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文檔簡介
清單06函數(shù)的基本性質(zhì)(單調(diào)性、奇偶性、對稱性、周期性)(個考點梳理+題型解讀+提升訓練)【清單01】函數(shù)的圖象1.1、函數(shù)圖象的平移變換(左“+”右“-”;上“+”下“-”)①②③④注:左右平移只能單獨一個加或者減,注意當前系數(shù)不為1,需將系數(shù)提取到外面.1.2、函數(shù)圖象的對稱變換①的圖象的圖象;②的圖象的圖象;③的圖象的圖象;1.3、函數(shù)圖象的翻折變換(絕對值變換)①的圖象的圖象;(口訣;以軸為界,保留軸上方的圖象;將軸下方的圖象翻折到軸上方)②的圖象的圖象.(口訣;以軸為界,去掉軸左側(cè)的圖象,保留軸右側(cè)的圖象;將軸右側(cè)圖象翻折到軸左側(cè);本質(zhì)是個偶函數(shù))【清單02】函數(shù)的單調(diào)性2.1增函數(shù)一般地,設(shè)函數(shù)的定義域為,區(qū)間,如果,當時,都有,那么就稱函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增.(如圖:圖象從左到右是上升的)特別地,當函數(shù)在它的定義域上單調(diào)遞增時,稱它是增函數(shù)(increasingfunction).2.2減函數(shù)一般地,設(shè)函數(shù)的定義域為,區(qū)間,如果,當時,都有,那么就稱函數(shù)在區(qū)間上是單調(diào)遞減.(如圖:圖象從左到右是下降的)特別地,當函數(shù)在它的定義域上單調(diào)遞增時,稱它是減函數(shù)(decreasingfunction).【清單03】函數(shù)的奇偶性3.1偶函數(shù):一般地,設(shè)函數(shù)的定義域為,如果,都有,且,那么函數(shù)就叫做偶函數(shù).3.2奇函數(shù):一般地,設(shè)函數(shù)的定義域為,如果,都有,且,那么函數(shù)就叫做奇函數(shù).【清單04】函數(shù)奇偶性的判斷4.1定義法:(1)先求函數(shù)的定義域,判斷定義域是否關(guān)于原點對稱.(2)求,根據(jù)與的關(guān)系,判斷的奇偶性:①若是奇函數(shù)②若是偶函數(shù)③若既是奇函數(shù)又是偶函數(shù)④若既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù)4.2圖象法:(1)先求函數(shù)的定義域,判斷定義域是否關(guān)于原點對稱.(2)若的圖象關(guān)于軸對稱是偶函數(shù)(3)若的圖象關(guān)于原點對稱是奇函數(shù)4.3性質(zhì)法:,在它們的公共定義域上有下面的結(jié)論:偶函數(shù)偶函數(shù)偶函數(shù)偶函數(shù)偶函數(shù)偶函數(shù)偶函數(shù)奇函數(shù)不能確定不能確定奇函數(shù)奇函數(shù)奇函數(shù)偶函數(shù)不能確定不能確定奇函數(shù)奇函數(shù)奇函數(shù)奇函數(shù)奇函數(shù)奇函數(shù)偶函數(shù)偶函數(shù)【清單05】冪函數(shù)的圖象與性質(zhì)5.1、五個冪函數(shù)的圖象(記憶五個冪函數(shù)的圖象)當時,我們得到五個冪函數(shù):;;;;5.2、五個冪函數(shù)的性質(zhì)定義域值域奇偶性奇函數(shù)偶函數(shù)奇函數(shù)非奇非偶奇函數(shù)單調(diào)性在上單調(diào)遞增在上單調(diào)遞減在單調(diào)遞增在上單調(diào)遞增在單調(diào)遞增在上單調(diào)遞減在上單調(diào)遞減定點【考點題型一】函數(shù)圖象識別核心方法:特殊值法,單調(diào)性,奇偶性,零點,極限法【例1-1】(24-25高一上·廣東清遠·期中)函數(shù)的圖象大致為(
)A.B.C. D.【答案】A【知識點】函數(shù)奇偶性的定義與判斷、函數(shù)圖像的識別【分析】求出函數(shù)的奇偶性,并代入特殊函數(shù)值,判斷出答案.【詳解】的定義域為R,且,所以為奇函數(shù),圖象關(guān)于原點對稱,排除CD;又,B錯誤,A正確.故選:A【例1-2】(24-25高一上·北京朝陽·期中)函數(shù)的圖象大致為(
)A. B.
C.
D.
【答案】C【知識點】函數(shù)圖像的識別【分析】根據(jù)函數(shù)的定義域,特殊值點以及分子分母的增長速度,結(jié)合選項即可得到答案.【詳解】根據(jù)函數(shù)的解析式,易知該函數(shù)的定義域為,故選項A錯誤;令,得,故選項B錯誤;當時,的增長速度遠大于,所以當時,,故選項D錯誤.故選:C.【變式1-1】(24-25高一上·黑龍江·期中)函數(shù)的部分圖象大致為(
)A.
B.
C.
D.
【答案】B【知識點】函數(shù)奇偶性的應(yīng)用、函數(shù)圖像的識別【分析】根據(jù)函數(shù)定義域、奇偶性以及特殊點的函數(shù)值來確定正確答案.【詳解】由題知函數(shù)的定義域為,,所以函數(shù)為偶函數(shù),排除C,D,令,得,排除A,故B正確.故選:B【變式1-2】(24-25高一上·吉林長春·期中)函數(shù)的圖象大致為(
)A. B.C. D.【答案】A【知識點】函數(shù)圖像的識別、函數(shù)奇偶性的應(yīng)用【分析】研究函數(shù)的定義域、奇偶性與特殊點即可選出.【詳解】解:因為的定義域為,所以,所以函數(shù)為偶函數(shù).圖象關(guān)于軸對稱,所以可排除CD;又因為,排除B,所以A正確.故選:A【考點題型二】判斷并證明函數(shù)的單調(diào)性核心方法:證明單調(diào)性只能用定義法判斷單調(diào)性:①();②()③圖象法【例2】(24-25高一上·廣東珠?!て谥校┮阎瘮?shù),.
(1)畫出當時,函數(shù)y=fx的圖象;(2)探究函數(shù)y=fx【答案】(1)如圖所示(2)答案見解析【知識點】定義法判斷或證明函數(shù)的單調(diào)性、畫出具體函數(shù)圖象【分析】(1)根據(jù)題意,利用描點法畫出草圖即可;(2)分情況討論,結(jié)合單調(diào)性定義證明即可.【詳解】(1)當時,.圖象如下:
(2)當時,x∈?∞,越大,反比例函數(shù)知道也越大,則也增大,則在上單調(diào)遞增.在0,+∞上也單調(diào)遞增.當時,在上單調(diào)遞增.當時,x∈?∞設(shè),,且,則.因為,所以,,當,時,,此時函數(shù)為減函數(shù);當,時,,此時函數(shù)為增函數(shù).綜上,函數(shù)在上為減函數(shù),在上為增函數(shù).且,則為奇函數(shù),在對稱區(qū)間單調(diào)性相同.則在上單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減.綜上所得,當時,在上單調(diào)遞增,在0,+∞上也單調(diào)遞增.當時,在上單調(diào)遞增.當時,在上單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減;在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.【變式2-1】(24-25高一上·浙江寧波·期中)已知函數(shù)的圖象過點和.(1)求函數(shù)的解析式;(2)判斷函數(shù)在區(qū)間0,+∞上的單調(diào)性,并用單調(diào)性的定義證明.
【答案】(1)(2)在上為減函數(shù),證明見解析【知識點】定義法判斷或證明函數(shù)的單調(diào)性、求解析式中的參數(shù)值【分析】(1)待定系數(shù)法得到方程,求出,,則;(2)定義法證明函數(shù)單調(diào)性步驟,取點,作差,變形判號,下結(jié)論.【詳解】(1)根據(jù)題意函數(shù)的圖象過點和,則,,解得,,則;(2)函數(shù)在0,+∞上單調(diào)遞減,證明:任取,,設(shè),則,又因為,則,,,,則;所以,故函數(shù)在0,+∞上為減函數(shù).【變式2-2】(24-25高一上·廣東佛山·期中)已知函數(shù).(1)求函數(shù)的解析式.(2)判斷函數(shù)的單調(diào)性并證明;【答案】(1)(2)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,證明見解析【知識點】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性解不等式、求解析式中的參數(shù)值、定義法判斷或證明函數(shù)的單調(diào)性【分析】(1)由已知,代入函數(shù),可求得,即可求得函數(shù)的解析式;(2)利用函數(shù)單調(diào)性定義即可證明;【詳解】(1)由題意,,得,從而可得,則函數(shù)的解析式為.(2)任取,設(shè),則,當時,,則,即,則在上單調(diào)遞減;當時,,則,即,則在上單調(diào)遞增;【考點題型三】求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間核心方法:圖象法【例3】(24-25高一上·吉林長春·期中)函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為(
)A. B.C. D.【答案】A【知識點】求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間、判斷二次函數(shù)的單調(diào)性和求解單調(diào)區(qū)間、分段函數(shù)的單調(diào)性【分析】化函數(shù)為分段函數(shù),再結(jié)合二次函數(shù)單調(diào)性求出單調(diào)遞增區(qū)間.【詳解】函數(shù),當時,在上單調(diào)遞減,當時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為.故選:A【變式3-1】(24-25高一上·廣東茂名·期中)函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為.【答案】、【知識點】求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間【分析】作出函數(shù)的圖象,可得出該函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間.【詳解】因為,由此畫出函數(shù)的圖象如圖所示,由圖可知,函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為、.
故答案為:、.【變式3-2】(2024高一·全國·專題練習)函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間是.【答案】【知識點】求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間、畫出具體函數(shù)圖象【分析】作出函數(shù)的圖象,根據(jù)圖象即可求出結(jié)果.【詳解】函數(shù),由,解得或,函數(shù)的圖象如圖所示,由圖可知,函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為.故答案為:.【考點題型四】求復合函數(shù)的單調(diào)區(qū)間(注意優(yōu)先考慮定義域)核心方法:同增異減【例4】(23-24高一上·陜西西安·階段練習)函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間是.【答案】【知識點】求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間、復合函數(shù)的單調(diào)性【分析】求出函數(shù)的定義域,利用復合函數(shù)“同增異減”的性質(zhì)即可求得其單調(diào)增區(qū)間.【詳解】由題意可知,解得,即函數(shù)定義域為,易知函數(shù)由復合而成,且在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;利用復合函數(shù)單調(diào)性可得的單調(diào)增區(qū)間是故答案為:.【變式4-1】(23-24高三上·江蘇南通·階段練習)函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間是(
)A. B. C. D.【答案】A【知識點】求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間、復合函數(shù)的單調(diào)性【分析】求得的定義域,利用復合函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合二次函數(shù)單調(diào)性可得答案.【詳解】函數(shù)中,,解得,又的開口向下,對稱軸方程為,函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,又在上單調(diào)遞增,因此函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間是.故選:A【考點題型五】根據(jù)函數(shù)單調(diào)性求參數(shù)核心方法:圖象法【例5-1】(24-25高三上·陜西咸陽·期中)已知函數(shù)在上單調(diào)遞減,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】A【知識點】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)值、根據(jù)分段函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)【分析】分段函數(shù)單調(diào)性,保證兩段都單調(diào)遞減,考慮端點即可.【詳解】根據(jù)題意得到,,解得,即.故選:A.【例5-2】(24-25高一上·廣東深圳·期中)已知函數(shù)在上單調(diào)遞減,則實數(shù)的取值范圍是.【答案】【知識點】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)值【分析】化簡可得,根據(jù)單調(diào)性可得,求出函數(shù)的減區(qū)間,可得出區(qū)間的包含關(guān)系,綜合可得出實數(shù)的取值范圍.【詳解】因為,且函數(shù)在上單調(diào)遞減,則,解得或,則函數(shù)的減區(qū)間為、,由題意可得,可得,綜上所述,實數(shù)的取值范圍是.故答案為:.【變式5-1】(24-25高一上·廣西河池·階段練習)已知函數(shù)在上單調(diào)遞減,則的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】A【知識點】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)值、已知二次函數(shù)單調(diào)區(qū)間求參數(shù)值或范圍【分析】根據(jù)二次函數(shù)的對稱軸列不等式即可得解.【詳解】由二次函數(shù)性質(zhì)可知,要使函數(shù)在上單調(diào)遞減,只需,解得,即的取值范圍為.故選:A【變式5-2】(24-25高一上·廣東清遠·期中)若在上是減函數(shù),則(
)A. B.C. D.【答案】D【知識點】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)值、已知二次函數(shù)單調(diào)區(qū)間求參數(shù)值或范圍、根據(jù)分段函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)【分析】根據(jù)分段函數(shù)的定義及單調(diào)性列不等式組,解不等式即可.【詳解】由已知函數(shù)在上單調(diào)遞減,當時,單調(diào)遞減,則,當時,單調(diào)遞減,則,即,又結(jié)合分段函數(shù)可知,綜上所述.故選:D.【考點題型六】判斷函數(shù)的奇偶性核心方法:①定義法②圖象法③性質(zhì)法偶函數(shù)偶函數(shù)偶函數(shù)偶函數(shù)偶函數(shù)偶函數(shù)偶函數(shù)奇函數(shù)不能確定不能確定奇函數(shù)奇函數(shù)奇函數(shù)偶函數(shù)不能確定不能確定奇函數(shù)奇函數(shù)奇函數(shù)奇函數(shù)奇函數(shù)奇函數(shù)偶函數(shù)偶函數(shù)【例6】(24-25高一上·上海徐匯·期中)下列函數(shù)中,偶函數(shù)的序號為①②③
④【答案】①②④【知識點】函數(shù)奇偶性的定義與判斷【分析】利用偶函數(shù)的定義逐一判斷即得.【詳解】對于①,函數(shù)的定義域為,,①是;對于②,函數(shù)中,,解得,,,②是;對于③,中,,而,,③不是;對于④,中,,當時,,;當時,,,因此,④是.故答案為:①②④【變式6-1】(24-25高一上·甘肅武威·期中)在定義域內(nèi)既是奇函數(shù)又是減函數(shù)的是(
)A. B.C. D.【答案】A【知識點】函數(shù)奇偶性的定義與判斷、分段函數(shù)的單調(diào)性、根據(jù)解析式直接判斷函數(shù)的單調(diào)性【分析】BC選項可以用常見函數(shù)的函數(shù)圖形得到奇偶性和單調(diào)性,A選項由奇函數(shù)的定義來判斷,并判斷0,+∞【詳解】A選項:定義域為:,,當時,,由二次函數(shù)圖像可知,在0,+∞上單調(diào)遞減,所以在定義域上單調(diào)遞減,A選項正確;B選項:由反比例函數(shù)圖像可知,函數(shù)是奇函數(shù),但是在區(qū)間上單調(diào)遞減,但在定義域上不單調(diào),所以B選項錯誤;C選項:由二次函數(shù)的圖像可知,函數(shù)是偶函數(shù),所以C選項錯誤;D選項:當時,,,所以是奇函數(shù),由解析式可知咋0,+∞和上單調(diào)遞減,又∵,∴在定義域上不單調(diào),D選項錯誤.故選:A【變式6-2】(多選)(24-25高一上·陜西咸陽·期中)下列函數(shù)中,是偶函數(shù)且在區(qū)間上單調(diào)遞減的是(
)A. B. C. D.【答案】AD【知識點】函數(shù)奇偶性的定義與判斷、根據(jù)解析式直接判斷函數(shù)的單調(diào)性【分析】利用單調(diào)性和奇偶性逐項判斷即可.【詳解】對于A,在區(qū)間上單調(diào)遞減,且為偶函數(shù),故A正確;對于B,,則為奇函數(shù),故B錯誤;對于C,,則為奇函數(shù),故C錯誤;對于D,在區(qū)間上單調(diào)遞減,且為偶函數(shù),故D正確;故選:AD【考點題型七】利用函數(shù)奇偶性求參數(shù),求值核心方法:奇偶性定義【例7】(24-25高一上·四川成都·期中)已知為定義在R上的奇函數(shù),當時,,則(
)A.-2 B.-1 C.0 D.1【答案】C【知識點】函數(shù)奇偶性的應(yīng)用、由奇偶性求參數(shù)【分析】根據(jù)奇函數(shù)的性質(zhì)求出,再求出即可得解.【詳解】因為為定義在R上的奇函數(shù),所以得,所以,故,則,故選:C.【變式7-1】(24-25高一上·湖南永州·期中)已知函數(shù),且,則(
).A. B. C. D.3【答案】C【知識點】由奇偶性求參數(shù)【分析】結(jié)合題意利用奇函數(shù)的定義即可求解.【詳解】因為,所以.所以.故選:.【變式7-2】(24-25高一上·福建泉州·期中)若函數(shù)為奇函數(shù),則實數(shù).【答案】2【知識點】由奇偶性求參數(shù)【分析】根據(jù)奇函數(shù)的定義,即對于任意實數(shù),都有根據(jù)這個定義列出等式,然后通過化簡等式來求解實數(shù)的值.【詳解】因為為奇函數(shù),所以.先求出,將換為,可得.而.所以..展開左邊式子.展開右邊式子.左右兩邊的系數(shù)應(yīng)該相等,,解得.故答案為:2.【考點題型八】利用函數(shù)奇偶性解不等式核心方法:奇偶性+單調(diào)性(特別注意容易忽視定義域)【例8-1】(多選)(24-25高一上·湖南永州·期中)已知函數(shù)是定義域為的奇函數(shù),且對任意,當時,總有,則滿足的x的值可能是(
)A. B. C. D.【答案】AC【知識點】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性解不等式、由函數(shù)奇偶性解不等式【分析】由題意得在上是增函數(shù),根據(jù)奇偶性可得在上也是增函數(shù),,由單調(diào)性即可求解.【詳解】由題意可知,在上是增函數(shù),而為奇函數(shù),故在上也是增函數(shù),所以fx在R上單調(diào)遞增.因為,所以,即,所以,解得.故選:.【例8-2】(24-25高一上·天津南開)定義在上的偶函數(shù),當時,為減函數(shù),則滿足不等式的的取值范圍是.【答案】【知識點】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性解不等式、由函數(shù)奇偶性解不等式【分析】根據(jù)偶函數(shù)的性質(zhì)將不等式轉(zhuǎn)化為,再根據(jù)單調(diào)性可解得結(jié)果.【詳解】因為函數(shù)是定義在區(qū)間上的偶函數(shù),所以等價于,因為當時,為減函數(shù),則,解得,或,故答案為:.【變式8-1】(24-25高一上·湖北黃岡·期中)已知定義域為的偶函數(shù)滿足:對任意,,都有成立,則滿足的x取值范圍是(
)A.?∞,1 B. C. D.【答案】C【知識點】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性解不等式、由函數(shù)奇偶性解不等式【分析】根據(jù)條件可得函數(shù)在上單調(diào)遞增,原不等式可化為,則,即可求解.【詳解】解:由題意可得在上單調(diào)遞增,又為偶函數(shù),則不等式等價于,所以,解得,即滿足題意的x取值范圍為:故選:C【變式8-2】(24-25高一上·天津津南·期中)定義在R上的偶函數(shù)在上單調(diào)遞減,則不等式的解集(
)A. B. C. D.【答案】C【知識點】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性解不等式、由函數(shù)奇偶性解不等式【分析】根據(jù)函數(shù)的奇偶性和單調(diào)性列不等式來求得不等式的解集.【詳解】由于是偶函數(shù),圖象關(guān)于軸對稱,所以的圖象關(guān)于直線對稱,在上單調(diào)遞減,所以在1,+∞上單調(diào)遞減,所以在上單調(diào)遞增,由得,所以,所以不等式的解集為.故選:C【考點題型九】函數(shù)的對稱性和周期性【例9】(24-25高三上·遼寧錦州·期中)已知函數(shù)為偶函數(shù),且的圖象關(guān)于點對稱,當時,,則(
)A.2024 B.2 C.1 D.0【答案】D【知識點】函數(shù)奇偶性的應(yīng)用、函數(shù)對稱性的應(yīng)用、由函數(shù)的周期性求函數(shù)值【分析】首先利用函數(shù)的奇偶性及其對稱性推導得到的周期為,進而利用函數(shù)的周期性求解即可.【詳解】因為函數(shù)為偶函數(shù),所以的圖象關(guān)于直線對稱,所以,即,又因為函數(shù)的圖象關(guān)于點對稱,所以,進而可得:又,所以,即,所以函數(shù)的周期為4,所以.故選:D【變式9-1】(多選)(24-25高一上·浙江寧波·期中)已知的定義域為,為奇函數(shù),為偶函數(shù),則(
)A. B.C.為偶函數(shù) D.【答案】ACD【知識點】函數(shù)奇偶性的定義與判斷、函數(shù)奇偶性的應(yīng)用、函數(shù)周期性的應(yīng)用、函數(shù)對稱性的應(yīng)用【分析】根據(jù)函數(shù)的對稱性、奇偶性及周期性的性質(zhì)推導可得.【詳解】因為f2x+1為奇函數(shù),所以,則,所以關(guān)于1,0對稱且f1=0,則,,又為偶函數(shù),所以,所以,故,所以為偶函數(shù),故C正確;所以,即,所以是以為周期的周期函數(shù),則,故D正確;又,故A正確;因為,由于無法確定,所以無法確定,故B錯誤.故選:ACD【變式9-2】(多選)(24-25高三上·福建龍巖·期中)已知函數(shù)的定義域為,對任意都有,且,,則(
)A.的圖象關(guān)于直線對稱 B.的圖象關(guān)于點對稱C. D.為偶函數(shù)【答案】AC【知識點】函數(shù)奇偶性的定義與判斷、判斷證明抽象函數(shù)的周期性、判斷或證明函數(shù)的對稱性、由函數(shù)的周期性求函數(shù)值【分析】根據(jù)函數(shù)的對稱性、奇偶性、周期性逐項判斷即可.【詳解】∵,則的圖象關(guān)于直線對稱,故A正確,B錯誤;∵函數(shù)的圖象關(guān)于直線對稱,則,又,∴,則,即,∴函數(shù)的周期為8,則,故C正確;∵,所以為奇函數(shù),故D錯誤.故選:AC.【考點題型十】函數(shù)單調(diào)性、奇偶性、對稱性、周期性綜合應(yīng)用【例10】(多選)(24-25高一上·重慶·期中)已知定義在R上的偶函數(shù)和奇函數(shù)滿足,則(
)A.的圖象關(guān)于點對稱B.是以8為周期的周期函數(shù)C.存在函數(shù),使得對,都有D.【答案】ABD【知識點】函數(shù)奇偶性的應(yīng)用、函數(shù)周期性的應(yīng)用、函數(shù)對稱性的應(yīng)用【分析】依據(jù)函數(shù)奇偶性定義即可得出,即可判斷A正確;結(jié)合奇偶性和對稱性計算可得是以8為周期的周期函數(shù),利用周期性計算可得,即B正確,D正確;利用反證法假設(shè)C選項成立,可得的函數(shù)值不唯一,構(gòu)不成函數(shù)關(guān)系,因此假設(shè)不成立,即C錯誤.【詳解】對于A,根據(jù)題意由可得;又為奇函數(shù),聯(lián)立,兩式相加可得,因此的圖象關(guān)于點2,1對稱,即A正確;對于B,由A選項可知,又為偶函數(shù),所以,可得,即,所以,即是以8為周期的周期函數(shù),可知B正確;對于C,假設(shè)存在函數(shù)hx,使得對,都有,由,,可得,,可得;因此,又,即的函數(shù)值不唯一,構(gòu)不成函數(shù)關(guān)系,因此假設(shè)不成立,即C錯誤.對于D,易知,由可得,又,所以;所以,即D正確;故選:ABD【點睛】求解函數(shù)對稱性、奇偶性、周期性等性質(zhì)綜合性問題時,要充分利用已有性質(zhì)推出第三個性質(zhì)進行綜合運用進而實現(xiàn)問題求解.【變式10-1】(多選)(24-25高三上·全國·階段練習)已知函數(shù)是定義域為R的奇函數(shù),且,則(
)A. B.的一個周期是3C.的一個對稱中心是 D.【答案】BCD【知識點】函數(shù)奇偶性的應(yīng)用、函數(shù)周期性的應(yīng)用、判斷或證明函數(shù)的對稱性【分析】根據(jù)的周期性,奇偶性、對稱性等知識對選項進行分析,從而確定正確答案.【詳解】由,可得,所以有,所以是周期為的周期函數(shù),選項B正確;又是上的奇函數(shù),知,可得,無法確定,的值,選項A錯誤;由,及,可得,所以的圖象關(guān)于點對稱,選項C正確;由的周期為3,得,選項D正確.故選:BCD.【點睛】結(jié)論點睛:函數(shù)的對稱性與周期性:(1)若,則函數(shù)關(guān)于中心對稱;(2)若,則函數(shù)關(guān)于對稱;(3)若,則函數(shù)的周期為2a;(4)若,則函數(shù)的周期為2a.【變式10-2】(多選)(24-25高三上·甘肅金昌·期中)已知函數(shù)的定義域為R,函數(shù)是奇函數(shù),且滿足,則下列說法正確的是(
)A.B.函數(shù)的圖象關(guān)于軸對稱C.D.若函數(shù)滿足,則【答案】ABD【知識點】由函數(shù)的周期性求函數(shù)值、函數(shù)對稱性的應(yīng)用、函數(shù)周期性的應(yīng)用、函數(shù)奇偶性的應(yīng)用【分析】根據(jù)給定條件,利用奇函數(shù)的性質(zhì),結(jié)合賦值法逐項分析判斷即可.【詳解】對于A,由函數(shù)是奇函數(shù),得,由,得,A正確;對于B,由是奇函數(shù),得,即,又,則,即,因此,為偶函數(shù),的圖象關(guān)于軸對稱,B正確;對于C,由,得,C錯誤;對于D,,函數(shù)是以為4周期的周期函數(shù),由,得,,于是是以4為周期的函數(shù),,由,得,,所以,D正確.故選:ABD【點睛】思路點睛:涉及抽象函數(shù)等式問題,利用賦值法探討函數(shù)的性質(zhì),再借助性質(zhì)即可求解.【考點題型十一】利用函數(shù)奇偶性求解析式【例11】(24-25高一上·陜西咸陽·期中)已知函數(shù)是奇函數(shù),且當時,,則當時,的解析式為.【答案】【知識點】由奇偶性求函數(shù)解析式【分析】設(shè),求出,再利用函數(shù)的奇偶性得出.【詳解】設(shè),則,所以,又函數(shù)是奇函數(shù),所以,即時,的解析式為.故答案為:【變式11-1】(23-24高一上·遼寧沈陽·期中)已知是定義域為的奇函數(shù),當時,,則當時,.【答案】【知識點】由奇偶性求函數(shù)解析式【分析】由奇函數(shù)性質(zhì)先求出,然后結(jié)合奇函數(shù)定義可求時的函數(shù)解析式.【詳解】因為y=fx是定義域為的奇函數(shù),當時,,所以,即,此時,則當時,,,所以.故答案為:.【變式11-2】(24-25高一上·江蘇無錫·期中)已知函數(shù)是偶函數(shù),當時,,則當時,.【答案】【知識點】由奇偶性求函數(shù)解析式【分析】根據(jù)偶函數(shù)的性質(zhì)求解即可.【詳解】若,則,當時,,所以,又因函數(shù)是偶函數(shù),所以所以當時,,故答案為:【考點題型十二】求分段函數(shù)的單調(diào)區(qū)間【例12】(23-24高一上·廣東深圳·期中)已知函數(shù).(1)畫出函數(shù)圖象并寫出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間(不需要證明);(2)求集合M={m|使方程有兩個不相等的實根}.【答案】(1)答案見解析,單調(diào)遞增區(qū)間為和,單調(diào)遞減區(qū)間為和(2)M={m|m>4或m=0}.【知識點】求分段函數(shù)解析式或求函數(shù)的值、根據(jù)函數(shù)零點的個數(shù)求參數(shù)范圍、根據(jù)圖像判斷函數(shù)單調(diào)性、分段函數(shù)的單調(diào)性【分析】(1)化簡函數(shù)的解析式,再畫出函數(shù)的圖象,即得函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)當時,取最大值4,利用數(shù)形結(jié)合分析得解.【詳解】(1)當時,得或,,當時,得,,即.函數(shù)的圖象如圖所示,單調(diào)遞增區(qū)間為和,單調(diào)遞減區(qū)間為和.(2)當時,,當時,取最大值4.由題意可知,函數(shù)與y=m的圖象有兩個不同的交點,故集合M={m|m>4或m=0}.【變式12-1】(23-24高一上·陜西商洛·期中)已知函數(shù)是定義在上的奇函數(shù),當時,.
(1)求函數(shù)在上的解析式;(2)畫出函數(shù)的圖像并根據(jù)圖像寫出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和值域.【答案】(1)(2)圖象見解析,單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為,值域為.【知識點】由奇偶性求函數(shù)解析式、畫出具體函數(shù)圖象、分段函數(shù)的值域或最值、分段函數(shù)的單調(diào)性【分析】(1)根據(jù)奇函數(shù)的性質(zhì)先求出,再根據(jù)奇函數(shù)性性質(zhì)求出時的解析式,即可得答案.(2)根據(jù)函數(shù)解析式可作出函數(shù)圖象,由圖象可得函數(shù)的單調(diào)區(qū)間以及值域.【詳解】(1)由題意知函數(shù)是定義在上的奇函數(shù),故;當時,,則時,,故,函數(shù)在上的解析式為.(2)畫出函數(shù)的圖像如圖:
由圖可知,函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為,值域為.【變式12-2】(23-24高一上·天津)函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為.(用開區(qū)間表示)【答案】【知識點】判斷二次函數(shù)的單調(diào)性和求解單調(diào)區(qū)間、分段函數(shù)的單調(diào)性【分析】根據(jù)絕對值的符號分類討論,利用二次函數(shù)的單調(diào)性判斷即可.【詳解】當時,,對稱軸為,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增;當時,,對稱軸為,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減;所以函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為.故答案為:.【考點題型十三】根據(jù)分段函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)【例13】(24-25高一上·河南洛陽·期中)設(shè)若函數(shù)y=f(x)是單調(diào)遞增函數(shù),則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】C【知識點】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)值、判斷指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性、根據(jù)分段函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)【分析】分段函數(shù)單調(diào)遞增,需要滿足在每一段上函數(shù)都是單調(diào)遞增的,并且在分段點處左邊函數(shù)的最大值小于等于右邊函數(shù)的最小值.我們將分別分析兩段函數(shù)的單調(diào)性,再根據(jù)分段點處的條件確定的取值范圍.【詳解】當時,.對于反比例函數(shù)(),當時,在各自區(qū)間上單調(diào)遞減.,要使在上單調(diào)遞增,則,解不等式得.
當時,,對于指數(shù)函數(shù)(且),當時函數(shù)單調(diào)遞增.所以,解這個不等式得到.
在處,需要滿足,即,解得.
綜合以上三個條件,取交集得到實數(shù)的取值范圍是.故選:C.【變式13-1】(24-25高一上·云南昆明·期中)已知函數(shù)是上的單調(diào)函數(shù),則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】D【知識點】根據(jù)分段函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)【分析】根據(jù)時的單調(diào)性可確定在上的單調(diào)性,結(jié)合二次函數(shù)性質(zhì)和分段處函數(shù)值大小關(guān)系可構(gòu)造不等式組求得結(jié)果.【詳解】當時,單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞增,,解得:,實數(shù)的取值范圍為.故選:D.【變式13-2】(24-25高一上·甘肅金昌·期中)已知函數(shù)在R上單調(diào)遞增,則實數(shù)的取值范圍為.【答案】【知識點】根據(jù)分段函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)【分析】由分段函數(shù)的兩段均遞增,且臨界點左小右大(最多相等)列不等式組可得.【詳解】若使在上單調(diào)遞增,則;若使在上單調(diào)遞增,則.若使函數(shù)在上單調(diào)遞增,則,解得,故實數(shù)的取值范圍為.故答案為:,【考點題型十四】分段函數(shù)的值域或最值問題核心方法:圖象法【例14】(24-25高一上·天津·期中)給定函數(shù),,用表示函數(shù),中的較大者,即,,則的最小值為(
)A.0 B. C. D.2【答案】C【知識點】分段函數(shù)的值域或最值【分析】根據(jù)題意作出函數(shù)的圖象,根據(jù)函數(shù)圖象即可求解.【詳解】令,解得或,作出函數(shù)的圖象如圖所示:
由圖象可知,當時,取得最小值為.故選:C.【變式14-1】(23-24高一上·浙江杭州·期中)若,記,則函數(shù)的最小值為(
)A.0 B.1 C.3 D.12【答案】C【知識點】函數(shù)圖象的應(yīng)用、分段函數(shù)的值域或最值【分析】利用新定義,將寫成分段函數(shù),畫出圖象即可求出最小值.【詳解】則的圖象如下:∴當或時,有最小值3.故選:C.【變式14-2】(24-25高一上·福建漳州·期中)定義運算,已知函數(shù),則的最大值為.【答案】9【知識點】指數(shù)函數(shù)圖像應(yīng)用、分段函數(shù)的值域或最值【分析】根據(jù)的含義及函數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性可得分段函數(shù)的解析式及單調(diào)性,可得最大值.【詳解】由題意得,表示與的最小值,∵在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,且時,,∴當時,,當時,,∴,∴在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,∴.故答案為:9.【考點題型十五】二次函數(shù)的最值問題(不含參數(shù)的二次函數(shù)最值問題)核心方法:配方法+圖象法【例15】(24-25高一上·貴州·期中)已知函數(shù)滿足.(1)求的解析式;(2)求在上的值域.【答案】(1)(2)【知識點】已知f(g(x))求解析式、求二次函數(shù)的值域或最值、求二次函數(shù)的解析式【分析】(1)利用換元法求函數(shù)解析式即可;(2)根據(jù)二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)計算即可求解.【詳解】(1)設(shè),則,所以,則.(2)由(1)可知,則的圖象關(guān)于直線對稱.由二次函數(shù)的性質(zhì)可知在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,則.因為,,所以.故在上的值域是.【變式15-1】(24-25高一上·四川成都·期中)函數(shù)的最小值是(
)A. B. C. D.【答案】A【知識點】求二次函數(shù)的值域或最值【分析】利用配方法可得出函數(shù)的最小值.【詳解】因為,故.故選:A.【變式15-2】(24-25高一上·陜西漢中·期中)函數(shù)的值域是.【答案】【知識點】求二次函數(shù)的值域或最值【分析】求出二次函數(shù)在區(qū)間上的單調(diào)性,進而可求最大值和最小值.【詳解】二次函數(shù)開口向上,對稱軸x=?1,所以在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,所以,因為比?2遠離對稱軸,所以,所以故答案為:【考點題型十六】二次函數(shù)的最值問題(含參數(shù)的二次函數(shù)最值問題)核心方法:圖象法+分類討論【例16-1】(24-25高一上·四川成都·期中)已知函數(shù).(1)已知,若,求實數(shù)取值范圍;(2)求在上的最小值;(3)函數(shù)的最大值.【答案】(1)(2)(3)3【知識點】利用函數(shù)單調(diào)性求最值或值域、求二次函數(shù)的值域或最值、根據(jù)二次函數(shù)的最值或值域求參數(shù)【分析】(1)由可得,即關(guān)于的不等式,求解即可;(2)得二次函數(shù)的對稱軸,然后分,,三種情況分類討論即可;(3)在(2)的基礎(chǔ)上分段討論函數(shù)的最值即可.【詳解】(1)因為,,所以,所以,解得;故實數(shù)取值范圍為.(2)函數(shù)的對稱軸為,當,即時,在上單調(diào)遞增,故;當,即時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,故;當,即時,在上單調(diào)遞減,故;綜上所述;(3)由(2)可知當時,在上單調(diào)遞增,此時的最大值為;當時,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,此時的最大值為;當時,在上單調(diào)遞減,此時的最大值為;綜上所述的最大值為.【例16-2】(24-25高一上·四川成都·期中)已知函數(shù)是定義在R上的偶函數(shù),且當時,,函數(shù)在軸左側(cè)的圖象如圖所示,請根據(jù)圖象;
(1)畫出在軸右側(cè)的圖象,并寫出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)寫出函數(shù)的解析式;(3)若函數(shù),求函數(shù)的最小值.【答案】(1)圖象見解析,單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為,(2)(3)【知識點】由奇偶性求函數(shù)解析式、求二次函數(shù)的值域或最值、函數(shù)奇偶性的應(yīng)用【分析】(1)利用偶函數(shù)的圖象關(guān)于軸對稱作出圖象,由圖象得單調(diào)區(qū)間;(2)根據(jù)偶函數(shù)的定義求解析式;(3)用二次函數(shù)性質(zhì)分類討論即可求得最小值.【詳解】(1)函數(shù)是定義在R上的偶函數(shù),即函數(shù)的圖象關(guān)于軸對稱,則函數(shù)圖象如圖所示,
故函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為,.(2)令,則,則,又因為函數(shù)是定義在R上的偶函數(shù),所以,則,所以.(3)當x∈2,4時,,則,其對稱軸為,因為x∈2,4當,即時,,當,即時,,當,即時,,故.【變式16-1】(24-25高一上·河南洛陽·期中)已知函數(shù)(1)若函數(shù)是偶函數(shù),求實數(shù)k的值;(2)若不等式的解集為,求實數(shù)k的值;(3)求函數(shù)在上的最小值.【答案】(1)(2)(3)【知識點】求二次函數(shù)的值域或最值、由奇偶性求參數(shù)、由一元二次不等式的解確定參數(shù)【分析】(1)運用偶函數(shù)性質(zhì)得解;(2)運用韋達定理可解;(3)分類討論,結(jié)合圖像得到最值.【詳解】(1)∵函數(shù)是偶函數(shù),,即整理解得(2)不等式的解集為,所以是方程得兩根,運用韋達定理,得到,解得(3)由于
①當即時,在上單調(diào)遞增,所以.②當即時,則③當即時,在上單調(diào)遞減,所以則.【變式16-2】(24-25高一上·廣東清遠·期中)已知函數(shù)是上的奇函數(shù),(1)求實數(shù)的值;(2)求函數(shù)的值域.【答案】(1)(2)答案見解析【知識點】求二次函數(shù)的值域或最值、由奇偶性求參數(shù)、定義法判斷或證明函數(shù)的單調(diào)性、利用函數(shù)單調(diào)性求最值或值域【分析】(1)根據(jù)奇函數(shù)的性質(zhì),可得,再利用條件,可求得,即可求解;(2)利用函數(shù)單調(diào)性的定義得到在區(qū)間上單調(diào)遞減,從而得到,令,將問題轉(zhuǎn)化成求的值域,再利用二次函數(shù)的性質(zhì),即可求解.【詳解】(1)因為函數(shù)是上的奇函數(shù),則,又,,得到,所以,此時有,所以,,滿足題意,故實數(shù),.(2)由(1)知,任取,則,因為,則,得到,所以,即,所以在區(qū)間上單調(diào)遞減,所以時,,令,由,得到,對稱軸為,當時,在區(qū)間上單調(diào)遞增,此時,,當時,在區(qū)間上單調(diào)遞減,此時,,當時,,①時,,②是,,綜上,當時,函數(shù)的值域為,當時,函數(shù)的值域為,當時,函數(shù)的值域為,當時,函數(shù)的值域為.【考點題型十七】恒成立與能成立問題核心方法:判別法+變量分離法+基本不等式+對勾函數(shù)【例17-1】(24-25高一上·黑龍江·期中)已知函數(shù).(1)證明:函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增;(2)設(shè),若對任意的,,恒成立,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1)證明見解析(2)【知識點】定義法判斷或證明函數(shù)的單調(diào)性、函數(shù)不等式恒成立問題、利用函數(shù)單調(diào)性求最值或值域【分析】(1)根據(jù)函數(shù)單調(diào)性的定義按照步驟進行證明即可;(2)將問題轉(zhuǎn)化為在上的最大值小于等于在上的最小值的問題,解不等式可得結(jié)論.【詳解】(1)證明:設(shè),則,因為,所以,,,所以,所以函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,(2)由(1)知,函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以當時,,則問題轉(zhuǎn)化為,當時,恒成立又函數(shù)在上單調(diào)遞減,所以,所以,解得,故實數(shù)的取值范圍為【例17-2】(24-25高一上·湖南邵陽·階段練習)設(shè)函數(shù).(1)若關(guān)于x的不等式有實數(shù)解,求實數(shù)a的取值范圍;(2)若不等式對于實數(shù)時恒成立,求實數(shù)x的取值范圍.【答案】(1)(2)【知識點】一元二次不等式在某區(qū)間上的恒成立問題、一元二次不等式在某區(qū)間上有解問題【分析】(1)將給定的不等式等價轉(zhuǎn)化成,按與并結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)討論即可;(2)將給定的不等式等價轉(zhuǎn)化成,根據(jù)給定條件借助一次函數(shù)的性質(zhì)即可作答.【詳解】(1)依題意,有實數(shù)解,即不等式有實數(shù)解,當時,有實數(shù)解,則符合題意,當時,取,則成立,即有實數(shù)解,于是符合題意,當時,二次函數(shù)的圖象開口向下,要有解,當且僅當,從而得,綜上,,所以實數(shù)a的取值范圍是.(2)不等式對于實數(shù)時恒成立,即,,顯然,函數(shù)在上遞增,從而得,即,解得,所以實數(shù)x的取值范圍是.【變式17-1】(24-25高一上·浙江杭州·期中)已知定義域是的奇函數(shù),當時,.(1)若,求的值;(2)若函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,求的取值范圍;(3)若,不等式在區(qū)間上恒成立,求的取值范圍.【答案】(1)(2)(3)【知識點】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)值、函數(shù)不等式恒成立問題、求函數(shù)值、由奇偶性求函數(shù)解析式【分析】(1)代入后求得,再利用奇函數(shù)的性質(zhì)即可得解;(2)根據(jù)題意,考慮在上的單調(diào)性,利用二次函數(shù)的單調(diào)性即可得解;(3)利用函數(shù)的奇偶性求得當時,的解析式,再利用參變分離法與二次函數(shù)的最值性質(zhì)即可得解.【詳解】(1)當,時,,則,又y=fx定義域是的奇函數(shù),所以.(2)因為函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以此時只需考慮在上的單調(diào)性即可,因為當時,,其圖象開口向下,對稱軸為,所以,解得,即的取值范圍為.(3)因為不等式在區(qū)間上恒成立,所以此時只需考慮在0,+∞上的解析式即可,當,時,,當時,,則,又y=fx定義域是的奇函數(shù),所以,因為不等式在區(qū)間上恒成立,所以,即在上恒成立,令,則,而,當且僅當時,等號成立,則,所以,即.【變式17-2】(24-25高一上·湖北·階段練習)設(shè),其中,記.(1)若,求的值域;(2)若,記函數(shù)對任意,總存在,使得成立,求實數(shù)的取值范圍;(3)若,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1)(2)(3)【知識點】求二次函數(shù)的值域或最值、函數(shù)不等式恒成立問題【分析】(1)作出函數(shù)的圖象,即可根據(jù)圖象求解,(2)求解在上的值域,進而根據(jù)與的子集關(guān)系,求解的范圍即可,(3)作出的圖象,對分類討論,求解的最值,即可根據(jù)分類討論得解.【詳解】(1)當時,在直角坐標系中,分別作出的圖象(左圖),進而可得的圖象(右圖),令,解得,故由圖可知:的值域為(2)函數(shù),由于,,所以,故,當時,,在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,且,故在取最大值,在取最小值故,當時,,在單調(diào)遞增,若對任意,總存在,使得成立,則在上的值域為的子集即可,故是的子集,故,解得,或者,解得綜上,所求的范圍為.(3)令,解得或,故的圖象如下:,即當時,此時在單調(diào)遞減,故只需要即可,即,解得,不符合題意,舍去,當時,,此時在上的最大值為,最小為只需要,,解得,當時,,此時在上的最大值為,只需要,且且,無解,綜上可得:【點睛】方法點睛:函數(shù)求參數(shù)取值范圍常用的方法和思路(1)直接法:直接根據(jù)題設(shè)條件構(gòu)建關(guān)于參數(shù)的不等式,再通過解不等式確定參數(shù)范圍;(2)分離參數(shù)法:先將參數(shù)分離,轉(zhuǎn)化成求函數(shù)值域問題加以解決;(3)數(shù)形結(jié)合法:先對解析式變形,在同一平面直角坐標系中,畫出函數(shù)的圖象,然后數(shù)形結(jié)合求解.【考點題型十八】抽象函數(shù)綜合問題【例18】(24-25高一上·湖北·期中)函數(shù)的定義域為,且滿足對于任意,有,當時,.(1)證明:是偶函數(shù);(2)如果,解不等式.【答案】(1)證明見解析(2)【知識點】定義法判斷或證明函數(shù)的單調(diào)性、函數(shù)奇偶性的定義與判斷、根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性解不等式、由函數(shù)奇偶性解不等式【分析】(1)令,從而得到,即可證明;(2)通過賦值代換得,再證明其單調(diào)性,從而得到不等式組,解出即可.【詳解】(1)因?qū)Χx域內(nèi)的任意,有,令,則有,又令,得,再令,得,從而,于是有,所以是偶函數(shù).(2)由于,所以,于是不等式可化為,由(1)可知函數(shù)是偶函數(shù),則不等式可化為,設(shè),則,由于,所以,所以,所以,所以,所以在上是增函數(shù),所以可得,解得,所以不等式的解集為.【變式18-1】(24-25高一上·重慶·期中)已知定義域在上的函數(shù)滿足:,且當時,.(1)求,的值;(2)證明是偶函數(shù);(3)解不等式.【答案】(1);(2)證明見解析;(3)【知識點】求函數(shù)值、定義法判斷或證明函數(shù)的單調(diào)性、函數(shù)奇偶性的定義與判斷、根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性解不等式【分析】(1)令和計算即可;(2)令結(jié)合(1)的結(jié)論及偶函數(shù)的定義證明即可;(3)令,根據(jù)條件判定函數(shù)的單調(diào)性計算即可解不等式.【詳解】(1)令,則;令,則;(2)易知函數(shù)定義域關(guān)于原點對稱,令,則,滿足偶函數(shù)的定義,證畢;(3)令,易知,則,所以在0,+∞上單調(diào)遞增,又為偶函數(shù),所以在上單調(diào)遞減,所以,則,,即,即不等式的解集為.【變式18-2】(24-25高一上·江西景德鎮(zhèn)·期中)設(shè)函數(shù)滿足:①對任意實數(shù)都有;②對任意,都有恒成立;③不恒為0,且當時,.(1)求的值;(2)判斷函數(shù)的奇偶性,并給出你的證明.(3)定義“若存在非零常數(shù),使得對函數(shù)定義域中的任意一個,均有,則稱為以為周期的周期函數(shù)”.試證明:函數(shù)為周期函數(shù),并求出的值.【答案】(1),(2)偶函數(shù),證明見解析(3)【知識點】求函數(shù)值、函數(shù)奇偶性的定義與判斷、判斷證明抽象函數(shù)的周期性【分析】(1)令,得,令,得,從而得到,再令,確定出的范圍,從而得到;(2)令,結(jié)合,可得為偶函數(shù);(3),得周期為2,再分別令,,可得,,從而得到,結(jié)合周期性,得到答案.【詳解】(1)由于不恒為0,故存在,使,令,則,所以,令,由,由令,得,所以得到,又令,,因為當時,,所以,所以,,故;(2)定義域為,令,得,因為,所以,所以為偶函數(shù);(3)由,取,得,又為偶函數(shù),則,即是以2為周期的周期函數(shù);令,得,即,再令,得,即.而,解得,,由得,,所以,又由于是以2為周期的周期函數(shù),所以【點睛】關(guān)鍵點點睛:求抽象函數(shù)的值,判斷抽象函數(shù)的奇偶性和周期性,利用賦值法求抽象函數(shù)的函數(shù)值是一種常用的方法.【考點題型十九】函數(shù)基本性質(zhì)中的新定義問題【例19】(24-25高一上·湖北·期中)對于定義域為的函數(shù),如果存在區(qū)間,同時滿足:①在上是單調(diào)函數(shù);②當時,,則稱是該函數(shù)的“優(yōu)美區(qū)間”.(1)求證:是函數(shù)的一個“優(yōu)美區(qū)間”;(2)求證:函數(shù)不存在“優(yōu)美區(qū)間”;(3)已知函數(shù)有“優(yōu)美區(qū)間”,當取得最大值時,求的值.【答案】(1)證明見解析(2)證明見解析(3)【知識點】利用函數(shù)單調(diào)性求最值或值域、根據(jù)解析式直接判斷函數(shù)的單調(diào)性、函數(shù)新定義【分析】(1)在區(qū)間0,4上單調(diào)遞增,又,滿足“優(yōu)美區(qū)間”的定義;(2)根據(jù)的定義域,可設(shè)或,由單調(diào)性得到,兩式相減,化簡得到,代入方程組,得到,原方程無解,故函數(shù)不存在“優(yōu)美區(qū)間”;(3)根據(jù)函數(shù)定義域得到或,分離常數(shù)得到hx在上單調(diào)遞增,故,是方程,即的兩個同號且不等的實數(shù)根,根據(jù),求出或,由韋達定理得到兩根之和,兩根之積,求出,當時,取得最大值.【詳解】(1)在區(qū)間0,4上單調(diào)遞增,又,當時,,根據(jù)“優(yōu)美區(qū)間”的定義,0,4是的一個“優(yōu)美區(qū)間”;(2),設(shè),可設(shè)或,則函數(shù)在上單調(diào)遞減.若是的“優(yōu)美區(qū)間”,則兩式相減可得:,又,所以,即,代入方程組,得到,原方程無解.函數(shù)不存在“優(yōu)美區(qū)間”.(3),設(shè).有“優(yōu)美區(qū)間”,或,在上單調(diào)遞增.若是函數(shù)hx的“優(yōu)美區(qū)間”,則,是方程,即(*)的兩個同號且不等的實數(shù)根.,或,由(*)式得.,或,當時,取得最大值..【點睛】方法點睛:新定義問題的方法和技巧:(1)可通過舉例子的方式,將抽象的定義轉(zhuǎn)化為具體的簡單的應(yīng)用,從而加深對信息的理解;(2)可用自己的語言轉(zhuǎn)述新信息所表達的內(nèi)容,如果能清晰描述,那么說明對此信息理解的較為透徹;(3)發(fā)現(xiàn)新信息與所學知識的聯(lián)系,并從描述中體會信息的本質(zhì)特征與規(guī)律;(4)如果新信息是課本知識的推廣,則要關(guān)注此信息與課本中概念的不同之處,以及什么情況下可以使用書上的概念.【變式19-1】(24-25高一上·上海嘉定·期中)若函數(shù)對任意的均有,則稱函數(shù)具有性質(zhì).(1)判斷下面函數(shù)①;②是否具有性質(zhì),并說明理由;(2)全集為,函數(shù),試判斷并證明函數(shù)是否具有性質(zhì);(3)若函數(shù)具有性質(zhì),且,求證:對任意,,均有.【答案】(1)函數(shù)①具有性質(zhì);函數(shù)②不具有性質(zhì)(2)函數(shù)具有性質(zhì),證明見解析(3)證明見解析【知識點】函數(shù)新定義【分析】(1)利用題中定義以及所給的函數(shù),結(jié)合基本不等式,可以檢驗函數(shù)①是否具有性質(zhì),代入特殊值,即可檢驗函數(shù)②是否具有性質(zhì);(2)分別討論為有理數(shù)和無理數(shù),根據(jù)題中所給的定義以及函數(shù),檢驗計算,即可判斷;(3)利用反證法,結(jié)合所給的定義進行推理,即可證明.【詳解】(1)函數(shù)①,且,則,所以,故,所以函數(shù)①具有性質(zhì);②不具有性質(zhì),比如當時,,不滿足定義,故函數(shù)②不具有性質(zhì);(2)函數(shù)具有性質(zhì),理由如下:當為有理數(shù)時,,所以此時函數(shù)具有性質(zhì);當為無理數(shù)時,,所以此時函數(shù)具有性質(zhì),綜上所述,函數(shù)具有性質(zhì);(3)證明:假設(shè)為,,,中第一個大于0的值,則,因為具有性質(zhì),則,所以,則(1),這與,矛盾,故假設(shè)不成立,則原命題成立,所以對任意,均有.【變式19-2】(24-25高一上·山東青島·期中)對于區(qū)間,若函數(shù)同時滿足:①在上是單調(diào)函數(shù),②函數(shù)在的值域是,則稱區(qū)間為函數(shù)的“保值”區(qū)間.(1)求函數(shù)的所有“保值”區(qū)間;(2)判斷函數(shù)是否存在“保值”區(qū)間,并說明理由;(3)已知函數(shù)有“保值”區(qū)間,當取得最大值時求的值.【答案】(1);(2)不存在,理由見解析;(3)3.【知識點】利用函數(shù)單調(diào)性求最值或值域、求二次函數(shù)的值域或最值、函數(shù)新定義【分析】(1)由函數(shù)最小值確定的范圍,再借助單調(diào)性建立方程,求出“保值”區(qū)間.(2)假定存在“保值”區(qū)間,借助單調(diào)性建立方程,判定方程解的情況即可.(3)由“保值”區(qū)間的定義建立方程,再利用韋達定理結(jié)合二次函數(shù)最值求解即得.【詳解】(1)函數(shù)在R上的值域為,令在的值域為,則,函數(shù)在上單調(diào)遞增,因此,而,解得,所以函數(shù)的所有“保值”區(qū)間為.(2)函數(shù)在上單調(diào)遞增,若是在的保值區(qū)間,則,是方程同號的兩個不等實根,由,得,,則方程無實根,所以函數(shù)不存在“保值”區(qū)間.(3)函數(shù)在上單調(diào)遞增,依題意,,是方程同號的兩個不等實根,即是關(guān)于的方程同號的兩個不等實根,,解得或,于是,,當且僅當時取等號,所以當取得最大值時,的值為3.提升訓練一、單選題1.(24-25高一上·天津南開·期中)已知函數(shù),若,則(
)A. B. C.3 D.5【答案】A【知識點】求函數(shù)值、函數(shù)奇偶性的應(yīng)用【分析】根據(jù)給定的函數(shù),構(gòu)造函數(shù)并利用奇偶性求出函數(shù)值.【詳解】函數(shù)的定義域為R,令,定義域為,,即函數(shù)是奇函數(shù),于是,,即,所以.故選:A2.(24-25高一上·寧夏銀川·期中)函數(shù)為定義在R上的偶函數(shù),且對任意都有則下列關(guān)系正確的是(
)A. B.C. D.【答案】D【知識點】定義法判斷或證明函數(shù)的單調(diào)性、比較函數(shù)值的大小關(guān)系【分析】由函數(shù)為定義在上的偶函數(shù)可得,然后利用的單調(diào)性可得答案.【詳解】因為函數(shù)為定義在上的偶函數(shù),所以,因為對任意都有,即有在上單調(diào)遞減,所以,故選:D3.(24-25高一上·湖南·期中)已知函數(shù),且對任意,都有,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】D【知識點】定義法判斷或證明函數(shù)的單調(diào)性、根據(jù)分段函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)【分析】由題意可得函數(shù)在上單調(diào)遞增,結(jié)合二次函數(shù)、反比例函數(shù)的單調(diào)性可得不等式組,解出即可得.【詳解】由對任意,都有,故函數(shù)在上單調(diào)遞增,故有,解得.故選:D.4.(24-25高一上·福建福州·期中)已知函數(shù),若在上的值域為,則實數(shù)的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】A【知識點】根據(jù)解析式直接判斷函數(shù)的單調(diào)性、根據(jù)分段函數(shù)的值域(最值)求參數(shù)【分析】首先分析函數(shù)的單調(diào)性與取值特征,即可畫出函數(shù)圖象,數(shù)形結(jié)合即可求出參數(shù)的取值范圍.【詳解】因為,所以在上單調(diào)遞減且,當時,所以在0,2上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,又,,則的圖象如下所示:因為在上的值域為0,4,所以,即實數(shù)的取值范圍為.故選:A5.(24-25高一上·黑龍江鶴崗·期中)函數(shù)的值域是(
)A. B.C. D.【答案】A【知識點】復雜(根式型、分式型等)函數(shù)的值域【分析】復合函數(shù)求值域,先令根號內(nèi)的函數(shù)為新函數(shù),利用配方法得到函數(shù)值域,再由外函數(shù)的單調(diào)性得到最值,從而求出值域.【詳解】令,∵在上單調(diào)遞減,且當時,,∴.故選:A.6.(24-25高一上·天津北辰·期中)已知函數(shù),其中為奇函數(shù),若,則(
)A.2017 B.2018 C.2023 D.2022【答案】A【知識點】函數(shù)奇偶性的定義與判斷、函數(shù)奇偶性的應(yīng)用【分析】構(gòu)造,應(yīng)用奇偶性定義判斷奇偶性,再應(yīng)用奇偶性求.【詳解】令,則,又為奇函數(shù),所以,即為奇函數(shù),則,所以,又,所以.故選:A7.(24-25高一上·福建廈門·期中)若是定義在上的偶函數(shù),且在上是減函數(shù),且不等式對于一切恒成立,則的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】C【知識點】一元二次不等式在某區(qū)間上的恒成立問題、根據(jù)二次函數(shù)的最值或值域求參數(shù)、根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性解不等式、奇偶函數(shù)對稱性的應(yīng)用【分析】由題意可得在上單調(diào)遞增,不等式對于一切恒成立,可轉(zhuǎn)化為對于一切恒成立,設(shè),求與即可.【詳解】因為是定義在上的偶函數(shù),且在上是減函數(shù),所以在上單調(diào)遞增.因為不等式對于一切恒成立,所以對于一切恒成立,所以對于一切恒成立,即對于一切恒成立.設(shè),則.因為的開口向上,且,,所以.因為在上單調(diào)遞增,所以,所以.故選:C.8.(24-25高一上·福建泉州·期中)已知,若正實數(shù)滿足,則的最小值是(
)A. B. C. D.【答案】B【知識點】函數(shù)奇偶性的定義與判斷、基本不等式求和的最小值、基本不等式“1”的妙用求最值、根據(jù)解析式直接判斷函數(shù)的單調(diào)性【分析】易得在R上遞增,且是奇函數(shù),再由,得到,然后利用“1”的代換,用基本不等式求解.【詳解】因為,所以在R上遞增,又,所以是奇函數(shù),因為,所以,則,即,則,,當且僅當時,等號成立,所以的最小值是,故選:B二、多選題9.(24-25高一上·河北邯鄲·期中)已知函數(shù)的定義域是,且,都有,當時,,則下列說法正確的是(
)A.B.C.函數(shù)在上是減函數(shù)D.【答案】ABC【知識點】求函數(shù)值、定義法判斷或證明函數(shù)的單調(diào)性【分析】采用賦值法可判斷AB的真假;證明函數(shù)在上的單調(diào)性,判斷C的真假,研究的值,判斷D的真假.【詳解】對A:令得:.故A正確;對B:由題意,故B正確;對C:設(shè),則,因為,所以,即,所以函數(shù)在上是減函數(shù),故C正確;對D:因為,所以,故D錯誤.故選:ABC10.(24-25高一上·吉林·期中)已知是定義在R上的奇函數(shù),,且,則(
)A.B.的圖象關(guān)于直線對稱C.是偶函數(shù)D.的圖象關(guān)于點中心對稱【答案】ACD【知識點】函數(shù)奇偶性的應(yīng)用、判斷或證明函數(shù)的對稱性、函數(shù)對稱性的應(yīng)用【分析】由奇函數(shù)性質(zhì)和已知等式得出fx+2=?fx【詳解】因為,所以.因為是奇函數(shù),所以f?x=?fx,則fx+2=?fx因為,即,所以的圖象不關(guān)于直線對稱,則B錯誤.因為的圖象關(guān)于直線對稱,所以函數(shù)的圖象關(guān)于直線對稱,即是偶函數(shù),則C正確.因為是奇函數(shù),所以的圖象關(guān)于點中心對稱,因
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