内容正文:
作业(六) 函数的基本性质
函数的基本性质
1.函数的单调性
增函数
减函数
设函数f(x)的定义域为D,区间I⊆D,如果∀x1,x2∈I
当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就称f(x)在区间I上单调递增,I叫做f(x)的递增区间
当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就称f(x)在区间I上单调递减,I叫做f(x)的递减区间
前提
一般地,设函数y=f(x)的定义域为D,如果存在实数M满足
条件
∀x∈D,都有f(x)≤M;
∃x0∈D,使得f(x0)=M
∀x∈D,都有f(x)≥M;
∃x0∈D,使得f(x0)=M
结论
那么称M是函数f(x)的最大值
那么称M是函数f(x)的最小值
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果∀x∈D,都有-x∈D,且f(-x)=f(x),那么函数f(x)的就叫做偶函数
关于y
轴对称
奇函数
一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果∀x∈D,都有-x∈D,且f(-x)=-f(x),那么函数f(x)就叫做奇函数
关于原
点对称
设f(x),g(x)的定义域分别为D1,D2,那么在它们的公共定义域上,有下面结论:
f(x)
g(x)
f(x)+g(x)
f(x)-g(x)
f(x)·g(x)
f(g(x))
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
奇函数
不能确定
不能确定
奇函数
偶函数
奇函数
偶函数
不能确定
不能确定
奇函数
偶函数
奇函数
奇函数
奇函数
奇函数
偶函数
奇函数
(1)若0在奇函数f(x)的定义域中,则f(0)=0.
(2)若f(x)为偶函数,则f(x)=f(|x|).
(3)奇函数在关于原点的对称区间上单调性相同,偶函数在关于原点的对称区间上单调性相反.
1.下列函数在[2,+∞)上单调递增的是( )
A.f(x)=-x+1
B.f(x)=2
C.f(x)=
D.f(x)=x2-2x-3
2.(2025·承德一中高一期中) 已知函数f(x)为奇函数,且当x>0时,f(x)=x2-1,则f(-2)=( )
A.- B.-
C.-3 D.3
3.函数f(x)=-2x在区间[1,2]上的最小值是( )
A.- B.
C.1 D.-1
4.已知f(x)是定义在R上的偶函数,当x∈(-∞,0)时,f(x)=-x2+2x,则当x∈(0,+∞)时,f(x)=( )
A.-x2-2x B.-x2+2x
1.若定义在R上的函数f(x)在(-∞,0]上单调递减,且f(x)为偶函数,则不等式f(2x+3)>f(x+1)的解集为( )
A.(-∞,-2)∪
B.(-∞,-4)∪
C.
D.
2.(多选)已知f(x)是定义在R上的偶函数,当x≥0时,f(x)=x-x2,则下列说法正确的是( )
A.f(-1)=0
B.f(x)的最大值为
C.f(x)在(-1,0)上单调递增
D.f(x)>0的解集为(-1,1)
3.已知函数f(x)=x,则下列结论正确的是( )
A.f(x)是偶函数,递增区间是
B.f(x)是偶函数,递减区间是
C.f(x)是奇函数,递减区间是
4.(开放创新)已知函数f(x)=ax+,使f(x)在(0,+∞)上为增函数的a与b组成的有序实数对为(a,b),则(a,b)可以是________.(写出一个符合题意的有序实数对即可)
5.已知函数f(x)=是定义在R上的偶函数,则a+b=__________;若对于任意的x∈[-2,2],不等式f(x)<c恒成立,则实数c的取值范围为________.
6.已知函数f(x)=是定义在[-2,2]上的奇函数,且f(1)=.
(1)求实数a,b的值;
(2)判断f(x)在[-2,2]上的单调性,并用定义证明;
(3)设g(x)=kx2+2kx+1(k≠0),若对任意的x1∈[-2,2],总存在x2∈[-1,2],使得f(x1)=g(x2)成立,求实数k的取值范围.
1.(多选)(2025·全国二卷)已知f(x)是定义在R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=(x2-3)ex+2,则( )
A.f(0)=0
B.当x<0时,f(x)=-(x2-3)e-x-2
C.f(x)≥2当且仅当x≥
D.x=-1是f(x)的极大值点
2.(2024·天津卷)下列函数是偶函数的是( )
A.f(x)=
B.f(x)=
C.f(x)=
D.f(x)=
3.(2021·全国乙卷)设函数f(x)=,则下列函数中为奇函数的是( )
A.f(x-1)-1 B.f(x-1)+1
C.f(x+1)-1 D.f(x+1)+1
4.(2024·上海卷)已知f(x)=x3+a,且f(x)是奇函数,则a=________.
易错一 求单调区间时,忽视定义域而致误
[示例1] 若函数f(x)=,则函数f(x)的单调递增区间为________;单调递减区间为________.
研究函数的性质,应先确其定义域(定义域优先),复合函数的单调性“同增异减”.
易错二 因忽视分界点满足的条件而致误
[示例2] 已知函数f(x)=且f(x)在定义域上是单调函数,则实数t的取值范围为( )
A.(-∞,-1] B.(1,5)
C.(-1,2) D.(-1,+∞)
若分段函数在各段上有相同的单调性,要使此分段函数具有单调性,关键使分界段满足单调函数的定义.
若f(x)=)的图象如图(1)时应满足f1(x0)≤f2(x0);
若f(x)=)的图象如图(2)时应满足f1(x0)≥f2(x0).
作业(六) 函数的基本性质 答案
[基础演练]
1.D f(x)=-x+1在[2,+∞)上单调递减,A错误;f(x)=2在[2,+∞)上为常函数,B错误;f(x)=在[2,+∞)上单调递减,C错误;f(x)=x2-2x-3为二次函数,其图象开口向上,对称轴为x=1,所以f(x)=x2-2x-3在[2,+∞)上单调递增,D正确.故选D.
3.A 易知函数f(x)=-2x在[1,2]上单调递减,所以f(x)在[1,2]上的最小值为f(2)=-4=-.故选A.
4.A 当x∈(0,+∞)时,-x∈(-∞,0),则f(-x)=-x2-2x①.又因为f(x)是定义在R上的偶函数,所以f(-x)=f(x)②.所以由①②得,当x∈(0,+∞)时,f(x)=-x2-2x.故选A.
[综合演练]
1.A 因为f(x)是定义在R上的偶函数,且该函数在(-∞,0]上单调递减,所以函数f(x)在[0,+∞)上单调递增,由f(2x+3)>f(x+1)可得f(|2x+3|)>f(|x+1|),所以|2x+3|>|x+1|,即|2x+3|2>|x+1|2,即(x+2)(3x+4)>0,解得x<-2或x>-.故选A.
2.AB 因为f(x)是定义在R上的偶函数,所以f(-1)=f(1)=1-1=0,A正确;当x≥0时,f(x)=x-x2=-2+,函数f(x)在上单调递增,在上单调递减,最大值为,又偶函数在对称区间上单调性相反,最值相同,则函数f(x)在上单调递增,在上单调递减,故B正确,C错误;因为f(0)=0,所以f(x)>0的解集为(-1,0)∪(0,1),D错误.故选AB.
3.C f(-x)=-x(|-x|-4)=-x(|x|-4)=-f(x),定义域是R,
故f(x)是奇函数,
当x>0时,f(x)=x2-4x,对称轴是x=2,
故f(x)在上单调递减,在上单调递增,
根据函数的对称性,得f(x)在上单调递增,在上单调递减.故选C.
4.解析 当a>0时,y=ax在(0,+∞)上为增函数,当b<0时,y=在(0,+∞)上为增函数,故当a>0,b<0时,f(x)=ax+(ab≠0)在(0,+∞)上为增函数,故a可取1,b可取-1,故答案可以为(1,-1).
答案 (1,-1)(答案不唯一)
5.解析 由题意,函数f(x)=是定义在R上的偶函数,可得f=f(x),不妨设x>0,则-x<0,所以-2-b=ax2+4x,即-x2+bx=ax2+4x,可得a=-1,b=4,所以a+b=3.所以函数f(x)=作出函数y=f(x)的图象,如图所示,可知函数y=f(x)的最大值为f=f=4,要使得对于任意的x∈,不等式f(x)<c恒成立,则c>4,所以实数c的取值范围为(4,+∞).
答案 3 (4,+∞)
6.解析 (1)因为函数f(x)=是定义在[-2,2]上的奇函数,所以f(0)==0,所以b=0,又f(1)==,所以a=4,所以f(x)=.
(2)f(x)在[-2,2]上单调递增,证明如下:
任取-2≤x1<x2≤2,
f(x1)-f(x2)=-
=
=
=
=,
其中x1x2-4<0,x2-x1>0,
所以f(x1)-f(x2)<0⇒f(x1)<f(x2),
故f(x)在[-2,2]上单调递增.
(3)由于对任意的x1∈[-2,2],总存在x2∈[-1,2],使得f(x1)=g(x2)成立,
所以f(x)的值域为g(x)的值域的子集.
而由(2)知,f(x)∈.
当k>0时,g(x)在[-1,2]上单调递增,
g(x)∈[1-k,8k+1],
当k<0时,g(x)在[-1,2]上单调递减,
g(x)∈[8k+1,1-k],
所以即k≤-.
综上,k≤-或k≥.
故若对任意的x1∈[-2,2],总存在x2∈[-1,2],使得f(x1)=g(x2)成立,则实数k的取值范围为∪.
[真题体验]
1.ABD 对A,因为f(x)是定义在R上奇函数,则f(0)=0,故A正确;
对B,当x<0时,-x>0,则f(x)=-f(-x)=-[((-x)2-3)e-x+2]=-(x2-3)e-x-2,故B正确;
对C,f(-1)=-(1-3)e-2=2(e-1)>2, 故C错误;
对D,当x<0时,f(x)=(3-x2)e-x-2,则f′(x)=-(3-x2)e-x-2xe-x=(x2-2x-3)e-x,
令f′(x)=0,解得x=-1或3(舍去),
当x∈(-∞,-1)时,f′(x)>0,此时f(x)单调递增,
当x∈(-1,0)时,f′(x)<0,此时f(x)单调递减,
则x=-1是f(x)的极大值点,故D正确;故选ABD.
2.B 解法一 对于A,定义域为R,f(-x)==≠f(x),故f(x)不是偶函数;对于B,f(-x)===f(x),故f(x)是偶函数;对于C,f(x)的定义域为{x|x≠-1},不关于原点对称,故f(x)不是偶函数;对于D,定义域为R,f(-x)===-=-f(x),故f(x)是奇函数.故选B.
解法二 (特殊值法) 对于A,f(1)==,f(-1)==,f(1)≠f(-1),故f(x)不是偶函数;对于B,f(-x)===f(x),故f(x)是偶函数;对于C,f(x)的定义域为{x|x≠-1},不关于原点对称,故f(x)不是偶函数;对于D,f(π)==,f(-π)==,f(π)≠f(-π),故f(x)不是偶函数.故选B.
解法三 (性质法) 易知y=x2+1与y=e|π|均为偶函数,且恒为正.
对于A,由于y=ex-x2是非奇非偶函数,所以f(x)也是非奇非偶函数;对于B,y=cos x+x2是偶函数,所以f(x)是偶函数;对于C,易知f(x)的定义域不关于原点对称,所以f(x)是非奇非偶函数;对于D,y=sin x+4x是奇函数,所以f(x)是奇函数.故选B.
3.B f(x)=-1+,其图象的对称中心为(-1,-1),将y=f(x)的图象沿x轴向右平移1个单位,再沿y轴向上平移1个单位可得函数f(x-1)+1的图象,且该图象关于点(0,0)对称,所以函数f(x-1)+1是奇函数.故选B.
4.解析 解法一 因为f(x)是奇函数,所以f(-x)=-f(x),即(-x)3+a=-(x3+a),得a=0.
解法二 因为f(x)是奇函数,所以f(0)=a=0.经检验,a=0符合题意.
答案 0
[易误警示]
[示例1] [解析] 由题意得x2-2x-3≥0,解得x≤-1或x≥3,所以f(x)的定义域为(-∞,-1]∪[3,+∞).函数f(x)=可以看作由y=,t=x2-2x-3复合而成.因为y=单调递增,t=x2-2x-3在(-∞,-1]上单调递减,在[3,+∞)上单调递增,所以f(x)在(-∞,-1]上单调递减,在[3,+∞)上单调递增.故f(x)的单调递增区间为[3,+∞),单调递减区间为(-∞,-1].
[答案] [3,+∞) (-∞,-1]
[示例2] [解析] 由于函数y=x+1在定义域上单调递增,所以函数f(x)在定义域上是单调递增函数.
当t=0时,函数f(x)=在定义域上不单调,不符合题意;当t≠0时,函数y=tx2+x+2图象的对称轴为x=-,当t>0时,函数y=tx2+x+2在区间上单调递减,不符合题意,当t<0时,函数y=tx2+x+2在区间上单调递增,要使函数f(x)在定义域上单调递增,则需t+1≥t3+t+2,即t3≤-1,解得t≤-1.故实数t的取值范围为(-∞,-1].故选A.
[答案] A
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