【数学】2019届一轮复习苏教版第2章函数概念与基本初等函数I第7讲

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【数学】2019届一轮复习苏教版第2章函数概念与基本初等函数I第7讲

第 7 讲 函数的奇偶性与周期性 考试要求 1.函数奇偶性的含义及判断(B 级要求);2.运用函数的图象理解、研究 函数的奇偶性(A 级要求);3.函数的周期性、最小正周期的含义,周期性的判断 及应用(B 级要求). 诊 断 自 测 1.思考辨析(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.(  ) (4)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.(  ) 解析 (1)由于偶函数的定义域关于原点对称,故 y=x2 在(0,+∞)上不是偶函数, (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.(2018·苏州暑假测试)已知定义在 R 上的奇函数 f(x),当 x>0 时,f(x)=2x-x2, 则 f(0)+f(-1)=________. 解析 因为 f(x)为定义在 R 上的奇函数,所以 f(0)=0,f(-1)=-f(1)=-(2-1)= -1,因此 f(0)+f(-1)=-1. 答案 -1 3.(必修 1P43 习题 4 改编)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________. 解析 依题意 b=0,且 2a=-(a-1),∴a=1 3,则 a+b=1 3. 答案 1 3 4. 设 f(x) 是 定 义 在 R 上 的 周 期 为 2 的 函 数 , 当 x∈[ - 1 , 1) 时 , f(x) = {-4x2+2,-1 ≤ x < 0, x,0 ≤ x < 1, 则 f (3 2 )=________. 解析 ∵f(x)的周期为 2,∴f (3 2 )=f (-1 2 ), 又∵当-1≤x<0 时,f(x)=-4x2+2, ∴f (3 2 )=f (-1 2 )=-4×(-1 2 ) 2 +2=1. 答案 1 5.(2018·南京、盐城模拟)若函数 f(x)是定义在 R 上的偶函数,且在区间[0,+∞) 上是单调增函数.如果实数 t 满足 f(ln t)+f (ln 1 t)<2f(1),那么 t 的取值范围是 ________. 解析 ∵f(x)是定义在 R 上的偶函数,∴原不等式可变为 2f(ln t)<2f(1),即 f(ln t)0). 考点一 函数奇偶性的判断 【例 1】 判断下列函数的奇偶性: (1)f(x)= 3-x2+ x2-3; (2)f(x)=lg(1-x2) |x-2|-2 ; (3)f(x)={x2+x,x < 0, -x2+x,x > 0. 解 (1)由{3-x2 ≥ 0, x2-3 ≥ 0, 得 x2=3,解得 x=± 3, 即函数 f(x)的定义域为{- 3, 3}, 从而 f(x)= 3-x2+ x2-3=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)由{1-x2 > 0, |x-2| ≠ 2,得定义域为(-1,0)∪(0,1),关于原点对称. ∴x-2<0,∴|x-2|-2=-x,∴f(x)=lg(1-x2) -x . 又∵f(-x)=lg[1-(-x)2] x =-lg(1-x2) x =-f(x), ∴函数 f(x)为奇函数. (3)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. 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关系式 f(x)+f(-x)=0(奇 函数)或 f(x)-f(-x)=0(偶函数)是否成立. 【训练 1】 (1)(2018·扬州中 质检)给出下列四个函数: ①y=x+sin 2x;②y=x2-cos x;③y=2x+ 1 2x; ④y=x2+sin x. 其中既不是奇函数,也不是偶函数的是________(填序号). (2)(2017·镇江期末)在函数 y=xcos x,y=e x+x2,y=lg x2-2,y=xsin x 中,偶 函数的个数是________. 解析 (1)对于①,定义域为 R,f(-x)=-x+sin 2(-x)=-(x+sin 2x)=-f(x), 为奇函数;对于②,定义域为 R,f(-x)=(-x)2-cos(-x)=x2-cos x=f(x),为 偶函数;对于③,定义域为 R,f(-x)=2-x+ 1 2-x =2x+ 1 2x=f(x),为偶函数;y= x2+sin x 既不是偶函数也不是奇函数. (2)y=xcos x 为奇函数,y=ex+x2 为非奇非偶函数,y=lg x2-2与 y=xsin x 为偶 函数. 答案 (1)④ (2)2 考点二 函数的周期性 【例 2】 定义在 R 上的函数 f(x)满足 f(x+6)=f(x),当-3≤x<-1 时,f(x)=-(x +2)2;当-1≤x<3 时,f(x)=x.则 f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 018)=________. 解析 ∵f(x+6)=f(x),∴T=6. ∵当-3≤x<-1 时,f(x)=-(x+2)2; 当-1≤x<3 时,f(x)=x, ∴f(1)=1,f(2)=2,f(3)=f(-3)=-1, f(4)=f(-2)=0,f(5)=f(-1)=-1, f(6)=f(0)=0, ∴f(1)+f(2)+…+f(6)=1, ∴f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 015)+f(2 016)=1×2 016 6 =336. 又 f(2 017)=f(1)=1,f(2 018)=f(2)=2, ∴f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 018)=339. 答案 339 规律方法 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. 【训练 2】 (1)(2018·淮安模拟)已知 f(x)是定义在 R 上的偶函数,g(x)是定义在 R 上的奇函数,且 g(x)=f(x-1),则 f(2 017)+f(2 019)=________. (2)已知 f(x)是定义在 R 上的偶函数,且 f(x+2)=- 1 f(x),当 2≤x≤3 时,f(x)= x,则 f(105.5)=________. 解析 (1)由题意,得 g(-x)=f(-x-1), 又∵f(x)是定义在 R 上的偶函数,g(x)是定义在 R 上的奇函数,∴g(-x)=-g(x), f(-x)=f(x), ∴f(x-1)=-f(x+1), ∴f(x)=-f(x+2),∴f(x)=f(x+4), ∴f(x)的周期为 4, ∴f(2 017)=f(1),f(2 019)=f(3)=f(-1), 又∵f(1)=f(-1)=g(0)=0, ∴f(2 017)+f(2 019)=0. (2)由已知,可得 f(x+4)=f [(x+2)+2] =- 1 f(x+2)=- 1 - 1 f(x) =f(x). 故函数的周期为 4. ∴f(105.5)=f(4×27-2.5)=f(-2.5)=f(2.5). ∵2≤2.5≤3,由题意得 f(2.5)=2.5. ∴f(105.5)=2.5. 答案 (1)0 (2)2.5 考点三 函数性质的综合应用(多维探究) 命题角度 1 求函数值 【例 3-1】 (1)已知 f(x),g(x)分别是定义在 R 上的偶函数和奇函数,且 f(x)-g(x) =x3+x2+1,则 f(1)+g(1)等于________. (2)(2016·山东卷改编)已知函数 f(x)的定义域为 R.当 x<0 时,f(x)=x 3-1;当- 1≤x≤1 时,f(-x)=-f(x);当 x> 1 2时,f (x+1 2)=f (x-1 2).则 f(6)=________. 解析 (1)因为 f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,所以 f(1)+g(1)=f(-1)-g(-1)= (-1)3+(-1)2+1=1. (2)当 x> 1 2时,由 f (x+1 2)=f (x-1 2), 得 f(x)=f(x+1),∴f(6)=f(1), 又由题意知 f(1)=-f(-1),且 f(-1)=(-1)3-1=-2. 因此 f(6)=-f(-1)=2. 答案 (1)1 (2)2 命题角度 2 求参数值 【例 3-2】 (1)(2015·全国Ⅰ卷)若函数 f(x)=xln(x+ a+x2)为偶函数,则 a= ________. (2) 设 f(x) 是定义在 R 上且周期为 2 的函数,在区间[ -1 ,1] 上,f(x) = {ax+1,-1 ≤ x < 0, bx+2 x+1 ,0 ≤ x ≤ 1,其中 a,b∈R.若 f (1 2 )=f (3 2 ),则 a+3b 的值为 ________. 解析 (1)f(x)为偶函数,则 ln(x+ a+x2)为奇函数, 所以 ln(x+ a+x2)+ln(-x+ a+x2)=0, 则 ln(a+x2-x2)=0,∴a=1. (2)因为 f(x)是定义在 R 上且周期为 2 的函数, 所以 f (3 2 )=f (-1 2 )且 f(-1)=f(1), 故 f (1 2 )=f (-1 2 ), 从而 1 2b+2 1 2 +1 =-1 2a+1, 即 3a+2b=-2.① 由 f(-1)=f(1),得-a+1=b+2 2 , 即 b=-2a.② 由①②得 a=2,b=-4,从而 a+3b=-10. 答案 (1)1 (2)-10 命题角度 3 求取值范围 【例 3-3】 (1)(2017·南通模拟)已知偶函数 f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,则 满足 f(2x-1)3 成立的 x 的取值范 围为________. (3) 已 知 f(x) 是 定 义 在 R 上 的 奇 函 数 , 当 x>0 时 , f(x) = x2 - 4x , 则 f(x) = ________. 解析 (1)∵f(x)是定义在 R 上的奇函数, ∴f(0)=0, 又 f(x)在 R 上的周期为 2, ∴f(2)=f(0)=0. 又 f (-5 2 )=f (-1 2 )=-f (1 2 )=-4 1 2 =-2, ∴f (-5 2 )+f(2)=-2. (2)易知 f(-x)=2-x+1 2-x-a = 2x+1 1-a2x, 由 f(-x)=-f(x),得 2x+1 1-a2x=-2x+1 2x-a , 即 1-a2x=-2x+a,化简得 a(1+2x)=1+2x,所以 a=1, f(x)=2x+1 2x-1 ,由 f(x)>3,得 00,∴f(-x)=x2+4x. 又 f(x)为奇函数,∴f(-x)=-f(x), 则 f(x)=-x2-4x(x<0), ∴f(x)={x2-4x,x > 0, 0,x=0, -x2-4x,x < 0. 答案 (1)-2 (2)(0,1) (3){x2-4x,x > 0, 0,x=0, -x2-4x,x < 0 一、必做题 1.(2018·连云港、徐州、淮安、宿迁四市模拟)若 f(x)为定义在 R 上的奇函数,且 当 x<0 时,f(x)=log2(2-x),则 f(0)+f(2)的值为________. 解析 ∵f(x)为定义在 R 上的奇函数, ∴f(-x)=-f(x)且 f(0)=0, 又 x<0 时,f(x)=log2(2-x),∴f(-2)=log24=2, ∴f(2)=-f(-2)=-2, ∴f(0)+f(2)的值为-2. 答案 -2 2.(2017·苏北四市二调)定义在 R 上的奇函数 f(x)满足当 x≥0 时,f(x)=log 2(x+2) +(a-1)x+b(a,b 为常数),若 f(2)=-1,则 f(-6)的值为________. 解析 由已知得 f(0)=0=1+b,∴b=-1, 又 f(2)=2+2(a-1)-1=-1,∴a=0, ∴f(x)=log2(x+2)-x-1(x≥0), ∴f(-6)=-f(6)=-3+6+1=4. 答案 4 3.(2017·泰州中 第一次质量检测)已知函数 f(x)是奇函数,当 x<0 时,f(x)=x 2- 3asin πx 2 ,且 f(3)=6,则 a=________. 解析 因为 f(3)=6,f(x)是奇函数,所以 f(-3)=-6,所以 f(-3)=9-3asin (-3π 2 )=-6,所以 a=5. 答案 5 4.(2018·启东中 阶段检测)函数 y=f(x)是 R 上的奇函数,且满足 f(3+x)=f(3-x), 当 x∈(0,3)时,f(x)=2x,则 f(-5)=________. 解析 由题意得 f(5)=f(3+2)=f(3-2)=f(1)=21=2,因为 f(x)是奇函数,所以 f(-5)=-f(5)=-2. 答案 -2 5.(2017·南京第三次模拟考试)已知函数 f(x)是定义在 R 上且周期为 4 的偶函数. 当 x∈[2,4]时,f(x)=|log4(x-3 2)|,则 f (1 2 )的值为________. 解析 因为函数 f(x)是定义在 R 上且周期为 4 的偶函数,所以 f (1 2 )=f (-1 2 ) =f(-1 2 +4)=f(7 2 ). 又当 x∈[2,4]时,f(x)=|log4(x-3 2)|,所以 f(7 2 )=|log4(7 2-3 2)|=|log42|=1 2, 即 f(1 2 )=1 2. 答案 1 2 6.(2017·镇江期末)已知 f(x)是定义在 R 上的奇函数,当 x>0 时,f(x)=x2-4x,则 不等式 f(x)>x 的解集为________. 解析 若 x<0,则-x>0, ∵当 x>0 时,f(x)=x2-4x, ∴f(-x)=x2+4x, ∵f(x)是定义在 R 上的奇函数, ∴f(-x)=x2+4x=-f(x), 则 f(x)=-x2-4x,x<0. 当 x>0 时,不等式 f(x)>x 等价于 x2-4x>x, 即 x2-5x>0, 得 x>5 或 x<0,此时 x>5, 即 x<0 时,不等式 f(x)>x 等价于-x2-4x>x, 即 x2+5x<0, 得-5x 等价于 0>0,不成立, 故不等式的解集为(-5,0)∪(5,+∞). 答案 (-5,0)∪(5,+∞) 7.(2017·江苏押题卷)设函数 y=f(x)是定义在 R 上的周期 T=3 的奇函数,若 f(1)>1,f(2)=2a-3 a+1 ,则实数 a 的取值范围为________. 解析 由题设可得 f(2)=f(-1)=-f(1),因 f(1)>1,f(2)=2a-3 a+1 ,故-2a-3 a+1 >1, 即3a-2 a+1 <0,解之得-10,x∈R}=∅,则实数 a 的取值范围为 ________. 解析 由题意得 f(x-1)≤f(x)恒成立. ①当 a≤0 时,f(x)=x,满足 f(x-1)≤f(x); ②当 a>0,x>0 时,f(x)={x-3a,x > 2a, -x,0 < x ≤ a, -a,a < x ≤ 2a, 由于 f(x)是定义在 R 上的奇函数, 所以其图象如图所示,要使 f(x-1)≤f(x)恒成立,由 y=f(x)向右平移 1 个单位得 到 y=f(x-1)图象,则 y=f(x-1)的图象在 y=f(x)图象的下方,则使点(-3a,0) 向右平移 1 个单位后落在(3a,0)的右侧,则-3a+1≥3a,∴0
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