内容正文:
专题05 函数的基本性质
内容导航
01 命题精研与考情透视 1
02 知识网络梳理 2
03 核心考点精讲 5
考点一:函数的单调性及其证明【核心重点】 5
考点二:函数单调性的应用【核心重点】 6
考点三:函数的奇偶性及其证明【核心重点】 7
考点四:函数奇偶性的应用【重难点】 8
考点五:函数单调性与奇偶性的综合应用【重难点】 9
04 实战演练 10
考情解读
考试要求
理解函数的单调性与奇偶性的定义,掌握函数的单调性与奇偶性的证明,能利用函数的单调性与奇偶性的综合应用。
命题分析
核心考点
考频
考查内容
命题趋势
函数的单调性
5年3考
函数单调性的证明、利用函数单调性求参数
预测2027年在解答题中考查函数单调性的证明
函数的奇偶性
5年4考
函数奇偶性的证明、函数奇偶性的应用
预测2027年在选择或填空题中考函数奇偶性的应用
函数单调性与奇偶性的综合应用
5年1考
函数图像的综合判断
预测2027年在选择或填空题中考查函数奇偶性与单调性的综合应用
知识梳理
知识点1、函数的单调性
1. 单调递增:设函数 的定义域为 ,区间 :若对 ,当 时,都有 ,则称 在区间 上单调递增, 为单调递增区间。
2. 单调递减:同上,当 时,都有 ,则称 在 上单调递减。
3. 单调区间:单调性是函数的局部性质,必须指明区间;同一函数在不同区间上单调性可以不同。
4. 复合函数单调性——“同增异减”:,若 与 在对应区间上单调性相同,则复合后增;相反则复合后减。
5. 单调性与运算:
(1)增 + 增 = 增,减 + 减 = 减;
(2)增 - 减 = 增,减 - 增 = 减;
(3)正数常数不改变单调性;负系数整体翻转单调性;
(4)同号区间上,倒数函数单调性相反;
(5)正数区间上, 与 、( 时)单调性一致。
6. 最值与单调性:若 在闭区间 上单调递增,则最大值 、最小值 ;单调递减则反之。
必记结论
1. 定义证明五步走:取值 作差 变形 定号 结论。
(1)作差:;
(2)变形:因式分解、配方、有理化、通分;
(3)定号:判断差的正负;
(4)结论:依据定义下结论。
2. 基本初等函数的单调性结论(直接套用):
(1)一次函数 : 增, 减;
(2)二次函数 : 时在 减、 增; 反之;
(3)反比例 : 时在 和 各自递减(注意不能说在整个定义域上递减);
(4): 为奇数时在 上增; 为正偶数时在 增、 减。
⚠️避坑指南
❌ 证明单调性时不作差、直接”看出来”。解答题必须严格按定义五步,不能凭图像或直觉。
❌ 作差后变形不彻底,导致无法定号。差的变形目标一定是化成”几个因子相乘/相加”的形式,每个因子符号清楚。
❌ 单调区间写法错误。多个单调区间之间用逗号或”和”连接,不能用并集符号 。
❌ 复合函数”同增异减”时,忘记先求内层函数的取值范围,直接在外层定义域上判断。
自主检测若函数,且,.
(1)求a,b的值,写出的表达式;
(2)请用函数的单调性的定义证明函数在上是增函数.
知识点2、函数的奇偶性
1. 偶函数:设 定义域为 ,若对 ,都有 且 ,则 为偶函数。图像关于 轴对称。
2. 奇函数:同上,若 ,则 为奇函数。图像关于 原点对称。
3. 前提——定义域关于原点对称:这是函数具有奇偶性的必要不充分条件。定义域不关于原点对称,直接判定为非奇非偶。
4. 分类:奇函数、偶函数、既奇又偶( 且定义域关于原点对称)、非奇非偶。
5. 奇偶性与单调性联动:
(1)奇函数在对称区间上单调性相同;
(2)偶函数在对称区间上单调性相反。
6. 奇偶性与运算(在公共对称定义域上):
(1)奇 奇 = 奇;偶 偶 = 偶;
(2)奇 奇 = 偶;偶 偶 = 偶;奇 偶 = 奇;
(3)任意函数 都可写成一个奇函数与一个偶函数之和:。
必记结论
1. 若 是奇函数且在 处有定义,则必有 。这是求参数、验解的常用结论。
2. 偶函数满足 ——解偶函数不等式时常用此法把自变量统一到非负半轴。
3. 常见奇偶函数:
(1)奇函数:、、( 奇)、、;
(2)偶函数:(常数)、、、;
(3)非奇非偶:、、。
4. 奇函数图像关于原点对称 若 ,则 ;偶函数 ,则 。
5. 单调性、奇偶性结合的核心转化:
(1)已知 上的解析式 利用 求 上的解析式。
(2)若奇函数 在区间 上有最大值 ,则在 上有最小值 。
⚠️避坑指南
❌ 不先检查定义域是否关于原点对称,直接代入 。第一步永远是”看定义域”,不对称直接判定非奇非偶。
❌ 误用。只有”奇函数且 在定义域内”才能推 ;偶函数、定义域不含 的奇函数都不成立。
❌ 已知 解析式求 解析式时,符号搞错。步骤:设 则 代入已知解析式求 利用 (奇)或 (偶)解出 。
❌ 解 型不等式时,不利用奇偶性把项挪成 与 的关系,再利用单调性脱掉 。
❌偶函数解不等式 时,直接写 或 ——错,应写 ,再利用 上的单调性。
自主检测已知函数满足,.
(1)求,的值;
(2)判断的奇偶性并给出证明.
考点精讲
考点一 函数的单调性及其证明
例1已知函数.
(1)证明:在上单调递增;
(2)若,试判断,的大小.
例2已知幂函数在区间上单调递增.
(1)求m的值;
(2)设,判断函数在区间上的单调性,并用单调性的定义证明你的结论.
解题策略 函数单调性的证明
· 解答题证明单调性:严格按五步,作差变形是拿分关键;遇到根式先有理化,遇到分式先通分。
· 判断复合函数单调性:先定定义域 拆内外层 列“同增异减”表 下结论。
· 含参函数讨论单调性:抓住“对称轴、导数零点”与区间的相对位置分类,分完类再给结论。
【变式1】已知函数,判断函数的单调性,并利用定义证明.
【变式2】已知函数是一次函数,且满足,.
(1)求的解析式;
(2)判断函数在上的单调性,并用函数单调性的定义给予证明.
考点二 函数单调性的应用
例3已知函数,若对任意,,当时,都有成立,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
例4已知函数,
(1)用定义法判断在区间上的单调性;
(2)求出该函数在区间上的最大值和最小值.
解题策略 函数单调性的应用
1. 比较大小:① 同区间直接比;② 不同区间化到同一单调区间(偶函数化 );③ 找中间量 、、自身比较。
2. 解 :
(1)写出 的单调区间;
(2)加限制 、;
(3)按单调性转化为 、 的不等式;
(4)取三者交集。
3. 含参单调性问题:
(1)单调 对称轴不在区间内(或导数符号恒正/恒负);
(2)不单调 对称轴在区间内;
(3)求最值 轴在区间内/外两种情况讨论。
4. 零点个数:画图 + 单调区间 + 端点函数值符号,三管齐下。
【变式1】函数的单调增区间是( )
A. B. C. D.
【变式2】偶函数 在区间 上单调递减,,则不等式 的解集为 ________.
考点三 函数的奇偶性及其证明
例5已知函数(),且.
(1)求实数的值;
(2)判断并用定义证明函数的奇偶性.
例6已知函数的图象经过点.
(1)求的值;
(2)求的定义域并判断其奇偶性.
解题策略 函数的奇偶性及其证明
1. 判断/证明奇偶性:
(1)写定义域,看是否关于原点对称;
(2)算 ,化简;
(3)对比 或 ,三选一结论。
2. 含参函数判断奇偶性:用 对任意 恒成立,比较系数定参;再回代检验。
3. 抽象函数判奇偶:赋值 求 ,再令 推 与 关系。
【变式1】已知函数.
(1)求证:是奇函数;
(2)当时,求的最小值.
【变式2】已知函数,且.
(1)求a的值;
(2)判断函数的奇偶性.
考点四 函数奇偶性的应用
例7已知是偶函数,则( ).
A. B.
C.1 D.2
例8已知函数是奇函数,当时,,则时,的解析式是_______.
解题策略 函数奇偶性的应用
1. 求对称区间解析式四步:
(1)设所求侧自变量 ;
(2)转化为已知侧: 满足已知范围;
(3)代入已知式求 ;
(4)用奇偶性定义反解 ,并标注新定义域。
2. 求函数值:把所求自变量转化到已知解析式所在侧,再代值。
3. 解不等式:
(1)偶函数 统一成 形式,套正半轴单调;
(2)奇函数 把负号移进括号(),凑成同结构。
4. 求参数:列 恒等式 比较系数 回代验定义域。
【变式1】若函数是奇函数,且当时,,则当时,( )
A. B.
C. D.
【变式2】若是偶函数,则__________.(用数字作答)
考点五 函数单调性与奇偶性的综合应用
例9已知定义域为的函数是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)判断函数的单调性,并用定义法证明你的结论;
(3)若对任意的不等式成立,求实数的取值范围.
例10已知函数为奇函数.
(1)求m的值;
(2)判断并证明函数的单调性;
(3)若对任意的,不等式恒成立,求a的取值范围.
解题策略 函数单调性与奇偶性的综合应用
1. 解 :
(1)若 是奇函数:;
(2)利用单调性脱 ,注意加 、 的定义域限制;
(3)解不等式组。
2. 解偶函数 :化为 ,套正半轴单调性。
3. 图像题:先由奇偶性定对称性,再由单调区间定升降,关键点(原点、对称轴、端点)代入验证。
4. 最值综合:奇/偶函数的对称区间最值互为相反数(奇)或相同(偶),避免重复计算。
【变式1】已知函数 是定义在上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)判断函数在上的单调性,并用定义加以证明;
(3)解不等式:;
【变式2】已知是定义在R上的奇函数,当时,.
(1)求函数的解析式;
(2)若对任意的,不等式恒成立,求实数k的取值范围.
实战训练
1.(2026高三上·广东·学业考试)下列函数为奇函数的是( )
A. B. C. D.
2.(2026高三上·广东·学业考试)已知函数,若函数在上单调递增,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.(2025高三上·广东·学业考试)已知若函数有三个零点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
4.(2025高三上·广东·学业考试)已知函数,则正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(2024高三上·广东·学业考试)函数(e为自然对数的底数)在的大致图象是( )
A. B.
C. D.
6.已知函数,若对任意实数且,不等式恒成立,则实数的取值范围是______.
7.已知函数为R上的偶函数,当时,,则函数________.
8.(2026高三上·广东·学业考试)已知函数
(1)求函数的定义域;
(2)判断并证明函数的单调性.
9.(2025高三上·广东·学业考试)已知函数的图象经过.
(1)求的解析式;
(2)判断的奇偶性,并说明理由.
10.已知幂函数( 为常数)的图象经过点.
(1)求的解析式;
(2)判断的奇偶性并进行证明;
(3)设,判断在区间上的单调性,并用单调性定义证明你的结论.
11.已知函数,.
(1)判断函数的奇偶性,并证明;
(2)用定义证明函数在上单调递增;
(3)求不等式的解集.
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专题05 函数的基本性质
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01 命题精研与考情透视 1
02 知识网络梳理 2
03 核心考点精讲 6
考点一:函数的单调性及其证明【核心重点】 6
考点二:函数单调性的应用【核心重点】 9
考点三:函数的奇偶性及其证明【核心重点】 11
考点四:函数奇偶性的应用【重难点】 14
考点五:函数单调性与奇偶性的综合应用【重难点】 15
04 实战演练 21
考情解读
考试要求
理解函数的单调性与奇偶性的定义,掌握函数的单调性与奇偶性的证明,能利用函数的单调性与奇偶性的综合应用。
命题分析
核心考点
考频
考查内容
命题趋势
函数的单调性
5年3考
函数单调性的证明、利用函数单调性求参数
预测2027年在解答题中考查函数单调性的证明
函数的奇偶性
5年4考
函数奇偶性的证明、函数奇偶性的应用
预测2027年在选择或填空题中考函数奇偶性的应用
函数单调性与奇偶性的综合应用
5年1考
函数图像的综合判断
预测2027年在选择或填空题中考查函数奇偶性与单调性的综合应用
知识梳理
知识点1、函数的单调性
1. 单调递增:设函数 的定义域为 ,区间 :若对 ,当 时,都有 ,则称 在区间 上单调递增, 为单调递增区间。
2. 单调递减:同上,当 时,都有 ,则称 在 上单调递减。
3. 单调区间:单调性是函数的局部性质,必须指明区间;同一函数在不同区间上单调性可以不同。
4. 复合函数单调性——“同增异减”:,若 与 在对应区间上单调性相同,则复合后增;相反则复合后减。
5. 单调性与运算:
(1)增 + 增 = 增,减 + 减 = 减;
(2)增 - 减 = 增,减 - 增 = 减;
(3)正数常数不改变单调性;负系数整体翻转单调性;
(4)同号区间上,倒数函数单调性相反;
(5)正数区间上, 与 、( 时)单调性一致。
6. 最值与单调性:若 在闭区间 上单调递增,则最大值 、最小值 ;单调递减则反之。
必记结论
1. 定义证明五步走:取值 作差 变形 定号 结论。
(1)作差:;
(2)变形:因式分解、配方、有理化、通分;
(3)定号:判断差的正负;
(4)结论:依据定义下结论。
2. 基本初等函数的单调性结论(直接套用):
(1)一次函数 : 增, 减;
(2)二次函数 : 时在 减、 增; 反之;
(3)反比例 : 时在 和 各自递减(注意不能说在整个定义域上递减);
(4): 为奇数时在 上增; 为正偶数时在 增、 减。
⚠️避坑指南
❌ 证明单调性时不作差、直接”看出来”。解答题必须严格按定义五步,不能凭图像或直觉。
❌ 作差后变形不彻底,导致无法定号。差的变形目标一定是化成”几个因子相乘/相加”的形式,每个因子符号清楚。
❌ 单调区间写法错误。多个单调区间之间用逗号或”和”连接,不能用并集符号 。
❌ 复合函数”同增异减”时,忘记先求内层函数的取值范围,直接在外层定义域上判断。
自主检测若函数,且,.
(1)求a,b的值,写出的表达式;
(2)请用函数的单调性的定义证明函数在上是增函数.
【答案】(1),;.
(2)证明:设,,
则,
因为,所以,,,
所以,即,
所以函数在上是增函数.
【分析】(1)将和代入,解方程组即可求出答案;
(2)根据函数的单调性的定义,设,利用作差比较法即可证明.
【详解】(1)把和代入得,
解得,所以.
(2)略.
知识点2、函数的奇偶性
1. 偶函数:设 定义域为 ,若对 ,都有 且 ,则 为偶函数。图像关于 轴对称。
2. 奇函数:同上,若 ,则 为奇函数。图像关于 原点对称。
3. 前提——定义域关于原点对称:这是函数具有奇偶性的必要不充分条件。定义域不关于原点对称,直接判定为非奇非偶。
4. 分类:奇函数、偶函数、既奇又偶( 且定义域关于原点对称)、非奇非偶。
5. 奇偶性与单调性联动:
(1)奇函数在对称区间上单调性相同;
(2)偶函数在对称区间上单调性相反。
6. 奇偶性与运算(在公共对称定义域上):
(1)奇 奇 = 奇;偶 偶 = 偶;
(2)奇 奇 = 偶;偶 偶 = 偶;奇 偶 = 奇;
(3)任意函数 都可写成一个奇函数与一个偶函数之和:。
必记结论
1. 若 是奇函数且在 处有定义,则必有 。这是求参数、验解的常用结论。
2. 偶函数满足 ——解偶函数不等式时常用此法把自变量统一到非负半轴。
3. 常见奇偶函数:
(1)奇函数:、、( 奇)、、;
(2)偶函数:(常数)、、、;
(3)非奇非偶:、、。
4. 奇函数图像关于原点对称 若 ,则 ;偶函数 ,则 。
5. 单调性、奇偶性结合的核心转化:
(1)已知 上的解析式 利用 求 上的解析式。
(2)若奇函数 在区间 上有最大值 ,则在 上有最小值 。
⚠️避坑指南
❌ 不先检查定义域是否关于原点对称,直接代入 。第一步永远是”看定义域”,不对称直接判定非奇非偶。
❌ 误用。只有”奇函数且 在定义域内”才能推 ;偶函数、定义域不含 的奇函数都不成立。
❌ 已知 解析式求 解析式时,符号搞错。步骤:设 则 代入已知解析式求 利用 (奇)或 (偶)解出 。
❌ 解 型不等式时,不利用奇偶性把项挪成 与 的关系,再利用单调性脱掉 。
❌偶函数解不等式 时,直接写 或 ——错,应写 ,再利用 上的单调性。
自主检测已知函数满足,.
(1)求,的值;
(2)判断的奇偶性并给出证明.
【答案】(1),
(2)为奇函数,证明如下:
由(1)知,,定义域为,
则,所以,
所以为奇函数.
【分析】(1)由已知得关于,的方程组,即可求解.
(2)求出,结合奇偶性的定义即可得出结论.
【详解】(1)由得,;由得,;
联立解得,,.
(2)为奇函数,证明略.
考点精讲
考点一 函数的单调性及其证明
例1已知函数.
(1)证明:在上单调递增;
(2)若,试判断,的大小.
【答案】(1)不妨设,
则
.
因为,则,,
可得,即,
所以在上单调递增.
(2)
【分析】(1)利用定义法判断并证明函数单调性;
(2)结合函数的奇偶性可知在上单调递增,即可比较函数值大小.
【详解】(1)略
(2)因为的定义域为,
因为,所以是奇函数.
且在上单调递增,可知在上单调递增,
因为,所以.
例2已知幂函数在区间上单调递增.
(1)求m的值;
(2)设,判断函数在区间上的单调性,并用单调性的定义证明你的结论.
【答案】(1)1
(2)函数 在区间 上单调递减,证明:
由(1)知 ,则 ,
任取 ,且 ,
则
,
因为 ,所以 ,且 ,
故 ,于是 ,
因此,,即 ,
故函数 在 上单调递减.
【分析】(1)利用幂函数的定义以及幂函数的单调性可得答案;
(2)利用函数单调性的定义证明即可.
【详解】(1)因为 是幂函数,
所以 ,解得 ,即 .
当 时,,在 上单调递增,满足题意;
当 时,,在 上单调递减,不满足题意,舍去;
因此, .
(2)略
解题策略 函数单调性的证明
· 解答题证明单调性:严格按五步,作差变形是拿分关键;遇到根式先有理化,遇到分式先通分。
· 判断复合函数单调性:先定定义域 拆内外层 列“同增异减”表 下结论。
· 含参函数讨论单调性:抓住“对称轴、导数零点”与区间的相对位置分类,分完类再给结论。
【变式1】已知函数,判断函数的单调性,并利用定义证明.
【答案】
在上递减,理由如下:
任取,且,
则,
因为,且,
所以,,
所以,即,
所以在上递减.
【分析】任取,且,利用作差法证明,结合增、减函数的定义即可下结论.
【详解】略
【变式2】已知函数是一次函数,且满足,.
(1)求的解析式;
(2)判断函数在上的单调性,并用函数单调性的定义给予证明.
【答案】(1)
(2)减函数,证明如下:
任取且,则
,
因为,所以,,
所以,即,
所以函数是上的单调减函数.
【分析】(1)设一次函数,由条件列方程组即可得解;
(2)将的解析式代入中,化简后利用函数单调性的定义进行判断和证明.
【详解】(1)设一次函数,
则,解得,
所以.
(2).
可判断在上单调递减,证明略.
考点二 函数单调性的应用
例3已知函数,若对任意,,当时,都有成立,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用函数单调性定义确定单调性,再利用分段函数单调性,结合一次函数、二次函数单调性列式求出范围.
【详解】因为对任意,当时,都有成立,
即成立,所以在上是单调递减的,
则,即.
例4已知函数,
(1)用定义法判断在区间上的单调性;
(2)求出该函数在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1)证明:,且,
则 ,
因,则,
则,即,
则在区间上单调递增.
(2)最小值为,最大值为.
【分析】(1)利用定义法,设,再化简求得即可判断;
(2)由的单调性即可判断最值.
【详解】(1)略
(2)由(1)可知在区间上单调递增,
则的最小值为,最大值为.
解题策略 函数单调性的应用
1. 比较大小:① 同区间直接比;② 不同区间化到同一单调区间(偶函数化 );③ 找中间量 、、自身比较。
2. 解 :
(1)写出 的单调区间;
(2)加限制 、;
(3)按单调性转化为 、 的不等式;
(4)取三者交集。
3. 含参单调性问题:
(1)单调 对称轴不在区间内(或导数符号恒正/恒负);
(2)不单调 对称轴在区间内;
(3)求最值 轴在区间内/外两种情况讨论。
4. 零点个数:画图 + 单调区间 + 端点函数值符号,三管齐下。
【变式1】函数的单调增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先求对数函数的定义域,再依据复合函数“同增异减”的单调性规则,结合内层二次函数的单调性取交集得到结果.
【详解】由题得,,
因为对数函数在单调递增,二次函数在单调递减,在单调递增,
所以函数的单调增区间是.
【变式2】偶函数 在区间 上单调递减,,则不等式 的解集为 ________.
【答案】
【分析】先根据偶函数的对称性确定在上的单调性和,再将乘积不等式拆分为两个同号的不等式组分类求解.
【详解】 因为是偶函数,在上单调递减,根据偶函数的性质,在上单调递增,且.
不等式等价于两个因式同号,分两种情况讨论:
当时,即,解得;
当时,即,解得.
综上所述,不等式的解集为.
考点三 函数的奇偶性及其证明
例5已知函数(),且.
(1)求实数的值;
(2)判断并用定义证明函数的奇偶性.
【答案】(1)
(2)
由(1)知,则函数是奇函数,证明如下:
显然函数定义域为全体实数,它关于原点对称,
又,
所以函数是奇函数.
【分析】(1)将代入函数解析式直接计算即可.
(2)由函数奇偶性的定义判定并证明即可.
【详解】(1)因为,所以;
(2)略
例6已知函数的图象经过点.
(1)求的值;
(2)求的定义域并判断其奇偶性.
【答案】(1)3
(2),奇函数
【分析】(1)将点代入解析式化简得,求解即可;
(2)解分式不等式求得的定义域,再利用奇函数定义判断即可.
【详解】(1)因为函数的图象经过点,
由题意知,即,解得.
(2)由(1)得,,
由得,解得,所以的定义域为,
因为的定义域为关于原点对称,
且,所以为奇函数.
解题策略 函数的奇偶性及其证明
1. 判断/证明奇偶性:
(1)写定义域,看是否关于原点对称;
(2)算 ,化简;
(3)对比 或 ,三选一结论。
2. 含参函数判断奇偶性:用 对任意 恒成立,比较系数定参;再回代检验。
3. 抽象函数判奇偶:赋值 求 ,再令 推 与 关系。
【变式1】已知函数.
(1)求证:是奇函数;
(2)当时,求的最小值.
【答案】(1)证明:
因的定义域为.
对于任意,都有,且,
故是奇函数.
(2)4
【分析】(1)根据奇函数定义即可得证;
(2)利用基本不等式即可求解.
【详解】(1)略;
(2)已知,所以,
当且仅当,即时取等号,
所以当时,函数取得最小值4.
【变式2】已知函数,且.
(1)求a的值;
(2)判断函数的奇偶性.
【答案】(1)
(2)为奇函数.
【分析】(1)将代入,解出的值.
(2)按照定义法证明奇偶性的步骤,先判断定义域是否关于原点对称,再判断与的关系即可.
【详解】(1)由已知可得,, 解得:
(2)由(1)知,,定义域为关于原点对称,
又,所以为奇函数.
考点四 函数奇偶性的应用
例7已知是偶函数,则( ).
A. B.
C.1 D.2
【答案】C
【详解】因为是偶函数,所以,
即,
所以有, 所以,即,
所以,即.
例8已知函数是奇函数,当时,,则时,的解析式是_______.
【答案】
【分析】利用奇函数的定义,把时的函数值转化为时的函数值.
【详解】设,则.
因为当时,,所以.
又是奇函数,所以,即.
所以当时,.
解题策略 函数奇偶性的应用
1. 求对称区间解析式四步:
(1)设所求侧自变量 ;
(2)转化为已知侧: 满足已知范围;
(3)代入已知式求 ;
(4)用奇偶性定义反解 ,并标注新定义域。
2. 求函数值:把所求自变量转化到已知解析式所在侧,再代值。
3. 解不等式:
(1)偶函数 统一成 形式,套正半轴单调;
(2)奇函数 把负号移进括号(),凑成同结构。
4. 求参数:列 恒等式 比较系数 回代验定义域。
【变式1】若函数是奇函数,且当时,,则当时,( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用奇函数的性质即可求解.
【详解】令,则,所以
因为函数是奇函数,所以当时,
【变式2】若是偶函数,则__________.(用数字作答)
【答案】2
【分析】将函数解析式展开,利用偶函数满足自变量一次项系数为 ,求出 的值后代入计算 .
【详解】.
因为 是偶函数,所以 的一次项系数为 ,即 .
解得 .
.
考点五 函数单调性与奇偶性的综合应用
例9已知定义域为的函数是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)判断函数的单调性,并用定义法证明你的结论;
(3)若对任意的不等式成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)1
(2)
由(1)知 ,
定义域为,函数在上单调递增,
证明如下:任取,则 ,
由及在上单调递增,得,
则,
即,所以函数在上单调递增.
(3)
【分析】(1)利用奇函数的定义可得答案;
(2)利用单调性的定义可证明;
(3)利用奇偶性与单调性把不等式转化为二次不等式恒成立问题,分离变量,利用对勾函数求最值可得答案.
【详解】(1)由题意,定义在上的函数为奇函数,
得,解得,
此时,
则,
所以函数是上奇函数,所以.
(2)略
(3)依题意,对任意的,成立,
因为为定义在上的奇函数,
则,
又因为函数在上单调递增,
则,
即在上恒成立,
即,
而在上单调递增,
当且仅当时,取到最小值6,
因此,所以实数的取值范围是.
例10已知函数为奇函数.
(1)求m的值;
(2)判断并证明函数的单调性;
(3)若对任意的,不等式恒成立,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)函数在上单调递增,证明:
设,且,
则,
因为单调递增,所以,
所以,
所以,即,
所以函数在上单调递增;
(3)
【分析】(1)利用函数奇偶性性质可得答案;
(2)利用函数单调性定义可得答案;
(3)利用函数的奇偶性、单调性得出在区间上恒成立,令,再利用单调性定义判断出的单调性可得答案.
【详解】(1)因为函数为奇函数,
所以,即,
整理得,又,所以,所以;
(2)略
(3)因为函数为奇函数,
所以,
又因为在上单调递增,
所以,即在区间上恒成立,
令,
设,且,
则,
因为,且,所以,
所以,
所以,即,
所以函数在上单调递增,
所以,由题意,得,
所以a的取值范围为.
解题策略 函数单调性与奇偶性的综合应用
1. 解 :
(1)若 是奇函数:;
(2)利用单调性脱 ,注意加 、 的定义域限制;
(3)解不等式组。
2. 解偶函数 :化为 ,套正半轴单调性。
3. 图像题:先由奇偶性定对称性,再由单调区间定升降,关键点(原点、对称轴、端点)代入验证。
4. 最值综合:奇/偶函数的对称区间最值互为相反数(奇)或相同(偶),避免重复计算。
【变式1】已知函数 是定义在上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)判断函数在上的单调性,并用定义加以证明;
(3)解不等式:;
【答案】(1)
(2)
在上单调递增
证明:任取且,
,
,且,,,
所以,即,
所以在上单调递增.
(3).
【分析】(1)根据奇函数的性质和求解即可;
(2)利用函数单调性定义证明即可;
(3)首先利用奇偶性将题意转化为解不等式,再结合的单调性求解即可.
【详解】(1)是定义在上的奇函数,,则,
又,则 ,,经验证此时为奇函数.
(2)略
(3)在上是奇函数且单调递增,
由得,
解得:,
不等式的解集为.
【变式2】已知是定义在R上的奇函数,当时,.
(1)求函数的解析式;
(2)若对任意的,不等式恒成立,求实数k的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用奇函数的对称性质来求解析式即可;
(2)利用函数的奇偶性和单调性来解不等式,再利用不等式恒成立求参数范围.
【详解】(1)由题意,得,
令,则,由于是在R上的奇函数,
所以,
则函数的解析式为
(2)由的解析式可知,函数在R上为增函数.
∵是定义在R上的奇函数,
∴,即.
又是增函数,∴,
即对任意的恒成立,
∵,
∴,即.
∴实数k的取值范围为.
实战训练
1.(2026高三上·广东·学业考试)下列函数为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据函数的奇偶性对选项进行分析,由此确定正确答案.
【详解】A:,定义域关于原点对称,且有,故为奇函数;
B:,定义域关于原点对称,且有,故为偶函数;
C:,定义域关于原点对称,但是,,故非奇非偶函数;
D选项,,定义域,不关于原点对称故为非奇非偶函数.
故选:A
2.(2026高三上·广东·学业考试)已知函数,若函数在上单调递增,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】结合二次函数的单调性,利用分段函数单调性法则列不等式组求解即可.
【详解】因为函数在上单调递增,所以,
解得.
故选:B
3.(2025高三上·广东·学业考试)已知若函数有三个零点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】借助分段函数性质,分与进行讨论,结合对数函数单调性及其值域可得在上必有一零点,则可得有两不同非正根,结合根的判别式与韦达定理计算即可得解.
【详解】由函数在上单调递增,且值域为,
故必有唯一解,
故当时,有两不同根,
即有两不同非正根,
即有,解得,
由,则,解得,
故.
故选:D.
4.(2025高三上·广东·学业考试)已知函数,则正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】分别计算出、、、即可得.
【详解】对A、B:,,故A、B错误;
对C、D:,,则,故C正确、D错误.
故选:C.
5.(2024高三上·广东·学业考试)函数(e为自然对数的底数)在的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据函数的奇偶性和特殊值可得答案.
【详解】由题知的定义域为,
又因为,
所以为偶函数,即图象关于轴对称,排除A、C;
又,排除D.
故选:B.
6.已知函数,若对任意实数且,不等式恒成立,则实数的取值范围是______.
【答案】
【分析】由单调性定义判断函数的单调性,结合分段函数的单调性列不等式组即可求解.
【详解】因为对任意实数且,不等式恒成立,
所以函数在R上为减函数.
所以,即,所以,
即实数的取值范围是.
7.已知函数为R上的偶函数,当时,,则函数________.
【答案】
【分析】根据偶函数的性质进行求解即可.
【详解】令,则,那么,
因为函数是偶函数,所以.
所以当时,.
所以.
故答案为:.
8.(2026高三上·广东·学业考试)已知函数
(1)求函数的定义域;
(2)判断并证明函数的单调性.
【答案】(1);
(2)单调递增,证明如下:
的定义域为,
∴任取,
则
,
,,又有,
所以,即,
是上的单调递增.
【分析】(1)根据二次根式的被开方数大于等于0,列式求解;
(2)利用函数单调性的定义判断证明.
【详解】(1)由,所以,解得,
所以函数定义域为.
(2)在上单调递增,证明略.
9.(2025高三上·广东·学业考试)已知函数的图象经过.
(1)求的解析式;
(2)判断的奇偶性,并说明理由.
【答案】(1)
(2)函数为奇函数,理由:
函数为上的奇函数.
由(1)可知,
由于,其定义域关于原点对称,
,
所以为奇函数.
【分析】(1)把点代入解析式求出后可得答案;
(2)利用奇偶性的定义判断即可.
【详解】(1)因为函数的图象经过,
所以,解得,
所以;
(2)略
10.已知幂函数( 为常数)的图象经过点.
(1)求的解析式;
(2)判断的奇偶性并进行证明;
(3)设,判断在区间上的单调性,并用单调性定义证明你的结论.
【答案】(1)
(2)是偶函数,证明如下:
因为的定义域为,且,
所以是偶函数;
(3)在区间上单调递增,证明如下:
,
任取,且,则,,
则,
即,
则在区间上单调递增.
【详解】(1)由题意得,,得,则;
(2)略
(3)略
11.已知函数,.
(1)判断函数的奇偶性,并证明;
(2)用定义证明函数在上单调递增;
(3)求不等式的解集.
【答案】(1)奇函数,定义域关于原点对称,
且,
所以是奇函数.
(2)设,
则,
因为,,分母大于零,所以,
即在上单调递增.
(3)
【分析】(1)由奇函数的定义即可求解;
(2)作差后因式分解,由,,即可求解;
(3)由奇偶性与单调性化为,再由定义域即可求解.
【详解】(1)略
(2)略
(3)由得,
又在上单调递增,所以,
由得,由得,由得,
所以不等式的解集为.
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