内容正文:
训练5 函数的性质
一、单项选择题
1.(2023·扬州模拟)下列函数中,在定义域内既是奇函数又是增函数的是( )
A.y=- B.y=x-sin x
C.y=tan x D.y=x3-x
答案 B
解析 y=-是奇函数,但在整个定义域内不是增函数,故A错误;
y=x-sin x,因为y′=1-cos x≥0,x∈R,
所以在定义域上是增函数且是奇函数,故B正确;
y=tan x在定义域上是奇函数但不是单调函数,故C错误;
y=x3-x在R上是奇函数但不是单调函数,故D错误.
2.函数f(x)=的部分图象大致为( )
答案 B
解析 f(-x)==-f(x),故f(x)为奇函数,排除D;
f(1)=0,排除A;
当0<x<1时,ln|-x|<0,x>sin x,
故有f(x)<0,排除C.
3.(2023·大连模拟)已知函数f(x)=sin x-ax,对于任意实数x1,x2,且x1≠x2,都有<0,则a的取值范围为( )
A.a≤-1 B.a>1
C.a<-1 D.a≥1
答案 D
解析 由题意知,f(x)在定义域内单调递减,
∴f′(x)=cos x-a≤0在x∈R上恒成立,即cos x≤a在x∈R上恒成立,
∴a≥1.
4.(2023·保定模拟)已知奇函数f(x)的定义域为[-3,3],若对任意的x1,x2∈[0,3],当x1<x2时,x1f(x1)-x2f(x2)>x-x恒成立,则满足不等式af(a)+(3-a)f(a-3)<6a-9的a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
答案 C
解析 令函数g(x)=xf(x)-x2,x∈[-3,3].
因为f(x)为奇函数,所以f(-x)=-f(x),
g(-x)=-xf(-x)-(-x)2=xf(x)-x2
=g(x),所以g(x)为偶函数.
因为对任意的x1,x2∈[0,3],当x1<x2时,
x1f(x1)-x2f(x2)>x-x恒成立,
即x1f(x1)-x>x2f(x2)-x恒成立,
即g(x1)>g(x2),
所以g(x)在[0,3]上单调递减,
所以g(x)在[-3,0]上单调递增.
又因为af(a)+(3-a)f(a-3)<6a-9,
所以af(a)-a2<(a-3)f(a-3)-(a-3)2,
即g(a)<g(a-3),
所以即
解得<a≤3,
故满足不等式的a的取值范围为.
二、多项选择题
5.函数f(x)为定义在R上的偶函数,且满足f(2+x)=f(2-x),若当x∈[0,2]时,f(x)=3x+2x-1,则下列结论正确的是( )
A.f(x)的周期为4
B.f(x)在[-4,-2]上单调递减
C.f(x)关于直线x=-2对称
D.f(2 025)=4
答案 ACD
解析 由f(x)=f(-x),f(2+x)=f(2-x)⇒f(x+2)=f(x-2),所以f(x+4)=f(x+2-2)=f(x),即f(x+4)=f(x),故函数f(x)是周期为4的周期函数,选项A正确;当x∈[0,2]时,f(x)=3x+2x-1,则f(x)在[0,2]上单调递增,所以f(x)在[-4,-2]上单调递增,故选项B错误;因为f(x)为周期为4的偶函数,所以f(x)的图象关于直线x=-2对称,故选项C正确;因为函数f(x)是周期为4的偶函数,则f(2 025)=f(506×4+1)=f(1)=3+2-1=4,故选项D正确.
6.(2023·泰安模拟)关于函数f(x)=,下列说法正确的是( )
A.f(x)有且仅有一个零点
B.f(x)在(-∞,1),(1,+∞)上单调递减
C.f(x)的定义域为{x|x≠1}
D.f(x)的图象关于点(1,0)对称
答案 ABC
解析 令f(x)=0,即=0,解得x=-,
所以f(x)有且仅有一个零点,故A正确;
函数f(x)==3+(x≠1),
因为y=在(-∞,1),(1,+∞)上单调递减,
所以函数f(x)在(-∞,1),(1,+∞)上单调递减,故B正确;
函数f(x)的定义域为{x|x≠1},故C正确;
因为函数y=的图象关于点(1,0)对称,
所以函数f(x)=3+的图象关于点(1,3)对称,故D错误.
三、填空题
7.已知函数f(x)同时满足下列条件:①f(x)的定义域为(-∞,+∞);②f(x)是偶函数;③f(x)在(0,+∞)上单调递减,则f(x)的一个解析式是________.
答案 f(x)=-x2(或f(x)=-|x|,答案不唯一)
解析 根据题意,可知函数f(x)同时满足三个条件,
若f(x)=-x2,则f(x)为二次函数,定义域为(-∞,+∞),开口向下,对称轴为x=0,是偶函数,且在(0,+∞)上单调递减,故同时满足三个条件,
所以f(x)的一个解析式是f(x)=-x2;
若f(x)=-|x|=则此时函数的定义域为(-∞,+∞),根据一次函数和分段函数,可知f(x)=-|x|是偶函数,且在(0,+∞)上单调递减,
故同时满足三个条件,
所以f(x)的一个解析式是f(x)=-|x|.
8.(2023·苏州模拟)设f(x)是定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数,对任意的x1,x2∈(0,+∞),x1≠x2,满足>0,若f(2)=4,则不等式f(x)->0的解集为______________.
答案 (-2,0)∪(2,+∞)
解析 令F(x)=xf(x),由f(x)是定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数,
可得F(x)是定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的偶函数,
由对任意的x1,x2∈(0,+∞),x1≠x2,满足>0,
可得F(x)=xf(x)在(0,+∞)上单调递增,
由f(2)=4,可得F(2)=8,
所以F(x)在(-∞,0)上单调递减,且F(-2)=8,
不等式f(x)->0,即为>0,
即>0,
可得或
即或
解得x>2或-2<x<0.
四、解答题
9.设函数f(x)是定义在R上的奇函数,对任意实数x有f =-f 成立.
(1)证明y=f(x)是周期函数,并指出其周期;
(2)若f(1)=2,求f(2)+f(3)的值.
(1)证明 由f =-f ,
且f(-x)=-f(x),
知f(3+x)=f
=-f =-f(-x)=f(x),
所以y=f(x)是周期函数,且T=3是其一个周期.
(2)因为f(x)为定义在R上的奇函数,
所以f(0)=0,且f(-1)=-f(1)=-2,
又T=3是y=f(x)的一个周期,
所以f(2)+f(3)=f(-1)+f(0)=-2+0=-2.
10.(2024·山东师大附中模拟)函数f(x)=为R上的奇函数,若f(x)=k在(-∞,0)上有解,求实数k的取值范围.
解 由题意,函数f(x)=为R上的奇函数,
令x=0,得f(0)==0,
即m+m-2=0,
解得m=1,即f(x)=,
又由k=f(x)===1-,
因为x∈(-∞,0),所以1<2x+1<2,
所以1>>,可得-1<f(x)<0,
所以k∈(-1,0),即实数k的取值范围是(-1,0).
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