33+0)=f(0)=1,故选C.
(1)解答奇偶性与周期性的综合问题,常需要利用化归与转化的思想,将未知区间上的问题转化为已知区间上的问题.
(2)注意掌握函数的奇偶性、对称性、周期性的常用结论:
①f(x)关于x=a对称⇔f(x+a)=f(a-x)⇔f(x)=f(2a-x)⇔f(x+a)是偶函数.
f(x)关于(a,0)对称⇔f(x+a)=-f(a-x)⇔f(x)=-f(2a-x)⇔f(x+a)是奇函数.
②若对于函数f(x)的定义域内的任一x都有f(x+a)=-f(x)或f(x+a)=或f(x+a)=-(a是常数,且a≠0),则f(x)是一个周期为2|a|的周期函数.
若f(x+a)=f(x+b)(a≠b),则f(x)是以T=|a-b|为周期的周期函数.
变式探究
9.(2024·山东济南二模)已知函数f(x)的定义域为R,若f(-x)=-f(x),f(1+x)=f(1-x),则f(2024)=( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:A 因为f(1+x)=f(1-x),所以f(1+(1+x))=f(1-(1+x)),即f(2+x)=f(-x).
又f(-x)=-f(x),函数f(x)的定义域为R,
所以f(x)是定义域为R的奇函数,
所以f(0)=0,f(x)=-f(2+x),
所以f(2+x)=-f(4+x),
故f(x)=-f(2+x)=f(4+x),
所以f(x)是以4为周期的周期函数,
所以f(2024)=f(506×4+0)=f(0)=0.故选A.
10.(2025·福建厦门期中)已知定义在R上的函数f(x)满足:①f(x+2)=f(x);②f(x-2)为奇函数;③当x∈[0,1)时,>0(x1≠x2)恒成立.则f(-),f(4),f()的大小关系正确的是( )
A.f(-)>f(4)>f()
B.f(-)>f()>f(4)
C.f()>f(4)>f(-)
D.f(4)>f()>f(-)
解析:A 由f(x+2)=f(x)可得f(x)的周期为2.
因为f(x-2)为奇函数,则f(-x-2)=-f(x-2),
又因为f(x)的周期为2,
所以f(-x)=-f(x),即f(x)为奇函数.
因为x∈[0,1)时,>0,
所以f(x)在x∈[0,1)上单调递增.
因为f(x)为奇函数,所以f(x)在(-1,0]上单调递增,所以f(x)在(-1,1)上单调递增,
因为f(x)的周期为2,
f(-)=f(-+2×4)=f(),f(4)=f(0),
f()=f(-2×3)=f(-),
所以f()>f(0)>f(-),
即f(-)>f(4)>f().故选A.
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