重难点专训03 抽象函数与函数新定义八大考法(专项训练)(上海专用)2027年高考数学一轮复习讲练测
2026-06-27
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 函数及其性质 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.97 MB |
| 发布时间 | 2026-06-27 |
| 更新时间 | 2026-06-27 |
| 作者 | 宋老师数学图文制作室 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-06-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58523360.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“性质推导公式+题型通法+新定义翻译”构建系统方法体系,覆盖抽象函数与新定义全考向,实现从基础到压轴的逻辑递进。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|抽象函数基础|2题型(定义域/值域)|定义域“整体范围一致”原则、值域“四性质锁定法”|从自变量取值到函数值范围,构建函数基本要素认知链|
|抽象函数性质|2题型(奇偶性/周期性)|奇偶性“双赋值流程”、周期性“知二求一”结论|以奇偶性为基础,结合对称性推导周期性,形成性质综合应用逻辑|
|函数新定义|4题型(运算/性质/周期/恒成立)|新定义“三步翻译法”(圈划-转符号-拆逻辑)|从运算规则到性质判定,再到周期与恒成立综合,体现概念生成到复杂应用的拓展|
内容正文:
重难点专训03 抽象函数与函数新定义
内容导航
解题方法及技巧提炼 1
题型通法及变式提升 2
题型1 抽象函数的定义域(基础必考) 2
题型2 抽象函数的值域(中档填空高频) 3
题型3 抽象函数的奇偶性(大题必考) 4
题型4 由抽象函数的周期性求函数值(填空压轴) 5
题型5 运算型新定义(填空18题高频) 6
题型6 性质型新定义(21题第一问必考) 7
题型7 周期型新定义(上海模考最热) 9
题型8 恒成立/存在性新定义(21题压轴问) 12
重难专题分层过关练 14
巩固过关 14
创新提升 15
解题方法及技巧提炼
一、抽象函数三大核心性质推导公式(上海必考)
1. 奇偶性(赋值法标准流程)
通用解题步骤:先令,求出的值;再令,推导与的等量关系,判定奇偶性。
奇函数判定核心:,且必有;
偶函数判定核心:。
2. 对称性与周期“知二求一”(填空压轴高频)
设常数,无需推导,可直接记忆结论解题:
① 双对称轴:,周期 ;
② 双对称中心:,周期 ;
③ 一轴一心(对称轴+对称中心):周期 ;
速记口诀:同型对称二倍距,异型对称四倍距。
3. 高频周期递推变形(循环求值神器)
上海模考、高考高频递推公式,可直接判定周期:
① ;
② ;
③ 周期(上海专属高频周期模型)。
二、抽象函数大题规范
1. 所有赋值步骤单独成句,明确标注“令”“令”,逻辑清晰;
2. 单调性证明必须书写“任取”,完整作差、判号、下结论,缺一不可;
3. 解抽象不等式,先标注定义域,再脱,最后取交集,规避定义域失分。
三、新定义“三步翻译法”(破题关键)
新定义题型核心难点不是计算,而是读懂陌生规则,固定三步破题:
1. 圈划关键词:标记任意/存在、恒成立、区间范围、等式/不等式核心条件;
2. 文字转符号:将题干陌生函数定义,转化为标准数学等式、不等式;
3. 分层拆解逻辑:第一层满足新定义必要条件,第二层对应题目求值、证明、参数范围求解问题。
四、新定义大题规范
1. 解题首步转化题干新定义,写出对应数学表达式,贴合出题意图;
2. 区分全称/特称命题,精准判断恒成立、存在性最值取值方向;
3. 参数范围问题最终验证临界值,书写标准区间形式,答案规范。
题型通法及变式提升
题型1 抽象函数的定义域(基础必考)
核心解题本质:抽象函数定义域始终指「自变量的取值范围」,核心原则:同一对应法则下,括号内整体取值范围完全一致,与字母无关。
两大必考模型+满分模板
模型1:已知定义域,求定义域
解题步骤:①明确中的范围;②令)落在该范围内,解不等式,所得范围即为所求。
模型2:已知定义域,求定义域
解题步骤:①由已知范围,求内层的值域;②该值域即为的定义域。
上海考场避坑点:禁止混淆“整体范围”与“自变量范围”,多个复合函数嵌套时,逐层锁定括号内整体区间,不重复、不遗漏边界。
1.若函数的定义域为,则函数的定义域为______.
2.已知函数的定义域为,则函数的定义域为____________.
3.函数的定义域是,则函数的定义域是______.
4.已知函数在定义域上是增函数,且,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.若函数的图像绕原点逆时针旋转后与原图像重合,则在以下各项中,的定义域不可能是( )
A. B.
C. D.R
题型2 抽象函数的值域(中档填空高频)
核心解题逻辑:无解析式不强行求值,依托单调性、奇偶性、区间范围、有界性四大性质,整体锁定函数最值与区间。
三类高分解题技巧
技巧1:单调性法(最通用):确定抽象函数在定义域区间的增减性,直接代入区间端点,求得值域上下限。
技巧2:奇偶对称法:奇函数关于原点对称、偶函数关于y轴对称,可由单侧区间值域快速推导对称区间值域,简化计算。
技巧3:赋值约束法:依托题干抽象关系式,赋值求出特殊最值、定值,锁定函数取值范围(适配无单调、无对称条件的冷门题型)。
规范结论模板:抽象函数值域最终必须写成闭区间/开区间标准形式,严格匹配定义域边界。
6.已知函数的定义域为D,则“的值域为”是“对任意,存在,使得”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
7.已知函数的值域为,则函数的值域为__________.
8.若函数的值域是,则函数的值域为 __.
9.用符号表示小于的最大整数,如,有下列命题:①若函数,则的值域为;②若,则方程有三个根;③若数列是等差数列,则数列也是等差数列;则正确命题的序号是___________.
10.是上的奇函数,是上的偶函数,若函数的值域为,则的值域为_____________.
11.已知定义在上的函数满足,若函数在区间上的值域为,则在区间上的值域是___________.
12.函数满足对任意都成立,其值域是,已知对任何满足上述条件的都有,则的取值范围为___________.
题型3 抽象函数的奇偶性(大题必考)
上海阅卷标准解题流程(满分固定步骤)
步骤1:判定义域:优先验证定义域是否关于原点对称,不对称直接非奇非偶(第一步秒杀排除);
步骤2:双赋值求值:令求,再令构造与关系;
步骤3:下精准结论:
若且,为奇函数;
若,为偶函数;
等式不成立则为非奇非偶函数。
高频推论(直接秒杀)
1. :必为奇函数;
2. :无奇偶性固定结论,必须赋值推导;
3. 定义域含0的奇函数,必有(可用于参数求值、排除选项)。
13.已知定义在上的函数满足,且,则( )
A. B.为奇函数
C.有零点 D.
14.已知定义在R上的单调函数,满足,,,则下列说法不正确的是( )
A. B.可能是单调递减函数
C.为奇函数 D.若,则
15.已知函数是定义在上的偶函数,且在上单调递增.若关于的不等式的解集为,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
16.设函数在上存在导数,对任意实数有,且当时,若,则实数的取值范围是__________.
17.若定义在上的函数同时满足:①为奇函数;②;③对任意的,且,都有,则不等式的解集为__________.
题型4 由抽象函数的周期性求函数值(填空压轴)
核心解题思路:大自变量化小自变量,利用周期将超大自变量、负自变量,转化为已知区间、可求值的小自变量,是上海填空17/18题核心速解方法。
三步秒杀解题模板
步骤1:判周期:由题干递推式,套用周期公式求出最小正周期;
步骤2:化自变量:对任意,有,通过加减周期,将自变量压缩至基础区间;
步骤3:精准求值:结合奇偶性、已知特殊值、区间解析式,求出最终函数值。
上海高频周期速用结论
1. ;
2. ;
3. 递推周期(上海模考高频必考);
4. 对称综合周期:同型对称,异型对称。
压轴提速技巧:多周期嵌套、对称+周期综合题型,优先画图辅助,锁定一个最小周期内的函数规律,批量求解多个函数值、求和问题。
18.已知奇函数对任意都有,则______.
19.若是定义在R上的函数,且满足为偶函数,为奇函数,则=________.
20.已知为上的奇函数,且,当时,,则_____.
21.已知为奇函数,当,,且关于直线对称.设方程的正数解为,且任意的,总存在实数,使得成立,则实数的最小值为______.
22.已知函数对任意都有且的图像关于点对称,则( )
A. B.0 C.3 D.6
题型5 运算型新定义(填空18题高频)
题干自定义新型函数运算、映射规则,无复杂逻辑,侧重代数化简。
解题技巧:严格贴合定义代入化简,按自变量区间分类讨论,重点关注定义域边界、分段临界点,杜绝漏解。
23.(2026·上海·三模)已知函数的定义域为,值域,且对任意正整数,有.则符合条件的函数的个数为______.
24.(2026·上海宝山·三模)严格递增函数的定义域为正整数集,函数值也是正整数,且满足,则的值为________.
25.(2025·上海闵行·一模)已知集合,;如果存在,对于属于且不属于任意()的所有元素,都有成立,则的取值范围是________
26.(25-26高三上·上海·期中)定义在区间 上的函数 满足:①对任意, ;② ,若任意 ,则整数 的值为 ______.
27.(25-26高三上·上海·阶段检测)已知函数的定义域为,且对任意实数x恒成立.若有且仅有一个实数,使得,则=________.
28.(2025·上海崇明·三模)设函数的定义域为,若对曲线上任意一点,均存在曲线上的点,使得且,则称函数是“旋转函数”.若存在旋转函数,使,则正实数的最大值是__________.
29.(2025·上海宝山·三模)已知,函数的定义域是,且满足.记函数的值域为,若存在,使得对于任意符合要求的函数,均满足:,则实数的取值范围是__________.
题型6 性质型新定义(21题第一问必考)
常见定义:上凸/下凸函数、保号函数、等域函数、对偶函数、单调保距函数等。
满分答题模板:①任取区间内自变量;②代入新定义式变形化简;③结合函数单调性、最值、不等式性质推导结论或参数范围。
30.(2026·上海·模拟预测)设函数的定义域为,若对任意实数,恒有成立,则称函数具有“性质”.
(1)若一次函数具有性质,其中,求实数,的值;
(2)若函数具有性质,且在上严格增,证明:;
(3)若具有性质的函数满足:存在常数,使得对任意,都有.证明:具有该性质的函数是唯一的,并写出其解析式.
31.(25-26高三下·上海·阶段检测)若函数,满足:对于任意、,均有(为正整数)成立,则称函数具有“级”性质.
(1)分别判断,是否具有“1级”性质,并说明理由;
(2)已知定义域为的函数具有“2级”性质,求证:对于任意的,都有;
(3)已知定义域为的函数具有“3级”性质,求证:函数为常值函数.
32.(2026·上海·二模)若对于定义在R上的函数,设是R的一个子集,和是上任意给定的两个实数,当时,恒有,则称函数在上具有“性质”
(1)分别判断函数和是否在R上具有“性质”;(无需说明理由)
(2)设,记,若函数在上具有“性质”,求实数的取值范围;
(3)若函数在R上具有“性质”,其图像是连续曲线,且,求证:集合是无限集或单元素集.
33.(25-26高三下·上海·阶段检测)若函数满足:对任意,,都有,则称函数具有性质.
(1)设,分别判断与是否具有性质?并说明理由;
(2)已知定义在上的奇函数具有性质,求关于的不等式的解;
(3)已知函数具有性质,且图像是一条连续曲线,若在上是严格增函数,求证:是奇函数.
34.(2026·上海虹口·三模)对于定义域为的函数以及给定的个实数,,…,,若存在项数为且严格增的有限数列,,…,,满足,则称函数关于数列具有“性质”.
(1)若 ,请分别判断,是否关于数列具有“性质”(无需说明理由);
(2)设,,,,,是否存在首项和公比相等且严格增的有限等比数列,使得函数关于数列具有“性质”?若存在,请写出一个满足要求的等比数列;若不存在,请说明理由;
(3)若函数的图象是连续曲线,集合和均不为空集,且为有限集,求证:对于任意给定的个正数,,,,均存在严格增的有限等差数列,使得函数对数列具有“性质”.
题型7 周期型新定义(上海模考最热)
35.(25-26高三下·上海虹口·阶段检测)对于定义域为的函数,若存在常数,使得是以为周期的周期函数,则称为“余弦周期函数”,且称为其“余弦周期”.
(1)判断函数是否为“余弦周期函数”,并证明;
(2)已知余弦周期函数在区间上仅存在2026个不同的实数, 使得,求实数的取值范围;
(3)已知是以为“余弦周期”的“余弦周期函数”,且恒成立,若存在和,使得对任意,都有,证明:是周期函数.
36.(25-26高三上·上海·期中)已知函数的定义域为,若存在实数和定义域为的周期函数 ,使得恒成立,则称具有性质.
(1)判断,是否具有性质,不需说明理由;
(2)已知对任意实数,函数,满足, .若具有性质,
(i)当时,求
(ii)求证:不是周期函数;
(iii)求证:具有性质.
37.(2026·上海黄浦·三模)对于函数和,若存在函数,使得,则称是的“关联函数”.
(1)已知,,是否存在定义域为的函数,使得是的“关联函数”?请说明理由;
(2)已知是周期为的偶函数,且当时,.函数是的“关联函数”,若在上至少有26个解,求的最小值;
(3)已知函数和的定义域均为.当(为正整数)时,.若存在函数及,使得是的“关联函数”且是的“关联函数”,求函数的零点.
38.(25-26高三下·上海宝山·期中)已知和均为定义在上的可导函数,且函数满足:(是正整数).
(1)若满足,求实数的值;
(2)设数列是无穷数列,若,且,是否存在实数,使得是常数列,请说明理由:
(3)若是定义域上的增函数,函数是周期函数,且存在对任意实数,都有,求证:“恒成立”的充要条件是“是周期函数”.
39.(2026·上海杨浦·模拟预测)定义:若定义域为R的连续函数满足对任意,当时,都有<,则称函数为“绝对值严格增函数”.
(1)若为“绝对值严格增函数”,试判断是否可能具有周期性;
(2)求证:为“绝对值严格增函数”是 始终在图像上方的充要条件;
(3)若“绝对值严格增函数”的值域为且在上为严格增函数,试讨论的奇偶性.
题型8 恒成立/存在性新定义(21题压轴问)
核心区分两类逻辑(阅卷核心采分点,极易混淆失分):
1. 全称命题( 恒成立):参数≥函数最大值,或参数≤函数最小值;
2. 特称命题( 存在解):参数≥函数最小值,或参数≤函数最大值;
通用解题思路:分离参数→构造常规函数→求函数值域→锁定参数范围。
40.(25-26高三·上海·二轮复习)若存在实数常数,对任意,不等式恒成立,则称直线是函数和函数在上的分界线.
(1)请写出函数和函数在上的一条斜率为1的分界线;(不必证明)
(2)求证:函数和函数在上过坐标原点的分界线有且只有一条.
41.(25-26高三上·上海黄浦·期中)对于两个定义域均为D的函数和,若存在,使得且,则称和“局部相等”.
(1)判断函数与是否“局部相等”,并说明理由;
(2)若函数与“局部相等”,求实数m的值;
(3)对于给定的实数m,若存在实数n,使得函数与“局部相等”,求实数m的取值范围.
42.(25-26高三上·上海·期中)已知非空集合,函数的定义域为,若对任意且,不等式恒成立,则称函数具有性质.
(1)当,判断、是否具有性质,不需要说明理由;
(2)当,,,若具有性质,求实数的取值范围;
(3)当,,若为整数集且具有性质的函数均为常值函数,求所有符合条件的的值.
43.(25-26高三下·上海浦东新·期中)对于定义在区间上的函数,定义集合.对任意闭区间,设函数在区间上的最大值为,最小值为,记.
(1)若,,判断函数是否属于集合,并求的值;
(2)若,,且,.求的值及函数的解析式;
(3)若,,令.证明:是单调函数的充要条件是:对任意,恒成立.
重难专题分层过关练
巩固过关
1.已知函数的定义域为,且的图象关于直线对称,是奇函数,则下列选项中值一定为0的是( )
A. B. C. D.
2.对于函数,,设.对于点集,若存在,使得任取,总有,则称为“最低点”.对于函数和,以下说法中正确的是( )
A.若和都有最小值,则有最低点;
B.若有最低点,则和都有最小值;
C.若或有最小值,则有最低点;
D.若有最低点,则或有最小值.
27.(24-25高三上·上海宝山·阶段检测)德国著名数学家狄利克雷在数学领域成就显著, 他是数学史上第一位重视概念的人, 并且有意识地 “以概念代替直觉”,以其名命名的函数狄利克雷函数 ,现定义一个与狄利克雷函数类似的函数 “ 函数” ,则关于狄利克雷函数和 函数有以下四个结论:
(1) ;
(2)函数 是偶函数;
(3) 函数图像上存在四个点 ,使得四边形 为平行四边形;
(4) 函数图像上存在三个点 ,使得 为等边三角形.
其中所有正确结论的序号是_____.
3.(24-25高三下·上海·阶段检测)对于函数,若在定义域内存在实数,满足,则称为“局部奇函数”,已知函数在上为“局部奇函数”,则实数的最小值为________.
4.(2025·上海浦东新·三模)对于函数,若关于的方程,(,)恰有个实数根,则称函数为“”函数.①函数的定义域且;②函数是“2”函数,也是“3”函数;那么同时满足条件①②的函数共有__________个.
5.设函数对任意都有,.
(1)当x均为正整数时,猜想的函数解析式,并用数学归纳法对其进行证明;
(2)已知(1)中的结论对任意都成立(无需证明,可直接使用该结论).
①求证:不具有周期性;
②若定义域为R的函数的奇偶性与相同,是定义域为R的奇函数,,求:的值.
6.已知函数的定义域为,若存在常数,使得对任意的,都有,则称函数具有性质.
(1)若函数具有性质,求:的值;
(2)设,求证:存在常数,使得具有性质;
(3)若函数具有性质,且的图像是一条连续不断的曲线,求证:函数的值域为.
创新提升
1.(2026·上海虹口·三模)若函数满足:在定义域内存在互不相同的三个数,,,当,,成等差数列,有,,成等比数列,则称满足“性质”.对于以下两个结论,说法正确的是( ).
①函数不满足“性质”;
②对于任意的正实数,都满足“性质”.
A.①、②都正确 B.①、②都错误 C.①正确,②错误 D.①错误,②正确
2.(2026·上海黄浦·三模)设,均为非空集合,函数的定义域为,若存在,使得对任意,均有,则称函数具有“性质”.下列说法中正确的是( ).
A.“”是“函数具有‘性质’”的充分非必要条件
B.设,则“函数具有‘性质’”是“具有最小值”的必要非充分条件
C.设,“”是“函数具有‘性质’”的充分必要条件
D.设,“函数具有‘性质’”是“具有‘性质’”的既非充分又非必要条件
3.(25-26高三下·上海·阶段检测)如果函数的定义域为R,且满足对任意的,均有,则称这样的函数具有“性质P”.有如下两个命题:
命题α:若函数具有“性质P”,且,则;
命题β:“函数对任意的,,均有”是“具有性质P”的充要条件.
关于两个命题的真假判断正确的是( )
A.真真 B.真假 C.假真 D.假假
4.(2026·上海·三模)设函数定义域为,且对任意,不等式恒成立,设a、,定义.现给出如下两个命题:
①若是周期函数,则对于任意实数,函数是周期函数;
②函数存在正整数周期,当且仅当函数存在正整数周期;
下列选项中正确的是( )
A.①②都是真命题 B.①②都是假命题
C.①是真命题,②是假命题 D.①是假命题,②是真命题
5.(25-26高三下·上海黄浦·开学考试)若函数的定义域内存在区间,且 ,则称函数具有“性质F ”.正确的是____________.① 具有“性质F ”的一次函数存在且有无数个;② 具有“性质F ”的二次函数存在且有无数个;③存在,使函数具有“性质F”;④对任意,函数都具有“性质F ”.
6.(2026·上海·模拟预测)已知函数在定义域上的导函数为,对任意实数,定义集合 .
(1)设,求集合;
(2)设,集合,求证:“对任意,”是“为偶函数”的必要不充分条件;
(3)设,,若对任意且,都有,求实数的取值范围.
7.(2026·上海·三模)设是定义在上的函数,若对任何实数以及中的任意两个实数,恒有,则称为函数.
(1)判断函数是否为函数,说明理由;
(2)已知是实数,函数是函数,求的最大值;
(3)若是定义域为的函数,求证:“存在实数,使得恒成立”是“存在非零实数,使得恒成立”的充要条件.
8.(2026·上海杨浦·模拟预测)定义:如果函数在定义域内,存在极大值和极小值,且存在一个常数使得,则称为“极值差比函数”,常数为的“极值差比系数”.
(1)若函数为“极值差比函数”且在上严格增,试判断是否为“极值差比函数”,并说明理由;
(2)是否存在使的“极值差比系数”为,若存在,求出的值,若不存在,请说明理由;
(3)对于(2)中的函数,若,求:的“极值差比系数”的取值范围.
9.(2026·上海·三模)设,对于定义域为D的函数与,,若函数是区间D上的单调函数,则称与在区间D上满足“性质”.
(1)设,,,若与在区间D上满足“性质”,求t的取值范围;
(2)设,,,.若与在区间D上满足“性质”,求的取值范围;
(3)设,若对任意s、t,函数与在上都满足“性质”.求证:存在不全为零的实数A、B,使得函数为常值函数.
10.(2026·上海黄浦·三模)对于定义域为R的函数与实数,定义集合
(1)若,求;
(2)若,,且对任意实数x均有,求实数k的取值范围;
(3)是否存在定义域为的图像连续的函数,使得?若存在,给出一个满足要求的函数;若不存在,请给出证明.
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重难点专训03 抽象函数与函数新定义
内容导航
解题方法及技巧提炼 1
题型通法及变式提升 2
题型1 抽象函数的定义域(基础必考) 2
题型2 抽象函数的值域(中档填空高频) 4
题型3 抽象函数的奇偶性(大题必考) 8
题型4 由抽象函数的周期性求函数值(填空压轴) 12
题型5 运算型新定义(填空18题高频) 15
题型6 性质型新定义(21题第一问必考) 23
题型7 周期型新定义(上海模考最热) 30
题型8 恒成立/存在性新定义(21题压轴问) 37
重难专题分层过关练 42
巩固过关 42
创新提升 46
解题方法及技巧提炼
一、抽象函数三大核心性质推导公式(上海必考)
1. 奇偶性(赋值法标准流程)
通用解题步骤:先令,求出的值;再令,推导与的等量关系,判定奇偶性。
奇函数判定核心:,且必有;
偶函数判定核心:。
2. 对称性与周期“知二求一”(填空压轴高频)
设常数,无需推导,可直接记忆结论解题:
① 双对称轴:,周期 ;
② 双对称中心:,周期 ;
③ 一轴一心(对称轴+对称中心):周期 ;
速记口诀:同型对称二倍距,异型对称四倍距。
3. 高频周期递推变形(循环求值神器)
上海模考、高考高频递推公式,可直接判定周期:
① ;
② ;
③ 周期(上海专属高频周期模型)。
二、抽象函数大题规范
1. 所有赋值步骤单独成句,明确标注“令”“令”,逻辑清晰;
2. 单调性证明必须书写“任取”,完整作差、判号、下结论,缺一不可;
3. 解抽象不等式,先标注定义域,再脱,最后取交集,规避定义域失分。
三、新定义“三步翻译法”(破题关键)
新定义题型核心难点不是计算,而是读懂陌生规则,固定三步破题:
1. 圈划关键词:标记任意/存在、恒成立、区间范围、等式/不等式核心条件;
2. 文字转符号:将题干陌生函数定义,转化为标准数学等式、不等式;
3. 分层拆解逻辑:第一层满足新定义必要条件,第二层对应题目求值、证明、参数范围求解问题。
四、新定义大题规范
1. 解题首步转化题干新定义,写出对应数学表达式,贴合出题意图;
2. 区分全称/特称命题,精准判断恒成立、存在性最值取值方向;
3. 参数范围问题最终验证临界值,书写标准区间形式,答案规范。
题型通法及变式提升
题型1 抽象函数的定义域(基础必考)
核心解题本质:抽象函数定义域始终指「自变量的取值范围」,核心原则:同一对应法则下,括号内整体取值范围完全一致,与字母无关。
两大必考模型+满分模板
模型1:已知定义域,求定义域
解题步骤:①明确中的范围;②令)落在该范围内,解不等式,所得范围即为所求。
模型2:已知定义域,求定义域
解题步骤:①由已知范围,求内层的值域;②该值域即为的定义域。
上海考场避坑点:禁止混淆“整体范围”与“自变量范围”,多个复合函数嵌套时,逐层锁定括号内整体区间,不重复、不遗漏边界。
1.若函数的定义域为,则函数的定义域为______.
【答案】
【详解】由,解得,故的定义域为.
故答案为:.
2.已知函数的定义域为,则函数的定义域为____________.
【答案】
【详解】由,得,所以函数的定义域为.
故答案为:
3.函数的定义域是,则函数的定义域是______.
【答案】.
【详解】因为函数的定义域是,所以,
解得或,则函数的定义域是.
故答案为:.
4.已知函数在定义域上是增函数,且,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为函数在定义域上是增函数,且,
则有,则,解得,
所以实数的取值范围是.
故选:C.
5.若函数的图像绕原点逆时针旋转后与原图像重合,则在以下各项中,的定义域不可能是( )
A. B.
C. D.R
【答案】B
【来源】上海市虹口区上海外国语大学附属外国语学校2024届高三上学期期中数学试题
【详解】对于函数图象上任一点逆时针旋转可得,
即也在函数图象上,
所以均在函数图象上,都在定义域内,
从而结合函数定义有,当时,有
若定义域为,则不存在满足题意的对应值,故B错误;
故选:B.
题型2 抽象函数的值域(中档填空高频)
核心解题逻辑:无解析式不强行求值,依托单调性、奇偶性、区间范围、有界性四大性质,整体锁定函数最值与区间。
三类高分解题技巧
技巧1:单调性法(最通用):确定抽象函数在定义域区间的增减性,直接代入区间端点,求得值域上下限。
技巧2:奇偶对称法:奇函数关于原点对称、偶函数关于y轴对称,可由单侧区间值域快速推导对称区间值域,简化计算。
技巧3:赋值约束法:依托题干抽象关系式,赋值求出特殊最值、定值,锁定函数取值范围(适配无单调、无对称条件的冷门题型)。
规范结论模板:抽象函数值域最终必须写成闭区间/开区间标准形式,严格匹配定义域边界。
6.已知函数的定义域为D,则“的值域为”是“对任意,存在,使得”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】若函数的值域为,则对任意,一定存在,使得,
取,则,充分性成立;
取,,则对任意,一定存在,使得,
取,则,但此时函数的值域为,必要性不成立;
所以“的值域为”是“对任意,存在,使得”的充分不必要条件.
故选:A.
7.已知函数的值域为,则函数的值域为__________.
【答案】
【来源】上海市莘庄中学2024届高三上学期10月月考数学试卷
【详解】函数的图象是通过一下操作得到的:
首先将函数上所有点的横坐标缩小到原来的得到,
然后将函数的图象向左平移个单位得到函数的图象,
以上操作过程中不改变函数图象的“高度”,
也就是说函数的值域和函数的值域一样,都是.
故答案为:.
8.若函数的值域是,则函数的值域为 __.
【答案】
【详解】因为函数的值域是,
所以函数的值域为,
则的值域为,
所以函数的值域为.
故答案为:.
9.用符号表示小于的最大整数,如,有下列命题:①若函数,则的值域为;②若,则方程有三个根;③若数列是等差数列,则数列也是等差数列;则正确命题的序号是___________.
【答案】①②/②①
【来源】上海市吴淞中学2022届高三上学期期中数学试题
【详解】因符号表示小于的最大整数,则时,,
于是得,即函数在R上的值域为,①正确;
方程,当时,则有,而是整数,
于是得的值可为1,2,3,即x值有3个,则方程有三个根,②正确;
数列是等差数列,如数列1.7,1.8,1.9,2,2.1,2.2成等差数列,
而由计算所得结果对应的数列1,1,1,1,2,2不成等差数列,③不正确,
所以正确命题的序号是①②.
故答案为:①②
10.是上的奇函数,是上的偶函数,若函数的值域为,则的值域为_____________.
【答案】
【来源】上海市晋元高级中学2022届高三上学期期中数学试题
【详解】解:由是上的奇函数,是上的偶函数
得到,
因为函数的值域为
即
所以
又,
得
所以的值域为:.
故答案为:.
11.已知定义在上的函数满足,若函数在区间上的值域为,则在区间上的值域是___________.
【答案】
【来源】上海市曹杨第二中学2023届高三上学期10月月考数学试题
【详解】因为是上周期为1的函数,
,
故对任意的整数,
当时,,
而,
即,
故当,
当,
当,
当,
当,
当,
当,
当.
则在的值域是
故答案为:.
12.函数满足对任意都成立,其值域是,已知对任何满足上述条件的都有,则的取值范围为___________.
【答案】
【来源】上海市南洋模范中学2022-2023学年高二上学期开学考试数学试题
【详解】法一:令,解得(负值舍去),
当时,,
当时,,
且当时,总存在,使得,
故,
若,易得,
所以,
即实数的取值范围为;
法二:原命题等价于任意,
所以恒成立,
即恒成立,又,
所以,
即实数的取值范围为.
故答案为:.
题型3 抽象函数的奇偶性(大题必考)
上海阅卷标准解题流程(满分固定步骤)
步骤1:判定义域:优先验证定义域是否关于原点对称,不对称直接非奇非偶(第一步秒杀排除);
步骤2:双赋值求值:令求,再令构造与关系;
步骤3:下精准结论:
若且,为奇函数;
若,为偶函数;
等式不成立则为非奇非偶函数。
高频推论(直接秒杀)
1. :必为奇函数;
2. :无奇偶性固定结论,必须赋值推导;
3. 定义域含0的奇函数,必有(可用于参数求值、排除选项)。
13.已知定义在上的函数满足,且,则( )
A. B.为奇函数
C.有零点 D.
【答案】D
【来源】上海市嘉定区2024届高三上学期质量调研数学试题
【详解】对于A,因为,令,可得,
因为,所以,所以A不正确;
对于B,由函数的定义域为,且,显然函数的图象不过坐标原点,所以函数不是奇函数,所以B不正确;
对于C,令,得,即,
解得或,显然函数没有零点,所以C不正确;
对于D,令,可得,即,
所以,所以D正确.
故选:D.
14.已知定义在R上的单调函数,满足,,,则下列说法不正确的是( )
A. B.可能是单调递减函数
C.为奇函数 D.若,则
【答案】B
【详解】因为定义在R上的单调函数,则,时.
对于A,令,则或,
若,则对,取,都有,不满足单调函数性质,
故,故A正确;
对于B,令,则或
由,则舍去,得,
因,结合为定义在R上的单调函数,则只能是单调递增函数,故B错误;
对于C,令,则或(舍),
则,取,
则,又定义域为R,则为奇函数,故C正确;
对于D,令,则,
令,则,
则,故D正确.
故选:B
15.已知函数是定义在上的偶函数,且在上单调递增.若关于的不等式的解集为,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为函数是定义在上的偶函数,且在上单调递增,
所以在上单调递减,
又的解集为,
可得的解集为,
所以当,或时,的图象在图象的下方,
当时,的图象在图象的上方,
又因为当,或时,的图象在图象的上方,
当时,的图象在图象的下方,
所以当,或时,的图象在图象的下方,
当时,的图象在图象的上方,
则不等式的解集为.
故选:B.
16.设函数在上存在导数,对任意实数有,且当时,若,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【来源】上海市奉贤区奉贤中学2024届高三上学期12月月考数学试题
【详解】当时,
当时,
令,
,
,
为偶函数,
当时,
函数在上单调递减,
,等价于,,
即,
则当时,即时,
由函数在上单调递减,得,解得,
当时,即时,
由为偶函数,得,
由函数在上单调递减,得,解得,
综上,的取值范围为,
故答案为:.
17.若定义在上的函数同时满足:①为奇函数;②;③对任意的,且,都有,则不等式的解集为__________.
【答案】
【详解】因对任意的,且,都有,
则在上单调递减,
又为奇函数及,所以,
则为偶函数,且,故在上单调递增,
所以在上单调递增,在上单调递减.
又,则,
当时,,得,解得或,
故;
当时,,即,
得或,解得或,
综上,不等式的解集为.
故答案为:
题型4 由抽象函数的周期性求函数值(填空压轴)
核心解题思路:大自变量化小自变量,利用周期将超大自变量、负自变量,转化为已知区间、可求值的小自变量,是上海填空17/18题核心速解方法。
三步秒杀解题模板
步骤1:判周期:由题干递推式,套用周期公式求出最小正周期;
步骤2:化自变量:对任意,有,通过加减周期,将自变量压缩至基础区间;
步骤3:精准求值:结合奇偶性、已知特殊值、区间解析式,求出最终函数值。
上海高频周期速用结论
1. ;
2. ;
3. 递推周期(上海模考高频必考);
4. 对称综合周期:同型对称,异型对称。
压轴提速技巧:多周期嵌套、对称+周期综合题型,优先画图辅助,锁定一个最小周期内的函数规律,批量求解多个函数值、求和问题。
18.已知奇函数对任意都有,则______.
【答案】0
【来源】上海市光明中学2023届高三上学期期中数学试题
【详解】奇函数对任意都有 ①,则 ②,
①-②得,故函数的周期为12,则.
由,又由为奇函数得,故,
由,,故.
故答案为:0
19.若是定义在R上的函数,且满足为偶函数,为奇函数,则=________.
【答案】0
【来源】上海市育才中学2024届高三上学期期中数学试题
【详解】根据题意,是定义在R上的函数,
由为偶函数,有,即,
由为奇函数,即为奇函数,有,
即,且,
综合得,
变形可得,
,
故是周期为4的周期函数,
则.
故答案为:0.
20.已知为上的奇函数,且,当时,,则_____.
【答案】
【详解】因为函数是奇函数,所以,
所以,即,
所以函数是周期的函数,
因为,所以,
所以.
故答案为:
21.已知为奇函数,当,,且关于直线对称.设方程的正数解为,且任意的,总存在实数,使得成立,则实数的最小值为______.
【答案】
【来源】上海市市北中学2023届高三上学期10月月考数学试题
【详解】因为为奇函数,所以,且,
又关于直线对称,所以,
所以,
则,
所以函数是以4为周期的周期函数,
作出函数和的图像如图所示:
由的正数解依次为、、、、、,
则的几何意义为函数两条渐近线之间的距离为2,
所以.
所以得任意的,,
已知任意的,总存在实数,使得成立,
可得,即的最小值为.
故答案为:2.
22.已知函数对任意都有且的图像关于点对称,则( )
A. B.0 C.3 D.6
【答案】B
【来源】上海市进才中学2023届高三上学期10月月考数学试题
【详解】因为,
所以,
两式相减后得:,
故函数的周期,,
所以,
中,令得:
的图像关于点对称,
所以的图象关于点对称,
又的定义域为R,
所以,
中,令得:,
所以,
因为为奇函数,
所以,所以,解得:,
所以,
则.
故选:B
题型5 运算型新定义(填空18题高频)
题干自定义新型函数运算、映射规则,无复杂逻辑,侧重代数化简。
解题技巧:严格贴合定义代入化简,按自变量区间分类讨论,重点关注定义域边界、分段临界点,杜绝漏解。
23.(2026·上海·三模)已知函数的定义域为,值域,且对任意正整数,有.则符合条件的函数的个数为______.
【答案】178
【详解】记满足题设条件的,定义域为的函数的个数为.
显然,当时,(按,排序):;
当时,,
于是当时,则;
当时,则;当时,则;
从而设中满足的个数为,满足的个数为.
此时有,,且.
整理上式得,,,
所以,,,,,,.
24.(2026·上海宝山·三模)严格递增函数的定义域为正整数集,函数值也是正整数,且满足,则的值为________.
【答案】3029
【详解】时,,
若,则,不符合题意,
若,则与矛盾,不符合题意,
所以,则,符合题意,
,则 ,
,
,
又,严格递增,且为正整数,
所以 时, ,
又严格增,故 .
25.(2025·上海闵行·一模)已知集合,;如果存在,对于属于且不属于任意()的所有元素,都有成立,则的取值范围是________
【答案】
【详解】因为所以,
,设则,
令 ,
所以在单调递增, 在单调递减; ,
故
故答案为:
26.(25-26高三上·上海·期中)定义在区间 上的函数 满足:①对任意, ;② ,若任意 ,则整数 的值为 ______.
【答案】-3或-2
【详解】根据函数的定义域,当时,恒成立,
所以在上恒成立.
设函数,当时,(当且仅当时取等号),
所以.
又.
且在上单调递增,所以,
所以在上恒成立.
设,则函数在上单调递减,所以.
所以.
综上:,又为整数,所以或.
故答案为:-3或-2.
27.(25-26高三上·上海·阶段检测)已知函数的定义域为,且对任意实数x恒成立.若有且仅有一个实数,使得,则=________.
【答案】
【详解】因为,有且仅有一个实数使,
所以对于任意的,有,
令,则,即,解得或,
若,则,即,
但方程有两个不相同实根,与题设条件矛盾,故,
若,则,即,
此时有且仅有一个实数根,
综上所述,函数的解析式为.
所以
.
故答案为:.
28.(2025·上海崇明·三模)设函数的定义域为,若对曲线上任意一点,均存在曲线上的点,使得且,则称函数是“旋转函数”.若存在旋转函数,使,则正实数的最大值是__________.
【答案】
【详解】由是旋转函数,设曲线上任意一点,对应复数,
(1)当时,
则由定义可知,点绕原点仅顺时针旋转即可得到轴右侧的点,
则对应复数:,
即点,
由可得,则,
则有,满足题意,;
(2)当时,
则由定义可知,点绕原点仅逆时针旋转才能得到轴右侧的点,
则对应复数:,
即点,
由可得,
则有,也满足题意,;
(3)当时,
点绕原点顺或逆时针旋转都能得到轴右侧的点,
点或,
由且可知,
若;若;
此时若,满足题意;
此时若,即,;
此时若,即,;
即若,,.
不论选择顺时针还是逆时针旋转,或者顺、逆混合旋转得到,
由旋转函数定义,对任意,旋转后均存在曲线上的点,
故此时取值都应取遍内所有实数,
因为,
由,则.
①当时,,
由题意,
由时,满足;
②当时,,
要使,
则必须有恒成立,由,,
则要使恒成立,故,
则.
下面构造当时的函数,
当时,,
当时,由,解得,
由的构造可知,当时,,
故在单调递增,且,
故;
且当,,
又定义函数上任一点顺时针旋转得到点,
则当时,对应的轨迹可看作单调递增函数的图象且,
当时,对应的,,即且.
且当时,即时,,
不妨定义,
故.
由此可知构造函数满足.
综上所述,的最大值为.
故答案为:11.
29.(2025·上海宝山·三模)已知,函数的定义域是,且满足.记函数的值域为,若存在,使得对于任意符合要求的函数,均满足:,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【详解】设,
,对求导得,
则
这是一个“吸引不动点”.
由蛛网图可知
,,,使得,
故,有
因此.①
另一方面,当时,,
又,
所以.②
结合①②可知,
故.
当时,取满足题意.
当时,任取的实数,满足题意.
故的取值范围为
故答案为:.
题型6 性质型新定义(21题第一问必考)
常见定义:上凸/下凸函数、保号函数、等域函数、对偶函数、单调保距函数等。
满分答题模板:①任取区间内自变量;②代入新定义式变形化简;③结合函数单调性、最值、不等式性质推导结论或参数范围。
30.(2026·上海·模拟预测)设函数的定义域为,若对任意实数,恒有成立,则称函数具有“性质”.
(1)若一次函数具有性质,其中,求实数,的值;
(2)若函数具有性质,且在上严格增,证明:;
(3)若具有性质的函数满足:存在常数,使得对任意,都有.证明:具有该性质的函数是唯一的,并写出其解析式.
【详解】(1)因一次函数具有性质,
则,
则可得:,解得或,
因为,所以,.
(2)假设存在实数,使得,分两种情况讨论:
若,结合函数严格增,可得,
再由,代入得,整理可得,与矛盾;
若,因为严格增,可得,
结合,代入得,整理可得,与矛盾,
综上可知,假设不成立,即对任意的,都有,得证.
(3)已知对所有成立,令,即,,
则,
代入,可得,
化简得:,
对任意,构造数列满足.
由可知,,
则数列为等比数列,则,
所以,若,
则当时,,与矛盾,因此必须有,
即对任意的,,故,其函数唯一.
31.(25-26高三下·上海·阶段检测)若函数,满足:对于任意、,均有(为正整数)成立,则称函数具有“级”性质.
(1)分别判断,是否具有“1级”性质,并说明理由;
(2)已知定义域为的函数具有“2级”性质,求证:对于任意的,都有;
(3)已知定义域为的函数具有“3级”性质,求证:函数为常值函数.
【详解】(1)当时,取,则,
故不具有“1级”性质.
当时, ,
故具有“1级”性质.
(2)对任意的,取,
因为具有“2级”性质,故,
同理,
故
.
(3)若不是常值函数,则存在,,
不妨设,对任意的正整数,将区间等分,得如下分点:
,
因为具有“3级”性质,
故,
而
,
当时,不成立,
这与正整数的任意性矛盾,故是常值函数.
32.(2026·上海·二模)若对于定义在R上的函数,设是R的一个子集,和是上任意给定的两个实数,当时,恒有,则称函数在上具有“性质”
(1)分别判断函数和是否在R上具有“性质”;(无需说明理由)
(2)设,记,若函数在上具有“性质”,求实数的取值范围;
(3)若函数在R上具有“性质”,其图像是连续曲线,且,求证:集合是无限集或单元素集.
【详解】(1)因为是严格增函数,则根据“性质”的定义可知,函数在上具有“性质”;
因为,则函数在上不具有“性质”.
(2)当时,此时在和上单调递增,函数在上具有“性质”.
当时,此时在和上单调递减,函数在上具有“性质”.
当时,函数在区间不单调, 在不具有“性质”.
当时,此时在上单调递减,在上单调递增,
要使函数在上具有“性质”,
则需满足或,即或,
整理得或,解得或或,
又,得或.
当时,函数在区间不单调,在上不具有“性质”.
综上,实数的取值范围是.
(3)证明:因为函数在R上具有“性质”,其图像是连续曲线,在上单调.
若单调递减,假设中至少有2个元素,则,单调递减,
,矛盾,因此最多一个元素.
若单调递增,假设中至少有2个元素,则.
对,若 ,由于单调递增,,矛盾
若,由于单调递增,,矛盾.
因此对,必有,即,是无限集.
令是连续函数,若单调递增:
若对所有都成立,则,与矛盾.
若对所有都成立,则,与矛盾.
故存在,使,由零点存在定理,,使,即,非空.
若单调递减:
当,,,
由零点存在定理,使,非空.
综上,要么是单元素集,要么是无限集,命题得证.
33.(25-26高三下·上海·阶段检测)若函数满足:对任意,,都有,则称函数具有性质.
(1)设,分别判断与是否具有性质?并说明理由;
(2)已知定义在上的奇函数具有性质,求关于的不等式的解;
(3)已知函数具有性质,且图像是一条连续曲线,若在上是严格增函数,求证:是奇函数.
【详解】(1)不具有性质,
理由:取,,,所以不具有性质.
具有性质,
理由:对任意,,
当时,,因为为上的增函数,
所以,即,所以,
当时,,所以,即,
所以,
综上,对任意,,有,
所以具有性质.
(2)因为是奇函数,所以可化为,
因为具有性质,所以对任意,,都有,
因为是奇函数,所以,
所以,即是上的增函数,
故,解得,所以不等式的解集为.
(3)由具有性质知:当时,当时,
因为函数的图象是一条连续曲线,所以,即.
下面用反证法证明是奇函数,
假设存在使得,不妨设,则由在上是严格增函数有,
若,则构造函数,
,
,
由零点存在定理知,存在,使得,即;
因为在上是严格增函数,所以,
从而有,
与具有性质矛盾.
若,构造函数,同理也可推出与具有性质矛盾.
综合上述,存在使得的假设不能成立,即对任意都有,故是奇函数.
34.(2026·上海虹口·三模)对于定义域为的函数以及给定的个实数,,…,,若存在项数为且严格增的有限数列,,…,,满足,则称函数关于数列具有“性质”.
(1)若 ,请分别判断,是否关于数列具有“性质”(无需说明理由);
(2)设,,,,,是否存在首项和公比相等且严格增的有限等比数列,使得函数关于数列具有“性质”?若存在,请写出一个满足要求的等比数列;若不存在,请说明理由;
(3)若函数的图象是连续曲线,集合和均不为空集,且为有限集,求证:对于任意给定的个正数,,,,均存在严格增的有限等差数列,使得函数对数列具有“性质”.
【详解】(1)假设存在严格增的有限数列,,…,,
使得,
因为,所以,
由于,,…,是严格增的有限数列,所以,,…,不都为0,
那么,与矛盾,
所以关于数列不具有“性质”;
若关于数列具有“性质”,
则需存在严格增的有限数列,,…,,
使得,即,
取数列,该数列是严格增的有限数列,
则
,
所以存在严格增的有限数列,使得,
所以关于数列具有“性质”;
综上,关于数列不具有“性质”,
关于数列具有“性质”.
(2)假设存在满足条件的等比数列,设等比数列的首项和公比都为,
则,若函数关于数列具有“性质”,
则,
因为,,,,,所以,
令,则,
当时,,所以在上单调递增,
又,
即,与矛盾,
所以不存在满足要求的等比数列.
(3)设严格增的等差数列,其中公差,
令,
因为函数的图象是连续曲线,所以是关于t的连续函数,
已知集合 和 均不为空集,
因此存在实数使得,,
取足够小的正数d,令,此时所有的,
当时,所有,可得,
将数列整体向右平移,令,
此时所有的,
当时,可得,
根据连续函数零点存在定理,必然存在使得,
对应的等差数列严格递增,满足,
因此,对于任意给定的个正数,,,,
均存在严格增的有限等差数列,
使得函数对数列具有“性质”.
题型7 周期型新定义(上海模考最热)
35.(25-26高三下·上海虹口·阶段检测)对于定义域为的函数,若存在常数,使得是以为周期的周期函数,则称为“余弦周期函数”,且称为其“余弦周期”.
(1)判断函数是否为“余弦周期函数”,并证明;
(2)已知余弦周期函数在区间上仅存在2026个不同的实数, 使得,求实数的取值范围;
(3)已知是以为“余弦周期”的“余弦周期函数”,且恒成立,若存在和,使得对任意,都有,证明:是周期函数.
【详解】(1)是,证明如下:,
所以函数是否为“余弦周期函数”;
(2),
所以当且仅当时,,
所以在区间上有2026个不同的解,
因为,
所以函数的一个周期为,在1个周期内,有2个不同的解,
所以区间上有2026个不同的解问题可等价转化为在区间上方程有2个不同的解,
所以;
(3)证明:若,由得为周期函数.
若,那么对任意,存在正整数,使得且.
由得,由函数是以为一个“余弦周期”的“余弦周期函数”,得,
因此.
由于在上严格递减,因此,即,
因此恒成立,故函数是周期函数.
若,那么同理可证(取为负整数即可).
综上,是周期函数,得证.
36.(25-26高三上·上海·期中)已知函数的定义域为,若存在实数和定义域为的周期函数 ,使得恒成立,则称具有性质.
(1)判断,是否具有性质,不需说明理由;
(2)已知对任意实数,函数,满足, .若具有性质,
(i)当时,求
(ii)求证:不是周期函数;
(iii)求证:具有性质.
【详解】(1)因为 ,其中为周期函数,所以具有性质,
若具有性质,则存在实数和周期函数,使得,
所以为周期函数,
又由二次函数性质知当且仅当时,取最小值,
这与是周期函数矛盾,所以不具有性质;
(2)(i);
(ii) 若是周期函数,设是 的一个周期,
则 ,这与 矛盾,
所以不是周期函数;
(iii)因为具有性质,所以存在实数和周期函数,使得,
由(ii)知,否则是周期函数,矛盾,
令 ,
以下证是以为周期的周期函数,是 的周期,
,
假设存在 ,使得 ,
则 ,矛盾,
所以
所以 ,
所以 具有性质 ,即证.
37.(2026·上海黄浦·三模)对于函数和,若存在函数,使得,则称是的“关联函数”.
(1)已知,,是否存在定义域为的函数,使得是的“关联函数”?请说明理由;
(2)已知是周期为的偶函数,且当时,.函数是的“关联函数”,若在上至少有26个解,求的最小值;
(3)已知函数和的定义域均为.当(为正整数)时,.若存在函数及,使得是的“关联函数”且是的“关联函数”,求函数的零点.
【详解】(1)假设存在定义域为的函数,使得是的“关联函数”.
由定义可得,
取,则,矛盾.
故不存在这样的函数.
(2)因为是周期为的偶函数,且当时,
所以当时,因为是周期为的偶函数,且当时,,所以.
又因为是的“关联函数”,所以.
由,得.当时,.
令,得,所以或.
当时,或,故方程无解.
当时,在区间内,方程有4个解,
分别为,
因此,在内有2个解;之后每经过一个形如的区间,会增加4个解.
要至少有26个解,除开始的2个解外,还需增加24个解,
即需要6个这样的区间.第26个解为,
故的最小值为.
(3)由题意,存在函数及,使得且
若,则由可得;
若,则由可得.
因此与的零点相同.
所以求方程的解,等价于求方程的解.
当时,,
令,得,因为,所以.
当时,,于是
因为,所以.
又因为,所以,从而
故时,方程无解.
综上,方程的解为
38.(25-26高三下·上海宝山·期中)已知和均为定义在上的可导函数,且函数满足:(是正整数).
(1)若满足,求实数的值;
(2)设数列是无穷数列,若,且,是否存在实数,使得是常数列,请说明理由:
(3)若是定义域上的增函数,函数是周期函数,且存在对任意实数,都有,求证:“恒成立”的充要条件是“是周期函数”.
【详解】(1)对求导,
,
,,
则,解得或.
(2)已知,则,
故,
若是常数列,则,
则,即,
令,则,即在上单调递增,
又,
且是连续函数,由零点存在性定理可得,
存在唯一的,使得,即,
故当时,是常数列,
综上,存在实数使得是常数列.
(3)证明必要性:
若恒成立,
则,故(为常数),
则,则(为常数),
是定义域上的增函数,
是增函数,,
又函数是周期函数,设其周期为,即,
而,故,
即是周期函数,周期也为.
证明充分性:
设,设的一个正周期为,的一个正周期为.
由题意,存在对任意实数,都有,
则有最大值,记.
记集合,由为的一个正周期,
则对任意的,均有.
下面用反证法证明是常值函数.
假设不是常值函数,则存在实数,
不妨假设,又由已知是增函数,可得,
又因为是上的增函数,所以,则;
可在集合中取一个元素,满足,且,
再取足够大的正整数,使得,
则,则,
由的的一个正周期,则,
即,即①,
由是上的增函数,则,
若,又由,
可得,这与①式矛盾,
故,又由是上可导(必连续)的增函数,
所以对任意,.
由,则任意,;
则,这与矛盾,
故假设不成立,是常值函数,且.
故,
恒成立,必要性证毕.
综上,“恒成立”的充要条件是“是周期函数”.
39.(2026·上海杨浦·模拟预测)定义:若定义域为R的连续函数满足对任意,当时,都有<,则称函数为“绝对值严格增函数”.
(1)若为“绝对值严格增函数”,试判断是否可能具有周期性;
(2)求证:为“绝对值严格增函数”是 始终在图像上方的充要条件;
(3)若“绝对值严格增函数”的值域为且在上为严格增函数,试讨论的奇偶性.
【详解】(1)不可能.
假设具有周期性,设是它的一个周期,则对任意正整数,都有.
由于,而为“绝对值严格增函数”,所以.又,矛盾.
因此不可能具有周期性.
(2)先证为“绝对值严格增函数”等价于.
若,当时,有,即,所以为“绝对值严格增函数”.
反之,若为“绝对值严格增函数”,有,取,则,所以.
再证始终在图像上方等价于.
当时,等价于.
令,则,且,于是上式等价于,
进一步化简得.
若,由,
可得.
所以恒成立.
反之,若始终在图像上方,则对任意恒成立.
取,得,化简得,所以.
综上,为“绝对值严格增函数”是始终在图像上方的充要条件.
(3)设,其中.由于为“绝对值严格增函数”,
当时,有.
于是.
固定,令,其中,再令,
由连续性可得,
故,即对任意,都有.
下面分类讨论.
当时,的值域为,故对任意,都有.
于是由可得,所以为偶函数.
当时,由值域为知既取负值又取正值.
又连续,所以存在,使得,存在,.
若,则由可得,矛盾.
故,且是的唯一零点.
因为在上为严格增函数,且,所以当时,.
若存在,则在与之间存在,,
与是的唯一零点矛盾,则时,.
则,即是奇函数,值域关于原点对称,故.
综上,当时,为偶函数;当时,为奇函数.
题型8 恒成立/存在性新定义(21题压轴问)
核心区分两类逻辑(阅卷核心采分点,极易混淆失分):
1. 全称命题( 恒成立):参数≥函数最大值,或参数≤函数最小值;
2. 特称命题( 存在解):参数≥函数最小值,或参数≤函数最大值;
通用解题思路:分离参数→构造常规函数→求函数值域→锁定参数范围。
40.(25-26高三·上海·二轮复习)若存在实数常数,对任意,不等式恒成立,则称直线是函数和函数在上的分界线.
(1)请写出函数和函数在上的一条斜率为1的分界线;(不必证明)
(2)求证:函数和函数在上过坐标原点的分界线有且只有一条.
【详解】(1)由题意直线是函数和函数在上的一条分界线,
则在上恒成立,
即在上恒成立,
因为,所以,
令,则,
令,则,令,则,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
所以,所以,
综上所述,,
所以满足题意的直线可以是(答案不唯一,满足的均可).
(2)由题意,则在上恒成立,即在上恒成立,
因为,所以,
因为,则当时,取得最大值,所以,
综上所述,
所以函数和函数在上过坐标原点的分界线有且只有一条.
41.(25-26高三上·上海黄浦·期中)对于两个定义域均为D的函数和,若存在,使得且,则称和“局部相等”.
(1)判断函数与是否“局部相等”,并说明理由;
(2)若函数与“局部相等”,求实数m的值;
(3)对于给定的实数m,若存在实数n,使得函数与“局部相等”,求实数m的取值范围.
【详解】(1),
根据题意可令,解得,
所以函数与是“局部相等”;
(2),
若函数与“局部相等”,
则,解得,;
(3)
根据题意可得关于m的不等式:有解,
消去n可得关于的不等式有解,
设,所以,
所以的符号为:
所以在单调递增,在单调递减,
所以,且时,;时,,
所以
所以
42.(25-26高三上·上海·期中)已知非空集合,函数的定义域为,若对任意且,不等式恒成立,则称函数具有性质.
(1)当,判断、是否具有性质,不需要说明理由;
(2)当,,,若具有性质,求实数的取值范围;
(3)当,,若为整数集且具有性质的函数均为常值函数,求所有符合条件的的值.
【详解】(1)为减函数,具有性质
为增函数,,不具有性质
(2)依题意,对任意,恒成立,
在上是增函数,
因为的增区间为,,所以,
所以,故实数的取值范围为.
(3)若,满足恒成立,
但不是常值函数,所以
为整数集,具有性质的函数均为常值函数,
当,恒成立,的周期为2,
设,,
由题意,,则,
当时,,,
当时,,,
所以为正奇数时符合题意;
当为正偶数时,不合题意,例如函数,不符合题意;
综上,m为正奇数.
43.(25-26高三下·上海浦东新·期中)对于定义在区间上的函数,定义集合.对任意闭区间,设函数在区间上的最大值为,最小值为,记.
(1)若,,判断函数是否属于集合,并求的值;
(2)若,,且,.求的值及函数的解析式;
(3)若,,令.证明:是单调函数的充要条件是:对任意,恒成立.
【详解】(1)对任意,所以,
又因为,且,
所以,故函数属于集合.
由,,由二次函数的性质可知,.
故.
(2)由可知,存在满足.
又,故必有.
因此必有,且,所以,
又,,所以或
当时,由题意,对任意,,,即.
又因为,即,故.
故.
当时,由题意,对任意,,,即,
又因为,,即,故
.
综上,当时,;当时;.
(3)先证必要性:若是定义在上的增函数,
设任意正实数、满足,
则,,.
因此,得证.
若是定义在上的减函数,
设任意正实数、满足,
则,,.
因此,得证.
综上,必要性得证.
再证充分性:(反证法)假设函数在上不单调,
则必存在,使得或.
不妨设,且是函数在区间上的最大值.
设函数在区间上的最小值为,在区间上的最小值为
由题,,,
故,又,
故
即,
即,即,
,矛盾.
因此假设不成立.是上的单调函数.
因此,是单调函数的充要条件是:对任意正实数,
恒成立
重难专题分层过关练
巩固过关
1.已知函数的定义域为,且的图象关于直线对称,是奇函数,则下列选项中值一定为0的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】的图象关于直线对称,则.
即,令,则,
则也关于对称.
是奇函数,则,,
令,则,则也关于对称.且令,得.
由前面知道,且令,则.
且,令,则,
故周期为4.则.,,都不确定是否为0.
故选:B.
2.对于函数,,设.对于点集,若存在,使得任取,总有,则称为“最低点”.对于函数和,以下说法中正确的是( )
A.若和都有最小值,则有最低点;
B.若有最低点,则和都有最小值;
C.若或有最小值,则有最低点;
D.若有最低点,则或有最小值.
【答案】D
【来源】2026年上海市春季招生统一文化考试(春季高考)
【详解】对于A项,取,,取,,
则,;而无最低点,故A错误;
对于B项,取,,取,,
则无最小值,;而有最低点,故B错误;
对于C项,取,,取,,
则无最小值,;
因为的函数值可趋向于负无穷大,所以无最低点,则亦无最低点,故C错误;
对于D项,因为有最低点,不妨设为的最低点,且,且,
所以或,
若,则且对任意的,总有,即;
若,同理可知;
所以若有最低点,则或有最小值,故D正确.
故选:D.
27.(24-25高三上·上海宝山·阶段检测)德国著名数学家狄利克雷在数学领域成就显著, 他是数学史上第一位重视概念的人, 并且有意识地 “以概念代替直觉”,以其名命名的函数狄利克雷函数 ,现定义一个与狄利克雷函数类似的函数 “ 函数” ,则关于狄利克雷函数和 函数有以下四个结论:
(1) ;
(2)函数 是偶函数;
(3) 函数图像上存在四个点 ,使得四边形 为平行四边形;
(4) 函数图像上存在三个点 ,使得 为等边三角形.
其中所有正确结论的序号是_____.
【答案】(1)(3)(4)
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、函数新定义、分段函数的性质及应用
【分析】根据狄利克雷函数和 函数的定义,结合奇偶性,可判定(1)(2);直接取点说明(3)(4)正确;
【详解】由狄利克雷函数的定义,可得,所以(1)正确;
由,可得,不满足,
所以函数不是偶函数,所以(2)错误;
若取函数图象上四个点,,,,
因为,且,即,互相平分,
所以函数图象上四个点,使得四边形为矩形,故(3)正确;
函数图象上三个点,,,
即,,,因为,
所以为等边三角形,故(4)正确.
故答案为:(1)(3)(4)
3.(24-25高三下·上海·阶段检测)对于函数,若在定义域内存在实数,满足,则称为“局部奇函数”,已知函数在上为“局部奇函数”,则实数的最小值为________.
【答案】
【详解】函数的定义域为,
由题意可知,存在,使得,即,
可得,所以,,
当且仅当时,即当时,等号成立,
所以,实数的最小值为.
故答案为:.
4.(2025·上海浦东新·三模)对于函数,若关于的方程,(,)恰有个实数根,则称函数为“”函数.①函数的定义域且;②函数是“2”函数,也是“3”函数;那么同时满足条件①②的函数共有__________个.
【答案】18
【详解】由题意,函数的定义域为和函数的值域均为:,可知自变量和函数值是一一对应的关系;
的定义域为,根据题目给出的“3”函数的新定义:有,即:
,,.
可得:,只能是,,,这样在值域当中只剩下是的倍,故,.
因为函数是“2”函数,根据题意恰有2个根,结合,,,,;剩余的不能确定的个函数值中,只需要,不同的分配方法有种.
故答案为:
5.设函数对任意都有,.
(1)当x均为正整数时,猜想的函数解析式,并用数学归纳法对其进行证明;
(2)已知(1)中的结论对任意都成立(无需证明,可直接使用该结论).
①求证:不具有周期性;
②若定义域为R的函数的奇偶性与相同,是定义域为R的奇函数,,求:的值.
【详解】(1),猜想:当x为正整数时,.(下面利用数学归纳法证明)
首先,当时,猜测成立;
其次,假设()时,即猜测成立,.
则当时,.
即时,猜测也成立.
即当x为正整数时,.
综上:当x为正整数时,.
(2)①用反证法证明:
假设存在满足:恒成立;
则:恒成立,化简得:恒成立;
∴ 这与矛盾,故假设不成立, ∴ 不具有周期性;
②由结论知为偶函数,则为偶函数,又为奇函数,
则定义域为R,关于原点对称,
故,
所以为定义域为R的奇函数, ∴ .
【来源】上海市复旦大学附属中学2026届高考临考冲刺限时练习数学试题
6.已知函数的定义域为,若存在常数,使得对任意的,都有,则称函数具有性质.
(1)若函数具有性质,求:的值;
(2)设,求证:存在常数,使得具有性质;
(3)若函数具有性质,且的图像是一条连续不断的曲线,求证:函数的值域为.
【来源】上海交通大学附属中学2024-2025学年高三上学期开学考试数学试题
【知识点】零点存在性定理的应用、函数新定义、抽象函数的值域
【详解】(1)因为函数具有性质,所以,
所以.
(2)证明:设,则,
令,即,
设,
因为,
所以在区间上函数存在零点,
当时,则,此时函数具有性质.
(3)证明:设,因为,所以,
设,
因为,
所以具有性质,,
令得,,
①若,则函数在存在零点;
②若,即时,
当时,,即,
所以在区间存在零点;
③若,即,
因为,
所以,所以,
当时,,即,
所以在区间存在零点;
综上所述,,都存在零点,即都有,
故的值域为.
创新提升
1.(2026·上海虹口·三模)若函数满足:在定义域内存在互不相同的三个数,,,当,,成等差数列,有,,成等比数列,则称满足“性质”.对于以下两个结论,说法正确的是( ).
①函数不满足“性质”;
②对于任意的正实数,都满足“性质”.
A.①、②都正确 B.①、②都错误 C.①正确,②错误 D.①错误,②正确
【答案】D
【详解】对于①,由,,成等差数列,则,
取,即,
则,,
若,,成等比数列,则,
即,则,
即或,则或(舍去),
当时,,当时,,
所以函数满足“性质”,故①错误;
对于②,由,,成等差数列,则,
取,则,,
所以
,
而,则,
所以对于任意的正实数,都满足“性质”,故②正确.
2.(2026·上海黄浦·三模)设,均为非空集合,函数的定义域为,若存在,使得对任意,均有,则称函数具有“性质”.下列说法中正确的是( ).
A.“”是“函数具有‘性质’”的充分非必要条件
B.设,则“函数具有‘性质’”是“具有最小值”的必要非充分条件
C.设,“”是“函数具有‘性质’”的充分必要条件
D.设,“函数具有‘性质’”是“具有‘性质’”的既非充分又非必要条件
【答案】D
【详解】对于A,的定义域为,
若,则对任意,均有,充分性成立;
若函数具有“性质”,则,,使得,
即,则,所以,必要性成立,
所以“”是“函数具有‘性质’”的充分必要条件,故A错误.
对于B,若函数具有“性质”,则,,使得,
即,则,所以充分性成立;
若具有最小值,设,则,,使得,
即,所以函数具有“性质”,必要性成立,
则“函数具有‘性质’”是“具有最小值”的充分必要条件,故B错误.
对于C,函数具有“性质”,则,,使得,
所以,且,
由不等式的性质可知,即,必要性成立;
若,取,而,
所以,所以函数不具有“性质”,充分性不成立,
所以“”是“函数具有‘性质’”的必要非充分条件,故C错误.
对于D,(方法一)若函数具有“性质”,则,,使得,
推不出,所以充分性不成立;
若函数具有“性质”,则,,使得,则,
若不在的值域内,则不存在,使得,所以必要性不成立.
(方法二)充分性:举反例,取常函数,
令,则,
所以,,使得,函数具有“性质”,
,所以函数不具有“性质”,
即函数具有“性质”推不出具有“性质”,充分性不成立;
必要性:举反例,取一个值域为的函数,令,则,
取,则,,使得,函数具有“性质”,
假设存在,使得,则,与值域矛盾,
所以假设不成立,所以不具有“性质”,
即函数具有“性质”推不出具有“性质”,必要性不成立.
综上,“函数具有‘性质’”是“具有‘性质’”的既非充分又非必要条件,故D正确.
3.(25-26高三下·上海·阶段检测)如果函数的定义域为R,且满足对任意的,均有,则称这样的函数具有“性质P”.有如下两个命题:
命题α:若函数具有“性质P”,且,则;
命题β:“函数对任意的,,均有”是“具有性质P”的充要条件.
关于两个命题的真假判断正确的是( )
A.真真 B.真假 C.假真 D.假假
【答案】D
【详解】 由题意可知,性质:对任意,,
所以对任意实数和整数,,
因为,则:,
所以,因此命题为假,
若具有性质,令,则,
又因为,所以,
因此:,
两边取绝对值得,必要性成立,
满足对任意,,则,
无法保证符号始终为正,也就无法推出可加性,
构造符号函数,使得对任意,
始终满足,同时存在使得:
,
即满足对任意a,b成立,但不满足性质,
因此,由无法推出具有性质,
充分性不成立,命题为假命题.
4.(2026·上海·三模)设函数定义域为,且对任意,不等式恒成立,设a、,定义.现给出如下两个命题:
①若是周期函数,则对于任意实数,函数是周期函数;
②函数存在正整数周期,当且仅当函数存在正整数周期;
下列选项中正确的是( )
A.①②都是真命题 B.①②都是假命题
C.①是真命题,②是假命题 D.①是假命题,②是真命题
【答案】D
【详解】对于①,取,,则,
因为和的正周期分别为和,
而是无理数,则有,所以不是周期函数,①错误;
对于②,若,其中,,
可得;
若,其中,即,
整理得,令,
则,则,其中,下证恒成立.
假设存在,,考虑
,
因为,所以当足够大时,有,
这与矛盾,
所以即恒成立,故函数存在正整数周期,②正确,
综上,①是假命题,②是真命题.
5.(25-26高三下·上海黄浦·开学考试)若函数的定义域内存在区间,且 ,则称函数具有“性质F ”.正确的是____________.① 具有“性质F ”的一次函数存在且有无数个;② 具有“性质F ”的二次函数存在且有无数个;③存在,使函数具有“性质F”;④对任意,函数都具有“性质F ”.
【答案】①②③
【详解】对于①选项,若函数为一次函数,设,不妨取,
则函数在上单调递增,
所以,解得,此时,
故任取时,必有函数在区间满足题意,①对;
对于②选项,不妨取,其中,,取,,
则函数在上单调递增,
由可得,
所以当且时,必有函数在区间上满足题意,②对;
对于③选项,若,则函数在上为增函数,
由题意可得,可知关于的方程在上至少有两个不等的实数解,
即,可得,
令,其中,则,
由可得,由可得,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
且当时,,则;当时,,则.
且,
要使得方程至少有两个不等的实根,则,解得,
因为,故存在,使函数具有“性质F ”,③对;
对于④选项,若,则函数具有“性质F ”,
且函数在上为增函数,则,
故关于的方程至少有两个实数解,
当时,由可得,即,则,
令,其中,则,
由可得,由可得,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,所以,
当时,,则;当时,,则.
若方程有两个实数解,则,解得,
当时,即当时,方程在时有且只有一个实数解,
当时,方程在时无实数解,
因为函数、在上均为增函数,
故函数在上为增函数,
因为,,
所以,存在,使得,
故当时,方程在时有且只有一个实数解,
方程在时无实数解,
即当时,函数不具有“性质F ”,④错.
故正确的是:①②③.
6.(2026·上海·模拟预测)已知函数在定义域上的导函数为,对任意实数,定义集合 .
(1)设,求集合;
(2)设,集合,求证:“对任意,”是“为偶函数”的必要不充分条件;
(3)设,,若对任意且,都有,求实数的取值范围.
【详解】(1)由定义得,
而,,,
故解得,,
综上,.
(2)必要性:若函数为偶函数,,
则对任意的,有,
对上式两边同时求导,可得:,
故函数是奇函数,,
若,则,即,
进而有,即,
故对任意,,故必要性成立;
不充分性:不妨取,,
此时,满足题设,但函数显然不是偶函数,故充分性不成立,
综上,“对任意,”是“为偶函数”的必要不充分条件.
(3)由对任意且,都有,
可得:对任意 且,都有,
即函数在上是不减函数,即恒成立,
由,可得:,
设,
则,
则对恒成立,即对恒成立,
令,,故,
故函数在和是减函数,在是增函数,
大致图像如图,,
(i)当时,不等式可化为,此时,
(ⅱ)当时,不等式可化为,
此时,故;
(ⅲ)当时,不等式可化为,
此时,故;
综上,实数的取值范围是.
7.(2026·上海·三模)设是定义在上的函数,若对任何实数以及中的任意两个实数,恒有,则称为函数.
(1)判断函数是否为函数,说明理由;
(2)已知是实数,函数是函数,求的最大值;
(3)若是定义域为的函数,求证:“存在实数,使得恒成立”是“存在非零实数,使得恒成立”的充要条件.
【详解】(1)不是函数,
说明如下(举反例):记,取,
则
即,
所以不是函数;
(2)记,
当时,当时,,
对任何实数以及中的任意两个实数,
即,
所以是函数.
当时,取 ,
又,
所以
即,
所以 不是函数.
综上所述,的最大值为1.
(3)先证充分性,若“存在实数,使得恒成立”,
则有,则恒成立.
充分性得证.
再证必要性,若“存在非零实数,使得恒成立”,
不妨设,记,则有 ,
因为,
,
故对于任意整数,
有 ,假设存在实数,使得,
显然 ,则存在整数,使得 ,
一方面,取,则 ,
,
即,
另一方面,取,则,
所以,即,所以,
与矛盾,假设不成立,
所以恒成立,必要性得证.
8.(2026·上海杨浦·模拟预测)定义:如果函数在定义域内,存在极大值和极小值,且存在一个常数使得,则称为“极值差比函数”,常数为的“极值差比系数”.
(1)若函数为“极值差比函数”且在上严格增,试判断是否为“极值差比函数”,并说明理由;
(2)是否存在使的“极值差比系数”为,若存在,求出的值,若不存在,请说明理由;
(3)对于(2)中的函数,若,求:的“极值差比系数”的取值范围.
【详解】(1)若,则,
因为在上严格增,则在上严格增,
函数不存在极值点,此时函数不是“极值差比函数”
所以,
根据正弦函数的性质可知,存在极大值,,
极小值,,则,
因此是“极值差比函数”.
(2)的定义域为,求导可得,
假设存在使的极值差比系数为,
则,是方程的两个不相等的正实数根,
则,解得,
不妨设,则,
因为
,
所以,从而,得(*)
令(),求导可得,
所以在上是严格增函数,所以,
因此(*)无解,所以不存在使的极值差比系数为.
(3)由(2)知极值差比系数为,即,
不妨设,令,,则极值差比系数可化为,
,
因为,解得,
令(),求导可得,
设(),
求导可得,
所以在上单调递减,
因此当时,,
从而,所以在上单调递增,
所以,即,
所以的极值差比系数的取值范围为.
9.(2026·上海·三模)设,对于定义域为D的函数与,,若函数是区间D上的单调函数,则称与在区间D上满足“性质”.
(1)设,,,若与在区间D上满足“性质”,求t的取值范围;
(2)设,,,.若与在区间D上满足“性质”,求的取值范围;
(3)设,若对任意s、t,函数与在上都满足“性质”.求证:存在不全为零的实数A、B,使得函数为常值函数.
【详解】(1)因为,在区间D上满足“性质”,
故在上为单调函数,
因为为开口向上的抛物线,对称轴为,故,即.
(2)由题设有在上为单调函数,
设任意,,
则,
因为,,故,,
而为上的单调函数,
故在上恒成立或在上恒成立,
而,,故或,故或.
(3)若函数为常值函数,取;
同理,若函数是常值函数,取;
因此,以下考虑函数与都不为常值函数的情况.
分别取和,可以得到函数与,
不妨设函数与都是增函数(否则,若函数为减函数,将替换为).由于函数与都不为常值函数,
因此存在,使得且,
令,其中.
首先证明:对任意都有.
反证法:假设存在使得,其中且,
不妨设,取,,对于函数,
则,
,
因此,,与是单调函数矛盾.
同理可以证明对任意都有,
因此,对任意,,
所以为常值函数,
取,则A、B不全为零,且为常值函数.得证.
10.(2026·上海黄浦·三模)对于定义域为R的函数与实数,定义集合
(1)若,求;
(2)若,,且对任意实数x均有,求实数k的取值范围;
(3)是否存在定义域为的图像连续的函数,使得?若存在,给出一个满足要求的函数;若不存在,请给出证明.
【详解】(1)由题意得,
即,
即,化简得,
因为,所以,所以;
(2)法一:由题意得,
即,
即,
当时,,
而,
所以,解得,
因为,所以;
法二:由题意得,
,
,
即,
整理为关于的二次函数恒成立问题,
该二次函数开口向上(),对称轴,
要对所有恒正,需判别式:
可得,
化简得,
令,式子变为,
该二次函数开口向上,对称轴,
最小值处,
结合,解得;
(3)当时,,
故与同号,
取得,
不妨设,则,
由连续性与零点定理可证,对任意,
当时,,
取得,
因,故,
同理可证:对任意,即对任意,
记,则对任意,
结合,
得①,
对任意,令,
代入的不等式得,
因,故,
结合,得②,
结合①②,对任意有,
化简得,但左边是开口向上的二次函数,
当时趋向,不可能恒成立,矛盾.
因此不存在满足条件的函数.
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