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【標(biāo)題】第二章函數(shù)的概念與性質(zhì)第一節(jié)函數(shù)的概念及其表示1.了解構(gòu)成函數(shù)的要素,能求簡單函數(shù)的定義域.2.在實(shí)際情境中,會(huì)根據(jù)不同的需要選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ǎㄈ鐖D象法、列表法、解析法)表示函數(shù),理解函數(shù)圖象的作用.3.通過具體實(shí)例,了解簡單的分段函數(shù),并能簡單應(yīng)用.1.函數(shù)的概念與表示(1)函數(shù)的概念?(2)函數(shù)的表示法:表示函數(shù)的常用方法有解析法、圖象法和列表法;(3)同一個(gè)函數(shù):如果兩個(gè)函數(shù)的定義域相同,并且對應(yīng)關(guān)系完全一致,即相同的自變量對應(yīng)的函數(shù)值也相同,那么這兩個(gè)函數(shù)是同一個(gè)函數(shù).提醒若兩函數(shù)的值域與對應(yīng)關(guān)系相同,則兩函數(shù)不一定相同,如:y=x2(x≥0)與y=x2.2.分段函數(shù)若函數(shù)在其定義域內(nèi),對于定義域內(nèi)的不同取值區(qū)間,有著不同的對應(yīng)關(guān)系,這樣的函數(shù)叫做分段函數(shù).提醒分段函數(shù)是一個(gè)函數(shù),而不是幾個(gè)函數(shù),分段函數(shù)的定義域是各段定義域的并集,值域是各段值域的并集.1.判斷正誤.(正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”)(1)函數(shù)y=1與y=x0是同一個(gè)函數(shù). ()(2)對于函數(shù)f:A→B,其值域是集合B. ()(3)f(x)=x-3+2-x是一個(gè)函數(shù).(4)若兩個(gè)函數(shù)的定義域與值域相同,則這兩個(gè)函數(shù)是同一個(gè)函數(shù). ()答案:(1)×(2)×(3)×(4)×2.已知函數(shù)f(x)=x2-x,x≤1,11-xA.-1 B.1C.-15 D.解析:A因?yàn)椋?≤1,所以f(-1)=(-1)2-(-1)=2,因?yàn)閒(-1)=2>1,所以f(f(-1))=f(2)=11-23.(2022·北京高考)函數(shù)f(x)=1x+1-x的定義域是解析:因?yàn)閒(x)=1x+1-x,所以x≠0,1-x≥0,解得x∈(-∞,0)∪(0,答案:(-∞,0)∪(0,1]4.已知函數(shù)f(x+1)=x2,則f(x)=.
解析:令x+1=t,則x=t-1,f(t)=(t-1)2=t2-2t+1,所以f(x)=x2-2x+1.答案:x2-2x+15.已知函數(shù)f(x)=2x-3,x∈{x∈N|1≤x≤5},則函數(shù)f(x)的值域?yàn)?
解析:由f(x)=2x-3,x∈{x∈N|1≤x≤5},得f(1)=-1,f(2)=1,f(3)=3,f(4)=5,f(5)=7,所以函數(shù)f(x)的值域?yàn)閧-1,1,3,5,7}.答案:{-1,1,3,5,7}1.直線x=a(a是常數(shù))與函數(shù)y=f(x)的圖象有0個(gè)或1個(gè)交點(diǎn).2.分段函數(shù)雖由幾個(gè)部分組成,但它表示的是一個(gè)函數(shù).分段函數(shù)的定義域等于各段函數(shù)的定義域的并集,值域等于各段函數(shù)的值域的并集.1.(多選)下列所給圖象是函數(shù)圖象的是 ()解析:CD由結(jié)論1知,題圖A、B均不是函數(shù)圖象,C、D是函數(shù)圖象.2.定義在R上的函數(shù)f(x)=1,x∈Q解析:根據(jù)結(jié)論2知答案為{0,1}.答案:{0,1}函數(shù)的概念及應(yīng)用1.下列對應(yīng)關(guān)系或關(guān)系式中是從A到B的函數(shù)的是 ()A.A?R,B?R,x2+y2=1B.A={-1,0,1},B={1,2},f:x→y=|x|+1C.A=R,B=R,f:x→y=1D.A=Z,B=Z,f:x→y=2解析:B對于A,x2+y2=1可化為y=±1-x2,顯然對任意x∈A(x=±1除外),y值不唯一,故不符合函數(shù)的定義;對于B,符合函數(shù)的定義;對于C,當(dāng)x=2時(shí),對應(yīng)關(guān)系無意義,故不符合函數(shù)的定義;對于D,當(dāng)x=-1時(shí),在集合B中找不到與之相對應(yīng)的數(shù)2.(多選)下列各圖中,可能是函數(shù)圖象的是 ()解析:ACDB選項(xiàng),x>0時(shí)有兩個(gè)y值與之對應(yīng),不是函數(shù)圖象,故B錯(cuò)誤;其他選項(xiàng)中的圖象中的x均有唯一確定的y值與之對應(yīng).故選A、C、D.3.(多選)下列各組函數(shù)是同一個(gè)函數(shù)的是 ()A.y=|x|x與B.y=(x-1)2與C.y=(x)2xD.y=x3+xx解析:CD對于A,函數(shù)y=|x|x的定義域?yàn)閧x|x≠0},函數(shù)y=1的定義域?yàn)镽,兩函數(shù)定義域不同,A錯(cuò)誤;對于B,函數(shù)y=(x-1)2的定義域?yàn)镽,化簡可得y=|x-1|,與y=x-1解析式不同,B錯(cuò)誤;對于C,函數(shù)y=(x)2x的定義域?yàn)閧x|x>0},函數(shù)y=x(x)2的定義域?yàn)閧x|x>0},化簡均為y=1(x>0),C正確;對于D,函數(shù)y=x|練后悟通|一個(gè)對應(yīng)關(guān)系是否為函數(shù),主要從以下三個(gè)方面去判斷:(1)A,B必須是非空數(shù)集;(2)A中任何一個(gè)元素在B中必須有元素與之對應(yīng);(3)A中任何一個(gè)元素在B中的對應(yīng)元素必須唯一.函數(shù)的定義域【例1】(1)(2023·武漢模擬)函數(shù)f(x)=1ln(x+1)+4A.[-2,0)∪(0,2] B.(-1,0)∪(0,2]C.[-2,2] D.(-1,2](2)(2023·西安檢測)已知函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)閇-8,1],則函數(shù)g(x)=f(2xA.(-∞,-2)∪(-2,3]B.(-8,-2)∪(-2,1]C.-92,-2∪(-D.-解析(1)要使函數(shù)有意義,則需x+1>0,x+1≠1,4-x2≥0,解得-1<x≤2且x≠0,所以x∈(-(2)∵f(x)的定義域?yàn)閇-8,1],∴-8≤2x+1≤1,x+2≠0,解得-92≤x≤0,且x≠-2.∴g(x)的定義域?yàn)榇鸢福?)B(2)C|解題技法|1.求給定函數(shù)解析式的定義域(1)求給定函數(shù)解析式的定義域轉(zhuǎn)化為使解析式有意義的不等式(組)求解;(2)當(dāng)函數(shù)解析式較復(fù)雜時(shí),要先確定全部限制條件,依次列出不等式或不等式組,再分別求出每個(gè)不等式的解集,最后求出這些集合的交集即為函數(shù)的定義域.2.求抽象函數(shù)定義域的方法1.函數(shù)f(x)=-x2+3x+4A.(0,1)∪(1,4] B.(0,4]C.(0,1) D.(0,1)∪[4,+∞)解析:A函數(shù)f(x)=-x2+3x+4lnx中,令-x2+3x+4≥0,x>0,lnx≠0,得x2-3x-4≤0,x>0,x≠1,解得2.如果函數(shù)f(x)=ln(-2x+a)的定義域?yàn)椋ǎ蓿?),那么實(shí)數(shù)a的值為 ()A.-2 B.-1C.1 D.2解析:D因?yàn)椋?x+a>0,所以x<a2,所以a2=1,所以a=函數(shù)的解析式【例2】求下列函數(shù)的解析式:(1)已知f(1-sinx)=cos2x,求f(x)的解析式;(2)已知fx+1x=x2+1x2(3)已知f(x)是一次函數(shù)且3f(x+1)-2f(x-1)=2x+17,求f(x)的解析式;(4)已知f(x)滿足2f(x)+f(-x)=3x,求f(x)的解析式.解(1)(換元法)設(shè)1-sinx=t,t∈[0,2],則sinx=1-t,∵f(1-sinx)=cos2x=1-sin2x,∴f(t)=1-(1-t)2=2t-t2,t∈[0,2].即f(x)=2x-x2,x∈[0,2].(2)(配湊法)∵fx+1x=x2+1x2∴f(x)=x2-2,x∈(-∞,-2]∪[2,+∞).(3)(待定系數(shù)法)∵f(x)是一次函數(shù),可設(shè)f(x)=ax+b(a≠0),∴3[a(x+1)+b]-2[a(x-1)+b]=2x+17.即ax+(5a+b)=2x+17,∴a=2,∴f(x)=2x+7.(4)(方程組法)∵2f(x)+f(-x)=3x,①∴將x用-x替換,得2f(-x)+f(x)=-3x,②由①②解得f(x)=3x.|解題技法|求函數(shù)解析式的4種方法1.(2023·廣東模擬)已知f(x+1)=x+2x,則f(x)= ()A.x2-1(x≥0)B.x+1(x≥1)C.x2-1(x≥1) D.x-1(x≥0)解析:C已知f(x+1)=x+2x,則f(x+1)=(x)2+2x+1-1=(x+1)2-1,令t=x+1(t≥1),∴f(t)=t2-1(t≥1),∴f(x)=x2-1(x≥1).2.設(shè)函數(shù)f(x)是單調(diào)遞增的一次函數(shù),滿足f(f(x))=16x+5,則f(x)= ()A.-4x-53 B.4x-C.4x-1 D.4x+1解析:D∵f(x)為單調(diào)遞增的一次函數(shù),∴設(shè)f(x)=ax+b,a>0,故f(f(x))=a(ax+b)+b=a2x+ab+b=16x+5,∴a2=16,ab+b=5,解得a=4,b=1或a=-4,b=-53(不合題意,舍去).因此f(x)=4x+1.故選D分段函數(shù)考向1分段函數(shù)求值【例3】已知函數(shù)f(x)=x+1x-2,x>2,A.-12 B.C.4 D.11解析因?yàn)閒(1)=12+2=3,所以f(f(1))=f(3)=3+13-2=4.答案C|解題技法|求分段函數(shù)函數(shù)值的方法先確定要求值的自變量的取值屬于哪一段區(qū)間,然后代入該段的解析式求值.當(dāng)出現(xiàn)f(f(a))的形式時(shí),應(yīng)從內(nèi)到外依次求值.考向2分段函數(shù)與方程、不等式問題【例4】(1)已知函數(shù)f(x)=2x,x>0,x+1,x≤0,若f(a)+fA.-3 B.-1C.1 D.3(2)設(shè)函數(shù)f(x)=x+1,x≤0,x2,x>0,則滿足f(xA.-∞,B.-∞,-34C.-∞,14D.-∞,54解析(1)因?yàn)閒(1)=2,所以f(a)=-2?a≤0,a+1=-2或a>0,(2)因?yàn)閒(x)=x+1,x≤0,x2,x>0,當(dāng)x-1>0,即x>1時(shí),不等式f(x-1)<14可化為(x-1)2<14,解得12<x<32,則1<x<32;當(dāng)x-1≤0,即x≤1時(shí),不等式f(x-1)<14可化為x-1+1<14,即x<14,則x<14.答案(1)A(2)C|解題技法|1.已知分段函數(shù)的函數(shù)值,求自變量的值的方法:先假設(shè)自變量的值在分段函數(shù)定義域的各段上,然后求出相應(yīng)自變量的值,切記要檢驗(yàn).2.在分段函數(shù)的前提下,求某條件下自變量的取值范圍的方法:先假設(shè)自變量的值在分段函數(shù)定義域的各段上,然后求出在相應(yīng)各段定義域上自變量的取值范圍,再求它們的并集即可.提醒當(dāng)分段函數(shù)的自變量范圍不確定時(shí),應(yīng)分類討論.1.已知函數(shù)f(x)=2x+1,x<1,f(xA.2 B.9C.65 D.513解析:A因?yàn)閒(x)=2x+1,x<1,f(x-3),x≥1,所以f(9)=f(6)=f(3)=f(02.已知函數(shù)f(x)=log2x,x>0,|x-1|,解析:當(dāng)a>0時(shí),f(a)=log2a=2,所以a=4;當(dāng)a≤0時(shí),f(a)=|a-1|=1-a=2,所以a=-1.所以實(shí)數(shù)a的值為4或-1.答案:4或-13.設(shè)函數(shù)f(x)=12x-1,x≥0,1x,x解析:當(dāng)a≥0時(shí),f(a)=12a-1,由f(a)>a,解得a<-2,矛盾;當(dāng)a<0時(shí),f(a)=1a,由f(a)>a,解得a<-1.所以a的取值范圍為(-∞,-答案:(-∞,-1)1.(2023·重慶模擬)函數(shù)f(x)=3-xlgx的定義域是A.(0,3)B.(0,1)∪(1,3)C.(0,3] D.(0,1)∪(1,3]解析:D∵f(x)=3-xlgx,∴3-x≥0,lgx≠0,x>0,解得0<x<1或1<x≤2.若函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)镸={x|-2≤x≤2},值域?yàn)镹={y|0≤y≤2},則函數(shù)y=f(x)的圖象可能是 ()解析:BA中函數(shù)定義域不是[-2,2];C中圖象不表示函數(shù);D中函數(shù)值域不是[0,2].3.下列各組函數(shù)中是同一個(gè)函數(shù)的是 ()A.y=x與y=xB.y=x2+xx+1與y=xC.y=x(x≥0)與y=xD.y=|x+1|+|x|與y=2x+1解析:B對于A,y=x的定義域?yàn)镽,y=x2x的定義域?yàn)閧x|x≠0},定義域不同,不是同一個(gè)函數(shù),故A不正確;對于B,y=x2+xx+1的定義域?yàn)閧x|x≠-1},且y=x2+xx+1=x,兩個(gè)函數(shù)的定義域和對應(yīng)關(guān)系都相同,所以是同一個(gè)函數(shù),故B正確;對于C,y=x(x≥0),而y=x2=|x|的定義域?yàn)镽,定義域不同,對應(yīng)關(guān)系也不同,不是同一個(gè)函數(shù),故C不正確;對于D,y=|x+1|+|x|與y=2x4.(2022·北京高考)已知函數(shù)f(x)=11+2x,則對任意實(shí)數(shù)x,有 A.f(-x)+f(x)=0 B.f(-x)-f(x)=0C.f(-x)+f(x)=1 D.f(-x)-f(x)=1解析:C函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,f(-x)=11+2-x=2x1+2x,所以f(-x)+f(x)=25.已知f1+xx=x2+1x2+1x,則fA.(x+1)2(x≠1) B.(x-1)2(x≠1)C.x2-x+1(x≠1) D.x2+x+1(x≠1)解析:Cf1+xx=x2+1x2+1x=x+1x2-x+1x+1,令x+1x=t(t≠1),則f(t)=t2-t+1(t≠1),即f6.已知函數(shù)f(x)=x+3,x≤0,x,x>0,若f(a-3)=f(a+A.2 B.2C.1 D.0解析:B由已知得函數(shù)f(x)在區(qū)間(-∞,0]和(0,+∞)上分別是單調(diào)遞增的,且a-3<a+2,又f(a-3)=f(a+2),所以a=a+2,解得a=2,故f(a)=f(2)=2,選B7.(多選)已知函數(shù)f(x)=log3(A.f(5)=1 B.f(f(5))=1C.f(3)=9 D.f(f(3))=log37解析:AB根據(jù)題意,函數(shù)f(x)=log3(x-2),x>2,3x-1,x≤2.對于A,f(5)=log3(5-2)=log33=1,A正確;對于B,f(f(5))=f(1)=30=1,B正確;對于C,f(3)=log3(3-2)=log31=0,C錯(cuò)誤;對于D,f(f(3))=8.(多選)下列函數(shù)中,滿足f(18x)=18f(x)的是()A.f(x)=|x| B.f(x)=x-|x|C.f(x)=x+2 D.f(x)=-2x解析:ABD若f(x)=|x|,則f(18x)=|18x|=18|x|=18f(x);若f(x)=x-|x|,則f(18x)=18x-|18x|=18(x-|x|)=18f(x);若f(x)=x+2,則f(18x)=18x+2,而18f(x)=18x+18×2,故f(x)=x+2不滿足f(18x)=18f(x);若f(x)=-2x,則f(18x)=-2×18x=18×(-2x)=18f(x).故選A、B、D.9.(多選)中國清朝數(shù)學(xué)家李善蘭在1859年翻譯《代微積拾級(jí)》中首次將“function”譯做“函數(shù)”,沿用至今,為什么這么翻譯,書中解釋說“凡此變數(shù)中函彼變數(shù)者,則此為彼之函數(shù)”.1930年美國人給出了我們課本中所學(xué)的集合論的函數(shù)定義.已知集合M={-1,1,2,4},N={1,2,4,16},給出下列四個(gè)對應(yīng)法則,請由函數(shù)定義判斷,其中能構(gòu)成從M到N的函數(shù)的是 ()A.y=2x B.y=x+2C.y=2|x| D.y=x2解析:CD在A中,當(dāng)x=4時(shí),y=8?N,故A錯(cuò)誤;在B中,當(dāng)x=1時(shí),y=3?N,故B錯(cuò)誤;在C中,任取x∈M,總有y=2|x|∈N,故C正確;在D中,任取x∈M,總有y=x2∈N,故D正確.故選C、D.10.若函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[-1,2]上的圖象如圖所示,則此函數(shù)的解析式為.
解析:由題圖可知,當(dāng)-1≤x<0時(shí),f(x)=x+1;當(dāng)0≤x≤2時(shí),f(x)=-12x,所以f(x)=答案:f(x)=x11.設(shè)函數(shù)f(x)=2x,x≤0,|log2x|,x解析:由題意知,若x≤0,則2x=12,解得x=-1;若x>0,則|log2x|=12,解得x=212或x=2-12,故所求x的集合為{-答案:{-1,2,2212.已知函數(shù)f(x)滿足f1x+1xf(-x)=2x(x≠0),則f(-2)=,f12=解析:令x=2,可得f12+12f(-2)=4,①.令x=-12,可得f(-2)-2f12=-1,②.聯(lián)立①②解得f(-2)=72,答案:7213.已知f12x-1=2x-5,且f(a)=6,則a=A.-74 B.C.43 D.-解析:B令t=12x-1,則x=2t+2,所以f(t)=2(2t+2)-5=4t-1,所以f(a)=4a-1=6,即a=714.已知函數(shù)f(x)=log2x,0<x<4,fA.1 B.2C.log26 D.3解析:A因?yàn)?≥4,所以f(6)=f(6-2)=f(4),因?yàn)?≥4,所以f(4)=f(4-2)=f(2),而2∈(0,4),故f(6)=f(2)=log22=1,故選A.15.已知函數(shù)f(x)=x1-2x,則函數(shù)f(A.(-∞,1)B.(-∞,-1)C.(-∞,-1)∪(-1,0)D.(-∞,-1)∪(-1,1)解析:D令1-2x>0,即2x<1,即x<0.∴f(x)的定義域?yàn)椋ǎ蓿?).∴函數(shù)f(x-1)x+1中,有x-1<0,x+1≠0,解得x<1且x≠-1.故函數(shù)16.已知甲、乙兩車由同一起點(diǎn)同時(shí)出發(fā),并沿同一路線(假定為直線)行駛.甲車、乙車的速度曲線分別為v甲和v乙(如圖所示).那么對于圖中給定的t0和t1,下列判斷一定正確的是 ()A.在t0,t1時(shí)刻,甲車均在乙車前面B.t1時(shí)刻后,甲車在乙車后面C.在t0時(shí)刻,兩車的位置相同D.t0時(shí)刻后,乙車在甲車前面解析:A由圖象可知,曲線v甲比v乙在0~t0,0~t1與x軸所圍成圖形的面積大,則在t0,t1時(shí)刻,甲車均在乙車前面.17.已知函數(shù)f(x)=log2x,x>1,x2-1,x≤1,A.(-1,+∞) B.(-1,1)C.-12,+解析:C當(dāng)x≤0時(shí),x+1≤1,f(x)<f(x+1)等價(jià)于x2-1<(x+1)2-1,解得-12<x≤0;當(dāng)0<x≤1時(shí),x+1>1,此時(shí)f(x)=x2-1≤0,f(x+1)=log2(x+1)>0,∴0<x≤1時(shí),恒有f(x)<f(x+1);當(dāng)x>1時(shí),f(x)<f(x+1)?log2x<log2(x+1)恒成立,綜上知,不等式f(x)<f(x+1)的解集為-18.已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)椋?,+∞),值域?yàn)镽,則下列結(jié)論一定正確的是 ()A.函數(shù)f(x2+1)的定義域?yàn)镽B.函數(shù)f(x2+2)-1的值域?yàn)镽C.函數(shù)fex+1D.函數(shù)f(f(x))的定義域和值域都是R解析:C對于選項(xiàng)A,令x2+1>1,可得x≠0,所以函數(shù)f(x2+1)的定義域?yàn)閧x|x≠0},故選項(xiàng)A不正確;對于選項(xiàng)B,因?yàn)閒(x)的值域?yàn)镽,x2+2≥2,所以f(x2+2)的值域不確定,所以函數(shù)f(x2+2)-1的值域不確定,故選項(xiàng)B不一定正確;對于選項(xiàng)C,因?yàn)閑x+1ex>1恒成立,所以函數(shù)fex+1ex的定義域?yàn)镽,函數(shù)fex+1ex的值域?yàn)镽,故選項(xiàng)C正確;對于選項(xiàng)D,若函數(shù)f(f(x))的值域是R,則f19.(多選)設(shè)函數(shù)f(x)=1-x,x≤a,2x,x>a,若fA.-1 B.0C.1 D.2解析:AB若a<0,則f(0)=1,f(1)=2,f(1)=2f(0)成立;若0≤a<1,則f(0)=1,f(1)=2,f(1)=2f(0)成立;若a≥1,則f(0)=1,f(1)=0,f(1)=2f(0)不成立.綜上所述,實(shí)數(shù)a的取值范圍是(-∞,1),由選項(xiàng)可知,實(shí)數(shù)a可以為-1,0,故選A、B.20.(多選)具有性質(zhì)f1x=-f(x)的函數(shù),我們稱為滿足“倒負(fù)”變換的函數(shù).下列函數(shù)滿足“倒負(fù)”變換的是 (A.y=x-1x B.y=x+C.y=x(0<x<1),0(x=1解析:ACD對于A,f1x=1x-x=-f(x),滿足“倒負(fù)”變換;對于B,f1x=1x+x≠-f(x),不滿足“倒負(fù)”變換;對于C,f1x=-x(0<x<1),0(x=1),1x(x>1),滿足f1x=-f(x),滿足“倒負(fù)”變換;對于D,f1x=-1x21.(多選)已知函數(shù)f(x)=x+2,x≤-1,A.f(x)的定義域是RB.f(x)的值域是(-∞,5)C.若f(x)=3,則x的值為2D.f(x)的圖象與y=2有兩個(gè)交點(diǎn)解析:BC由函數(shù)f(x)=x+2,x≤-1,x2+1,-1<x<2知,定義域?yàn)椋ǎ蓿?]∪(-1,2),即(-∞,2),A錯(cuò)誤;x≤-1時(shí),f(x)=x+2∈(-∞,1],-1<x<2時(shí),x2∈(0,4),故f(x)=x2+1∈(1,5),故值域?yàn)椋ǎ蓿?),B正確;由分段函數(shù)的取值可知f(x)=3時(shí)x∈(-1,2),即f(x)=x2+1=3,解得x=2或x=-2(舍去),故C正確;由分段函數(shù)的取值可知f(x)=2時(shí)x∈(-1,2),即f(x)=x2+1=2,解得x=1或x=-1(舍去),故f(x)的圖象與y=22.已知f(x)是二次函數(shù)且滿足f(0)=1,f(x+1)-f(x)=2x,則函數(shù)f(x)的解析式為.
解析:由題意,設(shè)f(x)=ax2+bx+c(a≠0),因?yàn)閒(0)=1,即c=1,所以f(x)=ax2+bx+1,所以f(x+1)-f(x)=[a(x+1)2+b(x+1)+1]-(ax2+bx+1)=2ax+a+b=2x,從而有2a=2,a+b=0,解得a=1,b=答案:f(x)=x2-x+123.已知函數(shù)f(x)=3x-1ax2+ax-解析:因?yàn)楹瘮?shù)f(x)=3x-1ax2+ax-3的定義域是R,所以ax2+ax-3≠0對任意實(shí)數(shù)x都成立.當(dāng)a=0時(shí),顯然成立;當(dāng)a≠0時(shí),需Δ=a2+12a<0,解得-12<a<0.綜上所述答案:(-12,0]24.已知函數(shù)f(x)=2x-1,x≥1,3-2x,x<1,則滿足不等式f(解析:由題意,函數(shù)f(x)=2x-1,x≥1,3-2x,x<1,可得f(2)=2,f(f(2))=2,所以由不等式f(a+1)≥f(f(2)),可得f(a+1)≥2,則a+1≥1,2a≥2或答案:-∞,-12∪[1,+第二節(jié)函數(shù)的單調(diào)性與最值1.借助函數(shù)圖象,會(huì)用符號(hào)語言表達(dá)函數(shù)的單調(diào)性、最大值、最小值.2.理解函數(shù)的單調(diào)性、最大值、最小值的作用和實(shí)際意義.1.函數(shù)的單調(diào)性(1)增函數(shù)和減函數(shù)增函數(shù)減函數(shù)定義要求x1,x2一般地,設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镈,區(qū)間I?D,如果?x1,x2∈I,當(dāng)x1<x2時(shí)要求f(x1)與f(x2)都有f(x1)<f(x2)都有f(x1)>f(x2)結(jié)論函數(shù)f(x)在區(qū)間I上是增函數(shù)函數(shù)f(x)在區(qū)間I上是減函數(shù)圖象描述自左向右看圖象是上升的自左向右看圖象是下降的(2)單調(diào)區(qū)間的定義:如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間I上單調(diào)遞增或單調(diào)遞減,那么就說函數(shù)y=f(x)在這一區(qū)間具有(嚴(yán)格的)單調(diào)性,區(qū)間I叫做y=f(x)的單調(diào)區(qū)間.2.函數(shù)的最值前提設(shè)函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)镈,如果存在實(shí)數(shù)M滿足條件①?x∈D,都有f(x)≤M;②?x0∈D,使得f(x0)=M①?x∈D,都有f(x)≥M;②?x0∈D,使得f(x0)=M結(jié)論M是函數(shù)y=f(x)的最大值M是函數(shù)y=f(x)的最小值1.判斷正誤.(正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”)(1)若函數(shù)f(x)在區(qū)間(1,2]和(2,3)上均單調(diào)遞增,則函數(shù)f(x)在區(qū)間(1,3)上單調(diào)遞增. ()(2)函數(shù)y=1x的單調(diào)遞減區(qū)間是(-∞,0)∪(0,+∞). ((3)對于函數(shù)y=f(x),若f(1)<f(3),則f(x)為增函數(shù). ()答案:(1)×(2)×(3)×2.(2021·全國甲卷)下列函數(shù)中是增函數(shù)的為 ()A.f(x)=-xB.f(x)=2C.f(x)=x2 D.f(x)=3解析:D取x1=-1,x2=0,對于A項(xiàng)有f(x1)=1,f(x2)=0,所以A項(xiàng)不符合題意;對于B項(xiàng)有f(x1)=32,f(x2)=1,所以B項(xiàng)不符合題意;對于C項(xiàng)有f(x1)=1,f(x2)=0,所以C項(xiàng)不符合題意.故選D3.函數(shù)y=1x-1在[2,3]上的最小值為 A.2 B.1C.13 D.-解析:B因?yàn)閥=1x-1在[2,3]上單調(diào)遞減,所以ymin=13-14.函數(shù)y=x2+2x-解析:由題意知,要使函數(shù)y=x2+2x-24有意義,則x2+2x-24≥0,解得x≤-6或x≥4,易知y=x2+2x-24在(-∞,-6]上單調(diào)遞減,在[4,+∞)上單調(diào)遞增,結(jié)合復(fù)合函數(shù)單調(diào)性的判定方法,可得函數(shù)y=x2+2答案:(-∞,-6]5.若函數(shù)y=(2k+1)x+b在R上是減函數(shù),則k的取值范圍是.
解析:因?yàn)楹瘮?shù)y=(2k+1)x+b在R上是減函數(shù),所以2k+1<0,即k<-12答案:-∞,-1.若函數(shù)f(x),g(x)在區(qū)間I上具有單調(diào)性,則在區(qū)間I上具有以下性質(zhì):(1)當(dāng)f(x),g(x)都是增(減)函數(shù)時(shí),f(x)+g(x)是增(減)函數(shù);(2)若k>0,則kf(x)與f(x)單調(diào)性相同;若k<0,則kf(x)與f(x)單調(diào)性相反;(3)函數(shù)y=f(x)(f(x)>0)在公共定義域內(nèi)與y=-f(x),y=1f2.函數(shù)單調(diào)性的兩個(gè)等價(jià)結(jié)論設(shè)?x1,x2∈D(x1≠x2),則:(1)f(x1)-f(x2)x1-x2>0(或(x1-x2)[f(x1)-(2)f(x1)-f(x2)x1-x2<0(或(x1-x2)[f(x1)-1.(多選)若函數(shù)f(x),g(x)在給定的區(qū)間上具有單調(diào)性,下列說法正確的是 ()A.函數(shù)f(x)與f(x)-c(c為常數(shù))具有相同的單調(diào)性B.函數(shù)f(x)與c·f(x)具有相同的單調(diào)性C.若f(x)≠0,則函數(shù)f(x)與-1fD.若函數(shù)f(x),g(x)都是減函數(shù),則f(x)+g(x)是減函數(shù)解析:AD對于A,根據(jù)圖象進(jìn)行上下平移單調(diào)性不變,可知命題正確;由結(jié)論1可知選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤,D正確,故選A、D.2.已知函數(shù)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),且對任意兩個(gè)不等的實(shí)數(shù)a,b∈[0,+∞),總有f(a)-f(b)a-b>0,則滿足f(2x-3解析:由結(jié)論2知,函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,+∞)上單調(diào)遞增,又函數(shù)為偶函數(shù),則在(-∞,0]上單調(diào)遞減,故f(2x-3)<f(1)即|2x-3|<1,解得1<x<2,故實(shí)數(shù)x的取值范圍是(1,2).答案:(1,2)確定函數(shù)的單調(diào)性(區(qū)間)考向1判斷或證明函數(shù)的單調(diào)性【例1】用定義法證明函數(shù)f(x)=x2-1x在(0,+∞證明任取x1,x2∈(0,+∞),不妨設(shè)x1<x2.由f(x1)-f(x2)=x12-1x1-x22-1x2=(x12-x22)+1x2-1x1=(因?yàn)?<x1<x2,所以x1-x2<0,x1+x2+1x1x則(x1-x2)·x1+x所以f(x1)<f(x2),所以f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.|解題技法|定義法證明或判斷函數(shù)單調(diào)性的步驟提醒判斷函數(shù)的單調(diào)性還有圖象法、導(dǎo)數(shù)法、性質(zhì)法等.考向2求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間【例2】求函數(shù)f(x)=-x2+2|x|+1的單調(diào)區(qū)間.解f(x)=-=-(畫出函數(shù)圖象如圖所示,可知單調(diào)遞增區(qū)間為(-∞,-1]和[0,1],單調(diào)遞減區(qū)間為(-1,0)和(1,+∞).|解題技法|確定函數(shù)的單調(diào)區(qū)間的方法1.下列函數(shù)在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞減的是 ()A.f(x)=lnx B.f(x)=e-xC.f(x)=x D.f(x)=-1解析:B對于A,f(x)=lnx為對數(shù)函數(shù),其底數(shù)e>1,在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞增,不符合題意;對于B,f(x)=e-x為指數(shù)函數(shù),其底數(shù)1e<1,在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞減,符合題意;對于C,f(x)=x為冪函數(shù),其指數(shù)12>0,在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞增,不符合題意;對于D,f(x)=-1x=-1x為反比例函數(shù),在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞增,2.函數(shù)f(x)=ln(x2-2x-8)的單調(diào)遞增區(qū)間是 ()A.(-∞,-2) B.(-∞,1)C.(1,+∞) D.(4,+∞)解析:D由x2-2x-8>0,得f(x)的定義域?yàn)閧x|x<-2或x>4}.設(shè)t=x2-2x-8,則y=lnt為增函數(shù).要求函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間,即求函數(shù)t=x2-2x-8的單調(diào)遞增區(qū)間(定義域內(nèi)).∵函數(shù)t=x2-2x-8在區(qū)間(4,+∞)上單調(diào)遞增,在區(qū)間(-∞,-2)上單調(diào)遞減,∴函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(4,+∞).故選D.3.能使“函數(shù)f(x)=x|x-1|在區(qū)間I上不是單調(diào)函數(shù),且在區(qū)間I上的函數(shù)值的集合為[0,2]”是真命題的一個(gè)區(qū)間I為.
解析:當(dāng)x≥1時(shí),f(x)=x(x-1)=x2-x;當(dāng)x<1時(shí),f(x)=x(1-x)=-x2+x,∴f(x)在-∞,12,(1,+∞)上單調(diào)遞增,在12,1上單調(diào)遞減.令f(x)=0,解得x=1或x=0;令f(x)=2,解得x=2,∴只需I=[a,2],0≤a<1或I=(b,2],0≤b<1時(shí),f(x)在I上不單調(diào)且函數(shù)值的集合為[答案:12函數(shù)單調(diào)性的應(yīng)用考向1利用單調(diào)性比較函數(shù)值的大小【例3】設(shè)f(x)的定義域?yàn)镽,圖象關(guān)于y軸對稱,且f(x)在[0,+∞)上為增函數(shù),則f(-2),f(-π),f(3)的大小順序是 ()A.f(-π)<f(-2)<f(3)B.f(-2)<f(3)<f(-π)C.f(-π)<f(3)<f(-2)D.f(3)<f(-2)<f(-π)解析∵f(x)的定義域?yàn)镽,圖象關(guān)于y軸對稱,∴f(x)是偶函數(shù),∴f(-2)=f(2),f(-π)=f(π),又f(x)在[0,+∞)上為增函數(shù),且2<3<π,∴f(2)<f(3)<f(π),∴f(-2)<f(3)<f(-π).故選B.答案B|解題技法|利用單調(diào)性比較函數(shù)值大小的方法比較函數(shù)值的大小時(shí),若自變量的值不在同一個(gè)單調(diào)區(qū)間內(nèi),則要利用函數(shù)的性質(zhì),將自變量的值轉(zhuǎn)化到同一個(gè)單調(diào)區(qū)間上進(jìn)行比較,或采用插值法比較大小.考向2利用單調(diào)性解不等式【例4】已知函數(shù)f(x)=lnx+2x,若f(x2-4)<2,則實(shí)數(shù)x的取值范圍是.
解析因?yàn)楹瘮?shù)f(x)=lnx+2x在定義域(0,+∞)上單調(diào)遞增,且f(1)=ln1+2=2,所以由f(x2-4)<2得,f(x2-4)<f(1),所以0<x2-4<1,解得-5<x<-2或2<x<5.答案(-5,-2)∪(2,5)|解題技法|考向3由函數(shù)單調(diào)性求參數(shù)的值(范圍)【例5】已知函數(shù)f(x)=e|x-a|(a為常數(shù)),若f(x)在區(qū)間[1,+∞)上是增函數(shù),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是.
解析令t=|x-a|,∴y=et,t=|x-a|在(-∞,a)上單調(diào)遞減,在[a,+∞)上單調(diào)遞增.又y=et為增函數(shù),∴f(x)=e|x-a|在(-∞,a)上單調(diào)遞減,在[a,+∞)上單調(diào)遞增,∴a≤1.答案(-∞,1]|解題技法|利用函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)的方法(1)根據(jù)其單調(diào)性直接構(gòu)建參數(shù)滿足的方程(組)(不等式(組))或先得到其圖象的升降,再結(jié)合圖象求解;(2)對于分段函數(shù),除注意各段的單調(diào)性外,還要注意銜接點(diǎn)的取值.1.若函數(shù)f(x)=|2x+a|的單調(diào)遞增區(qū)間是[3,+∞),則a的值為 ()A.-2 B.2C.-6 D.6解析:C易知函數(shù)f(x)=|2x+a|的單調(diào)增區(qū)間是-a2,+∞,令-a2=32.已知函數(shù)f(x)是R上的增函數(shù),A(0,-1),B(3,1)是其圖象上的兩點(diǎn),那么|f(x+1)|<1的解集為()A.(-1,2)B.(1,4)C.(-∞,-1)∪[4,+∞)D.(-∞,-1]∪[2,+∞)解析:A由題意可知,f(0)=-1,f(3)=1,因?yàn)楹瘮?shù)f(x)是R上的增函數(shù),所以由|f(x+1)|<1得-1<f(x+1)<1,即f(0)<f(x+1)<f(3),因此0<x+1<3,解得-1<x<2,即|f(x+1)|<1的解集為(-1,2).故選A.函數(shù)的值域(最值)【例6】(1)函數(shù)f(x)=1x,x(2)函數(shù)y=x+x-1的最小值為解析(1)法一(圖象法):作出函數(shù)f(x)=1x,x≥1,-x2+2,x<1的圖象(如圖所示),f(x)max=f(0)=2.由函數(shù)圖象可知法二(單調(diào)性法):當(dāng)x≥1時(shí),函數(shù)f(x)=1x為減函數(shù),所以f(x)在x=1處取得最大值,為f(1)=1;當(dāng)x<1時(shí),函數(shù)f(x)=-x2+2在(-∞,0)上單調(diào)遞增,在(0,1)上單調(diào)遞減,所以函數(shù)f(x)=-x2+2在x=0處取得最大值,為f(0)=2.故函數(shù)f(x)的最大值為2.所以f(x)的值域?yàn)椋ǎ蓿?](2)法一(換元法):令t=x-1,且t≥0,則x=t2+1,所以原函數(shù)變?yōu)閥=t2+1+t,t≥0.配方得y=t+122+34,又因?yàn)閠≥0,所以y≥14+34=1,法二(單調(diào)性法):因?yàn)楹瘮?shù)y=x和y=x-1在定義域內(nèi)均為增函數(shù),故函數(shù)y=x+x-1在[1,+∞)上為增函數(shù),所以y答案(1)(-∞,2](2)1|解題技法|1.求函數(shù)值域(最值)的三種基本方法(1)單調(diào)性法:先確定函數(shù)的單調(diào)性,再由單調(diào)性求值域(最值);(2)圖象法:先作出函數(shù)的圖象,再觀察其最高點(diǎn)、最低點(diǎn),求出值域(最值);(3)基本不等式法:先對解析式變形,使之具備“一正二定三相等”的條件后用基本不等式求出值域(最值).2.對于較復(fù)雜函數(shù),可運(yùn)用導(dǎo)數(shù),求出在給定區(qū)間上的極值,最后結(jié)合端點(diǎn)值,求出值域(最值).1.已知1≤x≤5,則下列函數(shù)中,最小值為4的是()A.y=4x+1x B.y=x+C.y=-x2+2x+3 D.y=5+lnx-1解析:D函數(shù)y=4x+1x在[1,5]上單調(diào)遞增,所以4x+1x≥5,A不符合題意;因?yàn)閤≥1,所以y=x+4x+1=x+1+4x+1-1≥4-1=3(當(dāng)且僅當(dāng)x=1時(shí)取等號(hào)),故其最小值不為4,B不符合題意;y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,其最大值為4(當(dāng)x=1時(shí)取得),最小值是f(5)=-12,C不符合題意.易知函數(shù)y=5+lnx-1x在(0,+∞)上是增函數(shù),所以在區(qū)間[1,5]上也是增函數(shù),其最小值為f(1)=5+ln1-2.函數(shù)y=1-x21+解析:因?yàn)閥=1-x21+x2=-1+21+x2,又因?yàn)?+x2≥1,所以0<21+x2≤2,所以-1<-1+答案:(-1,1\〗1.下列函數(shù)中,在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞減的是()A.y=1x-xB.y=x2-C.y=lnx-x D.y=ex解析:A當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),y=1x與y=-x均單調(diào)遞減,∴y=1x-x在(0,+∞)2.函數(shù)f(x)=x1-x在 A.(-∞,1)∪(1,+∞)上是增函數(shù)B.(-∞,1)∪(1,+∞)上是減函數(shù)C.(-∞,1)和(1,+∞)上是增函數(shù)D.(-∞,1)和(1,+∞)上是減函數(shù)解析:C函數(shù)f(x)的定義域?yàn)閧x|x≠1}.f(x)=x1-x=11-x-1,根據(jù)函數(shù)y=-1x的單調(diào)性及有關(guān)性質(zhì),可知f(x)在(-∞,1)和3.已知函數(shù)f(x)=lgx+2x,f(m)=1,且0<p<m<n,則 ()A.f(n)<1且f(p)>1B.f(n)>1且f(p)>1C.f(n)>1且f(p)<1D.f(n)<1且f(p)<1解析:C易知函數(shù)y=lgx與y=2x都是(0,+∞)上的增函數(shù),∴函數(shù)f(x)=lgx+2x是(0,+∞)上的增函數(shù),∵0<p<m<n,且f(m)=1,∴f(p)<f(m)=1<f(n).4.函數(shù)y=2-xx+1,x∈(m,n]的最小值為0,則m的取值范圍是A.(1,2) B.(-1,2)C.[1,2) D.[-1,2)解析:D∵函數(shù)y=2-xx+1=3-x-1x+1=3x+1-1,∴當(dāng)x∈(-1,+∞)時(shí),函數(shù)是減函數(shù),又當(dāng)x=2時(shí),y5.設(shè)max{a,b}=a,a≥b,b,a<b,則函數(shù)f(x)=max{x2-A.[-1,0],12,+∞ B.(-∞C.-∞,-12,[0,1] D.-12,解析:D由x2-x=1-x2得,2x2-x-1=0,解得x=1或x=-12,當(dāng)x≥1或x≤-12時(shí),f(x)=max{x2-x,1-x2}=x2-x,此時(shí)函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為[1,+∞);當(dāng)-12<x<1時(shí),f(x)=max{x2-x,1-x2}=1-x2,此時(shí)函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為-12,0.綜上所述,函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為6.已知函數(shù)f(x)=x|x|,若f(a+1)≥f(2a-1),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是 ()A.(-∞,1] B.(-∞,2]C.[2,6] D.[2,+∞)解析:B由題意得f(x)=x2,x≥0,-x2,x<0,則函數(shù)f(x)在定義域(-∞,+∞)上是增函數(shù),∵f(a+1)≥f(2a-1),∴a+1≥2a-1,解得a7.(多選)下列函數(shù)中,滿足“?x1,x2∈(0,+∞),f(x1)-f(xA.f(x)=5x+1 B.f(x)=-3x+1C.f(x)=x2+4x+3 D.f(x)=2解析:BD?x1,x2∈(0,+∞),f(x1)-f(x2)x1-x2<0,即當(dāng)0<x1<x2時(shí),f(x1)>f(x2),故f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減.由一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)的性質(zhì)知,B8.(多選)(2023·德州質(zhì)檢)函數(shù)f(x)=(2a-1)x+8a-A.13<a<12 B.14≤C.13≤a≤12 D.13≤解析:AD若函數(shù)f(x)=(2a-1)x+8a-2,x即13≤a<12,故當(dāng)13<a<12或13≤a<38時(shí),f(x)在(-∞,+∞)上單調(diào)遞減9.(多選)已知函數(shù)f(x)滿足f1x=2x+1x+1,則關(guān)于函數(shù)f(xA.f(x)的定義域?yàn)閧x|x≠-1}B.f(x)的值域?yàn)閧y|y≠1,且y≠2}C.f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減D.不等式f(x)>2的解集為(-1,0)解析:BCD由于f1x=2x+1x+1=2+1x1+1x,故f(x)=2+xx+1=1+1x+1(x≠0且x≠-1),所以f(x)的定義域?yàn)閧x|x≠-1,且x≠0},作出其圖象(圖象略),由圖象知,f(x)的值域?yàn)閧y|y≠1,且y≠2};f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減;f(x10.寫出一個(gè)符合“對任意x1,x2∈R,當(dāng)x1≠x2時(shí),(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0”的函數(shù).
解析:設(shè)x1>x2,則x1-x2>0.由(x1-x2)·[f(x1)-f(x2)]>0,得f(x1)-f(x2)>0,所以函數(shù)f(x)在R上為增函數(shù).所以函數(shù)f(x)=x,f(x)=ex等都滿足.答案:f(x)=x(答案不唯一)11.函數(shù)f(x)=1x2-2解析:由題意,令x2-2x≠0,解得x≠0且x≠2,所以函數(shù)f(x)的定義域?yàn)椋ǎ蓿?)∪(0,2)∪(2,+∞).又因?yàn)楹瘮?shù)y=x2-2x在(-∞,1)上單調(diào)遞減,在(1,+∞)上單調(diào)遞增,所以函數(shù)f(x)=1x2-2x的單調(diào)遞增區(qū)間為(-∞,0),(答案:(-∞,0),(0,1]12.已知函數(shù)f(x)=x+2x-3,x≥1,lg(x2+1),x解析:∵f(-3)=lg[(-3)2+1]=lg10=1,∴f[f(-3)]=f(1)=0.當(dāng)x≥1時(shí),f(x)=x+2x-3≥22-3,當(dāng)且僅當(dāng)x=2時(shí),取等號(hào),此時(shí)f(x)min=22-3<0;當(dāng)x<1時(shí),f(x)=lg(x2+1)≥lg1=0,當(dāng)且僅當(dāng)x=0時(shí),取等號(hào),此時(shí)f(x)min=0.∴函數(shù)f(x)的最小值為22-3答案:022-313.(多選)已知函數(shù)f(x)=x-ax(a≠0),下列說法正確的是 (A.當(dāng)a>0時(shí),f(x)在定義域上單調(diào)遞增B.當(dāng)a=-4時(shí),f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(-∞,-2),(2,+∞)C.當(dāng)a=-4時(shí),f(x)的值域?yàn)椋ǎ蓿?]∪[4,+∞)D.當(dāng)a=1時(shí),f(x)的值域?yàn)镽解析:BCD當(dāng)a>0時(shí),f(x)=x-ax,定義域?yàn)椋ǎ蓿?)∪(0,+∞).f(x)在(-∞,0)和(0,+∞)上單調(diào)遞增,故A錯(cuò)誤;當(dāng)a=1時(shí),f(x)=x-1x,當(dāng)x→-∞時(shí),f(x)→-∞,x→0-時(shí),f(x)→+∞;當(dāng)x→0+時(shí),f(x)→-∞,x→+∞時(shí),f(x)→+∞;當(dāng)x=±1時(shí),f(x)=0.∴f(x)的值域?yàn)镽,故D正確;當(dāng)a=-4時(shí),f(x)=x+4x,由其圖象(圖略)可知,B、14.(多選)已知函數(shù)f(x)=-x,x<0,A.存在x0>0,使得f(x0)=-x0B.存在x0<0,使得f(x0)=xC.函數(shù)f(-x)與f(x)的單調(diào)區(qū)間及單調(diào)性相同D.若f(x1)=f(x2)且x1≠x2,則x1+x2≤0解析:BC若x0>0,則f(x0)=x02=-x0,無解,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若x0<0,則f(x0)=-x0=x02,解得x0=-1,所以選項(xiàng)B正確;由題意可知,函數(shù)f(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)上單調(diào)遞增,函數(shù)f(-x)=-(-x),-x<0,(-x)2,-x>0=x,x>0,x2,x<0,則函數(shù)f(-x)在(-∞,0)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)上單調(diào)遞增,所以選項(xiàng)C正確;f(x1)=f(x2),x1≠x2,不妨設(shè)x1<0,則x2>0,所以-x1=x22,即x1=-x22,則x1+x2=x2-x22=x2(1-x2),當(dāng)0<x2<115.設(shè)函數(shù)f(x)=-x2+4x,x≤4,log2x,x>4.解析:函數(shù)f(x)的圖象如圖所示,由圖象可知f(x)在(a,a+1)上單調(diào)遞增,需滿足a≥4或a+1≤2,即a≤1或a≥4.答案:(-∞,1]∪[4,+∞)16.已知f(x)=xx-a(x(1)若a=-2,試證明f(x)在(-∞,-2)上單調(diào)遞增;(2)若a>0且f(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞減,求a的取值范圍.解:(1)證明:當(dāng)a=-2時(shí),f(x)=xx設(shè)x1<x2<-2,則f(x1)-f(x2)=x1x1+2-因?yàn)椋▁1+2)(x2+2)>0,x1-x2<0,所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),所以f(x)在(-∞,-2)上單調(diào)遞增.(2)設(shè)1<x1<x2,則f(x1)-f(x2)=x1x1-a因?yàn)閍>0,x2-x1>0,所以要使f(x1)-f(x2)>0,只需(x1-a)(x2-a)>0恒成立,所以a≤1.綜上所述,a的取值范圍是(0,1].17.已知函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)镽,對任意x1,x2且x1≠x2,都有f(x1)-fA.y=f(x)+x是增函數(shù)B.y=f(x)+x是減函數(shù)C.y=f(x)是增函數(shù)D.y=f(x)是減函數(shù)解析:A不妨令x1<x2,∴x1-x2<0,由f(x1)-f(x2)x1-x2>-1?f(x1)-f(x2)<-(x1-x2)?f(x1)+x1<f(x2)+x2,令g(x)=f(x)+x,∴g(x1)<g(x2),又x1<18.已知定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x+y)=f(x)+f(y)+1,且當(dāng)x>0時(shí),f(x)>-1.(1)求f(0)的值,并證明f(x)在R上是增函數(shù);(2)若f(1)=1,解關(guān)于x的不等式f(x2+2x)+f(1-x)>4.解:(1)令x=y(tǒng)=0,得f(0)=-1.在R上任取x1>x2,則x1-x2>0,所以f(x1-x2)>-1.又f(x1)=f[(x1-x2)+x2]=f(x1-x2)+f(x2)+1>f(x2),所以函數(shù)f(x)在R上是增函數(shù).(2)由f(1)=1,得f(2)=3,f(3)=5.由f(x2+2x)+f(1-x)>4得f(x2+x+1)>f(3),因?yàn)楹瘮?shù)f(x)在R上是增函數(shù),所以x2+x+1>3,解得x<-2或x>1,故原不等式的解集為{x|x<-2或x>1}.第三節(jié)函數(shù)的奇偶性與周期性1.結(jié)合具體函數(shù),了解函數(shù)奇偶性的概念和幾何意義.2.會(huì)運(yùn)用函數(shù)圖象理解和研究函數(shù)的奇偶性.3.了解函數(shù)周期性、最小正周期的含義,會(huì)判斷、應(yīng)用簡單函數(shù)的周期性.1.函數(shù)的奇偶性偶函數(shù)奇函數(shù)定義一般地,設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镈,如果?x∈D,都有-x∈D且f(-x)=f(x),那么函數(shù)f(x)就叫做偶函數(shù)且f(-x)=-f(x),那么函數(shù)f(x)就叫做奇函數(shù)圖象特征關(guān)于y軸對稱關(guān)于原點(diǎn)對稱提醒函數(shù)定義域關(guān)于原點(diǎn)對稱是函數(shù)具有奇偶性的前提條件.2.函數(shù)的周期性(1)周期函數(shù):設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镈,如果存在一個(gè)非零常數(shù)T,使得對每一個(gè)x∈D,都有x+T∈D,且f(x+T)=f(x),那么函數(shù)f(x)就叫做周期函數(shù),非零常數(shù)T叫做這個(gè)函數(shù)的周期;(2)最小正周期:如果在周期函數(shù)f(x)的所有周期中存在一個(gè)最小的正數(shù),那么這個(gè)最小正數(shù)就叫做f(x)的最小正周期.1.判斷正誤.(正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”)(1)函數(shù)y=x2在x∈(0,+∞)上是偶函數(shù). ()(2)若函數(shù)f(x)為奇函數(shù),則一定有f(0)=0.()(3)若T是函數(shù)的一個(gè)周期,則nT(n∈Z,n≠0)也是函數(shù)的周期. ()答案:(1)×(2)×(3)√2.已知f(x)=ax2+bx是定義在[a-1,2a]上的偶函數(shù),則a+b= ()A.-13B.13C.12解析:B∵f(x)=ax2+bx是定義在[a-1,2a]上的偶函數(shù),∴a-1+2a=0,∴a=13.又f(-x)=f(x),∴b=0,∴a+b=13.(多選)下列函數(shù)中為偶函數(shù)的是 ()A.y=x2sinx B.y=x2cosxC.y=ln|x| D.y=2-x解析:BC根據(jù)偶函數(shù)的定義知偶函數(shù)滿足f(-x)=f(x),且定義域關(guān)于原點(diǎn)對稱,A選項(xiàng)為奇函數(shù);B選項(xiàng)為偶函數(shù);C選項(xiàng)為偶函數(shù);D選項(xiàng)既不是奇函數(shù),也不是偶函數(shù).4.已知f(x)為奇函數(shù),當(dāng)x>0時(shí),f(x)=x-1,則f(-4)=.
解析:f(-4)=-f(4)=-(4-1)=-1.答案:-15.已知函數(shù)f(x)滿足f(x+3)=f(x),當(dāng)x∈[0,2]時(shí),f(x)=x2+4,則f(2024)=.
解析:因?yàn)閒(x+3)=f(x),所以f(x)是以3為周期的周期函數(shù),所以f(2024)=f(674×3+2)=f(2)=22+4=8.答案:81.函數(shù)奇偶性常用結(jié)論(1)如果函數(shù)f(x)是奇函數(shù)且在x=0處有定義,則一定有f(0)=0;如果函數(shù)f(x)是偶函數(shù),那么f(x)=f(|x|);(2)奇函數(shù)在兩個(gè)對稱的區(qū)間上具有相同的單調(diào)性;偶函數(shù)在兩個(gè)對稱的區(qū)間上具有相反的單調(diào)性.2.函數(shù)周期性常用結(jié)論對f(x)定義域內(nèi)任一自變量x:(1)若f(x+a)=-f(x),則T=2a(a>0);(2)若f(x+a)=1f(x),則T=2a((3)若f(x+a)=-1f(x),則T=2a(3.函數(shù)圖象的對稱性(1)若函數(shù)y=f(x+a)是偶函數(shù),則函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=a對稱;(2)若函數(shù)y=f(x+b)是奇函數(shù),則函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(b,0)中心對稱;(3)若對于R上的任意x都有f(2a-x)=f(x)或f(-x)=f(2a+x)或f(a+x)=f(a-x),則y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=a對稱.1.已知函數(shù)f(x)=kx+b(k≠0),則“f(0)=0”是“函數(shù)f(x)為奇函數(shù)”的 ()A.充分不必要條件B.必要不充分條件C.充要條件D.既不充分也不必要條件解析:C由f(0)=0,所以b=0,函數(shù)f(x)為奇函數(shù);因?yàn)楹瘮?shù)f(x)為奇函數(shù),且f(x)=kx+b(k≠0)的定義域?yàn)镽,由結(jié)論1知,f(0)=0.所以“f(0)=0”是“函數(shù)f(x)為奇函數(shù)”的充要條件.故選C.2.已知函數(shù)f(x+1)是偶函數(shù),當(dāng)1<x1<x2時(shí),[f(x1)-f(x2)](x1-x2)>0恒成立,設(shè)a=f-12,b=f(2),c=f(3),則a,b,c的大小關(guān)系為 (A.b<a<c B.c<b<aC.b<c<a D.a<b<c解析:A由結(jié)論3知,函數(shù)f(x)關(guān)于直線x=1對稱,當(dāng)1<x1<x2時(shí),[f(x1)-f(x2)](x1-x2)>0,則f(x2)>f(x1),∴函數(shù)f(x)為(1,+∞)上的增函數(shù),∴a=f-12=f1-32=f1+32=f52,∵3>52>2>1,因此,3.已知定義在R上的函數(shù)滿足f(x+2)=-1f(x),當(dāng)x∈(0,2]時(shí),f(x)=2x-1,則f(9解析:由結(jié)論2知T=4,f(9)=f(1)=1.答案:1函數(shù)的奇偶性考向1函數(shù)奇偶性的判斷【例1】判斷下列函數(shù)的奇偶性:(1)f(x)=x3-1x(2)f(x)=x2-1(3)f(x)=36-(4)f(x)=x解(1)原函數(shù)的定義域?yàn)閧x|x≠0},關(guān)于原點(diǎn)對稱,并且對于定義域內(nèi)的任意一個(gè)x都有f(-x)=(-x)3-1-x=-x3-1從而函數(shù)f(x)為奇函數(shù).(2)f(x)的定義域?yàn)閧-1,1},關(guān)于原點(diǎn)對稱.又f(-1)=f(1)=0,f(-1)=-f(1)=0,所以f(x)既是奇函數(shù)又是偶函數(shù).(3)由f(x)=36-x2|x+3|-3,可知36-x2≥0,|x+3|-3≠0?-6≤x≤6,x≠0且x≠(4)法一(圖象法):畫出函數(shù)f(x)=x2+x,x<0,x2-x,x法二(定義法):易知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)椋ǎ蓿?)∪(0,+∞),關(guān)于原點(diǎn)對稱,當(dāng)x>0時(shí),f(x)=x2-x,則當(dāng)x<0時(shí),-x>0,故f(-x)=x2+x=f(x);當(dāng)x<0時(shí),f(x)=x2+x,則當(dāng)x>0時(shí),-x<0,故f(-x)=x2-x=f(x),故原函數(shù)是偶函數(shù).法三:f(x)還可以寫成f(x)=x2-|x|(x≠0),故f(x)為偶函數(shù).|解題技法|函數(shù)奇偶性的判斷方法(1)定義法(2)圖象法(3)性質(zhì)法:設(shè)f(x),g(x)的定義域分別是D1,D2,那么在它們的公共定義域上:奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.提醒對函數(shù)奇偶性的判斷,不能用特殊值法,如存在x0使f(-x0)=-f(x0),不能判定函數(shù)f(x)是奇函數(shù).考向2函數(shù)奇偶性的應(yīng)用【例2】(1)已知函數(shù)f(x)=x(2x+a×2-x)(x∈R),若f(x)是偶函數(shù),則記a=m,若f(x)是奇函數(shù),則記a=n,則m+2n= ()A.0 B.1C.2 D.-1(2)設(shè)f(x)為奇函數(shù),且當(dāng)x≥0時(shí),f(x)=ex-1,則當(dāng)x<0時(shí),f(x)=.
解析(1)當(dāng)f(x)是偶函數(shù)時(shí),f(x)=f(-x),即x(2x+a×2-x)=-x(2-x+a×2x),即(1+a)·(2x+2-x)x=0,因?yàn)樯鲜綄θ我鈱?shí)數(shù)x都成立,所以a=-1,即m=-1;當(dāng)f(x)是奇函數(shù)時(shí),f(-x)=-f(x),即-x(2-x+a×2x)=-x(2x+a×2-x),即(1-a)(2x-2-x)x=0,因?yàn)樯鲜綄θ我鈱?shí)數(shù)x都成立,所以a=1,即n=1,所以m+2n=1.(2)當(dāng)x<0時(shí),-x>0,∵當(dāng)x≥0時(shí),f(x)=ex-1,∴f(-x)=e-x-1.又∵f(x)為奇函數(shù),∴f(x)=-f(-x)=-e-x+1.答案(1)B(2)-e-x+1|解題技法|函數(shù)奇偶性的應(yīng)用類型及解題策略(1)求解析式:先將待求區(qū)間上的自變量轉(zhuǎn)化到已知區(qū)間上,再利用奇偶性求出f(x)的解析式,或充分利用奇偶性構(gòu)造關(guān)于f(x)的方程(組),從而得到f(x)的解析式;(2)求函數(shù)值:將待求函數(shù)值利用函數(shù)的奇偶性轉(zhuǎn)化到已知區(qū)間上的函數(shù)值求解;(3)求參數(shù)值:利用待定系數(shù)法求解,根據(jù)f(x)±f(-x)=0得到關(guān)于待求參數(shù)的恒等式,由系數(shù)的對等性,進(jìn)而得出參數(shù)的值.對于在x=0處有定義的奇函數(shù)f(x),可考慮列等式f(0)=0求解.1.函數(shù)f(x)是定義域?yàn)镽的偶函數(shù),當(dāng)x∈[-1,0]時(shí),f(x)=aex+1+1e,若f(1)=1,則f(0)=(A.e B.-eC.1e D.-解析:C因?yàn)閒(x)是定義域?yàn)镽的偶函數(shù),則f(-1)=f(1),即ae+1+1e=1,解得a=-1,所以f(0)=-1+1+1e=1e2.已知函數(shù)f(x),g(x)分別是定義在R上的偶函數(shù)和奇函數(shù),f(x)+g(x)=2·3x,則函數(shù)f(x)=.
解析:因?yàn)閒(x)+g(x)=2·3x,所以f(-x)+g(-x)=2·3-x,又f(x),g(x)分別是定義在R上的偶函數(shù)和奇函數(shù),所以f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),所以f(-x)+g(-x)=f(x)-g(x)=2·3-x,則f(x)+g(x)=2·3x,f(x)-g(x)=2·3-x,兩式相加得,2答案:3x+3-x函數(shù)的周期性【例3】(1)(2021·全國甲卷)設(shè)f(x)是定義域?yàn)镽的奇函數(shù),且f(1+x)=f(-x).若f-13=13,則f5A.-53 B.-C.13 D.(2)設(shè)f(x)是定義在R上周期為2的函數(shù),當(dāng)x∈(-1,1]時(shí),f(x)=x2+2x+m,-1<x<0,x,0≤x≤1,解析(1)因?yàn)閒(x)是定義在R上的奇函數(shù),所以f(-x)=-f(x).又f(1+x)=f(-x),所以f(2+x)=f[1+(1+x)]=f[-(1+x)]=-f(1+x)=-f(-x)=f(x),所以函數(shù)f(x)是以2為周期的周期函數(shù),f53=f53-2=f-13(2)∵f(x)是定義在R上周期為2的函數(shù),當(dāng)x∈(-1,1]時(shí),f(x)=x2+2x+m,-1<x<0,x,0≤x≤1,∴f32=f-12=-122+2×-12答案(1)C(2)1|解題技法|函數(shù)周期性的判定與應(yīng)用(1)判定:判斷函數(shù)的周期只需證明f(x+T)=f(x)(T≠0)便可證明函數(shù)是周期函數(shù),且周期為T,函數(shù)的周期性常與函數(shù)的其他性質(zhì)綜合命題;(2)應(yīng)用:根據(jù)函數(shù)的周期性,可以由函數(shù)局部的性質(zhì)得到函數(shù)的整體性質(zhì),即周期性與奇偶性都具有將未知區(qū)間上的問題轉(zhuǎn)化到已知區(qū)間的功能.在解決具體問題時(shí),要注意結(jié)論:若T是函數(shù)的周期,則kT(k∈Z且k≠0)也是函數(shù)的周期.1.定義在R上的奇函數(shù)f(x),滿足f(x+4)=-f(x),且當(dāng)x∈[0,2]時(shí),f(x)=-3x+1,則f(22)= ()A.8 B.2C.-2 D.-8解析:A∵f(x+4)=-f(x),∴f(x+8)=-f(x+4)=f(x),即函數(shù)f(x)的周期為8,∴f(22)=f(2×8+6)=f(6)=f(-2)=-f(2)=-(-32+1)=8,故選A.2.已知f(x)是R上最小正周期為2的周期函數(shù),且當(dāng)0≤x<2時(shí),f(x)=x3-x,則函數(shù)y=f(x)的圖象在區(qū)間[0,4]上與x軸的交點(diǎn)的個(gè)數(shù)為 ()A.2 B.3C.4 D.5解析:D當(dāng)0≤x<2時(shí),令f(x)=x3-x=x(x2-1)=0,所以y=f(x)的圖象與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為x1=0,x2=1.當(dāng)2≤x<4時(shí),0≤x-2<2,又f(x)的最小正周期為2,所以f(x-2)=f(x),所以f(x)=(x-2)(x-1)(x-3),所以當(dāng)2≤x<4時(shí),y=f(x)的圖象與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為x3=2,x4=3.又f(4)=f(2)=f(0)=0,綜上可知,共有5個(gè)交點(diǎn).函數(shù)性質(zhì)的綜合應(yīng)用考向1函數(shù)的單調(diào)性與奇偶性【例4】已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,且f(2x+1)既是奇函數(shù)又是增函數(shù),f(3)=2,則f(2x-1)<-2的解集為 ()A.{x|x<-2} B.{x|x<-3}C.{x|x<-1} D.{x|x<0}解析因?yàn)閒(2x+1)是奇函數(shù),所以f(-2x+1)=-f(2x+1),令x=1,則f(-1)=-f(3),又f(3)=2,所以f(-1)=-2,由f(2x-1)<-2,可得f(2x-1)<f(-1).令t=2x+1,則函數(shù)t=2x+1是R上的增函數(shù),所以由復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性可知,函數(shù)f(t)是R上的增函數(shù),即函數(shù)f(x)是R上的增函數(shù),所以2x-1<-1,解得x<0,所以f(2x-1)<-2的解集為{x|x<0},故選D.答案D|解題技法|綜合應(yīng)用奇偶性與單調(diào)性解題的技巧(1)比較函數(shù)值的大小問題,可以利用奇偶性,把不在同一單調(diào)區(qū)間上的兩個(gè)或多個(gè)自變量的函數(shù)值轉(zhuǎn)化到同一單調(diào)區(qū)間上,再利用函數(shù)的單調(diào)性比較大小;(2)對于抽象函數(shù)不等式的求解,應(yīng)變形為f(x1)>f(x2)的形式,再結(jié)合單調(diào)性,脫去“f”變成常規(guī)不等式,轉(zhuǎn)化為x1<x2(或x1>x2)求解.考向2函數(shù)的奇偶性與周期性【例5】定義在R上的奇函數(shù)f(x)滿足f(2-x)=f(x),且當(dāng)-1≤x<0時(shí),f(x)=2x-1,則f(log220)=()A.14 B.C.-15 D.-解析依題意,知f(2+x)=f(-x)=-f(x),則f(4+x)=f(x),所以f(x)是周期函數(shù),且周期為4.又2<log25<3,則-1<2-log25<0,所以f(log220)=f(2+log25)=f(log25-2)=-f(2-log25)=-(22-log25-答案B|解題技法|綜合應(yīng)用奇偶性與周期性解題的技巧(1)根據(jù)已知條件及相關(guān)函數(shù)的奇偶性推得函數(shù)的周期;(2)利用函數(shù)的周期性將自變量較大的函數(shù)值轉(zhuǎn)化為自變量較小的函數(shù)值,直到自變量的值進(jìn)入已知解析式的區(qū)間內(nèi)或與已知的函數(shù)值相聯(lián)系,必要時(shí)可再次運(yùn)用奇偶性將自變量的符號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化;(3)代入已知的解析式求解即得要求的函數(shù)值.考向3函數(shù)的對稱性與周期性相結(jié)合【例6】(多選)已知f(x)的定義域?yàn)镽,其函數(shù)圖象關(guān)于直線x=-3對稱,且f(x+3)=f(x-3),若當(dāng)x∈[0,3]時(shí),f(x)=4x+2x-11,則下列結(jié)論正確的是 ()A.f(x)為偶函數(shù)B.f(x)在[-6,-3]上單調(diào)遞減C.f(x)關(guān)于x=3對稱D.f(100)=9解析f(x)的圖象關(guān)于x=-3對稱,則f(-x)=f(x-6),又f(x+3)=f(x-3),則f(x)的周期T=6,∴f(-x)=f(x-6)=f(x),∴f(x)為偶函數(shù),故A正確;當(dāng)x∈[0,3]時(shí),f(x)=4x+2x-11單調(diào)遞增,∵T=6,故f(x)在[-6,-3]上也單調(diào)遞增,故B不正確;f(x)關(guān)于x=-3對稱且T=6,∴f(x)關(guān)于x=3對稱,故C正確;f(100)=f(16×6+4)=f(4)=f(-2)=f(2)=9,故D正確.答案ACD|解題技法|綜合應(yīng)用對稱性與周期性解題的技巧函數(shù)f(x)滿足的關(guān)系f(a+x)=f(b-x)表明的是函數(shù)圖象的對稱性,函數(shù)f(x)滿足的關(guān)系f(a+x)=f(b+x)(a≠b)表明的是函數(shù)的周期性,在使用這兩個(gè)關(guān)系時(shí)不要混淆.1.定義在R上的奇函數(shù)f(x)滿足f(x-2)=-f(x),且在[0,1]上是增函數(shù),則有 ()A.f14<f-14B.f-14<f14C.f14<f32<D.f-14<f32解析:B由題設(shè)知f(x)=-f(x-2)=f(2-x),所以函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于直線x=1對稱.又函數(shù)f(x)是奇函數(shù),其圖象關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對稱,函數(shù)f(x)在[0,1]上是增函數(shù),故f(x)在[-1,0]上也是增函數(shù).綜上,函數(shù)f(x)在[-1,1]上是增函數(shù),在[1,3]上是減函數(shù).又f32=f2-32=f12,所以f-14<f12.函數(shù)f(x)=x(ex+e-x)+1在區(qū)間[-2,2]上的最大值與最小值分別為M,N,則M+N= ()A.-2 B.0C.2 D.4解析:C依題意,令g(x)=x(ex+e-x),顯然函數(shù)g(x)的定義域?yàn)镽,則g(-x)=-x(e-x+ex)=-g(x),即函數(shù)g(x)是奇函數(shù),因此,函數(shù)g(x)在區(qū)間[-2,2]上的最大值與最小值的和為0,而f(x)=g(x)+1,則有M=g(x)max+1,N=g(x)min+1,于是得M+N=g(x)max+1+g(x)min+1=2,所以M+N=2.3.(多選)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,若f(x+1)與f(x-1)都是偶函數(shù),則 ()A.f(x)是偶函數(shù) B.f(x)是奇函數(shù)C.f(x+3)是偶函數(shù) D.f(x)=f(x+4)解析:CD∵f(x+1)是偶函數(shù),∴f(-x+1)=f(x+1),從而f(-x)=f(x+2).∵f(x-1)是偶函數(shù),∴f(-x-1)=f(x-1),從而f(-x)=f(x-2).∴f(x+2)=f(x-2),f(x+4)=f(x),∴f(x)是以4為周期的周期函數(shù).∵f(-x-1)=f(x-1),∴f(-x-1+4)=f(x-1+4),即f(-x+3)=f(x+3),∴f(x+3)是偶函數(shù).取f(x)=1+sinπ2x,滿足f(x+1)=1+cosπ2x是偶函數(shù),f(x-1)=1-cosπ2x是偶函數(shù),此時(shí)f(x)是非奇非偶函數(shù),排除A、B.故選C微專題2抽象函數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用抽象函數(shù)是高中數(shù)學(xué)的難點(diǎn),也是近幾年高考試題的熱點(diǎn),抽象函數(shù)與函數(shù)的奇偶性、周期性、單調(diào)性相結(jié)合的題目往往難度較大,綜合性強(qiáng),本專題就抽象函數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用予以講解.一、抽象函數(shù)奇偶性的判斷及應(yīng)用【例1】(1)(2021·新高考Ⅱ卷)已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,f(x+2)為偶函數(shù),f(2x+1)為奇函數(shù),則 ()A.f-12=0B.f(-1C.f(2)=0 D.f(4)=0(2)已知函數(shù)f(x)滿足:f(x+y)+f(x-y)=2f(x)·f(y)對任意的實(shí)數(shù)x,y恒成立,且f(1)≠f(2),求證:f(x)是偶函數(shù).(1)解析法一(通解):∵f(x+2)是偶函數(shù),則f(-x+2)=f(x+2).令x=1得f(1)=f(3),又∵f(2x+1)是奇函數(shù),則f(-2x+1)=-f(2x+1).令x=0得f(1)=-f(1)可得f(1)=0.令x=1得f(-1)=-f(3)=-f(1)=0.故選B.法二(優(yōu)解):可構(gòu)造f(x)=cosπ2(x-2答案B(2)證明令x=y(tǒng)=0,得f(0)+f(0)=2f(0)·f(0),∴f(0)=0或f(0)=1.令y=0,若f(0)=0,則f(x+0)+f(x-0)=2f(x)·f(0),得f(x)=0,與f(1)≠f(2)矛盾,∴f(0)=1.令x=0,y=x,則有f(0+x)+f(0-x)=2f(0)·f(x),即f(-x)=f(x),∴f(x)是偶函數(shù).點(diǎn)評判斷或證明抽象函數(shù)的奇偶性,需要利用已知條件找準(zhǔn)方向,巧妙賦值,配湊出f(-x)與f(x)的關(guān)系,再利用函數(shù)奇偶性的定義加以判斷.①奇偶性問題主要是函數(shù)的等價(jià)關(guān)系,對?x∈D,-x∈D,f(x)+f(-x)=0?f(x)為奇函數(shù);f(x)-f(-x)=0?f(x)為偶函數(shù);②常賦值0,-1,1.已知定義在R上的函數(shù)f(x),對任意實(shí)數(shù)x有f(x+5)=-f(x)+5,若函數(shù)f(x-1)的圖象關(guān)于直線x=1對稱,f(-3)=2,則f(2023)= ()A.5 B.-2C.1 D.2解析:D由函數(shù)y=f(x-1)的圖象關(guān)于直線x=1對稱可知,函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于y軸對稱,故f(x)為偶函數(shù),又由f(x+5)=-f(x)+5,得f(x+5+5)=-f(x+5)+5=-[-f(x)+5]+5=f(x),所以f(x)是周期為10的偶函數(shù).所以f(2023)=f(3+202×10)=f(3)=f(-3)=2,故選D.二、抽象函數(shù)的周期性【例2】(2022·新高考Ⅱ卷)已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,且f(x+y)+f(x-y)=f(x)f(y),f(1)=1,則∑k=122f(kA.-3 B.-2C.0 D.1解析因?yàn)閒(1)=1,所以在f(x+y)+f(x-y)=f(x)f(y)中,令y=1,得f(x+1)+f(x-1)=f(x)·f(1),所以f(x+1)+f(x-1)=f(x)①,所以f(x+2)+f(x)=f(x+1)②.由①②相加,得f(x+2)+f(x-1)=0,故f(x+3)+f(x)=0,所以f(x+3)=-f(x),所以f(x+6)=-f(x+3)=f(x),所以函數(shù)f(x)的一個(gè)周期為6.在f(x+y)+f(x-y)=f(x)f(y)中,令x=1,y=0,得f(1)+f(1)=f(1)f(0),所以f(0)=2.令x=1,y=1,得f(2)+f(0)=f(1)f(1),所以f(2)=-1.由f(x+3)=-f(x),得f(3)=-f(0)=-2,f(4)=-f(1)=-1,f(5)=-f(2)=1,f(6)=-f(3)=2,所以f(1)+f(2)+…+f(6)=1-1-2-1+1+2=0,根據(jù)函數(shù)的周期性知,∑k=122f(k)=f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=1-1-2-1=-3,答案A點(diǎn)評應(yīng)用抽象函數(shù)周期性解題的一般思路:①利用賦值法,結(jié)合題設(shè)條件的結(jié)構(gòu)特征,由特殊到一般尋找該函數(shù)的普通規(guī)律,即求出該函數(shù)的變化周期;②利用函數(shù)的周期性,可將待求區(qū)間上的求值、求零點(diǎn)個(gè)數(shù)、求解析式等問題轉(zhuǎn)化為已知區(qū)間上的相應(yīng)問題,進(jìn)而求解;③求出f(x)在一個(gè)周期內(nèi)的每一個(gè)相關(guān)的函數(shù)值,再利用周期性求和.已知f(x)是定義在R上的以3為周期的偶函數(shù),若f(1)<1,f(5)=2a-3a+1A.(-1,4) B.(-2,0)C.(-1,0) D.(-1,2)解析:A∵f(x)是定義在R上的以3為周期的偶函數(shù).∴f(5)=f(-1)=f(1)<1.從而2a-3a+1<1,解得-1三、抽象函數(shù)的對稱性【例3】函數(shù)y=f(x)對任意x∈R都有f(x+2)=f(-x)成立,且函數(shù)y=f(x-1)的圖象關(guān)于點(diǎn)(1,0)對稱,則f(2023)+f(2024)+f(2025)= ()A.0 B.1C.2 D.3解析因?yàn)楹瘮?shù)y=f(x-1)的圖象關(guān)于點(diǎn)(1,0)對稱,所以函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(0,0)對稱,即f(-x)=-f(x),又因?yàn)閒(x+2)=f(-x)
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