【专题7】 函数的奇偶性题型探究
重要知识点讲解
知识点1:函数的奇偶性
【知识点讲解】
(一)奇函数、偶函数定义
1.奇函数:如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数。
奇函数的图像关于原点对称
2.偶函数:如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)是偶函数
偶函数的图像关于y轴对称
(二)注意事项
1.函数的定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的前提条件
2.如果函数f(x)是奇函数且在x=0处有定义,则一定有f(0)=0;如果函数f(x)是偶函数,那么f(x)=f(|x|).
3.奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个对称的区间上具有相反的单调性.
四.判断函数奇偶性的3种常用方法
1.定义法:确定函数的奇偶性时,必须先判定函数定义域是否关于原点对称.若对称,再化简解析式后验证f(-x)=±f(x)或其等价形式f(-x)±f(x)=0是否成立.
2.图象法:
3.性质法:设f(x),g(x)的定义域分别是D1,D2,那么在它们的公共定义域上:奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.
知识点2:函数奇偶性的性质
【知识点讲解】
根据函数奇偶性解题时可以根据以下方法:
1.定义域关于原点对称;
2.若奇函数在原点有定义,则;
3.根据奇函数有,偶函数求解;
4.根据“如果一个函数是奇函数,那么它是由若干个简单的奇函数加减构成;如果一个函数是偶函数,那么它由若干个简单的偶函数加减构成”; 例如:
【例1】(1)(2020·陕西渭滨.高二期末(文))已知是上的奇函数,且当时,,则当时, 。
(2)(2020·全国课时练习)函数y=f(x)在区间[2a-3,a]上具有奇偶性,则a=________.
(3)(2020·全国课时练习)若函数f(x)=ax2+(2a2﹣a﹣1)x+1为偶函数,则实数a的值为 。
【例2】(2022·北京海淀·二模)若是奇函数,则( )
A. B. C. D.
利用奇偶性求解参数问题
奇偶函数有许多优美而独特的性质,如:奇、偶函数的定义域关于原点对称;一般地,为多项式时,若为奇函数,则的偶次项系数为0,若为偶函数,则的奇次项系数为0;若奇函数在处有定义,则,同学们在解决此类问题时,若能抓住这些性质,往往能够巧妙解题.
【举一反三】
1.(2020·全国课时练习)已知函数y=f(x)的图象关于原点对称,且当x>0时,f(x)=x2-2x+3.则f(x)在R上的表达式为________.
2.(2021·江苏沭阳.高三期中)已知函数为偶函数,则的值为__________.
3.已知是定义在上的偶函数,则a+b等于______.
4.(2022·河北衡水·高三阶段练习)已知是定义在R上的奇函数,且时,,则在上的最大值为( )
A.1 B.8 C. D.
题型:已知奇函数+M
例1.(2021·河北石家庄市·石家庄一中)已知,则___________.
【方法技巧与总结】
已知奇函数+M,,则
(1) (2)
【举一反三】
1.(2017全国2卷)已知函数时奇函数,且函数的最大值和最小值分别为,则
考向七 函数的单调性与奇偶性的应用
【知识点讲解】
已知定义在上的函数,且在上单调递增;若,
【例1】(1)(2021·河南高三月考)设奇函数在定义域上单调递减,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
(2).(2021·云南师大附中高三月考)已知、是定义在上的偶函数和奇函数,若,则( )
A. B. C. D.
【举一反三】
1、 已知函数是定义在上的奇函数,是定义在上的偶函数,且,则的解析式为( )
A. B. C. D.
2、定义在上的偶函数,当时,单调递减,若成立,求的取值范围;
已知定义在上的奇函数是增函数,求使成立的实数的取值范围.
利用奇偶性求解解集问题(函数奇偶性与单调性结合问题)
例题1 (东华18-19学年期中测试)已知函数为偶函数,当时,,则的解集为( )
A. B. C. D.
【方法总结】
奇、偶函数图象对称性的两大应用
应用一:巧作函数图象.
(1)奇函数图象关于原点对称;偶函数图象关于y轴对称.
(2)根据以上奇、偶函数图象对称性的特点可以解决已知奇、偶函数在某区间的部分图象,画出其关于原点或y轴对称的另一部分的图象问题.
应用二:求函数最值、单调性问题.
函数的奇偶性反映到图象上是图象的对称性,可以利用图象解决关于原点对称的区间上的函数值的有关问题,也可以解决关于原点对称的区间上的函数的单调性问题,同时可以简化解题过程.
变式1 (山东省实验中学18-19学年期末测试)已知函数为偶函数,且在区间上单调递增,若,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
变式3 (2019·开封高一检测)设为偶函数,且在区间内是增函数,,则的解集为( )
A. B.
C. D.
知识点3:抽象函数奇偶性判断
【例题精讲】
例题1 (1)函数,若对任意实数都有;求证:为奇函数;
(2)函数,若对任意实数都有,且;
求证:为偶函数;
变式1(东莞市18-19学年高一期末测试) 若定义在上的函数满足:对任意,有(为非零常数),则下列说法一定正确的是( )
A.为偶函数 B.为奇函数 C.为偶函数 D.为奇函数
例题2 已知函数的定义域为,且对任意,都有,且当时,恒成立;
证明函数是上的减函数; (2)讨论函数的奇偶性;
(3)若,求的取值范围;
变式2(2019年山东曲阜一中高一月考) 已知函数的定义域为,若对于任意的,都有,且时,;
(1)判断函数的奇偶性并证明; (2)用定义判断函数的单调性;
知识点4:函数的对称性
1、对定义域的要求:无论是轴对称还是中心对称,均要求函数的定义域要关于对称轴(或对称中心)对称
2、轴对称的等价描述:
【解题指导】 若,则说明关于对称;
拓展结论1:
在定义域内恒满足条件 的图像的对称轴
3、中心对称的等价描述:
【解题指导】 若,则说明关于对称;
拓展结论2:
在定义域内恒满足条件 的图像的对称中心
【例题精讲】
【例1】(2021·广东揭阳市·高三一模)已知函数定义域为,满足,且对任意均有成立,则满足的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【举一反三】
1.(2021·长宁区·上海市延安中学)奇函数的图像关于直线对称,,则_________.
2.(2021·浙江)已知函数,且,则下列不等式中成立的是( )
A. B.
C. D.
知识点4:函数的周期性
【知识点讲解】
1、定义:设的定义域为,若对,存在一个非零常数,有,则称函数是一个周期函数,称为的一个周期
2、周期性的理解:可理解为间隔为的自变量函数值相等
3、若是一个周期函数,则,那么,即也是的一个周期,进而可得:也是的一个周期
4、最小正周期:正由第3条所说,也是的一个周期,所以在某些周期函数中,往往寻找周期中最小的正数,即称为最小正周期.然而并非所有的周期函数都有最小正周期,比如常值函数
5、函数周期性的判定:
(1):可得为周期函数,其周期
(2)的周期
分析:直接从等式入手无法得周期性,考虑等间距再构造一个等式:
所以有:,即周期
注:遇到此类问题,如果一个等式难以推断周期,那么可考虑等间距再列一个等式,进而通过两个等式看能否得出周期
(3)的周期
分析:
(4)(为常数)的周期
分析:,两式相减可得:
(5)(为常数)的周期
【例题精讲】
【例1】(2021·曲靖市第二中学)已知函数是定义在上的奇函数,,且,则( )
A. B. C. D.
【例2】若函数对于任意实数满足条件,若,则__________;
变式1 设是上的奇函数,,当时,,则=____;
变式2 已知f(x)是定义在R上的偶函数,并且f(x+2)=-,当2≤x≤3时,f(x)=x,则f(105.5)=______.
函数性质的综合运用
【知识点讲解】
双对称出周期:若一个函数存在两个对称关系,则是一个周期函数,具体情况如下:(假设)
① 若的图像关于轴对称,则是周期函数,周期
分析:关于轴对称
关于轴对称
的周期为
② 若的图像关于中心对称,则是周期函数,周期
③ 若的图像关于轴对称,且关于中心对称,则是周期函数,周期
7、函数周期性的作用:简而言之“窥一斑而知全豹”,只要了解一个周期的性质,则得到整个函数的性质.
(1)函数值:可利用周期性将自变量大小进行调整,进而利用已知条件求值
(2)图像:只要做出一个周期的函数图象,其余部分的图像可利用周期性进行“复制+粘贴”
(3)单调区间:由于间隔的函数图象相同,所以若在上单调增(减),则在上单调增(减)
(4)对称性:如果一个周期为的函数存在一条对称轴 (或对称中心),则 存在无数条对称轴,其通式为
证明:关于轴对称
函数的周期为
关于轴对称
注:其中(3)(4)在三角函数中应用广泛,可作为检验答案的方法.
【例题精讲】
【例3】(2021·上海松江区)已知函数是定义域为R的奇函数,满足,若,则__________.
【举一反三】
1.(2021·广东高考模拟)已知是定义在上的奇函数,满足,且,则( )
A.0 B. C. D.
2.(2021·安徽亳州二中)定义在上的函数满足,且,则=__________。
3.(2021·四川高考模拟)已知定义域的奇函数的图像关于直线对称,且当时,,则( )
A. B. C. D.
4.(2019·永安市第一中学高考模拟)已知是定义在上的奇函数,满足,若,则( )
A.1 B.0 C.1 D.2019
【题型优化测训】
1.(多选)(2021·邵阳市第十一中学)已知函数满足,且,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
2.(2020秋 番禺区校级期末)已知且,则(1)
A. B. C. D.19
3.(2020 海南)若定义在的奇函数在单调递减,且(2),则满足的的取值范围是
A.,, B.,, C.,, D.,,
4.(2021·浙江金华市)设是定义在上的函数,对任意实数有,又当时,,则______.
5.(2021·安徽芜湖市)已知是定义在上的奇函数,且当时,则的值为
6.(2021·广西)已知是上的奇函数,是上的偶函数,且,则
7.(2021·广东广州市第二中学)已知函数为R上的奇函数,则n的值为___________.
8.(2021·四川资阳市)定义在R上的偶函数满足,,则( )
A. B. C.2 D.4【专题7】 函数的奇偶性题型探究
重要知识点讲解
知识点1:函数的奇偶性
【知识点讲解】
(一)奇函数、偶函数定义
1.奇函数:如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数。
奇函数的图像关于原点对称
2.偶函数:如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)是偶函数
偶函数的图像关于y轴对称
(二)注意事项
1.函数的定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的前提条件
2.如果函数f(x)是奇函数且在x=0处有定义,则一定有f(0)=0;如果函数f(x)是偶函数,那么f(x)=f(|x|).
3.奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个对称的区间上具有相反的单调性.
四.判断函数奇偶性的3种常用方法
1.定义法:确定函数的奇偶性时,必须先判定函数定义域是否关于原点对称.若对称,再化简解析式后验证f(-x)=±f(x)或其等价形式f(-x)±f(x)=0是否成立.
2.图象法:
3.性质法:设f(x),g(x)的定义域分别是D1,D2,那么在它们的公共定义域上:奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.
知识点2:函数奇偶性的性质
【知识点讲解】
根据函数奇偶性解题时可以根据以下方法:
1.定义域关于原点对称;
2.若奇函数在原点有定义,则;
3.根据奇函数有,偶函数求解;
4.根据“如果一个函数是奇函数,那么它是由若干个简单的奇函数加减构成;如果一个函数是偶函数,那么它由若干个简单的偶函数加减构成”; 例如:
【例1】(1)(2020·陕西渭滨.高二期末(文))已知是上的奇函数,且当时,,则当时, 。
(2)(2020·全国课时练习)函数y=f(x)在区间[2a-3,a]上具有奇偶性,则a=________.
(3)(2020·全国课时练习)若函数f(x)=ax2+(2a2﹣a﹣1)x+1为偶函数,则实数a的值为 。
【答案】(1)(2)a=1或a(3)0
【解析】(1)由题意,设,则,则,
因为函数为上的奇函数,则,得,
即当时,.
(2):∵函数f(x)=ax2+(2a2﹣a﹣1)x+1为偶函数,∴f(﹣x)=f(x),
即f(﹣x)=ax2﹣(2a2﹣a﹣1)x+1=ax2+(2a2﹣a﹣1)x+1,
即﹣(2a2﹣a﹣1)=2a2﹣a﹣1,∴2a2﹣a﹣1=0,解得a=1或a,
(3)由题意,函数是定义域R上的奇函数,
根据奇函数的性质,可得,代入可得,解得.
【例2】(2022·北京海淀·二模)若是奇函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由为奇函数可得,代入相应解析式解方程即可.【详解】
易知定义域为,由为奇函数可得,即,解得.故选:C.
利用奇偶性求解参数问题
奇偶函数有许多优美而独特的性质,如:奇、偶函数的定义域关于原点对称;一般地,为多项式时,若为奇函数,则的偶次项系数为0,若为偶函数,则的奇次项系数为0;若奇函数在处有定义,则,同学们在解决此类问题时,若能抓住这些性质,往往能够巧妙解题.
【举一反三】
1.(2020·全国课时练习)已知函数y=f(x)的图象关于原点对称,且当x>0时,f(x)=x2-2x+3.则f(x)在R上的表达式为________.
【答案】
【解析】因为是奇函数,且定义域为,故当时,;
则当时,.故答案为:.
2.(2021·江苏沭阳.高三期中)已知函数为偶函数,则的值为__________.
【答案】
【解析】因为函数为偶函数,
故,故恒成立.故.故,则.故答案为:
3.已知是定义在上的偶函数,则a+b等于______.
【答案】0
【解析】根据题意,已知f(x)=(a-1)x3+bx2是定义在[b,2+b]上的偶函数,
有b+2+b=0,解可得b=-1, 则f(x)=(a-1)x3-x2,
若f(x)为[-1,1]上的偶函数,则有f(-x)=f(x),
即(a-1)(-x)3-(-x)2=(a-1)x3-x2, 分析可得:a=1, 则a+b=0; 故答案为:0.
4.(2022·河北衡水·高三阶段练习)已知是定义在R上的奇函数,且时,,则在上的最大值为( )
A.1 B.8 C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意可知f(0)=0可求m的值,根据x≤0时的解析式,结合f(x)是奇函数可求x>0时f(x)的解析式,判断f(x)在[1,2]上单调性即可求其最大值.
【详解】
∵是定义在R上的奇函数,∴f(0)=0,
又∵,,∴,∴时,,
设,则,则,则,
即当x>0时,,∴f(x)在上单调递减,∴f(x)在上的最大值为.故选:C.
题型:已知奇函数+M
例1.(2021·河北石家庄市·石家庄一中)已知,则___________.
【答案】由,
得,
则,则;故答案为:.
【方法技巧与总结】
已知奇函数+M,,则
(1) (2)
【举一反三】
1.(2017全国2卷)已知函数时奇函数,且函数的最大值和最小值分别为,则
.【知识点】函数奇偶性的性质
【参考答案】
考向七 函数的单调性与奇偶性的应用
【知识点讲解】
已知定义在上的函数,且在上单调递增;若,
【例1】(1)(2021·河南高三月考)设奇函数在定义域上单调递减,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
(2).(2021·云南师大附中高三月考)已知、是定义在上的偶函数和奇函数,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】(1)C(2)D(3)-18
【解析】因为是奇函数,因此原不等式变形为,
又在上单调递减,所以,解得,所
以原不等式的解集为.故选:C.
(2),所以,,①,,②,
因为、是定义在上的偶函数和奇函数,由②可得,
则有,解得.故选:D.
【举一反三】
1、 已知函数是定义在上的奇函数,是定义在上的偶函数,且,则的解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】C
2、定义在上的偶函数,当时,单调递减,若成立,求的取值范围;
【解析】
【答案】
3、 已知定义在上的奇函数是增函数,求使成立的实数的取值范围.
【答案】;
利用奇偶性求解解集问题(函数奇偶性与单调性结合问题)
例题1 (东华18-19学年期中测试)已知函数为偶函数,当时,,则的解集为( )
A. B. C. D.
【知识点】函数奇偶性的性质
【难度】中
【参考答案】A
【方法总结】
奇、偶函数图象对称性的两大应用
应用一:巧作函数图象.
(1)奇函数图象关于原点对称;偶函数图象关于y轴对称.
(2)根据以上奇、偶函数图象对称性的特点可以解决已知奇、偶函数在某区间的部分图象,画出其关于原点或y轴对称的另一部分的图象问题.
应用二:求函数最值、单调性问题.
函数的奇偶性反映到图象上是图象的对称性,可以利用图象解决关于原点对称的区间上的函数值的有关问题,也可以解决关于原点对称的区间上的函数的单调性问题,同时可以简化解题过程.
变式1 (山东省实验中学18-19学年期末测试)已知函数为偶函数,且在区间上单调递增,若,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【知识点】函数奇偶性的性质
【难度】中
【参考答案】B
变式3 (2019·开封高一检测)设为偶函数,且在区间内是增函数,,则的解集为( )
A. B.
C. D.
解析:选C 根据题意,偶函数在上为增函数,且,
则函数在上为减函数,且,作出函数的草图如图所示,
又由,可得或
由图可得或,
即不等式的解集为(-2,0)∪(2,+∞).故选C.
知识点3:抽象函数奇偶性判断
【例题精讲】
例题1 (1)函数,若对任意实数都有;求证:为奇函数;
(2)函数,若对任意实数都有,且;
求证:为偶函数;
【答案】(1)因为,令,则,即
令,则,即
所以,所以为奇函数;
(2)因为,令,则
解得(舍去)或
令,则,即
因为,所以,即
所以为偶函数;
变式1(东莞市18-19学年高一期末测试) 若定义在上的函数满足:对任意,有(为非零常数),则下列说法一定正确的是( )
A.为偶函数 B.为奇函数
C.为偶函数 D.为奇函数
【知识点】函数奇偶性的判断 【难度】难
【参考答案】D
例题2 已知函数的定义域为,且对任意,都有,且当时,恒成立;
(1)证明函数是上的减函数;
(2)讨论函数的奇偶性;
(3)若,求的取值范围;
【答案】(1)任取,且
因为,所以
所以
因为,所以
因为当时,恒成立,所以
所以即
所以函数是上的减函数;
(2)令,则,解得
令,则
因为,所以 ,所以
所以是奇函数;
(3) ;
变式2(2019年山东曲阜一中高一月考) 已知函数的定义域为,若对于任意的,都有,且时,;
(1)判断函数的奇偶性并证明;
(2)用定义判断函数的单调性;
(3)设.若对所有,恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)为奇函数,证明略;
(2)在上为单调递增函数;
(3)的取值范围为;
知识点4:函数的对称性
1、对定义域的要求:无论是轴对称还是中心对称,均要求函数的定义域要关于对称轴(或对称中心)对称
2、轴对称的等价描述:
【解题指导】 若,则说明关于对称;
拓展结论1:
在定义域内恒满足条件 的图像的对称轴
3、中心对称的等价描述:
【解题指导】 若,则说明关于对称;
拓展结论2:
在定义域内恒满足条件 的图像的对称中心
【例题精讲】
【例1】(2021·广东揭阳市·高三一模)已知函数定义域为,满足,且对任意均有成立,则满足的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为函数满足,所以函数关于直线对称,
因为对任意均有成立,所以函数在上单调递减.
由对称性可知在上单调递增.
因为,即,
所以,即,解得.故选:D.
【举一反三】
1.(2021·长宁区·上海市延安中学)奇函数的图像关于直线对称,,则_________.
【答案】
【解析】因为函数是奇函数,所以,
因为函数关于直线对称,,则,
,所以.
故答案为:
2.(2021·浙江)已知函数,且,则下列不等式中成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由得图象的对称轴为,
所以在上单调递减,在上单调递增,且,
所以,故选:C.
知识点4:函数的周期性
【知识点讲解】
1、定义:设的定义域为,若对,存在一个非零常数,有,则称函数是一个周期函数,称为的一个周期
2、周期性的理解:可理解为间隔为的自变量函数值相等
3、若是一个周期函数,则,那么,即也是的一个周期,进而可得:也是的一个周期
4、最小正周期:正由第3条所说,也是的一个周期,所以在某些周期函数中,往往寻找周期中最小的正数,即称为最小正周期.然而并非所有的周期函数都有最小正周期,比如常值函数
5、函数周期性的判定:
(1):可得为周期函数,其周期
(2)的周期
分析:直接从等式入手无法得周期性,考虑等间距再构造一个等式:
所以有:,即周期
注:遇到此类问题,如果一个等式难以推断周期,那么可考虑等间距再列一个等式,进而通过两个等式看能否得出周期
(3)的周期
分析:
(4)(为常数)的周期
分析:,两式相减可得:
(5)(为常数)的周期
【例题精讲】
【例1】(2021·曲靖市第二中学)已知函数是定义在上的奇函数,,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】∵是奇函数,∴,
又,∴是周期函数,周期为4.
∴.故选:A.
【例2】若函数对于任意实数满足条件,若,则__________;
【答案】;
【解析】(1)因为;
(2);
;
变式1 设是上的奇函数,,当时,,则=____;
【解析】(1)(先求出周期)
(2)
【答案】;
变式2 已知f(x)是定义在R上的偶函数,并且f(x+2)=-,当2≤x≤3时,f(x)=x,则f(105.5)=______.
【解析】2.5 由已知,可得f(x+4)=f[(x+2)+2]=-=-=f(x).故函数的周期为4.
∴f(105.5)=f(4×27-2.5)=f(-2.5)=f(2.5).∵2≤2.5≤3,由题意,得f(2.5)=2.5. ∴f(105.5)=2.5.
函数性质的综合运用
【知识点讲解】
双对称出周期:若一个函数存在两个对称关系,则是一个周期函数,具体情况如下:(假设)
① 若的图像关于轴对称,则是周期函数,周期
分析:关于轴对称
关于轴对称
的周期为
② 若的图像关于中心对称,则是周期函数,周期
③ 若的图像关于轴对称,且关于中心对称,则是周期函数,周期
7、函数周期性的作用:简而言之“窥一斑而知全豹”,只要了解一个周期的性质,则得到整个函数的性质.
(1)函数值:可利用周期性将自变量大小进行调整,进而利用已知条件求值
(2)图像:只要做出一个周期的函数图象,其余部分的图像可利用周期性进行“复制+粘贴”
(3)单调区间:由于间隔的函数图象相同,所以若在上单调增(减),则在上单调增(减)
(4)对称性:如果一个周期为的函数存在一条对称轴 (或对称中心),则 存在无数条对称轴,其通式为
证明:关于轴对称
函数的周期为
关于轴对称
注:其中(3)(4)在三角函数中应用广泛,可作为检验答案的方法.
【例题精讲】
【例3】(2021·上海松江区)已知函数是定义域为R的奇函数,满足,若,则__________.
【答案】1
【解析】因为,
所以,
所以,即函数是周期为4的周期函数.
所以,,
,
所以原式等于
故答案为:
【举一反三】
1.(2021·广东高考模拟)已知是定义在上的奇函数,满足,且,则( )
A.0 B. C. D.
【答案】B
【解析】因为函数满足,
所以关于直线对称,所以,
又是定义在上的奇函数,所以,
又由可得,
所以,故,
因此,函数是以4为周期的周期函数,
所以,又
因此.故选B
2.(2021·安徽亳州二中)定义在上的函数满足,且,则=__________。
【答案】-1
【解析】由题意知定义在上的函数满足,得是奇函数,所以,即,赋值得,故,得周期是8,所以
3.(2021·四川高考模拟)已知定义域的奇函数的图像关于直线对称,且当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】∵f(x)是奇函数,且图象关于x=1对称;∴f(2﹣x)=f(x);
又0≤x≤1时,f(x)=x3;∴.故选:B.
4.(2019·永安市第一中学高考模拟)已知是定义在上的奇函数,满足,若,则( )
A.1 B.0 C.1 D.2019
【答案】B
【解析】根据题意,函数f(x)满足f(1﹣x)=f(x+1),则函数f(x)的图象关于直线x=1对称,则有f(﹣x)=f(x+2),
又由函数f(x)为奇函数,则f(﹣x)=-f(x),则有f(x)=-f(x+2),则f(x+2)=- f(x+4),可得f(x)= f(x+4)则函数f(x)为周期为4的周期函数,
又由f(1)=1,则f(1)=f(5)=……=f(2017)=1,
f(-1)=- f(1)=-1,则f(3)=f(7)=……= f(2019)=-1,
又f(-2)=f(2)=-f(2),则f(2)=0,且f(0)=0,所以f(2)=f(4)=f(6)=f(8)=……=f(2018)=0,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2019)=505-505+0=0;故选:B.
【题型优化测训】
1.(多选)(2021·邵阳市第十一中学)已知函数满足,且,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【解析】由条件,可知函数的周期,因为,则.故选:CD
2.(2020秋 番禺区校级期末)已知且,则(1)
A. B. C. D.19
【解答】解:;
;
(1).
故选:.
3.(2020 海南)若定义在的奇函数在单调递减,且(2),则满足的的取值范围是
A.,, B.,, C.,, D.,,
【解答】解:定义在的奇函数在单调递减,且(2),的大致图象如图:
在上单调递减,且;
故;
当时,不等式成立,
当时,不等式成立,
当或时,即或时,不等式成立,
当时,不等式等价为,
此时,此时,
当时,不等式等价为,
即,得,
综上或,
即实数的取值范围是,,,
故选:.
4.(2021·浙江金华市)设是定义在上的函数,对任意实数有,又当时,,则______.
【答案】
【解析】由,即
所以,所以是以4为周期的周期函数.
所以
故答案为:
5.(2021·安徽芜湖市)已知是定义在上的奇函数,且当时,则的值为
【答案】-6
【解析】是定义在上的奇函数,
则,解得,
当时,,
所以.
6.(2021·广西)已知是上的奇函数,是上的偶函数,且,则
【答案】10
【解析】因为,所以.又是奇函数,是偶函数,所以,
则,故.
7.(2021·广东广州市第二中学)已知函数为R上的奇函数,则n的值为___________.
【答案】2
【解析】∵函数为R上的奇函数,∴,即,解得,
当时,,,所以为奇函数,符合题意.故答案为:2.
8.(2021·四川资阳市)定义在R上的偶函数满足,,则( )
A. B. C.2 D.4
【答案】C
【解析】根据题意,函数满足,则,又由为偶函数,
则有,则,函数是周期为2的周期函数,故,故选:C.【专题 7】
重要知识点讲解
知识点 1:函数的奇偶性
【知识点讲解】
(一)奇函数、偶函数定义
1.奇函数:如果对于函数 f(x)的定义域内任意一个 x,都有 f(-x)=-f(x),那么函数 f(x)是奇函数。
奇函数的图像关于原点对称
2.偶函数:如果对于函数 f(x)的定义域内任意一个 x,都有 f(-x)=f(x),那么函数 f(x)是偶函数
偶函数的图像关于 y 轴对称
(二)注意事项
1.函数的定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的前提条件
2.如果函数 f(x)是奇函数且在 x=0 处有定义,则一定有 f(0)=0;如果函数 f(x)是偶函数,那么 f(x)=
f(|x|).
3.奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个对称的区间上具有相反的单调性.
四.判断函数奇偶性的 3种常用方法
1.定义法:确定函数的奇偶性时,必须先判定函数定义域是否关于原点对称.若对称,再化简解析式后验
证 f(-x)=±f(x)或其等价形式 f(-x)±f(x)=0 是否成立.
2.图象法:
3.性质法:设 f(x),g(x)的定义域分别是 D1,D2,那么在它们的公共定义域上:奇+奇=奇,奇×奇=偶,
偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.
知识点 2:函数奇偶性的性质
【知识点讲解】
根据函数奇偶性解题时可以根据以下方法:
1.定义域关于原点对称;
2.若奇函数在原点有定义,则 f (0) 0;
3.根据奇函数有 f ( x) f (x) ,偶函数 f ( x) f (x) 求解;
1
4.根据“如果一个函数是奇函数,那么它是由若干个简单的奇函数加减构成;如果一个函数是偶函数,那
么它由若干个简单的偶函数加减构成”; 例如:
2 1 2 为奇函数 a c d f 0f x ax bx c d x ex fx
为偶函数 b e 0
【例 1】(1)(2020·陕西渭滨.高二期末(文))已知 f (x) 是 R上的奇函数,且当 x 0时,f (x) 3x2 2x 1,
则当 x 0 时, f (x) 。
(2)(2020·全国课时练习)函数 y=f(x)在区间[2a-3,a]上具有奇偶性,则 a=________.
(3)(2020·全国课时练习)若函数 f(x)=ax2+(2a2﹣a﹣1)x+1 为偶函数,则实数 a 的值为 。
2
【答案】(1) f x 3x 2x+1(2)a=1或 a= 1(3)0
2
【解析】(1)由题意,设 x 0 ,则 x 0,则 f ( x) 3x2 2x 1,
因为函数 f x 为R上的奇函数,则 f ( x) f (x) ,得 f (x) f ( x) 3x2 2x+1,
即当 x 0 时, f x 3x2 2x+1.
(2):∵函数 f(x)=ax2+(2a2﹣a﹣1)x+1 为偶函数,∴f(﹣x)=f(x),
即 f(﹣x)=ax2﹣(2a2﹣a﹣1)x+1=ax2+(2a2﹣a﹣1)x+1,
a2
1
即﹣(2 ﹣a 2 2﹣1)=2a ﹣a﹣1,∴2a ﹣a﹣1=0,解得 a=1 或 a= ,
2
x a
(3)由题意,函数 f x 2 是定义域 R 上的奇函数,x 1
0 a
根据奇函数的性质,可得 f 0 0,代入可得 f 0 2 0 ,解得 a 0 .0 1
x a, x 0【例 2】(2022·北京海淀·二模)若 f x bx 1, x 0是奇函数,则( )
A. a 1,b 1 B. a 1,b 1 C. a 1,b 1 D. a 1,b 1
【答案】C
【解析】
f ( 1) f (1)
【分析】由 f (x) 为奇函数可得 f ( 2) ,代入相应解析式解方程即可.【详解】 f (2)
f ( 1) f (1) 1 a b 1 a 1易知定义域为 x x 0 ,由 f (x) 为奇函数可得
f ( 2) f (2)
,即 2 a 2b 1 ,解得 .故选:C. b 1
利用奇偶性求解参数问题
2
奇偶函数有许多优美而独特的性质,如:奇、偶函数的定义域关于原点对称;一般地, f (x) 为
多项式时,若 f (x) 为奇函数,则 x的偶次项系数为 0,若 f (x) 为偶函数,则 x的奇次项系数
为 0;若奇函数 f (x) 在 x 0 处有定义,则 f (0) 0,同学们在解决此类问题时,若能抓住这
些性质,往往能够巧妙解题.
【举一反三】
2
1.(2020·全国课时练习)已知函数 y=f(x)的图象关于原点对称,且当 x>0 时,f(x)=x -2x+3.则 f(x)
在 R 上的表达式为________.
x2 2x 3, x 0
【答案】 f x 0, x 0
x
2 2x 3, x 0
【解析】因为 f x 是奇函数,且定义域为 R,故当 x 0时, f x 0;
x2 2x 3, x 0
则当 x 0 时,f x f x x2 2x 3 x2 2x 3 .故答案为: f x 0, x 0 .
x2 2x 3, x 0
2.(2021·江苏沭阳.高三期中)已知函数 f x 1 x2 bx (b R) 为偶函数,则 f 2 的值为__________.
1
【答案】
4
2
【解析】因为函数 f x x bx (b R)为偶函数,
故 f x x 2 1b x x2 bx 1 ,故 x2 bx x2 bx恒成立.故b 0.故 f x x2 ,则 f 2 . 4
1
故答案为:
4
3.已知 = 1 3 + 2是定义在[ ,2 + ]上的偶函数,则 a+b 等于______.
【答案】0
3 2
【解析】根据题意,已知 f(x)=(a-1)x +bx 是定义在[b,2+b]上的偶函数,
3 2
有 b+2+b=0,解可得 b=-1, 则 f(x)=(a-1)x -x ,
若 f(x)为[-1,1]上的偶函数,则有 f(-x)=f(x),
3 2 3 2
即(a-1)(-x) -(-x) =(a-1)x -x , 分析可得:a=1, 则 a+b=0; 故答案为:0.
4.(2022· 2河北衡水·高三阶段练习)已知 f x 是定义在 R上的奇函数,且 x 0 时, f x 3x 2x m ,则
3
f x 在 1,2 上的最大值为( )
A.1 B.8 C. 5 D. 16
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意可知 f(0)=0 可求 m的值,根据 x≤0 时的解析式,结合 f(x)是奇函数可求 x>0 时 f(x)的解
析式,判断 f(x)在[1,2]上单调性即可求其最大值.
【详解】
∵ f x 是定义在 R上的奇函数,∴f(0)=0,
又∵ x 0 , f x 3x 2 2x m ,∴ f 0 0 m,∴ x 0 时, f x 3x2 2x,
设 x 0,则 x 0,则 f x 3x2 2x,则 f x f x 3x2 2x,
即当 x>0 时, f x 3x2 2x,∴f(x)在 1,2 上单调递减,∴f(x)在 1,2 上的最大值为 f 1 5 .故选:C.
题型:已知 f (x) 奇函数+M
例 1.(2021·河北石家庄市·石家庄一中)已知 f (x) x2021 ax3 bx 7, f ( 5) 4 ,则
f (5) ___________.
【答案】由 f (x) x2021 ax3 bsin x 7 ,
得 f ( 5) ( 5)2021 a ( 5)3 bsin( 5) 7 52021 53a bsin 5 7 4,
则52021 53a bsin 5 11,则 f (5) 52021 53a bsin 5 7 11 7 18 ;故答案为: 18.
【方法技巧与总结】
已知 f (x) 奇函数+M, x [ a,a],则
(1) f ( x) f (x) 2M (2) f (x)max f (x)min 2M
【举一反三】
x 1 2 g(x)
1.(2017 全国 2 卷)已知函数 g (x) 时奇函数,且函数 f (x) 2 的最大值和最小值分别为x 1
M与m,则M m _______ .
.【知识点】函数奇偶性的性质
【参考答案】 2
4
考向七 函数的单调性与奇偶性的应用
【知识点讲解】
已知定义在 a,a a 0 上的函数 f (x) ,且 f (x) 在 0,a 上单调递增;若 f (m) f (n) ,
a m a
f (x)
为奇函数 a n a
m n
a m a
f (x) 为偶函数 a n a
m n
【例 1】(1)(2021·河南高三月考)设奇函数 f x 在定义域 2,2 上单调递减,则不等式
f 2x
1
f 1 x 0的解集为( )
4
A. 2 2 3 7 3 7 3, B. ,
C. ,
D. , ,
4 8 4 8 4
(2).(2021·云南师大附中高三月考)已知 f x 、 g x 是定义在 R上的偶函数和奇函数,若
f x g x 22 x,则 g 1 ( )
A.5 B. 5 C.3 D. 3
【答案】(1)C(2)D(3)-18
1
【解析】因为 f x 是奇函数,因此原不等式变形为 f 2x f x 1 ,
4
2 2x
1
2
4
又 f x 在 2,2 上单调递减,所以 2 x 1 2 7 3,解得 x ,所
8 4
2x 1 x 1
4
7 3
以原不等式的解集为 , .故选:C. 8 4
(2) f x g x 22 x ,所以, f 1 g 1 23 8,①, f 1 g 1 2,②,
因为 f x 、 g x 是定义在 R上的偶函数和奇函数,由②可得 f 1 g 1 2,
5
f 1 g 1 8
则有 g 1 3 ,解得 .故选:D. f 1 g 1 2
【举一反三】
1、已知函数 f (x) 是定义在R上的奇函数,g(x) 是定义在R上的偶函数,且 f (x) g(x) 1 x 2 x 3 ,则 g(x)
的解析式为( )
A. 1 x2 B. 2 2x2 C. x2 1 D. 2x2 2
【答案】C
2、定义在 [ 2,2]上的偶函数 g(x) ,当 x 0 时, g(x) 单调递减,若 g (1 m) g (m) 成立,求m 的取值范围;
2 1 m 2 2 m 1 2 1 m 3
1
【解析】 2 m 2 1 m
2
1 m m 1 1 m 2 m2 m
2
m 1 m 1 【答案】 2
3、 已知定义在 [ 2,2]上的奇函数 f (x) 是增函数,求使 f (2a 1) f (1 a) 0 成立的实数 a的取值范围.
【答案】 0
3
, ;
2
利用奇偶性求解解集问题(函数奇偶性与单调性结合问题)
例题 1 (东华 18-19 学年期中测试)已知函数 f (x) 为偶函数,当 x [0, ) 时, f (x) x 1,则
f (x 1) 0 的解集为( )
A. (0,2) B. ( 2,0) C. ( 1,0) D.[1,2]
【知识点】函数奇偶性的性质
【难度】中
【参考答案】A
【方法总结】
奇、偶函数图象对称性的两大应用
应用一:巧作函数图象.
(1)奇函数图象关于原点对称;偶函数图象关于 y轴对称.
(2)根据以上奇、偶函数图象对称性的特点可以解决已知奇、偶函数在某区间的部分图象,画出其关于
原点或 y轴对称的另一部分的图象问题.
应用二:求函数最值、单调性问题.
函数的奇偶性反映到图象上是图象的对称性,可以利用图象解决关于原点对称的区间上的函数值的有
关问题,也可以解决关于原点对称的区间上的函数的单调性问题,同时可以简化解题过程.
6
变式 1 (山东省实验中学 18-19 学年期末测试)已知函数 f x 为偶函数,且在区间 ( , 0]上单调递增,若
f 3 2 ,则不等式 f x 2的解集为( )
A. 3,0 B. 3,3 C.[ 3, ) D. , 3 3,
【知识点】函数奇偶性的性质
【难度】中
【参考答案】B
变式 3 (2019·开封高一检测)设 f (x) 为偶函数,且在区间 - ,0 内是增函数, f -2 =0 ,则 xf (x) 0
的解集为( )
A. -1,0 2,+ B. - ,-2 0,2
C. -2,0 2,+ D. -2,0 0,2
解析:选 C 根据题意,偶函数 f (x) 在 - ,0 上为增函数,且 f -2 =0 ,
则函数 f (x) 在 0,+ 上为减函数,且 f -2 =f 2 =0 ,作出函数 f (x) 的草图如图所示,
x 0 x 0
又由 xf (x) 0,可得 或
f (x) 0
f (x) 0
由图可得-2 x 0或 x 2,
即不等式的解集为(-2,0)∪(2,+∞).故选 C.
知识点 3:抽象函数奇偶性判断
【例题精讲】
例题 1 (1)函数 f (x), x R,若对任意实数 a,b都有 f (a b) f (a) f (b) ;求证: f (x) 为奇函数;
(2)函数 f (x), x R,若对任意实数 a,b都有 f (a b) f (a b) 2 f (a) f (b),且 f 0 0;
求证: f (x) 为偶函数;
【答案】(1)因为 f (a b) f (a) f (b) ,令 a b 0 ,则 f (0 0) f (0) f (0) ,即 f 0 0
令 a x,b x,则 f ( x x) f ( x) f (x),即 f (0) f ( x) f (x) 0
所以 f ( x) f (x) ,所以 f (x) 为奇函数;
(2)因为 f (a b) f (a b) 2 f (a) f (b),令 a b 0 ,则 f (0) f (0) 2 f (0)2
解得 f 0 0(舍去)或 f 0 1
令 a 0,b x,则 f (0 x) f (0 x) 2 f (0) f (x) ,即 f (x) f ( x) 2 f (0) f (x)
因为 f 0 1,所以 f (x) f ( x) 2 f (x),即 f ( x) f (x)
所以 f (x) 为偶函数;
7
变式 1(东莞市 18-19 学年高一期末测试) 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 ) a( a为非零常数),则下列说法一定正确的是( )
A. f (x) 为偶函数 B. f (x) 为奇函数
C. f (x) a为偶函数 D. f (x) a为奇函数
【知识点】函数奇偶性的判断 【难度】难
【参考答案】D
例题 2 已知函数 y f x 的定义域为 R,且对任意 a,b R,都有 f a b f a f b ,且当 x 0时,
f x 0恒成立;
(1)证明函数 y f x 是 R上的减函数;
(2)讨论函数 y f x 的奇偶性;
(3)若 f x2 2 f x 0 ,求 x的取值范围;
【答案】(1)任取 x1 , x2 R,且 x1 x2
因为 f a b f a f b ,所以 f a b f a f b
所以 f x2 f x1 f x2 x1
因为 x1 x2 ,所以 x2 x1 0
因为当 x 0时, f x 0恒成立,所以 f x2 x1 0
所以 f x2 f x1 0 即 f x2 f x1
所以函数 y f x 是 R上的减函数;
(2)令 x y 0 ,则 f 0 f 0 f 0 ,解得 f 0 0
令 y x,则 f 0 f x f x
因为 f 0 0 ,所以 f x f x 0,所以 f x f x
所以 y f x 是奇函数;
(3) x x 1或x 2 ;
变式 2(2019年山东曲阜一中高一月考) 已知函数 f x 的定义域为 1,1 ,若对于任意的 x, y 1,1 ,
都有 f x y f x f y ,且 x 0时, f x 0;
(1)判断函数 f x 的奇偶性并证明;
(2)用定义判断函数 f x 的单调性;
(3)设 f 1 1 .若 f x m2 2am 1对所有 x 1,1 , a 1,1 恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1) f x 为奇函数,证明略;
8
(2) f x 在 1,1 上为单调递增函数;
(3)m的取值范围为 m m 2或m 2 ;
知识点 4:函数的对称性
1、对定义域的要求:无论是轴对称还是中心对称,均要求函数的定义域要关于对称轴(或对称中心)对称
2、轴对称的等价描述:
【解题指导】 若 f (a x) f (b x),则说明 f (x) x a b关于 对称;
2
拓展结论 1:
f (x) 在定义域内恒满足条件 y f (x) 的图像的对称轴
f (a x) f (a x) x a
f (x) f (a x) x a
2
f (a x) f (b x) x a b
2
3、中心对称的等价描述:
【解题指导】 若 f (a x) f (b x) a b,则说明 f (x) 关于 , 0
对称;
2
拓展结论 2:
f (x) 在定义域内恒满足条件 y f (x) 的图像的对称中心
f (a x) f (a x) a,0
f (x) f (a x) a
,0
2
f (a x) f (b x) a b
, 0
2
【例题精讲】
【例 1】(2021·广东揭阳市·高三一模)已知函数 f x 定义域为 R,满足 f x f 2 x ,且对任意
1 x1 x2 均有 x1 x2 f x1 f x2 0成立,则满足 f 2x 1 f 3 x 0的 x的取值范围是
( )
A. , 2 2 ,
B. , 0
4 ,
3 3
9
C. 2,
2
D. 0,
4
3 3
【答案】D
【解析】因为函数 f x 满足 f x f 2 x ,所以函数 f x 关于直线 x 1对称,
因为对任意1 x1 x2 均有 x1 x2 f x1 f x2 0成立,所以函数 f x 在 1, 上单调递减.
由对称性可知 f x 在 ,1 上单调递增.
因为 f 2x 1 f 3 x 0,即 f 2x 1 f 3 x ,
所以 2x 1 1 3 x 1 4,即 2x 2 2 x ,解得0 x .故选:D.
3
【举一反三】
1.(2021·长宁区·上海市延安中学)奇函数 y f x 的图像关于直线 x 2对称, f 3 3,则
f ( 1) f 0 _________.
【答案】 3
【解析】因为函数是奇函数,所以 f 0 0,
因为函数关于直线 x 2对称, f 4 x f x ,则 f 1 f 3 ,
f 1 f 1 f 3 3,所以 f 1 f 0 3.
故答案为: 3
2.(2021·浙江)已知函数 f (x) x2 bx c,且 f (2 x) f ( x) ,则下列不等式中成立的是( )
A. f ( 4) f (0) f (4) B. f (0) f ( 4) f (4)
C. f (0) f (4) f ( 4) D. f (4) f (0) f ( 4)
【答案】C
【解析】由 f (2 x) f ( x) 得 f (x) 图象的对称轴为 x 1,
所以 f (x) 在 ( ,1]上单调递减,在[1, )上单调递增,且 f (4) f ( 2),
所以 f (0) f ( 2) f (4) f ( 4) ,故选:C.
知识点 4:函数的周期性
10
【知识点讲解】
1、定义:设 f x 的定义域为D,若对 x D,存在一个非零常数T ,有 f x T f x ,则称函数
f x 是一个周期函数,称T 为 f x 的一个周期
2、周期性的理解:可理解为间隔为T 的自变量函数值相等
3、若 f x 是一个周期函数,则 f x T f x ,那么 f x 2T f x T f x ,即 2T 也是 f x
的一个周期,进而可得: kT k Z 也是 f x 的一个周期
4、最小正周期:正由第 3 条所说, kT k Z 也是 f x 的一个周期,所以在某些周期函数中,往往寻找
周期中最小的正数,即称为最小正周期.然而并非所有的周期函数都有最小正周期,比如常值函数 f x C
5、函数周期性的判定:
(1) f x a f x b :可得 f x 为周期函数,其周期T b a
(2) f x a f x f x 的周期T 2a
分析:直接从等式入手无法得周期性,考虑等间距再构造一个等式: f x 2a f x a
所以有: f x 2a f x a f x f x ,即周期T 2a
注:遇到此类问题,如果一个等式难以推断周期,那么可考虑等间距再列一个等式,进而通过两个等式看
能否得出周期
(3) f x a 1 f x 的周期
T 2a
f x
1 1
分析: f x 2a 1 f xf x a
f x
(4) f x f x a k ( k为常数) f x 的周期T 2a
分析: f x f x a k , f x a f x 2a k ,两式相减可得: f x 2a f x
(5) f x f x a k ( k为常数) f x 的周期T 2a
【例题精讲】
【例 1】(2021·曲靖市第二中学)已知函数 f (x) 是定义在R 上的奇函数, f (x 4) f (x),且 f (1) 1,
11
则 f (2019) f (2020) ( )
A. 1 B. 0 C.1 D. 2
【答案】A
【解析】∵ f (x) 是奇函数,∴ f (0) 0, f ( 1) f (1) 1,
又 f (x 4) f (x),∴ f (x) 是周期函数,周期为 4.
∴ f (2019) f (2020) f ( 1) f (0) 1 0 1.故选:A.
【例 2】 2012若函数 f (x) 对于任意实数 x满足条件 f (x 2) ,若 f (1) 5,则 f ( f (5)) __________;
f (x)
2012
【答案】 ;
5
【解析】(1 f (x 2) 2012 2012)因为 f x 2 T 4 ;
f (x) 2012
f x 2
(2) f 5 T 4 f 1 5 ;
f x 2012
f ( f (5)) f 5 T 4 f 3 f x 2 2012 2012 ;
f 1 5
变式 1 设 f x 是 , 上的奇函数, f x 2 f x ,当1 x 2 时, f x x,则 f (7.5) =____;
【解析】(1) f x 2 f x f x 2 T 4 (先求出周期)
(2) f (7.5) f 3.5 f 1.5 1.5
【答案】 1.5 ;
1
变式 2 已知 f(x)是定义在 R上的偶函数,并且 f(x+2)=- ,当 2≤x≤3 时,f(x)=x,则 f(105.5)=______.
f x
1 1
【解析】2.5 由已知,可得 f(x+4)=f[(x+2)+2]=- =- 1 =f(x).故函数的周期为 4.f x+2 -
f x
∴f(105.5)=f(4×27-2.5)=f(-2.5)=f(2.5).∵2≤2.5≤3,由题意,得 f(2.5)=2.5. ∴f(105.5)=2.5.
函数性质的综合运用
【知识点讲解】
双对称出周期:若一个函数 f x 存在两个对称关系,则 f x 是一个周期函数,具体情况如下:(假设b a)
① 若 f x 的图像关于 x a, x b轴对称,则 f x 是周期函数,周期T 2 b a
分析: f x 关于 x a轴对称 f x f 2a x
12
f x 关于 x b轴对称 f x f 2b x
f 2a x f 2b x f x 的周期为T 2b 2a 2 b a
② 若 f x 的图像关于 a,0 , b,0 中心对称,则 f x 是周期函数,周期T 2 b a
③ 若 f x 的图像关于 x a轴对称,且关于 b,0 中心对称,则 f x 是周期函数,周期T 4 b a
7、函数周期性的作用:简而言之“窥一斑而知全豹”,只要了解一个周期的性质,则得到整个函数的性质.
(1)函数值:可利用周期性将自变量大小进行调整,进而利用已知条件求值
(2)图像:只要做出一个周期的函数图象,其余部分的图像可利用周期性进行“复制+粘贴”
(3)单调区间:由于间隔 kT k Z 的函数图象相同,所以若 f x 在 a,b b a T 上单调增(减),
则 f x 在 a kT ,b kT k Z 上单调增(减)
(4)对称性:如果一个周期为T 的函数 f x 存在一条对称轴 x a (或对称中心),则 f x 存在无数
kT
条对称轴,其通式为 x a k Z
2
证明: f x 关于 x a 轴对称 f x f 2a x
函数 f x 的周期为T f x kT f x
f x kT f 2a x f x 关于 x a kT 轴对称
2
注:其中(3)(4)在三角函数中应用广泛,可作为检验答案的方法.
【例题精讲】
【例 3】(2021·上海松江区)已知函数 y f x 是定义域为 R的奇函数,满足 f 1 x f 1 x ,若
f 1 1,则 f 1 f 2 f 3 f 50 __________.
【答案】1
【解析】因为 f 1 x f 1 x ,
所以 f (x 2) f ( x) f (x),
所以 f (x 4) f (x 2) f (x),即函数 f x 是周期为 4 的周期函数.
所以 (f 3) f 3 4 f 1 f 1 , f (4) f (0) f (2) 0 ,
13
f (1) f (2) f (3) f (4) 0 ,
所以原式等于12( f 1 f 2 f 3 f (4)) f (49) f (50) f (49) f (50) f (1) f (2) 1
故答案为:1
【举一反三】
1.(2021·广东高考模拟)已知 ( )是定义在 上的奇函数,满足 (1 + ) = (1 ),且 (1) = ,则 (2) +
(3) + (4) =( )
A.0 B. C. D.3
【答案】B
【解析】因为函数 ( )满足 (1 + ) = (1 ),
所以 ( )关于直线 = 1 对称,所以 (2) = (0), (3) = ( 1)
又 ( )是定义在 上的奇函数,所以 (0) = 0,
又由 (1 + ) = (1 )可得 ( + 1) = (1 ) = ( 1),
所以 ( + 2) = ( ),故 ( + 4) = ( + 2) = ( ),
因此,函数 ( )是以 4 为周期的周期函数,
所以 (4) = (0),又 (1) =
因此 (2) + (3) + (4) = (0) + ( 1) + (0) = (1) = .故选 B
2.(2021·安徽亳州二中)定义在R上的函数 f (x) 满足 f (x) f (4 x), f ( x) f (x) 0,且 f ( 3) 1,
则 f (2019) =__________。
【答案】-1
【解析】由题意知定义在R上的函数 f (x) 满足 f (x) f (4 x), f ( x) f (x) 0,得 f (x) 是奇函数,所
以 f (x) f (4 x) f ( x),即 f (x) f (x 4),赋值得 f (x 4) f (x 8),故 f (x) f (x 8) ,
得 f (x) 周期是 8,所以 f (2019) f (3) f ( 3) 1
3.(2021·四川高考模拟)已知定义域 R的奇函数 f x 的图像关于直线 x 1对称,且当0 x 1
时, f x x3 5 ,则 f ( )
2
27 1 1 27
A. B. C. D.
8 8 8 8
14
【答案】C
【解析】∵f(x)是奇函数,且图象关于 x=1 对称;∴f(2﹣x)=f(x);
5 5 13 1 1
又 0≤x≤1时,f(x)=x ;∴ f f 2 f f .故选:B.
2 2 2 2 8
4.(2019·永安市第一中学高考模拟)已知 是定义在 上的奇函数,满足 (1 + ) = (1 ),若 (1) = 1,
则 (1) + (2) + (3) + . . . + (2019) =( )
A.1 B.0 C.1 D.2019
【答案】B
【解析】根据题意,函数 f(x)满足 f(1﹣x)=f(x+1),则函数 f(x)的图象关于直线 x=1 对称,则
有 f(﹣x)=f(x+2),
又由函数 f(x)为奇函数,则 f(﹣x)=-f(x),则有 f(x)=-f(x+2),则 f(x+2)=- f(x+4),可
得 f(x)= f(x+4)则函数 f(x)为周期为 4 的周期函数,
又由 f(1)=1,则 f(1)=f(5)=……=f(2017)=1,
f(-1)=- f(1)=-1,则 f(3)=f(7)=……= f(2019)=-1,
又 f(-2)=f(2)=-f(2),则 f(2)=0,且 f(0)=0,所以 f(2)=f(4)=f(6)=f(8)=……=
f(2018)=0,则 f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2019)=505-505+0=0;故选:B.
【题型优化测训】
1.(多选)(2021·邵阳市第十一中学)已知函数 f (x) 满足 f (x 3) f (x) ,且 f (1) 2,则下列结论正
确的是( )
A. f ( 1) 1 B. f (0) 0 C. f (4) 2 D. f (10) 2
【答案】CD
【解析】由条件 f x 3 f x ,可知函数的周期T 3,因为 f 1 2 ,则 f 4 f 10 2 .故选:
CD
2.(2020 秋 番禺区校级期末)已知 f (x) x5 3ax3 4bx 8且 f ( 1) 10 ,则 f (1) ( )
A. 26 B. 18 C. 10 D.19
【解答】解: f ( 1) 1 3a 4b 8 10 ;
3a 4b 19 ;
f (1) 1 3a 4b 8 1 19 8 26 .
15
故选: A.
3.(2020 海南)若定义在 R的奇函数 f (x) 在 ( ,0) 单调递减,且 f (2) 0 ,则满足 xf (x 1) 0 的 x的
取值范围是 ( )
A. [ 1,1] [3, ) B. [ 3, 1] [0 ,1] C. [ 1, 0] [1, ) D.[ 1, 0] [1,3]
【解答】解: 定义在 R 的奇函数 f (x) 在 ( ,0) 单调递减,且 f (2) 0 , f (x) 的大致图象如图:
f (x)在 (0, ) 上单调递减,且 f ( 2) 0 ;
故 f ( 1) 0;
当 x 0 时,不等式 xf (x 1) 0 成立,
当 x 1时,不等式 xf (x 1) 0 成立,
当 x 1 2或 x 1 2 时,即 x 3或 x 1时,不等式 xf (x 1) 0 成立,
当 x 0 时,不等式 xf (x 1) 0 等价为 f (x 1) 0,
x 0
此时 ,此时1 x 3, 0 x 1 2
当 x 0 时,不等式 xf (x 1) 0 等价为 f (x 1) 0,
x 0
即 ,得 1 x 0,
2 x 1 0
综上 1 x 0 或1 x 3,
即实数 x的取值范围是 [ 1, 0] [1,3] ,
故选: D.
4.(2021·浙江金华市)设 f x 是定义在 R上的函数,对任意实数有 f x f x 2 1,又当0 x 2
f x 1时, ,则 f 8 ______.
x
16
【答案】 2
【解析】由 f x f x 2 1,即 f x
1
f x 2
f x 4 1 1 f x
所以 f x 2 1 ,所以 f x 是以 4 为周期的周期函数.
f x
f 8 f 0 1 1 2
所以 f 2 2
2
故答案为: 2
5.(2021·安徽芜湖市)已知 f x 是定义在 m 9,2m 3 上的奇函数,且当 x 0时, f x x2 x,则
f m 的值为
【答案】-6
【解析】 f x 是定义在 m 9,2m 3 上的奇函数,
则m 9 2m 3 0,解得m 2 ,
当 x 0 时, f x x2 x,
所以 f m f 2 f 2 4 2 6 .
6.(2021·广西)已知 f (x) 是R上的奇函数,g(x) 是R上的偶函数,且 f (x) g(x) 2x 3 x 2 3x 1 ,
则 f (1) g(2)
【答案】10
【解析】因为 f (x) g(x) 2x 3 x 2 3x 1 ,所以 f ( x) g( x) 2x 3 x 2 3x 1 .又 f (x) 是奇函
数, g(x)是偶函数,所以 f (x) g(x) 2x 3 x 2 3x 1 ,
则 f (x) 2x 3 3x, g(x) x 2 1 ,故 f (1) g(2) 5 5 10.
n 3x 2
7.(2021·广东广州市第二中学)已知函数 f x 为 R 上的奇函数,则 n 的值为___________.
3x 1
【答案】2
17
x
【解析】∵函数 f x n 3 2 为 R 上的奇函数,∴ f 0 0,即 fx 0
n 2
0,解得 n 2 ,
3 1 1 1
n 2 f (x) 2 3
x 2 x x
当 时, ,x f x
2 3 2 2 2 3
f x ,所以 f (x) 为奇函数,符合题
3 1 3 x 1 1 3x
意.故答案为:2.
8.(2021·四川资阳市)定义在 R上的偶函数 f (x) 满足f(1 x) f(1 x), f (0) 2,则 f (10) ( )
A. 4 B. 2 C.2 D.4
【答案】C
【解析】根据题意,函数 f (x) 满足f(1 x) f(1 x),则 f x f 2 x ,又由 f (x) 为偶函数,
则有 f ( x) f (x) ,则 f (x 2) f (x) ,函数 f (x) 是周期为 2 的周期函数,故 f (10) f (0) 2,故选:
C.
18