函数的周期性与函数的图象(最全解析版)
三角函数图像2:周期性

周期函数如果现在是早上9点钟,问你:24小时以后是几点钟?你会毫不犹豫地回答:还是早上9点钟.因为你很清楚,0点、1点、2点、3点……23点,每隔24小时就重复出现一次.如果今天是星期一,问你:7天以后是星期几?你也会回答:还是星期一.因为你很清楚,星期一、星期二……星期天,每隔7天就重复出现一次.相同的间隔而重复出现的现象称为周期现象,如“24小时1天”、“7天1星期”、“365天1年”就是我们所熟悉的周期现象.自然界中有很多周期现象,如日出日落、月圆月缺、四季交替,等等.正弦函数、余弦函数是否有这样的周期性呢?1.周期函数(1)周期函数条件①对于函数f(x),存在一个__非零__常数T②当x取定义域内的每一个值时,都有__f(x+T)=f(x)__结论函数f(x)叫做__周期函数__,__非零常数T__叫做这个函数的__周期__(2)最小正周期条件周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的__正数__结论这个最小__正数__叫做f(x)的最小正周期2.正弦函数、余弦函数的周期性和奇偶性函数y=sin x y=cos x周期2kπ(k∈Z且k≠0)2kπ(k∈Z且k≠0)最小正周期2π__2π__奇偶性__奇函数____偶函数__[知识点拨]1.对周期函数的两点说明(1)并不是每一个函数都是周期函数,若函数具有周期性,则其周期也不一定唯一.(2)在周期函数y=f(x)中,若x∈D,则x+nT∈D(x∈Z).从而要求周期函数的定义域一定为无限集,且无上下界.2.对函数最小正周期的两点说明(1)最小正周期是指能使函数值重复出现的自变量x 要加上的那个最小正数,这个正数是对x 而言的,如y =sin2x 的最小正周期是π,因为y =sin(2x +2π)=sin [2(x +π)],即π是使函数值重复出现的自变量x 加上的最小正数,π是对x 而言的,而非2x .(2)并不是所有的周期函数都有最小正周期,譬如,常数函数f (x )=c ,任意一个正实数都是它的周期,因而不存在最小正周期.3.正弦函数、余弦函数的奇偶性(1)正弦函数是奇函数,余弦函数是偶函数,反映在图象上,正弦曲线关于原点O 对称,余弦曲线关于y 轴对称.(2)正弦曲线、余弦曲线既是中心对称图形又是轴对称图形. 预习自测1.函数f (x )=-2sin(πx +π3)的最小正周期为( D )A .6B .2πC .πD .22.下列函数中,周期为π2的是( D )A .y =sin x2B .y =sin2xC .y =cos x4D .y =cos(-4x ) 3.设函数f (x )=sin(2x -π2),x ∈R ,则f (x )是( B )A .最小正周期为π的奇函数B .最小正周期为π的偶函数C .最小正周期为π2的奇函数D .最小正周期为π2的偶函数4.若f (x )(x ∈R )为奇函数,且f (x +2)=f (x ),则f (4)=__0__.命题方向1 ⇨三角函数的周期 典例1 求下列函数的周期. (1)y =sin 12x ;(2)y =2sin(x 3-π6).[思路分析] 可以根据周期函数的定义求解,也可以用公式T =2π|ω|直接求解.[解析] 解法1:(1)令u =12x ,则y =sin u 是周期函数,且周期为2π.∴sin(12x +2π)=sin 12x ,即sin[12(x +4π)]=sin 12x .∴y =sin 12x 的周期是4π.(2)∵2sin(x 3-π6+2π)=2sin(x 3-π6),∴2sin[13(x +6π)-π6]=2sin(x 3-π6),∴y =2sin(x 3-π6)的周期是6π.解法2:(1)∵ω=12,∴T =2π12=4π.(2)∵ω=13,∴T =2π13=6π.『规律总结』 求三角函数周期的方法(1)定义法:紧扣周期函数的定义,寻求对定义域内的任意实数x 都满足f (x +T )=f (x )的非零常数T .该方法主要适用于抽象函数.(2)公式法:对形如y =A sin(ωx +φ)和y =A cos(ωx +φ)(其中A ,ω,φ是常数,且A ≠0,ω≠0),可利用T =2π|ω|来求.(3)图象法:可画出函数的图象,借助于图象判断函数的周期,特别是对于含绝对值的函数一般可采用此法.〔跟踪练习1〕求下列函数的最小正周期. (1)y =sin(3x +π3);(2)y =|cos(2x +π6)|;(3)y =sin(2πx -π4).[解析] (1)∵ω=3,T =2π3.(2)∵函数y =cos(2x +π6)的最小正周期为π,而函数y =|cos(2x +π6)|的图象是将函数y =cos(2x +π6)的图象在x 轴下方的部分对折到x 轴上方,并且保留在x 轴上方图象而得到的,由此可知所求函数的最小正周期为T =π2.(3)∵ω=2π,∴T =2π2π=π2.命题方向2 ⇨三角函数奇偶性的判断 典例2 判断下列函数的奇偶性: (1)f (x )=|sin x |+cos x ; (2)f (x )=sin(3x 4+3π2);(3)f (x )=1+sin x -cos 2x1+sin x.[思路分析] 先求函数的定义域,判断函数定义域是否关于原点对称,再判断f (-x )与f (x )的关系,最终确定奇偶性.[解析] (1)函数的定义域为R .∵f (-x )=|sin(-x )|+cos(-x )=|sin x |+cos x =f (x ), ∴函数f (x )是偶函数.(2)f (x )=sin(3x 4+3π2)=-cos 3x4,x ∈R .∵f (-x )=-cos(-3x 4)=-cos 3x4=f (x ),∴函数f (x )=sin(3x 4+3π2)是偶函数.(3)函数应满足1+sin x ≠0,则函数f (x )=1+sin x -cos 2x1+sin x 的定义域为{x ∈R |x ≠2k π+3π2,k ∈Z }.显然定义域不关于原点对称,故函数f (x )=1+sin x -cos 2x1+sin x 为非奇非偶函数.『规律总结』 1.判断函数奇偶性的常用方法:(1)定义法,即从f (-x )的解析式中拼凑出f (x )的解析式,再看f (-x )=-f (x )或f (-x )=f (x )是否成立.(2)图象法,即作出函数的图象,由图象的对称性确定其奇偶性. (3)验证法,即验证f (-x )+f (x )=0或f (-x )-f (x )=0(或f (-x )f (x )=±1)是否成立.此法通常用于函数是非奇非偶的情形.2.判断函数奇偶性时,必须先判断其定义域是否关于原点对称.如果是,再验证f (-x )是否等于-f (x )或f (x ),进而再判断函数的奇偶性;如果不是,则该函数是非奇非偶数.〔跟踪练习2〕判断下列函数的奇偶性. (1)f (x )=x cos(π+x );(2)f (x )=sin(cos x ).[解析] (1)函数f (x )的定义域为R , ∵f (x )=x ·cos(π+x )=-x ·cos x ,∴f (-x )=-(-x )·cos(-x )=x ·cos x =-f (x ). ∴f (x )为奇函数.(2)函数f (x )的定义域为R .∵f (-x )=sin [cos(-x )]=sin(cos x )=f (x ). ∴f (x )为偶函数.三角函数奇偶性与周期性的综合运用典例3 定义在R 上的函数f (x )既是偶函数又是周期函数,若f (x )的最小正周期是π,且当x ∈[0,π2]时,f (x )=sin x ,求f (5π3)的值.[思路分析] 利用周期性与奇偶性将5π3化到[0,π2]内再求值.[解析] ∵f (x )的最小正周期为π,∴f (5π3)=f (2π3+π)=f (2π3)=f (π-π3)=f (-π3).又f (x )是偶函数.∴f (-π3)=f (π3)=sin π3=32.『规律总结』 1.解答此类题目的关键是利用化归的思想,借助于周期函数的定义把待求问题转化到已知区间上,代入求解即可.2.如果一个函数是周期函数,若要研究该函数的有关性质,结合周期函数的定义可知,完全可以只研究该函数在一个周期上的特征,加以推广便可以得到该函数在其它义域内的有关性质.〔跟踪练习3〕若f (x )是以π2为周期的奇函数,且f (π3)=1,求f (-5π6)的值.[解析] ∵f (x )为以π2为周期的奇函数∴f (-56π)=-f (56π)=-f (π2+π3)=-f (π3)=-1.不清楚f (x +T )表达的意义典例4 利用定义求f (x )=sin(2x -π6)的最小正周期.[错解] ∵f (x +2π)=sin ⎣⎡⎦⎤2(x +2π)-π6 =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6+4π=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6=f (x ), ∴T =2π是f (x )的最小正周期.[错因分析] 错解中求的不是最小正周期.对于y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0),其周期为2πω. [正解] 令z =2x -π6,∵x ∈R ,∴z ∈R .又∵y =sin z 的周期是2π, z +2π=⎝⎛⎭⎫2x -π6+2π=2(x +π)-π6, ∴f (x +π)=sin ⎣⎡⎦⎤2(x +π)-π6 =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6+2π=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6=f (x ). ∴T =π.[点评] 最小正周期是指使函数重复出现的自变量x 要加上的最小正数,是对x 而言,而不是对ωx 而言.〔跟踪练习4〕对于函数y =sin x ,x ∈R 有sin(π6+2π3)=sin π6,能否说2π3是它的周期?[解析] 不能.周期必须对定义域内的每一个值都有f (x +T )=f (x ). 课堂检测1.下列是定义在R 上的四个函数图象的一部分,其中不是周期函数的是( D )2.函数y =sin2x 是( A ) A .周期为π的奇函数 B .周期为π的偶函数 C .周期为π2的偶函数D .周期为π2的奇函数3.若函数f (x )=cos(ωx +π3)(ω>0)的最小正周期是2,则ω的值为( B )A .π2B .πC .3π2D .2π4.函数f (x )是以2为周期的函数,且f (2)=2,则f (6)=__2__. [解析] f (6)=f (4+2)=f (4)=f (2+2)=f (2)=2.5.设f (x )是以1为一个周期的奇函数,且当x ∈(-12,0)时,f (x )=4x -1,求f (-318)的值.[解析] ∵f (x )的周期为1,f (-318)=f (-4+18)=f (18).又当x ∈(-1,0)时,f (x )=2x +1, ∴f (-18)=4×(-18)-1=-32,又∵f (x )是奇函数,∴f (-18)=-f (18),∴f (18)=32.故f (-318)=32.A 级 基础巩固一、选择题1.设函数f (x )(x ∈R )满足f (-x )=f (x ),f (x +2)=f (x ),则函数y =f (x )的图象是( B )[解析] 由已知,得f (x )是周期为2的偶函数,故选B . 2.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫-x 2+π4的最小正周期为( C ) A .π B .2π C .4πD .π23.函数f (x )=7sin(2x 3+15π2)是( A )A .周期为3π的偶函数B .周期为2π的偶函数C .周期为3π的奇函数D .周期为4π3的偶函数4.函数y =|cos x |的最小正周期是( C ) A .π4B .π2C .πD .2π5.下列说法中正确的是( A )A .当x =π2时,sin(x +π6)≠sin x ,所以π6不是f (x )=sin x 的周期B .当x =5π12时,sin(x +π6)=sin x ,所以π6是f (x )=sin x 的一个周期C .因为sin(π-x )=sin x ,所以π是y =sin x 的一个周期D .因为cos(π2-x )=sin x ,所以π2是y =cos x 的一个周期6.若函数y =2sin ωx (ω>0)的图象与直线y +2=0的两个相邻公共点之间的距离为2π3,则ω的值为( A )A .3B .32C .23D .13[解析] 函数y =2sin ωx 的最小值是-2,该函数的图象与直线y +2=0的两个相邻公共点之间的距离恰好是一个周期,故由2πω=2π3,得ω=3.二、填空题7.若函数f (x )=sin ωx (ω>0)的周期为π,则ω=__2__.8.已知函数f (x )是定义在R 上的周期为6的奇函数,且f (1)=1,则f (5)=__-1__. [解析] 由于函数f (x )是定义在R 上的周期为6的奇函数,则f (5)=f (5-6)=f (-1)=-f (1).又f (1)=1,则f (5)=-1. 三、解答题9.已知定义在R 上的函数f (x )满足f (x +2)f (x )=1,求证:f (x )是周期函数. [证明] ∵f (x +2)=1f (x ),∴f (x +4)=f [(x +2)+2]=1f (x +2)=11f (x )=f (x ).∴函数f (x )是周期函数,4是一个周期.10.定义在R 上的函数f (x )既是偶函数又是周期函数,若f (x )的最小正周期是π,且当x ∈[0,π2]时,f (x )=sin x .(1)求当x ∈[-π,0]时,f (x )的解析式; (2)画出函数f (x )在[-π,π]上的简图; (3)求当f (x )≥12时x 的取值范围.[解析] (1)∵f (x )是偶函数,∴f (-x )=f (x ). ∵当x ∈[0,π2]时,f (x )=sin x ,∴当x ∈[-π2,0]时,f (x )=f (-x )=sin(-x )=-sin x .又∵当x ∈[-π,-π2]时,x +π∈[0,π2],f (x )的周期为π,∴f (x )=f (π+x )=sin(π+x )=-sin x .∴当x ∈[-π,0]时,f (x )=-sin x . (2)如右图.(3)∵在[0,π]内,当f (x )=12时,x =π6或5π6,∴在[0,π]内,f (x )≥12时,x ∈[π6,5π6].又∵f (x )的周期为π,∴当f (x )≥12时,x ∈[k π+π6,k π+5π6],k ∈Z .B 级 素养提升一、选择题1.函数y =cos(k 4x +π3)(k >0)的最小正周期不大于2,则正整数k 的最小值应是( D )A .10B .11C .12D .13[解析] T =2πk 4=8πk ≤2,∴k ≥4π又k ∈N *∴k 最小为13,故选D .2.函数y =⎪⎪⎪⎪7sin ⎝⎛⎭⎫3x -π5的周期是( C ) A .2π B .π C .π3D .π6[解析] T =12·2π3=π3.3.函数y =|sin x |+|cos x |的最小正周期为( A ) A .π2B .πC .2πD .4π[解析] ∵⎪⎪⎪⎪sin (x +π2)+⎪⎪⎪⎪cos (x +π2)=|sin x |+|cos x |.∴原函数的最小正周期为π2. 4.函数f (x )=4sin(23x +15π2)是( A )A .周期为3π的偶函数B .周期为2π的偶函数C .周期为43π的奇函数D .周期为43π的偶函数[解析] f (x )=4sin(23x +15π2)=4sin(23x +32π)=-4cos 23x ,∴T =3π,且满足f (-x )=f (x ),故选A .二、填空题5.若函数f (x )是以π2为周期的偶函数,且f (π3)=1,则f (-17π6)=__1__.[解析] ∵f (x )的周期为π2,且为偶函数,∴f (-17π6)=f (-3π+π6)=f (-6×π2+π6)=f (π6)=f (π2-π2)=f (-π3)=f (π3)=1.6.设函数f (x )=3sin(ωx +π6),ω>0,x ∈(-∞,+∞),且以π2为最小正周期.若f ⎝⎛⎭⎫α4+π12=95,则sin α的值为 ±45. [解析] ∵f (x )的最小正周期为π2,ω>0,∴ω=2ππ2=4.∴f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫4x +π6. 由f ⎝⎛⎭⎫α4+π12=3sin ⎝⎛⎭⎫α+π3+π6=3cos α=95, ∴cos α=35.∴sin α=±1-cos 2α=±45.三、解答题7.已知函数y =12sin x +12|sin x |.(1)画出函数的简图;(2)这个函数是周期函数吗?如果是,求出它的最小正周期. [解析] (1)y =12sin x +12|sin x |=⎩⎪⎨⎪⎧sin x ,x ∈[2k π,2k π+π](k ∈Z ),0,x ∈[2k π-π,2k π)(k ∈Z ).11 函数图象如图所示.(2)由图象知该函数是周期函数,其图象每隔2π重复一次,则函数的周期是2π.8.已知f (x )是以π为周期的偶函数,且x ∈[0,π2]时,f (x )=1-sin x ,求当x ∈[52π,3π]时f (x )的解析式.[解析] x ∈[52π,3π]时, 3π-x ∈[0,π2], 因为x ∈[0,π2]时,f (x )=1-sin x , 所以f (3π-x )=1-sin(3π-x )=1-sin x .又f (x )是以π为周期的偶函数,所以f (3π-x )=f (-x )=f (x ),所以f (x )的解析式为f (x )=1-sin x ,x ∈[52π,3π]. C 级 能力拔高定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x )=f (x +2),当x ∈[3,4]时,f (x )=x -2,则有下面三个式子:①f (sin 12)<f (cos 12);②f (sin π3)<f (cos π3);③f (sin1)<f (cos1).其中一定成立的是__②③__(填序号).。
初中高中数学七大函数的性质 图像
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初中高中数学七大函数的性质图像1.一次函数(包括正比例函数)最简单最常见的函数,在平面直角坐标系上的图象为直线。
定义域(下面没有说明的话,都是在无特殊要求情况下的定义域):R值域:R奇偶性:无周期性:无平面直角坐标系解析式(下简称解析式):①ax+by+c=0[一般式]②y=kx+b[斜截式](k为直线斜率,b为直线纵截距,正比例函数b=0)③y-y1=k(x-x1)[点斜式](k为直线斜率,(x1,y1)为该直线所过的一个点)④(y-y1)/(y2-y1)=(x-x1)/(x2-x1)[两点式]((x1,y1)与(x2,y2)为直线上的两点)⑤x/a-y/b=0[截距式](a、b分别为直线在x、y轴上的截距)解析式表达局限性:①所需条件较多(3个);②、③不能表达没有斜率的直线(平行于x轴的直线);④参数较多,计算过于烦琐;⑤不能表达平行于坐标轴的直线和过圆点的直线。
倾斜角:x轴到直线的角(直线与x轴正方向所成的角)称为直线的倾斜角。
设一直线的倾斜角为a,则该直线的斜率k=tg(a)。
2.二次函数:题目中常见的函数,在平面直角坐标系上的图象是一条对称轴与y轴平行的抛物线。
定义域:R值域:(对应解析式,且只讨论a大于0的情况,a小于0的情况请读者自行推断)①[(4ac-b^2)/4a,正无穷);②[t,正无穷)奇偶性:偶函数周期性:无解析式:①y=ax^2+bx+c[一般式]⑴a≠0⑵a>0,则抛物线开口朝上;a<0,则抛物线开口朝下;⑶极值点:(-b/2a,(4ac-b^2)/4a);⑷Δ=b^2-4ac,Δ>0,图象与x轴交于两点:([-b+√Δ]/2a,0)和([-b+√Δ]/2a,0);Δ=0,图象与x轴交于一点:(-b/2a,0);Δ<0,图象与x轴无交点;②y=a(x-h)^2+t[配方式]此时,对应极值点为(h,t),其中h=-b/2a,t=(4ac-b^2)/4a);3.反比例函数在平面直角坐标系上的图象为双曲线。
高考数学二级结论快速解题:专题05 函数周期性问题(解析版)
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专题05函数周期性问题一、结论已知定义在R 上的函数()f x ,若对任意x R ,总存在非零常数T ,使得()()f x T f x ,则称()f x 是周期函数,T 为其一个周期.除周期函数的定义外,还有一些常见的与周期函数有关的结论如下:(1)如果()()f x a f x (0a ),那么()f x 是周期函数,其中的一个周期2T a (2)如果1()()f x a f x(0a ),那么()f x 是周期函数,其中的一个周期2T a .(3)如果1()()f x a f x(0a ),那么()f x 是周期函数,其中的一个周期2T a .(4)如果()()f x a f x c (0a ),那么()f x 是周期函数,其中的一个周期2T a .(5)如果()()f x a f x b (0,0a b ),那么()f x 是周期函数,其中的一个周期||T a b .(6)如果()()()f x f x a f x a (0a ),那么()f x 是周期函数,其中的一个周期6T a .二、典型例题1.(2021·全国·高考真题)已知函数 f x 的定义域为R , 2f x 为偶函数, 21f x 为奇函数,则()A .102fB . 10f C . 20f D . 40f 【答案】B 【解析】因为函数 2f x 为偶函数,则 22f x f x ,可得 31f x f x ,因为函数 21f x 为奇函数,则 1221f x f x ,所以, 11f x f x ,所以, 311f x f x f x ,即 4f x f x ,故函数 f x 是以4为周期的周期函数,因为函数 21F x f x 为奇函数,则 010F f ,故 110f f ,其它三个选项未知.故选:B.解法二:因为函数(2)f x 为偶函数,所以其图象关于0x 对称,则函数()f x 的图象关于直线2x 对称;所以()(4)(1)f x f x ;又函数(21)f x 为奇函数,所以其关于(0,0)对称;121(21)(2+1)=(2)()2f x f x f x f x 横坐标向右平移个单位横坐标伸长为原来2倍()通过图象平移伸缩变换,可以得到(2)f x 关于1(,0)2对称,进而()f x 关于(1,0)对称;可得:()(2)(2)f x f x ;综合(1)(2)可得(4)(2)(2)()f x f x f x f x ;利用结论()()f x a f x 的周期为2T a ,故本题中()f x 的周期为4T 利用()(2)(2)f x f x 可得13(34)(1)2(1)0(1)0f f f f f f 【反思】本例中涉及周期性,奇偶性,对称性的综合问题,其中求解周期的常用结论需直接记忆,可直接使用,本文中的6个周期结论直接记忆,可快速求周期.对称性问题:①轴对称问题:()f x 关于x a 对称,可得到如下结论中任意一个:()()()(2)()(2)f a x f a x f x f a x f x f a x;②点对称问题:()f x 关于(,0)a 对称,可得到如下结论中任意一个:()()()(2)()(2)f a x f a x f x f a x f x f a x;2.(2021·全国·高考真题(理))设函数 f x 的定义域为R , 1f x 为奇函数, 2f x 为偶函数,当 1,2x 时,2()f x ax b .若 036f f ,则92f()A .94B .32C .74D .52【答案】D 【解析】令1x ,由①得: 024f f a b ,由②得: 31f f a b ,因为 036f f ,所以 462a b a b a ,令0x ,由①得: 11102f f f b ,所以 222f x x .因为 1f x 是奇函数,所以 1f x 图象关于(0,0)对称,1(1)()f x f x 横坐标向右平移个单位所以()f x 关于(1,0)对称,得:()(2)(1)f x f x因为 2f x 是偶函数,所以 2f x 图象关于0x 对称;22()f x f x 横坐标向右平移个单位,所以()f x 关于2x 对称,得:()(4)(2)f x f x ;综合(1)(2)得到:(4)(2)(2)()f x f x f x f x 得到4T 所以9122f f,再利用()(2)(1)f x f x 令12x 代入:135(()222f f 故选:D.【反思】本例中涉及周期性,奇偶性,对称性的综合问题,其中求解周期的常用结论需直接记忆,可直接使用,本文中的6个周期结论直接记忆,可快速求周期.三、针对训练举一反三1.(2008·湖北·高考真题(文))已知()f x 在R 上是奇函数,且(4)()f x f x ,当(0,2)x 时,2()2f x x ,则(7)f A .-2B .2C .-98D .98【答案】A 【详解】∵(4)()f x f x ,∴()f x 是以4为周期的周期函数,由于()f x 为奇函数,∴(7)74211f f f f ,而 12f ,即(7)2f .故选:A .2.(2021·全国·模拟预测(文))已知定义在R 上的偶函数 f x ,对x R ,有(6)()(3)f x f x f 成立,当03x 时,()26f x x ,则 2021f ()A .0B .2C .4D .2【答案】C 【详解】依题意对x R ,有(6)()(3)f x f x f 成立,令3x ,则 33323f f f f ,所以 30f ,故 6f x f x ,所以 f x 是周期为6的周期函数,故 202163371112164f f f f .故选:C3.(2021·江西·三模(理))已知函数 f x 的图象关于原点对称,且满足 0(3)1f x f x ,且当)4(2x ,时,12()log (1)f x x m ,若(2021)1(1)2f f ,则m ()A .43B .34C .43D .34【答案】C 【详解】因为函数 f x 的图象关于原点对称,所以()f x 为奇函数,因为 133f x f x f x ,故函数 f x 的周期为4,则 20211f f ;而 11f f ,所以由(2021)1(1)2f f 可得1(1)3f ;而121(1)(3)log (31)3f f m,解得43m .故选:C .4.(2021·四川·石室中学模拟预测(理))已知定义域为R 的奇函数()f x 满足(4)()(2)f x f x f ,当(0,2)x 时,2()231 f x x x ,则函数()y f x 在[4,4] 上零点的个数为()A .10B .11C .12D .13【答案】D 【详解】解:因为()f x 是定义域为R 的奇函数,所以(0)0f .因为(4)()(2)f x f x f ,令2x ,得(24)(2)(2)f f f ,即(2)(2)(2)f f f ,所以(2)0f .又因为()f x 为奇函数,所以(2)(2)0f f ,所以(4)()(2)()f x f x f f x ,所以()f x 是以4为周期的周期函数.根据周期性及奇函数的性质画出函数()y f x 在[4,4] 上的图象,如图.由图可知,函数()y f x 在[4,4] 上有零点-4,-3.5,-3,-2,-1,-0.5,0,0.5,1,2,3,3.5,4,共13个零点.故选:D5.(2021·广西玉林·模拟预测(文))已知定义在R 上的偶函数()f x 满足(3)(3)f x f x ,且当(0,3)x ,()e x f x x ,则下面结论正确的是()A .19(ln 3)(e)2f f fB .19(e)(ln 3)2f f fC .19(e)(ln 3)2f f fD .19(ln 3)(e)2f f f【答案】A 【详解】由(6)(33)()()f x f x f x f x ,知()f x 是周期函数,且周期为6,∴192f551222f f ,∵e 2 ,∴1ln32 ,∴51ln 32e 32,又()(1)e x f x x ,易知()f x 在(0,3)内单调递增,所以19(ln 3)(e)2f f f.故选:A .6.(2021·黑龙江·佳木斯一中三模(理))已知 y f x 为奇函数且对任意x R , 2f x f x ,若当 0,1x 时, 2log a f x x ,则 2021f ()A .1B .0C .1D .2【答案】C 【详解】解:因为 y f x 为奇函数,即 f x f x ,因为对任意x R , 2f x f x f x ,所以 4f x f x ,当 0,1x 时, 2log a f x x ,所以 20log 0f a ,所以1a ,则 22021505411log 21 f f f .故选:C.7.(2021·浙江·瑞安中学模拟预测)已知函数 f x 是定义在R 上的奇函数,满足 2f x f x ,且当 0,1x 时, 2log 1f x x ,则函数 3y f x x 的零点个数是()A .2B .3C .4D .5【答案】B 【详解】由 2f x f x 可得()f x 关于1x 对称,由函数 f x 是定义在R 上的奇函数,所以 2()(2)(2)f x f x f x f x f x ,所以()f x 的周期为4,把函数 3y f x x 的零点问题即 30y f x x 的解,即函数()y f x 和3y x 的图像交点问题,根据()f x 的性质可得如图所得图形,结合3y x 的图像,由图像可得共有3个交点,故共有3个零点,故选:B.8.(2021·陕西·模拟预测(文))已知定义在R 上的奇函数 f x 满足 2f x f x .当12x 时, 2log 7f x x ,则 2021f ()A .3B .3C .5D .5【答案】A 【详解】由条件可知, f x f x ,且 2f x f x ,即 2f x f x ,即 2f x f x ,那么 42f x f x f x ,所以函数 f x 是周期为4的函数,22021505411log 83f f f .故选:A9.(2021·全国·模拟预测)已知 f x 是定义在R 上的偶函数,且x R ,40f x f x .若 136f f ,则 21f ______.【答案】3 【详解】由 40f x f x 可得 310f f ,又 136f f ,所以 33f .由 40f x f x 可得 44f x f x f x ,故 8f x f x ,故 f x 的一个周期为8,则 21333f f f .故答案为:3 .10.(2021·陕西·二模(理))已知定义在R 上的奇函数()y f x 满足(8)()0f x f x ,且(5)5f ,则(2019)(2024)f f ___________.【答案】5因为(8)()0f x f x ,所以(8)()f x f x ,所以(16)(8)()f x f x f x ,所以函数()y f x 是以16为周期的周期函数.又在(8)()0f x f x 中,令0x 得(8)(0)0f f ,且奇函数()y f x 是定义在R 上的函数,所以(0)0f ,故(8)0f ,所以(2024)(161268)(8)0f f f .又在(8)()0f x f x 中,令3x ,得(5)(3)0f f ,得(5)(3)(3)5f f f ,则(2019)(161263)(3)5f f f ,所以(2019)(2024)5f f .故答案为:5。
函数的图象(解析版)
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考点12 函数的图象【命题解读】 关于函数图象的考查: (1)函数图象的辨识与变换。
(2)函数图象的应用问题,运用函数图象理解和研究函数的性质,数形结合思想分析与解决问题的能力。
【基础知识回顾】 1.利用描点法作函数的图象步骤:(1)确定函数的定义域;(2)化简函数解析式;(3)讨论函数的性质(奇偶性、单调性、周期性、对称性等);(4)列表(尤其注意特殊点、零点、最大值点、最小值点、与坐标轴的交点等),描点,连线. 2.利用图象变换法作函数的图象 (1)平移变换(2)对称变换y =f (x )的图象――――――→关于x 轴对称y =-f (x )的图象; y =f (x )的图象――――――――→关于y 轴对称y =f (-x )的图象;y =f (x )的图象――――――――→关于原点对称y =-f (-x )的图象;y =a x (a >0,且a ≠1)的图象――――――――――→关于直线y =x 对称y =log a x (a >0,且a ≠1)的图象. (3)伸缩变换y =f (x )―――――――――――――――――→纵坐标不变各点横坐标变为原来的1a (a >0)倍y =f (ax ).y =f (x )―――――――――――――――――→横坐标不变各点纵坐标变为原来的A (A >0)倍y =Af (x ). (4)翻折变换y =f (x )的图象―――――――――――――――――→x 轴下方部分翻折到上方x 轴及上方部分不变y =|f (x )|的图象;y =f (x )的图象―――――――――――――――――→y 轴右侧部分翻折到左侧原y 轴左侧部分去掉,右侧不变y =f (|x |)的图象. [常用结论与微点提醒] 1.记住几个重要结论(1)函数y =f (x )与y =f (2a -x )的图象关于直线x =a 对称. (2)函数y =f (x )与y =2b -f (2a -x )的图象关于点(a ,b )中心对称.(3)若函数y =f (x )对定义域内任意自变量x 满足:f (a +x )=f (a -x ),则函数y =f (x )的图象关于直线x =a 对称.2.图象的左右平移仅仅是相对于...x .而言,如果x 的系数不是1,常需把系数提出来,再进行变换.3.图象的上下平移仅仅是相对于...y .而言的,利用“上减下加”进行.1、(2020届山东省泰安市高三上期末)函数()3ln xf x x=的部分图象是( ) A . B .C .D .【答案】A 【解析】()()()33ln ln ,x xf x f x f x x x=-==--, ()f x 为奇函数,排除B当1x >时,()3ln 0xf x x=>恒成立,排除CD 故答案选A2、.(2020·深圳调研)已知函数f (x )=(x -a )(x -b )(其中a >b )的图象如图所示,则函数g (x )=a x +b 的图象是( )【答案】 C【解析】 由函数f (x )的图象知a >1,-1<b <0. ∴g (x )=a x +b 在R 上是增函数,且g (0)=1+b >0. 因此选项C 满足要求.3、已知函数f(x)=log a x(0<a <1),则函数y =f(|x|+1)的图象大致为( )A B C D【答案】A【解析】 先作出函数f(x)=log a x(0<a <1)的图象,当x>0时,y =f(|x|+1)=f(x +1),其图象由函数f(x)的图象向左平移1个单位得到,又函数y =f(|x|+1)为偶函数,∴再将函数y =f(x +1)(x>0)的图象关于y 轴对称翻折到y 轴左边,得到x <0时的图象.故选A .4、定义:在平面直角坐标系xOy 中,若存在常数(0)ϕϕ>,使得函数()y f x =的图象向右平移ϕ个单位长度后,恰与函数()y g x =的图象重合,则称函数()y f x =是函数()y g x =的“原形函数”.下列四个选项中,函数()y f x =是函数()y g x =的“原形函数”的是( ) A .f 2()x x =,2()21g x x x =-+ B .f ()sin x = x ,()cos g x = xC .f ()x ln = x ,()g x ln =2x D .f 1()()3x x =,1()2()3x g x =【答案】ABD【解析】由2()f x x =,2()(1)g x x =-知,()f x 向右移动一个单位可得到()g x ,故选项A 正确; 由3()sin ,()cos sin()2f x xg x x x π===-知,()f x 向右移动32π个单位可得到()g x ,故选项B 正确;由1(),()()22f x lnxg x ln x lnx ln ===-知,()f x 项下移动2ln 个单位可得到()g x ,故选项C 不正确; 由31321211()()11133()(),()2()()13331()23x xx log x x log f x g x -=====知,()f x 向右移动3log 2个单位可得到()g x ,故选项D 正确; 故选:ABD .5、已知函数f (x )=|x |(x -a ),a >0.(1)作出函数f (x )的图象; (2)写出函数f (x )的单调区间;(3)当x ∈[0,1]时,由图象写出f (x )的最小值.【解析】(1)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x (x -a ),x ≥0,-x (x -a ),x <0,其图象如图所示. (2)由图知,f (x )的单调递增区间是(-∞,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2,+∞;单调递减区间是⎝ ⎛⎭⎪⎫0,a 2.(3)由图象知,当a2>1,即a >2时,f (x )min =f (1)=1-a ;当0<a2≤1,即0<a ≤2时,f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2=-a 24.综上,f (x )min =⎩⎪⎨⎪⎧-a 24,0<a ≤2,1-a ,a >2.考向一 作函数的图象例1、作出下列函数的图象: (1)(1)y =2-2x ;(2)y =log 13 [3(x +2)]; (3)y =|log 12(-x )|. 【解析】:(1)作函数y =2x 的图象关于x 轴对称的图象得到y =-2x 的图象,再将图象向上平移2个单位,可得y =2-2x 的图象.如图1;(2)因为y =log 13[3(x +2)]=-log 3[3(x +2)]=-log 3(x +2)-1.所以可以先将函数y =log 3x 的图象向左平移2个单位,可得y =log 3(x +2)的图象,再作图象关于x 轴对称的图象,得y =-log 3(x +2)的图象,最后将图象向下平移1个单位,得y =-log 3(x +2)-1的图象, 即为y =log 13[3(x +2)]的图象.如图2;(3)作y =log 12x 的图象关于y 轴对称的图象,得y =log 12(-x )的图象,再把x 轴下方的部分翻折到x 轴上方,可得到y =|log 12(-x )|的图象.如图3.变式1、分别画出下列函数的图象: (1)y =|lg x |; (2)y =2x +2; (3)y =x 2-2|x |-1; (4)y =x +2x -1.【解析】(1)y =⎩⎪⎨⎪⎧lg x x ≥1,-lg x 0<x <1图象如图①.(2)将y =2x 的图象向左平移2个单位.图象如图②.(3)y =⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x -1 x ≥0x 2+2x -1x <0.图象如图③.(4)因y =1+3x -1,先作出y =3x 的图象,将其图象向右平移1个单位,再向上平移1个单位,即得y=x +2x -1的图象,如图④.变式2、作出下列函数的图象:(1)y =12x⎛⎫ ⎪⎝⎭; (2)y =|log 2(x +1)|; (3)y =2x -1x -1; (4)y =x 2-2|x|-1. 【解析】(1)作出y =12x ⎛⎫ ⎪⎝⎭的图象,保留y =的图象中x ≥0的部分,加上y =的图象中x>0部分关于y 轴的对称部分,即得y =的图象,如图①实线部分.①②(2)将函数y =log 2x 的图象向左平移1个单位,再将x 轴下方的部分沿x 轴翻折上去,即得函数y =|log 2(x +1)|的图象,如图②.(3)∵y =2x -1x -1=2+1x -1,故函数图象可由y =1x 的图象向右平移1个单位,再向上平移2个单位而得,如图③.(4)∵y =22x 21,021,0x x x x x ⎧--⎪⎨+-⎪⎩≥,<,且函数为偶函数,先用描点法作出[0,+∞)上的图象,再根据对称性作出(-∞,0)上的图象,如图④.③ ④方法总结:1.作函数图象的一般步骤为: (1)确定函数的定义域. (2)化简函数解析式.12x ⎛⎫ ⎪⎝⎭12x⎛⎫ ⎪⎝⎭12x⎛⎫⎪⎝⎭(3)讨论函数的性质(如函数的单调性、奇偶性、周期性、最值、极限等)以及图象上的特殊点(如极值点、与坐标轴的交点、间断点等)、线(如对称轴、渐近线等). (4)选择描点法或图象变换法作出相应的函数图象.2.采用图象变换法时,变换后的函数图象要标出特殊的线(如渐近线)和特殊的点,以显示图象的主要特征,处理这类问题的关键是找出基本函数,将函数的解析式分解为只有单一变换的函数链,然后依次进行单一变换,最终得到所要的函数图象.考向二 图象的辨识例2、(2020届山东省潍坊市高三上期中)函数ln ()xf x x x=-的大致图象为( ) A . B .C .D .【答案】A 【解析】函数的定义域为(,0)(0,)-∞+∞,||||()()()ln x ln x f x x x f x x x--=--=--=--,则函数()f x 是奇函数,图象关于原点对称,排除B ,D , 当0x >且0x →,()f x →+∞,排除C . 故选:A.变式1、(2020·浙江镇海中学高三3月模拟)函数(ln cos 2y x x =⋅的图象可能是( )A .B .C .D .【答案】D 【解析】由于0x ,所以()f x 的定义域为R ,因为()ln(cos(2)f x x x -=-+⋅-)cos 2x x =⋅1)cos2x x -=⋅)cos2x x =-⋅ ()f x =-所以()f x 为奇函数,其图象关于原点对称,所以排除A ,B因为ln cos 0222f πππ⎛⎛⎫ =+⋅= ⎪ ⎝⎭⎝,()ln(cos ln(1f ππππ=+⋅=-<-,333ln cos 0222f πππ⎛⎛⎫ =+⋅= ⎪ ⎝⎭⎝ 所以排除C 故选:D变式2、(2020·浙江学军中学高三3月月考)函数f (x )=2sin cos x xx x++在[—π,π]的图象大致为 A . B .C .D .【答案】D【解析】 由22sin()()sin ()()cos()()cos x x x xf x f x x x x x -+----===--+-+,得()f x 是奇函数,其图象关于原点对称.又221422()1,2()2f πππππ++==>2()01f πππ=>-+.故选D . 变式3、(2020届山东省九校高三上学期联考)若函数()y f x =的大致图象如图所示,则()f x 的解析式可以为( )A .()22x xxf x -=+B .()22x xxf x -=-C .()22x xf x x-+=D .()22x xf x x--=【答案】C 【解析】对四个选项解析式分析发现B ,D 两个均为偶函数,图象关于y 轴对称,与题不符,故排除;极限思想分析,0,222,022x xx xxx +--→+→→+,A 错误; 220,222,x xxxx x-+-+→+→→+∞,C 符合题意.故选:C变式4、(2020届山东省潍坊市高三上期末)函数()y f x =与()y g x =的图象如图所示,则()()y f x g x =⋅的部分图象可能是( )A .B .C .D .【答案】A 【解析】由图象可知()y f x =的图象关于y 轴对称,是偶函数,()y g x =的图象关于原点对称,是奇函数,并且定义域{}0x x ≠,()()y f x g x ∴=⋅的定义域是{}0x x ≠,并且是奇函数,排除B ,又0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0f x >,()0g x <,()()0f x g x ∴⋅<,排除C,D. 满足条件的只有A. 故选:A方法总结:函数图象的识辨可从以下方面入手:(1)从函数的定义域,判断图象的左右位置;从函数的值域,判断图象的上下位置.(2)从函数的单调性,判断图象的变化趋势.(3)从函数的奇偶性,判断图象的对称性.(4)从函数的特征点,排除不合要求的图象.利用上述方法排除、筛选选项考向三 函数图象的应用例3、(2020·全国高三专题练习(文))函数()()22log ,1,1,1,x x f x f x x ≥⎧=⎨+<⎩,若方程()2f x x m =-+有且只有两个不相等的实数根,则实数m 的取值范围是 ( )A .(),4-∞B .(],4-∞C .()2,4-D .(]2,4- 【答案】A【解析】令()2g x x m =-+,画出()f x 与()g x 的图象,平移直线,当直线经过()1,2时只有一个交点,此时4m =,向右平移,不再符合条件,故4m <故选:A变式1、(2020届山东省滨州市高三上期末)已知31log 3a a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,133log b b =,131log 3cc ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .c b a <<B .a b c <<C .b c a <<D .b a c <<【答案】C【解析】 在同一直角坐标系内,作出函数13x y ⎛⎫= ⎪⎝⎭,3log y x =,3x y =,13log y x =的图象如下: 因为31log 3a a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,133log b b =,131log 3cc ⎛⎫= ⎪⎝⎭,所以a 是13x y ⎛⎫= ⎪⎝⎭与3log y x =交点的横坐标;b 是3x y =与13log y x =交点的横坐标;c 是13xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭与13log y x =交点的横坐标;由图象可得:b c a <<.故选:C.变式2、函数f (x )=2sin x sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2-x 2的零点个数为________.【答案】2【解析】f (x )=2sin x cos x -x 2=sin 2x -x 2,函数f (x )的零点个数可转化为函数y 1=sin 2x 与y 2=x 2图象的交点个数,在同一坐标系中画出y 1=sin 2x 与y 2=x 2的图象如图所示:由图可知两函数图象有2个交点,则f (x )的零点个数为2.变式3、已知函数f (x )=x |m -x |(x ∈R ),且f (4)=0.(1)求实数m 的值;(2)作出函数f (x )的图象;(3)根据图象指出f (x )的单调递减区间;(4)若方程f (x )=a 只有一个实数根,求a 的取值范围.【解析】 (1)∵f (4)=0,∴4|m -4|=0,即m =4.(2)f (x )=x |x -4|=⎩⎪⎨⎪⎧x x -4=x -22-4,x ≥4,-x x -4=-x -22+4,x <4.f (x )的图象如图所示:(3)f (x )的减区间是[2,4].(4)从f (x )的图象可知,当a >4或a <0时,f (x )的图象与直线y =a 只有一个交点,方程f (x )=a 只有一个实数根,即a 的取值范围是(-∞,0)∪(4,+∞).方法总结: 函数的图象在解题中有着十分广泛的应用,常见的有:研究函数的性质,解不等式,求函数的零点等.(1)利用函数的图象研究函数的性质对于已知或易画出其在给定区间上图象的函数,其性质(单调性、奇偶性、周期性、最值(值域)、零点)常借助于图象研究,但一定要注意性质与图象特征的对应法则.(2)利用函数的图象可解决某些方程和不等式的求解问题,方程f (x )=g (x )的根就是函数f (x )与g (x )图象交点的横坐标;不等式f (x )<g (x )的解集是函数f (x )的图象位于g (x )图象下方的点的横坐标的集合,体现了数形结合思想.1、(2020天津3)函数241x y x =+的图象大致为( ) A . B .C .D .【答案】A【思路导引】由题意首先确定函数的奇偶性,然后考查函数在特殊点的函数值排除错误选项即可确定函数的图象.【解析】由函数的解析式可得:()()241x f x f x x --==-+,则函数()f x 为奇函数,其图象关于坐标原点对称,选项CD 错误;当1x =时,42011y ==>+,选项B 错误. 故选A . 2、(2019全国Ⅲ理7)函数在的图象大致为 A . B .C .D .【答案】B【解析】 因为,所以是上的奇函数,因此排除C ,又,因此排除A ,D .故选B . 3、(2018全国卷Ⅱ)函数2()--=x xe ef x x的图象大致为【答案】B3222x x x y -=+[]6,6-332()2()()2222x x x x x x f x f x ----==-=-++()f x []6,6-1182(4)721f =>+【解析】当0<x 时,因为0--<x xe e ,所以此时2()0--=<x xe ef x x ,故排除A .D ;又1(1)2=->f e e ,故排除C ,选B .4、(2018全国卷Ⅰ)设函数2,0()1,0-⎧=⎨>⎩≤x x f x x ,则满足(1)(2)+<f x f x 的x 的取值范围是A .(,1]-∞-B .(0,)+∞C .(1,0)-D .(,0)-∞【答案】D【解析】当0x ≤时,函数()2x f x -=是减函数,则()(0)1f x f =≥,作出()f x 的大致图象如图所示,结合图象可知,要使(1)(2)+<f x f x ,则需102021x x x x +<⎧⎪<⎨⎪<+⎩或1020x x +⎧⎨<⎩≥,所以0x <,故选D .5、(2015安徽)函数()()2ax bf x x c +=+的图象如图所示,则下列结论成立的是A .0a >,0b >,0c <B .0a <,0b >,0c >C .0a <,0b >,0c <D .0a <,0b <,0c <【答案】C 【解析】∵2()()ax b f x x c +=+的图象与,x y 轴分别交于,N M ,且点M 的纵坐标与点N 的横坐标均为正,∴0b x a =->,20b y c=>,故0,0a b <>,又函数图象间断的横坐标为正,∴0c ->,故0c .6、已知函数222,0()||,0x x x f x log x x ⎧--⎪=⎨>⎪⎩,若1234x x x x <<<,且1234()()()()f x f x f x f x ===,则下列结论正确的是( )A .121x x +=-B .341x x =C .412x <<D .123401x x x x <<【答案】BCD【解析】由函数222,0()||,0x x x f x log x x ⎧--⎪=⎨>⎪⎩,作出其函数图象:由图可知,122x x +=-,121x -<<-;当1y =时,2|log |1x =,有1,22x =; 所以341122x x <<<<; 由34()()f x f x =有2324|log ||log |x x =,即2324log log 0x x +=; 所以341x x =;则2123412111(2)(1)1(0,1)x x x x x x x x x ==--=-++∈; 故选:BCD .。
(完整版)函数的奇偶性与周期性

函数的奇偶性与周期性1.函数的奇偶性奇函数偶函数定义一般地,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)就叫做奇函数都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)就叫做偶函数图象特征关于原点对称关于y轴对称2.函数的周期性(1)周期函数对于函数y=f(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(x+T)=f(x),那么就称函数y=f(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.3.判断下列结论的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若f(x)是定义在R上的奇函数,则f(-x)+f(x)=0.(√)(2)偶函数的图象不一定过原点,奇函数的图象一定过原点.(×)(3)如果函数f(x),g(x)为定义域相同的偶函数,则F(x)=f(x)+g(x)是偶函数.(√)(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(n∈Z,n≠0)也是函数的周期.(√)(6)函数f(x)在定义域上满足f(x+a)=-f(x),则f(x)是周期为2a(a>0)的周期函数.(√)(7)函数f(x)=0,x∈(0,+∞)既是奇函数又是偶函数.(×)(8)若函数y=f(x+a)是偶函数,则函数y=f(x)关于直线x=a对称.(√)(9)若函数y=f(x+b)是奇函数,则函数y=f(x)关于点(b,0)中心对称.(√)(10)若某函数的图象关于y轴对称,则该函数为偶函数;若某函数的图象关于(0,0)对称,则该函数为奇函数.(√)考点一判断函数的奇偶性命题点用函数奇偶性定义判断[例1] (1)下列函数为奇函数的是( )A .y =xB .y =e xC .y =cos xD .x x e e y --= 解析:对于A ,定义域不关于原点对称,故不符合要求;对于B ,f (-x )≠-f (x ),故不符合要求;对于C ,满足f (-x )=f (x ),故不符合要求;对于D , ∵f (-x )=e -x -e x =-(e x -e -x )=-f (x ),∴y =e x -e -x 为奇函数,故选D. 答案:D(2)下列函数中为偶函数的是( )A .y =1x B .y =lg|x | C .y =(x -1)2 D .y =2x解析:根据奇、偶函数的定义,可得A 是奇函数,B 是偶函数,C ,D 为非奇非偶函数. 答案:B(3)函数f (x )=3-x 2+x 2-3,则( )A .不具有奇偶性B .只是奇函数C .只是偶函数D .既是奇函数又是偶函数 解析:由⎩⎨⎧3-x 2≥0,x 2-3≥0,得x =-3或x = 3.∴函数f (x )的定义域为{-3,3}.∵对任意的x ∈{-3,3},-x ∈{-3,3},且f (-x )=-f (x )=f (x )=0,∴f (x )既是奇函数,又是偶函数. 答案:D[方法引航] 判断函数的奇偶性的三种重要方法 (1)定义法:(2)图象法:函数是奇(偶)函数的充要条件是它的图象关于原点(y 轴)对称. (3)性质法:①“奇+奇”是奇,“奇-奇”是奇,“奇·奇”是偶,“奇÷奇”是偶;②“偶+偶”是偶,“偶-偶”是偶,“偶·偶”是偶,“偶÷偶”是偶;③“奇·偶”是奇,“奇÷偶”是奇.判断下列函数的奇偶性(1)f(x)=(x+1) 1-x1+x;(2)f(x)=lg1-x1+x.解:(1)要使函数有意义,则1-x1+x≥0,解得-1<x≤1,显然f(x)的定义域不关于原点对称,∴f(x)既不是奇函数,也不是偶函数.(2)由1-x1+x>0⇒-1<x<1,定义域关于原点对称.又f(-x)=lg 1+x1-x=lg1)11(-+-xx=-lg1-x1+x=-f(x),f(-x)≠f(x).故原函数是奇函数.考点二函数的周期性及应用命题点1.周期性的简单判断2.利用周期性求函数值[例2](1)下列函数不是周期函数的是()A.y=sin x B.y=|sin x| C.y=sin|x| D.y=sin(x+1)解析:y=sin x与y=sin(x+1)的周期T=2π,B的周期T=π,C项y=sin|x|是偶函数,x∈(0,+∞)与x∈(-∞,0)图象不重复,无周期.答案:C(2)已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,若对于x≥0,都有f(x+2)=-1f(x),且当x∈[0,2)时,f(x)=log2(x+1),则求f(-2 017)+f(2 019)的值为________.解析:当x≥0时,f(x+2)=-1f(x),∴f(x+4)=f(x),即4是f(x)(x≥0)的一个周期.∴f(-2 017)=f(2 017)=f(1)=log22=1,f(2 019)=f(3)=-1f(1)=-1,∴f(-2 017)+f(2 019)=0.答案:0[方法引航](1)利用周期f(x+T)=f(x)将不在解析式范围之内的x通过周期变换转化到解析式范围之内,以方便代入解析式求值.(2)判断函数周期性的几个常用结论.①f(x+a)=-f(x),则f(x)为周期函数,周期T=2|a|.②f(x+a)=1f(x)(a≠0),则函数f(x)必为周期函数,2|a|是它的一个周期;③f(x+a)=-1f(x),则函数f(x)必为周期函数,2|a|是它的一个周期.1.若将本例(2)中“f(x+2)=-1f(x)”变为“f(x+2)=-f(x)”,则f(-2 017)+f(2 019)=________.解析:由f(x+2)=-f(x)可知T=4∴f(-2 017)=1,f(2 019)=-1,∴f(-2 017)+f(2 019)=0. 答案:02.若本例(2)条件变为f(x)对于x∈R,都有f(x+2)=f(x)且当x∈[0,2)时,f(x)=log2(x+1),求f(-2 017)+f(2 019)的值.解:由f(x+2)=f(x),∴T=2∴f(2 019)=f(1)=log22=1,f(-2 017)=f(2 017)=f(1)=1,∴f(-2 017)+f(2 019)=2.考点三函数奇偶性的综合应用命题点1.已知奇偶性求参数2.利用奇偶性、单调性求解不等式3.利用奇偶性求解析式或函数值[例3](1)若函数f(x)=2x-a是奇函数,则使f(x)>3成立的x的取值范围为() A.(-∞,-1)B.(-1,0) C.(0,1) D.(1,+∞)解析:因为函数y=f(x)为奇函数,所以f(-x)=-f(x),即2-x+12-x-a=-2x+12x-a.化简可得a=1,则2x+12x-1>3,即2x+12x-1-3>0,即2x+1-3(2x-1)2x-1>0,故不等式可化为2x-22x-1<0,即1<2x<2,解得0<x<1,故选C. 答案:C(2)函数f (x )=ax +b 1+x 2是定义在(-1,1)上的奇函数,且)21(f =25.①确定函数f (x )的解析式;②用定义证明f (x )在(-1,1)上是增函数; ③解不等式f (t -1)+f (t )<0.解:①∵在x ∈(-1,1)上f (x )为奇函数,∴f (0)=0,即b =0,∴f (x )=ax1+x 2. 又∵)21(f =25,∴a21+14=25.解得,a =1.∴f (x )=x 1+x 2,经检验适合题意. ②证明:由f ′(x )=1+x 2-2x 2(1+x 2)2=1-x 2(1+x 2)2.x ∈(-1,1)时,1-x 2>0,∴f ′(x )>0 ∴f (x )在(-1,1)上为增函数.③由f (t -1)+f (t )<0,得f (t -1)<-f (t ),即f (t -1)<f (-t ).∴⎩⎨⎧-1<t -1<1-1<-t <1t -1<-t得0<t <12.(3)已知f (x )是R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=x 3+ln(1+x ),则当x <0时,f (x )=( ) A .-x 3-ln(1-x ) B .x 3+ln(1-x ) C .x 3-ln(1-x ) D .-x 3+ln(1-x ) 解析:当x <0时,-x >0,f (-x )=(-x )3+ln(1-x ),∵f (x )是R 上的奇函数,∴当x <0时, f (x )=-f (-x )=-[(-x )3+ln(1-x )]=x 3-ln(1-x ). 答案:C[方法引航] (1)根据奇偶性求解析式中的参数,是利用f (-x )=-f (x )或f (-x )=f (x )在定义域内恒成立,建立参数关系.(2)根据奇偶性求解析式或解不等式,是利用奇偶性定义进行转化.1.已知f (x )=ax 2+bx 是定义在[a -1,2a ]上的偶函数,那么a +b 的值是________. 解析:a -1+2a =0,∴a =13.f (x )=ax 2+bx 为偶函数,则b =0,∴a +b =13. 答案:132.定义在R 上的偶函数y =f (x )在[0,+∞)上递减,且)21(f =0,则满足f (x )<0的x 的集合为( )A.),2()21,(+∞⋃-∞∪(2,+∞)B.)1,21(∪(1,2)C.)21,0(∪(2,+∞)D.)1,21(∪(2,+∞)解析:选C.由题意可得f =f<0=)21(f ,又f (x )在[0,+∞)上递减,所以>12,即x >12或x <-12,解得0<x <12或x >2,所以满足不等式f<0的x 的集合为)21,0(∪(2,+∞).3.已知函数f (x )=-x +log 21-x 1+x +1,则)21()21(-+f f 的值为( )A .2B .-2C .0D .2log 213 解析:选A.由题意知,f (x )-1=-x +log 21-x 1+x ,f (-x )-1=x +log 21+x 1-x =x -log 21-x1+x=-(f (x )-1),所以f (x )-1为奇函数,则)21(f -1+)21(-f -1=0,所以)21()21(-+f f =2.[方法探究]“多法并举”解决抽象函数性质问题[典例] (2017·山东泰安模拟)定义在R 上的函数f (x )满足f (x +y )=f (x )+f (y ),f (x +2)=-f (x )且f (x )在[-1,0]上是增函数,给出下列四个命题:①f (x )是周期函数;②f (x )的图象关于x =1对称;③f (x )在[1,2]上是减函数;④f (2)=f (0),其中正确命题的序号是________(请把正确命题的序号全部写出来).[分析关系] ①f (x +y )=f (x )+f (y )隐含了用什么结论?什么方法探究? ②f (x +2)=-f (x ),隐含了什么结论?用什么方法探究.③若f (x )的图象关于x =1对称,其解析式具备什么等式关系?从何处理探究? ④f (x )在[-1,0]上的图象与[1,2]上的图象有什么关系?依据什么指导? ⑤f (2),f (0)从何处计算.[解析]第一步:f(x+y)=f(x)+f(y)对任意x,y∈R恒成立.(赋值法):令x=y=0,∴f(0)=0.令x+y=0,∴y=-x,∴f(0)=f(x)+f(-x).∴f(-x)=-f(x),∴f(x)为奇函数.第二步:∵f(x)在x∈[-1,0]上为增函数,又f(x)为奇函数,∴f(x)在[0,1]上为增函数.第三步:由f(x+2)=-f(x)⇒f(x+4)=-f(x+2)⇒f(x+4)=f(x),(代换法)∴周期T=4,即f(x)为周期函数.第四步:f(x+2)=-f(x)⇒f(-x+2)=-f(-x).(代换法)又∵f(x)为奇函数,∴f(2-x)=f(x),∴关于x=1对称.第五步:由f(x)在[0,1]上为增函数,又关于x=1对称,∴[1,2]上为减函数.(对称法)第六步:由f(x+2)=-f(x),令x=0得f(2)=-f(0)=f(0).(赋值法)[答案]①②③④[回顾反思]此题用图象法更直观.[高考真题体验]1.(2014·高考课标全国卷Ⅰ)设函数f(x),g(x)的定义域都为R,且f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则下列结论中正确的是()A.f(x)g(x)是偶函数B.|f(x)|g(x)是奇函数C.f(x)|g(x)|是奇函数D.|f(x)g(x)|是奇函数解析:选C.由题意可知f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x),对于选项A,f(-x)·g(-x)=-f(x)·g(x),所以f(x)g(x)是奇函数,故A项错误;对于选项B,|f(-x)|g(-x)=|-f(x)|g(x)=|f(x)|g(x),所以|f(x)|g(x)是偶函数,故B项错误;对于选项C,f(-x)|g(-x)|=-f(x)|g(x)|,所以f(x)|g(x)|是奇函数,故C项正确;对于选项D,|f(-x)g(-x)|=|-f(x)g(x)|=|f(x)g(x)|,所以|f(x)g(x)|是偶函数,故D项错误,选C.2.(2016·高考山东卷)已知函数f (x )的定义域为R .当x <0时,f (x )=x 3-1;当-1≤x ≤1时,f (-x )=-f (x );当x >12时,)21()21(-=+x f x f .则f (6)=( )A .-2B .-1C .0D .2解析:选D.由题意可知,当-1≤x ≤1时,f (x )为奇函数,且当x >12时,f (x +1)=f (x ),所以f (6)=f (5×1+1)=f (1).而f (1)=-f (-1)=-[(-1)3-1]=2,所以f (6)=2.故选D.3.(2016·高考四川卷)已知函数f (x )是定义在R 上的周期为2的奇函数,当0<x <1时,f (x )=4x ,则)25(-f +f (1)=________.解析:综合运用函数的奇偶性和周期性进行变换求值. ∵f (x )为奇函数,周期为2,∴f (1)=f (1-2)=f (-1)=-f (1),∴f (1)=0.∵f (x )=4x ,x ∈(0,1),∴)25(-f =)21()21()225(f f f -=-=+-=-4⨯12=-2.∴)25(-f +f (1)=-2.答案:-24.(2015·高考课标全国卷Ⅰ)若函数f (x )=x ln(x +a +x 2)为偶函数,则a =________. 解析:由题意得f (x )=x ln(x +a +x 2)=f (-x )= -x ln(a +x 2-x ),所以a +x 2+x =1a +x 2-x,解得a =1.答案:15.(2014·高考四川卷)设f (x )是定义在R 上的周期为2的函数,当x ∈[-1,1)时,f (x )=⎩⎨⎧-4x 2+2,-1≤x <0,x , 0≤x <1,则)23(f =________.解析:由已知易得)21(-f =12)21(42=+-⨯-,又由函数的周期为2,可得)23(f =)21(-f =1. 答案:1课时规范训练 A 组 基础演练1.下列函数中为偶函数的是( )A .y =x 2sin xB .y =x 2cos xC .y =|ln x |D .y =2-x解析:选B.因为y =x 2是偶函数,y =sin x 是奇函数,y =cos x 是偶函数,所以A 选项为奇函数,B 选项为偶函数;C 选项中函数图象是把对数函数y =ln x 的图象在x 轴下方部分翻折到x 轴上方,其余部分的图象保持不变,故为非奇非偶函数;D 选项为指数函数y =x )21(,是非奇非偶函数.2.下列函数中既不是奇函数也不是偶函数的是( )A .y =2|x |B .y =lg(x +x 2+1)C .x x y -+=22D .y =lg1x +1解析:选D.选项D 中函数定义域为(-1,+∞),不关于原点对称,故y =lg 1x +1不是奇函数也不是偶函数,选项A 为偶函数,选项B 为奇函数,选项C 为偶函数.3.若f (x )是R 上周期为5的奇函数,且满足f (1)=1,f (2)=2,则f (3)-f (4)等于( ) A .-1 B .1 C .-2 D .2解析:选A.由f (x )是R 上周期为5的奇函数知f (3)=f (-2)=-f (2)=-2, f (4)=f (-1)=-f (1)=-1,∴f (3)-f (4)=-1,故选A.4.已知函数f (x )为奇函数,且当x >0时,f (x )=x 2+1x ,则f (-1)=( ) A .-2 B .0 C .1 D .2 解析:选A.当x >0时,f (x )=x 2+1x , ∴f (1)=12+11=2.∵f (x )为奇函数,∴f (-1)=-f (1)=-2.5.设f (x )是定义在R 上的周期为3的函数,当x ∈[-2,1)时,f (x )=⎩⎨⎧4x 2-2,-2≤x ≤0x ,0<x <1,则)25(f =( )A .0B .1 C.12 D .-1解析:选D.因为f (x )是周期为3的周期函数,所以)25(f =)21()321(-=+-f f =4×2)21(--2=-1,故选D.6.函数f (x )对于任意实数x 满足条件f (x +2)=1f (x ),若f (1)=-5,则f (f (5))=________. 解析:f (x +2)=1f (x ),∴f (x +4)=1f (x +2)=f (x ), ∴f (5)=f (1)=-5,∴f (f (5))=f (-5)=f (3)=1f (1)=-15. 答案:-157.已知f (x )是定义在R 上的偶函数,f (2)=1,且对任意的x ∈R ,都有f (x +3)=f (x ),则f (2 017)=________.解析:由f (x +3)=f (x )得函数f (x )的周期T =3,则f (2 017)=f (1)=f (-2),又f (x )是定义在R 上的偶函数,所以f (2 017)=f (2)=1. 答案:18.函数f (x )=e x +x (x ∈R )可表示为奇函数h (x )与偶函数g (x )的和,则g (0)=________. 解析:由题意可知h (x )+g (x )=e x +x ①,用-x 代替x 得h (-x )+g (-x )=e -x -x ,因为h (x )为奇函数,g (x )为偶函数,所以 -h (x )+g (x )=x e x -- ②.由(①+②)÷2得g (x )=e x +e -x 2,所以g (0)=e 0+e 02=1. 答案:19.已知f (x )是R 上的奇函数,且当x ∈(-∞,0)时,f (x )=-x lg(2-x ),求f (x )的解析式. 解:设x ∈(0,+∞),∴-x ∈(-∞,0),∴f (-x )=x lg(2+x ), ∵f (x )为奇函数,f (-x )=-f (x ),∴-f (x )=x lg(2+x ),∴f (x )=-x lg(2+x ). 又∵当x =0时,f (0)=0,适合f (x )=-x lg(2+x ) ∴f (x )=⎩⎨⎧-x lg (2+x ) x ∈[0,+∞)-x lg (2-x ) x ∈(-∞,0)10.已知函数f (x )=x 2+ax (x ≠0,常数a ∈R ). (1)讨论函数f (x )的奇偶性,并说明理由;(2)若函数f (x )在[2,+∞)上为增函数,求实数a 的取值范围. 解:(1)函数f (x )的定义域为{x |x ≠0}, 当a =0时,f (x )=x 2(x ≠0),显然为偶函数;当a ≠0时,f (1)=1+a ,f (-1)=1-a ,因此f (1)≠f (-1),且f (-1)≠-f (1),所以函数f (x )=x 2+a x (x ≠0)既不是奇函数,也不是偶函数.(2)f ′(x )=2x -a x 2=2x 3-a x 2,当a ≤0时,f ′(x )>0,则f (x )在[2,+∞)上是增函数;当a >0时,令f ′(x )=2x 3-a x 2≥0,解得x ≥32a ,由f (x )在[2,+∞)上是增函数,可知32a ≤2,解得0<a ≤16.综上,实数a 的取值范围是(-∞,16].B 组 能力突破1.若f (x )是定义在R 上的函数,则“f (0)=0”是“函数f (x )为奇函数”的 ( )A .必要不充分条件B .充要条件C .充分不必要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A.f (x )在R 上为奇函数⇒f (0)=0;f (0)=0f (x )在R 上为奇函数,如f (x )=x 2,故选A. 2.已知定义在R 上的奇函数f (x )和偶函数g (x )满足f (x )+g (x )=x x a a --+2(a >0,且a ≠1).若g (2)=a ,则f (2)等于( )A .2 B.154 C.174 D .a 2解析:选B.∵f (x )为奇函数,g (x )为偶函数,∴f (-2)=-f (2),g (-2)=g (2)=a ,∵f (2)+g (2)=a 2-a -2+2,①∴f (-2)+g (-2)=g (2)-f (2)=a -2-a 2+2,②由①、②联立,g (2)=a =2,f (2)=a 2-a -2=154.3.已知定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x -4)=-f (x ),且在区间[0,2]上是增函数,则( )A .f (-25)<f (11)<f (80)B .f (80)<f (11)<f (-25)C .f (11)<f (80)<f (-25)D .f (-25)<f (80)<f (11)解析:选D.由函数f (x )是奇函数且f (x )在[0,2]上是增函数可以推知,f (x )在[-2,2]上递增,又f (x -4)=-f (x )⇒f (x -8)=-f (x -4)=f (x ),故函数f (x )是以8为周期的周期函数.f (-25)=f (-1),f (11)=f (3)=-f (3-4)=f (1),f (80)=f (0),故f (-25)<f (80)<f (11).4.定义在R 上的函数f (x ),对任意x 均有f (x )=f (x +2)+f (x -2)且f (2 016)=2 016,则f (2 028)=________.解析:∵x ∈R ,f (x )=f (x +2)+f (x -2),∴f (x +4)=f (x +2)-f (x )=-f (x -2),∴f (x +6)=-f (x ),∴f (x +12)=f (x ),则函数f (x )是以12为周期的函数.又∵f (2 016)=2 016,∴f (2 028)=f (2 028-12)=f (2 016)=2 016.答案:2 0165.函数f (x )的定义域为D ={x |x ≠0},且满足对于任意x 1,x 2∈D ,有)()()(2121x f x f x x f +=⋅.(1)求f (1)的值;(2)判断f (x )的奇偶性并证明你的结论;(3)如果f (4)=1,f (x -1)<2,且f (x )在(0,+∞)上是增函数,求x 的取值范围.解:(1)∵对于任意x 1,x 2∈D ,有f (x 1·x 2)=f (x 1)+f (x 2),∴令x 1=x 2=1,得f (1)=2f (1),∴f (1)=0.(2)令x 1=x 2=-1,有f (1)=f (-1)+f (-1),∴f (-1)=12f (1)=0.令x 1=-1,x 2=x ,有f (-x )=f (-1)+f (x ),∴f (-x )=f (x ),∴f (x )为偶函数.(3)依题设有f (4×4)=f (4)+f (4)=2,由(2)知,f (x )是偶函数,∴f (x -1)<2⇔f (|x -1|)<f (16).又f (x )在(0,+∞)上是增函数.∴0<|x -1|<16,解得-15<x <17且x ≠1.∴x 的取值范围是{x |-15<x <17且x ≠1}.。
三角函数的图像和性质讲解(定义域,值域,周期,单调性等)

三角函数的图象与性质教学目标:1、掌握正、余弦函数的定义域和值域;2、进一步理解三角函数的周期性和奇偶性的概念,会求它们的周期,会判断它们的奇偶性;3、能正确求出正、余弦函数的单调区间教学重点:正、余弦函数的性质教学难点:正、余弦函数的单调性知识要点:1、定义域:函数sin y x =及cos y x =的定义域都是(),-∞+∞,即实数集R2、值域:函数sin y x =,x R ∈及cos y x =,x R ∈的值域都是[]1,1-理解:(1)在单位圆中,正弦线、余弦线的长都是等于或小于半径的长1的,所以sin 1x ≤,cos 1x ≤,即1sin 1x -≤≤,1cos 1-≤≤。
(2)函数sin y x =在2,()2x k k Z ππ=+∈时,y 取最大值1,当22x k ππ=-,()k Z ∈时,y 取最小值-1;函数cos y x =在2x k π=,()k Z ∈时,y 取最大值1,当2x k ππ=+,()k Z ∈时,y 取最小值-1。
正弦函数s i n y x =,x R ∈和余弦函数cos y x =,x R ∈是周期函数,2k π(0)k Z k ∈≠且都是它们的周期,最小正周期是2π。
4、奇偶性正弦函数sin y x =,x R ∈是奇函数,余弦函数cos y x =,x R ∈是偶函数。
理解:(1)由诱导公式()sin sin x x -=-,cos()cos x x -=可知以上结论成立;(2)反映在图象上,正弦曲线关于原点O 对称,余弦曲线关于y 轴对称。
5、单调性(1)由正弦曲线可以看出:当x 由2π-增大到2π时,曲线逐渐上升,sin x 由-1增大到1;当x 由2π增大到32π时,曲线逐渐下降,sin x 由1减至-1,由正弦函数的周期性知道:①正弦函数sin y x =在每一个闭区间2,222k k ππππ⎡⎤-++⎢⎥⎣⎦()k Z ∈上,都从-1增大到1,是增函数; ②在每一个闭区间32,222k k ππππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦()k Z ∈上,都从1减小到-1,是减函数。
专题05 函数周期性,对称性,奇偶性问题(解析版)
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【详解】因为 f (x 1) 为偶函数,所以 f (x 1) f (x 1) ,所以 f (x 2) f (x) , 因为 f (x 2) 为奇函数,所以 f (x 2) f (x 2) ,
所以 f (x 2) f (x) ,所以 f (x 4) f (x 2) f (x) ,
专题 05 函数周期性,对称性,奇偶性问题
一、结论(同号周期,异号对称.)
1、周期性:
已知定义在 R 上的函数 f (x) ,若对任意 x R ,总存在非零常数T ,使得 f (x T ) f (x) ,则称 f (x)
是周期函数, T 为其一个周期.除周期函数的定义外,还有一些常见的与周期函数有关的结论如下: (1)如果 f (x a) f (x) ( a 0 ),那么 f (x) 是周期函数,其中的一个周期 T 2a
所以 f x 关于 3,0 对称,所以 f x f 6 x 0 ,
因为 f x f 2 x , f x f 6 x 0 ,
所以 f 6 x f 2 x ,故 f x f x 4 f x 8 ,故 f x 的周期为 8,
因为 f x 关于 x 1 对称,关于 3,0 对称,所以 f x 关于 x 5 对称,
所以 f (x 2) f (x) ,从而 f (x 4) f (x 2) f (x) , f (x) 是周期函数,且周期为 4,所以 f (2k 1) 0, k Z , 因为 f (x) 的图象关于直线 x 2 对称,也关于点 (1, 0) 对称, 所以 f (x) 的图象关于点 (3, 0) 对称,所以 f (2) f (4) 0 , 所以 f (2) f (3) f (4) f (5) 0 ,
所以 f (x) 是以 4 为周期的周期函数, 由 f (x 2) f (x 2) ,令 x 0 ,得 f (2) f (2) ,则 f (2) 0 , 又 f (1) f (2) 2 ,得 f (1) 2 , 由 f (x 2) f (x 2) ,令 x 1 ,得 f (1) f (3) ,则 f (3) 2 , 由 f (x 2) f (x) ,令 x 2 ,得 f (4) f (2) 0 , 则 f (1) f (2) f (3) f (4) 0 ,
函数的周期性、对称性(解析版)

函数的周期性、对称性一、单选题1.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x =x -e 2+ln ex e -x ,若f e 2020 +f 2e2020+⋅⋅⋅+f 2018e 2020 +f 2019e 2020 =20192a +b ,其中b >0,则12a+a b 的最小值为()A.34B.54C.2D.22【答案】A【解析】因为f x =x -e 2+ln exe -x,所以f x +f e -x =x -e 2+ln ex e -x +(e -x )-e2+ln e (e -x )e -(e -x )=lnex e -x +ln e (e -x )x =ln exe -x ⋅e (e -x )x=ln e 2=2,令S =f e 2020 +f 2e 2020 +⋅⋅⋅+f 2018e 2020 +f 2019e2020 则2S =f e 2020 +f 2019e 2020 +f 2e 2020 +f 2018e 2020 +⋅⋅⋅+f 2019e 2020 +f e2020 =2×2019所以S =2019所以20192a +b =2019,所以a +b =2,其中b >0,则a =2-b .当a >0时12|a |+|a |b =12a +2-b b =12a +2b -1=12a +2b ⋅(a +b )2-1=1252+b 2a +2a b-1≥1252+2b 2a ⋅2a b -1=54当且仅当b 2a =2a b, 即 a =23,b =43 时等号成立;当a <0时 12|a |+|a |b =1-2a +-a b =1-2a +b -2b =1-2a +-2b +1=121-2a +-2b ⋅(a +b )+1=12-52+b -2a +-2ab +1≥12-52+2b -2a ⋅-2a b +1=34,当且仅当 b -2a =-2a b, 即 a =-2,b =4 时等号成立;因为34<54,所以12|a |+|a |b 的最小值为34.故选:A .2.(2023春·重庆·高三统考阶段练习)已知函数f (x )=ln x 2+1-x +1,正实数a ,b 满足f (2a )+f (b -4)=2,则4b a +a2ab +b 2的最小值为( )A.1B.2C.4D.658【答案】B【解析】f x +f -x =ln x 2+1-x +1+ln x 2+1+x +1=2,故函数f x 关于0,1 对称,又f x 在R 上严格递增;f (2a )+f (b -4)=2,∴2a +b -4=0即2a +b =4.4b a +a 2ab +b 2=4b a +a b 2a +b =4b a +a4b ≥24b a ⋅a 4b=2.当且仅当a =169,b =49时取得.故选:B .3.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x 的定义域为R ,f 2x +2 为偶函数,f x +1 为奇函数,且当x ∈0,1 时,f x =ax +b .若f 4 =1,则3i =1f i +12=( )A.12B.0C.-12D.-1【答案】C【解析】因为f 2x +2 为偶函数,所以f -2x +2 =f 2x +2 ,用12x +12代替x 得:f -x +1 =f x +3 ,因为f x +1 为奇函数,所以f -x +1 =-f x +1 ,故f x +3 =-f x +1 ①,用x +2代替x 得:f x +5 =-f x +3 ②,由①② 得:f x +5 =f x +1 ,所以函数f x 的周期T =4,所以f 4 =f 0 =1,即b =1,因为f -x +1 =-f x +1 ,令x =0得:f 1 =-f 1 ,故f 1 =0,f 1 =a +b =0,解得:a =-1,所以x ∈0,1 时,f x =-x +1,因为f -x +1 =-f x +1 ,令x =12,得f 12 =-f 32 ,其中f 12 =-12+1=12,所以f 32 =-12,因为f -2x +2 =f 2x +2 ,令x =14得:f -2×14+2 =f 2×14+2 ,即f 32 =f 52 =-12,因为T=4,所以f 72 =f72-4=f-12,因为f-x+1=-f x+1,令x=32得:f-12=-f52 =12,故f 72 =12,3 i=1fi+12=f32 +f52 +f72 =-12-12+12=-12.故选:C4.(2023·四川资阳·统考模拟预测)已知函数f x 的定义域为R,f x-2为偶函数,f x-2+f-x=0,当x∈-2,-1时,f x =1a x-ax-4(a>0且a≠1),且f-2=4.则13k=1f k=( )A.16B.20C.24D.28【答案】C【解析】因为f x-2是偶函数,所以f-x-2=f(x-2),所以f(x)=f(-x-4),所以函数f(x)关于直线x=-2对称,又因为f x-2+f-x=0,所以-f x-2=f-x,所以f(x)=-f(-x-2),所以f(x)关于点(-1,0)中心对称,由f(x)=f(-x-4)及f(x)=-f(-x-2)得f(-x-4)=-f(-x-2)所以f(-x-4)=-f(-x-2)=f(-x)所以函数f(x)的周期为4,因为当x∈-2,-1时,f x =1a x-ax-4(a>0且a≠1),且f-2=4,所以4=1a-2+2a-4,解得:a=2或a=-4,因为a>0且a≠1,所以a=2.所以当x∈-2,-1时,f x =12x-2x-4,所以f(-2)=4,f(-1)=0,f(-3)=f(-1)=0,f(0)=-f(-2)=-4,f(1)=f(1-4)=f(-3)=0,f(2)=f(-2)=4,f(3)=f(-1)=0,f(4)=f(0)=-4,所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=8,所以13k=1f k=f(1)+3×8=24,故选:C.5.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f(x),g(x)的定义域均为R,且f(x)+g(2-x)=5,g(x)-f(x-4)=7.若y=g(x)的图像关于直线x=2对称,g(2)=4,则22k=1f k =( )A.-21B.-22C.-23D.-24【答案】D【解析】因为y =g (x )的图像关于直线x =2对称,所以g 2-x =g x +2 ,因为g (x )-f (x -4)=7,所以g (x +2)-f (x -2)=7,即g (x +2)=7+f (x -2),因为f (x )+g (2-x )=5,所以f (x )+g (x +2)=5,代入得f (x )+7+f (x -2) =5,即f (x )+f (x -2)=-2,所以f 3 +f 5 +⋯+f 21 =-2 ×5=-10,f 4 +f 6 +⋯+f 22 =-2 ×5=-10.因为f (x )+g (2-x )=5,所以f (0)+g (2)=5,即f 0 =1,所以f (2)=-2-f 0 =-3.因为g (x )-f (x -4)=7,所以g (x +4)-f (x )=7,又因为f (x )+g (2-x )=5,联立得,g 2-x +g x +4 =12,所以y =g (x )的图像关于点3,6 中心对称,因为函数g (x )的定义域为R ,所以g 3 =6因为f (x )+g (x +2)=5,所以f 1 =5-g 3 =-1.所以∑22k =1f (k )=f 1 +f 2 +f 3 +f 5 +⋯+f 21 +f 4 +f 6 +⋯+f 22 =-1-3-10-10=-24.故选:D6.(2023·全国·高三专题练习)设函数f x =x 3+ax 2+bx +2a ,b ∈R ,若f 2+x +f 2-x =8,则下列不等式正确的是( )A.f e +f 32>8 B.f e +f 2-3 >8C.f ln7 +f 2+3 >8 D.f ln5 +f 3ln2 <8【答案】C【解析】由题(2+x )3+a (2+x )2+b (2+x )+2+(2-x )3+a (2-x )2+b (2-x )+2=8,化简整理得(6+a )x 2+2(2a +b +3)=0,于是6+a =0,2a +b +3=0⇒a =-6,b =9,所以f (x )=x 3-6x 2+9x +2,进而f (x )=3x 2-12x +9=3(x -1)(x -3),据此,f (x )在(-∞,1),(3,+∞)上单调递增,f (x )在(1,3)上单调递减,因为f (2+x )+f (2-x )=8,即f (x )+f (4-x )=8.对于A ,由f (e )+f (4-e )=8,又1<4-e <32<3,所以f (4-e )>f 32,即f (e )+f 32<8,故A 错误;对于B ,f (2-3)=(2-3)3-6(2-3)2+9(2-3)+2=4,因为1<2<e<3,所以f(2)>f(e),而f(2)=23-6×22+9×2+2=4,所以f(e)+f(2-3)<8,故B错误;对于C,f(2+3)=(2+3)3-6(2+3)2+9(2+3)+2=4,而1<ln7<2,所以f(ln7)>f(2)=4,所以f(ln7)+f(2+3)>8,故C正确;对于D,由f(ln5)+f(4-ln5)=8,因为1<3ln2<4-ln5<3,所以f(3ln2)>f(4-ln5),所以f(ln5)+f(3ln2)>8,故D错误.故选:C.7.(2023·全国·高三专题练习)定义在R上的奇函数f x 满足f2-x=f x ,且在0,1上单调递减,若方程f x =-1在0,1上所有实根之和是( )上有实数根,则方程f x =1在区间-1,11A.30B.14C.12D.6【答案】A【解析】由f2-x=f x 知函数f x 的图象关于直线x=1对称,∵f2-x=f x ,f x 是R上的奇函数,∴f-x=f x+2=-f x ,∴f x+4=f x ,∴f x 的周期为4,考虑f x 的一个周期,例如-1,3,由f x 在0,1上是增函数,上是减函数知f x 在1,2f x 在-1,0上是减函数,f x 在2,3上是增函数,对于奇函数f x 有f0 =0,f2 =f2-2=f0 =0,故当x∈0,1时,f x <f2 =0,时,f x <f0 =0,当x∈1,2当x∈-1,0时,f x >f0 =0,当x∈2,3时,f x >f2 =0,方程f x =-1在0,1上有实数根,则这实数根是唯一的,因为f x 在0,1上是单调函数,则由于f2-x上有唯一实数,=f x ,故方程f x =-1在1,2在-1,0上f x >0,和2,3则方程f x =-1在-1,0上没有实数根,和2,3从而方程f x =-1在一个周期内有且仅有两个实数根,当x∈-1,3,方程f x =-1的两实数根之和为x+2-x=2,当x∈-1,11,方程f x =-1的所有6个实数根之和为x+2-x+4+x+4+2-x+x+8+2-x+8=2+8+2+8+2+8=30.故选:A.8.(2023·全国·高三专题练习)对于三次函数f x =ax3+bx2+cx+d a≠0,给出定义:设f'x 是函数y=f x 的导数,f″x 是f'x 的导数,若方程f″x =0有实数解x0,则称点x0,f x0为函数y =f x 的“拐点”.经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且“拐点”就是对称中心.设函数g x =13x3-12x2+3x-512,则g12019+g22019+⋯+g20182019=( )A.2016B.2017C.2018D.2019【答案】C【解析】函数g x =13x3-12x2+3x-512,函数的导数g'x =x2-x+3,g'x =2x-1,由g'x0=0得2x0-1=0,解得x0=12,而g12 =1,故函数g x 关于点12,1对称,∴g x +g1-x=2,故设g12019+g22019+...+g20182019=m,则g20182019+g20172019+...+g12019=m,两式相加得2×2018=2m,则m=2018,故选C.9.(2023春·云南曲靖·高三曲靖一中校考阶段练习)定义在R上的函数f x 满足f-x+f x =0 ,f x =f2-x,且当x∈0,1时,f x =x2.则函数y=7f x -x+2的所有零点之和为( ) A.7 B.14 C.21 D.28【答案】B【解析】依题意,f x 是奇函数.又由f x =f2-x知,f x 的图像关于x=1对称.f x+4=f1+x+3=f1-x+3=f-2-x=-f2+x=-f2--x=-f-x=f x ,所以f x 是周期为4的周期函数.f2+x=f1+1+x=f1-1+x=f-x=-f x =-f2-x,所以f x 关于点2,0对称.由于y=7f x -x+2=0⇔f x =x-2 7从而函数y=7f x -x+2的所有零点之和即为函数f x 与g x =x-27的图像的交点的横坐标之和.而函数g x =x-27的图像也关于点2,0对称.画出y=f x ,g x =x-27的图象如图所示.由图可知,共有7个交点,所以函数y=7f x -x+2所有零点和为7×2=14.故选:B10.(2023·全国·高三专题练习)已知定义在R上的可导函数f x 的导函数为f (x),满足f (x)<f(x)且f x+3为偶函数,f(x+1)为奇函数,若f(9)+f(8)=1,则不等式f x <e x的解集为( )A.-3,+∞B.1,+∞C.(0,+∞)D.6,+∞【答案】C【解析】因为f x+3为偶函数,f(x+1)为奇函数,所以f x+3=f-x+3,f(x+1)+f(-x+1)=0.所以f x =f-x+6,f(x)+f(-x+2)=0,所以f(-x+6)+f(-x+2)=0.令t=-x+2,则f(t+4)+f(t)=0.令上式中t取t-4,则f(t)+f(t-4)=0,所以f(t+4)=f(t-4).令t取t+4,则f(t)=f(t+8),所以f(x)=f(x+8).所以f x 为周期为8的周期函数.因为f(x+1)为奇函数,所以f(x+1)+f(-x+1)=0,令x=0,得:f(1)+f(1)=0,所以f(1)=0,所以f(9)+f(8)=1,即为f(1)+f(0)=1,所以f(0)=1.记g x =f xe x,所以gx =f x -f xe x.因为f (x)<f(x),所以g x <0,所以g x =f xe x在R上单调递减.不等式f x <e x可化为f xe x<1,即为g x <g0 .所以x>0.故选:C11.(2023·全国·高三专题练习)设函数f x 的定义域为R,f x+1为奇函数,f x+2为偶函数,当x∈1,2时,f(x)=ax2+b.若f0 +f3 =6,则f 92 =( )A.-94B.-32C.74D.52【答案】D【解析】[方法一]:因为f x +1 是奇函数,所以f -x +1 =-f x +1 ①;因为f x +2 是偶函数,所以f x +2 =f -x +2 ②.令x =1,由①得:f 0 =-f 2 =-4a +b ,由②得:f 3 =f 1 =a +b ,因为f 0 +f 3 =6,所以-4a +b +a +b =6⇒a =-2,令x =0,由①得:f 1 =-f 1 ⇒f 1 =0⇒b =2,所以f x =-2x 2+2.思路一:从定义入手.f 92 =f 52+2 =f -52+2 =f -12 f -12 =f -32+1 =-f 32+1 =-f 52-f 52 =-f 12+2 =-f -12+2 =-f 32所以f 92 =-f 32 =52.[方法二]:因为f x +1 是奇函数,所以f -x +1 =-f x +1 ①;因为f x +2 是偶函数,所以f x +2 =f -x +2 ②.令x =1,由①得:f 0 =-f 2 =-4a +b ,由②得:f 3 =f 1 =a +b ,因为f 0 +f 3 =6,所以-4a +b +a +b =6⇒a =-2,令x =0,由①得:f 1 =-f 1 ⇒f 1 =0⇒b =2,所以f x =-2x 2+2.思路二:从周期性入手由两个对称性可知,函数f x 的周期T =4.所以f 92=f 12 =-f 32 =52.故选:D .二、多选题12.(2023春·云南·高三云南师大附中校考阶段练习)已知定义域为R 的函数f x 在-1,0 上单调递增,f 2+x =f 2-x ,且图象关于3,0 对称,则f x ( )A.周期T =4B.在0,2 单调递减C.满足f 2021 <f 2022 <f 2023D.在0,2023 上可能有1012个零点【答案】ABD【解析】A 选项:由f (2+x )=f (2-x )知f (x )的对称轴为x =2,且f (4+x )=f (-x ),又图象关于3,0 对称,即f (3+x )=-f (3-x ),故f (6+x )=-f (-x ),所以-f (4+x )=f (6+x ),即-f (x )=f (2+x ),所以f (x )=f (x +4),f (x )的周期为4,正确;B 选项:因为f (x )在-1,0 上单调递增,T =4,所以f (x )在3,4 上单调递增,又图象关于3,0 对称,所以f (x )在2,3 上单调递增,因为关于x =2对称,所以f (x )在1,2 上单调递减,f (1)=f (3)=0,故f (x )在0,2 单调递减,B 正确;C 选项:根据周期性,f (2021)=f (1),f (2022)=f (2),f (2023)=f (3),因为f (x )关于x =2对称,所以f (1)=f (3)=0,f (2)<f (1),故f (2022)<f (2021)=f (2023),错误;D 选项:在0,4 上,f (1)=f (3)=0,f (x )有2个零点,所以f (x )在0,2020 上有1010个零点,在2020,2023 上有2个零点,故f (x )在0,2023 上可能有1012个零点,正确,故选:ABD .13.(2023春·广东广州·高三统考阶段练习)已知函数f x 、g x 的定义域均为R ,f x 为偶函数,且f x +g 2-x =1,g x -f x -4 =3,下列说法正确的有( )A.函数g x 的图象关于x =1对称 B.函数f x 的图象关于-1,-1 对称C.函数f x 是以4为周期的周期函数 D.函数g x 是以6为周期的周期函数【答案】BC【解析】对于A 选项,因为f x 为偶函数,所以f -x =f x .由f x +g 2-x =1,可得f -x +g 2+x =1,可得g 2+x =g 2-x ,所以,函数g x 的图象关于直线x =2对称,A 错;对于B 选项,因为g x -f x -4 =3,则g 2-x -f -2-x =3,又因为f x +g 2-x =1,可得f x +f -2-x =-2,所以,函数f x 的图象关于点-1,-1 对称,B 对;对于C 选项,因为函数f x 为偶函数,且f x +f -2-x =-2,则f x +f x +2 =-2,从而f x +2 +f x +4 =-2,则f x +4 =f x ,所以,函数f x 是以4为周期的周期函数,C 对;对于D 选项,因为g x -f x -4 =3,且f x =f x -4 ,∴g x -f x =3,又因为f x +g 2-x =1,所以,g x +g 2-x =4,又因为g 2-x =g 2+x ,则g x +g x +2 =4,所以,g x +2 +g x +4 =4,故g x +4 =g x ,因此,函数g x 是周期为4的周期函数,D 错.故选:BC .14.(2023春·湖南长沙·高三长郡中学校考阶段练习)设定义在R 上的函数f x 与g x 的导函数分别为f x 和g x ,若f x +2 -g 1-x =2,f x =g x +1 ,且g x +1 为奇函数,则下列说法中一定正确的是( )A.g 1 =0 B.函数g x 的图象关于x =2对称C.2021k =1f k g k =0D.2022k =1g k =0【答案】AC【解析】因为g x +1 为奇函数,所以g x +1 =-g -x +1 ,取x =0可得g 1 =0,A 对,因为f x +2 -g 1-x =2,所以f x +2 +g 1-x =0;所以f x +g 3-x =0,又f x =g x +1 ,g x +1 +g 3-x =0,故g 2+x +g 2-x =0,所以函数g x 的图象关于点(2,0)对称,B 错,因为f x =g x +1 ,所以f x -g x +1 =0,所以f x -g x +1 =c ,c 为常数,因为f x +2 -g 1-x =2,所以f x -g 3-x =2,所以g x +1 -g 3-x =2-c ,取x =1可得c =2,所以g x +1 =g 3-x ,又g x +1 =-g -x +1 ,所以g 3-x =-g -x +1 ,所以g x =-g x -2 ,所以g x +4 =-g x +2 =g (x ),故函数g (x )为周期为4的函数,因为g x +2 =-g x ,所以g 3 =-g 1 =0,g 4 =-g 2 ,所以g (1)+g (2)+g (3)+g (4)=0,所以2022k =1g k =g (1)+g (2)+g (3)+g (4) +g (5)+g (6)+g (7)+g (8) +⋅⋅⋅+g (2017)+g (2018)+g (2019)+g (2020) +g (2021)+g (2022),所以2022k =1g k =505×0+ g (2021)+g (2022)=g (1)+g (2)=g (2),由已知无法确定g (2)的值,故2022k =1g k 的值不一定为0,D 错;因为f x +2 -g 1-x =2,所以f x +2 =2-g x +1 ,f x +6 =2-g x +5 ,所以f x +2 =f (x +6),故函数f (x )为周期为4的函数,f (x +4)g (x +4)=f (x )g (x )所以函数f (x )g (x )为周期为4的函数,又f (1)=2-g (0),f (2)=2-g (1)=2,f (3)=2-g (2)=2+g (0),f (4)=2-g (3)=2,所以f (1)g (1)+f (2)g (2)+f (3)g (3)+f (4)g (4)=0+2g (2)+2g (4)=0,所以2021k =1f k g k =505f (1)g (1)+f (2)g (2)+f (3)g (3)+f (4)g (4) +f (2021)g (2021)2021k =1f kg k =f (1)g (1)=0 ,C 对,故选:AC .15.(2023·全国·高三专题练习)设函数y =f (x )的定义域为R ,且满足f (x )=f (2-x ),f (-x )=-f (x -2),当x ∈(-1,1]时,f (x )=-x 2+1,则下列说法正确的是( )A.f (2022)=1B.当x ∈4,6 时,f (x )的取值范围为-1,0C.y =f (x +3)为奇函数D.方程f (x )=lg (x +1)仅有5个不同实数解【答案】BCD【解析】依题意,当-1<x<0时,0<f x <1,当0≤x≤1时,0≤f x ≤1,函数y=f(x)的定义域为R,有f(x)=f(2-x),又f(-x)=-f(x-2),即f(x)=-f(-x-2),因此有f(2-x)=-f(-x-2),即f(x+4)=-f(x),于是有f(x+8)=-f(x+4)=f(x),从而得函数f(x)的周期T=8,对于A,f2022=-f0 =-1,A不正确;=f252×8+6=f6 =f-2对于B,当4≤x≤5时,0≤x-4≤1,有0≤f(x-4)≤1,则f(x)=-f(x-4)∈[-1,0],当5≤x≤6时,-4≤2-x≤-3,0≤(2-x)+4≤1,有0≤f[(2-x)+4]≤1,f(x)=f(2-x)=-f[(2-x)+4]∈[-1,0],当x∈4,6,B正确;时,f(x)的取值范围为-1,0对于C,f(x+3)=-f[(x+3)+4]=-f(x-1)=-f[2-(x-1)]=-f(-x+3),函数y=f(x+3)为奇函数,C正确;对于D,在同一坐标平面内作出函数y=f(x)、y=lg(x+1)的部分图象,如图:方程f(x)=lg(x+1)的实根,即是函数y=f(x)与y=lg(x+1)的图象交点的横坐标,观察图象知,函数y=f(x)与y=lg(x+1)的图象有5个交点,因此方程f(x)=lg(x+1)仅有5个不同实数解,D正确.故选:BCD16.(2023·全国·高三专题练习)已知定义在R上的单调递增的函数f x 满足:任意x∈R,有f1-x+f1+x=2,f2+x=4,则( )+f2-xA.当x∈Z时,f x =xB.任意x∈R,f-x=-f xC.存在非零实数T,使得任意x∈R,f x+T=f xD.存在非零实数c,使得任意x∈R,f x -cx≤1【答案】ABD【解析】对于A,令x=1-t,则f t +f2-t=2,=2,即f x +f2-x又f2+x=4-2-f x=f x +2;=4-f2-x+f2-x=4,∴f x+2令x=0得:f1 +f1 =2,f2 +f2 =4,∴f1 =1,f2 =2,则由f x+2=f x +2可知:当x∈Z时,f x =x,A正确;对于B ,令x =1+t ,则f -t +f 2+t =2,即f -x +f 2+x =2,∴f -x =2-f 2+x =2-4-f 2-x =f 2-x -2,由A 的推导过程知:f 2-x =2-f x ,∴f -x =2-f x -2=-f x ,B 正确;对于C ,∵f x 为R 上的增函数,∴当T >0时,x +T >x ,则f x +T >f x ;当T <0时,x +T <x ,则f x +T <f x ,∴不存在非零实数T ,使得任意x ∈R ,f x +T =f x ,C 错误;对于D ,当c =1时,f x -cx =f x -x ;由f 1-x +f 1+x =2,f 2+x +f 2-x =4知:f x 关于1,1 ,2,2 成中心对称,则当a ∈Z 时,a ,a 为f x 的对称中心;当x ∈0,1 时,∵f x 为R 上的增函数,f 0 =0,f 1 =1,∴f x ∈0,1 ,∴f x -x ≤1;由图象对称性可知:此时对任意x ∈R ,f x -cx ≤1,D 正确.故选:ABD .17.(2023·全国·高三专题练习)设函数f (x )定义域为R ,f (x -1)为奇函数,f (x +1)为偶函数,当x ∈(-1,1)时,f (x )=-x 2+1,则下列结论正确的是( )A.f 72 =-34B.f (x +7)为奇函数C.f (x )在(6,8)上为减函数D.方程f (x )+lg x =0仅有6个实数解【答案】ABD【解析】f (x +1)为偶函数,故f (x +1)=f (-x +1),令x =52得:f 72 =f -52+1 =f -32,f (x -1)为奇函数,故f (x -1)=-f (-x -1),令x =12得:f -32 =-f 12-1 =-f -12,其中f -12 =-14+1=34,所以f 72 =f -32 =-f -12 =-34,A 正确;因为f (x -1)为奇函数,所以f (x )关于-1,0 对称,又f (x +1)为偶函数,则f (x )关于x =1对称,所以f (x )周期为4×2=8,故f (x +7)=f (x -1),所以f (-x +7)=f (-x -1)=-f x -1 =-f x -1+8 =-f x +7 ,从而f (x +7)为奇函数,B 正确;f (x )=-x 2+1在x ∈(-1,0)上单调递增,又f (x )关于-1,0 对称,所以f (x )在-2,0 上单调递增,且f (x )周期为8,故f (x )在(6,8)上单调递增,C 错误;根据题目条件画出f (x )与y =-lg x 的函数图象,如图所示:其中y =-lg x 单调递减且-lg12<-1,所以两函数有6个交点,故方程f (x )+lg x =0仅有6个实数解,D 正确.故选:ABD18.(2023·全国·高三专题练习)已知f (x )是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,f (x +1)是偶函数,且当x ∈0,1 时,f (x )=-x (x -2),则( )A.f x 是周期为2的函数B.f 2019 +f 2020 =-1C.f x 的值域为-1,1D.y =f x 在0,2π 上有4个零点【答案】BCD【解析】对于A ,f x +1 为偶函数,其图像关于x 轴对称,把f x +1 的图像向右平移1个单位得到f x 的图像,所以f (x )图象关于x =1对称,即f (1+x )=f (1-x ),所以f (2+x )=f (-x ),f x 为R 上的奇函数,所以f (-x )=-f x ,所以f (2+x )=-f (x ),用2+x 替换上式中的x 得, f (4+x )=-f (x +2),所以,f (4+x )=f (x ),则f x 是周期为4的周期函数.故A 错误.对于B ,f x 定义域为R 的奇函数,则f 0 =0,f x 是周期为4的周期函数,则f 2020 =f 0 =0;当x ∈0,1 时,f x =-x x -2 ,则f 1 =-1×1-2 =1,则f 2019 =f -1+2020 =f -1 =-f 1 =-1,则f 2019 +f 2020 =-1.故B 正确.对于C ,当x ∈0,1 时,f x =-x x -2 ,此时有0<f x ≤1,又由f x 为R 上的奇函数,则x ∈-1,0 时,-1≤f x <0,f (0)=0,函数关于x =1对称,所以函数f x 的值域-1,1 .故C 正确.对于D ,∵f (0)=0,且x ∈0,1 时,f x =-x x -2 ,∴x ∈[0,1],f (x )=-x (x -2),∴x ∈[1,2],2-x ∈[0,1],f (x )=f (2-x )=-x (x -2)①∴x ∈[0,2]时,f (x )=-x (x -2),此时函数的零点为0,2;∵f (x )是奇函数,∴x ∈[-2,0],f (x )=x (x +2),②∴x ∈2,4 时,∵f (x )的周期为4,∴x -4∈-2,0 ,f x =f x -4 =x -2 x -4 ,此时函数零点为4;③∴x ∈4,6 时,∴x -4∈0,2 ,f x =f x -4 =-(x -4)(x -6),此时函数零点为6;④∴x ∈6,2π 时,∴x -4∈2,4 ,f x =f x -4 =x -6 x -8 ,此时函数无零点;综合以上有,在(0,2π)上有4个零点.故D 正确;故选:BCD19.(2023春·广东广州·高三广州市禺山高级中学校考阶段练习)已知f x 是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,f x +1 是偶函数,且当x ∈0,1 时,f x =-x x -2 ,则( )A.f x 是周期为2的函数B.f 2019 +f 2020 =-1C.f x 的值域为[-1,1]D.f x 的图象与曲线y =cos x 在0,2π 上有4个交点【答案】BCD【解析】根据题意,对于A ,f x 为R 上的奇函数,f x +1 为偶函数,所以f (x )图象关于x =1对称,f (2+x )=f (-x )=-f (x )即f (x +4)=-f (x +2)=f (x )则f x 是周期为4的周期函数,A 错误;对于B ,f x 定义域为R 的奇函数,则f 0 =0,f x 是周期为4的周期函数,则f 2020 =f 0 =0;当x ∈0,1 时,f x =-x x -2 ,则f 1 =-1×1-2 =1,则f 2019 =f -1+2020 =f -1 =-f 1 =-1,则f 2019 +f 2020 =-1;故B 正确.对于C ,当x ∈0,1 时,f x =-x x -2 ,此时有0<f x ≤1,又由f x 为R 上的奇函数,则x ∈-1,0 时,-1≤f x <0,f (0)=0,函数关于x =1对称,所以函数f x 的值域[-1,1].故C 正确.对于D ,∵f (0)=0,且x ∈0,1 时,f x =-x x -2 ,∴x ∈[0,1],f (x )=-x (x -2),∴x ∈[1,2],2-x ∈[0,1],f (x )=f (2-x )=-x (x -2),∴x ∈[0,2],f (x )=-x (x -2),∵f (x )是奇函数,∴x ∈[-2,0],f (x )=x (x +2),∵f (x )的周期为4,∴x ∈[2,4],f (x )=(x -2)(x -4),∴x ∈[4,6],f (x )=-(x -4)(x -6),∴x ∈[6,2π],f (x )=(x -6)(x -8),设g (x )=f (x )-cos x ,当x ∈[0,2],g (x )=-x 2+2x -cos x ,g ′(x )=-2x +2+sin x ,设h(x)=g′(x),h′(x)=-2+cos x<0在[0,2]恒成立,h(x)在[0,2]单调递减,即g′(x)在[0,2]单调递减,且g′(1)=sin1>0,g′(2)=-2+sin2<0,存在x0∈(1,2),g′(x0)=0,x∈(0,x0),g′(x)>0,g(x)单调递增,x∈(x0,2),g′(x)<0,g(x)单调递减,g(0)=-1,g(1)=1-cos1>0,g(x0)>g(1)>0,g(2)=-cos2>0,所以g(x)在(0,x0)有唯一零点,在(x0,2)没有零点,即x∈(0,2],f x 的图象与曲线y=cos x有1个交点,当x∈2,4时,,g x =f x -cos x=x2-6x+8-cos x,则g′x =2x-6+sin x,h x =g′x =2x-6+sin x,则h′x =2+cos x>0,所以g′x 在2,4上单调递增,且g′3 =sin3>0,g′2 =-2+sin2<0,所以存在唯一的x1∈2,3⊂2,4,使得g′x =0,所以x∈2,x1,g′x <0,g x 在2,x1单调递减,x∈x1,4,g′x >0,g x 在x1,4单调递增,又g3 =-1-cos3<0,所以g x1<g(3)<0,又g2 =-cos2>0,g4 =-cos4>0,所以g x 在2,x1上有一个唯一的零点,在x1,4上有唯一的零点,所以当x∈2,4时,f x 的图象与曲线y=cos x有2个交点,,当x∈4,6时,同x∈[0,2],f x 的图象与曲线y=cos x有1个交点,当x∈[6,2π],f(x)=(x-6)(x-8)<0,y=cos x>0,f x 的图象与曲线y=cos x没有交点,所以f x 的图象与曲线y=cos x在0,2π上有4个交点,故D正确;故选:BCD.20.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f2x+1的图像关于直线x=1对称,函数y=f x+1关于点1,0对称,则下列说法正确的是( )A.f1-x=f1+xB.f x 的周期为4C.f1 =0D.f x =f32-x【答案】AB【解析】f2x的图像关于直线x=32对称,f x 的图像关于x=3对称,又关于点2,0中心对称,所以周期为4,所以B正确而D错误;又f 3-x =f 3+x ,其中x 换x +1得f 2-x =f 4+x =f x ,再将x 换x +1得f 1-x =f 1+x ,但无法得到f (1)=0 所以A 正确C 错误.故选:AB .21.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f (x )及其导函数f (x )的定义域均为R ,记g (x )=f (x ),若f 32-2x ,g (2+x )均为偶函数,则( )A.f (0)=0B.g -12 =0C.f (-1)=f (4)D.g (-1)=g (2)【答案】BC【解析】[方法一]:对称性和周期性的关系研究对于f (x ),因为f 32-2x为偶函数,所以f 32-2x =f 32+2x 即f 32-x =f 32+x ①,所以f 3-x =f x ,所以f (x )关于x =32对称,则f (-1)=f (4),故C 正确;对于g (x ),因为g (2+x )为偶函数,g (2+x )=g (2-x ),g (4-x )=g (x ),所以g (x )关于x =2对称,由①求导,和g (x )=f (x ),得f 32-x=f 32+x ⇔-f 32-x =f 32+x ⇔-g 32-x =g 32+x ,所以g 3-x +g x =0,所以g (x )关于32,0 对称,因为其定义域为R ,所以g 32=0,结合g (x )关于x =2对称,从而周期T =4×2-32 =2,所以g -12 =g 32 =0,g -1 =g 1 =-g 2 ,故B 正确,D 错误;若函数f (x )满足题设条件,则函数f (x )+C (C 为常数)也满足题设条件,所以无法确定f (x )的函数值,故A 错误.故选:BC .[方法二]:【最优解】特殊值,构造函数法.由方法一知g (x )周期为2,关于x =2对称,故可设g x =cos πx ,则f x =1πsin πx +c ,显然A ,D 错误,选BC .故选:BC .[方法三]:因为f 32-2x,g (2+x )均为偶函数,所以f 32-2x =f 32+2x 即f 32-x =f 32+x ,g (2+x )=g (2-x ),所以f 3-x =f x ,g (4-x )=g (x ),则f (-1)=f (4),故C 正确;函数f (x ),g (x )的图象分别关于直线x =32,x =2对称,又g (x )=f (x ),且函数f (x )可导,所以g 32 =0,g 3-x =-g x ,所以g (4-x )=g (x )=-g 3-x ,所以g (x +2)=-g (x +1)=g x ,所以g -12=g 32 =0,g -1 =g 1 =-g 2 ,故B 正确,D 错误;若函数f (x )满足题设条件,则函数f (x )+C (C 为常数)也满足题设条件,所以无法确定f (x )的函数值,故A 错误.故选:BC .【整体点评】方法一:根据题意赋值变换得到函数的性质,即可判断各选项的真假,转化难度较高,是该题的通性通法;方法二:根据题意得出的性质构造特殊函数,再验证选项,简单明了,是该题的最优解.22.(2023·全国·高三专题练习)定义f x 是y =f x 的导函数y =f x 的导函数,若方程f x =0有实数解x 0,则称点x 0,f x 0 为函数y =f x 的“拐点”.可以证明,任意三次函数f x =ax 3+bx 2+cx +d a ≠0 都有“拐点”和对称中心,且“拐点”就是其对称中心,请你根据这一结论判断下列命题,其中正确命题是( )A.存在有两个及两个以上对称中心的三次函数B.函数f x =x 3-3x 2-3x +5的对称中心也是函数y =tan π2x 的一个对称中心C.存在三次函数h x ,方程h x =0有实数解x 0,且点x 0,h x 0 为函数y =h x 的对称中心D.若函数g x =13x 3-12x 2-512,则g 12021+g 22021 +g 32021 +⋅⋅⋅+g 20202021 =-1010【答案】BCD【解析】对于A .设三次函数f x =ax 3+bx 2+cx +d a ≠0 ,易知y =f x 是一次函数,∴任何三次函数只有一个对称中心,故A 不正确;对于B .由f x =x 3-3x 2-3x +5,得f x =3x 2-6x -3,f x =6x -6,由6x -6=0,得x =1,函数f x 的对称中心为1,0 ,又由π2x =k π2,k ∈Z ,得x =k ,k ∈Z ,∴f x 的对称中心是函数y =tan π2x 的一个对称中心,故B 正确;对于C .设三次函数h x =ax 3+bx 2+cx +d a ≠0 ,所以h x =3ax 2+2bx +c ,h x =6ax +2b联立3ax 02+2bx 0+c =0,6ax 0+2b =0,得3ac -b 2=0,即当3ac -b 2=0时,存在三次函数h x ,方程h x =0有实数解x 0,且点x 0,h x 0 为函数y =h x 的对称中心,故C 正确.对于D .∵g x =13x 3-12x 2-512,∴g x =x 2-x ,g x =2x -1,令g x =2x -1=0,得x =12,∵g 12 =13×12 3-12×12 2-512=-12,∴函数g x =13x 3-12x 2-512的对称中心是12,-12,∴g x +g 1-x =-1,设T =g 12021+g 22021 +g 32021 +⋯+g 20202021 ,所以2T =g 12021 +g 20202021 +g 22021 +g 20192021 +⋯+g 20202021 +g 12021 =-2020所以g 12021 +g 22021 +g 32021+⋯+g 20202021 =-1010,故D 正确.故选:BCD .三、填空题23.(2023·全国·高三专题练习)设f x 的定义域为R ,且满足f 1-x =f 1+x ,f x +f -x =2,若f 1 =3,则f 1 +f 2 +f 3 +⋯+f 2022 f 2023 +f 2028 +f 2030=___________.【答案】2024【解析】因为f x +f -x =2,f 1 =3,所以f -1 =-1,f 0 =1,f 2 =f 0 =1,由f 1-x =f 1+x ,得f -x =f x +2 ,f x =f 2-x ,有f x +2 +f 2-x =2,可得f x +f 2-x -2 =2,有f x +f 4-x =2,又由f x +f -x =2,可得f 4-x =f -x ,可知函数f x 的周期为4,可得f 2023 =f -1 =-1,f 2028 =f 0 =1,f 2030 =f 2 =1,有f 2023 +f 2028 +f 2030 =1,因为f x +f -x =2,f 1 =3,所以f -1 =-1,f 0 =1由f 1-x =f 1+x 得f -x =f x +2 ,所以f x +f x +2 =2,f x +1 +f x +3 =2,即f x +f x +1 +f x +2 +f x +3 =4,所以f -1 +f 0 +f 1 +f 2 + f 3 +f 4 +⋯+f 2021 +f 2022 =4×506=2024所以f 1 +f 2 +f 3 +⋯+f 2022 =2024-f 0 -f -1 =2024-1--1 =2024.故f 1 +f 2 +f 3 +⋯+f 2022 f 2023 +f 2028 +f 2030 =2024.故答案为:202424.(2023·全国·高三专题练习)对于定义在D 上的函数f x ,点A m ,n 是f x 图像的一个对称中心的充要条件是:对任意x ∈D 都有f x +f 2m -x =2n ,判断函数f x =x 3+2x 2+3x +4的对称中心______.【答案】-23,7027【解析】因为f x =x 3+2x 2+3x +4,由于f x +f -23×2-x =x 3+2x 2+3x +4+-23×2-x 3+2-23×2-x 2+3-23×2-x +4=7027×2=14027.即m =-23,n =7027.所以-23,7027是f x =x 3+2x 2+3x +4的一个对称中心.故答案为:-23,7027 .25.(2023·全国·高三专题练习)对于三次函数f x =ax 3+bx 2+cx +d a ≠0 ,现给出定义:设f x 是函数y =f x 的导数,f x 是f x 的导数,若方程f x =0有实数解x 0,则称点x 0,f x 0 为函数f x =ax 3+bx 2+cx +d a ≠0 的“拐点”.经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”,任何一个三次函数都有对称中心,且“拐点”就是对称中心.设函数g x =2x 3-3x 2+1,则g 1100+g 2100+⋯+g 99100 =____.【答案】4912【解析】依题意得,g x =6x 2-6x ,g x =12x -6,令g x =0,得x =12, ∵g 12 =12,∴函数g x 的对称中心为12,12,则g 1-x +g x =1,∵1100+99100=2100+98100=⋯=49100+51100=1,∴g 1100 +g 99100 =g 2100 +g 98100 =⋯=g 49100 +g 51100 =1∴g 1100 +g 2100+⋯+g 99100 =g 1100 +g 99100 +g 2100 +g 98100 +⋯+g 49100 +g 51100 +g 12=49+12=4912,故答案为4912.26.(2023·四川成都·成都七中校考模拟预测)已知S n 为数列a n 的前n 项和,数列a n 满足a 1=-2,且S n =32a n+n ,f x 是定义在R 上的奇函数,且满足f 2-x =f x ,则f a 2021 =______.【答案】0【解析】∵S n =32a n +n ,∴S n -1=32a n -1+n -1n ≥2 ,两式相减得,a n =32a n -32a n -1+1,即a n -1=3a n -1-1 ,∴a n -1a n -1-1=3,即数列a n -1 是以-3为首项,3为公比的等比数列,∴a n -1=-3⋅3n -1=-3n ,∴a n =-3n +1.∵f x 是定义在R 上的奇函数,且满足f 2-x =f x ,∴令x =2,则f 2 =f 0 =0,又f2-x=f x =-f(-x),∴f(2+x)=-f(x),∴f(x+4)=f(x+2+2)=-f(x+2)=-[-f(-x)]=f(x),即f(x+4)=f(x),即f x 是以4为周期的周期函数.∵a2021=-32021+1=-4-12021+1=-C020*******⋅-10+C1202142020⋅-11+⋯+C2020202141⋅-12020+C2021202140⋅-12021+1=-C020*******⋅-10+C1202142020⋅-11+⋯+C2020202141⋅-12020+2其中C020*******⋅-10+C1202142020⋅-11+⋯+C2020202141⋅-12020能被4整除,∴f a2021=f-32021+1=f2 =0.故答案为:0.27.(2023·全国·高三专题练习)已知定义域为R的奇函数f x 满足f x+1=f3-x,当x∈0,2时,f x =-x2+4,则函数y=f x -a a∈R在区间-4,8上的零点个数最多时,所有零点之和为__________.【答案】14【解析】由于定义域为R的奇函数f x 满足f x+1=f3-x,∴f-x=-f x ,f x+4=f-x,∴f x+4=-f x ,∴f x+8=-f x+4=f x ,∴函数f x 为周期函数,且周期为8,当x∈0,2时,f x =-x2+4,函数y=f x -a a∈R在区间-4,8上的零点的个数,即为函数y=f x 与y=a 的交点的个数,作出函数 y=f x ,x∈-4,8上的函数的图象,显然,当a=0 时,交点最多,符合题意,此时,零点的和为-4+-2+0+2+4+6+8=14 .28.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f(x)满足f(x+3)=f(1-x)+9f(2)对任意x∈R恒成立,又函数f x +9 的图象关于点(-9,0)对称,且f (1)=2022,则f (45)=_________.【答案】-2022【解析】因为函数f (x )满足f (x +3)=f (1-x )+9f (2)对任意x ∈R 恒成立,所以令x =-1,即f (2)=f (2)+9f (2),解得f (2)=0,所以f (x +3)=f (1-x )对任意x ∈R 恒成立,又函数f x +9 的图象关于点(-9,0)对称,将函数f x +9 向右平移9个单位得到f (x ),所以f (x )关于点(0,0),即f (x )为R 上的奇函数,所以f (x )=-f -x ,又f (x +3)=f (1-x )对任意x ∈R 恒成立,令x =-x -3,得f (-x )=f (x +4),即-f (x )=f (x +4),再令x =x +4,得-f (x +4)=f (x +8),分析得f (x )=f (x +8),所以函数f (x )的周期为8,因为f (1)=2022,所以在f (x +3)=f (1-x )中,令x =0,得f (3)=f (1)=2022,所以f (45)=f 6×8-3 =f -3 =-f 3 =-2022.故答案为:-2022.29.(2023·全国·高三专题练习)已知f x 是定义在R 上的函数,若对任意x ∈R ,都有f (x +8)=f (x )+f (4),且函数f (x -2)的图像关于直线x =2对称,f (2)=3,则f (2022)=_______.【答案】3【解析】因为函数f (x -2)的图像关于直线x =2对称,所以函数f (x )的图像关于直线x =0对称,即函数f x 是偶函数,则有f x =f -x ;因为对任意x ∈R ,都有f (x +8)=f (x )+f (4),令x =-4,得f -4+8 =f -4 +f 4 ⇒f -4 =f 4 =0,所以对任意x ∈R ,都有f (x +8)=f (x )+f (4)=f x ,即函数f x 的周期为8,则f 2022 =f 252×8+6 =f 6 =f 6-8 =f -2 =f 2 =3,故答案为:3.30.(2023·全国·高三专题练习)已知定义在R 上的函数f (x )和函数g (x )满足2f (x )=g (x )-g (-x ),且对于任意x 都满足f (x )+f (-x -4)+5=0,则f (2021)+f (2019)=________.【答案】5050【解析】由题意知:f (x )定义域为R ,2f (-x )=g (-x )-g (x ),可得:f (x )+f (-x )=0,f (x )为奇函数,又f (-x -4)=-f (x )-5=-f (x +4),则f (x +4)=f (x )+5,可得:f (2021)+f (2019)=f (1+4×505)+f (-1+4×505)=f (1)+5×505+f (-1)+5×505=5050.故答案为:5050.31.(2023·全国·高三专题练习)已知定义域为R 的奇函数f x ,当x >0时,有f x =-log 34-x ,0<x ≤54f x -3 ,x >54,则f 2 +f 4 +f 6 +⋅⋅⋅+f 2022 =______.【答案】0【解析】R上的奇函数f x ,则有f-x=-f(x),而当x>0时,有f x =-log34-x,0<x≤5 4f x-3,x>5 4,于是有f(2)=f(-1)=-f(1)=1,f(4)=f(1)=-1,f(6)=f(3)=f(0)=0,因∀x>54,f(x)=f(x-3),则有∀n∈N∗,f(6n-4)=f(2)=1,f(6n-2)=f(1)=-1,f(6n)=f(3)=0,所以f2 +f4 +f6 +⋅⋅⋅+f2022=337f2 +f4 +f6=0.故答案为:032.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x =x3-3x2+9x+4,若f a =7,f b =15,则a+b=___________.【答案】2【解析】因为f x =3x2-6x+9,对称轴为x=1,所以f x 的对称中心为1,f1,即1,11,因为f x =3x2-6x+9=3(x-1)2+6>0,所以f x 在R上单调递增,所以方程f a =7,f b =15的解a,b均有且只有一个,因为f a +f b =2f1 =22,所以a,7,b,15关于对称中心1,11对称,所以a+b=2,故答案为:233.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x 的定义域为R,且f x 为奇函数,其图象关于直线x=2对称.当x∈0,4时,f x =x2-4x,则f2022=____.【答案】4【解析】∵f x 的图象关于直线x=2对称,∴f(-x)=f(x+4),又f x 为奇函数,∴f(-x)=-f x ,故f(x+4)=-f x ,则f(x+8)=-f(x+4)=f x ,∴函数f x 的周期T=8,又∵2022=252×8+6,∴f2022= f6 =f(-2)=-f2 =-(4-8)=4.故答案为:4.34.(2023·全国·高三专题练习)若函数f(x)=1-x2x2+ax+b,a,b∈R的图象关于直线x=2对称,则a+b=_______.【答案】7【解析】由题意f(2+x)=f(2-x),即f(x)=f(4-x),所以f(0)=f(4)f(1)=f(3),即b=-15(16+4a+b)0=-8(9+3a+b),解得a=-8b=15,此时f(x)=(1-x2)(x2-8x+15)=-x4+8x3-14x2-8x+15,f(4-x)=-(4-x)4+8(4-x)3-14(4-x)2-8(4-x)+15=-(x4-16x3+96x2-256x+256)+8(64-48x+12x2-x3)-14(16-8x+x2)-32+8x+15= -x4+8x3-14x2-8x+15=f(x),满足题意.所以a=-8,b=15,a+b=7.故答案为:7.35.(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x =3x-5x-2,g x =2x+22x-2+1,记f(x)与g(x)图像的交点横,纵坐标之和分别为m与n,则m-n的值为________.【答案】-2.【解析】f(x)=3x-5x-2=3+1x-2在(-∞,2)和(2,+∞)上都单调递减,且关于点(2,3)成中心对称,g(x)=2x+22x-2+1=4×2x-2+22x-2+1=4-22x-2+1在(-∞,+∞)上单调递增,g(4-x)+g(x)=4-222-x+1+4-22x-2+1=8-2(2x-2+1)+2(22-x+1)(22-x+1)(2x-2+1)=8-2(2x-2+22-x+2)2+2x-2+22-x=8-2=6,所以g(x)的图像也关于点(2,3)成中心对称,所以f(x)与g(x)图像有两个交点且关于点(2,3)对称,设这两个交点为(x1,y1)、(x2,y2),则x1+x2=2×2=4,y1+y2=2×3=6,所以m=4,n=6,所以m-n=4-6=-2.故答案为:-2.。
【高中数学函数专题】函数的周期性(解析版)
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函数的周期专题六性1.周期函数的定义对于函数y =f (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 (x +T )=f (x ),那么就称函数y =f (x )为周期函数,称T 为这个函数的周期.如果T 是函数y =f (x )的周期,则kT (k ∈Z 且k ≠0)也是y =f (x )的周期,即f (x +kT )=f (x );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.2.函数周期性常用的结论结论1:若f (x +a )=f (x -a ),则f (x )的一个周期为2a ;结论2:若f (x +a )=-f (x ),则f (x )的一个周期为2a ;结论3:若f (x +a )+f (x )=c (a ≠0),则f (x )的一个周期为2a ;结论4:若f (x )=f (x +a )+f (x -a )(a ≠0),则f (x )的一个周期为6a ;结论5:若f (x +a )=1f (x ),则f (x )的一个周期为2a ;结论6:若f (x +a )=-1f (x ),则f (x )的一个周期为2a ;结论7:若函数f (x )关于直线x =a 与x =b 对称,则f (x )的一个周期为2|b -a |.结论8:若函数f (x )关于点(a ,0)对称,又关于点(b ,0)对称,则f (x )的一个周期为2|b -a |.结论9:若函数f (x )关于直线x =a 对称,又关于点(b ,0)对称,则f (x )的一个周期为4|b -a |.结论7—结论9的记忆:两次对称成周期,两轴两心二倍差,一轴一心四倍差.总规律:在函数的奇偶性、对称性、周期性中,知二断一.即这三条性质中,只要已知两条,则第三条一定成立.考点一已知函数的周期性(显性的),求函数值【方法总结】利用函数的周期性,可将其他区间上的求值等问题,转化到已知区间上,进而解决问题.【例题选讲】[例1](1)若f (x )是R 上周期为2的函数,且满足f (1)=1,f (2)=2,则f (3)-f (4)=__________.答案-1解析由f (x +2)=f (x )可得f (3)-f (4)=f (1)-f (2)=1-2=-1.(2)设f (x )是定义在R 上的周期为3的函数,当x ∈[-2,1)时,f (x )x 2-2,-2≤x ≤0,,0<x <1,则=________.答案14解析由题意可得-2=14,=14.(3)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 )+a ,-1≤x <0,|25-x|,0≤x <1,其中a ∈R .若5(2f -=9(2f ,则f (5a )的值是________.答案-25解析:由题意可得5()2f -==-12+a,9()2f =|25-12|=110,则-12+a =110,a =35,故f (5a )=f (3)=f (-1)=-1+35=-25.【高中数学函数专题】(4)函数f(x)满足f(x+4)=f(x)(x∈R),且在区间(-2,2]上,f(x)cosπx2,0<x≤2,x+12|,-2<x≤0,则f(f(15))的值为________.答案22解析由函数f(x)满足f(x+4)=f(x)(x∈R),可知函数f(x)的周期是4,所以f(15)=f(-1)=|-1+12|=12,所以f(f(15))=cosπ4=22.(5)定义在R上的函数f(x),满足f(x+5)=f(x),当x∈(-3,0]时,f(x)=-x-1,当x∈(0,2]时,f(x)=log2x,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2019)的值等于()A.403B.405C.806D.809答案B解析定义在R上的函数f(x),满足f(x+5)=f(x),即函数f(x)的周期为5.又当x∈(0,2]时,f(x)=log2x,所以f(1)=log21=0,f(2)=log22=1.当x∈(-3,0]时,f(x)=-x-1,所以f(3)=f(-2)=1,f(4)=f(-1)=0,f(5)=f(0)=-1.故f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2019)=403×[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)]+f(2016)+f(2017)+f(2018)+f(2019)=403×1+f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=403+0+1+1+0=405.【对点训练】1.已知f(x)是R上最小正周期为2的周期函数,且当0≤x<2时,f(x)=x3-x,则函数y=f(x)的图象在区间[0,6]上与x轴的交点个数为________.1.答案7解析因为当0≤x<2时,f(x)=x3-x.又f(x)是R上最小正周期为2的周期函数,且f(0)=0,则f(6)=f(4)=f(2)=f(0)=0.又f(1)=0,∴f(3)=f(5)=f(1)=0,故函数y=f(x)的图象在区间[0,6]上与x轴的交点有7个.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)1≤x<0,0≤x≤1,其中a,b∈R.若=a+3b的值为________.2.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 f(-1)=f(1),故=,从而12b+212+1=-12a+1,即3a+2b=-2,①.由f(-1)=f(1),得-a+1=b+22,即b=-2a,②.由①②得a=2,b=-4,从而a+3b=-10.3.已知函数f(x)(1-x),0≤x≤1,-1,1<x≤2,如果对任意的n∈N*,定义f n(x)={[()]}n ff f f x⋅⋅⋅个,那么f2019(2)的值为()A.0B.1C.2D.33.答案C解析∵f1(2)=f(2)=1,f2(2)=f(1)=0,f3(2)=f(0)=2,f4(2)=f(2)=1,∴f n(2)的值具有周期性,且周期为3,∴f2019(2)=f3×673(2)=f3(2)=2,故选C.4.定义在R上的函数f(x)满足f(x+6)=f(x).当-3≤x<-1时,f(x)=-(x+2)2;当-1≤x<3时,f(x)=x.则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2022)=__________.4.答案337解析由f(x+6)=f(x)可知,函数f(x)的周期为6,由已知条件可得f(1)=1,f(2)=2,f(3)=f(-3)=-1,f(4)=f(-2)=0,f(5)=f(-1)=-1,f(6)=f(0)=0,所以在一个周期内有f(1)+f(2)+f(3)+…+f(6)=1+2-1+0-1+0=1,所以f(1)+f(2)+…+f(2022)=337×1=337.5.已知函数f(x)的定义域为R.当x<0时,f(x)=x3-1;当-1≤x≤1时,f(-x)=-f(x);当x>12时,f(6)=()A.-2B.-1C.0D.25.答案D解析当x>12时,由可得当x>0时,f(x)=f(x+1),所以f(6)=f(1),而f(1)=-f(-1),f(-1)=(-1)3-1=-2,所以f(6)=f(1)=2,故选D.6.对任意的实数x都有f(x+2)-f(x)=2f(1),若y=f(x-1)的图象关于x=1对称,且f(0)=2,则f(2019)+f(2020)=()A.0B.2C.3D.46.答案B解析∵y=f(x-1)的图象关于x=1对称,则函数y=f(x)的图象关于x=0对称,即函数f(x)是偶函数.令x=-1,则f(-1+2)-f(-1)=2f(1),即f(1)-f(1)=2f(1)=0,即f(1)=0.则f(x+2)-f(x)=2f(1)=0,即f(x+2)=f(x),即函数的周期是2,又f(0)=2,则f(2019)+f(2020)=f(1)+f(0)=0+2=2,故选B.考点二已知函数的周期性(隐性1),求函数值【方法总结】已知函数的周期性(隐性1),可利用周期性的性质结论1到结论6,先明确了周期再将其他区间上的求值转化到已知区间上,进而解决问题.【例题选讲】[例2](1)已知定义在R上的函数f(x)满足f(x+1)=-f(x),且f(x),-1<x≤0,1,0<x≤1,则下列函数值为1的是()A.f(2.5)B.f(f(2.5))C.f(f(1.5))D.f(2)答案D解析由f(x+1)=-f(x)知f(x+2)=-f(x+1)=f(x),于是f(x)是以2为周期的周期函数,从而f(2.5)=f(0.5)=-1,f(f(2.5))=f(-1)=f(1)=-1,f(f(1.5))=f(f(-0.5))=f(1)=-1,f(2)=f(0)=1,故选D.(2)已知定义在R上的函数f(x),对任意x∈R,都有f(x+4)=f(x)+f(2)成立,若函数y=f(x+1)的图象关于直线x=-1对称,则f(2018)的值为()A.2018B.-2018C.0D.4答案C解析依题意得,函数y=f(x)的图象关于直线x=0对称,因此函数y=f(x)是偶函数,且f(-2+4)=f(-2)+f(2),即f(2)=f(2)+f(2),所以f(2)=0,所以f(x+4)=f(x),即函数y=f(x)是以4为周期的函数,f(2018)=f(4×504+2)=f(2)=0.(3)已知f(x)是定义在R上的函数,并且f(x+2)=1f(x),当2≤x≤3时,f(x)=x,则f(2022)=__________.答案2解析由f(x+2)=1f(x)得f(x+4)=1f(x+2)=f(x),所以T=4,f(2022)=f(4×505+2)=f(2)=2.(4)已知定义在R上的函数f(x)满足f(2)=2-3,且对任意的x都有f(x+2)=1-f(x),则f(2020)=________.答案-2-3解析由f(x+2)=1-f(x),得f(x+4)=1-f(x+2)=f(x),所以函数f(x)的周期为4,所以f (2020)=f (4).因为f (2+2)=1-f (2),所以f (4)=-1f (2)=-12-3=-2- 3.故f (2020)=-2-3.(5)已知定义在R 上的函数满足f (x +2)=-1f (x ),当x ∈(0,2]时,f (x )=2x -1.则f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2018)的值为________.答案1348解析∵f (x +2)=-1f (x ),∴f (x +4)=-1f (x +2)=f (x ),∴函数y =f (x )的周期T =4.又x ∈(0,2]时,f (x )=2x -1,∴f (1)=1,f (2)=3,f (3)=-1f (1)=-1,f (4)=-1f (2)=-13.∴f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2018)=504[f (1)+f (2)+f (3)+f (4)]+f (504×4+1)+f (504×4+2)=+3-11+3=1348.【对点训练】7.函数f (x )满足f (x +1)=-f (x ),且当0≤x ≤1时,f (x )=2x (1-x ),则5(2f 的值为()A .12B .14C .-14D .-127.答案A解析由f (x +1)=-f (x )得f (x +2)=f (x ),即函数f (x )的周期为2,则5()2f =2×12×=12,故选A .8.已知f (x )是定义在R 上的函数,且f (x +2)=-f (x ).当x ∈(0,2)时,f (x )=2x 2,则f (7)=()A .-2B .2C .-98D .988.答案A解析由f (x +2)=-f (x ),得f (7)=-f (5)=f (3)=-f (1)=-2.故选A .9.已知定义在R 上的函数f (x )满足f (x )=-f (x +2),当x ∈(0,2]时,f (x )=2x +log 2x ,则f (2019)=()A .5B .12C .2D .-29.答案D解析由f (x )=-f (x +2),得f (x +4)=f (x ),所以函数f (x )是周期为4的周期函数,所以f (2019)=f (504×4+3)=f (3)=f (1+2)=-f (1)=-(2+0)=-2.10.已知函数f (x )对任意x ∈R ,都有f (x +6)+f (x )=0,y =f (x -1)的图象关于点(1,0)对称,且f (2)=4,则f (2014)=()A .0B .-4C .-8D .-1610.答案B解析由题意可知,函数f (x )对任意x ∈R ,都有f (x +6)=-f (x ),∴f (x +12)=f [(x +6)+6]=-f (x +6)=f (x ),∴函数f (x )的周期T =12.把y =f (x -1)的图象向左平移1个单位得y =f (x -1+1)=f (x )的图象,关于点(0,0)对称,因此函数f (x )为奇函数,∴f (2014)=f (167×12+10)=f (10)=f (10-12)=f (-2)=-f (2)=-4.故选B .11.已知定义在R 上的函数f (x )满足f (4)=2-3,且对任意的x 都有f (x +2)=1-f (x ),则f (2018)=()A .-2-3B .-2+3C .2-3D .2+311.答案A解析由f (x +2)=1-f (x )得f (x +4)=f (x ).所以函数f (x )的周期为4,所以f (2018)=f (2).又f (4)=f (2+2)=1-f (2)=2-3,所以-f (2)=12-3=2+3,即f (2)=-2-3,故选A .12.已知f (x )是定义在R 上的函数,且满足f (x +2)=-1f (x ),当2≤x ≤3时,f (x )=x ,则________.12.答案52解析∵f (x +2)=-1f (x ),∴f (x +4)=f (x ),∴2≤x ≤3时,f (x )=x ,∴=52,∴=52.考点三已知函数的周期性(隐性2),求函数值【方法总结】已知函数的周期性(隐性2),可利用周期性的性质结论7到结论9,先明确了周期再将其他区间上的求值转化到已知区间上,进而解决问题.【例题选讲】[例3](1)已知函数y =f (x )满足y =f (-x )和y =f (x +2)是偶函数,且f (1)=π3,设F (x )=f (x )+f (-x ),则F (3)=()A .π3B .2π3C .πD .4π3答案B解析由y =f (-x )和y =f (x +2)是偶函数知f (-x )=f (x ),且f (x +2)=f (-x +2),则f (x +2)=f (x -2).∴f (x +4)=f (x ),则y =f (x )的周期为4.所以F (3)=f (3)+f (-3)=2f (3)=2f (-1)=2f (1)=2π3.(2)函数f (x )的定义域为R ,且满足:f (x )是偶函数,f (x -1)是奇函数,若f (0.5)=9,则f (8.5)等于()A .-9B .9C .-3D .0答案B解析因为f (x -1)是奇函数,所以f (-x -1)=-f (x -1),即f (-x )=-f (x -2).又因为f (x )是偶函数,所以f (x )=-f (x -2)=f (x -4),故f (x )的周期为4,所以f (0.5)=f (8.5)=9.故选B .(3)奇函数f (x )的定义域为R ,若f (x +1)为偶函数,且f (1)=2,则f (4)+f (5)的值为()A .2B .1C .-1D .-2解析:设g (x )=f (x +1),∵f (x +1)为偶函数,则g (-x )=g (x ),即f (-x +1)=f (x +1).∵f (x )是奇函数,∴f (-x +1)=f (x +1)=-f (x -1),∴f (x +2)=-f (x ),f (x +4)=f (x +2+2)=-f (x +2)=f (x ),则f (4)=f (0)=0,f (5)=f (1)=2,∴f (4)+f (5)=0+2=2,故选A .(4)已知f (x )是定义在R 上的奇函数,f (x +1)是偶函数,当x ∈(2,4)时,f (x )=|x -3|,则f (1)+f (2)+f (3)+f (4)+…+f (2020)=________.答案解析因为f (x )为奇函数,f (x +1)为偶函数,所以f (x +1)=f (-x +1)=-f (x -1),所以f (x+2)=-f (x ),所以f (x +4)=-f (x +2)=f (x ),所以函数f (x )的周期为4,所以f (4)=f (0)=0,f (3)=f (-1)=-f (1).在f (x +1)=f (-x +1)中,令x =1,可得f (2)=f (0)=0,所以f (1)+f (2)+f (3)+f (4)=0,所以f (1)+f (2)+f (3)+f (4)+…+f (2020)=0.(5)设函数f (x )是定义在R 上的奇函数,对任意实数x 有33()()22f x f x +=--成立.若f (1)=2,则f (2)+f (3)=________.答案-2解析由33()()22f x f x +=--,且f (-x )=-f (x ),知f (3+x )=f 32+-f 32-=-f (-x )=f (x ),所以y =f (x )是周期函数,且T =3是其一个周期.因为f (x )为定义在R 上的奇函数,所以f (0)=0,且f (-1)=-f (1)=-2,又T =3是y =f (x )的一个周期,所以f (2)+f (3)=f (-1)+f (0)=-2+0=-2.(6)已知f (x )是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,满足f (1-x )=f (1+x ).若f (1)=2,则f (1)+f (2)+f (3)+…+f(50)等于()A.-50B.0C.2D.50答案C解析∵f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x),∴f(1-x)=-f(x-1).∵f(1-x)=f(1+x),∴-f(x -1)=f(x+1),∴f(x+2)=-f(x),∴f(x+4)=-f(x+2)=-[-f(x)]=f(x),∴函数f(x)是周期为4的周期函数.由f(x)为奇函数且定义域为R得f(0)=0,又∵f(1-x)=f(1+x),∴f(x)的图象关于直线x=1对称,∴f(2)=f(0)=0,∴f(-2)=0.又f(1)=2,∴f(-1)=-2,∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=f(1)+f(2)+f(-1)+f(0)=2+0-2+0=0,∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+…+f(49)+f(50)=0×12+f(49)+f(50)=f(1)+f(2)=2+0=2,故选C.【对点训练】13.定义在R上的奇函数f(x)满足f(x+1)是偶函数,且当x∈[0,1]时,f(x)=x(3-2x),则()A.12B.-12C.-1D.113.答案C解析∵y=f(x)是定义在R上的奇函数,∴f(-x)=-f(x),∵函数y=f(x+1)是定义在R上的偶函数,∴f(-x+1)=f(x+1)=-f(x-1),f(x+2)=-f(x),可得f(x+4)=-f(x+2)=f(x),则f(x)的周期是4,∴f-12=-=-12·(3-1)=-1,故选C.14.已知偶函数f(x)的定义域为R,若f(x-1)为奇函数,且f(2)=3,则f(5)+f(6)的值为() A.-3B.-2C.2D.314.答案D解析因为f(x-1)是奇函数,所以f(-x-1)=-f(x-1),即f(-x)=-f(x-2).又因为f(x)是偶函数,所以f(x)=-f(x-2)=f(x-4),故f(x)的周期为4,所以f(5)+f(6)=f(1)+f(2)=0+3=3.选D.15.偶函数y=f(x)的图象关于直线x=2对称,f(3)=3,则f(-1)=________.15.答案3解析解析:因为f(x)的图象关于直线x=2对称,所以f(x)=f(4-x),f(-x)=f(4+x).又f(-x)=f(x),所以f(x)=f(4+x),则f(-1)=f(4-1)=f(3)=3.16.已知奇函数f(x)的图象关于直线x=3对称,当x∈[0,3]时,f(x)=-x,则f(-16)=________.16.答案2解析根据题意,函数f(x)的图象关于直线x=3对称,则有f(x)=f(6-x),又由函数为奇函数,则f(-x)=-f(x),则有f(x)=-f(6-x)=f(x-12),则f(x)的最小正周期是12,故f(-16)=f(-4)=-f(4)=-f(2)=-(-2)=2.17.已知f(x)是定义在R上的奇函数,满足f(1+x)=f(1-x),且f(1)=a,则f(2)+f(3)+f(4)=() A.0B.-a C.a D.3a17.答案B解析因为函数f(x)满足f(1+x)=f(1-x),所以f(x)关于直线x=1对称,所以f(2)=f(0),f(3)=f(-1),又f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=0,又由f(1+x)=f(1-x)可得f(x+1)=f(1-x)=-f(x-1),所以f(x+2)=-f(x),故f(x+4)=-f(x+2)=f(x),因此,函数f(x)是以4为周期的周期函数,所以f(4)=f(0),又f(1)=a,因此f(2)+f(3)+f(4)=f(0)+f(-1)+f(0)=-f(1)=-a.故选B.18.函数y=f(x)满足对任意x∈R都有f(x+2)=f(-x)成立,且函数y=f(x-1)的图象关于点(1,0)对称,f(1)=4,则f(2016)+f(2017)+f(2018)的值为________.18.答案4解析∵函数y=f(x-1)的图象关于点(1,0)对称,∴f(x)是R上的奇函数,又f(x+2)=-f(x),∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x),故f(x)的周期为4,∴f(2017)=f(504×4+1)=f(1)=4,∴f(2016)+f(2018)=f(2016)+f(2016+2)=f(2016)-f(2016)=0,∴f(2016)+f(2017)+f(2018)=4.。
2020高一数学必修一:函数周期性及其图像变换(1对1讲义)
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函数周期性及其图像变换一、知识梳理1.周期函数对于函数y=f(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(x+T)=f(x),那么就称函数y=f(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.【例题精讲】例1、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.【归纳总结】1. 周期性常用的结论:对f(x)定义域内任一自变量的值x:(1)若f(x+a)=-f(x),则T=2a;(2)若f(x+a)=1f x,则T=2a;(3)若f (x +a )=-1f x,则T =2a .2.周期性与奇偶性相结合的综合问题中,周期性起到转换自变量值的作用,奇偶性起到调节符号作用.变式训练:设函数f (x )是定义在R 上的周期为2的偶函数,当x ∈[0,1]时,f (x )=x +1,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32=________.例2、已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且它的图象关于直线x =1对称. (1)求证:f (x )是周期为4的周期函数;(2)若f (x )=x (0<x ≤1),求x ∈[-5,-4]时,函数f (x )的解析式.例3、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 )=⎩⎨⎧ax +1,-1≤x <0,bx +2x +1,0≤x ≤1,其中a ,b ∈R.若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,则a +3b 的值为________.题型二、函数的图像及变换(一)、利用描点法作函数图象其基本步骤是列表、描点、连线,首先:①确定函数的定义域;②化简函数解析式;③讨论函数的性质(奇偶性、单调性、周期性);其次:列表(尤其注意特殊点、零点、最大值点、最小值点、与坐标轴的交点);最后:描点,连线.(二)、利用基本函数的图象作图1.平移变换(1)水平平移:y=f(x±a)(a>0)的图象,可由y=f(x)的图象向左(+)或向右(-)平移a个单位而得到.(2)竖直平移:y=f(x)±b(b>0)的图象,可由y=f(x)的图象向上(+)或向下(-)平移b个单位而得到.2.对称变换(1)y=f(-x)与y=f(x)的图象关于y轴对称.(2)y=-f(x)与y=f(x)的图象关于x轴对称.(3)y=-f(-x)与y=f(x)的图象关于原点对称.(4)要得到y=|f(x)|的图象,可将y=f(x)的图象在x轴下方的部分以x 轴为对称轴翻折到x轴上方,其余部分不变.(5)要得到y=f(|x|)的图象,可将y=f(x),x≥0的部分作出,再利用偶函数的图象关于y轴的对称性,作出x<0时的图象.3.伸缩变换(1)y=Af(x)(A>0)的图象,可将y=f(x)图象上所有点的纵坐标变为原来的A倍,横坐标不变而得到.(2)y=f(ax)(a>0)的图象,可将y=f(x)图象上所有点的横坐标变为原来的1a倍,纵坐标不变而得到.根据解析式作函数的图象例1、作出下列函数的图象:(1) y=x3|x|; (2) y=x+2x-1;变式训练:1、画出函数y=x2-2|x|-1的图象:2、函数y=x|x|的图象大致是( )识图与辩图例2、已知定义在区间[0,2]上的函数y=f(x)的图象如图所示,则y=-f(2-x)的图象为( )【总结归纳】“看图说话”常用的方法(1)定性分析法:通过对问题进行定性的分析,从而得出图象的上升(或下降)的趋势,利用这一特征分析解决问题.(2)定量计算法:通过定量的计算来分析解决问题.(3)函数模型法:由所提供的图象特征,联想相关函数模型,利用这一函数模型来分析解决问题.变式训练:1、如图,函数f (x )的图象是曲线OAB ,其中点O ,A ,B 的坐标分别为(0,0),(1,2),(3,1),则f ⎝⎛⎭⎪⎫1f 3的值等于________.函数图象的应用例3、已知函数y =|x 2-1|x -1的图象与函数y =kx -2的图象恰有两个交点,则实数k 的取值范围 是________.【题后悟道】所谓数形结合思想,包含“以形助数”和“以数辅形”两个方面,其应用大致可以分为两种情形:一是借助形的生动性和直观性来阐明数之间的联系,即以形作为手段,数作为目的,比如应用函数的图象来直观地说明函数的性质;二是借助于数的精确性和规范严密性来阐明形的某些属性,即以数作为手段,形作为目的,如应用曲线的方程来精确地阐明曲线的几何性质.解答本题利用了数形结合思想,本题首先作出y =|x 2-1|x -1的图象,然后利用图象直观确定直线y =kx -2的位置.作图时应注意不包括B 、C 两点,而函数y =kx -2的图象恒过定点A (0,-2),直线绕A 点可以转动,直线过B 、C 两点是关键点. 变式训练:1.设函数f (x )=|x +a |,g (x )=x -1,对于任意的x ∈R ,不等式f (x )≥g (x )恒成立,则实数a 的取值范围是________.题型三、抽象函数问题1.抽象函数的函数值例1、已知定义在R上的单调函数f(x)满足:存在实数x0,使得对于任意实数x,x2,总有f(x0x1+x0x2)=f(x0)+f(x1)+f(x2)恒成立.1求:(1)f(1)+f(0);(2)x0的值.[题后悟道] 抽象函数求函数值往往要用赋值法,需要结合已知条件,通过观察和多次尝试寻找有用的取值,挖掘出函数的性质,特别是借助函数的奇偶性和函数的周期性来转化解答.2.抽象函数的奇偶性函数的奇偶性就是要判断-x对应的函数值与x对应的函数值之间的关系,从而得到函数图象关于原点或y轴对称,结合函数的图形作出进一步的判断.例2、已知函数f(x)对任意x,y∈R,都有f(x+y)+f(x-y)=2f(x)·f(y),且f(0)≠0,求证:f(x)是偶函数.[题后悟道] 在利用奇偶函数的定义进行判断时,等式中如果还有其他的量未解决,例如本题中的f(0),还需要令x,y取特殊值进行求解.3.抽象函数的单调性与抽象不等式高考对于抽象函数的单调性的考查一直是个难点,常出现一些综合性问题,利用单调性定义进行判断求解,并对所含的参数进行分类讨论或者根据已知条件确定出参数的范围,再根据单调性求解或证明抽象不等式问题.例3、设f(x) 定义于实数集上,当x>0时,f(x)>1 ,且对于任意实数x、y,有f(x + y) =f(x)·f(y),求证:f(x) 在R上为增函数.[题后悟道]一般地,抽象函数所满足的关系式,应看作给定的运算法则,而变量的赋值或变量及数值的分解与组合都应尽量与已知式或所给关系式及所求的结果相关联.4.抽象函数的周期性有许多抽象函数都具有周期性,特别是在求自变量值较大的函数值时,就要考虑寻找函数的周期,从而利用周期把函数值转化为已知求出.例4、已知函数f (x )满足:f (1)=14,4f (x )f (y )=f (x +y )+f (x -y )(x ,y ∈R),则f (2 014)=________【课堂练习】1、 函数对于x>0有意义,且满足条件减函数。
第04讲 函数的图象(解析版)
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第04讲 函数的图象【知识点总结】一、掌握基本初等函数的图像 (1)一次函数;(2)二次函数;(3)反比例函数;(4)指数函数;(5)对数函数;(6)三角函数.二、函数图像作法 1.直接画①确定定义域;②化简解析式;③考察性质:奇偶性(或其他对称性)、单调性、周期性、凹凸性;④特殊点、极值点、与横/纵坐标交点;⑤特殊线(对称轴、渐近线等). 2.图像的变换 (1)平移变换①函数()(0)y f x a a =+>的图像是把函数()y f x =的图像沿x 轴向左平移a 个单位得到的;②函数()(0)y f x a a =->的图像是把函数()y f x =的图像沿x 轴向右平移a 个单位得到的;③函数()(0)y f x a a =+>的图像是把函数()y f x =的图像沿y 轴向上平移a 个单位得到的;④函数()(0)y f x a a =+>的图像是把函数()y f x =的图像沿y 轴向下平移a 个单位得到的;(2)对称变换①()y f x =的图像是将函数()f x 的图像保留x 轴上方的部分不变,将x 轴下方的部分关于x 轴对称翻折上来得到的②()y f x =的图像是将函数()f x 的图像只保留y 轴右边的部分不变,并将右边的图像关于y 轴对称得到函数()y f x =左边的图像即函数()y f x =是一个偶函数. 三、函数图象的辨识可从以下方面入手:(1)从函数的定义域,判断图象的左右位置;从函数的值域,判断图象的上下位置. (2)从函数的单调性,判断图象的变化趋势; (3)从函数的奇偶性,判断图象的对称性; (4)从函数的特征点,排除不合要求的图象.【典型例题】例1.(2022·浙江·高三专题练习)函数2ln ()1||x f x x =+的大致图象为( ) A . B .C .D .【答案】C 【详解】当0x >时2ln ()1x f x x=+,则()222222212ln 2ln 2(1ln )x x x x x f x x x x ⋅---'===. 当0e x <<时,()0f x '>,所以()f x 在区间(0,e)上单调递增, 当e x >时()0f x '<,所以()f x 在区间(e,)+∞上单调递减,排除A ,B . 又2ln e 2(e)110lel ef =+=+>,排除D . 故选:C .例2.(2022·全国·高三专题练习)已知()21πsin 42f x x x ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,()f x '为()f x 的导函数,则()f x '的大致图象是( )A .B .C .D .【答案】A 【详解】 ∵()221π1sin cos 424f x x x x x ⎛⎫=++=+ ⎪⎝⎭, ∴()1sin 2f x x x '=- 易知()1sin 2f x x x '=-是奇函数,其图象关于原点对称,故排除B 和D ,由ππ106122f ⎛⎫'=-< ⎪⎝⎭,排除C ,所以A 正确.故选:A.例3.(2022·全国·高三专题练习)匀速地向一底面朝上的圆锥形容器注水,则该容器盛水的高度h 关于注水时间t 的函数图象大致是( )A .B .C .D .【答案】A 【详解】设圆锥PO 底面圆半径r ,高H ,注水时间为t 时水面与轴PO 交于点O ',水面半径AO x '=,此时水面高度PO h '=,如图:由垂直于圆锥轴的截面性质知,x hr H =,即r x h H=⋅,则注入水的体积为2223211()333r r V x h h h h H Hπππ==⋅⋅=⋅, 令水匀速注入的速度为v ,则注水时间为t 时的水的体积为V vt =,于是得22332233r H vt h vt h h H r ππ⋅=⇒=⇒而,,r H v 是常数,所以盛水的高度h 与注水时间t 的函数关系式是h =203r H t v π≤≤,23103h t -'=>,函数图象是曲线且是上升的,随t 值的增加,函数h 值增加的幅度减小,即图象是先陡再缓,A 选项的图象与其图象大致一样,B ,C ,D 三个选项与其图象都不同. 故选:A例4.(2022·全国·模拟预测)函数()f x 的部分图象如图所示,则()f x 的解析式可能为( )A .3()cos f x x x =-B .1()sin f x x x =+C .21()cos f x x x =- D .1()sin f x x x=-【答案】D 【详解】由图知0x ≠,排除A 选项;当0x >,且x 趋近于0时,由图知()f x 趋近于-∞,排除B ; 又C 选项中2211()cos()cos ()()f x x x f x x x -=--=-=-,其图象关于y 轴对称,不符合. 故选:D.例5.(2022·全国·高三专题练习)已知函数21(),()sin 4f x xg x x =+=,则图象为如图的函数可能是( )A .1()()4y f x g x =+-B .1()()4y f x g x =--C .()()y f x g x =D .()()g x y f x =【答案】D 【详解】对于A ,()()21sin 4y f x g x x x =+-=+,该函数为非奇非偶函数,与函数图象不符,排除A ; 对于B ,()()21sin 4y f x g x x x =--=-,该函数为非奇非偶函数,与函数图象不符,排除B ; 对于C ,()()21sin 4y f x g x x x ⎛⎫==+ ⎪⎝⎭,则212sin cos 4y x x x x ⎛⎫'=++ ⎪⎝⎭,当4x π=时,210221642y ππ⎛⎫'=++⨯> ⎪⎝⎭,与图象不符,排除C. 故选:D.【技能提升训练】一、单选题1.(2022·全国·高三专题练习)函数()()1xxa f x a x=>的大致图象是( ) A . B .C .D .【答案】C 【分析】按x 的正负分类讨论,结合指数函数图象确定结论. 【详解】由题意,0,0x x a x y a x ⎧>=⎨-<⎩,∵1a >,∴只有C 符合. 故选:C.2.(2022·全国·高三专题练习)函数()21sin 1xf x x e ⎛⎫=- ⎪+⎝⎭的图象大致形状为( ).A .B .C .D .【答案】A 【分析】首先判断函数的奇偶性,再根据特殊点的函数值判断可得; 【详解】解:因为()21sin 1xf x x e ⎛⎫=- ⎪+⎝⎭,所以定义域为R ,且()()()221sin 1sin 11x xf x x x f x e e -⎛⎫⎛⎫-=--=-= ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭,即()f x 为偶函数,函数图象关于y 轴对称,故排除C 、D ;当2x =时,222210111e e e--=<++,sin 20>,所以()2221sin 201f e ⎛⎫=-< ⎪+⎝⎭,故排除B ; 故选:A3.(2022·全国·高三专题练习)如图,正△ABC 的边长为2,点D 为边AB 的中点,点P 沿着边AC ,CB 运动到点B ,记∠ADP =x .函数f (x )=|PB |2﹣|P A |2,则y =f (x )的图象大致为( )A .B .C .D .【答案】A 【分析】根据题意,结合图形,分析区间(0,2π)和(2π,π)上f (x )的符号,再分析f (x )的对称性,排除BCD ,即可得答案. 【详解】根据题意,f (x )=|PB |2﹣|P A |2,∠ADP =x . 在区间(0,2π)上,P 在边AC 上,|PB |>|P A |,则f (x )>0,排除C ; 在区间(2π,π)上,P 在边BC 上,|PB |<|P A |,则f (x )<0,排除B , 又由当x 1+x 2=π时,有f (x 1)=﹣f (x 2),f (x )的图象关于点(2π,0)对称,排除D , 故选:A4.(2022·江苏·高三专题练习)设函数()f x 在R 上可导,其导函数为()f x ',若函数()f x 在1x =处取得极大值,则函数()y xf x =-'的图象可能是( )A .B .C .D .【答案】B 【分析】根据导函数看正负,原函数看升降,分析出大致图像,在结合每个选项可得出答案.【详解】由函数()f x 在R 上可导,其导函数为()f x ',若函数()f x 在1x =处取得极大值, 所以当1x >时,()0f x '<;1x =时,()0f x '=;1x <时,()0f x '>; 所以当0x <时,()0y xf x '=->,当01x <<时,()0y xf x '=-<, 当0x =或1x = 时,()0y xf x '=-=,当1x >时,()0y xf x '=->, 可得选项B 符合题意. 故选:B .5.(2022·全国·高三专题练习)函数()ln ,0ln(),0x x e x x f x e x x -⎧>=⎨-<⎩在[)(]2,00,2-上的大致图象是( )A .B .C .D .【答案】D 【分析】通过函数的奇偶性可排除A ,B ;通过计算(2)f 的值可排除C ,进而可得结果. 【详解】由题可知函数()f x 的定义域关于原点对称,且当0x >时,0x -<,[]()()ln ()ln ()x x f x ex e x f x ---=⋅--=⋅=, 当0x <时,0x ->,()ln()()x f x e x f x --=⋅-=,故()f x 为偶函数,排除A ,B ;而222(2)ln 232e f e e =>>,排除C .故选:D .6.(2022·全国·高三专题练习)已知函数f (x )=x +12x -,x ∈(2,8),当x =m 时,f (x )有最小值为n .则在平面直角坐标系中,函数1()log mg x x n =+的图象是( )A .B .C .D .【答案】A 【分析】由均值不等式易知m =3,n =4,则函数13()log |4|g x x =+,判断函数g (x )的单调性,结合选项即可得解. 【详解】∵函数1()2224,(2,8)2f x x x x =-++≥=∈-,当且仅当122x x -=-,即m=3时取等号, ∴m =3,n =4, 则函数13()log |4|g x x =+的图象在(﹣4,+∞)上单调递减,在(﹣∞,﹣4)上单调递增,观察选项可知,选项A 符合. 故选:A .7.(2022·全国·高三专题练习)函数()||3e x x xf =的部分图象大致为( )A .B .C .D .【答案】C 【分析】先求解()f x 的定义域并判断奇偶性,然后根据()1f 的值以及()f x 在()0,∞+上的单调性选择合适图象. 【详解】()e3xf x x =定义域为()(),00,-∞⋃+∞,()e 3xf x x-=-, 则()()f x f x -=-,()f x 为奇函数,图象关于原点对称,故排除B ;()e113f =<,故排除A ; ∵()e3xf x x =,当0x >时,可得()()21e 3xx f x x -'=,当1x >时,()0f x '>,()f x 单调递增,故排除D. 故选:C.8.(2022·全国·高三专题练习)函数y 3)A .B .C .D .【答案】A 【分析】判定奇偶性,根据奇函数的图象性质排除C;考察在(0,1)和(1,+∞)上的函数值的正负,进一步取舍判定.(也可使用赋值法) 【详解】 由题意,设3()f x =3()()f x f x -==-,所以函数的奇函数,故排除C;当01x <<时,()410,0x f x -<∴<,当1x >时,()41,0x f x >∴>,排除BD ,故选:A.9.(2022·全国·高三专题练习(文))已知函数()2,101x x f x x --≤≤⎧⎪=<≤,则下列图象错误的是( )A .()y f x =的图象:B .()1y f x =-的图象:C .()y f x =的图象:D .()y f x =-的图象:【答案】C 【分析】作出函数()2,101x x f x x --≤≤⎧⎪=<≤,结合四个选项的函数及图象变换,即可得出图象错误的选项,得到答案. 【详解】先作出()2,101x x f x x --≤≤⎧⎪=<≤的图象,如图所示,所以A 正确;对于B ,()1y f x =-的图象()f x 是由的图象向右平移一个单位得到,故B 正确; 对于C ,当0x >时,()y f x =的图象与()f x 的图象相同,且函数()y f x =的图象关于y 轴对称,故C 错误;对于D ,()y f x =-的图象与()f x 的图象关于y 轴对称而得到,故D 正确. 故选:C .10.(2022·全国·高三专题练习(文))下列四个图象中,与所给三个事件吻合最好的顺序为( )①我离开家不久,发现自己把作业本忘在家里了,于是立刻返回家里取了作业本再上学; ②我骑着车一路以常速行驶,只是在途中遇到一次交通堵塞,耽搁了一些时间; ③我出发后,心情轻松,缓缓行进,后来为了赶时间开始加速.其中y 表示离开家的距离,t 表示所用时间. A .④①② B .③①②C .②①④D .③②①【答案】A 【分析】根据三个事件的特征,分析离家距离的变化情况,选出符合事件的图像. 【详解】对于事件①,中途返回家,离家距离为0,故图像④符合;对于事件②,堵车中途耽搁了一些时间,中间有段时间离家距离不变,故图像①符合; 对于事件③,前面速度慢,后面赶时间加快速度,故图像②符合; 故选:A.11.(2022·全国·高三专题练习)匀速地向一底面朝上的圆锥形容器注水,则该容器盛水的高度h 关于注水时间t 的函数图象大致是( )A .B .C .D .【答案】A 【分析】设出圆锥底面圆半径r ,高H ,利用圆锥与其轴垂直的截面性质,建立起盛水的高度h 与注水时间t 的函数关系式即可判断得解. 【详解】设圆锥PO 底面圆半径r ,高H ,注水时间为t 时水面与轴PO 交于点O ',水面半径AO x '=,此时水面高度PO h '=,如图:由垂直于圆锥轴的截面性质知,x hr H =,即r x h H=⋅,则注入水的体积为2223211()333r r V x h h h h H H πππ==⋅⋅=⋅,令水匀速注入的速度为v ,则注水时间为t 时的水的体积为V vt =,于是得22332233r H vt h vt h h H r ππ⋅=⇒=⇒而,,r H v 是常数,所以盛水的高度h 与注水时间t 的函数关系式是h =203r H t v π≤≤,23103h t -'=>,函数图象是曲线且是上升的,随t 值的增加,函数h 值增加的幅度减小,即图象是先陡再缓,A 选项的图象与其图象大致一样,B ,C ,D 三个选项与其图象都不同. 故选:A12.(2022·全国·高三专题练习)函数()b x f x a -=的图象如图所示,其中a ,b 为常数,则下列结论正确的是( )A .1a >,0b <B .1a >,0b >C .01a <<,0b <D .01a <<,0b >【答案】A 【分析】 由()b xf x a-=,可得1()x bf x a -⎛⎫= ⎪⎝⎭,由图像可知函数是减函数,则101a<<,从而可求出a 的范围,由0(0)1f <<可求出b 的取值范围 【详解】 由()b xf x a-=,可得1()x bf x a -⎛⎫= ⎪⎝⎭,因为由图像可知函数是减函数,所以101a<<,所以1a >, 因为0(0)1f <<,所以001b a a <<=,所以0b <, 故选:A13.(2022·浙江·高三专题练习)函数2()x xe ef x ax bx c-+=++的图象如图所示,则( )A .0,0,0a b c <=<B .0,0,0a b c <<=C .0,0,0a b c >=>D .0,0,0a b c >=<【答案】D 【分析】由函数的奇偶性可求出0b =,再由函数图象不连续即可知分母等于零有解,即可排除AC. 【详解】解:由图象可知,函数的偶函数,即()()f x f x -=,即22x x x xe e e e ax bx c ax bx c--++=+++-,则0b =,B 不正确;由图象可知,20ax bx c ++=有解,即0ac <,故AC 不正确, 故选:D. 【点睛】思路点睛:函数图象的辨识可从以下方面入手:(1)从函数的定义域,判断图象的左右位置;从函数的值域,判断图象的上下位置. (2)从函数的单调性,判断图象的变化趋势; (3)从函数的奇偶性,判断图象的对称性; (4)从函数的特征点,排除不合要求的图象.14.(2022·全国·高三专题练习)若函数()2()mx f x e n =-的大致图象如图所示,则( )A .0,01m n ><<B .0,1m n >>C .0,01m n <<<D .0,1m n <>【答案】B 【分析】 令()0f x =得到1ln x n m=,再根据函数图象与x 轴的交点和函数的单调性判断. 【详解】令()0f x =得mx e n =,即ln mx n =, 解得1ln x n m=, 由图象知1l 0n x mn =>, 当0m >时,1n >,当0m <时,01n <<,故排除AD , 当0m <时,易知mx y e =是减函数,当x →+∞时,0y →,()2f x n →,故排除C故选:B15.(2022·全国·高三专题练习)已知函数f (x )=1331,,log 1x x x x ⎧≤⎪⎨>⎪⎩则函数y =f (1-x )的大致图象是( )A .B .C .D .【答案】D 【分析】由()f x 得到()1f x -的解析式,根据函数的特殊点和正负判断即可. 【详解】因为函数()f x 133,1log ,1x x x x ⎧≤⎪=⎨>⎪⎩,所以函数()1f x -()1133,0log 1,0x x x x -⎧≥⎪=⎨-<⎪⎩,当x =0时,y =f (1)=3,即y =f (1-x )的图象过点(0,3),排除A ;当x =-2时,y =f (3)=-1,即y =f (1-x )的图象过点(-2,-1),排除B ; 当0x <时,()1311,(1)log 10x f x x ->-=-<,排除C ,故选:D .16.(2022·江苏·高三专题练习)为调整某学校路段的车流量问题,对该学校路段115时的车流量进行了统计,折线图如图,则下列结论错误的是( )A .9时前车流量在逐渐上升B .车流量的高峰期在9时左右C .车流量的第二高峰期为12时D .9时开始车流量逐渐下降【答案】D 【分析】根据图象得出车流量的增减性与最值,由此可得出结论. 【详解】由折线图知,9时前车流量在逐渐增加,选项A 正确; 车流量的高峰期在9时左右,选项B 正确;12时是车流量的第二高峰期,选项C 正确;12时左右车流量又有些回升,所以9时开始车流量逐渐下降错误,选项D 错误.故选:D .17.(2022·全国·高三专题练习)在同一直角坐标系中,函数11,log (02a x y y x a a ⎛⎫==+> ⎪⎝⎭且1)a ≠的图象可能是A .B .C .D .【答案】D 【分析】本题通过讨论a 的不同取值情况,分别讨论本题指数函数、对数函数的图象和,结合选项,判断得出正确结论.题目不难,注重重要知识、基础知识、逻辑推理能力的考查. 【详解】当01a <<时,函数x y a =过定点(0,1)且单调递减,则函数1x y a=过定点(0,1)且单调递增,函数1log 2a y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭过定点1(,0)2且单调递减,D 选项符合;当1a >时,函数x y a =过定点(0,1)且单调递增,则函数1x y a =过定点(0,1)且单调递减,函数1log 2a y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭过定点1(,02)且单调递增,各选项均不符合.综上,选D. 【点睛】易出现的错误有,一是指数函数、对数函数的图象和性质掌握不熟,导致判断失误;二是不能通过讨论a 的不同取值范围,认识函数的单调性. 18.(2022·全国·高三专题练习)函数(1)lg ||()|1|x x g x x +=+的图象向右平移1个单位长度得到函数()f x 的图象,则()f x 的图象大致为( )A .B .C .D .【答案】D【分析】根据函数图象的变换,求得函数lg |1|()||x x f x x -=,根据当0x <时,得到()0f x <,可排除A 、B ;当01x <<时,得到()0f x <,可排除C ,进而求解. 【详解】由题意,可得lg |1|()(1)||x x f x g x x -=-=,其定义域为(,0)(0,1)(1,)-∞⋃⋃+∞, 当0x <时,11x -+>,函数lg |1|lg(1)()||x x x x f x x x--+===-lg(1)0x --+<, 故排除A 、B 选项;当01x <<时,011x <-+<,故函数lg |1|()||x x f x x -==lg(1)lg(1)0x x x x-+=-+<,故排除C 选项;当x 1>时,函数lg |1|lg(1)()lg(1)||x x x x f x x x x--===-, 该函数图象可以看成将函数lg y x =的图象向右平移一个单位得到,选项D 符合. 故选:D .19.(2022·全国·高三专题练习)已知函数f (x )的图像如图所示,则函数f (x )的解析式可能是( )A .()()44||x xf x x -=+ B .()2()44log ||x xf x x -=-C .()2()44log ||x xf x x -=+D .()12()44log ||x xf x x -=+【答案】C 【分析】()(44)||x x f x x -=+, f (1)≠0,A 不正确;2()(44)log ||x x f x x -=-是奇函数,不满足题意,B 不正确;12()(44)log ||x x f x x -=+,当x ∈(0,1)时,()0f x >,不满足题意,D 不正确.【详解】由函数f (x )的图像知函数f (x )是偶函数,且当x=1时,f (1)=0. ()(44)||x x f x x -=+是偶函数,但是f (1)≠0,A 不正确; 2()(44)log ||x x f x x -=-是奇函数,不满足题意,B 不正确;12()(44)log ||x x f x x -=+是偶函数,f (1)=0,但当x ∈(0,1)时,()0f x >,不满足题意,D不正确. 故选:C.20.(2022·全国·高三专题练习)已知函数f (x )的图象如图所示,则函数f (x )的解析式可能是( )A .f (x )=(4x ﹣4﹣x )|x |B .f (x )=(4x ﹣4﹣x )log 2|x |C .f (x )=(4x +4﹣x )|x |D .f (x )=(4x +4﹣x )log 2|x |【答案】D 【分析】根据题意,用排除法分析:利用函数的奇偶性可排除A 、B ,由区间(0,1)上,函数值的符号排除C ,即可得答案. 【详解】根据题意,用排除法分析:对于A ,f (x )=(4x ﹣4﹣x )|x |,其定义域为R ,有f (﹣x )=(4﹣x ﹣4x )|x |=﹣f (x ),则函数f (x )为奇函数,不符合题意;对于B ,f (x )=(4x ﹣4﹣x )log 2|x |,其定义域为{x |x ≠0},有f (﹣x )=(4﹣x ﹣4x )log 2|x |=﹣f (x ),则函数f (x )为奇函数,不符合题意;对于C ,f (x )=(4x +4﹣x )|x |,在区间(0,1)上,f (x )>0,不符合题意;对于D , f (﹣x )=(4x +4﹣x )log 2|x |=f (x )为偶函数,且在区间(0,1)上,f (x )<0,符合题意 故选:D21.(2022·全国·高三专题练习)已知某函数的部分图象大致如图所示,则下列函数中最合适的函数是( )A .()()sin x xf x e e -=+ B .()()sin x xf x e e -=- C .()()cos x xf x e e -=-D .()()cos x xf x e e -=+【答案】D 【分析】根据特殊值排除A 、C ,再判断函数的奇偶性即可排除B ; 【详解】解:对于A :()()sin x x f x e e -=+,()()000sin sin 20f e e =+=>,故A 错误; 对于B :()()sin x xf x e e -=-,则()()()()sin sin x x x x f x e e e e f x ---=-=--=-,故()()sin x x f x e e -=-为奇函数,故B 错误;对于C :()()cos x x f x e e -=-,则()()000cos cos01f e e =-==,故C 错误;对于D :()()cos x x f x e e -=+,()()000cos cos 20f e e =+=<,且()()()cos x xf x e e f x --=+=,即()()cos x xf x e e -=+为偶函数,满足条件;故选:D22.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()y f x =的图象如图所示,则此函数可能是( )A .()sin ln f x x x =⋅B .()sin ln f x x x =-⋅C .()sin ln f x x x =⋅D .()sin ln f x x x =⋅【答案】A 【分析】由图象对称性确定奇偶性,再由函数值的正负排除错误选项,得出正确结论. 【详解】图象关于原点对称,为奇函数,选项BCD 中定义域都是{|0}x x >,不合,排除, 选项A 是奇函数. 故选:A . 【点睛】思路点睛:本题考查由函数图象选择函数解析式,可从以下方面入手:(1)从函数的定义域,判断图象的左右位置;从函数的值域,判断图象的上下位置. (2)从函数的单调性,判断图象的变化趋势; (3)从函数的奇偶性,判断图象的对称性; (4)从函数的特征点,排除不合要求的图象.23.(2022·浙江·高三专题练习)已知函数()f x 的大致图象如下,下列选项中e 为自然对数的底数,则函数()f x 的解析式可能为( )A .x x eB .1x x e +C .2x x e e --D .x xx x e e e e--+-【答案】D 【分析】分析各选项中函数的奇偶性,结合特殊值法可得出合适的选项. 【详解】由图可知,函数()f x 为奇函数. 对于A 选项,函数()x x f x e =的定义域为R,()()x xx xf x f x e e ---=≠-=-, 函数()xxf x e =不是奇函数,排除A 选项; 对于B 选项,函数()1x x f x e +=的定义域为R,()()11x xx x f x f x e e --+-=≠-=-,函数()1xx f x e +=不是奇函数,排除B 选项; 对于C 选项,由0x x e e --≠可得0x ≠,即函数()2x x e ef x -=-的定义域为{}0x x ≠, ()()2x x f x f x e e --==--,函数()2x x e e f x -=-为奇函数,()22221f e e-=<-, C 选项不满足要求;对于D 选项,由0xxe e --≠可得0x ≠,即函数x x x xe ef xe e的定义域为{}0x x ≠,()()x xx x e e f x f x e e --+-==--,函数x x x xe ef xe e为奇函数,当0x >时,()1x xx x e e f x e e--+=>-,满足题意.故选:D. 【点睛】思路点睛:函数图象的辨识可从以下方面入手: (1)从函数的定义域,判断图象的左右位置; (2)从函数的值域,判断图象的上下位置. (3)从函数的单调性,判断图象的变化趋势; (4)从函数的奇偶性,判断图象的对称性; (5)函数的特征点,排除不合要求的图象.二、多选题24.(2022·全国·高三专题练习)函数()||()af x x a R x=+∈的图象可能是( )A .B .C .D .【答案】ABD 【分析】根据题意,分0a =、0a >以及0a <三种情况讨论函数的图象,分析选项即可得答案.【详解】 解:根据题意,当0a =时,()||f x x =,(0)x ≠,其图象与选项A 对应,当0a >时,,0(),0a x x xf x a x x x ⎧+>⎪⎪=⎨⎪-+<⎪⎩,在区间(0,)+∞上,()a f x x x =+,其图象在第一象限先减后增,在区间(,0)-∞上,()f x 为减函数,其图象与选项B 对应,当0a <时,,0(),0a x x xf x a x x x ⎧+>⎪⎪=⎨⎪-+<⎪⎩,在区间(0,)+∞上,()f x 为增函数,在区间(,0)-∞上,()[()]a af x x x x x-=-+=-+-,其图象在第二象限先减后增,其图象与选项D 对应, 故选:ABD .25.(2022·全国·高三专题练习)已知()x x f x e ke -=+(k 为常数),那么函数()f x 的图象不可能是( )A .B .C .D .【答案】AD 【分析】根据选项,四个图象可知备选函数都具有奇偶性.当1k =时,()x x f x e e -=+为偶函数,当1k =-时,()x x f x e e -=-为奇函数,再根据单调性进行分析得出答案.【详解】由选项的四个图象可知,备选函数都具有奇偶性. 当1k =时,()x x f x e e -=+为偶函数,当0x ≥时,1x t e =≥且单调递增,而1y t t=+在1) [,t ∈+∞上单调递增,故函数()x x f x e e -=+在0) [,x ∈+∞上单调递增,故选项C 正确,D 错误; 当1k =-时,()x x f x e e -=-为奇函数,当0x ≥时,1x t e =≥且单调递增,而1y t t=-在1) [,t ∈+∞上单调递减,故函数()x x f x e e -=-在0) [,x ∈+∞上单调递减,故选项B 正确,A 错误. 故选:AD . 【点睛】关键点点睛:本题考查函数性质与图象,本题的关键是根据函数图象的对称性,可知1k =或1k =-,再判断函数的单调性.26.(2022·全国·高三专题练习)如图所示的四个容器高度都相同.将水从容器项部一个孔中以相同的速度注入其中,注满为止.用下面对应的图象显示该容器中水面的高度h 和时间t 之间的关系,其中正确的是( )A .B .C .D .【答案】BCD 【分析】根据几何体的形状判断每增加一个高度需要的水是越多那么增加的比较平缓,每增加一个高度需要的水越少,那么增加的比较快,比较图象判断选项. 【详解】对于第一幅图,不难得知水面高度的增加应是均匀的,因此A 不正确;对于第二幅图,随着时间的增加,越往上,增加同一个高度,需要的水越多,因此趋势愈加平稳,所以B 正确;对于第三幅图,开始是下面窄,上面宽,增加同一个高度需要的水越多,因此趋势愈加平稳,过了一半以后,越往上面越窄,增加同一个高度需要的水越少,因此趋势越快,所以C 正确;对于第四幅图,开始下面宽,上面窄,随着时间的增加,越往上,增加同一个高度,需要的水越少,因此趋势越快,过了一半以后,越往上面越宽,增加同一个高度,需要的水水越多,因此趋势越平稳,所以D 正确. 故选:BCD 【点睛】本题考查根据实际问题判断函数的图象,重点考查理解能力,属于中档题型. 27.(2022·全国·高三专题练习)已知函数f(x)的局部图象如图所示,则下列选项中不可能是函数f(x)解析式的是()A.y=x2cos x B.y=x cos x C.y=x2sin x D.y=x sin x【答案】ABCD【分析】根据图象判断函数为奇函数,且当x>0,f(x)>0,利用排除法进行判断即可.【详解】由图象知函数为奇函数,则排除A,D,两个函数为偶函数,当x>0时,f(x)>0,排除B,C,故ABCD都不成立,故选:ABCD.三、填空题28.(2022·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系xOy中,若直线y=2a与函数y=|x-a|-1的图像只有一个交点,则a的值为________.【答案】1 2【分析】在同一平面直角坐标系内,作出函数图象,找出符合题意的临界条件,求出a的值,【详解】在同一平面直角坐标系内,作出函数y=2a与y=|x-a|-1的大致图象,如图所示.由题意,可知2a=-1,则a=1 2 -.故答案为:1 2 -【点睛】本题考查函数的图象,考查学生数形结合思想,属于基础题.。
函数的周期性

函数的周期性基本知识方法1.周期函数的定义:对于()f x 定义域内的每一个x ,都存在非零常数T ,使得 ()()f x T f x +=恒成立,则称函数()f x 具有周期性,T 叫做()f x 的一个周期,则kT (,0k Z k ∈≠)也是()f x 的周期,所有周期中的最小正数叫()f x 的最小正周期. 2.几种特殊的抽象函数:具有周期性的抽象函数:函数()y f x =满足对定义域内任一实数x (其中a 为常数),① ()()f x f x a =+,则()y f x =是以T a =为周期的周期函数; ②()()f x a f x +=-,则()x f 是以2T a =为周期的周期函数;③()()1f x a f x +=±,则()x f 是以2T a =为周期的周期函数; ④()()f x a f x a +=-,则()x f 是以2T a =为周期的周期函数;⑤1()()1()f x f x a f x -+=+,则()x f 是以2T a =为周期的周期函数.⑥1()()1()f x f x a f x -+=-+,则()x f 是以4T a =为周期的周期函数.⑦1()()1()f x f x a f x ++=-,则()x f 是以4T a =为周期的周期函数.1.已知定义在R 上的奇函数()f x 满足(2)()f x f x +=-,则(6)f 的值为.A 1- .B 0 .C 1 .D 22.(1)设()f x 的最小正周期2T =且()f x 为偶函数,它在区间[]0,1上的图象如右图所示的线段AB ,则在区间[]1,2上,()f x =()2已知函数()f x 是周期为2的函数,当11x -<<时,2()1f x x =+,当1921x << 时,()f x 的解析式是()3 ()x f 是定义在R 上的以2为周期的函数,对k Z ∈,用k I 表示区间(]21,21k k -+,已知当0x I ∈时,()2f x x =,求()x f 在k I 上的解析式。
高中数学函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性及函数的图像

函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性及函数的图像(一)复习指导单调性:设函数y =f (x)定义域为A ,区间MA ,任取区间M 中的两个值x 1,x 2,改变量Δx =x 2-x 1>0,则当Δy =f(x 2)-f(x 1)>0时,就称f(x)在区间M 上是增函数,当Δy=f(x 2)-f(x 1)<0时,就称f(x)在区间M 上是减函数.如果y =f(x)在某个区间M 上是增(减)函数,则说y=f(x)在这一区间上具有单调性,这一区间M 叫做y=f(x)的单调区间.函数的单调性是函数的一个重要性质,在给定区间上,判断函数增减性,最基本的方法就是利用定义:在所给区间任取x 1,x 2,当x 1<x 2时判断相应的函数值f(x 1)与f(x 2)的大小.利用图象观察函数的单调性也是一种常见的方法,教材中所有基本初等函数的单调性都是由图象观察得到的.对于y=f[φ(x)]型双重复合形式的函数的增减性,可通过换元,令u=φ(x),然后分别根据u=φ(x),y=f(u)在相应区间上的增减性进行判断,一般有“同则增,异则减”这一规律.此外,利用导数研究函数的增减性,更是一种非常重要的方法,这一方法将在后面的复习中有专门的讨论,这里不再赘述.奇偶性:(1)设函数f(x)的定义域为D ,如果对D 内任意一个x ,都有-x ∈D ,且f(-x)=-f(x),则这个函数叫做奇函数;设函数f(x)的定义域为D ,如果对D 内任意一个x ,都有-x ∈D ,且f(-x)=f(x),则这个函数叫做偶函数.函数的奇偶性有如下重要性质:f(x)奇函数f(x)的图象关于原点对称.f(x)为偶函数f(x)的图象关于y 轴对称.此外,由奇函数定义可知:若奇函数f(x)在原点处有定义,则一定有f(0)=0,此时函数f(x)的图象一定通过原点.周期性:对于函数f(x),如果存在一个非零常数T ,使得当x 取定义域内的每一个值时,都有f(x+T)=f(x)成立,则函数f(x)叫做周期函数,非零常数T 叫做这个函数的周期.关于函数的周期性,下面结论是成立的.(1)若T 为函数f(x)的一个周期,则kT 也是f (x)的周期(k 为非零整数).(2)若T 为y=f(x)的最小正周期,则||T 为y=Af(ωx+φ)+b 的最小正周期,其中ω≠0.对称性:若函数y=f(x)满足f(a -x)=f(b+x)则y=f(x)的图象关于直线2ba x对称,若函数y=f (x)满足f(a -x)=-f(b+x)则y=f(x)的图象关于点(2ba ,0)对称.函数的图象:函数的图象是函数的一种重要表现形式,利用函数的图象可以帮助我们更好的理解函数的性质,我们首先要熟记一些基本初等函数的图象,掌握基本的作图方法,如描点作图,三角函数的五点作图法等,掌握通过一些变换作函数图象的方法.同时要特别注意体会数形结合的思想方法在解题中的灵活应用.(1)利用平移变换作图:y=f(x)左右平移y=f(x +a) y=f(x)上下平移y=f(x)+b(2)利用和y=f(x)对称关系作图:y=f(-x)与y=f (x)的图象关于y 轴对称;y=-f(x)与y=f(x)的图象关于x 轴对称y=-f(-x)与y =f(x)的图象关于原点对称;y=f -1(x)与y=f(x)的图象关于直线y=x 对称(3)利用y=f(x)图象自身的某种对称性作图y=|f(x)|的图象可通过将y=f(x)的图象在x 轴下方的部分关于x 轴旋转180°,其余部分不变的方法作出.y=f(|x|)的图象:可先做出y=f(x),当x ≥0时的图象,再利用偶函数的图象关于y 轴对称的性质,作出y=f(x)(x<0)的图象.此外利用伸缩变换作图问题,待三角的复习中再进行研究.还要记住一些结论:若函数y=f(x)满足f (a -x)=f(b+x)则y=f(x)的图象关于直线2ba x对称,若函数y=f (x)满足f(a -x)=-f(b+x)则y=f(x)的图象关于点(2ba ,0)对称.(二)解题方法指导例1.设a ≠0,试确定函数21)(xax x f 在(-1,1)上的单调性.例2.讨论xxx f 2)(的增减性.例3.f(x)在(-∞,2)上是增函数,且对任意实数x 均有f(4-x)=f(x)成立,判断f(x)在(2,+∞)上的增减性.例4*.已知函数f(x)的定义域为R ,对任意实数m ,n ,都有21)()()(n f m f n m f 且当21x时,f(x)>0.又.0)21(f (Ⅰ)求证;1)21(,21)0(f f (Ⅱ)判断函数f(x)的单调性并进行证明例5.在R 上求一个函数,使其既是奇函数,又是偶函数例6.判断下列函数的奇偶性)1lg()()1(2xxx f (2)11)()(xx aa x x f (其中φ(x)为奇函数,a >0且a ≠1).例7.设函数])1,1[(1)(2x bxxa x x f 是奇函数,判断它的增减性.例8.设f(x)是定义域为R 且以2为一个周期的周期函数,也是偶函数,已知当x ∈[2,3]时f (x)=(x -1)2+1,求当x ∈[1,2]时f(x)的解析式.例9.作出112xx y的图象,并指出函数的对称中心,渐近线,及函数的单调性.例10.作出函数的图象(1)1)1(32x y(2)y=|lg|x||例11.(1)作出方程|x |+|y |=1所表示的曲线.(2)作出方程|x -1|+|y+1|=1所表示的曲线.例12.已知函数f(x)和g(x)的图象关于原点对称,且f(x)=x 2+2x .(1)求函数g(x)的解析式;(2)解不等式g(x)≥f(x)-|x -1|.例题解析例1解:任取x 1,x 2∈(-1,1),且Δx=x 2-x 1>0,则)1)(1()1)((11)()(2221211222122212x x x x x x a x ax x ax x f x f y由于-1<x 1<x 2<1,所以Δx=x 2-x 1>0,1+x 1x 2>0,1-21x >0,1-22x >0.因此当a >0时,Δy=f(x 2)-f(x 1)>0,当a <0时,Δy=f(x 2)-f(x 1)<0.所以当a >0时f(x)在(-1,1)上是增函数,当a <0时,f(x)在(-1,1)上是减函数.例2分析:可先在(0,+∞)上研究f(x)的增减性,然后根据f(x)的奇偶性判断其在(-∞,0)上的增减性,而当x >0时,有,222)(xxx f 当且仅当x x2即2x 时“=”成立,即当2x 时,f(x)取得最小值,2由此可知x=2是函数单调区间的一个分界点.解:任取x 1,x 2∈(0,2],且Δx=x 2-x 1>0则)21)(()2()2()()(2112112212x x x x x x x x x f x f y因为,2021x x Δx=x 2-x 1>0,且02121x x ,因此Δy=f(x 2)-f(x 1)<0,故f(x)在]2,0(上是减函数.同理可证f(x)在),2[是增函数.又由),(2)(x f xxx f 可知f(x)是奇函数,其图像关于原点对称,所以可知f(x)在]2,(上是增函数,在)0,2[上是减函数.综上所述,x xx f 2)(在]2,(和),2[上是增函数,在)0,2[,]2,0(上是减函数.例3解:任取x 1,x 2∈(2,+∞),且x 1<x 2,则由2<x 1<x 2得2>4-x 1>4-x 2 因为f(x)在(-∞,2)上是增函数,所以有f(4-x 1)>f(4-x 2)而由已知又有f(4-x 1)=f(x 1),f(4-x 2)=f(x 2),所以f(x 1)>f(x 2),故f(x)在(2,+∞)上是减函数.小结:注意体会解题中的划归思想.此题若是一个小题,由f(4-x)=f(x)可知f (x)的图像关于x=2对称,立即就可以判断出f(x)在(2,+∞)上是减函数.例4分析:判断这类抽象函数的单调性,关键是根据已知去创造条件,利用单调性的定义进行和判断,可以采用分析法寻求解题思路.解:(Ⅰ)由f(m +n)=f(m)+f(n)21得f(0)=f(0+0)=2f(0)21有f(0)=-21又由及0)21(f 得1)21(f (Ⅱ)任取x 1,x 2∈R 且Δx =x 2-x 1>0则212112x x 根据已知可得)21(12x x f 则有21)()()()(1121122x f x x f x x x f x f 21)(21)21()21(21)()2121(112112x f f x x f x f x x f ).(1)(11)()21(0111x f x f x f f 函数f(x)在R 上为增函数.例5解:设所求的R 上的函数为f(x),则由函数奇偶性定义得f(-x)=-f(x)①,f(-x)=f(x)②,联立①②,消去f(-x),得f(x)=0.显然函数f(x)=0既是奇函数又是偶函数,所以f(x)=0就是所求的函数.例6解:(1)因为对任意x ∈R ,都有0||122xx x xx x,所以函数定义域为R任取x ∈R ,则-x ∈R 且有)()1lg()1lg()1lg()(2122x f xxxxxx x f 所以)1lg()(2xxx f 是奇函数(2)函数的定义域为R .任取x ∈R ,则-x ∈R ,且有.11)(11)(11)()(xx xxxx aa x a a x aa x x f 所以11)()(xx aa x x f 是偶函数.例7解:显然x ∈[-1,1],-x ∈[-1,1],因为f(x)为奇函数,所以对区间[-1,1]内任意实数x 均有f(-x)=-f(x)成立,即1122bx xa x bxxa x ,也就是1122bxxa x bxxa x 这是关于x 的恒等式,比较两端分子分母对应项的系数,可得a=b=0.所以1)(2xx x f 任取x 1,x 2∈[-1,1],且Δx=x 2-x 1>0 则)1)(1()1)((11)()(2221211221122212xxx x x x x x x x x f x f y因为-1≤x 1<x 2≤1,所以Δx=x 2-x 1>0,1-x 1x 2>0,因此Δy=f(x 2)-f(x 1)>0,所以当x ∈[-1,1]时1)(2xx x f 为增函数.注:此题也可以通过f(0)=0,f(-1)=-f (-1)求得a=b=0例8分析:此题的解答要抓住两个关键点,一个是f(x)为偶函数,再一个是f(x)为周期函数,通过画出草图,就会发现可以先求出当x ∈[-3,-2]时函数的解析式,在利用周期性求出当x ∈[1,2]时f(x)的解析式,要注意体会划归的思想方法.解:当x ∈[-3,-2]时-x ∈[2,3]所以f(-x)=(-x -1)2+1=(x +1)2+1,因为f(x)是偶函数,因此当x ∈[-3,-2]时,f(x)=(x +1)2+1当x ∈[1,2]时,x -4∈[-3,-2],有f(x -4)=(x -4+1)2+1=(x -3)2+1,因为2为f(x)的周期,可知-4也为f(x)一个周期,有f(x -4)=f(x)故x ∈[1,2]时f(x)=(x -3)2+1.例9解:因为112112x x x y所以将xy1的图象向左平移一个单位,再向上平移两个单位,即可得到112xx y的图象,如图由图象可以得到:对称中心为(-1,2)渐近线分别为x=-1,y=2函数在(-∞,-1)和(-1,+∞)上都是增函数.例10解:(1)将函数32x y的图象向右平移一个单位,再向上平移一个单位,即可的得到1)1(32xy ,如图.(2)y=|lg |x ||为偶函数,当x >0时先作出y=lg x 的图象,在根据奇偶性作出y=lg |x |的图象,最后将y=lg |x |在横轴下面的图象关于x 轴旋转180°,其余部分不变.即可得到y=|lg |x ||的图象,如图.例11分析,曲线|x |+|y |=1是关于x 轴,y 轴和原点的对称图形,利用对称性可以很快的作出曲线,至于曲线|x -1|+|y +1|=1,只需通过将曲线|x |+|y |=1适当平移即可得到.解:(1)先作出线段x +y=1(x ≥1,y ≥1),再作出该线段分别关于x 轴,y 轴和原点分别对称的线段,就得到方程|x |+|y |=1所表示的曲线,如图.(2)将(1)中方程|x |+|y |=1所表示的曲线右移一个单位,下移一个单位就得到方程|x -1|+|y +1|=1所表示的曲线,如图.例12解:(1)设f(x)上任意一点P(x 0,y 0)关于原点的对称点为P (x ,y)则220y y x x 即yy x x 00因为点P(x 0,y 0)在f (x)=x 2+2x 的图像上,所以20xy 2x 0,即-y=(-x)2+2(-x)故g(x)=-x 2+2x .(2)由g(x)≥f(x)-|x -1|得2x 2≤|x -1|当x ≥1时,不等式化为2x 2-x +1≤0,此式无实数解.当x <1时,不等式化为2x 2+x -1≤0解得211x,因此g(x)≥f(x)-|x -1|解集为].21,1[。
函数的图像(含解析)
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函数的图像一、必备知识:1.作函数的图象有两种基本方法:(1)利用描点法作图,其一般步骤为:①确定函数定义域;②化简函数解析式;③讨论函数的性质(奇偶性、单调性、周期性、最值等);④描点并作出函数图象.(2)图象变换法.2.图象变换的四种形式(1)平移变换①水平平移:y=f(x)的图象向左平移a(a>0)个单位长度,得到________的图象;y=f(x-a)(a>0)的图象可由y=f(x)的图象向________平移a个单位长度而得到.②竖直平移:y=f(x)的图象向上平移b(b>0)个单位长度,得到________的图象;y=f(x)-b(b>0)的图象可由y=f(x)的图象向________平移b个单位长度而得到.总之,对于平移变换,记忆口诀为“左加右减,上加下减”.(2)对称变换①y=f(-x),y=-f(x),y=________-f(-x)三个函数的图象与y=f(x)的图象分别关于________、________、________对称;②若对定义域内的一切x均有f(m+x)=f(m-x),则y=f(x)的图象关于直线________对称.(3)伸缩变换①要得到y=Af(x)(A>0)的图象,可将y=f(x)的图象上每点的纵坐标伸(A>1时)或缩(A<1时)到原来的_____________;②要得到y=f(ax)(a>0)的图象,可将y=f(x)的图象上每点的横坐标伸(a<1时)或缩(a>1时)到原来的_____________.(4)翻折变换①y=|f(x)|的图象作法:作出y=f(x)的图象,将图象位于x轴下方的部分以x轴为对称轴翻折到x轴上方,上方的部分不变;②y =f (|x |)的图象作法:作出y =f (x )在y 轴右边的图象,以y 轴为对称轴将其翻折到左边得y =f (|x |)在y 轴左边的图象,右边的部分不变. 自查自纠:2.(1)①y =f (x +a ) 右 ②y =f (x )+b 下 (2)①y 轴 x 轴 原点 ②x =m (3)①A 倍 ②1a 倍二、应用题型题组一:1.已知函数|)|(x f y -=的图像如左图所示,则函数)(x f y =的图像不可能...是( )(1)(2)(3)(4)A.(1)B.(2)C.(3)D.(4) 2 )A. B. C. D.3.函数y =xa x |x|(0<a <1)的图象的大致形状是( )A. B. C. D.4.曲线的部分图像是( )21||y x =+5.函数)(x f y=的图象如图所示,则函数)(log21x f y =的图象大致是( )6.如果我们定义一种运算: 已知函数,那么函数y=的大致图象是()课堂检测: 1.函数的图像大致是( )2.函数1()1f x x=+的图象是( )3.函数的图象大致为()A .B .C .D .g g h h ⎧⊗=⎨⎩(),(),g h g h ≥<()21x f x =⊗(1)f x -()21,01,03x x x f x x ⎧-+<⎪=⎨⎛⎫≥⎪ ⎪⎝⎭⎩题组二: 1.函数()21x fx e -=(e 是自然对数的底数)的部分图象大致是( )2.函数xx x y sin cos +=的图象大致为()12)课堂检测: 3.函数的图象大致是( )4.函数()1cos f x x x x ⎛⎫=-⎪⎝⎭(x ππ-≤≤且0x ≠)的图象可能( ) xln5.函数()2sin 1xf x x =+的图象大致为( )6.函数221ln )(x x x f -=的图象大致是( )7.函数()ln f x x x =的大致图像为( )8.函数2()(2)x f x x x e =-的图像大致是( )题组三:1.函数y kx b =+与函数kby x=在同一坐标系中的大致图象正确的是()2.已知0,0a b >>,且1ab =则函数()x f x a =与函数()log b g x x =-的图像可能是()3.已知0a >,1a ≠,函数log ay x =,x y a =,y x a =+在同一坐标系中的图象可能是( )4 )5.在同一个坐标系中画出函数x a y =,ax y sin =的部分图像,其中0>a 且1≠a ,则下列所给图像可能正确的是( )课堂检测:1. 在同一坐标系中画出函数a x y a yx +==,的图象, 可能正确的是( )2.若函数()log ()a f x x b =+(其中,a b 为常数)的图象如右图所示,则函数()x g x a b =+ 的大致图象是3.已知函数))(()(b x a x x f --=(其中b a >)的图象如图所示,则函数b a x g x +=)(的图象是图中的( )A B C D题组四:1.“龟兔赛跑”讲述了这样的故事:领先的兔子看着慢慢爬行的乌龟,骄傲起来,睡了一觉,当它醒来时,发现乌龟快到终点了,于是急忙追赶,但为时已晚,乌龟还是先到达了终点.用S 1、S 2分别表示乌龟和兔子所行的路程,t 为时间,则与故事情节相吻合是( )2.如图,有四个平面图形分别是三角形、平行四边形、直角梯形、圆.垂直于x 轴的直线)0(:a t t x l ≤≤=经过原点O 向右平行移动,l 在移动过程中扫过平面图形的面积为y (图中阴影部分),若函数)(t f y =的大致图像如右图,那么平面图形的形状不可能是y=f (x )3.如图,点在边长为的正方形ABCD 的边界上运动,设是CD 边的中点,当点P 沿着M C B A ,,,匀速率运动时,点P 经过的路程x 为自变量,三角形APM 的面积为y ,则函数()y f x 图像的形状大致是( ).4.如图,动点P 在正方体1111ABCD A B C D -的对角线1BD 上,过点P 作垂直于平面11BB D D 的直线,与正方体表面相交于M N ,.设BP x =,MN y =,函数()y f x =的图象大致是( )课堂检测:1.某工厂从2000年开始,近八年以来生产某种产品的情况是:前四年年产量的增长速度越来越慢,后四年年产量的增长速度保持不变,则该厂八年来这种产品的年产量y 可用图像表示的是( ).2.如图:ABC ∆为等腰直角三角形,90ABC ∠=︒.直线l 与AB 相交.且l AB ⊥,直线l 截这个三角形所得的位于直线右方的图形面积为y .点A 到直线l 的距离为x .则()y f x =的图像大致为( )P 1M MA BD C P3.如图所示,设点A是单位圆上的一定点,动点P从点A出发在圆上按逆时针方向旋转一周,点P所旋转过的弧AP的长为l,原点O到弦AP的长为d,则函数d=f(l)的图像大致是( )三、课外作业:1.下列函数图象中不正确的是()2.已知函数()ln xf x e=,则函数()1y f x=+的大致图象为()34.下列图象中,可能是函数图象的是( )5.函数的图象大致是( )6.定义运算“*”为:,0,2,0a b ab a a b a +<⎧⎪*=⎨⎪⎩≥.若函数()(1)f x x x =+*,则该函数的图象大致是( ).7.函数2y ax bx 与log bay x = (0,||||)ab a b ≠≠在同一直角坐标系中的图象可能是( )8.小明骑车上学,开始时匀速行驶,途中因交通堵塞停留了一段时间,后为了赶时间加快速度行驶.与以上事件吻合得最好的图象是( )x xx xe e y e e---=+22x y x =-A .B .C .D .9.如图,一高为H 且装满水的鱼缸,其底部装有一排水小孔,当小孔打开时,水从孔中匀速流出,水流完所用时间为.T 若鱼缸水深为h 时,水流出所用时间为t ,则函数()h f t =的图象大致是( )A .B .C .D .解析二、应用题型题组一:1.已知函数|)|(x f y -=的图像如左图所示,则函数)(x f y =的图像不可能...是( )(1)(2)(3)(4)A.(1)B.(2)C.(3)D.(4) 【答案】C【解析】由题意得当x <0时,|)|(x f y -=与函数f (x )的图像一致,故选C 。
高中阶段常见函数性质及图像

高中阶段常见函数性质汇总函 数 名 称:常数函数解析式 形 式:f (x )=b (b ∈R)图象及其性质:函数f (x )的图象是平行于x 轴或与x 轴重合(垂直于y 轴)的直线定 义 域:R 值 域:{b}单 调 性:没有单调性奇 偶 性:均为偶函数[当b =0时,函数既是奇函数又是偶函数] 反 函 数:无反函数 周 期 性:无周期性函 数 名 称:一次函数解析式 形 式:f (x )=kx +b (k ≠0,b ∈R) 图象及其性质:定 义 域:R值 域:R单 调 性:当k>0时,函数f (x )为R 上的增函数;当k<0时,函数f (x )为R 上的减函数;奇 偶 性:当b =0时,函数f (x )为奇函数;当b ≠0时,函数f (x )没有奇偶性; 反 函 数:有反函数。
[特殊地,当k =-1或b =0且k =1时,函数f (x )的反函数为原函数f (x )本身]周 期 性:无函 数 名 称:反比例函数 解析式 形 式:f (x )=xk(k ≠0) xy b Of (x )=b图象及其性质:定 义 域:),0()0,(+∞-∞ 值 域:),0()0,(+∞-∞单 调 性:当k>0时,函数f (x )为)0,(-∞和),0(+∞上的减函数;当k<0时,函数f (x )为)0,(-∞和),0(+∞上的增函数;奇 偶 性:奇函数 反 函 数:原函数本身 周 期 性:无函 数 名 称:二次函数解析式 形 式:一般式:)0()(2≠++=a c bx ax x f顶点式:)0()()(2≠+-=a h k x a x f 两根式:)0)()(()(21≠--=a x x x x a x f图象及其性质()()20f x ax bx c a =++≠0a > 0a <图像2b x a =-2b x a =-定 义 域:R值 域:当0>a 时,值域为),44(2+∞-a b ac ;当0<a 时,值域为)44,(2ab ac --∞单 调 性:当0>a 时,]2,(a b --∞上为减函数,),2[+∞-a b上为增函数; 当0<a 时,),2[+∞-a b 上为减函数,]2,(ab--∞上为增函数;奇 偶 性:当0=b 时,函数为偶函数;当0≠b 时,函数为非奇非偶函数反 函 数:定义域范围内无反函数 周 期 性:无函 数 名 称:三次函数解析式 形 式:32()(0)f x ax bx cx d a =+++≠ 图象及其性质:a>0a<0∆>0∆≤0∆>0∆≤0图 象定 义 域:R 值 域:R 单 调 性:a>0a<0∆>0∆≤0∆>0∆≤0单 调 性在12(,),(,)x x -∞+∞上,是增函数; 在12(,)x x 上,是减函数;在R 上是增函数在12(,)x x 上,是增函数;在12(,),(,)x x -∞+∞上,是减函数;在R 上是减函数奇 偶 性:当0=b 时,函数为奇函数;当0≠b 时,函数为非奇非偶函数 反 函 数:定义域范围内无反函数 周 期 性:无x x 1x 2 x 0xx 1 x 2xx 0x函 数 名 称:指数函数解析式 形 式:)1,0()(≠>=a a a x f x图象及其性质值 域:),0(+∞单 调 性:当0>a 时,函数为增函数;当0<a 时,函数为减函数; 奇 偶 性:无反 函 数:对数函数)1,0(log )(≠>=a a x x f a 周 期 性:无函 数 名 称:对数函数解析式 形 式:)1,0(log )(≠>=a a x x f a 图象及其性质: 图 象a >1a <1定 义 域:R 值 域:),0(+∞单 调 性:当0>a 时,函数为增函数;当0<a 时,函数为减函数;[与系数函数的单调性类似,因为两函数互为反函数] 奇 偶 性:无反 函 数:指数函数)1,0()(≠>=a a a x f x周 期 性:无函 数 名 称:对钩函数解析式 形 式:xx x f 1)(+= 图象及其性质:①函数图象与y 轴及直线x y =不相交,只是无限靠近;②当0>x 时,函数)(x f y =有最低点)2,1(,即当1=x 时函数取得最小值2)1(=f ;③当0<x 时,函数)(x f y =有最高点)2,1(--,即当1-=x 时函数取得最大值2)1(-=-f ;定 义 域:),0()0,(+∞-∞ 值 域: ),2[]2,(+∞--∞单 调 性:在]1,(--∞和),1[+∞上函数为增函数;在)0,1[-和]1,0(上函数为减函数; 奇 偶 性:奇函数反 函 数:定义域内无反函数 周 期 性:无解析式 形 式:||)(x x f =图象及其性质:定 义 域:R 值 域: ),0(+∞单 调 性:在),0(+∞上函数为增函数;在)0,(-∞上函数为减函数; 奇 偶 性:偶函数 反 函 数:||)(x x f =xyO f (x )=xx 1+12周 期 性:无解析式 形 式:x x f =)(图象及其性质:定 义 域:),0[+∞ 值 域 :),0[+∞ 单 调 性:增函数 奇 偶 性:无 反 函 数:2x y = 周 期 性:无注意:幂函数的图像与性质定义域 R R R奇偶性奇 奇 奇 非奇非偶 奇在第Ⅰ象限的增减性 在第Ⅰ象限单调递增在第Ⅰ象限单调递增在第Ⅰ象限单调递增在第Ⅰ象限单调递增在第Ⅰ象限单调递减幂函数y x α=(x ∈R ,α是常数)的图像在第一象限的分布规律是:①所有幂函数y x α=(x ∈R ,α是常数)的图像都过点)1,1(;②当21,3,2,1=α时函数y x α=的图像都过原点)0,0(;③当1=α时,y x α=的的图像在第一象限是第一象限的平分线(如2c );④当3,2=α时,y x α=的的图像在第一象限是“凹型”曲线(如1c )⑤当21=α时,y x α=的的图像在第一象限是“凸型”曲线(如3c )⑥当1-=α时,y x α=的的图像不过原点)0,0(,且在第一象限是“下滑”曲线(如4c )当0>α时,幂函数y x α=有下列性质:(1)图象都通过点)1,1(),0,0(;(2)在第一象限内都是增函数;(3)在第一象限内,1>α时,图象是向下凸的;10<<α时,图象是向上凸的; (4)在第一象限内,过点)1,1(后,图象向右上方无限伸展。
函数的周期性与函数的图象(最全解析版)

八、函数的周期性㈠ 主要知识:1.周期函数的定义:对于()f x 定义域内的每一个x ,都存在非零常数T ,使得 ()()f x T f x +=恒成立,则称函数()f x 具有周期性,T 叫做()f x 的一个周期, 则kT (,0k Z k ∈≠)也是()f x 的周期,所有周期中的最小正数叫()f x 的最小正周期.2.几种特殊的抽象函数:具有周期性的抽象函数:函数()y f x =满足对定义域内任一实数x (其中a 为常数),① ()()f x f x a =+,则()y f x =是以T a =为周期的周期函数;②()()f x a f x +=-,则()x f 是以2T a =为周期的周期函数;③()()1f x a f x +=±,则()x f 是以2T a =为周期的周期函数; ④()()f x a f x a +=-,则()x f 是以2T a =为周期的周期函数;⑤1()()1()f x f x a f x -+=+,则()x f 是以2T a =为周期的周期函数. ⑥1()()1()f x f x a f x -+=-+,则()x f 是以4T a =为周期的周期函数. ⑦1()()1()f x f x a f x ++=-,则()x f 是以4T a =为周期的周期函数. ⑧函数()y f x =满足()()f a x f a x +=-(0a >),若()f x 为奇函数,则其周期为4T a =, 若()f x 为偶函数,则其周期为2T a =. ⑨函数()y f x =()x R ∈的图象关于直线x a =和x b =()a b <都对称,则函数()f x 是以 ()2b a -为周期的周期函数; ⑩函数()y f x =()x R ∈的图象关于两点()0,A a y 、()0,B b y ()a b <都对称,则函数()f x 是以()2b a -为周期的周期函数; ⑾函数()y f x =()x R ∈的图象关于()0,A a y 和直线x b =()a b <都对称,则函数()f x 是以()4b a -为周期的周期函数;3、图象的对称性 一个函数的对称性:1、函数()y f x =的图象关于点(,)a b 对称()2(2)f x b f a x ⇔=--⇔b x a f x a f 2)()(=-++特殊的有:① 函数()y f x =的图象关于点(,0)a 对称()(2)f x f a x ⇔=--。
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八、函数的周期性㈠ 主要知识:1.周期函数的定义:对于()f x 定义域内的每一个x ,都存在非零常数T ,使得 ()()f x T f x +=恒成立,则称函数()f x 具有周期性,T 叫做()f x 的一个周期, 则kT (,0k Z k ∈≠)也是()f x 的周期,所有周期中的最小正数叫()f x 的最小正周期.2.几种特殊的抽象函数:具有周期性的抽象函数:函数()y f x =满足对定义域内任一实数x (其中a 为常数),① ()()f x f x a =+,则()y f x =是以T a =为周期的周期函数;②()()f x a f x +=-,则()x f 是以2T a =为周期的周期函数;③()()1f x a f x +=±,则()x f 是以2T a =为周期的周期函数; ④()()f x a f x a +=-,则()x f 是以2T a =为周期的周期函数;⑤1()()1()f x f x a f x -+=+,则()x f 是以2T a =为周期的周期函数. ⑥1()()1()f x f x a f x -+=-+,则()x f 是以4T a =为周期的周期函数. ⑦1()()1()f x f x a f x ++=-,则()x f 是以4T a =为周期的周期函数. ⑧函数()y f x =满足()()f a x f a x +=-(0a >),若()f x 为奇函数,则其周期为4T a =, 若()f x 为偶函数,则其周期为2T a =. ⑨函数()y f x =()x R ∈的图象关于直线x a =和x b =()a b <都对称,则函数()f x 是以 ()2b a -为周期的周期函数; ⑩函数()y f x =()x R ∈的图象关于两点()0,A a y 、()0,B b y ()a b <都对称,则函数()f x 是以()2b a -为周期的周期函数; ⑾函数()y f x =()x R ∈的图象关于()0,A a y 和直线x b =()a b <都对称,则函数()f x 是以()4b a -为周期的周期函数;3、图象的对称性 一个函数的对称性:1、函数()y f x =的图象关于点(,)a b 对称()2(2)f x b f a x ⇔=--⇔b x a f x a f 2)()(=-++特殊的有:① 函数()y f x =的图象关于点(,0)a 对称()(2)f x f a x ⇔=--。
② 函数()y f x =的图象关于原点对称(奇函数))()(x f x f -=-⇔。
③ 函数)(a x f y +=是奇函数)(x f ⇔关于点()0,a 对称。
④ c x b f x a f =-++)()(,函数)(x f y =关于点)2,2(c b a + 对称2、两个函数的对称性:①)(x f y =与)(x f y -=关于X 轴对称。
②)(x f y =与)(x f y -=关于Y 轴对称。
③)(x f y =与)2(x a f y -=关于直线a x =对称。
函数()y f mx a =-与函数()y f b mx =-的图象关于直线2a b x m +=对称. 函数)(x a f y -=与函数)(b x y -=关于直线2b a x +=对称。
特殊地: ()y f x a =-与函数()y f a x =-的图象关于直线x a =对称⑤ )(x f y =与)(2x f a y -=关于直线a y =对称。
⑥ )2(2)(x a f b y x f y --==与关于点(a,b)对称。
⑦ )()(1x f y x f y -==与关于直线x y =对称例1 定义在R 上的非常数函数满足:)10(x f +为偶函数,且)5()5(x f x f +=-,则)(x f 一定是( )A. 是偶函数,也是周期函数B. 是偶函数,但不是周期函数C. 是奇函数,也是周期函数D. 是奇函数,但不是周期函数解:因为)10(x f +为偶函数,所以)10()10(x f x f -=+。
所以)(x f 有两条对称轴105==x x 与,因此)(x f 是以10为其一个周期的周期函数,所以x =0即y 轴也是)(x f 的对称轴,因此)(x f 还是一个偶函数。
故选(A )。
例 2 设)(x f 是定义在R 上的偶函数,且)1()1(x f x f -=+,当01≤≤-x 时,x x f 21)(-=,则=)6.8(f ___________ 解:因为f(x)是定义在R 上的偶函数,所以)(0x f y x ==是的对称轴;又因为)(1)1()1(x f y x x f x f ==-=+也是所以的对称轴。
故)(x f y =是以2为周期的周期函数,所以3.0)6.0()6.0()6.08()6.8(=-==+=f f f f例3 函数)252sin(π+=x y 的图像的一条对称轴的方程是( )45.8.4.2.ππππ==-=-=x D x C x B x A 解:函数)252sin(π+=x y 的图像的所有对称轴的方程是2252πππ+=+k x ,所以ππ-=2k x ,显然取1=k 时的对称轴方程是2π-=x ,故选(A )。
例 4 设)(x f 是定义在R 上的奇函数,且)(x f y =的图象关于直线21=x ,则:=++++)5()4()3()2()1(f f f f f _____________解:函数)(x f y =的图像既关于原点对称,又关于直线21=x 对称,所以周期是2,又0)0(=f ,图像关于21=x 对称,所以0)1(=f ,所以 0)5()4()3()2()1(=++++f f f f f例5、函数()f x 对于任意实数x 满足条件()()12f x f x +=,若()15,f =-则()()5f f =__________。
练习1.设f(x)是定义在R 上的偶函数,且f(1+x)= f(1-x),当-1≤x ≤0时,f (x) = -21x ,则f (8.6 ) = _________ (第八届希望杯高二 第一试题) 解:∵f(x)是定义在R 上的偶函数∴x = 0是y = f(x)对称轴;又∵f(1+x)= f(1-x) ∴x = 1也是y = f (x) 对称轴。
故y = f(x)是以2为周期的周期函数,∴f (8.6 ) = f (8+0.6 ) = f (0.6 ) = f (-0.6 ) = 0.3练习2设f(x)是定义在R 上的奇函数,且f(x+2)= -f(x),当0≤x ≤1时,f (x) = x ,则f (7.5 ) = ( )(A) 0.5 (B) -0.5 (C) 1.5 (D) -1.5解:∵y = f (x)是定义在R 上的奇函数,∴点(0,0)是其对称中心;又∵f (x+2 )= -f (x) = f (-x),即f (1+ x) = f (1-x), ∴直线x = 1是y = f (x) 对称轴,故y = f (x)是周期为2的周期函数。
∴f (7.5 ) = f (8-0.5 ) = f (-0.5 ) = -f (0.5 ) =-0.5 故选(B)练习3(08湖北卷6)已知()f x 在R 上是奇函数,且2(4)(),(0,2)()2,(7)f x f x x f x x f +=∈==当时,则 AA.-2B.2C.-98D.98练习4、(08四川卷)函数()f x 满足()()213f x f x ⋅+=,若()12f =,则()99f =( C ) (A)13 (B)2 (C)132 (D)213练习5、(2010安徽理数)若f(x)是R 上周期为5的奇函数,且满足f(1)=1,f(2)=2则)4()3(f f -的值为( )A 、1- B 、1 C 、2- D 、2练习6、(09江西卷)已知函数()f x 是(,)-∞+∞上的偶函数,若对于0x ≥,都有(2()f x f x +=),且当[0,2)x ∈时,2()log (1f x x =+),则(2008)(2009)f f -+的值为 ( C )A .2-B .1-C .1D .2练习7、2009广东三校一模)定义在R 上的函数()x f 是奇函数又是以2为周期的周期函数,则()()()741f f f ++等于 ( B )A.-1B.0C.1D.4练习8、(2009全国卷Ⅰ理)函数()f x 的定义域为R ,若(1)f x +与(1)f x -都是奇函数,2)1(=f 则=)2009(f ( D )A 、2009B 、-2009C 、-2 D.、2练习9、()f x 的定义域是R ,且(2)[1()]1()f x f x f x +-=+,若(0)2008f =求 f (2008)的值。
解:(4)11(2)11(4)1()(8)(4)1(2)1(4)1(4)1f x f x f x f x f x f x f x f x f x +--+--++====++-++++++ 周期为8,(2008)(0)2008f f ∴==练习10、已知函数f (x )的定义域为R ,则下列命题中:①若f (x -2)是偶函数,则函数f (x )的图象关于直线x =2对称;②若f (x +2)=-f (x -2),则函数f (x )的图象关于原点对称;③函数y=f(2+x)与函数y=f(2-x)的图象关于直线x=2对称;④函数y=f(x-2)与函数y=f(2-x)的图象关于直线x=2对称.其中正确的命题序号是④.【解析】①是错误的,由于f(x-2)是偶函数得f(-x-2)=f(x-2),所以f(x)的图象关于直线x=-2对称;②是错误的,由f(x+2)=-f(x-2)得f(x+4)=-f(x),进而得f(x+8)=f(x),所以f(x)是周期为8的周期函数;③是错误的,在第一个函数中,用-x代x,y不变,即可得第二个函数,所以这两个函数图象关于y轴对称;④是正确的,令x-2=t,则2-x=-t,函数y=f(t)与y=f(-t)的图象关于直线t=0对称,即函数y=f(x-2)与y=f(2-x)的图象关于直线x=2对称.练习11、f(x)是定义在R上的以3为周期的奇函数,且f(2)=0,则方程f(x)=0在区间(0,6)内解的个数的最小值是( D )A.2 B.3 C.4 D.5【解析】∵f(x)为奇函数,∴f(0)=0,又函数f(x)以3为周期,且f(2)=0,∴f(-2)=0,f(1)=0,f(4)=0,f(3)=0,f(5)=0,∴在区间(0,6)内的解有1,2,3,4,5.故选D.练习12、对函数f(x),当x∈(-∞,∞)时,f(2-x)=f(2+x),f(7-x)=f(7+x),在闭区间[0,7]上,只有f(1)=f(3)=0.(1)试判断函数y=f(x)的奇偶性;(2)试求方程f(x)=0在闭区间[-2005,2005]上的根的个数,并证明你的结论.【分析】由已知f(2+x)=f(2-x),f(7-x)=f(7+x)知f(x)的图象有两条对称轴x=2和x=7,从而知f(x)是周期为10的周期函数,又在区间[0,7]上,只有f(1)=f(3)=0,画图易知,它是非奇非偶函数,且在一个周期[0,10]上只有2个根,故易求得方程f(x)=0在的根的个数.【解】(1)由已知得f(0)≠0,∴f(x)不是奇函数,又由f(2-x)=f(2+x),得函数y=f(x)的对称轴为x=2,∴f(-1)=f(5)≠0,∴f(-1)≠f(1),∴f(x)不是偶函数.故函数y=f(x)是非奇非偶函数;(2)由f(4-x)=f(14-x)f(x)=f(x+10),从而知y=f(x)的周期是10.又f(3)=f(1)=0,f(11)=f(13)=f(-7)=f(-9)=0,故f (x )在[0,10]和[-10,0]上均有两个解,从而可知函数y =f (x )在[0,2005]上有402个解,在上[-2005,0]有400个解,所以函数y =f (x )在[-2005,2005]上有802个解.九、函数的图象1.描绘函数图象的基本方法有两种:描点法与图象变换法。