摘要:
**基本信息**
以“性质关联-方法转化-分层突破”为主线,系统构建函数单调性、奇偶性、周期性、对称性综合应用的解题体系,突出跨性质推导逻辑与变式迁移能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|解题方法及技巧提炼|/|四性质转化策略、导数构造法|性质内在关联(奇偶性→对称性→周期性)|
|题型1-5(单调性等)|5典例+10变式|定义法/导数法/图象法等通法,核心口诀+易错警示|从单一性质判断到多性质综合应用,由具体到抽象|
|分层过关练|15题(巩固10+提升5)|性质综合应用与创新情境迁移|基础巩固→能力提升,覆盖高考高频考法|
内容正文:
重难点专训02 函数性质的综合应用
(单调性+奇偶性+周期性+对称性综合)
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 函数单调性的判断 2
题型2 值域与最值 4
题型3 函数的奇偶性 6
题型4 函数的周期性 9
题型5 函数的对称性 12
重难专题分层过关练 16
巩固过关 16
创新提升 21
解题方法及技巧提炼
1、函数性质综合应用的基本思路是:
(1)准确识别题目所给条件中隐含的单调性、奇偶性、周期性或对称性信息;
(2)利用性质间的内在联系,将抽象条件转化为具体的函数特征(如由对称性推出周期性,由奇偶性简化函数值等);
(3)结合定义域,将比较大小、解不等式、求参数范围等问题转化为利用函数图象或代数推理的熟悉问题;
(4)灵活运用数形结合、等价转化、构造函数等思想方法,完成求解。
2、单调性、奇偶性、周期性、对称性四者之间的核心关联是:
奇偶性本质是图象关于原点或y轴的对称,对称性可推广到任意直线或点;若函数有两条对称轴(或两个对称中心,或一条对称轴和一个对称中心),则必具有周期性。抓住“对称轴之间、对称中心之间、对称轴与对称中心之间”的距离与周期的倍数关系,是解决综合性问题的关键。
3、综合应用中的常用转化技巧:
(1)利用奇偶性将负自变量转化为正自变量,利用周期性将大自变量转化为小自变量,利用对称性将不同区间上的函数值相互沟通;
(2)解抽象不等式时,先根据单调性脱去“f”,再结合定义域求解,注意奇偶性可能改变不等号方向;
(3)比较函数值大小时,先通过周期性和对称性将自变量变换到同一单调区间内,再运用单调性判断。
4、导数背景下性质综合的构造策略:
当条件中出现含导数的不等式时,往往需要根据结构构造辅助函数(如构造 、 等),利用导数判断所构造函数的单调性,再将原问题转化为新函数的单调性问题,从而实现性质间的综合运用。构造时要紧扣导数运算法则的逆用,目标明确,避免盲目尝试。
题型通法及变式提升
题型1 函数单调性的判断
【典例1-1】(2026·北京朝阳·模拟预测)下列函数中,在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,结合一次、二次函数,以及指数函数与对数函数的性质,结合复合函数单调性的判定方法,逐项分析判断,即可求解.
【详解】对于A,函数在上单调递减,在上单调递增,所以A不符合题意;
对于B,函数,因为函数和在上都是单调递增函数,
所以函数在上是单调递增函数,所以B符合题意;
对于C,函数,
根据指数函数的性质,可得在上单调递减,所以C不符合题意;
对于D,因为函数在上单调递减,且在上单调递增,
根据复合函数的单调性的判定方法,可得函数在上是单调递减函数,
所以D不符合题意;
核心口诀:定义作差判符号,导数快捷图直观,复合内外同增异减。
高分技巧:
定义法(作差法):设 ,计算 或 ,判断符号。若 恒成立,则为增函数;若 恒成立,则为减函数。选填中只需取区间内两个特殊点验证即可快速排除选项;
导数法:对具体函数求导, 则单调递增, 则单调递减。选填中直接求导代入区间端点或特殊点判断符号;
四则运算单调性:增函数 + 增函数 = 增函数;增函数 - 减函数 = 增函数;正值增函数 × 正值增函数 = 增函数。选填中可直接组合判断;
分段函数单调性:各段分别判断后,需验证分段点处左侧函数值 右侧函数值(增函数)或 (减函数),即“左不高于右”或“左不低于右”;
易错警示:定义法判断单调性时,需确保 在同一个单调区间内;复合函数“同增异减”需先明确内外函数的定义域和单调区间;分段函数单调性不能只看各段,必须验证分段点处的衔接。
【变式1-1】(25-26高三上·北京丰台·期末)下列函数中,既是偶函数又在上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用函数奇偶性的定义以及基本初等函数的单调性逐项判断即可.
【详解】对于A选项,函数为偶函数,且在上单调递减,A不符合题意;
对于B选项,函数的定义域为,,
所以函数为偶函数,
当时,,故该函数在上单调递增,B符合题意;
对于C选项,函数的定义域为,
,函数为奇函数,C不符合题意;
对于D选项,函数的定义域为,,
函数为奇函数,D不符合题意.
故选:B.
【变式1-2】(2026·北京·模拟预测)下列函数中,在上单调递增的偶函数为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据函数解析式直接判断奇偶性,单调性即可求解.
【详解】对于A,为指数函数,
是非奇非偶函数且在定义域内单调递减,故A选项错误;
对于B,,故为偶函数,
当时,,
由对数函数性质可知在内单调递增,故B选项正确;
对于C,为正切函数,是奇函数,
由正切函数性质可知在区间上单调递增,但在定义域内不具有单调性,
如,,但,故C选项错误;
对于D选项,,,
因为,所以为奇函数,
根据幂函数的相关性质得在定义域内单调递增,故D选项错误.
题型2 值域与最值
【典例2-1】(2026·北京房山·一模)设,函数则( )
A.是偶函数,且有最大值 B.是偶函数,且没有最大值
C.是奇函数,且有最大值 D.是奇函数,且没有最大值
【答案】B
【分析】根据分段函数节点,结合函数奇偶性的定义分类讨论可以判断函数为偶函数;结合分段函数在不同区间的单调性和最值即可判断是否有最大值.
【详解】函数定义域为,关于原点对称,对任意可得:
若,则,代入得:
若,则,代入得:
若,代入得:
对所有都满足,因此是偶函数.
①当时,,,函数单调递增,因此,开区间取不到,因此无法达到;
②当时,,,函数单调递减,
所以,同理开区间也无法取得;
③当时,,由得:,即,所以中间段最大值也小于,
综上所述,所有函数值都小于,且不存在使得,所以没有最大值.
【变式2-1】(25-26高三上·北京·阶段检测)已知函数,若函数的最大值是2,则的取值范围是__________.
【答案】
【分析】当时,,则当时,,利用导数研究函数的单调性和最大值即可求解.
【详解】由题意有:当时,,所以当时,,
当时,,所以,
令有:或,由或,
所以的单调递增区间为,单调递减区间为,
又,令,即,
解得或,所以,
要使当时,,只需,即,
故答案为:.
【变式2-2】(25-26高三上·北京东城·阶段检测)已知函数,当时,的值域是______;若没有最大值,则的取值范围是______.
【答案】
【分析】利用一次函数和二次函数在各自区间,先求值域,再取并集即可;利用分类讨论,来分析一次函数和二次函数在各自区间的值域,再结合题意作出判断即可.
【详解】当时,,
则当时,,
当时,,
所以根据二次函数和一次函数的值域可知:的值域是;
当时,由一次函数在区间上单调递增,故无最大值,
当时,,可得有最大值,故不符合题意,
当时,二次函数对称轴为,
故二次函数在区间上有最大值,
一次函数在区间上单调递减,即,
所以必有最大值,故不符合题意,
综上的取值范围是,
故答案为:,
题型3 函数的奇偶性
【典例3-1】(2026·北京大兴·三模)设函数,则“”是“的图象关于轴对称”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】B
【分析】函数图象关于轴对称,等价于该函数是偶函数.先根据求出参数应满足的条件,再判断两个命题之间的推出关系;
【详解】函数的图象关于轴对称,当且仅当对任意,都有
即
展开得即
上式对任意恒成立,则得,则有.
反过来,当该式成立时,,上述等式也恒成立,因此这是图象关于轴对称的充要条件.
若的图象关于轴对称,则.
所以“”是“的图象关于轴对称”的必要条件.
反之,若取,有,此时,显然其图象不关于轴对称,故充分性不成立.
综上,“”是“的图象关于轴对称”的必要不充分条件.
核心口诀:定义域先对称, 判关系,运算性质记分明。
高分技巧:
定义法:先看定义域是否关于原点对称,若不对称直接为非奇非偶函数。若对称,计算 : 为偶函数, 为奇函数,两者均不满足则为非奇非偶,两者均满足则为既奇又偶函数(如常函数 );
图象法:奇函数图象关于原点对称,偶函数图象关于 轴对称。选填中可直接通过图象特征快速判断;
运算法则:奇 ± 奇 = 奇;偶 ± 偶 = 偶;奇 × 奇 = 偶;偶 × 偶 = 偶;奇 × 偶 = 奇;奇函数与奇函数的复合为奇函数,偶函数与任意函数的复合为偶函数;绝对值使奇函数变为偶函数(如 , 为奇函数);
导数关系:可导的奇函数的导函数为偶函数;可导的偶函数的导函数为奇函数;
抽象函数奇偶性判定:令 代入抽象关系式,化简后观察 与 的关系(详见抽象函数篇);
利用奇偶性求值:若已知函数为奇函数,则 (定义域含0时)且 ;若已知为偶函数,则 ,可将负自变量转化为正自变量求解。
易错警示:判断奇偶性前必须先验证定义域是否关于原点对称——这是前提条件; 是奇函数的必要条件,但不能据此判定奇函数;既奇又偶函数只有 (定义域关于原点对称);选填中注意区分“奇函数”与“图象关于原点对称”的等价性。
【典例3-2】(2026·北京·三模)能说明命题“若是奇函数,则”为假命题的一组的值可以是______,______,______.
【答案】 1 0 1
【分析】根据奇函数的定义得出即可求解.
【详解】因为是上奇函数,所以,
当时,,,
则,
由得,
所以满足的即为奇函数,
所以可取.
【变式3-1】(2026·北京昌平·二模)已知函数,则是()
A.偶函数,且在上是增函数 B.奇函数,且在上是增函数
C.偶函数,且在上是减函数 D.奇函数,且在上是减函数
【答案】D
【分析】先确定定义域为且关于原点对称,求出判定为奇函数,再将函数变形为,由在上递增推出在上递减,从而选出答案D.
【详解】已知函数,定义域为,关于原点对称.
.满足,故是奇函数.
.因为且在上单调递增.
所以在上单调递增,进而在上单调递减.
故在上单调递减.
综上,是奇函数,且在上是减函数.
【变式3-2】(2026·北京顺义·三模)已知函数的定义域为,则“函数为奇函数”是“存在,使得”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】若函数为奇函数,则,都有,故充分性成立;
若,,则有,
但不为奇函数,故必要性不成立,
故“函数为奇函数”是“存在,使得”的充分不必要条件.
题型4 函数的周期性
【典例4-1】(25-26高三上·北京西城·阶段检测)设是定义在上的偶函数,且,当时,,则____________.
【答案】0
【分析】由函数为偶函数和函数具有的对称性,确定函数周期,进而可求解.
【详解】是定义在上的偶函数,有,
由,设,则,,
得,则函数周期为2,
所以,
故答案为:0
核心口诀:定义 找周期,递推算循环,性质组合推结论。
高分技巧:
定义法:若存在非零常数 ,使得 对定义域内任意 恒成立,则 为周期。最小正周期为所有周期中最小的正数;
基本函数周期公式: 周期为 ; 周期为 ; 周期为 ; 周期为 ; 周期为 ;
抽象函数周期公式直接套用:
条件式
周期
递推数列找周期法:对定义在整数集上的函数,给定递推式(如 ),赋值算前5~6项找循环节。必须算到连续两项与前期连续两项完全对应才算找到周期;
对称性推周期:两条对称轴间距的2倍为周期;两个对称中心间距的2倍为周期;一条对称轴与一个对称中心间距的4倍为周期;
奇偶性+对称性推周期:奇函数+对称轴 → ;偶函数+对称轴 → ;
周期函数的四则运算:若 周期为 , 周期为 ,则 、 的周期为 与 的最小公倍数(须验证)。
易错警示:周期函数的定义域必须是无限区间且平移后仍在定义域内;最小正周期需验证是否有更小周期; 的正负均可,习惯取正数;含绝对值的周期函数需画出图象重新判断周期。
【典例4-2】(2026·北京通州·一模)已知函数的定义域为R,是偶函数,是奇函数.关于有下列四个结论:
①的图象关于对称;
②是周期函数;
③若,则;
④若时,,则函数的零点个数为10.
其中所有正确结论的序号是________.
【答案】②③
【分析】由函数是偶函数,是奇函数可得函数关于对称以及是以4为周期的周期函数,由此求解即可.
【详解】因为是偶函数,所以,即,所以关于直线对称,故①错误;
又因为是奇函数,所以,又因为,可得,
进而,所以是以4为周期的周期函数,故②正确;
因为,因为是以4为周期的周期函数,所以,所以,所以,故③正确;
因为时,,因为函数关于对称,所以时,,因为函数的周期为4,可得时,,
时,,当时,交点横坐标为,,且在区间,,,内各有一个交点,
当,交点在区间,,,内各有一个交点,共9个交点,故④错误.
【变式4-1】(2026·北京·三模)设函数的定义域为,且是奇函数,是偶函数,则一定有( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据奇函数与偶函数的定义可知,是奇函数,是偶函数,那么,,通过代换计算出函数的周期及特殊点的函数值即可求解.
【详解】根据奇函数与偶函数的定义可知,是奇函数,是偶函数,
那么,,
又函数的定义域为,
所以,令,得 ,
即,
令,得
即,所以,,
又,所以,,
令,得,所以,
令,得 ,即
由可得 ,故函数周期为4,
,故选项D正确,
对于选项A,构造函数,,周期为4,但,
选项A不一定成立,故A错误;
对于选项B,同样构造函数,,
选项B不一定成立,故B错误;
对于选项C,,结合选项A可知,不一定成立,故C错误.
【变式4-2】(25-26高三上·北京石景山·期末)关于定义域为的函数是偶函数,且,,给出下列四个结论:
①函数的图象关于对称;
②函数的图象关于对称;
③函数是以6为周期的周期函数;
④函数是以4为周期的周期函数.
其中正确结论的序号是___________.
【答案】①②④
【分析】利用已知条件以及函数的对称性、周期性的定义逐项推导,可得出合适的选项.
【详解】对于①,因为为偶函数,所以,
由,可得,则,
,所以函数的图象关于直线对称,故①正确;
对于②,因为,所以,
又,可得,
所以函数的图象关于点对称,故②正确;
对于③,由,且,所以,
所以,所以,
所以是以4为周期的周期函数,故③错误;
对于④,因为,且,所以,
由,所以,又,
所以,所以,
所以,因此,函数是周期为4的周期函数,故④正确.
故答案为:①②④.
题型5 函数的对称性
【典例5-1】(24-25高三上·北京·阶段检测)已知定义在R上的函数满足下列条件:①;②;③图象关于点对称,则______.
【答案】/
【分析】求出函数的对称轴,再利用对称中心求出周期,然后可得.
【详解】因为,所以图象关于对称,即
又图象关于点对称,所以,即,
令代替代入上式可得,即,
所以函数的周期为8,
所以,
又,即.
故答案为:.
核心口诀:括号相加除以2定轴,中心看正负号对应。
高分技巧:
轴对称判定: → 对称轴 ; → 对称轴 ; → 对称轴 ;二次函数 的对称轴为 ;
中心对称判定: → 对称中心 ; → 对称中心 ; → 对称中心 ;
基本初等函数的对称性: 对称轴 ,对称中心 ; 对称轴 ,对称中心 ; 对称中心 ; 对称中心 ;
对称性求值:若函数关于 对称,则 ,可据此将未知点的函数值转化为已知点的函数值;
对称性的代数意义:轴对称等价于“函数值关于某直线成镜像”,中心对称等价于“函数图象绕某点旋转180°后重合”;
对称性与周期性互推(详见题型4周期表);
多个对称性综合:若函数同时具有两条对称轴或两个对称中心或一轴一中心,则函数必为周期函数,周期分别对应 、、( 为两特征之间的距离);
导数与对称性关系:若 关于 对称,则其导函数 关于 中心对称;若 关于 中心对称,则 关于 轴对称。
易错警示:区分轴对称和中心对称的定义; 与 本质相同(令 即可互化);对称轴和对称中心必须在定义域内才有意义;注意区分“对称轴”与“对称中心”的表达式特征——等式右侧为 是轴对称,为 是中心对称(纵坐标为0时)。
【典例5-2】(25-26高三·北京·二轮复习)已知函数为定义在R上的奇函数,又函数,且与的函数图象恰好有2026个不同的交点,,…,,则下列叙述中正确的有________
①的图象关于点对称
②的图象关于点对称
③
④
【答案】②③
【分析】根据题意,先判断函数与函数的图象有相同的对称中心,再依次判断各个选项即可.
【详解】选项①:函数为定义在R上的奇函数,则有,即,
又,所以函数的图象关于点中心对称,无法判断是否关于点对称,所以选项①错误;
方法二:函数为定义在R上的奇函数,则函数的图象关于坐标原点对称.
函数的图象可由函数的图象向右平移1个单位,再向上平移2个单位得到,
因此函数的图象关于点对称.无法判断是否关于点对称,所以选项①错误;
选项②:函数,因此函数的图象可由反比例函数的图象向右平移1个单位,
再向上平移2个单位得到.因为反比例函数的图象关于坐标原点对称,
所以函数的图象关于点对称,所以选项②正确;
选项③④:函数与函数的图象都关于点对称,且函数的图象不过点,
所以它们的所有交点关于点对称,不妨设,
则有,,
所以,,所以选项③正确;④选项错误.
故答案为:②③.
【变式5-1】(2026·北京东城·二模)已知函数与的图象关于轴对称,则( )
A.-2 B. C. D.2
【答案】A
【详解】函数图象上任意一点关于轴对称的点为,
代入中得,即,得.
【变式5-2】(25-26高三下·北京·开学考试)已知函数.则下列结论中错误的是( )
A.函数为单调减函数
B.函数的对称中心为
C.若对恒成立,则
D.函数与函数的图象所有交点纵坐标之和为20
【答案】A
【分析】去绝对值分类讨论可得函数解析式,易知在以及上是分别单调递减的,即A错误;易知满足,可知B正确;再利用函数单调性以及不等式恒成立计算可得C正确;画出两函数在同一坐标系下的图象根据周期性和对称性计算可得D正确.
【详解】对于A,易知当时,,时,
因此可得在以及上分别为单调递减函数,即A错误;
对于B,因函数满足,可得关于对称,即B正确;
对于C,由,即,
即在时恒成立,易知在上恒成立,
所以可得,解得,即C正确;
对于D,画出函数以及的图象如下图所示:
因,
即也关于对称,又的周期为,
由图知,在一个周期内该函数与有两个交点,则5个周期有10个交点,
则与在内共20个交点,
则,故D正确.
故选:A.
重难专题分层过关练
巩固过关
1.(2026·天津河西·三模)下列函数中,在内单调递增的偶函数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】选项A:,定义域为,,为奇函数;
选项B:,定义域为,,为偶函数,
,求导可得,
设函数,求导可得,
设函数,求导可得,
当时,,单调递增,所以,
所以当时,,单调递增,所以,
因此当时,,在内单调递增;
选项C:,定义域为,,为奇函数;
选项D:,定义域为,,为偶函数,
当时,令,则,函数变为,根据对勾函数性质可知函数在上单调递减,在上单调递增,即函数在上单调递减,在上单调递增.
2.(2026·云南昆明·二模)已知函数,则( )
A.是奇函数,且在上单调递增
B.是奇函数,且在上单调递减
C.是偶函数,且在上单调递增
D.是偶函数,且在上单调递减
【答案】C
【分析】先得出定义域,再应用偶函数定义判断偶函数,再结合对数复合函数单调性即可求解.
【详解】的定义域为,
因为,所以,即为偶函数,
当时,则, 由复合函数的单调性质得:在上单调递增,单调递增,
所以在上单调递增.
3.(25-26高三上·湖北·期中)已知函数,则( )
A.的图象关于直线对称 B.的图象关于点对称
C.的图象关于点对称 D.的图象关于直线对称
【答案】C
【分析】根据对称性定义计算判断各个选项.
【详解】对于A选项,若的图象关于直线对称,则,而,,二者不相等,故A错误;
对于B选项,若的图象关于点对称,则,
而,故B错误”
而,
所以的图象关于点对称,C选项正确,D选项错误.
故选:C.
4.(2026·福建南平·二模)已知是定义在上且周期为4的奇函数,当时,,则( )
A.-2 B. C. D.2
【答案】B
【分析】根据函数的周期性和奇偶性即可求解.
【详解】已知是定义在上且周期为的奇函数,所以有,
令,得,
由于是奇函数,有,所以,即,解得,
当时,,由于,所以,
因此,故B正确.
5.(25-26高三上·陕西商洛·期末)设函数,则满足的x的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】判断函数的单调性,根据单调性和定义域求解不等式即可.
【详解】令,则.
因为是减函数,是增函数,所以函数在上单调递减;
因为是减函数,所以在上单调递减.
因为,,所以函数在上单调递减。
因为,所以,所以,解得.
故选:A.
6.(2026·安徽合肥·一模)已知函数为偶函数,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用函数奇偶性定义确定函数的奇偶性,进而得到函数的奇偶性,再借助余弦型函数的奇偶性求出参数值.
【详解】函数的定义域为,令函数,
,即函数是奇函数,
而函数是偶函数,则函数是奇函数,
因此,解得,又,
所以当时,取得最小值.
故选:C
7.(2026·安徽六安·模拟预测)若是定义在上的偶函数,当时,,则函数在上的值域为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据给定条件,结合指数函数单调性求出在上的值域,再利用偶函数的性质求出指定区间上的值域.
【详解】当时,,,函数在上单调递减,
当时,,又函数是上的偶函数,
则当时,,所以函数在上的值域为.
故选:A
8.(2026·吉林长春·二模)已知函数,若,则的取值范围是___________.
【答案】
【分析】先判断函数的奇偶性,再判断函数的单调性,利用函数性质求的范围即可.
【详解】已知函数,则,
是奇函数,
是增函数,是增函数,
是增函数,
因为
,
,即,
是单调递增函数,
,解得.
所以的取值范围是.
9.(2026·河南郑州·模拟预测)函数的图象关于点对称,且,则______.
【答案】
【详解】已知函数的图象关于点对称,
则对任意有,则
,
化简得,
,解得,
若,则,与题设矛盾,舍去;
若,则,解得,
.
10.(2026·湖南长沙·三模)已知函数的定义域为R,的图象关于点对称, ,且的图象关于点对称,则______.
【答案】99
【分析】先利用函数的对称性找到等式关系,再用赋值法得到,从而求出.
【详解】因为 关于点 对称,所以,
即,
因为 关于点 对称,所以,
因为 ,所以
即,
因为,所以,
所以,所以,
因为,所以,
因此,
在,令,得,
因此.
创新提升
11.(25-26高三下·安徽芜湖·阶段检测)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.存在,使得曲线关于某点对称
B.存在,使得曲线关于某直线对称
C.存在,使得曲线关于某点对称
D.存在,使得曲线关于某直线对称
【答案】D
【详解】由,得或,
则函数的定义域为
若曲线存在对称轴或对称中心,则对称轴或对称中心必在直线上.
因为,
当时,,所以此时关于直线对称.
又因为不可能恒等于某个常数,
所以不可能关于某个点对称.
12.(2026·江苏盐城·模拟预测)已知函数,若恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由奇函数的定义可知为奇函数,结合导数可判断单调递增,进而原问题化为恒成立,即恒成立,令,借助导数可得最大值进而即得.
【详解】,,
故,单调递增.
又,所以恒成立,等价于,等价于恒成立,即恒成立.
令,则,
当时,,单调递减;当时,,单调递增.
所以当时,取得最大值,
故
13.(2026·安徽·模拟预测)已知函数,若,且,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题意分、和三种情况讨论,结合函数单调性求值域即可.
【详解】因为函数,
当时,则,可得,
即,则,可得,
因为在上单调递增,所以;
当时,则,,不可能成立,不合题意;
当时,则,
设,对任意,且,
则,且,可得,即,
可知在上单调递增,则,即;
综上所述:的取值范围是.
14.(2026·江苏镇江·模拟预测)已知函数,,则的解集为________;与图象的交点横坐标之和为________.
【答案】 2
【分析】先将代入不等式,再根据对数函数的性质求解不等式;先分析函数和的对称性,再根据对称性求出交点横坐标之和.
【详解】由题意得,,即,又在单调递增,
,解得,故的解集为.
,则,
,
故函数的图象关于点对称,
,则,
,
故函数的图象关于点对称,
两个函数的图象都关于点对称,
两个函数的图象交点也关于点对称,
因为,可知单调减区间为,图象关于点对称,时,时,
函数,可知函数单调增区间为,值域为且图象关于点对称,
可画出两个函数的大致图象,两个函数的图象有两个交点且关于点对称,
所以交点横坐标之和为.
故答案为:;2
15.(2026·上海静安·二模)设,函数,给出下列三个结论:
①在区间上单调递减;
②当时,存在最大值;
③设,,则.
其中所有正确结论的序号是______.
【答案】②③
【分析】对①:结合的单调性,令即可得反例;对②:利用函数性质判断的单调性,则可求出各段的上界,再令计算即可得;对③:分及进行讨论,当时,利用点到直线的距离公式计算即可得解;当时,计算出即可得解.
【详解】对①:若,即时,有,
则在区间上单调递增,故①错误;
对②:由,
则当时,单调递增,当时,单调递增,
当时,单调递减,当时,单调递减,
则时,,当时,,
当时,,
要使得存在最大值,则,解得,故②正确;
对③:由题意可得,若,则在上,
则,
由,则;
若,则,
有,故;
综上可得:恒成立,故③正确.
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重难点专训02 函数性质的综合应用
(单调性+奇偶性+周期性+对称性综合)
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 函数单调性的判断 2
题型2 值域与最值 3
题型3 函数的奇偶性 3
题型4 函数的周期性 4
题型5 函数的对称性 6
重难专题分层过关练 7
巩固过关 7
创新提升 8
解题方法及技巧提炼
1、函数性质综合应用的基本思路是:
(1)准确识别题目所给条件中隐含的单调性、奇偶性、周期性或对称性信息;
(2)利用性质间的内在联系,将抽象条件转化为具体的函数特征(如由对称性推出周期性,由奇偶性简化函数值等);
(3)结合定义域,将比较大小、解不等式、求参数范围等问题转化为利用函数图象或代数推理的熟悉问题;
(4)灵活运用数形结合、等价转化、构造函数等思想方法,完成求解。
2、单调性、奇偶性、周期性、对称性四者之间的核心关联是:
奇偶性本质是图象关于原点或y轴的对称,对称性可推广到任意直线或点;若函数有两条对称轴(或两个对称中心,或一条对称轴和一个对称中心),则必具有周期性。抓住“对称轴之间、对称中心之间、对称轴与对称中心之间”的距离与周期的倍数关系,是解决综合性问题的关键。
3、综合应用中的常用转化技巧:
(1)利用奇偶性将负自变量转化为正自变量,利用周期性将大自变量转化为小自变量,利用对称性将不同区间上的函数值相互沟通;
(2)解抽象不等式时,先根据单调性脱去“f”,再结合定义域求解,注意奇偶性可能改变不等号方向;
(3)比较函数值大小时,先通过周期性和对称性将自变量变换到同一单调区间内,再运用单调性判断。
4、导数背景下性质综合的构造策略:
当条件中出现含导数的不等式时,往往需要根据结构构造辅助函数(如构造 、 等),利用导数判断所构造函数的单调性,再将原问题转化为新函数的单调性问题,从而实现性质间的综合运用。构造时要紧扣导数运算法则的逆用,目标明确,避免盲目尝试。
题型通法及变式提升
题型1 函数单调性的判断
【典例1-1】(2026·北京朝阳·模拟预测)下列函数中,在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
核心口诀:定义作差判符号,导数快捷图直观,复合内外同增异减。
高分技巧:
定义法(作差法):设 ,计算 或 ,判断符号。若 恒成立,则为增函数;若 恒成立,则为减函数。选填中只需取区间内两个特殊点验证即可快速排除选项;
导数法:对具体函数求导, 则单调递增, 则单调递减。选填中直接求导代入区间端点或特殊点判断符号;
四则运算单调性:增函数 + 增函数 = 增函数;增函数 - 减函数 = 增函数;正值增函数 × 正值增函数 = 增函数。选填中可直接组合判断;
分段函数单调性:各段分别判断后,需验证分段点处左侧函数值 右侧函数值(增函数)或 (减函数),即“左不高于右”或“左不低于右”;
易错警示:定义法判断单调性时,需确保 在同一个单调区间内;复合函数“同增异减”需先明确内外函数的定义域和单调区间;分段函数单调性不能只看各段,必须验证分段点处的衔接。
【变式1-1】(25-26高三上·北京丰台·期末)下列函数中,既是偶函数又在上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】(2026·北京·模拟预测)下列函数中,在上单调递增的偶函数为( )
A. B.
C. D.
题型2 值域与最值
【典例2-1】(2026·北京房山·一模)设,函数则( )
A.是偶函数,且有最大值 B.是偶函数,且没有最大值
C.是奇函数,且有最大值 D.是奇函数,且没有最大值
【变式2-1】(25-26高三上·北京·阶段检测)已知函数,若函数的最大值是2,则的取值范围是__________.
【变式2-2】(25-26高三上·北京东城·阶段检测)已知函数,当时,的值域是______;若没有最大值,则的取值范围是______.
题型3 函数的奇偶性
【典例3-1】(2026·北京大兴·三模)设函数,则“”是“的图象关于轴对称”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
核心口诀:定义域先对称, 判关系,运算性质记分明。
高分技巧:
定义法:先看定义域是否关于原点对称,若不对称直接为非奇非偶函数。若对称,计算 : 为偶函数, 为奇函数,两者均不满足则为非奇非偶,两者均满足则为既奇又偶函数(如常函数 );
图象法:奇函数图象关于原点对称,偶函数图象关于 轴对称。选填中可直接通过图象特征快速判断;
运算法则:奇 ± 奇 = 奇;偶 ± 偶 = 偶;奇 × 奇 = 偶;偶 × 偶 = 偶;奇 × 偶 = 奇;奇函数与奇函数的复合为奇函数,偶函数与任意函数的复合为偶函数;绝对值使奇函数变为偶函数(如 , 为奇函数);
导数关系:可导的奇函数的导函数为偶函数;可导的偶函数的导函数为奇函数;
抽象函数奇偶性判定:令 代入抽象关系式,化简后观察 与 的关系(详见抽象函数篇);
利用奇偶性求值:若已知函数为奇函数,则 (定义域含0时)且 ;若已知为偶函数,则 ,可将负自变量转化为正自变量求解。
易错警示:判断奇偶性前必须先验证定义域是否关于原点对称——这是前提条件; 是奇函数的必要条件,但不能据此判定奇函数;既奇又偶函数只有 (定义域关于原点对称);选填中注意区分“奇函数”与“图象关于原点对称”的等价性。
【典例3-2】(2026·北京·三模)能说明命题“若是奇函数,则”为假命题的一组的值可以是______,______,______.
【变式3-1】(2026·北京昌平·二模)已知函数,则是()
A.偶函数,且在上是增函数 B.奇函数,且在上是增函数
C.偶函数,且在上是减函数 D.奇函数,且在上是减函数
【变式3-2】(2026·北京顺义·三模)已知函数的定义域为,则“函数为奇函数”是“存在,使得”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
题型4 函数的周期性
【典例4-1】(25-26高三上·北京西城·阶段检测)设是定义在上的偶函数,且,当时,,则____________.
核心口诀:定义 找周期,递推算循环,性质组合推结论。
高分技巧:
定义法:若存在非零常数 ,使得 对定义域内任意 恒成立,则 为周期。最小正周期为所有周期中最小的正数;
基本函数周期公式: 周期为 ; 周期为 ; 周期为 ; 周期为 ; 周期为 ;
抽象函数周期公式直接套用:
条件式
周期
递推数列找周期法:对定义在整数集上的函数,给定递推式(如 ),赋值算前5~6项找循环节。必须算到连续两项与前期连续两项完全对应才算找到周期;
对称性推周期:两条对称轴间距的2倍为周期;两个对称中心间距的2倍为周期;一条对称轴与一个对称中心间距的4倍为周期;
奇偶性+对称性推周期:奇函数+对称轴 → ;偶函数+对称轴 → ;
周期函数的四则运算:若 周期为 , 周期为 ,则 、 的周期为 与 的最小公倍数(须验证)。
易错警示:周期函数的定义域必须是无限区间且平移后仍在定义域内;最小正周期需验证是否有更小周期; 的正负均可,习惯取正数;含绝对值的周期函数需画出图象重新判断周期。
【典例4-2】(2026·北京通州·一模)已知函数的定义域为R,是偶函数,是奇函数.关于有下列四个结论:
①的图象关于对称;
②是周期函数;
③若,则;
④若时,,则函数的零点个数为10.
其中所有正确结论的序号是________.
【变式4-1】(2026·北京·三模)设函数的定义域为,且是奇函数,是偶函数,则一定有( )
A. B.
C. D.
【变式4-2】(25-26高三上·北京石景山·期末)关于定义域为的函数是偶函数,且,,给出下列四个结论:
①函数的图象关于对称;
②函数的图象关于对称;
③函数是以6为周期的周期函数;
④函数是以4为周期的周期函数.
其中正确结论的序号是___________.
题型5 函数的对称性
【典例5-1】(24-25高三上·北京·阶段检测)已知定义在R上的函数满足下列条件:①;②;③图象关于点对称,则______.
核心口诀:括号相加除以2定轴,中心看正负号对应。
高分技巧:
轴对称判定: → 对称轴 ; → 对称轴 ; → 对称轴 ;二次函数 的对称轴为 ;
中心对称判定: → 对称中心 ; → 对称中心 ; → 对称中心 ;
基本初等函数的对称性: 对称轴 ,对称中心 ; 对称轴 ,对称中心 ; 对称中心 ; 对称中心 ;
对称性求值:若函数关于 对称,则 ,可据此将未知点的函数值转化为已知点的函数值;
对称性的代数意义:轴对称等价于“函数值关于某直线成镜像”,中心对称等价于“函数图象绕某点旋转180°后重合”;
对称性与周期性互推(详见题型4周期表);
多个对称性综合:若函数同时具有两条对称轴或两个对称中心或一轴一中心,则函数必为周期函数,周期分别对应 、、( 为两特征之间的距离);
导数与对称性关系:若 关于 对称,则其导函数 关于 中心对称;若 关于 中心对称,则 关于 轴对称。
易错警示:区分轴对称和中心对称的定义; 与 本质相同(令 即可互化);对称轴和对称中心必须在定义域内才有意义;注意区分“对称轴”与“对称中心”的表达式特征——等式右侧为 是轴对称,为 是中心对称(纵坐标为0时)。
【典例5-2】(25-26高三·北京·二轮复习)已知函数为定义在R上的奇函数,又函数,且与的函数图象恰好有2026个不同的交点,,…,,则下列叙述中正确的有________
①的图象关于点对称
②的图象关于点对称
③
④
【变式5-1】(2026·北京东城·二模)已知函数与的图象关于轴对称,则( )
A.-2 B. C. D.2
【变式5-2】(25-26高三下·北京·开学考试)已知函数.则下列结论中错误的是( )
A.函数为单调减函数
B.函数的对称中心为
C.若对恒成立,则
D.函数与函数的图象所有交点纵坐标之和为20
重难专题分层过关练
巩固过关
1.(2026·天津河西·三模)下列函数中,在内单调递增的偶函数为( )
A. B. C. D.
2.(2026·云南昆明·二模)已知函数,则( )
A.是奇函数,且在上单调递增
B.是奇函数,且在上单调递减
C.是偶函数,且在上单调递增
D.是偶函数,且在上单调递减
3.(25-26高三上·湖北·期中)已知函数,则( )
A.的图象关于直线对称 B.的图象关于点对称
C.的图象关于点对称 D.的图象关于直线对称
4.(2026·福建南平·二模)已知是定义在上且周期为4的奇函数,当时,,则( )
A.-2 B. C. D.2
5.(25-26高三上·陕西商洛·期末)设函数,则满足的x的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(2026·安徽合肥·一模)已知函数为偶函数,则的最小值为( )
A. B. C. D.
7.(2026·安徽六安·模拟预测)若是定义在上的偶函数,当时,,则函数在上的值域为( )
A. B.
C. D.
8.(2026·吉林长春·二模)已知函数,若,则的取值范围是___________.
9.(2026·河南郑州·模拟预测)函数的图象关于点对称,且,则______.
10.(2026·湖南长沙·三模)已知函数的定义域为R,的图象关于点对称, ,且的图象关于点对称,则______.
创新提升
11.(25-26高三下·安徽芜湖·阶段检测)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.存在,使得曲线关于某点对称
B.存在,使得曲线关于某直线对称
C.存在,使得曲线关于某点对称
D.存在,使得曲线关于某直线对称
12.(2026·江苏盐城·模拟预测)已知函数,若恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
13.(2026·安徽·模拟预测)已知函数,若,且,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
14.(2026·江苏镇江·模拟预测)已知函数,,则的解集为________;与图象的交点横坐标之和为________.
15.(2026·上海静安·二模)设,函数,给出下列三个结论:
①在区间上单调递减;
②当时,存在最大值;
③设,,则.
其中所有正确结论的序号是______.
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