专题09 奇偶性应用归类-【巅峰课堂】2022-2023学年高一数学热点题型归纳与分阶培优练(人教A版2019必修第一册)
展开专题9 奇偶性应用归类
目录
【题型一】奇偶性概念辨析 2
【题型二】常见函数奇偶性判断 3
【题型三】奇偶函数与图像 5
【题型四】抽象函数奇偶性判断 6
【题型五】“平移”函数奇偶性 8
【题型六】利用奇偶性求解析式 9
【题型七】奇偶函数混合型求解析式 10
【题型八】利用奇偶性求函数值 12
【题型九】利用奇偶性求和 13
【题型十】利用奇偶性解方程、不等式 14
【题型十一】不等式恒成立求参 17
【题型十二】利用奇偶性求抽象函数恒成立参数 18
【题型十三】利用奇偶性求最值与范围 20
【题型十四】利用奇偶性质推导周期 21
培优第一阶——基础过关练 24
培优第二阶——能力提升练 28
培优第三阶——培优拔尖练 33
综述:
奇偶性
(1)奇偶函数的性质
①偶函数⇔f(-x)=f(x) ⇔关于y轴对称⇔对称区间的单调性相反;
②奇函数⇔f(-x)=-f(x) ⇔关于原点对称⇔对称区间的单调性相同;
③奇函数在x=0处有意义时,必有结论 f(0)=0 ;
(2)奇偶性的判定
①“奇±奇”是奇 ,“偶±偶”是 偶 ,“奇×/÷奇”是 偶 ,“偶×/÷偶”是 偶 ,“奇×/÷偶”是 奇 ;
②奇(偶)函数倒数或相反数运算,奇偶性不变;
③奇(偶)函数的绝对值运算,函数的奇偶性均为偶函数.
(2)常见奇函数
①f(x)=
②f(x)=loga
③f(x)=g(x)-g(-x)
④f(x)=loga(+x)
当然,还有f(x)=sin x,f(x)=tan x等等;
奇偶性(对称型)与周期
周期性:①若f(x+a)=f(x-b) ⇔f(x)周期为T=a+b.
②常见的周期函数有:
f(x+a)=-f(x)或f(x+a)=或f(x+a)=-,那么函数f(x)是周期函数,其中一个周期均为T=2a.
【题型一】奇偶性概念辨析
【典例分析】
函数为奇函数,为偶函数,在公共定义域内,下列结论一定正确的是( )
A.为奇函数 B.为偶函数
C.为奇函数 D.为偶函数
【答案】C
【分析】依次构造函数,结合函数的奇偶性的定义判断求解即可.
【详解】令,则,且,
既不是奇函数,也不是偶函数,故A、B错误;
令,则,且,
是奇函数,不是偶函数,故C正确、D错误;
故选:C
【变式训练】
1.函数,,( )
A.是奇函数不是偶函数 B.是偶函数不是奇函数
C.既是奇函数又是偶函数 D.既不是奇函数也不是偶函数
【答案】D
【分析】结合函数的奇偶性确定正确答案.
【详解】当时,,函数定义域不关于原点对称,所以既不是奇函数也不是偶函数.
故选:D
2.下面四个结论中,正确的个数是( )
①奇函数的图象关于原点对称; ②奇函数的图象一定通过原点;
③偶函数的图象关于轴对称; ④偶函数的图象一定与轴相交.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据奇偶函数图像的特点即可判断①③,举出反例即可判断②④.
【详解】解:对于①,奇函数的图象关于原点对称,故①正确;
对于②,例如为奇函数,但其图象不过原点,故②错误;
对于③,偶函数的图象关于轴对称,故③正确;
对于④,例如为偶函数,但其图象与轴不相交,故④错误.
故选:B.
3.对于函数,“的图象关于轴对称”是“是偶函数”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】如果是偶函数,根据偶函数的定义,可证是偶函数,而的图象关于轴对称,可举例说明不一定为偶函数,结合充分必要的定义,即可得出结论.
【详解】函数是偶函数,则,
此时,,
因此的图象关于轴对称,
但当的图象关于轴对称时,
未必推出是偶函数,
如,的图象也关于轴对称,
但并非偶函数,
故“的图象关于轴对称”
是“是偶函数”的必要不充分条件.
故选:B.
【题型二】常见函数奇偶性判断
【典例分析】
.符号表示不超过x的最大整数,如,,,定义函数,以下结论正确的是( )
①函数的定义域是R,值域为[0,1);
②方程有无数个解;
③函数是奇函数;
④函数是增函数.
A.①② B.②③ C.①②③ D.②③④
【答案】A
【分析】利用的定义,结合函数的定义域、值域、奇偶性的定义进行判断.
【详解】对于①:函数的定义域是,但,其值域为,故正确;
对于②:,可得,则,,都是方程的解,故正确;
对于③:函数的定义域是,而,如,,
故函数不是奇函数,故错误;
对于④:由②可知,,,当时,函数函数的值都是,所以不是增函数,故错误,
故选:A
【变式训练】
1..若函数f(x)=为奇函数,则a等于( )
A.1 B.2 C. D.-
【答案】A
【分析】由于函数为奇函数,则,化简后可求得的值.
【详解】依题意得,由于函数为奇函数,故,即,对比可得,故选.
【点睛】本小题主要考查函数的奇偶性,考查利用函数的奇偶性来求参数即求函数的解析式.在利用奇偶性来解题时,主要把握的是,或者.属于基础题.
2.函数,则函数图象( )
A.关于原点对称 B.关于直线对称
C.关于轴对称 D.关于轴对称
【答案】D
【解析】利用函数奇偶性的定义判断函数的奇偶性,由此可得出结论.
【详解】函数的定义域为,,
所以,函数为偶函数,该函数的图象关于轴对称.
故选:D.
3.已知函数,则的奇偶性为( ).
A.奇函数 B.偶函数 C.既是奇函数又是偶函数 D.非奇非偶函数
【答案】B
【分析】求出函数的解析式,得出与的关系,即可判断出函数的奇偶性.
【详解】若,则,则;
若,则,则.
又,满足.
所以,又函数的定义域为,关于原点对称,
因此,函数为偶函数.故选B.
【题型三】奇偶函数与图像
【典例分析】
函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】分析函数的奇偶性及又时函数值的正负即可判断.
【详解】解:因为定义域为R,且,所以为偶函数,其图象关于轴对称,故排除选项B、D;
又时,,排除选项C,故选项A正确.
故选:A.
【变式训练】
1.函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先确定函数的奇偶性,排除两选项,然后利用函数值的正负或取特殊值计算出函数值再排除一个,是正确选项.
【详解】函数是偶函数,图象关于轴对称,排出选项A、C;再取特殊值和,可得函数的大致图象为D,
故选:D.
2.下列图象中,不可能是的图象的是( )
A.B.C. D.
【答案】B
【分析】利用特殊值,分类讨论,借助反比例函数、对勾函数的图象与性质以及函数单调性的性质进行排除.
【详解】当a=0时,,为反比例函数,对应A中图象,故A错误;
当时,是对勾函数,函数为奇函数,且时,在上单调递减,在上单调递增,对应D中图象,故D错误;
当时,为奇函数,且时,,均单调递减,故在单调递减,对应C中图象,故C错误.
故选:B.
3.函数与的图像如下图,则函数的图像可能是( )
A.B.C. D.
【答案】B
【分析】带入特殊点,用排除法找出符合题意得图像.
【详解】定义域为,所以函数在是断开的,故排除C,D;
当x为很小的正数时,,排除A.
故选:B.
【题型四】抽象函数奇偶性判断
【典例分析】
已知对于任意、,都有,,则( )
A.是奇函数但不是偶函数 B.既是奇函数又是偶函数
C.既不是奇函数也不是偶函数 D.是偶函数但不是奇函数
【答案】D
【分析】根据等式特征,先令,由,可以求出的值;再令代入等式,可以得到和的关系,根据函数的奇偶性定义选出正确答案.
【详解】令,可得.
再令,可得,所以函数是偶函数.又因为,所以函数不是奇函数,所以是偶函数但不是奇函数.
故选D
【变式训练】
1.设函数的定义域为,对任意实数,,只要,就有成立,则函数( )
A.一定是奇函数 B.一定是偶函数 C.既是奇函数又是偶函数 D.既不是奇函数也不是偶函数
【答案】C
【解析】令,由题意可得,,从而证出,令求出,令,可得,再令可得,从而可得出答案.
【详解】解析:令,则,∵,
∴,即,其中,∵,
∴.∵,∴.
∵,∴.
综上,知,∴函数既是奇函数又是偶函数.故选:C
2.若函数对于任意实数满足,则下列关于函数奇偶性说法一定正确的是( )
A.是偶函数但不是奇函数 B.是奇函数但不是偶函数
C.是非奇非偶函数 D.可能是奇函数也可能是偶函数
【答案】D
【分析】对抽象等式中进行赋值 ,即代入表达式,得到或,再令,不动,即可获得与之间的关系,从而获得函数的奇偶性.
【详解】令则有,则,
当时,再令则有所以,
所以是奇函数.当,则.再令则有,
所以,所以是偶函数.故选:.
3.若定义在上的函数满足:对于任意的、,恒有,则函数为( )
A.奇函数 B.偶函数 C.非奇非偶函数 D.无法判断奇偶性
【答案】A
【分析】分析可得,令可求得,令,结合函数奇偶性的定义可得出结论.
【详解】因为,,
所以,,则,
函数的定义域为,令,可得,所以,,
令,则,所以,,
故函数为奇函数.
故选:A
【题型五】“平移”函数奇偶性
【典例分析】
已知函数满足,下列四个选项一定正确的是( )
A.是偶函数 B.是奇函数
C.是奇函数 D.是偶函数
【答案】C
【分析】根据,结合奇函数的定义可得答案.
【详解】因为,
所以,
所以函数为奇函数.
故选:C.
【变式训练】
1.用列表法将函数表示为(见表格)则下列判断正确的是( )
-2
-1
0
-1
0
1
A.为奇函数 B.为偶函数 C.为奇函数 D.为偶函数
【答案】C
【分析】由题意得,,,再根据奇偶性的定义判断即可得出结论.
【详解】解:由表格得,,,
则,,,
则,则为奇函数,则为偶函数不成立;
若为奇函数,即,则有函数的图象关于点对称,由题设推不出,不成立;
若为偶函数,即,则有函数的图象关于直线对称,由题设推不出,不成立;
故选:C.
2.若函数,则以下函数为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】判断函数为奇函数,一是定义域必须关于原点对称,二是满足,然后分别检验各个函数即可. 对选项,均满足;对选项,不满足;对选项和,均不满足定义域必须关于原点对称.
【详解】对选项,,定义域为,且满足,函数为奇函数,故选项正确;
对选项,,定义域为,但不满足,函数不是奇函数,故选项错误;
对选项,,定义域为,故不是奇函数,故选项错误;
对选项,,定义域为,故不是奇函数,故选项错误;
故选:
3.设函数,则下列函数中为偶函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据偶函数的定义即可判断.
【详解】,则,因为是偶函数,故为偶函数.
故选:A
【题型六】利用奇偶性求解析式
【典例分析】
若函数是定义在上的奇函数,且满足,当时,,则当时,函数的解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据奇函数及得出,把转化为,根据所给解析式可求结果.
【详解】因为函数是奇函数,所以,
因为,所以,
当时,;
因为当时,,所以
所以.
故选:D.
【变式训练】
1.设是定义在上的偶函数,且满足,当时,,则时,___________________.
【答案】
【详解】当时,
则当时,
是定义在上的偶函数,
时,
2.已知函数是定义在R上的奇函数,且满足,当时,,则当时,( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据函数的奇偶性求出时的解析式,再求出函数的周期为4,故得到时,
【详解】由题意知,则,
所以函数是以4为周期的周期函数,又当时,,且是定义在上的奇函数,
所以时,,,
所以当时,,.
故选:B.
3..若函数在上是奇函数,则的解析式为.
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由奇函数得,代入后求出解析式
【详解】函数在上是奇函数,
即,,即,
解得则故选
【题型七】奇偶函数混合型求解析式
【典例分析】
函数和分别是定义在上的奇函数和偶函数,且,则函数的单调增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据奇偶性定义求出和,再根据单调性定义判断.
【详解】因为,①
∴,即,②
由①②解得,,记,设,
则,,
∴当时,,,递增,
当或时,,,递减,
增区间为.故选:C.
【变式训练】
1.已知函数与分别是定义域上的奇函数与偶函数,且,则
A. B. C.-3 D.
【答案】A
【分析】利用两个函数的奇偶性和已知恒等式构造另一个等式,再联立消元,解得即可解得.
【详解】因为 ①,用 替换恒等式中的得:
又因为函数与分别是定义域上的奇函数与偶函数,所以 , ,
所以 ②,联立①②消去,,解得 ,
所以 =.故选 .
2.已知是上的奇函数,是上的偶函数,且,则( )
A.5 B.6 C.8 D.10
【答案】D
【解析】先由是上的奇函数,是上的偶函数,且,得到,求出和,再求
【详解】因为,所以.又是奇函数,是偶函数,所以,
则,故.
故选:D
3.定义在上的偶函数和奇函数满足,若恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由奇偶性求得,换元后化为二次函数,求出函数的值域(最值),然后解相应不等式可得参数范围.
【详解】因为定义在上的偶函数和奇函数满足,所以,所以
所以,因为,所以,令,则,,
由二次函数的性质知在上单调递减,在上单调递增,所以,所以的值域为.
因为恒成立,所以,解得,所以实数的取值范围为.
故选:B.
【题型八】利用奇偶性求函数值
【典例分析】
已知函数的定义域为R,且对任意恒成立,又函数的图象关于点对称,且,则( )
A.2021 B. C.2022 D.
【答案】C
【分析】通过已知条件,判断函数的奇偶性、周期性,利用函数图象的性质进行求解.
【详解】因为函数的图象关于点对称,则函数的图象关于点对称,即函数为奇函数;
因为对任意,都有,令,得,又函数为奇函数,故,解得,则,即,所以4是函数的一个周期;
所以.
故选:C.
【变式训练】
1.已知函数为奇函数,且,则( )
A. B.7 C.0 D.2
【答案】B
【分析】根据为奇函数,可求得a,b的值,代入所求,即可得结果.
【详解】当时,,,又是奇函数,所以,
所以,,所以,所以.故选:B.
2.已知是定义在上的奇函数,,且,则( )
A.1 B.0 C. D.
【答案】D
【分析】根据奇函数的概念和性质可得f(x)是周期为4的函数,将f(2021)化为f(1)即可.
【详解】因为f(x)为奇函数,所以f(x+1)=f(1-x)=-f(x-1),
所以f(x+3)=f(x+2+1)=-f(x+2-1)=f(x-1),所以,
即f(x)是周期为4的函数,故f(2021)=f(1)=-f(-1)=-1.故选:D
3..已知是定义在上的偶函数,对任意都有,则________.
【答案】
【解析】令,可证:是周期为4的偶函数,从而可求,从而求出.
【详解】令,则且恒成立.
因为为偶函数,故,
故为偶函数.
又,故,
所以是周期为4的偶函数,故.
又,所以即,
所以即.故答案为:.
【题型九】利用奇偶性求和
【典例分析】
已知定义在上的函数,对任意,都有且,则的值为_________
【答案】
【详解】令,则有,故或.
若,令,则即,与矛盾,故.
再令,则,故即.
所以为偶函数.
令,则对任意恒成立,
故,
所以,故,所以的周期.
又,,,
所以,
故
.故答案为:.
【变式训练】
1.已知函数是定义域为的奇函数满足.若,则___________.
【答案】0
【分析】根据是定义域为的奇函数满足,得到和的周期,再结合,求出,,和的值,进一步得到答案.
【详解】解:因为是定义域为的奇函数满足,
所以,,
则,所以的周期,
又,所以,,
令,则,所以,所以,
所以,
所以.
故答案为:0.
2.已知是R上的偶函数,若的图象向右平移一个单位后,则得到一个奇函数的图象,则的值为 ( )
A.1 B.0 C.-1 D.
【答案】B
【详解】分析:由题意知,f(x)是R上的偶函数,f(x-1)是一个奇函数,由奇函数的定义得f(x-1)+f(x+1)=0,再由f(1)=f(-1)=0,f(1)+f(3)+…+f(9)=f(1)=0.
解答:解:由题意知,f(x)是R上的偶函数,f(x-1)是一个奇函数,
∴f(x-1)=-f(-x-1)=-f(x+1),
∴f(x-1)+f(x+1)=0,
∴f(9)+f(7)=0,f(5)+f(3)=0,
由f(x-1)是奇函数 得,f(0-1)=0,即f(-1)=0,
又f(x)是R上的偶函数,
∴f(1)=f(-1)=0,
∴f(1)+f(3)+…+f(9)=f(1)=0,
故选 B.
3.已知是定义域为的奇函数,满足.若,则( )
A.-2019 B.1 C.0 D.2019
【答案】C
【分析】推导出函数 为周期为4的周期函数,
, 由此能求出
【详解】 是定义域为的奇函数,满足,则有 ,又由函数 为奇函数,则 ,则有
则函数 是周期为4的周期函数,
,
【题型十】利用奇偶性解方程、不等式
【典例分析】
已知函数是定义在上的奇函数,且当时,,则方程的所有解的和为( )
A. B.1 C.3 D.5
【答案】C
【分析】根据函数奇偶性的性质求出函数的解析式,结合的图象与的图象关于对称,画出函数图象,结合函数的对称性求解即可.
【详解】∵是定义在R上的奇函数,且当时,
∴当时,
则
即
则
作出的图象如图:
∵的图象与的图象关于对称
∴作出的图象,由图象知与的图象有三个交点
即有三个根,其中一个根为1,另外两个根a,b关于对称
即。则所有解的和为。故选C.
【变式训练】
1.已知是定义在上的奇函数,当时,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】∵f(x)是定义在[﹣4,4]上的奇函数,∴当x=0时,f(0)=0,下面求x∈[﹣4,0)时的f(x)的表达式,
设x∈[﹣4,0),则﹣x∈(0,4],又∵当x>0时,f(x)=﹣x2+4x,∴f(﹣x)=﹣(﹣x)2+4(﹣x)=﹣x2﹣4x,
又f(x)是定义在[﹣4,4]上的奇函数,∴f(x)=﹣f(﹣x)=x2+4x,
∴f(x)=,令f(x)=0,解得x=﹣4或0或4,当x∈[﹣4,0]时,不等式f[f(x)]<f(x),
即(x2+4x)2+4(x2+4x)<x2+4x,化简得(x2+4x)2+3(x2+4x)<0,解得x∈(﹣4,﹣3)∪(﹣1,0);
当x∈(0,4]时,不等式f[f(x)]<f(x),即﹣(﹣x2+4x)2+4(﹣x2+4x)<﹣x2+4x,
化简得﹣(﹣x2+4x)2+3(﹣x2+4x)<0,解得x∈(1,3);
综上所述,x∈(﹣4,﹣3)∪(﹣1,0)∪(1,3),故选B.
2.已知是定义在上的奇函数,且当时,.若,则的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】利用函数奇偶性可求得在时的解析式和,进而构造出不等式求得结果.
【详解】为定义在上的奇函数,.
当时,,,
为奇函数,,
由得:或;
综上所述:若,则的解集为.故选:.
3.已知定义域为的奇函数,当时,,则不等式的解集为__________.
【答案】
【分析】根据奇偶性求出在上的解析式,由不等式,得当时,,当时,,作出函数图象,结合图象能求出不等式的解集.
【详解】解:定义域为的奇函数,当时,,时,,
当时,,即,
,作出函数图象如下图,
不等式,当时,,解得
当时,,解得,
所以不等式的解集为或,
故答案为:.
【题型十一】不等式恒成立求参
【典例分析】
已知定义在上的奇函数满足:时,,且关于的不等式在区间上恒成立,则实数的取值范围为______.
【答案】
【解析】根据函数的对称性求出的解析式,画出图象,问题转化为①或②在区间上恒成立,分离参数,求出的范围即可.
【详解】因为是奇函数,
可得,画出函数的图象,
如图所示:由得时,,解得,时,,解得,若关于的不等式在区间上恒成立,
则①或②在区间上恒成立,由①得:,在恒成立,则,
由②得:,在恒成立,则,
综上,,故答案为:.
【变式训练】
1.设是定义在R上的奇函数,且当时,,若对于任意的,不等式恒成立,则实数t的取值范围是______.
【答案】
【解析】根据已知条件,判断在上的单调性,结合,再利用函数单调性,即可将问题等价转化为在区间上恒成立问题,结合函数最值,即可求得参数范围.
【详解】当时,,因为函数是奇函数故当时,,
在R上是单调递增函数,且满足,又不等式在恒成立,
在恒成立,即:在恒成立,解得:,故答案为:.
2.设函数是定义在上的奇函数,当时,,其中,若对任意的,都有,则实数的取值范围为___.
【答案】
【详解】试题分析:当时,,又①当时,函数在上单调递增,满足;②当时,函数在上单调递减,在及在上单调递增,要满足,须恒成立,即恒成立,因此,从而,综上①②得实数的取值范围为
3.已知奇函数的定义域为,且在上单调递增,若实数满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用函数的单调性和奇偶性可得,由此可求得的取值范围.
【详解】解:由题意得
∵奇函数的定义域为,且在上单调递增
∴在定义域内单调递增.
若实数满足,即
故有,解得,所以的取值范围为.
故选:D
【题型十二】利用奇偶性求抽象函数恒成立参数
【典例分析】
已知f(x)是定义在[﹣1,1]上的奇函数,且f(﹣1)=﹣1,当a,b∈[﹣1,1],且a+b≠0时,(a+b)(f(a)+f(b))>0成立,若f(x)<m2﹣2tm+1对任意的t∈[﹣1,1]恒成立,则实数m的取值范围是( )
A.(﹣∞,﹣2)∪{0}∪(2,+∞) B.(﹣∞,﹣2)∪(2,+∞)
C.(﹣2,2) D.(﹣2,0)∪(0,2)
【答案】B
【解析】先利用函数的奇偶性将已知不等式化为:时,,根据增函数的定义推得函数在上是增函数,从而求得最大值为,然后将已知不等式先对恒成立,再对恒成立,就可以求出的范围
【详解】解:因为f(x)是定义在[﹣1,1]上的奇函数,当a,b∈[﹣1,1],且a+b≠0时,(a+b)(f(a)+f(b))>0成立,所以将换为,可得,所以函数在上是增函数,
所以,
所以f(x)<m2﹣2tm+1对任意的t∈[﹣1,1]恒成立,等价于,
即对任意的t∈[﹣1,1]恒成立,
令,则,即,解得或,故选:B
【变式训练】
1.已知定义在上的函数满足,且在上单调递减,若对任意的,恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】令,则为定义在上的奇函数且为减函数,而等价于,利用性质去掉对应法则后得到恒成立,从而可求实数的取值范围.
【详解】令,则在上单调递减,又,
故,所以为定义在上的奇函数,
故在上为减函数.
由恒成立,得恒成立,即恒成立,可得恒成立,
即恒成立,所以实数的取值范围为.
故选:B.
2..已知定义在上的函数在上单调递减,且是偶函数,不等式对任意的恒成立,则实数的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据是偶函数可以得出函数的对称轴,再根据函数在上单调递减可以得出函数在上的单调区间,从而解出不等式对任意的恒成立时的取值范围.
【详解】是偶函数,所以得出函数的对称轴为,又因为函数在上单调递减,所以在上单调递增.因为,所以.因为不等式对任意的恒成立,所以.选择A
3.已知函数的定义域,且对任意,恒有,当时,,若,则m的取值范围为__________.
【答案】
【分析】利用赋值法证明函数是偶函数,再证明函数在上是减函数,最后构造函数,利用在上是减函数,解不等式,即可得到答案;
【详解】解:中,
取得,取得,
取,,得,所以是偶函数,
设,则,,
所以,
所以在上是减函数,
设,是偶函数,且在上是减函数,
,,
所以,
且,所以m的取值范围是.
故答案为:.
【题型十三】利用奇偶性求最值与范围
【典例分析】
若对任意,有,则函数在上的最大值与最小值的和( )
A. B.6 C. D.5
【答案】B
【分析】首先根据题中对函数的性质计算出特殊值,再判断的奇偶性,由此判断出为奇函数,最后根据奇函数关于原点对称的性质得出结果.
【详解】在中,令得,即,令得,即,∴是奇函数,令,则,是奇函数,∴在对称区间上,当时,,,∴.
故选:B
【变式训练】
1.已知是偶函数,当时,,若当时,恒成立,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
【答案】D
【分析】根据偶函数的性质求出函数在的解析式,进而求出函数在的值域,由不等式恒成立,得到关于的范围.
【详解】设,则.
有,又
∴当时,
∴该函数在上的最大值为1,最小值为0,
依题意,恒成立,
则,即故的最小值为1.
2.已知函数是定义在上的奇函数,且满足,当时,,则当时,的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先根据推出周期为4,再根据奇函数推出时的表达式,再根据周期性推出时的表达式,再用二次函数求最小值.
【详解】由题意知,即,
则,
所以函数是以4为周期的周期函数,
又当时,,且是定义在上的奇函数,
∴时,,
∴当时,,
所以当时,函数的最小值为.
故选:B.
3..函数是定义域为的奇函数,且,已知,,则函数的最小值为( )
A.-2 B.-1 C. D.0
【答案】B
【解析】先由函数是定义域为的奇函数,求得的解析式,进而得到的解析式,再由可得函数是以4为周期的函数,则与的也是以4为周期的函数,只需求出在上的最小值即可.
【详解】设 ,则,所以 ,因为函数是定义域为的奇函数,
所以,所以,又,
所以,所以,所以该函数的最小值为-1.故选:B
【题型十四】利用奇偶性质推导周期
【典例分析】
设函数定义域为R,为奇函数,为偶函数,当时,,则下列结论错误的是( )
A. B.为奇函数
C.在上为减函数 D.的一个周期为8
【答案】C
【分析】由、可推出的周期为8,利用对称性、周期性求、判断奇偶性及时的单调性,即可得答案.
【详解】由题设,,则关于对称,
所以,即,
则,即,
由,则关于对称,
所以,即,
综上,,则,
故,即易知的周期为8,D正确;
,A正确;
由,而为奇函数,故为奇函数,B正确;
由时递增,则时递增,显然C错误.
故选:C
【变式训练】
1.函数的定义域为,若是奇函数,是偶函数,则( )
A.是偶函数 B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据奇函数和偶函数的定义可推导得到,进而得到,可知B错误;由推导得到,知A正确;由已知关系式无法推导得到,知CD错误.
【详解】是奇函数,;
是偶函数,,
,,
,,
是周期为的周期函数,B错误;
,,是偶函数,A正确;
,,无法得到,C错误;
,无法得到,D错误.
故选:A.
2.设函数的定义域为R,为奇函数,为偶函数,当时,.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】通过是奇函数和是偶函数条件,可以确定出函数解析式,进而利用定义或周期性结论,即可得到答案.
【详解】[方法一]:
因为是奇函数,所以①;
因为是偶函数,所以②.
令,由①得:,由②得:,
因为,所以,
令,由①得:,所以.
思路一:从定义入手.
所以.
[方法二]:
因为是奇函数,所以①;
因为是偶函数,所以②.
令,由①得:,由②得:,
因为,所以,
令,由①得:,所以.
思路二:从周期性入手
由两个对称性可知,函数的周期.
所以.
故选:D.
3.设函数的定义域为,为奇函数,为偶函数,当时,.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由是奇函数,可得,由是偶函数,可得,令,,结合,可求出的值,然后结已知条件对化简可求得结果
【详解】因为是奇函数,所以①;
因为是偶函数,所以②.
令,由①得:,由②得:,
因为,所以,
令,由①得:,所以.
从定义入手.,
,
所以.故选:.
分阶培优练
培优第一阶——基础过关练
1.下列说法正确的是( )
A.若一个函数的定义域关于坐标原点对称,则这个函数为奇函数
B.若一个函数为偶函数,则它的定义域关于坐标原点对称
C.若一个函数的定义域关于坐标原点对称,则这个函数为偶函数
D.若函数f(x)的定义域为,且,则是奇函数
【答案】B
【分析】利用奇函数、偶函数定义,举出函数实例,逐项分析判断作答.
【详解】奇偶函数的定义域一定关于原点对称,B正确;
定义域关于原点对称的函数不一定具有奇偶性,如R上的函数既不是奇函数,也不是偶函数,A,C都错误,
如函数的定义域是R,且有,但不是奇函数,D错误.
故选:B
2.定义在(-1,1)上的奇函数f(x)=,则常数m、n的值分别为________.
【答案】0,0
【分析】根据函数在(-1,1)上是奇函数,利用及即可求解.
【详解】因为函数在(-1,1)上是奇函数,
所以f(0)=0,解得m=0.
由f(x)是奇函数知f(-x)=-f(x),
即=-,
∴x2-nx+1=x2+nx+1,
解得n=0.
故答案为:0,0
3.函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先研究函数的奇偶性排除B,再根据的解排除D,根据确定答案.
【详解】由题得函数的定义域为,关于原点对称.
,所以为奇函数,排除B;
当时,,排除D;
当时,,故选A.
故选:A
4.已知定义域为R的函数满足:对任意,恒成立,则函数( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.既是奇函数又是偶函数 D.既不是奇函数又不是偶函数
【答案】C
【解析】利用赋值法,再根据函数的奇偶性定义,即可求解.
【详解】令,则,
令,则,
令,则,即,
所以函数既是奇函数又是偶函数.故选:C.
5.若函数的图象关于点对称,则( )
A.为偶函数 B.为偶函数 C.为奇函数 D.为奇函数
【答案】C
【分析】由图象变换可得:把的图象向左平移1个单位关于原点对称.
【详解】因为函数的图象关于点对称,所以将的图象向左平移1个单位长度后所得图象关于原点对称,即是奇函数.
故选:C.
6..是R上的奇函数,当时,,则时,( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据函数的奇偶性直接求出当时的函数解析式.
【详解】当时,,
当时,,则,
又为R上的奇函数,所以.
故选:C
7.已知函数为奇函数,为偶函数,且,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【分析】根据题意可得,由此求出的值,可得的值.
【详解】为奇函数,为偶函数,且,
,即,
,则,
故选:A.
8.设是定义域为的奇函数,是偶函数.若,则( )
A.-1 B. C.1 D.
【答案】C
【分析】根据函数的对称性可得函数的周期为4,根据题意可得,变形即可得出结果.
【详解】由为R上的奇函数,得,且,
由为偶函数,得图象关于直线对称,则,
所以,即,
则,即,
所以函数是周期为4的周期函数,
又,由,得
所以.
故选:C
9.已知是定义域为R的奇函数,满足,若,则( )
A.2 B. C.0 D.2022
【答案】A
【分析】根据是定义域上的奇函数,结合条件化简,可得出函数的周期,再计算出的值,发现,且呈周期出现,代入计算即可.
【详解】,又,
,函数的周期.
又函数是定义域为R的奇函数,,
,,
,又
.
故选:A.
10.设是定义在R上的奇函数,且当时,,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由奇函数的定义求得时的函数解析式,然后分类讨论解不等式.
【详解】即时,,,即,可得,
当时,,,
因此即时,,,所以,
综上,不等式的解集为或.
故选:C.
11..已知是定义在上的奇函数,当时,,若,则实数的取值范围是______.
【答案】
【分析】计算得到函数解析式为,画出函数图像,根据图像得到函数单调递增,故,解得答案.
【详解】当时,,,故,
画出函数图像,如图所示:
根据图像知,函数单调递增,,即,解得.
故答案为:.
12.已知函数上上单调递减,且对任意实数,都有.若,则满足的的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由已知条件令和令得,可知是奇函数,由得,
再根据函数上上单调递减求解不等式可得解.
【详解】因为,令得,再令,得,
所以,又的定义域是R,所以是奇函数,
因为,所以,
又因为函数在上单调递减,故对任意,,
若,即有,解得.故选C.
13.已知是定义在上的奇函数,当时,,若存在实数,使在上的值域为,则的值为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】D
【分析】由已知画出函数的图象且得,分和两种情况进行讨论,利用函数的单调性可得答案.
【详解】因为为奇函数,所以,如图,
由区间概念可推知,得,
(1)当时,,从而,即,所以,由图得在上为减函数,所以,这两个关系等价于“,是方程的两个根,且”,
由方程,得,解得,,所以,,即;
(2)当时,,从而,即,所以,
由图得在上为减函数,所以,这两个关系等价于“,是方程的两个根,且”,
由方程,得,解得,,
解得,,即,故选:D.
14.已知定义在R上的函数满足,且是奇函数,则( )
A.是偶函数 B.的图象关于直线对称
C.是奇函数 D.的图象关于点对称
【答案】C
【分析】由周期函数的概念易知函数的周期为2,根据图象平移可得的图象关于点对称,进而可得奇偶性.
【详解】由可得2是函数的周期,
因为是奇函数,所以函数的图象关于点对称,
所以,,所以是奇函数,
故选:C.
培优第二阶——能力提升练
1.下列命题正确的是( )
A.奇函数的图象关于原点对称,且
B.偶函数的图象关于y轴对称,且
C.存在既是奇函数又是偶函数的函数
D.奇、偶函数的定义域可以不关于原点对称
【答案】C
【分析】根据奇偶性的定义判断.
【详解】奇函数的图象关于原点对称,但不一定在x=0时有意义,比如,A错误;
偶函数的图象关于y轴对称,但不一定等于0,如,B错误;
函数y=0既是奇函数又是偶函数,C正确;
奇、偶数的定义域均是关于原点对称的区间,D错误.
故选:C.
2.若函数为奇函数,则( )
A.1 B.2 C.3 D.
【答案】A
【分析】首先根据奇函数的定义域必须关于原点对称求得,再验证时是否满足题意,最后求解.
【详解】因为函数为奇函数,
所以定义域必须关于原点对称,
由题意得:即,
所以,
又当时,
满足,函数是奇函数.
所以成立
故选:A
3.已知函数,则的大致图象为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】可以排除法,利用奇偶性可排除选项;利用,可排除选项,从而可得结果.
【详解】因为,
所以函数是奇函数,其图象关于原点对称,可排除选项;
又因为,可排除选项.
故选:A.
4.已知函数的定义域为,且对任意非零实数,都满足,则( )
A.(1)且为偶函数
B.且为奇函数
C.为增函数且为奇函数
D.为增函数且为偶函数
【答案】A
【分析】令,可得,令,可得,令,换,可得,从而可得结论
【详解】函数的定义域为,且对任意非零实数,都满足,
当时,
可得(1)(1)(1),.
令,可得(1),
令,换,
可得.
函数是偶函数.
故选:A.
5.设函数,则下列函数中为奇函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据奇函数的定义,进行判断即可得解.
【详解】对A,不是奇函数;
对B,()为奇函数;
对C,不是奇函数,
对D,不是奇函数,故选:B.
6..已知是定义在R上的偶函数,当时,,则函数在R上的解析式是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先设,则,然后根据时函数的解析式及为偶函数即可求解.
【详解】由题意,设,则,
时,,,
是定义在R上的偶函数,
,,,
故选C.
7..已知,分别是定义在上的偶函数和奇函数,且,则( )
A. B.2 C.1 D.3
【答案】B
【分析】先构造出的解析式,然后根据奇偶性得到的解析式,最后联立方程组求解解析式,即可计算的值.
【详解】因为,所以,
又因为分别是偶函数和奇函数,所以,
所以,所以,
所以,
故选B.
8.已知函数和均为上的奇函数,且,,则的值为( )
A. B. C. D.6
【答案】A
【分析】代入,和,利用奇函数的性质,两式相加求值.
【详解】,①,
和 都是奇函数,
即 ②
①+②可得
.
故选A.
9.设的定义域为,是奇函数,是偶函数,则( )
A.-4 B.0 C.4 D.不确定
【答案】B
【分析】根据给定条件,可得函数的性:质,且,借助此性质计算作答.
【详解】上的函数,由是奇函数,得,,
由是偶函数,得,即,于是得,
因此,,由得,
则,
所以.
故选:B
10.已知函数是上的偶函数,当时,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数的奇偶性得到函数解析式,再考虑和两种情况,解不等式得到答案.
【详解】当时,,.
当时,,即,解得,故;
当时,,即,解得或,故.
综上所述:.
故选:B.
11.为定义在R上的奇函数,当时,,若对一切成立.则实数a的取值范围是______.
【答案】
【分析】对一切成立,须即可,求出时,的解析式,即可求解.
【详解】为定义在R上的奇函数,,
当,,
当且仅当时,等号成立,对一切成立,,解得.
故答案为:.
12.已知定义在R上的奇函数f(x),且对任意实数x1,x2,x1≠x2时,都有(f(x1)﹣f(x2))•(x1﹣x2)<0.若存在实数x∈[﹣3,3],使得不等式f(a﹣x)+f(a2﹣x)>0成立,则实数a的取值范围是( )
A.(﹣3,2) B.[﹣3,2] C.(﹣2,1) D.[﹣2,1]
【答案】A
【分析】利用奇函数性质不等式变为,条件(f(x1)﹣f(x2))•(x1﹣x2)<0说明函数是减函数,从而得,即,只要小于的最大值即可.
【详解】∵对任意实数x1,x2,x1≠x2时,都有(f(x1)﹣f(x2))•(x1﹣x2)<0.∴函数是减函数,
又是奇函数,∴不等式f(a﹣x)+f(a2﹣x)>0可变为,即,∴,即,
∵存在实数x∈[﹣3,3],使得不等式f(a﹣x)+f(a2﹣x)>0成立,
当x∈[﹣3,3]时,的最大值是6,∴,解是.
故选:A.
13.偶函数的定义域为,则的最小值
A.-3 B.3 C.-8 D.8
【答案】C
【分析】由偶函数的性质可先求得,再由定义域关于原点对称求得,进而可求的值域
【详解】为偶函数,,由可得;又定义域关于原点对称,故,解得,,当时,
故选C
14.函数的定义域为,若是奇函数,是偶函数,则( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C. D.
【答案】B
【分析】根据奇偶函数的定义,结合函数的周期性、对称性,整理化简,即可得答案.
【详解】因为是奇函数,
∴,
∵是偶函数,
∴,即,
,
则,即周期为8;
另一方面,
∴,即是偶函数.
故选:B.
培优第三阶——培优拔尖练
1..已知上函数 ,则“”是“函数为奇函数”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】考虑两者之间的推出关系后可得正确的选项.
【详解】取,则,但,
所以函数不是奇函数;
故“”推不出“函数为奇函数”,
若函数为奇函数,则即,
故“函数为奇函数”能推出“”.
故选:B.
2.设.若函数,的定义域是.则下列说法错误的是
A.若,都是增函数,则函数为增函数
B.若,都是减函数,则函数为减函数
C.若,都是奇函数,则函数为奇函数
D.若,都是偶函数,则函数为偶函数
【答案】C
【分析】根据题意得出,据此依次分析选项,综合即可得出答案.
【详解】根据题意可知,,
则,据此依次分析选项:
对于A选项,若函数、都是增函数,可得图象均为上升,则函数为增函数,A选项正确;
对于B选项,若函数、都是减函数,可得它们的图象都是下降的,则函数
为减函数,B选项正确;
对于C选项,若函数、都是奇函数,则函数不一定是奇函数,如,,可得函数不关于原点对称,C选项错误;
对于D选项,若函数、都是偶函数,可得它们的图象都关于轴对称,则函数
为偶函数,D选项正确.故选C.
3.奇函数,,当时,,则函数的图为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设,则,利用奇函数的定义求出的解析式,可得在上的解析式,从而得到的解析式,从而得到它的图象.
【详解】解:奇函数,当时,.设,则,,,
.综上可得,,故,
即可得函数图象为
即选项满足条件;故选:.
4.已知函数对任意的实数,,都有,且.则此函数一定( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.函数图象关于直线对称 D.函数图象关于点对称
【答案】B
【解析】令得,令,,得,可得解.
【详解】对任意实数,,都有且,
则令,即,解得,
再令,,则,则.
根据函数性质可知:为偶函数.故B正确,A不正确,选项C、D条件不够推不出来.
故选:B.
5.已知函数,且,则满足条件的所有整数的和是______.
【答案】10
【解析】先分析出是偶函数且,然后即可求出所有的的值
【详解】因为
所以
所以是偶函数若则或
解得或2或4又因为所以当时也成立
故满足条件的所有整数的和是故答案为:10
6.已知是定义在上的偶函数,且恒成立,当时,,则当时,( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据得到函数的最小正周期为2,由当时, ,求出的解析式,再由是定义在R上的偶函数,求出的解析式,再将的图象向左平移2个单位即得的图象,合并并用绝对值表示的解析式即可.
【详解】,,故,即是最小正周期为2的函数.
当时,则,由题意,即;
又是定义在R上的偶函数,故,即;
令,则,故,即
故当时,函数的解析式为:.
故选:B
7.已知,分别是定义在上的偶函数和奇函数,且,则( )
A. B.4 C. D.8
【答案】C
【解析】用替换原式中的,可得,利用奇偶性可得,与相减即可求,进而可得的值.
【详解】因为①,
所以,
因为,分别是定义在上的偶函数和奇函数,
所以②,
②-①得:,所以,所以,
故选:C
8..已知函数为奇函数,且,则( )
A.-2 B.-5 C.-1 D.-3
【答案】B
【分析】由函数为奇函数,则有,代入已知即可求得.
【详解】.
故选:.
9.我们知道:的图象关于原点成中心对称图形的充要条件是为奇函数,有同学发现可以将其推广为:的图像关于成中心对称图形的充要条件是为奇函数,若的对称中心为,则( )
A. B. C.8084 D.8086
【答案】A
【分析】先根据题意及的特点,构造出,并得到其为奇函数,从而,求出结果为.
【详解】令,则
则,
所以为奇函数,
所以的图象关于对称,
所以,
故,
且,
所以.
故选:A
10..已知函数是定义在R上的偶函数,且在单调递减,,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先判断出的图象关于直线对称,及在单调递减,上单调递增,利用单调性直接解不等式即可.
【详解】因为函数是定义在R上的偶函数,所以的图象关于直线对称.因为在上单调递减,所以在上单调递增.
因为,所以.
所以当时,;当时,.
由,得或解得.
故选:C
11..是定义在上的偶函数,且时,,若对任意的 ,不等式恒成立,则实数的取值范围是_______.
【答案】
【分析】根据题意求得,把不等式转化为,即,结合题意,分、和,三种情况讨论,即可求解.
【详解】由题意,当时,则,
因为函数为偶函数,可得,
因为时,,所以,
又由,即,即,即,
因为时,不等式恒成立,
当时,,满足条件;
当时,不等式解得或,则满足或,解得;
当时,不等式解得或,则满足或,解得,
综上可得或或,即实数的取值范围是.
故答案为:.
12.设函数在(,+)上有意义,对任意的x,y∈R且x≠y,都有<|xy|,并且函数的对称中心是(1,0),若函数=x,则不等式g+g<0的解集是( )
A.(,1)(2,+) B.(1,2)
C.(,1)(2,+) D.(1,2)
【答案】A
【分析】由已知条件可知为奇函数,从而可得也为奇函数,然后结合<|xy|,可得在上单调递增,结合单调性和奇函数的定义可得,从而可求出不等式的解集
【详解】解:由函数的对称中心是(1,0),可得函数的图像关于对称,所以为奇函数,
所以,因为,所以,所以,所以为奇函数,因为对任意的x,y∈R且x≠y,都有<|xy|,所以,
所以,即,所以,所以对任意的x,y∈R且x≠y,,所以在上单调递增,因为g+g<0,所以,
所以,即,解得或故选:A
13..定义在上的偶函数和奇函数满足,则在上的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出函数的解析式,分析函数在上的单调性,由此可得出结果.
【详解】因为定义在上的偶函数和奇函数满足,
所以,
所以,解得.
因为,所以在上单调递减,在上单调递增.
因为,,所以在上的最大值为.
故选:D.
14.设函数的定义域为R,为奇函数,为偶函数,当时,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】通过是奇函数和是偶函数可以确定函数的解析式与周期,进而求出结果.
【详解】因为是奇函数,所以①,且关于点对称,
因为是偶函数,所以②,且关于对称,
所以的周期为,
令,由①得,由②得
又,所以,,
令,由①得,
所以,,
所以.
故选:B
专题09 奇偶性应用归类-2023-2024学年度高一数学热点题型归纳与分阶培优练(人教A版必修第一册): 这是一份专题09 奇偶性应用归类-2023-2024学年度高一数学热点题型归纳与分阶培优练(人教A版必修第一册),文件包含专题09奇偶性应用归类-高一数学热点题型归纳与分阶培优练人教A版必修第一册解析版docx、专题09奇偶性应用归类-高一数学热点题型归纳与分阶培优练人教A版必修第一册原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共54页, 欢迎下载使用。
专题16 函数零点归类-【巅峰课堂】2022-2023学年高一数学热点题型归纳与分阶培优练(人教A版2019必修第一册): 这是一份专题16 函数零点归类-【巅峰课堂】2022-2023学年高一数学热点题型归纳与分阶培优练(人教A版2019必修第一册),文件包含专题16函数零点归类-巅峰课堂2022-2023学年高一数学热点题型归纳与分阶培优练人教A版2019必修第一册解析版docx、专题16函数零点归类-巅峰课堂2022-2023学年高一数学热点题型归纳与分阶培优练人教A版2019必修第一册原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共66页, 欢迎下载使用。
专题14 对数函数概念及图像应用归类-【巅峰课堂】2022-2023学年高一数学热点题型归纳与分阶培优练(人教A版2019必修第一册): 这是一份专题14 对数函数概念及图像应用归类-【巅峰课堂】2022-2023学年高一数学热点题型归纳与分阶培优练(人教A版2019必修第一册),文件包含专题14对数函数概念及图像应用归类巅峰课堂2022-2023学年高一数学热点题型归纳与分阶培优练人教A版2019必修第一册解析版docx、专题14对数函数概念及图像应用归类巅峰课堂2022-2023学年高一数学热点题型归纳与分阶培优练人教A版2019必修第一册原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共37页, 欢迎下载使用。