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专题11 函数的奇偶性、对称性和周期性综合
考点一 奇偶性与周期性
一、单选题
1.设 是定义域为R的奇函数,且 ,若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【解析】因为 是定义域为R的奇函数,
由 ,得 ,该函数的周期为2,
所以 .故选:A
2. 是定义域为R的奇函数, , ,则 ( )
A.3 B. C.6 D.0
【解析】由 知,函数 是以4为周期的周期函数,又 是奇函数, ,
所以 .故选:B
3.已知定义在 上的函数 , 分别为函数 , 的导函数,若 为偶函数,且
, ,则 ( )
A.2023 B.4 C. D.0
【解析】因为 为偶函数,所以 ,所以 ,
令 ,则 ,因为 ,所以 ,①
所以 ,②又因为 ,③
由②③得: ,④
所以 ,所以 ,所以 的周期为4,
又因为 ,所以 的周期为4,
在①中令 得: ,在③中令 得: ,
在④中令 得: ,所以 ,
所以 ,故选:D.
4.已知函数 定义域为 ,对 ,恒有 ,则下列说法错误的
有( )
A. B.
C. D.若 ,则 周期为
【解析】由 ,令 , ,有 ,
可得 或 ,A错;
当 时,令 ,则 , ,
函数 既是奇函数又是偶函数, ,当 时,令 ,
则 ,则 ,
函数 是偶函数, ,综上,B正确;
令 ,则 ,故 ,
由于 ,令 ,即 ,即有 ,C正确;
若 ,令 ,则 ,所以 ,则 ,
,所以 ,
则 周期为 ,D正确.故选:A
5.已知函数 及其导函数 的定义域均为 , 是偶函数,记 , 也
是偶函数,则 的值为( )
A.-2 B.0 C.-1 D.2
【解析】因为 是偶函数,所以 ,
两边求导得 ,即 ,
所以 ,即 ,令 可得 ,即 ,
因为 为偶函数,所以 ,即 ,
所以 ,即 ,得 ,
所以4是函数 的一个周期,所以 .故选:B.
二、多选题
6.已知 是定义在 上的奇函数, ,当 时, ,则( )
A. B.
C. D.
【解析】函数 是定义在 上的奇函数,由 ,得 ,
所以函数 是周期为4的周期函数,所以 ,故A错误;由 ,故B正确;
因为 , ,所以 ,故C正确;
当 时, ,
所以当 时, ,所以 ,此时 ,
所以当 时, .
当 时, ,所以 ,此时 ,
综上所述,函数 在一个周期内,即 时, ,
而 ,所以 ,故D正确.
故选:BCD.
7.已知函数 的定义域为 , 是奇函数, 的导函数为 ,则( )
A. B.
C. D.
【解析】因为 是奇函数,所以 ,且 .
又 ,所以 ,
即 .令 等价于 ,所以 ,
所以4是 的一个周期,所以 ,得 ,
即 ,故B正确.
由 ,得 .又 ,所以 ,所以 ,即 .
所以 ,所以4也是 的一个周期,所以 ,得 ,故C正确.
取 ,则 ,显然 是奇函数,符合题意.
此时 ,但 ,故A错误;
因为 ,所以 ,得 ,故D错误.
故选:BC.
8.定义在R上的奇函数 满足 ,当 时, ,则下列结论正确的是
( )
A. B. 时,
C. D.
【解析】因为函数 的 ,所以 ,则 ,故函数 的
周期为 ,所以 ,故A正确;
又当 时, ,则当 时, ,
,故B不正确;
由周期可得 ,又函数 是R上的奇函数
,
所以 ,即 ,所以 ,故C正确;
当 时, ,所以 ,又因为 ,所以, ,
则 ,所以 ,故D不
正确.
故选:AC.
9.已知函数 的定义域为 ,且 是奇函数, 是偶函数,则( )
A. B. C. D.
【解析】因为 的定义域为 , 为奇函数,
所以 ,且 ,所以 .
因为 是偶函数,所以 ,所以 ,
得 ,所以 ,
所以函数 为周期函数,且该函数的一个周期为 ,
且 ,故 ,AC正确;
,无法确定其值,BD错误.
故选:AC.
三、填空题
10.已知定义在 上的函数 满足 ,且 为偶函数,则 ______.
【解析】 为偶函数, ,
令 ,则 , , ;
又 , ,即 ,
,是周期为 的周期函数, ,
由 得: ,即 ,
又 , , .
11.已知定义在 上的函数 ,对任意实数 有 ,若函数 的图象关于直线
对称, ,则 ______.
【解析】由函数 的图象关于直线 对称可知,
函数 的图象关于 轴对称,故 为偶函数.
由 ,得 ,
所以 是周期 的偶函数,所以 ,
12.定义在 的奇函数 满足 ,且当 时, ,则函数 在区间
上的零点个数为______.
【解析】∵当 时, ,又函数 为奇函数,∴ , ,
∴当 时, ,所以 ,
,所以函数 是周期函数,且周期为4,
所以 ,所以 ,∴ 函数 在 的零点有4个,即 ,
∴函数 在 的零点有4个,即 ,
又函数 在 的零点有2,3,4,∴函数 在区间 上的零点个数为11个
13.已知 是定义在 上的奇函数,且满足 ,又当 时, ,
则 ______.
【解析】因为 为奇函数,所以 .因为 ,
所以 ,
所以 ,所以 .所以 的一个周期为8.
.因为 ,所以 ,所以 .
因为当 时, , 是周期为8的奇函数,
所以 .
14.已知定义R上的函数 满足 ,又 的图象关于点 对称,且
,则 ______
【解析】 的图象关于点 对称,所以 的图象关于点 对称,即 为奇函数,
在 中,
所以 又,
所以 是 的周期函数,
考点二 奇偶性与对称性
一、单选题
1.已知 是 上的偶函数,当 时, ,则 ( )
A.1.4 B.3.4 C.1.6 D.3.6
【解析】因为 是 上的偶函数,所以 ,所以 关于 对称,
当 时, ,所以 .故选:C.
2.设函数 的定义域为R,且 是奇函数,则 图像( )
A.关于点 中心对称 B.关于点 中心对称
C.关于直线 对称 D.关于直线 对称
【解析】因为 为奇函数,所以 ,
所以函数 图象关于点 中心对称.故选:A.
3.已知函数 , 及其导函数 , 的定义域均为 , 为奇函数, 关于直
线 对称,则( )
A. B.
C. D.
【解析】解法一:由 为奇函数得 ,
令 ,则 ,所以 ,
即 ,所以 ;
因为 关于直线 对称,所以 关于 轴对称,即 为偶函数,所以 .对于选项A,因为 为偶函数,所以 ,
所以 ,故选项A错误.
对于选项B,由 得 ,
所以 ,故选项B错误.
对于选项C,因为 的图像关于 轴对称,所以 轴左右两边对称点的切线关于 轴对称,所以切线的
斜率互为相反数,即 ,所以 ,
所以 ,故选项C错误.
对于选项D,因为 ,所以 关于点 中心对称,
因为 ,所以 和 关于点 对称,
所以 在 和 处切线的斜率相等,即 ,
所以 ,故选项D正确.故选:D.
4.定义在 上的函数 满足 ,且 为奇函数,则 ( )
A. B. C.2022 D.2023
【解析】∵ ,∴ 关于 对称,
∵ 为奇函数,∴由平移可得 关于 对称,且 ,
,即 ,
, , ,上两式比较可得
,∴函数 是以4为周期的周期函数. , ,∴ , ∴ .故选:D.
5.已知函数 是定义域为 的偶函数,且 ,当 时, ,则关于 的方
程 在 上所有实数解之和为( )
A.10 B.11 C.12 D.13
【解析】因为 ,所以 ,因此函数 的最小正周期为 ;
又因为函数 是定义域在 上的偶函数,所以 ,
即函数 关于直线 对称,
函数 的最小正周期 ,且函数图象关于 , 对称,
画出函数 和 在 上的图像如下,
由图像可得,函数 和 在 有 个交点,
除 ,其余两两关于直线 对称,
因此关于 的方程 在 上所有实数解之和为 .故选:D.
6.已知函数 是定义在 上的奇函数,若 ,则 的值是( )
A. B. C. D.
【解析】因为函数 是定义在 上的奇函数,即 关于坐标原点对称,则 关于点对称,对于 ,则 ,所以 也关于 对称,
令 则 也关于 对称,
所以 ,且 ,
所以 ,所以 ,
则 .故选:D
7.已知 是定义在 上的函数, 为奇函数,若函数 与函数 图象
交点的横坐标从小到大依次为 ,则 ( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【解析】因为 为奇函数,所以 ,所以 的图象关于点 对称,
设函数 ,有 ,
所以函数 为奇函数,其图象关于原点对称,由于 ,
所以 的图象关于点 对称,则可知 , , ,所以 .故选:B
8.函数 的图像关于点 成中心对称的充要条件是函数 为奇函数,以下选项
不正确的有( )
A. 关于 中心对称
B. 关于 中心对称
C.函数 的图象关于点 对称,则
D.函数 的图象关于 对称的充要条件是 为偶函数【解析】对选项A, , , ,
,故A错误.
对选项B,由 ,若 ,
则 ,故B正确.
对选项C,因为函数 为奇函数,所以 ,
即 ,令 ,则有 ,
即 ,故C正确.
对选项D,若 为偶函数,则 ,
令 ,则有 ,函数的图象关于 对称,故必要性成立,
函数 的图象关于 对称,则有 ,
令 ,则有 ,即 为偶函数,故充分性成立,故D正确.
故选:A.
二、多选题
9.已知函数 的定义域为 , 为奇函数, 为偶函数,则( )
A. 的图象关于直线 对称 B. 的图象关于点 对称
C. 的图象关于直线 对称 D. 的图象关于点 对称
【解析】因为 为奇函数,所以 ,所以函数 关于点 对称,
又 为偶函数,所以 ,所以函数 关于直线 对称.故选:AD.
10.已知定义域为 的函数 满足 不恒为零,且 , , ,则下列结论正确的是( )
A. B. 是奇函数
C. 的图像关于直线 对称 D. 在[0,10]上有6个零点
【解析】选项A:对于 ,令 ,得 ,对于 ,令 ,得
,所以 ,则 ,A正确;
选项B:由 得 ,由 得 ,所以
, 是奇函数,B正确;
选项C:由 ,得 ,所以12是 的一个周期,又 是奇函数,
所以 的图像关于点 对称,因为 不恒为零,所以 的图像不关于直线 对称,C错误;
选项D:由A知 ,对于 ,令 ,得 ,所以 ,
由 ,得 , ,所以 ,所以 在 上的零点为
0,2,3,4,6,8,9,10,共8个,D错误.
故选:AB.
11.已知函数 定义域为 ,则下列说法正确的是( )
A.若 ,则函数 图象关于 对称
¬q
B.函数 与函数 的图象关于 对称
C.函数 的图象关于 对称
D.函数 的图象关于 对称
【解析】若 , ,则函数 图象关于 对称,故A正确;
若点 在 上,则点 在 的图象上,且点 与点 关于点 对称,则函数 与函数 的图象关于 对称,故B正确;
设 ,
则 ,
故函数 的图象关于 对称,故C正确;
令 ,
则 不恒为0;
故函数 的图象不关于 对称,故D错误.
故选:ABC.
12.已知函数 ,且 的对称中心为 ,当 时, ,则下列选项正确的
是( )
A. 在 上单调递减 B. 的最小值是-1
C. 在 上的函数值大于0 D. 的图像关于直线 对称
【解析】根据 可得 为偶函数,对称中心为 ,可知 的图象关于 对称,
结合 时, ,可画出 的部分图象如下:
由图象可知: 的最小值是 , 在 上单调递增,
的图像关于直线 对称, 在 上的函数值小于0,
故AC不正确,BD正确,故选:BD三、填空题
13.已知函数 及其导函数 的定义域均为R,若 , 都为偶函数,则
________.
【解析】因为 为偶函数,则 ,即 ,
则 ,即 ,故 的图象关于点 对称,且 ;
又 为偶函数,则 ,
则 ,即 ,
故 的图象关于点 对称,且 ,
又将 代入 得 ,则 ;
令 ,由 可得 ,则 ;
同理可得 ,则 ; ,则 ,
由此可得 组成了以0为首项, 为公差的等差数列,
故
14.已知函数 , 的最大值为 ,最小值为 ,则
______.
【解析】令 ,且 ,
,
所以 为奇函数,且在 上连续,
根据奇函数的对称性: 在 上的最大、最小值关于原点对称,则 ,故 .
15.已知函数 与 的定义域均为 , ,且
为偶函数,则 ___________.
【解析】 ①
因为 是偶函数,所以 ,
用 替换x,得 ,条件 化为 ②,
所以 ,①+②得 ,在②中用 替换x,得
③,则①-③得 ,则 ,
,
在①中令 ,可得 ,所以 .
在 中令 ,得 ,
又 ,所以 ,再由 知 .
所以 .
16.已知定义在 上的奇函数 满足 ,设函数 与函数 的图象交于点
( 为偶数),则 的值为__________.【解析】引理:函数 和 的图象都关于 对称,则它们的交点也关于 对称.
证明:由函数 和 的图象都关于 对称,
则 , ,设 为函数 和 的交点,
则有 , ,所以 ,
所以函数 和 必有一交点 ,
而 和 关于 对称,故它们的交点关于 对称.
函数 是奇函数, ,则 , 函数 的图象关于点 对称,
函数 的图象是由函数 的图象向右平移1个单位长度得到的,
函数 的图象关于 对称, 函数 与函数 图象的交点也关于 对称,
.
考点三 奇偶性、周期性与对称性
一、单选题
1.已知函数 的图象关于原点对称,且满足 ,且当 时,
,若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【解析】因为函数 的图象关于原点对称,所以 为奇函数,
因为 ,故函数 的周期为4,则 ;
而 ,所以由 可得 ;而 ,解得 .故选:C.
2.已知函数 的图像既关于直线 对称,又关于点 对称,且当 时, ,
则 ( )
A. B. C. D.0
【解析】因为函数 的图像关于直线 对称,所以 ,
因为函数 的图像关于点 对称,所以 ,
所以 ,即 ,即 ,
所以 ,所以 ,即 ,
所以函数 的周期为4,所以 ,故选:D
3.已知定义在 上的函数 的图像关于直线 对称,且关于点 中心对称.设 ,
若 ,则 ( )
A.2020 B.2022 C.2024 D.2026
【解析】由题意可知 ,且 ,所以 ,
则 ,所以 是以4为周期的周期函数.
由 可知, ,则 ,
所以 ,
由 得, ,
所以 ,则 ,所以 ,,…,
,
所以
.故选:C.
4.已知函数 对任意 都有 ,且 ,当 时, .则下
列结论正确的是( )
A.函数 的图象关于点 对称
B.函数 的图象关于直线 对称
C.当 时,
D.函数 的最小正周期为2
【解析】因为 ,所以 ,故 ,
所以 的周期为4,又 ,所以 ,故 关于 对称,
又 时, ,故画出 的图象如下:
A选项,函数 的图象关于点 不中心对称,故A错误;
B选项,函数 的图象不关于直线 对称,B错误;
C选项,当 时, ,则 ,C错误;D选项,由图象可知 的最小正周期为4,
又 ,故 的最小正周期为2,D正确.
故选:D
5.已知定义在R上的函数 满足 ,且 是偶函数,则( )
A. 是偶函数 B. 的图象关于直线 对称
C. 是奇函数 D. 的图象关于点 对称
【解析】由 可得 ,所以函数 的周期是2,
因为 是偶函数,所以 即函数 的图象关于 对称,
所以 ,所以 是偶函数,故A正确,C错误,
当 时,通过上述的周期为2,且关于 对称得到以下图象,
通过图象可发现 不关于直线 对称,也不关于点 对称,故BD错误,
故选:A
6.定义在 上的函数 满足 ,且 为奇函数.当 时, ,
则 ( )
A.1 B. C.0 D.2
【解析】因为函数 满足 ,所以 关于 对称,即 ①.又因为 为奇函数,所以 ,即 ②.
由①②知 ,所以 ,
即 ,所以函数 的周期为 ,所以 ,
令 ,则由②,得 ,所以 .故选:B.
7.已知函数 的定义域为R, 为奇函数,且对于任意 ,都有 ,则下
列结论中一定成立的是( )
A. B.
C. 为偶函数 D. 为奇函数
【解析】由 是奇函数,得 ,即 ,选项 错误;
由 ,得 ,所以 ,即 ,则
,B错;
由 可得 可得函数 的周期为 ,
与 可得 ,即函数 的图象关于 对称,
根据周期为2可得函数 的图象关于 对称,即 ,所以 为偶函数,C
正确;
因为 且函数 的周期为 ,所以 , 为偶函数,,
故选项 错误.
故选: .
8.设函数 的定义域为 , 为奇函数, 为偶函数,当 时, .若
,则( )A. B.
C. 为偶函数 D. 的图象关于 对称
【解析】 为奇函数, ,
令 ,则 ;用 替换 ,则 ,
又 为偶函数, ,
令 ,则 ;用 替换 ,则 ,
,用 替换 ,则 ,
,则 的一个周期为4,
由 ,解得 ,故A错误;
,故B错误;
由 ,得 ,得 为偶函数,故C正确;
时, , , 不关于 对称,故D错误,
故选:C.
二、多选题
9.对于定义在 上的函数 ,下列说法正确的是( )
A.若 是奇函数,则 的图象关于点 对称
B.若对 ,有 ,则 的图象关于直线 对称
C.若函数 的图象关于直线 对称,则 为偶函数D.若 ,则 的图象关于点 对称
【解析】对A, 是奇函数,故图象关于原点对称,将 的图象向右平移1个单位得 的图象,
故 的图象关于点 对称,故A正确;
对B,若对 ,有 ,得 ,所以 是一个周期为2的周期函数,不
能说明其图象关于直线 对称,故B错误.;
对C,若函数 的图象关于直线 对称,则 的图象关于 轴对称,故为偶函数,故C正确;
对D,由 得 , ,
的图象不关于 对称,故D错误.
故选:AC.
10.设函数f(x)的定义域为R,且函数 的图像关于直线 对称,函数 的图像关
于点(3,0)对称,则下列说法正确的是( )
A.4是f(x)的周期 B.
C. D.
【解析】 关于 对称,则有 ,令 ,
可得 ,令 ,得 ①.又 的图像关于点 对称,
可得 ②,
联立①②,可得 ,故A正确; ,令 得 ,故C正
确.对于BD,例如 ,该函数符合AC,但是代入BD条件时,均不满足,故BD错误.
故选:AC
11.已知 是定义在R上的偶函数,且对任意 ,有 ,当 时,
,则( )
A. 是以2为周期的周期函数
B.点 是函数 的一个对称中心
C.
D.函数 有3个零点
【解析】依题意, 为偶函数,且 ,有 ,即 关于 对称,
则
,
所以 是周期为4的周期函数,故A错误;
因为 的周期为4, 关于 对称,所以 是函数 的一个对称中心,故B正确;
因为 的周期为4,则 , ,
所以 ,故C错误;
作函数 和 的图象如下图所示,由图可知,两个函数图象有3个交点,
所以函数 有3个零点,故D正确.故选:BD.
12.定义在 上的偶函数 满足 图像关于坐标原点对称,且 时, ,则下
列说法正确的有( )
A. B. 的最小正周期为
C. 在 上单调递减 D. 时,
【解析】对A,因为函数 为 上的偶函数,所以 ,故A正确;
对B,由题意可得, ,
,所以 ,
即 ,所以 ,
所以 ,即函数 的最小正周期为 ,故B错误;
对C,根据题意作出该函数的图像如下图所示,由图可知,
函数 在 上单调递减,故C正确;对D,因为函数 为 上的偶函数, 时, ,
所以 时, ,又因为函数 的最小正周期为 ,
设 ,则 ,所以 ,故D正确.
故选:ACD
13.已知函数 , 的定义域均为 , 是奇函数,且 , ,
则( )
A. 为奇函数 B.
C. D.
【解析】因为 ,所以 ,又 ,则有 ;
因为 是奇函数,所以 ,可得 ,即有 ,
所以 ,所以 是周期为4的周期函数,故 也是周期为4的周期函数,
因为 ,所以 ,所以 为偶函数,故 错误;
由 是奇函数,则 ,所以 ,又 ,
所以 ,所以C选项错误;
由 (1) ,得 ,所以B选项正确;
因为 , ,
所以 ,所以 ,所以D选项正确.
故选:BD.
14.设函数 的定义域为 , 为奇函数, 为偶函数,当 时, .若
,则下列关于 的说法正确的有( )A. 的一个周期为4 B.点 是函数的一个对称中心
C. 时, D.
【解析】 为奇函数, ,且 ,函数 关于点 ,
偶函数, ,函数 关于直线 对称,
,即 , ,
令 ,则 , ,
,故 的一个周期为4,故A正确;
则直线 是函数 的一个对称轴,故B不正确;
当 时, , ,
,
又 , ,解得 , , ,
当 时, ,故C不正确;
,故D正确.
故选:AD.
15.设定义在R上的函数 与 的导函数分别为 和 .若 ,
,且 为奇函数,则( ).
A. , B.
C. D.
【解析】对A,又∵ 为奇函数,则 图像关于 对称,且 ,所以 ,A 正确;
对于C,∵ ,则 ,则 ,又 ,
所以 ,令 ,可得 ,即 .
所以 ,又 ,所以 ,
所以 ,∴ 的周期 ,所以 ,
由 可得, , , ,
所以 , ,∴ ,C正确;
对B, ,则 是周期 的函数, ,B错误;
对D, , ,所以
,
所以 ,D错误.故选:AC.
16.设定义在R上的函数 与 的导数分别为 与 ,已知 ,
,且 的图象关于直线 对称,则下列结论一定成立的是( )
A.函数 的图象关于点 对称
B.函数 的图象关于直线 对称
C.函数 的一个周期为8
D.函数 为奇函数【解析】因 ,两边求导可得 . 的图象关于直线 对称,则
.
A选项,由 可得 ,
由 可得 ,
则 ,
即函数 的图象关于点 对称,故A正确;
B选项,若函数 的图象关于直线 对称,则 .
又 ,
,则 .
即 是常函数,但 不一定是常函数,故B错误;
C选项,由 可得 .
由 可得 ,又 ,
则 ,则函数 的一个周期为8,故C正确;
D选项,若函数 为奇函数,则 .
由 可得 .又 ,
则 ,得 的一个周期为4,但题目条件不足以说明 的周期情况,故D错
误.
故选:AC
三、填空题17.已知 是定义在 上的奇函数,且 恒成立.当 时, 则
的值为__________.
【解析】由 可知 的图象关于 对称,
因为 是定义在 上的奇函数,所以 是周期 的周期函数,
所以
18.定义在 上的奇函数 满足 ,且当 时, ,则函数
的所有零点之和为______.
【解析】∵ 满足 ,则 关于直线 对称,
又∵ 是定义在 上的奇函数,则 ,
即 ,则 ,
∴ 是以4为周期的周期函数,
对 ,可得 ,则 ,
∴ 关于点 对称,令 ,则 ,
可知: 与 均关于点 对称,如图所示:
设 与 的交点横坐标依次为 ,
则 ,故函数 的所有零点之和为 .
故答案为:18.
19.已知函数 对任意的 ,都有 ,若 的图像关于直线 对
称,且 ,则 ______.
【解析】因为 的图像关于直线 对称,所以 的图像关于y轴对称,即 为偶函数,
令 ,则 ,所以 ,
因为 ,所以 ,所以 ,即 的周期为8,
因为 ,所以
20.已知定义在 上的函数 满足: , ,当 时, ,
则 ______.
【解析】因为定义在 上的函数 满足: , ,
所以, ,即函数 为奇函数,
则 ,所以, ,
故函数 是周期为 的周期函数,因为 ,所以, ,则 , ,
所以,
.
21.对任意 ,恒有 ,对任意 ,现已知函数
的图像与 有4个不同的公共点,则正实数 的值为__________.
【解析】 , , ,令 ,则有 ,
任意 ,恒有 ,则函数 的图像关于 对称,函数 是以2为周
期的周期函数,在同一直角坐标系下作出函数 与 的图像,如图所示,
函数 的图像与 有4个不同的公共点,由图像可知, 的图像函数 在
上的图像相切,由 ,消去 得 ,则 ,解得
.
22.已知定义在 上的函数 满足 ,且 的图象关于直线 对称,函数
的图象关于 对称,则 __________.【解析】 ,又 的图象关于直线 对称,则
,所以 , ,
,所以函数 是以12为周期的函数,
,又函数 的图象关于 对称,
利用函数图像平移知,函数 的图象关于 对称,即 ,所以 .