狄利克雷函数讲义-2023届高三数学二轮专题复习(含解析)

文档属性

名称 狄利克雷函数讲义-2023届高三数学二轮专题复习(含解析)
格式 zip
文件大小 456.2KB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2022-09-21 11:58:58

文档简介

约翰·彼得·古斯塔夫·勒热纳·狄利克雷(Johann Peter Gustav Lejeune Dirichlet),德国数学家。科隆大学博士。历任柏林大学和格廷根大学教授。柏林科学院院士。是解析数论的创始人。对函数论、位势论和三角级数论都有重要贡献。主要著作有《数论讲义》、《定积分》等。
狄利克雷函数
在数学中有许多以数学家的名字命名的定义、定理、公式、法则和方程等,其中德国数学家狄利克雷在数学领域成就显著,以其名命名的函数称为狄利克雷函数,
1、关于狄利克雷函数给出下列结论:①;②D(x+1)= D(x);③,④,其中正确命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2、下列关于狄利克雷函数的说法错误的是( )
A. B.对于任意实数x,均有成立
C.为偶函数 D.存在无数个实数x,使得成立
3、关于狄利克雷函数有如下四个命题:
①; ②对任意,恒有成立;
③任取一个不为零的有理数,对任意实数均成立;
④存在三个点、、,使得为等边三角形;其中真命题的序号为( )
A.①③④ B.②④ C.②③④ D.①②③
4、下列有关狄利克雷函数的说法中不正确的是( )
A.的值域为 B.是偶函数
C.存在无理数,使 D.对任意有理数,有
5、以下关于狄利克雷函数的性质:①;②的值域为;③为奇函数;④,其中表述正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6、以下对说法错误的是( )
A.定义域为
B.当时,的值域为;当时,的值域为
C.为偶函数
D.在实数集的任何区间上都不具有单调性
7、(多选)下列说法正确的是( )
A.的值域为 B.的定义域为
C. D.任意一个非零有理数, 对任意恒成立
8、(多选)关于函数有以下四个命题,其中真命题是( )
A.函数 是奇函数 B.,
C.函数是偶函数 D.,
9、(多选)关于函数有以下四个命题,其中真命题有( )
A.既不是奇函数也不是偶函数 B.
C. D.
10、(多选)关于函数性质的叙述正确的是( )
A.定义域为R B.
C.存在无穷多个,使得的图象关于直线轴对称
D.,且,必有
11、(多选)关于下列说法正确的是( )
A.函数的值域是
B.
C.对任意恒成立
D.存在三个点,,,使得为等腰直角三角形
12、(多选)关于函数f(x)有( )
A.f(f(x))=1 B.函数=f(x)的图象是两条直线
C.>f(1) D. x∈R,都有f(1-x)=f(1+x)
13、对任意的,,都有 ( )
14、对任意的,,都有 ( )
15、函数有无数个零点 ( )
16、函数是奇函数( )
17、,使得( )
18、为周期函数,但无最小正周期( )
19、上存在四点、、、,使得四边形为平行四边形,且这样的平行四边形有无数个( )
20、有1个实数根( )
21、德国著名数学家狄利克雷在数学领域成就显著,他是数学史上第一位重视概念的人,并且有意识地“以概念代替直觉”,以其名命名的函数称为狄利克雷函数,现定义一个与狄利克雷函数类似的函数为“L函数”,则关于狄利克雷函数和L函数有以下四个结论:
① ;
② 函数既是偶函数又是周期函数;
③ L函数图象上存在四个点A、B、C、D,使得四边形ABCD为矩形;
④ L函数图象上存在三个点A、B、C,使得△ABC为等边三角形.
其中所有正确结论的序号是________.约翰·彼得·古斯塔夫·勒热纳·狄利克雷(Johann Peter Gustav Lejeune Dirichlet),德国数学家。科隆大学博士。历任柏林大学和格廷根大学教授。柏林科学院院士。是解析数论的创始人。对函数论、位势论和三角级数论都有重要贡献。主要著作有《数论讲义》、《定积分》等。
狄利克雷函数
在数学中有许多以数学家的名字命名的定义、定理、公式、法则和方程等,其中德国数学家狄利克雷在数学领域成就显著,以其名命名的函数称为狄利克雷函数,
1、关于狄利克雷函数给出下列结论:①;②D(x+1)= D(x);③,④,其中正确命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】
按照狄利克雷函数的定义,对①②③④一一验证即可.
对于①:分x为无理数和有理数,验证;
对于②:分x为无理数和有理数,验证;
对于③:取x为无理数,得到;即可判断;
对于④:直接由定义求出值域即可.
【详解】
对于①:若x为无理数,则也是无理数,所以;
若x为有理数,则也是有理数,所以;故①正确.
对于②:若x为无理数,则也是无理数,所以;
若x为有理数,则也是有理数,所以;故②正确.
对于③:若x为无理数,则,所以;
故③错误.
对于④:由定义知:若x为无理数,则;若x为有理数,则,故.故④正确.
故选:C
2、下列关于狄利克雷函数的说法错误的是( )
A. B.对于任意实数x,均有成立
C.为偶函数 D.存在无数个实数x,使得成立
【答案】B
【分析】
由解析式判断A;取代入解析式判断B;由定义证明奇偶性判断C;由任意的无理数x,都有成立判断D.
【详解】
因为,所以A选项正确;
因为当时,有,所以B选项错误;
无论是无理数还是有理数,都有,则,即函数为偶函数,所以C选项正确;
因为,对于任意的无理数x,都有成立,所以D选项正确
故选:B
3、关于狄利克雷函数有如下四个命题:
①; ②对任意,恒有成立;
③任取一个不为零的有理数,对任意实数均成立;
④存在三个点、、,使得为等边三角形;其中真命题的序号为( )
A.①③④ B.②④ C.②③④ D.①②③
【答案】C
【分析】
命题①:根据狄利克雷函数的定义分别验证为无理数和为有理数时的值;
命题②和命题③:分为无理数和为有理数两种情况进行验证;
命题④:结合狄利克雷函数的定义找特殊点进行验证.
【详解】
当为无理数时,,所以;
当为有理数时,,所以,
所以对任意,恒有,①错误;
当为无理数时,也为无理数,所以;
当为有理数时,也为有理数,所以,②正确;
对任意实数,任取一个不为零的有理数,若为无理数时,则也为无理数,
所以;当为有理数时,也为有理数,所以,
所以任取一个不为零的有理数,对任意实数均成立,③正确;
取,则,
此时,三点恰好构成等边三角形,④正确.
故选:C.
4、下列有关狄利克雷函数的说法中不正确的是( )
A.的值域为 B.是偶函数
C.存在无理数,使 D.对任意有理数,有
【答案】C
【分析】
由分段函数的解析式求得函数的值域,可判定A;由偶函数的定义,可判定B;由函数的周期函数的定义,可判断C、D,进而得到答案.
【详解】
由题意,函数,可得函数的值域为,所以A 正确;
若为有理数,则也为有理数,可得;
若为无理数,则也为无理数,可得,
所以函数为定义域上的偶函数,所以B正确;
当为无理数,若为有理数,则为无理数,
若为无理数,则可能为有理数,也可能是无理数,不满足,
所以C不正确;
对于任意有理数,若为有理数,则为无理数,
若为无理数,则为无理数,所以,所以D正确.
故选:C.
5、以下关于狄利克雷函数的性质:①;②的值域为;③为奇函数;④,其中表述正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】
Et 狄利克雷函数的定义判断.
【详解】
由题得,则,①正确;
容易得的值域为,②正确;
因为,所以,为偶函数,③不正确;
因为,所以,④正确.
故选:C.
6、以下对说法错误的是( )
A.定义域为
B.当时,的值域为;当时,的值域为
C.为偶函数
D.在实数集的任何区间上都不具有单调性
【答案】B
【分析】
无理数集和有理数集的并集是实数集,A易判断;的函数值只有两个,故B易判断;分和两种情况,判断C即可;根据实数的稠密性易判断D项.
【详解】
解:显然无理数集和有理数集的并集是实数集,故A正确;
的函数值只有两个,的值域为,故B错误;
若,则,;若,则,;
所以为偶函数,故C正确;
由于实数具有稠密性,任何两个有理数之间都有无理数,任何两个无理数之间也都有理数,其函数值在之间无间隙转换,所以在实数集的任何区间上都不具有单调性,
故D正确.
故选:B
7、(多选)下列说法正确的是( )
A.的值域为
B.的定义域为
C.
D.任意一个非零有理数, 对任意恒成立
【答案】BCD
【分析】
根据分段函数的解析式和函数的性质逐一判断可得选项.
【详解】
因为函数,所以的值城为,故A不正确;
因为函数,所以的定义城为,故B正确;
因为,所以,故C正确;
对于任意一个非零有理数,若x是有理数,则x+T是有理数;若x是无理数,则x+T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D正确,
故选:BCD.
8、(多选)关于函数有以下四个命题,其中真命题是( )
A.函数 是奇函数 B.,
C.函数是偶函数 D.,
【答案】CD
【分析】
根据自变量是有理数和无理数进行讨论,可判定A、C、D,举特例根据和可判断B即可得到答案.
【详解】
对于A,当为有理数时,则为有理数,
则.
当为无理数时,则为无理数,
则.
故当时,,
∴函数为偶函数,所以A错;
对于B中,当是无理数,是无理数,则是无理数,
则,则,所以B不正确;
对于C中,若自变量是有理数,则,
若自变量是无理数,则,所以,则是偶函数,C正确,D正确.
故选:CD.
9、(多选)关于函数有以下四个命题,其中真命题有( )
A.既不是奇函数也不是偶函数
B.
C.
D.
【答案】BCD
【分析】
根据自变量是有理数和无理数进行讨论,可判定A、B、C,举特例根据和可判断D即可得到答案.
【详解】
对于A,当为有理数时,则为有理数,则.
当为无理数时,则为无理数,则.
故当时,,∴函数为偶函数,
若自变量是有理数,则也是有理数,可得,
所以不是奇函数,所以A不是真命题;
对于B,,当是有理数时, 是有理数,,
当是无理数时, 是无理数,,所以B是真命题;
对于C,若自变量是有理数,则,
若自变量是无理数,则,所以C是真命题;
对于D, 当是无理数,是无理数,则是无理数,
则,满足,所以D是真命题.
故选:BCD.
【点睛】
本题考查了特殊函数的性质及求函数的值,关键点是理解函数的定义和性质去做判断,考查了逻辑推理,数学运算.
10、(多选)关于函数性质的叙述正确的是( )
A.定义域为R
B.
C.存在无穷多个,使得的图象关于直线轴对称
D.,且,必有
【答案】ABC
【分析】
对于选项A:根据分段函数的解析式求出定义域可知选项A正确;对于选项B:利用分段函数的最值可知选项B正确;对于选项C:根据对任意的实数x有无穷多个,使恒成立可知选项C正确;对于选项D:取,且,可知选项D错误.
【详解】
对于选项A:∵函数,∴,∴选项A正确,
对于选项B:∵,
∴,∴选项B正确,
对于选项C:∵对而言,若恒成立,
∴函数关于对称,
∴对于任意的实数x,则也为任意实数,
由的解析式可知,有无穷多个,使关于对称,∴选项C正确,
对于选项D:取,令,∴,与选项D矛盾,所以选项D错误.
故选:ABC.
11、(多选)关于下列说法正确的是( )
A.函数的值域是
B.
C.对任意恒成立
D.存在三个点,,,使得为等腰直角三角形
【答案】BC
【分析】
根据新定义函数得函数的值域为;无论为有理数还是无理数,均为有理数,故;由于与均属于有理数或均属于无理数,故对任意恒成立;假设存在,则根据函数推出矛盾即可否定结论.
【详解】
解:对于A选项,函数的值域为,故A选项错误.
对于B选项,.当为有理数时,,
当为无理数时,,
所以,,故B选项正确.
对于C选项, 为有理数时,为有理数,
当为无理数时,为无理数,
所以恒成立,故C选项正确.
对于D选项,若为等腰直角三角形,不妨设角为直角,则的值得可能性只能为或,由等腰直角三角形的性质得,所以,这与矛盾,故D选项错误.
故选:BC.
12、(多选)关于函数f(x)有( )
A.f(f(x))=1 B.函数=f(x)的图象是两条直线
C.>f(1) D. x∈R,都有f(1-x)=f(1+x)
【答案】AD
【分析】
利用题中的定义,直接分析求解即可
【详解】
对于A,当为有理数时,,所以,,当为无理数时,,,所以,A正确;
对于B,明显地,函数=f(x)的图象是断续的点集,不是两条直线,B错误;
对于C,,,所以,,C错误;
对于D,明显地,定义域为,且,所以,为偶函数,若是有理数,则也是有理数;若是无理数,则也是无理数;所以,根据函数的表达式,任取一个不为零的有理数,对恒成立,取,则有,所以, x∈R,都有f(1-x)=f(1+x),所以,D正确
故选:AD
13、对任意的,,都有 ( √ )
14、对任意的,,都有 ( × )
15、函数有无数个零点 ( √ )
16、函数是奇函数( × )
对于B,函数形式不变,不满足奇函数定义,故B错误;
17、,使得( × )
对任意,的值为1或0,都是有理数,因此,A错;
18、为周期函数,但无最小正周期( √ )
19、上存在四点、、、,使得四边形为平行四边形,且这样的平行四边形有无数个( √ )
20、有1个实数根( √ )
当x取有理数时,可得,解得;
当x取无理数时,可得,解得(舍去),
所以方程只有1个实数根,
21、德国著名数学家狄利克雷在数学领域成就显著,他是数学史上第一位重视概念的人,并且有意识地“以概念代替直觉”,以其名命名的函数称为狄利克雷函数,现定义一个与狄利克雷函数类似的函数为“L函数”,则关于狄利克雷函数和L函数有以下四个结论:
① ;
② 函数既是偶函数又是周期函数;
③ L函数图象上存在四个点A、B、C、D,使得四边形ABCD为矩形;
④ L函数图象上存在三个点A、B、C,使得△ABC为等边三角形.
其中所有正确结论的序号是________.
【答案】②③④
【分析】
①②根据狄利克雷函数的定义,结合奇偶性、周期性定义即可判断,对于③④需要找出点验证满足条件.
【详解】
时,为有理数,所以,故①错误;
因为,所以为偶函数,对于任意非零有理数T,都有,故②正确;
若取L函数图象上四个点,因为,且即互相平分,所以存在矩形,故③正确;
若取L函数图象上三个点,即,因为,所以△ABC为等边三角形,故④正确.
故选:②③④
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