2020版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第2章 函數(shù)、導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 第3節(jié) 函數(shù)的奇偶性與周期性教學(xué)案 理(含解析)北師大版
《2020版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第2章 函數(shù)、導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 第3節(jié) 函數(shù)的奇偶性與周期性教學(xué)案 理(含解析)北師大版》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第2章 函數(shù)、導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 第3節(jié) 函數(shù)的奇偶性與周期性教學(xué)案 理(含解析)北師大版(10頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第三節(jié) 函數(shù)的奇偶性與周期性 [考綱傳真] 1.結(jié)合具體函數(shù),了解函數(shù)奇偶性的含義;2.會(huì)運(yùn)用函數(shù)的圖像理解和研究函數(shù)的奇偶性;3.了解函數(shù)周期性、正周期的含義, 會(huì)判斷、應(yīng)用簡單函數(shù)的周期性. 1.奇函數(shù)、偶函數(shù)的概念 圖像關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的函數(shù)叫作奇函數(shù); 圖像關(guān)于y軸對(duì)稱的函數(shù)叫作偶函數(shù). 2.判斷函數(shù)的奇偶性 判斷函數(shù)的奇偶性,一般按照定義嚴(yán)格進(jìn)行,一般步驟是 (1)考察定義域是否關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱; (2)考察表達(dá)式f(x)是否與f(x)或-f(x)相等. ①若f(-x)=-f(x),則f(x)為奇函數(shù); ②若f(-x)=f(x),則f(x)為偶函數(shù); ③若f(-x)
2、=-f(x)且f(-x)=f(x),則f(x)既是奇函數(shù)又是偶函數(shù); ④若f(-x)≠-f(x)且f(-x)≠f(x),則f(x)既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù). 3.函數(shù)的周期性 (1)周期函數(shù) 對(duì)于函數(shù)y=f(x),如果存在一個(gè)非零常數(shù)T,使得當(dāng)x取定義域內(nèi)的任何值時(shí),都有f(x+T)=f(x),那么就稱函數(shù)y=f(x)為周期函數(shù),稱T為這個(gè)函數(shù)的周期. (2)最小正周期 如果在周期函數(shù)f(x)的所有周期中存在一個(gè)最小的正數(shù),那么這個(gè)最小的正數(shù)就叫作f(x)的最小正周期. [常用結(jié)論] 1.函數(shù)奇偶性的三個(gè)重要結(jié)論 (1)如果一個(gè)奇函數(shù)f(x)在x=0處有定義,那么一定有f(0
3、)=0. (2)如果函數(shù)f(x)是偶函數(shù),那么f(x)=f(|x|). (3)奇函數(shù)在關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的區(qū)間上具有相同的單調(diào)性;偶函數(shù)在關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的區(qū)間上具有相反的單調(diào)性. 2.周期性的幾個(gè)常用結(jié)論 對(duì)f(x)的定義域內(nèi)任一自變量的值x,周期為T,則 (1) 若f(x+a)=-f(x),則T=2a; (2)若f(x+a)=,則T=2a; (3)若f(x+a)=f(x+b),則T=a-b. [基礎(chǔ)自測] 1.(思考辨析)判斷下列結(jié)論的正誤.(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”) (1)函數(shù)y=x2,x∈(0,+∞)是偶函數(shù). ( ) (2)偶函數(shù)圖像不一定過原點(diǎn),奇函數(shù)的圖像一
4、定過原點(diǎn). ( ) (3)若函數(shù)y=f(x+a)是偶函數(shù),則函數(shù)y=f(x)關(guān)于直線x=a對(duì)稱. ( ) (4)函數(shù)f(x)在定義域上滿足f(x+a)=-f(x),則f(x)是周期為2a(a>0)的周期函數(shù). ( ) [答案] (1)× (2)× (3)√ (4)√ 2.(教材改編)下列函數(shù)中為偶函數(shù)的是( ) A.y=x2sin x B.y=x2cos x C.y=|ln x| D.y=2-x B [A為奇函數(shù),C,D為非奇非偶函數(shù),B為偶函數(shù),故選B.] 3.已知f(x)=ax2+bx是定義在[a-1,2a]上的偶函數(shù),那么a+b的值是( )
5、A.- B. C. D.- B [依題意b=0,且2a=-(a-1), ∴b=0且a=,則a+b=.] 4.(教材改編)已知函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),當(dāng)x≥0時(shí),f(x)=x(1+x),則當(dāng)x<0時(shí),f(x)的解析式為( ) A.f(x)=x(1+x) B.f(x)=x(1-x) C.f(x)=-x(1+x) D.f(x)=x(x-1) B [當(dāng)x<0時(shí),-x>0, 又x≥0時(shí),f(x)=x(1+x), 故f(-x)=-x(1-x). 又f(x)為奇函數(shù),所以f(-x)=-f(x), ∴-f(x)=-x(1-x),即f(x)=x(1-x),故選B
6、.] 5.已知定義在R上的奇函數(shù)f(x)滿足f(x+4)=f(x),則f(8)的值為________. 0 [∵f(x)為定義在R上的奇函數(shù),∴f(0)=0, 又f(x+4)=f(x),∴T=4. ∴f(8)=f(0)=0.] 函數(shù)的奇偶性及其應(yīng)用 【例1】 (1)若f(x)=ln(e3x+1)+ax是偶函數(shù),則a=________. (2)判斷下列函數(shù)的奇偶性: ①f(x)=+; ②f(x)=; ③f(x)= (1)- [由f(-x)=f(x)得ln(e-3x+1)-ax=ln(e3x+1)+ax, 整理得ln+2ax=0. ∵==e3x, ∴l(xiāng)n e3x
7、+2ax=0, ∴2ax=-3x,即(2a+3)x=0對(duì)任意x恒成立, 故2a+3=0,所以a=-.] (2)[解] ①由得x2=3,解得x=±, 即函數(shù)f(x)的定義域?yàn)閧-,}, 從而f(x)=+=0. 因此f(-x)=-f(x)且f(-x)=f(x), ∴函數(shù)f(x)既是奇函數(shù)又是偶函數(shù). ②由得定義域?yàn)?-1,0)∪(0,1),關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱. ∴x-2<0,∴|x-2|-2=-x, ∴f(x)=. 又∵f(-x)= =-=-f(x), ∴函數(shù)f(x)為奇函數(shù). ③顯然函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?-∞,0)∪(0,+∞),關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱. ∵當(dāng)x<0時(shí),-x>0,
8、 則f(-x)=-(-x)2-x=-x2-x=-f(x); 當(dāng)x>0時(shí),-x<0, 則f(-x)=(-x)2-x=x2-x=-f(x); 綜上可知:對(duì)于定義域內(nèi)的任意x,總有f(-x)=-f(x)成立,∴函數(shù)f(x)為奇函數(shù). [規(guī)律方法] 判斷函數(shù)的奇偶性的兩種方法 (1)定義法: (2)圖像法: (1)已知y=f(x)是定義在R上的奇函數(shù),則下列函數(shù)中為奇函數(shù)的是( ) ①y=f(|x|);②y=f(-x);③y=xf(x);④y=f(x)+x. A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ (2)(2019·湖北重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)已知函數(shù)f(x
9、)=(ex+e-x)ln -1,若f(a)=1,則f(-a)=( ) A.1 B.-1 C.3 D.-3 (3)若函數(shù)f(x)=x5+ax3+bsin x+2在[-3,3]上的最大值為M,最小值為m,則M+m=________. (1)D (2)D (3)4 [(1)由奇函數(shù)的定義,f(-x)=-f(x)驗(yàn)證, ①f(|-x|)=f(|x|),故為偶函數(shù); ②f[-(-x)]=f(x)=-f(-x),為奇函數(shù); ③-xf(-x)=-x·[-f(x)]=xf(x),為偶函數(shù); ④f(-x)+(-x)=-[f(x)+x],為奇函數(shù). 綜上可知②④正確,故選D. (2)
10、令g(x)=f(x)+1=(ex+e-x)ln ,則g(-x)=(e-x+ex)ln =-(ex+e-x)ln =-g(x),所以g(x)為奇函數(shù),所以f(-a)=g(-a)-1=-g(a)-1=-f(a)-2=-3,故選D. (3)令g(x)=x5+ax3+bsin x,x∈[-3,3], 則g(x)為奇函數(shù),f(x)=g(x)+2, ∴M=f(x)max=g(x)max+2, m=f(x)min=g(x)min+2, ∴M+m=4.] 函數(shù)周期性、對(duì)稱性的應(yīng)用 【例2】 (1)(2018·全國卷Ⅱ)已知f(x)是定義在(-∞,+∞)的奇函數(shù),滿足f(1-x)=f(1+x)
11、.若f(1)=2,則f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=( ) A.-50 B.0 C.2 D.50 (2)(2018·江蘇高考)函數(shù)f(x)滿足f(x+4)=f(x)(x∈R),且在區(qū)間(-2,2]上,f(x)=則f(f(15))的值為________. (1)C (2) [(1)由f(1+x)=f(1-x)可知f(x)=f(2-x), 又f(-x)=-f(x),且f(-x)=f(2+x), 故f(2+x)=-f(x),∴f(4+x)=f(x), 即函數(shù)y=f(x)是周期為4的周期函數(shù). 又由題意可知f(0)=0,f(1)=2, 所以f(2)=f(0)=
12、0,f(3)=f(-1)=-f(1)=-2,f(4)=f(0)=0, ∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=2+0-2+0=0. 又50=12×4+2, ∴f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=4[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]+f(1)+f(2)=4×0+2+0=2.故選C. (2)由函數(shù)f(x)滿足f(x+4)=f(x)(x∈R),可知函數(shù)f(x)的最小正周期是4.因?yàn)樵趨^(qū)間(-2,2]上,f(x)=所以f(f(15))=f(f(-1))=f=cos =.] [規(guī)律方法] (1)利用函數(shù)的周期性,可將其他區(qū)間上的求值、求零點(diǎn)個(gè)數(shù)、求解析式等問題,轉(zhuǎn)化到已知區(qū)
13、間上,進(jìn)而解決問題. (2)根據(jù)函數(shù)的周期性,可以由函數(shù)局部的性質(zhì)得到函數(shù)的整體性質(zhì),即周期性與奇偶性都具有將未知區(qū)間上的問題轉(zhuǎn)化到已知區(qū)間的功能.在解決具體問題時(shí),要注意結(jié)論:若T是函數(shù)的周期,則kT(k∈Z且k≠0)也是函數(shù)的周期. (2019·泉州檢測)奇函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,若f(x+1)為偶函數(shù),且f(1)=2,則f(4)+f(5)=________. 2 [∵f(x+1)為偶函數(shù),f(x)是奇函數(shù), ∴f(-x+1)=f(x+1), f(x)=-f(-x),f(0)=0, ∴f(x+1)=f(-x+1)=-f(x-1), ∴f(x+2)=-f(x),f(x+4)
14、=f(x+2+2)=-f(x+2)=f(x),∴f(x)是周期為4的周期函數(shù),則f(4)=f(0)=0,f(5)=f(1)=2, ∴f(4)+f(5)=0+2=2.] 函數(shù)性質(zhì)的綜合應(yīng)用 ?考法1 單調(diào)性與奇偶性結(jié)合 【例3】 函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),當(dāng)x≥0時(shí),f(x)為減函數(shù),且f(-1)=1,若f(x-2)≥-1,則x的取值范圍是( ) A.(-∞,3] B.(-∞,1] C.[3,+∞) D.[1,+∞) A [函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且是[0,+∞)上的減函數(shù),故函數(shù)f(x)在R上遞減.又f(-1)=1,所以f(1)=-1,
15、因此f(x-2)≥-1?f(x-2)≥f(1)?x-2≤1?x≤3,所以x的取值范圍是(-∞,3],故選A.] ?考法2 周期性與奇偶性結(jié)合 【例4】 (1)(2019·四川模擬)設(shè)奇函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,且f(x+4)=f(x),當(dāng)x∈[4,6]時(shí)f(x)=2x+1,則f(x)在區(qū)間[-2,0]上的表達(dá)式為( ) A.f(x)=2x+1 B.f(x)=-2-x+4-1 C.f(x)=2-x+4+1 D.f(x)=2-x+1 (2)(2017·山東高考)已知f(x)是定義在R上的偶函數(shù),且f(x+4)=f(x-2).若當(dāng)x∈[-3,0]時(shí),f(x)=6-x,則f(919
16、)=________. (1)B (2)6 [(1)當(dāng)x∈[-2,0]時(shí),-x∈[0,2], ∴-x+4∈[4,6]. 又∵當(dāng)x∈[4,6]時(shí),f(x)=2x+1, ∴f(-x+4)=2-x+4+1. 又∵f(x+4)=f(x), ∴函數(shù)f(x)的周期為T=4, ∴f(-x+4)=f(-x). 又∵函數(shù)f(x)是R上的奇函數(shù), ∴f(-x)=-f(x), ∴-f(x)=2-x+4+1, ∴當(dāng)x∈[-2,0]時(shí),f(x)=-2-x+4-1.故選B. (2)∵f(x+4)=f(x-2), ∴f((x+2)+4)=f((x+2)-2),即f(x+6)=f(x), ∴f(x
17、)是周期為6的周期函數(shù), ∴f(919)=f(153×6+1)=f(1). 又f(x)是定義在R上的偶函數(shù), ∴f(1)=f(-1)=6,即f(919)=6.] ?考法3 奇偶性、周期性、單調(diào)性的綜合 【例5】 (2019·惠州調(diào)研)已知函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)镽,且滿足下列三個(gè)條件: ①對(duì)任意的x1,x2∈[4,8],當(dāng)x1<x2時(shí),都有>0恒成立; ②f(x+4)=-f(x); ③y=f(x+4)是偶函數(shù). 若a=f(7),b=f(11),c=f(2 018),則a,b,c的大小關(guān)系正確的是( ) A.a(chǎn)<b<c B.b<c<a C.a(chǎn)<c<b D.c<b
18、<a B [由①知函數(shù)f(x)在區(qū)間[4,8]上為遞增函數(shù);由②知f(x+8)=-f(x+4)=f(x),即函數(shù)f(x)的周期為8,所以c=f(2 018)=f(252×8+2)=f(2),b=f(11)=f(3);由③可知函數(shù)f(x)的圖像關(guān)于直線x=4對(duì)稱,所以b=f(3)=f(5),c=f(2)=f(6).因?yàn)楹瘮?shù)f(x)在區(qū)間[4,8]上為遞增函數(shù),所以f(5)<f(6)<f(7),即b<c<a,故選B.] [規(guī)律方法] 函數(shù)性質(zhì)綜合應(yīng)用問題的常見類型及解題方法 (1)函數(shù)單調(diào)性與奇偶性結(jié)合.注意函數(shù)單調(diào)性及奇偶性的定義,以及奇、偶函數(shù)圖像的對(duì)稱性. (2)周期性與奇偶性結(jié)合.
19、此類問題多考查求值問題,常利用奇偶性及周期性進(jìn)行交換,將所求函數(shù)值的自變量轉(zhuǎn)化到已知解析式的函數(shù)定義域內(nèi)求解. (3)周期性、奇偶性與單調(diào)性結(jié)合.解決此類問題通常先利用周期性轉(zhuǎn)化自變量所在的區(qū)間,然后利用奇偶性和單調(diào)性求解. (1)(2019·山師大附中模擬)函數(shù)f(x)是R上的偶函數(shù),且f(x+1)=-f(x),若f(x)在[-1,0]上遞減,則函數(shù)f(x)在[3,5]上是( ) A.增函數(shù) B.減函數(shù) C.先增后減的函數(shù) D.先減后增的函數(shù) (2)已知f(x)是定義在R上的偶函數(shù),在區(qū)間[0,+∞)上為增函數(shù),且f=0,則不等式f(x)>0的解集為________. (
20、1)D (2) [(1)已知f(x+1)=-f(x),則函數(shù)周期T=2,因?yàn)楹瘮?shù)f(x)是R上的偶函數(shù),在[-1,0]上遞減,所以函數(shù)f(x)在[0,1]上遞增,即函數(shù)f(x)在[3,5]上是先減后增的函數(shù).故選D. (2)由已知f(x)在R上為偶函數(shù),且f=0, ∴f(x)>0等價(jià)于f(|x|)>f, 又f(x)在[0,+∞)上為增函數(shù), ∴|x|>, 即x>或x<-.] 1.(2017·全國卷Ⅰ)函數(shù)f(x)在(-∞,+∞)遞減,且為奇函數(shù).若f(1)=-1,則滿足-1≤f(x-2)≤1的x的取值范圍是( ) A.[-2,2] B.[-1,1] C.[0
21、,4] D.[1,3] D [∵f(x)為奇函數(shù), ∴f(-x)=-f(x). ∵f(1)=-1,∴f(-1)=-f(1)=1. 故由-1≤f(x-2)≤1,得f(1)≤f(x-2)≤f(-1). 又f(x)在(-∞,+∞)遞減, ∴-1≤x-2≤1, ∴1≤x≤3.故選D.] 2.(2014·全國卷Ⅰ)設(shè)函數(shù)f(x),g(x)的定義域都為R,且f(x)是奇函數(shù),g(x)是偶函數(shù),則下列結(jié)論中正確的是( ) A.f(x)g(x)是偶函數(shù) B.|f(x)|g(x)是奇函數(shù) C.f(x)|g(x)|是奇函數(shù) D.|f(x)g(x)|是奇函數(shù) C [A:令h(x)=f
22、(x)·g(x),則h(-x)=f(-x)·g(-x)=-f(x)·g(x)=-h(huán)(x), ∴h(x)是奇函數(shù),A錯(cuò)誤. B:令h(x)=|f(x)|g(x),則h(-x)=|f(-x)|g(-x)=|-f(x)|g(x)=|f(x)|g(x)=h(x), ∴h(x)是偶函數(shù),B錯(cuò)誤. C:令h(x)=f(x)|g(x)|,則h(-x)=f(-x)|g(-x)|=-f(x)|g(x)|=-h(huán)(x),∴h(x)是奇函數(shù),C正確. D:令h(x)=|f(x)·g(x)|,則h(-x)=|f(-x)·g(-x)|=|-f(x)·g(x)|=|f(x)·g(x)|=h(x), ∴h(x)是
23、偶函數(shù),D錯(cuò)誤.]
3.(2017·全國卷Ⅱ)已知函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),當(dāng)x∈(-∞,0)時(shí),f(x)=2x3+x2,則f(2)=________.
12 [法一:令x>0,則-x<0.
∴f(-x)=-2x3+x2.
∵函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),
∴f(-x)=-f(x).
∴f(x)=2x3-x2(x>0).
∴f(2)=2×23-22=12.
法二:f(2)=-f(-2)
=-[2×(-2)3+(-2)2]=12.]
4.(2015·全國卷Ⅰ)若函數(shù)f(x)=xln(x+)為偶函數(shù),則a=________.
1 [∵f(x)為偶函數(shù),∴f(-x)-f(x)=0恒成立,
∴-xln(-x+)-xln(x+)=0恒成立,∴xln a=0恒成立,∴l(xiāng)n a=0,即a=1.]
5.(2014·全國卷Ⅱ)已知偶函數(shù)f(x)在[0,+∞)遞減,f(2)=0.若f(x-1)>0,則x的取值范圍是________.
(-1,3) [∵f(x)是偶函數(shù),∴圖像關(guān)于y軸對(duì)稱.又f(2)=0,且f(x)在[0,+∞)遞減,則f(x)的大致圖像如圖所示,
由f(x-1)>0,得-2
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