- 2021-06-16 发布 |
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文档介绍
2021届高考数学一轮复习新人教A版教学案:第二章函数概念及基本初等函数Ⅰ第3节函数的奇偶性与周期性
www.ks5u.com 第3节 函数的奇偶性与周期性 考试要求 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、应用简单函数的周期性. 知 识 梳 理 1.函数的奇偶性 奇偶性 定义 图象特点 偶函数 如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)是偶函数 关于y轴对称 奇函数 如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数 关于原点对称 2.函数的周期性 (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. [常用结论与微点提醒] 1.(1)如果一个奇函数f(x)在原点处有定义,即f(0)有意义,那么一定有f(0)=0. (2)如果函数f(x)是偶函数,那么f(x)=f(|x|). 2.奇函数在两个关于原点对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个关于原点对称的区间上具有相反的单调性. 3.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). (2)若f(x+a)=,则T=2a(a>0). (3)若f(x+a)=-,则T=2a(a>0). (4)若f(x+a)+f(x)=c,则T=2a(a>0,c为常数). 4.对称性的三个常用结论 (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x=a对称. (2)若对于R上的任意x都有f(2a-x)=f(x)或f(-x)=f(2a+x),则y=f(x)的图象关于直线x=a对称. (3)若函数y=f(x+b)是奇函数,则函数y=f(x)的图象关于点(b,0)中心对称. 诊 断 自 测 1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (1)函数y=x2在x∈(0,+∞)时是偶函数.( ) (2)若函数f(x)为奇函数,则一定有f(0)=0.( ) (3)若T是函数的一个周期,则nT(n∈Z,n≠0)也是函数的周期.( ) (4)若函数f(x)满足关系f(a+x)=-f(b-x),则函数f(x)的图象关于点对称.( ) 解析 (1)由于偶函数的定义域关于原点对称,故y=x2在(0,+∞)上不具有奇偶性,(1)错. (2)由奇函数定义可知,若f(x)为奇函数,其在x=0处有意义时才满足f(0)=0,(2)错. 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ 2.(新教材必修第一册P84例6改编)下列函数中为偶函数的是( ) A.y=x2sin x B.y=x2cos x C.y=|ln x| 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. 答案 B 3.(老教材必修4P46A10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=1. 答案 1 4.(2020·济南一中月考)已知f(x)=ax2+bx是定义在[a-1,2a]上的偶函数,那么a+b的值是( ) A.- B. C. D.- 解析 由题意,得b=0,且2a=-(a-1), 解得a=,则a+b=. 答案 B 5.(2019·全国Ⅱ卷)设f(x)为奇函数,且当x≥0时,f(x)=ex-1,则当x<0时,f(x)=( ) A.e-x-1 B.e-x+1 C.-e-x-1 D.-e-x+1 解析 由题意知,当x<0时,f(x)=-f(-x)=-(e-x-1)=-e-x+1. 答案 D 6.(2020·衡水中学调研)已知定义在R上的偶函数f(x),满足f(x+2)=f(x),当x∈[0,1]时,f(x)=ex-1,则f(-2 017)+f(2 018)=________. 解析 由f(x+2)=f(x)可知,函数f(x)的周期为2,又f(x)为偶函数,∴f(-2 017)+f(2 018)=f(-2 016-1)+f(0)=f(-1)+f(0)=f(1)+f(0)=e-1. 答案 e-1 考点一 函数的奇偶性及其应用 多维探究 角度1 函数奇偶性的判断 【例1-1】 判断下列函数的奇偶性: (1)f(x)=+; (2)f(x)= (3)f(x)=log2(x+). 解 (1)由得x2=3,解得x=±, 即函数f(x)的定义域为{-,}, 从而f(x)=+=0. 因此f(-x)=-f(x)且f(-x)=f(x), ∴函数f(x)既是奇函数又是偶函数. (2)显然函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称. ∵当x<0时,-x>0, 则f(-x)=-(-x)2-x=-x2-x=-f(x); 当x>0时,-x<0, 则f(-x)=(-x)2-x=x2-x=-f(x); 综上可知:对于定义域内的任意x,总有f(-x)=-f(x)成立,∴函数f(x)为奇函数. (3)显然函数f(x)的定义域为R, f(-x)=log2(-x+)=log2(-x) =log2(+x)-1=-log2(+x)=-f(x), 故f(x)为奇函数. 规律方法 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等量关系式(f(x)+f(-x)=0(奇函数)或f(x)-f(-x)=0(偶函数))是否成立. 角度2 函数奇偶性的应用 【例1-2】 (1)若函数f(x)=在区间[-3,5]上的最大值、最小值分别为p,q,则p+q的值为( ) A.2 B.1 C.6 D.3 (2)已知f(x)为定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=2x+m,则f(-3)=________. 解析 (1)因为f(x)==3-, 所以f(x)-3=-,∴f(t+1)-3=-,t∈[-4,4]. 又f(t+1)-3为奇函数,所以它在区间[-4,4]上的最大值、最小值之和为0,也是p-3+q-3=0,所以p+q=6. (2)因为f(x)为R上的奇函数,所以f(0)=0, 即f(0)=20+m=0,解得m=-1, 故f(x)=2x-1(x≥0), 则f(-3)=-f(3)=-(23-1)=-7. 答案 (1)C (2)-7 规律方法 利用函数奇偶性可以解决以下问题: (1)求函数值:将待求值利用奇偶性转化为求已知解析式的区间上的函数值. (2)求解析式:将待求区间上的自变量转化到已知解析式的区间上,再利用奇偶性的定义求出. (3)求解析式中的参数:利用待定系数法求解,根据f(x)±f(-x)=0得到关于参数的恒等式,由系数的对等性得方程(组),进而得出参数的值. (4)画函数图象:利用函数的奇偶性可画出函数在其对称区间上的图象. (5)求特殊值:利用奇函数的最大值与最小值之和为零可求一些特殊结构的函数值. 【训练1】 (1)(角度1)设函数f(x)=+b(a>0且a≠1),则函数f(x)的奇偶性( ) A.与a无关,且与b无关 B.与a有关,且与b有关 C.与a有关,但与b无关 D.与a无关,但与b有关 (2)(角度2)若f(x)=ln(e3x+1)+ax是偶函数,则a=________ . 解析 (1)f(-x)=+b=+b≠f(x), 所以f(x)一定不是偶函数; 设f(x)为奇函数,则由奇函数的定义知f(-x)+f(x)=0. 即+b++b=+2b=-2+2b=0,解得b=1, 即当b=1时,f(x)为奇函数, 当b≠1时,f(x)为非奇非偶函数, 所以f(x)的奇偶性与a无关,但与b有关. (2)由于f(-x)=f(x), 即ln(e-3x+1)-ax=ln(e3x+1)+ax, 化简得2ax+3x=0(x∈R),则2a+3=0, 解得a=-. 答案 (1)D (2)- 考点二 函数的周期性及其应用 【例2】 (1)已知函数f(x)对任意x∈R,都有f(x+2π)=f(x),当x∈(0,π)时,f(x)=2sin ,则f=( ) A. B. C.1 D. (2)已知函数f(x)是定义在R上的周期为3的周期函数,且当x∈(1,4]时,f(x)=3x -1,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(100)=________. 解析 (1)因为f(x+2π)=f(x),所以f(x)的周期为2π. 所以f=f=f=f, 又因为当x∈(0,π)时,f(x)=2sin , 所以f=2sin =1. (2)由题意,得f(1)=f(4)=11,f(2)=5,f(3)=8. 故f(1)+f(2)+f(3)=24, 所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(100)=33×[f(1)+f(2)+f(3)]+f(33×3+1)=803. 答案 (1)C (2)803 规律方法 1.注意周期性的常见表达式的应用. 2.根据函数的周期性,可以由函数局部的解析式(或函数值)得到整个定义域内的解析式(或相应的函数值). 【训练2】 (1)已知定义在R上的函数f(x)满足f(2)=2-,且对任意的x都有f(x+2)=,则f(2 020)=________. (2)已知f(x)是R上最小正周期为2的周期函数,且当0≤x<2时,f(x)=x3-x,则函数y=f(x)的图象在区间[0,6]上与x轴的交点个数为________. 解析 (1)由f(x+2)=,得f(x+4)==f(x),所以函数f(x)的周期为4,所以f(2 020)=f(4).又f(2)=2-,所以f(4)=-=-=-2-.故f(2 020)=-2-. (2)因为当0≤x<2时,f(x)=x3-x.又f(x)是R上最小正周期为2的周期函数,且f(0)=0, 则f(6)=f(4)=f(2)=f(0)=0. 又f(1)=0,∴f(3)=f(5)=f(1)=0, 故函数y=f(x)的图象在区间[0,6]上与x轴的交点有7个. 答案 (1)-2- (2)7 考点三 函数性质的综合运用 多维探究 角度1 函数的单调性与奇偶性 【例3-1】 (1)已知奇函数f(x)在R上是增函数,g(x)=xf(x).若a=g(-log25.1),b=g(20.8),c=g(3),则a,b,c的大小关系为( ) A.af(2x-1)成立的x的取值范围为________________. 解析 (1)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,且f(0)=0. ∴g(x)在(0,+∞)上是增函数. 又3>log25.1>2>20.8,且a=g(-log25.1)=g(log25.1), ∴g(3)>g(log25.1)>g(20.8),则c>a>b. (2)由已知得函数f(x)为偶函数,所以f(x)=f(|x|), 由f(x)>f(2x-1),可得f(|x|)>f(|2x-1|). 当x>0时,f(x)=ln(1+x)-, 因为y=ln(1+x)与y=-在(0,+∞)上都单调递增,所以函数f(x)在(0,+∞)上单调递增. 由f(|x|)>f(|2x-1|,可得|x|>|2x-1|, 两边平方可得x2>(2x-1)2,整理得3x2-4x+1<0, 解得查看更多