内容正文:
2.2 函数基本性质
目录
01 思维导图与题型归纳 2
02 基础知识点梳理 3
知识点1、函数的单调性 3
知识点2、函数的最值 3
知识点3、函数的奇偶性 4
方法总结1:单调性常见方法及结论 4
方法总结2:奇偶性常用结论 5
方法总结3:常用奇偶函数模型 5
方法总结4:中值模型 6
方法总结5:不动点与稳定点 6
方法总结6:悬链线——双曲正弦、余弦、正切函数 6
03 真题回顾 8
04 经典题型归纳总结 27
题型1:函数单调性的判定 27
题型2:函数单调区间的求解 29
题型3:单调性应用与不等式求解 32
题型4:单调性约束下的参数范围求解 35
题型5:抽象函数的单调性分析 38
题型6:分段函数的单调性应用 40
题型7:函数单调性的唯一性分析 42
题型8:函数奇偶性的判定 44
题型9:奇偶性约束下的参数求解 47
题型10:利用奇偶性确定函数解析式 49
题型11:中值模型的应用 51
题型12:奇偶性的图象分析 54
题型13:奇偶性与单调性综合运用 58
题型14:不动点与稳定点问题 62
题型15:悬链线与双曲三角函数 67
05 课后拓展精练 71
知识点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.
①属于定义域内某个区间上;
②任意两个自变量,且;
③都有或;
④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
①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.
②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.
知识点2、函数的最值
1、最大值:的定义域为,如果满足:(1)对,都有,(2),使得,则称为的最大值,记作;
2、最小值:的定义域为,如果满足:(1)对,都有,(2),使得,则称为的最小值,记作.
知识点3、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
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.
方法总结1:单调性常见方法及结论
1、 单调性定义的变式:设,且,
①在是增函数恒成立
②在是减函数恒成立
2、判断函数单调性
设,具有单调性,常数,常数,则
①,,与有相同的单调性
②,与有相反的单调性
③若,都是区间上的增(减)函数,则在区间上也是增(减)函数.
④设,都是区间上的恒正的增(减)函数,则在区间上也是增(减)函数.
⑤增函数+增函数=增函数,减函数+减函数=减函数,
增函数-减函数=增函数,减函数-增函数=减函数;
3、复合函数单调性
讨论复合函数 的单调性时要注意:
①若 在所讨论的区间上都是增函数或都是减函数,则 为增函数;
②若 在所讨论的区间上一个是增函数,另一个是减函数,则 为减函数. 列表如下:
增
增
增
增
减
减
减
增
减
减
减
增
方法总结2:奇偶性常用结论
①奇偶函数四则运算与复合
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
奇函数
不能确定
不能确定
奇函数
偶函数
奇函数
偶函数
不能确定
不能确定
奇函数
偶函数
奇函数
奇函数
奇函数
奇函数
偶函数
奇函数
②奇函数的定义域若包括0,则必有.
③为偶函数
④若,且的定义域关于原点对称,则既是奇函数也是偶函数.
⑤奇函数在关于原点对称的区间上的单调性相同,偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反.
⑥的定义域关于原点对称,为偶函数,为奇函数,为偶函数.
⑦奇函数:;偶函数:
⑧若是偶函数,则奇次项系数为0.
若是奇函数,则偶次项系数为0.
方法总结3:常用奇偶函数模型
(1)奇函数模型
①函数或函数.
②函数.
③函数或函数
④函数或.
注意:关于①式,可以写成函数或函数.
(2)偶函数模型
①函数;
②函数;
③函数类型的一切函数.
方法总结4:中值模型
基本模型:,其中为奇函数,为常数
(1)
(2)
方法总结5:不动点与稳定点
不动点对于函数,我们把方程的解称为函数的不动点,即与图像交点的横坐标.
稳定点对于函数,我们把方程的解称为函数的稳定点,即与图像交点的横坐标.很显然,若为函数的不动点,则必为函数的稳定点.
方法总结6:悬链线——双曲正弦、余弦、正切函数
双曲正弦:,①奇函数;②上单调递增.
双曲余弦:,①偶函数;②.
双曲正切:,①奇函数;②上单调递增.
1.(2026年高考全国2卷数学高考真题)已知是定义域为R的偶函数,,且当时,,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【解析】,则,
,即的周期为,
结合奇偶性,周期性,故,
在上满足,说明的对称轴为,
则,解得,
又根据知,而,
则,于是,
即,解得
2.(2026年高考天津卷数学高考真题)函数的部分图象如图所示,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意,
由题意及图得,函数为奇函数,且当时,,
对A选项,当时,,与图象不符,故A错误;
对B选项,当时,,与图象不符,故B错误;
对D选项,当时,,与图象不符,故D错误;
对C选项,在中,
,即该函数为奇函数,
,与图象相符,故C正确.
3.(2026年高考北京卷数学高考真题)下列函数是奇函数且在定义域上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A,在中,,则,函数为偶函数,故错误;
B,在中,,函数为奇函数,但在定义域上不单调递增,故错误;
方法一:
C,在中,,则,
,函数单调递减,故错误;
D,在中,,解得,
,则为奇函数,
,即函数在定义域上单调递增,故正确.
法二:
C,在中,,则,为奇函数,
∵和是减函数,
∴函数单调递减,故错误;
D,在中,,解得,
,为奇函数,
∵和是增函数,则为增函数,
∴函数单调递增,故正确.
4.(2025年高考天津卷数学真题)已知函数的图象如下,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由图可知函数为偶函数,而函数和函数为奇函数,故排除选项AB;
又当时,此时,
由图可知当时,,故C不符合,D符合.
故选:D
5.(2025年上海秋季高考数学真题(网络收集版))已知,C在上,则的面积( )
A.有最大值,但没有最小值 B.没有最大值,但有最小值
C.既有最大值,也有最小值 D.既没有最大值,也没有最小值
【答案】A
【解析】设曲线上一点为,则,则,
,方程为:,即,
根据点到直线的距离公式,到的距离为:,
设,
由于,显然关于单调递减,,无最小值,
即中,边上的高有最大值,无最小值,
又一定,故面积有最大值,无最小值.
故选:A
6.(2025年高考全国一卷数学真题)已知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.
故选:A
7.(2024年天津高考数学真题)下列函数是偶函数的为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】对A,设,函数定义域为,但,,则,故A错误;
对B,设,函数定义域为,
且,则为偶函数,故B正确;
对C,设,,
,则不是偶函数,故C错误;
对D,设,函数定义域为,
因为,且不恒为0,
则不是偶函数,故D错误.
故选:B.
8.(2024年高考全国甲卷数学(理)真题)函数在区间的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】,
又函数定义域为,故该函数为偶函数,可排除A、C,
又,
故可排除D.
故选:B.
9.(2023年北京高考数学真题)下列函数中,在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】对于A,因为在上单调递增,所以在上单调递减,故A错误;
对于B,因为在上单调递增,在上单调递减,
所以在上单调递减,故B错误;
对于C,因为在上单调递减,在上单调递减,
所以在上单调递增,故C正确;
对于D,因为,,
显然在上不单调,D错误.
故选:C.
10.(2026年高考上海卷数学高考真题)已知函数是偶函数,当时,,若,则__________.
【答案】
【解析】因为函数是偶函数,当时,,
所以,解得.
11.(2025年高考天津卷数学真题)若,对,均有恒成立,则的最小值为_______
【答案】
【解析】设,原题转化为求的最小值,
原不等式可化为对任意的,,
不妨代入,得,得,
当时,原不等式可化为,
即,
观察可知,当时,对一定成立,当且仅当取等号,
此时,,说明时,均可取到,满足题意,
故的最小值为.
故答案为:
12.(2024年上海秋季高考数学试题(网络收集版))若函数是奇函数,则实数______.
【答案】0
【解析】是奇函数,则恒成立,
所以,解得
故答案为:0.
13.(2023年北京高考数学真题)设,函数,给出下列四个结论:
①在区间上单调递减;
②当时,存在最大值;
③设,则;
④设.若存在最小值,则a的取值范围是.
其中所有正确结论的序号是____________.
【答案】②③
【解析】依题意,,
当时,,易知其图像为一条端点取不到值的单调递增的射线;
当时,,易知其图像是,圆心为,半径为的圆在轴上方的图像(即半圆);
当时,,易知其图像是一条端点取不到值的单调递减的曲线;
对于①,取,则的图像如下,
显然,当,即时,在上单调递增,故①错误;
对于②,当时,
当时,;
当时,显然取得最大值;
当时,,
综上:取得最大值,故②正确;
对于③,易知当时,在,且接近于处,的距离最小,
当时,,当且接近于处,,
此时,,
当时,且接近于处,的距离最小,
此时;故③正确;
对于④,取,则的图像如下,
因为,
结合图像可知,要使取得最小值,则点在上,点在,
同时的最小值为点到的距离减去半圆的半径,
此时,因为的斜率为,则,故直线的方程为,
联立,解得,则,
显然在上,满足取得最小值,
即也满足存在最小值,故的取值范围不仅仅是,故④错误.
故答案为:②③.
14.(2026年高考全国1卷数学高考真题)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.
【解析】(1)由题意,
在中,,,
在中,
,
∴,
当时,,,解得,
当时,,解得,
∴,
∴.
(2)由题意证明如下:
在中,是奇函数,当时,.
∴,当时,,
∴
在集合中,
当时,,
当时,,
当时,,
∴,
∵,
∴且,即,,
∵,
∴①当时,解得,
,,
此时,
②当时,解得,
,,
此时,
③当时,解得,
,,
此时,
综上,.
(3)(i)(i)由题意证明如下,
法一:
若,则存在,使得,
条件①:若,则,
∴,则,
取,则,此时,
∵,则,即,
但,相矛盾,
∴
法二:
假设,则存在,使得,
从而,这导致,
但,
∵根据条件又有,矛盾,
∴假设不成立,.
(ii)由题意,(2)及(3)(i)证明如下,
在集合中,
要证在上单调递增,
即需证,,都有,
即需证,,都有,
①先证明:当时,,
假设,使得,
∵当时,,
∴,使得,
∴,
而当时,,
否则,使得,,与矛盾,
∴,
∴,
∴,
由(3)(i)得,,
则,
由条件②:当时,,
则,
否则时,与矛盾,
∴若,使得,则,,(*)
∴,使得,
则,
令,,
此时,则,则,
∴,
∵,
∴易取,满足,使得,
根据(*)可得,此时,与矛盾,
∴当时,,
②证明:对,,都有,
∵,,都有,
∴,
对任意给定的,取,则,
∴对,,都有,
∴在上单调递增.
(ii)略
15.(2026年高考上海卷数学高考真题)已知是,,的一个排列,若函数,,,对任意,都有且,则称是关于,,的一个排列,则关于,,的排列总数记为.
(1)已知,,,,判断是否为排列;
(2)对,,,满足条件的,求的取值范围;
(3)对,且对任意,,令,,,,证明:若严格减,则存在,使;若严格增,则存在,.
【解析】(1)由题意得,
则当,,
则恒成立,
,
则恒成立,
故是为排列.
(2)若,则1,2,3的全排列均满足题意,
①,则有:,此时两个不等式显然成立.
②,则有:,即.
③,则有:,即.
④,则有:,即.
⑤,则有:.
⑥,则有:,即.
则上述不等式均要成立,取它们的交集有,
即,即对恒成立,
分离参数得,因为当时,,
所以.
(3)首先证明第1个结论,
观察(2)问的6个情况,若和在上同时成立,
那么排列都将是排列,此时至少为4.
当时,即,
因为是定义在上的函数,且严格单调递减,实数,
则恒成立,
又因为函数在上单调递增,
则在区间上,,.
若恒成立,则,
则只需,即,因为对任意的,,
则,则,则解得,
当时,即,
因为严格递减,所以且,
,
只要,就有,
则可取即可满足题意.
即存在,使得.
再证明第2个结论.
假设对于任意的,都有,
因为(2)中①排列始终满足条件,
则在剩下的5种排列中,只有唯一的一个是排列.
首先,我们证明不可能恒成立:
假设对于某个,在上恒有.
即,
即,
取.由于严格递增,
令,
则,
于是对任意正整数:
,
当时,,这与矛盾!
因此,不可能恒成立.则排列③排列和④排列永远不可能是排列.
接下来只剩②排列,其需满足,
⑤排列,其需满足,
⑥排列,其需满足,
下面证明:对于任意在上恒成立"与"在上恒成立"这两个命题,必须有且只有一个为真.
(i)若对任意,都有,即都有,
对于任意和,
则,
当且仅当时等号成立,又因为,故等号无法取到,
所以恒成立,
则对所有的恒成立.
则此时②排列,⑤排列,⑥排列均成立,
则,与假设矛盾!
(ii)并非对于所有都有,即,
则必定存在,使得,
设,
因为是严格单调递增的连续函数,
则对于已知的,总可以找到,使得,
即,即,
同时,因为严格递增且,必有.
即,
即,即,
则可取充分小的使得,即存在,使得,
所以"恒成立"这个命题是假的.
既然为假,那么"恒成立"必须为真.
即除①排列外剩余的5个排列中,只有②排列成立,此时满足,
则对于,在时都有:
,
即,
取,则对于任意:
,
因为严格递增,则.
则
又因为,
则
即,对任意都成立.
取,因为,则,
则对于内的任意,都满足,
因为,故有,
但是,之前我们得到,
即,则,
则有:, 这与我们的假设相矛盾.
综上,原命题成立,必然存在,使得.
16.(2026年上海市春季招生统一文化考试(春季高考)数学试卷(回忆版))设是定义在上的函数.定义性质:若对任意,当时,,则称函数具有“性质”.
(1)判断函数是否具有“性质”;
(2)若分段函数具有“性质”,求所有满足条件的实数和的解;
(3)已知的值域为,且在上是严格增函数,证明:是偶函数的充要条件是:具有“性质”.
【解析】(1)函数不具有“性质”,理由如下:
例如当时,显然成立,
,根据指数函数的单调性可知,
所以有,这与“性质”矛盾,故函数不具有“性质”;
(2)因为函数具有“性质”,所以取,有,
于是有,
当时,由,
当时,由,
若,若,则有,
取,
此时,但是,不符合“性质”,所以不符合题意,
故,此时,
若时,则,
由,
若时,则,
由,
因此,
综上所述:当且仅当时,满足条件;
(3)充分性:若具有“性质”,则是偶函数.
若存在,,不妨设,
记,即,
因为函数的值域为,
所以,
若,则有,
若,则有,
故对任意,,这与的值域为矛盾,
所以不成立,则有,因此函数是偶函数;
必要性:若是偶函数,则具有“性质”.
当时,因为在上是严格增函数,
所以,
又因为函数是偶函数,
所以由,因此具有“性质”.
所以是偶函数的充要条件是:具有“性质”.
17.(2025年上海秋季高考数学真题(网络收集版))已知函数的定义域为.对于正实数a,定义集合.
(1)若,判断是否是中的元素,请说明理由;
(2)若,求a的取值范围;
(3)若是偶函数,当时,,且对任意,均有.写出,解析式,并证明:对任意实数c,函数在上至多有9个零点.
【解析】(1)(1),,则不是中的元素.
(2)法一:因为,则存在实数使得,且,
当时,,其在上严格单调递增,
当时,,其在上也严格单调递增,
则,则,
令,解得,则,
则.
法二:作出该函数图象,则由题意知直线与该函数有两个交点,
由图知,假设交点分别为,,
联立方程组得
(3)对任意,因为其是偶函数,
则,而,
所以,
所以,因为,则,
所以,所以,
所以当时,,,则,
,则,
而,,
则,则,
所以当时,,而为偶函数,画出函数图象如下:
其中,但其对应的值均未知.
首先说明,
若,则,易知此时,
则,所以,而时,,
所以,与矛盾,所以,即,
令,则,
当时,即使让,此时最多7个零点,
当时,若,此时有5个零点,
故此时最多5个零点;
当时,若,此时有5个零点,
故此时最多5个零点;
当时,若,此时有3个零点,
若,则,易知此时,
则,所以,而时,,
所以,与矛盾,所以,
则最多在之间取得6个零点,
以及在处成为零点,故不超过9个零点.
综上,零点不超过9个.
题型1:函数单调性的判定
【典例1-1】已知函数在区间上单调递增,且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为在上单调递增,且,所以,;
判断斜率符号:两点连线斜率,所以选项D正确;
排除其他选项:
选项A:,A错误;
选项B:斜率为正,B错误;
选项C:取,则,,两者相等,C错误.
【典例1-2】若函数满足,且,都有,则的解析式可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】对于A,对,且,
则,
所以,不满足题意,故A错误;
对于B,对,且,
则
,
所以,满足题意,故B正确;
对于C,对,且,
则
,
所以,不满足题意,故C错误;
对于D,对,且,
,
由基本不等式可得,
所以,
即,
所以,不满足题意,故D错误.
【变式1-1】(2026·江苏南通·模拟预测)已知函数的定义域为,其图象是连续曲线,对任意的正实数,在上是增函数,则( )
A.在上单调递增 B.在上不单调
C.可能存在最大值 D.可能存在最小值
【答案】D
【解析】对A:取,则,符合题意,
但在上不单调递增,故A错误;
对B:取,则,符合题意,
但在上单调递增,故B错误;
对C:若存在最大值,设该最大值为,
则存在,使得,且对任意,,
则,
令,则,
由,则,又,,即,
这与在上是增函数矛盾,故不存在最大值,故C错误;
对D:取,由A知符合题意,
且在处有最小值,符合题意,
故可能存在最小值,故D正确.
【变式1-2】(2026·湖北·三模)已知函数,则( )
A.是奇函数,且在区间单调递增 B.是偶函数,且在区间单调递减
C.是奇函数,且在区间单调递减 D.是偶函数,且在区间单调递增
【答案】B
【解析】化简可得:
,
定义域满足且,即,关于原点对称,
又,
因此是偶函数,排除A、C选项,
当时,单调递增,也单调递增,
因此单调递增,所以在中,
两项均随增大而减小,因此在上单调递减.
题型2:函数单调区间的求解
【典例2-1】函数的单调递减区间( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意可得,
因为当,则对数函数在上单调递减,
所以当时,单调性与对数函数的一致,则单调递减区间为;
当时,的单调性与对数函数相反,即在上单调递增,
综上,函数的单调递减区间为.
【典例2-2】(2026·河北沧州·一模)已知函数,则函数的单调递增区间为( )
A., B.,,
C., D.,,
【答案】B
【解析】,则当或时,,单调递减区间为,
当时,,单调递增,
对,有且,
则,
又,故为偶函数,故只需分析时的单调性,
令,则,
当时,,当时,,,故,
在上单调递减,则单调递增;
当时,,,故,
在上单调递减,上单调递增,
则当时,单调递减,时,单调递增;
故当时,单调递增区间为、,
单调递减区间为,
由偶函数性质可知,当时,单调递增区间为,
故函数的单调递增区间为,,.
【变式2-1】函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】函数,设,由得或,
∴函数定义域为 .
当时,是减函数;而为增函数,
∴为减函数.
当时,为增函数,为增函数,
∴为增函数.
∴的减区间为.
故选:C.
【变式2-2】函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】,
作出函数图象,如图:
所以函数的单调递减区间为.
故选:C.
【变式2-3】函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意知函数满足,解得或,
即函数定义域为,
令,则的图象开口向上,且对称轴为直线,
则在上单调递减,在上单调递增,
又在上单调递增,
故的单调递减区间是.
故选:B
【变式2-4】已知函数,则函数的单调增区间是( )
A.和 B.
C.和 D.
【答案】A
【解析】由于函数,
当时,,
由于图象的对称轴为,则函数在上单调递增,
当时,,
由于图象的对称轴为,则函数在上单调递增,
故函数的单调增区间是和.
故选:A
题型3:单调性应用与不等式求解
【典例3-1】(2026·高三·河南驻马店·阶段检测)已知定义在上的函数满足以下条件:对任意,,有,,且当时,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】任取,,且,因为,
所以,
因为时,,且,
所以,
所以,即,
所以在上是增函数,
令,所以,
令,,所以,
不等式等价于,
所以,即,
因为在上是增函数,所以,解得或,
所以不等式的解集为.
【典例3-2】已知函数,若,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】当时,,,,
相加得,
当时,,,,
相加得,
又当时,
故对任意,可验证得:
令,可得,又,
所以是上的奇函数,
当时,,求导得,
故在单调递增;
由奇函数单调性性质,是上的单调递增函数,
原不等式,代入,
化简得:
由单调递增,得不等式:,
若:,原不等式无解;
若,则,
即,又,解得
综上:的取值范围是.
【变式3-1】(2026·河北邢台·三模)已知函数 则满足 的实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】∵ 当时,为单调递增函数,当时,,所以此时.
当时,为单调递增函数,也为单调递增函数,
∴ 在上单调递增,且.
∴ 函数是定义域为的单调递增函数.
令,当时,有.
设(),则,整理得.
解得或,∵ ,∴ 不符合题意,舍去.
∴ ,即.
∵ 在上单调递增,
∴ 等价于,解得.
∴ 实数的取值范围为,故选A.
【变式3-2】已知函数是定义域为的偶函数,且在上单调递减,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为是定义域为的偶函数,则,
故关于对称;
因为在上单调递减,故在上单调递减;
则在上单调递增;
则等价于
即,左右两边平方可得,
即,解得,
故不等式的解集为.
【变式3-3】已知函数是定义在上的偶函数,且在上单调递增,若,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为是偶函数,即关于直线对称,在上单调递增,
所以在上单调递减,
又,所以,
或,解得或.
题型4:单调性约束下的参数范围求解
【典例4-1】若 是上的单调递增函数,则实数的取值范围为( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】若为上的单调递增函数,需同时满足以下条件:
当时,指数函数单调递增,因此;
当时,一次函数单调递增,
因此斜率,解得;
在分段点处,左端函数值不大于右端函数值,
即,整理得,解得;
取三个不等式解集的交集,可得,即的取值范围为.
【典例4-2】已知函数,则“在上单调递减”的充要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,
所以,
由题意可得在上恒成立,
即,在上恒成立,
令,
由对勾函数的性质可知在上单调递增,
所以,
所以,
所以实数的取值范围为.
【变式4-1】函数,若在上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为,
所以,
由题意可得在上恒成立,
所以,在上恒成立,
又因为在上单调递增,
所以,
所以的取值不大于函数在区间上的下确界,即,
所以实数的取值范围为.
【变式4-2】已知在R上满足,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意知,在R上单调递增,
当时,,满足题意;
当时,需满足,解得,所以.
综上,.
【变式4-3】(2026·河南开封·模拟预测)已知函数在上单调递减,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】令,
由题意知,在上单调递减,且在上恒成立.
所以,解得.
a的取值范围是.
【变式4-4】函数在上是减函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据题意,对于函数,
令,则,
又由且,则为减函数,
若函数在上是减函数,
必有,解可得,
即的取值范围为.
题型5:抽象函数的单调性分析
【典例5-1】(多选题)已知函数的定义域为,且,当时,,且满足,则下列说法正确的是( )
A.为奇函数
B.
C.在上单调递增
D.
【答案】AC
【解析】对于A,令,可得,
所以,令,得到,
即,所以为奇函数,故A正确;
对于B,因为为奇函数,所以,故B错误;
对于C,设,取,可得,
又因为,所以,所以,即,
所以在上单调递增,故C正确;
对于D,因为为奇函数,所以,
所以,
又,则,故D错误.
【典例5-2】(多选题)(2026·甘肃张掖·模拟预测)已知是定义在上的函数,,都有,且当时,,则下列结论正确的是( )
A.若,则
B.函数在上单调递增
C.若,则不等式的解集为或
D.为奇函数
【答案】AD
【解析】对于A,令,则,所以,A正确;
对于B,对任意,设,则,因为当时,,
所以,
,
即,因此在上单调递减,B不正确;
对于C,,由可得,
由B选项可得,解得,
又,所以,故解集为,C不正确;
对于D,令,由可得定义域为;
又,所以为奇函数,D正确.
【变式5-1】(多选题)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
【解析】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.
【变式5-2】(多选题)(2026·四川宜宾·一模)定义在上的函数,对都有,且,则下列说法正确的是( )
A. B.数列单调递减
C. D.数列的前n项和为,则
【答案】ACD
【解析】由函数方程可得,又,
可推出,可得,对任意正整数数成立.
对于选项:正确.
对于选项:递增,故单调递减错误.
对于选项:是凸函数,满足,正确.
对于选项:前项和,正确.
题型6:分段函数的单调性应用
【典例6-1】(2026·湖南常德·一模)已知函数 在 上单调递减,则 的最小值是( )
A. B.2 C. D.5
【答案】B
【解析】对函数,由对勾函数可得在和上单调递减,
因为函数在上单调递减,在上单调递减,
所以,解得,
所以的最小值为2.
【典例6-2】已知函数,满足对任意的都有成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由对任意的都有成立,
故在上单调递减,
则,解得,
即实数的取值范围为.
【变式6-1】(2026·云南·模拟预测)函数是上的严格减函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为是上的严格减函数,故
当时,必须严格单调递减,故,解得;
当时,,因为,故单调递减;
分段点为,,当时,,
故,解得;
综上,实数的取值范围是.
【变式6-2】(2026·河北保定·二模)已知函数在上单调递增,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】当时,,求导得,
在上单调递增;
当时,,函数单调递增,则,
当时,,当时,,
则,解得,
,即.
【变式6-3】(2026·甘肃金昌·三模)已知,,若函数在上单调递减,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由在上单调递减知;
由在上单调递减知:
当,即满足题意;
当,,所以,
由在上单调递减,得,所以,
综上,a的取值范围是.
题型7:函数单调性的唯一性分析
【典例7-1】若函数是上的单调函数,且对任意实数,都有,则( )
A.1 B. C. D.0
【答案】C
【解析】∵对任意实数,都有,
令,则.
又,
∴,
∵函数是上的单调函数,解得.
∴,∴.
故选:C.
【典例7-2】已知函数是定义在上的单调函数,若对任意恒成立,则的值是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【解析】因为函数在定义域上是单调函数,
且,所以为一个常数,
令这个常数为,则有,则,
且,将代入上式可得,解得,
所以,所以.
故选:C.
【变式7-1】已知为定义在上的单调函数,且对,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设,则,
所以,即,
设,易知在上单调递增,
所以,即,
故,所以.
故选:B.
【变式7-2】设是定义在上的单调函数,若,则不等式的解集为__________.
【答案】
【解析】由,可得必为定值,
设,即,
由,解得,所以,
则不等式,即为,可得,解得,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
【变式7-3】已知函数是定义在上的连续单调函数,若,则不等式的解集为___________.
【答案】
【解析】是定义在上的连续单调函数,
存在唯一,使得,故令,,,在上单调递增,且,
,
故的解集为.
故答案为:
题型8:函数奇偶性的判定
【典例8-1】设函数,则下列函数中为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A:,而,显然,不为奇函数,
B:,而,显然,不为奇函数,
C:,而,显然,不为奇函数,
D:,,显然且定义域为,即为奇函数.
【典例8-2】已知函数,,则( )
A.是奇函数 B.是奇函数
C.是奇函数 D.是奇函数
【答案】C
【解析】函数的定义域为,则,所以函数是奇函数,
函数的定义域为,所以,则是偶函数,
A选项,对于函数,定义域为,
,不能判断与的关系,不能确定奇偶性,A错误;
B选项,对于函数,定义域为,
,不能判断与的关系,不能确定奇偶性,B错误;
C选项,对于函数,定义域为,
,则是奇函数,C正确;
D选项,对于函数,定义域为,
,则是偶函数,D错误.
【变式8-1】(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
【解析】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.
【变式8-2】(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
【解析】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.
【变式8-3】(2026·天津·二模)下列函数中,在定义域内既是奇函数又是增函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】,定义域为,
又,所以为奇函数,
易知,则不单调,故A不符合题意;
因为,
,则为偶函数,故B不符合题意;
,定义域为,
又,所以为奇函数,
又在单调递减,
则在单调递减,故C不符合题意;
,定义域为,
又,所以为奇函数,
,所以在上单调递增,故D符合题意.
题型9:奇偶性约束下的参数求解
【典例9-1】已知是定义域为R的偶函数,,且当时,,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【解析】,则,
,即的周期为,
结合奇偶性,周期性,故,
在上满足,说明的对称轴为,
则,解得,
又根据知,而,
则,于是,
即,解得
【典例9-2】(2026·山东潍坊·三模)已知,函数,为奇函数,则( )
A.13 B.24 C.80 D.240
【答案】D
【解析】由,
则,
又函数为上的奇函数,则,
即对任意成立,
整理得
所以,即,结合,解得,
所以,即.
【变式9-1】已知是偶函数,则实数( )
A. B.
C. D.2
【答案】C
【解析】因为函数是偶函数,可得,即,
可得,解得,即,
经验证:,所以函数为偶函数,符合题意.
【变式9-2】若函数为奇函数,则实数的值为( )
A. B.1 C. D.0
【答案】B
【解析】因为为奇函数,故,
所以即,故,故.
若,则,此时函数的定义域为,
该定义域不关于原点对称,故舍去;
若,则,此时函数的定义域为,
该定义域关于原点对称,
所以.
【变式9-3】(2026·高三·河北衡水·阶段检测)若函数为偶函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由得,
所以函数的定义域关于原点对称,
又函数为偶函数,则对任意,恒成立,
即,
整理得,该式对所有恒成立,故,
,
所以.
【变式9-4】(2026·江苏·模拟预测)若函数(且)是偶函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由偶函数可知,即,
化简得,即,即.
题型10:利用奇偶性确定函数解析式
【典例10-1】(2026·上海静安·二模)已知定义在R上的偶函数的最小正周期为2,当时,,则当时,______.
【答案】
【解析】当时,,
,
又定义在R上的偶函数,且最小正周期为2,
,
.
【典例10-2】设函数,若是奇函数,则的表达式是___________.
【答案】,
【解析】因为是奇函数,所以.
因为时,,
所以当时,,所以.
所以,.
又当时,,所以,.
【变式10-1】设函数的定义域为,.若为奇函数,为偶函数,则的最大值为_____.
【答案】/
【解析】对任意,有即
所以,即,
因此.
当时,取得最大值.
故答案为:
【变式10-2】设在区间内有定义,则能表示一个偶函数与一个奇函数之和,其中_____,_____.
【答案】
【解析】依题意,,
解得:,
故答案为:;
【变式10-3】已知函数是定义在上的偶函数,且的图象关于直线对称,若当时,,则当时,=_________________.
【答案】
【解析】由函数的图象关于直线对称,
所以,即有,
又函数是定义在上的偶函数,可知,
所以,即是周期为的周期函数;
当时,,又是周期为的周期函数,
当,则,所以,
所以,.
故答案为:
【变式10-4】已知是定义在上的奇函数,当时,,则在上的表达式为______
【答案】
【解析】设,可得,
因为当时,,可得,
又因为是定义在上的奇函数,则,
所以当时,可得,
所以在上的解析式为
故答案为:.
题型11:中值模型的应用
【典例11-1】已知函数在上最大值为,最小值为,则_________.
【答案】8
【解析】,
设,因为,
所以为奇函数,则,
所以.
【典例11-2】函数在区间上的最大值为最小值为则_____.
【答案】2
【解析】设,,定义域关于原点对称,
且,所以是奇函数.
设在上的最大值为,最小值为,则.
所以.
【变式11-1】已知函数,若,,且,则的最小值为______.
【答案】
【解析】函数的定义域为,,即函数是奇函数,
又因为函数,都是上的增函数,则在上递增,
由,得,于是,即,
则,而,,即有,,
因此
,
当且仅当,即时取等号,
所以当,时,取得最小值.
【变式11-2】已知,.求______.
【答案】
【解析】令,
因为恒成立,所以的定义域为,
且,
故为奇函数,
从而,
即,因为,
所以.
【变式11-3】设函数上的最大值为,最小值为,则______
【答案】
【解析】由函数,
令,其定义域关于原点对称,
且,即,
所以函数为奇函数,其图象关于原点对称,可得,
则,
所以.
故答案为:.
【变式11-4】若对于,,令,则在上的最大值和最小值之和为________
【答案】
【解析】令,则,所以
令,则,所以为奇函数,
令,则,
所以,
所以为奇函数,在上的最大值与最小值的和为:,
所以.
故答案为:
【变式11-5】若关于x的函数的最大值为,最小值为,且,则实数的值为_______________
【答案】
【解析】化简,令,则,,再判断函数是奇函数,可得,即可求的值,
令,则,
因为,
所以是奇函数,
所以,
所以,
解得:,
故答案为:
【变式11-6】已知函数在区间上的最大值与最小值的和为18,则实数的值为______.
【答案】8
【解析】令,则,所以原函数变为,
令,,则函数为奇函数且,
所以,,
所以.
因为为奇函数,所以,所以,所以.
故答案为:8
题型12:奇偶性的图象分析
【典例12-1】函数的大致图象是()
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由函数,定义域为R,,
所以函数为偶函数,图象关于y轴对称,故D错误;
又因为,所以,故C错误;
又因为时,的值增长比的增长要快得多,所以,故A正确,B错误.
故选:A
【典例12-2】函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】函数,定义域为,
,
为奇函数,图象关于坐标原点对称,可排除C;
当时,,,所以,可排除AD.
【变式12-1】(2026·高三·青海·阶段检测)已知函数的大致图象如图1所示,则图2所对应的函数可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A:由题可得图2函数定义域,对于中,,其定义域为,故A错误;
B:由题可得当时,,当时,,则不关于轴对称,故B错误;
C:函数中,定义域,即,符合图2的定义域,
令,则,所以为偶函数,符合图2的对称性,故C正确.
D:函数中,定义域,即,符合图2的定义域,
令,得不符合图2,故D错误.
故选:C.
【变式12-2】函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由函数,可得其定义域为,关于原点对称,
且,
所以函数为奇函数,其图象关于原点对称,可排除C选项;
又由,可得排除A、D项,
所以选项B符合题意.
【变式12-3】(2026·高三·重庆九龙坡·开学考试)已知函数的部分图象如下图所示,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由图可知:的图像关于轴对称,故为偶函数,
对于A, 设,函数的定义域为,
因,即为奇函数,故A不合题意;
对于B,设,函数的定义域为,
因,即为奇函数,故B不合题意;
对于C, 设,函数的定义域为,
因,则为偶函数,因恒成立,故C不合题意;
对于D, 设,函数的定义域为,
因,则为偶函数,且当时,,结合图象可知D符合题意.
故选:D
题型13:奇偶性与单调性综合运用
【典例13-1】已知是定义在上的奇函数,对任意且,都有,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】因为对任意且,
都有,则在上单调递减,
又是定义在上的奇函数,则在上单调递减,
又,则,即,
当或时,,当或时,,
对于不等式,当时,则,即,
当时,则,即,
所以不等式的解集是.
【典例13-2】设函数,则使得成立的的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】函数的定义域为R,
因为,所以是偶函数,
因为函数,在上单调递增,
因此函数在上单调递增,
若,则,得,解得或,
所以的取值范围为.
【变式13-1】(2026·福建漳州·三模)已知是定义域为的奇函数,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为是定义域为的奇函数,
所以,所以,所以.
因此,,,
即,所以.
因为,所以.
又是减函数,
所以,解得.
【变式13-2】(2026·重庆沙坪坝·模拟预测)已知函数 则不等式的解集为( )
A.
B.
C.(1,0)
D.
【答案】B
【解析】,
设,,所以为偶函数,
所以,是偶函数,
当时,,
所以在单调递增,根据复合函数单调性可知,在单调递增,
所以不等式,
即,两边平方,整理为,
解得:或
所以不等式的解集为.
【变式13-3】(2026·四川广安·模拟预测)已知函数,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】函数的定义域为R,
且满足,
故为偶函数;
当时,,其中在上单调递增,
在上单调递减,则在上单调递增,
因此在上单调递增;
由偶函数性质,等价于,
结合函数的单调性得 两边均非负,平方后不等号方向不变,
得,展开整理得,
即 ,解得,即的解集为.
【变式13-4】函数,若满足恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题, ,因为 ,
所以 ,即在R上单调递增,
,
所以为奇函数,
不等式 可转化为 ,
所以.
【变式13-5】已知函数,且,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】,令,则,
因为对任意,,且,
所以是偶函数,且当时,单调递增,
所以,即,
由,两边平方得,整理得,
解得或,即实数的取值范围为,
故选:A.
【变式13-6】已知函数,则关于x的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】令,因为所以的定义域为R,则.
因为,所以为奇函数.
函数,,在R上均为增函数,在定义域上为增函数,
所以根据复合函数的单调性,可得在R上为增函数.
等价于,即,
则,即,
解得或,则关于x的不等式的解集为.
故选:D.
题型14:不动点与稳定点问题
【典例14-1】(2026·北京海淀·模拟预测)对于满足一定条件的连续函数,存在一个点,使得,那么我们称该函数为“不动点”函数,而称为该函数的一个不动点,现新定义:若满足,则称为的次不动点,有下面四个结论
①定义在R上的偶函数既不存在不动点,也不存在次不动点
②定义在R上的奇函数既存在不动点,也存在次不动点
③当时,函数在上仅有一个不动点和一个次不动点.
④不存在正整数m,使得函数在区间上存在不动点,其中,正确结论的序号为__________.
【答案】②③
【解析】对于①:取函数,,既是的不动点,又是的次不动点,故①错误;
对于②:定义在上的奇函数满足,故②正确;
对于③:当时, ,即.
令,,在区间上单调递增,在上单调递增,满足有唯一解;
当时,即.
令,,在区间上单调递增,在上单调递增,满足有唯一解;综上时函数在上仅有一个不动点和一个次不动点,故③正确;
对于④:假设函数在区间上存在不动点,则在上有解,即在上有解,令,则,再令,则,令,解得,所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,
所以在上 恒成立,所以在上单调递增,
所以,,
所以实数满足,存在正整数满足条件,故④错误:
故答案为:②③
【典例14-2】已知函数.
(1)判断函数的奇偶性;
(2)利用单调性定义证明:在上单调递增;
(3)若存在实数,使得,则称为函数的不动点.设函数,证明:函数存在不为0的“不动点”.
【解析】(1)函数的定义域为,,
所以函数为奇函数.
(2)设,则,
由于,则,,即,所以函数在上单调递增.
(3)令,即,则,
令,结合(1)及为奇函数可知,为奇函数,
因为,则,
所以存在,使得,所以函数存在不为0的“不动点”.
【变式14-1】对于函数,若存在实数,使得,则称为函数的“不动点”
(1)若是奇函数的一个“不动点”,求证:也是函数的一个“不动点”;
(2)已知函数.
(i)若对任意实数,函数都有“不动点”,求实数的取值范围;
(ii)若,且函数恰有两个不同的“不动点”,求实数的取值范围.
【解析】(1)
因为是函数的一个“不动点”,所以,
又因为为奇函数,所以,
所以也是函数的一个“不动点”.
(2)(i)因为对任意实数,都有“不动点”,
所以方程,即有实数根,
所以对任意实数,恒成立,
所以,
解得,即实数的取值范围为.
(ii)函数恰有两个不同的“不动点”,
即方程恰有两个不同的实根.
又,即,
两式作差得:,
即,
即.
方程的判别式,
方程的判别式,
且,所以当时,一定有.
要使方程(*)恰有两个不同的实根,则只可能是下面两种情况:
①,解得或.
②且方程的解也是方程的一个解,
由此解得
综上,实数的取值范围为.
【变式14-2】函数的定义域为,如果存在,使得,称t为的一个不动点.函数(,为自然对数的底数),定义在R上的函数满足,且当时,.
(1)求证:为奇函数;
(2)当a变化时,求函数不动点个数;
(3)若存在,,且为函数的一个不动点,求a的取值范围.
【解析】(1),故,
其中,则,
其中定义域为R,故为奇函数,
(2)由得,令,则
令,解得,令,解得,
所以在单调递减,在上单调递增,
其中,
故当时,无解,当时,有1个解,
当时,有2个解;
综上,当时,函数没有不动点;
当时,函数有1个不动点;
当时,函数有2个不动点.
(3)当时,,故,
所以在上单调递减,
根据奇函数的对称性,可得在R上单调递减,
因为存在,即,
则,
故,则,即,
因为为函数一个不动点,
所以在时有解,
令,,
因为当时,,
所以在上单调递减,且趋向于时,趋向于,
所以只需,即,
解得,
故a的取值范围是.
【变式14-3】记函数的定义域为.若存在,使成立,则称以为坐标的点为函数图象中的不动点.
(1)若函数图象上有两个关于原点对称的不动点.求、应满足的条件;
(2)在(1)的条件下,若,记函数图象上的两个不动点分别为、,为函数图象上的另一点,且其纵坐标,求点到直线距离的最小值及取得最小值时点的坐标;
(3)下述命题“若定义在上的奇函数图象上存在有限个不动点,则不动点有奇数个”是否正确?若正确,请给予证明;若不正确,请举一反例.
【解析】(1)由题意,若点是不动点,则,
整理得,①
根据题意可判断方程①有两个根,且这两个根绝对值相等符号相反.
由韦达定理得,.
而,,故、应满足,且.
(2)在(1)的条件下,当时,,
由,得两个不动点为,.
设点,则,即,解得.
直线的方程为,设点到直线的距离为,
则,
当且仅当,即时,上式取等号,此时,,
故.
(3)命题正确.
为奇函数,,又,令,则,
点是奇函数的一个不动点.
设是奇函数的一个不动点,则,由,
也是奇函数的一个不动点.
又,这说明奇函数的非零不动点如果存在,则必成对出现.
又根据题设,只有有限个不动点,故奇函数的不动点数目是奇数个.
题型15:悬链线与双曲三角函数
【典例15-1】已知函数,.由于这两个函数与正弦、余弦函数有着诸多相似的性质,故分别称其为“双曲正弦函数”,“双曲余弦函数”.下列关于的描述错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】函数,,定义域都是R,
对于A,,,A选项正确;
对于B,是奇函数,函数和都在R上单调递增,
则在R上单调递增,故,
是偶函数且在上单调递增,,B选项错误;
对于C,,,C选项正确;
对于D,,D选项正确.
【典例15-2】定义双曲正弦函数、双曲余弦函数分别为,,设函数,若实数m满足不等式,则m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题意得,的定义域为,
∵,∴为奇函数,
∵,且在上为减函数,
∴在上为增函数.
∵,∴,
∴,解得或,即的取值范围为.
故选:A.
【变式15-1】(2026·广东佛山·一模)定义:双曲正弦函数,双曲余弦函数,双曲正切函数,则( )
A.函数是偶函数
B.函数在上单调递减
C.
D.
【答案】C
【解析】设,
对于A,由题意得,
则,所以是奇函数,
即是奇函数,故A错误;
对于B,由题意得,所以在上单调递增,
即函数在上单调递增,故B错误;
对于C,,所以是奇函数,
,所以是偶函数,
所以,
所以原不等式为,即,
由题意得恒成立,所以在R上单调递增,
所以,
且有,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
故,原不等式得证,故C正确.
对于D,,
所以原不等式为,
由上得单调递增,
且有当时,单调递增,所以,
所以,与原不等式矛盾,故D错误.
【变式15-2】(2026·安徽合肥·模拟预测)意大利画家达·芬奇提出:固定项链的两端,使其在重力的作用下自然下垂,那么项链所形成的曲线是什么?这就是著名的“悬链线问题”,其中双曲余弦函数就是一种特殊的悬链线函数,其函数表达式为,相应的双曲正弦函数的表达式为.设函数,若实数满足不等式,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题意,得,,
则,所以函数为奇函数,
又,
由于在上单调递增,且,故在上单调递增,
由,则,
即,解得,则的取值范围为.
【变式15-3】悬链线是生活中常见的一种曲线,如沾满露珠自然下垂的蜘蛛丝;如两根电线杆之间的电线;如横跨深涧的观光索道的电缆等等.这些现象中都有相似的曲线形态.这些曲线在数学上常常被称为悬链线.这类悬链线对应的函数表达式为(,是非零常数,无理数).给出下列三个结论:
①当,时,为奇函数;
②当时,为单调函数;
③若的最小值为2,则的最小值为2.
其中,正确结论的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【解析】当时,,,∵,∴为奇函数,故①正确;
因为分别为上的增函数与减函数,所以当时,具有相同的单调性,所以具有单调性,故②正确;
有最小值为2,由②可知当时,单调无最小值,故.
当时,,当且仅当时取等号,且当时,的最小值为2,此时,当且仅当时取等号;
当时,,无最小值,不合题意.
综上,的最小值为2,故③正确.
故选:D
1.(2026·天津西青·三模)已知函数在区间上的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为,因此 是奇函数,图像关于原点对称,
排除选项 C(偶函数图像,关于 轴对称);
当 时,分子 ,分母 ,
因此 ,选项 B 中 时函数值为负,矛盾,排除 B;
取 ,计算
的值接近 8,说明 附近函数值仍接近 8,
选项 A 中 的函数值和8相差比较大,排除 A;
因此,只有选项 D 符合所有特征.
2.(2026·福建·模拟预测)已知是定义在上的奇函数,且当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由已知得,而,
则,
所以.
3.(2026·福建宁德·二模)设是定义在上的函数,若,当时,,称函数具有性质,则下列函数具有性质的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】对于选项A:例如,,
即,但,故A错误;
对于选项B:例如,,
即,但,故B错误;
对于选项C:令,则的定义域为,
且,
即,可知为奇函数,
又因为在定义域内单调递增,则在定义域内单调递减,且,
当时,;当时,;
则,可知为偶函数,则,
当时,在内单调递增,
若,即,则,可得,故C正确;
对于选项D:,,
即,但,故D错误.
4.(多选题)(2026·高三·广西·期末)定义在上的函数对任意实数均满足,且当时,,.则下列结论正确的是( )
A.
B.函数为偶函数
C.在上单调递减,在上单调递增
D.不等式的解集为
【答案】AB
【解析】令,得,即,故A正确;
令,
则,
即是偶函数,故B正确;
当时,因为,所以,
因为,所以,
则在上单调递增,故C错误;
由题意知,且,
因此不等式可化为,
因为在上单调递增,
所以,解不等式得,故D错误.
故选:AB
5.(多选题)已知函数的定义域为,对任意实数,满足,且,则以下结论正确的是( )
A.
B.不可能为上的减函数
C.为奇函数
D.为偶函数
【答案】ABC
【解析】由,,
令,则,
令,则,即,
令,则,即,
令,则,即,A正确;
由,即,则函数不可能是减函数;故B正确.
令,则,即.
令,由,则函数为奇函数,故C正确;
令,由,则函数非偶函数,故D错误;
故选:ABC.
6.(多选题)(2026·高三·全国·阶段检测)布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它得名于荷兰数学家鲁伊兹·布劳威尔,简单地讲就是对于满足一定条件的连续函数,存在一个点,使得,那么我们称该函数为“不动点”函数,而称为该函数的一个不动点.现新定义:若满足,则称为的次不动点.下列说法正确的是( )
A.定义在上的偶函数既不存在不动点,也不存在次不动点
B.定义在上的奇函数既存在不动点,也存在次不动点
C.当时,函数在上仅有一个不动点和一个次不动点
D.满足函数在区间上存在不动点的正整数不存在
【答案】BC
【解析】对A选项,取函数,,既是的不动点,又是的次不动点,故A错误,对B选项,定义在上的奇函数满足,故B正确;
对C选项,当时,
,即.
令,,在区间上单调递增,在上单调递增,满足有唯一解,则.
当时,
,即.
令,,在区间上单调递增,在上单调递增,满足有唯一解,则.
综上号.故C正确;
对D选项,因为函数在区间上存在不动点,
则在上有解,则在上有解,
令,则,再令,则,令,解得,所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,
所以在上恒成立,所以在上单调递增,
所以,,
所以实数满足(为自然对数的底数),存在正整数满足条件,故D错误.
故选:BC
7.(多选题)(2026·海南海口·模拟预测)已知函数,其导函数为,则( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.在上单调递减 D.“是周期函数”的否定是真命题
【答案】ABD
【解析】已知函数,其导函数为,则,
对于A,由于,所以是奇函数,故A正确;
对于B,由于,所以是偶函数,故B正确;
对于C,由于,令,则,
再令,则在上恒成立,所以在上单调递增,
所以当时,,即;当时,,即;
所以在上单调递减,在上单调递增,
即在上单调递减,在上单调递增,所以,
所以在上恒成立,因此在上单调递增,故C错误;
对于D,由于,若是周期函数,则存在实数,对任意,有,
即,化简得,
显然,当时,左边代数式趋于无穷,右边代数式值域为,矛盾,
因此不是周期函数,则命题“是周期函数”是假命题,
所以命题“是周期函数”的否定是真命题,故D正确.
8.(多选题)(2026·江西·模拟预测)关于定义域为的函数,下列说法正确的有( )
A.存在函数,使得恒成立
B.存在函数,使得恒成立
C.存在函数,使得恒成立
D.存在函数,使得恒成立
【答案】BC
【解析】对于定义域为的函数,函数与的定义域均为,
因,
故为偶函数,为奇函数,
而为奇函数,为偶函数,A,D错误,为偶函数,为奇函数,B,C正确;
9.(多选题)(2026·江苏南京·模拟预测)已知函数,,,则下列说法错误的是( )
A.的图象关于原点对称
B.的图象关于轴对称
C.
D.对任意的,的最大值与最小值之和为4
【答案】ABC
【解析】对于A,定义域为,
因为,
即 ,
故不是奇函数,图象不关于原点对称,故A错误;
对于B,因为,显然,
故不是偶函数,图象不关于轴对称,故B错误;
对于C, ,故C错误;
对于D,由前面推导得 ,
即图象关于点成中心对称,
在对称区间上,设最大值为 ,则最小值为 ,
故最大值与最小值之和为,D正确.
10.(2026·江苏无锡·三模)已知函数,其中是自然对数的底数,若,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【解析】函数的定义域为,关于原点对称,
因为,
所以是上的偶函数,
因为,当时, ,
由于时 ,
所以,即在上单调递增;
结合偶函数性质,在上单调递减,且满足
因为 ,
所以 等价于 ,
因为在上单调递增,
所以等价于,
当时,不等式化为,即 ,
其判别式 ,不等式恒成立,故;
当时,不等式化为,即 ,
因式分解得 ,解得或 .
综上,实数的取值范围是
11.(2026·安徽合肥·二模)写出一个满足下列条件的函数的解析式:________.
①;
②对任意正数,,;
③,;
④.
【答案】(答案不唯一)
【解析】条件①,表明函数为偶函数,其图像关于轴对称;
条件②对任意正数,,,说明函数在上单调递增;
条件③,,表明函数在上是上凸函数;
条件④,这是对数函数的运算性质,即对数函数满足.
综合条件,首先考虑,(且),满足条件④,
当时,满足条件②,在上是上凸函数,满足条件③,为了满足条件①,需将函数变为,
因此,满足条件的函数的解析式可以为.
12.(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
【解析】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.
13.(2026·重庆·模拟预测)已知函数,则不等式的解集为__________.
【答案】
【解析】由得:或,的定义域为;
设,则,其中,
,为定义在的偶函数,
当时,由得:,
在上单调递减,在上单调递增,
又当时,,
当时,,即,
又为定义在上的偶函数,当时,;
当或,即时,,
不等式的解集为.
14.(2026·辽宁铁岭·模拟预测)已知奇函数满足:当时,,则________.
【答案】4052
【解析】显然,注意到时,
于是.
15.(2026·湖南长沙·三模)若定义在 上的函数为奇函数,则__
【答案】
【解析】由题可知,,所以,
又,即,即对任意恒成立,
所以,所以
16.(2026·广东茂名·二模)已知函数,若,则实数的取值范围是________.
【答案】
【解析】因为,故,
而的定义域为,故为上的奇函数.
而均为上的增函数,故为上的增函数.
因,故即,故.
17.(2026·山东威海·二模)已知函数为偶函数,则________.
【答案】1
【解析】因为函数有意义,则.
若,则,此时定义域为,不关于原点对称,不符合偶函数定义,故.
当时,临界点为和,定义域为或.
因为为偶函数,所以定义域关于原点对称,故两个临界点互为相反数,即,解得.
当时,定义域为.
对任意,有.
所以.
18.记函数的定义域为D,若存在,使成立,则称以为坐标的点是函数的图象上的“稳定点”.
(1)若函数的图象上有且只有两个相异的“稳定点”,试求实数a的取值范围;
(2)已知定义在实数集R上的奇函数存在有限个“稳定点”,求证:必有奇数个“稳定点”.
【解析】(1)设是函数的图象上的两个“稳定点”,
则,即有
是有两个不相等的实数根且不等于,
,解得或且.
(2)据题意得:是定义在实数集R上的奇函数.
①是奇函数,;所以必是函数的图像上的“稳定点”;
②若,是函数的图像上的“稳定点”;是奇函数,必有,故也是函数的图像上的“稳定点”;也就是说和是成对出现的.
综上所述:必有奇数个“稳定点”.
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2.2 函数基本性质
目录
01 思维导图与题型归纳 2
02 基础知识点梳理 3
知识点1、函数的单调性 3
知识点2、函数的最值 3
知识点3、函数的奇偶性 4
方法总结1:单调性常见方法及结论 4
方法总结2:奇偶性常用结论 5
方法总结3:常用奇偶函数模型 5
方法总结4:中值模型 6
方法总结5:不动点与稳定点 6
方法总结6:悬链线——双曲正弦、余弦、正切函数 6
03 真题回顾 8
04 经典题型归纳总结 12
题型1:函数单调性的判定 12
题型2:函数单调区间的求解 12
题型3:单调性应用与不等式求解 13
题型4:单调性约束下的参数范围求解 14
题型5:抽象函数的单调性分析 15
题型6:分段函数的单调性应用 15
题型7:函数单调性的唯一性分析 16
题型8:函数奇偶性的判定 17
题型9:奇偶性约束下的参数求解 17
题型10:利用奇偶性确定函数解析式 18
题型11:中值模型的应用 19
题型12:奇偶性的图象分析 19
题型13:奇偶性与单调性综合运用 21
题型14:不动点与稳定点问题 22
题型15:悬链线与双曲三角函数 24
05 课后拓展精练 26
知识点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.
①属于定义域内某个区间上;
②任意两个自变量,且;
③都有或;
④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
①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.
②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.
知识点2、函数的最值
1、最大值:的定义域为,如果满足:(1)对,都有,(2),使得,则称为的最大值,记作;
2、最小值:的定义域为,如果满足:(1)对,都有,(2),使得,则称为的最小值,记作.
知识点3、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
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.
方法总结1:单调性常见方法及结论
1、 单调性定义的变式:设,且,
①在是增函数恒成立
②在是减函数恒成立
2、判断函数单调性
设,具有单调性,常数,常数,则
①,,与有相同的单调性
②,与有相反的单调性
③若,都是区间上的增(减)函数,则在区间上也是增(减)函数.
④设,都是区间上的恒正的增(减)函数,则在区间上也是增(减)函数.
⑤增函数+增函数=增函数,减函数+减函数=减函数,
增函数-减函数=增函数,减函数-增函数=减函数;
3、复合函数单调性
讨论复合函数 的单调性时要注意:
①若 在所讨论的区间上都是增函数或都是减函数,则 为增函数;
②若 在所讨论的区间上一个是增函数,另一个是减函数,则 为减函数. 列表如下:
增
增
增
增
减
减
减
增
减
减
减
增
方法总结2:奇偶性常用结论
①奇偶函数四则运算与复合
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
奇函数
不能确定
不能确定
奇函数
偶函数
奇函数
偶函数
不能确定
不能确定
奇函数
偶函数
奇函数
奇函数
奇函数
奇函数
偶函数
奇函数
②奇函数的定义域若包括0,则必有.
③为偶函数
④若,且的定义域关于原点对称,则既是奇函数也是偶函数.
⑤奇函数在关于原点对称的区间上的单调性相同,偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反.
⑥的定义域关于原点对称,为偶函数,为奇函数,为偶函数.
⑦奇函数:;偶函数:
⑧若是偶函数,则奇次项系数为0.
若是奇函数,则偶次项系数为0.
方法总结3:常用奇偶函数模型
(1)奇函数模型
①函数或函数.
②函数.
③函数或函数
④函数或.
注意:关于①式,可以写成函数或函数.
(2)偶函数模型
①函数;
②函数;
③函数类型的一切函数.
方法总结4:中值模型
基本模型:,其中为奇函数,为常数
(1)
(2)
方法总结5:不动点与稳定点
不动点对于函数,我们把方程的解称为函数的不动点,即与图像交点的横坐标.
稳定点对于函数,我们把方程的解称为函数的稳定点,即与图像交点的横坐标.很显然,若为函数的不动点,则必为函数的稳定点.
方法总结6:悬链线——双曲正弦、余弦、正切函数
双曲正弦:,①奇函数;②上单调递增.
双曲余弦:,①偶函数;②.
双曲正切:,①奇函数;②上单调递增.
1.(2026年高考全国2卷数学高考真题)已知是定义域为R的偶函数,,且当时,,则( )
A., B.,
C., D.,
2.(2026年高考天津卷数学高考真题)函数的部分图象如图所示,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
3.(2026年高考北京卷数学高考真题)下列函数是奇函数且在定义域上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
4.(2025年高考天津卷数学真题)已知函数的图象如下,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
5.(2025年上海秋季高考数学真题(网络收集版))已知,C在上,则的面积( )
A.有最大值,但没有最小值 B.没有最大值,但有最小值
C.既有最大值,也有最小值 D.既没有最大值,也没有最小值
6.(2025年高考全国一卷数学真题)已知是定义在上且周期为2的偶函数,当时,,则( )
A. B. C. D.
7.(2024年天津高考数学真题)下列函数是偶函数的为( )
A. B. C. D.
8.(2024年高考全国甲卷数学(理)真题)函数在区间的图象大致为( )
A. B.
C. D.
9.(2023年北京高考数学真题)下列函数中,在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
10.(2026年高考上海卷数学高考真题)已知函数是偶函数,当时,,若,则__________.
11.(2025年高考天津卷数学真题)若,对,均有恒成立,则的最小值为_______
12.(2024年上海秋季高考数学试题(网络收集版))若函数是奇函数,则实数______.
13.(2023年北京高考数学真题)设,函数,给出下列四个结论:
①在区间上单调递减;
②当时,存在最大值;
③设,则;
④设.若存在最小值,则a的取值范围是.
其中所有正确结论的序号是____________.
14.(2026年高考全国1卷数学高考真题)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.
15.(2026年高考上海卷数学高考真题)已知是,,的一个排列,若函数,,,对任意,都有且,则称是关于,,的一个排列,则关于,,的排列总数记为.
(1)已知,,,,判断是否为排列;
(2)对,,,满足条件的,求的取值范围;
(3)对,且对任意,,令,,,,证明:若严格减,则存在,使;若严格增,则存在,.
16.(2026年上海市春季招生统一文化考试(春季高考)数学试卷(回忆版))设是定义在上的函数.定义性质:若对任意,当时,,则称函数具有“性质”.
(1)判断函数是否具有“性质”;
(2)若分段函数具有“性质”,求所有满足条件的实数和的解;
(3)已知的值域为,且在上是严格增函数,证明:是偶函数的充要条件是:具有“性质”.
17.(2025年上海秋季高考数学真题(网络收集版))已知函数的定义域为.对于正实数a,定义集合.
(1)若,判断是否是中的元素,请说明理由;
(2)若,求a的取值范围;
(3)若是偶函数,当时,,且对任意,均有.写出,解析式,并证明:对任意实数c,函数在上至多有9个零点.
题型1:函数单调性的判定
【典例1-1】已知函数在区间上单调递增,且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【典例1-2】若函数满足,且,都有,则的解析式可能是( )
A. B.
C. D.
【变式1-1】(2026·江苏南通·模拟预测)已知函数的定义域为,其图象是连续曲线,对任意的正实数,在上是增函数,则( )
A.在上单调递增 B.在上不单调
C.可能存在最大值 D.可能存在最小值
【变式1-2】(2026·湖北·三模)已知函数,则( )
A.是奇函数,且在区间单调递增 B.是偶函数,且在区间单调递减
C.是奇函数,且在区间单调递减 D.是偶函数,且在区间单调递增
题型2:函数单调区间的求解
【典例2-1】函数的单调递减区间( )
A. B. C. D.
【典例2-2】(2026·河北沧州·一模)已知函数,则函数的单调递增区间为( )
A., B.,,
C., D.,,
【变式2-1】函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【变式2-3】函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【变式2-4】已知函数,则函数的单调增区间是( )
A.和 B.
C.和 D.
题型3:单调性应用与不等式求解
【典例3-1】(2026·高三·河南驻马店·阶段检测)已知定义在上的函数满足以下条件:对任意,,有,,且当时,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【典例3-2】已知函数,若,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式3-1】(2026·河北邢台·三模)已知函数 则满足 的实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】已知函数是定义域为的偶函数,且在上单调递减,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式3-3】已知函数是定义在上的偶函数,且在上单调递增,若,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
题型4:单调性约束下的参数范围求解
【典例4-1】若 是上的单调递增函数,则实数的取值范围为( ).
A. B. C. D.
【典例4-2】已知函数,则“在上单调递减”的充要条件是( )
A. B. C. D.
【变式4-1】函数,若在上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式4-2】已知在R上满足,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式4-3】(2026·河南开封·模拟预测)已知函数在上单调递减,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4-4】函数在上是减函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型5:抽象函数的单调性分析
【典例5-1】(多选题)已知函数的定义域为,且,当时,,且满足,则下列说法正确的是( )
A.为奇函数
B.
C.在上单调递增
D.
【典例5-2】(多选题)(2026·甘肃张掖·模拟预测)已知是定义在上的函数,,都有,且当时,,则下列结论正确的是( )
A.若,则
B.函数在上单调递增
C.若,则不等式的解集为或
D.为奇函数
【变式5-1】(多选题)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
【变式5-2】(多选题)(2026·四川宜宾·一模)定义在上的函数,对都有,且,则下列说法正确的是( )
A. B.数列单调递减
C. D.数列的前n项和为,则
题型6:分段函数的单调性应用
【典例6-1】(2026·湖南常德·一模)已知函数 在 上单调递减,则 的最小值是( )
A. B.2 C. D.5
【典例6-2】已知函数,满足对任意的都有成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式6-1】(2026·云南·模拟预测)函数是上的严格减函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式6-2】(2026·河北保定·二模)已知函数在上单调递增,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式6-3】(2026·甘肃金昌·三模)已知,,若函数在上单调递减,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型7:函数单调性的唯一性分析
【典例7-1】若函数是上的单调函数,且对任意实数,都有,则( )
A.1 B. C. D.0
【典例7-2】已知函数是定义在上的单调函数,若对任意恒成立,则的值是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【变式7-1】已知为定义在上的单调函数,且对,则( )
A. B.
C. D.
【变式7-2】设是定义在上的单调函数,若,则不等式的解集为__________.
【变式7-3】已知函数是定义在上的连续单调函数,若,则不等式的解集为___________.
题型8:函数奇偶性的判定
【典例8-1】设函数,则下列函数中为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【典例8-2】已知函数,,则( )
A.是奇函数 B.是奇函数
C.是奇函数 D.是奇函数
【变式8-1】(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.
【变式8-2】(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
【变式8-3】(2026·天津·二模)下列函数中,在定义域内既是奇函数又是增函数的是( )
A. B.
C. D.
题型9:奇偶性约束下的参数求解
【典例9-1】已知是定义域为R的偶函数,,且当时,,则( )
A., B.,
C., D.,
【典例9-2】(2026·山东潍坊·三模)已知,函数,为奇函数,则( )
A.13 B.24 C.80 D.240
【变式9-1】已知是偶函数,则实数( )
A. B.
C. D.2
【变式9-2】若函数为奇函数,则实数的值为( )
A. B.1 C. D.0
【变式9-3】(2026·高三·河北衡水·阶段检测)若函数为偶函数,则( )
A. B. C. D.
【变式9-4】(2026·江苏·模拟预测)若函数(且)是偶函数,则( )
A. B. C. D.
题型10:利用奇偶性确定函数解析式
【典例10-1】(2026·上海静安·二模)已知定义在R上的偶函数的最小正周期为2,当时,,则当时,______.
【典例10-2】设函数,若是奇函数,则的表达式是___________.
【变式10-1】设函数的定义域为,.若为奇函数,为偶函数,则的最大值为_____.
【变式10-2】设在区间内有定义,则能表示一个偶函数与一个奇函数之和,其中_____,_____.
【变式10-3】已知函数是定义在上的偶函数,且的图象关于直线对称,若当时,,则当时,=_________________.
【变式10-4】已知是定义在上的奇函数,当时,,则在上的表达式为______
题型11:中值模型的应用
【典例11-1】已知函数在上最大值为,最小值为,则_________.
【典例11-2】函数在区间上的最大值为最小值为则_____.
【变式11-1】已知函数,若,,且,则的最小值为______.
【变式11-2】已知,.求______.
【变式11-3】设函数上的最大值为,最小值为,则______
【变式11-4】若对于,,令,则在上的最大值和最小值之和为________
【变式11-5】若关于x的函数的最大值为,最小值为,且,则实数的值为_______________
【变式11-6】已知函数在区间上的最大值与最小值的和为18,则实数的值为______.
题型12:奇偶性的图象分析
【典例12-1】函数的大致图象是()
A. B.
C. D.
【典例12-2】函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【变式12-1】(2026·高三·青海·阶段检测)已知函数的大致图象如图1所示,则图2所对应的函数可能是( )
A. B.
C. D.
【变式12-2】函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【变式12-3】(2026·高三·重庆九龙坡·开学考试)已知函数的部分图象如下图所示,则的解析式可能为( )
A. B. C. D.
题型13:奇偶性与单调性综合运用
【典例13-1】已知是定义在上的奇函数,对任意且,都有,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【典例13-2】设函数,则使得成立的的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式13-1】(2026·福建漳州·三模)已知是定义域为的奇函数,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【变式13-2】(2026·重庆沙坪坝·模拟预测)已知函数 则不等式的解集为( )
A.
B.
C.(1,0)
D.
【变式13-3】(2026·四川广安·模拟预测)已知函数,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式13-4】函数,若满足恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式13-5】已知函数,且,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式13-6】已知函数,则关于x的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
题型14:不动点与稳定点问题
【典例14-1】(2026·北京海淀·模拟预测)对于满足一定条件的连续函数,存在一个点,使得,那么我们称该函数为“不动点”函数,而称为该函数的一个不动点,现新定义:若满足,则称为的次不动点,有下面四个结论
①定义在R上的偶函数既不存在不动点,也不存在次不动点
②定义在R上的奇函数既存在不动点,也存在次不动点
③当时,函数在上仅有一个不动点和一个次不动点.
④不存在正整数m,使得函数在区间上存在不动点,其中,正确结论的序号为__________.
【典例14-2】已知函数.
(1)判断函数的奇偶性;
(2)利用单调性定义证明:在上单调递增;
(3)若存在实数,使得,则称为函数的不动点.设函数,证明:函数存在不为0的“不动点”.
【变式14-1】对于函数,若存在实数,使得,则称为函数的“不动点”
(1)若是奇函数的一个“不动点”,求证:也是函数的一个“不动点”;
(2)已知函数.
(i)若对任意实数,函数都有“不动点”,求实数的取值范围;
(ii)若,且函数恰有两个不同的“不动点”,求实数的取值范围.
【变式14-2】函数的定义域为,如果存在,使得,称t为的一个不动点.函数(,为自然对数的底数),定义在R上的函数满足,且当时,.
(1)求证:为奇函数;
(2)当a变化时,求函数不动点个数;
(3)若存在,,且为函数的一个不动点,求a的取值范围.
【变式14-3】记函数的定义域为.若存在,使成立,则称以为坐标的点为函数图象中的不动点.
(1)若函数图象上有两个关于原点对称的不动点.求、应满足的条件;
(2)在(1)的条件下,若,记函数图象上的两个不动点分别为、,为函数图象上的另一点,且其纵坐标,求点到直线距离的最小值及取得最小值时点的坐标;
(3)下述命题“若定义在上的奇函数图象上存在有限个不动点,则不动点有奇数个”是否正确?若正确,请给予证明;若不正确,请举一反例.
题型15:悬链线与双曲三角函数
【典例15-1】已知函数,.由于这两个函数与正弦、余弦函数有着诸多相似的性质,故分别称其为“双曲正弦函数”,“双曲余弦函数”.下列关于的描述错误的是( )
A. B.
C. D.
【典例15-2】定义双曲正弦函数、双曲余弦函数分别为,,设函数,若实数m满足不等式,则m的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式15-1】(2026·广东佛山·一模)定义:双曲正弦函数,双曲余弦函数,双曲正切函数,则( )
A.函数是偶函数
B.函数在上单调递减
C.
D.
【变式15-2】(2026·安徽合肥·模拟预测)意大利画家达·芬奇提出:固定项链的两端,使其在重力的作用下自然下垂,那么项链所形成的曲线是什么?这就是著名的“悬链线问题”,其中双曲余弦函数就是一种特殊的悬链线函数,其函数表达式为,相应的双曲正弦函数的表达式为.设函数,若实数满足不等式,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式15-3】悬链线是生活中常见的一种曲线,如沾满露珠自然下垂的蜘蛛丝;如两根电线杆之间的电线;如横跨深涧的观光索道的电缆等等.这些现象中都有相似的曲线形态.这些曲线在数学上常常被称为悬链线.这类悬链线对应的函数表达式为(,是非零常数,无理数).给出下列三个结论:
①当,时,为奇函数;
②当时,为单调函数;
③若的最小值为2,则的最小值为2.
其中,正确结论的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
1.(2026·天津西青·三模)已知函数在区间上的图象大致为( )
A. B.
C. D.
2.(2026·福建·模拟预测)已知是定义在上的奇函数,且当时,,则( )
A. B. C. D.
3.(2026·福建宁德·二模)设是定义在上的函数,若,当时,,称函数具有性质,则下列函数具有性质的是( )
A. B.
C. D.
4.(多选题)(2026·高三·广西·期末)定义在上的函数对任意实数均满足,且当时,,.则下列结论正确的是( )
A.
B.函数为偶函数
C.在上单调递减,在上单调递增
D.不等式的解集为
5.(多选题)已知函数的定义域为,对任意实数,满足,且,则以下结论正确的是( )
A.
B.不可能为上的减函数
C.为奇函数
D.为偶函数
6.(多选题)(2026·高三·全国·阶段检测)布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它得名于荷兰数学家鲁伊兹·布劳威尔,简单地讲就是对于满足一定条件的连续函数,存在一个点,使得,那么我们称该函数为“不动点”函数,而称为该函数的一个不动点.现新定义:若满足,则称为的次不动点.下列说法正确的是( )
A.定义在上的偶函数既不存在不动点,也不存在次不动点
B.定义在上的奇函数既存在不动点,也存在次不动点
C.当时,函数在上仅有一个不动点和一个次不动点
D.满足函数在区间上存在不动点的正整数不存在
7.(多选题)(2026·海南海口·模拟预测)已知函数,其导函数为,则( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.在上单调递减 D.“是周期函数”的否定是真命题
8.(多选题)(2026·江西·模拟预测)关于定义域为的函数,下列说法正确的有( )
A.存在函数,使得恒成立
B.存在函数,使得恒成立
C.存在函数,使得恒成立
D.存在函数,使得恒成立
9.(多选题)(2026·江苏南京·模拟预测)已知函数,,,则下列说法错误的是( )
A.的图象关于原点对称
B.的图象关于轴对称
C.
D.对任意的,的最大值与最小值之和为4
10.(2026·江苏无锡·三模)已知函数,其中是自然对数的底数,若,则实数的取值范围是__________.
11.(2026·安徽合肥·二模)写出一个满足下列条件的函数的解析式:________.
①;
②对任意正数,,;
③,;
④.
12.(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______,______,______.
13.(2026·重庆·模拟预测)已知函数,则不等式的解集为__________.
14.(2026·辽宁铁岭·模拟预测)已知奇函数满足:当时,,则________.
15.(2026·湖南长沙·三模)若定义在 上的函数为奇函数,则__
16.(2026·广东茂名·二模)已知函数,若,则实数的取值范围是________.
17.(2026·山东威海·二模)已知函数为偶函数,则________.
18.记函数的定义域为D,若存在,使成立,则称以为坐标的点是函数的图象上的“稳定点”.
(1)若函数的图象上有且只有两个相异的“稳定点”,试求实数a的取值范围;
(2)已知定义在实数集R上的奇函数存在有限个“稳定点”,求证:必有奇数个“稳定点”.
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