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高考數(shù)學(xué)浙江理科一輪【第二章】函數(shù)與基本初等函數(shù)I【下】 第二章 2.3

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1、 精品資料 2.3 函數(shù)的奇偶性與周期性 1.函數(shù)的奇偶性 奇偶性 定義 圖象特點(diǎn) 偶函數(shù) 如果對(duì)于函數(shù)f(x)的定義域內(nèi)任意一個(gè)x,都有f(-x)=f(x),那么函數(shù)f(x)是偶函數(shù) 關(guān)于y軸對(duì)稱 奇函數(shù) 如果對(duì)于函數(shù)f(x)的定義域內(nèi)任意一個(gè)x,都有f(-x)=-f(x),那么函數(shù)f(x)是奇函數(shù) 關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱 2.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、(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)最小正數(shù)就叫做f(x)的最小正周期. 1. 判斷下面結(jié)論是否正確(請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)中打“√”或“”) (1)函數(shù)f(x)=0,x∈(0,+∞)既是奇函數(shù)又是偶函數(shù). (  ) (2)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. ( √ ) (3)若函數(shù)y=f(x+b)是奇函數(shù),則函數(shù)y=f(x)關(guān)于點(diǎn)(b,0)中心對(duì)稱. ( √ ) (4)若函數(shù)f(x)=為奇函數(shù),則a=2. ( √ ) (5)函數(shù)f(x)在定義域上滿足f(x+a)=-f(x),則f(

3、x)是周期為2a(a>0)的周期函數(shù).( √ ) (6)函數(shù)f(x)為R上的奇函數(shù),且f(x+2)=f(x),則f(2 014)=0. ( √ ) 2.(2013山東)已知函數(shù)f(x)為奇函數(shù),且當(dāng)x>0時(shí),f(x)=x2+,則f(-1)等于 (  ) A.-2 B.0 C.1 D.2 答案 A 解析 f(-1)=-f(1)=-(1+1)=-2. 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 (  ) A.- B. C. D.- 答案 B 解析 依題意b=0,且2a=-(a-1), ∴

4、a=,則a+b=. 4.已知f(x)在R上是奇函數(shù),且滿足f(x+4)=f(x),當(dāng)x∈(0,2)時(shí),f(x)=2x2,則f(2 015)等于 (  ) A.-2 B.2 C.-98 D.98 答案 A 解析 ∵f(x+4)=f(x), ∴f(x)是以4為周期的周期函數(shù), ∴f(2 015)=f(5034+3)=f(3)=f(-1). 又f(x)為奇函數(shù), ∴f(-1)=-f(1)=-212=-2,即f(2 015)=-2. 5.設(shè)函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),若當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),f(x)=lg x,則滿足f(x)>0

5、的x的取值范圍是________. 答案 (-1,0)∪(1,+∞) 解析 畫草圖,由f(x)為奇函數(shù)知:f(x)>0的x的取值范圍為 (-1,0)∪(1,+∞). 題型一 判斷函數(shù)的奇偶性 例1 判斷下列函數(shù)的奇偶性: (1)f(x)=+; (2)f(x)=(x+1) ; (3)f(x)=. 思維啟迪 確定函數(shù)的奇偶性時(shí),必須先判定函數(shù)定義域是否關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱.若對(duì)稱,再驗(yàn)證f(-x)=f(x)或其等價(jià)形式f(-x)f(x)=0是否成立. 解 (1)由,得x=3. ∴f(x)的定義域?yàn)閧-3,3},關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱. 又f(3)+f(-3)=0,f(3)-f(-3)

6、=0. 即f(x)=f(-x). ∴f(x)既是奇函數(shù),又是偶函數(shù). (2)由,得-1

7、 (1)f(x)=; (2)f(x)=. 解 (1)由,得定義域?yàn)?-1,0)∪(0,1), f(x)==-. ∵f(-x)=-=-=-f(x). ∴f(x)為奇函數(shù). (2)f(x)的定義域?yàn)镽,關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱, 當(dāng)x>0時(shí),f(-x)=-(-x)2-2=-(x2+2)=-f(x); 當(dāng)x<0時(shí),f(-x)=(-x)2+2=-(-x2-2)=-f(x); 當(dāng)x=0時(shí),f(0)=0,也滿足f(-x)=-f(x). 故該函數(shù)為奇函數(shù). 題型二 函數(shù)周期性的應(yīng)用 例2 (1)定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x+6)=f(x),當(dāng)-3≤x<-1時(shí),f(x)=-(x+2)2;當(dāng)

8、-1≤x<3時(shí),f(x)=x.則f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 015)等于 (  ) A.335 B.336 C.1 678 D.2 012 (2)已知f(x)是定義在R上的偶函數(shù),并且f(x+2)=-,當(dāng)2≤x≤3時(shí),f(x)=x,則f(105.5)=________. 思維啟迪 (1)f(x)的周期性已知,可以通過(guò)一個(gè)周期內(nèi)函數(shù)值的變化情況求和.(2)通過(guò)題意先確定函數(shù)的周期性. 答案 (1)B (2)2.5 解析 (1)利用函數(shù)的周期性和函數(shù)值的求法求解. ∵f(x+6)=f(x),∴T=6. ∵當(dāng)-3≤x<-1時(shí),f(x)=-(x+2

9、)2; 當(dāng)-1≤x<3時(shí),f(x)=x, ∴f(1)=1,f(2)=2,f(3)=f(-3)=-1,f(4)=f(-2)=0,f(5)=f(-1)=-1,f(6)=f(0)=0, ∴f(1)+f(2)+…+f(6)=1, ∴f(1)+f(2)+…+f(6)=f(7)+f(8)+…+f(12)=…=f(2 005)+f(2 006)+…+f(2 010)=1, ∴f(1)+f(2)+…+f(2 010)=1=335. 而f(2 011)+f(2 012)+f(2 013)+f(2 014)+f(2 015) =f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)=1+2-1+0-1=1

10、. ∴f(1)+f(2)+…+f(2 015)=335+1=336. (2)由已知,可得f(x+4)=f[(x+2)+2] =-=-=f(x). 故函數(shù)的周期為4. ∴f(105.5)=f(427-2.5)=f(-2.5)=f(2.5). ∵2≤2.5≤3,由題意,得f(2.5)=2.5. ∴f(105.5)=2.5. 思維升華 (1)函數(shù)的周期性反映了函數(shù)在整個(gè)定義域上的性質(zhì).對(duì)函數(shù)周期性的考查,主要涉及函數(shù)周期性的判斷,利用函數(shù)周期性求值. (2)求函數(shù)周期的方法  (1)若f(x)是R上周期為5的奇函數(shù),且滿足f(1)=1,f(2)=2,則f(3)-f(4)等于

11、 (  ) A.-1 B.1 C.-2 D.2 (2)設(shè)f(x)是周期為2的奇函數(shù),當(dāng)0≤x≤1時(shí),f(x)=2x(1-x),則f等于 (  ) A.- B.- C. D. 答案 (1)A (2)A 解析 (1)由f(x)是R上周期為5的奇函數(shù)知 f(3)=f(-2)=-f(2)=-2, f(4)=f(-1)=-f(1)=-1, ∴f(3)-f(4)=-1,故選A. (2)∵f(x)是周期為2的奇函數(shù), ∴f=f=f=-f =-2=-. 題型三 函數(shù)性質(zhì)的綜合應(yīng)用 例3 設(shè)f(x)是(-∞,+∞)上的奇函

12、數(shù),f(x+2)=-f(x),當(dāng)0≤x≤1時(shí),f(x)=x. (1)求f(π)的值; (2)當(dāng)-4≤x≤4時(shí),求f(x)的圖象與x軸所圍成圖形的面積; (3)寫出(-∞,+∞)內(nèi)函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間. 思維啟迪 可以先確定函數(shù)的周期性,求f(π);然后根據(jù)函數(shù)圖象的對(duì)稱性、周期性畫出函數(shù)圖象,求圖形面積、寫單調(diào)區(qū)間. 解 (1)由f(x+2)=-f(x)得, f(x+4)=f[(x+2)+2]=-f(x+2)=f(x), 所以f(x)是以4為周期的周期函數(shù), ∴f(π)=f(-14+π)=f(π-4)=-f(4-π) =-(4-π)=π-4. (2)由f(x)是奇函數(shù)與f

13、(x+2)=-f(x), 得:f[(x-1)+2]=-f(x-1)=f[-(x-1)], 即f(1+x)=f(1-x). 故知函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=1對(duì)稱. 又當(dāng)0≤x≤1時(shí),f(x)=x,且f(x)的圖象關(guān)于原點(diǎn)成中心對(duì)稱,則f(x)的圖象如圖所示. 當(dāng)-4≤x≤4時(shí),f(x)的圖象與x軸圍成的圖形面積為S, 則S=4S△OAB=4=4. (3)函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為[4k-1,4k+1] (k∈Z), 單調(diào)遞減區(qū)間為[4k+1,4k+3] (k∈Z). 思維升華 關(guān)于奇偶性、單調(diào)性、周期性的綜合性問(wèn)題,關(guān)鍵是利用奇偶性和周期性將未知區(qū)間上的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為

14、已知區(qū)間上的問(wèn)題,體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化思想.  (1)已知偶函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,+∞)上單調(diào)遞增,則滿足f(2x-1)

15、有f(2x-1)

16、已知函數(shù)f(x)=則滿足不等式f(1-x2)>f(2x)的x的取值范圍是_____. 易錯(cuò)分析 (1)解題中忽視函數(shù)f(x)的定義域,直接通過(guò)計(jì)算f(0)=0得k=1. (2)本題易出現(xiàn)以下錯(cuò)誤 由f(1-x2)>f(2x)得1-x2>2x,忽視了1-x2>0導(dǎo)致解答失誤. 規(guī)范解答 解析 (1)∵f(-x)==, ∴f(-x)+f(x)= =. 由f(-x)+f(x)=0可得k2=1,∴k=1. (2)畫出f(x)=的圖象, 由圖象可知,若f(1-x2)>f(2x), 則 即 得x∈(-1,-1). 答案 (1)1 (2)(-1,-1) 溫馨提醒 (1)已知函數(shù)

17、的奇偶性,利用特殊值確定參數(shù),要注意函數(shù)的定義域. (2)解決分段函數(shù)的單調(diào)性問(wèn)題時(shí),應(yīng)高度關(guān)注: ①抓住對(duì)變量所在區(qū)間的討論. ②保證各段上同增(減)時(shí),要注意左、右段端點(diǎn)值間的大小關(guān)系. ③弄清最終結(jié)果取并還是交. 方法與技巧 1.正確理解奇函數(shù)和偶函數(shù)的定義,必須把握好兩個(gè)問(wèn)題: (1)定義域在數(shù)軸上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱是函數(shù)f(x)為奇函數(shù)或偶函數(shù)的必要非充分條件; (2)f(-x)=-f(x)或f(-x)=f(x)是定義域上的恒等式. 2.奇函數(shù)的圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,偶函數(shù)的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱,反之也成立.利用這一性質(zhì)可簡(jiǎn)化一些函數(shù)圖象的畫法,也可以利用它去判斷函數(shù)的奇偶性

18、. 3.若對(duì)于函數(shù)f(x)的定義域內(nèi)任一個(gè)自變量的值x都有f(x+a)=-f(x)或f(x+a)=或f(x+a)=-(a是常數(shù)且a≠0),則f(x)是一個(gè)周期為2a的周期函數(shù). 失誤與防范 1.判斷函數(shù)的奇偶性,首先應(yīng)該判斷函數(shù)定義域是否關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱.定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱是函數(shù)具有奇偶性的一個(gè)必要條件. 2.判斷函數(shù)f(x)是奇函數(shù),必須對(duì)定義域內(nèi)的每一個(gè)x,均有f(-x)=-f(x),而不能說(shuō)存在x0使f(-x0)=-f(x0).對(duì)于偶函數(shù)的判斷以此類推. 3.分段函數(shù)奇偶性判定時(shí),要以整體的觀點(diǎn)進(jìn)行判斷,不可以利用函數(shù)在定義域某一區(qū)間上不是奇偶函數(shù)而否定函數(shù)在整個(gè)定義域上的奇偶性.

19、 A組 專項(xiàng)基礎(chǔ)訓(xùn)練 (時(shí)間:40分鐘) 一、選擇題 1.(2013廣東)定義域?yàn)镽的四個(gè)函數(shù)y=x3,y=2x,y=x2+1,y=2sin x中,奇函數(shù)的個(gè)數(shù)是 (  ) A.4 B.3 C.2 D.1 答案 C 解析 由奇函數(shù)的定義可知y=x3,y=2sin x為奇函數(shù). 2. 設(shè)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),當(dāng)x≤0時(shí),f(x)=2x2-x,則f(1)等于 (  ) A.-3 B.-1 C.1 D.3 答案 A 解析 ∵f(x)是奇函數(shù),當(dāng)x≤0時(shí),f(x)=2x2-x, ∴f(1)=-f(-

20、1)=-[2(-1)2-(-1)]=-3. 3.定義在R上的偶函數(shù)f(x),對(duì)任意x1,x2∈[0,+∞)(x1≠x2),有<0,則(  ) A.f(3)2>1, ∴f(3)

21、 B.偶函數(shù) C.既奇又偶函數(shù) D.非奇非偶函數(shù) 答案 A 解析 因?yàn)?x=,x?2=, 所以f(x)===, 該函數(shù)的定義域是[-2,0)∪(0,2], 且滿足f(-x)=-f(x). 故函數(shù)f(x)是奇函數(shù). 5. 已知定義在R上的奇函數(shù)f(x)和偶函數(shù)g(x)滿足f(x)+g(x)=ax-a-x+2(a>0,且a≠1).若g(2)=a,則f(2)等于 (  ) A.2 B. C. D.a(chǎn)2 答案 B 解析 ∵f(x)為奇函數(shù),g(x)為偶函數(shù), ∴f(-2)=-f(2),g(-2)=g(2)=a

22、, ∵f(2)+g(2)=a2-a-2+2, ① ∴f(-2)+g(-2)=g(2)-f(2)=a-2-a2+2, ② 由①、②聯(lián)立,g(2)=a=2,f(2)=a2-a-2=. 二、填空題 6.函數(shù)f(x)在R上為奇函數(shù),且x>0時(shí),f(x)=+1,則當(dāng)x<0時(shí),f(x)=________. 答案 --1 解析 ∵f(x)為奇函數(shù),x>0時(shí),f(x)=+1, ∴當(dāng)x<0時(shí),-x>0, f(x)=-f(-x)=-(+1), 即x<0時(shí),f(x)=-(+1)=--1. 7.若函數(shù)f(x)=x2-|x+a|為偶函數(shù),則實(shí)數(shù)a=_____

23、___. 答案 0 解析 ∵函數(shù)f(x)=x2-|x+a|為偶函數(shù),∴f(-x)=f(x),即(-x)2-|-x+a|=x2-|x+a|,∴|-x+a|=|x+a|,∴a=0. 8. 已知函數(shù)f(x)滿足:f(1)=,4f(x)f(y)=f(x+y)+f(x-y)(x,y∈R),則f(2 015)=________. 答案  解析 方法一 令x=1,y=0時(shí),4f(1)f(0)=f(1)+f(1), 解得f(0)=, 令x=1,y=1時(shí),4f(1)f(1)=f(2)+f(0), 解得f(2)=-, 令x=2,y=1時(shí),4f(2)f(1)=f(3)+f(1), 解得f(3)=

24、-, 依次求得f(4)=-,f(5)=,f(6)=,f(7)=, f(8)=-,f(9)=-,… 可知f(x)是以6為周期的函數(shù), ∴f(2 015)=f(3356+5)=f(5)=. 方法二 ∵f(1)=,4f(x)f(y)=f(x+y)+f(x-y), ∴構(gòu)造符合題意的函數(shù)f(x)=cos x, ∴f(2 015)=cos=. 三、解答題 9.已知函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且它的圖象關(guān)于直線x=1對(duì)稱. (1)求證:f(x)是周期為4的周期函數(shù); (2)若f(x)= (0

25、圖象關(guān)于直線x=1對(duì)稱, 有f(x+1)=f(1-x),即有f(-x)=f(x+2). 又函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù), 故有f(-x)=-f(x).故f(x+2)=-f(x). 從而f(x+4)=-f(x+2)=f(x), 即f(x)是周期為4的周期函數(shù). (2)解 由函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),有f(0)=0. x∈[-1,0)時(shí),-x∈(0,1],f(x)=-f(-x)=-. 故x∈[-1,0]時(shí),f(x)=-. x∈[-5,-4]時(shí),x+4∈[-1,0], f(x)=f(x+4)=-. 從而,x∈[-5,-4]時(shí),函數(shù)f(x)=-. 10.已知函數(shù)f(

26、x)=是奇函數(shù). (1)求實(shí)數(shù)m的值; (2)若函數(shù)f(x)在區(qū)間[-1,a-2]上單調(diào)遞增,求實(shí)數(shù)a的取值范圍. 解 (1)設(shè)x<0,則-x>0, 所以f(-x)=-(-x)2+2(-x)=-x2-2x. 又f(x)為奇函數(shù),所以f(-x)=-f(x), 于是x<0時(shí),f(x)=x2+2x=x2+mx, 所以m=2. (2)由(1)知f(x)在[-1,1]上是增函數(shù), 要使f(x)在[-1,a-2]上單調(diào)遞增. 結(jié)合f(x)的圖象知 所以1

27、(x)是定義在R上的奇函數(shù),且g(x)=f(x-1),則f(2 013)+f(2 015)的值為 (  ) A.-1 B.1 C.0 D.無(wú)法計(jì)算 答案 C 解析 由題意,得g(-x)=f(-x-1), 又∵f(x)是定義在R上的偶函數(shù),g(x)是定義在R上的奇函數(shù),∴g(-x)=-g(x),f(-x)=f(x), ∴f(x-1)=-f(x+1), ∴f(x)=-f(x+2),∴f(x)=f(x+4), ∴f(x)的周期為4, ∴f(2 013)=f(1),f(2 015)=f(3)=f(-1), 又∵f(1)=f(-1)=g(0)

28、=0, ∴f(2 013)+f(2 015)=0. 2. 設(shè)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且當(dāng)x≥0時(shí),f(x)=x2.若對(duì)任意的x∈[a,a+2],不等式f(x+a)≥f(x)恒成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是 (  ) A.a(chǎn)≤0 B.a(chǎn)≥ C.a(chǎn)≤ D.a(chǎn)≥0 答案 B 解析 f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且當(dāng)x≥0時(shí),f(x)=x2, 則當(dāng)x<0時(shí),f(x)=-x2. 即f(x)= 即函數(shù)f(x)是R上的增函數(shù)(可通過(guò)圖象直觀呈現(xiàn)). 由此f(x+a)≥f(x)在x∈[a,a+2]上恒成立?x+a≥x在x∈[a,a+2]上恒成立. 則

29、x≤(+1)a,從而a+2≤(+1)a,解得a≥. 3. 設(shè)函數(shù)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),且對(duì)任意的x∈R恒有f(x+1)=f(x-1),已知當(dāng)x∈[0,1]時(shí),f(x)=2x,則有 ①2是函數(shù)f(x)的周期; ②函數(shù)f(x)在(1,2)上是減函數(shù),在(2,3)上是增函數(shù); ③函數(shù)f(x)的最大值是1,最小值是0. 其中所有正確命題的序號(hào)是________. 答案?、佗? 解析 在f(x+1)=f(x-1)中,令x-1=t,則有f(t+2)=f(t), 因此2是函數(shù)f(x)的周期,故①正確; 當(dāng)x∈[0,1]時(shí),f(x)=2x是增函數(shù), 則f(x)在[-1,0]上是減函數(shù)

30、, 根據(jù)函數(shù)的周期性知,函數(shù)f(x)在(1,2)上是減函數(shù), 在(2,3)上是增函數(shù),故②正確; 在區(qū)間[-1,1]上,f(x)的最大值為f(1)=f(-1)=2, f(x)的最小值為f(0)=1,故③錯(cuò)誤. 4. 函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镈={x|x≠0},且滿足對(duì)于任意x1,x2∈D,有f(x1x2)=f(x1)+f(x2). (1)求f(1)的值; (2)判斷f(x)的奇偶性并證明你的結(jié)論; (3)如果f(4)=1,f(x-1)<2,且f(x)在(0,+∞)上是增函數(shù),求x的取值范圍. 解 (1)∵對(duì)于任意x1,x2∈D, 有f(x1x2)=f(x1)+f(x2),

31、∴令x1=x2=1,得f(1)=2f(1),∴f(1)=0. (2)令x1=x2=-1,有f(1)=f(-1)+f(-1), ∴f(-1)=f(1)=0. 令x1=-1,x2=x有f(-x)=f(-1)+f(x), ∴f(-x)=f(x),∴f(x)為偶函數(shù). (3)依題設(shè)有f(44)=f(4)+f(4)=2, 由(2)知,f(x)是偶函數(shù), ∴f(x-1)<2?f(|x-1|)

32、+∞)上滿足f(2-x)=f(2+x),f(7-x)=f(7+x),且在閉區(qū)間[0,7]上只有f(1)=f(3)=0. (1)試判斷函數(shù)y=f(x)的奇偶性; (2)試求方程f(x)=0在閉區(qū)間[-2 005,2 005]上的根的個(gè)數(shù),并證明你的結(jié)論. 解 (1)∵f(1)=0,且f(x)在[0,7]上只有f(1)=f(3)=0, 又∵f(2-x)=f(2+x),令x=-3,f(-1)=f(5)≠0, ∴f(-1)≠f(1),且f(-1)≠-f(1). ∴f(x)既不是奇函數(shù),也不是偶函數(shù). (2)f(10+x)=f[2+8+x]=f[2-(8+x)] =f(-6-x)=f[7-(13+x)]=f[7+13+x] =f(20+x), ∴f(x)以10為周期. 又f(x)的圖象關(guān)于x=7對(duì)稱知,f(x)=0在(0,10)上有兩個(gè)根, 則f(x)=0在(0,2 005]上有2012=402個(gè)根; 在[-2 005,0]上有2002=400個(gè)根; 因此f(x)=0在閉區(qū)間上共有802個(gè)根.

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