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专题3.2 函数单调性与奇偶性的综合(特色专题卷)(人教A版2019必修第一册)(解析版)
展开姓名:___________班级:___________考号:___________
考卷信息:
本卷试题共22题,单选8题,多选4题,填空4题,解答6题,满分150分,限时150分钟,试卷紧扣教材,细分题组,精选一年好题,两年真题,练基础,提能力!
选择题(共8小题,满分40分,每小题5分)
1.(2021•淄川区校级开学)下列函数中,既是奇函数又是增函数的为( )
A.y=x|x|B.y=﹣x3C.y=x+1D.y=1x
【分析】对于选项A,y=x|x|=x2,x≥0-x2,x<0,以此图象可进行判断;对于选项BCD,根据图象判断即可.
【解答】解:对于选项A,y=x|x|=x2,x≥0-x2,x<0,由图象可得此函数既是奇函数又是单调增函数;
对于选项B,是单调减函数,不符合题意;
对于选项C,既不是奇函数又不是偶函数,不符合题意;
对于选项D,不具有单调性,不符合题意.
故选:A.
2.(2021秋•安徽月考)设函数f(x)=1-2x1+2x,则下列函数中为奇函数的是( )
A.y=f(x-12)-1B.y=f(x-12)+1
C.y=f(x+12)-1D.y=f(x+12)+1
【分析】利用代入法求出函数解析式,利用函数奇偶性的定义进行判断即可.
【解答】解:A.y=f(x-12)-1=1-2(x-12)1+2(x-12)-1=1-2x+12x-1=2-2x2x-1=1x-2,不是奇函数,
B.y=f(x-12)+1=1-2(x-12)1+2(x-12)+1=2-2x2x+1=1x为奇函数,
C.y=f(x+12)﹣1=1-2(x+12)1+2(x+12)-1=-2x2+2x-1=-x1+x-1,定义域为{x|x≠﹣1},定义域关于原点不对称,不是奇函数,
D.y=f(x+12)+1=1-2(x+12)1+2(x+12)+1=-2x2+2x+1=-x1+x-+,定义域为{x|x≠﹣1},定义域关于原点不对称,不是奇函数,
故选:B.
3.(2021•重庆开学)已知函数f(x)=ax5+bx3+2,若f(2)=7,则f(﹣2)=( )
A.﹣7B.﹣3C.3D.7
【分析】由函数f(x)=ax5+bx3+2且f(2)=7可求得32a+8b的值,然后可求得f(﹣2)的值.
【解答】解:由函数f(x)=ax5+bx3+2且f(2)=7,
得32a+8b=5,
∴f(﹣2)=﹣(32a+8b)+2=﹣5+2=﹣3,
故选:B.
4.(2020秋•龙里县校级期末)已知f(x)是定义在R上的奇函数,且当x≤0时,f(x)=x2+3x+1﹣a,则f(2)=( )
A.﹣1B.﹣2C.1D.2
【分析】f(x)是定义在R上的奇函数⇒f(0)=1﹣a=0,解得a=1,从而可得当x≤0时,f(x)的解析式,由f(2)=﹣f(﹣2)可得答案.
【解答】解:∵f(x)是定义在R上的奇函数,
∴f(0)=1﹣a=0,
∴a=1.
又当x≤0时,f(x)=x2+3x+1﹣a,
∴f(x)=x2+3x(x≤0),
∴f(2)=﹣f(﹣2)=﹣(4﹣6)=2,
故选:D.
5.(2021•辽宁开学)已知f(x)是定义域为R的奇函数,当x>0时,f(x)=x2﹣2x﹣3,则不等式f(x+2)<0的解集是( )
A.(﹣5,﹣2)∪(﹣2,1)B.(﹣∞,﹣5)∪(﹣2,1)
C.(﹣5,﹣2)∪(1,+∞)D.(﹣∞,﹣1)∪(2,5)
【分析】根据函数奇偶性的性质,求出函数当x<0时,函数的表达式,从而可得f(x)在R上的解析式,分类讨论即可解不等式.
【解答】解:若x<0,则﹣x>0,
∵当x>0时,f(x)=x2﹣2x﹣3,
∴f(﹣x)=x2+2x﹣3,
∵f(x)是定义域为R的奇函数,
∴f(﹣x)=x2+2x﹣3=﹣f(x),
即f(x)=﹣x2﹣2x+3,x<0,
又f(x)是定义域为R的奇函数,∴f(0)=0,
∴f(x)=-x2-2x+3,x<00,x=0x2-2x-3,x>0.
①若x+2<0,即x<﹣2,
由f(x+2)<0得﹣(x+2)2﹣2(x+2)+3<0,
解得x<﹣5或x>﹣1,
此时x<﹣5;
②若x+2=0,即x=﹣2,
由f(x+2)<0得0<0,不成立;
若x+2>0,即x>﹣2,
由f(x+2)<0得(x+2)2﹣2(x+2)﹣3<0,
解得﹣3<x<1,此时﹣2<x<1.
综上,不等式的解集为(﹣∞,﹣5)∪(﹣2,1).
故选:B.
6.(2020秋•徐汇区校级期末)已知函数y=f(x)的定义域为R,有下面三个命题,
命题p:存在a∈R且a≠0,对任意的x∈R,均有f(x+a)<f(x)+f(a)恒成立,
命题q1:y=f(x)在R上是严格减函数,且f(x)>0恒成立;
命题q2:y=f(x)在R上是严格增函数,且存在x0<0使得f(x)=0.
则下列说法正确的是( )
A.q1、q2都是p的充分条件
B.只有q1是p的充分条件
C.只有q2是p的充分条件
D.q1、q2都不是p的充分条件
【分析】先由命题q1成立时,利用单调性和函数值为正,结合不等式性质即推出命题p成立,再由命题q2成立时,利用单调性和函数零点,推出命题p成立,即得结果.
【解答】解:命题q1成立,即y=f(x)在R上是严格减函数,且f(x)>0恒成立,
故取a>0时,对任意的x∈R,x+a>x,则f(x+a)<f(x),f(a)>0 即0<f(a),
故f(x+a)<f(x)+f(a),即命题q1可推出命题p,即q1是p的充分条件;
命题q2成立,y=f(x)在R上是严格增函数,且存在x0<0使得f(x0)=0,
故取a=x0<0时,对任意的x∈R,x+a<x,则f(x+a)<f(x),f(a)=f(x0)=0,
f (x+a)<f(x)+f(a),即命题q2可推出命题p,即q2是p的充分条件;
故q1、q2都是p的充分条件.
故选:A.
7.(2021秋•河北月考)已知函数f(x)=12x-1,g(x)=x2﹣2x,则( )
A.f(x+1)为奇函数,g(x﹣1)为偶函数
B.f(x+1)为奇函数,g(x+1)为偶函数
C.f(x+12)为奇函数,g(x﹣1)为偶函数
D.f(x+12)为奇函数,g(x+1)为偶函数
【分析】由已知的解析式先求出f(x+12),f(x+1),g(x+1),g(x﹣1),然后由奇偶性的定义判断即可.
【解答】解:因为函数f(x)=12x-1,g(x)=x2﹣2x,
所以f(x+12)=12x,f(x+1)=12x+1,g(x+1)=x2﹣1,g(x﹣1)=(x﹣2)2﹣1,
则f(x+12)为奇函数,g(x+1)为偶函数,f(x+1)和g(x﹣1)均为非奇非偶函数.
故选:D.
8.(2021•湖南模拟)对于函数y=f(x),其定义域为D,如果存在区间[m,n]⊆D,同时满足下列条件:
①f(x)在[m,n]上是单调函数;
②当f(x)的定义域为[m,n]时,值域也是[m,n],则称区间[m,n]是函数f(x)的“K区间”.
若函数f(x)=-x-a(a>0)存在“K区间”,则a的取值范围为( )
A.(14,34)B.(0,14)C.(34,1]D.(14,1]
【分析】由已知结合函数的单调性可求m.n的关系,然后把原问题转化为函数图像的交点问题,结合二次函数的性质可求.
【解答】解:因为f(x)在[m,n]上是单调函数,
所以-m-a=n-n-a=m,
所以-m--n=n﹣m=(-m--n)(-m+-n),
所以-m+-n=1,
故a=-n--n+1a=-m--m+1,
欲使得关于m,n的方程组在m<n≤0时有解,需使y=a与y=x2﹣x+1(x≥0)的图像有两个交点,
y=x2﹣x+1在[0,12]上单调递减,在[12,+∞)上单调递增,
当x=12时,函数取得最小值34,当x=0时,函数取得最大值1,
故a的取值范围为(34,1]
故选:C.
多选题(共4小题,满分20分,每小题5分)
9.(2021春•如皋市月考)下列函数中,在定义域上既是奇函数,又是减函数的是( )
A.f(x)=﹣x﹣x3
B.f(x)=x2+1,x<00,x=0-x2-1,x>0
C.f(x)=1﹣x
D.f(x)=-3x
【分析】根据题意,依次分析选项中函数的奇偶性和单调性,综合可得答案.
【解答】解:根据题意,依次分析选项:
对于A,f(x)=﹣x﹣x3,其定义域为R,有f(﹣x)=﹣(﹣x﹣x3)=﹣f(﹣x),f(x)为奇函数,
又由y=﹣x和y=﹣x3在R上都是减函数,则f(x)=﹣x﹣x3,在R上也是减函数,符合题意,
对于B,f(x)=x2+1,x<00,x=0-x2-1,x>0,其定义域为R,对于任意x,都有f(﹣x)=﹣f(x),是奇函数,
f(x)在R上也为减函数,符合题意,
对于C,f(x)=1﹣x,是一次函数,不是奇函数,不符合题意,
对于D,f(x)=-3x,是反比例函数,在其定义域上不是减函数,不符合题意,
故选:AB.
10.(2021•香坊区校级开学)若定义在R上的减函数y=f(x﹣2)的图象关于点(2,0)对称,且g(x)=f(x)+1,则下列结论一定成立的是( )
A.g(2)=1
B.g(0)=1
C.不等式f(x+1)+f(2x﹣1)>0的解集为(﹣∞,0)
D.g(﹣1)+g(2)<2
【分析】定义在R上的减函数y=f(x﹣2)的图象关于点(2,0)对称,可得f(x)为奇函数,再利用已知条件g(x)=f(x)+1,结合函数的单调性,即可求解.
【解答】解:∵定义在R上的减函数y=f(x﹣2)的图象关于点(2,0)对称,
∴f(x)为奇函数,
∴f(0)=0,
∵g(x)=f(x)+1,
∴g(0)=f(0)+1,
∴g(0)=1,故A选项错误,B选项正确,
∵y=f(x﹣2)为减函数,
∴f(x)为减函数,
∴g(x)=f(x)+1为减函数,
∵f(x+1)+f(2x﹣1)>0,即f(x+1)>﹣f(2x﹣1),
∴f(x+1)>f(1﹣2x),
∵f(x)为减函数,
∴x+1<1﹣2x,即x<0,故C选项正确.
g(﹣1)+g(2)=f(﹣1)+f(2)+2=﹣f(1)+f(2)+2,
∵f(1)>f(2),
∴g(﹣1)+g(2)<2,故D选项正确.
故选:BCD.
11.(2020秋•东莞市校级期中)对于函数f(x)=x的定义域中的任意x1,x2(x1≠x2),下列结论正确的有( )
A.f(x1+x2)=f(x1)f(x2)
B.f(x1x2)=f(x1)f(x2)
C.f(x1)-f(x2)x1-x2>0
D.f(x1+x22)>f(x1)+f(x2)2
【分析】结合函数的解析式分别判断即可.
【解答】解:对于A:f(x1+x2)=x1+x2,f(x1)f(x2)=x1•x2,显然不成立;
对于B:f(x1x2)=x1⋅x2,f(x1)f(x2)=x1•x2=x1⋅x2,故B正确;
对于C:f(x1)-f(x2)x1-x2=x1-x2x1-x2=1x1+x2>0,故C正确;
对于D:∵x1≠x2,∴(x1-x2)2>0,
∴(2(x1+x2))2>(x1+x2)2,
∴2(x1+x2)2>x1+x22,
∴f(x1+x22)>f(x1)+f(x2)2,故D正确;
故选:BCD.
12.(2020秋•福州期末)若函数f(x)同时满足:①对于定义域上的任意x,恒有f(x)+f(﹣x)=0;②对于定义域上的任意x1,x2,当x1<x2时,恒有f(x1)>f(x2),则称函数f(x)为“理想函数”.下列四个函数中能被称为“理想函数”的有( )
A.f(x)=1x
B.f(x)=﹣2x
C.f(x)=﹣x2
D.f(x)=-x2,x≥0x2,x<0
【分析】根据条件,得到满足既是奇函数又是减函数的函数为“理想函数”.然后分别进行判断即可.
【解答】解:若:①对于定义域上的任意x,恒有f(x)+f(﹣x)=0,则f(﹣x)=﹣f(x),即f(x)是奇函数,
若;②对于定义域上的任意x1,x2,当x1<x2时,恒有f(x1)>f(x2),则函数f(x)为减函数,
即满足既是奇函数又是减函数的函数为“理想函数”.
A.f(x)=1x是奇函数,在定义域上不单调,不满足条件.
B.f(x)=﹣2x是奇函数,在定义域上是减函数,满足条件,
C.f(x)=﹣x2是偶函数,不满足条件.
D.作出函数f(x)的图象如图:由图象知函数f(x)既是奇函数又是减函数的函数,满足“理想函数”,
故选:BD.
填空题(共4小题,满分20分,每小题5分)
13.(2021•唐山二模)有以下三个条件:①定义域不是R;②值域不是R;③奇函数;写出一个同时满足以上条件的函数f(x)=1x (答案不唯一) .
【分析】根据题意,由函数的性质分析可得答案.
【解答】解:根据题意,要求函数是奇函数,但其定义域、值域都不是R,
f(x)=1x(答案不唯一);
故答案为:1x(答案不唯一).
14.(2021•椒江区校级开学)已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2﹣x+1,则f(﹣1)= ﹣1 ,f(x)在x≤0上的解析式为f(x)= 0,x=0-x2-x-1,x<0 .
【分析】利用函数的奇偶性的性质,求解函数值,得到第一问.利用函数是奇函数,求解函数的解析式即可得到第二问.
【解答】解:f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2﹣x+1,则f(﹣1)=﹣f(1)=﹣(1﹣1+1)=﹣1.
x=0时,f(0)=0,x<0时,f(x)=﹣f(﹣x)=﹣[(﹣x)2﹣(﹣x)+1]=﹣x2﹣x﹣1.
f(x)在x≤0上的解析式为f(x)=0,x=0-x2-x-1,x<0.
故答案为:﹣1;0,x=0-x2-x-1,x<0.
15.(2021秋•河南月考)已知偶函数f(x)和奇函数g(x)均定义在R上,且满足f(x)+g(x)=3x2-4xx2+9+5,则f(﹣1)+g(3)= 223 .
【分析】推导出f(﹣x)=f(x),g(﹣x)=﹣g(x),由f(x)+g(x)=3x2-4xx2+9+5,令x=1,x=﹣1可求得f(﹣1),令x=3,x=﹣3可求得g(3),从而可得结论.
【解答】解:∵偶函数f(x)和奇函数g(x)均定义在R上,
∴f(﹣x)=f(x),g(﹣x)=﹣g(x)
∵f(x)+g(x)=3x2-4xx2+9+5,
∴令x=1,可得f(1)+g(1)=385,
∴f(﹣1)﹣g(﹣1)=385,①
令x=﹣1,f(﹣1)+g(﹣1)=425②
①+②,2f(﹣1)=16,∴f(﹣1)=8,
令x=3,可得f(3)+g(3)=943,③
令x=﹣3,f(﹣3)+g(﹣3)=983,
∴f(3)﹣g(3)=983,④
③﹣④,2g(3)=-43,∴g(3)=-23,
所以f(﹣1)+g(3)=8-23=223.
故答案为:223.
16.(2020秋•虹口区期末)已知函数f(x)=x2+3x,x≥03x-x2,x<0,若f(a2﹣3)+f(2a)>0,则实数a的取值范围为 {a|a>1或a<﹣3} .
【分析】先利用图象求解函数的单调性及奇偶性,然后结合单调性及奇偶性即可求解不等式.
【解答】解:因为f(x)=x2+3x,x≥03x-x2,x<0的图象如图所示,
故f(x)为单调递增的奇函数,
若f(a2﹣3)+f(2a)>0,
则f(a2﹣3)>﹣f(2a)=f(﹣2a),
所以a2﹣3>﹣2a,即a2+2a﹣3>0,
解得,a>1或a<﹣3.
故a的取值范围{a|a>1或a<﹣3}.
故答案为:{a|a>1或a<﹣3}.
解答题(共6小题,满分70分)
17.(2020秋•蓬江区期末)已知函数f(x)=x﹣4.
(1)判断函数f(x)的奇偶性,并说明理由;
(2)用函数单调性的定义证明函数f(x)在(0,+∞)上是减函数.
【分析】(1)根据题意,先分析函数的定义域,再分析f(﹣x)、f(x)的关系,即可得答案;
(2)根据题意,由作差法分析可得结论.
【解答】解:(1)根据题意,函数f(x)为偶函数,
证明:f(x)=x﹣4=1x4,其定义域为{x|x≠0},
有f(﹣x)=1(-x)4=1x4=f(x),则f(x)是偶函数;
(2)证明:设0<x1<x2,
则f(x1)﹣f(x2)=1x14-1x24=-(x1-x2)(x1+x2)(x12+x22)(x1x2)4,
又由0<x1<x2,则(x1﹣x2)<0,(x1+x2)>0,x12+x22>0,
必有f(x1)﹣f(x2)>0,
故f(x)在(0,+∞)上是减函数.
18.设函数f(x)=x+2x-1.
(1)用函数单调性定义证明:函数f(x)在区间(1,+∞)上是单调递减函数;
(2)求函数f(x)在区间[3,5]上的最大值和最小值.
【分析】(1)根据定义法步骤完成证明;
(2)根据(1)的单调性可得f(x)在区间[3,5]上的最大值和最小值.
【解答】(1)证明:设x2>x1>1,
由题有f(x1)-f(x2)=x1+2x1-1-x2+2x2-1=3(x2-x1)(x1-1)(x2-1),
∵x2>x1>1,
∴x2﹣x1>0,x1﹣1>0,x2﹣1>0,
∴f(x1)﹣f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),
∴函数f(x)在区间(1,+∞)上是单调递减函数.
(2)由(1)可知f(x)在区间[3,5]上单调递减,
∴f(x)的最大值为f(3)=52,最小值为f(5)=74.
∴函数f(x)在区间[3,5]上的最大值为52,最小值为74.
19.(2021春•开封期末)已知f(x)=axx2+1(a≠0).
(Ⅰ)判断f(x)的奇偶性;
(Ⅱ)a>0时,判断f(x)在[1,+∞)上的单调性并给出证明.
【分析】(I)计算f(﹣x),并与f(x)的解析式进行比较,即可作出判断;
(II)结合函数单调性的定义,由五步法:任取、作差、变形、定号、下结论,即可得解.
【解答】解:(I)f(x)的定义域为R,
又f(﹣x)=-ax(-x)2+1=-axx2+1=-f(x),
故f(x)是奇函数.
(II)设任意1≤x1<x2,
则f(x1)﹣f(x2)=ax1x12+1-ax2x22+1=a(x2-x1)(x1x2-1)(x12+1)(x22+1),
因为a>0,1≤x1<x2,所以x2﹣x1>0,x1x2﹣1>0,
而(x12+1)(x22+1)>0,
所以f(x1)﹣f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),
所以f(x)在[1,+∞)上是减函数.
20.(2021•安徽开学)已知函数f(x)=x2-2x.
(1)判断f(x)在(0,+∞)上的单调性,并用定义法证明;
(2)已知f(x)在[1,2]上的最大值为m,若正实数a,b满足ab=m,求1a+1b的最小值.
【分析】(1)根据题意,设0<x1<x2,由作差法证明可得结论,
(2)根据题意,由f(x)的单调性可得f(x)的最大值,即可得ab=m=1,由基本不等式分析可得答案.
【解答】解:(1)根据题意,f(x)在(0,+∞)上的单调递增,
证明如下:设0<x1<x2,则f(x1)﹣f(x2)=x12-2x1-x22-2x2=(x1﹣x2)(1+2x1x2),
又由0<x1<x2,则x1﹣x2<0,
则f(x1)﹣f(x2)<0,
故f(x)在(0,+∞)上的单调递增,
(2)根据题意,f(x)在(0,+∞)上的单调递增,
则f(x)在[1,2]上的最大值为f(2)=22-22=1,即m=1,
则有ab=1,
1a+1b=a+bab=a+b≥2ab=2,当且仅当a=b=1时,等号成立,
故1a+1b的最小值为2.
21.(2021•长宁区校级开学)已知函数f(x)=x2+a2x(x≠0,a∈R).
(1)判断函数f(x)的奇偶性,并说明理由;
(2)若函数f(x)在x∈[1,+∞)上是增函数,求实数a的取值范围.
【分析】(1)对a分类讨论,由函数奇偶性的定义即可判断f(x)的奇偶性;
(2)利用函数单调性的定义,即可求解a的取值范围.
【解答】解:(1)当a=0时,f(x)=x2,
对任意x∈(﹣∞,0)∪(0,+∞),有f(﹣x)=(﹣x)2=x2=f(x),
∴f(x)为偶函数.
当a≠0时,f(x)=x2+a2x(x≠0),
取x=±1,得f(﹣1)+f(1)=2≠0,
f(﹣1)﹣f(1)=﹣a≠0,
∴f(﹣1)≠﹣f(1),f(﹣1)≠f(1).
∴函数f(x)是非奇非偶函数.
(2)设1≤x1<x2,
f(x1)﹣f(x2)=x12+a2x1-x22-a2x2=x1-x2x1x2[x1x2(x1+x2)-a2],
要使函数f(x)在x∈[1,+∞)上为增函数,
则f(x1)﹣f(x2)<0恒成立.
∵x1﹣x2<0,x1x2>1,
∴x1x2(x1+x2)-a2>0,即a<2x1x2(x1+x2)恒成立.
又∵x1+x2>2,∴2x1x2(x1+x2)>4,
∴a的取值范围是(﹣∞,4].
22.已知函数f(x)=ax+b1+x2是定义在(﹣1,1)上的奇函数,且f(3)=310.
(1)确定函数f(x)的解析式;
(2)当x∈(﹣1,1)时,判断函数f(x)的单调性,并证明;
(3)解不等式f(12x-1)+f(x)<0.
【分析】(1)由f(﹣x)=﹣f(x)可得b的值,根据f(3)=310可得a的值,进而得结果;
(2)设﹣1<x1<x2<1,用作差法分析可得可得f(x1)<f(x2),由函数单调性的定义即可得证明;
(3)将奇偶性和单调性相结合列出不等式组,解出即可.
【解答】解:(1)∵f(﹣x)=﹣f(x),∴-ax+b1+(-x)2=-ax-b1+x2,即﹣b=b,∴b=0.
∴f(x)=ax1+x2,又f(3)=310,a=1,
∴f(x)=x1+x2.
(2)对区间(﹣1,1)上得任意两个值x1,x2,且x1<x2,f(x1)-f(x2)=x11+x12-x21+x22=x1(1+x22)-x2(1+x12)(1+x12)(1+x22)=(x1-x2)(1-x1x2)(1+x12)(1+x22),
∵﹣1<x1<x2<1,∴x1﹣x2<0,1﹣x1x2>0,1+x12>0,1+x22>0,
∴f(x1)﹣f(x2)<0,∴f(x1)<f(x2),
∴f(x)在区间(﹣1,1)上是增函数.
(3)∵f(12x-1)+f(x)<0,∴f(12x-1)<f(-x),
所以-1<12x-1<1-1<x<112x-1<-x,解得0<x<23,
∴实数x得取值范围为(0,23).
专题4.2 函数零点性质(特色专题卷)(人教A版2019必修第一册)(原卷版): 这是一份专题4.2 函数零点性质(特色专题卷)(人教A版2019必修第一册)(原卷版),共7页。
专题3.1 求函数定义域、值域、解析式(特色专题卷)(人教A版2019必修第一册)(原卷版): 这是一份专题3.1 求函数定义域、值域、解析式(特色专题卷)(人教A版2019必修第一册)(原卷版),共6页。
专题4.4 函数的应用(特色专题卷)(人教A版2019必修第一册)(解析版): 这是一份专题4.4 函数的应用(特色专题卷)(人教A版2019必修第一册)(解析版),共15页。