内容正文:
2026高考数学一轮专题讲义与课时精练
第09讲 函数的对称性和周期性的综合应用
【基础回顾】
知识点1.奇函数、偶函数的对称性
(1)奇函数关于原点对称,偶函数关于y轴对称.
(2)若f(x+a)是偶函数,则函数f(x)图象的对称轴为x=a;
(3)若f(x+a)是奇函数,则函数f(x)图象的对称中心为(a,0).
知识点2.任意函数的对称
若函数y=f(x)满足f(-x)=f(2a+x),则函数的图象关于直线x=a对称;
若函数y=f(x)满足f(2a-x)+f(x)=2b,则函数的图象关于点(,b)对称.
知识点3.两个函数图象的对称
(1)函数y=f(x)与y=f(-x)的图象关于y轴对称;
(2)函数y=f(x)与y=-f(x)的图象关于x轴对称;
(3)函数y=f(x)与y=-f(-x)的图象关于原点对称.
(4)函数y=f(x)与y=2b-f(2a-x)的图象关于点(,b)对称.
知识点4.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f(x+T)=f(x),那么函数y=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正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期.
(3)常见周期:f(x+A)=-f(x),T=2|A|
f(x+A)+f(x)=B,T=2|A|
f(x+A)f(x)=B,T=2|A|
f(x+1)=f(x)+f(x+2),则T=6
知识点5.函数的周期性和对称性的关系
(1)若函数有两条对称轴,,则函数是周期函数,且;
(2)若函数的图象有两个对称中心,则函数是周期函数,且;
(3)若函数有一条对称轴和一个对称中心,则函数是周期函数,且.
题型一 函数的对称性及应用
一.对称性的表述
1.轴对称:
验证是否对某常数a恒成立.
2.中心对称:
验证是否对某常数a,b恒成立.
若为多项式函数,观察是否满足(整理后各项系数为0).
特别的对称:
二次函数:关于对称.
三次函数:关于点中心对称
二.对称性的证明:
1.利用对称性建立等式:
若关于对称,则,代入已知点求未知值.
若关于对称,f(x)=2b-f(2a-x),用于递推或构造方程.
2.对称变换法:
若关于对称,则(g为偶函数).
若关于对称,则f(x)=b+h(x-a)(h为奇函数).
【例题精讲】
1.已知函数,,,则 .
2.已知函数的定义域为R,若为奇函数,且直线与的图象恰有5个公共点,,,,,则 .
3.已知所有的三次函数的图象都有对称中心,,若函数,则 .
4.若函数的图象与函数的图象关于直线对称,则 .
5.已知,函数对任意有成立,与的图象有个交点为,…,,则( )
A. B. C. D.
题型二 函数的周期性的应用
【例题精讲】
1.若函数f(x)满足f(x+1)=﹣f(x).且当,则f(4)=( )
A.﹣2 B.2 C.﹣1 D.1
2.已知偶函数f(x)的定义域为R,f(x)+f(3﹣x)=0,且当时,,则f(2025)=( )
A. B.﹣1 C.1 D.
3.设f(x)是定义在R上且周期为2的函数,当2≤x≤3时,f(x)=5﹣2x,则( )
A. B. C. D.
(多选)4.已知函数f(x)定义域为R,其导函数为g(x),且f(2﹣x)+f(x)=2,g(3﹣2x)+g(1+2x)=1,则下列说法正确的是( )
A.f(x)一个对称中心为(1,1)
B.g(x)的一个周期为2
C.g(x)的图象关于x=5对称
D.
(多选)5.已知非常数函数f(x)是定义在R上的偶函数,且f(0)=0,f(2x﹣1)=f(x),则( )
A.f(1)=0
B.2是f(x)的一个周期
C.当且仅当x∈Z时,f(x)=0
D.f(x)不存在最小正周期
题型三 对称性与奇偶性、周期性的综合应用
知识点1.对称性与周期性的关系:
若函数有两条对称轴和(),则周期.
若函数有一个对称中心和一条对称轴(),则周期.
若函数有两个对称中心和(),则周期.
知识点2.奇偶性与对称性的结合:
奇函数+关于对称周期.
偶函数+关于对称周期.
【例题精讲】
1.已知f(x)是定义域为(﹣∞,+∞)的奇函数,满足f(x)=f(2﹣x),若f(1)=1,则f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+…+f(2025)=( )
A.1 B.0 C.1013 D.2025
2.设定义在R上的奇函数f(x)的导函数为f′(x),且对任意的x∈R,f′(x+4)=﹣f′(x),f(1)=2,则f(2027)的值为( )
A.﹣2 B.0 C.2 D.2026
3.已知函数f(x)的定义域为R,其图象关于直线x=﹣3对称且f(x+3)=f(x﹣3),当x∈[0,3]时,f(x)=2x+2x﹣11,则下列说法不正确的是( )
A.函数f(x)为偶函数
B.函数f(x)在[﹣6,﹣3]上单调递增
C.函数f(x)的图象关于直线x=3对称
D.f(2026)=﹣7
(多选)4.已知定义在R上的函数f(x),g(x)满足f(x+4)=﹣f(x),g(x)=f(3x+2),g(﹣x)=g(x),,则下列结论一定正确的是( )
A.f(﹣x)=﹣f(x)
B.f(2024)=2
C.f(2﹣x)=f(x)
D.
(多选)5.已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,f(x+1)是偶函数,当x∈(0,1]时,,则下列说法中正确的有( )
A.x∈[1,2)时,
B.函数f(x)的最小正周期是4
C.
D.方程f(x)=lg|x|恰有10个不同的实数根
课时精练
一.选择题(共8小题)
1.已知函数f(x)满足f(x+2)关于直线x=﹣2对称,且f(x+2),当2≤x≤3时,f(x)=log2(x),则f()的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
2.已知函数f(x)的定义域为R,f(x+1)为奇函数,且对∀x∈R,f(x+4)=f(﹣x)恒成立.则以下结论:
①f(x)为奇函数;
②f(3)=0;
③;
④f(2023)=0.
其中正确的为( )
A.①②④ B.②③ C.②③④ D.①③④
3.已知定义在R上的函数f(x)满足f(x﹣1)+f(x+1)=0,且当x∈[0,2)时,f(x)=log2(x+1),则3f(2023)﹣2f(2022)的值为( )
A.3 B.1 C.﹣1 D.﹣3
4.已知函数f(x)满足:∀x∈R,f(x﹣1)+6≥f(x+5),f(x+1)﹣3≥f(x﹣2),若f(3)=1,则f(2025)=( )
A.2026 B.2025 C.2024 D.2023
5.已知函数f(x)的定义域为R,且f(x+y)+f(x﹣y)=f(x)f(y),f(1)=1,则f(k)=( )
A.﹣3 B.﹣2 C.0 D.1
6.已知函数f(x)满足f(x﹣1)+f(x+1)=2,且f(﹣1)=1,则f(1)+f(2)+f(3)+⋯+f(9)的值为( )
A.8 B.9 C.10 D.11
7.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)的图像关于直线x=2对称,g(2)=4,则f(k)=( )
A.﹣21 B.﹣22 C.﹣23 D.﹣24
8.已知定义域均为R的函数f(x),g(x)满足f(2﹣x)+f(x)=2,g(4﹣x)=g(x),g(2)=3,若f(x)=g(2+x)+4,则下列说法错误的是( )
A.f(x)的图象关于y轴对称
B.﹣8为f(x)的一个周期
C.f(2023)=﹣1
D.f(k)=16
二.多选题(共3小题)
(多选)9.已知定义域为R的偶函数f(x)满足f(x+2)=﹣f(﹣x),当x∈(1,2]时f(x)=2x﹣2,则下列结论正确的有( )
A.f(﹣1)=0
B.f(x)的图象关于点(3,0)成中心对称
C.f(2024)>f(2025)
D.
(多选)10.已知函数f(x)与g(x)及其导函数f′(x)与g′(x)的定义域均为R.若f(x)为奇函数,f(x)+g(2﹣x)=2,f′(x)+g′(x+1)=2,则( )
A.g(﹣2)+g(6)=4
B.f′(0)=0
C.曲线y=f′(x)关于点中心对称
D.
(多选)11.定义在区间[0,2]上的函数f(x)满足下列条件:
(i)f(1)=2,对于任意的x∈[0,2],有f(x)≥1,且f(x)=f(2﹣x);
(ii)对于任意的x∈[1,2],当x+y≥3时,f(x)+f(y)≤f(x+y﹣2)+1成立.
则下列说法正确的是( )
A.f(2)≥5
B.x∈[﹣2,0]时,恒有f(x+2)=f(﹣x)
C.f(x)在[0,1]上非减且
D.当x∈[1,2],f(x)≤5﹣2x
三.填空题(共3小题)
12.已知定义在R上的函数f(x)满足f(2x+3)为偶函数,同时f(x+3)+f(5﹣x)=0,且f(3)=1,则(i)= .
13.偶函数f(x)满足f(x+2)=f(x),且x∈[﹣1,1]时,,则f(2022)= .
14.已知函数f(x)满足:f(a+b)=f(a)•f(b),f(1)=2,则 .
四.解答题(共5小题)
15.定义在(﹣2,2)上的函数f(x)满足对任意的x,y∈(﹣2,2),都有f(x)+f(y)=f(x+y),且当x∈(0,2)时,f(x)>0.
(1)证明:函数f(x)是奇函数;
(2)证明:f(x)在(﹣2,2)上是增函数;
(3)若f(﹣1)=﹣2,f(x)≤t2+at﹣1对任意x∈[﹣1,1],a∈[﹣2,2]恒成立,求实数t的取值范围.
16.已知定义域为I=(﹣∞,0)∪(0,+∞)的函数f(x)满足对任意x1,x2∈(﹣∞,0)∪(0,+∞),都有f(x1x2)=x1f(x2)+x2f(x1).
(1)求证:f(x)是奇函数;
(2)设g(x),且x>1时g(x)<0,
①求证:g(x)在(0,+∞)上是减函数;
②求不等式g(2x﹣1)>g(3x)的解集.
17.函数f(x)满足对任意x∈R,都有f(x+2)=f(﹣x+2),且f(x)的图象关于直线x=1对称,当x∈[2,3)时,f(x)=2(x﹣2)3,且函数y=f(x)﹣|logax|恰有2025个零点.
(1)证明:函数f(x)为周期函数;
(2)求整数a的值.
18.已知定义在R上的函数f(x)满足:对任意x,y∈R都有f(x+y)=f(x)+f(y),且当x>0时,f(x)>0.
(1)求f(0)的值,并证明f(x)为奇函数;
(2)判断函数f(x)的单调性,并证明;
(3)若f(k•2x)+f(4x+1﹣8x﹣2x)>0对任意x∈[﹣1,2]恒成立,求实数k的取值范围.
19.定义在R上的函数f(x)满足,且{f(x)|x>0}=(2,+∞).
(1)求f(0);
(2)证明:f(x)>0;
(3)若对任意的x∈R,f(x)+λf(﹣x)≥4恒成立,求实数λ的取值范围.
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第09讲 函数的对称性和周期性的综合应用
【基础回顾】
知识点1.奇函数、偶函数的对称性
(1)奇函数关于原点对称,偶函数关于y轴对称.
(2)若f(x+a)是偶函数,则函数f(x)图象的对称轴为x=a;
(3)若f(x+a)是奇函数,则函数f(x)图象的对称中心为(a,0).
知识点2.任意函数的对称
若函数y=f(x)满足f(-x)=f(2a+x),则函数的图象关于直线x=a对称;
若函数y=f(x)满足f(2a-x)+f(x)=2b,则函数的图象关于点(,b)对称.
知识点3.两个函数图象的对称
(1)函数y=f(x)与y=f(-x)的图象关于y轴对称;
(2)函数y=f(x)与y=-f(x)的图象关于x轴对称;
(3)函数y=f(x)与y=-f(-x)的图象关于原点对称.
(4)函数y=f(x)与y=2b-f(2a-x)的图象关于点(,b)对称.
知识点4.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f(x+T)=f(x),那么函数y=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正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期.
(3)常见周期:f(x+A)=-f(x),T=2|A|
f(x+A)+f(x)=B,T=2|A|
f(x+A)f(x)=B,T=2|A|
f(x+1)=f(x)+f(x+2),则T=6
知识点5.函数的周期性和对称性的关系
(1)若函数有两条对称轴,,则函数是周期函数,且;
(2)若函数的图象有两个对称中心,则函数是周期函数,且;
(3)若函数有一条对称轴和一个对称中心,则函数是周期函数,且.
题型一 函数的对称性及应用
一.对称性的表述
1.轴对称:
验证是否对某常数a恒成立.
2.中心对称:
验证是否对某常数a,b恒成立.
若为多项式函数,观察是否满足(整理后各项系数为0).
特别的对称:
二次函数:关于对称.
三次函数:关于点中心对称
二.对称性的证明:
1.利用对称性建立等式:
若关于对称,则,代入已知点求未知值.
若关于对称,f(x)=2b-f(2a-x),用于递推或构造方程.
2.对称变换法:
若关于对称,则(g为偶函数).
若关于对称,则f(x)=b+h(x-a)(h为奇函数).
【例题精讲】
1.已知函数,,,则 .
答案:
解:设函数图象的对称中心为,则有,
即,
整理得,比较系数可得,
因此函数图象的对称中心为,又,,且,
则点关于对称,所以.
故答案为:6
2.已知函数的定义域为R,若为奇函数,且直线与的图象恰有5个公共点,,,,,则 .
答案:
解答:为奇函数,则有,
即,可得,
,所以函数的图象关于点对称.
直线,即,
由,解得,所以直线过定点,
即直线关于点对称.
直线与的图象恰有5个公共点,,,,,
则有,,.
故答案为:
3.已知所有的三次函数的图象都有对称中心,,若函数,则 .
答案:8090
解:,
则,
即函数的图象的对称中心为,
则,
故
.
故答案为:8090.
4.若函数的图象与函数的图象关于直线对称,则 .
答案:
解答:由于,解得,故它的反函数为.
再由函数的图像与的图像关于直线对称,
可得是函数的反函数,故,
所以.
故答案为.
5.已知,函数对任意有成立,与的图象有个交点为,…,,则( )
A. B. C. D.
答案:D
解答:化简,所以的图象关于 对称,
由可得,
可得 的图象也关于对称,
因此与的图象的个交点为,…,,
也关于对称,所以,,设,
则,两式相加可,
同理可得
, .
故选:D.
题型二 函数的周期性的应用
【例题精讲】
1.若函数f(x)满足f(x+1)=﹣f(x).且当,则f(4)=( )
A.﹣2 B.2 C.﹣1 D.1
【答案】C
【解答】解:因为f(x+1)=﹣f(x),
所以f(x+1)+f(x)=0,所以f(x+2)+f(x+1)=0,
所以f(x+2)=f(x),所以f(x)的一个周期为2,
所以f(4)=f(2),
又,
所以,则f(4)=﹣1.
故选:C.
2.已知偶函数f(x)的定义域为R,f(x)+f(3﹣x)=0,且当时,,则f(2025)=( )
A. B.﹣1 C.1 D.
【答案】D
【解答】解:已知偶函数f(x)的定义域为R,f(x)+f(3﹣x)=0,
则f(3﹣x)=﹣f(x)=﹣f(﹣x),
所以f(3+x)=﹣f(x),
所以f(6+x)=﹣f(3+x)=f(x),
所以f(x)是周期为6的周期函数,
当时,,
所以f(2025)=f(337×6+3)=f(3)=﹣f(0).
故选:D.
3.设f(x)是定义在R上且周期为2的函数,当2≤x≤3时,f(x)=5﹣2x,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】解:根据题意,当2≤x≤3时,f(x)=5﹣2x,
又由函数f(x)是定义在R上且周期为2的函数,
故.
故选:A.
(多选)4.已知函数f(x)定义域为R,其导函数为g(x),且f(2﹣x)+f(x)=2,g(3﹣2x)+g(1+2x)=1,则下列说法正确的是( )
A.f(x)一个对称中心为(1,1)
B.g(x)的一个周期为2
C.g(x)的图象关于x=5对称
D.
【答案】ACD
【解答】解:对于A,由f(x)满足f(2﹣x)+f(x)=2,
则f(x)关于(1,1)中心对称,故A正确;
对于B,由f(2﹣x)+f(x)=2,
两边求导可得﹣f′(2﹣x)+f′(x)=0,
即g(x)=g(2﹣x),
所以g(x)的图象关于x=1对称,
又g(3﹣2x)+g(1+2x)=1,
即为g(3﹣x)+g(1+x)=1,
用x+1替换其中的x,
得g(2﹣x)+g(x+2)=1,
又g(x)=g(2﹣x),
所以g(x)+g(x+2)=1,
用x+2替换其中的x,
所以g(x+4)+g(x+2)=1,
所以g(x+4)=g(x),
即g(x)的一个周期为4,故B错误;
对于C,因为g(x)的图象关于x=1对称,周期为4,
所以g(x)的图象关于x=5对称,故C正确;
对于D,将x=0代入g(3﹣2x)+g(1+2x)=1,
可得g(3)+g(1)=1,
将x=0代入g(x)=g(2﹣x),
得g(4)=g(0)=g(2),
又g(x)+g(x+2)=1,
所以,
所以g(2)+g(4)=1,
所以g(1)+g(2)+g(3)+g(4)=2,
又2031=4×507+3,
所以507[g(1)+g(2)+g(3)+g(4)]+g(1)+g(2)+g(3)
=507×2+g(1)+g(2)+g(3)
,故D正确.
故选:ACD.
(多选)5.已知非常数函数f(x)是定义在R上的偶函数,且f(0)=0,f(2x﹣1)=f(x),则( )
A.f(1)=0
B.2是f(x)的一个周期
C.当且仅当x∈Z时,f(x)=0
D.f(x)不存在最小正周期
【答案】ABD
【解答】解:对于A,由f(2x﹣1)=f(x),令x=0,得f(﹣1)=f(0),
又f(x)是定义在R上的偶函数,且f(0)=0,
则f(1)=f(﹣1)=f(0)=0,故A正确;
对于B,由f(2x﹣1)=f(x),
令2x=t,有,
由f(2x﹣1)=f(x),令2x=﹣t,有,
又f(x)是定义在R上的偶函数,,
则有f(t﹣1)=f(﹣t﹣1),
所以函数f(x)的图象关于直线x=﹣1对称,
即有f(﹣x)=f(x﹣2),
又f(x)是定义在R上的偶函数,
则f(﹣x)=f(x)=f(x﹣2),
故f(x+2)=f(x),
所以2是f(x)的一个周期,故B正确;
对于C,由f(2x﹣1)=f(x),
令,得,故C错误;
对于D,若T是f(x)的一个周期,
则f(x+T)=f(x),
又因为f(x)=f(2x﹣1),
所以f(x+T),
则也是f(x)的一个周期,
结合B选项可知,,…,都是f(x)的周期,
所以f(x)不存在最小正周期,故D正确.
故选:ABD.
题型三 对称性与奇偶性、周期性的综合应用
知识点1.对称性与周期性的关系:
若函数有两条对称轴和(),则周期.
若函数有一个对称中心和一条对称轴(),则周期.
若函数有两个对称中心和(),则周期.
知识点2.奇偶性与对称性的结合:
奇函数+关于对称周期.
偶函数+关于对称周期.
【例题精讲】
1.已知f(x)是定义域为(﹣∞,+∞)的奇函数,满足f(x)=f(2﹣x),若f(1)=1,则f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+…+f(2025)=( )
A.1 B.0 C.1013 D.2025
【答案】A
【解答】解:因为f(x)是定义域为(﹣∞,+∞)的奇函数,且满足f(x)=f(2﹣x),
所以f(x)=f(2﹣x)=﹣f(x+2),
所以f(x+4)=﹣f(x+2)=f(x),
即函数的最小正周期为4,
又f(1)=1,f(0)=0,
所以f(2)=f(2﹣2)=f(0)=0,f(4)=f(0)=0,
f(3)=f(2﹣(﹣1))=f(﹣1)=﹣f(1)=﹣1,
所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=0,
所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+…+f(2025)
=506[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]+f(2025)
=f(2025)
=f(506×4+1)=f(1)=1.
故选:A.
2.设定义在R上的奇函数f(x)的导函数为f′(x),且对任意的x∈R,f′(x+4)=﹣f′(x),f(1)=2,则f(2027)的值为( )
A.﹣2 B.0 C.2 D.2026
【答案】C
【解答】解:令函数h(x)=f(x+4)+f(x)(x∈R),可得导函数h′(x)=f′(x+4)+f′(x),
由于f′(x+4)=﹣f′(x),因此h′(x)=0,因此h(x)=c(c∈R),
当x=﹣2时,可得h(﹣2)=f(﹣2)+f(2)=0,因此c=0,
因此f(x+4)=﹣f(x),因此f(x+8)=﹣f(x+4)=f(x),即函数f(x)的一个周期为8,
所以f(2027)=f(225×3+3)=f(3),
又由于f(x)为奇函数,可得f(x+4)=﹣f(x)=f(﹣x),
因此函数f(x)的图象关于x=2轴对称,因此f(3)=f(1)=2.
故选:C.
3.已知函数f(x)的定义域为R,其图象关于直线x=﹣3对称且f(x+3)=f(x﹣3),当x∈[0,3]时,f(x)=2x+2x﹣11,则下列说法不正确的是( )
A.函数f(x)为偶函数
B.函数f(x)在[﹣6,﹣3]上单调递增
C.函数f(x)的图象关于直线x=3对称
D.f(2026)=﹣7
【答案】D
【解答】解:根据题意,依次分析选项:
对于A,因为函数f(x)的定义域为R,其函数图象关于直线x=﹣3对称,所以f(x﹣3)=f(﹣x﹣3),
又f(x+3)=f(x﹣3),所以f(x+3)=f(﹣x﹣3),变形可得f(x)=f(﹣x),即该函数为偶函数,故A正确;
对于B,因为f(x+3)=f(x﹣3),变形可得f(x+6)=f(x),所以函数f(x)是以6为一个周期的函数,
当x∈[﹣6,﹣3]时,x+6∈[0,3],因为当x∈[0,3]时,f(x)=2x+2x﹣11,
易得此时函数f(x)在[0,3]上单调递增,因6是函数f(x)的一个周期,
故函数f(x)在[﹣6,﹣3]上也单调递增,故B正确;
对于C,因为函数f(x)的图象关于直线x=﹣3对称,
所以f(x﹣3)=f(﹣x﹣3),又函数f(x)是偶函数,所以f(x)=f(﹣x),
则f(x﹣3)=f[﹣(x﹣3)]=f(3﹣x),而f(﹣x﹣3)=f[﹣(﹣x﹣3)]=f(x+3),
故f(x+3)=f(﹣x+3),即函数f(x)的图象关于直线x=3对称,故C正确;
对于D,f(2026)=f(337×6+4)=f(4)=f(﹣4)=f(﹣4+6)=f(2),
又x∈[0,3]时,f(x)=2x+2x﹣11,
故f(2026)=f(2)=22+2×2﹣11=﹣3,故D错误.
故选:D.
(多选)4.已知定义在R上的函数f(x),g(x)满足f(x+4)=﹣f(x),g(x)=f(3x+2),g(﹣x)=g(x),,则下列结论一定正确的是( )
A.f(﹣x)=﹣f(x)
B.f(2024)=2
C.f(2﹣x)=f(x)
D.
【答案】AD
【解答】解:因为定义在R上的函数f(x),g(x)满足f(x+4)=﹣f(x),
g(x)=f(3x+2),g(﹣x)=g(x),,
所以f(﹣3x+2)=f(3x+2),所以f(﹣x+2)=f(x+2),所以f(﹣x)=f(x+4),
又f(x+4)=﹣f(x),所以f(﹣x)=﹣f(x),所以A选项正确,C选项错误;
由f(x+4)=﹣f(x),得f(x+8)=﹣f(x+4)=﹣[﹣f(x)]=f(x),
所以8为f(x)的一个周期,所以f(2024)=f(253×8+0)=f(0),
在f(﹣x)=﹣f(x)中,令x=0,得f(0)=0,所以f(2024)=0,所以B选项错误;
由g(﹣x)=g(x),得,又g(x)=f(3x+2),所以f(1)=2,f(3)=2,
由f(x+4)=﹣f(x),得f(5)=﹣2,f(7)=﹣2,因为f(x+8)=f(x),
所以f(1)=f(9)=f(17)=f(25)=…=f(193)=2,
f(3)=f(11)=f(19)=f(27)=…=f(195)=2,
f(5)=f(13)=f(21)=f(29)=…=f(197)=﹣2,
f(7)=f(15)=f(23)=f(31)=…=f(199)=﹣2,
所以﹣f(1)﹣2f(3)﹣3f(5)﹣4f(7)=8,
﹣5f(9)﹣6f(11)﹣7f(13)﹣8f(15)=8,
……,
所以﹣97f(193)﹣98f(195)﹣99f(197)﹣100f(199)=8,
所以,所以D选项正确.
故选:AD.
(多选)5.已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,f(x+1)是偶函数,当x∈(0,1]时,,则下列说法中正确的有( )
A.x∈[1,2)时,
B.函数f(x)的最小正周期是4
C.
D.方程f(x)=lg|x|恰有10个不同的实数根
【答案】BCD
【解答】解:因为f(x)为R上的奇函数,故f(﹣x)=﹣f(x),
而f(x+1)是偶函数,
故f(x+1)=f(﹣x+1)=﹣f(x﹣1),
所以f(x+2)=﹣f(x),
故f(x+4)=﹣f(x+2)=f(x),
故f(x)的周期为4,故B正确;
由f(x+1)=f(﹣x+1),可得f(x)=f(2﹣x),
当x∈[1,2)时,2﹣x∈(0,1],
故f(x)=f(2﹣x),故A错误;
因为f(x)为R上的奇函数,故f(0)=0,
而f(1)1,
由f(x+2)=﹣f(x),
可得f(2)=﹣f(0)=0,f(3)=﹣f(1)=﹣1,f(4)=f(0)=0,
故f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=0,
故f(i)=506×[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]+f(1)=1,故C正确;
当x∈(0,1],f′(x)0,
故f(x)在(0,1]为单调递增函数,
结合f(x)的周期性和对称性可得函数的图象,如图所示:
而f(x)=lg|x|的解的个数可以看成y=f(x),y=lg|x|两个图象交点的个数,
而lg10=1,结合图象可得y=f(x),y=lg|x|两个图象在y轴右侧交点的个数为5个,
因lg|﹣10|=1,由图可得两个函数在y轴左侧交点的个数为5个,故共10个交点,
故f(x)=lg|x|恰有10个不同的解,故D正确.
故选:BCD.
课时精练
一.选择题(共8小题)
1.已知函数f(x)满足f(x+2)关于直线x=﹣2对称,且f(x+2),当2≤x≤3时,f(x)=log2(x),则f()的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
【答案】B
【解答】解:根据题意,函数f(x)满足f(x+2)关于直线x=﹣2对称,则f(x)为偶函数,
函数f(x)满足f(x+2),则有f(x+4)f(x),
即函数f(x)是周期为4的周期函数,
则f()=(28×4)=f()=f(),
又由当2≤x≤3时,f(x)=log2(x),则f()=log2()=3,
故f()=3,
故选:B.
2.已知函数f(x)的定义域为R,f(x+1)为奇函数,且对∀x∈R,f(x+4)=f(﹣x)恒成立.则以下结论:
①f(x)为奇函数;
②f(3)=0;
③;
④f(2023)=0.
其中正确的为( )
A.①②④ B.②③ C.②③④ D.①③④
【答案】C
【解答】解:因为函数f(x+1)为奇函数,所以f(x)的图象关于点(1,0)对称,即f(1﹣x)=﹣f(1+x),
令x=x﹣1,可得f(2﹣x)=﹣f(x),
令x=﹣x﹣1,可得f(2+x)=﹣f(﹣x),
因为对∀x∈R,f(x+4)=f(﹣x)恒成立,
所以f(2+x)=f(2﹣x),
又因为f(2﹣x)=﹣f(x),f(2+x)=﹣f(﹣x),
所以﹣f(x)=﹣f(﹣x),即f(x)=f(﹣x),所以函数f(x)为偶函数,故①错误;
因为函数f(x+1)为奇函数,所以f(1)=0,
因为f(2+x)=f(2﹣x),
令x=1,得f(3)=f(1)=0,故②正确;
因为f(2+x)=f(2﹣x),
令,得,
因为f(x)的图象关于点(1,0)对称,
所以,
因为,所以,故③正确;
又因为f(x+4)=f(﹣x)=f(x),所以函数f(x)为周期函数,周期为4,
所以f(2023)=f(505×4+3)=f(3)=0,故④正确;
综上可知,正确的有:②③④.
故选:C.
3.已知定义在R上的函数f(x)满足f(x﹣1)+f(x+1)=0,且当x∈[0,2)时,f(x)=log2(x+1),则3f(2023)﹣2f(2022)的值为( )
A.3 B.1 C.﹣1 D.﹣3
【答案】D
【解答】解:∵f(x﹣1)+f(x+1)=0,
∴f(﹣1)+f(1)=0,且f(1)=log2(1+1)=1,
∴f(﹣1)=﹣1,
∴f(0)+f(2)=0,且f(0)=log2(0+1)=0,
∴f(2)=0,又可得f(x)+f(x+2)=0,
∴f(x+4)=f(x),
∴f(x)是周期T=4的周期函数,
∴f(2023)=f(﹣1)=﹣1,f(2022)=f(2)=0,
∴3f(2023)﹣2f(2022)=3×(﹣1)﹣2×0=﹣3.
故选:D.
4.已知函数f(x)满足:∀x∈R,f(x﹣1)+6≥f(x+5),f(x+1)﹣3≥f(x﹣2),若f(3)=1,则f(2025)=( )
A.2026 B.2025 C.2024 D.2023
【答案】D
【解答】解:依题意,得f(x)+6≥f(x+6),
令x=﹣3,则f(﹣3)+6≥f(3)=1⇒f(﹣3)≥﹣5,
又因为f(x+1)﹣3≥f(x﹣2)⇒f(x)﹣3≥f(x﹣3)⇒f(x)≥f(x﹣3)+3,
在f(x)≥f(x﹣3)+3中令x=0,则f(0)≥f(﹣3)+3⇒f(0)≥﹣2,
在f(x)≥f(x﹣3)+3中令x=3,则f(3)≥f(0)+3⇒f(0)≤﹣2,
故得f(0)=﹣2;
又f(2025)=f(2019+6)≤f(2019)+6≤....≤f(3)+337×6=2023;
又f(2025)≥f(2025﹣3)+3=f(2022)+3≥⋯≥f(0)+675×3=﹣2+2025=2023,
所以2023≤f(2025)≤2023,即f(2025)=2023.
故选:D.
5.已知函数f(x)的定义域为R,且f(x+y)+f(x﹣y)=f(x)f(y),f(1)=1,则f(k)=( )
A.﹣3 B.﹣2 C.0 D.1
【答案】A
【解答】解:令y=1,则f(x+1)+f(x﹣1)=f(x),即f(x+1)=f(x)﹣f(x﹣1),
∴f(x+2)=f(x+1)﹣f(x),f(x+3)=f(x+2)﹣f(x+1),
∴f(x+3)=﹣f(x),则f(x+6)=﹣f(x+3)=f(x),
∴f(x)的周期为6,
令x=1,y=0得f(1)+f(1)=f(1)×f(0),解得f(0)=2,
又f(x+1)=f(x)﹣f(x﹣1),
∴f(2)=f(1)﹣f(0)=﹣1,
f(3)=f(2)﹣f(1)=﹣2,
f(4)=f(3)﹣f(2)=﹣1,
f(5)=f(4)﹣f(3)=1,
f(6)=f(5)﹣f(4)=2,
∴,
∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=﹣3.
故选:A.
6.已知函数f(x)满足f(x﹣1)+f(x+1)=2,且f(﹣1)=1,则f(1)+f(2)+f(3)+⋯+f(9)的值为( )
A.8 B.9 C.10 D.11
【答案】B
【解答】解:根据f(x﹣1)+f(x+1)=2,得f(x﹣3)+f(x﹣1)=2,
相减得f(x+1)=f(x﹣3),即f(x+4)=f(x),
因此f(x)的周期为4,又因为f(﹣1)=1,f(﹣1)+f(1)=2,因此f(1)=1,
因为f(2)+f(4)=2,f(1)+f(3)=2,
所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=4,
所以f(1)+f(2)+⋯+f(9)=2(f(1)+f(2)+f(3)+f(4))+f(1)=4×2+1=9.
故选:B.
7.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)的图像关于直线x=2对称,g(2)=4,则f(k)=( )
A.﹣21 B.﹣22 C.﹣23 D.﹣24
【答案】D
【解答】解:∵y=g(x)的图像关于直线x=2对称,则g(2﹣x)=g(2+x),
∵f(x)+g(2﹣x)=5,∴f(﹣x)+g(2+x)=5,∴f(﹣x)=f(x),故f(x)为偶函数,
∵g(2)=4,f(0)+g(2)=5,得f(0)=1.由g(x)﹣f(x﹣4)=7,得g(2﹣x)=f(﹣x﹣2)+7,代入f(x)+g(2﹣x)=5,得f(x)+f(﹣x﹣2)=﹣2,故f(x)关于点(﹣1,﹣1)中心对称,
∴f(1)=f(﹣1)=﹣1,由f(x)+f(﹣x﹣2)=﹣2,f(﹣x)=f(x),得f(x)+f(x+2)=﹣2,
∴f(x+2)+f(x+4)=﹣2,故f(x+4)=f(x),f(x)周期为4,
由f(0)+f(2)=﹣2,得f(2)=﹣3,又f(3)=f(﹣1)=f(1)=﹣1,
所以f(k)=6f(1)+6f(2)+5f(3)+5f(4)=11×(﹣1)+5×1+6×(﹣3)=﹣24,
故选:D.
8.已知定义域均为R的函数f(x),g(x)满足f(2﹣x)+f(x)=2,g(4﹣x)=g(x),g(2)=3,若f(x)=g(2+x)+4,则下列说法错误的是( )
A.f(x)的图象关于y轴对称
B.﹣8为f(x)的一个周期
C.f(2023)=﹣1
D.f(k)=16
【答案】C
【解答】解:因为g(4﹣x)=g(x),g(2)=3,又f(x)=g(2+x)+4,
所以f(2﹣x)=g(4﹣x)+4,f(x﹣2)=g(x)+4,两式相减可得:
f(2﹣x)﹣f(x﹣2)=0,所以f(2﹣x)=f(x﹣2),
所以f(﹣x)=f(x),所以f(x)的图象关于y轴对称,所以A选项正确;
又f(2﹣x)+f(x)=2,所以f(2﹣x)+f(﹣x)=2,
所以f(x+2)+f(x)=2,所以f(x+4)+f(x+2)=2,
所以f(x+4)=f(x),所以f(x)的周期为4,
所以﹣8为f(x)的一个周期,所以B选项正确;
因为g(2)=3,f(x)=g(2+x)+4,
所以f(0)=g(2)+4=7,
又f(2﹣x)+f(x)=2,所以2f(1)=2,所以f(1)=1,
所以f(2)=2﹣f(0)=2﹣7=﹣5,f(3)=f(﹣1)=f(1)=1,f(4)=f(0)=7,
所以f(2023)=f(4×505+3)=f(3)=1,所以C选项错误;
所以f(x)的一个周期的和为f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=1﹣5+1+7=4,
所以f(k)=5×[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]+f(1)+f(2)=5×4+1﹣5=16,所以D选项正确.
故选:C.
二.多选题(共3小题)
(多选)9.已知定义域为R的偶函数f(x)满足f(x+2)=﹣f(﹣x),当x∈(1,2]时f(x)=2x﹣2,则下列结论正确的有( )
A.f(﹣1)=0
B.f(x)的图象关于点(3,0)成中心对称
C.f(2024)>f(2025)
D.
【答案】ABD
【解答】解:对A,∵f(x)满足f(x+2)=﹣f(﹣x),
令x=﹣1,
则f(1)=﹣f(1),即f(1)=0,
又∵f(x)为偶函数,∴f(﹣1)=f(1)=0,故A对;
对B,∵f(x+2)=﹣f(﹣x)=﹣f(x),
∴f(x+4)=﹣f(x+2)=f(x),
故f(x)的周期T=4,
再根据f(x+2)=﹣f(﹣x),即f(x+6)=﹣f(﹣x),
∴f(x)的图象关于点(3,0)成中心对称,故B对;
对C,由B知:f(x)的周期T=4,
故f(2024)=f(506×4)=f(0),
∵f(x+2)=﹣f(﹣x),
令x=0,
则f(2)=﹣f(0),
又∵当x∈(1,2]时f(x)=2x﹣2,
∴f(2)=22﹣2=2,
即f(0)=﹣f(2)=﹣2,
即f(2024)=f(0)=﹣2,
f(2025)=f(506×4+1)=f(1)=0,
故f(2024)<f(2025),故C错误;
对D,f(x)满足f(x+2)=﹣f(﹣x),
∴f(x)关于(1,0)中心对称,
又∵当x∈(1,2]时f(x)=2x﹣2,
∴f(x)在[0,2]上单调递增;
当x=0时,,
当x≠0时,∵f(x)为偶函数,
∴,
∵,
当且仅当时,即x=1时等号成立,
∴,故D对.
故选:ABD.
(多选)10.已知函数f(x)与g(x)及其导函数f′(x)与g′(x)的定义域均为R.若f(x)为奇函数,f(x)+g(2﹣x)=2,f′(x)+g′(x+1)=2,则( )
A.g(﹣2)+g(6)=4
B.f′(0)=0
C.曲线y=f′(x)关于点中心对称
D.
【答案】ACD
【解答】解:对于选项A,令x=﹣4,则f(﹣4)+g(6)=2,令x=4,则f(4)+g(﹣2)=2,
所以g(6)+g(﹣2)=4,所以选项A正确;
对于选项B,因为f(x)为奇函数,所以f′(x)为偶函数,所以无法得出f′(0)=0,所以选项B错误;
对于选项C,因为f(x)+g(2﹣x)=2⇒f′(x)﹣g′(2﹣x)=0,
又因为f′(x)+g′(x+1)=2,所以g′(x+1)+g′(2﹣x)=2,
所以g′(x)关于中心对称.
因为f′(x)=2﹣g′(x+1),结合函数图象平移,
所以f′(x)关于中心对称,所以选项C正确;
对于选项D,由于f′(x)为偶函数,结合C选项所得对称中心,可知f′(x)周期为2,所以f′(x)+f′(1﹣x)=2,f′()=f′()=1,
又因为g′(x+1)=2﹣f′(x),所以g′(x)=2﹣f′(x﹣1),
且,
因为,
所以,
所以,因此选项D正确.
故选:ACD.
(多选)11.定义在区间[0,2]上的函数f(x)满足下列条件:
(i)f(1)=2,对于任意的x∈[0,2],有f(x)≥1,且f(x)=f(2﹣x);
(ii)对于任意的x∈[1,2],当x+y≥3时,f(x)+f(y)≤f(x+y﹣2)+1成立.
则下列说法正确的是( )
A.f(2)≥5
B.x∈[﹣2,0]时,恒有f(x+2)=f(﹣x)
C.f(x)在[0,1]上非减且
D.当x∈[1,2],f(x)≤5﹣2x
【答案】BCD
【解答】解:∵(i)f(1)=2,对于任意的x∈[0,2],有f(x)≥1,且f(x)=f(2﹣x);
(ii)对于任意的x∈[1,2],当x+y≥3时,f(x)+f(y)≤f(x+y﹣2)+1成立,
对于选项A,∵f(1)=2,取x=1时,由(ii)式得2f(1)≤f(0)+1,
于是f(0)≥3,再令x=2得,f(2)=f(2﹣2)=f(0)≥3,但无法确定f(2)≥5,
于是选项A错误;
对于选项B,∵x∈[﹣2,0],则﹣x∈[0,2],0≤x+2≤2,
根据(i)有f(x+2)=f[2﹣(x+2)]=f(﹣x),即f(x+2)=f(﹣x) 成立,
于是选项B正确;
对于选项C,对于任意的x,y∈[0,1]∈[0,2],有2﹣x,2﹣y∈[1,2],
若x+y≤1,则4﹣(x+y)≥3,
由条件(ii)有f(2﹣x)+f(2﹣y)≤f(4﹣x﹣y﹣2)+1=f(2﹣x﹣y)+1=f[2﹣(x+y)]+1,
即f[2﹣(x+y)]≥f(2﹣x)+f(2﹣y)﹣1.……①
由x∈[0,2],f(x)=f(2﹣x),f(2﹣y)=f(y)∴f[2﹣(x+y)]=f(x+y),
故由①变为f(x+y)≥f(x)+f(y)﹣1…………②
对于任意的x1,x2∈[0,1],设x1<x2,则0<x2﹣x1<1.即x2﹣x1∈(0,1),
不难想到x2=[(x2﹣x1)+x1],据②有f(x2)=f[(x2﹣x1)+x1]≥f(x2﹣x1)+f(x1)﹣1,
∴f(x2)﹣f(x1)≥f(x2﹣x1)﹣1,而x∈[0,2],有f(x)≥1,进而f(x2﹣x1)≥1,
于是f(x2)﹣f(x1)≥0,显然x∈[0,1]上f(x)非减;
对于任意n∈N*有,
即,
即,
下面以此式作为递推式得:
≤⋯
1+()n,
故选项C正确;
对于选项D,若对于任意x∈(0,1]和n∈N*,使得,
由选项C,知x∈[0,1]上f(x)非减,则,
而.故,
∴,此时x∈[0,1].即f(x)≤2x+1成立,
当且仅当x∈[1,2)时,1<x≤2,则﹣2≤﹣x<﹣1,0≤2﹣x<1,
f(x)=f(2﹣x)≤2(2﹣x)+1=5﹣2x,
另外,x∈[1,2],当x+y≥3时,根据(ii),f(x)+f(y)≤f(x+y﹣2)+1,
特取x=y=2,此时f(2)+f(2)≤f(2)+1,f(2)≤1,即f(2)≤5﹣4=1,
综上所述,当x∈[1,2],f(x)≤5﹣2x恒成立.即选项D成立.
故选:BCD.
三.填空题(共3小题)
12.已知定义在R上的函数f(x)满足f(2x+3)为偶函数,同时f(x+3)+f(5﹣x)=0,且f(3)=1,则(i)= ﹣1 .
【答案】﹣1.
【解答】解:因为f(2x+3)为偶函数,
所以f(﹣2x+3)=f(2x+3),
所以f(5﹣x)=f(x+1),又f(x+3)+f(5﹣x)=0,
所以f(x+3)+f(x+1)=0,且f(4)=0,
所以f(x+2)+f(x)=0,所以f(x+4)+f(x+2)=0,
所以f(x+4)=f(x),所以f(x)的周期为4,
又f(1)+f(3)=f(2)+f(4)=0,又f(3)=1,
所以f(1)=﹣f(3)=﹣1,
所以(i)=[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]×506+f(1)=0×506﹣1=﹣1.
故答案为:﹣1.
13.偶函数f(x)满足f(x+2)=f(x),且x∈[﹣1,1]时,,则f(2022)= .
【答案】.
【解答】解:因为f(x)为偶函数,且x∈[﹣1,1]时,,
所以,
解得,所以,
因为f(x+2)=f(x),所以函数f(x)的周期为2,
所以.
故答案为:.
14.已知函数f(x)满足:f(a+b)=f(a)•f(b),f(1)=2,则 16 .
【答案】见试题解答内容
【解答】解:运用条件知:2,
且
16
故答案为:16
四.解答题(共5小题)
15.定义在(﹣2,2)上的函数f(x)满足对任意的x,y∈(﹣2,2),都有f(x)+f(y)=f(x+y),且当x∈(0,2)时,f(x)>0.
(1)证明:函数f(x)是奇函数;
(2)证明:f(x)在(﹣2,2)上是增函数;
(3)若f(﹣1)=﹣2,f(x)≤t2+at﹣1对任意x∈[﹣1,1],a∈[﹣2,2]恒成立,求实数t的取值范围.
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析;
(3)实数t的取值范围为(﹣∞,﹣3]∪[3,+∞).
【解答】解:(1)证明:∵x,y∈(﹣2,2),都有f(x)+f(y)=f(x+y),
∴令x=y=0,则f(0)+f(0)=f(0),解得f(0)=0,
令y=﹣x,则f(x)+f(﹣x)=f(0)=0,即f(﹣x)=﹣f(x),
∴函数f(x)是奇函数;
(2)证明:任取x1,x2∈(0,2)且x1>x2,
则f(x1)﹣f(x2)=f(x1)+f(﹣x2)=f(x1﹣x2),
∵x1,x2∈(0,2)且x1>x2时,f(x)>0,
∴0<x1﹣x2<2,f(x1﹣x2)>0,即f(x1)>f(x2),
∴f(x)在(0,2)上单调递增,
由(1)得函数f(x)是奇函数,
∴f(x)在(﹣2,0)上单调递增,
故f(x)在(﹣2,2)上是增函数;
(3)由(1)(2)得函数f(x)是奇函数,f(x)在[﹣1,1]上是增函数,
f(﹣1)=﹣2,f(x)≤t2+at﹣1对任意x∈[﹣1,1],a∈[﹣2,2]恒成立,转化为t2+at﹣1≥f(x)max,
∵f(﹣1)=﹣2,
∴f(x)max=f(1)=﹣f(﹣1)=2,
∴t2+at﹣1≥2对任意a∈[﹣2,2]恒成立,即t2+at﹣3≥0对任意a∈[﹣2,2]恒成立,
令g(a)=ta+t2﹣3,a∈[﹣2,2],
∴,即,解得t≤﹣3或t≥3,
故实数t的取值范围为(﹣∞,﹣3]∪[3,+∞).
16.已知定义域为I=(﹣∞,0)∪(0,+∞)的函数f(x)满足对任意x1,x2∈(﹣∞,0)∪(0,+∞),都有f(x1x2)=x1f(x2)+x2f(x1).
(1)求证:f(x)是奇函数;
(2)设g(x),且x>1时g(x)<0,
①求证:g(x)在(0,+∞)上是减函数;
②求不等式g(2x﹣1)>g(3x)的解集.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)取x1=x2=1,可得f(1)=0,取x1=x2=﹣1,可得f(﹣1)f(1)=0.
取x1=x,x2=﹣1,可得f(﹣x)=﹣f(x)+xf(﹣1)=﹣f(x).
∴f(x)是奇函数.
(2)①∵f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,
由f(x1x2)=x1f(x2)+x2f(x1).可得有g(x1x2)=g(x2)+g(x1).
设x1>x2>0,则,x>1时g(x)<0,可得0.
∴g(x1)=g()=g(x2)+g()<g(x2).
∴g(x)在(0,+∞)上是减函数;
②∵g(x)是偶函数且在(0,+∞)上是减函数,∴不等式g(2x﹣1)>g(3x)的解集⇔.
⇒⇒x<﹣1或或
∴不等式g(2x﹣1)>g(3x)的解集为(﹣∞,﹣1).
17.函数f(x)满足对任意x∈R,都有f(x+2)=f(﹣x+2),且f(x)的图象关于直线x=1对称,当x∈[2,3)时,f(x)=2(x﹣2)3,且函数y=f(x)﹣|logax|恰有2025个零点.
(1)证明:函数f(x)为周期函数;
(2)求整数a的值.
【答案】(1)因为f(x)的图象关于直线x=1对称,所以f(﹣x)=f(x+2),
又因为f(x+2)=f(﹣x+2),所以f(﹣x)=f(﹣x+2),
所以f(x)=f(x+2),所以函数f(x)的周期为2,
所以函数f(x)为周期函数.
(2)45.
【解答】解:(1)证明:因为f(x)的图象关于直线x=1对称,所以f(﹣x)=f(x+2),
又因为f(x+2)=f(﹣x+2),所以f(﹣x)=f(﹣x+2),
所以f(x)=f(x+2),所以函数f(x)的周期为2,
所以函数f(x)为周期函数.
(2)因为f(x+2)=f(﹣x+2),所以函数f(x)的图象关于x=2对称,
因为当x∈[2,3)时,f(x)=2(x﹣2)3,
所以由对称性和周期性可得:当0<a<1和a>1时,函数y=|logax|图象相同,如图所示,
因为函数y=f(x)﹣|logax|恰有2025个零点,
所以函数f(x)的图象与图象y=|logax|在(0,+∞)上恰有2025个交点,
由图象可知,第2025个交点为(2025,f(2025)),所以f(2025)=|loga2025|,
又因为f(2025)=f(2022+3)=f(3)=2(3﹣2)3=2,
所以由|loga2025|=2得,loga2025=±2,
所以或.
所以整数a的值为45.
18.已知定义在R上的函数f(x)满足:对任意x,y∈R都有f(x+y)=f(x)+f(y),且当x>0时,f(x)>0.
(1)求f(0)的值,并证明f(x)为奇函数;
(2)判断函数f(x)的单调性,并证明;
(3)若f(k•2x)+f(4x+1﹣8x﹣2x)>0对任意x∈[﹣1,2]恒成立,求实数k的取值范围.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)令x=y=0,则有f(0+0)=f(0)+f(0),解得f(0)=0.
证明:令y=﹣x,则有f(x﹣x)=f(x)+f(﹣x)=f(0)=0,所以f(﹣x)=﹣f(x),故函数f(x)为奇函数;
(2)f(x)是R上的增函数.证明如下:
设x2>x1,所以x2﹣x1>0,由f(x2)=f(x1+x2﹣x1)=f(x1)+f(x2﹣x1)=f(x2)﹣f(x1),
因为当x>0时,f(x)>0,所以f(x2﹣x1)=f(x2)﹣f(x1)>0,即f(x2)>f(x1),所以f(x)是R上的增函数;
(3)由题意可知,f(k•2x)+f(4x+1﹣8x﹣2x)>0对任意x∈[﹣1,2]恒成立,即f(k•2x+4x+1﹣8x﹣2x)>f(0)对任意x∈[﹣1,2]恒成立,
因为y=f(x)是R上的增函数,所以k•2x+4x+1﹣8x﹣2x>0对任意x∈[﹣1,2]恒成立,
所以k•2x>2x+8x﹣4x+1对任意x∈[﹣1,2]恒成立,即k>1+22x﹣2x+2对任意x∈[﹣1,2]恒成立,
令t=2x,则,则f(t)=t2﹣4t+1,所以k>f(t)max,
当t=4时,f(t)的最大值为f(4)=16﹣16+1=1,
所以k>1.
19.定义在R上的函数f(x)满足,且{f(x)|x>0}=(2,+∞).
(1)求f(0);
(2)证明:f(x)>0;
(3)若对任意的x∈R,f(x)+λf(﹣x)≥4恒成立,求实数λ的取值范围.
【答案】(1)2;
(2)证明见解析;
(3)[1,+∞).
【解答】解:(1)解:由,
令y=0,得,
因为f(x)不恒为0,
所以f(0)=2.
(2)证明:,
若存在x0∈R,使f(x0)=0,则有,这与题设矛盾,
所以∀x∈R,f(x)>0.
(3)在条件式中令y=﹣x,可得f(x)f(﹣x)=4,
又由(2)知∀x∈R,f(x)>0,所以.
令t=f(x),则对任意t>0,,即恒成立.
记,t>0,取t=f(0)=2时,g(t)有最大值1,
所以λ的取值范围为[1,+∞).
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