专题2.2 函数的性质:单调性、奇偶性、对称性与周期性(复习讲义)(全国通用)2027年高考数学一轮复习培优系列
2026-10-24
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内容正文:
专题2.2 函数的性质:单调性、奇偶性、对称性与周期性(培优复习讲义)
【全国通用】
目 录
一、命题透视·考情前瞻 2
二、思维建模·脉络梳理 3
三、知识精讲·靶向突破 4
知识点1 函数的单调性与单调区间 4
知识点2 函数奇偶性的定义与图象特征 5
知识点3 函数的对称性(轴对称与中心对称) 6
知识点4 函数的周期性 6
知识点5 函数性质的综合应用 7
四、重难点培优 9
重难点培优01 确定函数的单调性及单调区间 ★★ 9
重难点培优02 复合函数的单调性 ★★★ 10
重难点培优03 利用单调性解不等式与比较大小 ★★★ 11
重难点培优04 利用单调性求参数范围 ★★★ 12
重难点培优05 求函数最值(值域) ★★ 13
重难点培优06 奇偶性的判断与应用 ★★★ 14
重难点培优07 周期性与对称性的综合 ★★★★ 16
重难点培优08 抽象函数性质综合(新定义) ★★★★ 17
五、过关检测 19
一、单选题 19
二、多选题 20
三、填空题 21
四、解答题 21
一、命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考点要求
具体要求
函数的单调性与单调区间
理解单调性的定义,会用定义证明单调性,能熟练求出常见函数的单调区间
函数的奇偶性
理解奇偶性的定义,牢记"定义域关于原点对称"这一前提,能判断并应用函数的奇偶性
函数的对称性
理解 与 的图象含义,能由解析式读出对称轴与对称中心
函数的周期性
理解周期函数的定义,掌握"由奇偶性、对称性推出周期性"的常用结论,并会用于求值
函数性质的综合应用
能综合运用单调性、奇偶性、对称性、周期性解决求值、比较大小、解不等式、求参数与最值问题
近三年高考真题对函数性质板块的考查一览(2024—2026;全国一、二卷即新课标Ⅰ、Ⅱ卷):
年份
试卷·题号
考查内容
难度
2026
全国二卷 T8
偶函数与反周期条件联立求参数
★★★
2026
全国一卷 T6
含参函数的最大值,求参数
★★★★
2026
北京卷 T5
奇函数且单调递增的判断
★★
2026
天津卷 T4
由部分图象识别解析式(奇偶性)
★★
2026
上海卷
函数最值的新定义("最低点")
★★★★
2025
全国一卷 T5
周期性与奇偶性求函数值
★★
2025
全国一卷 T8
利用函数单调性比较大小
★★★
2025
全国二卷 T18
含参函数的单调性、极值(与导数综合)
★★★★
2025
天津卷 T3
由图象识别解析式(奇偶性)
★★
2024
新课标Ⅰ卷 T8
抽象函数的递推与不等式估计
★★★★
2024
新课标Ⅱ卷 T6
偶函数图象恰有一个交点,求参数
★★★★
2024
全国甲卷·理 T7
函数图象的识别(奇偶性与特殊值)
★★
考情分析
函数性质是高考数学的"必考主干",近三年每年稳定考查 2~3 道小题与 1 道综合大题,分值约 15~20 分。命题呈现"三多":一是单点多考,2026 年北京卷 T5、天津卷 T4 与 2025 年天津卷 T3 均以"奇偶性+单调性+图象"为切入点;二是多性质联动,2026 年全国二卷 T8 把偶函数与反周期条件联立求参,2025 年全国一卷 T5 由周期性与奇偶性求函数值;三是抽象与创新,2024 年新课标Ⅰ卷 T8 以抽象函数的递推关系估计函数值,2026 年上海卷以"最低点"新定义考查最值。本板块核心素养指向"数学抽象、逻辑推理与数学运算"。预测 2027 年高考仍以单调性、奇偶性为主线,以对称性、周期性、抽象函数与新定义为载体提升区分度。
复习目标
1.准确辨析单调性的定义,掌握"取值—作差—变形—定号—结论"的证明流程,会求常见函数的单调区间;
2.牢固掌握奇偶性的定义与图象特征,能判断、证明奇偶性,并由一半区间上的解析式求出另一半;
3.吃透"和为定值想对称、差为定值想周期"的识别口诀,能由两个对称性推出函数的周期;
4.建立"性质联动"的解题意识,综合运用四大性质解决求值、比较大小、解不等式与求参数问题。
二、思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
图 1 函数性质知识体系思维导图
三、知识精讲·靶向突破
——拆解核心知识,归纳题型技巧
知识点1 函数的单调性与单调区间
设函数 的定义域为 ,区间 :
①若对任意 ,当 时都有 ,则称 在 上单调递增, 为增区间;
②若对任意 ,当 时都有 ,则称 在 上单调递减, 为减区间。
定义法证明单调性的"五步曲":取值 作差 变形(因式分解或通分) 定号 结论。
常用结论:
① 与 、 的单调性相同, 与 的单调性相反;
②若 且在 上单调递增,则 在 上单调递增;
③ 与 在 的区间上单调性相反;
④增函数 增函数为增函数,减函数 减函数为减函数。
【方法技巧】
1.求单调区间一定要先求定义域,再在定义域内取"最大"的区间;
2.解抽象不等式时,先把不等式化成 的形式,再用单调性"脱去外衣";
3.分式型与根式型函数常先分离常数或换元,再判断单调性。
【易错清单】
1.单调区间必须是定义域的子区间,不能写到定义域之外;
2.多个单调区间之间只能用"和"字分开叙述,不可用""连接,如 的减区间是 和 ;
3."函数在区间 上单调递减"与"函数的单调递减区间是 "含义不同,后者要求 为最大区间。
知识点2 函数奇偶性的定义与图象特征
设函数 的定义域为 ,则 必须关于原点对称,这是判断奇偶性的前提:
①若对任意 都有 ,则 为奇函数,其图象关于原点对称;
②若对任意 都有 ,则 为偶函数,其图象关于 轴对称。
常用结论:
①若奇函数 在 处有定义,则 ;
②奇函数在关于原点对称的两个区间上单调性相同,偶函数则相反;
③奇偶分解: 为偶函数, 为奇函数;
④偶函数在 上单调递增时,。
【方法技巧】
1.判断奇偶性"三步定音":先看定义域是否关于原点对称,再计算 ,最后与 、 比较;
2.分段函数的奇偶性要"分段验证、整体检验",缺一段都不能下结论;
3.已知一半区间上的解析式求另一半,用"设 在所求区间,则 在已知区间"的转代法,并注意用 或 建立联系。
【易错清单】
1.定义域不关于原点对称的函数一定是非奇非偶函数,这是最容易被忽略的"一票否决";
2. 只是奇函数的必要不充分条件,不能用来证明奇函数;
3." 为偶函数"与" 为偶函数"含义不同,后者表示 的图象关于直线 对称。
知识点3 函数的对称性(轴对称与中心对称)
设 的定义域为 :
①轴对称:若对任意 都有 ,则 的图象关于直线 对称;更一般地, 表示图象关于直线 对称;
②中心对称:若对任意 都有 ,则 的图象关于点 对称;特别地, 表示图象关于点 对称。
对称性与周期性相互牵制(详见知识点4):若 的图象关于直线 与直线 都对称,则 ;若既关于点 对称,又关于直线 对称,则 。
【方法技巧】
1.识别对称性的"关键词":括号内两个自变量之和为常数,看的是轴对称;
2. 的对称轴是两自变量之和的一半,即 ,切勿与周期性混淆;
3.遇到"图象关于点 对称",先写成 ,再赋值检验。
【易错清单】
1. 是轴对称, 才是周期,二者形似而神异;
2.中心对称的对称中心纵坐标是 而非 ,只有 时对称中心才落在 轴上;
3."两个函数图象关于某直线对称"与"一个函数自身的对称性"是两回事,不要混为一谈。
知识点4 函数的周期性
对定义域内的任意 ,若存在非零常数 ,使 恒成立,则称 为周期函数, 为其一个周期;最小的正周期称为最小正周期。
由恒等式推周期的常用结论():
恒等式
周期
此外,若 的图象关于两条对称轴 与 对称,或关于两个对称中心 与 对称,则 ;若一轴一心同时出现,则 。
【方法技巧】
1.见"和为定值"想对称,见"差为定值"想周期,这是识别的第一反应;
2.求周期函数的值,一律"先减周期,把自变量化到已知区间,再代入解析式";
3.周期与奇偶性联用时,优先把自变量平移或翻折到已知解析式的区间内。
【易错清单】
1.周期 必须是非零常数,且周期不唯一, 都是周期;
2.由 推得 ,切勿误写为 ;
3.由 推得 ,切勿误写为 ;
4."函数是周期函数"与"函数有最小正周期"不等价,常函数没有最小正周期。
知识点5 函数性质的综合应用
单调性、奇偶性、对称性、周期性不是孤立的,解题时常用"性质联动":
①奇偶性+单调性:偶函数由 转化为 ,奇函数则直接"脱去 ";
②对称性+周期性:由两条对称轴或两个对称中心求出周期,实现"大化小";
③奇偶性+周期性:把未知区间上的函数值转化到已知区间上求值;
④抽象函数:通过对自变量赋值,得到特殊函数值或新的函数关系。
处理" 同时满足多个恒等式"的问题,通常画一条示意图——标出对称轴、对称中心、周期与已知区间,可把抽象问题直观化。
【方法技巧】
1."性质联动"通用流程:画图示意 找对称与周期 归结到已知区间 用单调性比较;
2.比较大小的题目,先判断各函数值的正负与增减趋势,再用单调性定序;
3.恒成立问题优先用"参变分离",转化为求函数的最值。
【易错清单】
1.偶函数在对称区间上的单调性相反,奇函数则相同,判断时不能凭感觉;
2.涉及 的题目,先确认 是否在定义域内;
3.分段函数的奇偶性与单调性都要"分段讨论、整体验证",只算一段是常见失分点。
四、重难点培优
——聚焦高频难点,突破思维瓶颈
重难点培优01 确定函数的单调性及单调区间 ★★
【例1-1】函数 的单调递减区间是( )
A. B.
C. 和 D.
【例1-2】函数 的单调递增区间为( )
A. B. 和 C. D.
【变式1-1】函数 的单调递减区间是( )
A. B.
C. D. 和
【变式1-2】下列函数中,在 上单调递增的是( )
A. B. C. D.
【变式1-3】函数 的单调递增区间是( )
A. B. C. 和 D.
【变式1-4】函数 的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【变式1-5】函数 在区间 上的单调性为( )
A.单调递增 B.单调递减 C.先增后减 D.不能确定
【变式1-6】若函数 在 上单调递增,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
重难点培优02 复合函数的单调性 ★★★
【例2-1】函数 的单调递增区间是( )
A. B.
C. D. 和
【例2-2】函数 的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【变式2-1】函数 的单调递增区间是( )
A. B.
C. D. 和
【变式2-2】函数 的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【变式2-3】已知 是定义在 上的减函数,则函数 是( )
A.增函数 B.减函数 C.先增后减的函数 D.先减后增的函数
【变式2-4】函数 的单调递减区间是( )
A. B.
C. D. 和
【变式2-5】函数 的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【变式2-6】若函数 在 上单调递增,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
重难点培优03 利用单调性解不等式与比较大小 ★★★
【例3-1】(2025·全国一卷·高考真题)若实数 满足 ,则 的大小关系不可能是( )
A. B. C. D.
【例3-2】已知 是定义在 上的增函数,且 ,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3-1】已知 是定义在 上的偶函数,且在 上单调递增,,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3-2】设 ,,,则( )
A. B. C. D.
【变式3-3】已知 是定义在 上的奇函数,且在 上单调递增,,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3-4】已知 ,,,则( )
A. B. C. D.
【变式3-5】已知 ,若 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3-6】已知 是偶函数且在 上单调递减,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
重难点培优04 利用单调性求参数范围 ★★★
【例4-1】已知函数 在 上单调递增,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例4-2】已知函数 是 上的减函数,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4-1】已知函数 在 上单调递减,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4-2】已知函数 在 上单调递增,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4-3】已知函数 在 上单调递减,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4-4】已知函数 在 上不单调,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4-5】若函数 在 上单调递增,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4-6】已知 是定义在 上的减函数,且 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
重难点培优05 求函数最值(值域) ★★
【例5-1】函数 在 上的值域为( )
A. B. C. D.
【例5-2】函数 在 上的值域为( )
A. B. C. D.
【变式5-1】函数 的值域为( )
A. B. C. D.
【变式5-2】函数 在 上的值域为( )
A. B. C. D.
【变式5-3】函数 的值域是( )
A. B. C. D.
【变式5-4】函数 的值域为( )
A. B. C. D.
【变式5-5】函数 的值域是( )
A. B. C. D.
【变式5-6】函数 的最小值为( )
A. B. C. D.
重难点培优06 奇偶性的判断与应用 ★★★
【例6-1】(2024·天津·高考真题)下列函数是偶函数的是( )
A.
B.
C.
D.
【例6-2】(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)设函数 ,( 为常数),当 时,曲线 与 恰有一个交点,则 ( )
A. B. C. D.
【变式6-1】下列函数为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【变式6-2】已知 是定义在 上的奇函数,当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式6-3】已知 是偶函数,则( )
A. B. C. D.
【变式6-4】已知 是定义在 上的奇函数且在 上单调递增,,则不等式 的解集是( )
A. B. C. D.
【变式6-5】已知 是奇函数,则实数 的值为( )
A. B. C. D.
【变式6-6】已知 是定义在 上的偶函数,且在 上单调递减,,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
重难点培优07 周期性与对称性的综合 ★★★★
【例7-1】(2025·全国一卷·高考真题)设 是定义在 上且周期为 的偶函数,当 时,,则 ( )
A. B. C. D.
【例7-2】(2026·全国二卷·高考真题)已知 是定义域为 的偶函数,且 ,当 时,,则( )
A. B. C. D.
【变式7-1】已知 是定义在 上的函数,且 ,则 的图象关于( )
A.直线 对称 B.直线 对称 C.点 对称 D. 轴对称
【变式7-2】已知 是定义在 上的函数,且 ,,则 ( )
A. B. C. D.
【变式7-3】已知 是定义在 上的奇函数,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式7-4】已知 的图象关于直线 和直线 都对称,则 的一个周期为( )
A. B. C. D.
【变式7-5】已知 满足 ,且当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式7-6】已知 是定义在 上的偶函数,且图象关于点 对称,当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
重难点培优08 抽象函数性质综合(新定义) ★★★★
【例8-1】(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知函数 的定义域为 ,,且当 时 ,则下列结论中一定正确的是( )
A. B. C. D.
【例8-2】已知定义在 上的函数 满足 ,且当 时 ,则 在 上( )
A.单调递增 B.单调递减 C.先增后减 D.不能确定
【变式8-1】已知 对任意实数 都有 ,且 , 在 上单调递增,则不等式 的解集是( )
A. B. C. D.
【变式8-2】已知函数 定义在 上,对任意 都有 ,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式8-3】已知 对任意实数 都有 ,且 ,则 是( )
A.奇函数 B.偶函数
C.非奇非偶函数 D.既是奇函数又是偶函数
【变式8-4】已知定义在 上的函数 对任意 都有 ,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式8-5】已知 对任意实数 都有 ,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【变式8-6】对任意实数 ,用 表示不超过 的最大整数,令 ,则 是( )
A.奇函数 B.偶函数 C.周期为 的函数 D.单调递增函数
五、过关检测
——分层训练,验收获能
一、单选题
1.【巩固】下列函数中,在 上单调递减的是( )
A. B. C. D.
2.【巩固】下列函数为奇函数的是( )
A. B. C. D.
3.【巩固】已知 是定义在 上的偶函数,,则 ( )
A. B. C. D.
4.【巩固】已知 在 上单调递增,且 ,则( )
A. B. C. D.
5.【进阶】函数 在 上的值域为( )
A. B. C. D.
6.【进阶】已知 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
7.【进阶】已知 是周期为 的函数,当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
8.【进阶】函数 的单调递增区间是( )
A. B.
C. D. 和
二、多选题
9.【进阶】已知 是定义在 上的奇函数,则下列结论正确的是( )
A. B. 的图象关于原点对称
C. D.
10.【进阶】已知 是定义在 上的偶函数,且在 上单调递增,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
11.【培优】已知函数 的定义域为 , 为偶函数,且 ,则下列结论正确的是( )
A. 的图象关于直线 对称 B. 是奇函数
C. 的一个周期为 D.
12.【培优】已知函数 的定义域为 ,对任意 都有 ,且当 时 ,则下列结论正确的是( )
A. B. 在 上单调递增
C. D.若 ,则
三、填空题
13.【巩固】函数 的单调递减区间为 ______.
14.【进阶】已知 是定义在 上的奇函数,当 时 ,则 ______.
15.【进阶】已知 是定义在 上的偶函数,且在 上单调递减,,则实数 的取值范围为 ______.
16.【培优】已知 满足 ,当 时 ,则 ______.
四、解答题
17.【进阶】已知函数 .
(1) 若 在 上单调递增,求实数 的取值范围;
(2) 若 在 上的最小值为 ,求实数 的值.
18.【进阶】已知 是定义在 上的奇函数,当 时,.
(1) 求 ,并求当 时 的解析式;
(2) 判断 在 上的单调性,并加以证明.
19.【培优】已知函数 对任意实数 都有 ,且当 时 ,.
(1) 求 与 的值;
(2) 判断 在 上的单调性,并加以证明;
(3) 若 ,求实数 的取值范围.
20.【培优】已知 是定义在 上的偶函数,且 ,当 时 .
(1) 求 与 的值;
(2) 求 的值.
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专题2.2 函数的性质:单调性、奇偶性、对称性与周期性(培优复习讲义)
【全国通用】
目 录
一、命题透视·考情前瞻 2
二、思维建模·脉络梳理 3
三、知识精讲·靶向突破 4
知识点1 函数的单调性与单调区间 4
知识点2 函数奇偶性的定义与图象特征 5
知识点3 函数的对称性(轴对称与中心对称) 6
知识点4 函数的周期性 6
知识点5 函数性质的综合应用 7
四、重难点培优 9
重难点培优01 确定函数的单调性及单调区间 ★★ 9
重难点培优02 复合函数的单调性 ★★★ 12
重难点培优03 利用单调性解不等式与比较大小 ★★★ 15
重难点培优04 利用单调性求参数范围 ★★★ 18
重难点培优05 求函数最值(值域) ★★ 21
重难点培优06 奇偶性的判断与应用 ★★★ 23
重难点培优07 周期性与对称性的综合 ★★★★ 26
重难点培优08 抽象函数性质综合(新定义) ★★★★ 29
五、过关检测 33
一、单选题 33
二、多选题 35
三、填空题 37
四、解答题 38
一、命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考点要求
具体要求
函数的单调性与单调区间
理解单调性的定义,会用定义证明单调性,能熟练求出常见函数的单调区间
函数的奇偶性
理解奇偶性的定义,牢记"定义域关于原点对称"这一前提,能判断并应用函数的奇偶性
函数的对称性
理解 与 的图象含义,能由解析式读出对称轴与对称中心
函数的周期性
理解周期函数的定义,掌握"由奇偶性、对称性推出周期性"的常用结论,并会用于求值
函数性质的综合应用
能综合运用单调性、奇偶性、对称性、周期性解决求值、比较大小、解不等式、求参数与最值问题
近三年高考真题对函数性质板块的考查一览(2024—2026;全国一、二卷即新课标Ⅰ、Ⅱ卷):
年份
试卷·题号
考查内容
难度
2026
全国二卷 T8
偶函数与反周期条件联立求参数
★★★
2026
全国一卷 T6
含参函数的最大值,求参数
★★★★
2026
北京卷 T5
奇函数且单调递增的判断
★★
2026
天津卷 T4
由部分图象识别解析式(奇偶性)
★★
2026
上海卷
函数最值的新定义("最低点")
★★★★
2025
全国一卷 T5
周期性与奇偶性求函数值
★★
2025
全国一卷 T8
利用函数单调性比较大小
★★★
2025
全国二卷 T18
含参函数的单调性、极值(与导数综合)
★★★★
2025
天津卷 T3
由图象识别解析式(奇偶性)
★★
2024
新课标Ⅰ卷 T8
抽象函数的递推与不等式估计
★★★★
2024
新课标Ⅱ卷 T6
偶函数图象恰有一个交点,求参数
★★★★
2024
全国甲卷·理 T7
函数图象的识别(奇偶性与特殊值)
★★
考情分析
函数性质是高考数学的"必考主干",近三年每年稳定考查 2~3 道小题与 1 道综合大题,分值约 15~20 分。命题呈现"三多":一是单点多考,2026 年北京卷 T5、天津卷 T4 与 2025 年天津卷 T3 均以"奇偶性+单调性+图象"为切入点;二是多性质联动,2026 年全国二卷 T8 把偶函数与反周期条件联立求参,2025 年全国一卷 T5 由周期性与奇偶性求函数值;三是抽象与创新,2024 年新课标Ⅰ卷 T8 以抽象函数的递推关系估计函数值,2026 年上海卷以"最低点"新定义考查最值。本板块核心素养指向"数学抽象、逻辑推理与数学运算"。预测 2027 年高考仍以单调性、奇偶性为主线,以对称性、周期性、抽象函数与新定义为载体提升区分度。
复习目标
1.准确辨析单调性的定义,掌握"取值—作差—变形—定号—结论"的证明流程,会求常见函数的单调区间;
2.牢固掌握奇偶性的定义与图象特征,能判断、证明奇偶性,并由一半区间上的解析式求出另一半;
3.吃透"和为定值想对称、差为定值想周期"的识别口诀,能由两个对称性推出函数的周期;
4.建立"性质联动"的解题意识,综合运用四大性质解决求值、比较大小、解不等式与求参数问题。
二、思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
图 1 函数性质知识体系思维导图
三、知识精讲·靶向突破
——拆解核心知识,归纳题型技巧
知识点1 函数的单调性与单调区间
设函数 的定义域为 ,区间 :
①若对任意 ,当 时都有 ,则称 在 上单调递增, 为增区间;
②若对任意 ,当 时都有 ,则称 在 上单调递减, 为减区间。
定义法证明单调性的"五步曲":取值 作差 变形(因式分解或通分) 定号 结论。
常用结论:
① 与 、 的单调性相同, 与 的单调性相反;
②若 且在 上单调递增,则 在 上单调递增;
③ 与 在 的区间上单调性相反;
④增函数 增函数为增函数,减函数 减函数为减函数。
【方法技巧】
1.求单调区间一定要先求定义域,再在定义域内取"最大"的区间;
2.解抽象不等式时,先把不等式化成 的形式,再用单调性"脱去外衣";
3.分式型与根式型函数常先分离常数或换元,再判断单调性。
【易错清单】
1.单调区间必须是定义域的子区间,不能写到定义域之外;
2.多个单调区间之间只能用"和"字分开叙述,不可用""连接,如 的减区间是 和 ;
3."函数在区间 上单调递减"与"函数的单调递减区间是 "含义不同,后者要求 为最大区间。
知识点2 函数奇偶性的定义与图象特征
设函数 的定义域为 ,则 必须关于原点对称,这是判断奇偶性的前提:
①若对任意 都有 ,则 为奇函数,其图象关于原点对称;
②若对任意 都有 ,则 为偶函数,其图象关于 轴对称。
常用结论:
①若奇函数 在 处有定义,则 ;
②奇函数在关于原点对称的两个区间上单调性相同,偶函数则相反;
③奇偶分解: 为偶函数, 为奇函数;
④偶函数在 上单调递增时,。
【方法技巧】
1.判断奇偶性"三步定音":先看定义域是否关于原点对称,再计算 ,最后与 、 比较;
2.分段函数的奇偶性要"分段验证、整体检验",缺一段都不能下结论;
3.已知一半区间上的解析式求另一半,用"设 在所求区间,则 在已知区间"的转代法,并注意用 或 建立联系。
【易错清单】
1.定义域不关于原点对称的函数一定是非奇非偶函数,这是最容易被忽略的"一票否决";
2. 只是奇函数的必要不充分条件,不能用来证明奇函数;
3." 为偶函数"与" 为偶函数"含义不同,后者表示 的图象关于直线 对称。
知识点3 函数的对称性(轴对称与中心对称)
设 的定义域为 :
①轴对称:若对任意 都有 ,则 的图象关于直线 对称;更一般地, 表示图象关于直线 对称;
②中心对称:若对任意 都有 ,则 的图象关于点 对称;特别地, 表示图象关于点 对称。
对称性与周期性相互牵制(详见知识点4):若 的图象关于直线 与直线 都对称,则 ;若既关于点 对称,又关于直线 对称,则 。
【方法技巧】
1.识别对称性的"关键词":括号内两个自变量之和为常数,看的是轴对称;
2. 的对称轴是两自变量之和的一半,即 ,切勿与周期性混淆;
3.遇到"图象关于点 对称",先写成 ,再赋值检验。
【易错清单】
1. 是轴对称, 才是周期,二者形似而神异;
2.中心对称的对称中心纵坐标是 而非 ,只有 时对称中心才落在 轴上;
3."两个函数图象关于某直线对称"与"一个函数自身的对称性"是两回事,不要混为一谈。
知识点4 函数的周期性
对定义域内的任意 ,若存在非零常数 ,使 恒成立,则称 为周期函数, 为其一个周期;最小的正周期称为最小正周期。
由恒等式推周期的常用结论():
恒等式
周期
此外,若 的图象关于两条对称轴 与 对称,或关于两个对称中心 与 对称,则 ;若一轴一心同时出现,则 。
【方法技巧】
1.见"和为定值"想对称,见"差为定值"想周期,这是识别的第一反应;
2.求周期函数的值,一律"先减周期,把自变量化到已知区间,再代入解析式";
3.周期与奇偶性联用时,优先把自变量平移或翻折到已知解析式的区间内。
【易错清单】
1.周期 必须是非零常数,且周期不唯一, 都是周期;
2.由 推得 ,切勿误写为 ;
3.由 推得 ,切勿误写为 ;
4."函数是周期函数"与"函数有最小正周期"不等价,常函数没有最小正周期。
知识点5 函数性质的综合应用
单调性、奇偶性、对称性、周期性不是孤立的,解题时常用"性质联动":
①奇偶性+单调性:偶函数由 转化为 ,奇函数则直接"脱去 ";
②对称性+周期性:由两条对称轴或两个对称中心求出周期,实现"大化小";
③奇偶性+周期性:把未知区间上的函数值转化到已知区间上求值;
④抽象函数:通过对自变量赋值,得到特殊函数值或新的函数关系。
处理" 同时满足多个恒等式"的问题,通常画一条示意图——标出对称轴、对称中心、周期与已知区间,可把抽象问题直观化。
【方法技巧】
1."性质联动"通用流程:画图示意 找对称与周期 归结到已知区间 用单调性比较;
2.比较大小的题目,先判断各函数值的正负与增减趋势,再用单调性定序;
3.恒成立问题优先用"参变分离",转化为求函数的最值。
【易错清单】
1.偶函数在对称区间上的单调性相反,奇函数则相同,判断时不能凭感觉;
2.涉及 的题目,先确认 是否在定义域内;
3.分段函数的奇偶性与单调性都要"分段讨论、整体验证",只算一段是常见失分点。
四、重难点培优
——聚焦高频难点,突破思维瓶颈
重难点培优01 确定函数的单调性及单调区间 ★★
【解题技巧】判断单调性有三条路径:①定义法(取值—作差—变形—定号—结论);②性质法(基本初等函数的单调性及其四则运算);③图象法(画草图看升降)。求单调区间前务必先求定义域,再在定义域内取"最大"区间。
【注意事项】两处最容易失分:①丢掉定义域,把区间写到定义域之外;②把多个单调区间用""连接。单调区间只能用"和"字分开叙述,如 的减区间是 和 。
【例1-1】函数 的单调递减区间是( )
A. B.
C. 和 D.
【答案】C
【解题思路】先求定义域,再分别在定义域的两段上判断单调性。
【解答过程】函数 的定义域为 ,即 。
任取 ,则 。
因为 ,所以 ,,,故 ,即 在 上单调递减。
同理可证 在 上单调递减。
所以 的单调递减区间是 和 。故选 C。
【例1-2】函数 的单调递增区间为( )
A. B. 和 C. D.
【答案】B
【解题思路】去绝对值化为分段函数,分别在两段上求增区间,再按定义域合并。
【解答过程】当 时,,在 上单调递增,在 上单调递减;
当 时,,在 上单调递增,在 上单调递减。
所以 的单调递增区间为 和 。故选 B。
【变式1-1】函数 的单调递减区间是( )
A. B.
C. D. 和
【答案】B
【解题思路】先求定义域,再按"同增异减"判断复合函数的单调性。
【解答过程】由 得 或 ,故定义域为 。令 ,则 。
当 时, 单调递减且 ,而 在 上单调递减,故 单调递增;
当 时, 单调递增且 ,故 单调递减。
所以单调递减区间为 。故选 B。
【变式1-2】下列函数中,在 上单调递增的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】逐一判断各选项在 上的单调性。
【解答过程】A 中 在 上单调递减;
B 中 在 上单调递减;
C 中 在 上单调递减,在 上单调递增;
D 中 ,因为 在 上单调递减,所以 在 上单调递增。
故选 D。
【变式1-3】函数 的单调递增区间是( )
A. B. C. 和 D.
【答案】C
【解题思路】按 与 去绝对值,分别求两段上的增区间。
【解答过程】当 时,,在 上单调递增,在 上单调递减;
当 时,,在 上单调递增,在 上单调递减。
所以 的单调递增区间为 和 。故选 C。
【变式1-4】函数 的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先求定义域,再由"同增异减"判断递减区间。
【解答过程】由 得 或 ,定义域为 。
令 ,则 单调递增。故 的递减区间即 在定义域内的递减区间。
当 时, 单调递减,此时 单调递减;当 时, 单调递增,此时 单调递增。
所以 的单调递减区间为 。故选 A。
【变式1-5】函数 在区间 上的单调性为( )
A.单调递增 B.单调递减 C.先增后减 D.不能确定
【答案】B
【解题思路】先分离常数,再由基本函数的单调性判断。
【解答过程】。
因为 在 上单调递减,所以 在 上单调递减。故选 B。
【变式1-6】若函数 在 上单调递增,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】写出 的增区间,再用"区间包含"列不等式。
【解答过程】 的单调递增区间为 。
要使 在 上单调递增,需 ,即 。故选 A。
重难点培优02 复合函数的单调性 ★★★
【解题技巧】复合函数 的单调性遵循"同增异减":内层与外层单调性相同则复合后递增,相反则递减。判断前先求复合函数的定义域,再在定义域内按内层函数的单调区间分段讨论。
【注意事项】"同增异减"只能在内外层单调区间的公共部分上使用;内层函数的取值范围必须落在外层函数的定义域内。忽略定义域限制,是复合函数问题最常见的错误。
【例2-1】函数 的单调递增区间是( )
A. B.
C. D. 和
【答案】A
【解题思路】先求定义域,再用"同增异减"确定递增区间。
【解答过程】由 得 或 ,定义域为 。
令 ,则 ,外层函数单调递减。
要使 单调递增,需 单调递减。而 在 上单调递减,在 上单调递增。
所以 的单调递增区间为 。故选 A。
【例2-2】函数 的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】外层为减函数,故复合函数的减区间即内层函数的增区间。
【解答过程】令 ,则 在 上单调递减,即外层为减函数。
要使 单调递减,需 单调递增。而 在 上单调递增。
所以 的单调递减区间为 。故选 A。
【变式2-1】函数 的单调递增区间是( )
A. B.
C. D. 和
【答案】A
【解题思路】先求定义域,再由"同增异减"确定递增区间。
【解答过程】由 得 或 ,定义域为 。
令 ,则 单调递增,故 的递增区间即 在定义域内的递增区间。
在 上单调递减,在 上单调递增。
所以 的单调递增区间为 。故选 A。
【变式2-2】函数 的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】先求定义域,再由"同增异减"确定递减区间。
【解答过程】由 得 ,定义域为 。
令 ,则 单调递增,故 的递减区间即 在 上的递减区间。
在 上单调递增,在 上单调递减。
所以 的单调递减区间为 。故选 B。
【变式2-3】已知 是定义在 上的减函数,则函数 是( )
A.增函数 B.减函数 C.先增后减的函数 D.先减后增的函数
【答案】A
【解题思路】内层函数 为减函数,外层 也是减函数,按"同增异减"下结论。
【解答过程】令 ,则 在 上单调递减。
又 是减函数,即外层函数单调递减,内外层单调性相同,故 单调递增。
故选 A。
【变式2-4】函数 的单调递减区间是( )
A. B.
C. D. 和
【答案】A
【解题思路】先求定义域,注意外层函数 是减函数。
【解答过程】由 得 或 ,定义域为 。
令 ,则 在 上单调递减。
故 的递减区间即 在定义域内的递增区间。 在 上单调递减,在 上单调递增。
所以 的单调递减区间为 。故选 A。
【变式2-5】函数 的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】先求定义域,外层为增函数,故减区间即内层函数的减区间。
【解答过程】由 得 ,定义域为 。
令 ,则 单调递增,故 的递减区间即 在定义域内的递减区间。
在 上单调递增,在 上单调递减。
所以 的单调递减区间为 。故选 B。
【变式2-6】若函数 在 上单调递增,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】外层为增函数,故只需内层函数在 上单调递增,比较对称轴与区间端点。
【解答过程】令 ,则 单调递增。
要使 在 上单调递增,需 在 上单调递增,即 的对称轴 满足 。
所以 。故选 A。
重难点培优03 利用单调性解不等式与比较大小 ★★★
【解题技巧】比较大小的"三看":一看能否化为同底、同指数;二看能否借助中间值(如 、)分组;三看能否构造同一函数并利用其单调性。解抽象不等式的"两步走":①把不等式化为 的形式;②用单调性"脱去 ",得到 的不等式,并注意定义域限制。
【注意事项】用单调性解不等式时有三个坑:①必须保证 都落在 的定义域内;②偶函数"脱 "后得到的是绝对值不等式;③比较大小切勿只凭"底数大小"想当然。
【例3-1】(2025·全国一卷·高考真题)若实数 满足 ,则 的大小关系不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】令公共值为 ,把 都表示为 的函数,再取特殊值逐一检验,排除不可能的选项。
【解答过程】设 ,则 ,,。
取 ,得 ,,,此时 ,故 A 可能;
取 ,得 ,,,此时 ,故 C 可能;
取 ,得 ,,,此时 ,故 D 可能。
所以 的大小关系不可能是 。故选 B。
【例3-2】已知 是定义在 上的增函数,且 ,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】用单调性脱去 ,再补上自变量落在定义域内的限制条件。
【解答过程】因为 是增函数,由 得 ,即 。
又自变量必须在定义域内,即 且 ,解得 且 ,即 。
取交集得 。故选 A。
【变式3-1】已知 是定义在 上的偶函数,且在 上单调递增,,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】偶函数"脱 "后转化为自变量绝对值的不等式。
【解答过程】因为 是偶函数且在 上单调递增,所以 ,解得 。
所以 的取值范围是 。故选 A。
【变式3-2】设 ,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】借助中间值 与 分组,再比较大小。
【解答过程】因为 ,所以 ;
因为 ,所以 ;
因为 ,所以 。
所以 。故选 A。
【变式3-3】已知 是定义在 上的奇函数,且在 上单调递增,,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先由奇函数把不等式化为 ,再用单调性脱去 ;注意奇函数在 上递增可推出在 上递增。
【解答过程】因为 是奇函数且在 上单调递增,所以 在 上单调递增。
由 得 ,故 ,解得 。
所以 的取值范围是 。故选 A。
【变式3-4】已知 ,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】分别估计三个数所在的区间,注意 可用换底公式化简。
【解答过程】因为 ,所以 ,即 ;
因为 ,所以 ,即 ;
,即 。
所以 。故选 B。
【变式3-5】已知 ,若 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先判断 的奇偶性与单调性,再把不等式化为两个函数值的大小关系。
【解答过程】因为 ,所以 是奇函数。
又 与 都是增函数,故 在 上单调递增。
由 得 ,故 ,解得 。
故选 A。
【变式3-6】已知 是偶函数且在 上单调递减,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】偶函数在对称区间上单调性相反,把负自变量化为正,再用增(减)性比较。
【解答过程】因为 是偶函数,所以 。
因为 在 上单调递减,且 ,所以 ,即 。
故选 B。
重难点培优04 利用单调性求参数范围 ★★★
【解题技巧】求参数范围有"两条主线":①若给出区间上的单调性,则把区间端点与对称轴(或分段点)比较,列出不等式;②若给出函数值的大小关系,则把单调性翻译为自变量的大小(或绝对值大小)关系。含参分段函数在 上单调,还必须检验分段点处两段函数值的大小关系。
【注意事项】三个高频陷阱:①端点能否取""判断错误;②分段函数只比较各段内部的单调性,漏掉分段点的衔接;③把"在某区间上单调"误认为"单调区间恰是该区间"。
【例4-1】已知函数 在 上单调递增,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】二次函数的增区间是 ,用"区间包含"列不等式。
【解答过程】,其图象开口向上,对称轴为 ,单调递增区间为 。
要使 在 上单调递增,需 ,即 。故选 A。
【例4-2】已知函数 是 上的减函数,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】分段函数在 上递减,需三段条件同时成立:各段内递减、分段点处衔接恰当。
【解答过程】①当 时, 递减,需 ,即 ;
②当 时, 递减,需 ;
③在分段点处需左段值不小于右段值,即 ,解得 ,即 。
三式取交集得 。故选 A。
【变式4-1】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】分离常数,把单调性转化为分子中常数项的符号条件。
【解答过程】。
因为 在 上单调递减,要使 单调递减,需 ,即 。
故选 A。
【变式4-2】已知函数 在 上单调递增,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的增区间为 ,再用"区间包含"列不等式。
【解答过程】,图象开口向下,对称轴为 ,单调递增区间为 。
要使 在 上单调递增,需 ,即 。故选 A。
【变式4-3】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】先写出函数的两条分支,注意 必须整体落在其中一支上。
【解答过程】 在 与 上都单调递减。
要使 在 上单调递减,需 ,即 。
(此时 处函数有定义要求 ,当 时区间 内 ,仍满足要求。)
故选 A。
【变式4-4】已知函数 在 上不单调,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】"不单调"等价于对称轴落在区间内部。
【解答过程】,对称轴为 。
在 上不单调,当且仅当对称轴在区间内部,即 。故选 A。
【变式4-5】若函数 在 上单调递增,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】用定义法:任取 ,把 恒成立转化为关于 的不等式恒成立。
【解答过程】任取 ,则
。
因为 ,要使 恒成立,需 ,即 恒成立。
因为 ,故只需 。故选 A。
【变式4-6】已知 是定义在 上的减函数,且 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】用单调性脱去 ,再补上两个自变量都落在 内的限制条件。
【解答过程】因为 是减函数,由 得 ,即 。
又自变量需落在定义域内,即 且 ,解得 且 。
取交集得 。故选 A。
重难点培优05 求函数最值(值域) ★★
【解题技巧】求值域(最值)的常用方法:①单调性法(先定单调性,再代入端点求最值);②配方法(二次型);③分离常数法(分式型);④换元法(根式、分式);⑤图象法。含参数的二次函数在闭区间上的最值,必须按对称轴与区间的位置关系分类讨论。
【注意事项】求值域前先求定义域;换元后要写清新元的取值范围;二次函数在闭区间上的最值必须讨论对称轴的位置,"对称轴在区间左侧、区间内部、区间右侧"三种情形缺一不可。
【例5-1】函数 在 上的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】二次函数在闭区间上的最值,比较顶点与两端点处的函数值。
【解答过程】,对称轴为 ,且 ,故最小值为 。
又 ,,故最大值为 。
所以函数在 上的值域为 。故选 A。
【例5-2】函数 在 上的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】分离常数后判断单调性,再由端点求值域。
【解答过程】。
因为 在 上单调递减,所以 在 上单调递增。
故 ,,值域为 。故选 A。
【变式5-1】函数 的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】把分子配方后分离,转化为""型,再用均值不等式。
【解答过程】因为 ,所以 。
令 ,则 ,当且仅当 时取等号。
所以值域为 。故选 A。
【变式5-2】函数 在 上的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先判断函数在 上的单调性,再代入端点与极值点求最值。
【解答过程】 在 上单调递减,在 上单调递增,故在 上递减,在 上递增。
所以最小值为 。
又 ,,故最大值为 。
所以值域为 。故选 A。
【变式5-3】函数 的值域是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】分离常数,利用 可取到一切非零实数得出结论。
【解答过程】。
因为 可以取到一切非零实数,所以 可以取到除 以外的一切实数。
所以值域为 。故选 B。
【变式5-4】函数 的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先求内层二次函数在定义域内的取值范围,再开方。
【解答过程】由 得 。
在 上,,故 。
所以值域为 。故选 A。
【变式5-5】函数 的值域是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】分离常数后判断单调性,注意利用端点与极限值确定开闭。
【解答过程】。
因为 在 上单调递减且恒为正,当 时取最大值 ,当 时趋于 。
所以 。故选 A。
【变式5-6】函数 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】按零点分段去绝对值,写出分段函数后求最小值。
【解答过程】当 时,;
当 时,;
当 时,。
所以 的最小值为 (当 时取到)。故选 C。
重难点培优06 奇偶性的判断与应用 ★★★
【解题技巧】判断奇偶性"三步定音":①求定义域并检验是否关于原点对称;②计算 并与 、 比较;③下结论。抽象函数中,把 换为 ,或令 、 等构造关系,是证明奇偶性的常用手段。
【注意事项】定义域不关于原点对称即为非奇非偶,"一票否决"; 只是奇函数的必要条件,不能反向使用;" 为偶函数"与" 为偶函数"含义不同,后者隐含 的图象关于直线 对称。
【例6-1】(2024·天津·高考真题)下列函数是偶函数的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解题思路】先看定义域是否关于原点对称,再逐一验证 是否成立。
【解答过程】对于 A,,故 A 不是偶函数;
对于 B,,故 B 是偶函数;
对于 C, 的定义域为 ,不关于原点对称,故 C 是非奇非偶函数;
对于 D,,故 D 是奇函数。
故选 B。
【例6-2】(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)设函数 ,( 为常数),当 时,曲线 与 恰有一个交点,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】令 并分离参数,利用"两个偶函数的图象恰有一个交点时,交点必在 轴上"求出 ,再回代检验。
【解答过程】令 ,得 ,整理得 ,即 。
记 ,则 是偶函数。原题意等价于直线 与曲线 恰有一个交点。
因为两个偶函数的图象恰有一个交点,所以该交点只能在 轴上,故 。
检验:当 时,方程为 。当 时,,,两者不能同时为 (除非 ),故方程有且仅有一个实根 ,符合题意。
所以 。故选 D。
【变式6-1】下列函数为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】逐一验证 与 的关系。
【解答过程】A 中 ,为偶函数;
B 中 ,为奇函数;
C 中 ,为偶函数;
D 中 ,为偶函数。
故选 B。
【变式6-2】已知 是定义在 上的奇函数,当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先用已知解析式求 ,再用奇函数的性质求 。
【解答过程】当 时 ,故 。
因为 是奇函数,所以 。故选 A。
【变式6-3】已知 是偶函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】由偶函数的定义对任意 恒成立,比较对应项系数。
【解答过程】因为 是偶函数,所以 对任意 恒成立,即 。
所以 恒成立,得 。故选 B。
【变式6-4】已知 是定义在 上的奇函数且在 上单调递增,,则不等式 的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】把常数 写成 的形式,再用单调性脱去 。
【解答过程】由 ,不等式 即 。
因为 在 上单调递增,所以 ,即解集为 。故选 A。
【变式6-5】已知 是奇函数,则实数 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】由 对定义域内的 恒成立求 。
【解答过程】因为 是奇函数,所以 ,即
。
左边分子分母同乘 ,得 ,即 。
所以 恒成立,得 。故选 A。
【变式6-6】已知 是定义在 上的偶函数,且在 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】偶函数脱去 后化为绝对值不等式,注意递减时不等号方向的变化。
【解答过程】因为 是偶函数且在 上单调递减,所以 。
解得 ,即 。故选 A。
重难点培优07 周期性与对称性的综合 ★★★★
【解题技巧】"两步定周期":①由"和为定值"( 型)识别对称轴;②由两个对称推出周期:两条对称轴 ,两个对称中心 ,一轴一心 。求值时先减周期,把自变量化到已知区间,再代入解析式。
【注意事项】 是轴对称(对称轴 ),不是周期; 才是周期 ;中心对称的纵坐标不为 时不要漏写;周期必须是非零常数, 是周期的整倍数。
【例7-1】(2025·全国一卷·高考真题)设 是定义在 上且周期为 的偶函数,当 时,,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先用偶函数把负自变量变为正,再用周期把自变量化到已知区间 上求值。
【解答过程】因为 是偶函数,所以 。
又 的周期为 ,故 。
因为 ,所以 。
故选 A。
【例7-2】(2026·全国二卷·高考真题)已知 是定义域为 的偶函数,且 ,当 时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】由 推出周期性,结合偶函数得到图象的对称轴,由对称轴确定 ,再由 、 确定 。
【解答过程】由 得 ,故 ,从而 ,即 的周期为 。
又 是偶函数,所以 ,即 ,故 的图象关于直线 对称。
所以当 时, 的对称轴 ,解得 。
再由 ,取 得 ,而 ,故 ;取 得 ,故 。
所以 ,代入 得 。
所以 ,。故选 D。
【变式7-1】已知 是定义在 上的函数,且 ,则 的图象关于( )
A.直线 对称 B.直线 对称 C.点 对称 D. 轴对称
【答案】A
【解题思路】由"和为定值"的形式直接读出对称轴。
【解答过程】 中,括号内两个自变量之和为 为定值,故图象关于直线 对称。
故选 A。
【变式7-2】已知 是定义在 上的函数,且 ,,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】用周期性把 化到已知区间内,注意 除以 的余数。
【解答过程】因为 ,所以 的周期为 。
因为 ,所以 。故选 C。
【变式7-3】已知 是定义在 上的奇函数,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】先由 推出周期,再结合奇函数求出特殊值。
【解答过程】由 得 ,故 的周期为 。
又 是奇函数,所以 ,进而 。
因为 ,所以 。故选 B。
【变式7-4】已知 的图象关于直线 和直线 都对称,则 的一个周期为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】直接使用"两条对称轴决定周期"的结论。
【解答过程】由两条对称轴 与 决定周期 ,得 。
故选 C。
【变式7-5】已知 满足 ,且当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先求出周期,再把 化到已知区间。
【解答过程】由 得 ,故 的周期为 。
所以 。因为 ,所以 。
故选 A。
【变式7-6】已知 是定义在 上的偶函数,且图象关于点 对称,当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】由"一轴一心"求周期,再把 化到已知区间。
【解答过程】因为 是偶函数,故图象关于直线 对称;又图象关于点 对称,由"一轴一心"得 。
所以 。又 是偶函数,故 。
故选 B。
重难点培优08 抽象函数性质综合(新定义) ★★★★
【解题技巧】抽象函数问题"赋值开路":①令 或 ()求特殊值;②令 构造 与 的关系;③令 、 等构造新的恒等式。新定义问题则"读定义—译条件—代数据",逐字落实"且/或""至少/恰好"等关键词。
【注意事项】赋值必须保证代入的式子有意义(在定义域内);抽象函数的单调性、奇偶性都要给出证明,不能只凭"感觉";新定义题不要用惯性思维套用常规结论,务必逐字读清定义。
【例8-1】(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知函数 的定义域为 ,,且当 时 ,则下列结论中一定正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】记 ,把抽象不等式转化为数列递推,逐项放大估计,判断哪个结论一定成立。
【解答过程】当 时 ,故 ,。
记 ,由 得 。
于是 ,,,逐项递推可得
,,,,,,,,,,。
继续放缩:,,,故 。
即 一定成立,故 B 正确。
而由 无法判断 是否大于 或小于 ,故 A、C 不一定成立;同理 D 也不一定成立。
故选 B。
【例8-2】已知定义在 上的函数 满足 ,且当 时 ,则 在 上( )
A.单调递增 B.单调递减 C.先增后减 D.不能确定
【答案】A
【解题思路】用定义法:任取 ,借助 把 转化为 。
【解答过程】任取 ,则 。
由 ,得 。
因为 ,故 ,所以 ,即 在 上单调递增。
故选 A。
【变式8-1】已知 对任意实数 都有 ,且 , 在 上单调递增,则不等式 的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先赋值求出 ,再把 写成 的形式,用单调性脱去 。
【解答过程】由 ,得 。
所以 即 。因为 在 上单调递增,所以 ,解集为 。
故选 A。
【变式8-2】已知函数 定义在 上,对任意 都有 ,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】由递推式把 拆成 与十个增量之和。
【解答过程】由 ,反复迭代得 。故选 C。
【变式8-3】已知 对任意实数 都有 ,且 ,则 是( )
A.奇函数 B.偶函数
C.非奇非偶函数 D.既是奇函数又是偶函数
【答案】A
【解题思路】用赋值法求 与 ,再按奇偶性的定义判断。
【解答过程】令 ,得 ,故 。
令 ,得 ,即 ,故 是奇函数。
故选 A。
【变式8-4】已知定义在 上的函数 对任意 都有 ,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】构造 ,把新关系转化为熟悉的形式。
【解答过程】令 ,则 。
,故 。
所以 。故选 C。
【变式8-5】已知 对任意实数 都有 ,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】把 拆成三个 的乘积。
【解答过程】由 ,得 。故选 C。
【变式8-6】对任意实数 ,用 表示不超过 的最大整数,令 ,则 是( )
A.奇函数 B.偶函数 C.周期为 的函数 D.单调递增函数
【答案】C
【解题思路】按新定义验证 是否成立,再逐项排除。
【解答过程】因为 ,所以 ,即 是周期为 的函数,C 正确。
取 ,则 ,,故 ,。
因为 ,故 不是偶函数,B 错误;又 ,故 也不是奇函数,A 错误。
再取 ,,函数值由正变为 ,故 不是单调递增函数,D 错误。
故选 C。
五、过关检测
——分层训练,验收获能
一、单选题
1.【巩固】下列函数中,在 上单调递减的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】逐一判断四个基本函数在 上的单调性。
【解答过程】 在 上单调递增; 在 上单调递增; 在 上单调递减; 在 上单调递增。故选 C。
2.【巩固】下列函数为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】按奇偶性的定义逐一验证。
【解答过程】 与 都是偶函数; 是偶函数; 满足 ,是奇函数。故选 B。
3.【巩固】已知 是定义在 上的偶函数,,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】直接用偶函数的定义求值。
【解答过程】因为 是偶函数,所以 。故选 C。
4.【巩固】已知 在 上单调递增,且 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】用单调性直接脱去 。
【解答过程】因为 在 上单调递增,由 得 。故选 A。
5.【进阶】函数 在 上的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】比较顶点与两端点处的函数值。
【解答过程】,对称轴 ,最小值 ;又 ,,最大值 。值域为 。故选 A。
6.【进阶】已知 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】直接用均值不等式求最值。
【解答过程】因为 ,所以 ,当且仅当 时取等号。故最小值为 。故选 B。
7.【进阶】已知 是周期为 的函数,当 时 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】用周期性把 化到 内求值。
【解答过程】因为 的周期为 ,且 ,所以 。故选 A。
8.【进阶】函数 的单调递增区间是( )
A. B.
C. D. 和
【答案】A
【解题思路】先求定义域,再由"同增异减"确定递增区间。
【解答过程】由 得 或 ,定义域为 。
令 ,则 单调递增,故 的递增区间即 在定义域内的递增区间,即 。故选 A。
二、多选题
9.【进阶】已知 是定义在 上的奇函数,则下列结论正确的是( )
A. B. 的图象关于原点对称
C. D.
【答案】ABD
【解题思路】由奇函数的定义与图象特征逐项判断,注意 需 在定义域内。
【解答过程】因为 的定义域为 ,且为奇函数,所以 ,得 ,A 正确;
奇函数的图象关于原点对称,B 正确;
由 知 ,D 正确,而 C 只有在 时才成立,不一定正确。
故选 ABD。
10.【进阶】已知 是定义在 上的偶函数,且在 上单调递增,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解题思路】把负自变量化为正,再用 上的单调性比较。
【解答过程】因为 是偶函数,所以 ,A 正确;,。
又 在 上单调递增,且 ,故 。
所以 ,B 正确;,C 错误;,D 正确。
故选 ABD。
11.【培优】已知函数 的定义域为 , 为偶函数,且 ,则下列结论正确的是( )
A. 的图象关于直线 对称 B. 是奇函数
C. 的一个周期为 D.
【答案】ABC
【解题思路】由" 为偶函数"得对称轴,由 得周期,再把二者结合判断奇偶性。
【解答过程】因为 为偶函数,所以 ,即 的图象关于直线 对称,A 正确;
由 得 ,故 的一个周期为 ,C 正确;
由 取 ,得 ,即 ;又 ,所以 ,故 是奇函数,B 正确;
由 取 得 ,结合 为奇函数 可知 ,D 错误。
故选 ABC。
12.【培优】已知函数 的定义域为 ,对任意 都有 ,且当 时 ,则下列结论正确的是( )
A. B. 在 上单调递增
C. D.若 ,则
【答案】ABC
【解题思路】用赋值法求 ,用定义法证明单调性,再由单调性逐项验证。
【解答过程】令 ,得 ,故 ,A 正确;
任取 ,则 ,故 ,即 ,所以 在 上单调递增,B 正确;
令 ,得 ,故 ,C 正确;
若 ,则 ,D 错误。
故选 ABC。
三、填空题
13.【巩固】函数 的单调递减区间为 ______.
【答案】 和
【解题思路】先求定义域,再分别在两段上判断单调性。
【解答过程】 的定义域为 。因为 在 和 上都单调递减,故单调递减区间为 和 。
14.【进阶】已知 是定义在 上的奇函数,当 时 ,则 ______.
【答案】
【解题思路】先求 ,再由奇函数的性质求 。
【解答过程】,因为 是奇函数,所以 。
15.【进阶】已知 是定义在 上的偶函数,且在 上单调递减,,则实数 的取值范围为 ______.
【答案】
【解题思路】偶函数脱去 后化为绝对值不等式,注意单调递减时不等号方向不变。
【解答过程】因为 是偶函数且在 上单调递减,所以 。
解得 或 ,即 或 。
所以 的取值范围为 。
16.【培优】已知 满足 ,当 时 ,则 ______.
【答案】
【解题思路】先求周期,再把 化到 内求值。
【解答过程】由 得 ,故 的周期为 。
因为 ,所以 。又 。
所以 。
四、解答题
17.【进阶】已知函数 .
(1) 若 在 上单调递增,求实数 的取值范围;
(2) 若 在 上的最小值为 ,求实数 的值.
【答案】(1) ;(2) .
【解题思路】(1) 比较对称轴与区间端点;(2) 按对称轴与区间 的位置关系分类讨论最小值。
【解答过程】(1) ,图象开口向上,单调递增区间为 。
要使 在 上单调递增,需 ,即 。
(2) ①若 ,则 在 上单调递增,最小值 ,解得 ,满足 ;
②若 ,则最小值 ,解得 ,与 矛盾,舍去;
③若 ,则 在 上单调递减,最小值 ,解得 ,与 矛盾,舍去。
综上,。
18.【进阶】已知 是定义在 上的奇函数,当 时,.
(1) 求 ,并求当 时 的解析式;
(2) 判断 在 上的单调性,并加以证明.
【答案】(1) ,当 时 ;(2) 在 上单调递减,证明见解析.
【解题思路】(1) 用奇函数在原点处的取值求 ,用转代法求 的解析式;(2) 用定义法证明单调性。
【解答过程】(1) 因为 是定义在 上的奇函数,所以 。
当 时,,故 。
又 ,所以 ,即 。
(2) 任取 且 ,则
。
因为 ,所以 ,,故 ,即 。
所以 在 上单调递减。
19.【培优】已知函数 对任意实数 都有 ,且当 时 ,.
(1) 求 与 的值;
(2) 判断 在 上的单调性,并加以证明;
(3) 若 ,求实数 的取值范围.
【答案】(1) ,;(2) 在 上单调递减,证明见解析;(3) .
【解题思路】(1) 赋值 与 求特殊值;(2) 用定义法,借助 时 证明递减;(3) 把不等式化为 ,再用单调性脱去 。
【解答过程】(1) 令 ,得 ,故 。
令 ,得 ,即 。取 ,得 。
(2) 任取 ,则 ,故 。
由 ,得 。
所以 ,即 在 上单调递减。
(3) 由 与 得 。
所以 。
又 在 上单调递减,故 ,解得 。
即 的取值范围为 。
20.【培优】已知 是定义在 上的偶函数,且 ,当 时 .
(1) 求 与 的值;
(2) 求 的值.
【答案】(1) ,;(2) .
【解题思路】(1) 用周期性把自变量化到 内求值;(2) 先求一个周期内四个函数值之和,再按组求和。
【解答过程】(1) 由 得 ,故 的周期为 。
;。
(2) 由 (1) 得 ,,,,故一个周期内四个函数值之和为 。
因为 ,所以
。
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