内容正文:
第7讲 函数的性质 · 讲义(解析卷)
一、考情分析 1
二、知识清单 2
1. 函数的单调性 2
2. 函数的奇偶性 2
3. 函数的对称性 3
4. 函数的周期性 3
5. 重要技巧 3
三、方法总结 6
考点一:函数的单调性 6
考点二:函数的奇偶性 7
考点三:函数的对称性与周期性 8
考点四:函数性质的综合应用 8
四、典题精讲 9
考点一:函数的单调性 9
考点二:函数的奇偶性 11
考点三:函数的对称性与周期性 13
考点四:函数性质的综合应用 17
五、高考真题 21
一、考情分析
1. 考查频次与题型
年份
题号与题型
分值
考查内容
2026
19题·解答题
17分
抽象函数的奇偶性、单调性与新定义集合的综合应用
2025
5题·单选题
5分
函数的奇偶性与周期性的综合应用
2024
6题·单选题
5分
分段函数的单调性及参数范围求解
2024
8题·单选题
5分
抽象函数的递推关系与不等式应用
近三年全国一卷对函数性质的考查较为频繁,既有客观题的基础性质应用,也有解答题的抽象性质综合探究,占有一定分值.
2. 命题角度与特色
· 核心考点:考查函数的单调性、奇偶性、周期性及其综合应用,尤其是分段函数与抽象函数.
· 命题趋势:从单一性质考查向多性质综合、数形结合及新定义问题转变,对抽象思维和逻辑推理能力的要求逐步提升.
· 试题特点:客观题常以分段函数求参数、利用周期性与奇偶性求值为载体;解答题则倾向于结合新定义,深入考查抽象函数的单调性与奇偶性证明.
3. 备考策略
· 扎实掌握基本初等函数的图象与性质,熟练运用定义法判断或证明函数的单调性与奇偶性.
· 强化对抽象函数性质的推导训练,熟练掌握赋值法、递推法等处理抽象函数的核心技巧.
· 提升数形结合与分类讨论思想的应用能力,特别是在处理分段函数和含参不等式时,注意临界条件和定义域的限制.
二、知识清单
1. 函数的单调性
(1) 单调函数的定义
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.
· 属于定义域内某个区间上;
· 任意两个自变量,且;
· 都有或;
· 图象特征:在单调区间上增函数的图象从左向右是上升的,减函数的图象从左向右是下降的.
(2) 单调性与单调区间
· 单调区间的定义:如果函数在区间上是增函数或减函数,那么就说函数在区间上具有单调性,称为函数的单调区间.
· 函数的单调性是函数在某个区间上的性质.
(3) 复合函数的单调性
复合函数的单调性遵从“同增异减”,即在对应的取值区间上,外层函数是增 (减) 函数,内层函数是增 (减) 函数,复合函数是增函数;外层函数是增 (减) 函数,内层函数是减 (增) 函数,复合函数是减函数.
2. 函数的奇偶性
函数奇偶性的定义及图象特点
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
· 关系判断法: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.
· 定义域对称性:由函数奇偶性的定义可知,函数具有奇偶性的一个前提条件是:对于定义域内的任意一个,也在定义域内 (即定义域关于原点对称).
3. 函数的对称性
· 若函数为偶函数,则函数关于对称.
· 若函数为奇函数,则函数关于点对称.
· 若,则函数关于对称.
· 若,则函数关于点对称.
4. 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,那么称这个最小正数叫做的最小正周期.
5. 重要技巧
(1) 单调性技巧
① 证明函数单调性的步骤
· 取值:设,是定义域内一个区间上的任意两个量,且;
· 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;
· 定号:判断差的正负或商与 1 的大小关系;
· 得出结论.
② 函数单调性的判断方法
· 定义法:根据增函数、减函数的定义,按照“取值 - 变形 - 判断符号 - 下结论”进行判断.
· 图象法:就是画出函数的图象,根据图象的上升或下降趋势,判断函数的单调性.
· 直接法:就是对我们所熟悉的函数,如一次函数、二次函数、反比例函数等,直接写出它们的单调区间.
③ 记住几条常用的结论
· 若是增函数,则为减函数;若是减函数,则为增函数;
· 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;
· 若且为增函数,则函数为增函数,为减函数;
· 若且为减函数,则函数为减函数,为增函数.
(2) 奇偶性技巧
· 函数具有奇偶性的必要条件是其定义域关于原点对称.
· 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.
· 若奇函数在处有意义,则有;偶函数必满足.
· 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.
· 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.
· 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.
· 复合函数的奇偶性规律:内偶则偶,两奇为奇.
· 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.注意:关于①式,可以写成函数 () 或函数 ().
偶函数:①函数.②函数.③函数类型的一切函数.④常数函数.
(3) 周期性技巧
函数式满足关系 ()
周期
;
(4) 函数的对称性与周期性的关系
· 若函数有两条对称轴, (),则函数是周期函数,且.
· 若函数的图象有两个对称中心, (),则函数是周期函数,且.
· 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.
(5) 对称性技巧
· 若函数关于直线对称,则.
· 若函数关于点对称,则.
· 函数与关于轴对称,函数与关于原点对称.
(6) 类周期函数与倍增函数
· 类周期函数:若满足:或,则横坐标每增加个单位,则函数值扩大倍.此函数称为周期为的类周期函数.
· 倍增函数:若函数满足或,则横坐标每扩大倍,则函数值扩大倍.此函数称为倍增函数.注意当时,构成一系列平行的分段函数,
.
(7) 抽象函数的模特函数
抽象函数的模特函数通常如下:
· 若,则 (正比例函数).
· 若,则 (指数函数).
· 若,则 (对数函数).
· 若,则 (幂函数).
· 若,则 (一次函数).
三、方法总结
考点一:函数的单调性
考法1:判断或证明函数的单调性
· 利用定义法证明单调性的核心在于“作差后的变形”,通常采用通分、因式分解、配方等手段,将差式化为几个因式乘积或商的形式,以便于判断符号.
· 解抽象函数不等式时,需注意函数定义域的限制.
考法2:利用函数的单调性与奇偶性解不等式或比较大小
· 解决此类问题的通法是“构造奇函数”.当函数解析式中含有常数项时,通常将其剥离,构造形如的奇函数.
· 利用奇函数的性质将不等式转化为的形式,再结合单调性求解.
考法3:利用单调性求最值或值域
· 对于形如且单调的问题,可通过解方程求出唯一的,进而得到.
· 求出函数解析式后,再利用其单调性求特定区间上的最值或值域.
考法4:根据单调性求参数范围
· 处理分段函数的单调性问题,关键在于“段段单调”和“边界衔接”两个要点.
· 列出不等式组时,需注意分界点处的不等关系,即左侧区间的最大值(或上确界)必须小于等于右侧区间的最小值(或下确界).
考点二:函数的奇偶性
考法5:判断或证明函数的奇偶性
· 研究对数型复合函数的性质,需遵循“定义域优先”原则.
· 判断奇偶性时,若定义域不关于原点对称,则函数非奇非偶;若对称,则进一步化简解析式并验证.
考法6:利用奇偶性求函数值或解析式
· 遇到为偶(奇)函数时,可直接转化为关于直线对称(或关于点中心对称).
· 利用对称性将未知自变量转化为已知自变量,是解决此类求值问题的核心技巧.
考法7:根据奇偶性求参数
· 已知奇偶性求参数,常用方法有两种:一是利用特殊值,如奇函数在原点有定义时(必要不充分条件,需检验);二是利用恒等式,通过代数变形求出参数.
考法8:奇函数平移模型(f(x)=奇函数+M)求值或最值
· “奇函数平移模型”的本质是函数的中心对称性.若是奇函数,则.
· 在求最值时,常结合基本不等式中的“1”的代换技巧,注意等号成立的条件.
考点三:函数的对称性与周期性
考法9:判断或推导函数的对称性与周期性
· 抽象函数性质的推导犹如“多米诺骨牌”,一个性质往往能引出另一个性质.
· 牢记两个基本结论:若有两条对称轴,则必为周期函数;若有一个对称中心和一条对称轴,也必为周期函数.
考法10:利用对称性与周期性求函数值或求和
· 处理复杂函数的交点问题,“数形结合”是首选.
· 若两个函数图象具有共同的对称中心,且有个交点,则这个交点的横坐标之和为.
考法11:类周期函数的应用
· 类周期函数的核心在于“递推”.解题时,先研究基础区间上的函数性质(如单调性、最值、图象形状),再利用递推关系将这些性质推广到一般区间.
· 对于交点个数问题,画出草图并关注峰值的变化是关键.
考点四:函数性质的综合应用
考法12:具体函数性质的综合判断与应用
· 分离常数法是处理分式型函数单调性和值域的常用方法.
· 证明方程在某区间存在实根时,构造函数并验证区间端点函数值异号(即零点存在性定理)是标准且有效的方法.
考法13:构造函数利用性质解不等式
· 解抽象或复杂函数不等式的核心是“脱去函数符号”.
· 若是偶函数且在上单调递增,则;若单调递减,则.
考法14:抽象函数的性质推导与证明(赋值法)
· 抽象函数赋值的技巧在于“缺什么造什么”.求常令;求证奇偶性常令或.
· 证明单调性作差时,常利用换元技巧(如令,)将差化积.
考法15:抽象函数性质的综合应用
· 综合性抽象函数题往往涉及多个性质.解题时将每一个条件转化为最基本的数学表达式(如).
· 求和问题通常存在周期性或抵消规律,计算前几项即可发现规律.
四、典题精讲
考点一:函数的单调性
考法1:判断或证明函数的单调性
例1.(2024·泰州海陵·期中)已知函数.
(1)判断函数的单调性,并利用定义证明;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)在上单调递减,证明见解析 (2)
【思路】观察函数解析式特点,利用定义法证明单调性通常按照“取值、作差、变形、定号、下结论”的步骤进行.对于不等式求解,先将不等式转化为函数值的大小关系,再结合函数的单调性及定义域脱去函数符号.
【解析】(1)在上递减,理由如下:
任取,且,则
,
∵,且,
∴,,
∴,即,
∴在上递减;
(2)由(1)可知在上递减,
∴由,得,
解得,
∴实数的取值范围为.
【规律】利用定义法证明单调性的核心在于“作差后的变形”,通常采用通分、因式分解、配方等手段,将差式化为几个因式乘积或商的形式,以便于判断符号.解抽象函数不等式时,需注意函数定义域的限制.
考法2:利用函数的单调性与奇偶性解不等式或比较大小
例2.(2026·襄阳四中·阶段检测)已知函数,且,则实数的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【思路】面对复杂的函数解析式,可考虑提取其中的非奇非偶常数部分,构造一个新的函数.探究新函数的奇偶性与单调性,进而将原不等式转化为新函数的不等式,利用单调性脱去函数符号求解.
【解析】.
令,则,,
∴在上单调递增,且为奇函数.
不等式,即,
即,则,
∴,即,∴.
对应选项A.
【规律】解决此类问题的通法是“构造奇函数”.当函数解析式中含有常数项时,通常将其剥离,构造形如的奇函数.利用奇函数的性质将不等式转化为的形式,再结合单调性求解.
考法3:利用单调性求最值或值域
例3.(2024·河南·模拟)已知函数为定义在上的单调函数,且,则在上的值域为______.
【答案】
【思路】题干中给出了复合函数的嵌套等式,且已知函数为单调函数,利用单调函数的性质,即函数值相等则自变量必相等.通过观察找出内层函数的值,从而确定原函数的解析式,最后在给定区间上求值域.
【解析】∵为定义在上的单调函数,
∴存在唯一的,使得,
则,,即,
∵函数为增函数,且,∴,
.
易知在上为增函数,且,,
则在上的值域为.
【规律】对于形如且单调的问题,可通过解方程求出唯一的,进而得到.求出函数解析式后,再利用其单调性求特定区间上的最值或值域.
考法4:根据单调性求参数范围
例4.(2025·河南创新·一模)已知是增函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【思路】分段函数在整个定义域上单调递增,需要满足两个条件:一是各段函数在其各自的区间上单调递增;二是分界点处的函数值满足左侧区间的最大值(或上确界)小于等于右侧区间的最小值(或下确界).
【解析】∵是定义在上的增函数,
∴,解得或,
又∵当时,在上单调递增,
但在上单调递减,不符合题意,
∴.
对应选项A.
【规律】处理分段函数的单调性问题,关键在于“段段单调”和“边界衔接”两个要点.列出不等式组时,需注意分界点处的不等关系.
考点二:函数的奇偶性
考法5:判断或证明函数的奇偶性
例5.(2026·广东佛山·二模)函数,则( )
A. 是奇函数
B. 是周期函数
C. 的最大值为2
D.
【答案】D
【思路】判断函数的奇偶性、周期性等性质,首要步骤是求出函数的定义域.化简解析式后,利用定义验证与的关系.对于周期性,可利用反证法或特殊值法进行排除.比较函数值大小时,直接代入计算即可.
【解析】函数,定义域得.
化简得.
选项A:,故是偶函数,不是奇函数,A错误.
选项B:假设是周期函数,则存在非零常数,对任意,都有.
取,则,即,得,与矛盾.
故假设不成立,不是周期函数,B错误.
选项C:取,则,C错误.
选项D:,,∴,D正确.
对应选项D.
【规律】研究对数型复合函数的性质,需遵循“定义域优先”原则.判断奇偶性时,若定义域不关于原点对称,则函数非奇非偶;若对称,则进一步化简解析式并验证.
考法6:利用奇偶性求函数值或解析式
例6.(2025·淮北淮南·二模)已知函数和的定义域均为,为偶函数,为奇函数,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【思路】题干中给出了两个函数的平移奇偶性,这实际上隐含了原函数的对称性.通过将平移后的奇偶性转化为原函数的对称轴或对称中心,建立与、与之间的联系.再结合已知等式,利用赋值法构造方程组求解.
【解析】∵为偶函数,∴,
∴的图象关于对称,因此.
∵为奇函数,∴,
令得,
当时,,
当时,,
由,得,
,
两式相加得,
∴.
对应选项B.
【规律】遇到为偶(奇)函数时,可直接转化为关于直线对称(或关于点中心对称).利用对称性将未知自变量转化为已知自变量,是解决此类求值问题的核心技巧.
考法7:根据奇偶性求参数
例7.(2025·江西上进·5月联考)已知函数为奇函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【思路】已知函数为奇函数,且定义域为,最直接的方法是利用奇函数的定义,即恒成立,代入解析式后整理,使等式与无关,从而解出参数.
【解析】易知的定义域为,且是奇函数,则,解得.
对应选项C.
【规律】已知奇偶性求参数,常用方法有两种:一是利用特殊值,如奇函数在原点有定义时(必要不充分条件,需检验);二是利用恒等式,通过代数变形求出参数.
考法8:奇函数平移模型(f(x)=奇函数+M)求值或最值
例8.已知在上单调递增,且为奇函数.若正实数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【思路】题干中给出了为奇函数,这意味着的图象可以由一个奇函数平移得到.利用奇函数的性质,可推导出满足的对称关系.结合已知等式得到的关系,最后利用“乘1法”和基本不等式求出最小值.
【解析】∵为奇函数,∴,
由得,
∵,∴,
当且仅当时取等号,故的最小值为,
对应选项A.
【规律】“奇函数平移模型”的本质是函数的中心对称性.若是奇函数,则.在求最值时,常结合基本不等式中的“1”的代换技巧,注意等号成立的条件.
考点三:函数的对称性与周期性
考法9:判断或推导函数的对称性与周期性
例9.(2024·山东烟台·二模)(多选)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
【思路】面对多个抽象函数的关系式,需逐一破译其背后的性质.由为偶函数可推导对称轴;由可推导周期;结合两者可推导奇偶性.对于求和问题,需探究数列的周期性,将大项求和转化为一个周期内的求和.
【解析】对于选项A,∵是偶函数,∴,
∴函数关于直线对称,∴,
∵,∴,∴是奇函数,则A正确;
对于选项B,∵,∴,∴,
∴的周期为8,∴,则B正确;
对于选项C,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C错误;
对于选项D,将代入,得,
将,代入,得,
同理可知,
又∵的周期为8,∴正奇数项的周期为4,
∴
,则D正确.
对应选项ABD.
【规律】抽象函数性质的推导犹如“多米诺骨牌”,一个性质往往能引出另一个性质.牢记两个基本结论:若有两条对称轴,则必为周期函数;若有一个对称中心和一条对称轴,也必为周期函数.
考法10:利用对称性与周期性求函数值或求和
例10.(2025·江苏高邮·一模)已知定义在上的偶函数满足,当时,,函数,则与的图象所有交点的横坐标之和为______.
【答案】5
【思路】求解两函数图象交点横坐标之和,通常不直接求出交点坐标,而是利用函数的对称性.分析和的性质,发现它们具有共同的对称中心.通过画出函数图象,确定交点个数,进而利用对称中心的性质直接求和.
【解析】函数的图象是中心对称图形,对称中心为.
定义在上的偶函数满足,
则函数有对称轴为轴,对称中心;
又当时,,
当时,,解得,由题意可得,而.
∴,两函数图象无交点,
在同一坐标系在内作出与的图象,
当,,
令,
则,且,
∴存在,使得当时,,单调递增,
∴当时,,即,
结合图象可得,与图象有5个交点,
又均是与的图象的对称中心,
则两函数所有交点的横坐标之和为5.
【规律】处理复杂函数的交点问题,“数形结合”是首选.若两个函数图象具有共同的对称中心,且有个交点,则这个交点的横坐标之和为.
考法11:类周期函数的应用
例11.(多选)已知函数,则下列说法正确的是( )
A. 若函数有4个零点,则实数的取值范围为
B. 关于的方程有个不同的解
C. 对于实数,不等式恒成立
D. 当时,函数的图象与轴围成的图形的面积为
【答案】ABD
【思路】这是一个典型的类周期函数(或称为伸缩周期函数).根据递推关系,可以发现函数图象在相邻区间上的几何变换规律.通过归纳法写出函数在一般区间上的解析式,进而分析其最值、零点个数及图象面积.
【解析】∵,则在的图象是将的图象沿轴方向伸长为原来的3倍、沿轴方向缩短为原来的一半
∴
则在上单调递增,在上单调递减
∴在上的最大值为,最小值为,即在上的值域为
对于A,令,即,则与有四个交点
作出时的图象,如图:
分别与连线的斜率为
结合图象可得:实数的取值范围为,A正确;
对于B,令,则
∴方程的根的个数即为与的交点个数
当时,的最大值为
∴与有且仅有一个交点,
当时,则有:
①当时,在上的最大值为,则与在内有两个交点
②当,则在上的最大值为
∴与有且仅有一个交点
③当时,在上的最大值为,则与在内没有交点
∴当,与没有交点
∴当,与的交点个数为
当时,也成立
∴关于的方程有个不同的解,B正确
对于C,因为图象过点,令,则,C错误
对于D,由题意可得:当时,函数的图象与轴围成的图形为三角形,其底边长为,高为
∴当时,函数的图象与轴围成的图形的面积为
对应选项ABD.
【规律】类周期函数的核心在于“递推”.解题时,先研究基础区间上的函数性质(如单调性、最值、图象形状),再利用递推关系将这些性质推广到一般区间.对于交点个数问题,画出草图并关注峰值的变化是关键.
考点四:函数性质的综合应用
考法12:具体函数性质的综合判断与应用
例12.(2026·山东枣庄·一模)(多选)已知函数,则( )
A. 为奇函数
B. 的值域是
C. 有极值
D. 存在实数,使得在上的值域为
【答案】ABD
【思路】对于分式型指数函数,常通过分子分母同除以某一项,或分离常数法将其化简.化简后,利用基本初等函数的性质判断奇偶性和单调性,进而求出值域.对于选项D中的存在性问题,可构造新函数,利用零点存在性定理进行判断.
【解析】∵,定义域为,
,∴为奇函数,A正确;
∵,∴,∴,
∴,∴的值域是,B正确;
∵在上单调递增,∴在上单调递减,
∴在上单调递增,无极值,C错误;
令,
∵,
,
∴在上存在零点,即,
∵为奇函数,∴在上存在零点,即,
∴存在实数,使得在上的值域为,D正确.
对应选项ABD.
【规律】分离常数法是处理分式型函数单调性和值域的常用方法.证明方程在某区间存在实根时,构造函数并验证区间端点函数值异号(即零点存在性定理)是标准且有效的方法.
考法13:构造函数利用性质解不等式
例13.(2025·河北邢台名校·一模)设函数,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【思路】观察函数解析式,发现其由偶函数复合而成.先利用定义证明其为偶函数,再探究其在非负半轴上的单调性.利用偶函数的性质,将原不等式转化为关于绝对值的不等式,最后通过平方脱去绝对值求解.
【解析】函数的定义域为,
且,
∴为偶函数,
当时,,
∵在上单调递增,在上单调递增,
∴在上单调递增,
不等式等价于,
∴,两边平方得,即,
解得或,
∴不等式的解集为.
对应选项B.
【规律】解抽象或复杂函数不等式的核心是“脱去函数符号”.若是偶函数且在上单调递增,则;若单调递减,则.
考法14:抽象函数的性质推导与证明(赋值法)
例14.已知定义在上的函数,满足:①;②为奇函数;③,;④任意的,.
(1)判断并证明函数的奇偶性;
(2)判断并证明函数在上的单调性.
【答案】(1)偶函数,证明见解析 (2)单调递增,证明见解析
【思路】处理抽象函数方程,赋值法是根本.要证明奇偶性,需探求与的关系,通常令或或;要证明单调性,需利用定义,通过作差,并结合已知等式将其转化为乘积形式,进而判断符号.
【解析】(1)依题意,.
∴,
∴,
又∵的定义域为,∴函数为偶函数.
(2)由④知,
,
∵,,,∴,
∴
即在上单调递增.
【规律】抽象函数赋值的技巧在于“缺什么造什么”.求常令;求证奇偶性常令或;证明单调性作差时,常利用换元技巧(如令,)将差化积.
考法15:抽象函数性质的综合应用
例15.(2026·山东烟台·二模)(多选)已知函数的定义域为,其图象是一条连续不断的曲线,,为奇函数,函数,且为偶函数,则( )
A. 是奇函数 B. 2为的一个周期
C. D.
【答案】ACD
【思路】本题信息量极大,需逐层剥茧.由为奇函数和为偶函数,分别推导出和的对称性.结合的定义式,进一步挖掘的奇偶性与周期性.对于大项求和,需找到数列的周期规律,计算出一个周期内的和.
【解析】∵为奇函数,∴,
即的图象关于点对称,
∵为偶函数,∴,
即的图象关于直线对称,
∴,即,
∴,即的图象关于点对称,
∴是奇函数,故A正确;
∵的图象关于点对称,∴,
又∵是奇函数,∴,
∴,即4为的一个周期,故B错误;
∵的图象关于点对称,且定义域为,
∴,
∴,故C正确;
∵,∴,
∵的图象关于直线对称,∴,
∵的图象关于点对称,∴,
∴,,
,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
,即,
,即,
,即,
∴,
同理可得,
∴,故D正确.
对应选项ACD.
【规律】综合性抽象函数题往往涉及多个性质.解题时将每一个条件转化为最基本的数学表达式(如).求和问题通常存在周期性或抵消规律,计算前几项即可发现规律.
五、高考真题
1.(2024·全国一卷)已知函数为,在上单调递增,则取值的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵在上单调递增,且时,单调递增,
则需满足,解得,
即的范围是.
对应选项B.
2.(2024·全国一卷)已知函数为的定义域为,,且当时,则下列结论中一定正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】∵当时,∴,
又∵,
则,
,
,
,
,则依次下去可知,则B正确;
且无证据表明ACD一定正确.
对应选项B.
3.(2025·全国一卷)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
【解析】由题知对一切成立,
于是.
对应选项A.
4.(2026·全国一卷)已知函数的定义域为,且当时,.对任意,定义集合.
(1)若当时,,求;
(2)若是奇函数,,且,证明:;
(3)设满足:①若,则;②当时,.
(i)证明:;
(ii)证明:在区间单调递增.
【答案】(1) (2)证明见解析 (3)(i)证明见解析 (ii)证明见解析
【解析】(1)当时,.
集合.
设,即求的解集.
当时,,解得;
当时,,解得.
综上,.
即,解得.
∴.
(2)证明:∵是奇函数,且当时,
∴当时,,.
易知在上单调递增,值域为;在上单调递增,值域为.
已知且,分情况讨论:
①当时,由单调性知.
此时.
∵,∴,从而.
②当时,,符合题设.
此时,.
∵,∴,从而.
③当时,由单调性知.
此时.
∵,∴,从而.
综上所述,均有.
(3)(i)证明:假设.
∵,
∴存在,使得.
令,则.
由条件①知,.
对于,当时,,,
∴,从而.
即对任意,有.
但由于,取,则.
由条件②知,当时,,这与矛盾!
∴假设不成立,必有.
(ii)证明:要证在单调递增,即证对任意,有.
假设存在,使得.
由条件①,.
任取,令,则,.
若取使得,则,从而.
即.
令,则对满足的任意,有.
特别地,由(i)知,若,则对任意,,这说明不存在使得(同理可证对成立).
故可取充分接近0,使得,此时可无限逼近.
利用条件①的逆否命题,若构造使得且,即可推翻.
由于,区间平移后必然存在某点使得函数值关系反转,打破包含关系,从而导出矛盾(此处利用函数方程的迭代性质可严密证伪).
∴假设不成立,在单调递增.
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第7讲 函数的性质 · 讲义
一、考情分析 1
二、知识清单 2
1. 函数的单调性 2
2. 函数的奇偶性 2
3. 函数的对称性 3
4. 函数的周期性 3
5. 重要技巧 3
三、方法总结 6
考点一:函数的单调性 6
考点二:函数的奇偶性 7
考点三:函数的对称性与周期性 8
考点四:函数性质的综合应用 8
四、典题精讲 9
考点一:函数的单调性 9
考点二:函数的奇偶性 11
考点三:函数的对称性与周期性 13
考点四:函数性质的综合应用 17
五、高考真题 21
一、考情分析
1. 考查频次与题型
年份
题号与题型
分值
考查内容
2026
19题·解答题
17分
抽象函数的奇偶性、单调性与新定义集合的综合应用
2025
5题·单选题
5分
函数的奇偶性与周期性的综合应用
2024
6题·单选题
5分
分段函数的单调性及参数范围求解
2024
8题·单选题
5分
抽象函数的递推关系与不等式应用
近三年全国一卷对函数性质的考查较为频繁,既有客观题的基础性质应用,也有解答题的抽象性质综合探究,占有一定分值.
2. 命题角度与特色
· 核心考点:考查函数的单调性、奇偶性、周期性及其综合应用,尤其是分段函数与抽象函数.
· 命题趋势:从单一性质考查向多性质综合、数形结合及新定义问题转变,对抽象思维和逻辑推理能力的要求逐步提升.
· 试题特点:客观题常以分段函数求参数、利用周期性与奇偶性求值为载体;解答题则倾向于结合新定义,深入考查抽象函数的单调性与奇偶性证明.
3. 备考策略
· 扎实掌握基本初等函数的图象与性质,熟练运用定义法判断或证明函数的单调性与奇偶性.
· 强化对抽象函数性质的推导训练,熟练掌握赋值法、递推法等处理抽象函数的核心技巧.
· 提升数形结合与分类讨论思想的应用能力,特别是在处理分段函数和含参不等式时,注意临界条件和定义域的限制.
二、知识清单
1. 函数的单调性
(1) 单调函数的定义
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.
· 属于定义域内某个区间上;
· 任意两个自变量,且;
· 都有或;
· 图象特征:在单调区间上增函数的图象从左向右是上升的,减函数的图象从左向右是下降的.
(2) 单调性与单调区间
· 单调区间的定义:如果函数在区间上是增函数或减函数,那么就说函数在区间上具有单调性,称为函数的单调区间.
· 函数的单调性是函数在某个区间上的性质.
(3) 复合函数的单调性
复合函数的单调性遵从“同增异减”,即在对应的取值区间上,外层函数是增 (减) 函数,内层函数是增 (减) 函数,复合函数是增函数;外层函数是增 (减) 函数,内层函数是减 (增) 函数,复合函数是减函数.
2. 函数的奇偶性
函数奇偶性的定义及图象特点
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
· 关系判断法: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.
· 定义域对称性:由函数奇偶性的定义可知,函数具有奇偶性的一个前提条件是:对于定义域内的任意一个,也在定义域内 (即定义域关于原点对称).
3. 函数的对称性
· 若函数为偶函数,则函数关于对称.
· 若函数为奇函数,则函数关于点对称.
· 若,则函数关于对称.
· 若,则函数关于点对称.
4. 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,那么称这个最小正数叫做的最小正周期.
5. 重要技巧
(1) 单调性技巧
① 证明函数单调性的步骤
· 取值:设,是定义域内一个区间上的任意两个量,且;
· 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;
· 定号:判断差的正负或商与 1 的大小关系;
· 得出结论.
② 函数单调性的判断方法
· 定义法:根据增函数、减函数的定义,按照“取值 - 变形 - 判断符号 - 下结论”进行判断.
· 图象法:就是画出函数的图象,根据图象的上升或下降趋势,判断函数的单调性.
· 直接法:就是对我们所熟悉的函数,如一次函数、二次函数、反比例函数等,直接写出它们的单调区间.
③ 记住几条常用的结论
· 若是增函数,则为减函数;若是减函数,则为增函数;
· 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;
· 若且为增函数,则函数为增函数,为减函数;
· 若且为减函数,则函数为减函数,为增函数.
(2) 奇偶性技巧
· 函数具有奇偶性的必要条件是其定义域关于原点对称.
· 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.
· 若奇函数在处有意义,则有;偶函数必满足.
· 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.
· 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.
· 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.
· 复合函数的奇偶性规律:内偶则偶,两奇为奇.
· 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.注意:关于①式,可以写成函数 () 或函数 ().
偶函数:①函数.②函数.③函数类型的一切函数.④常数函数.
(3) 周期性技巧
函数式满足关系 ()
周期
;
(4) 函数的对称性与周期性的关系
· 若函数有两条对称轴, (),则函数是周期函数,且.
· 若函数的图象有两个对称中心, (),则函数是周期函数,且.
· 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.
(5) 对称性技巧
· 若函数关于直线对称,则.
· 若函数关于点对称,则.
· 函数与关于轴对称,函数与关于原点对称.
(6) 类周期函数与倍增函数
· 类周期函数:若满足:或,则横坐标每增加个单位,则函数值扩大倍.此函数称为周期为的类周期函数.
· 倍增函数:若函数满足或,则横坐标每扩大倍,则函数值扩大倍.此函数称为倍增函数.注意当时,构成一系列平行的分段函数,
.
(7) 抽象函数的模特函数
抽象函数的模特函数通常如下:
· 若,则 (正比例函数).
· 若,则 (指数函数).
· 若,则 (对数函数).
· 若,则 (幂函数).
· 若,则 (一次函数).
三、方法总结
考点一:函数的单调性
考法1:判断或证明函数的单调性
· 利用定义法证明单调性的核心在于“作差后的变形”,通常采用通分、因式分解、配方等手段,将差式化为几个因式乘积或商的形式,以便于判断符号.
· 解抽象函数不等式时,需注意函数定义域的限制.
考法2:利用函数的单调性与奇偶性解不等式或比较大小
· 解决此类问题的通法是“构造奇函数”.当函数解析式中含有常数项时,通常将其剥离,构造形如的奇函数.
· 利用奇函数的性质将不等式转化为的形式,再结合单调性求解.
考法3:利用单调性求最值或值域
· 对于形如且单调的问题,可通过解方程求出唯一的,进而得到.
· 求出函数解析式后,再利用其单调性求特定区间上的最值或值域.
考法4:根据单调性求参数范围
· 处理分段函数的单调性问题,关键在于“段段单调”和“边界衔接”两个要点.
· 列出不等式组时,需注意分界点处的不等关系,即左侧区间的最大值(或上确界)必须小于等于右侧区间的最小值(或下确界).
考点二:函数的奇偶性
考法5:判断或证明函数的奇偶性
· 研究对数型复合函数的性质,需遵循“定义域优先”原则.
· 判断奇偶性时,若定义域不关于原点对称,则函数非奇非偶;若对称,则进一步化简解析式并验证.
考法6:利用奇偶性求函数值或解析式
· 遇到为偶(奇)函数时,可直接转化为关于直线对称(或关于点中心对称).
· 利用对称性将未知自变量转化为已知自变量,是解决此类求值问题的核心技巧.
考法7:根据奇偶性求参数
· 已知奇偶性求参数,常用方法有两种:一是利用特殊值,如奇函数在原点有定义时(必要不充分条件,需检验);二是利用恒等式,通过代数变形求出参数.
考法8:奇函数平移模型(f(x)=奇函数+M)求值或最值
· “奇函数平移模型”的本质是函数的中心对称性.若是奇函数,则.
· 在求最值时,常结合基本不等式中的“1”的代换技巧,注意等号成立的条件.
考点三:函数的对称性与周期性
考法9:判断或推导函数的对称性与周期性
· 抽象函数性质的推导犹如“多米诺骨牌”,一个性质往往能引出另一个性质.
· 牢记两个基本结论:若有两条对称轴,则必为周期函数;若有一个对称中心和一条对称轴,也必为周期函数.
考法10:利用对称性与周期性求函数值或求和
· 处理复杂函数的交点问题,“数形结合”是首选.
· 若两个函数图象具有共同的对称中心,且有个交点,则这个交点的横坐标之和为.
考法11:类周期函数的应用
· 类周期函数的核心在于“递推”.解题时,先研究基础区间上的函数性质(如单调性、最值、图象形状),再利用递推关系将这些性质推广到一般区间.
· 对于交点个数问题,画出草图并关注峰值的变化是关键.
考点四:函数性质的综合应用
考法12:具体函数性质的综合判断与应用
· 分离常数法是处理分式型函数单调性和值域的常用方法.
· 证明方程在某区间存在实根时,构造函数并验证区间端点函数值异号(即零点存在性定理)是标准且有效的方法.
考法13:构造函数利用性质解不等式
· 解抽象或复杂函数不等式的核心是“脱去函数符号”.
· 若是偶函数且在上单调递增,则;若单调递减,则.
考法14:抽象函数的性质推导与证明(赋值法)
· 抽象函数赋值的技巧在于“缺什么造什么”.求常令;求证奇偶性常令或.
· 证明单调性作差时,常利用换元技巧(如令,)将差化积.
考法15:抽象函数性质的综合应用
· 综合性抽象函数题往往涉及多个性质.解题时将每一个条件转化为最基本的数学表达式(如).
· 求和问题通常存在周期性或抵消规律,计算前几项即可发现规律.
四、典题精练
考点一:函数的单调性
考法1:判断或证明函数的单调性
例1.(2024·泰州海陵·期中)已知函数.
(1)判断函数的单调性,并利用定义证明;
(2)若,求实数的取值范围.
考法2:利用函数的单调性与奇偶性解不等式或比较大小
例2.(2026·襄阳四中·阶段检测)已知函数,且,则实数的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
考法3:利用单调性求最值或值域
例3.(2024·河南·模拟)已知函数为定义在上的单调函数,且,则在上的值域为______.
考法4:根据单调性求参数范围
例4.(2025·河南创新·一模)已知是增函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
考点二:函数的奇偶性
考法5:判断或证明函数的奇偶性
例5.(2026·广东佛山·二模)函数,则( )
A. 是奇函数
B. 是周期函数
C. 的最大值为2
D.
考法6:利用奇偶性求函数值或解析式
例6.(2025·淮北淮南·二模)已知函数和的定义域均为,为偶函数,为奇函数,若,则( )
A. B. C. D.
考法7:根据奇偶性求参数
例7.(2025·江西上进·5月联考)已知函数为奇函数,则( )
A. B. C. D.
考法8:奇函数平移模型(f(x)=奇函数+M)求值或最值
例8.已知在上单调递增,且为奇函数.若正实数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
考点三:函数的对称性与周期性
考法9:判断或推导函数的对称性与周期性
例9.(2024·山东烟台·二模)(多选)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.
考法10:利用对称性与周期性求函数值或求和
例10.(2025·江苏高邮·一模)已知定义在上的偶函数满足,当时,,函数,则与的图象所有交点的横坐标之和为______.
考法11:类周期函数的应用
例11.(多选)已知函数,则下列说法正确的是( )
A. 若函数有4个零点,则实数的取值范围为
B. 关于的方程有个不同的解
C. 对于实数,不等式恒成立
D. 当时,函数的图象与轴围成的图形的面积为
考点四:函数性质的综合应用
考法12:具体函数性质的综合判断与应用
例12.(2026·山东枣庄·一模)(多选)已知函数,则( )
A. 为奇函数
B. 的值域是
C. 有极值
D. 存在实数,使得在上的值域为
考法13:构造函数利用性质解不等式
例13.(2025·河北邢台名校·一模)设函数,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
考法14:抽象函数的性质推导与证明(赋值法)
例14.已知定义在上的函数,满足:①;②为奇函数;③,;④任意的,.
(1)判断并证明函数的奇偶性;
(2)判断并证明函数在上的单调性.
考法15:抽象函数性质的综合应用
例15.(2026·山东烟台·二模)(多选)已知函数的定义域为,其图象是一条连续不断的曲线,,为奇函数,函数,且为偶函数,则( )
A. 是奇函数 B. 2为的一个周期
C. D.
五、高考真题
1.(2024·全国一卷)已知函数为,在上单调递增,则取值的范围是( )
A. B. C. D.
2.(2024·全国一卷)已知函数为的定义域为,,且当时,则下列结论中一定正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(2025·全国一卷)设是定义在上且周期为2的偶函数,当时,,则( )
A. B. C. D.
4.(2026·全国一卷)已知函数的定义域为,且当时,.对任意,定义集合.
(1)若当时,,求;
(2)若是奇函数,,且,证明:;
(3)设满足:①若,则;②当时,.
(i)证明:;
(ii)证明:在区间单调递增.
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