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2020版《微点教程》高考人教A版文科数学一轮复习文档:第二章第三节 函数的奇偶性与周期性 学案
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第三节 函数的奇偶性与周期性
2019考纲考题考情
1.函数的奇偶性
奇偶性
条件
图象特点
偶函数
对于函数f(x)的定义域D内任意一个x,都有f(-x)=f(x)
关于y轴对称
奇函数
对于函数f(x)的定义域D内任意一个x,都有f(-x)=-f(x)
关于原点对称
2.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。
1.一条规律
奇、偶函数定义域的特点是关于原点对称。函数的定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的必要不充分条件。
2.两个性质
(1)若奇函数f(x)在x=0处有定义,则f(0)=0。
(2)设f(x),g(x)的定义域分别是D1,D2,那么在它们的公共定义域上:奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇。
3.函数周期性常用的结论
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(a≠0)。
(2)若f(x+a)=,则T=2a(a≠0)。
(3)若f(x+a)=-,则T=2a(a≠0)。
一、走进教材
1.(必修1P35例5改编)下列函数中为偶函数的是( )
A.y=x2sinx B.y=x2cosx
C.y=|lnx| D.y=2-x
解析 根据偶函数的定义知偶函数满足f(-x)=f(x)且定义域关于原点对称,A选项为奇函数,B选项为偶函数,C选项定义域为(0,+∞),不具有奇偶性,D选项既不是奇函数,也不是偶函数。故选B。
答案 B
2.(必修4P46A组T10改编)设f(x)是定义在R上的周期为2的函数,当x∈[-1,1)时,f(x)=则f=________。
解析 由题意得,f =f =-4×2+2=1。
答案 1
二、走近高考
3.(2017·全国卷Ⅱ)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x∈(-∞,0)时,f(x)=2x3+x2,则f(2)=________。
解析 依题意得,f(-2)=2×(-2)3+(-2)2=-12,由函数f(x)是奇函数,得f(2)=-f(-2)=12。
答案 12
4.(2017·山东高考)已知f(x)是定义在R上的偶函数,且f(x+4)=f(x-2)。若当x∈[-3,0]时,f(x)=6-x,则f(919)=________。
解析 因为f(x+4)=f(x-2),所以f(x)的周期为6,因为919=153×6+1,所以f(919)=f(1)。又f(x)为偶函数,所以f(919)=f(1)=f(-1)=6。
答案 6
三、走出误区
微提醒:①利用奇偶性求解析式忽视定义域;②忽视奇函数的对称性致错。
5.设函数f(x)是定义在R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=x2+4x-3,则函数f(x)的解析式为f(x)=________。
解析 设x<0,则-x>0,所以f(x)=-f(-x)=-[(-x)2+4(-x)-3]=-x2+4x+3,由奇函数的定义可知f(0)=0,所以f(x)=
答案
6.设奇函数f(x)的定义域为[-5,5],若当x∈[0,5]时,f(x)的图象如图所示,则不等式f(x)<0的解集为________。
解析 由图象可知,当00;当20。综上,f(x)<0的解集为(-2,0)∪(2,5]。
答案 (-2,0)∪(2,5]
考点一 函数奇偶性的判断
【例1】 (1)已知函数f(x)=3x-x,则f(x)( )
A.是偶函数,且在R上是增函数
B.是奇函数,且在R上是增函数
C.是偶函数,且在R上是减函数
D.是奇函数,且在R上是减函数
(2)判断下列函数的奇偶性:
①f(x)=+;
②f(x)=。
(1)解析 函数f(x)=3x-x的定义域为R,关于原点对称,又f(-x)=3-x--x=x-3x=-f(x),所以f(x)是奇函数,又因为y=3x,y=-x都是增函数,所以f(x)=3x-x在R上是增函数。
答案 B
(2)解 ①因为由得x=±1,
所以f(x)的定义域为{-1,1},关于原点对称。
又f(1)+f(-1)=0,f(1)-f(-1)=0,
即f(x)=±f(-x)。
所以f(x)既是奇函数又是偶函数。
②因为由得-2≤x≤2且x≠0。所以f(x)的定义域为[-2,0)∪(0,2],关于原点对称。
所以f(x)===,
所以f(-x)=-f(x),所以f(x)是奇函数。
判断函数的奇偶性,其中包括两个必备条件
1.定义域关于原点对称,这是函数具有奇偶性的必要不充分条件,所以首先考虑定义域。
2.判断f(x)与f(-x)是否具有等量关系。在判断奇偶性的运算中,可以转化为判断奇偶性的等价关系式f(x)+f(-x)=0(奇函数)或f(x)-f(-x)=0(偶函数)是否成立。
【变式训练】 (1)已知函数f(x)=,g(x)=,则下列结论正确的是( )
A.h(x)=f(x)+g(x)是偶函数
B.h(x)=f(x)+g(x)是奇函数
C.h(x)=f(x)g(x)是奇函数
D.h(x)=f(x)g(x)是偶函数
(2)下列函数中,既不是奇函数也不是偶函数的是( )
A.f(x)=x+sin2x B.f(x)=x2-cosx
C.f(x)=3x- D.f(x)=x2+tanx
解析 (1)易知h(x)=f(x)+g(x)的定义域为{x|x≠0},关于原点对称。因为f(-x)+g(-x)=+=--=-=+=f(x)+g(x),所以h(x)=f(x)+g(x)是偶函数。故选A。
(2)对于选项A,函数的定义域为R,f(-x)=-x+sin2(-x)=-(x+sin2x)=-f(x),所以f(x)=x+sin2x为奇函数;对于选项B,函数的定义域为R,f(-x)=(-x)2-cos(-x)=x2-cosx=f(x),所以f(x)=x2-cosx为偶函数;对于选项C,函数的定义域为R,f(-x)=3-x-=-=-f(x),所以f(x)=3x-为奇函数;只有f(x)=x2+tanx既不是奇函数也不是偶函数。故选D。
答案 (1)A (2)D
考点二 函数的周期性
【例2】 (1)函数f(x)=lg|sinx|是( )
A.最小正周期为π的奇函数
B.最小正周期为2π的奇函数
C.最小正周期为π的偶函数
D.最小正周期为2π的偶函数
(2)已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x)=-f,且f(1)=2,则f(2 018)=________。
解析 (1)因为f(x)定义域为{x|x≠kπ,k∈Z},关于原点对称。f(-x)=lg|sin(-x)|=lg|sinx|=f(x),所以函数f(x)为偶函数。因为f(x+π)=lg|sin(x+π)|=lg|sinx|=f(x),所以函数f(x)的最小正周期为π。故选C。
(2)因为f(x)=-f,所以f(x+3)=f=-f=f(x),所以f(x)是以3为周期的周期函数。则f(2 018)=f(672×3+2)=f(2)=f(-1)=-f(1)=-2。
答案 (1)C (2)-2
函数的周期性反映了函数在整个定义域上的性质。对函数周期性的考查,主要涉及函数周期性的判断,利用函数周期性求值。
【变式训练】 (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)=________。
(2)已知f(x)是定义在R上的函数,并且f(x+2)=,当2≤x≤3时,f(x)=x,则f(2 019)=________。
解析 (1)由f(x)是R上周期为2的函数知,f(3)=f(1)=1,f(4)=f(2)=2,所以f(3)-f(4)=-1。
(2)由已知,可得f(x+4)=f[(x+2)+2]===f(x)。故函数f(x)的周期为4。所以f(2 019)=f(4×504+3)=f(3)=3。
答案 (1)-1 (2)3
考点三 函数奇偶性的应用微点小专题
方向1:利用函数的奇偶性求值
【例3】 (1)设函数f(x)为偶函数,当x∈(0,+∞)时,f(x)=log2x,则f(-)=( )
A.- B.
C.2 D.-2
(2)已知函数f(x)=的最大值为M,最小值为m,则M+m等于( )
A.0 B.2
C.4 D.8
解析 (1)因为f(x)为偶函数,所以f(-)=f(),又当x>0时,f(x)=log2x,所以f()=log2=,即f(-)=。
(2)f(x)==2+,设g(x)=,因为g(x)定义域为R,关于原点对称,且g(-x)=-g(x),所以g(x)为奇函数,所以g(x)max+g(x)min=0。因为M=f(x)max=2+g(x)max,m=f(x)min=2+g(x)min,所以M+m=2+g(x)max+2+g(x)min=4。
答案 (1)B (2)C
将所求值转化为已知区间上的函数值。
方向2:利用奇偶性求参数的值
【例4】 若函数f(x)=x3为偶函数,则a的值为________。
解析 因为函数f(x)=x3为偶函数,所以f(-x)=f(x),即(-x)3=x3,所以2a=-,所以2a=1,解得a=。
解析:因为函数f(x)=x3为偶函数,所以f(-1)=f(1),所以(-1)3×=13×,解得a=,经检验,当a=时,函数f(x)为偶函数。
答案
已知函数的奇偶性求参数,主要方法有两个:一是利用f(-x)=-f(x)(奇函数)或f(-x)=f(x)(偶函数)在定义域内恒成立求解;二是利用特殊值求解,奇函数一般利用f(0)=0求解,偶函数一般利用f(-1)=f(1)求解。用特殊值法求得参数后,一定要注意验证。
方向3:函数单调性、奇偶性、周期性的综合应用
【例5】 定义在R上的函数f(x)满足:①对任意x∈R有f(x+4)=f(x);②f(x)在[0,2]上是增函数;③f(x+2)的图象关于y轴对称。则下列结论正确的是( )
A.f(7)
B.f(7)
C.f(4.5)
D.f(4.5)
解析 由①知函数f(x)的周期为4,由③知f(x+2)是偶函数,则有f(-x+2)=f(x+2),即函数f(x)图象的一条对称轴是x=2,由②知函数f(x)在[0,2]上单调递增,则在[2,4]上单调递减,且在[0,4]上越靠近x=2,对应的函数值越大,又f(7)=f(3),f(6.5)=f(2.5),f(4.5)=f(0.5),由以上分析可得f(0.5)
答案 D
1.关于奇偶性、单调性、周期性的综合性问题,关键是将未知区间上的问题转化为已知区间上的问题。
2.掌握以下两个结论,会给解题带来方便:
(1)f(x)为偶函数⇔f(x)=f(|x|)。
(2)若奇函数在x=0处有意义,则f(0)=0。
【题点对应练】
1.(方向1)设函数f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x)=则g(f(-8))=( )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
解析 由题意,得f(-8)=-f(8)=-log3(8+1)=-2,所以g(f(-8))=g(-2)=f(-2)=-f(2)=-log3(2+1)=-1。
答案 B
2.(方向2)若函数f(x)=在定义域上为奇函数,则实数k=________。
解析 由f(-1)=-f(1)得=-,解得k=±1。经检验,k=±1时,函数f(x)都为奇函数。
答案 ±1
3.(方向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)
B.f(80)
C.f(11)
D.f(-25)
解析 因为f(x)满足f(x-4)=-f(x),所以f(x-8)=f(x),所以函数f(x)是以8为周期的周期函数,则f(-25)=f(-1),f(80)=f(0),f(11)=f(3)。由f(x)是定义在R上的奇函数且满足f(x-4)=-f(x),得f(11)=f(3)=-f(-1)=f(1)。因为f(x)在区间[0,2]上是增函数,f(x)在R上是奇函数,所以f(x)在区间[-2,2]上是增函数,所以f(-1)
答案 D
1.(配合例1使用)下列函数中,既不是奇函数,也不是偶函数的是( )
A.y=x+sin2x B.y=x2-cosx
C.y=2x+ D.y=x2+sinx
解析 A项为奇函数;B,C项为偶函数;D项是非奇非偶函数。故选D。
答案 D
2.(配合例2使用)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f=( )
A. B.-
C.-1 D.1
解析 因为y=f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(-x)=-f(x),因为函数y=f(x+1)是定义在R上的偶函数,所以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,所以f=f=f=-f=-=-1。故选C。
答案 C
3.(配合例3使用)已知函数y=f(x),满足y=f(-x)和y=f(x+2)是偶函数,且f(1)=,设F(x)=f(x)+f(-x),则F(3)=( )
A. B.
C.π D.
解析 由y=f(-x)和y=f(x+2)是偶函数知f(-x)=f(x),f(x+2)=f(-x+2)=f(x-2),故f(x)=f(x+4),则F(3)=f(3)+f(-3)=2f(3)=2f(-1)=2f(1)=。故选B。
答案 B
4.(配合例4使用)已知f(x)=2x+为奇函数,g(x)=bx-log2(4x+1)为偶函数,则f(ab)=( )
A. B.
C.- D.-
解析 已知f(x)=2x+为奇函数,故f(0)=0,a=-1,g(x)=bx-log2(4x+1)为偶函数,故得到g(x)=g(-x),g(x)=bx-log2(4x+1)=g(-x)=-bx-log2(4-x+1),化简得到b=1,故得到f(ab)=f(-1)=-。故选D。
答案 D
5.(配合例5使用)已知函数y=f(x)是R上的偶函数,满足f(x+2)=f(x-2)+f(2),且当x∈[0,2]时,f(x)=2x-4,令函数g(x)=f(x)-m,若g(x)在区间[-10,2]上有6个零点,分别记为x1,x2,x3,x4,x5,x6,则x1+x2+x3+x4+x5+x6=________。
解析 因为函数y=f(x)是R上的偶函数,所以f(-2)=f(2),由f(x+2)=f(x-2)+f(2),令x=0,可得f(2)=0,因此f(x+2)=f(x-2),即f(x+4)=f(x),所以周期T=4。作出函数f(x)在[-10,2]上的图象及直线y=m如图所示。由图象可知f(x)的图象在[-10,2]上有3条对称轴,分别为x=-8,x=-4,x=0,所以6个零点之和为2×(-8)+2×(-4)+2×0=-24。
答案 -24
奇偶函数的一组扩充性质
函数的奇偶性是高考的重点内容之一,考查内容灵活多样,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,显得较为繁琐,若能灵活利用函数的奇偶性的性质,常能达到化难为易、事半功倍的效果,以下撷取近年高考题和联赛题为例,归纳出奇、偶函数的一组性质及其应用。
【性质1】 若函数f(x)是奇函数,且g(x)=f(x)+c,则必有g(-x)+g(x)=2c。
【简证】 由于函数f(x)是奇函数,所以f(-x)=-f(x),所以g(-x)+g(x)=f(-x)+c+f(x)+c=2c。
【典例1】 已知函数f(x)=ax3+bsinx+4(a,b∈R),f(lg(log210))=5,则f(lg(lg2))=( )
A.-5 B.-1
C.3 D.4
【解析】 设g(x)=ax3+bsinx,则f(x)=g(x)+4,且函数g(x)为奇函数。又lg(lg2)+lg(log210)=lg(lg2·log210)=lg1=0,所以f(lg(lg2))+f(lg(log210))=2×4=8,所以f(lg(lg2))=3。故选C。
【答案】 C
由上述例题可知,这类问题的求解关键在于观察函数的结构,构造出一个奇函数。有些问题是直观型的,直接应用即可,但有些问题是复杂型的,需要变形才能成功。
【变式训练1】 对于函数f(x)=asinx+bx+c(其中a,b∈R,c∈Z),选取a,b,c的一组值计算f(1)和f(-1),所得出的正确结果一定不可能是( )
A.4和6 B.3和1
C.2和4 D.1和2
解析 设g(x)=asinx+bx,则f(x)=g(x)+c,且函数g(x)为奇函数。注意到c∈Z,所以f(1)+f(-1)=2c为偶数。故选D。
答案 D
【性质2】 若函数f(x)是奇函数,则函数g(x)=f(x-a)+h的图象关于点(a,h)对称。
【简证】 函数g(x)=f(x-a)+h的图象可由f(x)的图象平移得到,不难知结论成立。
【典例2】 函数f(x)=++的图象的对称中心为( )
A.(-4,6) B.(-2,3)
C.(-4,3) D.(-2,6)
【解析】 设g(x)=---,则g(-x)=---=++=-g(x),故g(x)为奇函数。易知f(x)=3-=g(x+2)+3,所以函数f(x)的图象的对称中心为(-2,3)。故选B。
【答案】 B
此类问题求解的关键是从所给函数式中分离(或变形)出奇函数,进而得出图象的对称中心,然后利用图象的对称性实现问题的求解。
【变式训练2】 设α,β分别满足方程α3-3α2+5α-4=0,β3-3β2+5β-2=0,则α+β=________。
解析 设g(x)=x3+2x,则g(x)为单调递增的奇函数。设f(x)=x3-3x2+5x,则f(x)=g(x-1)+3,故f(x)的图象关于点(1,3)中心对称。观察题目条件α3-3α2+5α-4=0,β3-3β2+5β-2=0,知f(α)=4,f(β)=2。所以f(α)+f(β)=6,则点(α,4)与点(β,2)关于点(1,3)对称,故α+β=2。
答案 2
【性质3】 若函数f(x)为偶函数,则f(x)=f(|x|)。
【简证】 当x≥0时,|x|=x,所以f(|x|)=f(x);
当x<0时,f(|x|)=f(-x),由于函数f(x)为偶函数,所以f(-x)=f(x),故f(|x|)=f(x)。
综上,若函数f(x)为偶函数,则f(x)=f(|x|)。
【典例3】 设函数f(x)=ln(1+|x|)-,则使得f(x)>f(2x-1)成立的x的取值范围是( )
A.
B.∪(1,+∞)
C.
D.∪
【解析】 易知函数f(x)的定义域为R,且f(x)为偶函数。当x≥0时,f(x)=ln(1+x)-,易知此时f(x)单调递增。所以f(x)>f(2x-1)⇒f(|x|)>f(|2x-1|),所以|x|>|2x-1|,解得
【答案】 A
本题结合函数的偶函数性质f(x)=f(|x|)减少了不必要的讨论,极大地减少了运算量。
【变式训练3】 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,知f(x)在[0,+∞)上单调递增,且f(2)=0。所以,由已知条件可知f(x-2)>0⇒f(|x-2|)>f(2)。所以|x-2|>2,解得x<0或x>4。故选B。
答案 B
2019考纲考题考情
1.函数的奇偶性
奇偶性
条件
图象特点
偶函数
对于函数f(x)的定义域D内任意一个x,都有f(-x)=f(x)
关于y轴对称
奇函数
对于函数f(x)的定义域D内任意一个x,都有f(-x)=-f(x)
关于原点对称
2.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。
1.一条规律
奇、偶函数定义域的特点是关于原点对称。函数的定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的必要不充分条件。
2.两个性质
(1)若奇函数f(x)在x=0处有定义,则f(0)=0。
(2)设f(x),g(x)的定义域分别是D1,D2,那么在它们的公共定义域上:奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇。
3.函数周期性常用的结论
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(a≠0)。
(2)若f(x+a)=,则T=2a(a≠0)。
(3)若f(x+a)=-,则T=2a(a≠0)。
一、走进教材
1.(必修1P35例5改编)下列函数中为偶函数的是( )
A.y=x2sinx B.y=x2cosx
C.y=|lnx| D.y=2-x
解析 根据偶函数的定义知偶函数满足f(-x)=f(x)且定义域关于原点对称,A选项为奇函数,B选项为偶函数,C选项定义域为(0,+∞),不具有奇偶性,D选项既不是奇函数,也不是偶函数。故选B。
答案 B
2.(必修4P46A组T10改编)设f(x)是定义在R上的周期为2的函数,当x∈[-1,1)时,f(x)=则f=________。
解析 由题意得,f =f =-4×2+2=1。
答案 1
二、走近高考
3.(2017·全国卷Ⅱ)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x∈(-∞,0)时,f(x)=2x3+x2,则f(2)=________。
解析 依题意得,f(-2)=2×(-2)3+(-2)2=-12,由函数f(x)是奇函数,得f(2)=-f(-2)=12。
答案 12
4.(2017·山东高考)已知f(x)是定义在R上的偶函数,且f(x+4)=f(x-2)。若当x∈[-3,0]时,f(x)=6-x,则f(919)=________。
解析 因为f(x+4)=f(x-2),所以f(x)的周期为6,因为919=153×6+1,所以f(919)=f(1)。又f(x)为偶函数,所以f(919)=f(1)=f(-1)=6。
答案 6
三、走出误区
微提醒:①利用奇偶性求解析式忽视定义域;②忽视奇函数的对称性致错。
5.设函数f(x)是定义在R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=x2+4x-3,则函数f(x)的解析式为f(x)=________。
解析 设x<0,则-x>0,所以f(x)=-f(-x)=-[(-x)2+4(-x)-3]=-x2+4x+3,由奇函数的定义可知f(0)=0,所以f(x)=
答案
6.设奇函数f(x)的定义域为[-5,5],若当x∈[0,5]时,f(x)的图象如图所示,则不等式f(x)<0的解集为________。
解析 由图象可知,当0
答案 (-2,0)∪(2,5]
考点一 函数奇偶性的判断
【例1】 (1)已知函数f(x)=3x-x,则f(x)( )
A.是偶函数,且在R上是增函数
B.是奇函数,且在R上是增函数
C.是偶函数,且在R上是减函数
D.是奇函数,且在R上是减函数
(2)判断下列函数的奇偶性:
①f(x)=+;
②f(x)=。
(1)解析 函数f(x)=3x-x的定义域为R,关于原点对称,又f(-x)=3-x--x=x-3x=-f(x),所以f(x)是奇函数,又因为y=3x,y=-x都是增函数,所以f(x)=3x-x在R上是增函数。
答案 B
(2)解 ①因为由得x=±1,
所以f(x)的定义域为{-1,1},关于原点对称。
又f(1)+f(-1)=0,f(1)-f(-1)=0,
即f(x)=±f(-x)。
所以f(x)既是奇函数又是偶函数。
②因为由得-2≤x≤2且x≠0。所以f(x)的定义域为[-2,0)∪(0,2],关于原点对称。
所以f(x)===,
所以f(-x)=-f(x),所以f(x)是奇函数。
判断函数的奇偶性,其中包括两个必备条件
1.定义域关于原点对称,这是函数具有奇偶性的必要不充分条件,所以首先考虑定义域。
2.判断f(x)与f(-x)是否具有等量关系。在判断奇偶性的运算中,可以转化为判断奇偶性的等价关系式f(x)+f(-x)=0(奇函数)或f(x)-f(-x)=0(偶函数)是否成立。
【变式训练】 (1)已知函数f(x)=,g(x)=,则下列结论正确的是( )
A.h(x)=f(x)+g(x)是偶函数
B.h(x)=f(x)+g(x)是奇函数
C.h(x)=f(x)g(x)是奇函数
D.h(x)=f(x)g(x)是偶函数
(2)下列函数中,既不是奇函数也不是偶函数的是( )
A.f(x)=x+sin2x B.f(x)=x2-cosx
C.f(x)=3x- D.f(x)=x2+tanx
解析 (1)易知h(x)=f(x)+g(x)的定义域为{x|x≠0},关于原点对称。因为f(-x)+g(-x)=+=--=-=+=f(x)+g(x),所以h(x)=f(x)+g(x)是偶函数。故选A。
(2)对于选项A,函数的定义域为R,f(-x)=-x+sin2(-x)=-(x+sin2x)=-f(x),所以f(x)=x+sin2x为奇函数;对于选项B,函数的定义域为R,f(-x)=(-x)2-cos(-x)=x2-cosx=f(x),所以f(x)=x2-cosx为偶函数;对于选项C,函数的定义域为R,f(-x)=3-x-=-=-f(x),所以f(x)=3x-为奇函数;只有f(x)=x2+tanx既不是奇函数也不是偶函数。故选D。
答案 (1)A (2)D
考点二 函数的周期性
【例2】 (1)函数f(x)=lg|sinx|是( )
A.最小正周期为π的奇函数
B.最小正周期为2π的奇函数
C.最小正周期为π的偶函数
D.最小正周期为2π的偶函数
(2)已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x)=-f,且f(1)=2,则f(2 018)=________。
解析 (1)因为f(x)定义域为{x|x≠kπ,k∈Z},关于原点对称。f(-x)=lg|sin(-x)|=lg|sinx|=f(x),所以函数f(x)为偶函数。因为f(x+π)=lg|sin(x+π)|=lg|sinx|=f(x),所以函数f(x)的最小正周期为π。故选C。
(2)因为f(x)=-f,所以f(x+3)=f=-f=f(x),所以f(x)是以3为周期的周期函数。则f(2 018)=f(672×3+2)=f(2)=f(-1)=-f(1)=-2。
答案 (1)C (2)-2
函数的周期性反映了函数在整个定义域上的性质。对函数周期性的考查,主要涉及函数周期性的判断,利用函数周期性求值。
【变式训练】 (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)=________。
(2)已知f(x)是定义在R上的函数,并且f(x+2)=,当2≤x≤3时,f(x)=x,则f(2 019)=________。
解析 (1)由f(x)是R上周期为2的函数知,f(3)=f(1)=1,f(4)=f(2)=2,所以f(3)-f(4)=-1。
(2)由已知,可得f(x+4)=f[(x+2)+2]===f(x)。故函数f(x)的周期为4。所以f(2 019)=f(4×504+3)=f(3)=3。
答案 (1)-1 (2)3
考点三 函数奇偶性的应用微点小专题
方向1:利用函数的奇偶性求值
【例3】 (1)设函数f(x)为偶函数,当x∈(0,+∞)时,f(x)=log2x,则f(-)=( )
A.- B.
C.2 D.-2
(2)已知函数f(x)=的最大值为M,最小值为m,则M+m等于( )
A.0 B.2
C.4 D.8
解析 (1)因为f(x)为偶函数,所以f(-)=f(),又当x>0时,f(x)=log2x,所以f()=log2=,即f(-)=。
(2)f(x)==2+,设g(x)=,因为g(x)定义域为R,关于原点对称,且g(-x)=-g(x),所以g(x)为奇函数,所以g(x)max+g(x)min=0。因为M=f(x)max=2+g(x)max,m=f(x)min=2+g(x)min,所以M+m=2+g(x)max+2+g(x)min=4。
答案 (1)B (2)C
将所求值转化为已知区间上的函数值。
方向2:利用奇偶性求参数的值
【例4】 若函数f(x)=x3为偶函数,则a的值为________。
解析 因为函数f(x)=x3为偶函数,所以f(-x)=f(x),即(-x)3=x3,所以2a=-,所以2a=1,解得a=。
解析:因为函数f(x)=x3为偶函数,所以f(-1)=f(1),所以(-1)3×=13×,解得a=,经检验,当a=时,函数f(x)为偶函数。
答案
已知函数的奇偶性求参数,主要方法有两个:一是利用f(-x)=-f(x)(奇函数)或f(-x)=f(x)(偶函数)在定义域内恒成立求解;二是利用特殊值求解,奇函数一般利用f(0)=0求解,偶函数一般利用f(-1)=f(1)求解。用特殊值法求得参数后,一定要注意验证。
方向3:函数单调性、奇偶性、周期性的综合应用
【例5】 定义在R上的函数f(x)满足:①对任意x∈R有f(x+4)=f(x);②f(x)在[0,2]上是增函数;③f(x+2)的图象关于y轴对称。则下列结论正确的是( )
A.f(7)
1.关于奇偶性、单调性、周期性的综合性问题,关键是将未知区间上的问题转化为已知区间上的问题。
2.掌握以下两个结论,会给解题带来方便:
(1)f(x)为偶函数⇔f(x)=f(|x|)。
(2)若奇函数在x=0处有意义,则f(0)=0。
【题点对应练】
1.(方向1)设函数f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x)=则g(f(-8))=( )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
解析 由题意,得f(-8)=-f(8)=-log3(8+1)=-2,所以g(f(-8))=g(-2)=f(-2)=-f(2)=-log3(2+1)=-1。
答案 B
2.(方向2)若函数f(x)=在定义域上为奇函数,则实数k=________。
解析 由f(-1)=-f(1)得=-,解得k=±1。经检验,k=±1时,函数f(x)都为奇函数。
答案 ±1
3.(方向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)
1.(配合例1使用)下列函数中,既不是奇函数,也不是偶函数的是( )
A.y=x+sin2x B.y=x2-cosx
C.y=2x+ D.y=x2+sinx
解析 A项为奇函数;B,C项为偶函数;D项是非奇非偶函数。故选D。
答案 D
2.(配合例2使用)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f=( )
A. B.-
C.-1 D.1
解析 因为y=f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(-x)=-f(x),因为函数y=f(x+1)是定义在R上的偶函数,所以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,所以f=f=f=-f=-=-1。故选C。
答案 C
3.(配合例3使用)已知函数y=f(x),满足y=f(-x)和y=f(x+2)是偶函数,且f(1)=,设F(x)=f(x)+f(-x),则F(3)=( )
A. B.
C.π D.
解析 由y=f(-x)和y=f(x+2)是偶函数知f(-x)=f(x),f(x+2)=f(-x+2)=f(x-2),故f(x)=f(x+4),则F(3)=f(3)+f(-3)=2f(3)=2f(-1)=2f(1)=。故选B。
答案 B
4.(配合例4使用)已知f(x)=2x+为奇函数,g(x)=bx-log2(4x+1)为偶函数,则f(ab)=( )
A. B.
C.- D.-
解析 已知f(x)=2x+为奇函数,故f(0)=0,a=-1,g(x)=bx-log2(4x+1)为偶函数,故得到g(x)=g(-x),g(x)=bx-log2(4x+1)=g(-x)=-bx-log2(4-x+1),化简得到b=1,故得到f(ab)=f(-1)=-。故选D。
答案 D
5.(配合例5使用)已知函数y=f(x)是R上的偶函数,满足f(x+2)=f(x-2)+f(2),且当x∈[0,2]时,f(x)=2x-4,令函数g(x)=f(x)-m,若g(x)在区间[-10,2]上有6个零点,分别记为x1,x2,x3,x4,x5,x6,则x1+x2+x3+x4+x5+x6=________。
解析 因为函数y=f(x)是R上的偶函数,所以f(-2)=f(2),由f(x+2)=f(x-2)+f(2),令x=0,可得f(2)=0,因此f(x+2)=f(x-2),即f(x+4)=f(x),所以周期T=4。作出函数f(x)在[-10,2]上的图象及直线y=m如图所示。由图象可知f(x)的图象在[-10,2]上有3条对称轴,分别为x=-8,x=-4,x=0,所以6个零点之和为2×(-8)+2×(-4)+2×0=-24。
答案 -24
奇偶函数的一组扩充性质
函数的奇偶性是高考的重点内容之一,考查内容灵活多样,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,显得较为繁琐,若能灵活利用函数的奇偶性的性质,常能达到化难为易、事半功倍的效果,以下撷取近年高考题和联赛题为例,归纳出奇、偶函数的一组性质及其应用。
【性质1】 若函数f(x)是奇函数,且g(x)=f(x)+c,则必有g(-x)+g(x)=2c。
【简证】 由于函数f(x)是奇函数,所以f(-x)=-f(x),所以g(-x)+g(x)=f(-x)+c+f(x)+c=2c。
【典例1】 已知函数f(x)=ax3+bsinx+4(a,b∈R),f(lg(log210))=5,则f(lg(lg2))=( )
A.-5 B.-1
C.3 D.4
【解析】 设g(x)=ax3+bsinx,则f(x)=g(x)+4,且函数g(x)为奇函数。又lg(lg2)+lg(log210)=lg(lg2·log210)=lg1=0,所以f(lg(lg2))+f(lg(log210))=2×4=8,所以f(lg(lg2))=3。故选C。
【答案】 C
由上述例题可知,这类问题的求解关键在于观察函数的结构,构造出一个奇函数。有些问题是直观型的,直接应用即可,但有些问题是复杂型的,需要变形才能成功。
【变式训练1】 对于函数f(x)=asinx+bx+c(其中a,b∈R,c∈Z),选取a,b,c的一组值计算f(1)和f(-1),所得出的正确结果一定不可能是( )
A.4和6 B.3和1
C.2和4 D.1和2
解析 设g(x)=asinx+bx,则f(x)=g(x)+c,且函数g(x)为奇函数。注意到c∈Z,所以f(1)+f(-1)=2c为偶数。故选D。
答案 D
【性质2】 若函数f(x)是奇函数,则函数g(x)=f(x-a)+h的图象关于点(a,h)对称。
【简证】 函数g(x)=f(x-a)+h的图象可由f(x)的图象平移得到,不难知结论成立。
【典例2】 函数f(x)=++的图象的对称中心为( )
A.(-4,6) B.(-2,3)
C.(-4,3) D.(-2,6)
【解析】 设g(x)=---,则g(-x)=---=++=-g(x),故g(x)为奇函数。易知f(x)=3-=g(x+2)+3,所以函数f(x)的图象的对称中心为(-2,3)。故选B。
【答案】 B
此类问题求解的关键是从所给函数式中分离(或变形)出奇函数,进而得出图象的对称中心,然后利用图象的对称性实现问题的求解。
【变式训练2】 设α,β分别满足方程α3-3α2+5α-4=0,β3-3β2+5β-2=0,则α+β=________。
解析 设g(x)=x3+2x,则g(x)为单调递增的奇函数。设f(x)=x3-3x2+5x,则f(x)=g(x-1)+3,故f(x)的图象关于点(1,3)中心对称。观察题目条件α3-3α2+5α-4=0,β3-3β2+5β-2=0,知f(α)=4,f(β)=2。所以f(α)+f(β)=6,则点(α,4)与点(β,2)关于点(1,3)对称,故α+β=2。
答案 2
【性质3】 若函数f(x)为偶函数,则f(x)=f(|x|)。
【简证】 当x≥0时,|x|=x,所以f(|x|)=f(x);
当x<0时,f(|x|)=f(-x),由于函数f(x)为偶函数,所以f(-x)=f(x),故f(|x|)=f(x)。
综上,若函数f(x)为偶函数,则f(x)=f(|x|)。
【典例3】 设函数f(x)=ln(1+|x|)-,则使得f(x)>f(2x-1)成立的x的取值范围是( )
A.
B.∪(1,+∞)
C.
D.∪
【解析】 易知函数f(x)的定义域为R,且f(x)为偶函数。当x≥0时,f(x)=ln(1+x)-,易知此时f(x)单调递增。所以f(x)>f(2x-1)⇒f(|x|)>f(|2x-1|),所以|x|>|2x-1|,解得
本题结合函数的偶函数性质f(x)=f(|x|)减少了不必要的讨论,极大地减少了运算量。
【变式训练3】 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,知f(x)在[0,+∞)上单调递增,且f(2)=0。所以,由已知条件可知f(x-2)>0⇒f(|x-2|)>f(2)。所以|x-2|>2,解得x<0或x>4。故选B。
答案 B
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