文档内容
专题 01 函数的性质(奇偶性、对称性、周期性)
难点突破
知识讲解
一、函数的奇偶性
奇偶性 定义 图象特点
如果对于函数
f (x)
的定义域内任意一个x,都有 f ( -
偶函数 关于y轴对称
f (x)
x ) =f ( x ) ,那么函数 就叫作偶函数
f (x)
如果对于函数 的定义域内任意一个x,都有 f ( -
奇函数 关于原点对称
f (x)
x ) =-f ( x ) ,那么函数 就叫作奇函数
函数奇偶性的几个重要结论
f (x) f (x) f (x) f (x) y
(1) 为奇函数⇔ 的图象关于原点对称; 为偶函数⇔ 的图象关于 轴对称.
f (x) f (x)=f (/x/)
(2)如果函数 是偶函数,那么 .
f(x)=0,x∈D D
(3)既是奇函数又是偶函数的函数只有一种类型,即 ,其中定义域 是关于原点对称的
非空数集.
(4)奇函数在两个对称的单调区间上具有相同的单调性,偶函数在两个对称的单调区间上具有相反的单调
性.
(5)偶函数在关于原点对称的区间上有相同的最大(小)值,取最值时的自变量互为相反数;奇函数在关于原
点对称的区间上的最值互为相反数,取最值时的自变量也互为相反数.
f(x),g(x) D ,D
(6)设 的定义域分别是 1 2,那么在它们的公共定义域上:奇+奇= 奇 ,奇×奇= 偶 ,偶
+偶= 偶 ,偶×偶= 偶 ,奇×偶= 奇 .
(7)复合函数的奇偶性可概括为“同奇则奇,一偶则偶”.
提醒:①(6)中的结论是在两个函数的公共定义域内才成立的.
②判断分段函数的奇偶性应分别对每段函数证明
f(−x)
与
f (x)
的关系,只有当各段上的x都满足相同
关系时,才能判断其奇偶性.
二、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
f ( x+T ) =f ( x ) ,那么就称函数 y=f (x) 为周期函数,称T 为这个函数的周期.
f (x) f (x)
2.最小正周期:如果在周期函数 的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫作 的
最小正周期 .
三、对称性
a+b
y=f (x) f (a+x)=f (b−x) y=f (x)
1.若函数 满足 ,则函数 的图象关于 直线 x= 对称.特别地,当
2
a=b=0
时,
f(x)=f(−x)
,则函数
y=f (x)
的图象关于y轴对称,此时函数
y=f (x)
是偶函数.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】y=f (x) y=f (x) (a,b) a=0,b=0
2.若函数 满足 f ( x ) = 2 b- f ( 2 a- x ) ,则函数 的图象关于点 对称.特别地,当
f(x)=−f(−x) y=f (x) f (x)
时, ,则函数 的图象关于原点对称,此时函数 是奇函数.
函数图象的对称性
y=f (x+a) y=f (x)
(1)若函数 是偶函数,即 f ( a- x ) = f ( a+ x ) ,则函数 的图象关于直线x=a对称.
(2)若对于 R 上的任意x都有 f ( 2 a- x ) = f ( x ) 或 f ( - x ) = f ( 2 a+ x ) ,则函数 y=f (x) 的图象关于直线x=a对称.
y=f (x+b) y=f (x) (b,0)
(3)若函数 是奇函数,即 f ( -x+ b ) + f ( x+ b ) = 0 ,则函数 的图象关于点 中心对称.
题型一、函数奇偶性的判断
1.判断下列函数的奇偶性.
√4−x2
f(x)=
|x+3|−3
(1) ;
{x2 +x,x>0,
f(x)=
x2 −x,x<0.
(2)
{ 4−x2 ≥0,
【详解】(1)由 得 且 ,
|x+3|−3≠0,
−2≤x≤2 x≠0
所以f (x)的定义域为[−2,0)∪(0,2],定义域关于原点对称,
√4−x2 √4−x2
所以f(x)= = ,
(x+3)−3 x
所以f(x)=−f(−x),故f (x)是奇函数.
(2)易知函数f (x)的定义域为(−∞,0)∪(0,+∞),定义域关于原点对称,又当x>0时,f (x)=x2 +x,则当
x<0时,−x>0,故f(−x)=x2 −x=f(x);
当x<0时,f (x)=x2 −x,则当x>0时,−x<0,故f(−x)=x2 +x=f(x).故原函数是偶函数.
1−x
f(x)=
2.(2021年全国乙卷数学试题)设函数
1+x
,则下列函数中为奇函数的是( ).
f(x−1)−1 f(x−1)+1 f(x+1)−1 f (x+1)+1
A. B. C. D.
【答案】B
1−x 2
【详解】由题意可得
f(x)= =−1+
.
1+x 1+x
2
对于A,
f(x−1)−1= −2
不是奇函数;
x
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】2
对于B,
f(x−1)+1=
是奇函数;
x
2
对于C,
f(x+1)−1= −2
,定义域不关于原点对称,不是奇函数;
x+2
2
对于D,
f (x+1)+1=
,定义域不关于原点对称,不是奇函数.
x+2
3.(2022年全国高考乙卷数学(文)试题)若 是奇函数,则 _____, ______.
【答案】 ; .
【分析】根据奇函数的定义即可求出.
【详解】[方法一]:奇函数定义域的对称性
若 ,则 的定义域为 ,不关于原点对称
若奇函数的 有意义,则 且 且 ,
函数 为奇函数,定义域关于原点对称, ,解得 ,
由 得, , ,
[方法二]:函数的奇偶性求参
函数 为奇函数
[方法三]:
因为函数 为奇函数,所以其定义域关于原点对称.
由 可得, ,所以 ,解得: ,即函数的定义域为
,再由 可得, .即 ,在定义域
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】内满足 ,符合题意.
判断函数奇偶性的方法:(1)根据定义判断,首先看函数的定义域是否关于原点对称,在定义域关于原点对
f(−x) f (x)
称的条件下,再化简解析式,根据 与 的关系作出判断.(2)利用函数图象特征判断.(3)分段函数奇偶
x>0 x<0 f(−x)=f(x) f(−x)=−f(x)
性的判断,要分别从 或 来判断等式 或 是否成立,只有当对称的两
个区间上满足相同关系时,分段函数才具有确定的奇偶性.
题型二、根据奇偶性求值
2x −1
f (x)=3+x+√1−x2 ⋅
1.(2023 年贵阳模拟数学试题)设函数 2x +1 的最大值为M ,最小值为 N ,则
M+N
的值是( ).
A.2 B.3 C.4 D.6
【答案】D
2x −1
【详解】令g(x)=x+√1−x2
⋅ ,
2x +1
由1−x2 ≥0,得−1≤x≤1.
2−x −1 1−2x 2x −1
g(−x)=−x+√1−(−x) 2 ⋅ =−x+√1−x2 ⋅ =−x−√1−x2 ⋅ =−g(x),
2−x +1 1+2x 1+2x
则函数g(x)是定义域为[−1,1]的奇函数,
所以g(x)max+g(x)min=0,
所以M+N=g(x)max+3+g(x)min+3=6.
2.(2023年哈尔滨模拟数学试题)函数f(x)=x(ex+e-x)+1在区间[-2,2]上的最大值与最小值分别为
M,N
,则
M+N
的值为( ).
A.-2 B.0 C.2 D.4
【答案】C
【详解】依题意,令g(x)=x(ex +e−x),显然函数g(x)的定义域为R,又g(−x)=−x(e−x+ex )=−g(x),
即函数g(x)是奇函数,
因此,函数g(x)在区间[−2,2]上的最大值与最小值的和为0,而f(x)=g(x)+1,
则有M=g(x)max+1,N=g(x)min+1,
于是得M+N=g(x)max+1+g(x)min+1=2,所以M+N
的值为2.
3.(2021年新高考全国Ⅱ卷数学试题)设函数f (x)的定义域为R,且f (x+2)为偶函数,f(2x+1)为奇函
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】数,则( ).
( 1)
f − =0
2 f(−1)=0 f (2)=0 f (4)=0
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为f (x+2)为偶函数,所以f (−x+2)=f (x+2).又因为f(2x+1)为奇函数,所以
f(−2x+1)=−f(2x+1),所以f(1)=−f(1),可得f(1)=0,所以f(−1)=−f(3)=−f(1)=0,故B正确.
4.(2018年全国卷Ⅲ文数高考试题)已知函数 , ,则 .
【答案】
【分析】发现 ,计算可得结果.
【详解】因为 ,
,且 ,则 .
【点睛】本题主要考查函数的性质,由函数解析式,计算发现 是关键,属于中档题.
5.(2021年全国新高考II卷数学试题)已知函数 的定义域为 , 为偶函数, 为奇
函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】推导出函数 是以 为周期的周期函数,由已知条件得出 ,结合已知条件可得出结论.
【详解】因为函数 为偶函数,则 ,可得 ,
因为函数 为奇函数,则 ,所以, ,
所以, ,即 ,故函数 是以 为周期的周期函数,
因为函数 为奇函数,则 ,故 ,其它三个选项未知.
6.(2023年湖南省联考数学试题)已知函数 在 上的最大值与
最小值分别为 和 ,则函数 的图象的对称中心是 .
【答案】 /
【分析】先考虑函数 的奇偶性,然后构造 ,由 为奇函数求出最大值与最小值的和,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】求出 的值,即可得到 ,所以化简 ,即可得到答案
【详解】已知 ,
,
则 ,故函数 在定义域内为非奇非偶函数,
令 ,
则 ,
则 在定义域内为奇函数,
设 的最大值为 ,则最小值为 ,则 的最大值为 ,最小值为 ,
则 ,∴ ,
所以
,
∴当 时, ,
∴ 关于 中心对称,
【点睛】方法点睛:抽象函数对称性与周期性的判断如下:
若 ,则函数 关于 对称;
若 ,则函数 关于 中心对称;
若 ,则 是 的一个周期
利用函数的奇偶性求函数值,有时需根据函数所给表达式抽离出部分具有奇偶性的解析式来求解,若所
给的函数有位置偏移,则可利用奇偶函数的对称性结合图象来求解函数值.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】题型三、根据奇偶性求参数
1.(2023年新课标全国Ⅱ卷数学真题)若 为偶函数,则 ( ).
A. B.0 C. D.1
【答案】B
【分析】根据偶函数性质,利用特殊值法求出 值,再检验即可.
【详解】因为 为偶函数,则 ,解得 ,
当 时, , ,解得 或 ,
则其定义域为 或 ,关于原点对称.
,
故此时 为偶函数.
2.(2023年高考全国乙卷数学(理)真题)已知 是偶函数,则 ( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【分析】根据偶函数的定义运算求解.
【详解】因为 为偶函数,则 ,
又因为 不恒为0,可得 ,即 ,
则 ,即 ,解得 .
3.(2015年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标Ⅰ))若函数 为偶
函数,则 .
【答案】1
【详解】试题分析:由函数 为偶函数 函数 为奇函数,
.
考点:函数的奇偶性.
【方法点晴】本题考查导函数的奇偶性以及逻辑思维能力、等价转化能力、运算求解能力、特殊与一般思
想、数形结合思想与转化思想,具有一定的综合性和灵活性,属于较难题型.首先利用转化思想,将函数
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】为偶函数转化为 函数 为奇函数,然后再利用特殊与一般思想,
取 .
k−2x
f (x)=
4.(2023年北京模拟数学试题) 若函数
1+k⋅2x
在定义域上为奇函数,则实数k= .
【答案】±1
k−2x
【详解】因为函数f (x)= 在定义域上为奇函数,
1+k⋅2x
k−2−x k−2x
所以 ,即 =− ,
f(−x)=−f(x) 1+k⋅2−x 1+k⋅2x
化简得(k2 −1)(2⋅2x +1)=0,即k2 −1=0,解得k=±1,经检验,当k=±1时,函数f (x)为奇函数.
f(−x)=−f(x) f(−x)=f(x)
已知函数的奇偶性求参数,主要方法有两个:一是利用 (奇函数)或 (偶函
f (0)=0
数)在定义域内恒成立求解;二是利用特殊值求解,奇函数一般利用 求解,偶函数一般利用
f(−1)=f(1)
求解.用两种方法求得参数后,一定要注意验证.
题型四、根据奇偶性求解析式
1.已知函数
f (x)
是定义在R上的奇函数,当
x≥0
时,
f(x)=2x −2x−1
,则当
x<0
时,
f(x)=
.
【答案】−2−x−2x+1
【详解】当x≥0时,f(x)=2x −2x−1,
设x<0,则−x>0,∴f(−x)=2−x−2(−x)−1=2−x+2x−1.
又f (x)为奇函数,∴f(−x)=−f(x),
∴−f(x)=2−x+2x−1,∴f(x)=−2−x+2x+1.
2.(2019年全国Ⅱ卷数学试题)设
f (x)
为奇函数,且当
x≥0
时,
f(x)=ex −1
,则当
x<0
时,
f(x)=
(
).
A.
e−x −1
B.
e−x +1 C.−e−x −1 D.−e−x +1
【答案】D
【详解】∵当x≥0时,f(x)=ex −1,∴当x<0时,−x>0,f(−x)=e−x −1.
又∵f (x)为奇函数,∴当x<0时,f(x)=−f(−x)=−e−x +1.
3.已知函数 的定义域为R, 为偶函数, 为奇函数,且当 时, .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】若 ,则 .
【答案】0
【分析】根据题意可得 关于 对称,也关于(1,0)对称,进一步得到周期为4,再求出 的值,最
后可求出 的值.
【详解】解:因为 为偶函数,
所以 = ,即 = ,
所以函数 关于 对称,所以 = ,
又因为 为奇函数,
所以 =- ,
所以函数 关于(1,0)对称, =- =- ,
即 =- ,
所以 =- , =- = ,
即 = ,
所以 的周期为4,
在 =- 中令 ,得 ,所以 ,即 ,
又因为 ,所以 ,即 ,所以 ,
所以当 时, ,
所以 ,
所以 ,
,
,
,所以则 0.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】已知函数的奇偶性求解析式:将待求区间上的自变量转化到已知区间上,再利用奇偶性求出解析式,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.
题型五、根据奇偶性判断图象特征
1.下列四个选项中的函数,其图象可能是右图的是( ).
x2 x2 x x
y= y= y= y=
A.
ex +e−x
B.
ex −e−x
C.
ex +e−x
D.
ex −e−x
【答案】C
【详解】选项A,D为偶函数,故排除;又选项B的曲线不过原点,故排除.故选C.
f(x)=ex +e−x,g(x)=ex −e−x h(x) h(x)
2.已知函数 ,若 的图象如图所示,则 的解析式可能是( ).
1 1 g(x) f(x)
h(x)= h(x)= h(x)= h(x)=
f(x) g(x) f(x) g(x)
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】∵f (x)=ex +e−x ,x∈R,f(−x)=e−x +ex =f(x),∴f (x)是偶函数且f (0)=2.∵
g(x)=ex −e−x ,x∈R,g(−x)=e−x −ex =−g(x),∴g(x)是奇函数且g(0)=0.由图象知,函数h(x)是奇
1 1 1
函数且 .对于A, h(x)= , , h(−x)= = =h(x),函数不是奇函数,故A错误;对
h(0)=0 f(x) x∈R f(−x) f(x)
1 g(x)
于B,
h(x)=
, 无意义,图象不过原点,故B错误;对于C,
h(x)=
, ,
g(x) h(0) f(x) x∈R
g(−x) g(x) f(x)
h(−x)= =− =−h(x),函数是奇函数,故C正确;对于D, h(x)= , 无意义,图象不过原
f(−x) f(x) g(x) h(0)
点,故D错误.故选C.
3.(2022年高考最后一卷(押题卷一)数学试题)已知定义在R上的函数 满足 ,
且 是奇函数,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
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】C
【分析】由周期函数的概念易知函数 的周期为2,根据图象平移可得 的图象关于点 对称,
进而可得奇偶性.
【详解】由 可得2是函数 的周期,
因为 是奇函数,所以函数 的图象关于点 对称,
所以 , ,所以 是奇函数,
4.已知函数 ,其中 ,则( )
A. 在 上单调递增 B. 在 上单调递减
C.曲线 是轴对称图形 D.曲线 是中心对称图形
【答案】C
【分析】由解析式易得 且定义域为 且 即可判断C;对 求导,并讨论 、
研究 在 上的符号判断A、B;根据 是否为定值判断D.
【详解】由题设, ,定义域为 且 ,
所以 关于 对称,C正确;
又 ,
当 时,不妨假设 ,则 ,显然 ,此时
在 上有递减区间,A错误;
当 时,在 上 ,即 在 上递增,B错误;
由 ,不可能为
定值,故D错误.
【点睛】关键点点睛:利用导数结合分类讨论研究函数的区间单调性,根据 、
是否成立判断对称性( 为常数).
利用函数的奇偶性与其图象的对称性,结合图象直观求解相关问题.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】题型六、函数的周期性及应用
1.(2023 年山东一模数学试题)已知函数 f (x) 是定义在 R上的奇函数,对任意的实数 x,
13
( )
f =
f (x−2)=f (x+2) f (x)=x2 2
,当x∈(0,2)时, ,则 ( ).
9 1 1 9
− −
4 4 4 4
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由f (x−2)=f (x+2),知y=f (x)的周期T=4,又f (x)是定义在R上的奇函数,
( 13 ) ( 3) ( 3) (3) 9
∴ f =f 8− =f − =−f =− .
2 2 2 2 4
2.(2023 年黑龙江二模数学试题)设 f (x) 是定义在R上的周期为 2 的函数,当 x∈[−1,1) 时,
f(x)=
{−4x2 +2,−1≤x<0,
f
(3)
=
x,0≤x<1, 2
则 .
【答案】1
3 1 1 2
( ) ( ) ( )
【解析】由题意得, f =f − =−4× − +2=1 .
2 2 2
3.(2008年普通高等学校招生全国统一考试数学文史类(湖北卷))已知 在R上是奇函数,且
,当 时, ,则 ( )
A.-2 B.2 C.-98 D.98
【答案】A
【分析】根据题意可知函数 的周期为 ,即可利用周期性和奇偶性将 转化为 ,即可求出.
【详解】∵ ,∴ 是以4为周期的周期函数,由于 为奇函数,
∴ ,而 ,即 .
【点睛】本题主要考查函数周期性和奇偶性的应用,属于基础题.
4.(2023年山东模拟数学试题)已知定义在R上的奇函数 f (x) 满足 f (2+x)=f (−x) ,若 f(−1)=2 ,则
f(2021)=
( ).
A.-4 B.-2 C.0 D.2
【答案】B
【详解】因为定义在R上的奇函数f (x)满足f (2+x)=f (−x),所以f(2+x)=f(−x)=−f(x),
所以f (4+x)=−f (2+x)=f (x),所以f (x)是周期函数,周期为4,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以f(2021)=f(1)=−f(−1)=−2.
(1)函数周期性常用的结论
f (x)
对函数 的定义域内任一自变量x,
f (x+a)=−f (x) T=2a(a>0)
①若 ,则 ;
1
f (x+a)=
f (x) T=2a(a>0)
②若 ,则 ;
1
f (x+a)=−
f (x) T=2a(a>0)
③若 ,则 ;
f (x+a)+f (x)=c T=2a(a>0,c为常数)
④若 ,则 .
(2)根据函数的周期性,可以由函数局部的解析式(或函数值)得到整个定义域内的解析式(或相应的函数
值).
T
kT(k∈Z且k≠0)
(3)在解决具体问题时,要注意结论“若 是函数的周期,则 也是函数的周期”的应用.
题型六、函数的对称性
1.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)=4x +2x−11
,则下列结论错误的是( ).
f (x) f (x) [−6,−3]
A. 为偶函数 B. 在 上单调递减
C.
f (x)
的图象关于直线
x=3
对称 D.
f (100)=9
【答案】B
【解析】f (x)的图象关于直线x=−3对称,
则f(−x)=f(x−6).又f (x+3)=f (x−3),则f (x)的周期T=6,
∴f(−x)=f(x−6)=f(x),∴f (x)为偶函数,故A正确.
当x∈[0,3]时,f(x)=4x +2x−11
单调递增,
∵T=6,∴f (x)在[−6,−3]上也单调递增,故B不正确.
∵f (x)的图象关于直线x=−3对称且T=6,∴f (x)的图象关于直线x=3对称,故C正确.
f(100)=f(16×6+4)=f(4)=f(−2)=f(2)=9,故D正确.
2.已知函数 f (x) 的定义域为R ,对任意x都有 f (2+x)=f (2−x) ,且 f(−x)=f(x) ,则下列结论正确的
是
( ).
A.
f (x)
的图象关于直线
x=1
对称 B.
f (x)
的图象关于点
(2,0)
对称
C. f (x) 的最小正周期为4 D. y=f (x+4) 为偶函数
【答案】D
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【解析】∵f (2+x)=f (2−x),∴f (x)的图象关于直线x=2对称,故A、B错误;
∵函数f (x)的图象关于直线x=2对称,
∴f(−x)=f(x+4),又f(−x)=f(x),
∴f (x+4)=f (x),
又f (x)为偶函数,∴y=f (x+4)为偶函数,故D正确;
π
取
f(x)=|sin x|时,
满足题意,但是 的周期为2,故C错误.
2 f (x) f (x)
3.已知函数 f (x) 的定义域为R ,且 f (x) 为奇函数,其图象关于直线x=2对称.当x∈[0,4]时,f(x)=x2-4x,则
f(2022)= .
【答案】4
【解析】∵f (x)的图象关于直线x=2对称,∴f(−x)=f(x+4).
又f (x)为奇函数,∴f(−x)=−f(x),
故f(x+4)=−f(x),∴T=8.
又2022=252×8+6,∴f(2022)=f(6)=f(−2)=−f(2)=−(4−8)=4.
4.(2023届湖南省一模数学试题)已知函数 的定义域为 ,若函数 为奇函数,且
, ,则 ( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】A
【分析】根据奇函数的性质得到 ,由条件 结合函数的对称性和周期
性的定义得到函数 的周期为 ,且 , ,即可求解.
【详解】因为函数 的定义域为 ,且函数 为奇函数,
则 ,即函数 关于点 对称,
所以有 ①,
又 ②,所以函数 关于直线 对称,
则由②得: , ,
所以 ,则
又由①和②得: ,得 ,
所以 ,即 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以函数 的周期为 ,
则 ,
所以 ,
【点睛】结论点睛:函数 的定义域为 ,对 ,
(1)存在常数 , 使得 ,则函数 图象关于点
对称.
(2)存在常数 使得 ,则函数 图象关于直线 对称.
5.(2023届联考全国卷文科数学试题)已知 是定义在R上的函数,且满足 为偶函数,
为奇函数,则下列说法一定正确的是( ).
A.函数 的图象关于直线 对称 B.函数 的周期为2
C.函数 关于点 中心对称 D.
【答案】D
【分析】利用函数的奇偶性、对称性与周期性对选项逐一分析即可.
【详解】因为 为偶函数,所以 ,
所以 , ,
所以函数 关于直线 对称,不能确定 是否关于直线 对称,A错误;
因为 为奇函数,所以 ,
所以 ,所以 ,
所以函数 关于点 中心对称,故C错误,
由 与 得 ,即 ,
故 ,所以函数 的周期为4,故B错误;
,故D正确.
轴对称的常用结论
a+b
x=
f (a+x)=f (b−x)⇒ y=f (x) 2
(1) 函数 的图象关于直线 对称.
f (x+a) y=f (x)
(2)函数 为偶函数 ⇒ 函数 的图象关于直线x=a对称.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】命题角度2 函数的点对称
x+1
y=
f(x)(x∈R) f(−x)=2−f(x) x y=f (x)
6 . 已 知 函 数 满 足 , 若 函 数 与 图 象 的 交 点 为
m
∑(x +y )=
(x ,y ),(x ,y ),…,(x ,y ) i i
1 1 2 2 m m ,则i=1 ( ).
A. 0 B.m C. 2m D. 4m
【答案】B
【解析】由f(−x)=2−f(x),得f (−x)+f (x)=2,所以函数f (x)的图象关于点(0,1)对称,
x+1 1
又函数
y=
x
=1+
x 的图象也关于点 (0,1) 对称,所以每组对称点 (x ,y),(x',y' ) 满足
i i i i
m
m
,所以∑(x +y )= ×2=m.
x +x' =0, y +y' =2 i i 2
i i i i i=1
2x+1
g(x)=
y=f (x)−2 x f (x) g(x)
7.(2023年湖州模拟数学试题)已知函数 为奇函数, ,且 与 图象的
(x ,y ),(x ,y ),…,(x ,y ) y +y +…+y =
交点分别为 1 1 2 2 6 6 ,则 1 2 6 .
【答案】12
【解析】∵函数y=f (x)−2为奇函数,
2x+1 1
∴函数 的图象关于点 对称,又 g(x)= = +2 ,其图象也关于点 对称,
y=f (x) (0,2) x x (0,2)
∴两函数图象的交点关于点(0,2)对称,则 y +y +…+y =3×4=12 .
1 2 6
点对称的常用结论
(a+b c)
,
f (a+x)+f (b−x)=c⇒ y=f (x) 2 2
(1) 函数 的图象关于点 对称.
f (x+a) y=f (x) (a,0)
(2)函数 为奇函数 ⇒ 函数 的图象关于点 对称.
题型七、具体函数的性质综合应用
1.(2021年全国高考甲卷数学(理)试题)设函数 的定义域为R, 为奇函数, 为
偶函数,当 时, .若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【分析】通过 是奇函数和 是偶函数条件,可以确定出函数解析式 ,进而利
用定义或周期性结论,即可得到答案.
【详解】[方法一]:
因为 是奇函数,所以 ①;
因为 是偶函数,所以 ②.
令 ,由①得: ,由②得: ,
因为 ,所以 ,
令 ,由①得: ,所以 .
思路一:从定义入手.
所以 .
[方法二]:
因为 是奇函数,所以 ①;
因为 是偶函数,所以 ②.
令 ,由①得: ,由②得: ,
因为 ,所以 ,
令 ,由①得: ,所以 .
思路二:从周期性入手
由两个对称性可知,函数 的周期 .
所以 .
【点睛】在解决函数性质类问题的时候,我们通常可以借助一些二级结论,求出其周期性进而达到简便计
算的效果.
y=f (x) y=f (x)
2.函数 的图象关于坐标原点成中心对称图形的充要条件是函数 为奇函数,有同学发现
y=f (x) P(a,b) y=f (x+a)−b
可以将其推广为函数 的图象关于点 成中心对称图形的充要条件是函数 为
f (x)=x3 +3x2
奇函数,则函数 图象的对称中心的坐标为( ).
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.(-1,2) B.(-1,-2) C.(1,2) D.(1,-2)
【答案】A
【解析】设点(a,b)为f (x)=x3 +3x2 图象的对称中心,则有y=f (x+a)−b=(x+a) 3 +3(x+a) 2 −b为
奇函数.
设g(x)=(x+a) 3 +3(x+a) 2 −b,
所以g(x)=x3 +3(a+1)x2 +3(a2 +2a)x+a3 +3a2 −b,又g(−x)+g(x)=0,可得
3(a+1)x2 +a3 +3a2 −b=0,
{ a+1=0, {a=−1,
所以 解得
a3 +3a2 −b=0, b=2,
所以函数f (x)=x3 +3x2 图象的对称中心的坐标为(−1,2).
3.(2023 年河南模拟数学试题) 已知定义域为 R的函数 f (x) 的图象关于原点对称 ,且
{(3) x
−1,0≤x<2,
2
f(x)=
5 5
− x+ ,2≤x≤4,
f (2−x)+f (x+6)=0 x∈[0,4] 8 2 f(f(2020))+f(2021)=
,当 时, 则 ( ).
5 3 5 13
−
8 8 8 8
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据题意,定义域为R的函数y=f (x)的图象关于原点对称,即函数y=f (x)为奇函数,又
f (2−x)+f (x+6)=0,所以y=f (x)的图象关于点(4,0)对称,所以 f(x+8)=f(x),即函数y=f (x)是
周期为8的周期函数,
则f(2020)=f(4+8×252)=f(4),f(2021)=f(−3+253×8)=f(−3)=−f(3).
{(3) x
−1,0≤x<2,
2
因为当 时,f(x)=
5 5
− x+ ,2≤x≤4,
x∈[0,4] 8 2
5
所以
f(4)=0,f(3)=
,则 ,则有 .
8 f (2020)=f (4)=0 f (f (2020))=f (0)=0
5 5
故 f(f(2020))+f(2021)=0− =− .
8 8
4.关于函数 有下述四个结论:
① 的图象关于直线 对称 ② 在区间 单调递减
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】③ 的极大值为0 ④ 有3个零点
其中所有正确结论的编号为( )
A.①③ B.①④ C.②③④ D.①③④
【答案】D
【分析】根据给定函数,计算 判断①;探讨 在 上单调性判断②;探讨 在 和
上单调性判断③;求出 的零点判断④作答.
【详解】函数 的定义域为 ,
对于①, ,则 ,
, 的图象关于直线 对称,①正确;
对于②,当 时, , 在 单调递增,②不正确;
对于③,当 时, , 在 单调递减,
当 时, , 在 上单调递增,在 上单调递减,
又 在 单调递增,因此 在 处取极大值 ,③正确;
对于④,由 得: ,即 或 ,解得 或 ,
于是得 有3个零点,④正确,所以所有正确结论的编号为①③④.
【点睛】结论点睛:函数 的定义域为D, ,存在常数a使得
,则函数 图象关于直线 对称.
5.(2023届重庆市质量检测数学试题)已知函数 ,正实数a,b满足
,则 的最小值为( )
A.1 B.2 C.4 D.
【答案】B
【分析】先判断函数是严格递减的函数,且有对称中心,找出 之间的关系可求.
【详解】 ,
故函数 关于 对称,又 在 上严格递减;
即
当且仅当 时取得.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】函数的奇偶性、周期性与对称性的解题技法
(1)函数的奇偶性、周期性、对称性,一般是知二得一,特别是已知奇偶性和对称性,一般要先确定周期性.
x=0 f (0)=0 f (/x/)=f (x)
(2)若奇函数在 处有意义,则一定有 ,偶函数一定有 ,要注意这两个结论在解
题中的应用.
f (x) (a,0) x=b f (x) T=4/a−b/¿¿
(3)如果 的图象关于点 对称,且关于直线 对称,那么函数 的周期 .(类比
y=sinx
的图象)
f (x) (a,0) (b,0) f (x) T=2/a−b/¿¿
(4)如果 的图象关于点 对称,且关于点 对称,那么函数 的周期 .(类比
y=sinx
的图象)
(5)若函数 f (x) 关于直线x=a与直线 x=b 对称,则函数的周期是 2/a−b/¿¿ .(类比 y=sinx 的图象)
题型八、抽象函数的性质综合应用
1.(2014年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(大纲卷))奇函数 的定义域为 ,若
为偶函数,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】试题分析: 是偶函数,则 的图象关于直线 对称,又 是奇函数,则 ,
且 是周期函数,且周期为8,所以 .故选D.
考点:函数的奇偶性,周期性.
【名师点睛】解函数问题时,有些隐含性质需我们已知条件找出,特别是周期性.当函数具有两个对称时
函数一般也是周期函数.当函数 是奇函数,又有对称轴 时,则函数一定是周期函数,且周期为
;若 有两条对称轴 和 ,则函数是周期函数, 是函数的一个周期;同样若
有两个对称中心 和 ,则函数是周期函数, 是函数的一个周期;
2.已知函数 的定义域为 .当 时, ;当 时, ;当 时,
.则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
1 1
【详解】试题分析:当
x>
时, ,所以当
x>
时,函数 是周期为 的周期函数,所以
2 2 f (x) 1
f(6)=f(1),又函数f (x)是奇函数,所以f(1)=−f(−1)=−[(−1) 3 −1]=2,故选D.
考点:函数的周期性和奇偶性.
3.已知函数 是定义在 上的奇函数,对任意的 都有 ,当 时,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,对 变形可得 ,则函数 是周期为 的周期函数,
据此可得 , ,结合函数的解析式以及奇偶性求出 与 的值,相加
即可得答案.
【详解】根据题意,函数 满足任意的 都有 ,则 ,
则函数 是周期为 的周期函数,
,
又由函数 是定义在 上的奇函数,则 ,
时, ,则 ,
则 ;故 ;
【点睛】本题考查函数的奇偶性与周期性、对称性的应用,关键是求出函数的周期,属于基础题.
4.已知函数 f (x) 在R上有意义,记 f' (x)为函数 f (x) 的导函数,又 f(2x−1) 是奇函数,则下列判断错误的
有( ).
f(4x−2) f(x−1)+f(3x−1)
A. 是奇函数 B. 是奇函数
C.
f(4x2 −2)
是偶函数 D.
f' (−5x−1)是偶函数
【答案】A
【解析】若f (x)=x+1,则f(2x−1)=2x为奇函数,而f(4x−2)=4x−1为非奇非偶函数,所以A错误;因
为f(2x−1)是奇函数,所以f(−2x−1)=−f(2x−1),对于函数f(x−1)+f(3x−1),有
f(−x−1)+f(−3x−1)=−f(x−1)−f(3x−1)=−[f(x−1)+f(3x−1)],所以f(x−1)+f(3x−1)是奇函
数,所以B正确;对于函数f(4x2 −2),有f(4(−x) 2 −2)=f(4x2 −2),所以函数f(4x2 −2)是偶函数,所以
C正确;对于D,奇函数的导数是偶函数,因为f(5x−1)=−f(−5x−1),所以f(−5x−1)为奇函数,所以
f' (−5x−1)是偶函数,所以D正确.
5.已知 f (x) 是定义在R上的函数,且满足 f(3x−2) 为偶函数, f(2x−1) 为奇函数,则下列说法错误的是(
).
f (x)
A.函数 的周期为2
f (x)
B.函数 的周期为4
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】f (x) (−1,0)
C.函数 的图象关于点 中心对称
f (2023)=0
D.
【答案】A
f(3x−2) f(3x−2)=f(−3x−2) f(x−2)=f(−x−2)
【 解 析 】 因 为 为 偶 函 数 , 所 以 , 所 以 , 则
f(x)=f(−x−4)
,所以函数
f (x)
的图象关于直线
x=−2
对称,因为
f(2x−1)
为奇函数,所以
f(2x−1)=−f(−2x−1) f(x−1)=−f(−x−1) f(x)=−f(−x−2) f (x)
,所以 ,所以 ,所以函数 的图象关于
(−1,0) f(x)=f(−x−4) f(x)=−f(−x−2) f(−x−4)=−f(−x−2)
点 中心对称,故 C 正确;由 与 得 ,即
f(x−4)=−f(x−2) f(x−4)=f(x) f (x)
, 故 , 所 以 函 数 的 周 期 为 4, 故 A 不 正 确 ,B 正 确 ;
f(2023)=f(506×4−1)=f(−1)=0
,故D正确..
6.已知
是定义域为R的偶函数,f(5.5)=2,g(x)=(x−1)f(x)若g(x+1)是偶函数,则
=
( )
A.-3 B.-2 C.2 D.3
【答案】D
【分析】根据g(x+1)得到g(x)关于x=1对称,得到 ,结合g(x)=(x−1) 和f (x)
为偶函数即可得f (x)周期为4,故可求出f(2.5)=2,则 即可求值﹒
【详解】 为偶函数,则 关于 对称,即 ,
即 ,即 ,
关于 对称,又f (x)是定义域为R的偶函数,
∴ ,
∴f(x−4)=f [(x−2)−2]=−f(x−2)=−[−f(x)]=f(x),即f(x−4)=f(x),
周期为 ,
∴ ,
.
由奇偶性延伸所得对称性问题的常见结论
f (x) g(x)=f (x)+c g(−x)+g(x)=2c g(x) (0,c)
(1)若函数 是奇函数,且 ,则必有 , 的图象关于点 对称.
f (x) g(x)=f (x−a)+h (a,h)
(2)若函数 是奇函数,则函数 的图象关于点 对称.
(3)若函数
f (x)
是偶函数,且
g(x)=f(x−a)
,则必有
g(a−x)=g(a+x)
,
g(x)
的图象关于直线x=a对
称.
(4)若函数
y=f (x+a)
为奇函数(或偶函数),则函数
y=f (x)
的图象关于点
(a,0)
对称(或关于直线x=a
对称).
(5)若函数
f (x)
满足
f(x+t)=f(t−x)(或f(x)=f(2t−x)
,则函数
f (x)
的图象关于直线x=t对称;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】f (x) f (x+2t)=f (x) f (x) 2t(t≠0)
(6)若函数 满足 ,则函数 以 为周期.
题型九、利用函数的性质解抽象不等式
1.函数 在 单调递增,且为奇函数,若 ,则满足 的 的取值范围是(
)
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】 是奇函数,故 ;又 是增函数, ,即
则有 ,解得 ,故选D.
【点睛】解本题的关键是利用转化化归思想,结合奇函数的性质将问题转化为
,再利用单调性继续转化为 ,从而求得正解.
2.(2020年新高考全国卷Ⅰ数学高考试题(山东卷))若定义在 的奇函数f(x)在 单调递减,且
f(2)=0,则满足 的x的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】首先根据函数奇偶性与单调性,得到函数 在相应区间上的符号,再根据两个数的乘积大于等
于零,分类转化为对应自变量不等式,最后求并集得结果.
【详解】因为定义在 上的奇函数 在 上单调递减,且 ,
所以 在 上也是单调递减,且 , ,
所以当 时, ,当 时, ,
所以由 可得:
或 或
解得 或 ,
所以满足 的 的取值范围是 ,
【点睛】本题考查利用函数奇偶性与单调性解抽象函数不等式,考查分类讨论思想方法,属中档题.
3.(2004年普通高等学校招生考试数学(理)试题(湖南卷))设 分别是定义在 上的奇函
数和偶函数,当 时, .且 ,则不等式 的解集是( )
A. B.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】C. D.
【答案】D
【分析】构造函数 ,利用已知可判断出其奇偶性和单调性,进而即可得出不等式的解集.
【详解】令 ,则 ,因此函数 在 上是奇函数.
① 当 时, , 在 时单调递增,
故函数 在 上单调递增.
,
,
.
②当 时,函数 在 上是奇函数,可知: 在 上单调递增,且 (3) ,
,的解集为 .
③当 时, ,不符合要求
不等式 的解集是 , , .
4.(2023届湖北省联合调研测试数学试题)已知函数 ,若 成
立,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】构造函数 ,根据函数的奇偶性及复合函数的单调性可得函数为偶函数且在
单调递增,进而 关于直线 对称,且在 单调递增,结合条件可得
,解不等式即得.
【详解】因为 的定义域为R,又 ,故函
数 为偶函数,
又 时, , 单调递增,故由复合函数单调性可得函数 在 单调递增,
函数 在定义域上单调递增,
所以 在 单调递增,
所以 ,
所以 关于直线 对称,且在 单调递增.
所以 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】两边平方,化简得 ,解得 .
【点睛】关键点点睛:本题的关键是构造函数 ,然后根据函数的单调性及对称性化
简不等式进而即得.
5.(2015年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标Ⅱ))设函数 ,则使
成立的 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】试题分析: ,定义域为 ,∵ ,∴函数 为偶函数,
R f(−x)=f(x) f (x)
1
当 时,
f(x)=ln(1+x)−
函数单调递增,根据偶函数性质可知:得 成立,∴
x>0 1+x2
|x|>|2x−1|,∴ x2 >(2x−1) 2,∴ 的范围为 故答案为A.
x
考点:抽象函数的不等式.
【思路点晴】本题考查了偶函数的性质和利用偶函数图象的特点解决实际问题,属于基础题型,应牢记.
根据函数的表达式可知函数f (x)为偶函数,根据初等函数的性质判断函数在x大于零的单调性为递增,
根据偶函数关于原点对称可知,距离原点越远的点,函数值越大,把 可转化为
|x|>|2x−1|,解绝对值不等式即可.
6.(2013年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(天津卷))已知函数 是定义在R上的偶函数,
且在区间 单调递增. 若实数a满足 , 则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
1
【详解】试题分析:函数 是定义在 上的偶函数,∴f(log a)+f(log )≤2f(1),等价为
f (x) R 2 2a
f(log a)+f(−log a)=2f(log a)≤2f(1),即f(log a)≤f(1).∵函数f (x)是定义在R上的偶函
2 2 2 2
数,且在区间[0,+∞)单调递增,∴f(log a)≤f(1))等价为 f(|log a|)≤f(1).即 |log a|≤1 ,∴
2 2 2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】1
−1≤log a≤1 ,解得 2
≤a≤2
,故选项为C.
2
考点:(1)函数的奇偶性与单调性;(2)对数不等式.
【思路点晴】本题主要考查对数的基本运算以及函数奇偶性和单调性的应用,综合考查函数性质的综合应
用根据函数的奇偶数和单调性之间的关系,综合性较强.由偶函数结合对数的运算法则得:
f(log a)≤f(1),即 f(|log a|)≤f(1),结合单调性得: |log a|≤1 将不等式进行等价转化
2 2 2
−1≤log a≤1
即可得到结论.
2
7.已知定义域为R的函数, 是奇函数.
(1)求 , 的值;
(2)若对任意的 ,不等式 恒成立,求实数 的取值范围.
【答案】(1) , ;(2) .
【解析】(1)根据 ,可得 ,再由 即可求解.
(2)判断 在R上为减函数,结合函数为奇函数可得 ,从而可得对一切 有
,由 即可求解.
【详解】(1)因为 是R上的奇函数,
所以 ,即 ,解得 .
从而有 .
又由 ,知 ,解得 .
经检验,当 时, ,满足题意.
(2)由(1)知 ,
由上式易知 在R上为减函数,
又因为 是奇函数,从而不等式
等价于 .
因为 是R上的减函数,由上式推得 .
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】即对一切 有 ,
从而 ,解得 .
8.已知函数f(x)对 x,y∈R,都有f(x+y)=f(x)+f(y),当x<0时,f(x)>0,且f(1)=-2.
(1)证明函数f(x)在R上的奇偶性;
∀
(2)证明函数f(x)在R上的单调性;
(3)当x∈[1,2]时,不等式f(x2-mx)+f(x)<4恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1)函数 为奇函数,证明见解析;
(2)函数 为R上的减函数,证明见解析;
(3) .
【分析】(1)根据题意赋值以及奇函数、偶函数的定义即可证出;
(2)根据单调性的定义即可判断并证明;
(3)先利用赋值法可求出 ,从而原不等式可化为 ,再根据函数的单调性
可得 ,然后通过分离参数求最值即可解出.
(1)
因为函数 的定义域为R,
令 ,所以 ,即 ,
令 ,所以 ,即 ,所以函数 为奇函数.
(2)
不妨设 ,所以 ,而 ,所以 ,
,即 ,故函数 为R上的减函数.
(3)
由(1)可知,函数 为奇函数,而 ,所以 ,故原不等式可等价于
,而函数 为R上的减函数,所以 ,又 ,所以
,而 ,当且仅当 时取等号,所以 ,即实数m的取值范围
为 .
题型十、利用函数的性质解比较大小
1.(2017年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(天津卷))已知奇函数 ,且 在
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】上是增函数.若 , , ,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为 是奇函数,从而 是 上的偶函数,且在 上是增函数,
,
,又 ,则 ,所以即 ,
,所以 .
【考点】指数、对数、函数的单调性
【名师点睛】比较大小是高考常见题,指数式、对数式的比较大小要结合指数函数、对数函数,借助指数
函数和对数函数的图象,利用函数的单调性进行比较大小,特别是灵活利用函数的奇偶性和单调性数形结
合不仅能比较大小,还可以解不等式.
2.已知定义在 上的奇函数 满足 ,且在区间 上是增函数,则
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由 ,得到函数的周期是8,然后利用函数的奇偶性和单调性之间的关系进行判断
大小.
【详解】因为 满足 ,所以 ,
所以函数 是以8为周期的周期函数,
则 .
由 是定义在 上的奇函数,
且满足 ,得 .
因为 在区间 上是增函数, 是定义在 上的奇函数,
所以 在区间 上是增函数,所以 ,即 .
【点睛】在比较 , , , 的大小时,首先应该根据函数 的奇偶性与周期性将
, ,L, 通过等值变形将自变量置于同一个单调区间,然后根据单调性比较大小.
3.已知定义在R上的函数 为偶函数,记 ,则
,的大小关系为( )
A. B. C. D.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】B
【详解】由 为偶函数得 ,所以 ,
,所以 ,故选B.
考点:本题主要考查函数奇偶性及对数运算.
4.定义在 上的偶函数 满足:对任意的 , ,有 ,则( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由对任意 ,有 ,得 在 上单独递减,所以
x
1
,x
2
∈[0,+∞)(x
1
≠x
2
) ¿0 f (x) [0,+∞)
.
点睛:利用函数性质比较两个函数值或两个自变量的大小,首先根据函数的性质构造某个函数,然后根据
函数的奇偶性转化为单调区间上函数值,最后根据单调性比较大小,要注意转化在定义域内进行
5.已知定义在 R上的函数 f (x) 满足:① f (x+2)=f (x) ;② f (x−2) 为奇函数;③当 x∈[0,1) 时,
f(x )−f(x ) 15 11
1 2 >0(x ≠x ) f ( − ) ,f (4),f ( )
x −x 1 2 2 2
1 2 恒成立,则 的大小关系是( ).
11 15 11 15
( ) ( ) ( ) ( )
f >f (4)>f − f (4)>f >f −
2 2 2 2
A. B.
15 11 15 11
( ) ( ) ( ) ( )
f − >f (4)>f f − >f >f (4)
2 2 2 2
C. D.
【答案】C
【解析】由f (x+2)=f (x)可知函数f (x)的周期为2,所以f (x)=f (x−2),又f (x−2)为奇函数,所以
f (x)为奇函数,
( 15 ) ( 15 ) (1) ( 11 ) ( 11 ) ( 1)
所以 f − =f − +2×4 =f , , f =f −2×3 =f − .
2 2 2 f(4)=f(4−2×2)=f(0) 2 2 2
因为当 x∈[0,1)时,f (x)单调递增,所以奇函数f (x)在(-1,1)上单调递增.
(1) ( 1) ( 15 ) ( 11 )
所以 f >f (0)>f − ,即 f − >f (4)>f .
2 2 2 2
6.若定义在R上的奇函数 f (x) 满足 f(x+2)=−f(x) ,且在[0,1]上是减函数,则有( ).
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