高考数学一轮复习第二章第三讲函数的奇偶性与周期性课件
展开1.结合具体函数,了解函数奇偶性的含义.2.会运用函数的图象理解和研究函数的奇偶性.
3.了解函数周期性、最小正周期的含义, 会判断和应用简单
【名师点睛】(1)常见的奇函数有 f(x)=xk(k 为奇数),f(x)=sin x,f(x)=tan x,
=c(c 为常数),f(x)=xk(k 为非零偶数),f(x)=cs x,f(x)=g(|x|).(2)如果一个奇函数 f(x)在 x=0 处有定义,那么一定有 f(0)=0.(3)奇函数在关于原点对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在关于原点对称的区间上具有相反的单调性.
(1)周期函数:一般地,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),那么函数 f(x)就叫做周期函数,非零常数 T 叫做这个函数的周期.(2)最小正周期: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.
【名师点睛】函数周期性常用结论对 f(x)定义域内任一自变量的值 x:(1)若 f(x+a)=-f(x),则 T=2a(a>0).
(1)若函数 y=f(x+a)是偶函数,则函数 y=f(x)的图象关于直线
(2)若函数 y=f(x+b)是奇函数,则函数 y=f(x)的图象关于点
(3)若对于 R 上的任意 x 都有 f(2a-x)=f(x)或 f(-x)=f(2a+x)或 f(a+x)=f(a-x),则 y=f(x)的图象关于直线 x=a 对称.
考点一 判断函数的奇偶性
[例 1](1)已知函数 f(x)=x·|x|-2x,则下列结论正确的是(A.f(x)是偶函数,递增区间是(-∞,0)B.f(x)是偶函数,递减区间是(-∞,1)C.f(x)是奇函数,递减区间是(-1,1)D.f(x)是奇函数,递增区间是(0,+∞)
解析:将函数 f(x)=x·|x|-2x 去掉绝对值得
画出函数 f(x)的图
象,如图 2-3-1,观察图象可知,函数 f(x)的图象关于原点对称,故函数 f(x)为奇函数,且在(-1,
1)上单调递减.故选 C.
(2)(多选题)(2023 年辽宁省月考)已知 f(x)是定义在 R 上不恒为
0 的偶函数,g(x)是定义在 R 上不恒为 0 的奇函数,则(A.f(f(x))为奇函数B.g(g(x))为奇函数C.f(g(x))为偶函数D.g(f(x))为偶函数
解析:由题意可知,f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),所以 f(f(-x))=f(f(x)),即 f(f(x))为偶函数,A 项错误;
g(g(-x))=g(-g(x))=-g(g(x)),即 g(g(x))为奇函数,B 项正
因为 f(g(-x))=f(g(x)),即 f(g(x))为偶函数,C 项正确;因为 g(f(-x))=g(f(x)),即 g(f(x))为偶函数,D 项正确.
【题后反思】判断函数奇偶性的方法(1)定义法:
(2)图象法:函数是奇(偶)函数⇔函数图象关于原点(y 轴)对称.(3)在两函数的公共定义域中:奇±奇=奇,偶±偶=偶;
奇×奇=偶,奇×偶=奇,偶×偶=偶.
【变式训练】给定四个函数:①f(x)=-3x4;
③f(x)=3x,x∈[-1,2];④f(x)=5x+7.
解析:对于①,因为 f(-x)=-3(-x)4=-3x4≠-f(x),即 f(x)不是奇函数;
所以函数的定义域不关于原点对称,即 f(x)不是奇函数;
对于③,函数的定义域为[-1,2],所以函数的定义域不关于原点对称,即 f(x)不是奇函数;
对于④,因为 f(-x)=-5x+7≠-f(x),即 f(x)不是奇函数,即奇函数的个数为 0.故选 A.
考点二 根据函数的奇偶性求参数的值或范围
∴x-a=x+a,得-a=a,得 a=0.故选 B.答案:B
(1)定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的必要条件.
(2)利用函数的奇偶性可画出函数在另一对称区间上的图象,确定函数在另一区间上的解析式,解决某些求值或参数问题.(3)由函数奇偶性延伸可得到一些对称性结论,如函数 f(x+a)为偶函数(奇函数),则 y=f(x)的图象关于直线 x=a 对称[关于点(a,0)对称].
ax+1+cs x,若 f(x)为偶函数,则 f(-x)=x2+2x-ax+1+cs x=x2-2x+ax+1+cs x=f(x),变形可得(a-2)x=0 在 R 上恒成立,必有 a=2.
考点三 函数性质的综合应用
考向 1 单调性与奇偶性的综合问题
通性通法:(1)利用偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反、奇函数在关于原点对称的区间上的单调性相同,实现不等式的等价转化.
(2)注意偶函数的性质 f(x)=f(|x|)的应用.
[例3]已知奇函数 f(x)在 R 上是增函数,g(x)=xf(x).若 a=
g(-lg25.1),b=g(20.8),c=g(3),则a,b,c的大小关系为( )
解析:易知 g(x)=xf(x)在 R 上为偶函数,∵奇函数 f(x)在R上是增函数,则f(0)=0.∴g(x)在(0,+∞)上单调递增.又3>lg25.1>2>20.8,且a=g(-lg25.1)=g(lg25.1),∴g(3)>g(-lg25.1)>g(20.8),即 c>a>b.
考向 2 周期性与奇偶性的综合问题
通性通法:此类问题多考查求值问题,常利用奇偶性及周期性进行变换,将所求函数值的自变量转化到已知解析式的函数定义域内求解.
[例 4](2023 年未央区模拟)定义在 R 上的奇函数 f(x)满足 f(x)=f(2-x),当 x∈[0,1]时,f(x)=ax3+2x+a+1,则 f(2 023)=
解析:∵f(x)是 R 上的奇函数,
∴f(0)=0,即 f(0)=a+1=0,得 a=-1,则当 x∈[0,1]时,f(x)=-x3+2x,∵奇函数 f(x)满足 f(x)=f(2-x),∴f(x)=f(2-x)=-f(x-2),
则 f(x+2)=-f(x),则 f(x+4)=f(x),即 f(x)是周期为4的周期
则 f(2 023)=f(506×4-1)=f(-1)=-f(1)=-(-1+2)=-1.
考向 3 单调性、奇偶性与周期性的综合问题
通性通法:对于与函数性质结合的题目,函数的周期性有时需要通过函数的奇偶性得到.函数的奇偶性体现的是一种对称关系,因此在解题时,往往需要借助函数的奇偶性和周期性来确定函数另一区间上的性质.
【常用结论】函数图象的对称性与函数周期性的关系
(1)若 y=f(x)的图象既关于 x=a 对称,也关于 x=b 对称,则
|2(a-b)|是 f(x)的一个周期.
(2)若 y=f(x)的图象既关于(a,0)对称,也关于(b,0)对称,则
(3)若 y=f(x)的图象既关于 x=a 对称,也关于(b,0)对称,则
|4(a-b)|是 f(x)的一个周期.
[例 5](多选题)(2023年南平市期末)若定义在R上的奇函数 f(x)
满足 f(x)=f(2-x),且当 x∈(0,1]时,f(x)=x,则(A.y=f(x+1)为偶函数B.f(x)在(3,5)上单调递增C.f(x)在(-3,-1)上单调递增D.f(x)的最小正周期 T=4
解析:由 f(x)=f(2-x)得函数 f(x)的图象关于 x=1 对称,函数 f(x+1)的图象是由函数 f(x)的图象向左平移 1 个单位长度
所以函数 f(x+1)的图象关于 y 轴对称,所以函数 f(x+1)是偶
由 f(x)=f(2-x)得 f(-x)=f(2+x)=-f(x),
所以 f(4+x)=f(x),f(x)的最小正周期为 4,故 D 正确;
当 x∈(0,1]时,f(x)=x,因为 f(x)是定义在 R 上的奇函数,所以当 x∈[-1,0)时,f(x)=x,且 f(0)=0,
所以 f(x)在(-1,1)上单调递增,在(1,3)上单调递减,因为 f(x)的最小正周期 T=4,所以 f(x)在(3,5)上单调递增,在(-3,-1)上单调递减,故 B 正确,C 错误.故选 ABD.
【考法全练】1.(考向 1)(2020 年全国Ⅰ卷)若定义在 R 上的奇函数 f(x)在(-∞,0)上单调递减,且 f(2)=0,则满足 xf(x-1)≥0 的 x 的取值
A.[-1,1]∪[3,+∞)B.[-3,-1]∪[0,1]C.[-1,0]∪[1,+∞)D.[-1,0]∪[1,3]
解析:因为函数 f(x)为定义在R上的奇函数,则 f(0)=0.又 f(x)在(-∞,0)上单调递减,且 f(2)=0,画出函数 f(x)的大致图象如图 D2(1)所示,则函数 f(x-1)的大致图象如图 D2(2)所示.当 x≤0时,要满足 xf(x-1)≥0,则 f(x-1)≤0,得-1≤x≤0;当 x>0时,要满足 xf(x-1)≥0,则 f(x-1)≥0,得 1≤x≤3.故满足 xf(x-1)≥0的 x 的取值范围是[-1,0]∪[1,3].故选 D.
2.(考向 3)(多选题)(2023 年邵阳市月考)已知函数 f(x)=
A.f(x-3)是奇函数B.f(x-3)是偶函数C.f(x)在区间(-∞,-3)上是增函数,在区间(-3,+∞)上是减函数D.f(x)有最大值
根据复合函数单调性同增异减可知:f(x)在区间(-∞,-3)上是增函数,在区间(-3,+∞)上是减函数,C 选项正确;由于 f(x)在区间(-∞,-3)上是增函数,在区间(-3,+∞)
但 f(x)的定义域是{x|x≠-3},所以 f(x)没有最大值,D 选项错
3.(考向 2)(2023 年蒙城县校级三模)已知定义在 R 上的奇函数f(x) 满足 f(x)=f(2-x),若 x∈[0,1] 时,f(x)=x,则 f(11)的值为
____________.
解析:根据题意,奇函数 f(x) 满足 f(x)=f(2-x),则有 f(2-x)
=-f(-x),即 f(x+2)=-f(x),
变形可得 f(x+4)=-f(x+2)=f(x),函数 f(x)是周期为 4 的周
则 f(11)=f(-1+12)=f(-1)=-f(1),而 x∈[0,1] 时,f(x)=x,则 f(1)=1,故 f(11)=-f(1)=-1.
⊙函数奇偶性、周期性的应用
函数的奇偶性是高考的重点内容之一,特别是与函数其他性质的综合应用更加突出.这类问题从通性通法的角度来处理,显得较为烦琐,若能灵活利用函数奇偶性的性质,常能达到化难为易、事半功倍的效果.以下归纳出函数奇偶性的拓展及应用.
(1)若函数 f(x)是奇函数,且 g(x)=f(x)+c,则必有g(-x)+g(x)
(2) 已知函数 f(x) 是定义在区间 D 上的奇函数,则对任意的x∈D,都有 f(x)+f(-x)=0.特别地,若奇函数 f(x)在 D 上有最值,则 fmax(x)+fmin(x)=0,且若 0∈D,则 f(0)=0.
(3)若函数 f(x)是奇函数,则函数 g(x)=f(x-a)+h 的图象关于
(4)若函数 f(x)为偶函数,则 f(x)=f(|x|).
解析:易知函数 f(x)的定义域为 R,且 f(x)为偶函数.当 x≥0
【高分训练】1.设偶函数f(x)满足f(x)=x3-8(x≥0),则{x|f(x-2)>0}=
)A.{x|x<-2 或 x>4}B.{x|x<0 或 x>4}C.{x|x<0 或 x>6}D.{x|x<-2 或 x>2}
解析:由 f(x)=x3-8(x≥0),知 f(x)在[0,+∞)上单调递增,且 f(2)=0.所以由已知条件 f(x-2)>0 得 f(|x-2|)>f(2).所以|x-2|>2,解得 x<0 或 x>4.故选 B.
2.(多选题)已知 f(x)是定义在 R 上的偶函数,其图象关于点(1,
0)对称.以下关于 f(x)的结论正确的是(A.f(x)是周期函数B.f(x)满足 f(x)=f(4-x)C.f(x)在(0,2)上单调递减
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