函數(shù)的性質(zhì)綜合
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1. 理解函數(shù)的對(duì)稱性、周期性;
2. 能夠解決函數(shù)的單調(diào)性、奇偶性、對(duì)稱性、周期性綜合的問(wèn)題.
【備注】本節(jié)重點(diǎn):函數(shù)的對(duì)稱性和周期性;
本節(jié)難點(diǎn):對(duì)稱性與周期性綜合,單調(diào)性與對(duì)稱性綜合;
前置知識(shí):函數(shù)的概念,函數(shù)的單調(diào)性和奇偶性;
后置知識(shí):基本初等函數(shù),三角函數(shù).
一、 函數(shù)圖象的變換
1. 平移變換
的圖象向上平移 個(gè)單位(橫坐標(biāo)不變)得到
的圖象;
的圖象向下平移 個(gè)單位(橫坐標(biāo)不變)得到的圖象;
的圖象向左平移 個(gè)單位(縱坐標(biāo)不變)得到的圖象;
的圖象向右平移 個(gè)單位(縱坐標(biāo)不變)得到的圖象.
2. 對(duì)稱變換
同樣利用平移變換中那種相關(guān)點(diǎn)的方法討論,不難得到:
可由的圖象沿 軸做軸對(duì)稱得到的圖象;
可由的圖象沿 軸做軸對(duì)稱得到的圖象;
可由的圖象沿原點(diǎn)做中心對(duì)稱得到的圖象.
3. 翻折變換(一)可得
的圖象的做法是:
①將圖象位于 軸上方的部分保留,
②把位于 軸下方的圖象沿 軸做軸對(duì)稱翻折至 軸的上方,③并將位于 軸下方的部分去掉.
(二)可得的圖象的做法是:
①將圖象位于 軸右側(cè)的部分保留,
②位于 軸左側(cè)的部分去掉,
③并把位于 軸右側(cè)的圖象沿 軸做軸對(duì)稱至 軸的左側(cè).
經(jīng)典例題
1. 已知的圖象如圖所示,則的圖象是( ).
A.B.
C.
2
1
y
D.
–1
O
–1
1
2
3
4x
【備注】
本題涉及多次圖象變換,一步步耐心作圖不難得出答案;也可以考查關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo),
【答案】C
【解析】
時(shí),
,排除 , ,
時(shí),, 錯(cuò)誤.
故選 .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】圖象法;翻折變換問(wèn)題;平移變換問(wèn)題;函數(shù)圖象的識(shí)別問(wèn)題
2. 函數(shù)的遞增區(qū)間是,則的遞增區(qū)間是( ).
A.B.C.D.
【備注】
函數(shù)經(jīng)歷平移和對(duì)稱變換之后,原函數(shù)自帶的單調(diào)區(qū)間、對(duì)稱軸和對(duì)稱中心等性質(zhì)也
【答案】B
【解析】函數(shù)
是函數(shù)
向左平移 個(gè)單位得到的,
∵函數(shù)在區(qū)間上是增函數(shù),
∴增區(qū)間為向左平移 個(gè)單位,即增區(qū)間為.
故選 .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】用定義法證明函數(shù)的單調(diào)性
3. 已知定義在 上的函數(shù), 滿足,則函數(shù)的圖象關(guān)于( ).
A. 直線對(duì)稱B. 直線對(duì)稱
C. 原點(diǎn)對(duì)稱D. 軸對(duì)稱
【備注】 結(jié)合函數(shù)圖象變換思考,可先關(guān)于 軸作對(duì)稱變換再向右平移一個(gè)
單位長(zhǎng)度,對(duì)稱變換產(chǎn)生的對(duì)稱軸,向右平移就得到新對(duì)稱軸.
如從定義出發(fā),也不難看出,可知對(duì)稱軸為.
【答案】B
【解析】法一:由
關(guān)于 軸對(duì)稱,由
向右平移一個(gè)單位可得
,即函數(shù)
的圖像關(guān)于對(duì)稱;
法二:特殊處理,令,則,該圖像關(guān)于對(duì)稱.
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】平移變換問(wèn)題;一個(gè)函數(shù)的自對(duì)稱問(wèn)題
鞏固練習(xí)
4. 函數(shù)的圖像是下列圖像中的( ).
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】首先作為分母
,
∴, , 錯(cuò)誤,
其次令,
,
圖象在第二、四象限,
∴選 .
或令,代入,
時(shí),,排除 、 ,
時(shí),,排除 .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】平移變換問(wèn)題;圖象法
5. 如果將一元二次函數(shù)的圖象向右平移 個(gè)單位,再向下平移 個(gè)單位,得到的函數(shù)
圖象的對(duì)稱軸為,最大值為 ,則 、 的值為( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由題意知,變換后所得函數(shù)的解析式為
,且
,
然后將函數(shù)的圖象先向上平移 個(gè)單位,
得到函數(shù),
再將所得函數(shù)圖象向左平移 個(gè)單位,
可得到函數(shù)的圖象,
因此.
故選: .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】平移變換問(wèn)題;含參二次函數(shù)的圖象及性質(zhì)
6. 已知函數(shù),則在同一個(gè)坐標(biāo)系下函數(shù)與的圖象不可能是(
).
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】

( )若,則當(dāng)時(shí),對(duì)稱軸為,開(kāi)口向上,
當(dāng)時(shí),對(duì)稱軸為,開(kāi)口向下,
∴在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞增,且,
是由向左平移 個(gè)單位得到的,
此時(shí)函數(shù)圖象為 ,
( )若,則當(dāng)時(shí),對(duì)稱軸為,開(kāi)口向下,
時(shí),對(duì)稱軸為,開(kāi)口向上,
∴在上先增后減,在上先減后增,且,
是由向右平移 個(gè)單位得到的,
此時(shí)函數(shù)圖象為 或 ,故選: .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】圖象法
二、 函數(shù)的對(duì)稱性
1. 一個(gè)函數(shù)的自對(duì)稱問(wèn)題
(1)關(guān)于 軸對(duì)稱
;
(2)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱;
(3)關(guān)于直線對(duì)稱或;
(4)關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱或.
經(jīng)典例題
7. 若函數(shù)
的圖象關(guān)于直線
對(duì)稱,則
的最大值為

【備注】 已知函數(shù)對(duì)稱性求參數(shù),特殊值法是很常用也很便捷的方法,本題中涉及求高次函數(shù)
的最值,,觀察到出現(xiàn)了()整體可供換
元,這樣的方法比較適合高一學(xué)生.
【答案】
【解析】方法一:∵函數(shù)
的圖象關(guān)于直線
對(duì)稱,
∴且,
即且,
解之得,
因此,,
求導(dǎo)數(shù),得,
令,得,,,
當(dāng)時(shí),.
當(dāng)時(shí),.
當(dāng)時(shí),.
當(dāng)時(shí),.
∴在區(qū)間、上是增函數(shù),在區(qū)間、
上是減函數(shù).
又∵,
∴的最大值為 .
方法二:因?yàn)楹瘮?shù)關(guān)于
對(duì)稱,由函數(shù)與 軸交點(diǎn)坐標(biāo)知道 為解,則還有 ,
也為其解,則
,則當(dāng)原式取得最大值 ,
故答案為: .
【標(biāo)注】【素養(yǎng)】數(shù)學(xué)運(yùn)算;邏輯推理
【知識(shí)點(diǎn)】求函數(shù)最值(含參二次型導(dǎo)函數(shù));一個(gè)函數(shù)的自對(duì)稱問(wèn)題
8. 函數(shù)的對(duì)稱中心為( ).
A.,B.,C.,D.,
【備注】
尋找函數(shù)的對(duì)稱中心和對(duì)稱軸,通常可采取先猜后證的方法,尤其對(duì)于選擇題,可以
在猜對(duì)稱中心時(shí),常用的技巧是從定義域入手,具有對(duì)稱性的函數(shù),其定義域也與對(duì)
關(guān)于對(duì)稱,因此不難猜出對(duì)稱
,可以猜想對(duì)稱中心縱坐標(biāo)為 ,分離常數(shù)的處
【答案】B
【解析】∵函數(shù)
,

,
∴,
即函數(shù)
故選 .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】一個(gè)函數(shù)的自對(duì)稱問(wèn)題
的對(duì)稱中心為
,

9.
已知函數(shù)滿足,若函數(shù)與圖象的交點(diǎn)為,
, ,,則( ).
A.B.C.D.
【備注】 兩函數(shù)都關(guān)于對(duì)稱,他們的交點(diǎn)也是一對(duì)對(duì)關(guān)于對(duì)稱的點(diǎn).
【答案】B
【解析】函數(shù)
,(
)滿足
,
即為,
可得關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,
函數(shù),即的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,
即有為交點(diǎn),即有也為交點(diǎn),為交點(diǎn),即有也
為交點(diǎn),

原式

故選 .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】?jī)蓚€(gè)函數(shù)的互對(duì)稱問(wèn)題
鞏固練習(xí)
10. 已知函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn) 中心對(duì)稱,則點(diǎn) 的坐標(biāo)是.
【答案】
【解析】
,
∵函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn) 中心對(duì)稱,
∴點(diǎn) 的坐標(biāo)是,
故答案為.
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】一個(gè)函數(shù)的自對(duì)稱問(wèn)題
11.
已知定義在 上的函數(shù)的圖象關(guān)于對(duì)稱,,若函數(shù)圖象與函數(shù)
圖象的交點(diǎn)為,, ,,則( ).
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】∵
的圖象是由
的函數(shù)圖象先向右平移 個(gè)單位,再向上平移 個(gè)單位后得到的,
∴ 的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,
又的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,
∴與 的個(gè)交點(diǎn)中,兩兩關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱.
∴.
故選: .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】?jī)蓚€(gè)函數(shù)的互對(duì)稱問(wèn)題
12. 設(shè)滿足:①任意,有;②當(dāng)時(shí),,
,若
A.

,恒有
B.
,
,則 的取值范圍是( ).
C.,
D.
,
【答案】B
【解析】∵任意
,有

∴,
則函數(shù)關(guān)于 , 點(diǎn)對(duì)稱,
當(dāng)時(shí),,即,
則,
∵當(dāng)時(shí),,
∴,
則,則或,
則或,
∵,
∴,即當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,,
即,,
作出函數(shù)的圖像如圖:
若,則由圖像知,將函數(shù)向右平移 個(gè)單位即可,
由圖像知,.
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】利用函數(shù)性質(zhì)畫(huà)簡(jiǎn)圖
2. 兩個(gè)函數(shù)的互對(duì)稱問(wèn)題
(1)與關(guān)于 軸 對(duì)稱.
(2)與關(guān)于 軸 對(duì)稱.
(3)與關(guān)于 原點(diǎn) 對(duì)稱.
(4)與關(guān)于 直線對(duì)稱.
(5)與關(guān)于 直線對(duì)稱.
(6)與關(guān)于對(duì)稱.
(7)函數(shù)與的圖象關(guān)于 直線對(duì)稱.
經(jīng)典例題
13. 若定義域均為 的三個(gè)函數(shù), ,滿足條件,點(diǎn)與點(diǎn)都關(guān)于點(diǎn)
對(duì)稱,則稱是 關(guān)于的“對(duì)稱函數(shù)”.已知,,
是 關(guān)于的“對(duì)稱函數(shù)”,且恒成立,則實(shí)數(shù) 的取值范圍是( ).
A.B.
C.D.
【備注】 不難分析出,本題須滿足即恒成立,高一學(xué)生可用
判別式法解此恒成立問(wèn)題:定義域上,恒成立且
恒成立.
【答案】D
【解析】當(dāng)題可知,
即,
當(dāng)
,必有

此時(shí),不滿足
,
所以,由圖可知,
直線

相切或相離且
在 上方,
顯然.
由點(diǎn)到直線距離可知

【標(biāo)注】【素養(yǎng)】數(shù)學(xué)運(yùn)算
【知識(shí)點(diǎn)】?jī)蓚€(gè)函數(shù)的互對(duì)稱問(wèn)題【知識(shí)點(diǎn)】直線與圓的位置關(guān)系
14. 已知函數(shù)與的圖象上存在關(guān)于 軸對(duì)稱的點(diǎn),則實(shí)數(shù) 的取
值范圍是( ).
A.B.
C.D.
【備注】存在關(guān)于 軸對(duì)稱的點(diǎn)等價(jià)于方程在上有實(shí)根,
可用參變分離處理.
【答案】A
【解析】若函數(shù)
則方程

的圖象上存在關(guān)于 軸對(duì)稱的點(diǎn),
在區(qū)間上有解,
令,,
由的圖象是開(kāi)口朝上,且以直線為對(duì)稱軸的拋物線,
故當(dāng)時(shí),取最小值 ,當(dāng)時(shí),函數(shù)取最大值 ,
故.
故選 .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】函數(shù)零點(diǎn)的概念;已知零點(diǎn)情況求參數(shù)的取值范圍
鞏固練習(xí)
15. 設(shè)函數(shù)定義在實(shí)數(shù)集上,則函數(shù)與的圖像關(guān)于( ).
A. 直線對(duì)稱B. 直線對(duì)稱C. 直線對(duì)稱D. 直線對(duì)稱
【答案】C【解析】略
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】?jī)蓚€(gè)函數(shù)的互對(duì)稱問(wèn)題
16. 已知函數(shù)與的圖象上存在關(guān)于 軸對(duì)稱的點(diǎn),則實(shí)數(shù) 的取
值范圍是( ).
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】由題意知

上有解,
及在上有解,
即在上有解,
易知在上的值域?yàn)椋?br>所以 的取值范圍為.
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】已知零點(diǎn)情況求參數(shù)的取值范圍;函數(shù)零點(diǎn)的概念
17. 設(shè)曲線 的方程是,將 沿 軸、 軸正方向分別平移 、個(gè)單位長(zhǎng)度后得到曲線
,
( 1 )寫(xiě)出曲線 的方程.
( 2 )證明曲線 與 關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱.
( 3 )如果曲線 與 有且僅有一個(gè)公共點(diǎn),證明:

【答案】( 1 )
( 2 )證明見(jiàn)解析.

( 3 )證明見(jiàn)解析.
【解析】( 1 )曲線 的方程為

( 2 )在曲線 上任意取一點(diǎn),設(shè)是 關(guān)于點(diǎn) 的對(duì)稱點(diǎn),
則有,,
∴,代入曲線 的方程 ,
得 , 的方程 :,
即可知點(diǎn)在曲線 上.
反過(guò)來(lái),同樣證明,在曲線 上的點(diǎn) 的對(duì)稱點(diǎn)在曲線 上.因此,曲線 與 關(guān)于點(diǎn) 對(duì)稱.
( 3 )由于曲線 與 有且僅有一個(gè)公共點(diǎn),
∴方程組有且僅有一組解,
消去 ,整理得,這個(gè)關(guān)于 的一元二次方程有且僅
有一個(gè)根,

,即得
,
因?yàn)椋裕?br>【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】解析法;兩個(gè)函數(shù)的互對(duì)稱問(wèn)題;零點(diǎn)、交點(diǎn)、根的等價(jià)轉(zhuǎn)化;函數(shù)零點(diǎn)的概
念;平移變換問(wèn)題
3. 對(duì)稱性與單調(diào)性綜合
對(duì)稱性與單調(diào)性綜合的研究方法可以類(lèi)比單調(diào)性與奇偶性綜合,不論是比較大小還是解不等式,一
般方法是利用數(shù)形結(jié)合的思想,都是將待求的點(diǎn)利用對(duì)稱性轉(zhuǎn)化到一個(gè)單調(diào)區(qū)間上.
經(jīng)典例題
18. 已知定義域?yàn)?的函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,對(duì)任意實(shí)數(shù) ,都有,
那么下列式子一定成立的是( ).
A. B. C. D.
【備注】 類(lèi)比偶函數(shù)和單調(diào)性綜合,利用對(duì)稱性,將待比較的各點(diǎn)都轉(zhuǎn)化到遞減區(qū)間
上.
【答案】C【解析】

,
∴函數(shù)的圖象關(guān)于對(duì)稱,
∴,
∵函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,
∴在)上為單調(diào)遞增.
∴,
即,
故選 .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】單調(diào)性;抽象函數(shù)
19. 已知定義域?yàn)?的函數(shù)滿足,且函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,
如果,且,則的值( ).
A. 恒小于B. 恒大于C. 可能為D. 可正可負(fù)函數(shù)
【備注】 除如解析中推導(dǎo)外,不妨令滿足關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,且在上單
調(diào)遞增.
【答案】B
【解析】∵定義域?yàn)?的函數(shù)
∴函數(shù)的圖象關(guān)于
即,
,且
則,
∵函數(shù)在區(qū)間
∴,
∴,
∴.
故選: .
滿足
對(duì)稱,

上單調(diào)遞增,
,
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】函數(shù)對(duì)稱性與單調(diào)性綜合問(wèn)題
鞏固練習(xí)
20. 已知函數(shù)滿足,且在上是增函數(shù),如果,
則與的不等式關(guān)系為.
【答案】
【解析】
,所以
圖像關(guān)于
對(duì)稱,
又在上是增函數(shù),所以圖像上的點(diǎn)到直線的距離越遠(yuǎn)越大,
說(shuō)明 離更近,所以.
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】抽象函數(shù)
21. 已知定義在 上的函數(shù)關(guān)于點(diǎn)中心對(duì)稱,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,若且
,則的值( ).
A. 恒大于B. 恒小于C. 可能為D. 可正可負(fù)
【答案】B
【解析】設(shè)
,由
,
得,,再由得:
,
∵時(shí),單調(diào)速增,
∴,
∵函數(shù)關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,
∴,
取得,
∴,
即.
故選 .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】函數(shù)對(duì)稱性與單調(diào)性綜合問(wèn)題
22.
已知函數(shù)滿足:,,且 ,,
,則( ).
A. B. C.
,
D. 若,則
【答案】BC
【解析】由

,
,可得
圖象關(guān)于
對(duì)
稱,
由 ,
,
可得

單調(diào)遞減,
結(jié)合單調(diào)性、對(duì)稱性,可知距越近函數(shù)值越大,
則顯然 不正確, 正確,
選項(xiàng),
, 正確;
選項(xiàng),時(shí), 距更遠(yuǎn),則或, 錯(cuò)誤.
故選 .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】函數(shù)對(duì)稱性與單調(diào)性綜合問(wèn)題
4. 對(duì)稱性與最值綜合
在《函數(shù)奇偶性及其應(yīng)用》一講,我們講到過(guò):對(duì)于奇函數(shù)
而言,
的最大值 和

最小值 ,有.
這一性質(zhì)可以進(jìn)一步推廣到有對(duì)稱中心的函數(shù).假設(shè)
,即函數(shù)
關(guān)于點(diǎn)
對(duì)稱,則函數(shù)在關(guān)于直線對(duì)稱的區(qū)間上的最大值 和最小值 ,滿足.
若在處有意義,則.
經(jīng)典例題
23. 定義在
上的函數(shù)
滿足:對(duì)于任意 ,,有
,若的最大值和最小值分別為 、 ,則
的值
為.
【備注】關(guān)于中心對(duì)稱,即可快速得出答案.
【答案】
【解析】令
,則
,令
,
,則
,
∴,令,
∴,為奇函數(shù),
∴,.
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】求抽象函數(shù)的最值
鞏固練習(xí)
24. 已知函數(shù)在區(qū)間的最大值為 ,最小值為 ,若
,則.
【答案】
【解析】
,
設(shè),
∵,
∴,
又∵為常數(shù),時(shí),時(shí),,
∴,.
故答案為: .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】利用奇偶性求值;利用定義判斷函數(shù)奇偶性
三、 函數(shù)的周期性
1. 周期性的判定與簡(jiǎn)單應(yīng)用
函數(shù)的周期性需要抓住以下兩點(diǎn),一是定義:對(duì)定義域中任意的 恒有
;二是找周
期:能找到適合這一等式的非零常數(shù) .
一般來(lái)說(shuō),周期函數(shù)的定義域均為無(wú)限集,迭代法是判斷周期性的常用方法,
關(guān)于函數(shù)的周期性有如下推廣結(jié)論,均可用迭代法推導(dǎo)證明:
若函數(shù)滿足如下關(guān)系,則的周期為

② ③ ④

經(jīng)典例題
25. 已知是定義在 上的函數(shù),且,若,則

【備注】 求大值離散點(diǎn)對(duì)應(yīng)的函數(shù)值,常常要用到周期性,在沒(méi)有頭緒的時(shí)候,不妨多寫(xiě)幾
項(xiàng).
【答案】
【解析】
,
,
,

∴,
∴周期為 ,
∴.
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】利用函數(shù)周期性求函數(shù)值
26. 已知函數(shù)是周期為 的函數(shù),當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),的解
析式是.
【備注】 求周期函數(shù)某一周期的解析式,要點(diǎn)是求哪個(gè)周期,就設(shè)自變量 在哪個(gè)周期,利用周
期性,使落在已知解析式的周期內(nèi),代入計(jì)算即可 .
【答案】
【解析】
當(dāng)時(shí),,
所以.
【標(biāo)注】【素養(yǎng)】數(shù)學(xué)抽象;數(shù)學(xué)運(yùn)算
【知識(shí)點(diǎn)】利用函數(shù)周期性求函數(shù)值
27. 設(shè) 是定義在 上,以 為周期的函數(shù),若函數(shù)在區(qū)間上的值域?yàn)椋?br>則在區(qū)間上的值域?yàn)椋?br>【備注】 構(gòu)建類(lèi)周期函數(shù)是本題的核心步驟,需要注意的是,由于
在一個(gè)周期內(nèi)的單調(diào)性未知,因此不能直接指定端點(diǎn)值計(jì)算.
【答案】
【解析】當(dāng)
時(shí),

,

,可得;
當(dāng)時(shí),,,
由,
可得.
所以在區(qū)間上的值域?yàn)椋?br>【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】用單調(diào)性觀察法求值域
鞏固練習(xí)
28.對(duì)于任意實(shí)數(shù) 滿足條件,若,則( ).
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】∵
,
∴,
∴是以 為周期的函數(shù),
∴,
又∵,
∴,
故選 .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】利用函數(shù)周期性求函數(shù)值
29. 已知函數(shù)滿足:, ,且,則(
).
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】∵
,
∴令,得,
即,
即①,
用替換 ,得②,
① ②得:,
再用替換 ,得.
∴,
函數(shù)是周期的周期函數(shù).
因此,.
∵,
∴令,得,可得.
在中令,
得,
∴,解得,
同理在中令,
解得.
∴.
故選 .
【標(biāo)注】【素養(yǎng)】數(shù)學(xué)運(yùn)算;邏輯推理
【知識(shí)點(diǎn)】利用函數(shù)周期性求函數(shù)值;迭代法判斷周期;抽象函數(shù)
30. 已知是定義在 上的函數(shù),且,
( 1 )試證( 2 )若
是周期函數(shù);
,求
。
【答案】( 1 )依次求出

( 2 )
【解析】( 1 )依次求出

( 2 )
( ), (
( ), (
), (
), (
), (
), (
)即可,發(fā)現(xiàn)周期
)即可,發(fā)現(xiàn)周期
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】利用函數(shù)周期性求函數(shù)值;迭代法判斷周期
2. 周期性與奇偶性、對(duì)稱性綜合
函數(shù)滿足對(duì)定義域內(nèi)任一實(shí)數(shù) (其中 為常數(shù)):
(1)函數(shù)滿足(),若為奇函數(shù),則其周期為,若
為偶函數(shù),則其周期為.
(2)函數(shù)的圖象關(guān)于直線和都對(duì)稱,則函數(shù)是以為
周期的周期函數(shù).
(3)函數(shù)
的圖象關(guān)于兩點(diǎn)
,
都對(duì)稱,則函數(shù)
是以
為周期的周期函數(shù).
(4)函數(shù)的圖象關(guān)于和直線都對(duì)稱,則函數(shù)是以
為周期的周期函數(shù).
經(jīng)典例題
31. 已知定義在 上的奇函數(shù)的滿足,且,則( ).
A.B.C.D.
【備注】 由對(duì)稱軸和對(duì)稱中心,可知該函數(shù)周期為 ,記住結(jié)論可以減少做題時(shí)耗;
本題推導(dǎo)起來(lái)也不麻煩,只需用對(duì)稱性和奇函數(shù)的性質(zhì)交替迭代即可得到周期,如下:

【答案】A
【解析】為 上的奇函數(shù),
∴且關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱,
又∵,
∴關(guān)于直線對(duì)稱,
∴的最小正周期,
∴.
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】奇偶性;函數(shù)周期性與奇偶性綜合問(wèn)題
32. 已知是定義域?yàn)榈钠婧瘮?shù),滿足,若,則
( ).
A.B.C.D.
【備注】 由奇函數(shù)(對(duì)稱中心)和對(duì)稱軸,易得周期為 ,每四個(gè)一組求和,最后加
上"零頭"即可.
【答案】C
【解析】是奇函數(shù),且,
,
∴,∴,
即函數(shù)
是周期為 的周期函數(shù),,

,
則,


故選 .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】函數(shù)周期性與奇偶性綜合問(wèn)題;奇偶性
鞏固練習(xí)
33. 已知是定義在 上的函數(shù),且對(duì)任意都有,若函數(shù)
的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,且,則( ).
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】因?yàn)楹瘮?shù)
的圖象關(guān)于點(diǎn)
對(duì)稱,
所以函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,是奇函數(shù).
對(duì)任意都有,
令,即,得.
由知,
所以是周期為 的周期函數(shù),

故選 .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】奇偶性
34.是定義在 上的以 為周期的奇函數(shù),且,則方程在區(qū)間內(nèi)解的個(gè)數(shù)的
最小值是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】
是定義在 周期為 的奇函數(shù),∴
,
,∴,∴選D.
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】函數(shù)周期性與奇偶性綜合問(wèn)題;求零點(diǎn)個(gè)數(shù)問(wèn)題(不含參)
35. 函數(shù)的定義域?yàn)?,若與都是奇函數(shù),則( ).
A.是偶函數(shù)B.是奇函數(shù)
C.D.是奇函數(shù)
【答案】D
【解析】方法一:

都是奇函數(shù),
,,
即,
函數(shù)關(guān)于點(diǎn),及點(diǎn)對(duì)稱,函數(shù)是周期的周期
函數(shù).
,,則是奇函
數(shù).
故選 .
方法二:函數(shù)
的圖像是由函數(shù)
的圖像向左平移 個(gè)單位長(zhǎng)度得到的,因?yàn)?br>是奇函數(shù),所以的圖像關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,因此的圖像一定關(guān)于點(diǎn)
成中心對(duì)稱,即.函數(shù)也是奇函數(shù),所以同理,
關(guān)于點(diǎn)成中心對(duì)稱,即,所以
,因?yàn)?br>是奇函數(shù),所以也是奇數(shù).
故選 .
【標(biāo)注】【素養(yǎng)】數(shù)學(xué)運(yùn)算
【知識(shí)點(diǎn)】周期性
【知識(shí)點(diǎn)】函數(shù)單調(diào)性與奇偶性綜合問(wèn)題【知識(shí)點(diǎn)】對(duì)稱性
四、 函數(shù)性質(zhì)大雜燴
經(jīng)典例題
36. 定義在 上的偶函數(shù)滿足:,且在上是增函數(shù),下面關(guān)于的判斷:
①是周期函數(shù);
②的圖象關(guān)于直線對(duì)稱;
③在上是減函數(shù);
④在是減函數(shù).
其中正確的判斷是.(把你認(rèn)為正確的判斷都填上)
【備注】 需要指出的是,可得函數(shù)的周期性,再結(jié)合偶函數(shù)(對(duì)稱軸),
可以求得函數(shù)存在對(duì)稱中心,相鄰對(duì)稱軸(對(duì)稱中心)之間的距離為半個(gè)周期.軸對(duì)稱的
兩段函數(shù)增減性相反,中心對(duì)稱的兩端函數(shù)增減性相同,可類(lèi)比奇偶性與單調(diào)性的綜合.
【答案】①②③
【解析】
,所以函數(shù)
是以 為周期的偶函數(shù),所以①正確;
,所以②正確;
又函數(shù)在上是增函數(shù),關(guān)于直線對(duì)稱,所以在上是減函數(shù),所以
③正確;
因?yàn)?br>是偶函數(shù),所以

上是增函數(shù),所以④錯(cuò)誤;
綜上,①②③正確.
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】抽象函數(shù)
37. 已知函數(shù)的定義域?yàn)?,且滿足下列三個(gè)條件:
①對(duì)任意的,當(dāng)時(shí),都有恒成立;
②;③是偶函數(shù);
若,,,則 , , 的大小關(guān)系正確的是( ).
A.B.C.D.
【備注】
對(duì)題干條件一一翻譯是解決此類(lèi)包含多種函數(shù)性質(zhì)的題目的關(guān)鍵,要最終實(shí)現(xiàn)比較大
【答案】B
【解析】由①知,函數(shù)
在區(qū)間
上為增函數(shù),
由②知,,即函數(shù)的周期為 ,
由③知,函數(shù)的圖象關(guān)于直線對(duì)稱,
,,
,故;
故選 .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】函數(shù)周期性與奇偶性綜合問(wèn)題
38. 已知是定義在 上的奇函數(shù),滿足,當(dāng)時(shí),,則下列
結(jié)論錯(cuò)誤的是( ).
A. 方程最多有四個(gè)解
B.
C.
D.
函數(shù)
函數(shù)
的值域?yàn)?br>的圖象關(guān)于直線
對(duì)稱
【備注】
y
–2
–1
2
1
O
–1
–2
1
2
3
x
針對(duì)選項(xiàng) 的討論可以數(shù)形結(jié)合的方式進(jìn)行:
不難發(fā)現(xiàn),如直線與函數(shù)最多有 個(gè)交點(diǎn).
【答案】A
【解析】 .由
可得:
,
則,所以函數(shù)的周期為 ,
所以,故 正確;
.再由以及,
所以,則函數(shù)的對(duì)稱軸為,故 正確;
.當(dāng)時(shí),,
又函數(shù)是奇函數(shù),時(shí),,
即時(shí),
又因?yàn)楹瘮?shù)的對(duì)稱軸為,
所以時(shí),
所以時(shí),
又因?yàn)楹瘮?shù)的周期為 ,
所以函數(shù)的值域?yàn)?,?正確.
故選 .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】函數(shù)周期性與奇偶性綜合問(wèn)題
鞏固練習(xí)
39. 已知是定義在 上的奇函數(shù),是偶函數(shù),當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,則下面關(guān)

A.
的判斷正確的是( ).
的一個(gè)周期是
B. C. D.


單調(diào)遞增
的一個(gè)對(duì)稱中心
【答案】ABD
【解析】由題意,函數(shù)
是定義在 上的奇函數(shù),可得
,
又由是偶函數(shù),可得其圖象關(guān)于 軸對(duì)稱,
根據(jù)函數(shù)的圖象變換,可得函數(shù)關(guān)于對(duì)稱,即,
聯(lián)立可得,即,即,
所以函數(shù)的一個(gè)周期是 ,故 正確;
又由當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,根據(jù)函數(shù)是定義在 上的奇函數(shù),
可得當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,再由函數(shù)關(guān)于對(duì)稱,
可得在單調(diào)遞增,故 正確;
由函數(shù)是定義在 上的奇函數(shù),可得,
即原點(diǎn)為函數(shù)的一個(gè)對(duì)稱中心,又由函數(shù)關(guān)于對(duì)稱,且周期,
可得,,,,且,為函數(shù)的對(duì)稱中心,
故 不正確, 正確.
故選.
【標(biāo)注】【方法】定義法
【知識(shí)點(diǎn)】函數(shù)周期性與奇偶性綜合問(wèn)題;函數(shù)對(duì)稱性與周期性綜合問(wèn)題
40. 定義在 上的函數(shù)滿足,,且在區(qū)間上是減函
數(shù),設(shè),,,則 , , 的大小順序是( ).
A.B.C.D.
【答案】A【解析】
具有周期性,
,
將所示換至同一單調(diào)區(qū)間比較,
且偶函數(shù),
,,
,
,
∵,且在上,
∴,
即.
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】函數(shù)周期性與奇偶性綜合問(wèn)題
41. 已知定義在 上的偶函數(shù)滿足:,對(duì),當(dāng)時(shí),
,且,則不等式在上的解集為.
【答案】
【解析】由題意,

上單調(diào)遞減,而
,由偶函數(shù)得:當(dāng)
時(shí),
,
又可得周期,
所以當(dāng)時(shí),,
于是的解集為.
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】利用函數(shù)單調(diào)性解不等式;函數(shù)周期性與奇偶性綜合問(wèn)題;函數(shù)對(duì)稱性與周期
性綜合問(wèn)題
導(dǎo)圖總結(jié)
你學(xué)會(huì)了嗎?快用思維導(dǎo)圖來(lái)總結(jié)本節(jié)課所學(xué)吧!
【備注】
出門(mén)測(cè)
42. 設(shè)是定義在 上以 為周期的函數(shù),在內(nèi)單調(diào)遞減,且的圖象關(guān)于直線對(duì)
稱,則下面正確的結(jié)論是( ).
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】
是以 為周期的函數(shù),即
,

又的圖象關(guān)于直線對(duì)稱,,,
又在上單調(diào)遞減,,
即.
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】函數(shù)對(duì)稱性與單調(diào)性綜合問(wèn)題;用單調(diào)性比較大??;利用函數(shù)周期性求函數(shù)值
43. 已知函數(shù)的定義域?yàn)?.當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)
時(shí),.則( ).
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】因?yàn)楫?dāng)
時(shí),
,
所以,
所以當(dāng)時(shí),周期為 ,
故有,
因?yàn)楫?dāng)時(shí),,
所以當(dāng)時(shí),是奇函數(shù),
故而,
因?yàn)楫?dāng)時(shí),,
所以,
則有.
故選 .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】奇偶性
44. 已知是 上的奇函數(shù),對(duì)都有成立,若,則等
于().
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】∵
是 上的奇函數(shù),對(duì)
都有
)成立,
∴可令,則,
解得,而,
∴.
∴.
∴.
故選 .
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】函數(shù)周期性與奇偶性綜合問(wèn)題;利用函數(shù)周期性求函數(shù)值
【素養(yǎng)】數(shù)學(xué)運(yùn)算
45. 設(shè)是定義在 上且周期為 的函數(shù),在區(qū)間上其中,
若,則的值是.
【答案】
【解析】∵
是周期為 的函數(shù),
∴,

又∵,
所以,
即,解得,
則.
【標(biāo)注】【知識(shí)點(diǎn)】函數(shù)求值問(wèn)題;分段函數(shù)
31

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3.4 函數(shù)的應(yīng)用(一)

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