2025版高考数学一轮总复习第2章函数概念与基本初等函数Ⅰ第3讲函数的奇偶性与周期性课件
展开知识梳理 · 双基自测
知 识 梳 理知识点一 函数的奇偶性
f(-x)=-f(x)
知识点二 函数的周期性1.周期函数对于函数y=f(x),如果存在一个非零常数T,使得当x取定义域内的任何值时,都有________________,那么就称函数y=f(x)为周期函数,称T为这个函数的周期.2.最小正周期如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个______________,那么这个____________就叫做f(x)的最小正周期.
f(x+T)=f(x)
双 基 自 测题组一 走出误区1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数y=x2,x∈(-2,2]是偶函数.( )(2)若函数f(x)是奇函数,则必有f(0)=0.( )(3)若函数y=f(x+a)是偶函数,则函数y=f(x)的图象关于直线x=a对称.( )
3.(必修1P85T3改编)若函数y=f(x)(x∈(a,b))为奇函数,则a+b=______.
4.(必修1P85T1改编)若函数y=f(x)(x∈R)是奇函数,则下列坐标表示的点一定在函数y=f(x)图象上的是( )A.(a,-f(a)) B.(-a,-f(a))C.(-a,-f(-a)) D.(a,f(-a))[解析] ∵函数y=f(x)为奇函数,∴f(-a)=-f(a).即点(-a,-f(a))一定在函数y=f(x)的图象上.
5. (必修1P87T12改编)设奇函数f(x)的定义域为[-5,5],若当x∈[0,5]时,f(x)的图象如图所示,则不等式f(x)<0的解集为________________.
(-2,0)∪(2,5]
[解析] 由图象可知,当0
6.(必修1P87T11改编)定义在R上的奇函数f(x)以2为周期,则f(1)+f(2)+f(3)的值是( )A.0 B.1 C.2 D.3[解析] 根据函数的周期性和奇偶性得到f(3)=f(-1)=-f(1)、f(2)=f(0)=0,从而可求f(1)+f(2)+f(3).因为函数以2为周期,所以f(3)=f(-1),f(2)=f(0),因为函数是定义在R上的奇函数,所以f(-1)=-f(1),f(0)=0,所以f(1)+f(2)+f(3)=f(1)+f(0)-f(1)=0,故选A.
7.(必修1P86T3改编)已知f(x)为定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=2x+m,则f(-3)=________.[解析] 因为f(x)为R上的奇函数,所以f(0)=0,即f(0)=20+m=0,解得m=-1,故f(x)=2x-1(x≥0),则f(-3)=-f(3)=-(23-1)=-7.
[解析] 思路一:将函数f(x)的解析式分离常数,通过图象变换可得函数图象关于(0,0)对称,此函数即为奇函数;思路二:由函数f(x)的解析式,求出选项中的函数解析式,由函数奇偶性定义来判断.
考点突破 · 互动探究
考向1 判断函数的奇偶性——自主练透1.(多选题)已知奇函数f(x)与偶函数g(x)的定义域、值域均为R,则( )A.f(x)+g(x)是奇函数B.f(x)|g(x)|是奇函数C.f(x)g(x)是偶函数D.f[g(x)]是偶函数
[解析] 根据奇函数、偶函数的定义逐一判断即可.因为f(-x)+g(-x)=-f(x)+g(x)≠f(x)+g(x)且f(-x)+g(-x)=-f(x)+g(x)≠-[f(x)+g(x)],所以f(x)+g(x)既不是奇函数也不是偶函数,故A错误;因为f(-x)|g(-x)|=-f(x)|g(x)|,所以f(x)|g(x)|是奇函数,故B正确;因为f(-x)g(-x)=-f(x)g(x)≠f(x)g(x),所以f(x)g(x)是奇函数,不是偶函数,故C错误;因为f[g(-x)]=f[g(x)],所以f[g(x)]是偶函数,故D正确.故选BD.
[分析] 先求出定义域,看定义域是否关于原点对称,在定义域内,解析式带绝对值号的先化简,计算f(-x),再判断f(-x)与f(x)之间的关系.抽象函数常用赋值法判断.
名师点拨:判断函数的奇偶性的方法1.定义法:若函数的定义域不是关于原点对称的区间,则立即可判断该函数既不是奇函数也不是偶函数;若函数的定义域是关于原点对称的区间,再判断f(-x)是否等于f(x)或-f(x),据此得出结论.2.图象法:奇(偶)函数的充要条件是它的图象关于原点(或y轴)对称.3.性质法:偶函数的和、差、积、商(分母不为零)仍为偶函数;奇函数的和、差仍为奇函数;奇(偶)数个奇函数的积、商(分母不为零)为奇(偶)函数;一个奇函数与一个偶函数的积为奇函数.(注:利用上述结论时要注意各函数的定义域)
考向2 函数奇偶性的综合应用——多维探究 角度1 利用性质求解析式1.(2024·十堰模拟)已知y=f(x)是定义在R上的奇函数,且当x≥0时,f(x)=x2+ax+a+1,则f(-2)等于( )A.-2 B.2C.-6 D.6
[解析] 因为y=f(x)是定义在R上的奇函数,则有f(0)=a+1=0,解得a=-1,当x≥0时,f(x)=x2-x,则f(-2)=-f(2)=-2.
2.(2023·吕梁模拟)已知函数f(x)为定义在R上的奇函数,且当x≥0时,f(x)=2x+x-1,则当x<0时,f(x)等于( )A.2-x-x-1 B.2-x+x+1C.-2-x-x-1 D.-2-x+x+1[解析] 当x<0时,-x>0,因为f(x)是奇函数,所以f(x)=-f(-x)=-2-x+x+1.
名师点拨:1.求函数解析式:先将待求区间上的自变量转化到已知区间上,再利用奇偶性求出,或充分利用奇偶性构造关于f(x)的方程(组),从而得到f(x)的解析式.2.求解析式中的参数值:在定义域关于原点对称的前提下,利用f(x)为奇函数⇔f(-x)=-f(x),f(x)为偶函数⇔f(x)=f(-x),列式求解,也可利用特殊值法求解.对于在x=0处有定义的奇函数f(x),可考虑列等式f(0)=0求解.
【变式训练】1.(角度1)(2019·课标全国Ⅱ改编)设f(x)为偶函数,且当x≥0时,f(x)=ex-1,则当x<0时,f(x)=( )A.e-x-1 B.e-x+1C.-e-x-1 D.-e-x+1[解析] 当x<0时,f(x)=f(-x)=e-x-1.故选A.
2.(角度2)已知函数f(x)=x(2x+a×2-x)(x∈R),若f(x)是偶函数,则记a=m,若f(x)是奇函数,则记a=n,则m+2n=( )A.0 B.1C.2 D.-1[解析] 当f(x)是偶函数时,f(x)=f(-x),即x(2x+a×2-x)=-x(2-x+a×2x),即(1+a)·(2x+2-x)x=0,因为上式对任意实数x都成立,所以a=-1,即m=-1;当f(x)是奇函数时,f(-x)=-f(x),即-x(2-x+a×2x)=-x(2x+a×2-x),即(1-a)(2x-2-x)x=0,因为上式对任意实数x都成立,所以a=1,即n=1,所以m+2n=1.
[解析] ∵f(x)为奇函数,∴x<0时,-x>0,则f(-x)=e-x+1-3=-f(x),∴x<0时,f(x)=-e-x+1+3,则g(-1)=f(-1)+3=-e-(-1)+1+6=6-e2,故选C.
函数的周期性——师生共研
设f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意实数x,恒有f(x+2)=-f(x).当x∈[0,2)时,f(x)=2x-x2.(1)求证:f(x)是周期函数;(2)求f(2)的值;(3)当x∈(2,4]时,求f(x)的解析式;(4)计算f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 025).
[解析] (1)证明:∵f(x+2)=-f(x),∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x).∴f(x)是周期为4的周期函数.(2)f(2)=f(0+2)=-f(0)=0.
(3)当x∈(-2,0]时,-x∈[0,2),由已知得f(-x)=2(-x)-(-x)2=-2x-x2.又f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x)=-2x-x2.∴f(x)=x2+2x.又当x∈(2,4]时,x-4∈(-2,0],∴f(x-4)=(x-4)2+2(x-4).又f(x)是周期为4的周期函数,∴f(x)=f(x-4)=(x-4)2+2(x-4)=x2-6x+8.即当x∈(2,4]时,f(x)=x2-6x+8.
(4)∵f(0)=0,f(1)=1,f(2)=0,f(3)=-1,且f(x)是周期为4的周期函数,∴f(0)+f(1)+f(2)+f(3)=f(4)+f(5)+f(6)+f(7)=…=f(2 020)+f(2 021)+f(2 022)+f(2 023)=0.f(2 024)=f(0)=0,f(2 025)=f(1)=1,∴f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 021)+f(2 022)+f(2 023)+f(2 024)+f(2 025)=1.
名师点拨:高考中对函数周期性的考查,主要涉及函数周期性的判断,利用函数周期性求值,以及解决与周期有关的函数综合问题.解决此类问题的关键是充分利用题目提供的信息,找到函数的周期,利用周期在有定义的范围内进行求解.
【变式训练】1.若函数f(x)满足f(x+1)=-f(x),且x∈[-1,1]时,f(x)=x2,则x∈[7,9]时的函数解析式是___________________________.[解析] 由函数f(x)满足f(x+1)=-f(x)可知f(x+1+1)=-f(x+1)=f(x),因此函数的周期是2.设x∈[7,9],则-1≤x-8≤1,因此f(x-8)=(x-8)2,根据函数的周期是2可知f(x-8)=f(x),因此f(x)=(x-8)2.
f(x)=(x-8)2(x∈[7,9])
2.(2023·沧州七校联考)函数f(x)满足f(x)f(x+2)=13,且f(3)=2,则f(2 025)=______.
函数性质的综合应用——多维探究
角度1 奇偶性与单调性结合 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f(x)≥0的取值范围是( )A.(-∞,-2]B.[0,2]C.(-∞,-2]∪[0,2]D.(-∞,-2]∪[2,+∞)
[解析] 由已知得图象,故选C.
[引申1]若将“奇函数”改为偶函数,则结果为______.[解析] 如图.
[引申2]若将不等式改为xf(x-1)≥0呢?结果为______________.
[-1,0]∪[1,3]
角度2 奇偶性与周期性结合
[解析] 由偶函数的性质及奇函数的性质,分析函数的周期性和对称性,由此判断各选项.∵f(x)为偶函数,∴f(x)图象关于y轴对称,f(-x)=f(x),又∵f(x+2)是奇函数,∴f(-x+2)=-f(x+2),∴f(x-2)+f(x+2)=0,∴f(x+8)=-f(x+4)=f(x),∴函数f(x)的图象关于(2,0)轴对称,f(x)为周期函数且周期为8,故选AD.
角度3 单调性、奇偶性和周期性结合
[解析] 因为f(x)满足f(x-4)=-f(x),所以f(x-8)=f(x),所以函数f(x)是以8为周期的周期函数,则f(-25)=f(-1),f(80)=f(0),f(11)=f(3).由f(x)是定义在R上的奇函数,且满足f(x-4)=-f(x),得f(11)=f(3)=-f(-1)=f(1).因为f(x)在区间[0,2]上是增函数,f(x)在R上是奇函数,所以f(x)在区间[-2,2]上是增函数,所以f(-1)
2.(角度2)(多选题)函数f(x)的定义域为R,若f(x+1)与f(x-1)都是偶函数,则( )A.f(x)是偶函数 B.f(x)是奇函数C.f(x+3)是偶函数 D.f(x)=f(x+4)
[解析] 因为f(x+1)是偶函数,所以f(-x+1)=f(x+1),从而f(-x)=f(x+2).因为f(x-1)是偶函数,所以f(-x-1)=f(x-1),从而f(-x)=f(x-2).所以f(x+2)=f(x-2),f(x+4)=f(x),所以f(x)是以4为周期的周期函数.因为f(-x-1)=f(x-1),所以f(-x-1+4)=f(x-1+4),即f(-x+3)=f(x+3),所以f(x+3)是偶函数.
名师讲坛 · 素养提升
函数三大性质的综合应用
名师点拨:函数的奇偶性、周期性及单调性,在高考中常常将它们综合在一起命题,解题时,往往需要借助函数的奇偶性和周期性来确定另一区间上的单调性,即实现区间的转换,再利用单调性解决相关问题.
2.(多选题)已知f(x)的定义域为R,其函数图象关于直线x=-3对称,且f(x+3)=f(x-3),若当x∈[0,3]时,f(x)=2x+1,则下列结论正确的是( )A.f(x)为偶函数;B.f(x)在[-6,-3]上单调递减;C.f(x)关于直线x=3对称;D.f(100)=5.
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