摘要:
**基本信息**
聚焦函数奇偶性应用,通过基础辨析、性质综合到实际应用的三层设计,强化抽象能力与推理意识,适配新授课知识巩固与能力进阶。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础层|奇偶性判断、简单单调性应用|选择1-5题直接考查定义辨析,填空11-12题强化解析式求解,夯实概念理解|
|提升层|奇偶性与周期性、最值综合|选择6-9题结合周期性(如f(x+4)=f(x)),填空13-14题涉及值域与参数计算,培养推理能力|
|综合层|奇偶性与不等式、抽象函数应用|解答17-19题通过定义证明单调性、解抽象函数不等式,体现应用意识与逻辑思维|
内容正文:
课时作业23 函数奇偶性的应用
一、选择题
1.下列函数中,既是偶函数,又在区间(-∞,0)上为减函数的为( )
A.y= B.y=-x2
C.y=-|x| D.y=|x|+1
2.已知f(x)是偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递增,则f(-0.5),f(-1),f(0)的大小关系是( )
A.f(-0.5)<f(0)<f(-1)
B.f(-1)<f(-0.5)<f(0)
C.f(0)<f(-0.5)<f(-1)
D.f(-1)<f(0)<f(-0.5)
3.(多选)若函数y=f(x)是偶函数,定义域为R,且该函数图象与x轴的交点有3个,则下列说法正确的是( )
A.3个交点的横坐标之和为0
B.3个交点的横坐标之和不是定值,与函数解析式有关
C.f(0)=0
D.f(0)的值与函数解析式有关
4.设f(x)是R上的偶函数,且在(0,+∞)上单调递减,若x1<0且x1+x2>0,则( )
A.f(-x1)>f(-x2)
B.f(-x1)=f(-x2)
C.f(-x1)<f(-x2)
D.f(-x1)与f(-x2)的大小关系不确定
5.若函数f(x)是奇函数,且当x>0时,f(x)=x3+x+1,则当x<0时,f(x)的解析式为( )
A.f(x)=x3+x-1
B.f(x)=-x3-x-1
C.f(x)=x3-x+1
D.f(x)=-x3-x+1
6.已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x+4)=f(x)恒成立,且f(1)=1,则f(3)+f(4)+f(5)的值为( )
A.-1 B.1 C.2 D.0
7.已知函数f(x)的定义域为R.当x<0时,f(x)=x3-1;当-1≤x≤1时,f(-x)=-f(x);当x>时,f=f,则f(6)=( )
A.-2 B.-1
C.0 D.2
8.已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x-4)=-f(x),且在区间[0,2]上单调递增,则( )
A.f(-1)<f(3)<f(4) B.f(4)<f(3)<f(-1)
C.f(3)<f(4)<f(-1) D.f(-1)<f(4)<f(3)
9.(多选题)已知定义在区间[-7,7]上的一个偶函数,它在[0,7]上的图象如图,则下列说法正确的有( )
A.这个函数有两个单调递增区间
B.这个函数有三个单调递减区间
C.这个函数在其定义域内有最大值7
D.这个函数在其定义域内有最小值-7
10.定义域为R的函数f(x)满足以下条件:
①[f(x1)-f(x2)](x1-x2)>0(x1,x2∈(0,+∞),x1≠x2);②f(x)+f(-x)=0(x∈R);③f(-3)=0.
则不等式x·f(x)<0的解集是( )
A.{x|-3<x<0,或x>3}
B.{x|x<-3,或0≤x<3}
C.{x|x<-3,或x>3}
D.{x|-3<x<0,或0<x<3}
2、 填空题
11.若f(x)=(m-1)x2+6mx+2是偶函数,则f(0),f(1),f(-2)从小到大的排列是________.
12.已知定义在(-∞,+∞)的偶函数f(x)在[0,+∞)上单调递减,f(-1)=-,若f(2x-1)≥-,则x取值范围是________.
13.已知函数f(x)是定义在[-2,0)∪(0,2]上的奇函数.当x>0时,f(x)的图象如图所示,则函数f(x)的值域是 .
14.已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2+mx+1,若f(2)=3f(-1),则m= .
15.函数f(x)是奇函数,且在[-1,1]上单调递增,f(-1)=-1.
(1)则f(x)在[-1,1]上的最大值为 ;
(2)若f(x)≤t2-2at+1对任意x∈[-1,1]及任意a∈[-1,1]都成立,则实数t的取值范围是 .
3、 解答题
16.已知函数f(x)是定义域为R的偶函数,且当x≥0时,f(x)=-x2+2x.
(1)求出函数f(x)在R上的解析式.
(2)画出函数f(x)的图象.
(3)根据图象,写出函数f(x)的单调递减区间及值域.
17.函数f(x)是定义在R上的偶函数,且当x>0时,函数的解析式为f(x)=-1.
(1)求f(-1)的值;
(2)求当x<0时函数的解析式;
(3)用定义证明f(x)在(0,+∞)上是减函数.
18.函数f(x)的定义域为{x|x≠0},且满足对于定义域内任意的x1,x2都有等式f(x1·x2)=f(x1)+f(x2)成立.
(1)求f(1)的值.
(2)判断f(x)的奇偶性并证明.
(3)若f(4)=1,且f(x)在(0,+∞)上是增函数,解关于x的不等式f(3x+1)+f(-6)≤3.
19.已知函数f(x)的定义域为R,值域为(0,+∞),φ(x)=在R上恒成立,且对任意m,n∈R,都有f(m+n)=f(m)f(n).
(1)求f(0)的值,并证明φ(x)为奇函数;
(2)若x>0时,f(x)>1,且f(3)=4,证明f(x)为R上的增函数,并解不等式φ(x)>.
课时作业23 函数奇偶性的应用
(答案)
一、选择题
1.下列函数中,既是偶函数,又在区间(-∞,0)上为减函数的为( )
A.y= B.y=-x2
C.y=-|x| D.y=|x|+1
解析:四个函数中是偶函数的有B、C、D,在(-∞,0)上B、C都是递增,只有D是递减.故选D.
答案:D
2.已知f(x)是偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递增,则f(-0.5),f(-1),f(0)的大小关系是( )
A.f(-0.5)<f(0)<f(-1)
B.f(-1)<f(-0.5)<f(0)
C.f(0)<f(-0.5)<f(-1)
D.f(-1)<f(0)<f(-0.5)
解析:∵函数f(x)为偶函数,∴f(-0.5)=f(0.5),f(-1)=f(1).又∵f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,
∴f(0)<f(0.5)<f(1),即f(0)<f(-0.5)<f(-1),故选C.
答案:C
3.(多选)若函数y=f(x)是偶函数,定义域为R,且该函数图象与x轴的交点有3个,则下列说法正确的是( )
A.3个交点的横坐标之和为0
B.3个交点的横坐标之和不是定值,与函数解析式有关
C.f(0)=0
D.f(0)的值与函数解析式有关
解析:由于偶函数图象关于y轴对称,若(x0,0)是函数与x轴的交点,则(-x0,0)一定也是函数与x轴的交点,当交点个数为3个时,有一个交点一定是原点,从而A、C正确.
答案:AC
4.设f(x)是R上的偶函数,且在(0,+∞)上单调递减,若x1<0且x1+x2>0,则( )
A.f(-x1)>f(-x2)
B.f(-x1)=f(-x2)
C.f(-x1)<f(-x2)
D.f(-x1)与f(-x2)的大小关系不确定
解析:因为x2>-x1>0,f(x)在(0,+∞)上单调递减,所以f(x2)<f(-x1).又f(x)是R上的偶函数,所以f(-x2)=f(x2),所以f(-x2)<f(-x1).故选A.
答案:A
5.若函数f(x)是奇函数,且当x>0时,f(x)=x3+x+1,则当x<0时,f(x)的解析式为( )
A.f(x)=x3+x-1
B.f(x)=-x3-x-1
C.f(x)=x3-x+1
D.f(x)=-x3-x+1
解析:∵函数f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x),当x<0时,-x>0,∵x>0时,f(x)=x3+x+1,∴f(-x)=(-x)3-x+1=-x3-x+1,∴-f(x)=-x3-x+1,∴f(x)=x3+x-1.故选A.
答案:A
6.已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x+4)=f(x)恒成立,且f(1)=1,则f(3)+f(4)+f(5)的值为( )
A.-1 B.1 C.2 D.0
解析:∵f(x)是R上的奇函数,f(1)=1,∴f(-1)=-f(1)=-1,f(0)=0.依题意得f(3)=f(-1+4)=-f(1)=-1,f(4)=f(0+4)=f(0)=0,f(5)=f(1+4)=f(1)=1.因此,f(3)+f(4)+f(5)=-1+0+1=0,故选D.
答案:D
7.已知函数f(x)的定义域为R.当x<0时,f(x)=x3-1;当-1≤x≤1时,f(-x)=-f(x);当x>时,f=f,则f(6)=( )
A.-2 B.-1
C.0 D.2
解析:当x>时,由f=f可得f(x)=f(x+1),所以f(6)=f(5)=…=f(2)=f(1).当-1≤x≤1时,f(1)=-f(-1),当x<0时,f(-1)=(-1)3-1=-2,所以f(6)=f(1)=-f(-1)=2.故选D.
8.已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x-4)=-f(x),且在区间[0,2]上单调递增,则( )
A.f(-1)<f(3)<f(4) B.f(4)<f(3)<f(-1)
C.f(3)<f(4)<f(-1) D.f(-1)<f(4)<f(3)
解析:因为f(x)满足f(x-4)=-f(x),则f(-4)=-f(0),又f(x)在R上是奇函数,所以f(0)=0,
故f(-4)=-f(0)=0,所以f(4)=-f(-4)=0.
由f(x)=-f(-x)及f(x-4)=-f(x),得f(3)=-f(-3)=-f(1-4)=f(1),又f(x)在区间[0,2]上单调递增,所以f(1)>f(0),即f(1)>0,所以f(-1)=-f(1)<0,f(3)=f(1)>0,于是f(-1)<f(4)<f(3).故选D.
9.(多选题)已知定义在区间[-7,7]上的一个偶函数,它在[0,7]上的图象如图,则下列说法正确的有( )
A.这个函数有两个单调递增区间
B.这个函数有三个单调递减区间
C.这个函数在其定义域内有最大值7
D.这个函数在其定义域内有最小值-7
解析:根据偶函数在[0,7]上的图象及其对称性,作出其在[-7,7]上的图象,如图所示.由图象可知这个函数有三个单调递增区间,有三个单调递减区间,在其定义域内有最大值7,最小值不是-7.故选BC.
10.定义域为R的函数f(x)满足以下条件:
①[f(x1)-f(x2)](x1-x2)>0(x1,x2∈(0,+∞),x1≠x2);②f(x)+f(-x)=0(x∈R);③f(-3)=0.
则不等式x·f(x)<0的解集是( )
A.{x|-3<x<0,或x>3}
B.{x|x<-3,或0≤x<3}
C.{x|x<-3,或x>3}
D.{x|-3<x<0,或0<x<3}
解析:由条件①可得函数f(x)为(0,+∞)上的增函数;由条件②可得函数f(x)为奇函数;由条件③可得函数f(x)的图象过点(-3,0),结合②知函数f(x)的图象过点(3,0).故由不等式x·f(x)<0可得,当x>0时,f(x)<0;当x<0时,f(x)>0.由符合题意的函数f(x)的大致图象(如图)得不等式的解集为{x|-3<x<0,或0<x<3},故选D.
4、 填空题
11.若f(x)=(m-1)x2+6mx+2是偶函数,则f(0),f(1),f(-2)从小到大的排列是________.
解析:∵f(x)是偶函数,∴f(-x)=f(x)恒成立,
∴m=0,即f(x)=-x2+2.
∵f(x)的图象开口向下,对称轴为y轴,在[0,+∞)上单调递减,
∴f(2)<f(1)<f(0),又∵f(x)=-x2+2为偶函数,
∴f(2)=f(-2).即f(-2)<f(1)<f(0).
答案:f(-2)<f(1)<f(0)
12.已知定义在(-∞,+∞)的偶函数f(x)在[0,+∞)上单调递减,f(-1)=-,若f(2x-1)≥-,则x取值范围是________.
解析:因为偶函数f(x)在[0,+∞)上单调递减,f(-1)=-,根据偶函数的对称性可知,f(x)在(-∞,0)上单调递增,且f(1)=-,由f(2x-1)≥-,
可得-1≤2x-1≤1,解得0≤x≤1.
答案:[0,1]
13.已知函数f(x)是定义在[-2,0)∪(0,2]上的奇函数.当x>0时,f(x)的图象如图所示,则函数f(x)的值域是 .
解析:∵函数f(x)为奇函数,在(0,2]上的值域为(2,3],∴f(x)在[-2,0)上的值域为[-3,-2).故f(x)的值域为[-3,-2)∪(2,3].
答案:[-3,-2)∪(2,3].
14.已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2+mx+1,若f(2)=3f(-1),则m= .
解析:∵x>0时,f(x)=x2+mx+1,∴f(2)=5+2m,f(1)=2+m,
又f(-1)=-f(1)=-2-m,由f(2)=3f(-1)知,5+2m=-6-3m,∴m=-. 答案:-.
15.函数f(x)是奇函数,且在[-1,1]上单调递增,f(-1)=-1.
(1)则f(x)在[-1,1]上的最大值为 ;
(2)若f(x)≤t2-2at+1对任意x∈[-1,1]及任意a∈[-1,1]都成立,则实数t的取值范围是 .
解析:(1)∵函数f(x)为奇函数,且f(-1)=-1,∴f(1)=-f(-1)=1,又f(x)在[-1,1]上单调递增,∴f(x)在[-1,1]上的最大值为f(1),即最大值为1.
(2)∵f(x)≤t2-2at+1对任意x∈[-1,1]都成立,∴t2-2at+1≥f(x)max=1,∴t2-2at≥0,
令φ(a)=t2-2at=(-2t)a+t2,
则φ(a)≥0对任意a∈[-1,1]恒成立,易知t=0满足题意,∴或解得t≤-2或t≥2,故t的取值范围为{t|t≤-2,或t=0,或t≥2}.
答案:1;{t|t≤-2,或t=0,或t≥2}.
5、 解答题
16.已知函数f(x)是定义域为R的偶函数,且当x≥0时,f(x)=-x2+2x.
(1)求出函数f(x)在R上的解析式.
(2)画出函数f(x)的图象.
(3)根据图象,写出函数f(x)的单调递减区间及值域.
解:(1)因为函数f(x)是定义域为R的偶函数,
所以f(x)=f(-x).当x<0时,-x>0,
所以f(x)=f(-x)=-x2-2x.
综上,f(x)=
(2)函数f(x)的图象如图所示:
(3)由(2)中图象可知,f(x)的单调递减区间为[-1,0],[1,+∞),函数f(x)的值域为(-∞,1].
17.函数f(x)是定义在R上的偶函数,且当x>0时,函数的解析式为f(x)=-1.
(1)求f(-1)的值;
(2)求当x<0时函数的解析式;
(3)用定义证明f(x)在(0,+∞)上是减函数.
解:(1)因为f(x)是偶函数,
所以f(-1)=f(1)=2-1=1.
(2)当x<0时,-x>0,所以f(-x)=-1.
又因为f(x)为偶函数,所以当x<0时,f(x)=f(-x)=-1=--1.
(3)证明:设x1,x2是(0,+∞)上的任意两个实数,且0<x1<x2,
则f(x2)-f(x1)=-1-
=-=.
因为x1-x2<0,x1x2>0.所以f(x2)-f(x1)<0.
所以f(x1)>f(x2).因此f(x)=-1在(0,+∞)上是减函数.
18.函数f(x)的定义域为{x|x≠0},且满足对于定义域内任意的x1,x2都有等式f(x1·x2)=f(x1)+f(x2)成立.
(1)求f(1)的值.
(2)判断f(x)的奇偶性并证明.
(3)若f(4)=1,且f(x)在(0,+∞)上是增函数,解关于x的不等式f(3x+1)+f(-6)≤3.
解:(1)令x1=x2=1得,
f(1)=f(1)+f(1),∴f(1)=0.
(2)f(x)为偶函数.证明如下:
令x1=x2=-1,则f(-1)=0,
令x1=-1,x2=x,∴f(-x)=f(x),
又定义域为{x|x≠0},关于原点对称,∴f(x)为偶函数.
(3)∵f(4)=1,
又f(x1·x2)=f(x1)+f(x2),
∴f(4)+f(4)=f(4×4)=f(16),
∴f(16)+f(4)=f(16×4)=f(64),
∴f(64)=f(4)+f(4)+f(4),
∴f(64)=3.∴f(3x+1)+f(-6)≤3等价于
f(-6(3x+1))≤3,
∴f(|-6(3x+1)|)≤f(64),∴
解得x∈∪.
19.已知函数f(x)的定义域为R,值域为(0,+∞),φ(x)=在R上恒成立,且对任意m,n∈R,都有f(m+n)=f(m)f(n).
(1)求f(0)的值,并证明φ(x)为奇函数;
(2)若x>0时,f(x)>1,且f(3)=4,证明f(x)为R上的增函数,并解不等式φ(x)>.
解:(1)令m=n=0,得f(0)=f(0)f(0),
又函数f(x)的值域为(0,+∞),∴f(0)=1.
证明:∵f(0)=f(-x+x)=f(-x)f(x),
∴f(-x)=,
∴φ(-x)====-φ(x),
∴φ(x)为奇函数.
(2)证明如下:任取x1<x2,x1,x2∈R.
f(x1)-f(x2)=f(x1)-f(x2-x1+x1)
=f(x1)-f(x2-x1)f(x1)=f(x1)[1-f(x2-x1)].
∵x1<x2,∴x2-x1>0,
∵当x>0时,f(x)>1,∴f(x2-x1)>1,
∴1-f(x2-x1)<0,
又函数f(x)的值域为(0,+∞),
∴f(x1)[1-f(x2-x1)]<0,即f(x1)<f(x2).
∴f(x)为R上的增函数.
由φ(x)>,即 >,化简得f(x)>16,
∵f(3)=4,∴16=f(3)f(3)=f(6).
又f(x)为R上的增函数,∴x>6.
故φ(x)>的解集为{x|x>6}.
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