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第7讲函数的性质·讲义(全国I卷地区通用)(解析卷)_高考一二三轮复习_数学_2027年高考数学一轮更新中_32027年高考数学一轮复习考点考法通关训练(全国I卷)

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文档文本内容

第7 讲 函数的性质 · 讲义(解析卷)
一、考情分析......................................................................................................................................1
二、知识清单......................................................................................................................................2
1. 函数的单调性.....................................................................................................................2
2. 函数的奇偶性.....................................................................................................................2
3. 函数的对称性.....................................................................................................................3
4. 函数的周期性.....................................................................................................................3
5. 重要技巧............................................................................................................................. 3
三、方法总结......................................................................................................................................6
考点一:函数的单调性..........................................................................................................6
考点二:函数的奇偶性..........................................................................................................7
考点三:函数的对称性与周期性..........................................................................................8
考点四:函数性质的综合应用..............................................................................................8
四、典题精讲......................................................................................................................................9
考点一:函数的单调性..........................................................................................................9
考点二:函数的奇偶性........................................................................................................11
考点三:函数的对称性与周期性........................................................................................13
考点四:函数性质的综合应用............................................................................................17
五、高考真题....................................................................................................................................21
一、考情分析
1. 考查频次与题型
年份
题号与题型
分值
考查内容
2026
19 题·解答题
17 分
抽象函数的奇偶性、单调性与新定义集合的综合应用
2025
5 题·单选题
5 分
函数的奇偶性与周期性的综合应用
2024
6 题·单选题
5 分
分段函数的单调性及参数范围求解
2024
8 题·单选题
5 分
抽象函数的递推关系与不等式应用
近三年全国一卷对函数性质的考查较为频繁,既有客观题的基础性质应用,也有解答
题的抽象性质综合探究,占有一定分值.
2. 命题角度与特色
· 核心考点:考查函数的单调性、奇偶性、周期性及其综合应用,尤其是分段函数与
抽象函数.
· 命题趋势:从单一性质考查向多性质综合、数形结合及新定义问题转变,对抽象思
维和逻辑推理能力的要求逐步提升.
· 试题特点:客观题常以分段函数求参数、利用周期性与奇偶性求值为载体;解答题
则倾向于结合新定义,深入考查抽象函数的单调性与奇偶性证明.
3. 备考策略
· 扎实掌握基本初等函数的图象与性质,熟练运用定义法判断或证明函数的单调性与
奇偶性.
· 强化对抽象函数性质的推导训练,熟练掌握赋值法、递推法等处理抽象函数的核心
技巧.
· 提升数形结合与分类讨论思想的应用能力,特别是在处理分段函数和含参不等式时,
注意临界条件和定义域的限制.
二、知识清单
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x1,x2当x1< x2时,都有f ( x1)<f ( x2),那么就说
f ( x)在区间D上是增函数.
如果对于D内的任意两个自变量的值x1,x2,当x1< x2时,都有f ( x1)>f ( x2),那么就说
f ( x)在区间D上是减函数.
· 属于定义域A内某个区间上;
· 任意两个自变量x1,x2且x1< x2;
· 都有f ( x1)<f ( x2)或f ( x1)>f ( x2);
· 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
· 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.
· 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
偶函数
如果对于函数f ( x)的定义域内任意一个x,都有f (- x)= f ( x),那么
函数f ( x)就叫做偶函数
关于y轴对
称
奇函数
如果对于函数f ( x)的定义域内任意一个x,都有f (- x)=- f ( x),那么
函数f ( x)就叫做奇函数
关于原点
对称
· 关系判断法: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f (- x)
f ( x) =1 (f ( x)≠0),则函数f ( x)为偶函数;如果f (- x)+ f ( x)=0或
f (- x)
f ( x) =-1 (f ( x)≠0),则函数f ( x)为奇函数.
· 定义域对称性: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
· 若函数y = f ( x +a)为偶函数,则函数y = f ( x)关于x =a对称.
· 若函数y = f ( x +a)为奇函数,则函数y = f ( x)关于点(a,0)对称.
· 若f ( x)= f (2a- x),则函数f ( x)关于x =a对称.
· 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,那么称这个最小正数叫做
f ( x)的最小正周期.
5. 重要技巧
(1) 单调性技巧
① 证明函数单调性的步骤
· 取值:设x1,x2是f ( x)定义域内一个区间上的任意两个量,且x1< x2;
· 变形:作差变形 (变形方法:因式分解、配方、有理化等) 或作商变形;
· 定号:判断差的正负或商与 1 的大小关系;
· 得出结论.
② 函数单调性的判断方法
· 定义法:根据增函数、减函数的定义,按照“取值 - 变形 - 判断符号 - 下结论”进
行判断.
· 图象法:就是画出函数的图象,根据图象的上升或下降趋势,判断函数的单调性.
· 直接法:就是对我们所熟悉的函数,如一次函数、二次函数、反比例函数等,直接
写出它们的单调区间.
③ 记住几条常用的结论
· 若f ( x)是增函数,则- f ( x)为减函数;若f ( x)是减函数,则- f ( x)为增函数;
· 若f ( x)和g( x)均为增 (或减) 函数,则在f ( x)和g( x)的公共定义域上f ( x)+ g( x)为增 
(或减) 函数;
· 若f ( x)>0且f ( x)为增函数,则函数❑√f ( x)为增函数,
1
f ( x)为减函数;
· 若f ( x)>0且f ( x)为减函数,则函数❑√f ( x)为减函数,
1
f ( x)为增函数.
(2) 奇偶性技巧
· 函数具有奇偶性的必要条件是其定义域关于原点对称.
· 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.
· 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|).
· 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
关于原点对称的两个区间上单调性相同.
· 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
的和的形式.记g( x)= 1
2 [ f ( x)+ f (- x)],h( x)= 1
2 [ f ( x)- f (- x)],则f ( x)= g( x)+h( x).
· 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.
· 复合函数y = f [ g( x)]的奇偶性规律:内偶则偶,两奇为奇.
· 常见奇偶性函数模型:
奇函数:①函数f ( x)=m(
a
x+1
a
x -1) (x≠0) 或函数f ( x)=m(
a
x -1
a
x+1).②函数f ( x)=±(a
x -a
- x).
③函数f ( x)= loga
x +m
x -m = loga(1+ 2m
x -m)或函数f ( x)= loga
x -m
x +m = loga(1- 2m
x +m).④函数
f ( x)= loga(
❑√x
2+1+ x)或函数f ( x)= loga(
❑√x
2+1- x).注意:关于①式,可以写成函数
f ( x)=m+ 2m
a
x -1 (x≠0) 或函数f ( x)=m- 2m
a
x+1 (m∈R).
偶函数:①函数f ( x)=±(a
x+a
- x).②函数f ( x)= loga(a
mx+1)- mx
2 .③函数f (| x|)类型的
一切函数.④常数函数.
(3) 周期性技巧
函数式满足关系 (x∈R)
周期
f ( x +T )= f ( x)
T
f ( x +T )=- f ( x)
2T
f ( x +T )=
1
f ( x) ; f ( x +T )=-
1
f ( x)
2T
f ( x +T )= f ( x -T )
2T
f ( x +T )=- f ( x -T )
4T
{
f (a+ x)= f (a- x)
f (b+ x)= f (b- x)
2(b-a)
{
f (a+ x)= f (a- x)
f ( x)为偶函数
2a
{
f (a+ x)=- f (a- x)
f (b+ x)=- f (b- x)
2(b-a)
{
f (a+ x)=- f (a- x)
f ( x)为奇函数
2a
{
f (a+ x)= f (a- x)
f (b+ x)=- f (b- x)
4(b-a)
{
f (a+ x)= f (a- x)
f ( x)为奇函数
4 a
{
f (a+ x)=- f (a- x)
f ( x)为偶函数
4 a
(4) 函数的对称性与周期性的关系
· 若函数y = f ( x)有两条对称轴x =a,x =b (a<b),则函数f ( x)是周期函数,且
T =2(b-a).
· 若函数y = f ( x)的图象有两个对称中心(a,c),(b,c) (a<b),则函数y = f ( x)是周期函
数,且T =2(b-a).
· 若函数y = f ( x)有一条对称轴x =a和一个对称中心(b,0) (a<b),则函数y = f ( x)是周
期函数,且T = 4(b-a).
(5) 对称性技巧
· 若函数y = f ( x)关于直线x =a对称,则f (a+ x)= f (a- x).
· 若函数y = f ( x)关于点(a,b)对称,则f (a+ x)+ f (a- x)=2b.
· 函数y = f (a+ x)与y = f (a- x)关于y轴对称,函数y = f (a+ x)与y =- f (a- x)关于原点
对称.
(6) 类周期函数与倍增函数
· 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.
· 倍增函数:若函数y = f ( x)满足f (mx)=kf ( x)或f ( x)=kf ( x
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,m
2)
g( x -m
2+1),
x∈[m
2,m
3)
¿
¿
x∈[m
n-1,m
n)¿.
(7) 抽象函数的模特函数
抽象函数的模特函数通常如下:
· 若f ( x + y)= f ( x)+ f ( y),则f ( x)= xf (1) (正比例函数).
· 若f ( x + y)= f ( x)f ( y),则f ( x)=[ f (1)]
x (指数函数).
· 若f ( xy )= f ( x)+ f ( y),则f ( x)= logb x (对数函数).
· 若f ( xy )= f ( x)f ( y),则f ( x)= x
a (幂函数).
· 若f ( x + y)= f ( x)+ f ( y)+m,则f ( x)= xf (1)-m (一次函数).
三、方法总结
考点一:函数的单调性
考法1:判断或证明函数的单调性
· 利用定义法证明单调性的核心在于“作差后的变形”,通常采用通分、因式分解、
配方等手段,将差式化为几个因式乘积或商的形式,以便于判断符号.
· 解抽象函数不等式时,需注意函数定义域的限制.
考法2:利用函数的单调性与奇偶性解不等式或比较大小
· 解决此类问题的通法是“构造奇函数”.当函数解析式中含有常数项时,通常将其剥
离,构造形如g( x)= f ( x)-m的奇函数.
· 利用奇函数的性质g(- x)=- g( x)将不等式转化为g( A )<g(B)的形式,再结合单调性
求解.
考法3:利用单调性求最值或值域
· 对于形如f (g( x))=C且f ( x)单调的问题,可通过解方程f (t )=C求出唯一的t,进而得
到g( x)=t.
· 求出函数解析式后,再利用其单调性求特定区间上的最值或值域.
考法4:根据单调性求参数范围
· 处理分段函数的单调性问题,关键在于“段段单调”和“边界衔接”两个要点.
· 列出不等式组时,需注意分界点处的不等关系,即左侧区间的最大值(或上确界)
必须小于等于右侧区间的最小值(或下确界).
考点二:函数的奇偶性
考法5:判断或证明函数的奇偶性
· 研究对数型复合函数的性质,需遵循“定义域优先”原则.
· 判断奇偶性时,若定义域不关于原点对称,则函数非奇非偶;若对称,则进一步化
简解析式并验证f (- x)=± f ( x).
考法6:利用奇偶性求函数值或解析式
· 遇到f ( x +a)为偶(奇)函数时,可直接转化为f ( x)关于直线x =a对称(或关于点
(a,0)中心对称).
· 利用对称性将未知自变量转化为已知自变量,是解决此类求值问题的核心技巧.
考法7:根据奇偶性求参数
· 已知奇偶性求参数,常用方法有两种:一是利用特殊值,如奇函数在原点有定义时
f (0)=0(必要不充分条件,需检验);二是利用恒等式f (- x)± f ( x)=0,通过代数变
形求出参数.
考法8:奇函数平移模型(f(x)=奇函数+M)求值或最值
· “奇函数平移模型”的本质是函数的中心对称性.若f ( x)-m是奇函数,则
f ( x)+ f (- x)=2m.
· 在求最值时,常结合基本不等式中的“1”的代换技巧,注意等号成立的条件.
考点三:函数的对称性与周期性
考法9:判断或推导函数的对称性与周期性
· 抽象函数性质的推导犹如“多米诺骨牌”,一个性质往往能引出另一个性质.
· 牢记两个基本结论:若f ( x)有两条对称轴,则必为周期函数;若f ( x)有一个对称中
心和一条对称轴,也必为周期函数.
考法10:利用对称性与周期性求函数值或求和
· 处理复杂函数的交点问题,“数形结合”是首选.
· 若两个函数图象具有共同的对称中心(a,b),且有n个交点,则这n个交点的横坐标之
和为n×a.
考法11:类周期函数的应用
· 类周期函数的核心在于“递推”.解题时,先研究基础区间上的函数性质(如单调性、
最值、图象形状),再利用递推关系将这些性质推广到一般区间.
· 对于交点个数问题,画出草图并关注峰值的变化是关键.
考点四:函数性质的综合应用
考法12:具体函数性质的综合判断与应用
· 分离常数法是处理分式型函数单调性和值域的常用方法.
· 证明方程在某区间存在实根时,构造函数并验证区间端点函数值异号(即零点存在
性定理)是标准且有效的方法.
考法13:构造函数利用性质解不等式
· 解抽象或复杂函数不等式的核心是“脱去函数符号”.
· 若f ( x)是偶函数且在[0,+ ∞)上单调递增,则f ( A )>f (B)⇔| A |>|B|;若单调递减,
则f ( A )>f (B)⇔| A |<|B|.
考法14:抽象函数的性质推导与证明(赋值法)
· 抽象函数赋值的技巧在于“缺什么造什么”.求f (0)常令x = y =0;求证奇偶性常
令x =0或y =- x.
· 证明单调性作差时,常利用换元技巧(如令x = x2+ x1
2
,y = x2- x1
2
)将差化积.
考法15:抽象函数性质的综合应用
· 综合性抽象函数题往往涉及多个性质.解题时将每一个条件转化为最基本的数学表达
式(如f (a+ x)=± f (b- x)).
· 求和问题通常存在周期性或抵消规律,计算前几项即可发现规律.
四、典题精讲
考点一:函数的单调性
考法1:判断或证明函数的单调性
例1.(2024·泰州海陵·期中)已知函数f ( x)=- 2 x
x +1 , x∈(0,+∞).
(1)判断函数f ( x)的单调性,并利用定义证明;
(2)若f (2m-1)>f (1-m),求实数m的取值范围.
【答案】(1)f ( x)在(0,+∞)上单调递减,证明见解析 (2)( 1
2 , 2
3 )
【思路】观察函数解析式特点,利用定义法证明单调性通常按照“取值、作差、变形、定号、下
结论”的步骤进行.对于不等式求解,先将不等式转化为函数值的大小关系,再结合函数的单调性
及定义域脱去函数符号.
【解析】(1)f ( x)在(0,+∞)上递减,理由如下:
任取x1, x2∈(0,+∞),且x1< x2,则
f ( x2)- f ( x1)=- 2 x2
x2+1 + 2 x1
x1+1 = 2 x1( x2+1)-2 x2( x1+1)
( x2+1)( x1+1)
=
2( x1- x2)
( x2+1)( x1+1),
∵x1, x2∈(0,+∞),且x1< x2,
∴x1- x2<0,( x2+1)( x1+1)>0,
∴f ( x2)- f ( x1)<0,即f ( x2)<f ( x1),
∴f ( x)在(0,+∞)上递减;
(2)由(1)可知f ( x)在(0,+∞)上递减,
∴由f (2m-1)>f (1-m),得{
2m-1>0
1-m>0
2m-1<1-m
,
解得1
2 <m< 2
3,
∴实数m的取值范围为( 1
2 , 2
3 ).
【规律】利用定义法证明单调性的核心在于“作差后的变形”,通常采用通分、因式分解、配方
等手段,将差式化为几个因式乘积或商的形式,以便于判断符号.解抽象函数不等式时,需注意函
数定义域的限制.
考法2:利用函数的单调性与奇偶性解不等式或比较大小
例2.(2026·襄阳四中·阶段检测)已知函数f ( x)= x
3+2 x +2sin
2( x
2 + π
4 )+5,且
f (t
2-2t )+ f (-3t + 4)<12,则实数t的取值范围是(   )
A. (1,4)
B. (-∞,1)∪(4 ,+∞)
C. (- 4 ,1)
D. (-∞,- 4)∪(1,+∞)
【答案】A
【思路】面对复杂的函数解析式,可考虑提取其中的非奇非偶常数部分,构造一个新的函数.探究
新函数的奇偶性与单调性,进而将原不等式转化为新函数的不等式,利用单调性脱去函数符号求
解.
【解析】f ( x)= x
3+2 x +1-cos( x + π
2 )+5= x
3+2 x +sin x +6.
令g( x)= f ( x)-6= x
3+2 x +sin x,则g
'( x)=3 x
2+2+cos x >0,g(- x)=- g( x),
∴g( x)在R上单调递增,且g( x)为奇函数.
不等式f (t
2-2t )+ f (-3t + 4)<12,即f (t
2-2t )-6+ f (-3t + 4)-6<0,
即g(t
2-2t )+ g(-3t + 4)<0,则g(t
2-2t )<- g(-3t + 4)= g(3t - 4),
∴t
2-2t <3t - 4,即t
2-5t + 4<0,∴1<t <4.
对应选项A.
【规律】解决此类问题的通法是“构造奇函数”.当函数解析式中含有常数项时,通常将其剥离,
构造形如g( x)= f ( x)-m的奇函数.利用奇函数的性质g(- x)=- g( x)将不等式转化为g( A )<g(B)
的形式,再结合单调性求解.
考法3:利用单调性求最值或值域
例3.(2024·河南·模拟)已知函数f ( x)为定义在R上的单调函数,且f (f ( x)-2
x -2 x)=10,
则f ( x)在[-2,2]上的值域为______.
【答案】[- 7
4 ,10]
【思路】题干中给出了复合函数的嵌套等式,且已知函数为单调函数,利用单调函数的性质,即
函数值相等则自变量必相等.通过观察找出内层函数的值,从而确定原函数的解析式,最后在给定
区间上求值域.
【解析】∵f ( x)为定义在R上的单调函数,
∴存在唯一的t ∈R,使得f (t )=10,
则f ( x)-2
x -2 x =t,f (t )-2
t -2t =t,即f (t )=2
t +3t =10,
∵函数y =2
t +3t为增函数,且2
2+3×2=10,∴t =2,
f ( x)=2
x+2 x +2.
易知f ( x)在[-2,2]上为增函数,且f (-2)=- 7
4 ,f (2)=10,
则f ( x)在[-2,2]上的值域为[- 7
4 ,10].
【规律】对于形如f (g( x))=C且f ( x)单调的问题,可通过解方程f (t )=C求出唯一的t,进而得到
g( x)=t.求出函数解析式后,再利用其单调性求特定区间上的最值或值域.
考法4:根据单调性求参数范围
例4.(2025·河南创新·一模)已知f ( x)={
2 x , x ≤m,
x
2- 4 x +5, x>m是增函数,则实数m的取值范围是
(   )
A. [1,2] 
B. [2,5] 
C. [2,+∞) 
D. [5,+ ∞)
【答案】A
【思路】分段函数在整个定义域上单调递增,需要满足两个条件:一是各段函数在其各自的区间
上单调递增;二是分界点处的函数值满足左侧区间的最大值(或上确界)小于等于右侧区间的最
小值(或下确界).
【解析】∵f ( x)是定义在R上的增函数,
∴{
m≥2
2m≤m
2- 4 m+5,解得1≤m≤2或m≥5,
又∵当m≥5时,f ( x)= x
2- 4 x +5在(m,+∞)上单调递增,
但在(2,m)上单调递减,不符合题意,
∴1≤m≤2.
对应选项A.
【规律】处理分段函数的单调性问题,关键在于“段段单调”和“边界衔接”两个要点.列出不等
式组时,需注意分界点处的不等关系.
考点二:函数的奇偶性
考法5:判断或证明函数的奇偶性
例5.(2026·广东佛山·二模)函数f ( x)= ln( x +3)+ ln(3- x),则(   )
A. f ( x)是奇函数
B. f ( x)是周期函数
C. f ( x)的最大值为2
D. f (-2)<f (1)
【答案】D
【思路】判断函数的奇偶性、周期性等性质,首要步骤是求出函数的定义域.化简解析式后,利用
定义验证f (- x)与f ( x)的关系.对于周期性,可利用反证法或特殊值法进行排除.比较函数值大小时,
直接代入计算即可.
【解析】函数f ( x)= ln( x +3)+ ln(3- x),定义域{
x +3>0
3- x>0得x∈(-3,3).
化简得f ( x)= ln(9- x
2).
选项A:f (- x)= ln(9-(- x)
2)= ln(9- x
2)= f ( x),故f ( x)是偶函数,不是奇函数,A 错误.
选项B:假设f ( x)是周期函数,则存在非零常数T,对任意x∈(-3,3),都有f ( x +T )= f ( x).
取x =0,则f (T )= f (0)= ln 9,即ln(9-T
2)= ln 9,得T =0,与T ≠0矛盾.
故假设不成立,f ( x)不是周期函数,B 错误.
选项C:取x =0,则f (0)= ln 9=2ln3>2lne=2,C 错误.
选项D:f (-2)= ln(9-(-2)
2)= ln5,f (1)= ln(9-1
2)= ln 8>ln5,∴f (-2)<f (1),D 正
确.
对应选项D.
【规律】研究对数型复合函数的性质,需遵循“定义域优先”原则.判断奇偶性时,若定义域不关
于原点对称,则函数非奇非偶;若对称,则进一步化简解析式并验证f (- x)=± f ( x).
考法6:利用奇偶性求函数值或解析式
例6.(2025·淮北淮南·二模)已知函数f ( x)和g( x)的定义域均为R,f ( x +2)为偶函数,
g( x +2)为奇函数,若f ( x)+ g( x)=3
x+ log6( x
2+2)- 40,则f (0)=(   )
A. 4 
B. 2 
C. 0 
D. -2
【答案】B
【思路】题干中给出了两个函数的平移奇偶性,这实际上隐含了原函数的对称性.通过将平移后的
奇偶性转化为原函数的对称轴或对称中心,建立f (0)与f (4 )、g(0)与g(4 )之间
的联系.再结合已知等式,利用赋值法构造方程组求解.
【解析】∵f ( x +2)为偶函数,∴f (- x +2)= f ( x +2),
∴f ( x)的图象关于x =2对称,因此f (0)= f (4 ).
∵g( x +2)为奇函数,∴g(- x +2)=- g( x +2),
令x =2得g(0)=- g(4 ),
当x = 4时,f (4 )+ g(4 )=3
4+ log6(4
2+2)- 40= 41+ log618,
当x =0时,f (0)+ g(0)=3
0+ log62- 40= log62-39,
由f (0)= f (4 ),g(0)=- g(4 )得,
f (4 )- g(4 )= log62-39,
两式相加得2f (4 )= 41+ log618+ log62-39=2+ log636= 4,
∴f (4 )=2.
对应选项B.
【规律】遇到f ( x +a)为偶(奇)函数时,可直接转化为f ( x)关于直线x =a对称(或关于点(a,0)
中心对称).利用对称性将未知自变量转化为已知自变量,是解决此类求值问题的核心技巧.
考法7:根据奇偶性求参数
例7.(2025·江西上进·5 月联考)已知函数f ( x)=(m-
5
5
x+1)cos x为奇函数,则m=
(   )
A. 5 
B. 4 
C. 5
2 
D. 1
【答案】C
【思路】已知函数为奇函数,且定义域为R,最直接的方法是利用奇函数的定义,即
f (- x)+ f ( x)=0恒成立,代入解析式后整理,使等式与x无关,从而解出参数.
【解析】易知f ( x)的定义域为R,且f ( x)是奇函数,则
f (- x)+ f ( x)=(m-
5
5
- x+1)cos(- x)+(m-
5
5
x+1)cos x =0,解得m= 5
2.
对应选项C.
【规律】已知奇偶性求参数,常用方法有两种:一是利用特殊值,如奇函数在原点有定义时
f (0)=0(必要不充分条件,需检验);二是利用恒等式f (- x)± f ( x)=0,通过代数变形求出
参数.
考法8:奇函数平移模型(f(x)=奇函数+M)求值或最值
例8.已知f ( x)+1在R上单调递增,且为奇函数.若正实数a,b满足f (a- 4)+ f (b)=-2,则
1
a + 2
b的最小值为(   )
A. 3
4 +
❑√2
2 
B. 3
4 + ❑√2 
C. 3+2❑√2 
D. 3
2 + ❑√2
【答案】A
【思路】题干中给出了f ( x)+1为奇函数,这意味着f ( x)的图象可以由一个奇函数平移得到.利用
奇函数的性质g(- x)+ g( x)=0,可推导出f ( x)满足的对称关系.结合已知等式得到a,b的关系,最
后利用“乘1 法”和基本不等式求出最小值.
【解析】∵f ( x)+1为奇函数,∴f ( x)+1+ f (- x)+1=0⇒f ( x)+ f (- x)=-2,
由f (a- 4)+ f (b)=-2得a- 4 =-b⇒a+b= 4,
∵a>0,b>0,∴1
a + 2
b = 1
4 ( 1
a + 2
b )(a+b)= 1
4 (3+ b
a + 2a
b )≥1
4 (3+2❑√2)= 3
4 +
❑√2
2 ,
当且仅当b= ❑√2a时取等号,故1
a + 2
b的最小值为3
4 +
❑√2
2 ,
对应选项A.
【规律】“奇函数平移模型”的本质是函数的中心对称性.若f ( x)-m是奇函数,则
f ( x)+ f (- x)=2m.在求最值时,常结合基本不等式中的“1”的代换技巧,注意等号成立的条件.
考点三:函数的对称性与周期性
考法9:判断或推导函数的对称性与周期性
例9.(2024·山东烟台·二模)(多选)定义在R上的函数f ( x)满足f ( x)+ f (4+ x)=0,
f (2+2 x)是偶函数,f (1)=1,则(   )
A. f ( x)是奇函数
B. f (2023)=-1
C. f ( x)的图象关于直线x =1对称
D. ∑
k =1
100
k f (2k -1)=-100
【答案】ABD
【思路】面对多个抽象函数的关系式,需逐一破译其背后的性质.由f (2+2 x)为偶函数可推导对称
轴;由f ( x)+ f (4+ x)=0可推导周期;结合两者可推导奇偶性.对于求和问题,需探究数列
{f (2k -1)}的周期性,将大项求和转化为一个周期内的求和.
【解析】对于选项A,∵f (2+2 x)是偶函数,∴f (2-2 x)= f (2+2 x),
∴函数f ( x)关于直线x =2对称,∴f (- x)= f (4+ x),
∵f ( x)+ f (4+ x)=0,∴f (- x)=- f ( x),∴f ( x)是奇函数,则A 正确;
对于选项B,∵f (4+ x)=- f ( x),∴f (8+ x)=- f (4+ x),∴f (8+ x)= f ( x),
∴f ( x)的周期为8,∴f (2023)= f (253×8-1)= f (-1)=- f (1)=-1,则B 正确;
对于选项C,若f ( x)的图象关于直线x =1对称,则f (3)= f (-1),
但是f (-1)=- f (1)=-1,f (3)= f (1)=1,即f (3)≠f (-1),这与假设条件矛盾,
则选项C 错误;
对于选项D,将x = 1
2代入f (2-2 x)= f (2+2 x),得f (3)= f (1)=1,
将x =1,代入f ( x)+ f (4 + x)=0,得f (5)=- f (1)=-1,
同理可知f (7 )=- f (3)=-1,
又∵f ( x)的周期为8,∴f ( x)正奇数项的周期为4,
∴∑
k =1
100
k f (2k -1)= f (1)+2f (3)+3 f (5)+⋯+100 f (199)
=[ f (1)+2f (3)+3 f (5)+ 4 f (7 )]+[5 f (9)+6 f (11)+7 f (13)+8 f (15)]⋯
+[97 f (193)+98 f (195)+99 f (197)+100 f (199)]=25×(- 4)=-100,则D 正确.
对应选项ABD.
【规律】抽象函数性质的推导犹如“多米诺骨牌”,一个性质往往能引出另一个性质.牢记两个基
本结论:若f ( x)有两条对称轴,则必为周期函数;若f ( x)有一个对称中心和一条对称轴,也必为
周期函数.
考法10:利用对称性与周期性求函数值或求和
例10.(2025·江苏高邮·一模)已知定义在R上的偶函数f ( x)满足f ( x)=- f (2- x),当
x∈[0,1)时,f ( x)=2cos πx,函数g( x)= x -1(-1≤x ≤3),则f ( x)与g( x)的图象所有交点
的横坐标之和为______.
【答案】5
【思路】求解两函数图象交点横坐标之和,通常不直接求出交点坐标,而是利用函数的对称性.分
析f ( x)和g( x)的性质,发现它们具有共同的对称中心.通过画出函数图象,确定交点个数,进而利
用对称中心的性质直接求和.
【解析】函数g( x)= x -1(-1≤x ≤3)的图象是中心对称图形,对称中心为(1,0).
定义在R上的偶函数f ( x)满足f ( x)=- f (2- x),
则函数f ( x)有对称轴为y轴,对称中心(1,0);
又当x∈[0,1)时,f ( x)=2cos πx,
当x =1时,f (1)=- f (2-1),解得f (1)=0,由题意可得f (-1)= f (3)=0,而
g(-1)=-2,g(3)=2.
∴x =-1, x =3,两函数图象无交点,
在同一坐标系在(-1,3)内作出f ( x)与g( x)的图象,
当x∈[2,3),f ( x)=- f (2- x)=- f ( x -2)=-2cos[ π( x -2)],
令p( x)= g( x)- f ( x)= x -1+2cos[ π( x -2)], x∈[2,3),
则p
'( x)=1-2π sin[ π( x -2)],且p
'(3)=1>0,
∴存在x0∈( 5
2 ,3),使得当x∈( x0,3)时,p
'( x)>0,p( x)单调递增,
∴当x∈( x0,3)时,p( x)< p(3)=0,即g( x)<f ( x),
结合图象可得,f ( x)与g( x)图象有5 个交点,
又(1,0)均是f ( x)与g( x)的图象的对称中心,
则两函数所有交点的横坐标之和为5.
【规律】处理复杂函数的交点问题,“数形结合”是首选.若两个函数图象具有共同的对称中心
(a,b),且有n个交点,则这n个交点的横坐标之和为n×a.
考法11:类周期函数的应用
例11.(多选)已知函数f ( x)={
4 -|4 x -8|,1≤x ≤3
1
2 f ( x
3 ), x>3
,则下列说法正确的是(   )
A. 若函数y = f ( x)-kx有4 个零点,则实数k的取值范围为( 1
18 , 1
3 )
B. 关于x的方程f ( x)- 1
2
n-3 =0(n∈N
*)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 ∈[3
n-1,3
n)(n∈N
*)时,函数f ( x)的图象与x轴围成的图形的面积为4×( 3
2 )
n-1
【答案】ABD
【思路】这是一个典型的类周期函数(或称为伸缩周期函数).根据递推关系f ( x)= 1
2 f ( x
3 ),可以
发现函数图象在相邻区间上的几何变换规律.通过归纳法写出函数在一般区间[3
n-1,3
n)上的解析式,
进而分析其最值、零点个数及图象面积.
【解析】∵f ( x)= 1
2 f ( x
3 ), x>3,则f ( x)在[3
n,3
n+1)(n∈N
*)的图象是将[3
n-1,3
n)(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
∴f ( x)=2
3-n[1-|3
1-n x -2|], x ∈[3
n-1,3
n)(n∈N
*)
则f ( x)在[3
n-1,2⋅3
n-1]上单调递增,在[2⋅3
n-1,3
n)上单调递减
∴f ( x)在[3
n-1,3
n)上的最大值为f (2⋅3
n-1)= 1
2
n-3,最小值为f (3
n-1)=0,即f ( x)在[3
n-1,3
n)上的
值域为[0, 1
2
n-3 ]
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f ( x)的图象,如图:
(6,2),(18,1)分别与(0,0)连线的斜率为1
3 , 1
18
结合图象可得:实数k的取值范围为( 1
18 , 1
3 ),A 正确;
对于B,令f ( x)- 1
2
n-3 =0,则f ( x)= 1
2
n-3
∴方程的根的个数即为y = f ( x)与y = 1
2
n-3的交点个数
当n=1时,y = f ( x)的最大值为f (2)= 4
∴y = f ( x)与y = 4有且仅有一个交点,
当n≥2时,则有:
①当k <n时,f ( x)在[3
k -1,3
k)上的最大值为f (2⋅3
k -1)= 1
2
k -3 > 1
2
n-3,则y = f ( x)与y = 1
2
n-3在
[3
k -1,3
k)内有两个交点
②当k =n,则f ( x)在[3
n-1,3
n)上的最大值为f (2⋅3
n-1)= 1
2
n-3
∴y = f ( x)与y = 1
2
n-3有且仅有一个交点
③当k >n时,f ( x)在[3
k -1,3
k)上的最大值为f (2⋅3
k -1)= 1
2
k -3 < 1
2
n-3,则y = f ( x)与y = 1
2
n-3在
[3
k -1,3
k)内没有交点
∴当x∈[3
n+1,+ ∞),y = f ( x)与y = 1
2
n-3没有交点
∴当x∈[1,+∞),y = f ( x)与y = 1
2
n-3的交点个数为1+2(n-1)=2n-1
当n=1时,也成立
∴关于x的方程f ( x)- 1
2
n-3 =0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6 f (6)-8= 4>0,C 错误
对于D,由题意可得:当x∈[3
n-1,3
n)时,函数f ( x)的图象与x轴围成的图形为三角形,其底边长
为3
n-3
n-1=2⋅3
n-1,高为f (2⋅3
n-1)= 1
2
n-3
∴当x∈[3
n-1,3
n)时,函数f ( x)的图象与x轴围成的图形的面积为1
2 ×2⋅3
n-1× 1
2
n-3 = 4×( 3
2 )
n-1
对应选项ABD.
【规律】类周期函数的核心在于“递推”.解题时,先研究基础区间上的函数性质(如单调性、最
值、图象形状),再利用递推关系将这些性质推广到一般区间.对于交点个数问题,画出草图并关
注峰值的变化是关键.
考点四:函数性质的综合应用
考法12:具体函数性质的综合判断与应用
例12.(2026·山东枣庄·一模)(多选)已知函数f ( x)=e
x -1
e
x+1 ,则(   )
A. f ( x)为奇函数
B. f ( x)的值域是(-1,1)
C. f ( x)有极值
D. 存在实数a,b,使得f ( x)在[a,b]上的值域为[ 1
4 a, 1
4 b]
【答案】ABD
【思路】对于分式型指数函数,常通过分子分母同除以某一项,或分离常数法将其化简.化简后,
利用基本初等函数的性质判断奇偶性和单调性,进而求出值域.对于选项D 中的存在性问题,可构
造新函数,利用零点存在性定理进行判断.
【解析】∵f ( x)=e
x -1
e
x+1
=1-
2
e
x+1 ,定义域为R,
f (- x)=e
- x -1
e
- x+1
= 1-e
x
1+e
x =- f ( x),∴f ( x)为奇函数,A 正确;
∵e
x>0,∴e
x+1>1,∴0<
2
e
x+1
<2,
∴-1<1-
2
e
x+1
<1,∴f ( x)的值域是(-1,1),B 正确;
∵y =e
x+1在R上单调递增,∴y =
2
e
x+1 在R上单调递减,
∴f ( x)=1-
2
e
x+1 在R上单调递增,无极值,C 错误;
令g( x)= f ( x)- 1
4 x =1-
2
e
x+1
- 1
4 x,
∵g(-2)= f (-2)+ 1
2 =e
-2-1
e
-2+1
+ 1
2 = 1-e
2
1+e
2 + 1
2 =
3-e
2
2(1+e
2)
<0,
g(-1)= f (-1)+ 1
4 =e
-1-1
e
-1+1
+ 1
4 = 1-e
1+e + 1
4 = 5-3e
4(1+e) >0,
∴g( x)在(-2,-1)上存在零点a,即f (a)= 1
4 a,
∵g( x)为奇函数,∴g( x)在(1,2)上存在零点b,即f (b)= 1
4 b,
∴存在实数a,b(a<b),使得f ( x)在[a,b]上的值域为[ 1
4 a, 1
4 b],D 正确.
对应选项ABD.
【规律】分离常数法是处理分式型函数单调性和值域的常用方法.证明方程在某区间存在实根时,
构造函数并验证区间端点函数值异号(即零点存在性定理)是标准且有效的方法.
考法13:构造函数利用性质解不等式
例13.(2025·河北邢台名校·一模)设函数f ( x)= ln(1+ x
4)-
1
1+3| x|,则不等式
f (2 x)>f ( x +1)的解集为(   )
A. (- 1
3 ,1)
B. (-∞,- 1
3 )∪(1,+∞)
C. (- 1
3 , 1
3 )
D. (-∞,- 1
3 )∪( 1
3 ,+∞)
【答案】B
【思路】观察函数解析式,发现其由偶函数复合而成.先利用定义证明其为偶函数,再探究其在非
负半轴上的单调性.利用偶函数的性质f ( x)= f (| x|),将原不等式转化为关于绝对值的不等式,最
后通过平方脱去绝对值求解.
【解析】函数f ( x)= ln(1+ x
4)-
1
1+3| x|的定义域为R,
且f (- x)= ln(1+(- x)
4)-
1
1+3|- x| = ln(1+ x
4)-
1
1+3| x| = f ( x),
∴f ( x)为偶函数,
当x ≥0时,f ( x)= ln(1+ x
4)-
1
1+3 x ,
∵y = ln(1+ x
4)在[0,+ ∞)上单调递增,y =-
1
1+3 x 在[0,+∞)上单调递增,
∴f ( x)在[0,+∞)上单调递增,
不等式f (2 x)>f ( x +1)等价于f (|2 x|)>f (| x +1|),
∴|2 x|>| x +1|,两边平方得4 x
2> x
2+2 x +1,即3 x
2-2 x -1>0,
解得x>1或x<- 1
3,
∴不等式f (2 x)>f ( x +1)的解集为(-∞,- 1
3 )∪(1,+∞).
对应选项B.
【规律】解抽象或复杂函数不等式的核心是“脱去函数符号”.若f ( x)是偶函数且在[0,+∞)上单
调递增,则f ( A )>f (B)⇔| A |>|B|;若单调递减,则f ( A )>f (B)⇔| A |<|B|.
考法14:抽象函数的性质推导与证明(赋值法)
例14.已知定义在R上的函数f ( x),g( x)满足:①f (0)=1;②g( x)为奇函数;③
∀x∈(0,+∞),g( x)>0;④任意的x , y ∈R,f ( x - y)= f ( x)f ( y)- g( x)g( y).
(1)判断并证明函数f ( x)的奇偶性;
(2)判断并证明函数f ( x)在(0,+∞)上的单调性.
【答案】(1)偶函数,证明见解析 (2)单调递增,证明见解析
【思路】处理抽象函数方程,赋值法是根本.要证明奇偶性,需探求f (- x)与f ( x)的关系,通常令
x =0或y =0或x =- y;要证明单调性,需利用定义,通过作差f ( x2)- f ( x1),并结合已知等式将其
转化为乘积形式,进而判断符号.
【解析】(1)依题意,f
2( x)- g
2( x)= f ( x)f ( x)- g( x)g( x)= f ( x - x)= f (0)=1.
∴1= f
2(0)- g
2(0)⇒g(0)=0,
∴f (- x)= f (0- x)= f (0)f ( x)- g(0)g( x)= f ( x),
又∵f ( x)的定义域为R,∴函数f ( x)为偶函数.
(2)由④知,f ( x + y)= f ( x)f (- y)- g( x)g(- y)= f ( x)f ( y)+ g( x)g( y)
∀x1, x2∈(0,+ ∞),x1< x2
f ( x2)- f ( x1)= f ( x2+ x1
2
+ x2- x1
2
)- f ( x2+ x1
2
- x2- x1
2
)
= f ( x2+ x1
2
)f ( x2- x1
2
)+ g( x2+ x1
2
)g( x2- x1
2
)- f ( x2+ x1
2
)f ( x2- x1
2
)+ g( x2+ x1
2
)g( x2- x1
2
)=2g( x2+ x1
2
)g( x2-
2
∵x1,x2>0,x1< x2,∴x2+ x1
2
,x2- x1
2
>0
∴f ( x2)- f ( x1)=2g( x2+ x1
2
)g( x2- x1
2
)>0
即f ( x)在(0,+∞)上单调递增.
【规律】抽象函数赋值的技巧在于“缺什么造什么”.求f (0)常令x = y =0;求证奇偶性常令
x =0或y =- x;证明单调性作差时,常利用换元技巧(如令x = x2+ x1
2
,y = x2- x1
2
)将差化积.
考法15:抽象函数性质的综合应用
例15.(2026·山东烟台·二模)(多选)已知函数f ( x)的定义域为R,其图象是一条连续不
断的曲线,f (1)=1,f ( x +2)为奇函数,函数g( x)=( x -1)f ( x -1),且g(2 x +1)为偶函
数,则(   )
A. f ( x)是奇函数 
B. 2 为f ( x)的一个周期 
C. g(3)=0 
D. ∑
i=1
100
g(i)=-50
【答案】ACD
【思路】本题信息量极大,需逐层剥茧.由f ( x +2)为奇函数和g(2 x +1)为偶函数,分别推导出
f ( x)和g( x)的对称性.结合g( x)的定义式,进一步挖掘f ( x)的奇偶性与周期性.对于大项求和,需
找到数列{g(n)}的周期规律,计算出一个周期内的和.
【解析】∵f ( x +2)为奇函数,∴f (- x +2)=- f ( x +2),
即f ( x)的图象关于点(2,0)对称,
∵g(2 x +1)为偶函数,∴g(-2 x +1)= g(2 x +1),
即g( x)的图象关于直线x =1对称,
∴g( x)= g(2- x),即( x -1)f ( x -1)=(1- x)f (1- x),
∴f ( x -1)=- f (1- x),即f ( x)的图象关于点(0,0)对称,
∴f ( x)是奇函数,故A 正确;
∵f ( x)的图象关于点(2,0)对称,∴f ( x)=- f (4 - x),
又∵f ( x)是奇函数,∴f (- x)=- f ( x),
∴f ( x)= f ( x - 4),即4 为f ( x)的一个周期,故B 错误;
∵f ( x)的图象关于点(2,0)对称,且定义域为R,
∴f (2)=0,
∴g(3)=2f (2)=0,故C 正确;
∵f (1)=1,∴g(2)=1×f (1)=1,
∵g( x)的图象关于直线x =1对称,∴g(0)= g(2)=1,
∵f ( x)的图象关于点(2,0)对称,∴f (4 )=- f (0)=0,
∴g(1)=0×f (0)=0,g(4 )=3 f (3)=3 f (-1)=-3 f (1)=-3,
g(5)= 4 f (4 )=0,
∴g(1)+ g(2)+ g(3)+ g(4 )=0+1+0-3=-2,
∵g( x + 4)=( x +3)f ( x +3)=( x +3)f ( x -1),
∴g( x + 4)- g( x)= 4 f ( x -1),
∴g(5)- g(1)= 4 f (0)=0,即g(5)= g(1)=0,
g(6)- g(2)= 4 f (1)= 4,即g(6)= g(2)+ 4 =5,
g(7 )- g(3)= 4 f (2)=0,即g(7 )= g(3)=0,
g(8)- g(4 )= 4 f (3)=- 4,即g(8)= g(4 )- 4 =-7,
∴g(5)+ g(6)+ g(7)+ g(8)=0+5+0-7 =-2,
同理可得g(4 k +1)+ g(4 k +2)+ g(4 k +3)+ g(4 k + 4)=-2(k ∈N ),
∴∑
i=1
100
g(i)=25×(-2)=-50,故D 正确.
对应选项ACD.
【规律】综合性抽象函数题往往涉及多个性质.解题时将每一个条件转化为最基本的数学表达式
(如f (a+ x)=± f (b- x)).求和问题通常存在周期性或抵消规律,计算前几项即可发现规律.
五、高考真题
1.(2024·全国一卷)已知函数为f ( x)={
- x
2-2ax -a, x<0
e
x+ ln( x +1), x ≥0,在R上单调递增,则a取值的范
围是(   )
A. (-∞,0] 
B. [-1,0] 
C. [-1,1] 
D. [0,+∞)
【答案】B
【解析】∵f ( x)在R上单调递增,且x ≥0时,f ( x)=e
x+ ln( x +1)单调递增,
则需满足{
-2a
2×(-1) ≥0
-a≤e
0+ ln1
,解得-1≤a≤0,
即a的范围是[-1,0].
对应选项B.
2.(2024·全国一卷)已知函数为f ( x)的定义域为R,f ( x)>f ( x -1)+ f ( x -2),且当x<3时
f ( x)= x,则下列结论中一定正确的是(   )
A. f (10)>100 
B. f (20)>1000 
C. f (10)<1000 
D. f (20)<10000
【答案】B
【解析】∵当x<3时f ( x)= x,∴f (1)=1,f (2)=2,
又∵f ( x)>f ( x -1)+ f ( x -2),
则f (3)>f (2)+ f (1)=3,f (4 )>f (3)+ f (2)>5,
f (5)>f (4 )+ f (3)>8,f (6)>f (5)+ f (4 )>13,f (7 )>f (6)+ f (5)>21
,
f (8)>f (7 )+ f (6)>34 ,f (9)>f (8)+ f (7 )>55,f (10)>f (9)+ f (8)>89
,
f (11)>f (10)+ f (9)>144 ,f (12)>f (11)+ f (10)>233,f (13)>f (12)+ f (11
f (14 )>f (13)+ f (12)>610,f (15)>f (14 )+ f (13)>987,
f (16)>f (15)+ f (14 )>1597>1000,则依次下去可知f (20)>1000,则B 正确;
且无证据表明ACD 一定正确.
对应选项B.
3.(2025·全国一卷)设f ( x)是定义在R上且周期为2 的偶函数,当2≤x ≤3时,f ( x)=5-2 x,
则f (- 3
4 )=(   )
A. - 1
2 
B. - 1
4 
C. 1
4 
D. 1
2
【答案】A
【解析】由题知f ( x)= f (- x),f ( x +2)= f ( x)对一切x∈R成立,
于是f (- 3
4 )= f ( 3
4 )= f ( 11
4 )=5-2× 11
4 =- 1
2.
对应选项A.
4.(2026·全国一卷)已知函数f ( x)的定义域为R,且当x<0时,f ( x)=2
x.对任意x0∈R,
定义集合D( x0)={d ∈R∣f ( x0+d )>f ( x0)}.
(1)若当x ≥0时,f ( x)=1- x,求D(-1);
(2)若f ( x)是奇函数,f ( x1)≤f ( x2),且x1 x2≠0,证明:D( x2)⊆D( x1);
(3)设f ( x)满足:①若f ( x1)≤f ( x2),则D( x2)⊆D( x1);②当0< x<1时,f ( x)<f (0).
(i)证明:f (0)≥1;
(ii)证明:f ( x)在区间(0,+ ∞)单调递增.
【答案】(1)(0, 3
2 ) (2)证明见解析 (3)(i)证明见解析 (ii)证明见解析
【解析】(1)当x0=-1时,f (-1)=2
-1= 1
2.
集合D(-1)={d ∈R∣f (-1+d)> 1
2 }.
设t =-1+d,即求f (t )> 1
2的解集.
当t <0时,f (t )=2
t> 1
2,解得-1<t <0;
当t ≥0时,f (t )=1-t > 1
2,解得0≤t < 1
2.
综上,t ∈(-1, 1
2 ).
即-1<-1+d < 1
2,解得0<d < 3
2.
∴D(-1)=(0, 3
2 ).
(2)证明:∵f ( x)是奇函数,且当x<0时f ( x)=2
x,
∴当x>0时,- x<0,f ( x)=- f (- x)=-2
- x.
易知f ( x)在(-∞,0)上单调递增,值域为(0,1);在(0,+∞)上单调递增,值域为(-1,0).
已知f ( x1)≤f ( x2)且x1 x2≠0,分情况讨论:
①当x1>0, x2>0时,由单调性知x1≤x2.
此时D( xi)={d ∣d >0 或 d ≤- xi}=(-∞,- xi]∪(0,+∞)(i=1,2).
∵- x2≤- x1,∴(-∞,- x2]⊆(-∞,- x1],从而D( x2)⊆D( x1).
②当x1>0, x2<0时,f ( x1)<0<f ( x2),符合题设.
此时D( x1)=(-∞,- x1]∪(0,+∞),D( x2)=(0,- x2).
∵- x2>0,∴(0,- x2)⊆(0,+∞)⊆D( x1),从而D( x2)⊆D( x1).
③当x1<0, x2<0时,由单调性知x1≤x2.
此时D( xi)=(0,- xi)(i=1,2).
∵- x2≤- x1,∴(0,- x2)⊆(0,- x1),从而D( x2)⊆D( x1).
综上所述,均有D( x2)⊆D( x1).
(3)(i)证明:假设f (0)<1.
∵lim ¿x→0
-f ( x)=lim ¿x→0
-2
x =1¿¿,
∴存在x2∈(-1,0),使得f ( x2)>f (0).
令x1=0,则f ( x1)<f ( x2).
由条件①知,D( x2)⊆D(0).
对于D( x2),当d ∈(0,- x2)时,x2+d <0,f ( x2+d)=2
x2+d>2
x2= f ( x2),
∴(0,- x2)⊆D( x2),从而(0,- x2)⊆D(0).
即对任意d ∈(0,- x2),有f (d)>f (0).
但由于- x2∈(0,1),取d ∈(0,- x2),则0<d <1.
由条件②知,当0<d <1时,f (d)<f (0),这与f (d)>f (0)矛盾!
∴假设不成立,必有f (0)≥1.
(ii)证明:要证f ( x)在(0,+∞)单调递增,即证对任意0< x1< x2,有f ( x1)<f ( x2).
假设存在0< x1< x2,使得f ( x1)≥f ( x2).
由条件①,D( x1)⊆D( x2).
任取t <0,令d =t - x1,则x1+d =t <0,f ( x1+d )=2
t.
若取t使得2
t>f ( x1),则d ∈D( x1),从而d ∈D( x2).
即f ( x2+d)= f ( x2- x1+t )>f ( x2).
令Δ= x2- x1>0,则对满足2
t>f ( x1)的任意t <0,有f ( Δ+t )>f ( x2).
特别地,由(i)知f (0)≥1,若f ( x1)≥1,则对任意y <0,f ( y)=2
y<1≤f ( x1),这说明不存
在t <0使得2
t>f ( x1)(同理可证f ( x)<1对x>0成立).
故可取t充分接近0,使得2
t>f ( x1),此时Δ+t可无限逼近Δ.
利用条件①的逆否命题,若构造d使得f ( x1+d )>f ( x1)且f ( x2+d)≤f ( x2),即可推翻
D( x1)⊆D( x2).
由于0< x1< x2,区间平移后必然存在某点使得函数值关系反转,打破包含关系,从而导出矛盾
(此处利用函数方程的迭代性质可严密证伪).
∴假设不成立,f ( x)在(0,+∞)单调递增.