3.2函数的基本性质—函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性、最值 强化训练(含解析)

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名称 3.2函数的基本性质—函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性、最值 强化训练(含解析)
格式 docx
文件大小 82.2KB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2022-11-24 09:16:33

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函数的基本性质—单调性、奇偶性、周期性、对称性、最值强化训练(学生版)
1、已知函数y=f(x)是R上的增函数,则对任意x1,x2∈R,“x1A.充分不必要条件    B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2、已知函数f(x)=x2+(k-2)x在[1,+∞)上是增函数,则k的取值范围为(  )
A.(-∞,0] B.[0,+∞)
C.(-∞,1] D.[1,+∞)
3、设函数f(x)=x+-2(x>0),则f(x)(  )
A.有最大值 B.有最小值
C.是增函数 D.是减函数
4、设函数f(x)在(-∞,+∞)内有定义,下列函数必为奇函数的是(  )
A.y=-|f(x)|    B.y=xf(x2)
C.y=-f(-x) D.y=f(x)+f(-x)
5、(2022·青岛模拟)已知f(x)=x5+ax3+bx-8(a,b是常数),且f(-3)=5,则f(3)=(  )
A.21 B.-21
C.26 D.-26
6、(2022·白银模拟)已知f(x)=ax-2x(a≠2)为奇函数,则“m<-”是“f(m)>0”的(  )
A.充要条件
B.充分不必要条件
C.必要不充分条件
D.既不充分也不必要条件
7、(2022·大庆月考)已知f(x)是定义在[-1,1]上的增函数,且f(x-1)A. B.
C. D.(1,+∞)
8、(2022·湖北高三月考)已知定义在R上的奇函数f(x)在(-∞,0]上单调递减,若f(-2)=1,则满足|f(2x)|≤1的x的取值范围是(  )
A.[-1,1]        B.[-2,2]
C.(-∞,-1]∪[1,+∞) D.(-∞,-2]∪[2,+∞)
9、(多选)设函数f(x)在R上为增函数,则下列结论错误的是(  )
A.y=在R上为减函数
B.y=|f(x)|在R上为增函数
C.y=-在R上为增函数
D.y=-f(x)在R上为减函数
10、(多选)已知函数f(x)=-x2+2x+1的定义域为(-2,3),则函数f(|x|)的单调递增区间是(  )
A.(-∞,-1) B.(-3,-1)
C.(0,1) D.(1,3)
11、(多选)已知y=f(x)是定义在R上的奇函数,则下列函数中为奇函数的是(  )
A.y=f(|x|) B.y=f(-x)
C.y=xf(x) D.y=f(x)+x
12、(多选)函数f(x)的定义域为R,且f(x)是奇函数,f(x+1)是偶函数,则(  )
A.f(0)=1 B.f(x)是周期函数
C.f(x+3)为奇函数 D.f(x+5)为偶函数
13、已知定义在R上的偶函数f(x)满足在[0,+∞)上单调递增,f(3)=0,则关于x的不等式>0的解集为(  )
A.(-5,-2)∪(0,+∞) B.(-∞,-5)∪(0,1)
C.(-3,0)∪(3,+∞) D.(-5,0)∪(1,+∞)
14、(多选)函数f(x)的定义域为R,且f(x)与f(x+1)都为奇函数,则(  )
A.f(x-1)为奇函数
B.f(x)为周期函数
C.f(x+3)为奇函数
D.f(x+2)为偶函数
15、已知函数f(x)=在区间[-1,a-2]上单调递增,则实数a的取值范围为________.
16、(2022·广东模拟)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x∈(0,+∞)时,f(x)=x2-x-1,则当x∈(-∞,0)时,f(x)=________.
17、已知实数a,b满足(a-1)5+(b-3)5=2 020(1-a)3+2 020(3-b)3,则a+b=________.
18、设函数y=f(x)的定义域为R,则下列命题:
①若y=f(x)是偶函数,则y=f(x+2)的图象关于y轴对称;
②若y=f(x+2)是偶函数,则y=f(x)的图象关于直线x=2对称;
③若f(x-2)=f(2-x),则函数y=f(x)的图象关于直线x=2对称;
④y=f(x-2)与y=f(2-x)的图象关于直线x=2对称.
其中正确命题的序号为________.
19、已知函数f(x)满足:①f(0)=0;②在[1,3]上是减函数;③f(1+x)=f(1-x).请写出一个满足以上条件的f(x)=________.
20、(2022·杭州模拟)探究函数f(x)=x+,x∈(0,+∞)的图象时,列表如下:
x … 0.5 1 1.5 1.7 1.9 2
y … 8.5 5 4.17 4.05 4.005 4
x 2.1 2.2 2.3 3 4 7 …
y 4.005 4.02 4.04 4.3 5 7.57 …
观察表中y值随x值的变化情况,完成以下的问题:
(1)求函数f(x)=x+(x>0)的递减区间及递增区间;
(2)若对任意的x∈[1,3],f(x)≥m+1恒成立,试求实数m的取值范围.
21、(2022·重庆模拟)设f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意实数x,恒有f(x+2)=-f(x).当x∈[0,2]时,f(x)=2x-x2.
(1)求证:f(x)是周期函数;
(2)当x∈[2,4]时,求f(x)的解析式.
22、设f(x)是R上的奇函数,f(x+2)=-f(x),当0≤x≤1时,f(x)=x.
(1)求f(π)的值;
(2)当-4≤x≤4时,求f(x)的图象与x轴所围成图形的面积.
23、(1)已知函数f(x),x∈R,若 a,b∈R,都有f(a+b)=f(a)+f(b),求证:f(x)为奇函数;
(2)已知函数f(x),x∈R,若 x1,x2∈R,都有f(x1+x2)+f(x1-x2)=2f(x1)·f(x2),求证:f(x)为偶函数;
(3)设函数f(x)定义在(-l,l)上,证明:f(x)+f(-x)是偶函数,f(x)-f(-x)是奇函数.
24、(2022·柳州模拟)已知定义在R上的函数f(x)满足:①f(x+y)=f(x)+f(y)+1;
②当x>0时,f(x)>-1.
(1)求f(0)的值,并证明f(x)在R上是单调增函数;
(2)若f(1)=1,解关于x的不等式f(x2+2x)+f(1-x)>4.
25、已知a≥3,函数F(x)=min{2|x-1|,x2-2ax+4a-2},其中min{p,q}=
(1)求使得等式F(x)=x2-2ax+4a-2成立的x的取值范围;
(2)①求F(x)的最小值m(a);
②求F(x)在区间[0,6]上的最大值M(a).
函数的基本性质—单调性、奇偶性、周期性、对称性、最值强化训练(解析版)
1、已知函数y=f(x)是R上的增函数,则对任意x1,x2∈R,“x1A.充分不必要条件    B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
解析:C 当x12、已知函数f(x)=x2+(k-2)x在[1,+∞)上是增函数,则k的取值范围为(  )
A.(-∞,0] B.[0,+∞)
C.(-∞,1] D.[1,+∞)
解析:B 函数f(x)=x2+(k-2)x的对称轴为x=-,且开口向上,因为f(x)在[1,+∞)上是增函数,所以-≤1,解得k≥0.故选B.
3、设函数f(x)=x+-2(x>0),则f(x)(  )
A.有最大值 B.有最小值
C.是增函数 D.是减函数
解析:B ∵x>0,∴f(x)=x+-2≥2-2=0,当且仅当x=,即x=1时取等号,∴f(x)有最小值,又由对勾函数的图象可知f(x)在(0,+∞)上不具有单调性.故选B.
4、设函数f(x)在(-∞,+∞)内有定义,下列函数必为奇函数的是(  )
A.y=-|f(x)|    B.y=xf(x2)
C.y=-f(-x) D.y=f(x)+f(-x)
解析:B 对A,y=-|f(x)|中,-|f(-x)|与|f(x)|不一定相等,故不一定为奇函数,故错误;对B,y=g(x)=xf(x2)中,因为g(-x)=-xf[(-x)2]=-xf(x2)=-g(x),所以函数为奇函数,故正确;对C,y=-f(-x)中,-f(x)与f(-x)不一定相等,故不一定为奇函数,故错误;对D,y=f(x)+f(-x)为偶函数,故错误.故选B.
5、(2022·青岛模拟)已知f(x)=x5+ax3+bx-8(a,b是常数),且f(-3)=5,则f(3)=(  )
A.21 B.-21
C.26 D.-26
解析:B 设g(x)=x5+ax3+bx,则g(x)为奇函数.由题设可得f(-3)=g(-3)-8=5,得g(-3)=13.又因为g(x)为奇函数,所以g(3)=-g(-3)=-13,于是f(3)=g(3)-8=-13-8=-21.
6、(2022·白银模拟)已知f(x)=ax-2x(a≠2)为奇函数,则“m<-”是“f(m)>0”的(  )
A.充要条件
B.充分不必要条件
C.必要不充分条件
D.既不充分也不必要条件
解析:B 因为f(x)=ax-2x(a≠2)为奇函数,所以f(x)+f(-x)=0,ax-2x+a-x-2-x=0,(ax-2x)=0恒成立,(2a)x=1,a=,f(x)=2-x-2x为R上的减函数,且f(0)=0,所以f(m)>0时,m<0,因此“m<-”是“f(m)>0”的充分不必要条件.故选B.
7、(2022·大庆月考)已知f(x)是定义在[-1,1]上的增函数,且f(x-1)A. B.
C. D.(1,+∞)
解析:A 由题意,函数f(x)是定义在[-1,1]上的增函数,因为f(x-1)8、(2022·湖北高三月考)已知定义在R上的奇函数f(x)在(-∞,0]上单调递减,若f(-2)=1,则满足|f(2x)|≤1的x的取值范围是(  )
A.[-1,1]        B.[-2,2]
C.(-∞,-1]∪[1,+∞) D.(-∞,-2]∪[2,+∞)
解析:A 根据奇函数的性质,得f(x)在R上单调递减,且f(2)=-1.由|f(2x)|≤1,得-1≤f(2x)≤1,即f(2)≤f(2x)≤f(-2),所以2≥2x≥-2,解得-1≤x≤1,故选A.
9、(多选)设函数f(x)在R上为增函数,则下列结论错误的是(  )
A.y=在R上为减函数
B.y=|f(x)|在R上为增函数
C.y=-在R上为增函数
D.y=-f(x)在R上为减函数
解析:ABC 对于A,若f(x)=x,则y==,在R上不是减函数,错误;
对于B,若f(x)=x,则y=|f(x)|=|x|,在R上不是增函数,错误;
对于C,若f(x)=x,则y=-=-,在R上不是增函数,错误;
对于D,函数f(x)在R上为增函数,则对于任意的x1,x2∈R,设x10,则y=-f(x)在R上为减函数,正确.故选A、B、C.
10、(多选)已知函数f(x)=-x2+2x+1的定义域为(-2,3),则函数f(|x|)的单调递增区间是(  )
A.(-∞,-1) B.(-3,-1)
C.(0,1) D.(1,3)
解析:BC 因为函数f(x)=-x2+2x+1的定义域为(-2,3),对称轴为直线x=1,开口向下,所以函数f(|x|)满足-2<|x|<3,所以-311、(多选)已知y=f(x)是定义在R上的奇函数,则下列函数中为奇函数的是(  )
A.y=f(|x|) B.y=f(-x)
C.y=xf(x) D.y=f(x)+x
解析:BD 由奇函数的定义f(-x)=-f(x)验证,A项,f(|-x|)=f(|x|),为偶函数;B项,f[-(-x)]=f(x)=-f(-x),为奇函数;C项,-xf(-x)=-x·[-f(x)]=xf(x),为偶函数;D项,f(-x)+(-x)=-[f(x)+x],为奇函数.可知B、D正确.
12、(多选)函数f(x)的定义域为R,且f(x)是奇函数,f(x+1)是偶函数,则(  )
A.f(0)=1 B.f(x)是周期函数
C.f(x+3)为奇函数 D.f(x+5)为偶函数
解析:BD 因为f(x+1)是偶函数,所以函数f(x)的图象关于x=1对称,即f(-x)=f(2+x),又函数f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(-x)=-f(x),f(0)=0,于是f(2+x)=-f(x),即有f(4+x)=-f(x+2)=f(x),所以函数f(x)的一个周期为4,故A错误,B正确;设g(x)=f(x+3),则g(-x)=f(-x+3)=f(-1+x)=f(x+3),即g(x)=g(-x),所以f(x+3)为偶函数,C错误;设h(x)=f(x+5),则h(-x)=f(-x+5)=f(x-3)=f(x+5),即h(x)=h(-x),所以f(x+5)为偶函数,D正确.故选B、D.
13、已知定义在R上的偶函数f(x)满足在[0,+∞)上单调递增,f(3)=0,则关于x的不等式>0的解集为(  )
A.(-5,-2)∪(0,+∞) B.(-∞,-5)∪(0,1)
C.(-3,0)∪(3,+∞) D.(-5,0)∪(1,+∞)
解析:D 因为定义在R上的偶函数f(x)满足在[0,+∞)内单调递增,所以f(x)满足在(-∞,0)内单调递减,又f(3)=0,所以f(-3)=f(3)=0.作出函数f(x)的草图如图,由>0,得>0,得>0,所以或所以或解得x>1或-50的解集为(-5,0)∪(1,+∞).故选D.
14、(多选)函数f(x)的定义域为R,且f(x)与f(x+1)都为奇函数,则(  )
A.f(x-1)为奇函数
B.f(x)为周期函数
C.f(x+3)为奇函数
D.f(x+2)为偶函数
解析:ABC 由题意知:f(-x-1)+f(x+1)=0且f(-x+1)+f(x+1)=0,∴f(1-x)=f(-1-x),即f(x-1)=f(x+1),可得f(x)=f(x+2),∴f(x)是周期为2的函数,且f(x-1),f(x+2)为奇函数,故A、B正确,D错误;由上知:f(x+1)=f(x+3),即f(x+3)为奇函数,C正确.故选A、B、C.
15、已知函数f(x)=在区间[-1,a-2]上单调递增,则实数a的取值范围为________.
解析:由分段函数解析式知:f(x)在(-∞,-1)和(1,+∞)上单调递减,在[-1,1]上单调递增,由f(x)在[-1,a-2]上单调递增,得-116、(2022·广东模拟)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x∈(0,+∞)时,f(x)=x2-x-1,则当x∈(-∞,0)时,f(x)=________.
解析:函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x∈(0,+∞)时,f(x)=x2-x-1,则当x∈(-∞,0)时,-x∈(0,+∞),f(-x)=(-x)2-(-x)-1=x2+x-1,故f(x)=-f(-x)=-x2-x+1.
17、已知实数a,b满足(a-1)5+(b-3)5=2 020(1-a)3+2 020(3-b)3,则a+b=________.
解析:因为(a-1)5+(b-3)5=2 020(1-a)3+2 020(3-b)3,所以(a-1)5+2 020(a-1)3=(3-b)5+2 020(3-b)3,令f(x)=x5+2 020x3,则f(x)在R上为单调递增的奇函数,又f(a-1)=f(3-b),所以a-1=3-b,所以a+b=4.
18、设函数y=f(x)的定义域为R,则下列命题:
①若y=f(x)是偶函数,则y=f(x+2)的图象关于y轴对称;
②若y=f(x+2)是偶函数,则y=f(x)的图象关于直线x=2对称;
③若f(x-2)=f(2-x),则函数y=f(x)的图象关于直线x=2对称;
④y=f(x-2)与y=f(2-x)的图象关于直线x=2对称.
其中正确命题的序号为________.
解析:y=f(x+2)是将函数y=f(x)的图象向左平移两个单位长度得到的,故y=f(x)的图象关于直线x=-2对称,①错误,②正确;若f(x-2)=f(2-x),由=0得函数y=f(x)的图象关于直线x=0对称,③错误,④正确.
19、已知函数f(x)满足:①f(0)=0;②在[1,3]上是减函数;③f(1+x)=f(1-x).请写出一个满足以上条件的f(x)=________.
解析:由f(1+x)=f(1-x)可得f(x)关于直线x=1对称,所以开口向下,对称轴为x=1,且过原点的二次函数满足题目中的三个条件.
答案:-x2+2x(答案不唯一)
20、(2022·杭州模拟)探究函数f(x)=x+,x∈(0,+∞)的图象时,列表如下:
x … 0.5 1 1.5 1.7 1.9 2
y … 8.5 5 4.17 4.05 4.005 4
x 2.1 2.2 2.3 3 4 7 …
y 4.005 4.02 4.04 4.3 5 7.57 …
观察表中y值随x值的变化情况,完成以下的问题:
(1)求函数f(x)=x+(x>0)的递减区间及递增区间;
(2)若对任意的x∈[1,3],f(x)≥m+1恒成立,试求实数m的取值范围.
解:(1)由表中y值随x值的变化情况可得函数f(x)=x+(x>0)的递减区间是(0,2),递增区间是(2,+∞).
(2)由表中y值随x值的变化情况可得当x∈[1,3]时,f(x)min=f(2)=4,
所以要使对任意的x∈[1,3],f(x)≥m+1恒成立,只需f(x)min=f(2)=4≥m+1,
解得m≤3,故m的取值范围为(-∞,3].
21、(2022·重庆模拟)设f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意实数x,恒有f(x+2)=-f(x).当x∈[0,2]时,f(x)=2x-x2.
(1)求证:f(x)是周期函数;
(2)当x∈[2,4]时,求f(x)的解析式.
解:(1)证明:∵f(x+2)=-f(x),
∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x).
∴f(x)是周期为4的周期函数.
(2)∵x∈[2,4],∴-x∈[-4,-2],
∴4-x∈[0,2],
∴f(4-x)=2(4-x)-(4-x)2=-x2+6x-8.
∵f(4-x)=f(-x)=-f(x),
∴-f(x)=-x2+6x-8,
即当x∈[2,4]时,f(x)=x2-6x+8.
22、设f(x)是R上的奇函数,f(x+2)=-f(x),当0≤x≤1时,f(x)=x.
(1)求f(π)的值;
(2)当-4≤x≤4时,求f(x)的图象与x轴所围成图形的面积.
解:(1)由f(x+2)=-f(x)得,
f(x+4)=f[(x+2)+2]=-f(x+2)=f(x),
所以f(x)是以4为周期的周期函数,又f(x)为奇函数,
所以f(π)=f(-1×4+π)=f(π-4)=-f(4-π)=-(4-π)=π-4.
(2)由f(x)是奇函数且f(x+2)=-f(x),
得f[(x-1)+2]=-f(x-1)=f[-(x-1)],
即f(1+x)=f(1-x).
故函数y=f(x)的图象关于直线x=1对称.
又当0≤x≤1时,f(x)=x,且f(x)的图象关于原点成中心对称,则f(x)的图象如图所示.
当-4≤x≤4时,设f(x)的图象与x轴围成的图形面积为S,则S=4S△OAB=4×=4.
23、(1)已知函数f(x),x∈R,若 a,b∈R,都有f(a+b)=f(a)+f(b),求证:f(x)为奇函数;
(2)已知函数f(x),x∈R,若 x1,x2∈R,都有f(x1+x2)+f(x1-x2)=2f(x1)·f(x2),求证:f(x)为偶函数;
(3)设函数f(x)定义在(-l,l)上,证明:f(x)+f(-x)是偶函数,f(x)-f(-x)是奇函数.
证明:(1)令a=0,则f(b)=f(0)+f(b),∴f(0)=0.
令a=-x,b=x,则f(0)=f(-x)+f(x),∴f(-x)=-f(x).
∴f(x)是奇函数.
(2)令x1=0,x2=x,得f(x)+f(-x)=2f(0)f(x),①
令x2=0,x1=x,得f(x)+f(x)=2f(0)f(x),②
由①②得f(x)+f(-x)=f(x)+f(x),即f(-x)=f(x),
∴f(x)是偶函数.
(3)∵x∈(-l,l),∴-x∈(-l,l).
可见,f(-x)的定义域也是(-l,l).
设F(x)=f(x)+f(-x),G(x)=f(x)-f(-x),
则F(x)与G(x)的定义域也是(-l,l),显然是关于原点对称的.
∵F(-x)=f(-x)+f(-(-x))=f(-x)+f(x)=F(x),
G(-x)=f(-x)-f(-(-x))=f(-x)-f(x)=-[f(x)-f(-x)]=-G(x),
∴F(x)为偶函数,G(x)为奇函数,即f(x)+f(-x)是偶函数,f(x)-f(-x)是奇函数.
(2)∵x∈[2,4],∴-x∈[-4,-2],
∴4-x∈[0,2],
∴f(4-x)=2(4-x)-(4-x)2=-x2+6x-8.
∵f(4-x)=f(-x)=-f(x),
∴-f(x)=-x2+6x-8,
即当x∈[2,4]时,f(x)=x2-6x+8.
24、(2022·柳州模拟)已知定义在R上的函数f(x)满足:①f(x+y)=f(x)+f(y)+1;
②当x>0时,f(x)>-1.
(1)求f(0)的值,并证明f(x)在R上是单调增函数;
(2)若f(1)=1,解关于x的不等式f(x2+2x)+f(1-x)>4.
解:(1)令x=y=0,得f(0)=-1.
在R上任取x1>x2,则x1-x2>0,f(x1-x2)>-1.
又f(x1)=f[(x1-x2)+x2]=f(x1-x2)+f(x2)+1,所以f(x1)-f(x2)=f(x1-x2)+1>0,所以f(x1)>f(x2),
所以函数f(x)在R上是单调增函数.
(2)由f(1)=1,得f(2)=3,f(3)=5.
由f(x2+2x)+f(1-x)>4,
得f(x2+2x)+f(1-x)+1>5,
即f(x2+x+1)>f(3),
又函数f(x)在R上是增函数,故x2+x+1>3,
解得x<-2或x>1,
故原不等式的解集为{x|x<-2或x>1}.
25、已知a≥3,函数F(x)=min{2|x-1|,x2-2ax+4a-2},其中min{p,q}=
(1)求使得等式F(x)=x2-2ax+4a-2成立的x的取值范围;
(2)①求F(x)的最小值m(a);
②求F(x)在区间[0,6]上的最大值M(a).
解:(1)由于a≥3,故当x≤1时,x2-2ax+4a-2-2|x-1|=x2+2(a-1)(2-x)>0,不合题意;
当x>1时,x2-2ax+4a-2-2|x-1|=(x-2)(x-2a).
由(x-2)(x-2a)≤0得2≤x≤2a.
所以使得等式F(x)=x2-2ax+4a-2成立的x的取值范围为[2,2a].
(2)①设函数f(x)=2|x-1|,g(x)=x2-2ax+4a-2,则f(x)min=f(1)=0,g(x)min=g(a)=-a2+4a-2,
由F(x)的定义知m(a)=min{f(1),g(a)},即m(a)=
②当0≤x≤2时,
F(x)=f(x)≤max{f(0),f(2)}=2=F(2),
当2≤x≤6时,
F(x)=g(x)≤max{g(2),g(6)}=max{2,34-8a}=max{F(2),F(6)}.
所以M(a)=