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数学高考真题 知识总结 方法总结 题型突破!(05 函数的奇偶性(对称性)与周期性问题)

专题05 函数的奇偶性(对称性)与周期性问题

高考真题

1(2022·全国乙文)是奇函数,则___________

1答案   解析 因为函数为奇函数,所以其定义域关于原点对称.

可得,,所以,解得:,即函数的定义域为,再由可得,.即,在定义域内满足,符合题意.

故答案为

2(2022·新高考)已知函数的定义域为R,且,则(  )

A        B        C0        D1

2答案 A 解析 因为,令可得,,所以

,令可得,,即,所以函数为偶函数,令得,,即有,从而可知,故,即,所以函数一个周期为6

因为,所以一个周期内的.由于22除以64,所以.故选.A

3(2022·全国乙理)已知函数f(x)g(x)的定义域均为R,且f(x)g(2x)5g(x)f(x4)7.若yg(x)

的图像关于直线x2对称,g(2)4.则(  )

A.-21        B.-22        C.-23        D.-24

3答案 D 解析 因为的图像关于直线对称,所以,因为

,所以,即,因为,所以,代入得,即,所以

因为,所以,即,所以

因为,所以,又因为,联立得,

所以的图像关于点中心对称,因为函数的定义域为R所以,因为,所以.所以.故选.D

4(2022·新高考)已知函数及其导函数的定义域均为R,记,若

均为偶函数,则(  )

A    B    C    D

4答案 BC 解析 因为均为偶函数,所以

,所以,则,故C正确;函数的图象分别关于直线对称,又,且函数可导,所以,所以,所以,所以,故B正确,D错误;若函数满足题设条件,则函数C为常数)也满足题设条件,所以无法确定的函数值,故A错误.故选.BC

常用结论

1.函数奇偶性常用结论

结论1:如果函数f(x)是奇函数且在x0处有意义,那么f(0)0

结论2:如果函数f(x)是偶函数,那么f(x)f(x)f(|x|)

结论3:若函数yf(xb)是定义在R上的奇函数,则函数yf(x)关于点(b0)中心对称.

结论4:若函数yf(xa)是定义在R上的偶函数,则函数yf(x)关于直线xa对称.

结论5已知函数f(x)是定义在区间D上的奇函数,则对任意的xD,都有f(x)f(x)0.特别地,若奇函数f(x)D上有最值,则f(x)maxf(x)min0

推论1若函数f(x)是奇函数,且g(x)f(x)c,则必有g(x)g(x)2c

推论2若函数f(x)是奇函数,且g(x)f(x)c,则必有g(x)maxg(x)min2c

结论6:在公共定义域内有:奇±奇=奇;偶±偶=偶;±非奇非偶;奇=偶,偶偶=偶,奇偶=奇.

结论7:奇函数在其定义域内关于原点对称的两个区间上具有相同的单调性;偶函数在其定义域内关于原点对称的两个区间上具有相反的单调性.

结论8:偶函数在其定义域内关于原点对称的区间上有相同的最大()值,取最值时的自变量互为相反数;奇函数在其定义域内关于原点对称的区间上的最值互为相反数,取最值时的自变量也互为相反数.

结论9:函数f(x)axax(a>0a1)是偶函数;函数f(x)axax(a>0a1)函数;函数f(x) (a>0a1)函数;

结论10:函数f(x)loga(a>0a1)函数;函数f(x)loga(±mx)(a>0a1)函数.

结论11:函数yf(x)是可导的奇函数,则导函数yf′(x)是偶函数;函数yf(x)是可导的偶函数,则导函数yf′(x)是奇函数;

结论12:导函数yf′(x)是连续的奇函数,则所有的原函数yf(x)都是偶函数;导函数yf′(x)是连续的偶函数,则原函数yf(x)中只有一个是奇函数;

2函数的对称性(奇偶性的推广)

(1)函数的轴对称

定理1:如果函数yf(x)满足f(xa)f(bx),则函数yf(x)的图象关于直线x对称.

推论1:如果函数yf(x)满足f(ax)f(ax),则函数yf(x)的图象关于直线xa对称.

推论2:如果函数yf(x)满足f(x)f(x),则函数yf(x)的图象关于直线x0y轴)对称,就是偶函数的定义,它是上述定理1的简化.

(2)函数的点对称

定理2:如果函数yf(x)满足f(ax)f(ax)2b,则函数yf(x)的图象关于点(ab)对称.

推论1:如果函数yf(x)满足f(ax)f(ax)0,则函数yf(x)的图象关于点(a0)对称.

推论2:如果函数yf(x)满足f(x)f(x)0,则函数yf(x)的图象关于原点(00)对称,就是奇函数的定义,它是上述定理2的简化.

(3)两个等价关系

若函数yf(x)关于直线xa轴对称,则以下三式成立且等价:

f(ax)f(ax)f(2ax)f(x)f(2ax)f(x)

若函数yf(x)关于点(a0)中心对称,则以下三式成立且等价:

f(ax)=-f(ax)f(2ax)=-f(x)f(2ax)=-f(x)

(4)原函数与导函数的对称性的关系

定理1:可导函数yf(x)的图象关于直线xa对称的充要条件是导函数yf′(x)的图象关于点(a0)中心对称

定理2:可导函数yf(x)的图象关于点(af(a))中心对称的充要条件是导函数yf′(x)的图象关于直线xa对称

3.函数周期性常用的结论

结论1:若f(xa)f(xa),则f(x)的一个周期为2a

结论2:若f(xa)=-f(x),则f(x)的一个周期为2a

结论3:若f(xa)f(x)c(a0)f(x)的一个周期为2a

结论4:若f(x)f(xa)f(xa)(a0),则f(x)的一个周期为6a

结论5:若f(xa),则f(x)的一个周期为2a

结论6:若f(xa)=-,则f(x)的一个周期为2a

结论7:若函数f(x)关于直线xaxb对称,则f(x)的一个周期为2|ba|

结论8:若函数f(x)关于点(a0)对称,又关于点(b0)对称,则f(x)的一个周期为2|ba|

结论9:若函数f(x)关于直线xa对称,又关于点(b0)对称,则f(x)的一个周期为4|ba|

结论10:若函数f(x)可导,并且是周期为T的周期函数,则f′(x)也是的周期为T的周期函数;若函数f(x)可导,其导函数f′(x)是周期为T的周期函数,且f(0)f(T),则f(x)也是的周期为T的周期函数

结论7—结论9的记忆:两次对称成周期,两轴两心二倍差,一轴一心四倍差.

总规律:在函数的奇偶性、对称性、周期性中,知二断一.即这三条性质中,只要已知两条,则第三条一定成立.

【同类问

题型一 函数的奇偶性与周期性

1已知函数f(x)是定义在R上的周期为2的奇函数,当0x1时,f(x)4x,则ff(1)(  )

A.-2        B0        C2        D1

1答案 A 解析 函数f(x)为定义在R上的奇函数,且周期为2f(1)=-f(1)=-f(12)=-

f(1)f(1)0ff=-f=-4=-2ff(1)=-2

2(2021·全国甲)设函数f(x)的定义域为Rf(x1)为奇函数,f(x2)为偶函数,当x[12]时,f(x)ax2

b.若f(0)f(3)6,则f 等于(  )

A.-        B.-        C        D

2.答案 D 解析 由于f(x1)为奇函数,所以函数f(x)的图象关于点(10)对称,即有f(x)f(2x)0

所以f(1)f(21)0,得f(1)0,即ab0,由于f(x2)为偶函数,所以函数f(x)的图象关于直线x2对称,即有f(x)f(4x)0,所以f(0)f(3)=-f(2)f(1)=-4abab=-3a6,根据①②可得a=-2b2,所以当x[12]时,f(x)=-2x22.根据函数f(x)的图象关于直线x2对称,且关于点(10)对称,可得函数f(x)的周期为4,所以f f =-f 22

3已知函数f(x)为定义在R上的奇函数,f(x2)是偶函数,且当x(02]时,f(x)x,则f(2 022)f(2

023)(  )

A.-3        B.-2        C1        D0

3.答案 C 解析 函数f(x2)是偶函数,函数f(x)关于x2对称,f(x2)f(x2)f(x4)

f(x)f(x4)f[(x)4]f(x)=-f(x)f(x8)f[(x4)4]=-f(x4)f(x)函数的周期为8f(2 022)f(2 023)=-f(2 022)f(2 023)=-f(6)f(7)f(2)f(1)211

4(多选)(2022·威海模拟)函数f(x)的定义域为R,若f(x1)f(x1)都是偶函数,则(  )

Af(x)是偶函数   Bf(x)是奇函数   Cf(x3)是偶函数   Df(x)f(x4)

4.答案 CD 解析 f(x1)是偶函数,f(x1)f(x1),从而f(x)f(x2)f(x1)是偶函数,

f(x1)f(x1),从而f(x)f(x2)f(x2)f(x2)f(x4)f(x)f(x)是以4为周期的周期函数.f(x1)f(x1)f(x14)f(x14),即f(x3)f(x3)f(x3)是偶函数.

5(多选)已知f(x)为奇函数,且f(x1)为偶函数,若f(1)0,则(  )

Af(3)0   Bf(3)f(5)   Cf(x3)f(x1)   Df(x2)f(x1)1

5答案 ABC 解析 因为函数f(x1)为偶函数,所以f(x1)f(1x),又因为f(x)R上的奇函数,

所以f(x1)f(1x)=-f(x1),所以f(x2)=-f(x)f(x4)=-f(x2)f(x),所以f(x)的周期为4,又因为f(1)0f(3)f(1)=-f(1)0f(5)f(1)0,故AB正确;f(x3)f(x34)f(x1),所以C正确;f(2)f(24)f(2),同时根据奇函数的性质得f(2)=-f(2),所以f(2)f(2)既相等又互为相反数,故f(2)0,所以f(2)f(1)0≠1,即f(x2)f(x1)1对于x0不成立,故D不正确.

6已知f(x)是定义在R上的奇函数,f(x1)是偶函数,当x(24)时,f(x)|x3|,则f(1)f(2)f(3)

f(4)f(2 022)________

6答案 0 解析 f(x)为奇函数,f(x1)为偶函数,f(x1)f(x1)=-f(x1)f(x2)=-f(x)

f(x4)=-f(x2)f(x)函数f(x)的周期为4f(4)f(0)0f(3)f(1)=-f(1)0,即f(1)0.在f(x1)f(x1)中,令x1,可得f(2)f(0)0f(1)f(2)f(3)f(4)0f(1)f(2)f(3)f(4)f(2 022)505×[f(1)f(2)f(3)f(4)]f(1)f(2)0

7(多选)定义在R上的偶函数f(x)满足f(x2)=-f(x),且在[20]上单调递减,下面关于f(x)的判断正

确的是(  )

Af(0)是函数的最小值             Bf(x)的图象关于点(10)对称

Cf(x)[24]上单调递增           Df(x)的图象关于直线x2对称

7.答案 ABD 解析 A项,f(x2)=-f(x)=-f(x)f(x4)=-f(x2)f(x)f(x)f(x)是周

期为4的周期函数,又f(x)[20]上单调递减,在R上是偶函数,[02]上单调递增,f(0)是函数的最小值,正确;B项,由f(x2)f(x)0f(x)的图象关于点(10)中心对称,正确;C项,又f(x)[20]上单调递减,在R上是偶函数,[02]上单调递增,f(x)是周期为4的周期函数,f(x)[24]上单调递减,错误;D项,f(x2)=-f(x)f(x4)=-f(x2)f(x)f(x)f(x)的图象关于直线x2对称,正确.

8写出一个同时满足以下三个条件定义域不是R,值域是R奇函数;周期函数的函数解析式

____________

8答案 f(x)tan xxkπ(kZ)(答案不唯一) 解析 满足题意的函数为f(x)tan xx

kπ(kZ)(答案不唯一)

9.函数yf(x)对任意xR都有f(x2)f(x)成立,且函数yf(x1)的图象关于点(10)对称,f(1)4

f(2 020)f(2 021)f(2 022)的值为________

9答案 4 解析 函数yf(x1)的图象关于点(10)对称,函数yf(x)的图象关于原点对称,即函

f(x)R上的奇函数,f(x2)=-f(x)f(x4)=-f(x2)f(x),故f(x)的周期为4f(2 021)f(505×41)f(1)4f(2 020)f(0)0f(2 022)f(2)f(0)0f(2 020)f(2 021)f(2 022)4

题型二 函数的奇偶性与对称性

10已知f(x)是定义在R上的偶函数,则以下函数中图象一定关于点(10)成中心对称的是(  )

Ay(x1)f(x1)    By(x1)f(x1)    Cyxf(x)1    Dyxf(x)1

10.答案 B 解析 构造函数g(x)xf(x),该函数的定义域为R,所以g(x)=-xf(x)=-xf(x)=-g(x)

,函数g(x)为奇函数,故函数g(x)的图象的对称中心为原点.函数y(x1)f(x1)的图象可在函数g(x)的图象上向左平移1个单位长度,故函数y(x1)f(x1)图象的对称中心为(10)

11已知函数f(x)是定义域为R的偶函数,且f(x)的周期为2,在[10]上单调递增,那么f(x)[13]

(  )

A.单调递增    B.单调递减    C.先增后减      D.先减后增

11答案 C 解析 函数f(x)的周期为2,且f(x)[10]上单调递增且为偶函数,函数f(x)[01]

上单调递减,函数f(x)[13]上先增后减.

12已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x2)=-f(x),且在区间[12]上单调递减,令aln 2b

clog2,则f(a)f(b)f(c)的大小关系是(  )

Af(b)<f(c)<f(a)    Bf(a)<f(c)<f(b)    Cf(c)<f(b)<f(a)    Df(c)<f(a)<f(b)

12答案 C 解析 依题意,定义在R上的奇函数f(x)满足f(x2)=-f(x),则f(x2)f(x),即函数

f(x)的图象关于直线x1对称,且f(0)0.又f(x)在区间[12]上单调递减,则f(x)在区间[01]上单调递增,则f(1)>0.由0<aln 2<1,得f(a)>f(0)0b2,则f(b)f(2)f(0)0clog2=-1,则f(c)f(1)=-f(1)<0,所以f(c)<f(b)<f(a)

13定义在R上的奇函数f(x),其图象关于点(20)对称,且f(x)[02)上单调递增,则(  )

Af(11)<f(12)<f(21)   Bf(21)<f(12)<f(11)   Cf(11)<f(21)<f(12)   Df(21)<f(11)<f(12)

13.答案 A 解析 函数f(x)的图象关于点(20)对称,f(x4)=-f(x),又f(x)为定义在R上的奇

函数,所以-f(x)f(x),所以f(x4)f(x),即函数f(x)的周期是4,则f(11)f(1)f(12)f(0)f(21)f(1)f(x)为奇函数,且在[02)上单调递增,则f(x)(22)上单调递增,f(1)<f(0)<f(1),即f(11)<f(12)<f(21)

14写出一个满足f(x)f(2x)的偶函数f(x)________

14.答案 cos πx(常数函数也可,答案不唯一) 解析 f(x)cos πx,证明过程如下:f(x)cos πx的定

义域为R,由f(x)cos(πx)cos πxf(x),故f(x)为偶函数,又f(2x)cos[π(2x)]cos(2ππx)cos πxf(x)

题型三 函数的周期性与对称性

15(多选)已知f(x)的定义域为R,其函数图象关于直线x=-3对称且f(x3)f(x3),当x[03]时,

f(x)2x2x11,则下列结论正确的是(  )

Af(x)为偶函数               Bf(x)[6,-3]上单调递减

Cf(x)的图象关于直线x3对称        Df(2 023)=-7

15.答案 ACD 解析 对于A,因为f(x)的定义域为R,其函数图象关于直线x=-3对称,所以f(x

3)f(x3),又f(x3)f(x3),所以f(x3)f(x3),所以f((x3)3)f((x3)3),即f(x)f(x),所以函数为偶函数,故A正确;对于B,因为f(x3)f(x3),所以f((x3)3)f((x3)3),即f(x6)f(x),所以函数是周期为6的周期函数,当x[6,-3]时,x6[03],因为当x[03]时,f(x)2x2x11,函数在[03]上单调递增,所以当x[6,-3]时,f(x)f(x6)2x62(x6)11,函数在[6,-3]上单调递增,故B错误;对于C,因为f(x)f(x),且f(x)的周期为6,所以f(x3)f((x3))f(3x)f(x3),所以f(x)的图象关于直线x3对称,故C正确;对于Df(2 023)f(337×61)f(1),又x[03]时,f(x)2x2x11,所以f(2 023)f(1)212×111=-7,故D正确.

16已知定义在R上的函数f(x),对任意实数xf(x4)=-f(x),若函数f(x1)的图象关于直线x1

称,f(1)2,则f(2 025)________

16.答案 2 解析 由函数yf(x1)的图象关于直线x1对称可知,函数f(x)的图象关于y轴对称,故

f(x)为偶函数.又由f(x4)=-f(x),得f(x44)=-f(x4)f(x)f(x)是周期为8的偶函数.f(2 025)f(1253×8)f(1)f(1)2

17已知偶函数f(x)满足f(x)f(2x)0,下列说法正确的是(  )

A.函数f(x)是以2为周期的周期函数       B.函数f(x)是以4为周期的周期函数

C.函数f(x2)为偶函数            D.函数f(x3)为偶函数

17答案 BC 解析 依题意知f(x)是偶函数,且f(x)f(2x)0f(x)=-f(2x)=-f(x2),所以A

错误.f(x)=-f(x2)=-[f(x22)]f(x4),所以B正确.f(x2)f(x24)f(x2)f((x2))f(x2),所以函数f(x2)为偶函数,C正确.若f(x3)是偶函数,则f(x3)f(x3)f(x3),则函数f(x)是周期为6的周期函数,这与上述分析矛盾,所以f(x3)不是偶函数.D错误.

18已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)=-f(x)f(1x)f(1x),当x[11]时,f(x)x33x,则

f(2 023)等于(  )

A1        B.-2        C.-1        D2

18答案 D 解析 由题意知,函数f(x)满足f(1x)f(1x),可得f(x)的图象关于直线x1对称,又

f(x)=-f(x),可得f(x)的图象关于点(00)对称,所以函数f(x)是周期为4的函数,所以f(2 023)f(1),因为当x[11]时,f(x)x33x,则f(2 023)f(1)2

19已知函数f(x)满足:f(x2)的图象关于直线x=-2对称,且f(x2),当2x3时,f(x)log2

的值为(  )

A2        B3        C4        D6

19.答案 B 解析 因为f(x2)的图象关于直线x=-2对称,所以f(x)的图象关于直线x0对称,即函

f(x)为偶函数,因为f(x2),所以函数f(x)是周期函数,且T4,所以f f f f f f log23

20设函数f(x)为定义在R上的函数,对xR都有:f(x)f(x)f(x)f(2x);且函数f(x)x1x2[0

1]x1x2,有>0成立,设abf(log43)c,则abc的大小关系为________

20答案 c<a<b 解析 f(x)f(x)f(x)f(2x)f(x2)f(2(x2))f(x)f(x),又x1

x2[01]x1x2,有>0成立,函数f(x)为偶函数、周期为2,在[01]上单调递增,cf f af f f bf(log43),其中log43<<log43.由函数f(x)[01]上单调递增,可知c<a<b

21(多选)已知奇函数f(x)的定义域为R,且满足f(2x)f(2x),以下关于函数f(x)的说法正确的为(  )

Af(x)满足f(8x)f(x)         B8f(x)的一个周期

Cf(x)sin 是满足条件的一个函数  Df(x)有无数个零点

21答案 BCD 解析 f(2x)f(2x)f(x)是奇函数,f(4x)f(x)=-f(x)f(8x)=-f(x

4)f(x)8f(x)的一个周期,故B正确;由f(8x)f(x)可得f(8x)f(x)=-f(x)f(8x)f(x)0,故A不正确;f(x)sin 满足f(x)f(x)0,为奇函数,且图象的一条对称轴为直线x2,故C正确;由f(x)为奇函数且定义域为R知,f(0)0,又f(x)为周期函数,f(x)有无数个零点,故D正确.

22(多选)已知f(x)是定义在R上的奇函数,f(2x)f(x),当x[01]时,f(x)x3,则下列结论错误的是

(  )

Af(2 021)0               B2f(x)的一个周期

C.当x(13)时,f(x)(1x)3       Df(x)0的解集为(4k4k2)(kZ)

22答案 ABC 解析 f(x)是定义在R上的奇函数,f(2x)f(x)=-f(x)f(2x)=-f(x)

f(4x)=-f(2x)f(x)f(x)的最小正周期是4,故B错误;f(2 021)f(1)1,故A错误;x[01]时,f(x)x3f(x)是定义在R上的奇函数,x[11]时,f(x)x3,当x(13)时,2x(11)f(x)f(2x)(2x)3,故C错误;易知当x(02)时,f(x)0f(x)的最小正周期是4f(x)0的解集为(4k4k2)(kZ),故D正确.

题型四 抽象函数

23.设函数yf(x)的定义域为(0,+)f(xy)f(x)f(y),若f(8)3,则f()________

23答案  解析 f(8)3f(2×4)f(2)f(4)f(2)f(2×2)f(2)f(2)f(2)3f(2)3f(2)

1f(2)f(×)f()f()2f()2f()1f()

24.已知定义在R上的函数f(x)满足f(1)1,且f(xy)f(x)f(y)1,则f(4)________

24答案 7 解析 xy1,则f(2)f(1)f(1)13.令xy2,则f(4)f(2)f(2)17

25(多选)定义在R上的函数f(x)满足f(xy)f(x)f(y),当x0时,f(x)0,则函数f(x)满足(  )

Af(0)0                  Byf(x)是奇函数  

Cf(x)[12]上有最大值f(2)         Df(x1)0的解集为{x|x1}

25答案 ABD 解析 xy0,则f(0)2f(0),故f(0)0A正确;令y=-x,则f(0)f(x)f(x)

0,即f(x)=-f(x),故函数f(x)为奇函数,B正确;设x1x2,则x1x20,由题意可得f(x1x2)0,即f(x1)f(x2)f(x1)f(x2)0,即f(x1)f(x2),故函数f(x)R上的减函数,f(x)[12]上的最大值为f(1)C错误;f(x1)0等价于f(x1)f(0),又f(x)R上的减函数,故x10,解得x1D正确.

26.已知f(x)是定义在区间(0,+)上的增函数,且ff(x)f(y)f(2)1,如果x满足f(x)f2

x的取值范围为________

26答案 (34] 解析 ff(x)f(y)f(y)ff(x).在上述等式中取x4y2,则有f(2)

f(2)f(4).又f(2)1f(4)2f(x)f≤2可变形为f(x(x3))≤f(4).又f(x)是定义在区间(0,+∞)上的增函数,解得3x≤4.故x的取值范围是(34]

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