内容正文:
专题02 函数及其性质(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
函数的对应关系
能准确判断变量间的函数关系
基础必考点,常出现在小题
函数定义域值域
熟练求解分式、根式、实际情境下函数的定义域,能用配方法、单调性法求值域
高频易错点:忽略定义域限制(如根式被开方数非负)
函数的表示法(解析式、图像)
能通过待定系数法、换元法求函数解析式(新元范围标注完整),能根据解析式绘制简单函数图像
易错点:换元法求解析式时漏新元定义域
(注意分段函数的表示方法)
函数的单调性
能用定义法规范证明函数单调性
核心必考考点,大题常作为第一问
函数的最值
能快速确定二次函数、幂函数的单调区间,结合单调性求函数最值
易错点:单调区间用 “∪” 连接不连续区间
函数的奇偶性
能先验证定义域对称性,再用定义判断函数奇偶性,能利用奇偶性求解析式
命题趋势:常与单调性、奇偶性综合命题
幂函数的图像
能识别 5 类常见幂函数的图像
基础考点,选择 / 填空考查
幂函数的性质
掌握其定义域、奇偶性、单调性,利用幂函数比较大小
命题趋势:常与单调性、奇偶性综合命题
知识点01 函数的定义
定义:设A、B是两个非空数集,若对集合A中的任意一个数x,按照某种确定的对应关系f,在集合B中都有唯一确定的数y与之对应,则称f:A→B为从A到B的一个函数,记作。
三要素:定义域(A)、对应关系(f)、值域(B中y的集合)。
求解函数定义域/值域解题方法:
1.
定义域:(1)分式的分母不为零;(2)偶次方根的被开方数大于或等于零:(3)对数的真数大于零,底数大于零且不等于1;(4)零次幂或负指数次幂的底数不为零;(5)已知的定义域求解的定义域,或已知的定义域求的定义域,遵循两点:①定义域是指自变量的取值范围;②在同一对应法则∫下,括号内式子的范围相同;(6)对于实际问题中函数的定义域,还需根据实际意义再限制,从而得到实际问题函数的定义域.
2.
值域:(1)的值域是;(2)的值域是:当时,值域为;当时,值域为;(3)的值域是;(4)且的值域是;(5)且的值域是.
·示例:下列各组函数中,表示同一个函数的是( ).
A.,
B.,
C.,
D.,
【答案】C
【解析】对于A:的定义域为,的定义域为.因为定义域不同,所以和不是同一个函数.故A错误;
对于B:的定义域为,的定义域为.因为定义域不同,所以和不是同一个函数.故B错误;
对于C:的定义域为,的定义域为,所以定义域相同.又对应关系也相同,所以为同一个函数.故C正确;
对于D:的定义域为,的定义域为.因为定义域不同,所以和不是同一个函数.故D错误;
故选:C
·易错点:相同函数除对应方式相同外还应该判断定义域是否相同。
知识点02 函数的性质
1. 函数单调性
一般地,设函数的定义域为,区间:
如果对于内的任意两个自变量的值,当时,都有,那么就说在区间上是增函数.
如果对于内的任意两个自变量的值,,当时,都有,那么就说在区间上是减函数.
定义法证明单调性:
①取值:设,是定义域内一个区间上的任意两个量,且;
②变形:作差变形(变形方法:因式分解、配方、有理化等)或作商变形;
③定号:判断差的正负或商与的大小关系;
④得出结论.
常用结论:
①若是增函数,则为减函数;若是减函数,则为增函数;
②若和均为增(或减)函数,则在和的公共定义域上为增(或减)函数;
③若且为增函数,则函数为增函数,为减函数;
④若且为减函数,则函数为减函数,为增函数.
·示例:已知函数,判断函数的单调性,并利用定义证明。
【解析】在上递减,理由如下:
任取,且,则
,
因为,且,
所以,,
所以,即,
所以在上递减
知识点03 函数的奇偶性
函数奇偶性的定义及图象特点(前提条件是定义域关于原点对称)
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
如果对于函数的定义域内任意一个,都有,那么函数就叫做偶函数
关于轴对称
奇函数
如果对于函数的定义域内任意一个,都有,那么函数就叫做奇函数
关于原点对称
判断与的关系时,也可以使用如下结论:如果或,则函数为偶函数;如果或,则函数为奇函数.
奇偶性解题技巧方法:
(1)函数具有奇偶性的必要条件是其定义域关于原点对称;
(2)奇偶函数的图象特征:函数是偶函数函数的图象关于轴对称;函数是奇函数函数的图象关于原点中心对称.
(3)若奇函数在处有意义,则有;偶函数必满足.
(4)偶函数在其定义域内关于原点对称的两个区间上单调性相反;奇函数在其定义域内关于原点对称的两个区间上单调性相同.
(5)若函数的定义域关于原点对称,则函数能表示成一个偶函数与一个奇函数的和的形式.记,,则.
(6)运算函数的奇偶性规律:运算函数是指两个(或多个)函数式通过加、减、乘、除四则运算所得的函数,如;对于运算函数有如下结论:奇奇=奇;偶偶=偶;奇偶=非奇非偶;奇奇=偶;奇偶=奇;偶偶=偶.
(7)复合函数的奇偶性原来:内偶则偶,两奇为奇.
(8)常见奇偶性函数模型:奇函数:①函数或函数.②函数.③函数或函数
④函数或函数.
·示例:已知函数为偶函数,则函数的值域为___________.
【答案】
【解析】函数()是偶函数,
,
,易得,
设,
则,
当且仅当即时,等号成立,
所以,
所以函数的值域为.
故答案为:.
知识点04 函数的对称性与周期性
1. 函数的对称性
(1)若函数为偶函数,则函数关于对称.
(2)若函数为奇函数,则函数关于点对称.
(3)若,则函数关于对称.
(4)若,则函数关于点对称.
2. 函数的周期性
(1)周期函数:对于函数,如果存在一个非零常数,使得当取定义域内的任何值时,都有,那么就称函数为周期函数,称为这个函数的周期.
(2)最小正周期:如果在周期函数的所有周期中存在一个最小的正数,那么称这个最小整数叫做的最小正周期.
对称性与周期性解题技巧方法:
对称性:
(1)若函数关于直线对称,则.
(2)若函数关于点对称,则.
(3)函数与关于轴对称,函数与关于原点对称.
对称性与周期性关系:
(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.
·示例:(多选题)定义在上的函数满足,是偶函数,,则( )
A.是奇函数 B.
C.的图象关于直线对称 D.
【答案】ABD
【解析】对于选项,∵是偶函数,∴,
∴函数关于直线对称,∴,
∵,∴,∴是奇函数,则正确;
对于选项,∵,∴,∴,
∴的周期为,∴,则正确;
对于选项,若的图象关于直线对称,则,
但是,,即,这与假设条件矛盾,则选项错误;
对于选项,将代入,得,
将,代入,得,
同理可知,
又∵的周期为,∴正奇数项的周期为,
∴
,则正确.
故选:ABD.
知识点05 简单幂函数及其性质
1.
幂函数的定义一般地,(为有理数)的函数,即以底数为自变量,幂为因变量,指数为常数的函数称为幂函数.
2. 幂函数的特征:同时满足一下三个条件才是幂函数
①的系数为1; ②的底数是自变量; ③指数为常数.
3. 常见的幂函数图像及性质:
函数
图象
定义域
值域
奇偶性
奇
偶
奇
非奇非偶
奇
单调性
在上单调递增
在上单调递减,在上单调递增
在上单调递增
在上单调递增
在和上单调递减
·示例:已知函数是幂函数,且在上递减,则实数( )
A. B.或 C. D.
【答案】A
【解析】因为是幂函数,所以,解得或,又因为在上单调递减,则.
故选:A
题型一 复杂函数的定义域或值域
解|题|技|巧
一、复杂函数定义域解题技巧:分式 + 根式混合型:这类函数同时含分母不为零、偶次根式下非负的约束,需逐一列出条件再求解不等式组;复合函数型:核心原则是 “内函数的值域是外函数的定义域”,解题分两步:第一步由外函数定义域确定内函数的取值范围;第二步根据内函数范围反求自变量x的范围。
二、复杂函数值域解题技巧:配方法(二次函数及相关复合函数):适用于含二次式的函数,通过配方转化为顶点式,结合定义域求最值;换元法(根式、高次混合型):针对含根号的复杂函数,通过换元简化为熟悉函数;分离常数法(分式函数):适用于分子分母为同次整式的分式函数;分段函数值域:分段求各区间的值域,最终取所有区间值域的并集。
易|错|点|拨
忽略复合函数定义域逻辑、换元后忽略新变量范围、含参函数漏分类讨论、结果表达不规范、分段函数值域求并集而非交集。
【典例1】(25-26高一上·河北邢台质检联盟·期中)已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【典例2】(25-26高一·福建福州某校·月考)若函数的定义域为,则函数的定义域是( )
A. B.
C. D.
【变式1】(25-26高一上·广东佛山顺德区国华纪念中学·月考)若函数的定义域为,则的定义域为( )
A. B. C. D.
【变式2】(19-20高一上·重庆巴蜀中学·月考)已知函数,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【变式3】(25-26高一上·浙江嘉兴海宁高级中学·期中)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【变式4】(25-26高一上·广东广州执信中学·期中)函数的值域为( )
A. B. C. D.
题型二 判断是否属于同一函数
答|题|模|板
当且仅当给定两个函数的定义域和对应法则完全相同时,才表示同一函数,否则表示不同的函数.
易|错|点|拨
未判断定义域,只判断了对应法则。
【典例1】下列各组函数中,表示同一个函数的是( ).
A.,
B.,
C.,
D.,
【变式1】下列四组函数中,表示同一个函数的一组是( )
A. B.
C. D.
【变式2】下列各组函数中,表示同一函数的是( )
A.,
B.
C.,
D.,,0,,,,0,
题型三 分段函数运用(结合其它章节的函数)
答|题|模|板
1. 分段函数与一次 / 二次函数结合:先根据题干条件确定分段节点(如售价区间、人数分界等);再在每个区间内建立一次或二次函数表达式;最后结合一次函数单调性、二次函数配方法求各段最值,最终整合所有区间结果。
2. 分段函数与函数单调性结合:保证每段函数自身单调,如一次函数看斜率符号,二次函数看对称轴与区间的关系;确保分段点处满足单调性,递增则左段最大值≤右段最小值,递减则左段最小值≥右段最大值;联立不等式组求解参数范围。
易|错|点|拨
忽视分段点处的函数值衔接、分段函数与二次函数结合时忽略区间限制、实际问题中遗漏隐含分段条件、参数范围求解时漏条件。
【典例1】(25-26高一上·河北保定部分校·)已知函数若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【典例2】(25-26高一上·北京育英中学·期中)已知函数的值域为R,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式1】(20-21高一上·河南洛阳·期中)已知函数若存在互不相等的实数a,b,c,d满足|=|,则的取值范围为( )
A.(0,+) B.(-2,+ C. D.
【变式2】(19-20高二·山东枣庄第三中学·)已知函数(且)在上单调递减,且关于的方程恰有两个不相等的实数解,则的取值范围是
A. B. C. D.
【变式3】(18-19高一上·重庆第一中学校·期末)已知函数,若不等式在上恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4】(19-20高一上·湖南常德临澧一中·)已知函数.若,则实数的取值范围是
A. B.
C. D.
题型四 复合函数“同增异减”运用
答|题|模|板
一、求复合函数值域(结合单调性求最值)
1. 分解函数并求定义域,判断复合函数的单调性;
2. 计算单调性区间端点对应的函数值,即为值域的边界值。
二、求含参复合函数的参数范围(进阶题型)
1.分解含参复合函数,明确参数对内外层函数单调性的影响;
2.根据题干中复合函数的单调性要求,列出内外层函数单调性的匹配条件;
3. 结合定义域等隐含条件,联立不等式组求解参数。
易|错|点|拨
混淆内外层函数的自变量与中间变量、多层复合函数漏层分析、含参复合函数漏讨论参数对定义域的影响、误将外层函数定义域当作复合函数定义域。
【典例1】(25-26高一上·辽宁营口九师联盟·期中)函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【典例2】(25-26高一上·黑龙江哈尔滨第三中学校·期中)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【变式1】(24-25高一上·福建福州十校·期中)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【变式2】下列结论正确的是( )
A.函数的单调增区间是
B.函数在定义域内单调递减
C.函数 的单调递增区间是
D.函数的单调递减区间是
【变式3】函数的单调增区间为( )
A. B.
C.和 D.
【变式4】已知函数,若,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
题型五 定义法证明函数单调性+最值/参数求解
答|题|模|板
一、定义法证明函数单调性:在区间;计算(或,统一符号便于判断);对差式进行化简,目标是转化为“可直接判断符号”的形;根据的条件,结合变形后的差式,判断的符号;明确函数在区间上的单调性
二、结合单调性求最值/参数范围:证明单调性后,可利用“单调函数在区间端点处取得最值”的性质求解最值,或根据单调性的约束条件求参数范围,核心是“单调性结论→不等关系→求解”。
易|错|点|拨
作差后变形不彻底,无法判号、求最值时忽略区间“开闭”、含参函数漏“恒成立”条件。
【典例1】(25-26高一上·新疆生产建设兵团第二中学·期中)已知函数满足:对任意,当时,都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典例2】(25-26高一上·湖北黄冈·期中)已知是定义在区间上的奇函数,且,若时,有.若对所有恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式1】(25-26高一上·广东广州天天向上联盟·期中)已知定义域为的函数满足:,,,都有,且,若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式2】(24-25高一上·重庆西南大学附属中学校·)定义在上的函数,满足对任意,且,都有. 已知,则不等式的解集为 ( )
A. B. C. D.
【变式3】(25-26高一上·广东江门鹤山纪元中学·期中)已知函数,其中a,b为常数,且,.
(1)求a,b的值;
(2)利用单调性的定义证明函数在区间上是减函数;
(3)求函数在区间上的最大值和最小值.
【变式4】(25-26高一上·广东广州第四中学·期中)已知函数,.
(1)判断函数的单调性,并用定义证明;
(2)解不等式:.
题型六 函数单调性、奇偶性与不等式结合的综合运用
答|题|模|板
单调性与奇偶性的核心作用:奇偶性定“对称”(将非对称区间的变量转化到对称区间,如f(-x)转化为±f(x));单调性定“大小”(去掉函数符号时保持不等号方向或反向)。结合不等式时,需先明确函数性质,再分步转化求解。核心解题思路是“性质转化→不等式化简→求解验证”,即先利用奇偶性转化变量范围,再结合单调性去掉函数符号,最终转化为常规不等式求解。
易|错|点|拨
忽略奇偶性对单调性的区间限制,盲目去符号、混淆奇函数与偶函数的单调性联动规律、含参函数未用奇偶性先定参,直接分析单调性、误用“f(0)=0”的条件,忽略奇函数在x=0处有定义。
【典例1】(25-26高一上·广东中山迪茵公学·期中)设偶函数的定义域为R, 当时,是减函数, 则的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【典例2】(25-26高一上·河北定州·调研)已知定义在上的偶函数满足:,都有,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式1】(25-26高一上·北京第八中学·期中)已知定义在上的函数满足下列条件:①,②,③对,,当时,都有,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式2】(24-25高三上·河北部分校·)已知是定义在实数集上的函数,在内单调递增,,且函数关于点对称,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【变式3】(25-26高一上·福建厦门外国语学校·期中)已知函数的定义域为,满足,且为奇函数,则一定有( )
A. B. C. D.
【变式4】(25-26高一上·江苏南通·期中)已知偶函数的定义域为,对任意的,都有不等式成立.设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
题型七 函数对称性与周期性
答|题|模|板
(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.
【典例1】(2024·湖南·高三校联考阶段练习)已知定义在上的函数和的导函数分别是和,若,,且是奇函数,则下列结论正确的是( )
A. B.的图像关于点对称
C. D.
【变式1】(多选题)(2024·河北·统考模拟预测)已知函数,的定义域均为,导函数分别为,,若,,且,则( )
A.4为函数的一个周期 B.函数的图象关于点对称
C. D.
【变式2】(多选题)(2024·山东滨州·统考二模)函数在区间上的图象是一条连续不断的曲线,且满足,函数的图象关于点对称,则( )
A.的图象关于点对称 B.8是的一个周期
C.一定存在零点 D.
题型八 与幂函数有关的复杂函数的不等式解集或参数
答|题|模|板
1.幂函数与其他函数结合的不等式解集求解:先确定复合函数的定义域,再将不等式转化为“幂函数的最简不等式”,结合单调性求解。
2.含参幂函数的参数范围求解:先根据“幂函数定义”确定参数的初步范围,再结合单调性进一步缩范围。
3.含参幂函数不等式恒成立求参:将不等式转化为“参数与函数最值的关系”,如恒成立,等价于,再求参数。
易|错|点|拨
避坑关键:定义域优先、单调性分区间、参数分离看符号、平方保证非负。
【典例1】(25-26高一上·湖北襄阳第四中学·期中)已知幂函数在上是增函数,.若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【典例2】设函数,若关于x的不等式恒成立,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式1】(24-25高三上·辽宁丹东敬业实验高级中学·期中)已知函数,对于任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2】(21-22高一上·上海徐汇中学·月考)①函数值域为;②函数为偶函数;③函数在上恒成立;④若任意都有.已知函数:①;②;③;④.其中同时满足以上四个条件的函数有( )个
A.0 B.1 C.2 D.3
【变式3】在这四个函数中,当时,使恒成立的函数个数是( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
【变式4】已知函数,则的解集为( )
A. B.
C. D.
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(25-26高三上·江苏镇江第一中学、镇江中学·)函数的值域为( )
A. B. C. D.
2.(17-18高一·四川眉山眉山中学·月考)已知函数,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一上·河南名校大联考·期中)已知是定义在上的奇函数,且在上单调递增,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
4.(17-18高一上·陕西西安第一中学·期中)已知,若,则下列各式中正确的是( ).
A. B.
C. D.
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(25-26高一上·江苏盐城五校联考·期中)已知实数,函数若,则的值为( )
A. B. C. D.1
2.(21-22高一上·江苏常州第一中学·期中)若函数则,该函数的单调递减区间是( ).
A. B. C. D.
3.(25-26高一上·山东青岛第十九中学·期中)设是定义在上的奇函数,对任意的满足且,则不等式的解集为( ).
A. B.
C. D.
4.(25-26高一上·天津宁河区芦台第二中学·期中)已知函数,且.
(1)求实数的值;
(2)根据函数单调性的定义证明在区间上单调递增;
(3)若,求的最大值和最小值
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(23-24高一上·浙江宁波镇海中学·期中)函数的值域为( )
A. B.
C. D.
2.(19-20高一上·安徽合肥一六八中学·期末)已知函数在上是增函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(22-23高一下·云南红河哈尼族彝族·期末)函数的定义域为R,为偶函数,且,当时,,则下列说法正确的是( ).
A.在上单调递增
B.
C.若关于x的方程在区间上的所有实数根之和为,则
D.函数有2个零点
4.(25-26高一上·北京十一实验中学·)已知函数.
(1)判断在区间上的单调性并用定义法证明;
(2)求出该函数在区间上的最大值和最小值.
1 / 18
学科网(北京)股份有限公司
$
专题02 函数及其性质(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
函数的对应关系
能准确判断变量间的函数关系
基础必考点,常出现在小题
函数定义域值域
熟练求解分式、根式、实际情境下函数的定义域,能用配方法、单调性法求值域
高频易错点:忽略定义域限制(如根式被开方数非负)
函数的表示法(解析式、图像)
能通过待定系数法、换元法求函数解析式(新元范围标注完整),能根据解析式绘制简单函数图像
易错点:换元法求解析式时漏新元定义域
(注意分段函数的表示方法)
函数的单调性
能用定义法规范证明函数单调性
核心必考考点,大题常作为第一问
函数的最值
能快速确定二次函数、幂函数的单调区间,结合单调性求函数最值
易错点:单调区间用 “∪” 连接不连续区间
函数的奇偶性
能先验证定义域对称性,再用定义判断函数奇偶性,能利用奇偶性求解析式
命题趋势:常与单调性、奇偶性综合命题
幂函数的图像
能识别 5 类常见幂函数的图像
基础考点,选择 / 填空考查
幂函数的性质
掌握其定义域、奇偶性、单调性,利用幂函数比较大小
命题趋势:常与单调性、奇偶性综合命题
知识点01 函数的定义
定义:设A、B是两个非空数集,若对集合A中的任意一个数x,按照某种确定的对应关系f,在集合B中都有唯一确定的数y与之对应,则称f:A→B为从A到B的一个函数,记作。
三要素:定义域(A)、对应关系(f)、值域(B中y的集合)。
求解函数定义域/值域解题方法:
1.
定义域:(1)分式的分母不为零;(2)偶次方根的被开方数大于或等于零:(3)对数的真数大于零,底数大于零且不等于1;(4)零次幂或负指数次幂的底数不为零;(5)已知的定义域求解的定义域,或已知的定义域求的定义域,遵循两点:①定义域是指自变量的取值范围;②在同一对应法则∫下,括号内式子的范围相同;(6)对于实际问题中函数的定义域,还需根据实际意义再限制,从而得到实际问题函数的定义域.
2.
值域:(1)的值域是;(2)的值域是:当时,值域为;当时,值域为;(3)的值域是;(4)且的值域是;(5)且的值域是.
·示例:下列各组函数中,表示同一个函数的是( ).
A.,
B.,
C.,
D.,
【答案】C
【解析】对于A:的定义域为,的定义域为.因为定义域不同,所以和不是同一个函数.故A错误;
对于B:的定义域为,的定义域为.因为定义域不同,所以和不是同一个函数.故B错误;
对于C:的定义域为,的定义域为,所以定义域相同.又对应关系也相同,所以为同一个函数.故C正确;
对于D:的定义域为,的定义域为.因为定义域不同,所以和不是同一个函数.故D错误;
故选:C
·易错点:相同函数除对应方式相同外还应该判断定义域是否相同。
知识点02 函数的性质
1. 函数单调性
一般地,设函数的定义域为,区间:
如果对于内的任意两个自变量的值,当时,都有,那么就说在区间上是增函数.
如果对于内的任意两个自变量的值,,当时,都有,那么就说在区间上是减函数.
定义法证明单调性:
①取值:设,是定义域内一个区间上的任意两个量,且;
②变形:作差变形(变形方法:因式分解、配方、有理化等)或作商变形;
③定号:判断差的正负或商与的大小关系;
④得出结论.
常用结论:
①若是增函数,则为减函数;若是减函数,则为增函数;
②若和均为增(或减)函数,则在和的公共定义域上为增(或减)函数;
③若且为增函数,则函数为增函数,为减函数;
④若且为减函数,则函数为减函数,为增函数.
·示例:已知函数,判断函数的单调性,并利用定义证明。
【解析】在上递减,理由如下:
任取,且,则
,
因为,且,
所以,,
所以,即,
所以在上递减
知识点03 函数的奇偶性
函数奇偶性的定义及图象特点(前提条件是定义域关于原点对称)
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
如果对于函数的定义域内任意一个,都有,那么函数就叫做偶函数
关于轴对称
奇函数
如果对于函数的定义域内任意一个,都有,那么函数就叫做奇函数
关于原点对称
判断与的关系时,也可以使用如下结论:如果或,则函数为偶函数;如果或,则函数为奇函数.
奇偶性解题技巧方法:
(1)函数具有奇偶性的必要条件是其定义域关于原点对称;
(2)奇偶函数的图象特征:函数是偶函数函数的图象关于轴对称;函数是奇函数函数的图象关于原点中心对称.
(3)若奇函数在处有意义,则有;偶函数必满足.
(4)偶函数在其定义域内关于原点对称的两个区间上单调性相反;奇函数在其定义域内关于原点对称的两个区间上单调性相同.
(5)若函数的定义域关于原点对称,则函数能表示成一个偶函数与一个奇函数的和的形式.记,,则.
(6)运算函数的奇偶性规律:运算函数是指两个(或多个)函数式通过加、减、乘、除四则运算所得的函数,如;对于运算函数有如下结论:奇奇=奇;偶偶=偶;奇偶=非奇非偶;奇奇=偶;奇偶=奇;偶偶=偶.
(7)复合函数的奇偶性原来:内偶则偶,两奇为奇.
(8)常见奇偶性函数模型:奇函数:①函数或函数.②函数.③函数或函数
④函数或函数.
·示例:已知函数为偶函数,则函数的值域为___________.
【答案】
【解析】函数()是偶函数,
,
,易得,
设,
则,
当且仅当即时,等号成立,
所以,
所以函数的值域为.
故答案为:.
知识点04 函数的对称性与周期性
1. 函数的对称性
(1)若函数为偶函数,则函数关于对称.
(2)若函数为奇函数,则函数关于点对称.
(3)若,则函数关于对称.
(4)若,则函数关于点对称.
2. 函数的周期性
(1)周期函数:对于函数,如果存在一个非零常数,使得当取定义域内的任何值时,都有,那么就称函数为周期函数,称为这个函数的周期.
(2)最小正周期:如果在周期函数的所有周期中存在一个最小的正数,那么称这个最小整数叫做的最小正周期.
对称性与周期性解题技巧方法:
对称性:
(1)若函数关于直线对称,则.
(2)若函数关于点对称,则.
(3)函数与关于轴对称,函数与关于原点对称.
对称性与周期性关系:
(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.
·示例:(多选题)定义在上的函数满足,是偶函数,,则( )
A.是奇函数 B.
C.的图象关于直线对称 D.
【答案】ABD
【解析】对于选项,∵是偶函数,∴,
∴函数关于直线对称,∴,
∵,∴,∴是奇函数,则正确;
对于选项,∵,∴,∴,
∴的周期为,∴,则正确;
对于选项,若的图象关于直线对称,则,
但是,,即,这与假设条件矛盾,则选项错误;
对于选项,将代入,得,
将,代入,得,
同理可知,
又∵的周期为,∴正奇数项的周期为,
∴
,则正确.
故选:ABD.
知识点05 简单幂函数及其性质
1.
幂函数的定义一般地,(为有理数)的函数,即以底数为自变量,幂为因变量,指数为常数的函数称为幂函数.
2. 幂函数的特征:同时满足一下三个条件才是幂函数
①的系数为1; ②的底数是自变量; ③指数为常数.
3. 常见的幂函数图像及性质:
函数
图象
定义域
值域
奇偶性
奇
偶
奇
非奇非偶
奇
单调性
在上单调递增
在上单调递减,在上单调递增
在上单调递增
在上单调递增
在和上单调递减
·示例:已知函数是幂函数,且在上递减,则实数( )
A. B.或 C. D.
【答案】A
【解析】因为是幂函数,所以,解得或,又因为在上单调递减,则.
故选:A
题型一 复杂函数的定义域或值域
解|题|技|巧
一、复杂函数定义域解题技巧:分式 + 根式混合型:这类函数同时含分母不为零、偶次根式下非负的约束,需逐一列出条件再求解不等式组;复合函数型:核心原则是 “内函数的值域是外函数的定义域”,解题分两步:第一步由外函数定义域确定内函数的取值范围;第二步根据内函数范围反求自变量x的范围。
二、复杂函数值域解题技巧:配方法(二次函数及相关复合函数):适用于含二次式的函数,通过配方转化为顶点式,结合定义域求最值;换元法(根式、高次混合型):针对含根号的复杂函数,通过换元简化为熟悉函数;分离常数法(分式函数):适用于分子分母为同次整式的分式函数;分段函数值域:分段求各区间的值域,最终取所有区间值域的并集。
易|错|点|拨
忽略复合函数定义域逻辑、换元后忽略新变量范围、含参函数漏分类讨论、结果表达不规范、分段函数值域求并集而非交集。
【典例1】(25-26高一上·河北邢台质检联盟·期中)已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据的定义得的定义域,进而可得所求结果.
【详解】因为函数的定义域为,所以,
所以的定义域为,
故函数中的需满足得,
故函数的定义域为.
故选:A.
【典例2】(25-26高一·福建福州某校·月考)若函数的定义域为,则函数的定义域是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据复合函数定义域的求法求解.
【详解】因为函数的定义域为,
则对于函数,由,解得,
所以函数的定义域是.
故选:C
【变式1】(25-26高一上·广东佛山顺德区国华纪念中学·月考)若函数的定义域为,则的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用抽象函数的意义求出函数的定义域,进而求出目标函数的定义域.
【详解】由函数的定义域为,得当时,,
因此在函数中,由函数有意义,得,
解得,所以的定义域为.
故选:D
【变式2】(19-20高一上·重庆巴蜀中学·月考)已知函数,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据同一个函数括号内的范围必须相同.由,解得,即可求得值域,即函数的定义域为.再令,即可求得函数的定义域.
【详解】 解得:
即的定义域为: 则
根据同一个函数括号内的范围必须相同
函数的定义域为.
中 解得
故选:B.
【点睛】本题考查了复合函数的定义域问题,注意函数定义域指的是范围,而函数题目中同一个函数括号内的范围必须相同,这是连接两个函数的桥梁.
【变式3】(25-26高一上·浙江嘉兴海宁高级中学·期中)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】令,则,可得,可得出,利用二次函数的单调性可求出的值域.
【详解】令,则,可得,
所以,
因为二次函数在上为增函数,
当时,,故函数的值域为.
故选:D.
【变式4】(25-26高一上·广东广州执信中学·期中)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用换元法结合二次函数的基本性质可求得原函数的值域.
【详解】令,可得,即,
所以,
因为函数在上为增函数,故,
即函数的值域为.
故选:C.
题型二 判断是否属于同一函数
答|题|模|板
当且仅当给定两个函数的定义域和对应法则完全相同时,才表示同一函数,否则表示不同的函数.
易|错|点|拨
未判断定义域,只判断了对应法则。
【典例1】下列各组函数中,表示同一个函数的是( ).
A.,
B.,
C.,
D.,
【答案】C
【解析】对于A:的定义域为,的定义域为.因为定义域不同,所以和不是同一个函数.故A错误;
对于B:的定义域为,的定义域为.因为定义域不同,所以和不是同一个函数.故B错误;
对于C:的定义域为,的定义域为,所以定义域相同.又对应关系也相同,所以为同一个函数.故C正确;
对于D:的定义域为,的定义域为.因为定义域不同,所以和不是同一个函数.故D错误;
故选:C
【变式1】下列四组函数中,表示同一个函数的一组是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】对于,和的定义域都是,对应关系也相同,是同一个函数,故选项正确;
对于,函数的定义域为,函数的定义域为,定义域不同,不是同一个函数,故选项错误;
对于,函数的定义域为,函数的定义域为,定义域不同,不是同一个函数,故选项错误;
对于,函数的定义域为,函数的定义域为,定义域不同,不是同一个函数,故选项错误,
故选:.
【变式2】下列各组函数中,表示同一函数的是( )
A.,
B.
C.,
D.,,0,,,,0,
【答案】D
【解析】对于A:的定义域是,的定义域是,两个函数的定义域不相同,不是同一函数,
对于B:,,的定义域是,两个函数的定义域不相同,不是同一函数,
对于C:的定义域为,的定义域是,两个函数的定义域不相同,不是同一函数,
对于D:对应点的坐标为,,,对应点的坐标为,,,两个函数对应坐标相同,是同一函数,
故选:D.
题型三 分段函数运用(结合其它章节的函数)
答|题|模|板
1. 分段函数与一次 / 二次函数结合:先根据题干条件确定分段节点(如售价区间、人数分界等);再在每个区间内建立一次或二次函数表达式;最后结合一次函数单调性、二次函数配方法求各段最值,最终整合所有区间结果。
2. 分段函数与函数单调性结合:保证每段函数自身单调,如一次函数看斜率符号,二次函数看对称轴与区间的关系;确保分段点处满足单调性,递增则左段最大值≤右段最小值,递减则左段最小值≥右段最大值;联立不等式组求解参数范围。
易|错|点|拨
忽视分段点处的函数值衔接、分段函数与二次函数结合时忽略区间限制、实际问题中遗漏隐含分段条件、参数范围求解时漏条件。
【典例1】(25-26高一上·河北保定部分校·)已知函数若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由换元法进行,将方程转换为,结合分段函数讨论分析求解即可.
【详解】令,由,得.
当时,恒成立,此时,
所以或解得;
当时,,则,解得,不满足题意舍去,
所以的取值范围为.
故选:A.
【典例2】(25-26高一上·北京育英中学·期中)已知函数的值域为R,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用数形结合,作出两个函数图象,再对其定义域讨论分析即可.
【详解】作出函数的图象,如下图:
可求得两图象交点坐标分别为,
当时,解得,
所以当时,由在定义域的值域是,
但是当时,由在定义域的值域就是的真子集,
而此时在定义域的值域为,
此时不满足题意,故AC错误;
又当,解得或
再当时,在定义域的值域为,
而在定义域的值域就是,
此时满足题意,故B错误,D正确;
故选:D.
【变式1】(20-21高一上·河南洛阳·期中)已知函数若存在互不相等的实数a,b,c,d满足|=|,则的取值范围为( )
A.(0,+) B.(-2,+ C. D.
【答案】D
【解析】画出函数图象,根据图象结合对称性知,,,根据双勾函数性质得到范围.
【详解】,则,画出函数图像,如图所示:
,则,
不妨取,根据对称性知,,即,
,,故,故.
故选:D.
【点睛】方法点睛:数形结合是解决函数问题的重要方法,画出图象根据图象性质结合对称性和双勾函数的性质是解题的关键.
【变式2】(19-20高二·山东枣庄第三中学·)已知函数(且)在上单调递减,且关于的方程恰有两个不相等的实数解,则的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由减函数可知在两段上均为减函数,且在第一段的最小值大于或等于第二段上的最大值,作出和的图象,根据交点个数判断3a与2的大小关系,列出不等式组解出.
【详解】是R上的单调递减函数,
在上单调递减,在上单调递减,
且在上的最小值大于或等于.
,解得,
作出和的函数草图如图所示:
恰有两个不相等的实数解,
,即,
综上,.
故选:D.
【点睛】本题考查了分段函数的单调性,函数零点的个数判断,结合函数图象判断端点值的大小是关键,属于中档题.
【变式3】(18-19高一上·重庆第一中学校·期末)已知函数,若不等式在上恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】这是一个复合函数的问题,通过换元 ,可知新元的范围,然后分离参数,转为求函数的最大值问题,进而计算可得结果.
【详解】由题可知,当 时,,
当 时,
所以当 时 ,令,则 ,
从而问题转化为不等式 在上恒成立,
即 在 上恒成立,
问题转化为求函数在 上的最大值,
又因为 在上先减后增,即: 为单调递减,为单调递增.
所以 ,所以.
故选:D.
【点睛】本题考查含参数的恒成立问题,运用到分离参数法求参数范围,还结合双勾函数的单调性求出最值, 同时考查学生的综合分析能力和数据处理能力.
【变式4】(19-20高一上·湖南常德临澧一中·)已知函数.若,则实数的取值范围是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】画出的图像,根据求得的取值范围,再结合图像求得的取值范围.
【详解】画出函数图像如下图所示,由于,结合图像可知,且,,令,解得,令,解得.结合图像可知的取值范围是.
故选D.
【点睛】本小题主要考查分段函数图像与性质,考查数形结合的数学思想方法,属于基础题.
题型四 复合函数“同增异减”运用
答|题|模|板
一、求复合函数值域(结合单调性求最值)
1. 分解函数并求定义域,判断复合函数的单调性;
2. 计算单调性区间端点对应的函数值,即为值域的边界值。
二、求含参复合函数的参数范围(进阶题型)
1.分解含参复合函数,明确参数对内外层函数单调性的影响;
2.根据题干中复合函数的单调性要求,列出内外层函数单调性的匹配条件;
3. 结合定义域等隐含条件,联立不等式组求解参数。
易|错|点|拨
混淆内外层函数的自变量与中间变量、多层复合函数漏层分析、含参复合函数漏讨论参数对定义域的影响、误将外层函数定义域当作复合函数定义域。
【典例1】(25-26高一上·辽宁营口九师联盟·期中)函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先求出二次函数的定义域,再根据复合函数的单调性原则求单调性即可.
【详解】由题意知,解得或,
令,对称轴为,
则在上单调递减,在单调递增,
又是增函数,所以的单调递增区间是.
故选:D.
【典例2】(25-26高一上·黑龙江哈尔滨第三中学校·期中)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用复合函数的单调性判断即可.
【详解】由题可得:,解得:或,所以函数的定义域为:,
令,则在上单调递减,在上单调递增;
则在上单调递减;结合复合函数单调性可得函数的单调递减区间是;
故选:D
【变式1】(24-25高一上·福建福州十校·期中)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出函数的定义域,再根据复合函数的单调性求出单调递减区间即可.
【详解】由,解得,
所以函数的定义域为,
令,则,
在上单调递减,在上单调递增,在上单调递增,
所以函数的单调递减区间是.
故选:C.
【变式2】下列结论正确的是( )
A.函数的单调增区间是
B.函数在定义域内单调递减
C.函数 的单调递增区间是
D.函数的单调递减区间是
【答案】C
【分析】根据反比例函数、二次函数以及分段函数的单调性,结合图形,依次判断即可求解.
【详解】对A,由,解得或,
则函数的定义域为或,如图,
所以函数的单调增区间为,故A错误;
对B,,
函数的定义域为 ,所以在和上分别为减函数,
但不能说定义域内单调递减,故B错误;
对C,函数,如图,
所以函数的单调增区间为,单调减区间为,故C正确;
对D,当时,函数的图象开口向下,对称轴为,
所以的单调减区间为,
又当时,为减函数,但中间不能用“”这个符号,故D错误.
故选:C
【变式3】函数的单调增区间为( )
A. B.
C.和 D.
【答案】C
【分析】令,根据二次函数的性质求出的单调区间,再由复合函数的单调性即可得函数的单调增区间.
【详解】设,则有且,
,则,
所以函数的定义域为:且,
由二次函数的性质可知的单调递增区间为:;单调递减区间为:和;
又因为在区间和上单调递减,
由复合函数的单调性可知:函数的单调增区间为:和.
故选:C.
【变式4】已知函数,若,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】构造,根据复合函数单调性得在上是减函数,利用单调性可得答案.
【详解】设,
为上为增函数,在上为减函数,
根据复合函数单调性得在上是减函数,
若,
则.
故选:C.
题型五 定义法证明函数单调性+最值/参数求解
答|题|模|板
一、定义法证明函数单调性:在区间;计算(或,统一符号便于判断);对差式进行化简,目标是转化为“可直接判断符号”的形;根据的条件,结合变形后的差式,判断的符号;明确函数在区间上的单调性
二、结合单调性求最值/参数范围:证明单调性后,可利用“单调函数在区间端点处取得最值”的性质求解最值,或根据单调性的约束条件求参数范围,核心是“单调性结论→不等关系→求解”。
易|错|点|拨
作差后变形不彻底,无法判号、求最值时忽略区间“开闭”、含参函数漏“恒成立”条件。
【典例1】(25-26高一上·新疆生产建设兵团第二中学·期中)已知函数满足:对任意,当时,都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用定义确定函数的单调性,再利用分段函数单调性,结合二次函数单调性列式求解.
【详解】对任意,当时,都有成立,则函数在上单调递增,
因此,解得,
所以实数的取值范围是.
故选:C
【典例2】(25-26高一上·湖北黄冈·期中)已知是定义在区间上的奇函数,且,若时,有.若对所有恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先判断的单调性,求得的最大值,化简不等式,利用构造函数法,结合一次函数的性质求实数取值范围.
【详解】已知在上是奇函数,且,对任意,有
因此在上严格递减,
由奇函数性质得,所以,
不等式等价于,
即,令,
当时,递减,最小值在处:
,
得或,结合得或,
当时,递增,最小值在处:
,
得或,结合得或,
当时,成立,取并集得:.
故选:A
【变式1】(25-26高一上·广东广州天天向上联盟·期中)已知定义域为的函数满足:,,,都有,且,若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造,根据题意分析可知在定义域内单调递增,且,对不等式整理可得,结合单调性运算求解即可.
【详解】构造,
因为,,,都有,
可得,可知在定义域内单调递增,
又因为,则,
对于,则,即,
可得,即,
所以实数的取值范围为.
故选:B.
【变式2】(24-25高一上·重庆西南大学附属中学校·)定义在上的函数,满足对任意,且,都有. 已知,则不等式的解集为 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】不妨设,则由,可得,构造函数,从而可得出函数的单调性,再根据函数的单调性解不等式即可.
【详解】由题意,不妨设,
则由,可得,
则,
所以,
令,则,
所以函数在上单调递减,
由,得,
由,得,
因为函数的定义域为,所以,
所以,即,
所以,解得,
所以不等式的解集为.
故选:A.
【变式3】(25-26高一上·广东江门鹤山纪元中学·期中)已知函数,其中a,b为常数,且,.
(1)求a,b的值;
(2)利用单调性的定义证明函数在区间上是减函数;
(3)求函数在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1);
(2)证明见解析;
(3)最大值为,最小值为.
【分析】(1)根据给定条件,列出方程组求解即得.
(2)利用减函数的定义推理得证.
(3)利用(2)的结论,求出函数在指定区间上的最值.
【详解】(1)函数,由,得,解得,
所以.
(2)由(1)得,任取,
则,
由,得,,,
则,即,
所以函数在区间上是减函数.
(3)由(2)得函数在区间上是减函数,
则当时,,当时,,
所以函数在区间上的最大值为,最小值为.
【变式4】(25-26高一上·广东广州第四中学·期中)已知函数,.
(1)判断函数的单调性,并用定义证明;
(2)解不等式:.
【答案】(1)增函数,证明见解析;
(2)
【分析】(1)任取且,通过作差、因式分解、判断差值符号,可证得函数在上的单调性;
(2)由已知条件可得出,结合(1)中的结论可解原不等式
【详解】(1)函数在区间上是增函数;
任取且,即,
,
因为,则,,
,即,
所以函数在区间上是严格增函数;
(2)由(1)可知函数在区间上是严格增函数,且,
因此由可得.
因此,不等式的解集为.
题型六 函数单调性、奇偶性与不等式结合的综合运用
答|题|模|板
单调性与奇偶性的核心作用:奇偶性定“对称”(将非对称区间的变量转化到对称区间,如f(-x)转化为±f(x));单调性定“大小”(去掉函数符号时保持不等号方向或反向)。结合不等式时,需先明确函数性质,再分步转化求解。核心解题思路是“性质转化→不等式化简→求解验证”,即先利用奇偶性转化变量范围,再结合单调性去掉函数符号,最终转化为常规不等式求解。
易|错|点|拨
忽略奇偶性对单调性的区间限制,盲目去符号、混淆奇函数与偶函数的单调性联动规律、含参函数未用奇偶性先定参,直接分析单调性、误用“f(0)=0”的条件,忽略奇函数在x=0处有定义。
【典例1】(25-26高一上·广东中山迪茵公学·期中)设偶函数的定义域为R, 当时,是减函数, 则的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由偶函数的性质和单调性可解.
【详解】因为是定义域为的偶函数,
所以,,
又当时,是减函数,,
所以.
故选:C.
【典例2】(25-26高一上·河北定州·调研)已知定义在上的偶函数满足:,都有,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据函数单调性定义以及函数奇偶性可得不等式,解不等式可得结论.
【详解】由得,则在上单调递增,
又由偶函数性质知,所以,
即,整理得,
解得或,
所以原不等式的解集为.
故选:C.
【变式1】(25-26高一上·北京第八中学·期中)已知定义在上的函数满足下列条件:①,②,③对,,当时,都有,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】依题意可得为偶函数且在上单调递减,即可得到函数的取值情况,再分类讨论即可.
【详解】由②,即,所以为偶函数;
由①,则;
由③对,,当时,都有,
可得在上单调递减,所以在上单调递增,
所以当时,当或时,
所以不等式,等价于或,
解得或,
即不等式的解集为.
故选:C
【变式2】(24-25高三上·河北部分校·)已知是定义在实数集上的函数,在内单调递增,,且函数关于点对称,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先根据的对称性判断出的奇偶性,再结合的单调性求解不等式的解集.
【详解】因为关于点对称,根据函数图象平移的性质,
函数的图象是由函数的图象向左平移1个单位得到的,
所以函数的图象关于原点对称,所以函数是奇函数,
所以且在内也单调递增.
当时,要使得不等式成立,则,
根据函数的单调性,可得或,
解得或,又,所以或;
当时,要使得不等式成立,则,
根据函数的单调性,可得或,
解得或,又,所以.
综上可得不等式的解集为.
故选:C.
【变式3】(25-26高一上·福建厦门外国语学校·期中)已知函数的定义域为,满足,且为奇函数,则一定有( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由得到,由为奇函数,得到,进而得到函数周期,即可求解.
【详解】因为函数为奇函数,则,
所以,
所以,
又,得,
所以,则,
则,
故函数是以为周期的周期函数,
因为函数为奇函数,则,
所以,
所以,
其它三个选项条件不足无法计算,
故选:A.
【变式4】(25-26高一上·江苏南通·期中)已知偶函数的定义域为,对任意的,都有不等式成立.设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用单调性定义确定函数单调性,再利用单调性、偶函数性质比较大小.
【详解】由对任意的,都有不等式,得函数在上单调递增,
由是R上的偶函数,得在上单调递减,而,
因此,所以的大小关系为.
故选:C
题型七 函数对称性与周期性
答|题|模|板
(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.
【典例1】(2024·湖南·高三校联考阶段练习)已知定义在上的函数和的导函数分别是和,若,,且是奇函数,则下列结论正确的是( )
A. B.的图像关于点对称
C. D.
【答案】ABD
【解析】因为是奇函数,所以.因为,所以,所以,则正确;
因为,所以,所以,
因为,所以,则的图像关于点对称,则B正确;
因为,所以,
所以(为常数),所以(为常数).
因为,所以.
令,得,所以,则.
因为是奇函数,所以,所以,
所以,所以,所以,
即是周期为4的周期函数.
因为,所以,所以,
所以,即是周期为4的周期函数.
因为,所以,,所以,,,则
,,
故,,即C错误,D正确.
故选:ABD.
【变式1】(多选题)(2024·河北·统考模拟预测)已知函数,的定义域均为,导函数分别为,,若,,且,则( )
A.4为函数的一个周期 B.函数的图象关于点对称
C. D.
【答案】ABC
【解析】由得,
由求导得,
又得,所以,
所以,所以,
所以,
所以4为函数的一个周期,A正确;
,故,
因此,
故函数的图象关于点对称,B正确,
在中,令
由得 为常数,故,
由函数的图象关于点对称,
,
因此,
所以由于的周期为4,所以的周期也为4,
由于,所以, ,
所以,故C正确,
由于
,故D错误,
故选:ABC
【变式2】(多选题)(2024·山东滨州·统考二模)函数在区间上的图象是一条连续不断的曲线,且满足,函数的图象关于点对称,则( )
A.的图象关于点对称 B.8是的一个周期
C.一定存在零点 D.
【答案】ACD
【解析】对于A,由于的图象关于点对称,所以,故,所以的图象关于点对称,故A正确,
由得,令所以,故为偶函数,又的图象关于点对称,所以,又,从而,
所以的图象关于对称,
对于C,在中,令,所以,由于在区间上的图象是一条连续不断的曲线,由零点存在性定理可得在有零点,故C正确
对于D,由于的图象关于对称以及得,又,所以,所以是周期为8的周期函数,,故D正确,
对于B,,所以8不是的周期,
故选:ACD
题型八 与幂函数有关的复杂函数的不等式解集或参数
答|题|模|板
1.幂函数与其他函数结合的不等式解集求解:先确定复合函数的定义域,再将不等式转化为“幂函数的最简不等式”,结合单调性求解。
2.含参幂函数的参数范围求解:先根据“幂函数定义”确定参数的初步范围,再结合单调性进一步缩范围。
3.含参幂函数不等式恒成立求参:将不等式转化为“参数与函数最值的关系”,如恒成立,等价于,再求参数。
易|错|点|拨
避坑关键:定义域优先、单调性分区间、参数分离看符号、平方保证非负。
【典例1】(25-26高一上·湖北襄阳第四中学·期中)已知幂函数在上是增函数,.若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据幂函数的概念和单调性求的值,再根据幂函数的单调性解不等式即可.
【详解】因为幂函数在上是增函数,
所以 ,所以.
又幂函数是定义在上的增函数,
所以 .
故选:C
【典例2】设函数,若关于x的不等式恒成立,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由函数的奇偶性及解析式可得,结合对应幂函数的单调性及奇函数的对称性得在R上为增函数,则恒成立,即可求范围.
【详解】∵,且定义域为R,
∴是奇函数,故等价于.
∵,则
∴,
当时,,易知在上单调递增,
结合奇函数对称性,知在R上为增函数,故恒成立,
∴,得.
故选:D
【变式1】(24-25高三上·辽宁丹东敬业实验高级中学·期中)已知函数,对于任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】令,原不等式可转化为,根据函数的单调性和奇偶性解不等式即可求解.
【详解】令,则,
所以不等式可化为,
即,因为是奇函数且在上单调递增,
所以,则,
所以在上恒成立,则,
即实数的取值范围是.
故选:A
【变式2】(21-22高一上·上海徐汇中学·月考)①函数值域为;②函数为偶函数;③函数在上恒成立;④若任意都有.已知函数:①;②;③;④.其中同时满足以上四个条件的函数有( )个
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】分别作出①;②;③;④四个函数的图象,再根据图象逐一判断四个函数是否满足①②③④四个条件即可求解.
【详解】分别作出①;②;③;④四个函数的图象:
由图知,四个函数的值域都是都满足①;
由图知:①;②;③图象关于轴对称,都是偶函数,④的定义域为不关于原点对称,既不是奇函数也不是偶函数,故④不满足条件②;排除函数④;
条件③:函数在上恒成立;由函数单调性的定义可知:函数在上单调递增,由四个函数图象可知,①,③,④满足条件③,函数②不满足条件③,排除函数②;
对于条件④:
函数①:如图任意都有,故函数①满足条件④,
函数③:如图任意都有,故函数③满足条件④,
所以同时满足以上四个条件的函数有函数①、函数③,共有个,
故选:C
【变式3】在这四个函数中,当时,使恒成立的函数个数是( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】由不等式的几何意义知,符合条件的函数图象必是上凸的,再对四个函数图象进行一一验证.
【详解】由不等式的几何意义知,符合条件的函数图象必是上凸的,
函数的图象在是下凸的,故不满足;
函数的图象在是下凸的,故不满足;
函数的图象在是上凸的,故满足;
函数的图象在是上凸的,故满足;
故选B.
【点睛】本题考查上利用数形结合思想求解问题,理解不等式所表达的图象特征是快速求解本题的关键,考查逻辑推理能力和直观想象能力.
【变式4】已知函数,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】是上的奇函数且在上递减,即可将原不等式等价转化为,求解即可.
【详解】由于的定义域为,且,故是奇函数,
又因为均为在上的减函数,
则在上单调递减.
从而不等式等价于,即.
此即,即,解得.
故选:B.
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(25-26高三上·江苏镇江第一中学、镇江中学·)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先求出函数的定义域,令,将两边平方,求出取值范围,再由,即可求出的取值范围.
【详解】令,则,解得,
所以函数的定义域为,
则,令,
因为,所以,
所以
则,所以,
显然,所以,即该函数的值域为.
故选:D
2.(17-18高一·四川眉山眉山中学·月考)已知函数,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】采用换元法,令,结合函数定义域对进行分类讨论,求出值或范围,反算对应值即可.
【详解】令,则,当时,, 或(舍去),
则若,则;若,则,无解,
当时,成立,由,即,解得,或解得,
综上可知得的范围是或.
故选:A.
3.(25-26高一上·河南名校大联考·期中)已知是定义在上的奇函数,且在上单调递增,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由奇函数的性质得,由在上单调递增得时,;时,;结合不等式及一元二次不等式的解法,利用符号法求解即可.
【详解】由函数是定义在上的奇函数,则,
令得,所以,
又在上单调递增,所以时,;当时,;
等价于或,
所以或,所以或,
则不等式的解集为.
故选:D.
4.(17-18高一上·陕西西安第一中学·期中)已知,若,则下列各式中正确的是( ).
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据在上递增判断即可.
【详解】解:因为函数在上是增函数,
所以在上是增函数,
又,
.
故选:.
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(25-26高一上·江苏盐城五校联考·期中)已知实数,函数若,则的值为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【分析】根据给定的分段函数,按分段判断代入列式求解.
【详解】当时,,,由,
得,解得,则;
当时,,,由,
得,解得,矛盾,无解,
所以的值为.
故选:A
2.(21-22高一上·江苏常州第一中学·期中)若函数则,该函数的单调递减区间是( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先利用二次函数的性质判断的区间单调性,再由根式的性质及复合函数的单调性判断确定的递减区间即可.
【详解】令,若,可得,
∴在上递增,在上递减;
又在定义域上为递减,
∴在上递减.
故选:D
3.(25-26高一上·山东青岛第十九中学·期中)设是定义在上的奇函数,对任意的满足且,则不等式的解集为( ).
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题意可设,结合的奇偶性判断的奇偶性,再结合题设判断的单调情况,进而结合不等式,讨论的正负,结合的单调性,分类求解,即可得答案.
【详解】由题意可设,因为是定义在上的奇函数,
则,所以是定义在上的偶函数.
对任意,满足,即,
,即函数在上单调递减,
又是偶函数,故在上单调递增,且,
当时,,即,即,
;
当时,,即,即,
,
综上,不等式的解集为.
故选:C.
4.(25-26高一上·天津宁河区芦台第二中学·期中)已知函数,且.
(1)求实数的值;
(2)根据函数单调性的定义证明在区间上单调递增;
(3)若,求的最大值和最小值
【答案】(1);
(2)证明见解析.
(3),.
【分析】(1)由,代入函数解析式,求实数m的值;
(2)定义法证明的单调性;
(3)由函数单调性求区间内函数的最值.
【详解】(1)由,得;
(2)由(1)可知,,
任取,则,
,,有,即,
所以在区间上单调递增.
(3)由二次函数的性质,在上单调递减,在上单调递增,
,,,
所以时,,
.
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(23-24高一上·浙江宁波镇海中学·期中)函数的值域为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由已知得,平方化简得,则,解不等式组可求得结果.
【详解】由,得或,则函数定义域为,
由,得,
所以,得,
显然,所以,
所以,
由,得,
所以,所以,
,解得或,
由,得,,解得,
由,得,,解得,
综上,或,
所以函数的值域为,
故选:D
2.(19-20高一上·安徽合肥一六八中学·期末)已知函数在上是增函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】先考虑函数在上是增函数,再利用复合函数的单调性得出求解即可.
【详解】设函数
在上是增函数
,解得
故选:A
【点睛】本题主要考查了由复合函数的单调性求参数范围,属于中档题.
3.(22-23高一下·云南红河哈尼族彝族·期末)函数的定义域为R,为偶函数,且,当时,,则下列说法正确的是( ).
A.在上单调递增
B.
C.若关于x的方程在区间上的所有实数根之和为,则
D.函数有2个零点
【答案】BD
【分析】先根据题干中的轴对称,点对称的条件可以推出周期性,奇偶性,A选项根据奇偶函数的性质结合周期性判断,B选项,由于函数的周期性可将待求表达式分组求和,CD选项需借助画出的图像,数形结合来处理.
【详解】由于为偶函数,则关于对称,则,故,
结合可得,,用取代,得到,
用取代,得到,于是的周期为,
由可得,结合可得,故为奇函数.
A选项,根据幂函数的性质,在上递增,根据奇函数性质,在上递增,
又关于对称,则在上递减,又的周期为,故在上递减,A选项错误;
B选项,奇函数的定义域为,故,由于的周期为,故,
由,取得到,取,得到,
故,由于的周期为,故
C选项,先作出在上的图像,
若时,横坐标交点之和为,
若时,横坐标交点之和为
若,根据的对称性可得,交点的横坐标之和为,
故,除了交点之外,根据对称性,其余四个点的横坐标之和为:,
设的横坐标为,则,解得,当时,,,
根据周期性,,C选项错误;
D选项,在同一坐标系下作出和的图像如下,由图像可知有两个交点,故有2个零点,D选项正确.
故选:BD
【点睛】本题综合考察了幂函数的性质,抽象函数中,点对称,轴对称,周期性,奇偶性的推导,由此可作出函数图像,数形结合是解题的关键.
4.(25-26高一上·北京十一实验中学·)已知函数.
(1)判断在区间上的单调性并用定义法证明;
(2)求出该函数在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1)单调递增,证明见解析;
(2)最大值为,最小值为1.
【分析】(1)在上任取两个数,且,计算与0的大小,利用单调性定义得解;
(2)由(1)的结论可知为最小值,为最大值,利用求出和,即得函数在区间上的最大值和最小值.
【详解】(1)在上任取两个数,且,
,,,
,
,,,
,,在区间上单调递增.
(2)在区间上单调递增,
在区间上为增函数,
在时,取最小值,且最小值为,
在时,取最大值,且最大值为.
1 / 44
学科网(北京)股份有限公司
$