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培优课 函数性质的综合问题
第5章 函数概念与性质
函数的性质是高中数学的核心内容,包括函数的定义域、值域、单调性、奇偶性、对称性等,在历年的高考中函数的性质都占有非常重要的地位.命题时常常多种性质结合在一起进行考查,难度较大,技巧性比较强.
一、函数的对称性
二、函数性质的综合问题
课时对点练
随堂演练
内容索引
函数的对称性
一
定义在R上的偶函数y=f(x),其图象关于点 对称,且x∈[0,1]时,
f(x)=-x+ ,则 等于
A.-1 B.0
C.1 D.
例1
√
即f(1+x)+f(-x)=0.
又∵y=f(x)为偶函数,∴f(-x)=f(x),
∴f(1+x)+f(x)=0,即f(1+x)=-f(x),
求函数对称性问题的方法
(1)若函数y=f(x)在定义域内任意的x满足f(a+x)=f(b-x),则函数
y=f(x)的图象关于直线x= 对称;
(2)若函数y=f(x)在定义域内任意的x满足f(a+x)=-f(b-x),则函
数y=f(x)的图象关于点 对称.
反思感悟
已知奇函数f(x)的定义域R,若f(x+2)为偶函数,且f(1)=1,则f(4)+f(5)=_____.
跟踪训练1
由于f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=0,由于f(x+2)为偶函数,所以f(x)关于直线x=2对称,所以f(4)+f(5)=f(0)+f(-1)=-f(1)=-1.
-1
函数性质的综合问题
二
已知函数f(x)= 是定义在(-1,1)上的奇函数,且 .
(1)确定函数f(x)的解析式;
例2
任取x1,x2∈(-1,1),且令x1(2)用定义证明f(x)在(-1,1)上是增函数;
∵-1∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)∴f(x)在(-1,1)上是增函数.
(3)解不等式:f(t-1)+f(t)<0.
f(t-1)<-f(t)=f(-t).
∵f(x)在(-1,1)上是增函数,
奇偶性、单调性的综合应用
利用函数的奇偶性将函数式转化,利用单调性解决常见不等式问题,在综合性题目中,要熟练掌握奇偶性、单调性的性质及变形,适当应用解题技巧,化简求值,解题时,一定要特别注意函数的定义域.
反思感悟
已知函数f(x)的定义域为(-2,2),函数g(x)=f(x-1)+f(3-2x).
(1)求函数g(x)的定义域.
跟踪训练2
(2)若f(x)为奇函数,并且在定义域上是减函数,求不等式g(x)≤0的解集.
由g(x)≤0,得f(x-1)+f(3-2x)≤0,
所以f(x-1)≤-f(3-2x).
因为f(x)为奇函数,所以f(x-1)≤f(2x-3).
而f(x)在(-2,2)上是减函数,
课堂
小结
1.知识清单:
(1)函数的对称轴和对称中心.
(2)函数性质的综合问题.
2.方法归纳:数形结合、等价转化.
3.常见误区:容易忽视奇函数中的隐含条件f(0)=0.
随堂演练
1.设f(x)是R上的偶函数,且在(0,+∞)上单调递减,若x1<0且x1+x2>0,则
A.f(-x1)>f(-x2)
B.f(-x1)=f(-x2)
C.f(-x1)D.f(-x1)与f(-x2)的大小关系不确定
√
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2.(多选)已知函数f(x)是定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2-2x+3,则下列结论正确的是
A.|f(x)|≥2
B.当x<0时,f(x)=-x2-2x-3
C.x=1是f(x)图象的一条对称轴
D.f(x)在(-∞,-1)上是增函数
√
√
√
∵当x<0时,-x>0,
∴f(-x)=(-x)2-2(-x)+3=x2+2x+3,
∵f(x)为奇函数,
∴f(x)=-f(-x)=-(x2+2x+3)=-x2-2x-3,即B正确;
函数f(x)的简图如右,
由图可知,|f(x)|≥2,即A正确;
x=1不是f(x)图象的对称轴,即C错误;
f(x)在(-∞,-1)上是增函数,即D正确.
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3.已知定义在R上的奇函数f(x),且当x∈[0,+∞)时,f(x)单调递增,则不等式f(2x+1)+f(1)≥0的解集是
A.(-∞,1) B.(-1,+∞)
C.[-1,+∞) D.(-∞,1]
√
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因为函数f(x)是奇函数,
所以不等式f(2x+1)+f(1)≥0等价于f(2x+1)≥f(-1).
又当x≥0时,函数f(x)单调递增,
所以函数f(x)在R上为增函数,
所以f(2x+1)≥f(-1)等价于2x+1≥-1,
解得x≥-1.
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4.已知f(x)是定义域为R的偶函数,当x≥0时,f(x)=x2-4x,则不等式
f(x+2)<5的解集是________.
(-7,3)
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基础巩固
1.已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x+2)=f(x),则f(2)的值是
A.0 B.1 C.2 D.4
√
由题意得f(0+2)=f(2)=f(0)=0.
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2.已知f(x)=(m-1)x2+2mx+3为偶函数,则f(x)在区间(2,5)上
A.是增函数 B.是减函数
C.有增有减 D.单调性不确定
√
由f(x)是偶函数,即f(-x)=f(x),得m=0,所以f(x)=-x2+3,画出函数f(x)=-x2+3的图象(图略)知,在区间(2,5)上是减函数.
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∵f(x)=f(4-x),
∴f(x)的图象关于直线x=2对称,
又∵函数f(x)为奇函数,
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4.已知偶函数y=f(x)在区间[0,+∞)上为增函数,且图象经过点(-1,0)和(3,5),则当x∈[-3,-1]时,函数y=f(x)的值域是
A.[0,5] B.[-1,5]
C.[1,3] D.[3,5]
√
偶函数y=f(x)在区间[0,+∞]上单调递增,则函数在[-3,-1]上单调递减,且f(-3)=f(3)=5,f(-1)=0,故函数的值域为[0,5].
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5.已知偶函数f(x)在区间[0,+∞)上为增函数,则满足f(2x-1)< 的x的取值范围是
√
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偶函数满足f(x)=f(|x|),
根据这个结论,
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6.(多选)若函数y=f(x)是偶函数,定义域为R,且该函数图象与x轴的交点有3个,则下列说法正确的是
A.3个交点的横坐标之和为0
B.3个交点的横坐标之和不是定值,与函数解析式有关
C.f(0)=0
D.f(0)的值与函数解析式有关
√
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7.已知偶函数f(x)和奇函数g(x)的定义域都是(-4,4),且在(-4,0]上的图象如图所示,则关于x的不等式f(x)·g(x)<0的解集是__________________.
(-4,-2)∪(0,2)
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设h(x)=f(x)g(x),
则h(-x)=f(-x)g(-x)=-f(x)g(x)
=-h(x),所以h(x)是奇函数,
由图象可知,当-40,g(x)<0,即h(x)<0,
则当00,
即h(x)<0,
所以h(x)<0的解集为(-4,-2)∪(0,2).
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8.设f(x)是定义在R上的奇函数,且y=f(x)的图象关于直线x= 对称,则f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)=____.
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∵f(x)是定义在R上的奇函数,
∴f(0)=0.
①
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即f(-x)=f(1+x).
∴f(2)=f(1+1)=f(-1)=-f(1)=0,
f(3)=f(1+2)=f(-2)=-f(2)=0,
同理,f(4)=f(5)=0.
∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)=0.
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9.已知函数f(x)是定义域为R的奇函数,当x<0时,f(x)=1+ .
(1)求f(2)的值.
根据题意,得函数f(x)为奇函数,
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在(-∞,0)上任取x1,x2,
设x1(2)用定义法判断y=f(x)在区间(-∞,0)上的单调性.
又由x1-1<0,x2-1<0,x2-x1>0,可得f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2).
由定义可知,函数y=f(x)在区间(-∞,0)上为减函数.
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由函数f(x)为奇函数知f(x)=-f(-x),
(3)求当x>0时,f(x)的解析式.
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10.已知函数f(x)=x2-mx(m>0)在区间[0,2]上的最小值为g(m).
(1)求函数g(m)的解析式;
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此时g(m)=f(2)=4-2m.
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(2)定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的函数h(x)为偶函数,且当x>0时,h(x)=g(x).若h(t)>h(4),求实数t的取值范围.
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因为当x>0时,h(x)=g(x),
易知函数h(x)在(0,+∞)上单调递减,
因为定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的函数h(x)为偶函数,且h(t)>h(4),
所以0<|t|<4,
解得-4综上所述,实数t的取值范围为(-4,0)∪(0,4).
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综合运用
11.已知定义在R上的函数f(x)在(-∞,2)上是减函数,且f(x+2)为偶函数,则f(-1),f(4), 的大小关系为
A.f(4)B.f(-1)C. D.f(-1)< √
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函数y=f(x+2)为偶函数,
则函数y=f(x+2)的图象关于y轴对称,函数y=f(x)的图象关于直线x=2对称,
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12.若定义在R上的函数f(x)满足:对任意x1,x2∈R,有f(x1+x2)=f(x1)+f(x2)+1,则下列说法一定正确的是
A.f(x)-1为奇函数 B.f(x)-1为偶函数
C.f(x)+1为奇函数 D.f(x)+1为偶函数
√
∵对任意x1,x2∈R有f(x1+x2)=f(x1)+f(x2)+1,
令x1=x2=0,得f(0)=-1.
令x1=x,x2=-x,得f(0)=f(x)+f(-x)+1.
∴f(x)+1=-f(-x)-1=-[f(-x)+1],
∴f(x)+1为奇函数.
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13.设定义在R上的奇函数f(x)在(0,+∞)上是增函数,且f(1)=0,则不等式x[f(x)-f(-x)]<0的解集为
A.{x|-11}
B.{x|x<-1或0C.{x|x<-1或x>1}
D.{x|-1√
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∵奇函数f(x)在(0,+∞)上是增函数,
f(-x)=-f(x),x[f(x)-f(-x)]<0,
∴xf(x)<0,
又f(1)=0,∴f(-1)=0,
从而有函数f(x)的大致图象如图所示.
则不等式x[f(x)-f(-x)]<0的解集为
{x|-11
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14.已知函数f(x)= 若f(x-1)_______________________.
(-∞,-2)∪(0,+∞)
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若x>0,则-x<0,
f(-x)=(-x)2+2x=x2+2x=f(x),
同理可得,当x<0时,f(-x)=f(x),
且x=0时,f(0)=f(0),所以f(x)是偶函数.
因为当x>0时,函数f(x)是增函数,
所以不等式f(x-1)整理得x(x+2)>0,解得x>0或x<-2.
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拓广探究
15.已知函数f(x)是R上的偶函数,且对任意的x∈R有f(x+3)=-f(x),当x∈(-3,0)时,f(x)=2x-5,则f(8)等于
A.-1 B.-9 C.5 D.11
√
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根据题意,函数f(x)满足f(x+6)=f(x),
则f(8)=f(2),
由函数f(x)为偶函数,得f(2)=f(-2).
当x∈(-3,0)时,f(x)=2x-5,
则f(-2)=2×(-2)-5=-9.
则f(8)=f(2)=f(-2)=-9.
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16.定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的函数y=f(x)满足f(xy)=f(x)- ,且
函数f(x)在(-∞,0)上单调递减.
(1)求f(-1),并证明函数y=f(x)是偶函数;
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得f(1)=f(x)-f(x)=0,
再令x=1,y=-1,
可得f(-1)=f(1)-f(-1),
得2f(-1)=f(1)=0,
所以f(-1)=0,
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令y=-1,
可得f(-x)=f(x)-f(-1)=f(x),
又该函数的定义域关于原点对称,
所以f(x)是偶函数.
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因为f(2)=1,又该函数为偶函数,所以f(-2)=1.
因为函数f(x)在(-∞,0)上单调递减,
所以函数f(x)在(0,+∞)上单调递增.
解得2