备考2024届高考数学一轮复习分层练习第二章函数第3讲函数的奇偶性周期性与对称性
展开1.[2024黑龙江省鸡西市第一中学模拟]下列函数中,是奇函数且在定义域内单调递减的是( C )
A.f(x)=tan(-x)B.f(x)=2-x
C.f(x)=e-x-exD.f(x)=2x
解析 f(x)=tan(-x)=-tan x的定义域是{x|x≠kπ+π2,k∈Z},f(x)是奇函数,在定义域上不具有单调性,故A错误;
f(x)=2-x=(12)x既不是奇函数也不是偶函数,在R上单调递减,故B错误;f(x)=
e-x-ex的定义域为R,∵f(-x)=ex-e-x=-f(x),∴f(x)是奇函数,∵y=e-x,y=-ex均为R上的减函数,∴f(x)在R上单调递减,故C正确;f(x)=2x的定义域为{x|x≠0},f(x)是奇函数,在定义域上不具有单调性,故D错误.故选C.
2.若定义在R上的偶函数f(x)和奇函数g(x)满足f(x)+g(x)=ex,则g(x)=( D )
A.ex-e-xB.12(ex+e-x)
C.12(e-x-ex)D.12(ex-e-x)
解析 因为f(x)+g(x)=ex,f(x)为偶函数,g(x)为奇函数,所以f(-x)+
g(-x)=f(x)-g(x)=e-x,所以g(x)=12(ex-e-x) .故选D.
3.已知函数f(x)=x2+2x,x≥0,x2-2x,x<0,若f(-a)+f(a)≤2f(1),则实数a的取值范围是( C )
A.[-1,0)B.[0,1]C.[-1,1]D.[-2,2]
解析 若x<0,则-x>0,f(-x)=x2-2x=f(x),若x>0,则-x<0,f(-x)=x2+2x=f(x),故函数f(x)为偶函数,且当x≥0时,函数f(x)单调递增,由f(-a)+f(a)≤2f(1),得2f(a)≤2f(1),即f(a)≤f(1),所以|a|≤1,所以
-1≤a≤1.故选C.
4.[2024青岛市检测]若函数f(x)=cs x·lg(x2+m-x)为奇函数,则m=( C )
A.-1B.0C.1D.±1
解析 解法一 因为函数f(x)=cs x·lg(x2+m-x)为奇函数,又y=cs x为偶函数,所以g(x)=lg(x2+m-x)为奇函数,则g(x)+g(-x)=0,即lg(x2+m-x)+lg(x2+m+x)=0,即lg[(x2+m-x)(x2+m+x)]=lg(x2+m-x2)=lg m=0,解得m=1,故选C.
解法二 因为函数f(x)=cs x·lg(x2+m-x)为奇函数,又y=cs x为偶函数,所以g(x)=lg(x2+m-x)为奇函数,所以g(0)=0,即lgm=0,解得m=1.经检验,符合题意.故选C.
5.[2024安徽月考]已知函数f(x)=2sin x+x+2,x∈[-2π,2π],f(x)的最大值为M,最小值为m,则M+m=( A )
A.4B.4π-333C.4π+333D.2π+3-1
解析 因为y=2sin x+x的图象关于原点对称,所以f(x)=2sin x+x+2的图象关于点(0,2)对称,所以f(x)在[-2π,2π]上的最大值与最小值的和M+m=4.故选A.
6.[2023南京市、盐城市一模]若函数f(x)=x3+bx2+cx+d满足f(1-x)+f(1+x)=0对一切实数x恒成立,则不等式f'(2x+3)<f'(x-1)的解集为( C )
A.(0,+∞)
B.(-∞,-4)
C.(-4,0)
D.(-∞,-4)∪(0,+∞)
解析 由f(1-x)+f(1+x)=0可知,函数f(x)的图象关于点(1,0)中心对称.
解法一 易得f'(x)=3x2+2bx+c的图象的对称轴为直线x=1,所以函数f'(x)在
(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,则由f'(2x+3)<f'(x-1),得|2x+3-1|<|x-1-1|,解得-4<x<0,故选C.
解法二 函数f(x)=ax3+bx2+cx+d的图象的对称中心为点(-b3a,f(-b3a)),由
-b3a=1,a=1,得b=-3,所以f'(x)=3x2-6x+c,由f'(2x+3)<f'(x-1),得
3(2x+3)2-6(2x+3)+c﹤3(x-1)2-6(x-1)+c,解得-4<x<0,故选C.
7.[2024福州市一检]已知定义域为R的函数f(x)同时具有下列三个性质,则f(x)= -x(答案不唯一) .(写出一个满足条件的函数即可)
①f(x+y)=f(x)+f(y);②f(x)是奇函数;③当x+y>0时,f(x)+f(y)<0.
解析 因为f(x)是奇函数,且当x+y>0时,f(x)+f(y)<0,即x>-y时,f(x)<-f(y)=f(-y),所以f(x)是单调递减函数,再考虑到f(x+y)=f(x)+
f(y),所以f(x)=kx(k<0)都符合题意.
8.已知f(x)为R上的奇函数,当x>0时,f(x)=-2x2+3x+1,则f(x)的解析式为
f(x)= -2x2+3x+1,x>0,0,x=0,2x2+3x-1,x<0 .
解析 当x<0时,-x>0,则f(-x)=-2(-x)2+3(-x)+1=-2x2-3x+1.
由于f(x)是R上的奇函数,故f(x)=-f(-x),所以当x<0时,f(x)=2x2+3x-1.因为f(x)为R上的奇函数,所以f(0)=0.
综上,f(x)的解析式为f(x)=-2x2+3x+1,x>0,0,x=0,2x2+3x-1,x<0.
9.[2024安徽六校联考]已知函数f(x)=ln(x2+1+x)-2ex+1,则不等式f(x)+
f(2x-1)>-2的解集是( A )
A.(13,+∞)B.(1,+∞)
C.(-∞,13)D.(-∞,1)
解析 因为x2+1>|x|≥-x,所以x2+1+x>0在R上恒成立,所以函数f(x)的定义域为R,f(x)=ln(x2+1+x)+(ex-1)-(ex+1)ex+1=ln(x2+1+x)+ex-1ex+1-1,令h(x)=f(x)+1=ln(x2+1+x)+ex-1ex+1,则h(x)+h(-x)=[ln(x2+1+x)+ex-1ex+1]+[ln(x2+1-x)+e-x-1e-x+1]=ln(x2+1+x)+ln(x2+1-x)+ex-1ex+1+1-ex1+ex=ln 1+0=0,所以h(x)是奇函数.
设g(x)=ln(x2+1+x),则g(x)为奇函数.当x≥0时,y=x2+1,y=x均单调递增,则y=x2+1+x在[0,+∞)上单调递增.所以g(x)=ln(x2+1+x)在[0,+∞)上单调递增.
又g(x)为奇函数且g(0)=0,所以g(x)在R上单调递增.又y=ex+1在R上单调递增,所以y=2ex+1在R上单调递减,所以y=-2ex+1在R上单调递增,所以h(x)=g(x)-2ex+1+1在R上单调递增.
不等式f(x)+f(2x-1)>-2,即f(x)+1>-[f(2x-1)+1],也即h(x)>-
h(2x-1)=h(1-2x),所以x>1-2x,解得x>13.故选A.
10.[2024黄冈模拟]已知函数f(x)及其导函数f'(x)的定义域均为R,记g(x)=
f'(x+1),且f(2+x)-f(2-x)=4x,g(3+x)为偶函数,则g'(7)+g(17)=( C )
A.0B.1C.2D.3
解析 因为g(3+x)为偶函数,g(x)=f'(x+1),所以f'(x+4)=f'(-x+4),
对f(2+x)-f(2-x)=4x两边同时求导,得f'(2+x)+f'(2-x)=4,所以有
f'(4+x)+f'(-x)=4⇒f'(4-x)+f'(-x)=4⇒f'(4+x)+f'(x)=4⇒f'(8+x)=f'(x),所以函数f'(x)的周期为8,在f'(2+x)+f'(2-x)=4中,令x=0,得f'(2)=2,因此g(17)=f'(18)=f'(2)=2.
因为g(3+x)为偶函数,所以有g(3+x)=g(3-x)⇒g'(3+x)=-g'(3-x)⇒
g'(7)=-g'(-1) ①,
f'(8+x)=f'(x)⇒g(7+x)=g(x-1)⇒g'(7+x)=g'(x-1)⇒g'(7)=
g'(-1) ②,
由①②可得:g'(7)=0,所以g'(7)+g(17)=2,故选C.
11.[多选/2024辽宁开学考试]已知函数y=xf(x)是R上的偶函数,f(x-1)+f(x+3)=0,当x∈[-2,0]时,f(x)=2x-2-x+x,则( ACD )
A.f(x)的图象关于直线x=2对称
B.4是f(x)的一个周期
C.f(x)在(0,2]上单调递增
D.f(2 024)<f(12)<f(0.50.2)
解析 由函数y=xf(x)是R上的偶函数可知,f(x)为奇函数,则f(-x)=-f(x).
又f(x-1)+f(x+3)=0,得f(x)+f(x+4)=0,则f(x+4)=-f(x)=
f(-x),所以f(x+2)=f(2-x),则f(x)的图象关于直线x=2对称,A项正确.
由f(8+x)=-f(4+x)=f(x)可知,8是f(x)的一个周期,由f(x)=-f(x+4)可知,4不是f(x)的一个周期,B项错误.
当x∈[-2,0]时,易知f(x)=2x-2-x+x为增函数,
又f(x)为奇函数,所以f(x)在(0,2]上单调递增,C项正确;
又f(2 024)=f(8×253)=f(0),0<0.5<0.50.2,且f(x)在[-2,2]上单调递增,所以f(0)<f(12)<f(0.50.2),即f(2 024)<f(12)<f(0.50.2),D项正确.故选ACD.
12.[多选/2024江西分宜中学、临川一中等校联考]已知函数y=f(x)对任意实数x,y都满足2f(x)f(y)=f(x+y)+f(x-y),且f(1)=-1,则( AC )
A.f(x)是偶函数B.f(x)是奇函数
C.f(x)+f(1-x)=0D.∑k=12025f(k)=1
解析 在2f(x)f(y)=f(x+y)+f(x-y)中,令x=1,y=0,可得2f(1)f(0)=2f(1),即-2f(0)=-2,解得f(0)=1≠0,故f(x)不是奇函数,B错误;令x=0可得2f(0)f(y)=f(y)+f(-y),即f(y)=f(-y),故函数f(y)是偶函数,即f(x)是偶函数,故A正确;令x=y=12,则2f2(12)=f(1)+f(0)=0,故f(12)=0,令x=12,可得2f(12)f(y)=f(12+y)+f(12-y)=0,故f(x)+f(1-x)=0,故C正确;因为f(x)是偶函数,所以f(x)=f(-x),故f(-x)+f(1-x)=0,即
f(x)+f(1+x)=0,所以f(x+1)+f(2+x)=0,所以f(x+2)=f(x),故函数
f(x)的周期为2,因为f(1)+f(0)=0,f(1)=-1,所以f(1)+f(2)=f(1)+f(0)=0,f(2 025)=f(1)=-1,所以∑k=12025f(k)=f(1)+f(2)+…+
f(2 025)=f(2 025)=f(1)=-1,故D错误.故选AC.
13.[多选/2024南昌市模拟]f(x)是定义在R上的连续可导函数,其导函数为f'(x),下列说法中正确的是( ACD )
A.若f(x)=f(-x),则f'(x)=-f'(-x)
B.若f'(x)=f'(x+T)(T≠0),则f(x)=f(x+T)
C.若f(x)的图象关于点(a,b)中心对称,则f'(x)的图象关于直线x=a轴对称
D.若f(-1+x)+f(-1-x)=2,f'(x+2)的图象关于原点对称,则f(-1)+
f'(2)=1
解析 对于A:f(x)=f(-x)两边对x求导,得f'(x)=-f'(-x),故A正确.
对于B:f(x)=f(x+T)+C(C为常数)⇔f'(x)=f'(x+T),则C≠0时,B错误.
对于C:f(x)的图象有对称中心(a,b)⇒f(a-x)+f(a+x)=2b,两边对x求导,得-f'(a-x)+f'(a+x)=0,即f'(a-x)=f'(a+x)⇒f'(x)的图象关于直线x=a对称,C正确.
对于D:f(-1+x)+f(-1-x)=2⇒f(x)的图象有对称中心(-1,1),则
f(-1)=1.f'(x+2)的图象向右平移2个单位长度f'(x)的图象⇒f'(x)的图象有对称中心(2,0),则f'(2)=0.所以f(-1)+f'(2)=1+0=1,故D正确.故选ACD.
14.[2022全国卷乙]若f(x)=ln|a+11-x|+b是奇函数,则a= -12 ,b= ln2 .
解析 解法一 f(x)=ln|a+11-x|+b=ln|a+11-x|+ln eb=ln|(a+1)eb-aebx1-x|.
∵f(x)为奇函数,
∴f(-x)+f(x)=ln|(a+1)2e2b-a2e2bx21-x2|=0,
∴|(a+1)2e2b-a2e2bx2|=|1-x2|.
当(a+1)2e2b-a2e2bx2=1-x2时,(a+1)2e2b=1,a2e2b=1,解得a=-12,b=ln2.
当(a+1)2e2b-a2e2bx2=-1+x2时,(a+1)2e2b=-1,a2e2b=-1,无解.
综上,a=-12,b=ln 2.
解法二 易知x≠1.∵函数f(x)为奇函数,
∴由奇函数定义域关于原点对称可得x≠-1,
∴当x=-1时,|a+11-x|≤0.
又∵|a+11-x|≥0恒成立,
∴当x=-1时,|a+11-x|=0,
∴a=-12.
又由f(0)=0可得b=ln 2.
经检验符合题意,∴a=-12,b=ln 2.
15.[探索创新/2023广西联考]若定义在D上的函数f(x)满足下列条件:①∀x∈D,
f(x-2)+f(2-x)=0恒成立;②∀x1,x2∈D,当x1≠x2时,x1f(x1)+x2f(x2)>
x1f(x2)+x2f(x1)恒成立;③∀x1∈R,∃x2∈D,使得f(x2)·2x1=1成立.则称该函数为“χ函数”,下列函数可以称为“χ函数”的是( D )
A.f(x)=1-3x3x+1+3B.f(x)=2+sin x
C.f(x)=x4-x2+1D.f(x)=ln(x2+1+x)
解析 由①∀x∈D,f(x-2)+f(2-x)=0恒成立可知,y=f(x)的图象关于原点对称,“χ函数”为奇函数.
②∀x1,x2∈D,当x1≠x2时,x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1)恒成立,整理可得(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0,所以函数y=f(x)在D上单调递增.③∀x1∈R,∃x2∈D,使得f(x2)·2x1=1成立,整理可得f(x2)=(12)x1,因为∀x1∈R,y=(12)x1>0,所以(0,+∞)是f(x)的值域的子集.
对于选项B,C,均不满足①,对于选项A,f(x)=1-3x3x+1+3=2-(3x+1)3(3x+1)=23(3x+1)-13,在定义域内单调递减,不满足②,f(x)=ln(x2+1+x)满足①②③,故选D.
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