第2章 第3課時 函數(shù)的奇偶性、周期性-備戰(zhàn)2025年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)(解析版)_第1頁
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文檔簡介

第3課時函數(shù)的奇偶性、周期性[考試要求]1.了解函數(shù)奇偶性的含義,了解函數(shù)的周期性及其幾何意義.2.會依據(jù)函數(shù)的性質(zhì)進行簡單的應(yīng)用.1.函數(shù)的奇偶性奇偶性定義圖象特點偶函數(shù)一般地,設(shè)函數(shù)f(x)的定義域為D,如果?x∈D,都有-x∈D,且f(-x)=f(x),那么函數(shù)f(x)就叫做偶函數(shù)關(guān)于y軸對稱奇函數(shù)一般地,設(shè)函數(shù)f(x)的定義域為D,如果?x∈D,都有-x∈D,且f(-x)=-f(x),那么函數(shù)f(x)就叫做奇函數(shù)關(guān)于原點對稱2.周期性(1)周期函數(shù):對于函數(shù)y=f(x),如果存在一個非零常數(shù)T,使得當(dāng)x取定義域內(nèi)的任何值時,都有f(x+T)=f(x),那么就稱函數(shù)y=f(x)為周期函數(shù),稱T為這個函數(shù)的周期.(2)最小正周期:如果在周期函數(shù)f(x)的所有周期中存在一個最小的正數(shù),那么這個最小正數(shù)就叫做f(x)的最小正周期.[常用結(jié)論]1.函數(shù)奇偶性常用結(jié)論(1)如果函數(shù)f(x)是奇函數(shù)且在x=0處有定義,則一定有f(0)=0.如果函數(shù)f(x)是偶函數(shù),那么f(x)=f(|x|).(2)在公共定義域內(nèi)有:奇±奇=奇,偶±偶=偶,奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.(3)若y=f(x+a)是奇函數(shù),則f(-x+a)=-f(x+a);若y=f(x+a)是偶函數(shù),則f(-x+a)=f(x+a).2.函數(shù)周期性常用結(jié)論對f(x)定義域內(nèi)任一自變量的值x:(1)若f(x+a)=-f(x),則T=2a(a>0).(2)若f(x+a)=1fx,則T=2a((3)若f(x+a)=-1fx,則T=2a((4)若f(x+a)=f(x+b),則T=|a-b|(a≠b).3.常見奇、偶函數(shù)的類型(1)f(x)=ax+a-x(a>0且a≠1)為偶函數(shù);(2)f(x)=ax-a-x(a>0且a≠1)為奇函數(shù);(3)f(x)=ax?a?xax+a(4)f(x)=logab?xb(5)f(x)=loga(x2+1±x)(a>0且(6)f(x)=|ax+b|+|ax-b|為偶函數(shù);(7)f(x)=|ax+b|-|ax-b|為奇函數(shù).一、易錯易混辨析(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)函數(shù)y=x2,x∈(0,+∞)是偶函數(shù). ()(2)存在既是奇函數(shù),又是偶函數(shù)的函數(shù). ()(3)偶函數(shù)圖象不一定過原點,奇函數(shù)的圖象一定過原點. ()(4)若函數(shù)f(x)在定義域上滿足f(x+a)=-f(x)(a>0),則f(x)是周期為2a的周期函數(shù). ()[答案](1)×(2)√(3)×(4)√二、教材經(jīng)典衍生1.(多選)(人教A版必修第一冊P84例6改編)下列函數(shù)中為奇函數(shù)的是()A.f(x)=2x4+3x2 B.f(x)=x3-2xC.f(x)=x2+1x D.f(x[答案]BC2.(人教A版必修第一冊P203練習(xí)T4改編)若f(x)是定義在R上的周期為2的函數(shù),當(dāng)x∈[0,2)時,f(x)=2-x,則f(2025)=________.12[∵f(x)的周期為2,∴f(2025)=f(1)=2-1=13.(人教A版必修第一冊P86習(xí)題3.2T11改編)已知函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),當(dāng)x≥0時,f(x)=2x-2x+a,則a=________;當(dāng)x<0時,f(x)=________.-1-2-x-2x+1[∵f(x)是定義在R上的奇函數(shù),∴f(0)=0,即1+a=0,∴a=-1.∴當(dāng)x≥0時,f(x)=2x-2x-1,設(shè)x<0,則-x>0,∴f(-x)=2-x-2(-x)-1=2-x+2x-1,又f(x)為奇函數(shù),∴f(-x)=-f(x),∴-f(x)=2-x+2x-1,∴f(x)=-2-x-2x+1.]4.(人教A版必修第一冊P85練習(xí)T1改編)設(shè)奇函數(shù)f(x)的定義域為[-5,5],若當(dāng)x∈[0,5]時,f(x)的圖象如圖所示,則不等式f(x)<0的解集為________.(-2,0)∪(2,5][由題圖可知,當(dāng)0<x<2時,f(x)>0;當(dāng)2<x≤5時,f(x)<0,又f(x)是奇函數(shù),∴當(dāng)-2<x<0時,f(x)<0,當(dāng)-5≤x<-2時,f(x)>0.綜上,f(x)<0的解集為(-2,0)∪(2,5].]考點一函數(shù)奇偶性的判斷[典例1]判斷下列函數(shù)的奇偶性:(1)f(x)=3?x(2)f(x)=(1+x)1?x1(3)f(x)=x(4)f(x)=log2(x+x2[解](1)由3?x2≥0,x2?3即函數(shù)f(x)的定義域為{-3,從而f(x)=3?x2因此f(-x)=-f(x)且f(-x)=f(x),∴函數(shù)f(x)既是奇函數(shù)又是偶函數(shù).(2)函數(shù)f(x)=(1+x)1?x1+x的定義域滿足1?x1+x≥0,則由于定義域不關(guān)于原點對稱,故f(x)為非奇非偶函數(shù).(3)顯然函數(shù)f(x)的定義域為(-∞,0)∪(0,+∞),關(guān)于原點對稱.∵當(dāng)x<0時,-x>0,則f(-x)=-(-x)2-x=-x2-x=-f(x);當(dāng)x>0時,-x<0,則f(-x)=(-x)2-x=x2-x=-f(x);綜上可知:對于定義域內(nèi)的任意x,總有f(-x)=-f(x)成立,∴函數(shù)f(x)為奇函數(shù).(4)顯然函數(shù)f(x)的定義域為R,f(-x)=log2[-x+?x2+1]=log2(x2+1-x)=log2(x2+1+x)-1=-log2(x2+判斷函數(shù)奇偶性的兩個必備條件及方法(1)定義域關(guān)于原點對稱,這是函數(shù)具有奇偶性的必要不充分條件,所以首先判斷函數(shù)的定義域是不是關(guān)于原點對稱;(2)判斷f(x)與f(-x)是否具有等量關(guān)系,在判斷奇偶性的運算中,可以轉(zhuǎn)化為判斷奇偶性的等價等量關(guān)系式(f(x)+f(-x)=0(奇函數(shù))或f(x)-f(-x)=0(偶函數(shù)))是否成立.(3)判斷函數(shù)奇偶性的方法:①定義法;②圖象法.[跟進訓(xùn)練]1.(1)(多選)設(shè)函數(shù)f(x)=exA.|f(x)|是偶函數(shù) B.-f(x)是奇函數(shù)C.f(x)|f(x)|是奇函數(shù) D.f(|x|)f(x)是偶函數(shù)(2)已知函數(shù)y=f(x)的解析式為f(x)=2x2+ax(a∈R),討論f(x(1)ABC[對于A,B,C用定義驗證正確;因為f(x)=ex?e?x2,則f(-x)=e?x?ex因為f(|-x|)=f(|x|),所以f(|x|)是偶函數(shù),所以f(|x|)f(x)是奇函數(shù),所以D錯誤.](2)[解]由題意知,函數(shù)定義域為(-∞,0)∪(0,+∞),當(dāng)a=0時,f(x)=2x2,f(-x)=2(-x)2=2x2=f(x),f(x)是偶函數(shù);當(dāng)a≠0時,f(1)=2+a,f(-1)=2-a,f(1)≠f(-1),f(-1)≠-f(1),f(x)是非奇非偶函數(shù).考點二函數(shù)奇偶性的應(yīng)用利用奇偶性求值(解析式)[典例2](1)(2023·新高考Ⅱ卷)若f(x)=(x+a)·ln2x?12x+1為偶函數(shù),則A.-1 B.0C.12 (2)(2024·山東濰坊模擬)已知函數(shù)f(x)是定義在R上奇函數(shù),當(dāng)x>0時,f(x)=2x2?2x+2(1)B(2)?2x2+2x+2,x<00,x由f(x)是偶函數(shù),∴f(-x)=f(x),得(-x+a)ln?2x?1?2x+1=(x+a又(-x+a)ln2x+12x?1=(-x+a所以(x-a)ln2x?12x+1=(x+a∴x-a=x+a,得-a=a,得a=0.故選B.法二:因為f(x)=(x+a)ln2x?12x+1為偶函數(shù),f(-1)=(a-1)ln3,f(1)=(a+1)ln13=-(a+1)ln3,所以(a-1)ln3=-(a+1)ln3,解得(2)由函數(shù)f(x)是R上的奇函數(shù),得f(0)=0,而當(dāng)x<0時,-x>0,所以f(x)=-f(-x)=-2?x2?2×綜上所述,f(x)=?2(1)選擇、填空題中,已知奇偶性求參數(shù)值,可采用特值法,如f(-1)=-f(1),f(-1)=f(1).(2)利用奇偶性求解析式,求誰設(shè)誰,自變量轉(zhuǎn)移.利用奇偶性解不等式[典例3](1)(2023·山東鄄城一中三模)已知函數(shù)f(x)=x3+(a-2)x2+2x+b是定義在[-2c-1,c+3]上的奇函數(shù),則不等式f(2x+1)+f(a+b+c)>0的解集為()A.(-2,4] B.(-3,5]C.?52,(2)(2024·湖南師大附中模擬)已知函數(shù)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),f(x)在[0,+∞)上單調(diào)遞減,且f(3)=0,則不等式(2x-5)f(x-1)<0的解集為()A.(-∞,-2)∪52,4C.?2,52∪(4,+∞) (1)C(2)C[(1)因為函數(shù)f(x)=x3+(a-2)x2+2x+b是定義在[-2c-1,c+3]上的奇函數(shù),所以-2c-1+c+3=0,解得c=2,又f(-x)=-f(x),即-x3+(a-2)x2-2x+b=-x3-(a-2)x2-2x-b,所以2(a-2)x2+2b=0,解得2a?2=0,2b=0,解得a=2,b=因為y=x3與y=2x在定義域[-5,5]上單調(diào)遞增,所以f(x)在定義域[-5,5]上單調(diào)遞增,則不等式f(2x+1)+f(a+b+c)>0,即f(2x+1)+f(4)>0,等價于f(2x+1)>f(-4),所以2x+1>?4,?5≤2x(2)依題意,函數(shù)的大致圖象如圖:因為f(x)是定義在R上的偶函數(shù),在[0,+∞)上單調(diào)遞減,且f(3)=0,所以f(x)在(-∞,0]上單調(diào)遞增,且f(-3)=0,則當(dāng)x>3或x<-3時,f(x)<0;當(dāng)-3<x<3時,f(x)>0,不等式(2x-5)f(x-1)<0化為2x?5>0,fx?1<0或2x?5<0,fx?1>0,所以2x?5>0,x?1>3即原不等式的解集為?2,52∪(1)利用函數(shù)的奇偶性可求函數(shù)值或求參數(shù)的值,求解的關(guān)鍵在于借助奇偶性轉(zhuǎn)化為求已知區(qū)間上的函數(shù)值或得到參數(shù)的恒等式,利用方程思想求參數(shù)的值.(2)利用函數(shù)的奇偶性可畫出函數(shù)在其對稱區(qū)間上的圖象,結(jié)合圖象直觀求解相關(guān)問題.[跟進訓(xùn)練]2.(1)(2024·安徽滁州模擬)函數(shù)y=f(x)是R上的偶函數(shù),且在(-∞,0]上單調(diào)遞增,若f(a)≥f13,則aA.1B.?∞C.?D.?∞(2)已知函數(shù)f(x)=sinx+x3+1x+3,若f(a)=1,則f(-a(3)(2023·福建漳州三模)已知函數(shù)f(x)是定義在[-2,2]上的奇函數(shù),且f(x)=x2?x,0<x≤1,(1)C(2)5(3)-34[(1)∵y=f(x)是R上的偶函數(shù),且在(-∞∴y=f(x)在[0,+∞)上單調(diào)遞減,∵f(a)≥f13∴|a|≤13,-13≤a≤13,a(2)根據(jù)題意f(a)=sina+a3+1a即sina+a3+1a所以f(-a)=sin(-a)+(-a)3+1?a=-sina=2+3=5.(3)由函數(shù)f(x)是定義在[-2,2]上的奇函數(shù),則f?32=-f32=-32?1由f12=122-12=-14,則f?32+f1考點三函數(shù)的周期性[典例4](1)已知函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),對任意的實數(shù)x,f(x-2)=f(x+2),當(dāng)x∈(0,2)時,f(x)=x2,則f132A.-94 B.-1C.14 D.(2)(2023·湖北二模)已知函數(shù)y=f(x),對任意x∈R,都有f(x+2)·f(x)=k(k為常數(shù)),且當(dāng)x∈[0,2]時,f(x)=x2+1,則f(2025)=________.(1)A(2)2[(1)由f(x-2)=f(x+2),知y=f(x)的周期T=4,又f(x)是定義在R上的奇函數(shù),∴f132=f8?32=f?32=-(2)因為對任意x∈R,都有f(x+2)·f(x)=k為常數(shù),所以f(x+4)·f(x+2)=k,從而f(x+4)=f(x),即f(x)的周期為4,所以f(2025)=f(1)=2.]【教師備選資源】定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x+1)=f(x)-2,則下列是周期函數(shù)的是()A.y=f(x)-x B.y=f(x)+xC.y=f(x)-2x D.y=f(x)+2xD[依題意,定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x+1)=f(x)-2,所以f(x+1)+2(x+1)=f(x)+2x,所以y=f(x)+2x是周期為1的周期函數(shù).故選D.]利用函數(shù)的周期性,可將其他區(qū)間上的求值、求零點個數(shù)、求解析式等問題,轉(zhuǎn)化到已知區(qū)間上,進而解決問題;利用函數(shù)的周期性,能實現(xiàn)自變量的轉(zhuǎn)移,把自變量大化?。甗跟進訓(xùn)練]3.設(shè)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且對任意實數(shù)x,恒有f(x+2)=-f(x).當(dāng)x∈[0,2]時,f(x)=2x-x2.(1)f(x)的最小正周期是________;(2)當(dāng)x∈[2,4]時,f(x)=________;(3)計算f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2023)=________.(1)4(2)x2-6x+8(3)0[(1)∵f(x+2)=-f(x),∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x).∴f(x)是周期為4的周期函數(shù).(2)當(dāng)x∈[-2,0]時,-x∈[0,2],由已知得f(-x)=2(-x)-(-x)2=-2x-x2.又f(x)是奇函數(shù),∴f(-x)=-f(x)=-2x-x2.∴f(x)=x2+2x.又當(dāng)x∈[2,4]時,x-4∈[-2,0],∴f(x-4)=(x-4)2+2(x-4).又f(x)是周期為4的周期函數(shù),∴f(x)=f(x-4)=(x-4)2+2(x-4)=x2-6x+8.即當(dāng)x∈[2,4]時,f(x)=x2-6x+8.(3)∵f(0)=0,f(1)=1,f(2)=0,f(3)=-1,且f(x)是周期為4的周期函數(shù),∴f(0)+f(1)+f(2)+f(3)=f(4)+f(5)+f(6)+f(7)=…=f(2020)+f(2021)+f(2022)+f(2023)=0.∴f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2023)=0.]課時分層作業(yè)(八)函數(shù)的奇偶性、周期性一、單項選擇題1.(2024·福州模擬)下列函數(shù)中,既不是奇函數(shù),也不是偶函數(shù)的為()A.y=0 B.y=1C.y=x2 D.y=2xD[對于A,定義域為R,且f(-x)=0=f(x),則f(x)為偶函數(shù),故A不滿足題意;對于B,因為定義域為{x|x≠0},f(-x)=-1x=-f(x),所以f(x)為奇函數(shù),故B不滿足題意;對于C,因為定義域為R,且f(-x)=(-x)2=x2=f(x),所以f(x)為偶函數(shù),故C不滿足題意;對于D,因為f(-x)=2-x,f(-x)≠-f(x),f(-x)≠f(x),所以f(x2.(2024·湖南長沙模擬)已知f(x)=2-x+a·2x為奇函數(shù),則f(1)的值為()A.-32B.1C.32A[因為f(x)為定義在R上的奇函數(shù),所以f(0)=0,即20+a·20=0,解得a=-1,當(dāng)a=-1時,f(x)=2-x-2x,此時f(-x)=2x-2-x=-(2-x-2x)=-f(x),則f(x)為奇函數(shù),故f(1)=12-2=-33.已知函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于原點對稱,且周期為4,f(1)=-2,則f(2023)=()A.2 B.0C.-2 D.-4A[依題意,函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于原點對稱,則函數(shù)f(x)是奇函數(shù),又f(x)的周期為4,且f(1)=-2,則f(2023)=f(-1+506×4)=f(-1)=-f(1)=2.]4.(2021·全國乙卷)設(shè)函數(shù)f(x)=1?x1A.f(x-1)-1 B.f(x-1)+1C.f(x+1)-1 D.f(x+1)+1B[f(x)=1?x1+x=2?x+11+x=21+x-1,為保證函數(shù)變換之后為奇函數(shù),需將函數(shù)y=5.(2024·江蘇南京模擬)已知奇函數(shù)f(x)與偶函數(shù)g(x)滿足f(x)+g(x)=1x?1,則f(xA.1x2?1C.xx2?1C[由f(x)+g(x)=1x?1f(-x)+g(-x)=1?x?1又f(x),g(x)分別為奇,偶函數(shù),所以g(x)-f(x)=1?x?1由fx+gx=1x?16.(2023·廣東六校聯(lián)考)設(shè)函數(shù)f(x)=(a-1)x|x-b+1|為奇函數(shù)且在R上為減函數(shù),則關(guān)于a,b的值表述正確的是()A.a(chǎn)>1,b=1 B.a(chǎn)>1,b<1C.a(chǎn)<1,b=1 D.a(chǎn)<1,b>1C[因為函數(shù)f(x)=(a-1)x|x-b+1|為R上的奇函數(shù),且是R上的減函數(shù),所以a-1≠0且f(-1)=-f(1),即-(a-1)|-b|=-(a-1)|2-b|,所以|-b|=|2-b|,解得b=1,經(jīng)檢驗符合題意,故f(x)=(a-1)x|x|=a?1因為函數(shù)f(x)=(a-1)x|x|在R上為減函數(shù),所以a-1<0,所以a<1.故選C.]7.函數(shù)f(x)是定義域為R的奇函數(shù),f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,且f(2)=0,則不等式fxA.(-2,2)B.(-∞,0)∪(0,2)C.(2,+∞)D.(-∞,-2)∪(2,+∞)D[由于f(x)是定義域為R的奇函數(shù),所以f(0)=0,又f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,且f(2)=0,所以f(x)的大致圖象如圖所示.由f(-x)=-f(x)可得,fx?2f?xx=由于x在分母位置,所以x≠0,當(dāng)x<0時,只需f(x)<0,由圖象可知x<-2;當(dāng)x>0時,只需f(x)>0,由圖象可知x>2.綜上,不等式的解集為(-∞,-2)∪(2,+∞).]8.定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x+6)=f(x),當(dāng)-3≤x<-1時,f(x)=-(x+2)2;當(dāng)-1≤x<3時,f(x)=x,則f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2023)等于()A.336 B.338C.337 D.339B[因為f(x+6)=f(x),所以函數(shù)的周期T=6,于是f(1)=1,f(2)=2,f(3)=f(-3)=-(-3+2)2=-1,f(4)=f(-2)=-(-2+2)2=0,f(5)=f(-1)=-1,f(6)=f(0)=0,所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)=1,而2023=6×337+1,所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2023)=337×1+1=338.]二、多項選擇題9.已知y=f(x)是定義在R上的奇函數(shù),則下列函數(shù)中為奇函數(shù)的是()A.y=f(|x|) B.y=f(-x)C.y=xf(x) D.y=f(x)+xBD[由奇函數(shù)的定義f(-x)=-f(x)驗證,對于A項,f(|-x|)=f(|x|),為偶函數(shù);對于B項,f(-(-x))=f(x)=-f(-x),為奇函數(shù);對于C項,-xf(-x)=-x·[-f(x)]=xf(x),為偶函數(shù);對于D項,f(-x)+(-x)=-[f(x)+x],為奇函數(shù).可知BD正確.]10.已知函數(shù)f(x)的定義域為R,?x1,x2∈R,x2-x1=2,都有f(x1)+f(x2)=0,且f(1)=1,則下列結(jié)論正確的是()A.f(23)=1B.f(-23)=1C.f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)=1D.f(x)+f(x+1)+f(x+2)+f(x+3)=0BCD[由x2-x1=2得x2=x1+2,所以f(x1)+f(x1+2)=0,故f(x1+2)+f(x1+4)=0,所以f(x1+4)=f(x1),所以函數(shù)f(x)是周期為4的周期函數(shù).對于A,f(23)=f(5×4+3)=f(3)=-f(1)=-1,A錯誤;對于B,f(-23)=f(-6×4+1)=f(1)=1,B正確;對于C,f(1)+f(3)=0,f(2)+f(4)=0,f(5)=f(1)=1,所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)=1,C正確;對于D,f(x)+f(x+2)=0,f(x+1)+f(x+3)=0,所以f(x)+f(x+1)+f(x+2)+f(x+3)=0,D正確.故選BCD.]三、填空題11.(2023·廣東湛江二模)已知奇函數(shù)f(x)=x2?3?x,-x2+3x-1[當(dāng)x>0時,-x<0,f(x)=g(x)+1=-f(-x)=-[(-x)2-3-(-x)]=-x2+3x,則g(x)=-x2+3x-1.]12.(2024·煙臺模擬)已知f(x)為定義在R上的奇函數(shù),且f(x)+f(2-x)=0,當(dāng)-1<x<0時,f(x)=2x,則f(2+log25)的值為________.-45[因為f(2-x)=-f(x)=f(-x所以f(2+x)=f(x),所以f(x)的周期為2,所以f(2+log25)=f2×2=flog254=-又-1<log245所以f(2+log25)=-flog245=?13.函數(shù)f(x)=x(ex+e-x)+1在區(qū)間[-2,2]上的最大值與最小值分別為M,N,則M+N的值為()A.-2 B.0C.2 D.4C[依題意,令g(x)=x(ex+e-x),顯然函數(shù)g(x)的定義域為R,則g(-x)=

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