高考数学核心考点专题训练专题5函数的基本性质-奇偶性、单调性、周期性(原卷版+解析)
展开已知函数f(x)=lnx2−2ln(x2+1),则下列说法正确的是
A. 函数f(x)为奇函数
B. 函数f(x)的值域为(−∞,−1]
C. 当x>0时,函数f(x)的图象关于直线x=1对称
D. 函数f(x)的增区间为(−∞,−1),减区间为(0,1)
已知函数f(x)=x4−x2,则错误的是( )
A. f(x)的图象关于y轴对称B. 方程f(x)=0的解的个数为2
C. f(x)在(1,+∞)上单调递增D. f(x)的最小值为−14
已知函数f(x)=csxsin2x,给出下列命题:
①∀x∈R,都有f(−x)=−f(x)成立;
②存在常数T≠0,∀x∈R恒有f(x+T)=f(x)成立;
③fx的最大值为239;
④y=fx在[−π6,π6]上是增函数.
以上命题中正确的为( )
A. ①②③④B. ②③C. ①②③D. ①②④
函数,则下列结论正确的是( )
A. 函数f(x)在[1,+∞)上为增函数B. 函数f(x)的最小正周期为4
C. 函数f(x)是奇函数D. 函数f(x)无最小值
已知函数fx=ln1+x1−x+x+1,且f(a)+f(a+1)>2,则a的取值范围是( )
A. (−12,+∞)B. (−1,−12)C. (−12,0)D. (−12,1)
已知函数f(x+1)是偶函数,当1
A. b已知定义在R上的函数f(x),若函数y=f(x+2)为偶函数,且f(x)对任意x1,,都有f(x2)−f(x1)x2−x1<0,若f(a)⩽f(3a+1),则实数a的取值范围是( )
A. −12,34B. −2,−1C. D.
设函数f(x)=ln|2x+1|−ln|2x−1|,则f(x)( )
A. 是偶函数,且在(12,+∞)单调递增
B. 是奇函数,且在(−12,12)单调递减
C. 是偶函数,且在(−∞,−12)单调递增
D. 是奇函数,且在(−∞,−12)单调递减
设函数f(x)满足对∀x∈R,都有f(4−x)=f(x),且在(2,+∞)上单调递增,f(4)=0,g(x)=x4,则函数y=f(x+2)g(x)的大致图象可能是( )
A. B.
C. D.
设f(x)是定义在R上的函数,g(x)=f(x+1).若函数g(x)满足下列条件:①g(x)是偶函数;②g(x)在区间[0,+∞)上是增函数;③g(x)有一个零点为2,则不等式(x+1)f(x)>0的解集是 ( )
A. (3,+∞)B. (1,+∞)
C. (−∞,−1)∪(1,+∞)D. (−∞,−1)∪(3,+∞)
二、单空题(本大题共4小题,共20.0分)
设函数f(x)是定义在R上的偶函数,且对任意的x∈R恒有f(x+1)=f(x−1),
已知当x∈[0,1]时,f(x)=(12)1−x,给出下列结论:①对任意x∈R,都有f(x+2)=f(x);
②函数f(x)在(1,2)上递减,在(2,3)上递增;③函数f(x)的最大值是1,最小值是0;
④当x∈(3,4)时,f(x)=(12)x−3.则其中正确结论的序号是_________.
已知函数f(x)=|x2−2ax+b|(x∈R),给出下列命题:
①f(x)必是偶函数;
②当f(0)=f(2)时,f(x)的图象关于直线x=1对称;
③若a2−b≤0,则f(x)在[a,+∞)上是增函数;
④若a>0,在[−a,a]上f(x)有最大值|a2−b|.
其中正确的命题序号是________.
已知函数fx=x3+x,关于x的不等式fmx2+2+f−x<0的在区间1,5上有解,则实数m的取值范围为________.
设函数f(x)是定义在R上的偶函数,且对任意的x∈恒有fx+1=fx−1,已知当x∈0,1时,f(x)=121−x,则下列命题:①对任意x∈,都有fx+2=fx;②函数f(x)在1,2上递减,在2,3上递增;③函数f(x)的最大值是1,最小值是0;④当x∈3,4时,f(x)=12x−3.
其中正确命题的序号有_________.
三、解答题(本大题共4小题,共30分)
如果函数y=fx的定义域为R,对于定义域内的任意x,存在实数a使得fx+a=f−x成立,则称此函数具有“Pa性质”.
(1)判断函数y=sinx是否具有“Pa性质”,若具有“Pa性质”,求出所有a的值;若不具有“Pa性质”,请说明理由.
(2)已知y=fx具有“P0性质”,且当x≤0时fx=x+m2,求y=fx在0,1上的最小值.
(3)设函数y=gx具有“P±1性质”,且当−12≤x≤12时,gx=x若y=gx与y=mx交点个数为2018个,其中m>0,求m的取值范围.
函数f(x)=lga(2−ax)(a>0,a≠1)
(Ⅰ)当a=3时,求函数f(x)的定义域;
(Ⅱ)若g(x)=f(x)−lga(2+ax),判断g(x)的奇偶性;
(Ⅲ)是否存在实数a,使函数f(x)在[2,3]递增,并且最大值为1,若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.
已知函数f(x)对任意实数x、y恒有f(x+y)=f(x)+f(y),当x>0时,f(x)<0,且f(1)=−2.
(1)判断f(x)的奇偶性;
(2)求f(x)在区间[−3,3]上的最大值;
(3)若f(x)
试分别解答下列两个小题:
(Ⅰ)已知函数fx=lg0.54x−3+2xx−1−1的定义域为M,求gx=x2−2ax在x∈M时的最小值;
(Ⅱ)已知fx是定义在−2,2上的奇函数,且fx在−2,2上为减函数,若f3a+f3a−1<0,试求实数a的取值范围.
专题5 函数的基本性质-奇偶性、单调性、周期性
一、单选题(本大题共10小题,共50.0分)
已知函数f(x)=lnx2−2ln(x2+1),则下列说法正确的是
A. 函数f(x)为奇函数
B. 函数f(x)的值域为(−∞,−1]
C. 当x>0时,函数f(x)的图象关于直线x=1对称
D. 函数f(x)的增区间为(−∞,−1),减区间为(0,1)
【答案】D
【解析】 由f(−x)=ln(−x)2−2ln[(−x)2+1]=lnx2−2ln(x2+1)=f(x),
可知函数f(x)为偶函数;不妨设x>0,此时fx=2lnx−2lnx2+1=2lnxx2+1,
由xx2+1=1x+1x≤12x⋅1x=12(当且仅当x=1时取“=”),
由0
可知当x>0时,函数f(x)的图象不关于直线x=1对称;由函数y=x+1x(x>0)的增区间为(1,+∞),减区间为(0,1),
可知函数f(x)的增区间为(−∞,−1),减区间为(0,1).
故选D.
已知函数f(x)=x4−x2,则错误的是( )
A. f(x)的图象关于y轴对称B. 方程f(x)=0的解的个数为2
C. f(x)在(1,+∞)上单调递增D. f(x)的最小值为−14
【答案】B
【解析】解:因为函数f(x)=x4−x2,满足f(−x)=x4−x2=f(x),所以函数是偶函数,所以A正确;
令f(x)=0即x2(x+1)(x−1)=0,解得:x=0,1,−1,函数f(x)有3个零点:0;−1;1,所以方程f(x)=0的解的个数为3,所以B不正确;
令t=x2,g(t)=t2−t=(t−12)2−14,x>1时,
函数t=x2,g(t)=t2−t都为递增函数,故f(x)在(1,+∞)递增,故C正确;
由t=12时,g(t)取得最小值−14,故f(x)的最小值是−14,故D正确.
故选:B.
已知函数f(x)=csxsin2x,给出下列命题:
①∀x∈R,都有f(−x)=−f(x)成立;
②存在常数T≠0,∀x∈R恒有f(x+T)=f(x)成立;
③fx的最大值为239;
④y=fx在[−π6,π6]上是增函数.
以上命题中正确的为( )
A. ①②③④B. ②③C. ①②③D. ①②④
【答案】D
【解析】解:对于①,∀x∈R,f(−x)=cs(−x)sin(−2x)=−csxsin2x=−f(x),f(x)为奇函数,①正确;
对于②,∀x∈R,由f(x+2π)=cs(x+2π)sin2(x+2π)=csxsin2x=f(x),f(x)为周期函数,②正确;
对于③,f(x)=2sinxcs2x=2sinx(1−sin2x)=2sinx−2sin3x,
令t=sinx,t∈[−1,1],则y(t)=2t−2t3,
令y'=2−6t2=0,得t=±33,且y(−1)=0,y(33)=439为最大值,③错误;
对于④,当x∈[−π6,π6]时,sinx∈[−12,12]⊆[−33,33],所以f(x)在[−π6,π6]上为增函数,④正确.
综上知,正确的命题序号是①②④.
故选:D.
函数,则下列结论正确的是( )
A. 函数f(x)在[1,+∞)上为增函数B. 函数f(x)的最小正周期为4
C. 函数f(x)是奇函数D. 函数f(x)无最小值
【答案】A
【解析】画出函数fx=x3+1,x>12sinπ2x,x⩽1,的图象,如图.
观察图象可得:
函数f(x)在[1,+∞)上为增函数,故A正确;
函数f(x)的不是周期函数,故B错;
函数f(x)的图象不关于原点对称,不是奇函数,故C错;
函数f(x)在x=−1处取得最小值−2,故D错.
故选A.
已知函数fx=ln1+x1−x+x+1,且f(a)+f(a+1)>2,则a的取值范围是( )
A. (−12,+∞)B. (−1,−12)C. (−12,0)D. (−12,1)
【答案】C
【解析】解:令 ,
因为是−1,1上的增函数,
所以函数Fx是−1,1上的增函数.
又因为,
所以函数Fx是−1,1上的奇函数.
由fa+fa+1>2得fa−1+fa+1−1>0,
即Fa+Fa+1>0,
所以Fa+1>F−a,
因此a+1>−a−1故选C.
已知函数f(x+1)是偶函数,当1
A. b【答案】A
【解析】解:∵当1
∴当1
即f (x2)>f (x1),
∴函数f(x)在(1,+∞)上为单调增函数,
∵函数f(x+1)是偶函数,
∴函数f(x)关于x=1对称,
∴a=f(−12)=f(52),
又函数f(x)在(1,+∞)上为单调增函数,
∴f(2)
已知定义在R上的函数f(x),若函数y=f(x+2)为偶函数,且f(x)对任意x1,,都有f(x2)−f(x1)x2−x1<0,若f(a)⩽f(3a+1),则实数a的取值范围是( )
A. −12,34B. −2,−1C. D.
【答案】A
【解析】解:因为函数y=fx+2为偶函数,
所以函数fx的图象关于x=2对称,
因为fx对任意x1,x2∈2,+∞x1≠x2,都有fx2−fx1x2−x1<0,
所以函数fx在2,+∞上为减函数,
则f(a)⩽f(3a+1)⇔|a−2|⩾|3a−1|,
两边平方解得−12≤a≤34.
即实数a的取值范围是[−12,34],
故选A.
设函数f(x)=ln|2x+1|−ln|2x−1|,则f(x)( )
A. 是偶函数,且在(12,+∞)单调递增
B. 是奇函数,且在(−12,12)单调递减
C. 是偶函数,且在(−∞,−12)单调递增
D. 是奇函数,且在(−∞,−12)单调递减
【答案】D
【解析】【试题解析】
解:由2x+1≠02x−1≠0,得x≠±12.
又f(−x)=ln|−2x+1|−ln|−2x−1|
=−(ln|2x+1|−ln|2x−1|)=−f(x),
∴f(x)为奇函数;
由f(x)=ln|2x+1|−ln|2x−1|
=ln|2x+1||2x−1|=ln|2x+12x−1|,
∵2x+12x−1=2x−1+22x−1=1+22x−1
=1+22(x−12)=1+1x−12.
可得内层函数t=|2x+12x−1|的图象如图,
在(−∞,−12)上单调递减,在(−12,12)上单调递增,再(12,+∞)上单调递减.
又对数函数y=lnt是定义域内的增函数,
由复合函数的单调性可得,f(x)在(−∞,−12)上单调递减.
故选:D.
设函数f(x)满足对∀x∈R,都有f(4−x)=f(x),且在(2,+∞)上单调递增,f(4)=0,g(x)=x4,则函数y=f(x+2)g(x)的大致图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】解:令h(x)=f(x+2),F(x)=h(x)g(x)=x4h(x),
因为f(4−x)=f(x),
故y=f(x)的图象关于直线x=2对称,
故h(x)=f(x+2)的图象关于y轴对称,即h(−x)=h(x),
故F(−x)=x4h(−x)=F(x),故F(x)为偶函数,其图象关于y轴对称,故排除AD.
因为y=f(x)在(2,+∞)上单调递增,故h(x)在(0,+∞)为增函数,
因为f(4)=0,故h(2)=0,
故0
设f(x)是定义在R上的函数,g(x)=f(x+1).若函数g(x)满足下列条件:①g(x)是偶函数;②g(x)在区间[0,+∞)上是增函数;③g(x)有一个零点为2,则不等式(x+1)f(x)>0的解集是 ( )
A. (3,+∞)B. (1,+∞)
C. (−∞,−1)∪(1,+∞)D. (−∞,−1)∪(3,+∞)
【答案】A
【解析】解:由g(x)=f(x+1),可得g(x−1)=f(x),即f(x)为g(x)向右平移一个单位得到.
故由g(x)是偶函数,可得f(x)关于直线x=1对称;
又由g(x)在区间[0,+∞)上是增函数,可得f(x)在区间[1,+∞)上是增函数;
由g(x)有一个零点为2,可得f(x)有一个零点为3.
结合图象可得f(x)>0的解集为−∞,−1∪3,+∞,f(x)<0的解集为−1,3,
又因为y=x+1过点(−1,0)且单调递增,所以由(x+1)f(x)>0的解集为:3,+∞.
故选A.
二、单空题(本大题共4小题,共20.0分)
设函数f(x)是定义在R上的偶函数,且对任意的x∈R恒有f(x+1)=f(x−1),
已知当x∈[0,1]时,f(x)=(12)1−x,给出下列结论:①对任意x∈R,都有f(x+2)=f(x);
②函数f(x)在(1,2)上递减,在(2,3)上递增;③函数f(x)的最大值是1,最小值是0;
④当x∈(3,4)时,f(x)=(12)x−3.则其中正确结论的序号是_________.
【答案】①②④
【解析】解:由题意,函数fx对任意的x∈R恒有fx+1=fx−1,
可得fx+2=f[f(x+1)+1]=f[(x+1)−1]=fx,所以①正确;
由x∈0,1时,f(x)=121−x为单调递增函数,
因为函数fx是定义在R上的偶函数,可得x∈−1,0时,函数f(x)为单调递减函数,
又由函数的周期为2,可得函数f(x)在1,2上递减,在2,3上递增,所以②正确;
由②可得,当x=2时,函数取得最小值,最小值为f2=f0=12;
当x=3时,函数取得最大值,最大值为f3=f1=1,
根据函数的周期性,可得函数的最大值为1,最小值为12,所以③不正确;
当x∈3,4时,则4−x∈(0,1),
可得f4−x=f(2−x)=f(−x)=fx=(12)1−(4−x)=(12)x−3,所以④正确.
故答案为:①②④.
已知函数f(x)=|x2−2ax+b|(x∈R),给出下列命题:
①f(x)必是偶函数;
②当f(0)=f(2)时,f(x)的图象关于直线x=1对称;
③若a2−b≤0,则f(x)在[a,+∞)上是增函数;
④若a>0,在[−a,a]上f(x)有最大值|a2−b|.
其中正确的命题序号是________.
【答案】③
【解析】解:对于①,当且仅当a=0时,函数f(x)=|x2−2ax+b|为偶函数,①错误;
对于②,当a=0,b=−2时,满足f(0)=2=f(2),
此时函数图象不关于直线x=1对称,②错误;
对于③,当a2−b≤0时,(−2a)2−4b=4(a2−b)≤0,
所以f(x)=x2−2ax+b,则f(x)在[a,+∞)上是增函数,③正确;
对于④,当a=1,b=4时,满足a>0,此时f(x)=|x2−2x+4|在[−1,1]上的最大值为f(−1)=|(−1)2−2×(−1)+4|=7≠|12−4|,④错误.
综上所述,正确结论的序号为③.
故答案是③.
已知函数fx=x3+x,关于x的不等式fmx2+2+f−x<0的在区间1,5上有解,则实数m的取值范围为________.
【答案】m<18
【解析】解:f(−x)=(−x)3−x=−f(x),
∴函数f(x)是奇函数,
f(x)=x3+x,则函数f(x)在R上单调递增,
∵f(mx2+2)+f(−x)<0,
∴f(mx2+2)<−f(−x)=f(x),
∴mx2+2
则y=t−2t2,对称轴为t=14,
当t=14时,y有最大值为18,
则gmaxx=18,∴m<18.
故答案为m<18.
设函数f(x)是定义在R上的偶函数,且对任意的x∈恒有fx+1=fx−1,已知当x∈0,1时,f(x)=121−x,则下列命题:①对任意x∈,都有fx+2=fx;②函数f(x)在1,2上递减,在2,3上递增;③函数f(x)的最大值是1,最小值是0;④当x∈3,4时,f(x)=12x−3.
其中正确命题的序号有_________.
【答案】①②④
【解析】解:由f(x+1)=f(x−1),
可得f(x+2)=f[(x+1)+1]=f[(x+1)−1]=f(x),故①正确;
当x∈[0,1]时,f(x)=(12)1−x为增函数,
由f(x)为R上的偶函数,可得x∈[−1,0]时,f(x)为减函数,
结合函数的周期为2,可得函数f(x)在(1,2)上是减函数,
在(2,3)上是增函数,故②正确;
当x为奇数时,函数f(x)的最大值是1,
当x为偶数时,函数的最小值是12,故③错误;
当x∈(3,4)时,x−4∈(−1,0),可得f(x−4)=(12)1+x−4=f(x),故④正确.
故答案为:①②④.
三、解答题(本大题共4小题,共30分)
如果函数y=fx的定义域为R,对于定义域内的任意x,存在实数a使得fx+a=f−x成立,则称此函数具有“Pa性质”.
(1)判断函数y=sinx是否具有“Pa性质”,若具有“Pa性质”,求出所有a的值;若不具有“Pa性质”,请说明理由.
(2)已知y=fx具有“P0性质”,且当x≤0时fx=x+m2,求y=fx在0,1上的最小值.
(3)设函数y=gx具有“P±1性质”,且当−12≤x≤12时,gx=x若y=gx与y=mx交点个数为2018个,其中m>0,求m的取值范围.
【答案】解:(1)由sin(x+a)=sin(−x)得sin(x+a)=−sinx,
根据诱导公式得a=2kπ+π,k∈Z,
所以y=sinx具有“P(a)性质”,其中a=2kπ+π,k∈Z;
(2)y=f(x)具有P(0)性质,则有f(x)=f(−x),
设x> 0,则−x<0,f(x)=f(−x)=(x−m)2,
所以f(x)=(x+m)2,x≤0(x−m)2,x>0,
当m≤0时,函数在[0,1]单调递增,所以最小值为f(0)=m2,
当m≥1时,函数在[0,1]单调递减,所以最小值为f(1)=(1−m)2,
当0
(3)因为y=gx具有“P(±1)性质”,
所以g(1+x)=g(−x),g(−1+x)=g(−x),
所以y=gx的函数图象关于直线x=±12对称,
且g(x+2)=g(1+1+x)=g(−1−x)=g(x),
从而得到y=g(x)是以2为周期的函数,
又设12≤x≤32,则−12≤1−x≤12,
g(x)=g(x−2)=g(−1+x−1)=g(−x+1)=|−x+1|=|x−1|=g(x−1),
根据函数y=g(x)在一个周期上的解析式得到,
y=g(x)是以2为周期的偶函数,
由于m>0,在每一个[k,k+1],k∈N,区间内均有两个交点,
故当直线y=mx过点(1009−12,12)和(1009+12,12)之间(不取此两点),
代入得.
函数f(x)=lga(2−ax)(a>0,a≠1)
(Ⅰ)当a=3时,求函数f(x)的定义域;
(Ⅱ)若g(x)=f(x)−lga(2+ax),判断g(x)的奇偶性;
(Ⅲ)是否存在实数a,使函数f(x)在[2,3]递增,并且最大值为1,若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(Ⅰ)由题意得f(x)=lg3(2−3x),
∴2−3x>0,即x<23,
∴函数f(x)的定义域为(−∞,23);
(Ⅱ)易知g(x)=lga(2−ax)−lga(2+ax),
∵2−ax>0且2+ax>0,
∴−2a
∴g(−x)=lga2+ax2−ax=−lga2−ax2+ax=−g(x),
∴g(x)为奇函数.
(3)令μ=2−ax,∵a>0,a≠1,
∴μ=2−ax在[2,3]上单调递减,
又∵函数f(x)在[2,3]上递增,
∴0又∵函数f(x)在[2,3]上的最大值为1,
∴f(3)=1,即f(3)=lga(2−3a)=1,
∴a=12,∵0即存在实数a=12,使函数f(x)在[2,3]上递增,并且最大值为1.
已知函数f(x)对任意实数x、y恒有f(x+y)=f(x)+f(y),当x>0时,f(x)<0,且f(1)=−2.
(1)判断f(x)的奇偶性;
(2)求f(x)在区间[−3,3]上的最大值;
(3)若f(x)
∴f(0)= 0,
取y = −x,则f(x−x)= f(x)+ f(−x)=f(0)=0,
∴f(−x)= − f(x)对任意x∈R恒成立,∴f(x)为奇函数;
(2)任取x1,x2 ∈(−∞,+∞)且x1
∴f(x2)< − f(−x1),又f(x)为奇函数,
∴f(x1)> f(x2).
故f(x)为R上的减函数.
∴x∈[−3,3],f(x)≤f(−3),
∵f (3) = 3f(1)= − 2×3 = −6,
∴f(−3)= − f(3)= 6,
故f(x)在[−3,3]上的最大值为6;
(3)∵f(x)在[−1,1]上是减函数,∴f(x)≤f(−1)=−f(1)= 2,
∵f(x)
即m2−2am>0,∀a∈[−1,1]恒成立,令g(a)=−2am+m2,
则g(−1)>0g(1)>0,即2m+m2>0−2m+m2>0,解得:m> 2或m <−2.
∴实数m的取值范围为(−∞,−2)∪(2,+∞).
试分别解答下列两个小题:
(Ⅰ)已知函数fx=lg0.54x−3+2xx−1−1的定义域为M,求gx=x2−2ax在x∈M时的最小值;
(Ⅱ)已知fx是定义在−2,2上的奇函数,且fx在−2,2上为减函数,若f3a+f3a−1<0,试求实数a的取值范围.
【答案】解:(Ⅰ)由lg0.5(4x−3)⩾0x−1≠0可得:
0<4x−3⩽1x−1≠0⇒34
对于g(x)=x2−2ax,其对称轴为:x=a,
当a⩽34时,gx的最小值只能在x=34时取到, 但34∉M,
所以此时取不到最小值;
当a⩾1时,g(x)的最小值只能在x=1时取到, 但1∉M,
所以此时取不到最小值;
当34(Ⅱ)∵f(x)是定义在−2,2上的函数,
∴为使f(3a)+f(3a−1)<0有意义,必须−2⩽3a⩽2−2⩽3a−1⩽2,①
由f(3a)+f(3a−1)<0可得:f(3a)<−f(3a−1),
∵f(x)是奇函数,
∴f(3a)
∴3a>1−3a,②
由①②得:16
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