高考数学一轮复习学案:2.3 函数的奇偶性与周期性(含答案)

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1、 2.3 函数的奇偶性与周期性函数的奇偶性与周期性 最新考纲 考情考向分析 1.结合具体函数,了解函数奇偶性的含义 2.会运用函数图象理解和研究函数的奇偶性 3.了解函数周期性、最小正周期的含义,会判 断、应用简单函数的周期性. 以理解函数的奇偶性、 会用函数的奇偶性 为主,常与函数的单调性、周期性交汇命 题,加强函数与方程思想、转化与化归思 想的应用意识, 题型以选择、 填空题为主, 中等偏上难度. 1函数的奇偶性 奇偶性 定义 图象特点 偶函数 一般地,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)就叫做偶函数 关于 y 轴对称 奇函数 一般地,如

2、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)就叫做奇函数 关于原点对称 2.周期性 (1)周期函数:对于函数 yf(x),如果存在一个非零常数 T,使得当 x 取定义域内的任何值时, 都有 f(xT)f(x),那么就称函数 yf(x)为周期函数,称 T 为这个函数的周期 (2)最小正周期:如果在周期函数 f(x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数 就叫做 f(x)的最小正周期 知识拓展 1函数奇偶性常用结论 (1)如果函数 f(x)是偶函数,那么 f(x)f(|x|) (2)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

3、上具有相反的单 调性 (3)在公共定义域内有:奇 奇奇,偶 偶偶,奇奇偶,偶偶偶,奇偶奇 2函数周期性常用结论 对 f(x)定义域内任一自变量的值 x: (1)若 f(xa)f(x),则 T2a(a0) (2)若 f(xa) 1 fx,则 T2a(a0) (3)若 f(xa) 1 fx,则 T2a(a0) 题组一 思考辨析 1判断下列结论是否正确(请在括号中打“”或“”) (1)偶函数图象不一定过原点,奇函数的图象一定过原点( ) (2)若函数 yf(xa)是偶函数,则函数 yf(x)关于直线 xa 对称( ) (3)函数 f(x)在定义域上满足 f(xa)f(x),则 f(x)是周期为 2a

4、(a0)的周期函数( ) (4)定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的一个必要条件( ) (5)若 T 是函数的一个周期,则 nT(nZ,n0)也是函数的周期( ) 题组二 教材改编 2P39A 组 T6已知函数 f(x)是定义在 R 上的奇函数,且当 x0 时,f(x)x(1x),则 f(1) _. 答案 2 解析 f(1)122,又 f(x)为奇函数, f(1)f(1)2. 3P45B 组 T4设 f(x)是定义在 R 上的周期为 2 的函数,当 x1,1)时,f(x) 4x22,1x0, x,0x1, 则 f 3 2 _. 答案 1 解析 f 3 2 f 1 2 4 1 2 221. 4P

5、39A 组 T6设奇函数 f(x)的定义域为5,5,若当 x0,5时,f(x)的图象如图所示, 则不等式 f(x)0 的解集为_ 答案 (2,0)(2,5 解析 由图象可知,当 0x2 时,f(x)0;当 2x5 时,f(x)0,又 f(x)是奇函数, 当2x0 时,f(x)0,当5x0. 综上,f(x)0 的解集为(2,0)(2,5 题组三 易错自纠 5已知 f(x)ax2bx 是定义在a1,2a上的偶函数,那么 ab 的值是( ) A1 3 B. 1 3 C 1 2 D. 1 2 答案 B 解析 依题意得 f(x)f(x),b0,又 a12a, a1 3,ab 1 3,故选 B. 6偶函数

6、 yf(x)的图象关于直线 x2 对称,f(3)3,则 f(1)_. 答案 3 解析 f(x)为偶函数,f(1)f(1) 又 f(x)的图象关于直线 x2 对称, f(1)f(3)f(1)3. 题型一题型一 判断函数的奇偶性判断函数的奇偶性 典例 判断下列函数的奇偶性: (1)f(x) 3x2 x23; (2)f(x)lg1x 2 |x2|2; (3)f(x) x2x,x0, x2x,x0. 解 (1)由 3x20, x230, 得 x23,解得 x 3, 即函数 f(x)的定义域为 3, 3, f(x) 3x2 x230. f(x)f(x)且 f(x)f(x), 函数 f(x)既是奇函数又是

7、偶函数 (2)由 1x20, |x2|2, 得定义域为(1,0)(0,1),关于原点对称 x20,|x2|2x,f(x)lg1x 2 x . 又f(x)lg1x 2 x lg1x 2 x f(x), 函数 f(x)为奇函数 (3)显然函数 f(x)的定义域为(,0)(0,),关于原点对称 当 x0 时,x0, 则 f(x)(x)2xx2xf(x); 当 x0 时,x0, 则 f(x)(x)2xx2xf(x); 综上可知:对于定义域内的任意 x,总有 f(x)f(x), 函数 f(x)为奇函数 思维升华 判断函数的奇偶性,其中包括两个必备条件: (1)定义域关于原点对称,这是函数具有奇偶性的必要

8、不充分条件,所以首先考虑定义域; (2)判断 f(x)与 f(x)是否具有等量关系 在判断奇偶性的运算中,可以转化为判断奇偶性的等价关系式 f(x)f(x)0(奇函数)或 f(x) f(x)0(偶函数)是否成立 跟踪训练 (1)下列函数中,既不是奇函数,也不是偶函数的是( ) Ayxsin 2x Byx2cos x Cy2x 1 2x Dyx2sin x 答案 D 解析 对于 A,f(x)xsin 2(x)(xsin 2x)f(x),为奇函数; 对于 B,f(x)(x)2cos(x)x2cos xf(x),为偶函数; 对于 C,f(x)2 x1 2 x2x 1 2xf(x),为偶函数; 对于

9、D,yx2sin x 既不是偶函数也不是奇函数, 故选 D. (2)函数 f(x)loga(2x),g(x)loga(2x)(a0 且 a1),则函数 F(x)f(x)g(x),G(x)f(x) g(x)的奇偶性是( ) AF(x)是奇函数,G(x)是奇函数 BF(x)是偶函数,G(x)是奇函数 CF(x)是偶函数,G(x)是偶函数 DF(x)是奇函数,G(x)是偶函数 答案 B 解析 F(x),G(x)定义域均为(2,2), 由已知 F(x)f(x)g(x)loga(2x)loga(2x)F(x), G(x)f(x)g(x)loga(2x)loga(2x)G(x), F(x)是偶函数,G(x

10、)是奇函数 题型二题型二 函数的周期性及其应用函数的周期性及其应用 1(2017 西安一模)奇函数 f(x)的定义域为 R,若 f(x1)为偶函数,且 f(1)2,则 f(4)f(5) 的值为( ) A2 B1 C1 D2 答案 A 解析 f(x1)为偶函数, f(x1)f(x1),则 f(x)f(x2), 又 yf(x)为奇函数,则 f(x)f(x)f(x2),且 f(0)0. 从而 f(x4)f(x2)f(x),yf(x)的周期为 4. f(4)f(5)f(0)f(1)022. 2 (2017 山东)已知 f(x)是定义在 R 上的偶函数, 且 f(x4)f(x2) 若当 x3,0时, f

11、(x) 6 x,则 f(919)_. 答案 6 解析 f(x4)f(x2), f(x2)4)f(x2)2),即 f(x6)f(x), f(x)是周期为 6 的周期函数, f(919)f(15361)f(1) 又 f(x)是定义在 R 上的偶函数, f(1)f(1)6,即 f(919)6. 3定义在 R 上的函数 f(x)满足 f(x6)f(x),当3x1 时,f(x)(x2)2;当1x3 时,f(x)x.则 f(1)f(2)f(3)f(2 018)_. 答案 339 解析 f(x6)f(x),周期 T6. 当3x1 时,f(x)(x2)2; 当1x3 时,f(x)x, f(1)1,f(2)2,

12、f(3)f(3)1, f(4)f(2)0,f(5)f(1)1, f(6)f(0)0, f(1)f(2)f(6)1, f(1)f(2)f(3)f(2 015)f(2 016)12 016 6 336. 又 f(2 017)f(1)1,f(2 018)f(2)2, f(1)f(2)f(3)f(2 018)339. 思维升华 函数的周期性反映了函数在整个定义域上的性质 对函数周期性的考查, 主要涉及 函数周期性的判断,利用函数周期性求值 题型三题型三 函数性质的综合应用函数性质的综合应用 命题点 1 求函数值或函数解析式 典例 (1)(2017 全国)已知函数 f(x)是定义在 R 上的奇函数,当

13、x(,0)时,f(x)2x3 x2,则 f(2)_. 答案 12 解析 方法一 令 x0,则x0. f(x)2x3x2. 函数 f(x)是定义在 R 上的奇函数, f(x)f(x) f(x)2x3x2(x0) f(2)2232212. 方法二 f(2)f(2)2 (2)3(2)212. (2)(2016 全国改编)已知 f(x)为偶函数,当 x0 时,f(x)e x1x,则 f(x)_. 答案 e x1x,x0, ex 1x,x0 解析 当 x0 时,x0, f(x)f(x)ex 1x, f(x) e x1x,x0, ex 1x,x0. 命题点 2 求参数问题 典例 (1)若函数 f(x)xl

14、n(x ax2)为偶函数,则 a_. 答案 1 解析 f(x)f(x), xln( ax2x)xln(x ax2), ln( ax2)2x20. ln a0,a1. (2)设 f(x)是定义在 R 上且周期为 2 的函数,在区间1,1上,f(x) ax1,1x0, bx2 x1 ,0x1, 其中 a,bR.若 f 1 2 f 3 2 ,则 a3b 的值为_ 答案 10 解析 因为 f(x)是定义在 R 上且周期为 2 的函数, 所以 f 3 2 f 1 2 且 f(1)f(1), 故 f 1 2 f 1 2 , 从而 1 2b2 1 21 1 2a1, 即 3a2b2. 由 f(1)f(1),

15、得a1b2 2 , 即 b2a. 由得 a2,b4,从而 a3b10. 命题点 3 利用函数的性质解不等式 典例 (1)(2017 安阳模拟)已知函数 g(x)是 R 上的奇函数,且当 x0 时,g(x)ln(1x),函 数 f(x) x3,x0, gx,x0, 若 f(2x2)f(x),则实数 x 的取值范围是( ) A(,1)(2,) B(,2)(1,) C(1,2) D(2,1) 答案 D 解析 g(x)是奇函数, x0 时,g(x)g(x)ln(1x), 易知 f(x)在 R 上是增函数, 由 f(2x2)f(x),可得 2x2x, 即 x2x20,2x1. (2)已知 f(x)是定义

16、在 R 上的以 3 为周期的偶函数,若 f(1)1,f(5)2a3 a1 ,则实数 a 的取值 范围为( ) A(1,4) B(2,0) C(1,0) D(1,2) 答案 A 解析 f(x)是定义在 R 上的周期为 3 的偶函数, f(5)f(56)f(1)f(1), f(1)1,f(5)2a3 a1 , 2a3 a1 1,即a4 a10, 解得1a4,故选 A. 思维升华 (1)关于奇偶性、单调性、周期性的综合性问题,关键是将未知区间上的问题转化 为已知区间上的问题 (2)掌握以下两个结论,会给解题带来方便: f(x)为偶函数f(x)f(|x|)若奇函数在 x0 处有意义,则 f(0)0.

17、跟踪训练 (1)已知偶函数 f(x)在区间0,)上单调递增,则满足 f(2x1)f 1 3 的 x 的取值范 围是( ) A. 1 3, 2 3 B. 1 3, 2 3 C. 1 2, 2 3 D. 1 2, 2 3 答案 A 解析 因为 f(x)是偶函数,所以其图象关于 y 轴对称, 又 f(x)在0,)上单调递增,f(2x1)f 1 3 , 所以|2x1|1 3,所以 1 3x 2 3. (2)已知定义在 R 上的奇函数 f(x)满足 f(x4)f(x),且在区间0,2上是增函数,则( ) Af(25)f(11)f(80) Bf(80)f(11)f(25) Cf(11)f(80)f(25)

18、 Df(25)f(80)f(11) 答案 D 解析 因为 f(x)满足 f(x4)f(x), 所以 f(x8)f(x),所以函数 f(x)是以 8 为周期的周期函数,则 f(25)f(1),f(80)f(0), f(11)f(3) 由 f(x)是定义在 R 上的奇函数且满足 f(x4)f(x), 得 f(11)f(3)f(1)f(1) 因为 f(x)在区间0,2上是增函数,f(x)在 R 上是奇函数, 所以 f(x)在区间2,2上是增函数, 所以 f(1)f(0)f(1) 所以 f(25)f(80)0, 其中是奇函数且在(0,1)上是减函数的个数为( ) A1 B2 C3 D4 (3)定义在实

19、数集 R 上的函数 f(x)满足 f(x)f(x2)0,且 f(4x)f(x)现有以下三个命题: 8 是函数 f(x)的一个周期;f(x)的图象关于直线 x2 对称;f(x)是偶函数其中正确命 题的序号是_ 答案 (1)B (2)B (3) 解析 (1)函数 f(x)的定义域为 R, f(x)3 x 1 3 x 1 3 x3xf(x), 函数 f(x)是奇函数 函数 y 1 3 x在 R 上是减函数, 函数 y 1 3 x在 R 上是增函数 又y3x在 R 上是增函数, 函数 f(x)3x 1 3 x在 R 上是增函数 故选 B. (2)易知中函数在(0,1)上为增函数;中函数不是奇函数;满足

20、条件的函数为. (3)由 f(x)f(x2)0 可得 f(x4)f(x2)f(x), 函数 f(x)的周期是 4,对;由 f(4x)f(x), 可得 f(2x)f(2x),f(x)的图象关于直线 x2 对称,对;f(4x)f(x)且 f(4x)f(x), f(x)f(x),f(x)为偶函数,对 二、函数性质的综合应用 典例 2 (1)已知f(x)是定义在R 上的偶函数,并且 f(x3) 1 fx,当1x3 时,f(x)cos x 3 , 则f(2 017)_. 答案 2 解析 由已知可得 f(x6)f(x3)3) 1 fx3 1 1 fx f(x),故函数 f(x)的周期为 6. f(2 01

21、7)f(63361)f(1) f(x)为偶函数,f(1)f(1), 而 f(13) 1 f1, f(1)f(1) 1 f2 1 cos 2 3 2. f(2 017)2. (2)函数 f(x)log2 x2 018a x 在1,)上是增函数,则 a 的取值范围是_ 答案 1,2 019) 解析 由已知函数 yx2 018a x在1,)上是增函数,且 y0 恒成立 y1 a x2,令 y0 得 ax 2(x1), a1. 又由当 x1 时,y12 018a0,得 a2 019. a 的取值范围是1,2 019) . (3)已知 f(x)是定义在 R 上的偶函数,且在区间(,0)上单调递增若实数 a 满足 f(2|a 1|) f( 2),则 a 的取值范围是_ 答案 1 2, 3 2 解析 f(2|a 1|)f( 2)f( 2), 又由已知可得 f(x)在(0,)上单调递减, 2|a 1| 2 1 2 2, |a1|1 2, 1 2a 3 2.

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