内容正文:
专题09 玩转抽象函数的八大重难题型
(题型突破·举一反三)
题型01 抽象函数的定义域 1
题型02 抽象函数求值 2
题型03 抽象函数的值域 3
题型04 抽象函数的解析式 4
题型05 抽象函数的单调性 5
题型06 抽象函数的奇偶性 7
题型07 抽象函数的对称性 9
题型08 抽象函数的周期性(拓展) 11
▌题型01 抽象函数的定义域
1.抽象函数的概念
所谓抽象函数是指用函数符号(如表示),却没有给出具体解析式的函数.
2.抽象函数的定义域
(1)若y=f(x)的定义域为(a,b),则解不等式a<g(x)<b即可求出y=f(g(x))的定义域;
(2)若y=f(g(x))的定义域为(a,b),则求出g(x)在(a,b)上的值域即得y=f(x)的定义域.
【典例1】(24-25高一上·山东济宁·阶段练习)已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出函数的定义域,对于函数,可得出关于的不等式,即可解得函数的定义域.
【详解】因为函数的定义域为,即,可得,
故函数的定义域为,
对于函数,有,解得,
所以,函数的定义域为.
故选:D.
【变式1-1】(25-26高二下·黑龙江黑河·期末)若函数的定义域为,则的定义域为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(25-26高一上·甘肃兰州·期中)已知函数的定义域是,则函数的定义域是( )
A. B. C.[1,3] D.(1,3]
【变式1-3】(2027高三·全国·专题练习)已知函数的定义域为,则函数的定义域为 ,函数的定义域为 .
▌题型02 抽象函数求值
一般采用赋值法,0,1,x,-x是常见的赋值手段.
【典例2】(24-25高三上·广东深圳·期中)已知函数的定义域为,,,都有,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】令可得,令可得,代入计算,即可得到结果.
【详解】当,时,,所以;
令得,所以;
,,
,…,
.
故选:C.
【变式2-1】(2026高三·全国·专题练习)已知定义在上的函数满足对于任意实数x,y均有,且,则( )
A.677 B.1354 C.2027 D.4054
【变式2-2】(2026高三·全国·专题练习)已知定义域为的函数对任意的都有恒成立,且,则等于( )
A.1 B.62 C.64 D.83
【变式2-3】(2026·重庆·模拟预测)已知定义在上的奇函数满足,则 .
▌题型03 抽象函数的值域
求解方法有二:一是借助函数图象的变换求解,如函数图象左右平移,其值域不变;函数图象上下平移,其值域也相应平移相同个单位;二是利用赋值法求解.
【典例3】(24-25高三下·湖南长沙·阶段练习)已知函数的定义域和值域分别为和,则函数的定义域和值域分别为( )
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】D
【分析】令,求得,得到的定义域为,再结合函数图象变换,得到与函数的值域相同,即可得到答案.
【详解】由函数的定义域和值域分别为和,可得和,
令,解得,所以函数的定义域为,
又由函数的图象向左平移个单位,得到的图象,
所以函数与函数的值域相同,即.
故选:D.
【变式3-1】(多选)(24-25高一上·广东广州·阶段练习)已知函数的定义域为,值域为,则下列函数的值域也为的是( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】(25-26高三上·浙江·阶段检测)已知函数的定义域和值域都是,则函数的定义域和值域分别为( )
A.和 B.和
C.和 D.和
【变式3-3】(25-26高三下·重庆·月考)已知满足,且,则的值域为
▌题型04 抽象函数的解析式
主要方法有二:一是方程法,即构造关于函数(如)的方程(组),通过解方程(组)即得所求函数(如)的解析式;
二是模型法,即结合所给条件确定相应函数的模型,再求出其待定系数,即得函数的解析式.
【典例4】(25-26高三上·江西南昌·阶段检测)已知函数满足,则的解析式是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】当时,(1)
在(1)中将替换为,则 (2)
在(1)中将替换为,则 (3)
可得:且
故选:B.
【变式4-1】(24-25高三上·安徽合肥·期中)已知函数对任意满足,则 .
【变式4-2】设函数对一切实数满足,且,则函数_____.
【变式4-3】(25-26高三上·上海金山·期末)设是定义在上的函数,,且满足对任意,,等式恒成立,则的解析式为______.
▌题型05 抽象函数的单调性
(1)若给出的是“和型”抽象函数…,判断符号时要比要变形为,或变形为。
(2)若给出的是“积型”抽象函数…,判断符号时要比要变形为,或变形为.
【典例5】(23-24高二下·四川南充·阶段练习)已知是定义在R上的函数,且对任意实数, .
(1)若,求,的值.
(2)若时恒有,试判断函数单调性,并说明理由.
【分析】(1)取,可得,取,,解得,取,解得,即可得出答案.
(2)由题意可知,设,令,则,作差,进而可得答案.
【详解】解:(1)取,则,,
取,则,,
取,解得,则,
取,则,解得,
(2)由题意可知,
设,令,则,
所以,
所以,
所以函数在R上为减函数.
【变式5-1】(25-26高二下·四川南充·阶段练习)已知是定义在R上的函数,且对任意实数, .
(1)若,求,的值.
(2)若时恒有,试判断函数单调性,并说明理由.
【变式5-2】(2026高三·全国·专题练习)设函数的定义域是,对于任意实数,,恒有,且当时,有.
(1)求证:,且当时,有;
(2)判断在上的单调性.
【变式5-3】(25-26高二下·河南·阶段检测)已知函数满足:对任意实数,,,,且当时,.
(1)求的值;
(2)证明:是上的单调递减函数;
(3)若对,,求实数的取值范围.
▌题型06 抽象函数的奇偶性
判断抽象函数奇偶性的步骤:
(1)验证定义域的对称性;
(2)应用赋值法构造关于和的关系。
(3)处理非标准自变量形式:若条件中出现如为奇函数的描述,需注意自变量替换规则:奇函数定义应改写为.
【典例6】(25-26高一下·河北保定·阶段练习)已知定义在上的函数满足:.
(1)判断的奇偶性并证明;
(2)若,求;
(3)若,判断并证明的单调性.
【分析】(1)根据条件,通过赋值,得到,再赋值,即可证明结果;
(2)通过赋值,得到,再利用(1)中结果,即可求出结果;
(3)根据条件,直接利用函数单调性的定义法,即可证明结果.
【解析】(1)是奇函数,证明如下:
因为,令,得到,
令,得到,即,所以是奇函数.
(2)令,得到,由(1)知是奇函数,
所以.
(3)在上单调递增,证明如下:
在上任取,令,
则,
又因为,而,所以,
即,得到,所以在上单调递增.
【变式6-1】(2027高三·全国·专题练习)已知函数(,且)对任意不等于0的实数,都有,则为( )
A.奇函数 B.偶函数
C.非奇非偶函数 D.既为奇函数也为偶函数
【变式6-2】(2026高二下·山东青岛·竞赛)已知是定义在上不恒为的函数,为奇函数,为偶函数,则( )
A. B. C. D.
【变式6-3】(25-26高一上·广东汕头·期中)定义在非零实数集上的函数对任意非零实数,满足:,且当时.
(1)求及的值;
(2)判断的奇偶性并证明;
(3)解不等式:.
▌题型07 抽象函数的对称性
1.对称性:
对称轴:或者 关于对称;
对称中心:或者 关于对称;
2.单调性与对称性(或奇偶性)结合解不等式问题
①在上是奇函数,且单调递增 若解不等式 ,则有
;
在上是奇函数,且单调递减 若解不等式 ,则有
;
②在上是偶函数,且在单调递增 若解不等式 ,则有(不变号加绝对值);
在上是偶函数,且在单调递减 若解不等式 ,则有(变号加绝对值).
③关于对称,且单调递增 若解不等式 ,则有
;
关于对称,且单调递减 若解不等式 ,则有
;
④关于对称,且在单调递增 若解不等式 ,则有(不变号加绝对值);
关于对称,且在单调递减 若解不等式 ,则有(不变号加绝对值).
【典例7-1】(2025·福建龙岩模拟)定义在R上的函数f(x)满足f(2+x)=f(2-x),且f(x)在(-∞,2]上单调递减,则不等式f(2x+3)≤f(1)的解集为 .
【答案】[-1,0]
【详解】因为函数f(x)满足f(2+x)=f(2-x),则f(x)关于直线x=2对称,又因为f(x)在上单调递减,则f(x)在上单调递增,则由f≤f(1)得,即≤1,解得-1≤x≤0,则解集为[-1,0].
【典例7-2】已知函数y=f(x)是定义域为R的函数,则函数y=f(x+2)的图象与y=f(4-x)的图象( )
A.关于直线x=1对称 B.关于直线x=3对称
C.关于直线y=3对称 D.关于点(3,0)对称
【答案】A
【详解】设P(x0,y0)为y=f(x+2)图象上任意一点,则y0=f(x0+2)=f(4-(2-x0)),所以点Q(2-x0,y0)在函数y=f(4-x)的图象上,而P(x0,y0)与Q(2-x0,y0)关于直线x=1对称,所以函数y=f(x+2)的图象与y=f(4-x)的图象关于直线x=1对称.故选A.
【变式7-1】(2026·山东聊城·模拟预测)已知定义在上的函数,的图象分别关于点,对称,则下列点一定是函数的图象的对称中心是( )
A. B. C. D.
【变式7-2】(2025·福建厦门模拟)函数y=f(1-x)的图象与函数y=f(2+x)的图象关于直线x=m对称,其中m=( )
A.3 B.
C.-1 D.-
【变式7-3】(25-26高二下·河南驻马店·期末)已知定义域为的函数满足:,且,都有,则下列说法正确的是( )
A. B.的图象关于直线对称
C.在时取最小值 D.
▌题型08 抽象函数的周期性(拓展)
1.周期函数
(1)定义:设函数的定义域为D,如果存在一个非零常数T,使得对于任意,都有恒成立,那么就称函数为周期函数,非零常数T称为这个函数的周期.
(2)最小正周期:若函数存在周期,则它有无数个周期,所有周期的绝对值中最小的那个正数(如果存在),叫做这个函数的最小正周期.
2.函数周期性的一些重要结论
设是不为0的实数,对定义域内任一自变量的值:
(1)的一个周期T=.
(2)的一个周期T=.
(3)的一个周期.
(4)(为常数)的一个周期T=.
提示:,两式相减可得:
(5)(为常数)的一个周期T=.
(6)的一个周期T=.
提示:,相加,得,则T=.
(7)的一个周期T=.
(8)的一个周期T=.
3.双对称性和周期性的关系
(1)若函数f(x)的图象关于直线x=a和直线x=b(a≠b)对称,则y=f(x)的一个周期为2|b-a|.
(2)若函数f(x)的图象关于点(a,0)和点(b,0)(a≠b)对称,则y=f(x)的一个周期为2|b-a|.
(3)若函数f(x)的图象关于直线x=a和点(b,0)(a≠b)对称,则y=f(x)的一个周期为4|b-a|.
【典例8-1】定义在R上的函数对任意x∈R,都有,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由及所求可联想到周期性,所以考虑
,所以是周期为4的周期函数,故(2026)=f(2),而由已知可得,所以.
【典例8-2】(25-26高三·全国·一轮复习)已知定义在R上的函数,对,都有,若函数的图象关于直线对称,则( )
A. B. C.2 D.1
【答案】D
【详解】由函数的图象关于直线对称,可得对任意,都有,
即,所以为偶函数,
由可得,即,
所以是以4为周期的偶函数,
因此,
由,令可得,
所以.
【变式8-1】(2026·全国二卷·高考真题)已知是定义域为R的偶函数,,且当时,,则( )
A., B.,
C., D.,
【变式8-2】(2026·四川成都·三模)已知奇函数满足,当时,,则( )
A.0 B.1 C.3 D.5
【变式8-3】(2026·甘肃兰州·模拟预测)已知函数的定义域均为,,的图象关于直线对称,,且,则( )
A. B. C. D.
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专题09 玩转抽象函数的八大重难题型
(题型突破·举一反三)
题型01 抽象函数的定义域 1
题型02 抽象函数求值 3
题型03 抽象函数的值域 5
题型04 抽象函数的解析式 7
题型05 抽象函数的单调性 9
题型06 抽象函数的奇偶性 12
题型07 抽象函数的对称性 15
题型08 抽象函数的周期性(拓展) 18
▌题型01 抽象函数的定义域
1.抽象函数的概念
所谓抽象函数是指用函数符号(如表示),却没有给出具体解析式的函数.
2.抽象函数的定义域
(1)若y=f(x)的定义域为(a,b),则解不等式a<g(x)<b即可求出y=f(g(x))的定义域;
(2)若y=f(g(x))的定义域为(a,b),则求出g(x)在(a,b)上的值域即得y=f(x)的定义域.
【典例1】(24-25高一上·山东济宁·阶段练习)已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出函数的定义域,对于函数,可得出关于的不等式,即可解得函数的定义域.
【详解】因为函数的定义域为,即,可得,
故函数的定义域为,
对于函数,有,解得,
所以,函数的定义域为.
故选:D.
【变式1-1】(25-26高二下·黑龙江黑河·期末)若函数的定义域为,则的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据抽象函数的定义域的求解方法,列出不等式,即可求解,得到答案.
【详解】设,由函数的定义域为,得函数的定义域为,
即,因此,解得.
所以的定义域为.
【变式1-2】(25-26高一上·甘肃兰州·期中)已知函数的定义域是,则函数的定义域是( )
A. B. C.[1,3] D.(1,3]
【答案】B
【详解】因为函数的定义域为,所以函数的定义域为,
所以的定义域需满足:
,解得.
【变式1-3】(2027高三·全国·专题练习)已知函数的定义域为,则函数的定义域为 ,函数的定义域为 .
【答案】
【解析】因为
由,得,所以的定义域为.
由,得,所以函数的定义域为.
▌题型02 抽象函数求值
一般采用赋值法,0,1,x,-x是常见的赋值手段.
【典例2】(24-25高三上·广东深圳·期中)已知函数的定义域为,,,都有,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】令可得,令可得,代入计算,即可得到结果.
【详解】当,时,,所以;
令得,所以;
,,
,…,
.
故选:C.
【变式2-1】(2026高三·全国·专题练习)已知定义在上的函数满足对于任意实数x,y均有,且,则( )
A.677 B.1354 C.2027 D.4054
【答案】D
【分析】由x、y任意性得到,进而推出是常函数且设,再结合可得即可求.
【详解】由、xyx、y任意性可得,
当,时,,故是常函数,
所以当时,,其中c为常数,
由,得,解得,所以,
所以.
【变式2-2】(2026高三·全国·专题练习)已知定义域为的函数对任意的都有恒成立,且,则等于( )
A.1 B.62 C.64 D.83
【答案】D
【分析】先应用已知得出函数值关系,再结合多次应用计算求解.
【详解】由得,计算得,因此,
【变式2-3】(2026·重庆·模拟预测)已知定义在上的奇函数满足,则 .
【答案】2026
【解析】法一:
由函数是上的奇函数,则,
由,令,则;
则
,
由
.
法二:
由函数是上的奇函数,则,
由,令,则;
由,令,则;
设,则,,即,符合题意,
所以.
▌题型03 抽象函数的值域
求解方法有二:一是借助函数图象的变换求解,如函数图象左右平移,其值域不变;函数图象上下平移,其值域也相应平移相同个单位;二是利用赋值法求解.
【典例3】(24-25高三下·湖南长沙·阶段练习)已知函数的定义域和值域分别为和,则函数的定义域和值域分别为( )
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】D
【分析】令,求得,得到的定义域为,再结合函数图象变换,得到与函数的值域相同,即可得到答案.
【详解】由函数的定义域和值域分别为和,可得和,
令,解得,所以函数的定义域为,
又由函数的图象向左平移个单位,得到的图象,
所以函数与函数的值域相同,即.
故选:D.
【变式3-1】(多选)(24-25高一上·广东广州·阶段练习)已知函数的定义域为,值域为,则下列函数的值域也为的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】根据给定条件,结合图象变换判断AC;求出函数值域判断BD.
【详解】对于A,的图象可看作由的图象向左平移一个单位得到的,值域不变,A正确;
对于B,由,得,即的值域为,B错误;
对于C,函数与函数的图象关于轴对称,
则函数的值域与函数的值域相同,为,C正确;
对于D,由,得,即的值域为,D错误.
故选:AC
【变式3-2】(25-26高三上·浙江·阶段检测)已知函数的定义域和值域都是,则函数的定义域和值域分别为( )
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】D
【解析】因为函数的定义域和值域都是,
令,解得,所以函数的定义域为,
由的值域得的值域为.
故选:D
【变式3-3】(25-26高三下·重庆·月考)已知满足,且,则的值域为
【答案】
【解析】由函数满足,且,
令,可得,因为,可得,
再令,可得,所以,
令,可得,即,
再令,可得,所以,
则,
当且仅当时,等号成立,
所以的值域为.
▌题型04 抽象函数的解析式
主要方法有二:一是方程法,即构造关于函数(如)的方程(组),通过解方程(组)即得所求函数(如)的解析式;
二是模型法,即结合所给条件确定相应函数的模型,再求出其待定系数,即得函数的解析式.
【典例4】(25-26高三上·江西南昌·阶段检测)已知函数满足,则的解析式是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】当时,(1)
在(1)中将替换为,则 (2)
在(1)中将替换为,则 (3)
可得:且
故选:B.
【变式4-1】(24-25高三上·安徽合肥·期中)已知函数对任意满足,则 .
【答案】
【详解】因为,以代替得:
,
得:.
【变式4-2】设函数对一切实数满足,且,则函数_____.
【答案】
【详解】令,则可得,,
又,
令,则,且,
于是为偶函数,同理,
注意到,
假设存在某个,使得,不妨令,
则,当时,左边,而右边,矛盾.
因为为偶函数,故当时同样矛盾,
当时,则,,同理可证,
再根据偶函数可证当也是矛盾的,
综上,对一切实数,有,
当时,有可得,又因,
故对一切实数都有
【变式4-3】(25-26高三上·上海金山·期末)设是定义在上的函数,,且满足对任意,,等式恒成立,则的解析式为______.
【答案】
【解析】是定义在上的函数,,
且对任意,,恒成立,
令,得,
则,
此时,
而,
则,满足题意,
所以.
▌题型05 抽象函数的单调性
(1)若给出的是“和型”抽象函数…,判断符号时要比要变形为,或变形为。
(2)若给出的是“积型”抽象函数…,判断符号时要比要变形为,或变形为.
【典例5】(23-24高二下·四川南充·阶段练习)已知是定义在R上的函数,且对任意实数, .
(1)若,求,的值.
(2)若时恒有,试判断函数单调性,并说明理由.
【分析】(1)取,可得,取,,解得,取,解得,即可得出答案.
(2)由题意可知,设,令,则,作差,进而可得答案.
【详解】解:(1)取,则,,
取,则,,
取,解得,则,
取,则,解得,
(2)由题意可知,
设,令,则,
所以,
所以,
所以函数在R上为减函数.
【变式5-1】(25-26高二下·四川南充·阶段练习)已知是定义在R上的函数,且对任意实数, .
(1)若,求,的值.
(2)若时恒有,试判断函数单调性,并说明理由.
【详解】(1)取,则,,
取,则,,
取,解得,则,
取,则,解得,
(2)由题意可知,
设,令,则,
所以,
所以,
所以函数在R上为减函数.
【变式5-2】(2026高三·全国·专题练习)设函数的定义域是,对于任意实数,,恒有,且当时,有.
(1)求证:,且当时,有;
(2)判断在上的单调性.
【详解】(1)证明: 由题可知对任意实数,,恒有,令,,则.
因为当时,有,所以.
令,,则,,
所以.
即当时,有.
(2)不妨设,则,所以.
由(1)知,,
所以,
即,所以在上单调递减.
【变式5-3】(25-26高二下·河南·阶段检测)已知函数满足:对任意实数,,,,且当时,.
(1)求的值;
(2)证明:是上的单调递减函数;
(3)若对,,求实数的取值范围.
【详解】(1)令,可得,结合知;
(2)任取,且,则,
由条件知,
所以.
所以,故是上的单调递减函数;
(3)
(3)令,知,,故.
又因为是上的单调递减函数,所以,等价于,,
即对,恒成立.
当时,不恒成立,舍去;
当时,,解得,
综上所述,实数的取值范围是.
▌题型06 抽象函数的奇偶性
判断抽象函数奇偶性的步骤:
(1)验证定义域的对称性;
(2)应用赋值法构造关于和的关系。
(3)处理非标准自变量形式:若条件中出现如为奇函数的描述,需注意自变量替换规则:奇函数定义应改写为.
【典例6】(25-26高一下·河北保定·阶段练习)已知定义在上的函数满足:.
(1)判断的奇偶性并证明;
(2)若,求;
(3)若,判断并证明的单调性.
【分析】(1)根据条件,通过赋值,得到,再赋值,即可证明结果;
(2)通过赋值,得到,再利用(1)中结果,即可求出结果;
(3)根据条件,直接利用函数单调性的定义法,即可证明结果.
【解析】(1)是奇函数,证明如下:
因为,令,得到,
令,得到,即,所以是奇函数.
(2)令,得到,由(1)知是奇函数,
所以.
(3)在上单调递增,证明如下:
在上任取,令,
则,
又因为,而,所以,
即,得到,所以在上单调递增.
【变式6-1】(2027高三·全国·专题练习)已知函数(,且)对任意不等于0的实数,都有,则为( )
A.奇函数 B.偶函数
C.非奇非偶函数 D.既为奇函数也为偶函数
【答案】B
【解析】函数定义域为,关于原点对称.
令得,即,
令得,即,
令,得,即,
所以是偶函数,
故选:B.
【变式6-2】(2026高二下·山东青岛·竞赛)已知是定义在上不恒为的函数,为奇函数,为偶函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由于为奇函数,可得:,
令,得:,解得:;
又为偶函数,则,
令,得:.
故选:A
【变式6-3】(25-26高一上·广东汕头·期中)定义在非零实数集上的函数对任意非零实数,满足:,且当时.
(1)求及的值;
(2)判断的奇偶性并证明;
(3)解不等式:.
【详解】(1)在中,令,可得,解得.
令,可得,解得.
(2)函数是偶函数,理由如下:
的定义域是,,,
令,可得,所以函数是偶函数.
(3)任意时,,由题意得:
,
所以在上是增函数,
可化为,即,
又由(2)知是偶函数,所以可化为,
又在上是增函数,所以,且,
解得:且,
所以不等式的解集为.
▌题型07 抽象函数的对称性
1.对称性:
对称轴:或者 关于对称;
对称中心:或者 关于对称;
2.单调性与对称性(或奇偶性)结合解不等式问题
①在上是奇函数,且单调递增 若解不等式 ,则有
;
在上是奇函数,且单调递减 若解不等式 ,则有
;
②在上是偶函数,且在单调递增 若解不等式 ,则有(不变号加绝对值);
在上是偶函数,且在单调递减 若解不等式 ,则有(变号加绝对值).
③关于对称,且单调递增 若解不等式 ,则有
;
关于对称,且单调递减 若解不等式 ,则有
;
④关于对称,且在单调递增 若解不等式 ,则有(不变号加绝对值);
关于对称,且在单调递减 若解不等式 ,则有(不变号加绝对值).
【典例7-1】(2025·福建龙岩模拟)定义在R上的函数f(x)满足f(2+x)=f(2-x),且f(x)在(-∞,2]上单调递减,则不等式f(2x+3)≤f(1)的解集为 .
【答案】[-1,0]
【详解】因为函数f(x)满足f(2+x)=f(2-x),则f(x)关于直线x=2对称,又因为f(x)在上单调递减,则f(x)在上单调递增,则由f≤f(1)得,即≤1,解得-1≤x≤0,则解集为[-1,0].
【典例7-2】已知函数y=f(x)是定义域为R的函数,则函数y=f(x+2)的图象与y=f(4-x)的图象( )
A.关于直线x=1对称 B.关于直线x=3对称
C.关于直线y=3对称 D.关于点(3,0)对称
【答案】A
【详解】设P(x0,y0)为y=f(x+2)图象上任意一点,则y0=f(x0+2)=f(4-(2-x0)),所以点Q(2-x0,y0)在函数y=f(4-x)的图象上,而P(x0,y0)与Q(2-x0,y0)关于直线x=1对称,所以函数y=f(x+2)的图象与y=f(4-x)的图象关于直线x=1对称.故选A.
【变式7-1】(2026·山东聊城·模拟预测)已知定义在上的函数,的图象分别关于点,对称,则下列点一定是函数的图象的对称中心是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意得,,,
则,
则的图象的对称中心是
【变式7-2】(2025·福建厦门模拟)函数y=f(1-x)的图象与函数y=f(2+x)的图象关于直线x=m对称,其中m=( )
A.3 B.
C.-1 D.-
【答案】D
【详解】设点P(x,y)在函数y=f(1-x)的图象上,点P关于直线x=m的对称点为Q(x',y'),则则y'=f(1-2m+x'),即y=f(1-2m+x)与y=f(1-x)关于直线x=m对称,则1-2m=2,得m=-.故选D.
【变式7-3】(25-26高二下·河南驻马店·期末)已知定义域为的函数满足:,且,都有,则下列说法正确的是( )
A. B.的图象关于直线对称
C.在时取最小值 D.
【答案】D
【详解】令,则,故,故A错误;
因为,所以的函数图象关于点中心对称,故B错误;
因为,都有,
所以在上单调递增,
因为的函数图象关于点中心对称,所以在上单调递增,
则在上单调递增,则无最小值,故C错误;
,故D正确.
▌题型08 抽象函数的周期性(拓展)
1.周期函数
(1)定义:设函数的定义域为D,如果存在一个非零常数T,使得对于任意,都有恒成立,那么就称函数为周期函数,非零常数T称为这个函数的周期.
(2)最小正周期:若函数存在周期,则它有无数个周期,所有周期的绝对值中最小的那个正数(如果存在),叫做这个函数的最小正周期.
2.函数周期性的一些重要结论
设是不为0的实数,对定义域内任一自变量的值:
(1)的一个周期T=.
(2)的一个周期T=.
(3)的一个周期.
(4)(为常数)的一个周期T=.
提示:,两式相减可得:
(5)(为常数)的一个周期T=.
(6)的一个周期T=.
提示:,相加,得,则T=.
(7)的一个周期T=.
(8)的一个周期T=.
3.双对称性和周期性的关系
(1)若函数f(x)的图象关于直线x=a和直线x=b(a≠b)对称,则y=f(x)的一个周期为2|b-a|.
(2)若函数f(x)的图象关于点(a,0)和点(b,0)(a≠b)对称,则y=f(x)的一个周期为2|b-a|.
(3)若函数f(x)的图象关于直线x=a和点(b,0)(a≠b)对称,则y=f(x)的一个周期为4|b-a|.
【典例8-1】定义在R上的函数对任意x∈R,都有,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由及所求可联想到周期性,所以考虑
,所以是周期为4的周期函数,故(2026)=f(2),而由已知可得,所以.
【典例8-2】(25-26高三·全国·一轮复习)已知定义在R上的函数,对,都有,若函数的图象关于直线对称,则( )
A. B. C.2 D.1
【答案】D
【详解】由函数的图象关于直线对称,可得对任意,都有,
即,所以为偶函数,
由可得,即,
所以是以4为周期的偶函数,
因此,
由,令可得,
所以.
【变式8-1】(2026·全国二卷·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
【分析】根据推出周期性,分析可得,得到,再由可得.
【详解】,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
【变式8-2】(2026·四川成都·三模)已知奇函数满足,当时,,则( )
A.0 B.1 C.3 D.5
【答案】B
【分析】首先根据可求出的周期,再结合可求出值,结合周期性可将转化到自变量在区间上的函数值,根据奇函数的性质及已知详解式可求解.
【详解】因为函数满足,
所以,即是以4为周期的函数.
由题意知奇函数的自变量可取0,所以.
又因为当时,,所以,解得,
所以当时,,
所以 .
【变式8-3】(2026·甘肃兰州·模拟预测)已知函数的定义域均为,,的图象关于直线对称,,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先由及可得,进而可得的一个对称中心,再由是轴对称可知函数是周期函数,从而根据周期及对称可得所求值.
【详解】因为.所以,
又因为,所以,
即,所以的图象关于点对称,且.
又因为的图象关于直线对称,所以,且
所以,则,
所以,所以是函数的一个周期.
所以.
又因为,所以.
所以,所以.
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专题09 玩转抽象函数的八大重难题型
(题型突破·举一反三)
▌题型01 抽象函数的定义域
【典例1】D
【分析】求出函数的定义域,对于函数,可得出关于的不等式,即可解得函数的定义域.
【详解】因为函数的定义域为,即,可得,
故函数的定义域为,
对于函数,有,解得,
所以,函数的定义域为.
故选:D.
【变式1-1】A
【分析】根据抽象函数的定义域的求解方法,列出不等式,即可求解,得到答案.
【详解】设,由函数的定义域为,得函数的定义域为,
即,因此,解得.
所以的定义域为.
【变式1-2】B
【详解】因为函数的定义域为,所以函数的定义域为,
所以的定义域需满足:
,解得.
【变式1-3】
【解析】因为
由,得,所以的定义域为.
由,得,所以函数的定义域为.
▌题型02 抽象函数求值
【典例2】C
【分析】令可得,令可得,代入计算,即可得到结果.
【详解】当,时,,所以;
令得,所以;
,,
,…,
.
故选:C.
【变式2-1】D
【分析】由x、y任意性得到,进而推出是常函数且设,再结合可得即可求.
【详解】由、xyx、y任意性可得,
当,时,,故是常函数,
所以当时,,其中c为常数,
由,得,解得,所以,
所以.
【变式2-2】D
【分析】先应用已知得出函数值关系,再结合多次应用计算求解.
【详解】由得,计算得,因此,
【变式2-3】2026
【解析】法一:
由函数是上的奇函数,则,
由,令,则;
则
,
由
.
法二:
由函数是上的奇函数,则,
由,令,则;
由,令,则;
设,则,,即,符合题意,
所以.
▌题型03 抽象函数的值域
【典例3】D
【分析】令,求得,得到的定义域为,再结合函数图象变换,得到与函数的值域相同,即可得到答案.
【详解】由函数的定义域和值域分别为和,可得和,
令,解得,所以函数的定义域为,
又由函数的图象向左平移个单位,得到的图象,
所以函数与函数的值域相同,即.
故选:D.
【变式3-1】AC
【分析】根据给定条件,结合图象变换判断AC;求出函数值域判断BD.
【详解】对于A,的图象可看作由的图象向左平移一个单位得到的,值域不变,A正确;
对于B,由,得,即的值域为,B错误;
对于C,函数与函数的图象关于轴对称,
则函数的值域与函数的值域相同,为,C正确;
对于D,由,得,即的值域为,D错误.
故选:AC
【变式3-2】D
【解析】因为函数的定义域和值域都是,
令,解得,所以函数的定义域为,
由的值域得的值域为.
故选:D
【变式3-3】
【解析】由函数满足,且,
令,可得,因为,可得,
再令,可得,所以,
令,可得,即,
再令,可得,所以,
则,
当且仅当时,等号成立,
所以的值域为.
▌题型04 抽象函数的解析式
【典例4】B
【解析】当时,(1)
在(1)中将替换为,则 (2)
在(1)中将替换为,则 (3)
可得:且
故选:B.
【变式4-1】
【详解】因为,以代替得:
,
得:.
【变式4-2】
【详解】令,则可得,,
又,
令,则,且,
于是为偶函数,同理,
注意到,
假设存在某个,使得,不妨令,
则,当时,左边,而右边,矛盾.
因为为偶函数,故当时同样矛盾,
当时,则,,同理可证,
再根据偶函数可证当也是矛盾的,
综上,对一切实数,有,
当时,有可得,又因,
故对一切实数都有
【变式4-3】
【解析】是定义在上的函数,,
且对任意,,恒成立,
令,得,
则,
此时,
而,
则,满足题意,
所以.
▌题型05 抽象函数的单调性
【典例5】
【分析】(1)取,可得,取,,解得,取,解得,即可得出答案.
(2)由题意可知,设,令,则,作差,进而可得答案.
【详解】解:(1)取,则,,
取,则,,
取,解得,则,
取,则,解得,
(2)由题意可知,
设,令,则,
所以,
所以,
所以函数在R上为减函数.
【变式5-1】
【详解】(1)取,则,,
取,则,,
取,解得,则,
取,则,解得,
(2)由题意可知,
设,令,则,
所以,
所以,
所以函数在R上为减函数.
【变式5-2】
【详解】(1)证明: 由题可知对任意实数,,恒有,令,,则.
因为当时,有,所以.
令,,则,,
所以.
即当时,有.
(2)不妨设,则,所以.
由(1)知,,
所以,
即,所以在上单调递减.
【变式5-3】
【详解】(1)令,可得,结合知;
(2)任取,且,则,
由条件知,
所以.
所以,故是上的单调递减函数;
(3)
(3)令,知,,故.
又因为是上的单调递减函数,所以,等价于,,
即对,恒成立.
当时,不恒成立,舍去;
当时,,解得,
综上所述,实数的取值范围是.
▌题型06 抽象函数的奇偶性
【典例6】
【分析】(1)根据条件,通过赋值,得到,再赋值,即可证明结果;
(2)通过赋值,得到,再利用(1)中结果,即可求出结果;
(3)根据条件,直接利用函数单调性的定义法,即可证明结果.
【解析】(1)是奇函数,证明如下:
因为,令,得到,
令,得到,即,所以是奇函数.
(2)令,得到,由(1)知是奇函数,
所以.
(3)在上单调递增,证明如下:
在上任取,令,
则,
又因为,而,所以,
即,得到,所以在上单调递增.
【变式6-1】B
【解析】函数定义域为,关于原点对称.
令得,即,
令得,即,
令,得,即,
所以是偶函数,
故选:B.
【变式6-2】A
【解析】由于为奇函数,可得:,
令,得:,解得:;
又为偶函数,则,
令,得:.
故选:A
【变式6-3】
【详解】(1)在中,令,可得,解得.
令,可得,解得.
(2)函数是偶函数,理由如下:
的定义域是,,,
令,可得,所以函数是偶函数.
(3)任意时,,由题意得:
,
所以在上是增函数,
可化为,即,
又由(2)知是偶函数,所以可化为,
又在上是增函数,所以,且,
解得:且,
所以不等式的解集为.
▌题型07 抽象函数的对称性
【典例7-1】[-1,0]
【详解】因为函数f(x)满足f(2+x)=f(2-x),则f(x)关于直线x=2对称,又因为f(x)在上单调递减,则f(x)在上单调递增,则由f≤f(1)得,即≤1,解得-1≤x≤0,则解集为[-1,0].
【典例7-2】A
【详解】设P(x0,y0)为y=f(x+2)图象上任意一点,则y0=f(x0+2)=f(4-(2-x0)),所以点Q(2-x0,y0)在函数y=f(4-x)的图象上,而P(x0,y0)与Q(2-x0,y0)关于直线x=1对称,所以函数y=f(x+2)的图象与y=f(4-x)的图象关于直线x=1对称.故选A.
【变式7-1】A
【详解】由题意得,,,
则,
则的图象的对称中心是
【变式7-2】D
【详解】设点P(x,y)在函数y=f(1-x)的图象上,点P关于直线x=m的对称点为Q(x',y'),则则y'=f(1-2m+x'),即y=f(1-2m+x)与y=f(1-x)关于直线x=m对称,则1-2m=2,得m=-.故选D.
【变式7-3】D
【详解】令,则,故,故A错误;
因为,所以的函数图象关于点中心对称,故B错误;
因为,都有,
所以在上单调递增,
因为的函数图象关于点中心对称,所以在上单调递增,
则在上单调递增,则无最小值,故C错误;
,故D正确.
【典例8-1】D
【分析】由及所求可联想到周期性,所以考虑
,所以是周期为4的周期函数,故(2026)=f(2),而由已知可得,所以.
【典例8-2】D
【详解】由函数的图象关于直线对称,可得对任意,都有,
即,所以为偶函数,
由可得,即,
所以是以4为周期的偶函数,
因此,
由,令可得,
所以.
【变式8-1】D
【分析】根据推出周期性,分析可得,得到,再由可得.
【详解】,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
【变式8-2】B
【分析】首先根据可求出的周期,再结合可求出值,结合周期性可将转化到自变量在区间上的函数值,根据奇函数的性质及已知详解式可求解.
【详解】因为函数满足,
所以,即是以4为周期的函数.
由题意知奇函数的自变量可取0,所以.
又因为当时,,所以,解得,
所以当时,,
所以 .
【变式8-3】A
【分析】先由及可得,进而可得的一个对称中心,再由是轴对称可知函数是周期函数,从而根据周期及对称可得所求值.
【详解】因为.所以,
又因为,所以,
即,所以的图象关于点对称,且.
又因为的图象关于直线对称,所以,且
所以,则,
所以,所以是函数的一个周期.
所以.
又因为,所以.
所以,所以.
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