内容正文:
专题10 直击函数四大基本性质(单调性、奇偶性、周期性和对称性)的综合问题(9大题型)
(题型突破·举一反三)
▌题型01 函数单调性与周期性的综合
【典例1-1】A
【分析】根据函数的奇偶性和单调性判断函数值的大小.
【详解】因为是定义域为的偶函数,所以,
又在上单调递减,且,所以,
故选:A
【典例1-2】
【详解】(1)函数是定义在上的偶函数,则,即,整理可得对任意的恒成立,故,
所以,
因为,
则,解得,
故.
(2)函数在上单调递增,
证明如下:
任取,且,
因为,
则
由,
则
即,
故函数在上单调递增.
(3)因为函数为上的偶函数,且该函数在上单调递增,
根据偶函数的对称性可知,在上单调递减,
由可得,得,
即,即,
可得或,解得或或.
因此,不等式的解集为.
【变式1-1】B
【分析】根据题意确定函数的单调性,分情况将不等式变形利用函数的单调性求解.
【详解】因为对任意的且,都有不等式,
所以函数在单调递增,
因为是奇函数,所以对,,且,
即函数是偶函数.
因为函数在单调递增,所以函数在单调递减,
当可化为或
又为偶函数,,所以①或②,
由①得,解得;
由②得,可得,解得;
综上不等式的解集是.
【变式1-2】
【详解】(1)因为是定义在R上的偶函数,
所以,即,即得,
结合,解得,则,
因为,
所以,解得.
所以.
(2)由(1)得,在区间上的单调递增,证明如下:
在上任取,且,
则
,
因为,所以,
则,即,
所以在区间上的单调递增.
(3)由(2)得在上的单调递增,且为偶函数,
因为,
所以,则,整理得,
解得,则实数的取值范围为.
【变式1-3】
【详解】(1),证明如下:
定义在上的函数满足,
取,则,所以,
,取,则,
于是,
即,
所以为奇函数.
(2),则,由当时,,得,
,
所以在上是增函数.
(3)由,得,
不等式,
则,由(2)知,,即,解得或,
所以原不等式的解集为.
▌题型02 函数单调性与对称性的综合
【典例2】B
【分析】利用函数的对称性及单调性的定义确定区间单调性,再由单调性判断函数值的大小.
【详解】由得函数的图象关于对称,
根据已知及单调性的定义,知在上为减函数,
所以在上为增函数,
,且,
.
【变式2-1】A
【分析】结合函数的单调性,对称性进行判断即可.
【详解】由题可知,在上单调递增,又因为关于对称,
在上单调递减.
,关于对称,.
对于A、B、C:在上单调递减,,
,故A正确,B、C错误;
对于D:在上单调递增,,
,故D错误.
故选:A.
【变式2-2】C
【分析】由函数解析式得到函数的对称轴,以及函数的单调区间,利用函数的对称性和单调性得到不等式,解得的取值范围.
【详解】∵,
,
即,所以函数图象关于直线对称,
当时,,函数在内单调递增,
∵,∴,
解得.
故选:C.
【变式2-3】B
【分析】根据题意,得到函数的图象关于对称,且在上单调递减,在上单调递增,结合函数的单调性和对称性,即可求解.
【详解】由函数满足,可得函数的图象关于对称,
又由,都有,
根据函数单调性的定义,可得函数在上单调递减,
结合对称性知:函数在上单调递增,
因为,所以,
又因为,所以.
故选:B.
▌题型03 函数奇偶性与对称性的综合
【典例3】C
【分析】先根据函数图象中心对称的坐标性质推导与的解析式关系,结合的定义域求出的定义域,再根据抽象函数“同一对应法则作用对象范围一致”的规则,令落在的定义域范围内,解不等式得到的定义域,最终计算的值.
【详解】设函数图象上任意一点的坐标为.
∵ 的图象与的图象关于点成中心对称,
∴ 点关于点的对称点为,且该点在的图象上,
∴ ,即.
∵ 的定义域是,∴ ,
即 ,解得 ,故的定义域为.
对于函数,则需满足,
即 ,解得
∴ 的定义域为,即,,
∴ .故选C.
【变式3-1】C
【详解】由是奇函数,则,
所以,
所以的图象关于对称,则,
.
【变式3-2】B
【分析】利用给定性质求出对称中心,再利用中心对称函数的性质求解即可
【详解】设,所以
,
因为为奇函数,所以,则,所以函数的图象关于点成中心对称图形,所以,
所以,
每对和为,共对,所以总和为.故选:B.
【变式3-3】2
【分析】首先根据题目条件得出函数周期,再通过给出的函数解析式求出部分函数值,结合函数的周期性和函数值求解的值.
【详解】因为为奇函数,所以,
又因为,
所以,,
所以可知为一个最小正周期为4的周期函数,
所以,
,
,
因为,所以,所以,
所以.
▌题型04 函数奇偶性与周期性的综合
【典例4】/
【分析】依题意可得函数的周期为4,根据周期性与奇偶性计算可得答案.
【详解】由题意可知,又因为是上的奇函数满足,
所以,将换成,可得,所以周期.
因为是上的奇函数,
所以,
因为,所以,
又因为当时,,所以,
所以.
【变式4-1】A
【详解】因为函数为偶函数,所以.
又因为函数周期,因此,
,且,
则
因此.
【变式4-2】B
【分析】先利用图象变换得出为偶函数,再利用得出的周期,进而利用周期性和对称性即可求解.
【详解】将函数的图象向左平移个单位即可得到函数的图象,
由函数的图象关于直线对称,
可知函数的图象关于y轴对称,故为偶函数,
又由,得,则,
所以是周期为8的偶函数,则.
故选:B.
【变式4-3】ABD
【分析】由条件可得函数周期,再结合偶函数的性质,逐个选项判断即可.
【详解】因为是定义在上的偶函数,
所以,
又,即
将替换为,可得,
所以,的周期为,
即,C错,
当时,,
则时,,
由,得时,,
所以,A正确,
且,B正确,
另外,,也可得到C错,
对于D,,D正确.
▌题型05 函数周期性与对称性的综合
【典例5】D
【分析】利用图象关于对称,得到,再利用周期为得到,故.
【详解】因为函数的图象关于对称,所以;
令,得到
又因为是定义在上周期为的函数,
所以,所以.
故选:D.
【变式5-1】A
【分析】通过题目所给的条件求得函数对称中心和对称轴,从而求出函数的周期,最后将求转化为求.
【详解】因为为偶函数,所以,说明关于直线对称.
,,说明关于中心对称.
因为,所以,,
又因为,
所以,,因此周期.
所以,,即.
【变式5-2】D
【详解】因为函数的图象关于点对称,所以,
又,,
令,则,则,故函数是偶函数,
又,则,所以,故函数的周期为3,
所以,.
又,故.
【变式5-3】ACD
【分析】令,代入即可判断选项;利用函数关于点对称,则的关系,进行赋值,结合周期函数的定义,即可判断选项,,.
【详解】解:由,令,则,
所以,正确;
由函数的图象关于点对称,令,当时,,
所以的图象关于对称,即的图象关于点对称,正确;
由,用替换得①,
又的图象关于点对称,则,
用替换得②,
①②得,所以,错误;
由,则,
由上可知,
所以,正确.
▌题型06 函数单调性、奇偶性与对称性的综合
【典例6】A
【分析】根据函数的单调性解不等式,偶函数在对称区间内单调性相反,可以利用到对称轴的距离列不等式判断.
【详解】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6-1】C
【分析】结合函数对称性和单调性,将函数不等式转化为一元二次不等式,进而求解.
【详解】因为,所以关于轴对称,
因为,,
所以在上单调递增,
所以在上单调递减,
由,
可得
即或,
解得.
【变式6-2】C
【分析】由题意的对称轴是,在上单调递增,在上单调递减,不等式等价于,求解即可.
【详解】由题意函数是偶函数,所以的对称轴是,
因为在上单调递增,所以在上单调递减,
由,有,即,
解得或,所以不等式的解集为.
故选:C.
【变式6-3】A
【分析】根据可判断的单调性,由的对称性可判断为奇函数,进而由单调性以及奇偶性即可求解不等式.
【详解】由可得,故在上单调递减,
又函数的图象关于点中心对称,所以的图象关于点中心对称,故为奇函数,
故不等式满足或,
所以或,
故不等式的解为,
故选:A
▌题型07 函数单调性、奇偶性与周期性的综合
【典例7】BC
【解析】对A,由函数的奇偶性和周期性即可求出的值域;对B,由函数的单调性以及周期性即可求出;对C,利用奇偶性求出时的解析式,再利用周期性即可求出时的解析式;对D,由函数的周期性知在的单调性和 上的单调性一样,即可判断.
【详解】解:是定义在上的函数且,
是上的偶函数,
又,
是周期函数,且周期,
对A,时,,
易知:在上单调递减,且是上的偶函数,周期,
,,
的值域是,故A错误;
对B,,
在上单调递减,
在上单调递增,
,故B正确;
对C,当时, ,
,
又,
,
故当时,,
设,则,
,
又 ,
,故C正确;
对D,由的周期知:在的单调性和 上的单调性一样,
在 上单调递增,
在上单调递增,故D错误.
故选:BC.
【点睛】关键点点睛:本题解题的关键是利用函数的单调性,奇偶性,周期性得出函数的性质.
【变式7-1】BCD
【详解】因为函数,所以的定义域为,值域为,
故选项B正确,选项A不正确;
若自变量是有理数,则也是有理数,,所以,
若自变量是无理数,则也是无理数,,所以,
所以是偶函数,选项C正确;
对于任意一个非零有理数,若是有理数,则是有理数;若是无理数,则是无理数,
根据函数的解析式,任取一个不为零的有理数T,都有对任意恒成立,故选项D正确.
【变式7-2】ABD
【分析】根据条件得到,由于任意,都有,则(为常数),即,结合,则,因为 是定义在上的奇函数,且为单调函数,所以,再依次分析即可
【详解】对于A项,因为函数和都是定义在上的奇函数,
所以,
由于任意,都有(m为常数),
令,得,即,则,故A正确;
对于B项,因为为单调函数,且对任意,都有(m为常数),
所以(为常数),即,
因为,所以,则在上是增函数,故B正确;
对于C项,因为 ,且为单调函数
所以,
当时,在上单调递增,则;
当时,在上单调递减,则,故C错误;
对于D项,是常数函数,根据周期函数的定义,任意非零实数均为周期,所以为周期函数,故D 正确.
【变式7-3】ABD
【分析】利用函数为单调函数,可得为定值,再利用为奇函数可求出,则可得,利用,结合解析式可得或;再利用函数为奇函数计算可得A;利用三次函数性质可得B;分类讨论可得C;利用常数函数是周期函数可得D.
【详解】由为单调函数,且对任意,都有,
则为定值,设,即,
由函数为奇函数,则,
即,即,即有,
由,
则,化简得,
则,
故或;
对A:由函数为奇函数,则,又,故,故A正确;
对B:由,则在R上是增函数,故B正确;
对C:由在上单调递增,则当时,
在上单调递增,此时;
当,在上单调递减,此时,故C错误;
对D:,常数函数是周期函数,故D正确.
▌题型08 函数奇偶性、周期性与对称性的综合
【典例8】ACD
【分析】根据已知等式结合函数奇偶性、对称性定义可判断A选项;在A选项中的等式中,利用赋值法求出的值,可判断B选项;利用奇偶性的定义可判断C选项;利用函数周期性的定义求出所求代数式的值,可判断D选项.
【详解】A选项,因为函数的定义域为,且为奇函数,
故对任意的,,即,
所以的图象关于点对称,故A正确;
B选项,因为函数为偶函数,则对任意,,
令,则,故函数的图象关于直线对称,
在等式中,令可得,解得,
在等式中,令可得,故B错误;
C选项,在等式中,用替代得,
即①,
在等式中,用替代可得,
即②,
②代入①可得,于是得出,
所以,即函数是周期为的周期函数,故C正确;
D选项,因为,令可得,
又因为,,且函数是周期为的周期函数,
则
,故D正确.
【变式8-1】BD
【分析】由已知可得,,联立即可求得函数的周期,对称性,逐项判断即可.
【详解】函数是定义域为的偶函数,所以,
对于A,因为为奇函数,所以,故A错误;
对于B,由,所以,
可知的图象关于点中心对称,故B正确;
对于C,由,所以,
又,所以,即,
故函数的周期为4,故C错误;
对于D,由,令,则,所以,
所以,故D正确.
【变式8-2】ACD
【分析】选项A,由与,得,是偶函数,A正确.选项B,由,推出,周期为,不是,B错误.选项C,有对称中心,周期为,半个周期平移后得到对称中心,C 正确.选项D,每项函数值之和为,前项和为,剩余两项得;除以余,故,D正确.
【详解】令,
因为为奇函数,所以,
即,
令,解得,即,
得到,即,
所以关于点中心对称.
因为为偶函数,所以,
即,关于直线轴对称.
由轴对称得,
由中心对称得,
联立得,
把换成得到,
则,所以的周期,故B错误.
因为的对称中心为,所以,
又周期,
,,
由,
令得到,即,
即,
所以图象关于对称,C正确.
由,则,
又,则,
则,对比,
得到 ,即,
所以是偶函数,A正确.
周期,先看一个周期内,
由,
令得到,
由为奇函数,令得到,
又都是对称中心,故,
一个周期:,
中,有项,包含个完整周期加上,
个周期的和为,
又,,故,
所以每项之和为,前项和为,
余下两项,
因为,所以,解得,
则,D正确.
【变式8-3】
【详解】(1)由条件①,,则,
化简可得,解得或,
当时,由条件①,令,则,
解得,与条件③中不恒为零相矛盾,应舍去,故,
由条件①,令,则,
由条件②,令,则,
代入上式可得,解得,
当时,由条件①,令,则,
化简可得,解得,
与条件③中当时,相矛盾,应舍去,故.
(2)由条件①,,则,
化简可得,可得,
所以函数为偶函数.
(3)由条件①,令,则,
由条件②,可得,即,
因为,所以为函数的周期,
由条件①,令,则,
化简可得,解得,
由条件①,令,则,
由上式,令,则,
所以,
可得,
由条件①,令,则,
化简可得,分解因式可得,
由,则解得,可得,
由,则
.
▌题型09 函数单调性、奇偶性、周期性与对称性的综合
【典例9】ACD
【分析】利用函数的奇偶性,结合函数对称性判断选项A;利用函数单调性和周期性,判断选项B;利用函数单调性和奇偶性,判断选项C;利用函数单调性及对称性,结合基本不等式判断选项D.
【详解】为偶函数,则,由函数对称性定义,
函数的图象关于直线对称,故A正确;
已知是上的奇函数,故,且,
由对称性知,代入奇函数性质得,
故,则函数周期为,
,
由对称性,
又在上为增函数,故,
故,故B错误;
当时,在上单调递增,;
在上单调递减,,
故在区间内;
当时,由奇函数性质,时,
故,故内,且,故,
综上,时,,故C正确;
由且,结合在递增,递减,
且关于对称,可得,
将代入目标式,则
,
当且仅当,即时取等号,
结合得,满足,故D正确.
【变式9-1】D
【分析】利用函数的奇偶性和对称性推理出周期,进而结合奇偶性得到单调性,将目标函数均转化至同一区间内,最后比较大小即可.
【详解】由题意得,都有成立,则函数图象关于点对称,
为偶函数,的图象关于对称,即,
若,则,
可得,而,
化简得,周期,
而任取,,
在上单调递减,
为偶函数,在上单调递增,
函数图象关于点对称,
故在上单调递增,在上单调递减,
则,
,,
因为,所以.
【变式9-2】BC
【分析】利用函数对称性、奇偶性、周期性、单调性判断A、B、C选项,再结合函数零点判断D选项.
【详解】对于A,因为函数的图象关于点中心对称,
所以,即,
也即,
当时,成立,
当时,,
又函数是定义在上的偶函数,
所以,故A错误;
对于B,,
由,所以函数的周期为6,
所以,故B正确;
对于C,因为函数的图象关于点中心对称,且在区间上是增函数,
由中心对称的性质可得函数在上是增函数,故C正确;
对于D,令,则或,
此时在区间有一个零点,
因为函数是定义在上的偶函数,且周期为6,,
所以,
此时,
所以在区间共有个零点分别为,
此时,故D不正确.
【变式9-3】BCD
【分析】分析函数的周期性、对称性、奇偶性,根据函数性质分析函数,即可求解.
【详解】函数满足,
,
即函数是周期为4的周期函数.
A选项中,,故A错误;
B选项中,,结合并令,可得,
又因为当时,,则,
所以,故B正确,
C选项中,当时,
,
由是R上的奇函数且周期为4,
所以
,
即在上递增 ,
故C正确,
D选项中,由,
所以,
,
即,
所以是函数的对称中心 ,
又因为为奇函数,关于原点中心对称,
所以为奇函数的对称中心 ,故D正确,
故选:BCD.
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专题10 直击函数四大基本性质(单调性、奇偶性、周期性和对称性)的综合问题(9大题型)
(题型突破·举一反三)
题型01 函数单调性与奇偶性的综合 1
题型02 函数单调性与对称性的综合 5
题型03 函数奇偶性与对称性的综合 8
题型04 函数奇偶性与周期性的综合 10
题型05 函数周期性与对称性的综合 12
题型06 函数单调性、奇偶性与对称性的综合 15
题型07 函数单调性、奇偶性与周期性的综合 18
题型08 函数奇偶性、周期性与对称性的综合 22
题型09 函数单调性、奇偶性、周期性与对称性的综合 27
▌题型01 函数单调性与奇偶性的综合
奇偶性与单调性的综合问题及解题方法
【典例1-1】(2026高一·贵州铜仁·期末)已知是定义域为的偶函数,且在上单调递减,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据函数的奇偶性和单调性判断函数值的大小.
【详解】因为是定义域为的偶函数,所以,
又在上单调递减,且,所以,
故选:A
【典例1-2】(25-26高二下·安徽宿州·期末)已知函数是定义在上的偶函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)判断在上的单调性,并证明;
(3)若,求的取值范围.
【详解】(1)函数是定义在上的偶函数,则,即,整理可得对任意的恒成立,故,
所以,
因为,
则,解得,
故.
(2)函数在上单调递增,
证明如下:
任取,且,
因为,
则
由,
则
即,
故函数在上单调递增.
(3)因为函数为上的偶函数,且该函数在上单调递增,
根据偶函数的对称性可知,在上单调递减,
由可得,得,
即,即,
可得或,解得或或.
因此,不等式的解集为.
【变式1-1】(25-26高一下·云南丽江·期末)设奇函数的定义域为,对任意的,且,都有不等式,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意确定函数的单调性,分情况将不等式变形利用函数的单调性求解.
【详解】因为对任意的且,都有不等式,
所以函数在单调递增,
因为是奇函数,所以对,,且,
即函数是偶函数.
因为函数在单调递增,所以函数在单调递减,
当可化为或
又为偶函数,,所以①或②,
由①得,解得;
由②得,可得,解得;
综上不等式的解集是.
【变式1-2】(25-26高一上·安徽铜陵·期末)已知函数是定义在R上的偶函数,且.
(1)求实数的值;
(2)判断在区间上的单调性,并用定义证明;
(3)已知,求实数的取值范围.
【详解】(1)因为是定义在R上的偶函数,
所以,即,即得,
结合,解得,则,
因为,
所以,解得.
所以.
(2)由(1)得,在区间上的单调递增,证明如下:
在上任取,且,
则
,
因为,所以,
则,即,
所以在区间上的单调递增.
(3)由(2)得在上的单调递增,且为偶函数,
因为,
所以,则,整理得,
解得,则实数的取值范围为.
【变式1-3】(25-26高一上·广东广州·期末)已知定义在R上的函数满足,且当时,.
(1)求的值,并证明:为奇函数;
(2)求证:在R上是增函数;
(3)若,求不等式的解集.
【答案】(1),证明如下:
定义在上的函数满足,
取,则,所以,
,取,则,
于是,
即,
所以为奇函数.
(2),则,由当时,,得,
,
所以在上是增函数.
(3)由,得,
不等式,
则,由(2)知,,即,解得或,
所以原不等式的解集为.
▌题型02 函数单调性与对称性的综合
函数的单调性与对称性综合问题的求解策略:
1.先确定函数的对称轴或对称中心,将待求区间转化到已知单调区间内,利用单调性比较大小或求值域;
2.由对称性建立函数值相等或相反的关系,辅助解不等式或方程;
3.若函数图象存在对称轴,则对称轴两侧单调性相反;若存在两条对称轴或两个对称中心,可推出周期性,再综合运用;
4.作图示意,注意定义域限制对单调区间的影响.
【典例2】(2026·云南曲靖·二模)已知定义域为的函数满足,且对任意,,当时,都有,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用函数的对称性及单调性的定义确定区间单调性,再由单调性判断函数值的大小.
【详解】由得函数的图象关于对称,
根据已知及单调性的定义,知在上为减函数,
所以在上为增函数,
,且,
.
【变式2-1】(25-26高三上·广东·阶段检测)已知函数的定义域为,图象关于对称,且,对于任意的,都有成立,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】结合函数的单调性,对称性进行判断即可.
【详解】由题可知,在上单调递增,又因为关于对称,
在上单调递减.
,关于对称,.
对于A、B、C:在上单调递减,,
,故A正确,B、C错误;
对于D:在上单调递增,,
,故D错误.
故选:A.
【变式2-2】(25-26高一上·安徽阜阳·期中)已知函数,使得成立的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由函数解析式得到函数的对称轴,以及函数的单调区间,利用函数的对称性和单调性得到不等式,解得的取值范围.
【详解】∵,
,
即,所以函数图象关于直线对称,
当时,,函数在内单调递增,
∵,∴,
解得.
故选:C.
【变式2-3】(25-26高三上·黑龙江·开学考试)已知定义在上的函数满足,且,都有,则的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,得到函数的图象关于对称,且在上单调递减,在上单调递增,结合函数的单调性和对称性,即可求解.
【详解】由函数满足,可得函数的图象关于对称,
又由,都有,
根据函数单调性的定义,可得函数在上单调递减,
结合对称性知:函数在上单调递增,
因为,所以,
又因为,所以.
故选:B.
▌题型03 函数奇偶性与对称性的综合
1.由函数的奇偶性与对称性可求函数的周期,常用于化简求值、比较大小等.
2.函数的奇偶性与对称性综合问题,核心是利用对称性简化分析,求解策略如下:
(1)转化区间:先确定对称轴或对称中心,将待求区间映射到已知单调区间内,利用单调性比较大小或求值域.
(2)建立等量关系:由对称性得出函数值相等或相反的关系,辅助解不等式或方程.
(3)作图验证:画出示意图,注意定义域限制对单调区间的影响,避免遗漏或错判.
掌握这些策略,可高效解决奇偶性与对称性结合的问题.
【典例3】(24-25高一上·湖北武汉·期末)已知函数的定义域是,的图象与的图象关于点成中心对称,若的定义域为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据函数图象中心对称的坐标性质推导与的解析式关系,结合的定义域求出的定义域,再根据抽象函数“同一对应法则作用对象范围一致”的规则,令落在的定义域范围内,解不等式得到的定义域,最终计算的值.
【详解】设函数图象上任意一点的坐标为.
∵ 的图象与的图象关于点成中心对称,
∴ 点关于点的对称点为,且该点在的图象上,
∴ ,即.
∵ 的定义域是,∴ ,
即 ,解得 ,故的定义域为.
对于函数,则需满足,
即 ,解得
∴ 的定义域为,即,,
∴ .故选C.
【变式3-1】(25-26高三上·安徽淮北·期中)已知是定义在的奇函数,当时,,则( )
A. B. C. D.16
【答案】C
【详解】由是奇函数,则,
所以,
所以的图象关于对称,则,
.
【变式3-2】(25-26高一上·陕西西安·期末)我们知道,函数的图象关于坐标原点成中心对称图形的充要条件是为奇函数,有同学发现可以将其推广为:函数的图象关于点成中心对称图形的充要条件是函数为奇函数.若,则( )
A.400 B.200 C.198 D.396
【答案】B
【分析】利用给定性质求出对称中心,再利用中心对称函数的性质求解即可
【详解】设,所以
,
因为为奇函数,所以,则,所以函数的图象关于点成中心对称图形,所以,
所以,
每对和为,共对,所以总和为.故选:B.
【变式3-3】(2026高二·甘肃兰州·期末)已知函数是定义在上的奇函数,,当时,,则的值为__________.
【答案】2
【分析】首先根据题目条件得出函数周期,再通过给出的函数解析式求出部分函数值,结合函数的周期性和函数值求解的值.
【详解】因为为奇函数,所以,
又因为,
所以,,
所以可知为一个最小正周期为4的周期函数,
所以,
,
,
因为,所以,所以,
所以.
▌题型04 函数奇偶性与周期性的综合
奇偶性与周期性综合问题的解题策略
【典例4】(2026高二·重庆·期末)为定义在上的奇函数,且,当时,,则________.
【答案】/
【分析】依题意可得函数的周期为4,根据周期性与奇偶性计算可得答案.
【详解】由题意可知,又因为是上的奇函数满足,
所以,将换成,可得,所以周期.
因为是上的奇函数,
所以,
因为,所以,
又因为当时,,所以,
所以.
【变式4-1】(26-27高三·全国·一轮复习)设是定义在上且周期为2的偶函数,当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为函数为偶函数,所以.
又因为函数周期,因此,
,且,
则
因此.
【变式4-2】(2026高三·全国·一轮复习)已知定义在R上的函数,对任意实数x都有,若函数的图象关于直线对称,且,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】先利用图象变换得出为偶函数,再利用得出的周期,进而利用周期性和对称性即可求解.
【详解】将函数的图象向左平移个单位即可得到函数的图象,
由函数的图象关于直线对称,
可知函数的图象关于y轴对称,故为偶函数,
又由,得,则,
所以是周期为8的偶函数,则.
故选:B.
【变式4-3】(多选)(2026高一·陕西咸阳·期末)设是定义在上的偶函数,且,当时,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】由条件可得函数周期,再结合偶函数的性质,逐个选项判断即可.
【详解】因为是定义在上的偶函数,
所以,
又,即
将替换为,可得,
所以,的周期为,
即,C错,
当时,,
则时,,
由,得时,,
所以,A正确,
且,B正确,
另外,,也可得到C错,
对于D,,D正确.
▌题型05 函数周期性与对称性的综合
1.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|.
2.函数的对称性与周期性综合问题,核心是借助对称性推导周期,再简化分析,求解策略如下:
(1)转化区间:先确定对称轴或对称中心,利用对称性将待求区间映射到已知区间,结合单调性比较函数值或求值域.
(2)建立等量关系:由对称性得出函数值相等或相反的关系,用于解方程或不等式.
(3)挖掘周期性:若函数有两条对称轴或两个对称中心,或一条对称轴与一个对称中心,则该函数为周期函数;
(4)综合运用:将周期性与对称性结合,可把任意区间问题转化到基本区间,再结合奇偶性判断图像特征.
(5)作图验证:画出示意图,注意定义域限制,避免遗漏关键点.
掌握这些策略,可高效解决对称性与周期性综合题.
【典例5】(2026高一·重庆·阶段检测)已知是定义在上周期为2的函数,且的图象关于对称.当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用图象关于对称,得到,再利用周期为得到,故.
【详解】因为函数的图象关于对称,所以;
令,得到
又因为是定义在上周期为的函数,
所以,所以.
故选:D.
【变式5-1】(25-26高二下·吉林长春·期末)已知定义域是R的函数满足:,,,,则( )
A. B.1 C.2 D.
【答案】A
【分析】通过题目所给的条件求得函数对称中心和对称轴,从而求出函数的周期,最后将求转化为求.
【详解】因为为偶函数,所以,说明关于直线对称.
,,说明关于中心对称.
因为,所以,,
又因为,
所以,,因此周期.
所以,,即.
【变式5-2】(2026高三·广西贵港·开学考试)已知定义在上的函数的图象关于点对称,且满足,又,,则( )
A. B. C.0 D.2
【答案】D
【详解】因为函数的图象关于点对称,所以,
又,,
令,则,则,故函数是偶函数,
又,则,所以,故函数的周期为3,
所以,.
又,故.
【变式5-3】(多选)(25-26高一上·安徽阜阳·期末)已知函数的定义域为.若函数的图象关于点对称,,令,则( )
A. B.
C.的图象关于点对称 D.
【答案】ACD
【分析】令,代入即可判断选项;利用函数关于点对称,则的关系,进行赋值,结合周期函数的定义,即可判断选项,,.
【详解】解:由,令,则,
所以,正确;
由函数的图象关于点对称,令,当时,,
所以的图象关于对称,即的图象关于点对称,正确;
由,用替换得①,
又的图象关于点对称,则,
用替换得②,
①②得,所以,错误;
由,则,
由上可知,
所以,正确.
▌题型06 函数单调性、奇偶性与对称性的综合
函数单调性、奇偶性与对称性综合问题求解策略
1.解题思路
(1)转化思想:奇偶性实现 x 与- x 转换,对称性实现自变量等量代换,单调性比较函数值大小,三者互相转化.
(2)溯源思想:先推导函数周期,奇偶与对称综合一般可证周期性,简化求值、画图.
(3)数形结合:利用性质画出局部图像,直观判断区间增减、函数值.
2. 解题步骤:
(1)标条件:整理奇偶、对称轴或中心对称等式.
(2)推周期:联立奇偶与对称关系式,求出周期.
(3)定区间:借助奇偶把未知区间自变量转化到已知单调区间.
(4)比大小:用单调性脱去 f,解不等式或求值.
(5)验结果:结合图象、定义域排除增根.
【典例6】(2026高二·黑龙江大庆·阶段检测)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
【分析】根据函数的单调性解不等式,偶函数在对称区间内单调性相反,可以利用到对称轴的距离列不等式判断.
【详解】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6-1】(2026高一·四川泸州·期末)已知函数对任意满足,若,,则关于的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】结合函数对称性和单调性,将函数不等式转化为一元二次不等式,进而求解.
【详解】因为,所以关于轴对称,
因为,,
所以在上单调递增,
所以在上单调递减,
由,
可得
即或,
解得.
【变式6-2】(2026高三·江苏扬州·期中)已知函数是偶函数,在上单调递增,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由题意的对称轴是,在上单调递增,在上单调递减,不等式等价于,求解即可.
【详解】由题意函数是偶函数,所以的对称轴是,
因为在上单调递增,所以在上单调递减,
由,有,即,
解得或,所以不等式的解集为.
故选:C.
【变式6-3】(2026高一·江苏·期中)已知函数定义域为,对都有恒成立,且函数的图象关于点中心对称,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据可判断的单调性,由的对称性可判断为奇函数,进而由单调性以及奇偶性即可求解不等式.
【详解】由可得,故在上单调递减,
又函数的图象关于点中心对称,所以的图象关于点中心对称,故为奇函数,
故不等式满足或,
所以或,
故不等式的解为,
故选:A
▌题型07 函数单调性、奇偶性与周期性的综合
函数单调性、奇偶性与周期性综合问题求解策略
1.解题思路
(1)等价转化:奇偶性实现正负自变量互化,周期性实现区间平移,单调性转化函数值不等式.
(2)公式推导:联立奇偶、对称式推导周期,缩小研究区间.
(3)数形辅助:绘制一个周期内简图,直观判断增减与函数值.
2.解题步骤
(1)梳理条件:列出奇偶、周期、单调区间已知条件.
(2)求周期:结合奇偶关系式推导周期,统一自变量范围.
(3)化区间:利用奇偶、周期将自变量归到已知单调区间.
(4)脱函数:依据单调性去掉 f,转化普通不等式求解.
(5)校验:结合定义域、周期范围筛除不合理解.
【典例7】(多选)(2026高一·湖北孝感·期中)已知是定义在上的函数,满足,且对任意的恒有,且当时,,则( )
A.函数的值域是 B.
C.时, D.函数在上递减
【答案】BC
【解析】对A,由函数的奇偶性和周期性即可求出的值域;对B,由函数的单调性以及周期性即可求出;对C,利用奇偶性求出时的解析式,再利用周期性即可求出时的解析式;对D,由函数的周期性知在的单调性和 上的单调性一样,即可判断.
【详解】解:是定义在上的函数且,
是上的偶函数,
又,
是周期函数,且周期,
对A,时,,
易知:在上单调递减,且是上的偶函数,周期,
,,
的值域是,故A错误;
对B,,
在上单调递减,
在上单调递增,
,故B正确;
对C,当时, ,
,
又,
,
故当时,,
设,则,
,
又 ,
,故C正确;
对D,由的周期知:在的单调性和 上的单调性一样,
在 上单调递增,
在上单调递增,故D错误.
故选:BC.
【点睛】关键点点睛:本题解题的关键是利用函数的单调性,奇偶性,周期性得出函数的性质.
【变式7-1】(多选)(25-26高三上·四川广安·阶段检测)已知,下列关于的说法正确的是( )
A.的值域为 B.的定义域为
C.函数是偶函数 D.任意一个非零有理数,对任意恒成立
【答案】BCD
【详解】因为函数,所以的定义域为,值域为,
故选项B正确,选项A不正确;
若自变量是有理数,则也是有理数,,所以,
若自变量是无理数,则也是无理数,,所以,
所以是偶函数,选项C正确;
对于任意一个非零有理数,若是有理数,则是有理数;若是无理数,则是无理数,
根据函数的解析式,任取一个不为零的有理数T,都有对任意恒成立,故选项D正确.
【变式7-2】(多选)(25-26高三下·陕西商洛·阶段检测)已知函数和都是定义在上的奇函数,且为单调函数,,若对任意,都有(m为常数),则( )
A. B.在上是增函数
C. D.函数是周期函数
【答案】ABD
【分析】根据条件得到,由于任意,都有,则(为常数),即,结合,则,因为 是定义在上的奇函数,且为单调函数,所以,再依次分析即可
【详解】对于A项,因为函数和都是定义在上的奇函数,
所以,
由于任意,都有(m为常数),
令,得,即,则,故A正确;
对于B项,因为为单调函数,且对任意,都有(m为常数),
所以(为常数),即,
因为,所以,则在上是增函数,故B正确;
对于C项,因为 ,且为单调函数
所以,
当时,在上单调递增,则;
当时,在上单调递减,则,故C错误;
对于D项,是常数函数,根据周期函数的定义,任意非零实数均为周期,所以为周期函数,故D 正确.
【变式7-3】(多选)(2026·广西北海·一模)已知函数,()都是奇函数,且为单调函数,若对任意,都有(m为常数),.则( )
A. B.在上是增函数
C. D.是周期函数
【答案】ABD
【分析】利用函数为单调函数,可得为定值,再利用为奇函数可求出,则可得,利用,结合解析式可得或;再利用函数为奇函数计算可得A;利用三次函数性质可得B;分类讨论可得C;利用常数函数是周期函数可得D.
【详解】由为单调函数,且对任意,都有,
则为定值,设,即,
由函数为奇函数,则,
即,即,即有,
由,
则,化简得,
则,
故或;
对A:由函数为奇函数,则,又,故,故A正确;
对B:由,则在R上是增函数,故B正确;
对C:由在上单调递增,则当时,
在上单调递增,此时;
当,在上单调递减,此时,故C错误;
对D:,常数函数是周期函数,故D正确.
▌题型08 函数奇偶性、周期性与对称性的综合
函数奇偶性、周期性与对称性的综合问题求解策略
1.解题思路
(1)等价转化:奇偶转换正负自变量,对称轴 / 对称中心得到等量关系,联立推导周期.
(2)数形结合:画出一个周期内图像,直观分析点的函数值.
(3)目标归一:把任意自变量通过周期、奇偶转化至核心已知区间.
2.解题步骤
(1)整理题干条件,写出奇偶、对称对应等式.
(2)联立关系式推导函数周期.
(3)借助周期、奇偶,将所求自变量转化到基础区间.
(4)结合对称性质代换求值、解不等式.
(5)结合定义域、周期范围检验答案,舍去无效解.
【典例8】(多选)(25-26高三下·山东聊城·阶段检测)已知函数的定义域为,且为奇函数,为偶函数,,则下列结论正确的是( )
A.的图象关于点对称 B.
C.是周期函数 D.
【答案】ACD
【分析】根据已知等式结合函数奇偶性、对称性定义可判断A选项;在A选项中的等式中,利用赋值法求出的值,可判断B选项;利用奇偶性的定义可判断C选项;利用函数周期性的定义求出所求代数式的值,可判断D选项.
【详解】A选项,因为函数的定义域为,且为奇函数,
故对任意的,,即,
所以的图象关于点对称,故A正确;
B选项,因为函数为偶函数,则对任意,,
令,则,故函数的图象关于直线对称,
在等式中,令可得,解得,
在等式中,令可得,故B错误;
C选项,在等式中,用替代得,
即①,
在等式中,用替代可得,
即②,
②代入①可得,于是得出,
所以,即函数是周期为的周期函数,故C正确;
D选项,因为,令可得,
又因为,,且函数是周期为的周期函数,
则
,故D正确.
【变式8-1】(多选)(25-26高二下·山东泰安·期末)已知函数是定义域为R的偶函数,且为奇函数,则( )
A.
B.的图象关于点中心对称
C.函数的周期为2
D.
【答案】BD
【分析】由已知可得,,联立即可求得函数的周期,对称性,逐项判断即可.
【详解】函数是定义域为的偶函数,所以,
对于A,因为为奇函数,所以,故A错误;
对于B,由,所以,
可知的图象关于点中心对称,故B正确;
对于C,由,所以,
又,所以,即,
故函数的周期为4,故C错误;
对于D,由,令,则,所以,
所以,故D正确.
【变式8-2】(多选)(25-26高一下·广东揭阳·期末)已知函数的定义域为,且满足为奇函数,为偶函数,且,则下列说法正确的是( )
A.为偶函数 B.2是的一个周期
C.图象关于对称 D.
【答案】ACD
【分析】选项A,由与,得,是偶函数,A正确.选项B,由,推出,周期为,不是,B错误.选项C,有对称中心,周期为,半个周期平移后得到对称中心,C 正确.选项D,每项函数值之和为,前项和为,剩余两项得;除以余,故,D正确.
【详解】令,
因为为奇函数,所以,
即,
令,解得,即,
得到,即,
所以关于点中心对称.
因为为偶函数,所以,
即,关于直线轴对称.
由轴对称得,
由中心对称得,
联立得,
把换成得到,
则,所以的周期,故B错误.
因为的对称中心为,所以,
又周期,
,,
由,
令得到,即,
即,
所以图象关于对称,C正确.
由,则,
又,则,
则,对比,
得到 ,即,
所以是偶函数,A正确.
周期,先看一个周期内,
由,
令得到,
由为奇函数,令得到,
又都是对称中心,故,
一个周期:,
中,有项,包含个完整周期加上,
个周期的和为,
又,,故,
所以每项之和为,前项和为,
余下两项,
因为,所以,解得,
则,D正确.
【变式8-3】(25-26高一上·湖北·阶段检测)设函数满足:①对任意实数x,y都有;②对任意,都有;③不恒为0,且当时,.
(1)求,的值;
(2)判断函数的奇偶性,并给出你的证明;
(3)定义“若存在非零常数T,使得对函数定义域中的任意一个x,均有,则称为以T为周期的周期函数”.试证明:函数是以6为周期的周期函数,并求出的值.
【详解】(1)由条件①,,则,
化简可得,解得或,
当时,由条件①,令,则,
解得,与条件③中不恒为零相矛盾,应舍去,故,
由条件①,令,则,
由条件②,令,则,
代入上式可得,解得,
当时,由条件①,令,则,
化简可得,解得,
与条件③中当时,相矛盾,应舍去,故.
(2)由条件①,,则,
化简可得,可得,
所以函数为偶函数.
(3)由条件①,令,则,
由条件②,可得,即,
因为,所以为函数的周期,
由条件①,令,则,
化简可得,解得,
由条件①,令,则,
由上式,令,则,
所以,
可得,
由条件①,令,则,
化简可得,分解因式可得,
由,则解得,可得,
由,则
.
▌题型09 函数单调性、奇偶性、周期性与对称性的综合
函数单调性、奇偶性、周期性与对称性综合问题求解策略
1.解题思路
四大性质综合万能化简顺序:周期压缩自变量→奇偶消去负号→对称转到同一单调区间→单调性解题
2.解题步骤
(1)周期处理:,将任意自变量压缩到一个基础周期区间;
(2)奇偶处理:负自变量转为正自变量;
(3)对称处理:利用对称轴把自变量全部转移到对称轴一侧;
(4)单调性:同一区间内比较自变量大小,推出函数值关系,解不等式;
(5)结合定义域约束,取交集得到最终答案.
【典例9】(多选)(25-26高一下·贵州遵义·阶段检测)定义在上的奇函数在上为增函数,且为偶函数,则( )
A.函数的图象关于对称
B.
C.当时,
D.若,且,则的最小值为
【答案】ACD
【分析】利用函数的奇偶性,结合函数对称性判断选项A;利用函数单调性和周期性,判断选项B;利用函数单调性和奇偶性,判断选项C;利用函数单调性及对称性,结合基本不等式判断选项D.
【详解】为偶函数,则,由函数对称性定义,
函数的图象关于直线对称,故A正确;
已知是上的奇函数,故,且,
由对称性知,代入奇函数性质得,
故,则函数周期为,
,
由对称性,
又在上为增函数,故,
故,故B错误;
当时,在上单调递增,;
在上单调递减,,
故在区间内;
当时,由奇函数性质,时,
故,故内,且,故,
综上,时,,故C正确;
由且,结合在递增,递减,
且关于对称,可得,
将代入目标式,则
,
当且仅当,即时取等号,
结合得,满足,故D正确.
【变式9-1】(25-26高一下·云南昆明·阶段检测)已知偶函数,对于,都有成立,且任取,都有,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用函数的奇偶性和对称性推理出周期,进而结合奇偶性得到单调性,将目标函数均转化至同一区间内,最后比较大小即可.
【详解】由题意得,都有成立,则函数图象关于点对称,
为偶函数,的图象关于对称,即,
若,则,
可得,而,
化简得,周期,
而任取,,
在上单调递减,
为偶函数,在上单调递增,
函数图象关于点对称,
故在上单调递增,在上单调递减,
则,
,,
因为,所以.
【变式9-2】(多选)(2026·甘肃兰州·模拟预测)已知函数是定义在上的偶函数且在区间上单调,函数的图象关于点中心对称,则以下说法正确的是( )
A.
B.若,则
C.若在区间上是增函数,则在区间上是增函数
D.若,则在区间上的零点之和为0
【答案】BC
【分析】利用函数对称性、奇偶性、周期性、单调性判断A、B、C选项,再结合函数零点判断D选项.
【详解】对于A,因为函数的图象关于点中心对称,
所以,即,
也即,
当时,成立,
当时,,
又函数是定义在上的偶函数,
所以,故A错误;
对于B,,
由,所以函数的周期为6,
所以,故B正确;
对于C,因为函数的图象关于点中心对称,且在区间上是增函数,
由中心对称的性质可得函数在上是增函数,故C正确;
对于D,令,则或,
此时在区间有一个零点,
因为函数是定义在上的偶函数,且周期为6,,
所以,
此时,
所以在区间共有个零点分别为,
此时,故D不正确.
【变式9-3】(多选)已知是R上的奇函数,满足,当时,,则下列选项中正确的有( )
A. B.
C.在上递增 D.为的对称中心
【答案】BCD
【分析】分析函数的周期性、对称性、奇偶性,根据函数性质分析函数,即可求解.
【详解】函数满足,
,
即函数是周期为4的周期函数.
A选项中,,故A错误;
B选项中,,结合并令,可得,
又因为当时,,则,
所以,故B正确,
C选项中,当时,
,
由是R上的奇函数且周期为4,
所以
,
即在上递增 ,
故C正确,
D选项中,由,
所以,
,
即,
所以是函数的对称中心 ,
又因为为奇函数,关于原点中心对称,
所以为奇函数的对称中心 ,故D正确,
故选:BCD.
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专题10 直击函数四大基本性质(单调性、奇偶性、周期性和对称性)的综合问题(9大题型)
(题型突破·举一反三)
题型01 函数单调性与奇偶性的综合 1
题型02 函数单调性与对称性的综合 5
题型03 函数奇偶性与对称性的综合 8
题型04 函数奇偶性与周期性的综合 10
题型05 函数周期性与对称性的综合 12
题型06 函数单调性、奇偶性与对称性的综合 15
题型07 函数单调性、奇偶性与周期性的综合 18
题型08 函数奇偶性、周期性与对称性的综合 22
题型09 函数单调性、奇偶性、周期性与对称性的综合 27
▌题型01 函数单调性与奇偶性的综合
奇偶性与单调性的综合问题及解题方法
【典例1-1】(2026高一·贵州铜仁·期末)已知是定义域为的偶函数,且在上单调递减,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据函数的奇偶性和单调性判断函数值的大小.
【详解】因为是定义域为的偶函数,所以,
又在上单调递减,且,所以,
故选:A
【典例1-2】(25-26高二下·安徽宿州·期末)已知函数是定义在上的偶函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)判断在上的单调性,并证明;
(3)若,求的取值范围.
【详解】(1)函数是定义在上的偶函数,则,即,整理可得对任意的恒成立,故,
所以,
因为,
则,解得,
故.
(2)函数在上单调递增,
证明如下:
任取,且,
因为,
则
由,
则
即,
故函数在上单调递增.
(3)因为函数为上的偶函数,且该函数在上单调递增,
根据偶函数的对称性可知,在上单调递减,
由可得,得,
即,即,
可得或,解得或或.
因此,不等式的解集为.
【变式1-1】(25-26高一下·云南丽江·期末)设奇函数的定义域为,对任意的,且,都有不等式,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】(25-26高一上·安徽铜陵·期末)已知函数是定义在R上的偶函数,且.
(1)求实数的值;
(2)判断在区间上的单调性,并用定义证明;
(3)已知,求实数的取值范围.
【变式1-3】(25-26高一上·广东广州·期末)已知定义在R上的函数满足,且当时,.
(1)求的值,并证明:为奇函数;
(2)求证:在R上是增函数;
(3)若,求不等式的解集.
▌题型02 函数单调性与对称性的综合
函数的单调性与对称性综合问题的求解策略:
1.先确定函数的对称轴或对称中心,将待求区间转化到已知单调区间内,利用单调性比较大小或求值域;
2.由对称性建立函数值相等或相反的关系,辅助解不等式或方程;
3.若函数图象存在对称轴,则对称轴两侧单调性相反;若存在两条对称轴或两个对称中心,可推出周期性,再综合运用;
4.作图示意,注意定义域限制对单调区间的影响.
【典例2】(2026·云南曲靖·二模)已知定义域为的函数满足,且对任意,,当时,都有,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用函数的对称性及单调性的定义确定区间单调性,再由单调性判断函数值的大小.
【详解】由得函数的图象关于对称,
根据已知及单调性的定义,知在上为减函数,
所以在上为增函数,
,且,
.
【变式2-1】(25-26高三上·广东·阶段检测)已知函数的定义域为,图象关于对称,且,对于任意的,都有成立,则( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】(25-26高一上·安徽阜阳·期中)已知函数,使得成立的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式2-3】(25-26高三上·黑龙江·开学考试)已知定义在上的函数满足,且,都有,则的大小关系是( )
A. B.
C. D.
▌题型03 函数奇偶性与对称性的综合
1.由函数的奇偶性与对称性可求函数的周期,常用于化简求值、比较大小等.
2.函数的奇偶性与对称性综合问题,核心是利用对称性简化分析,求解策略如下:
(1)转化区间:先确定对称轴或对称中心,将待求区间映射到已知单调区间内,利用单调性比较大小或求值域.
(2)建立等量关系:由对称性得出函数值相等或相反的关系,辅助解不等式或方程.
(3)作图验证:画出示意图,注意定义域限制对单调区间的影响,避免遗漏或错判.
掌握这些策略,可高效解决奇偶性与对称性结合的问题.
【典例3】(24-25高一上·湖北武汉·期末)已知函数的定义域是,的图象与的图象关于点成中心对称,若的定义域为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据函数图象中心对称的坐标性质推导与的解析式关系,结合的定义域求出的定义域,再根据抽象函数“同一对应法则作用对象范围一致”的规则,令落在的定义域范围内,解不等式得到的定义域,最终计算的值.
【详解】设函数图象上任意一点的坐标为.
∵ 的图象与的图象关于点成中心对称,
∴ 点关于点的对称点为,且该点在的图象上,
∴ ,即.
∵ 的定义域是,∴ ,
即 ,解得 ,故的定义域为.
对于函数,则需满足,
即 ,解得
∴ 的定义域为,即,,
∴ .故选C.
【变式3-1】(25-26高三上·安徽淮北·期中)已知是定义在的奇函数,当时,,则( )
A. B. C. D.16
【变式3-2】(25-26高一上·陕西西安·期末)我们知道,函数的图象关于坐标原点成中心对称图形的充要条件是为奇函数,有同学发现可以将其推广为:函数的图象关于点成中心对称图形的充要条件是函数为奇函数.若,则( )
A.400 B.200 C.198 D.396
【变式3-3】(2026高二·甘肃兰州·期末)已知函数是定义在上的奇函数,,当时,,则的值为__________.
▌题型04 函数奇偶性与周期性的综合
奇偶性与周期性综合问题的解题策略
【典例4】(2026高二·重庆·期末)为定义在上的奇函数,且,当时,,则________.
【答案】/
【分析】依题意可得函数的周期为4,根据周期性与奇偶性计算可得答案.
【详解】由题意可知,又因为是上的奇函数满足,
所以,将换成,可得,所以周期.
因为是上的奇函数,
所以,
因为,所以,
又因为当时,,所以,
所以.
【变式4-1】(26-27高三·全国·一轮复习)设是定义在上且周期为2的偶函数,当时,,则( )
【变式4-2】(2026高三·全国·一轮复习)已知定义在R上的函数,对任意实数x都有,若函数的图象关于直线对称,且,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式4-3】(多选)(2026高一·陕西咸阳·期末)设是定义在上的偶函数,且,当时,,则( )
A. B.
C. D.
▌题型05 函数周期性与对称性的综合
1.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|.
2.函数的对称性与周期性综合问题,核心是借助对称性推导周期,再简化分析,求解策略如下:
(1)转化区间:先确定对称轴或对称中心,利用对称性将待求区间映射到已知区间,结合单调性比较函数值或求值域.
(2)建立等量关系:由对称性得出函数值相等或相反的关系,用于解方程或不等式.
(3)挖掘周期性:若函数有两条对称轴或两个对称中心,或一条对称轴与一个对称中心,则该函数为周期函数;
(4)综合运用:将周期性与对称性结合,可把任意区间问题转化到基本区间,再结合奇偶性判断图像特征.
(5)作图验证:画出示意图,注意定义域限制,避免遗漏关键点.
掌握这些策略,可高效解决对称性与周期性综合题.
【典例5】(2026高一·重庆·阶段检测)已知是定义在上周期为2的函数,且的图象关于对称.当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用图象关于对称,得到,再利用周期为得到,故.
【详解】因为函数的图象关于对称,所以;
令,得到
又因为是定义在上周期为的函数,
所以,所以.
故选:D.
【变式5-1】(25-26高二下·吉林长春·期末)已知定义域是R的函数满足:,,,,则( )
A. B.1 C.2 D.
【变式5-2】(2026高三·广西贵港·开学考试)已知定义在上的函数的图象关于点对称,且满足,又,,则( )
A. B. C.0 D.2
【变式5-3】(多选)(25-26高一上·安徽阜阳·期末)已知函数的定义域为.若函数的图象关于点对称,,令,则( )
A. B.
C.的图象关于点对称 D.
▌题型06 函数单调性、奇偶性与对称性的综合
函数单调性、奇偶性与对称性综合问题求解策略
1.解题思路
(1)转化思想:奇偶性实现 x 与- x 转换,对称性实现自变量等量代换,单调性比较函数值大小,三者互相转化.
(2)溯源思想:先推导函数周期,奇偶与对称综合一般可证周期性,简化求值、画图.
(3)数形结合:利用性质画出局部图像,直观判断区间增减、函数值.
2. 解题步骤:
(1)标条件:整理奇偶、对称轴或中心对称等式.
(2)推周期:联立奇偶与对称关系式,求出周期.
(3)定区间:借助奇偶把未知区间自变量转化到已知单调区间.
(4)比大小:用单调性脱去 f,解不等式或求值.
(5)验结果:结合图象、定义域排除增根.
【典例6】(2026高二·黑龙江大庆·阶段检测)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
【分析】根据函数的单调性解不等式,偶函数在对称区间内单调性相反,可以利用到对称轴的距离列不等式判断.
【详解】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6-1】(2026高一·四川泸州·期末)已知函数对任意满足,若,,则关于的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式6-2】(2026高三·江苏扬州·期中)已知函数是偶函数,在上单调递增,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式6-3】(2026高一·江苏·期中)已知函数定义域为,对都有恒成立,且函数的图象关于点中心对称,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
▌题型07 函数单调性、奇偶性与周期性的综合
函数单调性、奇偶性与周期性综合问题求解策略
1.解题思路
(1)等价转化:奇偶性实现正负自变量互化,周期性实现区间平移,单调性转化函数值不等式.
(2)公式推导:联立奇偶、对称式推导周期,缩小研究区间.
(3)数形辅助:绘制一个周期内简图,直观判断增减与函数值.
2.解题步骤
(1)梳理条件:列出奇偶、周期、单调区间已知条件.
(2)求周期:结合奇偶关系式推导周期,统一自变量范围.
(3)化区间:利用奇偶、周期将自变量归到已知单调区间.
(4)脱函数:依据单调性去掉 f,转化普通不等式求解.
(5)校验:结合定义域、周期范围筛除不合理解.
【典例7】(多选)(2026高一·湖北孝感·期中)已知是定义在上的函数,满足,且对任意的恒有,且当时,,则( )
A.函数的值域是 B.
C.时, D.函数在上递减
【答案】BC
【分析】对A,由函数的奇偶性和周期性即可求出的值域;对B,由函数的单调性以及周期性即可求出;对C,利用奇偶性求出时的解析式,再利用周期性即可求出时的解析式;对D,由函数的周期性知在的单调性和 上的单调性一样,即可判断.
【详解】是定义在上的函数且,
是上的偶函数,
又,
是周期函数,且周期,
对A,时,,
易知:在上单调递减,且是上的偶函数,周期,
,,
的值域是,故A错误;
对B,,
在上单调递减,
在上单调递增,
,故B正确;
对C,当时, ,
,
又,
,
故当时,,
设,则,
,
又 ,
,故C正确;
对D,由的周期知:在的单调性和 上的单调性一样,
在 上单调递增,
在上单调递增,故D错误.
故选:BC.
【点睛】关键点点睛:本题解题的关键是利用函数的单调性,奇偶性,周期性得出函数的性质.
【变式7-1】(多选)(25-26高三上·四川广安·阶段检测)已知,下列关于的说法正确的是( )
A.的值域为 B.的定义域为
C.函数是偶函数 D.任意一个非零有理数,对任意恒成立
【变式7-2】(多选)(25-26高三下·陕西商洛·阶段检测)已知函数和都是定义在上的奇函数,且为单调函数,,若对任意,都有(m为常数),则( )
A. B.在上是增函数
C. D.函数是周期函数
【变式7-3】(多选)(2026·广西北海·一模)已知函数,()都是奇函数,且为单调函数,若对任意,都有(m为常数),.则( )
A. B.在上是增函数
C. D.是周期函数
▌题型08 函数奇偶性、周期性与对称性的综合
函数奇偶性、周期性与对称性的综合问题求解策略
1.解题思路
(1)等价转化:奇偶转换正负自变量,对称轴 / 对称中心得到等量关系,联立推导周期.
(2)数形结合:画出一个周期内图像,直观分析点的函数值.
(3)目标归一:把任意自变量通过周期、奇偶转化至核心已知区间.
2.解题步骤
(1)整理题干条件,写出奇偶、对称对应等式.
(2)联立关系式推导函数周期.
(3)借助周期、奇偶,将所求自变量转化到基础区间.
(4)结合对称性质代换求值、解不等式.
(5)结合定义域、周期范围检验答案,舍去无效解.
【典例8】(多选)(25-26高三下·山东聊城·阶段检测)已知函数的定义域为,且为奇函数,为偶函数,,则下列结论正确的是( )
A.的图象关于点对称 B.
C.是周期函数 D.
【答案】ACD
【分析】根据已知等式结合函数奇偶性、对称性定义可判断A选项;在A选项中的等式中,利用赋值法求出的值,可判断B选项;利用奇偶性的定义可判断C选项;利用函数周期性的定义求出所求代数式的值,可判断D选项.
【详解】A选项,因为函数的定义域为,且为奇函数,
故对任意的,,即,
所以的图象关于点对称,故A正确;
B选项,因为函数为偶函数,则对任意,,
令,则,故函数的图象关于直线对称,
在等式中,令可得,解得,
在等式中,令可得,故B错误;
C选项,在等式中,用替代得,
即①,
在等式中,用替代可得,
即②,
②代入①可得,于是得出,
所以,即函数是周期为的周期函数,故C正确;
D选项,因为,令可得,
又因为,,且函数是周期为的周期函数,
则
,故D正确.
【变式8-1】(多选)(25-26高二下·山东泰安·期末)已知函数是定义域为R的偶函数,且为奇函数,则( )
A.
B.的图象关于点中心对称
C.函数的周期为2
D.
【变式8-2】(多选)(25-26高一下·广东揭阳·期末)已知函数的定义域为,且满足为奇函数,为偶函数,且,则下列说法正确的是( )
A.为偶函数 B.2是的一个周期
C.图象关于对称 D.
【变式8-3】(25-26高一上·湖北·阶段检测)设函数满足:①对任意实数x,y都有;②对任意,都有;③不恒为0,且当时,.
(1)求,的值;
(2)判断函数的奇偶性,并给出你的证明;
(3)定义“若存在非零常数T,使得对函数定义域中的任意一个x,均有,则称为以T为周期的周期函数”.试证明:函数是以6为周期的周期函数,并求出的值.
▌题型09 函数单调性、奇偶性、周期性与对称性的综合
函数单调性、奇偶性、周期性与对称性综合问题求解策略
1.解题思路
四大性质综合万能化简顺序:周期压缩自变量→奇偶消去负号→对称转到同一单调区间→单调性解题
2.解题步骤
(1)周期处理:,将任意自变量压缩到一个基础周期区间;
(2)奇偶处理:负自变量转为正自变量;
(3)对称处理:利用对称轴把自变量全部转移到对称轴一侧;
(4)单调性:同一区间内比较自变量大小,推出函数值关系,解不等式;
(5)结合定义域约束,取交集得到最终答案.
【典例9】(多选)(25-26高一下·贵州遵义·阶段检测)定义在上的奇函数在上为增函数,且为偶函数,则( )
A.函数的图象关于对称
B.
C.当时,
D.若,且,则的最小值为
【答案】ACD
【分析】利用函数的奇偶性,结合函数对称性判断选项A;利用函数单调性和周期性,判断选项B;利用函数单调性和奇偶性,判断选项C;利用函数单调性及对称性,结合基本不等式判断选项D.
【详解】为偶函数,则,由函数对称性定义,
函数的图象关于直线对称,故A正确;
已知是上的奇函数,故,且,
由对称性知,代入奇函数性质得,
故,则函数周期为,
,
由对称性,
又在上为增函数,故,
故,故B错误;
当时,在上单调递增,;
在上单调递减,,
故在区间内;
当时,由奇函数性质,时,
故,故内,且,故,
综上,时,,故C正确;
由且,结合在递增,递减,
且关于对称,可得,
将代入目标式,则
,
当且仅当,即时取等号,
结合得,满足,故D正确.
【变式9-1】(25-26高一下·云南昆明·阶段检测)已知偶函数,对于,都有成立,且任取,都有,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式9-2】(多选)(2026·甘肃兰州·模拟预测)已知函数是定义在上的偶函数且在区间上单调,函数的图象关于点中心对称,则以下说法正确的是( )
A.
B.若,则
C.若在区间上是增函数,则在区间上是增函数
D.若,则在区间上的零点之和为0
【变式9-3】(多选)已知是R上的奇函数,满足,当时,,则下列选项中正确的有( )
A. B.
C.在上递增 D.为的对称中心
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