人教A版普通高中數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)第二章第三節(jié)第1課時函數(shù)的奇偶性、周期性、對稱性學(xué)案_第1頁
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文檔簡介

第三節(jié)函數(shù)的奇偶性、周期性、對稱性考試要求:1.結(jié)合具體函數(shù),了解奇函數(shù)、偶函數(shù)的概念和幾何意義.2.結(jié)合具體函數(shù),了解函數(shù)周期性的概念和幾何意義.第1課時函數(shù)的奇偶性、周期性、對稱性自查自測知識點一函數(shù)的奇偶性1.判斷下列說法的正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”.(1)函數(shù)y=x2在x∈(0,+∞)時是偶函數(shù).(×)(2)若函數(shù)f(x)是奇函數(shù),則一定有f(0)=0.(×)(3)若函數(shù)y=f(x+2)是奇函數(shù),則函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于點(2,0)中心對稱.(√)2.(多選題)(教材改編題)下列給出的函數(shù)是奇函數(shù)的是(ABD)A.y=1x B.y=C.y=x3+1 D.y=sinx3.函數(shù)f(x)=(x+1)x-1x+1是函數(shù).(填“奇”“偶”或“非奇非偶”非奇非偶解析:f(x)的定義域為(-∞,-1)∪[1,+∞),不關(guān)于原點對稱,故f(x)為非奇非偶函數(shù).4.已知函數(shù)f(x)為奇函數(shù),當x<0時,f(x)=2x+2,則f(1)=-525.已知f(x)=ax2+bx是定義在[a-1,2a]上的偶函數(shù),那么a+b=13核心回扣1.函數(shù)的奇偶性奇偶性定義圖象特點偶函數(shù)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)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.奇偶函數(shù)的等價形式若f(x)≠0,則奇、偶函數(shù)定義的等價形式如下:(1)f(-x)=f(x)?f(-x)-f(x)=0?f-xfx=1?f(2)f(-x)=-f(x)?f(-x)+f(x)=0?f-xfx=-1?f自查自測知識點二函數(shù)的周期性1.已知函數(shù)f(x)滿足f(x+2)=f(x).當x∈[0,1]時,f(x)=2x,則f92A.12 B.C.22 B解析:由f(x+2)=f(x),知函數(shù)f(x)的周期T=2,所以f92=f12==22.若函數(shù)f(x)滿足f(x)f(x+2)=13,且f(3)=2,則f(2025)=.132解析:因為f(x)f(x所以f(x+2)=13f所以f(x+4)=13fx+2=1313fx所以f(x)的周期為4,所以f(2025)=f(1)=13f3=核心回扣函數(shù)的周期性周期函數(shù)對于函數(shù)f(x),如果存在一個非零常數(shù)T,使得當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)f(x)為周期函數(shù),稱T為這個函數(shù)的周期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)的最小正周期自查自測知識點三函數(shù)的對稱性1.函數(shù)y=log0.5x與y=log2x的圖象()A.關(guān)于x軸對稱B.關(guān)于y軸對稱C.關(guān)于原點對稱D.關(guān)于直線y=x對稱A解析:由y=log0.5x,得y=-log2x,所以函數(shù)y=log0.5x與y=log2x的圖象關(guān)于x軸對稱.2.若函數(shù)y=f(x)的定義域為R,則函數(shù)y=f(x-1)與y=f(1-x)的圖象關(guān)于()A.直線x=0對稱B.直線y=0對稱C.直線x=1對稱D.直線y=1對稱C解析:函數(shù)f(x-1)的圖象是f(x)的圖象向右平移1個單位長度得到的,f(1-x)=f(-(x-1))的圖象是f(-x)的圖象向右平移1個單位長度得到的.因為f(x)與f(-x)的圖象關(guān)于y軸(直線x=0)對稱,所以函數(shù)y=f(x-1)與y=f(1-x)的圖象關(guān)于直線x=1對稱.故選C.核心回扣1.(1)若函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=a對稱,則f(a-x)=f(a+x);(2)若函數(shù)y=f(x)滿足f(a-x)=-f(a+x),則函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于點(a,0)對稱.2.兩個函數(shù)圖象的對稱(1)函數(shù)y=f(x)與y=f(-x)的圖象關(guān)于y軸對稱;(2)函數(shù)y=f(x)與y=-f(x)的圖象關(guān)于x軸對稱;(3)函數(shù)y=f(x)與y=-f(-x)的圖象關(guān)于原點對稱.【常用結(jié)論】1.函數(shù)奇偶性的2個常用結(jié)論(1)如果一個奇函數(shù)f(x)在原點處有定義,即f(0)有意義,那么一定有f(0)=0;如果函數(shù)f(x)是偶函數(shù),那么f(x)=f(|x|).(2)奇函數(shù)在兩個對稱的區(qū)間上具有相同的單調(diào)性;偶函數(shù)在兩個對稱的區(qū)間上具有相反的單調(diào)性.2.函數(shù)周期性的3個常用結(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(3.函數(shù)對稱性的3個常用結(jié)論(1)若函數(shù)y=f(x+a)是偶函數(shù),則函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=a對稱.(2)若函數(shù)y=f(x+b)是奇函數(shù),則函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于點(b,0)中心對稱.(3)若對于R上的任意x都有f(2a-x)=f(x)或f(-x)=f(2a+x)或f(a+x)=f(a-x)或f(3a-x)=f(x-a),則y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=a對稱.應(yīng)用1已知函數(shù)f(x)=x3+x+m是定義在區(qū)間[-2-n,2n]上的奇函數(shù),則m+n=()A.0 B.1C.2 D.4C解析:由已知得-2-n+2n=0且f(0)=0,所以n=2,m=0,此時f(x)=x3+x,x∈[-4,4]是奇函數(shù),滿足題意.故m+n=2.應(yīng)用2已知奇函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于點(1,0)對稱,且f(3)=2,則f(1)=()A.-1 B.2C.3 D.5B解析:由奇函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于點(1,0)對稱,可得f(x)+f(2-x)=0.令x=3,得f(3)+f(-1)=0.又f(3)=2,所以f(-1)=-2,所以f(1)=-f(-1)=2.應(yīng)用3已知定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x+2)=-1fx,當x∈(0,2]時,f(x)=2x-1,則f(9)=1解析:因為f(x+2)=-1fx,所以T=4為函數(shù)f(x)的一個周期,故f(9)=f(2×4+1)=f(1)=2函數(shù)的奇偶性考向1判斷函數(shù)的奇偶性【例1】(1)(多選題)(2024·威海模擬)下列函數(shù)中是偶函數(shù)的是()A.f(x)=x3+1 B.f(x)=ln|x|C.f(x)=sinx+π2 D.f(x)=ex-eBC解析:對于A,f(x)=x3+1,定義域為R,f(1)=2,f(-1)=0,故f(x)為非奇非偶函數(shù);對于B,f(x)=ln|x|,定義域為(-∞,0)∪(0,+∞),f(-x)=ln|-x|=ln|x|,故f(x)為偶函數(shù);對于C,f(x)=sinx+π2=cosx,故f(x)為偶函數(shù);對于D,易知定義域為R,f(x)=ex-e-x,f(-x)=e-x-ex=-f(x),故f((2)(2021·全國乙卷)設(shè)函數(shù)f(x)=1-x1+xA.f(x-1)-1 B.f(x-1)+1C.f(x+1)-1 D.f(x+1)+1B解析:由題意可得f(x)=1-x1+x=-1+21+x.對于A,f(x-1)-1=2x-2不是奇函數(shù);對于B,f(x-1)+1=2x是奇函數(shù);對于C,f(x+1)-1=2x+2-2,定義域不關(guān)于原點對稱,不是奇函數(shù);對于D,f(3)(多選題)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)ABC解析:因為f(x)=ex-e-x2,定義域為R,f(-x)=e-x-ex2=-f(x),所以f(x)是奇函數(shù),所以|f(x)|為偶函數(shù),-f(x)為奇函數(shù),f(x)·|f(x)|為奇函數(shù).因為f(|-x|)=f(|x|),所以f(|(4)已知函數(shù)f(x)=x2+x,奇函數(shù)解析:(方法一)當x>0時,-x<0,所以f(-x)=x2-x=-(-x2+x)=-f(x);當x<0時,-x>0,f(-x)=-x2-x=-(x2+x)=-f(x),所以f(x)是奇函數(shù).(方法二)作出函數(shù)f(x)的圖象如圖所示,由圖象可知f(x)為奇函數(shù).判斷函數(shù)奇偶性的常用方法(1)定義法,即根據(jù)奇函數(shù)、偶函數(shù)的定義來判斷.(2)圖象法,即利用奇函數(shù)、偶函數(shù)圖象的對稱性來判斷.(3)性質(zhì)法,即利用在公共定義域內(nèi)奇函數(shù)、偶函數(shù)的和、差、積的奇偶性來判斷.考向2函數(shù)奇偶性的簡單應(yīng)用【例2】(1)若f(x)=2x,x>0A.-8 B.-4C.-2 D.0A解析:因為f(x)為奇函數(shù),所以f(-2)=-f(2)=-4.又f(-2)=g(-2)+4,可得g(-2)=-8.故選A.(2)已知函數(shù)f(x)是偶函數(shù),g(x)是奇函數(shù),f(x)+g(x)=x2+x-2,則f(-2)=()A.4 B.3C.2 D.1C解析:由f(x)+g(x)=x2+x-2,得f(-x)+g(-x)=x2-x-2.由函數(shù)的奇偶性得f(x)-g(x)=x2-x-2,聯(lián)立得f(x)=x2-2,所以f(-2)=2.(3)(2023·全國甲卷)若f(x)=(x-1)2+ax+sinx+π2為偶函數(shù),則a=2解析:(方法一:定義法)因為f(x)為偶函數(shù),所以f(-x)=f(x),即(-x-1)2-ax+sin-x+π2=(x-1)2+ax+sinx+π(方法二:特殊值法)因為f(x)為偶函數(shù),所以f-π2=fπ2,即-π2-12-π2a=π(4)(2024·哈爾濱模擬)若函數(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.2解析: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)=-x(e-x+ex)=-g(x),即函數(shù)g(x)是奇函數(shù),因此,函數(shù)g(x)在區(qū)間[-2,2]上的最大值與最小值的和為0.而f(x)=g(x)+1,則有M=g(x)max+1,N=g(x)min+1,于是得M+N=g(x)max+1+g(x)min+1=2,所以M+N的值為2.應(yīng)用函數(shù)奇偶性可解決的問題及解題方法(1)求函數(shù)值,將待求值利用奇偶性轉(zhuǎn)化為已知區(qū)間上的函數(shù)值求解.(2)求解析式,先將待求區(qū)間上的自變量轉(zhuǎn)化到已知區(qū)間上,再利用奇偶性求解,或利用奇偶性構(gòu)造關(guān)于f(x)的方程(組),從而得到f(x)的解析式.(3)求函數(shù)解析式中參數(shù)的值,利用待定系數(shù)法求解,根據(jù)f(x)±f(-x)=0得到關(guān)于待求參數(shù)的恒等式,由系數(shù)的對等性得到關(guān)于參數(shù)的方程(組),進而得出參數(shù)的值.1.設(shè)函數(shù)f(x)=1x2-2x+3A.f(x+1)B.f(x)+1C.f(x-1)D.f(x)-1A解析:f(x)=1x2-2x+3=1x-12+2,則因為y=1x2+2是偶函數(shù),所以f2.(2024·石家莊模擬)已知函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),當x>0時,f(x)=ex+x,則f(x)在R上的解析式為.f(x)=ex+x,x>0,0,當x<0時,-x>0,則f(-x)=e-x-x.因為f(x)為R上的奇函數(shù),所以f(x)=-f(-x)=-e-x+x,所以f(x)=e函數(shù)的周期性【例3】(1)已知函數(shù)f(x)的定義域為R,當x<0時,f(x)=x3-1;當-1≤x≤1時,f(-x)=-f(x);當x>12時,fx+12=fx-A.-2 B.-1C.0 D.2D解析:當x>12時,由fx+12=fx-12,得f(x+1)=f(x),即f(x)的周期為1,則f(6)=f(1)(2)(2024·湖南六校聯(lián)考)已知定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x)=-f(x+2),當x∈(0,2]時,f(x)=2x+log2x,則f(2025)=()A.5 B.1C.2 D.-5C解析:由f(x)=-f(x+2),得f(x+4)=-f(x+2)=f(x),所以函數(shù)f(x)是周期為4的周期函數(shù),所以f(2025)=f(506×4+1)=f(1)=21+log21=2.函數(shù)周期性問題的求解策略(1)只需證明f(x+T)=f(x)(T≠0)便可證明函數(shù)是周期函數(shù),且周期為T,函數(shù)的周期性常與函數(shù)的其他性質(zhì)綜合命題.(2)根據(jù)函數(shù)的周期性,可以由函數(shù)局部的性質(zhì)得到函數(shù)的整體性質(zhì),在解決具體問題時,若T是函數(shù)的周期,則kT(k∈Z且k≠0)也是函數(shù)的周期.1.奇函數(shù)f(x)的定義域為R,若f(x+1)為偶函數(shù),且f(1)=2,則f(4)+f(5)的值為()A.2 B.1C.-1 D.-2A解析:因為f(x+1)為偶函數(shù),所以f(-x+1)=f(x+1),則f(-x)=f(x+2).又f(x)為奇函數(shù),則f(-x)=-f(x)=f(x+2),且f(0)=0,故f(x+4)=f(x+2+2)=-f(x+2)=f(x),所以函數(shù)f(x)的周期為4.所以f(4)+f(5)=f(0)+f(1)=0+2=2.故選A.2.已知f(x)是R上最小正周期為2的周期函數(shù),且當0≤x<2時,f(x)=x3-x,則函數(shù)y=f(x)的圖象在區(qū)間[0,4]上與x軸的交點的個數(shù)為.5解析:當0≤x<2時,令f(x)=x3-x=x(x2-1)=x(x+1)(x-1)=0,所以函數(shù)y=f(x)的圖象與x軸交點的橫坐標分別為x1=0,x2=1,則f(0)=0.當2≤x<4時,0≤x-2<2,又f(x)的最小正周期為2,所以f(x-2)=f(x),所以f(x)=(x-2)(x-1)(x-3),所以當2≤x<4時,函數(shù)y=f(x)的圖象與x軸交點的橫坐標分別為x3=2,x4=3.當x5=4時,f(4)=f(0)=0,也符合要求.函數(shù)圖象的對稱性【例4】(2024·日照期末)定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(2-x)=2-f(x).若f(x)的圖象關(guān)于直線x=3對稱,則下列選項中一定成立的是()A.f(-3)=1 B.f(0)=0C.f(3)=2 D.f(5)=-1A解析:因為函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于直線x=3對稱,所以f(3-x)=f(x+3),所以f(0)=f(6),f(1)=f(5),f(2)=f(4).又因為f(x)滿足f(2-x)=2-f(x).取x=1,得f(1)=2-f(1),所以f(1)=1,則f(1)=f(5)=1.取x=5,則f(-3)=2-f(5)=1.故選A.求解與函數(shù)圖象的對稱性有關(guān)的問題時,應(yīng)根據(jù)題目特征和對稱性的定義,求出函數(shù)圖象的對稱軸或?qū)ΨQ中心,大多是結(jié)合圖象利用對稱性解決求值或參數(shù)問題.1.下列函數(shù)中,其圖象與函數(shù)y=lnx的圖象關(guān)于直線x=1對稱的是()A.y=ln(1-x)B.y=ln(2-x)C.y=ln(1+x)D.y=ln(2+x)B解析:函數(shù)y=lnx的圖象過定點(1,0),(1,0)關(guān)于直線x=1對稱的點還是(1,0),只有y=ln(2-x)的圖象過此點.2.已知函數(shù)f(x)(x∈R)滿足f(-x)=2-f(x),若函數(shù)y=x+1x與y=f(x)圖象的交點為(x1,y1),(x2,y2),…,(x2024,y2024),則∑(?)2024,i=1(xi+yi)=2024解析:因為f(-x)=2-f(x),所以函數(shù)f(x)(x∈R)的圖象關(guān)于點(0,1)對稱.又y=x+1x=1+1x的圖象關(guān)于點(0,1)對稱,所以兩函數(shù)圖象的交點也關(guān)于點(0,1)對稱.對于每一組對稱的(xi,yi)和(x′i,y′i),都有xi+x′i=0,yi+y′i=2,從而∑(?)2024,i=1(xi+yi)=2024課時質(zhì)量評價(七)1.若f(x)=x(x+1)(x+a)(a∈R)為奇函數(shù),則a的值為()A.-1 B.0C.1 D.-1或1A解析:由題得f(-1)+f(1)=0,故a=-1.故選A.2.已知f(x)是R上的奇函數(shù),當x>0時,f(x)=x2-2x-1,則f(f(f(1)))=()A.2 B.-2C.1 D.-1B解析:根據(jù)題意可知f(1)=-2,由奇函數(shù)性質(zhì)可知f(f(1))=f(-2)=-f(2)=1,所以f(f(f(1)))=f(1)=-2.故選B.3.(2024·深圳模擬)f(x)為R上的奇函數(shù),且f(x+5)=f(x),當x∈-52,0時,f(x)=2xA.12 B.-C.32 D.-A解析:定義在R上的奇函數(shù)f(x)滿足f(x+5)=f(x),所以f(x)的周期為5.又當x∈-52,0時,f(x)=2x-1,所以f(16)=f(5×3+1)=f(1)=-f(-1)=-(24.已知函數(shù)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),當x≤0時,f(x)=3x2-x+2a+1.若f(2)=13,則a=()A.1 B.3C.-3 D.-1D解析:因為函數(shù)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),所以f(-2)=3×(-2)2+2+2a+1=f(2)=13,解得a=-1.5.函數(shù)f(x)=9xA.關(guān)于x軸對稱B.關(guān)于y軸對稱C.關(guān)于坐標原點對稱D.關(guān)于直線y=x對稱B解析:因為f(x)=9x+13x=3x+3-x,易知f(x)為偶函數(shù),所以函數(shù)f(6.(2024·濟寧模擬)定義在R上的奇函數(shù)f(x)滿足f(x-2)=-f(x),則f(2022)=()A.0 B.1C.-1 D.2022A解析:因為f(x-2)=-f(x),可得f(x+2)=-f(x),所以f(x+4)=-f(x+2)=f(x),所以f(x)的周期為4.又函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),所以f(0)=0,所以f(2)=-f(0)=0,故f(2022)=f(505×4+2)=f(2)=0.7.若f(x)=ex-ae-x為奇函數(shù),則滿足f(x-1)>1e2-e2的A.(-2,+∞) B.(-1,+∞)C.(2,+∞) D.(3,+∞)B解析:因為f(x)是定義域為R的奇函數(shù),所以f(0)=1-a=0,所以a=1,所以f(x)=ex-e-x,所以f(x)為R上的增函數(shù).又f(-2)=e-2-e2=1e2-e2,所以原不等式可化為f(x-1)>f(-2),所以x-1>-2,即x>-1,故x的取值范圍是(-1,+8.(2021·全國甲卷)設(shè)f(x)是定義域為R的奇函數(shù),且f(1+x)=f(-x).若f-13=13,則A.-53 B.-13C解析:由題意可得,f53=f1+23=f-23=-f23,而f23=f1-13=f13=-9.已知函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),f(1)=5且f(x+3)=-f(x),則f(2022)+f(2023)=()A.-5 B.2C.0 D.5D解析:因為f(x)是定義在R上的奇函數(shù),所以f(0)=0.因為f(x+3)=-f(x),所以f(x+6)=-f(x+3)=f(x),所以f(x)的周期為6,所以f(2022)+f(2023)=f(6×337)+f(6×337+1)=f(0)+f(1)=0+5=5.故選D.10.(2021·新高考全國Ⅰ卷)已知函數(shù)f(x)=x3(a·2x-2-x)是偶函數(shù),則a=.1解析:設(shè)g(x)=a·2x-2-x.因為f(x)為偶函數(shù),所以g(x)是奇函數(shù),所以g(0)=a-1=0,解得a=1.11.(2024·蘇州模擬)寫出一個同時具有下列性質(zhì)①②③的函數(shù)f(x)=.①f(x)是定義域為R的奇函數(shù);②f(1+x)=f(1-x);③f(1)=2.2sinπ2x(答案不唯一)解析:由條件①②③可知函數(shù)是對稱軸為直線x=1,定義域為R的奇函數(shù),可寫出滿足條件的函數(shù)f(x)=2sinπ212.已知函數(shù)f(x)對任意實數(shù)x滿足f(-x)+f(x)=2,若函數(shù)y=f(x)的圖象與直線y=x+1有三個交點(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),則y1+y2+y3=.3解析:因為f(-x)+f(x)=2,所以f(x)的圖象關(guān)于點(0,1)對稱,y=f(x)與y=x+1有三個交點,則(0,1)是其中一個交點,另外兩個交點關(guān)于點(0,1)對稱,則y1+y2+y3=2+1=3.13.(2024·湛江模擬)已知函數(shù)g(x)=f(2x)-x2為奇函數(shù),且f(2)=1,則f(-2)=()A.-2 B.-1C.1 D.2C解析:因為g(x)為奇函數(shù),所以g(-1)=-g(1),即f(-2)-1=-f(2)+1=-1+1=0,所以f(-2)=1.故選C.14.定義函數(shù)D(x)=1,A.D(x)不是周期函數(shù)B.D(x)是奇函數(shù)C.D(x)的圖象存在對稱軸D.D(x)是周期函數(shù),且有最小正周期C解析:當m為有理數(shù)時,D(x+m)=1,x為有理數(shù),-1,x為無理數(shù),所以D(x+m)=D(x),所以任何一個有理數(shù)m都是D(x)的周期,所以D(x)是周期函數(shù),但無最小正周期,所以選項A,D錯誤.若x為有理數(shù),則-x也為有理數(shù),所以D(x)=D(-x);若x為無理數(shù),則-x也為無理數(shù),所以D(x)=D(-x).故總有D(-x)=

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