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第7讲 函数的性质
知识梳理
1、函数的单调性
(1)单调函数的定义
一般地,设函数f(x)的定义域为A,区间D⊆A:
如果对于D内的任意两个自变量的值x ,x 当x f(x );
1 2 1 2
④图象特征:在单调区间上增函数的图象从左向右是上升的,减函数的图象从左向右是下降
的.
(2)单调性与单调区间
①单调区间的定义:如果函数f(x)在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数f(x)在区
间D上具有单调性,D称为函数f(x)的单调区间.
②函数的单调性是函数在某个区间上的性质.
(3)复合函数的单调性
复合函数的单调性遵从“同增异减”,即在对应的取值区间上,外层函数是增(减)函数,内层
函数是增(减)函数,复合函数是增函数;外层函数是增(减)函数,内层函数是减(增)函数,复
合函数是减函数.
2、函数的奇偶性
函数奇偶性的定义及图象特点
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(-x)= 关于y轴对
偶函数
f(x),那么函数f(x)就叫做偶函数 称
如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)= 关于原点对
奇函数
-f(x),那么函数f(x)就叫做奇函数 称
f(-x)
判断f(-x)与f(x)的关系时,也可以使用如下结论:如果f(-x)-f(x)=0或 =1
f(x)
f(-x)
(f(x)≠0),则函数f(x)为偶函数;如果f(-x)+f(x)=0或 =-1(f(x)≠0),则函数
f(x)
f(x)为奇函数.
注意:由函数奇偶性的定义可知,函数具有奇偶性的一个前提条件是:对于定义域内的任意一
个x,-x也在定义域内(即定义域关于原点对称).
3、函数的对称性
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86 3427(1)若函数y=f(x+a)为偶函数,则函数y=f(x)关于x=a对称.
(2)若函数y=f(x+a)为奇函数,则函数y=f(x)关于点(a,0)对称.
(3)若f(x)=f(2a-x),则函数f(x)关于x=a对称.
(4)若f(x)+f(2a-x)=2b,则函数f(x)关于点(a,b)对称.
4、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.
(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最小的正数,那么称这个最小整数叫做f(x)的
最小正周期.
【解题方法总结】
1、单调性技巧
(1)证明函数单调性的步骤
①取值:设x ,x 是f(x)定义域内一个区间上的任意两个量,且x 0且f(x)为增函数,则函数 f(x)为增函数, 为减函数;
f(x)
1
④若f(x)>0且f(x)为减函数,则函数 f(x)为减函数, 为增函数.
f(x)
2、奇偶性技巧
(1)函数具有奇偶性的必要条件是其定义域关于原点对称.
(2)奇偶函数的图象特征.
函数f(x)是偶函数⇔函数f(x)的图象关于y轴对称;
函数f(x)是奇函数⇔函数f(x)的图象关于原点中心对称.
(3)若奇函数y=f(x)在x=0处有意义,则有f(0)=0;
偶函数y=f(x)必满足f(x)=f(|x|).
(4)偶函数在其定义域内关于原点对称的两个区间上单调性相反;奇函数在其定义域内关于
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87 3427原点对称的两个区间上单调性相同.
(5)若函数f(x)的定义域关于原点对称,则函数f(x)能表示成一个偶函数与一个奇函数的和
1 1
的形式.记g(x)= [f(x)+f(-x)],h(x)= [f(x)-f(-x)],则f(x)=g(x)+h(x).
2 2
(6)运算函数的奇偶性规律:运算函数是指两个(或多个)函数式通过加、减、乘、除四则运算
所得的函数,如f(x)+g(x),f(x)-g(x),f(x)×g(x),f(x)÷g(x).
对于运算函数有如下结论:奇±奇=奇;偶±偶=偶;奇±偶=非奇非偶;
奇×(÷)奇=偶;奇×(÷)偶=奇;偶×(÷)偶=偶.
(7)复合函数y=f[g(x)]的奇偶性原来:内偶则偶,两奇为奇.
(8)常见奇偶性函数模型
ax+1
奇函数:①函数f(x)=m
ax-1
ax-1
(x≠0)或函数f(x)=m
ax+1
.
②函数f(x)=±(ax-a-x).
x+m 2m
③函数f(x)=log =log 1+
ax-m a x-m
x-m 2m
或函数f(x)=log =log 1-
ax+m a x+m
④函数f(x)=log ( x2+1+x)或函数f(x)=log ( x2+1-x).
a a
2m 2m
注意:关于①式,可以写成函数f(x)=m+ (x≠0)或函数f(x)=m- (m∈R).
ax-1 ax+1
偶函数:①函数f(x)=±(ax+a-x).
mx
②函数f(x)=log (amx+1)- .
a 2
③函数f(|x|)类型的一切函数.
④常数函数
3、周期性技巧
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88 34274、函数的的对称性与周期性的关系
(1)若函数y=f(x)有两条对称轴x=a,x=b(a0成立,则函数fx 一定是 ( )
A.奇函数 B.偶函数 C.增函数 D.减函数
【答案】C
【解析】对于任意两个不相等的实数x ,x ,总有 fx 2
1 2
-fx 1 >0成立,
x -x
2 1
等价于对于任意两个不相等的实数x 1 0成立,则
a-b
必有 ( )
A. f(x)在R上是增函数 B. f(x)在R上是减函数
C.函数f(x)先增后减 D.函数f(x)先减后增
【答案】A
f(a)-f(b)
【解析】由 >0知f(a)-f(b)与a-b同号,即当ab时,f(a)>f(b),所以f(x)在R上是增函数.
故选:A.
158 下列函数中,满足“fx+y =fx fy ”的单调递增函数是
A. fx 1 =x2 B. fx =x3 C. fx 1 =
2
x D. fx =3x
【答案】D
【解析】由于ax⋅ar=ax+r,所以指数函数f(x)=ax满足f(x+y)=fx +fy ,且当a>
1时单调递增,0f1-m ,求实数m的取值范围.
【解析】(1)f(x)在(0,+∞)上递减,理由如下:
任取x,x ∈(0,+∞),且x 0,
1 2 2 1
所以f(x )-f(x)<0,即f(x )f1-m ,得
2m-1>0
1 2
1-m>0 ,解得 0,a≠1,证明:函数φx
ax-1
= 是x的增函数
x
x>0 .
x
【解析】证明:当x >x >0,在伯努利不等式定理3中取1+x=ax2,r= 1,0 x1 ,
x x
2 1
即φx 2 >φx 1 .
所以当x>0时,φx 是x的增函数.
2x a
162 (2024·上海静安·高三校考期中)已知函数f(x)= - (a>0),且f(0)=0.
a 2x
(1)求a的值,并指出函数f(x)的奇偶性;
(2)在(1)的条件下,运用函数单调性的定义,证明函数f(x)在(-∞,+∞)上是增函数.
1
【解析】(1)因为f(0)= -a=0,又a>0,所以a=1,
a
1
所以f(x)=2x- ,x∈(-∞,+∞),
2x
1
此时f(-x)= -2x=-f(x),所以f(x)为奇函数;
2x
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91 34271 1
(2)任取x 1,所以1-2x2-x1<0,2x11+
1 2 2x1+x2
>0
所以f(x)-f(x )<0即f(x)0,得00,解得,2kπ- 0)为偶函数,则
2x+1
函数fx 的值域为 .
1
【答案】0,
2
【解析】∵函数fx
ax
= (a>0)是偶函数,
2x+1
∴f-x =fx
2
a-x a
⇒ =
2-x+1
x
ax 2
= ⇒ =a⇒a= 2,
2x+1 2x+1 a
∴fx
( 2)x
= ,易得fx
2x+1
>0,
设t=( 2)x(t>0),
t 1 1
则y= = ≤ ,
t2+1 1 2
t+
t
1
当且仅当t= 即t=1时,等号成立,
t
1
所以00且a≠1),若曲线y=fx 在点 0,f0 处的切线与直线x+2y-1=0垂直,则
fx 在-1,2 上的最大值为 .
1
【答案】7+
e2
【解析】由题意得fx =axlna+3,所以f0 =lna+3,
1
因为切线与直线x+2y-1=0垂直,而x+2y-1=0的斜率为- ,
2
所以切线斜率为2,即lna+3=2,解得a=e-1,
所以fx =e-x+3x+1,且fx =-e-x+3,
显然fx 是增函数,
当x∈-1,2 时,fx ≥f-1 =3-e>0,
所以fx 在-1,2 上单调递增,故f(x) max =f2
1
=7+ . e2
1
故答案为:7+
e2
169 (新疆乌鲁木齐市第八中学2024届高三上学期第一次月考)若函数fx
2x+m
= 在区
x+1
间0,1 上的最大值为3,则实数m= .
【答案】3
【解析】∵函数fx
2x+m m-2
= =2+ ,
x+1 x+1
由复合函数的单调性知,
当m>2时,fx
2x+m
= 在0,1
x+1
上单调递减,最大值为f0 =m=3;
当m<2时,fx
2x+m
= 在0,1
x+1
上单调递增,最大值为f1
2+m
= =3,
2
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94 3427即m=4,显然m=4不合题意,
故实数m=3.
故答案为:3
【解题总结】
利用函数单调性求函数最值时应先判断函数的单调性,再求最值.常用到下面的结论:
1、如果函数y=f(x)在区间(a,b]上是增函数,在区间[b,c)上是减函数,则函数y=
f(x)(x∈a,c)在x=b处有最大值f(b).
2、如果函数y=f(x)在区间(a,b]上是减函数,在区间[b,c)上是增函数,则函数y=
f(x)(x∈a,c)在x=b处有最小值f(b).
3、若函数y=f(x)在[a,b]上是严格单调函数,则函数y=f(x)在[a,b]上一定有最大、
最小值.
4、若函数y=f(x)在区间[a,b]上是单调递增函数,则y=f(x)的最大值是f(b),最小值
是f(a).
5、若函数y=f(x)在区间[a,b]上是单调递减函数,则y=f(x)的最大值是f(a),最小值
是f(b).
4 题型四:利用函数单调性求参数的范围
170 已知函数fx
3a-1
=
x+4a (x<1)
a
x≥1
x
,满足对任意的实数x ,x 且x ≠x ,都有 1 2 1 2
f(x 1 )-f(x 2 ) (x -x )<0,则实数a的取值范围为 ( ) 1 2
1
A. ,1
7
1
B. 0,
3
1 1
C. ,
6 3
1
D. ,1
6
【答案】C
【解析】对任意的实数x 1 ≠x 2 ,都有f(x 1 )-f(x 2 ) (x -x )<0,即 fx 1 1 2 -fx 2 <0成 x -x
1 2
立,
可得函数图像上任意两点连线的斜率小于0,说明函数是减函数;
3a-1<0
可得:a>0 ,
3a-1+4a≥a
1 1
解得a∈ ,
6 3
,
故选:C
171 (吉林省松原市2024学年高三上学期第一次月考)若函数fx =log x3-ax a (a>0且
1
a≠1)在区间- ,0
2
内单调递增,则a的取值范围是 ( )
1
A. ,1
4
3
B. ,1
4
9
C. ,+∞
4
9
D. 1,
4
【答案】B
1
【解析】函数f(x)=log (x3-ax)(a>0,a≠1)在区间 - ,0
a 2
内有意义,
1
则-
2
3 1 1
+ a≥0,∴a≥ ,
2 4
设t=x3-ax,则 y=log t,t=3x2-a
a
( 1 ) 当 a>1时, y=log t 是增函数,
a
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95 34271
要使函数f(x)=log (x3-ax)(a>0,a≠1)在区间- ,0
a 2
内单调递增,
1
需使 t=x3-ax 在区间- ,0
2
内内单调递增,
1
则需使t′=3x2-a≥0,对任意x∈- 0
2
1
恒成立 , 即a≤3x2对任意x∈- ,0
2
恒成
立;
1
因为x∈- ,0
2
3 1
时,0<3x2< 所以a<0与a> 矛盾,此时不成立.
4 4
( 2 ) 当00,a≠1)在区间- ,0 2 内单调递增,
1
需使t=x3-ax在区间- ,0
2
内内单调递减,
1
则需使t′=3x2-a≤0 对任意x∈- ,0
2
恒成立,
1
即a≥3x2对任意x∈- ,0
2
恒成立,
1
因为x∈- ,0
2
3
时,0<3x2< ,
4
3
所以a≥ ,
4
3
又a<1,所以 ≤a<1.
4
3
综上,a的取值范围是 ≤a<1
4
故选:B
172 (四川省广安市2024学年高三上学期期末数学试题)已知函数fx =
-x2-ax-9, x≤1
a 在R上单调递增,则实数a的取值范围为 ( )
, x>1
x
A. -5,0 B.(-∞,-2) C. -5,-2 D.(-∞,0)
【答案】C
【解析】由题意,x∈R,
在fx
-x2-ax-9, x≤1
=a 中,函数单调递增,
, x>1
x
-a
-
2×-1
∴
≥1
a<0 ,解得:-5≤a≤-2,
-1-a-9≤ a
1
故选:C.
173 (江西省临川第一中学2024届高三上学期期末考试数学(理)试题)已知函数fx =
log x2-ax+3 a 在0,1 上是减函数,则实数a的取值范围是 ( )
A. 0,1 B. 1,4 C. 0,1 ∪1,4 D. 2,4
【答案】D
【解析】函数fx =log x2-ax+3 a 在0,1 上是减函数,
a 当00恒成立,
4 4
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96 3427而函数u=x2-ax+3在区间0,1 上不单调,因此01时,函数y=log u在(0,+∞)上单调递增,于是得函数u=x2-ax+3在区间
a
0,1 上单调递减,
a
因此 ≥1,并且12-a⋅1+3>0,解得2≤a<4,
2
所以实数a的取值范围是2,4 .
故选:D
174 (天津市复兴中学2024学年高三上学期期末数学试题)已知函数fx =x2+2kx-5在
-2,4 上具有单调性,则实数k的取值范围为( ).
A.k≤-4 B.k≥2
C.k≤-4或k≥2 D.k<-4或k>2
【答案】C
【解析】函数fx =x2+2kx-5的对称轴为x=-k,
因为函数fx =x2+2kx-5在-2,4 上具有单调性,
所以-k≥4或-k≤-2,即k≤-4或k≥2.
故选:C
【解题总结】
若已知函数的单调性,求参数a的取值范围问题,可利用函数单调性,先列出关于参数a
的不等式,利用下面的结论求解.
1、若a>f(x)在[m,n]上恒成立⇔a>f(x)在[m,n]上的最大值.
2、若a0成立.若a=flog 3 18
1 2
,b=
e2
fln
2
ln10
,c=fe 2 ,则a,b,c的大小关系是 ( )
A.b0成立. x -x
1 2
所以函数y=fx 在2,+∞ 上单调递增,
e2 ln10
而3=log 27>log 18>log 9=2,ln =lne2-ln 2=2-ln 2<2,e 2 =eln 10=
3 3 3 2
10>3,
ln10 e2
所以e 2 >log 18>2>ln ,
3 2
所以c>a,
因为函数y=fx 的对称轴为x=2,
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97 3427e2
所以b=fln
2
e2
=f4-ln
2
=f2+ln 2 ,
而a=flog 3 18 =flog 3 9×2 =f2+log 3 2 ,
因为ln 2f(-1) C. f(-1)f5
【答案】BD
【解析】函数fx 在区间0,5 上是单调函数,又3>1,且f3 -1,故f0 >f-1 ,故B正确;
对于C,f-1 =f1 ,故C错误;
对于D,f-3 =f3 >f5 ,故D正确.
故选:BD.
177 (2024届北京市朝阳区高三第一次模拟考试数学试题)下列函数中,既是偶函数又在区
间(0,+∞)上单调递增的是 ( )
A.y=x3 B.y=-x2+1 C.y=log x D.y=2|x|
2
【答案】D
【解析】根据函数的奇偶性和单调性,对四个函数逐一判断可得答案.函数y=x3是奇函
数,不符合;
函数y=-x2+1是偶函数,但是在(0,+∞)上单调递减,不符合;
函数y=log x不是偶函数,不符合;
2
函数y=2|x|既是偶函数又在区间(0,+∞)上单调递增,符合.
故选:D
【解题总结】
1、比较函数值大小,应将自变量转化到同一个单调区间内,然后利用函数单调性解决.
2、求复合函数单调区间的一般步骤为:①求函数定义域;②求简单函数单调区间;③求复
合函数单调区间(同增异减).
3、利用函数单调性求参数时,通常要把参数视为已知数,依据函数图像或单调性定义,确
定函数单调区间,与已知单调区间比较,利用区间端点间关系求参数.同时注意函数定义
域的限制,遇到分段函数注意分点左右端点函数值的大小关系.
6 题型六:函数的奇偶性的判断与证明
178 利用图象判断下列函数的奇偶性:
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98 3427-x2+2x+1, x>0
(1)f(x)=
x2+2x-1, x<0
x2+x,x<0,
(2)f(x)=
x2-x,x>0
1 (3)y=
2
x ;
(4)y=log 2 (x+1) ;
(5)y=x2-2x -1.
【解析】(1)函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),
-x2+2x+1,x>0
对于函数f(x)=
x2+2x-1,x<0
,
当x>0,f(x)=-x2+2x+1,为二次函数,是一条抛物线,开口向下,对称轴为x=1,
当x<0,f(x)=x2+2x-1,为二次函数,是一条抛物线,开口向上,对称轴为x=-1,
-x2+2x+1,x>0
画出函数f(x)=
x2+2x-1,x<0
的图象,如图所示,
函数图象关于原点对称,所以函数f(x)为奇函数;
(2)函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),
x2+x,x<0
对于函数f(x)=
x2-x,x>0
,
1
当x<0,f(x)=x2+x,为二次函数,是一条抛物线,开口向上,对称轴为x=- ,
2
1
当x>0,f(x)=x2-x,为二次函数,是一条抛物线,开口向上,对称轴为x= ,
2
x2+x,x<0
画出函数f(x)=
x2-x,x>0
的图象,如图所示,
函数图象关于y轴对称,故f(x)为偶函数;
1
(3)先作出y=
2
x 1
的图象,保留y=
2
x
图象中x≥0的部分,
1
再作出y=
2
x
的图象中x>0部分关于y轴的对称部分,
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99 34271 即得y=
2
x 的图象,如图实线部分.
1 由图知y=
2
x 的图象关于y轴对称,所以该函数为偶函数.
(4)将函数y=log x的图象向左平移一个单位长度,再将x轴下方的部分沿x轴翻折上
2
去,
即可得到函数y=log 2 (x+1) 的图象,如图,
由图知y=log 2 (x+1) 的图象既不关于y轴对称,也不关于x轴对称,
所以该函数为非奇非偶函数;
(5)函数y=f(x)=x2-2x
x2-2x-1, x≥0
-1= ,
x2+2x-1, x<0
当x≥0,f(x)=x2-2x-1,为二次函数,是一条抛物线,开口向上,对称轴为x=1,
当x<0,f(x)=x2+2x-1,为二次函数,是一条抛物线,开口向上,对称轴为x=-1,
x2-2x-1,x≥0
画出函数f(x)=
x2+2x-1,x<0
的图象,如图,
由图知y=x2-2x -1的图象关于y轴对称,所以该函数为偶函数.
179 (2024·北京·高三专题练习)下列函数中,既是偶函数又在区间0,+∞ 上单调递增的是
( )
A.y=cosx B.y=ex
1
C.y=lgx D.y=
x
【答案】B
【解析】对于A,函数y=cosx的定义域为R,且满足cos(-x)=cosx,所以其为偶函数,
在0,π 上单调递减,在π,2π 上单调递减,故A不符合题意;
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100 3427对于B,设y=fx =ex ,函数fx =ex
ex, x≥0
= 1
e
x 的定义域为R,
, x<0
且满足f-x =fx ,所以函数fx =ex 为偶函数,
当x∈(0,+∞)时,fx =ex为单调递增函数,故B符合题意;
对于C,函数y=lgx的定义域为(0,+∞),不关于原点对称,
所以函数y=lgx为非奇非偶函数,故C不符合题意;
1 1
对于D,设y=f(x)= ,函数f(x)= 的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,
x x
且满足f-x =-fx
1
,所以函数f(x)= 为奇函数,
x
又函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,故D不符合题意.
故选:B.
180 (多选题)(黑龙江省哈尔滨市第五中学校2024学年高三下学期开学检测数学试题)设函
数fx ,gx 的定义域都为R,且fx 是奇函数,gx 是偶函数,则下列结论正确的是
( )
A. fx ⋅gx 是偶函数 B. fx ⋅gx 是奇函数
C. fx ⋅ gx 是奇函数 D. fx ⋅gx 是偶函数
【答案】CD
【解析】因为函数fx ,gx 的定义域都为R,
所以各选项中函数的定义域也为R,关于原点对称,
因为fx 是奇函数,gx 是偶函数,
所以f-x =-fx ,g-x =gx ,
对于A,因为f-x ⋅g-x =-fx gx ,
所以函数fx ⋅gx 是奇函数,故A错误;
对于B,因为 f-x ⋅g-x = -fx ⋅gx = fx ⋅gx ,
所以函数 fx ⋅gx 是偶函数,故B错误;
对于C,因为f-x ⋅ g-x =-fx ⋅ gx ,
所以函数fx ⋅ gx 是奇函数,故C正确;
对于D,因为 f-x ⋅g-x = -fx ⋅gx = fx ⋅gx ,
所以函数 fx ⋅gx 是偶函数,故D正确.
故选:CD.
181 (北京市海淀区2024届高三二模数学试题)下列函数中,既是奇函数又在区间0,1 上单
调递增的是 ( )
2
A.y=lgx B.y= C.y=2|x| D.y=tanx
x
【答案】D
【解析】对于A, y=lgx的定义域为0,+∞ ,定义域不关于原点对称,所以为非奇非偶
函数,故A错误,
对于B,fx
2
= 的定义域为-∞,0
x
∪0,+∞ ,定义域关于原点对称,又f-x =-x
1
- =-fx
x
,所以fx 为奇函数,但在0,1 单调递减,故B错误,
对于C,fx =2|x|的定义域为R,关于原点对称,又f-x =2|-x|=2x =fx ,故fx
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101 3427为偶函数,故C错误,
对于D,fx =tanx, 由正切函数的性质可知fx =tanx为奇函数,且在0,1 单调递
增,故D正确,
故选:D
【解题总结】
函数单调性与奇偶性结合时,注意函数单调性和奇偶性的定义,以及奇偶函数图像的对
称性.
7 题型七:已知函数的奇偶性求参数
182 (四川省成都市蓉城联盟2024学年高三下学期第二次联考)已知函数fx =
ex+ae-x sin2x是偶函数,则a= .
【答案】-1
【解析】fx =ex+ae-x sin2x定义域为R,
由f-x =fx 得:e-x+aex sin-2x =ex+ae-x sin2x,
因为sin-2x =-sin2x,所以-e-x+aex =ex+ae-x,故a=-1.
故答案为:-1
183 (江西省部分学校2024届高三下学期一轮复习验收考试)若函数fx =log 216x+1 -
ax是偶函数,则log 2= .
a
【答案】1
【解析】∵fx 为偶函数,定义域为R,
∴对任意的实数x都有fx =f-x ,
即log 216x+1 -ax=log 216-x+1 +ax,
∴2ax=log 216x+1 -log 216-x+1 =log 16x=4x, 2
由题意得上式对任意的实数x恒成立,
∴2a=4,解得a=2,所以log 2=1
a
故答案为:1
184 (湖南省部分学校2024届高三下学期5月联数学试题)已知函数fx =2x2+ax+2,若
fx+1 是偶函数,则a= .
【答案】-4
【解析】因为fx+1 是偶函数,
所以f-x+1 =fx+1 ,
∴2-x+1 2+a-x+1 +2=2x+1 2+ax+1 +2,
即8x=-2ax,
解得a=-4.
故答案为:-4.
185 若函数fx =2e2x+ae-2x+1为偶函数,则a= .
【答案】2
【解析】∵函数fx =2e2x+ae-2x+1为偶函数
∴fx =2e2x+ae-2x+1=f-x =2e-2x+ae2x+1
即2-a e2x=2-a e-2x
又∵e2x>0,e-2x>0,e2x≠e-2x x≠0 ∴2-a=0
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102 3427故答案为:a=0
【解题总结】
利用函数的奇偶性的定义转化为f(-x)=±f(x),建立方程,使问题得到解决,但是在解
决选择题、填空题时还显得比较麻烦,为了使解题更快,可采用特殊值法求解.
8 题型八:已知函数的奇偶性求表达式、求值
186 (2024年高三数学押题卷五)已知函数fx 是奇函数,函数gx 是偶函数.若fx -
gx
2023π
=xsinx,则f
2
= ( )
2023π 2023π
A. B.- C.0 D.-1
2 2
【答案】C
【解析】由函数fx 是奇函数,函数gx 是偶函数,fx -gx =xsinx,
故f-x -g-x =-xsin(-x),即-fx -gx =xsin(x),
将该式和fx -gx =xsinx相减可得fx =0,
2023π
则f
2
=0,
故选:C
187 (广东省湛江市2024届高三二模数学试题)已知奇函数fx
x2-3-x,x<0,
=
gx
则gx
+1,x>0,
=
.
【答案】-x2+3x-1
【解析】当x>0时,-x<0,fx =gx +1=-f-x =- -x 2-3--x =-x2+3x,
则gx =-x2+3x-1.
故答案为:-x2+3x-1.
188 已知函数fx 是定义在R上的奇函数,当x>0时,fx =-x2+4x-3,则函数fx
的解析式为 .
【答案】fx
x2+4x+3, x<0
= 0, x=0
-x2+4x-3, x>0
【解析】由于函数fx 是R上的奇函数,则f0 =0.
当x>0时,fx =-x2+4x-3,
设x<0,则-x>0,则f-x =-x2-4x-3=-fx ,
所以fx =x2+4x+3.
综上所述,fx
x2+4x+3, x<0
= 0, x=0.
-x2+4x-3, x>0
故答案为:fx
x2+4x+3, x<0
= 0, x=0
-x2+4x-3, x>0
189 设函数f(x)与g(x)的定义域是 x∈R x≠±1
,函数f(x)是一个偶函数,g(x)是一个奇
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103 34271
函数,且f(x)-g(x)= ,则f(x)等于 ( )
x-1
1 2x2 2 2x
A. B. C. D.
x2-1 x2-1 x2-1 x2-1
【答案】A
【解析】由函数f(x)是一个偶函数,g(x)是一个奇函数,
所以f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),
1
因为f(x)-g(x)= ①,
x-1
1
则f(x)+g(x)=f(-x)-g(-x)= ②,
-x-1
1 1 2
所以①+②得2f(x)= + = ,
x-1 -x-1 x2-1
1
所以f(x)= .
x2-1
故选:A.
【解题总结】
抓住奇偶性讨论函数在各个分区间上的解析式,或充分利用奇偶性得出关于f(x)的方
程,从而可得f(x)的解析式.
9 题型九:已知f(x)=奇函数+M
190 (宁夏银川一中、昆明一中2024届高三联合二模考试数学试题)已知函数fx =ax5+
bsinx+c,若f-1 +f1 =2,则c= ( )
2
A.-1 B.0 C.1 D.
3
【答案】C
【解析】因为f(-1)+f(1)=2,
所以-a-bsin1+c+a+bsin1+c=2,
所以c=1.
故选:C.
191 (河南省济洛平许2024届高三第四次质量检测数学试题)已知fx +1在R上单调递
增,且为奇函数.若正实数a,b满足fa-4 +fb
1 2
=-2,则 + 的最小值为 ( )
a b
3 2 3 3
A. + B. + 2 C.3+2 2 D. + 2
4 2 4 2
【答案】A
【解析】由于fx +1为奇函数,所以fx +1+f-x +1=0⇒fx +f-x =-2,
由fa-4 +fb =-2得a-4=-b⇒a+b=4 ,
1 2 1 1 2
由于a>0,b>0, 所以 + = +
a b 4 a b
a+b
1 b a
= 3+ +
4 a b
1
≥ 3+2 2
4
=
3 2
+ ,
4 2
1 2 3 2
当且仅当a=b时取等号,故 + 的最小值为 + ,
a b 4 2
故选:A
π
192 (重庆市巴蜀中学2024届高三高考适应性月考数学试题)已知函数f(x)= +cosx⋅
4
第 页 共 页
104 3427lnx+ 1+x2 在区间[-5,5]的最大值是M,最小值是m,则f(M+m)的值等于
( )
π π
A.0 B.10 C. D.
4 2
【答案】C
【解析】令g(x)=cosx⋅lnx+ 1+x2 ,则fx
π
= +gx
4
,
∴f(x)和g(x)在[-5,5]上单调性相同,
∴设g(x)在[-5,5]上有最大值g(x) ,有最小值g(x) .
max min
∵g-x =cosx⋅ln-x+ 1+x2 ,
∴gx +g-x =cosx⋅ln 1+x2+x 1+x2-x =0,
∴g(x)在[-5,5]上为奇函数,∴g(x) +g(x) =0,
max min
π π π
∴M=g(x) + ,m=g(x) + ,∴M+m= ,
max 4 min 4 2
fM+m
π
=f
2
π
= .
4
故选:C.
193 (福建省福州格致中学2024学年高三下学期期中考数学试题)已知函数fx =
alnx+ 1+x2 +bsinx+2,若f-3 =7,则f3 ( )
A.等于-7 B.等于-5 C.等于-3 D.无法确定
【答案】C
【解析】设g(x)=lnx+ 1+x2 ,显然定义域为R,
又g(x)+g(-x)=lnx+ 1+x2 +ln-x+ 1+x2 =ln 1+x2 2-x2 =ln1=0,
则g(-x)=-g(x),所以g(x)=lnx+ 1+x2 是R上的奇函数;
又y=sinx也是R上的奇函数,所以f(x)-2也是R上的奇函数,
因此f(-3)-2=-f(3)-2 ,则f(3)=4-f(-3)=4-7=-3.
故选:C.
【解题总结】
已知f(x)=奇函数+M,x∈[-a,a],则
(1)f(-x)+f(x)=2M
(2)f(x) +f(x) =2M
max min
10 题型十:函数的对称性与周期性
194 (多选题)(2024·山东烟台·统考二模)定义在R上的函数f(x)满足f(x)+f(4+x)=0,
f(2+2x)是偶函数,f(1)=1,则 ( )
A. fx 是奇函数 B. f2023 =-1
C. fx
100
的图象关于直线x=1对称 D.kf(2k-1)=-100
k=1
【答案】ABD
【解析】对于选项A,∵f(2+2x)是偶函数,∴f(2-2x)=f(2+2x),
∴函数f(x)关于直线x=2对称,∴f-x =f4+x ,
∵f(x)+f(4+x)=0,∴f-x =-fx ,∴fx 是奇函数,则A正确;
第 页 共 页
105 3427对于选项B,∵f(4+x)=-f(x),∴f(8+x)=-f(4+x),∴f(8+x)=f(x),
∴fx 的周期为8,∴f2023 =f253×8-1 =f-1 =-f1 =-1,则B正确;
对于选项C,若fx 的图象关于直线x=1对称,则f3 =f-1 ,
但是f-1 =-f1 =-1,f3 =f1 =1,即f3 ≠f-1 ,这与假设条件矛盾,则选项
C错误;
1
对于选项D,将x= 代入f(2-2x)=f(2+2x),得f3
2
=f1 =1,
将x=1,代入f(x)+f(4+x)=0,得f5 =-f1 =-1,
同理可知f7 =-f3 =-1,
又∵fx 的周期为8,∴fx 正奇数项的周期为4,
100
∴kf(2k-1)=f1
k=1
+2f3 +3f5 +⋅⋅⋅+100f199
= f1 +2f3 +3f5 +4f7 + 5f9 +6f11 +7f13 +8f15 ⋅⋅⋅
+ 97f193 +98f195 +99f197 +100f199 =25×-4 =-100,则D正确.
故选:ABD.
195 (多选题)(2024·湖南·高三校联考阶段练习)已知定义在R上的函数fx 和gx 的导函
数分别是fx 和gx ,若fx +gx-2 =1,fx+2 =g2-x ,且gx+2 是奇函
数,则下列结论正确的是 ( )
A. f4 =1 B. gx 的图像关于点1,0 对称
2024
C. ∑fk
k=1
2024
=0 D. ∑fk
k=1
gk+1 =0
【答案】ABD
【解析】因为gx+2 是奇函数,所以g2 =0.因为fx +gx-2 =1,所以f4 +
g2 =1,所以f4 =1,则A正确;
因为fx +gx-2 =1,所以fx +gx-2 =0,所以fx+2 +gx =0,
因为fx+2 =g2-x ,所以g2-x +gx =0,则gx 的图像关于点1,0 对称,
则B正确;
因为fx+2 =g2-x ,所以fx+2 -g2-x =0,
所以fx+2 +g2-x =c(c为常数),所以fx +g4-x =c(c为常数).
因为fx +gx-2 =1,所以gx-2 -g4-x =1-c.
令x=3,得g1 -g1 =1-c=0,所以c=1,则gx-2 =g4-x .
因为gx+2 是奇函数,所以gx+2 =-g-x+2 ,所以gx-2 =-g-x+6 ,
所以g4-x =-g-x+6 ,所以gx =-gx+2 ,所以gx =gx+4 ,
即gx 是周期为4的周期函数.
因为fx +gx-2 =1,所以fx =1-gx-2 ,所以fx+4 =1-gx+2 ,
所以fx =fx+4 ,即fx 是周期为4的周期函数.
因为g2 =0,所以g4 =0,g1 =-g3 ,所以f2 =f4 =1,f1 =1-g3 =1+
g1 ,f3 =1-g1 ,则
f1 +f2 +f3 +f4 =4,f1 g2 +f2 g3 +f3 g4 +f4 g5 =0,
2024
故∑fk
k=1
2024
=2024,∑fk
k=1
gk+1 =0,即C错误,D正确.
故选:ABD.
第 页 共 页
106 3427196 (多选题)(2024·河北·统考模拟预测)已知函数fx ,gx 的定义域均为R,导函数分别
为fx ,gx ,若f3-x =gx -2,fx =gx+1 ,且g2+x +g-x =0,则
( )
A.4为函数gx 的一个周期 B.函数fx 的图象关于点2,-2 对称
2024
C. gn
n=1
2024
=0 D. fn
n=1
=4048
【答案】ABC
【解析】由g2+x +g-x =0得g2-x =-gx ,
由f3-x =gx -2求导得-f3-x =gx ,
又fx =gx+1 得f3-x =g4-x ,所以-gx =g4-x ,
所以gx =g4-x +c,所以g2 =g2 +c⇒c=0,gx =g4-x ,
所以g4-x =-g2-x ⇒gx+2 =-gx ⇒gx+4 =-gx+2 =gx ,
所以4为函数gx 的一个周期,A正确;
f3-x =gx -2⇒gx =f3-x +2,故g2-x =f 3-2-x +2=f1+x +2,
因此f3-x +2+f1+x +2=0⇒f3-x +f1+x =-4,
故函数fx 的图象关于点2,-2 对称,B正确,
在g2+x +g-x =0中,令x=-1,∴g1 =0
由fx =gx+1 得fx =gx+1 +c, c为常数,故f-x+4 =g-x+5 +c,
由函数fx 的图象关于点2,-2 对称,
fx +f-x+4 =gx+1 +c+g-x+5 +c=-4,
因此gx+1 +g-x+5 +2c=-4⇒gx+1 -gx-3 +2c=-4⇒c=-2,
所以fx =gx+1 -2,由于gx 的周期为4,所以fx 的周期也为4,
由于g4-x =f3-x +2=gx ,所以g3 =g1 =0,g4 +g2 =g0 +g2 =0
,
2024
所以 gn
n=1
=506 g1 +g2 +g3 +g4 =0,故C正确,
由于fx =gx+1 -2,
2024
fn
n=1
2024
= gn+1
n=1
-2
2024
= gn+1
n=1
-2×2024=506 g2 +g3 +g4 +g5 -2×2024=0-4048
=-4048,故D错误,
故选:ABC
197 (多选题)(2024·山东滨州·统考二模)函数y=fx 在区间-∞,+∞ 上的图象是一条连
续不断的曲线,且满足f3+x -f3-x +6x=0,函数f1-2x 的图象关于点0,1 对
称,则 ( )
A. fx 的图象关于点1,1 对称 B.8是fx 的一个周期
C. fx 一定存在零点 D. f101 =-299
【答案】ACD
【解析】对于A,由于f1-2x 的图象关于点0,1 对称,所以f1-2x +f1+2x =2,
故f1-x +f1+x =2,所以fx 的图象关于点1,1 对称,故A正确,
由f3+x -f3-x +6x=0得f3+x +3x=f3-x -3x,令gx =f3+x +3x,
∴g-x =f3-x +3x,所以gx =g-x ,故gx 为偶函数,又fx 的图象关于点
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107 34271,1 对称,所以fx +f-x+2 =2,又fx =gx-3 -3x-3 ,从而gx-3 -
3x-3 +g-x+2-3 -3-x+2-3 =2⇒gx-3 +g-x-1 =-10,
所以gx 的图象关于-2,-5 对称,
对于C,在f1-x +f1+x =2中,令x=0,f1 =1>0,所以g-2 =f1 -6=-5,
∴g2 =-5=f5 +6⇒f5 =-11<0,由于y=fx 在区间-∞,+∞ 上的图象是一
条连续不断的曲线,由零点存在性定理可得fx 在1,5 有零点,故C正确
对于D,由于gx 的图象关于-2,-5 对称以及gx =g-x 得gx +g-x-4 =
-10⇒gx +gx+4 =-10,又gx+8 +gx+4 =-10,所以gx =gx+8 ,所以
gx 是周期为8的周期函数,f101 =g98 -3×98=g2 -294=-5-294=-299,
故D正确,
对于B,f1 =1,f9 =g6 -18=g-2 -18=g2 -18=-5-18=-23≠f1 ,所
以8不是fx 的周期,
故选:ACD
【解题总结】
(1)若函数y=f(x)有两条对称轴x=a,x=b(a0,解得n< ,
n 2n n+1 n 2n+1 2n+1 2
11-2n 11
令 <0,解得n> ,考虑到n∈N*,故有当n≤5时,{c }单调递增,
2n+1 2 n
3 3
当n≥6时,有{c }单调递减,故数列{c }的最大值为c = = ,
n n 6 26 64
3
所以k≥ .
64
故选:C.
200 (2024·全国·高三专题练习)定义域为R的函数f(x)满足f(x+2)=3f(x),当x∈[0,2]
1 3
时,f(x)=x2-2x,若x∈[-4,-2]时,f(x)≥ -t
18 t
恒成立,则实数t的取值范围是
( )
A. -∞,-1 ∪0,3 B. -∞,- 3 ∪0, 3
C. -1,0 ∪3,+∞ D. - 3,0 ∪ 3,+∞
【答案】C
【解析】因为x∈-4,-2 ,所以x+4∈0,2 ,
因为x∈0,2 时,fx =x2-2x,
所以fx+4 =x+4 2-2x+4 =x2+6x+8,
因为函数fx 满足 fx+2 =3fx ,
所以fx+4 =3fx+2 =9fx ,
所以fx
1
= fx+4
9
1
= x2+6x+8
9
,x∈-4,-2 ,
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109 3427又因为x∈-4,-2 ,fx
1 3
≥ -t
18 t
恒成立,
1 3
故 -t
18 t
≤fx
1
=- ,
min 9
解不等式可得t≥3或-1≤t<0.
4-4x-8
201 (多选题)(2024·全国·高三专题练习)已知函数f(x)=
, 1≤x≤3
1 x
f
2 3
,则下列说
, x>3
法正确的是 ( )
1 1
A.若函数y=f(x)-kx有4个零点,则实数k的取值范围为 ,
18 3
1
B.关于x的方程f(x)- =0n∈N*
2n-3
有2n-1个不同的解
C.对于实数x∈[1,+∞),不等式xf(x)-8≤0恒成立
D.当x∈3n-1,3n n∈N* 3 时,函数f(x)的图象与x轴围成的图形的面积为4×
2
n-1
【答案】ABD
1 x
【解析】∵f(x)= f
2 3
,x>3,则f(x)在3n,3n+1 n∈N* 的图象是将
3n-1,3n n∈N* 的图象沿x轴方向伸长为原来的3倍、沿y轴方向缩短为原来的一半
∴fx =23-n 1-31-nx-2 ,x∈3n-1,3n n∈N*
则f(x)在3n-1,2⋅3n-1 n∈N* 上单调递增,在2⋅3n-1,3n n∈N* 上单调递减
∴f(x)在3n-1,3n
n∈N*
1
上的最大值为f(2⋅3n-1)= ,最小值为f(3n-1)=0,即f(x)
2n-3
在3n-1,3n n∈N* 上的值域为 0, 1
2n-3
n∈N*
对于A,令f(x)-kx=0,即f(x)=kx,则y=f(x)与y=kx有四个交点
作出n=1,2,3时fx 的图象,如图1:6,2 ,18,1 分别与0,0
1 1
连线的斜率为 ,
3 18
1 1
结合图象可得:实数k的取值范围为 ,
18 3
,A正确;
1
对于B,令f(x)- =0n∈N*
2n-3
1
,则f(x)= n∈N*
2n-3
1
∴方程的根的个数即为y=f(x)与y= n∈N*
2n-3
的交点个数
当n=1时,y=f(x)的最大值为f2 =4
∴y=f(x)与y=4有且仅有一个交点,
当n≥2n∈N* 时,则有:
①当k ,则y=
2k-3 2n-3
1
f(x)与y= 在3k-1,3k
2n-3
内有两个交点
第 页 共 页
110 3427∴当x∈1,3n
1
,y=f(x)与y= 有2n-1
2n-3
交点
②当k=n,则f(x)在3n-1,3n
1
上的最大值为f(2⋅3n-1)=
2n-3
1
∴y=f(x)与y= 有且仅有一个交点
2n-3
③当k>nk∈N* 时,f(x)在3k-1,3k
1 1
上的最大值为f(2⋅3k-1)= < ,则y=
2k-3 2n-3
1
f(x)与y= 在3k-1,3k
2n-3
内没有交点
∴当x∈3n+1,+∞
1
,y=f(x)与y= 没有交点
2n-3
∴当x∈1,+∞
1
,y=f(x)与y= 的交点个数为1+2n-1
2n-3
=2n-1
当n=1时,也成立
1
∴关于x的方程f(x)- =0n∈N*
2n-3
有2n-1个不同的解,B正确
对于C,因为图象过点6,2 ,令x=6,则6f(6)-8=4>0,C错误
对于D,由题意可得:当x∈3n-1,3n n∈N* 时,函数f(x)的图象与x轴围成的图形为
1
三角形,其底边长为3n-3n-1=2⋅3n-1,高为f(2⋅3n-1)=
2n-3
∴当x∈3n-1,3n n∈N*
1
时,函数f(x)的图象与x轴围成的图形的面积为 ×2⋅3n-1
2
1 3
× =4×
2n-3 2
n-1
故选:ABD.
【解题总结】
1、类周期函数
若y=f(x)满足:f(x+m)=kf(x)或f(x)=kf(x-m),则y=f(x)横坐标每增加m个
单位,则函数值扩大k倍.此函数称为周期为m的类周期函数.
类周期函数图象倍增函数图象
2、倍增函数
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111 3427x
若函数y=f(x)满足f(mx)=kf(x)或f(x)=kf
m
,则y=f(x)横坐标每扩大m倍,则
函数值扩大k倍.此函数称为倍增函数.
注意当m=k时,构成一系列平行的分段函数,f(x)=
g(x), x∈[1,m)
g(x-m+1), x∈[m,m2)
g(x-m2+1), x∈[m2,m3) .
⋯
g(x-mn-1+1), x∈[mn-1,mn)
12 题型十二:抽象函数的单调性、奇偶性、周期性
202 (安徽省蚌埠市2024学年高三上学期期末数学试题)已知定义在R上的函数fx ,gx
满足:①f0 =1;②gx 为奇函数;③∀x∈0,+∞ ,g(x)>0;④任意的x,y∈R,
fx-y =fx fy -gx gy .
(1)判断并证明函数fx 的奇偶性;
(2)判断并证明函数fx 在0,+∞ 上的单调性.
【解析】(1)依题意,f2 x -g2 x =fx fx -gx gx =fx-x =f0 =1.
∴1=f2 0 -g2 0 ⇒g0 =0
∴f-x =f0-x =f0 fx -g0 gx =fx ,
又因为fx 的定义域为R,所以函数fx 为偶函数.
(2)由④知,fx+y =fx f-y -gx g-y =fx fy +gx gy
∀x 1 ,x 2 ∈0,+∞ ,x 0,x 0
1 2 1 2 2 2
∴fx 2 -fx 1
x +x
=2g 2 1 2
x -x
g 2 1 2 >0
即fx 在0,+∞ 上单调递增.
203 (2024·河北石家庄·统考模拟预测)设函数f(x)定义域为R,f(x-1)为奇函数,f(x+1)
为偶函数,当x∈(-1,1)时,f(x)=-x2+1,则下列结论错误的是 ( )
7
A. f
2
3
=- B. f(x+7)为奇函数
4
C. f(x)在(6,8)上是减函数 D.方程f(x)+lgx=0仅有6个实数解
【答案】C
【解析】由题设f(-x-1)=-f(x-1),则f(x)关于(-1,0)对称,即f(x)=-f(-x-2),
f(x+1)=f(-x+1),则f(x)关于x=1对称,即f(x)=f(2-x),
所以f(2-x)=-f(-x-2),则f(2+x)=-f(x-2),故f(x)=-f(x-4),
所以f(x-4)=-f(x-8),即f(x)=f(x-8),故f(x)=f(x+8),
所以f(x)的周期为8,
7
f
2
7
=f2-
2
3
=f-
2
3
=-f -2
2
1
=-f-
2
3
=- ,A正确;
4
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112 3427由周期性知:f(x-1)=f(x+7),故f(x+7)为奇函数,B正确;
由题意,f(x)在(6,8)与(-2,0)上单调性相同,而x∈(-1,0)上f(x)=-x2+1递增,
f(x)关于(-1,0)对称知:x∈(-2,-1)上f(x)递增,故(-2,0)上f(x)递增,
所以f(x)在(6,8)上是增函数,C错误;
f(x)+lgx=0的根等价于f(x)与y=-lgx交点横坐标,
根据f(x)、对数函数性质得:f(x)∈[-1,1],-lg12<-1<-lg6,
所以如下图示函数图象:函数共有6个交点,D正确.
故选:C
204 (2024·湖北·统考模拟预测)已知函数fx 是定义在R上的偶函数,对任意x,x ∈[0, 1 2
+∞),且x ≠x ,有 fx 1 1 2 -fx 2 >0,若f1 x -x
1 2
=0,则不等式x-1 fx >0的解集是
( )
A. -1,1 ∪1,+∞ B. -1,1
C. -∞,-1 ∪1,+∞ D. -∞,-1 ∪0,1
【答案】A
【解析】已知fx 是定义在R上的偶函数,则fx =f-x ,
又对任意x,x ∈[0,+∞),且x ≠x ,都有 fx 1
1 2 1 2
-fx 2 >0,
x -x
1 2
所以函数fx 在[0,+∞)上单调递增,则函数fx 在-∞,0 上单调递减,又f1 =0,
所以f-1 =f1 =0,
根据函数fx 的单调性可知:x-1 fx
x-1>0
>0等价为
fx
x-1<0
或
>0 fx
,
<0
即
x>1 或
x<1 ,解得x>1或-11或x<-1 -10,则下列结论正确的是( ). x -x
1 2
A. fx 是偶函数 B. fx 的周期T=4
C. f2022 =0 D. fx 在-4,-2 单调递减
【答案】ABC
【解析】由y=fx-1 的图象关于直线x=1对称,则f(1+x-1)=f(1-x-1),
即f(-x)=f(x),故f(x)是偶函数,A正确;
由fx+4 -fx =2f2 ,令x=-2,可得f(2)=0,则f(x+4)=f(x),
则f(x)的周期T=4,B正确;
f2022 =f(4×505+2)=f(2)=0,故C正确;
又f(x)在(0,2)递增,则(-2,0)递减,由周期T=4,则fx 在-4,-2 单调递增,
故D错误.
故答案为:ABC
【解题总结】
抽象函数的模特函数通常如下:
(1)若f(x+y)=f(x)+f(y),则f(x)=xf(1)(正比例函数)
(2)若f(x+y)=f(x)f(y),则f(x)=[f(1)]x(指数函数)
(3)若f(xy)=f(x)+f(y),则f(x)=logx(对数函数)
b
(4)若f(xy)=f(x)f(y),则f(x)=xa(幂函数)
(5)若f(x+y)=f(x)+f(y)+m,则f(x)=xf(1)-m(一次函数)
(6)对于抽象函数判断单调性要结合题目已知条件,在所给区间内比较大小,有时需要适
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114 3427当变形.
13 题型十三:函数性质的综合
208 (广西2024届高三毕业班高考模拟测试数学试题)已知定义在R上的函数fx 在
-∞,2 上单调递减,且fx+2 为偶函数,则不等式fx-1 >f2x 的解集为 ( )
5
A. -∞,-
3
∪6,+∞ B. -∞,-1
5
∪ ,+∞
3
5
C. - ,1
3
5
D. -1,
3
【答案】D
【解析】∵函数fx+2 为偶函数,∴f-x+2 =fx+2 ,即f2-x =f2+x ,
∴函数fx 的图象关于直线x=2对称,
又∵函数fx 定义域为R,在区间-∞,2 上单调递减,
∴函数fx 在区间2,+∞ 上单调递增,
∴由fx-1 >f2x 得,x-1 -2 >2x-2
5
,解得x∈-1,
3
.
故选:D.
209 (北京市西城区第五十六中学2024届高三数学一模试题)已知函数fx
1
=log 2 x +1
1
+ +3,则不等式flgx
x2
>3的解集为 ( )
1
A. ,10
10
1
B. -∞,
10
∪10,+∞
C. 1,10
1
D. ,1
10
∪1,10
【答案】D
x
【解析】由
≠0
x2≠0
得x≠0,即函数fx 的定义域为-∞,0 ∪0,+∞ .
因为f-x
1
=log 2 -x +1
1 1
+ +3=log (-x)2 2 x +1
1
+ +3=fx x2 ,
所以fx 为-∞,0 ∪0,+∞ 上的偶函数,
当x>0时,fx
1
=log +1 2 x
1
+ +3, x2
1
因为函数y= +1在0,+∞ x
1
上单调递减,所以y=log +1 2 x 在0,+∞ 上单调递
减,
1
又y= +3都是在0,+∞
x2
上单调递减,
根据单调性的性质,可知函数fx 在0,+∞ 上单调递减,
又因为函数fx 为偶函数,所以函数fx 在(-∞,0)上单调递增,
又f1 =3,所以flgx >3=f1 ,可得lgx <1 =1,
1
所以-13的解集为 ,1
10
∪1,10 .
故选:D
210 (2024·广东广州·统考二模)已知偶函数fx 与其导函数fx 的定义域均为R,且fx
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115 3427+e-x+x也是偶函数,若f2a-1 0时,fx >f0 =0,所以,函数fx 在0,+∞ 上为增函数,
由f2a-1 0,
当x>0时,由fx >0=f3 ,得x>3,
当x<0时,由fx <0=f-3 ,得x<-3,
所以原不等式的解集为-∞,-3 ∪3,+∞ .
故选:A.
212 (2024·安徽黄山·统考二模)已知函数fx =lg x -1 +2023x+2023-x,则使不等式
f3x 1 ,关于原点对称,
由fx =lg x -1 +2023x+2023-x得f-x =lg -x -1 +2023-x+2023x=fx ,
故fx 为偶函数,
当x>1时,fx =lgx-1 +2023x+2023-x,由于函数t=2023x,y=lgx-1 均为
1,+∞
1
单调递增函数,y=t+ 在t>1单调递增,因此fx
t
为1,+∞ 上的单调递增
函数,所以不等式f3x 1 3 2
故选:C
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116 3427213 (2024·四川成都·校考三模)已知函数fx =ex-2+e2-x+2x2-8x+7,则不等式
f2x+3 >fx+2 的解集为 ( )
1
A. -1,-
3
1
B.(-∞,-1)∪- ,+∞
3
1
C. - ,1
3
1
D. -∞,-
3
∪(1,+∞)
【答案】B
【解析】由函数fx =ex-2+e2-x+2x2-8x+7=ex-2+e2-x+2(x-2)2-1,
所以fx+2 =ex+e-x+2x2-1,令gx =fx+2 =ex+e-x+2x2-1,
可得gx =ex-e-x+4x
令hx =gx =ex-e-x+4x且h0 =0,
可得hx =ex+e-x+4>0在0,+∞ 上恒成立,所以hx >h0 =0,x>0 ,
所以gx 在0,+∞ 上单调递增,
又由g-x =e-x+ex+2(-x)2-1=ex+e-x+2x2-1=gx ,
所以函数gx 为偶函数,则在-∞,0 上单调递减,
又由f2x+3 >fx+2 ,即g2x+1 >gx ,即2x+1 >x ,
1
整理得3x2+4x+1>0,解得x>- 或x<-1,
3
即不等式f2x+3 >fx+2
1
的解集为(-∞,-1)∪- ,+∞
3
.
故选:B.
214 (2024·宁夏银川·校联考二模)已知函数f(x)=ex-e-x-2sinx,则关于x的不等式f(x2
-2x)+f(x-2)<0的解集为 ( )
A.(-1,2) B.(-2,1)
C.(2,+∞)∪(-∞,-1) D.(1,+∞)∪(-∞,-2)
【答案】A
【解析】函数fx =ex-e-x-2sinx的定义域为R,定义域关于原点对称,
f-x =e-x-ex-2sin-x =e-x-ex+2sinx=-fx ,
所以函数fx =ex-e-x-2sinx为奇函数,
因为fx =ex+e-x-2cosx≥2 ex⋅e-x-2cosx≥0,
当且仅当ex=e-x,即x=0时,等号成立,
所以函数fx =ex-e-x-2sinx在R上单调递增,
所以f(x2-2x)+f(x-2)<0可化为f(x2-2x)<-f(x-2),即f(x2-2x)4,则实数a范围是 ( )
A. -∞,-3 B. -∞,-3 ∪1,+∞
C. -3,1 D. 1,+∞
【答案】C
【解析】根据题意,令gx =fx+1 -2=sin2x+e-x-ex,则gx =2cos2x-
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117 3427e-x+ex ,
又由e-x+ex≥2 e-x⋅ex=2≥2cos2x,当且仅当e-x=ex,即x=0时,等号成立,
所以e-x+ex≥2cos2x,则gx ≤0,则gx 在R上单调递减,
又由g-x =sin-2x +ex-e-x=-sin2x+e-x-ex =-gx ,故函数gx 为奇函数,
由fa2+1 +f2a-2 >4可化为fa2+1 -2>- f2a-2 -2 ,故ga2 >
-g2a-3 ,即ga2 >g3-2a ,
又gx 在R上单调递减,则a2<3-2a,解得-3