高考数学专题一 微专题1 函数的图象与性质课件PPT
展开函数的图象与性质是高考考查的重点和热点,主要考查函数的定义域、分段函数、函数图象的识别与应用以及函数性质(单调性、奇偶性、周期性、对称性)的综合应用,难度属于中等及以上.此部分内容多以选择题、填空题的形式出现,有时在压轴题的位置,多与导数、不等式、创新性问题相结合来命题.
典例1 (1)(2023·沈阳模拟)设函数f(x)的定义域为(-1,3),则函数g(x) =的定义域为A.(-2,1) B.(-2,0)∪(0,1)C.(0,1) D.(-∞,0)∪(0,1)
考点一 函数的概念与表示
解得-2
(-2,-1)∪(0,+∞)
由题意知a≠0,①当a<0时,1-a>1,1+a<1,∴-(1-a)>(1+a)2+2a,化简得a2+3a+2<0,解得-2②当a>0时,1-a<1,1+a>1,∴(1-a)2+2a>-(1+a),化简得a2+a+2>0,解得a∈R,又a>0,∴a∈(0,+∞),综上,实数a的取值范围是(-2,-1)∪(0,+∞).
跟踪训练1 (1)(2023·潍坊模拟)存在函数f(x)满足:对任意x∈R都有A.f(|x|)=x3 B.f(sin x)=x2C.f(x2+2x)=|x| D.f(|x|)=x2+1
对于A,令x=1,得f(|1|)=f(1)=1;令x=-1,得f(|-1|)=f(1)=-1,不符合函数定义,A错误;对于B,令x=0,得f(sin x)=f(0)=0,令x=π,得f(sin π)=f(0)=π2,不符合函数定义,B错误;对于C,令x=0,得f(0)=0,令x=-2,得f((-2)2+2×(-2))=f(0)=2,不符合函数定义,C错误;对于D,f(|x|)=x2+1=|x|2+1,x∈R,因为|x|≥0,则当x≥0时,f(x)=x2+1,符合函数定义,即存在函数f(x)=x2+1(x≥0)满足:对任意x∈R都有f(|x|)=x2+1,D正确.
(2)(2023·济宁模拟)已知a∈R,函数f(x)==2,则a=____.
典例2 (1)(2022·全国甲卷)函数y=(3x-3-x)·cs x在区间 上的图象大致为
方法二 令y=f(x),则f(-x)=(3-x-3x)cs(-x)=-(3x-3-x)cs x=-f(x),所以函数y=(3x-3-x)cs x是奇函数,排除B,D;
(2)(多选)(2023·扬州模拟)函数f(x)的定义域为[-1,1),其图象如图所示.函数g(x)是定义域为R的偶函数,满足g(x+2)=g(x),且当x∈[-1,0]时,g(x)=f(x).给出下列四个结论,其中正确的是A.g(1)=B.函数g(x)的图象关于直线x=-1对称C.不等式g(x)>0的解集为RD.函数g(x)的单调递增区间为[2k,2k+1],k∈Z
对于A,因为函数g(x)是定义域为R的偶函数,所以g(1)=g(-1),
对于B,因为函数g(x)是定义域为R的偶函数,所以g(-x)=g(x),又g(x+2)=g(x),所以g(-x)=g(-x-2),所以g(-2-x)=g(x),所以函数g(x)的图象关于直线x=-1对称,故B正确;对于C,由题意知,g(0)=f(0)=0,故C错误;
对于D,由题意知,g(x)在[-1,0]上单调递减,又g(x)为偶函数,图象关于y轴对称,所以g(x)在[0,1]上单调递增.又g(x+2)=g(x),所以g(x)是以2为周期的周期函数,所以函数g(x)在[2k,2k+1],k∈Z上单调递增,故D正确.
跟踪训练2 (1)已知函数f(x)= 则函数y=f(1-x)的大致图象是
方法一 作函数f(x)的图象关于y轴对称的图象,得到函数f(-x)的图象,再把函数f(-x)的图象向右平移1个单位长度即可得到函数f(1-x)的图象,如图.
方法二 因为函数f(x)=所以函数f(1-x)=当x=0时,y=f(1)=3,即y=f(1-x)的图象过点(0,3),排除A;当x=-2时,y=f(3)=-1,即y=f(1-x)的图象过点(-2,-1),排除B;当x<0时,1-x>1,f(1-x)= <0,排除C.
(2)(2022·全国乙卷)如图是下列四个函数中的某个函数在区间[-3,3]的大致图象,则该函数是
对于选项B,当x=1时,y=0,与图象不符,故排除B;
考点三 函数的性质典例3 (1)(2023·全国甲卷)若f(x)=(x-1)2+ax+ 为偶函数,则a=____.
=(x-1)2+ax+cs x=x2+(a-2)x+1+cs x,且函数为偶函数,∴a-2=0,解得a=2.经验证,当a=2时满足题意.
(2)(多选)(2023·新高考全国Ⅰ)已知函数f(x)的定义域为R,f(xy)=y2f(x)+x2f(y),则A.f(0)=0B.f(1)=0C.f(x)是偶函数D.x=0为f(x)的极小值点
方法一 因为f(xy)=y2f(x)+x2f(y),对于A,令x=y=0,f(0)=0f(0)+0f(0)=0,故A正确;对于B,令x=y=1,f(1)=1f(1)+1f(1),则f(1)=0,故B正确;对于C,令x=y=-1,f(1)=f(-1)+f(-1)=2f(-1),则f(-1)=0,令y=-1,f(-x)=f(x)+x2f(-1)=f(x),又函数f(x)的定义域为R,所以f(x)为偶函数,故C正确;对于D,不妨令f(x)=0,显然符合题设条件,此时f(x)无极值,故D错误.
方法二 因为f(xy)=y2f(x)+x2f(y),对于A,令x=y=0,f(0)=0f(0)+0f(0)=0,故A正确;对于B,令x=y=1,f(1)=1f(1)+1f(1),则f(1)=0,故B正确;对于C,令x=y=-1,f(1)=f(-1)+f(-1)=2f(-1),则f(-1)=0,令y=-1,f(-x)=f(x)+x2f(-1)=f(x),又函数f(x)的定义域为R,所以f(x)为偶函数,故C正确;
令f′(x)<0,得0
因为f(x)为偶函数,所以f(x)在 上单调递增,在 上单调递减,显然,此时x=0是f(x)的极大值点,故D错误.
跟踪训练3 (1)设函数f(x)=ln|2x+1|-ln|2x-1|,则f(x)
∵f(-x)=ln|-2x+1|-ln|-2x-1|=ln|2x-1|-ln|2x+1|=-f(x),∴f(x)为奇函数.
(2)(多选)(2022·新高考全国Ⅰ)已知函数f(x)及其导函数f′(x)的定义域均
g(2+x)=g(2-x),所以f(3-x)=f(x),g(4-x)=g(x),则f(-1)=f(4),故C正确;
所以g(4-x)=g(x)=-g(3-x),所以g(x+2)=-g(x+1)=g(x),
g(-1)=g(1)=-g(2),故B正确,D错误;
若函数f(x)满足题设条件,则函数f(x)+C(C为常数)也满足题设条件,所以无法确定f(0)的函数值,故A错误.
取符合题意的一个函数f(x)=sin πx,则f′(x)=πcs πx,即g(x)=πcs πx,所以g(-1)=πcs(-π)=-π,g(2)=πcs 2π=π,所以g(-1)≠g(2),排除D.
1.若定义在R上的奇函数f(x)在(-∞,0)上单调递减,且f(2)=0,则满足xf(x-1)≥0的x的取值范围是A.[-1,1]∪[3,+∞) B.[-3,-1]∪[0,1]C.[-1,0]∪[1,+∞) D.[-1,0]∪[1,3]
因为函数f(x)为定义在R上的奇函数,则f(0)=0.又f(x)在(-∞,0)上单调递减,且f(2)=0,画出函数f(x)的大致图象如图(1)所示,则函数f(x-1)的大致图象如图(2)所示.当x≤0时,要满足xf(x-1)≥0,则f(x-1)≤0,得-1≤x≤0.当x>0时,要满足xf(x-1)≥0,
则f(x-1)≥0,得1≤x≤3.故满足xf(x-1)≥0的x的取值范围是[-1,0]∪[1,3].
2.(2021·全国乙卷)设函数f(x)= ,则下列函数中为奇函数的是A.f(x-1)-1 B.f(x-1)+1C.f(x+1)-1 D.f(x+1)+1
则F(x)的定义域关于原点对称,但不满足F(x)=-F(-x);
则G(x)定义域关于原点对称,且满足G(x)=-G(-x),是奇函数;
为保证函数变换之后为奇函数,需将函数y=f(x)的图象向右平移1个单位长度,再向上平移1个单位长度,得到的图象对应的函数为y=f(x-1)+1.
3.(2023·滁州模拟)如图是下列某个函数在区间[-2,2]上的大致图象,则该函数是
4.已知函数f(x)=sin x+ ,则A.f(x)的最小值为2B.f(x)的图象关于y轴对称C.f(x)的图象关于直线x=π对称D.f(x)的图象关于直线x= 对称
∴f(x)min<0,故A错误;
∴f(x)为奇函数,关于原点对称,故B错误;
∴f(π-x)≠f(π+x),∴f(x)的图象不关于直线x=π对称,故C错误;
5.(2023·菏泽模拟)已知函数f(x)= ,则f(x)的图象可能为
f(x)的定义域为{x|x≠±1},
所以f(x)为奇函数,其图象关于原点对称,所以排除A,D;
因为x2+x-2<0,
所以f(x)<0,所以排除B.
6.(2022·新高考全国Ⅱ)已知函数f(x)的定义域为R,且f(x+y)+f(x-y)=f(x)f(y),f(1)=1,则22k= 等于A.-3 B.-2 C.0 D.1
因为f(1)=1,所以在f(x+y)+f(x-y)=f(x)f(y)中,令y=1,得f(x+1)+f(x-1)=f(x)f(1),所以f(x+1)+f(x-1)=f(x), ①所以f(x+2)+f(x)=f(x+1). ②由①②相加,得f(x+2)+f(x-1)=0,故f(x+3)+f(x)=0,
所以f(x+3)=-f(x),所以f(x+6)=-f(x+3)=f(x),所以函数f(x)的一个周期为6.
在f(x+y)+f(x-y)=f(x)f(y)中,令y=0,得f(x)+f(x)=f(x)f(0),所以f(0)=2.令x=y=1,得f(2)+f(0)=f(1)f(1),所以f(2)=-1.
所以f(1)+f(2)+…+f(6)=1-1-2-1+1+2=0,根据函数的周期性知, =f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=1-1-2-1=-3.
由f(x+3)=-f(x),得f(3)=-f(0)=-2,f(4)=-f(1)=-1,f(5)=-f(2)=1,f(6)=-f(3)=2,
7.(多选)(2023·威海模拟)已知函数f(x)的定义域为R,且f(x+1)为奇函数,f(x+2)为偶函数,对任意的x1,x2∈(1,2),且x1≠x2,都有 >0,则下列结论正确的是A.f(x)是奇函数B.f(2 023)=0 C.f(x)的图象关于点(1,0)对称
根据题意,函数f(x)的定义域为R,且f(x+1)为奇函数,f(x+2)为偶函数,则f(x)的图象关于点(1,0)对称,同时关于直线x=2对称,则有f(2+x)=-f(-x),f(-x)=f(4+x),故有f(x+4)=-f(x+2),f(x+2)=-f(x),即f(x+4)=f(x),则函数f(x)是周期为4的周期函数,对于A,f(x)的图象关于点(1,0)对称,同时关于直线x=2对称,则x=0即y轴也是函数f(x)的对称轴,则f(x)为偶函数,A错误;
对于B,f(x)是周期为4的周期函数,则f(2 023)=f(3+4×505)=f(3)=-f(1)=0,B正确;对于C,f(x+1)为奇函数,f(x)的图象关于点(1,0)对称,C正确;
8.(多选)(2023·重庆模拟)已知定义在R上的连续奇函数f(x)满足f(x-4)=-f(x),且在区间[0,2]上单调递增,下列说法正确的是A.函数f(x)的图象关于直线x=4k-6(k∈Z)对称B.函数f(x)的单调递增区间为[8k-6,8k-2](k∈Z)C.函数f(x)在区间(-2 019,2 019)上恰有1 010个最值点D.若关于x的方程f(x)-m=0在区间[-8,8]上有根,则所有根的和可能为 0或±4或±8
由f(x-4)=-f(x)得,f(x-4-4)=-f(x-4)=f(x),所以函数f(x)的周期为8,因为f(x)是奇函数,所以f(x-4)=-f(4-x)=-f(x),f(4-x)=f(x),对称轴为直线x=2,根据f(x)在[0,2]上单调递增,可知f(x)在[-2,0]上也是单调递增的,得函数图象大致如下,
对于A,对称轴为x=2+4k(k∈Z),x=4k-6=4(k-2)+2(k∈Z),故A正确;对于B,单调递增区间为[8k-2,8k+2](k∈Z),[8k-6,8k-2]=[8(k-1)+2,8(k-1)+6](k∈Z)是单调递减区间,故B错误;对于C,2 019-(-2 019)=4 038=504×8+6,共有504个周期多6,函数f(x)在每个周期上有2个最值点,在504个完整的周期上有504×2=1 008(个)最值点,
在(-2 019,-2 016)上有1个最值点,在(2 016,2 019)上有1个最值点,共有1 008+2=1 010(个)最值点,故C正确;
对于D,若m=m1 =最大值,如图中所示,则所有根之和为-6+2=-4,若0
所以f(-1)=-f(1),
即a-ea=a(1-e)=1-e,解得a=1,此时f(x)的定义域为R,满足题意.
10.(2023·菏泽模拟)写出一个同时满足下列两个条件的非常数函数_______________________________.①当x1,x2≥0时,f(x1+x2)=f(x1)·f(x2);②f(x)为偶函数.
若满足①对任意的x1,x2≥0有f(x1+x2)=f(x1)·f(x2)成立,则对应的函数为指数函数y=ax的形式;若满足②f(x)为偶函数,只需要将x加绝对值即可,所以满足①②两个条件的非常数函数可以是f(x)=a|x|(a>0,a≠1).
f(x)=a|x|(a>0,a≠1)(答案不唯一)
11.(2023·宣城模拟)已知函数f(x)= ,则不等式2xf(x)-3<0的解集是________.
令g(x)=xf(x)=x(2x-2-x),则g(-x)=(-x)(2-x-2x)=x(2x-2-x)=g(x),则函数g(x)为偶函数,又g′(x)=2x-2-x+xln 2(2x+2-x),当x>0时,2x-2-x>0,2x+2-x>0,所以g′(x)>0,所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,
12.(2023·黄山模拟)黎曼函数是一个特殊的函数,由德国数学家波恩哈德·黎曼发现并提出,在高等数学中有着广泛的应用.黎曼函数定义在[0,1]上,其解析式为R(x)= 定义在实数集上的函数f(x),g(x)满足f(-x)=5-g(2+x),g(x)=9+f(x-4),且函数g(x)的图象关于直线x=2对称,g(2)=2,当x∈(0,1)时,f(x)=R(x),则f(2 022)+ =____.
因为函数g(x)的图象关于直线x=2对称,所以g(2+x)=g(2-x),由f(-x)=5-g(2+x)得f(x)=5-g(2-x),所以f(-x)=f(x),所以f(x)为偶函数,由g(x)=9+f(x-4)得g(2-x)=9+f(-x-2)=9+f(x+2),代入f(x)=5-g(2-x)得f(x)=-4-f(x+2),所以f(x)+f(x+2)=-4,所以f(x+2)+f(x+4)=-4,所以f(x)=f(x+4),所以f(x)是以4为周期的函数,由g(x)=9+f(x-4)得g(2)=9+f(-2)=2,所以f(-2)=-7,即f(2)=-7,
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