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§2.4 函数的周期性和对称性
(分值:80 分)
一、单项选择题(每小题5 分,共20 分)
1.已知定义在R 上的奇函数f(x)满足f(x+2)=f(x),则f(2 026)等于( )
A.-1
B.0
C.1
D.2
2.函数y=-ex与y=e-x的图象( )
A.关于x 轴对称
B.关于y 轴对称
C.关于原点对称
D.关于直线y=x 对称
3.已知定义域为R 的函数f(x)的图象关于点(1,0)对称,且当x≥1 时,f(x)=x2+mx+n,若f(-1)=-7,则3m+n
等于( )
A.7
B.2
C.-2
D.-1
2
4.(2024·茂名模拟)函数y=f(x)和y=f(x-2)均为R 上的奇函数,若f(-1)=-2,则f(2 025)等于( )
A.-2
B.-1
C.0
D.2
二、多项选择题(每小题6 分,共12 分)
5.设函数f(x)=2x-1+21-x,则下列说法错误的是( )
A.f(x)在(0,+∞)上单调递增
B.f(x)为奇函数
C.f(x)的图象关于直线x=1 对称
D.f(x)的图象关于点(1,0)对称
6.(2025·重庆八中模拟)设函数f(x)的定义域为R,f(x+1)为奇函数,f(x+2)为偶函数,下列叙述正确的是(
)
A.f(1)=0
B.f(x)的图象关于直线x=1 对称
C.f(x)的图象关于直线x=2 对称
D.f(3)=0
三、填空题(每小题5 分,共10 分)
7.已知函数f(x)=x2+mx,若∀x∈R,f(1-x)=f(1+x),则m= .
8.与函数y=ex的图象关于直线x=1 对称的图象的函数解析式为 .
四、解答题(共27 分)
9.(13 分)已知函数f(x)是定义在R 上的偶函数,且y=f(x)的图象关于直线x=2 对称.
(1)证明:f(x)是周期函数;(6 分)
(2)若当x∈[-2,2]时,f(x)=-x2+1,求当x∈[2,6]时,f(x)的解析式.(7 分)
10.(15 分)函数y=f(x)的图象关于点P(a,b)成中心对称的充要条件是函数y=f(x+a)-b 为奇函数.
(1)若f(x)=x3-3x2,求此函数图象的对称中心;(9 分)
(2)类比上述推广结论,写出“函数y=f(x)的图象关于y 轴成轴对称的充要条件是函数y=f(x)为偶函数”的一
个推广结论.(6 分)
每小题5 分,共10 分
11.已知函数f(x)满足f(1+x)=-f(1-x),函数g(x)= 1
x -1,且函数f(x)与g(x)的图象恰好有2 026 个不同的交点,
分别为P1(x1,y1),P2(x2,y2),…,P2 026(x2 026,y2 026),则下列说法中错误的是( )
A.f(x)的图象关于点(1,0)对称
B.g(x)的图象关于点(1,0)对称
C.x1+x2+…+x2 026=2 026
D.y1+y2+…+y2 026=2 026
12. (2025·八省联考)已知曲线C:y=x3-2
x ,两条直线l1,l2均过坐标原点O,l1和C 交于M,N 两点,l2和
C 交于P,Q 两点.若△OPM 的面积为√2,则△MNQ 的面积为 .
答案精析
1.B [因为f(x)是定义在R 上的奇函数,所以f(0)=0,
又f(x+2)=f(x),
所以2 是f(x)的一个周期,
所以f(2 026)=f(0)=0.]
2.C [根据两函数图象即可判断出其图象关于原点对称.]
3.C [因为定义域为R 的函数f(x)的图象关于点(1,0)对称,
且当x≥1 时,f(x)=x2+mx+n,
若f(-1)=-7,
则f(3)=-f(-1)=7.
故f(3)=32+3m+n=7,
即3m+n=-2.]
4.D [因为y=f(x-2)为奇函数,
f(x-2)=-f(-x-2),
所以y=f(x)的图象关于点(-2,0)对称,
即f(-x)+f(x-4)=0,
又y=f(x)的图象关于原点对称,
则f(-x)=-f(x),
有f(x)=f(x-4)⇒f(x+4)=f(x),
所以y=f(x)的一个周期为4,
故f(2 025)=f(1+2 024)=f(1)=-f(-1)=2.]
5.ABD [∵f(x)=2x-1+21-x,
∴f(2-x)=21-x+2x-1=f(x),
即f(2-x)=f(x),即f(x)的图象关于直线x=1 对称,故C 正确,A,D 错误;
∵f(x)=2x-1+21-x的定义域为R,但f(0)=1
2+2≠0,
∴f(x)不是奇函数,故B 错误.]
6.ACD [因为f(x+1)为奇函数,所以f(x+1)=-f(-x+1),则可推出f(x)的图象关于点(1,0)对称,即f(1)
=0,故A 正确,B 错误;因为f(x+2)为偶函数,所以f(x+2)=f(-x+2),则f(x)的图象关于直线x=2 对
称,故C 正确;由f(1)=0 且f(x)的图象关于直线x=2 对称知,f(3)=f(1)=0,故D 正确.]
7.-2
解析 因为∀x∈R,
f(1-x)=f(1+x),
函数f(x)的对称轴为直线x=1,
而由f(x)=x2+mx=(x+m
2)
2
-m
2
4 可知其对称轴为直线x
=-m
2 ,故-m
2 =1,解得m=-2.
8.y=e2-x
解析 f(x)=ex的图象关于直线x=1 对称的图象的函数是f(2-x)=e2-x,即y=e2-x.
9.(1)证明 因为函数y=f(x)的图象关于直线x=2 对称,
所以f(x+2)=f(2-x),
即有f(-x)=f(x+4),
又函数f(x)是定义在R 上的偶函数,
有f(-x)=f(x),
所以f(x+4)=f(-x)=f(x),
即f(x)是一个周期为4 的周期函数.
(2)解 当x∈[-2,2]时,
f(x)=-x2+1,
又f(x)是一个周期为4 的周期函数,
当x∈[2,6]时,x-4∈[-2,2],
所以f(x)=f(x-4)=
-(x-4)2+1,
所以f(x)=-(x-4)2+1
=-x2+8x-15,x∈[2,6].
10.解 (1)设函数f(x)=x3-3x2的图象的对称中心为点P(a,b),
g(x)=f(x+a)-b,
则g(x)为奇函数,
故g(-x)=-g(x),
故f(-x+a)-b=-f(x+a)+b,
即f(-x+a)+f(x+a)=2b,
即[(-x+a)3-3(-x+a)2]+[(x+a)3-3(x+a)2]=2b.
整理得(3a-3)x2+a3-3a2-b=0,
故{
3a-3=0,
a
3-3a
2-b=0,解得{
a=1,
b=-2,
所以函数f(x)=x3-3x2的图象的对称中心为(1,-2).
(2)推论:函数y=f(x)的图象关于直线x=a 成轴对称的充要条件是函数y=f(x+a)为偶函数.
11.D [函数f(x)满足f(1+x)=-f(1-x),所以函数f(x)的图象关于点(1,0)对称,A 选项正确;
函数g(x)=1
x -1,结合反比例函数的性质和函数图象的平移可知,函数g(x)的图象也关于点(1,0)对称,B
选项正确;
所以函数f(x)与g(x)的图象的交点关于点(1,0)对称,不妨设x1<x2<…<x2 026,
则有x1+x2 026=x2+x2 025=…=x1 013+x1 014=2,
y1+y2 026=y2+y2 025=…=y1 013+y1 014=0,
所以x1+x2+…+x2 026=2 026,C 选项正确;
y1+y2+…+y2 026=0,D 选项错误.]
12.2√2
解析 因为函数y=x3-2
x 为奇函数,所以曲线C 的图象关于原点对称,又两条直线l1和l2均过坐标原点
O,则P,Q 关于原点对称,M,N 关于原点对称,
则四边形PNQM 为平行四边形.又S△OPM=√2,则S△MNQ=2√2.