第08讲 函数的性质:单调性、奇偶性、对称性与周期性讲义-2027届艺术生高考数学一轮复习90天冲刺90分系列
2026-10-16
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2027届艺术生高考数学一轮复习90天冲刺90分系列 · 第08讲 函数的性质:单调性、奇偶性、对称性与周期性
第08讲 函数的性质:单调性、奇偶性、对称性与周期性
【艺术生专用·全国通用】
考点要求
1.理解单调性的定义,会用定义法判断并证明函数的单调性,会求复合函数的单调区间;
2.掌握单调性的应用:比较大小、解抽象不等式、求参数范围;
3.理解奇偶性,会判断并应用奇偶性求参数、求函数值;
4.会用周期性与奇偶性联合求值,会处理简单的对称性问题。
考查内容
常见题型
试卷位置
难度
培优得分策略
单调性的判断与证明
选择题、解答题
第4~8题、第17~19题
中偏难
复合函数"同增异减",先定定义域
由单调性求参数范围
选择题、填空题
第6~8题、第13题
中偏难
二次看轴;分段函数三查(含衔接)
利用单调性比较大小与解不等式
选择题
第6~8题
中偏难
偶函数换 ,增函数直接脱
二次函数在闭区间上的最值
选择题、填空题
第8题、第14题
中偏难
按"轴在左/内/右"三类讨论
奇偶性与周期性联合求值
选择题、填空题
第6~8题、第14题
中偏难
先缩周期,再用奇偶性翻正
命题规律分析
函数的性质是函数一章的"核心考点",新高考几乎每年必考:单调性常与比较大小、解不等式、求参数结合,多落在第 4~8 题;奇偶性多与周期性、单调性联合,压在第 6~8 题或第 13~14 题;小题多选常在第 9~11 题考"性质综合判断"。本讲面向 90~120 分学生,在基础之上把难度上抬:单调性引入复合函数"同增异减"与分段函数衔接条件,奇偶性升级为"求参数 + 解不等式",再把周期与奇偶联合的求值题练到第 14 题档。培优得分策略是抓住三句主干——单调比大小"化到同一函数"、奇偶求值"负号别丢"、周期求值"先缩后翻",同时守好三个高频陷阱:单调区间不能用并集符号、奇函数在原点有定义则函数值为零、由 得到的周期是 不是 。
考点1 函数的单调性与最值
知识点1 单调性的定义与判定方法
在区间 上, 时恒有 则递增;恒有 则递减。
定义法三步:取值(任取 )→ 作差变形(因式分解或通分)→ 定号;复合函数单调性遵循"同增异减",但必须先确定定义域。
【易错清单】
1.多个单调区间之间只能用"和"或逗号连接,绝不能用并集符号;
2.求复合函数单调区间前必须先解出定义域,只在定义域内讨论;
3.分段函数在 上单调,还要满足段与段衔接处的条件。
知识点2 函数的最大(小)值
若存在 ,使对任意 都有 ,则 为最大值(最小值同理)。
二次函数在闭区间上的最值,按对称轴与区间的位置分"轴在左、轴在内、轴在右"三类讨论。
【易错清单】
1.不讨论对称轴位置,直接把顶点值当成最值;
2.用基本不等式求最值时忘记验证等号能否取到;
3.闭区间求最值只算了一个端点。
考点2 函数的奇偶性与周期性
知识点3 奇偶性的定义与判定
对定义域内任意 , 则为奇函数, 则为偶函数。
判定前提是定义域关于原点对称;奇函数若在 处有定义,则必有 。
【易错清单】
1.忽略"定义域关于原点对称"这一前提就直接算 ;
2.把奇偶性的式子记混:奇函数是 ;
3.偶函数在 处不一定有定义,更不能断言 。
知识点4 周期性与常用结论
若存在非零常数 ,使对定义域内任意 都有 ,则 为 的一个周期。
或 的周期为 ; 的周期也为 。
【易错清单】
1.把 (这是对称关系)误当成周期条件;
2.周期是 却记成 ,导致求值整体错位;
3.用奇偶性把 化为 时忘记添负号。
【题型1 单调性的判断与证明(含复合函数)】
【例1】函数 的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【变式1-1】函数 的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】用定义证明函数 在 上单调递增。
【变式1-3】函数 的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【题型2 由单调性求参数范围】
【例2】已知函数 是 上的增函数,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2-1】已知函数 在区间 上单调递减,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】已知函数 在区间 上单调递减,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2-3】已知函数 在 上单调递减,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【题型3 利用单调性比较大小与解不等式】
【例3】已知 是定义在 上的偶函数,且在 上单调递增。若 ,则满足 的 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3-1】已知 是定义在 上的增函数,且 ,则不等式 的解集是( )
A. B. C. D.
【变式3-2】已知 是定义在 上的偶函数,且在 上单调递增。若 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3-3】已知 是定义在 上的奇函数且单调递增,,则不等式 的解集是( )
A. B. C. D.
【题型4 二次函数在闭区间上的最值(含参讨论)】
【例4】已知函数 在区间 上的最小值为 ,求 的解析式。
【变式4-1】已知函数 在区间 上的最大值为 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4-2】已知函数 在区间 上的最小值为 ,则实数 的值为( )
A. B. C. 或 D.
【变式4-3】已知函数 在区间 上的最小值为 ,求 的解析式。
【题型5 函数奇偶性的判断与应用】
【例5】已知 是定义在 上的奇函数,且在 上单调递减。若 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式5-1】下列函数中,既是奇函数又在 上单调递增的是( )
A. B. C. D.
【变式5-2】已知函数 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式5-3】已知函数 是偶函数,则实数 的值为( )
A. B. C. D.
【题型6 奇偶性与周期性联合求值】
【例6】已知 是定义在 上的奇函数,且 。当 时,,则 ( )
A. B. C. D.
【变式6-1】已知 是定义在 上的奇函数,且 ,则 的一个周期为( )
A. B. C. D.
【变式6-2】已知 是定义在 上的偶函数,周期为 。当 时,,则 ( )
A. B. C. D.
【变式6-3】已知 是定义在 上的奇函数,周期为 ,且 ,,则 ( )
A. B. C. D.
一、单选题
1.(★★)函数 的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
2.(★★)已知 是定义在 上的增函数,且 ,则不等式 的解集是( )
A. B. C. D.
3.(★★)下列函数中,既是奇函数又在 上单调递增的是( )
A. B. C. D.
4.(★★)已知 是定义在 上的奇函数,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
5.(★★)已知函数 在区间 上的最大值为 ,最小值为 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(★★★)已知 是定义在 上的偶函数,且在 上单调递减。若 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.(★★★)已知定义在 上的函数 的图象关于直线 对称,且在 上单调递增。若 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(★★★)已知 是定义在 上的奇函数,且 。当 时,,则 ( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(★★)下列关于函数单调性与奇偶性的说法中,正确的是( )
A.增函数与增函数的和仍是增函数 B.多个单调区间之间可以用并集符号连接 C.奇函数在关于原点对称的两个区间上单调性相同 D.偶函数在关于原点对称的两个区间上单调性相反
10.(★★)已知函数 ,下列说法正确的是( )
A.图象的对称轴为 B. 的最小值为 C. 在 上单调递增 D.
11.(★★★)已知 是定义在 上的奇函数,且在 上单调递增,则下列说法正确的是( )
A. 在 上单调递减 B. 在 上单调递增 C.若 ,则不等式 的解集为 D.若 ,则 对一切实数 成立
12.(★★★)已知 是定义在 上的奇函数,且对任意实数 都有 ,则下列说法正确的是( )
A. 的一个周期为 B. C. 的图象关于直线 对称 D.若 ,则
三、填空题
13.(★★)函数 的单调递增区间是____________。
14.(★★)已知函数 在区间 上单调递增,则实数 的取值范围是____________。
15.(★★★)已知 是定义在 上的偶函数,且在 上单调递减。若 ,则实数 的取值范围是____________。
16.(★★★)已知定义在 上的奇函数 满足 ,且 在 上单调递增,,则不等式 在 上的解集是____________。
四、解答题
17.(★★)已知函数 。
(1) 求 的单调区间;
(2) 求 在区间 上的最大值与最小值。
18.(★★)判断下列函数的奇偶性:
(1) ;
(2) ;
(3) 。
19.(★★)已知函数 ()。
(1) 判断 在 上的单调性,并说明理由;
(2) 求 在区间 上的值域。
20.(★★★)已知 是定义在 上的奇函数,当 时,。
(1) 求 与 ;
(2) 求 的解析式,并求 的值域。
21.(★★★)已知函数 ()。
(1) 判断 的奇偶性;
(2) 判断 在 上的单调性,并求 在 上的值域。
22.(★★★)已知函数 在 上单调递增,求实数 的取值范围。
23.(★★★)已知 是定义在 上的奇函数,且在 上单调递增,。
(1) 判断 在 上的单调性并说明理由;
(2) 解不等式 ;
(3) 若对任意 都有 恒成立,求实数 的取值范围。
24.(★★★)已知 是定义在 上的奇函数,且对任意实数 都有 。
(1) 求 的值,并证明 是 的一个周期;
(2) 若当 时,,求 与 的值;
(3) 在 (2) 的条件下,求 在 上的解析式。
—— 本节结束 ——
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$2027届艺术生高考数学一轮复习90天冲刺90分系列 · 第08讲 函数的性质:单调性、奇偶性、对称性与周期性
第08讲 函数的性质:单调性、奇偶性、对称性与周期性
【艺术生专用·全国通用】
考点要求
1.理解单调性的定义,会用定义法判断并证明函数的单调性,会求复合函数的单调区间;
2.掌握单调性的应用:比较大小、解抽象不等式、求参数范围;
3.理解奇偶性,会判断并应用奇偶性求参数、求函数值;
4.会用周期性与奇偶性联合求值,会处理简单的对称性问题。
考查内容
常见题型
试卷位置
难度
培优得分策略
单调性的判断与证明
选择题、解答题
第4~8题、第17~19题
中偏难
复合函数"同增异减",先定定义域
由单调性求参数范围
选择题、填空题
第6~8题、第13题
中偏难
二次看轴;分段函数三查(含衔接)
利用单调性比较大小与解不等式
选择题
第6~8题
中偏难
偶函数换 ,增函数直接脱
二次函数在闭区间上的最值
选择题、填空题
第8题、第14题
中偏难
按"轴在左/内/右"三类讨论
奇偶性与周期性联合求值
选择题、填空题
第6~8题、第14题
中偏难
先缩周期,再用奇偶性翻正
命题规律分析
函数的性质是函数一章的"核心考点",新高考几乎每年必考:单调性常与比较大小、解不等式、求参数结合,多落在第 4~8 题;奇偶性多与周期性、单调性联合,压在第 6~8 题或第 13~14 题;小题多选常在第 9~11 题考"性质综合判断"。本讲面向 90~120 分学生,在基础之上把难度上抬:单调性引入复合函数"同增异减"与分段函数衔接条件,奇偶性升级为"求参数 + 解不等式",再把周期与奇偶联合的求值题练到第 14 题档。培优得分策略是抓住三句主干——单调比大小"化到同一函数"、奇偶求值"负号别丢"、周期求值"先缩后翻",同时守好三个高频陷阱:单调区间不能用并集符号、奇函数在原点有定义则函数值为零、由 得到的周期是 不是 。
考点1 函数的单调性与最值
知识点1 单调性的定义与判定方法
在区间 上, 时恒有 则递增;恒有 则递减。
定义法三步:取值(任取 )→ 作差变形(因式分解或通分)→ 定号;复合函数单调性遵循"同增异减",但必须先确定定义域。
【易错清单】
1.多个单调区间之间只能用"和"或逗号连接,绝不能用并集符号;
2.求复合函数单调区间前必须先解出定义域,只在定义域内讨论;
3.分段函数在 上单调,还要满足段与段衔接处的条件。
知识点2 函数的最大(小)值
若存在 ,使对任意 都有 ,则 为最大值(最小值同理)。
二次函数在闭区间上的最值,按对称轴与区间的位置分"轴在左、轴在内、轴在右"三类讨论。
【易错清单】
1.不讨论对称轴位置,直接把顶点值当成最值;
2.用基本不等式求最值时忘记验证等号能否取到;
3.闭区间求最值只算了一个端点。
考点2 函数的奇偶性与周期性
知识点3 奇偶性的定义与判定
对定义域内任意 , 则为奇函数, 则为偶函数。
判定前提是定义域关于原点对称;奇函数若在 处有定义,则必有 。
【易错清单】
1.忽略"定义域关于原点对称"这一前提就直接算 ;
2.把奇偶性的式子记混:奇函数是 ;
3.偶函数在 处不一定有定义,更不能断言 。
知识点4 周期性与常用结论
若存在非零常数 ,使对定义域内任意 都有 ,则 为 的一个周期。
或 的周期为 ; 的周期也为 。
【易错清单】
1.把 (这是对称关系)误当成周期条件;
2.周期是 却记成 ,导致求值整体错位;
3.用奇偶性把 化为 时忘记添负号。
【题型1 单调性的判断与证明(含复合函数)】
【例1】函数 的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】复合函数"同增异减":先求定义域,再判断内层函数的增减区间。
【解答过程】由 得 ,即定义域为 。
内层 在 上递增、在 上递减;外层 在 上递增。
由"同增异减", 递增需内层 递增且落在定义域内,故递增区间为 。故选B。
【多解·巧解】也可以列表法:在定义域 上分别取 与 计算 值,与对称轴 的位置对照,即可判断每段的增减。关键是先求定义域——离开定义域谈单调区间,答案会把 这段无定义的区域也算进来。
【易错提醒】忽略定义域会误选 A: 时根号内为负,函数无意义。复合函数求单调区间,第一条永远是"先求定义域"。
【变式1-1】函数 的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】外层根式递增,故 的增减性与内层 一致。
【解答过程】由 得定义域为 。
内层 在 上递减,外层 递增,由"同增异减"知 在 上递减。故选A。
【变式1-2】用定义证明函数 在 上单调递增。
【答案】在 上单调递增。
【解题思路】定义法三步:取值、作差变形、定号。
【解答过程】任取 ,则
。
因为 ,所以 ,即 ,故 ;又 。
所以 ,即 ,故 在 上单调递增。
【变式1-3】函数 的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先求定义域,再由外层递增得 的增减性与内层一致。
【解答过程】由 得 ,即定义域为 。
内层 在 上递增,外层递增,故 的递增区间为 。故选A。
【题型2 由单调性求参数范围】
【例2】已知函数 是 上的增函数,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】分段函数在 上递增需"三查":左段递增、右段递增、衔接处左段右端值不大于右段起点值。
【解答过程】① 左段 递增,需 ,即 ;
② 右段 递增,需 ;
③ 衔接处要求 从左趋近 时的函数值不超过 ,即 ,得 ,解得 。
取交集得 。故选B。
【多解·巧解】把"衔接"理解成图象上两段在分界点处"右段不低于左段":左段在 处的高度 必须不超过右段起点 。三查中第三查最易漏,也是命题人习惯设的坑。
【易错提醒】只解前两查会误选 C(漏掉 );只解左段与衔接会误选 D。分段函数在 上单调,三查缺一不可,其中衔接处的不等号方向要特别小心。
【变式2-1】已知函数 在区间 上单调递减,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】开口向上的二次函数在对称轴左侧递减,只需对称轴不在区间内部。
【解答过程】,对称轴 ,开口向上,单调递减区间为 。
要使 落在递减区间内,需 。故选B。
【变式2-2】已知函数 在区间 上单调递减,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先分离常数,再由分母在区间上的正负判断。
【解答过程】分离常数:。
当 时, 且随 增大而增大,所以 随 增大而减小,要使 递减,需 ,即 。故选A。
【变式2-3】已知函数 在 上单调递减,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】开口向下的二次函数在对称轴右侧递减。
【解答过程】,对称轴 ,开口向下,单调递减区间为 。
要使 落在其中,需 ,即 。故选A。
【题型3 利用单调性比较大小与解不等式】
【例3】已知 是定义在 上的偶函数,且在 上单调递增。若 ,则满足 的 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】偶函数把 化为 ,再借助单调性"脱 "。
【解答过程】因为 是偶函数,所以 ,原不等式化为 。
又 在 上单调递增,所以 ,即 ,解得 。故选A。
【多解·巧解】遇到"偶函数 + 正半轴单调",一律把自变量换成 ,就能把两侧的自变量统一到同一单调区间,问题随即变成普通绝对值不等式。若改用" 在 上递减"分段讨论,也能得到同样结果,但换 一步到位、不易漏解。
【易错提醒】直接由 求解,会丢掉 取负的一半解。偶函数不等式必须换 (或分两侧讨论),不能只算一侧。
【变式3-1】已知 是定义在 上的增函数,且 ,则不等式 的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】增函数可直接"脱 ",注意 的定义域。
【解答过程】由 且 递增得 。
解得 ,故解集为 。故选A。
【变式3-2】已知 是定义在 上的偶函数,且在 上单调递增。若 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】偶函数换 后脱 。
【解答过程】由 ,原不等式化为 。又 在 上递增,所以 ,解得 。故选A。
【变式3-3】已知 是定义在 上的奇函数且单调递增,,则不等式 的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先用奇偶性把 化成函数值,再脱 。
【解答过程】因为 是奇函数,所以 。
原不等式化为 ,又 递增,所以 ,解得 。故选A。
【题型4 二次函数在闭区间上的最值(含参讨论)】
【例4】已知函数 在区间 上的最小值为 ,求 的解析式。
【答案】
【解题思路】配方定轴后,按对称轴与区间 的位置分三类讨论。
【解答过程】,对称轴 ,开口向上。
① 当 时, 在 上递增,最小值 ;
② 当 时,对称轴落在区间内,最小值 ;
③ 当 时, 在 上递减,最小值 。
综上,。
【多解·巧解】含参二次最值先画"轴与区间的三种位置草图":轴在左、轴在内、轴在右。分界的临界值是 与 (轴恰落在区间端点),建议统一写成 、、,可保证不重不漏。
【易错提醒】分类讨论后必须写"综上",并把结论整理成关于 的分段函数;若把临界点 、 归错类别,会导致结论在端点处出现空档或重叠。
【变式4-1】已知函数 在区间 上的最大值为 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】最大值在顶点取得,说明对称轴必须落在区间内。
【解答过程】,最大值 在 处取得。要使其为区间 上的最大值,需 ,即 。故选A。
【变式4-2】已知函数 在区间 上的最小值为 ,则实数 的值为( )
A. B. C. 或 D.
【答案】A
【解题思路】分三类讨论最小值位置,解出后逐一回代检验是否落在所设类内。
【解答过程】,对称轴 。
① 当 时,最小值 ,解得 ,不满足 ,舍去;
② 当 时,最小值 ,解得 ,满足;
③ 当 时,最小值 ,解得 ,不满足 ,舍去。
综上 。故选A。
【变式4-3】已知函数 在区间 上的最小值为 ,求 的解析式。
【答案】
【解题思路】区间本身含参,仍按"轴在区间左/内/右"讨论对称轴 与 的位置。
【解答过程】,对称轴 。
① 当 (即 )时,区间在轴左侧, 递增,最小值 ;
② 当 (即 )时,轴在区间内,最小值 ;
③ 当 (即 )时,区间在轴右侧, 递减,最小值 。
故 。
【题型5 函数奇偶性的判断与应用】
【例5】已知 是定义在 上的奇函数,且在 上单调递减。若 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】用奇偶性移项化为 ,再由单调性脱 ,最后与定义域取交。
【解答过程】因为 是奇函数,所以 。
又 在 上递减,且为奇函数,故 在 上递减,于是 ,解得 。
由定义域得 且 ,即 且 ,取交得 。
综上 ,即 。故选A。
【多解·巧解】两步不能少:先用奇偶性把两项搬到 的同侧,再用单调性"脱 ",最后必须补上定义域约束。若 在 上递减,由奇函数性质知它在 上也递减,故整体在 上递减,脱 时不等号方向不变。
【易错提醒】忘记定义域约束会得到 (误选 B); 与 都必须落在 内,本类题的"隐藏条件"就在这里。
【变式5-1】下列函数中,既是奇函数又在 上单调递增的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】先筛奇偶性,再在留下的选项中判断单调性。
【解答过程】A中 是奇函数,但在 上递减;
B中 是奇函数且在 上递增,符合;
C中 是偶函数;
D中 是奇函数但在 上递减。故选B。
【变式5-2】已知函数 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先判断奇偶性,再先求正自变量的函数值。
【解答过程】,故 是奇函数。
,所以 。故选A。
【变式5-3】已知函数 是偶函数,则实数 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】由 恒成立比较系数。
【解答过程】由 ,令 得 。
整理得 ,对任意 恒成立,故 ,即 。故选A。
【题型6 奇偶性与周期性联合求值】
【例6】已知 是定义在 上的奇函数,且 。当 时,,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】"先缩后翻":用周期性把大数缩到已知区间附近,再用奇偶性把自变量化为非负。
【解答过程】因为周期 ,而 ,所以 。
又 为奇函数,所以 ;而 ,故 。故选A。
【多解·巧解】求大自变量函数值固定两步:先用周期把 减到 内,再用奇偶性把负数翻成非负数,最后代入已知解析式。本题若先缩到 ,还落在 之外(已知区间是 ),需再缩一次到 再翻。
【易错提醒】 的余数容易算错:,余数是 而不是 。取余时务必用"被除数 = 商 × 除数 + 余数"核对,余数写错会让整个求值偏移一个周期。
【变式6-1】已知 是定义在 上的奇函数,且 ,则 的一个周期为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】"代两次"推出周期:把条件中的 再换成 。
【解答过程】由 ,把 换成 得 ,所以 的一个周期为 。故选C。
【变式6-2】已知 是定义在 上的偶函数,周期为 。当 时,,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】用周期把 缩到 内再代入。
【解答过程】因为周期为 ,所以 。
因为 ,所以 。故选B。
【变式6-3】已知 是定义在 上的奇函数,周期为 ,且 ,,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】两个求值都用"先缩周期、再翻奇偶"处理。
【解答过程】,而 ,所以 ;
。
所以 。故选C。
一、单选题
1.(★★)函数 的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】配方定轴,开口向下时对称轴左侧递增。
【解答过程】,对称轴 ,开口向下,所以单调递增区间为 。故选A。
2.(★★)已知 是定义在 上的增函数,且 ,则不等式 的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】增函数可直接脱 。
【解答过程】由 且 递增得 ,即 。故选A。
3.(★★)下列函数中,既是奇函数又在 上单调递增的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】先筛奇偶性,再筛单调性。
【解答过程】A是奇函数但在 上递减;C是偶函数;D是奇函数但在 上递减;B是奇函数且在 上递增。故选B。
4.(★★)已知 是定义在 上的奇函数,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】奇函数满足 。
【解答过程】。故选B。
5.(★★)已知函数 在区间 上的最大值为 ,最小值为 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】最小值 在顶点取得,最大值 在端点取得,用两条件反推 。
【解答过程】,对称轴 。最小值 在 处取得,故需 ,即 ;最大值 在 处取得,故需 ,解得 。
取交集得 。故选A。
6.(★★★)已知 是定义在 上的偶函数,且在 上单调递减。若 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】偶函数把 换成 ,再由递减脱 (不等号反向),得到含绝对值的不等式。
【解答过程】偶函数满足 ,原不等式化为 。
又 在 上递减,所以 ,即 或 ,
解得 或 ,即 。故选B。
7.(★★★)已知定义在 上的函数 的图象关于直线 对称,且在 上单调递增。若 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】图象关于 对称时,函数值大小由自变量到 的距离决定;结合在 上递增,距离越小函数值越小。
【解答过程】由对称性 知, 等价于 到 的距离小于 到 的距离,
即 ,解得 ,
即 。故选A。
8.(★★★)已知 是定义在 上的奇函数,且 。当 时,,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】"先缩周期、再用奇偶、最后回代关系":由 得周期 ,把 缩到 内再求值。
【解答过程】由 得 ,故周期 。
所以 。
又 为奇函数,故 。
而 ,
故 。故选A。
二、多选题
9.(★★)下列关于函数单调性与奇偶性的说法中,正确的是( )
A.增函数与增函数的和仍是增函数 B.多个单调区间之间可以用并集符号连接 C.奇函数在关于原点对称的两个区间上单调性相同 D.偶函数在关于原点对称的两个区间上单调性相反
【答案】ACD
【解题思路】逐项对照单调性的性质与书写规范判断。
【解答过程】A正确;B错误,多个单调区间之间只能用"和"或逗号连接;C正确,奇函数在对称区间上单调性相同;D正确,偶函数在对称区间上单调性相反。故选ACD。
10.(★★)已知函数 ,下列说法正确的是( )
A.图象的对称轴为 B. 的最小值为 C. 在 上单调递增 D.
【答案】ABD
【解题思路】配方后逐项核对对称轴、最值与函数值。
【解答过程】。对称轴为 ,A正确;最小值为 ,B正确;因为对称轴 落在 内部, 在 上不单调,C错误;,D正确。故选ABD。
11.(★★★)已知 是定义在 上的奇函数,且在 上单调递增,则下列说法正确的是( )
A. 在 上单调递减 B. 在 上单调递增 C.若 ,则不等式 的解集为 D.若 ,则 对一切实数 成立
【答案】BCD
【解题思路】综合奇函数的性质与单调性的对称性,对每个选项独立判断,注意由"半轴递增"推出"全轴递增"。
【解答过程】A中奇函数在关于原点对称的两个区间上单调性相同,故 在 上递增而非递减,A错误;
B中由 A 知 在 与 上都递增,且 衔接,故 在 上递增,B正确;
C中 ,由 在 上递增知 的解集为 ,C正确;
D中 在 上递增,而 ,故 对一切 成立,D正确。故选BCD。
12.(★★★)已知 是定义在 上的奇函数,且对任意实数 都有 ,则下列说法正确的是( )
A. 的一个周期为 B. C. 的图象关于直线 对称 D.若 ,则
【答案】ABC
【解题思路】先由条件推出周期与对称性,再逐项验证:数值型选项注意先缩周期、再用奇偶与对称。
【解答过程】A中由 得 ,周期为 ,正确;
B中 ,故 ,又 ,得 ,正确;
C中由 及奇偶性,,即图象关于直线 对称,正确;
D中 ,不等于 ,错误。故选ABC。
三、填空题
13.(★★)函数 的单调递增区间是____________。
【答案】
【解题思路】配方定轴,开口向下时对称轴左侧递增。
【解答过程】,对称轴 ,开口向下,故单调递增区间为 。
14.(★★)已知函数 在区间 上单调递增,则实数 的取值范围是____________。
【答案】
【解题思路】开口向上的二次函数在对称轴右侧递增,只需对称轴不超过 。
【解答过程】,对称轴 ,开口向上,要使 在 上递增,需 ,即 。
15.(★★★)已知 是定义在 上的偶函数,且在 上单调递减。若 ,则实数 的取值范围是____________。
【答案】
【解题思路】偶函数换 ,递减脱 得 ;自变量还要落在定义域 内。
【解答过程】由偶函数与递减性, 等价于 ,
平方得 ,即 ,解得 。
又自变量要落在定义域内: 且 ,解得 。
与 取交集,得 。
16.(★★★)已知定义在 上的奇函数 满足 ,且 在 上单调递增,,则不等式 在 上的解集是____________。
【答案】
【解题思路】先用周期把 上的图象拆成 的平移,再由奇偶定出 的走势,最后解 。
【解答过程】周期为 ,且 为奇函数,故 ,,。
在 上:由 上递增及奇偶性知 递增,且 、,故当且仅当 时 。
由周期 , 的解为 ( 为整数),即 。
故在 上 的解集为 。
四、解答题
17.(★★)已知函数 。
(1) 求 的单调区间;
(2) 求 在区间 上的最大值与最小值。
【答案】(1) 单调递减区间为 ,单调递增区间为 ;
(2) 最大值为 ,最小值为 。
【解题思路】配方定轴,据此写出单调区间;再比较顶点与端点的函数值求最值。
【解答过程】(1) ,对称轴 ,开口向上,所以单调递减区间为 ,单调递增区间为 。
(2) 对称轴 落在 内,所以最小值 ;端点 ,,所以最大值 。
【多解·巧解】由配方结果 可直接读出最小值 与对称轴 ;最大值只需比较两端点 与 ,不必再算顶点。
【易错提醒】(1) 中两个单调区间之间必须用"和"(或逗号)连接,绝不能用并集符号 ;此外 处的函数值 同时属于两个单调区间,通常写成闭端点。
18.(★★)判断下列函数的奇偶性:
(1) ;
(2) ;
(3) 。
【答案】(1) 奇函数;
(2) 奇函数;
(3) 偶函数。
【解题思路】先确认定义域关于原点对称,再比较 与 。
【解答过程】三个函数的定义域都是 ,关于原点对称。
(1) ,是奇函数。
(2) ,是奇函数。
(3) ,是偶函数。
【多解·巧解】判断奇偶性有固定的"三步":先看定义域是否关于原点对称,再算 并化简,最后与 比较(相等为偶、互为相反数为奇)。第一步先做,能直接否掉一批"非奇非偶"的选项。
【易错提醒】第 (2) 题容易因分母含 而误判为偶函数——分母是偶函数不代表整个分式是偶函数,分子 是奇函数,奇 ÷ 偶仍是奇。
19.(★★)已知函数 ()。
(1) 判断 在 上的单调性,并说明理由;
(2) 求 在区间 上的值域。
【答案】(1) 单调递增;
(2) 值域为 。
【解题思路】分离常数把函数化为 ,再借助分母判断单调性。
【解答过程】(1) 分离常数:。当 时, 且随 增大而增大,所以 随 增大而减小,从而 随 增大而增大,即 在 上单调递增。
(2) 由 在 上递增,最小值 ,最大值 ,故值域为 。
【多解·巧解】(1) 也可用定义法:任取 ,,故递增。分式型函数判断单调性,分离常数或作差都能走通,前者更快。
【易错提醒】(2) 中已确认递增,值域就是 ;若把单调性判断错,值域端点会整体颠倒。另注意"分离常数"时常数是 ,不要写成 前面挂错符号。
20.(★★★)已知 是定义在 上的奇函数,当 时,。
(1) 求 与 ;
(2) 求 的解析式,并求 的值域。
【答案】(1) ,;
(2) ,值域为 。
【解题思路】(1) 直接用奇函数性质;(2) 设 则 ,用 求负半轴解析式,再分段求值域取并集。
【解答过程】(1) ;由奇函数得 。
(2) 设 ,则 ,,
所以 。故 。
当 时,,值域为 ;
当 时,,且当 充分小时可任意小,值域为 。
取并集得 。
【多解·巧解】(2) 求"一段已知、另一半未知"的奇(偶)函数解析式,通用做法是设负求正:设 落在未知段,用 落入已知段,再由 (或 )反推。写解析式时注意两段的范围要在分界点处衔接。
【易错提醒】(2) 中负半轴的 容易算错符号:,取相反数才得 ;分段写解析式时不要漏写 的范围,否则它就不满足"函数"的定义。
21.(★★★)已知函数 ()。
(1) 判断 的奇偶性;
(2) 判断 在 上的单调性,并求 在 上的值域。
【答案】(1) 奇函数;
(2) 在 上单调递增,值域为 。
【解题思路】(1) 比较 与 ;(2) 用定义法作差判断单调性,再由单调性把值域化为端点函数值。
【解答过程】(1) 定义域为 ,关于原点对称。
且 ,故 是奇函数。
(2) 任取 ,则 。
因为 ,所以 ,,,故 ,
即 ,所以 在 上单调递增。
由递增性, 在 上的最小值为 ,最大值为 ,
故值域为 。
【多解·巧解】(2) 判断完单调性后,求值域只需代入端点: 在 上递增,最小值在 处、最大值在 处。对勾函数 是高频模型,记住它在 上递减、在 上递增,最小值为 ,可加快后续判断。
【易错提醒】(1) 判断奇偶性前必须先写定义域关于原点对称;(2) 作差变形时通分要谨慎, 整理成 后,判断符号的关键是 的正负,这正是""这一条件的作用。
22.(★★★)已知函数 在 上单调递增,求实数 的取值范围。
【答案】
【解题思路】分段函数在 上递增的"三查":左段递增、右段递增、衔接处左段右端值不超过右段起点值,三条同时满足。
【解答过程】① 左段 递增,需 ,即 ;
② 右段 在 上递增,恒成立;
③ 衔接处要求左段右端值不大于右段起点值,即 ,
得 ,即 。取交集得 。
【多解·巧解】含参分段函数的分界处是"必查点":把左段在分界点的取值与右段起点值比较,得到关于 的不等式。三条条件要取交集,不要只列前两条就下结论。
【易错提醒】漏掉第三查会得到 ,范围被放大;若把衔接处的不等号方向写反,会得到 ,与 取交后答案全错。另外左段是开区间 ,分界点 由右段定义,取等判断要看清楚。
23.(★★★)已知 是定义在 上的奇函数,且在 上单调递增,。
(1) 判断 在 上的单调性并说明理由;
(2) 解不等式 ;
(3) 若对任意 都有 恒成立,求实数 的取值范围。
【答案】(1) 在 上单调递增;
(2) ;
(3) 。
【解题思路】(1) 奇函数在对称区间上单调性相同;(2) 把 化为 后脱 ;(3) 恒成立转化为最值: 即 对 恒成立。
【解答过程】(1) 因为 是奇函数且在 上递增,所以它在 上也递增,
又 使两段在原点处衔接,故 在 上单调递增。(2) 因为 ,所以 ,原不等式化为 。
由 在 上递增得 ,即解集为 。
(3) 由 及 在 上递增,得 ,即 对一切 成立。
要使 恒成立,只需 ,而 在 上的最大值为 ,故 。
【多解·巧解】第(3)问是"恒成立"型问题:先用单调性把不等式化成关于 的简单不等式,再分离参数,转化为"参数大于某式的最大值"。这类题的关键是先脱 、后分离参数。
【易错提醒】(2) 中 必须写成 才能脱 ,不能直接对 用单调性;(3) 中分离参数后要判断是"大于最大值"还是"小于最小值",本题 对一切 成立,应取 的最大值,得到 ,误取最小值会得到 的错误范围。
24.(★★★)已知 是定义在 上的奇函数,且对任意实数 都有 。
(1) 求 的值,并证明 是 的一个周期;
(2) 若当 时,,求 与 的值;
(3) 在 (2) 的条件下,求 在 上的解析式。
【答案】(1) ;
(2) ,;
(3) ()。
【解题思路】(1) 奇函数在原点有定义则 ,"代两次"得周期 ;(2) 用周期把自变量缩到 或 再求值;(3) 设 ,把 平移回已知段求解析式。
【解答过程】(1) 因为 是奇函数且 在定义域内,所以 ,得 。
又 ,故 是 的一个周期。
(2) 由周期 ,;
,故 。
(3) 设 ,则 ,从而 。
由 ,且 为负,故 ,
所以 ,即 ()。
【多解·巧解】由 求周期要"代两次":。求某段未知解析式的通用思路是把该段平移到已知段,再用周期关系与奇偶性把函数值"翻"回来。
【易错提醒】(2) 中 缩到 后必须用奇偶性化为 才能代入 上的解析式;(3) 中设 后要用 把 移到负半轴,再借奇偶性回到 ,两次"翻正负"别漏掉任何一次。
—— 本节结束 ——
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