内容正文:
第9讲 函数的四性质的应用
1.下列函数是周期函数的为 ( )
A.y=x2 B.y=2x
C.y=xcos x D.y=sin x
2.已知函数f(x)=则f(2026)= ( )
A.-1 B.0
C. D.-
3.[2026·山东临沂期中] 已知函数f(x)满足f(x+1)=-f(x),当x∈(0,1)时,f(x)=log3x,则f= ( )
A.1 B.-2
C.-1 D.2
4.设f(x)是定义在R上的周期为2的偶函数,已知当x∈[2,3]时,f(x)=x,则当x∈[-2,0]时,f(x)的解析式为 ( )
A.f(x)=x+4
B.f(x)=2-x
C.f(x)=3-|x+1|
D.f(x)=2+|x+1|
5.[2025·江西九江二模] 已知f(x)是定义在R上周期为2的偶函数,且当x∈[0,1]时,f(x)=-sin x.设a=f,b=f,c=f,则a,b,c的大小关系是 ( )
A.b<a<c B.c<a<b
C.c<b<a D.a<c<b
6.(多选题)已知定义在R上的偶函数f(x)的周期为4,当x∈[0,2]时,f(x)=2x-2,则 ( )
A.f(2027)=0
B.f(x)的值域为[-1,2]
C.f(x)在[4,6]上单调递减
D.f(x)在[-6,6]上有8个零点
7.[2025·浙江北斗星盟四月模拟] 已知函数f(x)满足f(1)=2,且对任意x∈R,f(x+1)=1-,则函数f(x) (填“是”或“不是”)周期函数,f(3)= .
8.[2026·浙江温州模拟] 已知f(x)是定义在R上的偶函数,且f(x+2)+f(-x)=2,则f(0)+f(6)= .
9.设f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意实数x,恒有f(x+2)=-f(x),当x∈[0,2]时,f(x)=2x-x2.
(1)求证:f(x)是周期函数;
(2)当x∈[2,4]时,求f(x)的解析式;
(3)求f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2025)的值.
10.[2026·重庆一中月考] 设函数f(x)的定义域为R,f(x)为奇函数,f(x+1)为偶函数,当x∈[1,2]时,f(x)=x2+ax-2,则f= ( )
A.- B.-
C.- D.-
11.已知定义在(0,1)上的函数f(x)=
则下列结论正确的是 ( )
A.f(x)的图象关于直线x=对称
B.f(x)的图象关于点对称
C.f(x)在(0,1)上单调递增
D.f(x)有最小值
12.[2025·沈阳二模] 已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,函数g(x)=(x-2)f(x)的图象关于点(2,0)中心对称,若g(-1)=3,则f(3)= ( )
A.-3 B.-1
C.0 D.1
13.(多选题)[2026·辽宁丹东模拟] 定义在R上的奇函数f(x)满足f(x+1)+f(x-1)=f(x),f(x)在区间上单调递增,且f=-3,则 ( )
A.f(-6)=0
B.f(x)在上单调递减
C.f(x)的图象关于直线x=9对称
D.f(2025)+f=6
14.[2025·江苏淮安期末] 已知函数f(x)的定义域为R,f(x-1)为偶函数,y=f(x)-1是奇函数,且f(1)=0,则f(0)+f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2025)= .
15.[2025·攀枝花二诊] 已知函数f(x)=ex-1+e1-x+x2-2x,若不等式f(ax)<f(x2+3)对任意x∈R恒成立,则实数a的取值范围是 .
16.我们知道,函数y=f(x)的图象关于坐标原点成中心对称图形的充要条件是函数y=f(x)为奇函数,有同学发现可以将其推广为:函数y=f(x)的图象关于点P(a,b)成中心对称图形的充要条件是函数y=f(x+a)-b为奇函数.已知函数f(x)=.
(1)证明:函数f(x)的图象关于点(1,1)对称;
(2)判断函数f(x)的单调性(不用证明),若f(-a2)+f(5-2a)>2,求实数a的取值范围.
17.(多选题)对于定义在区间D上的函数f(x),若满足∀x1,x2∈D,且x1<x2,都有f(x1)≥f(x2),则称函数f(x)为区间D上的“非增函数”.若f(x)为区间[-2,1]上的“非增函数”,且f(-2)=0,f(x-1)+f(-x)=-2,当x∈时,f(x)≥-2x恒成立,则下列结论中正确的是 ( )
A.f(1)=-2
B.∃x0∈,f(x0)>-1
C.f+f+f+f=-4
D.∀x∈[-2,-1],f[f(x)]=-1
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第9讲 函数的四性质的应用
1.D [解析] 对于A选项,由二次函数的性质可知y=x2不是周期函数,A错误.对于B选项,由指数函数的性质可知y=2x不是周期函数,B错误.对于C选项,由一次函数的性质可知y=xcos x不是周期函数,C错误.对于D选项,由正弦函数的性质可知y=sin x是周期函数,D正确.故选D.
2.D [解析] 由题得f(2026)=f(-2+507×4)=f(-2)=cos=-.故选D.
3.D [解析] 根据题意,函数f(x)满足f(x+1)=-f(x),则有f(x+2)=-f(x+1)=f(x),即f(x)是周期为2的周期函数,则f=f=-f.因为当x∈(0,1)时,f(x)=log3x,所以f=log3=-2,故f=2.故选D.
4.C [解析] 当x∈[-2,-1]时,x+4∈[2,3],因为f(x)是周期为2的周期函数,所以f(x)=f(x+4)=x+4=3+(x+1);当x∈[-1,0]时,2-x∈[2,3],因为f(x)为偶函数,所以f(x)=f(-x)=f(2-x)=2-x=3-(x+1).综上,当x∈[-2,0]时,f(x)=3-|x+1|,故选C.
5.B [解析] 由题得b=f=f,c=f=f=f,且f(x)在[0,1]上单调递减,因为<<,所以c<a<b.故选B.
6.AB [解析] 对于A,f(2027)=f(507×4-1)=f(-1)=f(1)=0,所以A正确;对于B,当x∈[0,2]时,f(x)=2x-2单调递增,所以当x∈[0,2]时,f(x)的取值范围为[-1,2],由函数f(x)是偶函数,可得f(x)在[-2,0]上的取值范围也为[-1,2],又f(x)是周期为4的周期函数,所以f(x)的值域为[-1,2],所以B正确;对于C,当x∈[0,2]时,f(x)=2x-2单调递增,又f(x)的周期是4,所以f(x)在[4,6]上也单调递增,所以C错误;对于D,当x∈[0,2]时,令f(x)=2x-2=0,得x=1,所以f(1)=f(-1)=0,又f(x)的周期为4,所以f(5)=f(-5)=0,f(3)=f(-3)=0,所以f(x)在[-6,6]上有6个零点,所以D错误.故选AB.
7.是 -1 [解析] 由题知,f(x+2)=1-=1-=,f(x+3)=1-=1-[1-f(x)]=f(x),所以函数f(x)是周期为3的周期函数.因为f(1)=2,所以f(2)=1-=,则f(3)=1-=-1.
8.2 [解析] 由f(x+2)+f(-x)=2可知函数f(x)的图象关于点(1,1)对称,将x=-1代入f(x+2)+f(-x)=2可得f(1)=1.因为函数f(x)是定义在R上的偶函数,所以f(x)=f(-x),所以f(x+2)+f(x)=2,分别令x=4,2,0,得三式相加得f(0)+f(6)+2[f(2)+f(4)]=6,又函数f(x)的图象关于点(1,1)对称,且f(2)=f(-2),所以f(2)+f(4)=f(-2)+f(4)=2,所以f(0)+f(6)=2.
9.解:(1)证明:因为f(x+2)=-f(x),所以f(x+4)=f(x+2+2)=-f(x+2)=f(x),
所以f(x)是以4为周期的周期函数.
(2)函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x∈[-2,0]时,-x∈[0,2],所以f(x)=-f(-x)=-[2(-x)-(-x)2]=x2+2x.
当x∈[2,4]时,x-4∈[-2,0],
所以f(x)=f(x-4)=(x-4)2+2(x-4)=x2-6x+8.
(3)易得f(0)=0,f(1)=1,f(2)=0,f(3)=-1,
因为函数f(x)的周期为4,
所以f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2025)=506×[f(0)+f(1)+f(2)+f(3)]+f(2024)+f(2025)=f(0)+f(1)=1.
10.C [解析] 因为f(x)为奇函数,所以f(-x)=-f(x),因为f(x+1)为偶函数,所以f(-x+1)=f(x+1),则f(-x)=f(x+2),所以f(x+2)=-f(x),则f(x+4)=-f(x+2)=f(x),故函数f(x)是周期为4的周期函数.又f(x)为R上的奇函数,所以f(0)=f(2)=4+2a-2=0,解得a=-1,则f=f=f=--2=-.故选C.
11.A [解析] 对于A,由题意知x∈(0,1),若x=是有理数,且m,n(m<n)是互质的正整数,则n-m,n也是互质的正整数,所以f==f=f,若x为无理数,则1-x也为无理数,所以f(x)=f(1-x)=1,所以f(x)的图象关于直线x=对称,故A正确;对于B,f=1,f=1,显然f(x)的图象不关于点对称,故B错误;对于C,f=,f=,所以f(x)在(0,1)上不单调递增,故C错误;对于D,若x为有理数(m<n,m,n是互质的正整数),则f(x)=,显然当n→+∞时,f(x)→0,函数f(x)无最小值,故D错误.故选A.
12.B [解析] 由函数g(x)=(x-2)f(x)的图象关于点(2,0)中心对称可知,g(2-x)=-g(2+x),即(2-x-2)f(2-x)=-(2+x-2)f(2+x),可得f(2-x)=f(2+x),因此函数f(x)的图象关于直线x=2对称.由g(-1)=(-1-2)f(-1)=3,可得f(-1)=-1,由f(x)为R上的偶函数且图象关于直线x=2对称,可得f(3)=f(1)=f(-1)=-1.故选B.
13.AB [解析] 因为f(x+1)+f(x-1)=f(x),所以f(x+2)+f(x)=f(x+1),所以f(x+2)+f(x-1)=0,即f(x+2)=-f(x-1),所以f(x+3)=-f(x),所以f(x+6)=-f(x+3)=f(x),所以函数f(x)的周期为6.对于A,因为函数f(x)为R上的奇函数,所以f(0)=0,所以f(-6)=-f(6)=-f(0)=0,故A正确;对于B,由f(x+2)=-f(x-1),可得f(x+2)=f(1-x),所以函数f(x)的图象关于直线x=对称,又f(x)在区间上单调递增,所以f(x)在区间上单调递减,故B正确;对于C,因为函数f(x)的图象关于直线x=对称,且f(x)的周期为6,f(x)为奇函数,所以函数f(x)图象的对称轴方程为x=,x=,x=,x=,…,所以函数f(x)的图象不关于直线x=9对称,故C错误;对于D,f(2025)=f(337×6+3)=f(3),在f(x+3)=-f(x)中,令x=0,得f(3)=-f(0)=0,所以f(2025)=0,因为f=-3,所以f=3,所以f(2025)+f=0+3=3,故D错误.故选AB.
14.2025 [解析] 因为y=f(x)-1为奇函数,所以f(0)=1,且函数f(x)的图象关于点(0,1)中心对称,即f(x)+f(-x)=2.因为f(x-1)为偶函数,所以f(x-1)=f(-x-1),则f(x-2)=f(-x),所以f(x)+f(x-2)=2,f(x-2)+f(x-4)=2,所以f(x)=f(x-4),故f(x)的一个周期为4.因为f(1)+f(3)=2,f(0)+f(2)=2,所以f(0)+f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2025)=506[f(0)+f(1)+f(2)+f(3)]+f(0)+f(1)=506×4+1+0=2025.
15.(-2,2) [解析] 因为f(x)=ex-1+e1-x+x2-2x的定义域为R,f(2-x)=e(2-x)-1+e1-(2-x)+(2-x)2-2(2-x)=e1-x+ex-1+x2-2x=f(x),即f(2-x)=f(x),所以f(x)的图象关于直线x=1对称,又f'(x)=ex-1-e1-x+2x-2,当x>1时,ex-1>1,0<e1-x<1,2x-2>0,所以当x>1时,f'(x)=ex-1-e1-x+2x-2>0,则f(x)在(1,+∞)上单调递增,在(-∞,1)上单调递减.因为不等式f(ax)<f(x2+3)对任意x∈R恒成立,所以|ax-1|<|x2+3-1|=x2+2恒成立,即-x2-2<ax-1<x2+2恒成立,所以恒成立,则
解得-2<a<2,所以实数a的取值范围是(-2,2).
16.解:(1)证明:令g(x)=f(x+1)-1=-1,显然函数g(x)的定义域为R,关于原点对称,
因为g(x)+g(-x)=+=+-2=0,所以函数g(x)=-1是奇函数,即y=f(x+1)-1为奇函数,则函数f(x)的图象关于点(1,1)对称.
(2)因为函数y=1+21-x在R上为减函数,且y=1+21-x>0恒成立,
所以f(x)=是R上的增函数.
由(1)知函数f(x)的图象关于点(1,1)对称,所以f(x)+f(2-x)=2,即2-f(x)=f(2-x),所以2-f(5-2a)=f[2-(5-2a)]=f(2a-3),
因为f(-a2)+f(5-2a)>2,
所以f(-a2)>f(2a-3).
因为f(x)=是R上的增函数,所以-a2>2a-3,即a2+2a-3<0,解得-3<a<1,所以实数a的取值范围为(-3,1).
17.ACD [解析] 对于A,令x=-1,则f(-2)+f(1)=-2,又因为f(-2)=0,所以f(1)=-2,故A正确.对于B,因为f(x-1)+f(-x)=-2,所以y=f(x)的图象关于点对称.当x=-时,f=-1;当x∈时,f(x)≥-2x恒成立,令x=,则f≥-1,因为f(x)为区间[-2,1]上的“非增函数”,所以f≤f=-1,所以f=-1,所以∀x∈,f(x)≤-1,故B错误.对于C,由f(x-1)+f(-x)=-2,令x=-,得f+f=-2,由B知f=f=-1,当x∈时,f≤f(x)≤f,所以f(x)=-1,因为-∈,∈,所以f=f=-1,所以f+f+f+f=-4,故C正确.对于D,当x∈[-2,-1]时,f(-1)≤f(x)≤f(-2),即f(x)∈[-1,0],所以由C知f[f(x)]=-1,故D正确.故选ACD.
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