内容正文:
专题01 函数性质综合:奇偶、周期、对称与单调性应用
目 录
模块一、解题方法总述
模块二、压轴题型专练
题型01 函数的单调性及其应用
题型02 函数的奇偶性及其应用
题型03 利用函数的单调性与奇偶性比较大小
题型04 利用函数的单调性与奇偶性解抽象不等式
题型05 函数的周期性及其应用
题型06 函数的对称性及其应用
题型07 函数的对称性与周期性综合
题型08 抽象函数的性质
题型09 原函数与导数的对称性综合
模块三、综合实战演练
一、利用函数的单调性与奇偶性解抽象不等式优先策略:
1.若函数在定义域上单调递增,且,则.
2.若函数在定义域上单调递减,且,则.
3.已知函数为定义域在上的偶函数.
(1)若在上单调递增,且,则.
(2)若在上单调递减,且,则.
4. 已知函数为定义域在上的奇函数,
(1)在上单调递增,且,则.
(2)在上单调递减,且,则.
5.注意讨论、.
二、函数对称性的重要结论
(1)若函数满足,则函数关于对称.
(2)若函数满足,则函数关于对称.
(3)若函数满足,则函数关于对称.
(4)若函数满足,则函数关于对称.
(5)若函数满足,则函数关于对称.
三、函数周期性的重要结论
一般地,对于函数,如果存在一个非零常数,使得当取定义域内的每一个值时,都成立,那么就把函数称为周期函数,非零常数叫做这个函数的周期.
由周期函数的定义可知,周期并不唯一.若所有的周期中存在一个最小的正数,我们便称它为函数的最小正周期.
①若函数满足,则函数的周期.
②若函数满足,则函数的周期.
③若函数满足,则函数的周期.
④若函数满足,则函数的周期.
⑤若函数满足,则函数的周期.
四、函数周期性、奇偶性、对称性的重要技巧
(1)已知函数为偶函数,关于直线对称,则周期.
(2)已知函数为奇函数,关于直线对称,则周期.
(3)已知函数为偶函数,关于点对称,则周期.
(4)已知函数为奇函数,关于点对称,则周期.
题型01 函数的单调性及其应用
1.下列函数中,在区间上单调递减的是( )
A. B. C. D.
2.已知函数 在上单调递减,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.已知函数,则的解集为( )
A. B.
C. D.
4.函数的单调递增区间是________.
5.函数在区间上是减函数,则实数a的取值范围是_______.
1. 判定单调性(定义法唯一核心)
① 设:任取定义域,且;
② 拆:将按抽象函数运算形式拆分(加法型拆,乘法型拆);
③ 作差/作商:求(常用)或(适用于恒正/恒负函数);
④ 定号:结合已知条件判断差/商的符号,得出单调性。
2. 单调性应用
- 求最值:闭区间上单调函数的最值在区间端点取到;
- 求范围:利用单调性将函数值大小转化为自变量大小,结合定义域求解。
3.关键注意
拆分时需贴合抽象函数的运算形式,避免无意义变形。
题型02 函数的奇偶性及其应用
1.若函数且为偶函数,则( )
A. B. C. D.
2.已知某函数的部分图象如图所示,则该函数的解析式可能为( )
A. B.
C. D.
3.已知是定义在上的奇函数,且当时,,则( )
A.当时,
B.曲线在处的切线过点
C.函数有5个零点
D.若对任意,恒成立,则实数的取值范围是
4.已知是定义在上的偶函数,当时,,则当时,的解析式为_____.
5.已知定义域为R的函数满足与恒成立,若与任意定义域为R的奇函数均有交点,则__________.
1. 判定奇偶性(赋值法核心,3步走)
① 验定义域:定义域关于原点对称是前提,不对称直接非奇非偶;
② 求:定义域含0时,令赋值,绝大多数情况(奇函数)或常数(偶函数);
③ 证关系:令替换原式,联立的结果,推与的关系(偶函数,奇函数)。
2. 奇偶性应用
- 转化函数式:将转化为,消去负号(如偶函数/奇函数);
- 求特殊值:利用,由已知值求对称值(如已知,奇函数得)。
3.关键注意
无时(定义域不含0),直接令推导即可,勿强行求。
题型03 利用函数的单调性与奇偶性比较大小
1.定义在上的函数满足以下条件:①;②对任意,当时都有.则的大小关系是( )
A. B.
C. D.
2.已知函数是定义在R上的偶函数,且在上是减函数,则的大小关系是( )
A. B.
C. D.
3.已知函数的定义域为,图象关于y轴对称,导函数为,且当时,,设,则下列大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
4.设是定义在上的偶函数,且它在上单调递增,若,,,则,,的大小关系是( ).
A. B. C. D.
5.已知定义在上的函数是偶函数,,则的大小关系是(用“”连接)__________.
1.核心考点:结合奇偶性将自变量转化到同一单调区间,再用单调性比较解题技巧(四步标准化)
①去负号:利用奇偶性,将所有自变量的负号消去(如偶函数/奇函数);
②定区间:判断转化后所有自变量是否在同一单调区间内;
③比大小:比较单调区间内自变量的大小;
④推函数值:根据单调性,将自变量大小转化为函数值大小(增函数:自变量大→函数值大;减函数相反)。2.关键注意
若有绝对值,优先用偶函数性质转化(),绝对值可直接将自变量转化到非负区间。
题型04 利用函数的单调性与奇偶性解抽象不等式
1.已知奇函数在定义域上单调递增,,则使得不等式成立的实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
2.已知函数,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
3.已知函数是奇函数,且,则( )
A.
B.
C.在R上单调递增
D.若对任意实数,不等式恒成立,则
4.已知函数,则不等式的解集为_______.
5.已知函数则的解集是___________________.
1.核心考点:抽象不等式的核心是去符号,唯一依据是单调性,奇偶性为辅助转化
①移项:将不等式变形为的标准形式(一边一个,无其他常数/项);
②去负号:利用奇偶性消去中的负号,转化为(偶函数优先用此方法,简化计算);
③定单调:明确在对应区间的单调性(核心,无单调性无法去);
④去符号:根据单调性转化为自变量不等式(增:;减:),带绝对值直接保留(如);
⑤验定义域:添加均在函数定义域内的限制条件,联立求解最终解集。
2.关键注意
定义域验证是必做步骤,忽略会导致漏解/错解,此为高频易错点。
题型05 函数的周期性及其应用
1.已知是定义在上且周期为2的奇函数,当时,,则( )
A. B.1 C. D.
2.已知是定义域为的奇函数,满足,若,则( )
A.50 B.2 C.0 D.
3.设是定义在上且周期为2的偶函数,当时,,则( )
A. B. C. D.
4.已知是定义域为的奇函数,且以1为周期,则在区间内至少有___________个零点.
5.已知函数是定义在上的偶函数,且,当时,,则_____________.
1. 判定周期性(抓特征式,直接定周期)
已知抽象函数恒等式,变形为形式,直接得周期,核心特征式:
- →周期;
- /→周期;
- →周期。
2. 周期性应用
核心:大自变量化小,利用周期,将转化为(),使落在已知函数值/性质的区间内,再求解。
3.关键注意
周期性判定需恒等变形,确保等式两边仅为和,无其他项。
题型06 函数的对称性及其应用
1.已知函数的图象关于坐标原点对称,则的值为( )
A.20 B.50 C.70 D.90
2.已知定义在R上的奇函数满足,当时,,则,,间的大小关系为( ).
A. B. C. D.
3.设是定义在上的奇函数,,,则( )
A. B.0 C.1 D.2
4.设实数满足:函数图象的对称中心为,则________.
5.在平面直角坐标系中,已知函数的图像既关于点中心对称,又关于直线对称.若,则的值为_____.
1. 判定对称性(抓特征式,直接定对称中心/对称轴)
① 轴对称:→对称轴为;特殊:/,均为;
② 中心对称:→对称中心为;特殊:/,均为;
③ 特殊对称:→对称轴(偶函数);→对称中心(奇函数)。
2. 对称性应用
- 求函数值:利用对称性,由求对称点的函数值(如与关于对称,则);
- 转化函数式:将自变量转化到对称区间,结合其他性质求解。
3.关键注意
轴对称是函数值相等,中心对称是函数值和为定值,勿混淆特征式。
题型07 函数的对称性与周期性综合
1.已知定义在上的函数满足,,当时,,则方程所有根之和为( )
A. B. C. D.
2.已知函数及其导函数的定义域均为,记.若,为偶函数,则下列结论中正确的是( )
A. B.
C. D.
3.已知函数是定义在上的偶函数且在区间上单调,函数的图象关于点中心对称,则以下说法正确的是( )
A.
B.若,则
C.若在区间上是增函数,则在区间上是增函数
D.若,则在区间上的零点之和为0
4.已知函数的图象连续不断,且,均有,,当时,,若,则( )
A.的图象关于直线对称 B.的图象关于点对称
C. D.
5.已知定义在上的奇函数关于对称,当时,,则________.
1. 核心推导:对称性→周期性(两个关键结论,直接用)
① 若有两条对称轴和(),则周期为;
② 若有两个对称中心和(),则周期为;
③ 若有一条对称轴和一个对称中心(),则周期为。
2. 综合应用步骤
① 由已知对称性,推导周期;
② 先利用周期性将大自变量化小,再利用对称性转化到已知区间;
③ 结合已知条件求函数值/解不等式。
3.关键注意
推导周期时,需严格按特征式变形,结论可直接记忆,节省解题时间。
题型08 抽象函数的性质
1.定义域关于原点对称的函数,满足,,为偶函数且,则( )
A. B.
C.为偶函数 D.若,则
2.已知函数的定义域为,且对均有成立,当时,,则( )
A. B.为偶函数
C.当时, D.在上单调递增
3.已知定义域为的函数,对任意实数都有,且,则以下结论一定正确的有( )
A.
B.是偶函数
C.的图象关于点中心对称
D.
4.若函数的定义域为,且,,则( )
A. B.,
C.是偶函数 D.当时,
5.已知函数 满足 ,,且,则( )
A. B.
C.的解集为 D.
1. 判定顺序:先定义域→再奇偶性→再单调性→最后周期性/对称性(奇偶性是基础,为单调性/周期性推导铺垫);
2. 赋值原则:定向赋值,结合目标(求定奇偶,设定单调,令定周期),不盲目试值;
3. 性质联立:判定多性质时,前一个性质的结论作为后一个性质的已知条件(如先判定奇函数,再用辅助判定单调性);
4. 性质逆用:由已知性质反推抽象函数恒等式(如已知是周期为2的奇函数,可推)。
5.关键注意
所有性质判定的前提是定义域,先验证定义域,再进行后续推导。
题型09 原函数与导数的对称性综合
1.已知函数的定义域为R,其导数,且和都为奇函数.若,则( )
A.1 B.0 C. D.
2.已知定义在R上的函数,其导数为,记,且,,则下列说法中正确的个数为( )
①;②的图象关于对称;③;④.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
3.已知定义在R上的函数可导,的导数为,若是奇函数,且,则( )
A. B.
C.的图象关于点(2,0)中心对称 D.
4.已知是定义在上的可导函数,其中为其导数,,若满足,关于点对称,下列结论中正确的是( )
A. B.
C.为的一条对称轴 D.
5.已知为定义在上的可导函数,的导数为,,且的图象关于直线对称,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
一、核心互推结论(必记,无需重复推导)
1. 轴对称互推:若的对称轴为,则的对称中心为;反之亦然;
2. 中心对称互推:若的对称中心为,则的对称轴为;反之亦然;
3. 特殊情况:
- 是偶函数(对称)→是奇函数(对称);
- 是奇函数(对称)→是偶函数(对称)。
二、综合应用步骤
1. 找关联:根据已知条件,确定是原函数推导数还是导数推原函数的对称性;
2. 用结论:直接利用上述结论,得到另一函数的对称性质;
3. 结合单调性:由导数的符号确定原函数的单调性,由导数的对称性确定原函数的对称性;
4. 综合求解:结合原函数的对称+单调,求最值/解不等式/求函数值。
三、关键注意
导数的对称性仅反映原函数的单调性变化规律,原函数的对称中心纵坐标对导数对称性无影响(导数仅关注)。
1.已知是定义在上的奇函数,且满足,当时,,则的值为( )
A. B. C.3 D.10
2.奇函数和偶函数的定义域均为,当时,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
3.已知函数,若关于的不等式成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
4.若函数是偶函数,则实数( )
A. B. C.1 D.2
5.函数的定义域为,将曲线向左平移个单位得到函数的图象,且,则可以是( )
A. B.
C. D.
6.函数在定义域内可导,若,且,若,,,则a,b,c的大小关系正确的有( )
A. B. C. D.
7.已知函数的定义域为,满足,当时,,且,则( )
A. B.是偶函数
C.在单调递增 D.的解集为
8.已知函数的定义域为,且,若为奇函数,为偶函数,则下列结论正确的是( )
A.
B.函数的图象关于直线对称
C.函数在上单调递减
D.函数的最大值为1
9.已知定义在上的偶函数满足,,设在上的导函数为,则( )
A. B. C. D.
10.已知函数则函数的单调增区间为______
11.函数是R上的单调函数,则a的取值范围是______.
12.已知函数满足,当时,,则不等式的解集为______.
13.已知函数,则关于t的不等式的解集为______.
14.已知函数,函数是定义在实数集上的奇函数,当时,,且.
(1)求实数的值;
(2)求在实数集上的解析式;
(3)若是偶函数,求实数的值.
15.已知函数满足,,,,,在区间上单调递减.
(1)设函数,求证是周期函数并求的最大值;
(2)给定,证明:对,,使得;
(3)若,使得,对恒成立,求实数c的最小值.
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专题01 函数性质综合:奇偶、周期、对称与单调性应用
目 录
模块一、解题方法总述
模块二、压轴题型专练
题型01 函数的单调性及其应用
题型02 函数的奇偶性及其应用
题型03 利用函数的单调性与奇偶性比较大小
题型04 利用函数的单调性与奇偶性解抽象不等式
题型05 函数的周期性及其应用
题型06 函数的对称性及其应用
题型07 函数的对称性与周期性综合
题型08 抽象函数的性质
题型09 原函数与导数的对称性综合
模块三、综合实战演练
一、利用函数的单调性与奇偶性解抽象不等式优先策略:
1.若函数在定义域上单调递增,且,则.
2.若函数在定义域上单调递减,且,则.
3.已知函数为定义域在上的偶函数.
(1)若在上单调递增,且,则.
(2)若在上单调递减,且,则.
4. 已知函数为定义域在上的奇函数,
(1)在上单调递增,且,则.
(2)在上单调递减,且,则.
5.注意讨论、.
二、函数对称性的重要结论
(1)若函数满足,则函数关于对称.
(2)若函数满足,则函数关于对称.
(3)若函数满足,则函数关于对称.
(4)若函数满足,则函数关于对称.
(5)若函数满足,则函数关于对称.
三、函数周期性的重要结论
一般地,对于函数,如果存在一个非零常数,使得当取定义域内的每一个值时,都成立,那么就把函数称为周期函数,非零常数叫做这个函数的周期.
由周期函数的定义可知,周期并不唯一.若所有的周期中存在一个最小的正数,我们便称它为函数的最小正周期.
①若函数满足,则函数的周期.
②若函数满足,则函数的周期.
③若函数满足,则函数的周期.
④若函数满足,则函数的周期.
⑤若函数满足,则函数的周期.
四、函数周期性、奇偶性、对称性的重要技巧
(1)已知函数为偶函数,关于直线对称,则周期.
(2)已知函数为奇函数,关于直线对称,则周期.
(3)已知函数为偶函数,关于点对称,则周期.
(4)已知函数为奇函数,关于点对称,则周期.
题型01 函数的单调性及其应用
1.下列函数中,在区间上单调递减的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】对于A,函数在上单调递增;
对于B,函数,
所以函数在上单调递减,在上单调递增;
对于C,因为函数在上单调递减,
所以函数在上单调递增;
对于D,因为函数和在上单调递减,
所以函数在上单调递减.
2.已知函数 在上单调递减,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由在上单调递减,而在上单调递增,
所以在上单调递减,
想要函数 在上单调递减,
即要在上单调递减,且,
即,解得,
所以的取值范围是.
故选:D
3.已知函数,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】函数,
当时,单调递增,则,
当时,,单调递减,,
当时,,单调递增,,
当时,单调递增,,
故当时,,此时,,满足,
当时,,此时,,
满足,
当时,,此时可得,
解得,
综上可知,的解集为.
4.函数的单调递增区间是________.
【答案】
【详解】由,得或.
函数的定义域为.
令,其图象开口向上且对称轴方程为,且在上为减函数,
而函数是定义域内的减函数,
函数的单调递增区间是.
5.函数在区间上是减函数,则实数a的取值范围是_______.
【答案】
【详解】函数的定义域为,且,
当时,函数在上单调递减;
当时,函数无单调性;
当时,函数在上单调递增,
由函数在区间上是减函数,得,且,
因此,解得,所以实数a的取值范围是.
故答案为:
1. 判定单调性(定义法唯一核心)
① 设:任取定义域,且;
② 拆:将按抽象函数运算形式拆分(加法型拆,乘法型拆);
③ 作差/作商:求(常用)或(适用于恒正/恒负函数);
④ 定号:结合已知条件判断差/商的符号,得出单调性。
2. 单调性应用
- 求最值:闭区间上单调函数的最值在区间端点取到;
- 求范围:利用单调性将函数值大小转化为自变量大小,结合定义域求解。
3.关键注意
拆分时需贴合抽象函数的运算形式,避免无意义变形。
题型02 函数的奇偶性及其应用
1.若函数且为偶函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用特殊值法得出,求出的值,再利用函数奇偶性的定义验证即可.
【详解】函数且为偶函数,且该函数的定义域为,所以,
因为,,所以,可得,
又因为且,解得,此时,
因为,
故当时,函数为偶函数,故.
2.已知某函数的部分图象如图所示,则该函数的解析式可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】寻找图象中函数的性质,代入函数式验证.
【详解】观察图象可以看到,函数是奇函数,且在处函数值为负,
对于A:,
,满足,A正确;
对于B:,不满足,B错误;
对于C:,不满足,C错误;
对于D:,
,不满足,D错误;
故选:A.
3.已知是定义在上的奇函数,且当时,,则( )
A.当时,
B.曲线在处的切线过点
C.函数有5个零点
D.若对任意,恒成立,则实数的取值范围是
【答案】BCD
【分析】利用奇函数性质推导时解析式,需代入并取负,即根据的表达式将自变量替换为后再整体取负,从而可判断A选项的表达式是否正确;B选项通过求导得切线斜率,验证切线是否过定点;C选项结合导数分析正区间单调性及零点存在性,由奇函数对称性得总零点个数;D选项分离参数后构造函数求最值,转化为恒成立问题.
【详解】对于A,当时,,
,A选项错误;
对于B,当时,,
又在处的切线方程为,
令,则,切线过点,B选项正确:
对于C,由可知,在上单减,上单增,
当时,,又
在上有且仅有2个零点,
又是定义在上的奇函数,在上有且仅有2个零点,
又,所以函数在上有5个零点,C选项正确;
对于D,当时,由,得,
设,则,
容易得到当时,取得最小值选项正确,
故选:BCD
4.已知是定义在上的偶函数,当时,,则当时,的解析式为_____.
【答案】
【分析】由偶函数的性质求解.
【详解】对,则,
所以,
又由为偶函数,得,
所以.
故答案为:.
5.已知定义域为R的函数满足与恒成立,若与任意定义域为R的奇函数均有交点,则__________.
【答案】2026
【详解】定义域为R的函数满足恒成立,
则有,
又恒成立,则有,
且,所以有,
函数的图象过原点时,才能与任意定义域为R的奇函数均有交点,
则有,所以.
1. 判定奇偶性(赋值法核心,3步走)
① 验定义域:定义域关于原点对称是前提,不对称直接非奇非偶;
② 求:定义域含0时,令赋值,绝大多数情况(奇函数)或常数(偶函数);
③ 证关系:令替换原式,联立的结果,推与的关系(偶函数,奇函数)。
2. 奇偶性应用
- 转化函数式:将转化为,消去负号(如偶函数/奇函数);
- 求特殊值:利用,由已知值求对称值(如已知,奇函数得)。
3.关键注意
无时(定义域不含0),直接令推导即可,勿强行求。
题型03 利用函数的单调性与奇偶性比较大小
1.定义在上的函数满足以下条件:①;②对任意,当时都有.则的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据等式判断函数的奇偶性,根据不等式判断函数的单调性,结合函数的奇偶性和单调性进行比较大小即可.
【详解】因为定义在上的函数满足条件,
即,所以函数是偶函数,
对任意,当时都有,
所以不妨设,则有,
因此时,函数是增函数,
因为函数是偶函数,
所以,
因为时,函数是增函数,
所以,即.
故选:A
2.已知函数是定义在R上的偶函数,且在上是减函数,则的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】因为函数是定义在R上的偶函数,故,则,
又在上是减函数,所以,
即.
3.已知函数的定义域为,图象关于y轴对称,导函数为,且当时,,设,则下列大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】构造函数,利用导数判断在上的单调性,再由为偶函数,得为奇函数,从而判断出在上的单调性,再结合选项逐一判断即可.
【详解】解:当时,,即,
所以,
构造函数,则,
∴当时,单调递减,又由题意可得是偶函数,
∴是奇函数,则当时,也单调递减.
对于A,∵,∴,∴,
即,∴,故A正确;
对于B,∵,∴,∴,即,可得,故B错误;
对于C,∵,,即,∴,
即,∴,故C错误;
对于D,∵,, ,
,即,∴,故D正确.
故选:AD.
4.设是定义在上的偶函数,且它在上单调递增,若,,,则,,的大小关系是( ).
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】因为是偶函数,化简,,.再利用在上单调递增,得解
【详解】因为是偶函数,
所以,
,
.
因为,
,所以.
因为在上单调递增,
所以.
所以.
故选:AC
5.已知定义在上的函数是偶函数,,则的大小关系是(用“”连接)__________.
【答案】
【分析】先根据函数为偶函数求得并验证,判断函数在时的单调性,比较自变量的大小利用单调性即可比较函数值的大小.
【详解】因是上的偶函数,故,即,
解得,此时,满足,故,
当时,是增函数.
又,则,,,
因,则,即.
故答案为:.
1.核心考点:结合奇偶性将自变量转化到同一单调区间,再用单调性比较解题技巧(四步标准化)
①去负号:利用奇偶性,将所有自变量的负号消去(如偶函数/奇函数);
②定区间:判断转化后所有自变量是否在同一单调区间内;
③比大小:比较单调区间内自变量的大小;
④推函数值:根据单调性,将自变量大小转化为函数值大小(增函数:自变量大→函数值大;减函数相反)。2.关键注意
若有绝对值,优先用偶函数性质转化(),绝对值可直接将自变量转化到非负区间。
题型04 利用函数的单调性与奇偶性解抽象不等式
1.已知奇函数在定义域上单调递增,,则使得不等式成立的实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由,
可知函数为上的偶函数,.
因为在上单调递增,时,,
所以在上单调递增,在上单调递减.
不等式可化为,
所以,解得或.
2.已知函数,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,求导得出在上单调递增.由奇偶性定义可知为上的奇函数.
解法1:原不等式可化为,因此求解即可.
解法2: 函数的图象关于点(1,-2)对称,原不等式可化为,求解即可;
【详解】设,则,
当且仅当时取等,因此在上单调递增.
可知为上的奇函数.
解法1:因为,所以.
原不等式可化为,即.
由于在上单调递增,因此,解得,
故选:B.
解法2: 又因为,所以函数的图象关于点(1,-2)对称,
且在上单调递增,.
原不等式可化为,解得,
故选:B.
3.已知函数是奇函数,且,则( )
A.
B.
C.在R上单调递增
D.若对任意实数,不等式恒成立,则
【答案】ACD
【分析】根据奇函数的性质得出.然后分别将以及代入,计算即可得出答案;求出函数的定义域,分以及,结合复合函数的单调性,即可判断C项;根据函数的性质结合已知转化推得,即有在R上恒成立,进而判断D项.
【详解】对于A、B,由已知可得,,
又函数为奇函数,
所以有,
即,
所以有,
所以有,解得.
当时,有,
此时有,不满足题意;
当时,有,
此时有,满足题意.
故.故A正确,B错误;
对于C项,,定义域为R.
当时,易知函数,在上单调递增,在上单调递增,
根据复合函数的单调性可知,在上单调递增;
而为奇函数,故在R上单调递增.故C正确;
对于D项,由已知结合C项可知,在R上单调递增,且为奇函数,
所以由可得,
,
所以有,
所以有在R上恒成立.
易知,当时,取得最小值为.
要使在R上恒成立,
所以.故D正确.
故选:ACD.
4.已知函数,则不等式的解集为_______.
【答案】
【分析】判断函数的奇偶性与单调性,再根据奇偶性与单调性脱“”即可求解.
【详解】函数,
令,解得,故函数的定义域为,
,
故函数是奇函数.
而函数在上单调递减,
函数在上单调递增,
因此函数在上单调递减.
不等式
,
所以所求不等式的解集为.
故答案为:.
5.已知函数则的解集是___________________.
【答案】
【分析】根据给定的分段函数,探讨其奇偶性和单调性,再利用性质求解不等式.
【详解】当时,,,;
当时,,,;当时,,
因此函数为奇函数,函数在上单调递减,在上单调递减,
则函数在上单调递减,则,
于是,解得,
所以原不等式的解集为.
故答案为:
1.核心考点:抽象不等式的核心是去符号,唯一依据是单调性,奇偶性为辅助转化
①移项:将不等式变形为的标准形式(一边一个,无其他常数/项);
②去负号:利用奇偶性消去中的负号,转化为(偶函数优先用此方法,简化计算);
③定单调:明确在对应区间的单调性(核心,无单调性无法去);
④去符号:根据单调性转化为自变量不等式(增:;减:),带绝对值直接保留(如);
⑤验定义域:添加均在函数定义域内的限制条件,联立求解最终解集。
2.关键注意
定义域验证是必做步骤,忽略会导致漏解/错解,此为高频易错点。
题型05 函数的周期性及其应用
1.已知是定义在上且周期为2的奇函数,当时,,则( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【详解】由题意,.
2.已知是定义域为的奇函数,满足,若,则( )
A.50 B.2 C.0 D.
【答案】B
【分析】先利用奇函数性质和给定的对称关系推导出周期为4的结论;再计算一个周期内各整数点的函数值,并得出周期和为零的结果;最后利用周期性和余项求和得出所求总和.
【详解】由题意,是定义在上的奇函数,
有
又,令替换得:
则所以是周期为的周期函数,
计算一个周期内的值:,
,,
一个周期和,
因为,
所以.
3.设是定义在上且周期为2的偶函数,当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用函数的奇偶性和周期性可得答案.
【详解】由是定义在上的偶函数,得;
由是定义在上周期为2的函数,
所以,
又因为,
所以,
故.
4.已知是定义域为的奇函数,且以1为周期,则在区间内至少有___________个零点.
【答案】9
【详解】为上的奇函数,所以,因为函数周期为1,
所以,
又由,且,
可得,即函数关于中心对称,则,
所以函数在区间内至少有9个零点.
5.已知函数是定义在上的偶函数,且,当时,,则_____________.
【答案】
【详解】,由知的周期为2,又是偶函数,
所以,
当时,,
所以.
1. 判定周期性(抓特征式,直接定周期)
已知抽象函数恒等式,变形为形式,直接得周期,核心特征式:
- →周期;
- /→周期;
- →周期。
2. 周期性应用
核心:大自变量化小,利用周期,将转化为(),使落在已知函数值/性质的区间内,再求解。
3.关键注意
周期性判定需恒等变形,确保等式两边仅为和,无其他项。
题型06 函数的对称性及其应用
1.已知函数的图象关于坐标原点对称,则的值为( )
A.20 B.50 C.70 D.90
【答案】D
【分析】先利用二项式定理化简,再根据函数奇偶性的定义求解即得.
【详解】依题意,可知函数为奇函数,满足.
因,
,
则,
由
,因不恒为0,故得,即.
2.已知定义在R上的奇函数满足,当时,,则,,间的大小关系为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先根据已知条件求出函数的周期和对称性,再化简的值,最后利用指数函数的性质即可求出.
【详解】,函数的图像关于直线对称,,
又是定义在R上的奇函数,,,则,
即,故,函数的周期为,
,再根据对称性可得,
,,
当时,为增函数,
则,,
故.
3.设是定义在上的奇函数,,,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】A
【分析】由奇偶性对称性得到函数的周期,再利用周期性对称性即可求解.
【详解】由于,,
则.
故选:A
4.设实数满足:函数图象的对称中心为,则________.
【答案】1
【分析】根据题意可知在函数的图象上,又根据对称性可知也在函数图象上,代入函数解析式可解得的值,从而得解.
【详解】由题可知点在函数的图象上,
设关于对称中心对称的点为,
则,得,
所以点也在函数图象上,
则,
解得.
故答案为:1
5.在平面直角坐标系中,已知函数的图像既关于点中心对称,又关于直线对称.若,则的值为_____.
【答案】
【分析】依题意反复利用已知的两种对称性可求出当时的解析式,代入计算可得结果.
【详解】由函数的图象关于点中心对称,可得对于,都有;
又因为函数的图象关于直线对称,
易知点关于直线对称的点坐标为,
所以函数的图象关于点中心对称,即对于,都有;
因此可得,也即;
由且关于直线对称,
可得当时,,即可得;
又因为,易知当时,,此时;
所以.
故答案为:
1. 判定对称性(抓特征式,直接定对称中心/对称轴)
① 轴对称:→对称轴为;特殊:/,均为;
② 中心对称:→对称中心为;特殊:/,均为;
③ 特殊对称:→对称轴(偶函数);→对称中心(奇函数)。
2. 对称性应用
- 求函数值:利用对称性,由求对称点的函数值(如与关于对称,则);
- 转化函数式:将自变量转化到对称区间,结合其他性质求解。
3.关键注意
轴对称是函数值相等,中心对称是函数值和为定值,勿混淆特征式。
题型07 函数的对称性与周期性综合
1.已知定义在上的函数满足,,当时,,则方程所有根之和为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用函数性质画出函数图象,将方程根的问题转化成函数交点问题.
【详解】由,得函数关于点对称,
又,得函数关于直线对称,
从而函数是周期为4的周期函数.
又当时,,则,
即是的单调递增函数,,,可画出的部分图象,
又方程的根即与的交点横坐标,如图
两函数共有17个交点,并且关于点对称,故所有根之和为17.
2.已知函数及其导函数的定义域均为,记.若,为偶函数,则下列结论中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】对进行变形可判断A,分析的对称性和周期性可判断B,由已知变形得到和的两个方程并联立可判断C,先计算得到的值,由的周期性及和的值计算可判断D.
【详解】对于A,由,可得,
两式相减可得,故A正确;
对于B,由为偶函数,可得,
即,所以的图象关于直线对称,
由,两边求导得,即,
所以是以4为周期的周期函数,
则有,无法推出,故B错误;
对于C,由,两边求导得,
即,令,可得,
又,令,可得,
并联立,解得,故C正确;
对于D,由,当时,,又,可得,
当时,可得,
由,即,
所以,令,可得,
所以,令,可得,,,
由A知的周期为4,则,所以,
,故D正确.
3.已知函数是定义在上的偶函数且在区间上单调,函数的图象关于点中心对称,则以下说法正确的是( )
A.
B.若,则
C.若在区间上是增函数,则在区间上是增函数
D.若,则在区间上的零点之和为0
【答案】BC
【分析】利用函数对称性、奇偶性、周期性、单调性判断A、B、C选项,再结合函数零点判断D选项.
【详解】对于A,因为函数的图象关于点中心对称,
所以,即,
也即,
当时,成立,
当时,,
又函数是定义在上的偶函数,
所以,故A错误;
对于B,,
由,所以函数的周期为6,
所以,故B正确;
对于C,因为函数的图象关于点中心对称,且在区间上是增函数,
由中心对称的性质可得函数在上是增函数,故C正确;
对于D,令,则或,
此时在区间有一个零点,
因为函数是定义在上的偶函数,且周期为6,,
所以,
此时,
所以在区间共有个零点分别为,
此时,故D不正确.
4.已知函数的图象连续不断,且,均有,,当时,,若,则( )
A.的图象关于直线对称 B.的图象关于点对称
C. D.
【答案】ABD
【分析】根据推出的图象关于点对称,根据推出的图象关于直线对称,进而推导出函数的周期,结合函数的周期性及对称性求出、的值,进而求出的值.
【详解】选项A:由得,,则的图象关于直线对称,故A正确.
选项B:由得,,则的图象关于点对称,
又的图象关于直线对称,所以的图象关于点对称,
由,可得,,即,
所以,即的周期为4,所以的图象关于点对称,故B正确.
选项C:由B知,的图象关于点对称,所以,
又,所以,又的周期为4,所以,
又,所以,,
则,.
当时,,所以,解得,
所以,故C错误.
选项D:因为的周期为4,
所以,故D正确.
5.已知定义在上的奇函数关于对称,当时,,则________.
【答案】
【分析】利用在上是奇函数且关于对称,求出的周期,利用周期得到,利用得到,利用时,,求出,从而得解.
【详解】在上是奇函数,
,
关于对称,
,
,
,
,
是以为周期的周期函数,
,
,
,
,
当时,,
,
.
故答案为:
1. 核心推导:对称性→周期性(两个关键结论,直接用)
① 若有两条对称轴和(),则周期为;
② 若有两个对称中心和(),则周期为;
③ 若有一条对称轴和一个对称中心(),则周期为。
2. 综合应用步骤
① 由已知对称性,推导周期;
② 先利用周期性将大自变量化小,再利用对称性转化到已知区间;
③ 结合已知条件求函数值/解不等式。
3.关键注意
推导周期时,需严格按特征式变形,结论可直接记忆,节省解题时间。
题型08 抽象函数的性质
1.定义域关于原点对称的函数,满足,,为偶函数且,则( )
A. B.
C.为偶函数 D.若,则
【答案】ABD
【详解】令,则,化简得,又,,故A正确,
令,,化简得,又,,故B正确,
令,则,化简得,故为奇函数,故C错误.
令,则,化简得,
又,,
再令,则,
又为偶函数,,又为奇函数,,
故化简得,
,解得,故D正确.
2.已知函数的定义域为,且对均有成立,当时,,则( )
A. B.为偶函数
C.当时, D.在上单调递增
【答案】ACD
【分析】利用赋值,判断A,令,判断函数的奇偶性;设,结合条件判断函数的奇偶性和单调性,从而判断C,根据,利用作差法,结合函数的性质,判断D.
【详解】A.令,,再令,得,得,故A正确;
B.令,得,,得,所以函数是奇函数,故B错误;
C.设,为偶函数,原式两边同时除以,
得,即,
当时,,则,
在中,令,,得,
其中,,则,所以当时,,即当时,,
当时,,,故C正确;
D. 由得,且为奇函数,所以为偶函数,
由,可知,当时,,即,
所以在上单调递增,则在上单调递减,结合C可知此时均有,
设,,
因为,且,所以,,
所以,所以在上单调递增,故D正确.
3.已知定义域为的函数,对任意实数都有,且,则以下结论一定正确的有( )
A.
B.是偶函数
C.的图象关于点中心对称
D.
【答案】ABD
【分析】利用赋值法结合函数奇偶性的判断可判断选项A、B,利用函数对称性结合特殊值以及运算规律判断C、D.
【详解】对于A,令,则,又,
所以,解得:,故A正确;
对于B,令,则,
即,
又函数的定义域为关于原点对称,所以是偶函数,故B正确;
对于C,若的图象关于点中心对称,则,
由,不符合题意,故C错误;
对于D,令,则,
即,
所以,
,
,
,
所以
,故D正确.
4.若函数的定义域为,且,,则( )
A. B.,
C.是偶函数 D.当时,
【答案】BCD
【分析】利用赋值法计算可判断A,B;令可得,根据偶函数定义计算可判断C;利用赋值法结合C可得,分,及三种情况讨论可判断D.
【详解】对于A,令,得,故A错误;
对于B, 令,得,
因为,所以,即,
所以当时,成立,
故,,故B正确;
对于C,令,得,
即,所以,
故函数是定义在上的奇函数,
令,
因为,
所以函数是偶函数,即是偶函数,故C正确;
对于D,令,得,
当时,有,
当时,有,
由C可知,函数是定义在上的奇函数,
所以当时,有,
所以,
当时,由A可知,
,,即,
此时成立,
当时,,
同理,当时,成立,
所以当时,成立,故D正确.
5.已知函数 满足 ,,且,则( )
A. B.
C.的解集为 D.
【答案】ACD
【分析】根据赋值法即可判断出选项A,B;根据赋值法求出解析式,代入解不等式即可得到选项C;通过构造函数结合函数单调性得到与5的大小,进而得到与的大小,即可判断选项D.
【详解】令,,则,即,
因为,所以,则,故A正确;
令,,则,所以,
又,所以 0,故B错误;
令,得,即,所以,
由,得 ,即,
两边平方并整理得,解得,
所以不等式的解集为,故C正确;
令,则,所以在上单调递减,
又,,所以,所以 ,
取,得,所以,
又在上单调递减,所以,故 正确.
故选:ACD.
1. 判定顺序:先定义域→再奇偶性→再单调性→最后周期性/对称性(奇偶性是基础,为单调性/周期性推导铺垫);
2. 赋值原则:定向赋值,结合目标(求定奇偶,设定单调,令定周期),不盲目试值;
3. 性质联立:判定多性质时,前一个性质的结论作为后一个性质的已知条件(如先判定奇函数,再用辅助判定单调性);
4. 性质逆用:由已知性质反推抽象函数恒等式(如已知是周期为2的奇函数,可推)。
5.关键注意
所有性质判定的前提是定义域,先验证定义域,再进行后续推导。
题型09 原函数与导数的对称性综合
1.已知函数的定义域为R,其导数,且和都为奇函数.若,则( )
A.1 B.0 C. D.
【答案】C
【分析】利用函数的导数结合函数的奇偶性,对称性,周期性求解,结合函数奇偶性和对称性确定出的周期为4,即可求解.
【详解】因为为奇函数、则,则,
可知的图象关于点对称、可得,即,
可知的图象关于对称,则,
又因为为奇函数且定义域为R,则,可得,
可知的周期为4,所以,.
所以.
故选:C.
2.已知定义在R上的函数,其导数为,记,且,,则下列说法中正确的个数为( )
①;②的图象关于对称;③;④.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】对于①,根据求导运算,利用赋值法,可得答案;
对于②,取关于已知对称中心的两个点,代入函数解析式建立方程组,整理等式,结合题意,可得答案;
对于③,根据求导运算,结合题目中的等式,可得答案;
对于④,根据等式可得函数的对称性,结合对称性可得点的坐标,可得等差数列,可得答案.
【详解】对于①,由等式,两边求导可得,
则,令,则,解得,故①错误;
对于②,取点在函数的图象上,
易知点关于的对称点为,假设该点也在函数的图象上,
可得,消去可得,
整理可得,故②正确;
对于③,由等式,两边求导可得,
则,显然与题意不符,故③错误;
对于④,由等式,可得函数的对称中心为,
由等式,可得函数的对称中心为,
点关于的对称点为也是对称中心,点关于的对称点为也是对称中心,
归纳可得函数图象的对称中心为,
当时,,成立;
假设当时,成立;
当时,
,
由数学归纳法,则,
所以函数图象的对称点为,则,
易知数列是以为首项,以为公差的等差数列,
则,故④正确.
故选:B.
3.已知定义在R上的函数可导,的导数为,若是奇函数,且,则( )
A. B.
C.的图象关于点(2,0)中心对称 D.
【答案】ABD
【分析】对于A,由题可得,然后由赋值法可判断选项正误;对于B,由两边求导结合赋值可得,由经整理并等式两边求导结合赋值可得,据此可判断选项正误;对于C,由B分析可得,据此可判断选项正误;对于D,由B分析可得的一个周期为6,由此可得,然后由赋值法结合可判断选项正误.
【详解】对于A,因为奇函数,则,令,
则,故A正确;
对于B,由A分析,,
令,可得.
,
令,可得,
又,则,故B正确;
对于C,由B分析可得,则的图象关于点中心对称,故C错误;
对于D,由B分析,,
,则,
即,可得,两式相减可得,
则的一个周期为6,则.
由,令,得,故D正确.
故选:ABD
4.已知是定义在上的可导函数,其中为其导数,,若满足,关于点对称,下列结论中正确的是( )
A. B.
C.为的一条对称轴 D.
【答案】BCD
【分析】根据关于点对称,可得,将代入即可判断A;根据,利用累加法可判断B;通过证明即可判断C;根据得,可得函数周期为,即可判断D.
【详解】因为关于点对称,
则,
取,则,故A错误;
因为,,
所以,,,,
累加可得,
所以,故B正确;
由得,
两端求导得,即,
所以图象关于直线对称,即为的一条对称轴,故C正确;
由得,
所以函数的周期为,
故,所以,故D正确.
5.已知为定义在上的可导函数,的导数为,,且的图象关于直线对称,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】结合函数的对称性、周期性以及利用导数法则求导,通过已知条件找出和的周期性,再利用赋值对选项逐个判断即可.
【详解】由,则①,又②,
①②得③,则④,
则④③可得,即,
故是周期为的函数,则,
由的图象关于直线对称,则⑤,
由③,故可得,
所以,故A正确;
由⑤可得,即,
由③可得,可得,故B错误;
由②可得,又,
则两式相减可得,即有,
则可得,即,故C正确;
由,则,又,则,
由,则,又,则,
由,则,又,则,则,
由,则,
由,则,则,
则,
由,则是周期为的函数,
故,
故选:AC.
一、核心互推结论(必记,无需重复推导)
1. 轴对称互推:若的对称轴为,则的对称中心为;反之亦然;
2. 中心对称互推:若的对称中心为,则的对称轴为;反之亦然;
3. 特殊情况:
- 是偶函数(对称)→是奇函数(对称);
- 是奇函数(对称)→是偶函数(对称)。
二、综合应用步骤
1. 找关联:根据已知条件,确定是原函数推导数还是导数推原函数的对称性;
2. 用结论:直接利用上述结论,得到另一函数的对称性质;
3. 结合单调性:由导数的符号确定原函数的单调性,由导数的对称性确定原函数的对称性;
4. 综合求解:结合原函数的对称+单调,求最值/解不等式/求函数值。
三、关键注意
导数的对称性仅反映原函数的单调性变化规律,原函数的对称中心纵坐标对导数对称性无影响(导数仅关注)。
1.已知是定义在上的奇函数,且满足,当时,,则的值为( )
A. B. C.3 D.10
【答案】B
【详解】,故函数的周期为6,
,
又是定义在上的奇函数,
,即,故,,
又当时,,
,
故.
2.奇函数和偶函数的定义域均为,当时,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据导数不等式等条件构造函数,利用题设条件判断该函数的单调性,再结合,运用数形结合思想即可求解.
【详解】令,当时,,则在上单调递增,
又因分别是定义在上的奇函数和偶函数,
则由可知函数为奇函数,故在上单调递增,
又因,则,
则由和的单调性可得或.
故不等式的解集是,A正确.
3.已知函数,若关于的不等式成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先判断函数的对称性,再通过求导判断函数的单调性,计算即可.
【详解】,即,
,
令,解得:,
当时,,,则在区间单调递增;
当时,,在区间单调递减;
,
即,
关于对称,
,
,即,
两边平方得,
解得,
则实数的取值范围是.
4.若函数是偶函数,则实数( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【分析】根据偶函数的定义可得,或根据偶函数图象的对称性可得.
【详解】函数的定义域为.
由偶函数定义知恒成立,即,即对任意实数x成立,
因此,即.
方法二:函数的对称轴为.
因为偶函数的图象关于轴对称,所以,所以.
当时,,定义域为R,且满足,是偶函数.
因此,.
5.函数的定义域为,将曲线向左平移个单位得到函数的图象,且,则可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】逐项求出对应后,检验是否满足即可得.
【详解】对A:若,则,
由,故A错误;
对B:若,则,
则,
,
即满足,故B正确;
对C:若,则,
由,故C错误;
对D:若,则,
由,故D错误.
6.函数在定义域内可导,若,且,若,,,则a,b,c的大小关系正确的有( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【详解】由得,则函数关于对称,
当时,由得,函数单调递减;
当时,由得,函数单调递增.
又,,,故.
7.已知函数的定义域为,满足,当时,,且,则( )
A. B.是偶函数
C.在单调递增 D.的解集为
【答案】AC
【详解】令,得,所以,A正确.
令,得,,所以,
所以为非奇非偶函数,B错误.
设,则,因为当时,,所以,
又因为,
所以,所以在单调递增 ,C正确.
令,得,
令,得,
所以是的一个解,所以的解集不是,D错误.
8.已知函数的定义域为,且,若为奇函数,为偶函数,则下列结论正确的是( )
A.
B.函数的图象关于直线对称
C.函数在上单调递减
D.函数的最大值为1
【答案】BCD
【分析】根据奇偶性可得,,联立解得,结合二次函数的图像与性质依次分析选项即可求解.
【详解】因为为奇函数,所以,即,
因为为偶函数,所以,即,
联立,解得:,
对于A,,故A错误;
对于B,,所以函数的图象关于直线对称,故B正确;
对于C,因为为开口向下,对称轴为的二次函数,所以函数在上单调递减,故C正确;
对于D,由可得:,即函数的最大值为1,故D正确.
9.已知定义在上的偶函数满足,,设在上的导函数为,则( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】先由题设结合奇偶性和对称性性质、求导运算依次求出是奇函数、、函数和是周期为6的函数和即可依次分析判断ABC,由题设依次求出即可判断D.
【详解】由题得,所以即,
所以是奇函数,故,
又由得函数关于点对称,,
所以,故,
所以,即函数是周期为6的函数,
所以也是周期为6的函数,即,
由求导得即,
所以,
对于A,,故A正确;
对于B,由无法确定的值,故B错误;
对于C,由上也是周期为6的函数,即,C正确;
对于D,由得,
且即,且即,
且即,,
所以,
所以,,
所以,故D正确;
10.已知函数则函数的单调增区间为______
【答案】
【分析】设,分别判断函数与的单调性,利用复合函数的同增异减原则即得原函数的单调增区间.
【详解】设,因是上的减函数,
而在上单调递减,在上单调递增,
由复合函数的同增异减原则,可得该函数的单调增区间为.
故答案为:.
11.函数是R上的单调函数,则a的取值范围是______.
【答案】
【详解】因为为增函数,所以只能是R上的增函数,
所以,解得.
12.已知函数满足,当时,,则不等式的解集为______.
【答案】
【分析】根据函数的对称性与单调性的关系列不等式组求解即可.
【详解】根据题意,因为函数满足,所以函数的对称轴为直线,
因为函数在上单调递增,函数在上单调递减,
所以函数在上单调递增,
则函数在上单调递减,
由得,等价于或,
解得或,所以不等式的解集为.
13.已知函数,则关于t的不等式的解集为______.
【答案】
【分析】先用奇偶性定义证明为奇函数,然后利用奇偶性与单调性定义解不等式即可.
【详解】,得,
故为定义在上的奇函数.
所以可写为,
即,根据奇函数易得.
函数的导数为,
而,所以,
故函数在上单调递增,故不等式的解集等价于的解集,解得.
14.已知函数,函数是定义在实数集上的奇函数,当时,,且.
(1)求实数的值;
(2)求在实数集上的解析式;
(3)若是偶函数,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由函数奇偶性结合题目条件可求解;
(2)利用函数奇偶性定义求解;
(3)由偶函数定义并化简求解.
【详解】(1)因为是上的奇函数且,
,
则,又时,,
则,等式两边同时取以为底的对数,
所以,所以;
(2)由(1)知时,,
又为奇函数,定义域为,得,
设,则,所以,
因为为奇函数,所以,
综上,;
(3)已知是偶函数,则,
所以,
即,即,
即,所以.
15.已知函数满足,,,,,在区间上单调递减.
(1)设函数,求证是周期函数并求的最大值;
(2)给定,证明:对,,使得;
(3)若,使得,对恒成立,求实数c的最小值.
【答案】(1)证明见解析;最大值为
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)先求得,得到的周期为,推得,证得是周期函数,设,得到,令,得到,得到在或或或时,取得最大值,结合赋值法,即可求解.
(2)根据函数的周期性,不妨设,得到,分,和,三种情况讨论,分别得证得,即可得证;
(3)当时,由(1)知,函数;当时,证得,使得恒成立,进而得到,即可求解.
【详解】(1)由,可得函数是偶函数,其图像关于轴对称,
又因为,即,可得的图像关于点对称,
由,可得,
则,所以函数的周期为,
对于函数,
可得,
因为函数的周期为,所以,
所以,
所以函数是周期函数,且周期为,
要考虑函数的最大值,不妨设,
可得,
由函数在区间内上单调递减,可得,
所以令,则,
又因为,
所以或,即或,
所以在或或或时,取得最大值,
因为,可得且,
所以,
,
所以的最大值为.
(2)由(1)知,函数是周期为4的偶函数,且的图像关于对称,
且在上单调递减,则在上单调递增,
所以是的最小值,
根据函数的周期性,不妨设,显然的长度,
若,则在区间上单调递增,在区间上单调递减,
所以当取时,满足;
若,则且,
当时,取,有;
当时,取,有;
同理可证,当时,,使得,
综上可得,对任意,存在,使得.
(3)当时,由(1)知,函数,
当时,下面证明:,使得成立,
令,则,此时恒成立,
由(2)知,,使得,
所以,存在,
使得成立,所以,
综上可得,实数的最小值为.
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