重难点02 函数性质的灵活运用(举一反三专项训练)
【全国通用】
【题型1 函数的单调性的综合应用】......................................................................................................................3
【题型2 函数的最值问题】......................................................................................................................................5
【题型3 函数的奇偶性的综合应用】......................................................................................................................8
【题型4 函数的图象问题】....................................................................................................................................10
【题型5 对称性与周期性的综合应用】................................................................................................................12
【题型6 类周期函数】............................................................................................................................................15
【题型7 抽象函数的性质及其应用】....................................................................................................................18
【题型8 函数性质的综合应用】............................................................................................................................21
1、函数性质的灵活运用
函数及其性质是高考数学的重点、热点内容.从近几年的高考情况来看,函数的单调性、奇偶性、对
称性与周期性是高考的必考内容,重点关注单调性、奇偶性结合在一起,与函数图象、函数零点和不等式
相结合进行考查,解题时要充分运用转化思想和数形结合思想,灵活求解.对于选择题和填空题部分,重
点考查函数的图象、单调性、奇偶性,主要考察方向是:函数图象的识别、判断函数单调性及求最值、解
不等式、求参数范围等,难度较小;对于解答题部分,一般与导数相结合,考查难度较大,复习时要加强
训练.
知识点
1 函数的单调性与最值问题的解题策略
1.求函数的单调区间
求函数的单调区间,应先求定义域,在定义域内求单调区间.
2.函数单调性的判断
(1)函数单调性的判断方法:①定义法;②图象法;③利用已知函数的单调性;④导数法.
(2)函数y=f(g(x))的单调性应根据外层函数y=f(t)和内层函数t=g(x)的单调性判断,遵循“同增异减”的原则.
(3)函数单调性的几条常用结论:
①若
是增函数,则
为减函数;若
是减函数,则
为增函数;
②若
和
均为增(或减)函数,则在
和
的公共定义域上
为增(或减)函数;
③若
且
为增函数,则函数
为增函数,
为减函数;
④若
且
为减函数,则函数
为减函数,
为增函数.
3.求函数最值的三种基本方法:
(1)单调性法:先确定函数的单调性,再由单调性求最值.
(2)图象法:先作出函数的图象,再观察其最高点、最低点,求出最值.
(3)基本不等式法:先对解析式变形,使之具备“一正二定三相等”的条件后用基本不等式求出最值.
4.复杂函数求最值:
对于较复杂函数,可运用导数,求出在给定区间上的极值,最后结合端点值,求出最值.
知识点
2 函数的奇偶性及其应用
1.函数奇偶性的判断
判断函数的奇偶性,其中包括两个必备条件:
(1)定义域关于原点对称,这是函数具有奇偶性的必要不充分条件,所以首先考虑定义域;
(2)判断f(x)与f(-x)是否具有等量关系,在判断奇偶性的运算中,可以转化为判断奇偶性的等价等量关系式
(f(x)+f(-x)=0(奇函数)或f(x)-f(-x)=0(偶函数))是否成立.
(3)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
.
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.
(4)复合函数
的奇偶性原则:内偶则偶,两奇为奇.
(5)常见奇偶性函数模型
奇函数:①函数
或函数
.
②函数
.
③函数
或函数
④函数
或函数
.
2.函数奇偶性的应用
(1)利用函数的奇偶性可求函数值或求参数的取值,求解的关键在于借助奇偶性转化为求已知区间上的函数
或得到参数的恒等式,利用方程思想求参数的值.
(2)画函数图象:利用函数的奇偶性可画出函数在其对称区间上的图象,结合几何直观求解相关问题.
知识点
3 函数的周期性与对称性的常用结论
1.函数的周期性常用结论(a 是不为0 的常数)
(1)若f(x+a)=f(x),则T=a;
(2)若f(x+a)=f(x-a),则T=2 a ;
(3)若f(x+a)=-f(x),则T=2 a ;
(4)若f(x+a)=
,则T=2a;
(5)若f(x+a)=
,则T=2a;
(6)若f(x+a)=f(x+b),则T=|a-b|(a≠b);
2.对称性的三个常用结论
(1)若函数f(x)满足f(a+x)=f(b-x),则y=f(x)的图象关于直线
对称.
(2)若函数f(x)满足f(a+x)=-f(b-x),则y=f(x)的图象关于点
对称.
(3)若函数f(x)满足f(a+x)+f(b-x)=c,则y=f(x)的图象关于点
对称.
3.函数的的对称性与周期性的关系
(1)若函数
有两条对称轴
,
,则函数
是周期函数,且
;
(2)若函数
的图象有两个对称中心
,则函数
是周期函数,且
;
(3)若函数
有一条对称轴
和一个对称中心
,则函数
是周期函数,且
.
知识点
4 抽象函数的解题策略
1.抽象函数及其求解方法
我们把不给出具体解析式,只给出函数的特殊条件或特征的函数称为抽象函数,一般用y=f(x)表示,抽象
函数问题可以全面考查函数的概念和性质,将函数定义域、值域、单调性、奇偶性、周期性、图象集于一
身,是考查函数的良好载体.解决这类问题一般采用赋值法解决.
【题型1 函数的单调性的综合应用】
【例1】(2025·广东·三模)下列函数中,既是奇函数又在(0,+∞)单调递增的是( )
A.y = x
3
B.y =| x|+1
C.y =−x
2+1
D.y =2
−| x|
【答案】A
【解题思路】利用奇偶性及单调性逐项判断即可.
【解答过程】对于A,函数y = x
3是奇函数,在(0,+∞)上单调递增,A 是;
对于B,函数y =| x|+1是偶函数,不是奇函数,B 不是;
对于C,函数y =−x
2+1是偶函数,不是奇函数,C 不是;
对于D,函数y =2
−| x|是偶函数,不是奇函数,D 不是.
故选:A.
【变式1-1】(2025·湖北荆门·模拟预测)已知函数f ( x)=
2
3
x+1
−x
3+2,则不等式f (m
2)+ f (m−2)<6的
解集为( )
A.(−1,2)
B.(−∞,−1)∪(2,+∞)
C.(−2,−1)
D.(−∞,−2)∪(1,+∞)
【答案】D
【解题思路】由题意可得f (−x)+ f (x)=6,且f ( x)在R 上为减函数,将不等式化简为f (m−2)<f (−m
2)
,再由f ( x)的单调性可得m−2>−m
2,解不等式即可得出答案.
【解答过程】f ( x)=
2
3
x+1
−x
3+2=(
2
3
x+1
−1)−x
3+3= 1−3
x
3
x+1
−x
3+3,
设g(x)= 1−3
x
3
x+1
−x
3,g(x)的定义域为R,
g(−x)= 1−3
−x
3
−x+1
−(−x)
3= 3
x−1
1+3
x + x
3=−g(x),所以g(x)为奇函数,
则f (−x)+ f (x)= g(−x)+3+ g(x)+3=6,
又因为y =
2
3
x+1
, y =−x
3+2在R 上均为减函数,
所以f ( x)在R 上为减函数,
由f (m
2)+ f (m−2)<6可得f (m
2)+ f (m−2)<f (m
2)+ f (−m
2),
即f (m−2)<f (−m
2),所以m−2>−m
2,
解得:m>1或m<−2.
故选:D.
【变式1-2】(2025·湖北·模拟预测)下列函数在区间[1,4)上单调递增的是( )
A.f (x)=
1
2−x
B.f (x)= x
e
x
C.f (x)= xln x
D.f (x)= x−ln x
2
【答案】C
【解题思路】对A,根据解析式判断单调性得解;对B,C,D,求导,利用判断导数正负得解.
【解答过程】对于A,f (x)=
1
2−x 的定义域为(−∞,2)∪(2,+∞),f (x)在(1,2)上单调递增,在(2,4)上单
调递增,不满足在[1,4)上单调递增,故A 错误.
对于B,f
′ (x)= 1−x
e
x
≤0,f (x)在[1,4)上单调递减,不满足在[1,4)上单调递增,故B 错误.
对于C,f
′ (x)=ln x +1>0,满足在[1,4)上单调递增,故C 正确.
对于D,f
′ (x)=1−2
x = x−2
x
,f (x)在(1,2)上单调递减,在(2,4)上单调递增,不满足在[1,4)上单调递增,
故D 错误.
故选:C.
【变式1-3】(2025·天津武清·模拟预测)已知定义在R 上的函数f (x)= x⋅e|x),a= f (log3
❑√5),
b=−f(log3
1
2),c = f (ln3),则a,b,c 的大小关系为( )
A.c>b>a
B.b>c>a
C.a>b>c
D.c>a>b
【答案】D
【解题思路】根据函数的解析式,求得函数为奇函数,化简b= f (log32),再结合函数的单调性,即可求
解.
【解答过程】f (x)= x⋅e|x),定义域为R,关于原点对称,
且f (−x)=−x⋅e|−x)=−x⋅e|x)=−f (x),所以函数f (x)= x⋅e|x)为奇函数,
所以b=−f(log3
1
2)= f(−log3
1
2)= f (log32),
又f (x)= x⋅e
x , x>0,
任取x1, x2∈(0,+ ∞),且0< x1< x2,则0<e
x1<e
x2,则f (x1)<f (x2),
故f (x)在(0,+ ∞)上单调递增,
又由对数函数的单调性可得log32<log3
❑√5<1<ln3,
所以f (log32)<f (log3
❑√5)<f (ln3),即c>a>b.
故选:D.
【题型2 函数的最值问题】
【例2】(2025·宁夏陕西·模拟预测)已知函数f (x +1)=2
x−2
−x,则f (x)在[−1,1)上的最大值为( )
A.3
2
B.15
4
C.0
D.1
【答案】C
【解题思路】先利用换元法求出f (x)的解析式,再利用定义法求证f (x)在[−1,1)上的单调性即可求出.
【解答过程】f (x +1)=2
x−2
−x,令t = x +1,则f (t )=2
t −1−2
1−t,
则f (x)=2
x−1−2
1−x, x∈R,
∀x1, x2∈[−1,1)且−1≤x1< x2≤1,则f (x1)−f (x2)=(2
x1−1−2
1−x1)−(2
x2−1−2
1−x2)
=(2
x1−1−2
x2−1)−(
1
2
x1−1 −
1
2
x2−1)=(2
x1−1−2
x2−1)(1+
1
2
x1+ x2−2)
因−1≤x1< x2≤1,则x1−1< x2−1,则2
x1−1<2
x2−1,
又2
x1+ x2−2>0,则f (x1)−f (x2)<0,即f (x1)<f (x2),
则f (x)在[−1,1)上单调递增,
则f (x)的最大值为f (1)=0.
故选:C.
【变式2-1】(2025·湖南·模拟预测)已知函数f (x),则“∀x∈(0,+∞),f (x)≥2”是“f (x)在(0,+∞)
上的最小值为2”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
【答案】B
【解题思路】根据充分、必要条件的判断方法,结合函数最小值的概念进行判断.
【解答过程】先判断充分性:若函数f (x)在(0,+∞)的最小值为3,
则“∀x∈(0,+∞),f (x)≥2”成立,但“f (x)在(0,+ ∞)上的最小值为2”不成立,
所以“∀x∈(0,+∞),f (x)≥2”不是“f (x)在(0,+ ∞)上的最小值为2”的充分条件.
再判断必要性:“f (x)在(0,+ ∞)上的最小值为2”时,可得“∀x∈(0,+ ∞),f (x)≥2”成立,
所以“∀x∈(0,+∞),f (x)≥2”是“f (x)在(0,+ ∞)上的最小值为2”的必要条件.
综上:“∀x∈(0,+∞),f (x)≥2”是“f (x)在(0,+ ∞)上的最小值为2”的必要不充分条件.
故选:B.
【变式2-2】(2025·新疆·三模)已知函数f (x)= ln|
x−1
x +1)−x
4 ,若f (x)在区间(m,m
2)上有最大值,则实
数m 的取值范围是( )
A.(❑√2,❑√3)
B.(❑√2,2)
C.(2,3)
D.(❑√3,3)
【答案】D
【解题思路】分类讨论取绝对值,得出函数f (x)的解析式,然后分别求导,判断f (x)在每个分段区间上的
单调性即可得出答案.
【解答过程】当x>1时,f (x)= ln(
x−1
x +1)−x
4 = ln( x−1)−ln( x +1)−x
4 ,
f
′ (x)=
1
x−1 −
1
x +1 −1
4 =
9−x
2
4 (x−1)(x +1),
当1< x<3时,f
′ (x)>0,f (x)单调递增,
当x>3时,f
′ (x)<0,f (x)单调递减,所以f (x)在x =3处取得极大值,
若f (x)在区间(m,m
2)上有最大值,只需{
m
2>3
1<m<3)即可,解得m∈(❑√3,3);
当−1< x<1时,f (x)= ln(
1−x
x +1)−x
4 = ln(1−x)−ln( x +1)−x
4 ,
f
′ (x)= −1
1−x −
1
x +1 −1
4 =
9−x
2
4 (x−1)(x +1),显然此时f
′ (x)<0,f (x)单调递减,不存在有最大值的开区
间;
当x<−1时,f (x)= ln(
x−1
x +1)−x
4 = ln(−x +1)−ln(−x−1)−x
4 ,
f
′ (x)=
−1
−x +1 −
−1
−x−1 −1
4 =
9−x
2
4 (x−1)(x +1),
当−3< x<−1时,f
′ (x)>0,f (x)单调递增,
当x<−3时,f
′ (x)<0,f (x)单调递减,所以f (x)在x =−3处取得极小值,
此时也不存在最大值的开区间,
故选:D.
【变式2-3】(2025·江西萍乡·二模)已知定义在R上的函数f (x)满足:f(
π
2 )= 1
2e,且∀x , y ∈R,都
有e
sin x⋅f ( y)−e
sin y⋅f (x) ≥(e
2sin x−e
2sin y)⋅f (x)⋅f ( y)恒成立,则f (x)的最大值为( )
A.1
2e
B.1
e
C.e
D.2e
【答案】A
【解题思路】令y =π
2 ,得到f (x)≤e
sin x
e
2sin x+e
2 ,通过换元t =sin x,m=e
t,求e
sin x
e
2sin x+e
2 的最大值即可.
【解答过程】令y =π
2 ,原不等式可化为:
e
sin x⋅f(
π
2 )−e
sinπ
2 ⋅f (x)≥(e
2sin x−e
2sinπ
2 )⋅f (x)⋅f(
π
2 ),代入f(
π
2 )= 1
2e,
化简可得:f (x)≤e
sin x
e
2sin x+e
2 ,
令t =sin x∈[−1,1),得到y =e
t
e
2t +e
2 ,
再令m=e
t∈[
1
e ,e),可得:y =
m
m
2+e
2 =
1
m+e
2
m
,
由对勾函数的单调性,可知y =m+e
2
m 在[
1
e ,e)上单调递减,
所以当m=e时,y =m+e
2
m 取得最小值2e,
所以y =
m
m
2+e
2的最大值为1
2e ,也即y =e
sin x
e
2sin x+e
2 的最大值为1
2e ,
所以f (x)的最大值为1
2e,
故选:A.
【题型3 函数的奇偶性的综合应用】
【例3】(2025·四川泸州·模拟预测)已知f (x)= a−2
x
2
x +1−2
是奇函数,则a=( )
A.2
B.−2
C.1
D.−1
【答案】D
【解题思路】由奇函数性质可得f (−1)=−f (1),列方程求a,再检验所得结果即可.
【解答过程】由2
x +1−2≠0,可得x +1≠1,所以x≠0,
所以f (x)的定义域为{x∣x≠0),
因为f (x)= a−2
x
2
x +1−2
是奇函数,所以f (−1)=−f (1),
又f (−1)= 1
2 −a,f (1)= a−2
2
,
所以1
2 −a=−a−2
2
,解得a=−1.
当a=−1时,f (x)= −1−2
x
2
x +1−2
=−
2
x+1
2(2
x−1),
函数f (x)的定义域为{x∣x≠0),定义域关于原点对称,
f (−x)=−
2
−x+1
2(2
−x−1)
=−
1+2
x
2(1−2
x)
=−f (x),所以此时f (x)是奇函数
故选:D.
【变式3-1】(2025·四川成都·模拟预测)设f ( x)是定义在R上的奇函数,且当x>0时,f ( x)=2
x−3,则
f (−2)=( )
A.1
B.1
4
C.-1
D.−11
4
【答案】C
【解题思路】由函数的奇偶性知f (−2)=−f (2),代入相应解析式计算即可.
【解答过程】因为 f ( x)是定义在R上的奇函数,且当x>0时,f ( x)=2
x−3,
f (−2)=−f (2)=−(2
2−3)=−1.
故选:C.
【变式3-2】(2025·重庆·三模)已知函数y = f ( x +1)是R 上的偶函数,对任意x1, x2∈[1,+ ∞),且
x1≠x2都有
f ( x1)−f ( x2)
x1−x2
>0,若a= f (log36),b= f (lne
❑√2 ),c = f (e
ln 4
2 ),则a,b,c的大小关系是
( )
A.b<a<c
B.a<b<c
C.c<b<a
D.b<c<a
【答案】A
【解题思路】根据题意,得到函数y = f ( x)在(1,+∞)上单调递增,于是可得ln(2−lne
❑√2 )= ln(e
❑√2 ),
利用幂和对数的运算性质和换底公式,以及对数函数的单调性化简比较得1<2−lne
❑√2 <log36<e
ln 4
2 =2,
再由y = f ( x)的单调性即可判断.
【解答过程】因函数y = f ( x +1)是R 上的偶函数,则y = f ( x)的图象关于直线x =1对称,
因对任意x1, x2∈[1,+∞),且x1≠x2都有
f ( x1)−f ( x2)
x1−x2
>0,即函数y = f ( x)在(1,+ ∞)单调递增.
因1<log36= log32+1<2,1<2−lne
❑√2 = ln(❑√2e)= 1
2 ln 2+1<2,e
ln 4
2 =e
ln2=2,
由log32−1
2 ln 2= ln 2
ln3 −1
2 ln 2= ln 2( 1
ln3 −1
2 )>0,可得1<2−lne
❑√2 <log36<e
ln 4
2 =2,
又由对称性可得:ln(2−lne
❑√2 )= ln(e
❑√2 ),
故再由单调性,可得ln(2−lne
❑√2 )= ln(e
❑√2 )<f (log36)<f (e
ln 4
2 ),即b<a<c.
故选:A.
【变式3-3】(2025·湖南长沙·三模)已知函数f ( x)和g( x)的定义域均为R,且y = f (4 + x)为偶函数,
y = g( x + 4)+1为奇函数,若∀x∈R,均有f ( x)+ g( x)= x
2+1,则f (7)⋅g(7)=( )
A.575
B.598
C.621
D.624
【答案】C
【解题思路】由题意有f (4−x)= f (4+ x),g(4−x)+ g(4+ x)=−2,利用f ( x)+ g( x)= x
2+1,即可解得
g(x),进而得f (7),即可求解.
【解答过程】由y = f (4+ x)为偶函数有f (4−x)= f (4+ x),又y = g( x + 4)+1为奇函数,
所以g(−x + 4)+1=−[g(x + 4)+1),即g(4−x)+ g(4+ x)=−2,
因为f ( x)+ g( x)= x
2+1,所以{
f (4−x)+ g(4−x)=(4−x)
2+1
f (4 + x)+ g(4 + x)=(4 + x)
2+1
f (4−x)= f (4 + x)
)
⇒g(4−x)−g(4+ x)=−16 x,
又g(4−x)+ g(4 + x)=−2,解得g(4+ x)=8 x−1,即g(x)=8 x−33,
所以g(7)=8×7−33=23,又f (7)+ g(7)=7
2+1=50,
所以f (7)=50−g(7)=50−23=27,
所以f (7)⋅g(7)=23×27=621,
故选:C.
【题型4 函数的图象问题】
【例4】(2025·安徽合肥·模拟预测)函数f ( x)=(|4−x
2)−4)ln(4−x
2)的图象大致为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解题思路】根据函数解析式确定函数的图像性质,进而确定.
【解答过程】由已知,f (x)定义域为(−2,2),且f (−x)= f (x),
所以函数f (x)为偶函数,
故f (x)图象关于y轴对称,
又f (0)=0,排除B,D 选项;
当x→2时,f (x)>0,排除C,故A 正确.
故选:A.
【变式4-1】(2025·天津·二模)函数f (x)的部分图象如图所示,则f (x)的解析式可能为( )
A.f (x)=e
x−e
−x
cos x
B.f (x)=e
x+e
−x
cos x
C.f (x)=e
x−e
−x
sin x
D.f (x)=e
x+e
−x
sin x
【答案】A
【解题思路】通过观察图象,根据函数的奇偶性和定义域即可用排除法进行作答.
【解答过程】根据图象可以看出,函数的定义域不包括± π
2 ,
这说明函数在这两个点上无意义,而选项C,D 的定义域包括± π
2 ,所以排除C,D.
由图象可以看出,函数关于原点对称,是奇函数,而选项B 中,
因为f (−x)= e
−x+e
x
cos x = f (x),说明选项B 中的函数为偶函数,不符合图象,所以排除.
故选:A.
【变式4-2】(2025·安徽·三模)函数f (x)= x
3+sin x
e
x+e
−x
的图象大致是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解题思路】利用奇偶性和f (π)的正负,排除错误选项,得到正确选项.
【解答过程】f (x)的定义域是R,
因为f (−x)= (−x)
3+sin (−x)
e
−x+e−(−x)
= −x
3−sin x
e
−x+e
x
=−f (x),所以f (x)是奇函数,排除CD,
因为f (π)=π
3+ sinπ
e
π+e
−π =π
3
e
π+e
−π >0,排除B,
故选:A.
【变式4-3】(2025·四川南充·三模)函数f (x)的图象如图所示,则f (x)的解析式可能为( )
A.f (x)= 10cos x
x
2+1
B.f (x)= 10sin x
x
2+1
C.f (x)= 10(e
x+e
−x)
x
2+2
D.f (x)= 10(e
x−e
−x)
x
2+2
【答案】B
【解题思路】依题意可得f (x)为奇函数,即可排除A、C,由函数在x>0上的函数值的特征排除D,即可
得解.
【解答过程】由图可知f (x)的图象关于原点对称,则f (x)为奇函数,
对于A :f (x)= 10cos x
x
2+1
定义域为R,定义域关于原点对称,f (−x)= 10cos(−x)
(−x)
2+1
= 10cos x
x
2+1
= f (x),
所以f (x)= 10cos x
x
2+1 为偶函数,不符合题意,故A 错误;
对于C:f (x)= 10(e
x+e
−x)
x
2+2
定义域为R,定义域关于原点对称,
f (−x)= 10(e
−x+e
x)
(−x)
2+2
= 10(e
x+e
−x)
x
2+2
= f (x),
所以f (x)= 10(e
x+e
−x)
x
2+2
为偶函数,不符合题意,故C 错误;
对于D:f (x)= 10(e
x−e
−x)
x
2+2
定义域为R,定义域关于原点对称,
f (−x)= 10(e
−x−e
x)
(−x)
2+2
=−10(e
x−e
−x)
x
2+2
=−f (x),
所以f (x)= 10(e
x−e
−x)
x
2+2
为奇函数,
当x>0时,e
x>e
−x>0,x
2+2>0,所以f (x)>0恒成立,不符合题意,故D 错误;
故利用排除法可知选项B 符合题意.
故选:B.
【题型5 对称性与周期性的综合应用】
【例5】(2025·河北邢台·三模)已知定义在R上的函数f ( x)满足f ( x +2)为偶函数,f (4 + x)=−f (4−x)
,则下列说法错误的是( )
A.f ( x)的图象关于(4,0)中心对称
B.f ( x)的周期为8
C.f (2025)= f (1)
D.当x∈[0,2]时,f ( x)= x
2−2 x,则f (7)的值为−1
【答案】D
【解题思路】根据题意推理论证周期性、奇偶性、对称性逐一求解判断各项
【解答过程】因为f (4 + x)=−f (4−x),所以f ( x)的图象关于(4,0)中心对称,故A 正确;
因为f ( x +2)为偶函数,所以f (−x +2)= f ( x +2)
所以f ( x)= f (4−x),又因为f (4 + x)=−f (4−x),
所以f ( x)=−f (4+ x),所以f (4+ x)=−f (8+ x),
所以f ( x)= f (8+ x),所以f ( x)的一个周期为8,故B 正确;
f (2025)= f (253×8+1)= f (1),故C 正确;
由f (4+ x)=−f (4−x),得f (7)= f (4 +3)=−f (1),
又当x∈[0,2]时,f ( x)= x
2−2 x,所以f (1)=1
2−2×1=−1,即f (7)=1,故D 错误.
故选:D.
【变式5-1】(2025·吉林·模拟预测)已知定义域为R 的奇函数f ( x)满足f ( x)+ f (2−x)=2,则( )
A.f (2)=0
B.f (10)=10
C.f ( x)的最小正周期为2
D.x =1是曲线y = f ( x)的一条对称轴
【答案】B
【解题思路】根据奇函数的性质以及所给等式变形,结合对称性和周期性定义,赋值计算,对各选项逐一
进行分析判断.
【解答过程】对于A 选项,已知f ( x)是定义域为R的奇函数,则f (0)=0.
令x =0,代入f ( x)+ f (2−x)=2可得:f (0)+ f (2)=2,将f (0)=0代入得0+ f (2)=2,即f (2)=2,所以
A 选项错误.
对于B 选项,因为f ( x)是奇函数,则f (−x)=−f ( x).
由f ( x)+ f (2−x)=2可得f ( x)=2−f (2−x).
用−x代替x可得f (−x)+ f (2+ x)=2,又因为f (−x)=−f ( x),所以−f ( x)+ f (2+ x)=2,即
f ( x +2)=2+ f ( x).
那么f ( x + 4)=2+ f ( x +2)=2+2+ f ( x)= 4+ f ( x).
同理f ( x +6)=2+ f ( x + 4)=2+ 4+ f ( x)=6+ f ( x).
f ( x +8)=2+ f ( x +6)=2+6+ f ( x)=8+ f ( x).
f ( x +10)=2+ f ( x +8)=2+8+ f ( x)=10+ f ( x).
令x =0,则f (10)=10+ f (0)=10+0=10,所以B 选项正确.
对于C 选项,由f ( x +2)=2+ f ( x)可知f ( x +2)≠f ( x),所以f ( x)的最小正周期不是2,C 选项错误.
对于D 选项,由f (0)=0≠2= f (2),得x =1不是曲线y = f ( x)的对称轴,D 选项错误.
故选:B.
【变式5-2】(2025·辽宁·三模)已知定义在R 上的函数f ( x)满足f (2 x +1)为奇函数,且f ( x)的图象关于
直线x =2对称,则∑
i=1
2025
❑f (i)=( )
A.−1
B.0
C.1
D.2
【答案】B
【解题思路】通过已知条件推导出函数的对称中心、对称轴,进而得出函数的周期,再利用周期的性质计
算给定求和式的值.
【解答过程】由f (2 x +1)为奇函数,得f (−2 x +1)+ f (2 x +1)=0,
所以f ( x)图象的对称中心为(1,0),令x =0⇒f (1)=0
由f ( x)的图象关于直线x =2对称,得f (2+ x)= f (2−x),
由{
f ( x)+ f (2−x)=0,
f (2+ x)= f (2−x),)得f ( x +2)=−f ( x),所以f ( x + 4)=−f ( x +2)= f ( x),
则f ( x)的一个周期为4,则f (1)+ f (3)=0,f (2)+ f (4)=0,
则∑
i=1
2025
❑f (i)=506×[ f (1)+ f (2)+ f (3)+ f (4)]+ f (2025)=506×[ f (1)+ f (2)+ f (3)+ f (4)]+ f (1)=0
.
故选:B.
【变式5-3】(2025·全国·模拟预测)已知函数f (x),g(x)的定义域均为R,且f (1−x)+ g(x)=3,
g(3−x)−f (x)=1,y = g(x)的图象关于直线x =1对称,当x∈[0,1)时,f (x)= x
2+1,则
f (2024)+ g(2026)=( )
A.1
B.3
C.4
D.2025
【答案】B
【解题思路】在f (1−x)+ g(x)=3中用1−x代换x得f (x)+ g(1−x)=3,结合g(3−x)−f (x)=1得
g(x)+ g(x +2)= 4,即可得出函数g(x)的周期,进而得出函数f (x)的周期,根据y = g(x)的对称性求出
g(0),g(2)的值,结合函数周期即可求得结果.
【解答过程】由f (1−x)+ g(x)=3,得f (x)+ g(1−x)=3,又因为g(3−x)−f (x)=1,
所以g(1−x)+ g(3−x)= 4,故g(x)+ g(x +2)= 4,g(x +2)+ g(x + 4)= 4,
所以g(x + 4)= g(x),所以g(x)是以4 为周期的周期函数,
由f (x)+ g(1−x)=3,得f (x)=3−g(1−x),所以
f (x + 4)=3−g(1−(x + 4))=3−g((1−x)−4)=3−g(1−x)= f (x),
所以f (x)也是以4 为周期的周期函数,
因为当x∈[0,1)时,f (x)= x
2+1,所以f (0)=1.
因为y = g(x)的图象关于直线x =1对称,所以g(0)= g(2).
又因为g(0)+ g(2)= 4,所以g(2)=2,所以f (2024)+ g(2026)= f (0)+ g(2)=1+2=3.
故选:B.
【题型6 类周期函数】
【例6】(2024·云南昆明·二模)定义“函数y = f (x)是D上的a级类周期函数” 如下: 函数
y = f (x), x∈D,对于给定的非零常数 a,总存在非零常数T,使得定义域D内的任意实数x都有
af (x)= f (x +T )恒成立,此时T为f (x)的周期. 若y = f (x)是[1,+ ∞)上的a级类周期函数,且T =1,当
x∈[1,2)时,f (x)=2 x +1,且y = f (x)是[1,+∞)上的单调递增函数,则实数a的取值范围为( )
A.[
5
6 ,+ ∞)
B.[2,+∞)
C.[
5
3 ,+∞)
D.[10,+ ∞)
【答案】C
【解题思路】由题可得f (x)=a
n−1⋅(2 x−2n+3),n∈N
∗,x∈[n,n+1),然后利用函数的单调性即得.
【解答过程】∵x∈[1,2)时,f (x)=2 x +1,
∴当x∈[2,3)时,f (x)=af ( x−1)=a(2 x−1);
当x∈[n,n+1)时,f (x)=af ( x−1)=a
2f ( x−2)=⋯=a
n−1f ( x−n+1)=a
n−1⋅(2 x−2n+3),
即x∈[n,n+1)时,f (x)=a
n−1⋅(2 x−2n+3),n∈N
∗,
∵f ( x)在[1,+∞)上单调递增,
∴a>0且a
n−1⋅(2n−2n+3)≥a
n−2⋅(2n−2n+5),
解得a≥5
3,
∴实数a的取值范围是[
5
3 ,+ ∞).
故选:C.
【变式6-1】(24-25 高一上·江西吉安·期末)设函数f (x)的定义域为R,且f (x + 4)=2f (x),当x∈(0,4)
时,f (x)=2 x
2−8 x,若对于∀x∈(−∞,t ),都有f (x)≥−3
2恒成立,则t 的取值范围是( )
A.(−∞,−7)
B.(−∞,−5)
C.(−∞,−3)
D.(−∞,−1)
【答案】A
【解题思路】由f (x + 4)=2f (x)和当x∈(0,4)时f (x)=2 x
2−8 x可以逐次推出(−4,0),(−8,−4),
(−12,−8)上的解析式,根据每个区间上的函数最小值的规律,应求x∈(−8,−4)时,函数值等于−3
2时
的自变量的值,得到满足f (x)≥−3
2的x的范围,即得t 的取值范围.
【解答过程】当x∈(0,4)时,f (x)=2 x
2−8 x =2( x−2)
2−8,f ( x)∈[−8,0];因f (x + 4)=2f (x),即
x 每增大4,对应的纵坐标都变原来的2 倍.
当x∈(−4,0)时,x + 4∈(0,4 ],故f (x + 4)=2( x +2)
2−8,则f ( x)= 1
2 f ( x + 4)=( x +2)
2−4,
f ( x)∈[−4,0] ;
当x∈(−8,−4)时,x + 4∈(−4,0],故f (x + 4)=( x +6)
2−4,则f ( x)= 1
2 f ( x + 4)= 1
2 ( x +6)
2−2,
f ( x)∈[−2,0] ;
当x∈(−12,−8)时,x + 4∈(−8,−4 ],故f (x + 4)= 1
2 ( x +10)
2−2,则
f ( x)= 1
2 f ( x + 4)= 1
4 ( x +10)
2−1,f ( x)∈[−1,0].
如图,依题意令1
2 ( x +6)
2−2=−3
2,解得x =−7或x =−5,由图知当x ≤−7时,f (x)≥−3
2恒成立,即须
使(−∞,t ]⊆(−∞,−7],故得: t ∈(−∞,−7).
故选:A.
【变式6-2】(2025·江西新余·一模)若函数y = f ( x),x∈M对于给定的非零实数a,总存在非零常数T
,使得定义域M内的任意实数x,都有af ( x)= f ( x +T )恒成立,此时T为f ( x)的假周期,函数y = f ( x)是
M上的a级假周期函数,若函数y = f ( x)是定义在区间[0,+ ∞)内的3 级假周期函数且T =2,当
x∈[0,2),f ( x)={
1
2 −2 x
2,0≤x ≤1
f (2−x),1< x<2)
,函数g( x)=−2ln x + 1
2 x
2+ x +m,若∃x1∈[6,8),
∃x2∈(0,+∞)使g( x2)−f ( x1)≤0成立,则实数m的取值范围是( )
A.(−∞, 13
2 ]
B.(−∞,12)
C.(−∞,39)
D.[12,+∞)
【答案】C
【解题思路】题目主要考查了函数的性质和最值的求法,可以通过∃x1∈[6,8),∃x2∈(0,+ ∞)使
g( x2)−f ( x1)≤0成立先将问题转化为g( x)min≤f ( x)max,从而分别求f ( x)max和g( x)min,又因为函数
f ( x)为定义在区间[0,+∞)内的3 级假周期函数且T =2,所以可以通过图像分析出函数f ( x)在[6,8)的最
大值,而对于函数g( x)=−2ln x + 1
2 x
2+ x +m,可以通过求导的方式求得函数的单调性,从而求出函数
g( x)的最小值,并通过g( x)min≤f ( x)max求得m的取值范围.
【解答过程】根据题意,对于函数f ( x),当x∈[0,2)时,f ( x)={
1
2 −2 x
2,0≤x ≤1
f (2−x),1< x<2)
,
所以当0≤x ≤1时,f ( x)= 1
2 −2 x
2,有最大值f (0)= 1
2,最小值f (1)=−3
2,
当1< x<2时,f ( x)= f (2−x),函数f ( x)的图象关于直线x =1对称,则此时有−3
2 <f ( x)< 1
2,
而∃x1∈[6,8),∃x2∈(0,+ ∞)使g( x2)−f ( x1)≤0成立可以转化为g( x)min≤f ( x)max
又由函数y = f ( x)是定义在区间[0,+ ∞)内的3 级假周期函数,且T =2;
则当x∈[6,8),3 f ( x)= f ( x +2),即f ( x)=3
3 f ( x −6),则有−81
2 ≤f ( x)≤27
2 ,
所以当x∈[6,8)时,f (8)=27 f (2)=81f (0)= 81
2 ,
则函数f ( x)在区间[6,8)上的最大值为f (8)= 81
2 ;
对于函数g(x)=−2ln x + 1
2 x
2+ x +m ,有g
′( x)= ( x−1)( x +2)
x
所以在(0,1)上,g
′( x)<0,函数g( x)为减函数,
在(1,+∞)上,g
′( x)>0,函数g( x)为增函数,
则函数g( x)在(0,+∞)上的最小值为g(1)= 3
2 +m,
而问题转化为g( x)min≤f ( x)max,即3
2 +m≤81
2 ,得到m范围为(−∞,39).
故选:C.
【变式6-3】(2025·安徽合肥·模拟预测)定义在R上的函数f (x)满足f (x +1)= 1
2 f (x),且当x∈[0,1)时,
f (x)=1−|2 x−1).当x∈[m,+∞)时,f (x)≤3
32,则m的最小值为( )
A.27
8
B.29
8
C.13
4
D.15
4
【答案】B
【解题思路】
根据已知计算出f (x)= 1
2
n [1−|2 x−(2n+1)))≤1
2
n,画出图象,计算f (x)= 3
32,解得x = 29
8 ,从而求出m
的最小值.
【解答过程】由题意得,当x∈[1,2)时,故f (x)= 1
2 f (x−1)= 1
2 (1−|2 x−3)),
当x∈[2,3)时,故f (x)= 1
2 f (x−1)= 1
4 (1−|2 x−5))…,
可得在区间[n,n+1)(n∈Z)上,f (x)= 1
2
n [1−|2 x−(2n+1)))≤1
2
n,
所以当n≥4时,f (x)≤3
32,作函数y = f (x)的图象,如图所示,
当x∈[
7
2 ,4)时,由f (x)= 1
8 (1−|2 x−7))= 3
32 ,|2 x−7)= 1
4 , x = 29
8 ,则m≥29
8 ,
所以m的最小值为29
8
故选:B.
【题型7 抽象函数的性质及其应用】
【例7】(2025·黑龙江大庆·模拟预测)函数f (x)的定义域为R,且对任意的实数x,都有
f (x)= f (x−2)−f (4−x),且f (0)=2,则下列说法错误的是( )
A.f (x)为偶函数
B.f (x)为周期函数且周期为12
C.f (4)=−1
D.∑
i=1
25
f (2i)=2
【答案】D
【解题思路】用x +2代替x,可得f (2+ x)+ f (2−x)= f (x),可判断C;用−x替换x,结合偶函数的性质可
得A 正确;用x +2替换x,结合偶函数的性质可得B 正确;由函数的周期性可得D 错误.
【解答过程】因为f (x)= f (x−2)−f (4−x),用x +2代替x,可得f (2+ x)+ f (2−x)= f (x),
令x =0,得f (0)=2f (2)=2,即f (2)=1,
令x =2,得f (4)+ f (0)= f (2),所以f (4)= f (2)−f (0)=1−2=−1,C 正确;
用−x替换x,可得f (2−x)+ f (2+ x)= f (−x),所以f (x)= f (−x),
所以函数f (x)为偶函数,A 正确;
用x +2替换x,可得f (4+ x)+ f (−x)= f (x +2),
所以f (4+ x)+ f (x)= f (x +2),所以f (x)= f (x +2)−f (x + 4),
所以f (x +2)= f (x + 4)−f (x +6),即f (x +6)=−f (x).
所以f (x +12)=−f (x +6)= f (x),
故f (x)是以12 为周期的周期函数,B 正确;
f (6)=−f (0)=−2,
所以f (6)= f (4)−f (−2)= f (4)−f (2)=−1−1=−2;
f (8)=−f (2)=−1,f (10)=−f (4)=1,f (12)=2,
所以∑
i=1
25
f (2i)= 4[1+(−1)+(−2)+(−1)+1+2)+1=1,D 错误.
故选:D.
【变式7-1】(2025·江西九江·一模)定义在R上的函数f (x)满足:①对任意x∈R,都有
f (2+ x)= f (1)−f (−x);②f (2 x)的图象关于直线x =1对称:③f (2)=1,f(
3
2)=
❑√2
2 .则下列说法正确的
是( )
A.f (x +2)是奇函数
B.f (x +1)是偶函数
C.f(−1
2)=−
❑√2
2
D.∑
k =1
2025
f(
k
2)=0
【答案】C
【解题思路】根据对称性可得f (x)的图象关于(1,0)对称,直线x =2对称,且以以4 为周期的周期函数,即
可根据函数图象的平移,结合奇偶性的定义求解.
【解答过程】令x =−1,得f (2−1)= f (1)−f (1)=0,即f (1)=0,∴f (2+ x)+ f (−x)=0,故函数f (x)的图
象关于(1,0)对称.
又∵f (2 x)的图象关于直线x =1对称,故f (2 x)= f (2(2−x))= f (4−2 x),∴f (x)的图象关于直线x =2对
称.
f (x)= f (4−x)=−f (−2+ x)= f (x−4),∴f (x)是以4 为周期的周期函数.
对于A,f (x +2)的图象是将f (x)的图象向左平移2 个单位,故f (x +2)的图象关于y轴对称,f (x +2)是偶
函数,故A 错误;
对于B,f (x +1)的图象是将f (x)的图象向左平移1 个单位,故f (x +1)的图象关于原点对称,f (x +1)是奇
函数,故B 错误;
对于C,由f (2+ x)+ f (−x)=0,得f(−1
2)+ f(
5
2)=0;由f (−x +2)= f (x +2),得f(
3
2)= f(
5
2),
∴f(−1
2)=−f(
3
2)=−
❑√2
2 ,故C 正确;
对于D,依题意,得f(
1
2)=−
❑√2
2 ,f (1)=0,f(
3
2)=
❑√2
2 ,f (2)=1,f(
5
2)=
❑√2
2 ,f (3)=0,f(
7
2)=−
❑√2
2 ,
f (4)=−1,∴∑
k =1
8
f(
k
2)=0,∴∑
k =1
2025
f(
k
2)= f(
1
2)=−
❑√2
2 ,故D 错误.
故选:C.
【变式7-2】(2025·福建龙岩·模拟预测)已知函数f ( x)的定义域为Z,且满足
f ( x)+ f ( y)= f ( x + y)−2 xy +2,f (1)=2,则下列结论正确的是( )
A.f (4)=12
B.方程f ( x)= x有解
C.f(x + 1
2)是偶函数
D.f(x−1
2)是偶函数
【答案】C
【解题思路】对于A,分别取x = y =1,x = y =2代入即可判断; 取y =1,得到f ( x +1)−f ( x)=2 x,利
用累加法求出f (x),对于B,验证判别式即可;对于CD,分别利用二次函数求出对称轴验证即可.
【解答过程】对于A,因为函数f ( x)的定义域为Z,且满足f ( x)+ f ( y)= f ( x + y)−2 xy +2,f (1)=2,
取x = y =1,得f (1)+ f (1)= f (2)−2+2,则f (2)= 4,
取x = y =2,得f (2)+ f (2)= f (4)−2×2×2+2,则f (4)=14,故A 错误;
取y =1,f ( x)+ f (1)= f ( x +1)−2 x +2,则f ( x +1)−f ( x)=2 x,
所以f ( x)−f ( x−1)=2(x−1),f ( x−1)−f ( x−2)=2(x−2),⋯,f (2)−f (1)=2,
将以上各式相加,得f (x)−f (1)=
(x−1)[2(x−1)+2)
2
= x
2−x,
又因为f (1)=2,
所以f (x)= x
2−x +2,
对于B,令f ( x)= x,则x
2−x +2= x,即x
2−2 x +2=0,
因为Δ= 4−4×2<0,所以方程无解,故B 错误;
对于C,f(x + 1
2)=(x + 1
2)
2
−(x + 1
2)+2= x
2+ 7
4 ,
其对称轴为x =0,故C 正确;
对于D,f(x−1
2)=(x−1
2)
2
−(x−1
2)+2= x
2−2 x + 11
4 ,
其对称轴为x =1,故D 错误.
故选:C.
【变式7-3】(2025·辽宁抚顺·一模)已知定义域为{x|x≠0))的函数f (x)满足
f (x + y)[f (x)+ f ( y))= f (x)f ( y),f (1)=2,且当x∈(0,+∞)时,f (x)>0恒成立,则下列结论正确的是
( )
A.f(
2
3)=6
B.f (2 x)=2f (x)
C.f (x)为奇函数
D.f (x)在区间(0,+∞)是单调递增函数
【答案】C
【解题思路】赋值法可判断A,利用奇偶函数的定义及赋值法判断BC,由函数的特例可判断D.
【解答过程】令x = y = 1
3,则f(
2
3)[f(
1
3)+ f(
1
3))= f(
1
3)f(
1
3),
所以2f(
2
3)f(
1
3)= f
2(
1
3),因为当x∈(0,+∞)时,f (x)>0,
所以2f(
2
3)= f(
1
3),
令x = 2
3 ,y = 1
3,所以f (1)[f(
2
3)+ f(
1
3))= f(
2
3)f(
1
3),
即2[f(
2
3)+2f(
2
3))=2f
2(
2
3),解得:f(
2
3)=3,故A 错误;
由题意,函数f (x)的定义域为(−∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,
令y =−2 x,则f (x−2 x)[f (x)+ f (−2 x))= f (x)f (−2 x),即f (−x)[f (x)+ f (−2 x))= f (x)f (−2 x)
令−x代换x , y,则f (−x−x)[f (−x)+ f (−x))= f (−x)f (−x),即2f (−2 x)f (−x)= f (−x)f (−x),
所以2f (−2 x)= f (−x),令−x代换x,所以2f (2 x)= f (x),故B 错误;
由将2f (−2 x)= f (−x)代入f (−x)[f (x)+ f (−2 x))= f (x)f (−2 x),
可得f (−x)[f (x)+ f (−x)
2 )= f (x) f (−x)
2
,化简可得f (−x)=−f (x),
所以f ( x)为奇函数,故C 正确;
令x = y =1,则f (2)[f (1)+ f (1))= f (1)f (1),解得:f (2)=1,f (1)=2>f (2)=1,故D 错误.
故选:C.
【题型8 函数性质的综合应用】
【例8】(2025·山东德州·三模)已知函数f ( x)是定义在R上的增函数,且f ( x +1)−2为奇函数,对任意
的a∈[−3,2],不等式f (2a+t )+ f (a
2−1)≤4恒成立,则实数t的取值范围是( )
A.(−∞,−5]
B.(−∞,0]
C.[0,+∞)
D.[−5,+∞)
【答案】A
【解题思路】设g(x)= f (x +1)−2,把f (2a+t )+ f (a
2−1)≤4转化成g(2a+t −1)+ g(a
2−2)≤0,再结合
函数g(x)的奇偶性,把不等式转化成g(2a+t −1)≤g(2−a
2),再结合g(x)的单调性,得到
2a+t −1≤2−a
2,分离参数,根据二次函数的性质,可求实数t的取值范围.
【解答过程】令g(x)= f (x +1)−2,则f (x)= g(x−1)+2,
由f (2a+t )+ f (a
2−1)≤4,
可得g(2a+t −1)+2+ g(a
2−1−1)+2≤4,
即g(2a+t −1)+ g(a
2−2)≤0,
又因为g(x)为奇函数,所以g(2a+t −1)≤−g(a
2−2)= g(2−a
2).
因为f (x)是定义在R上的增函数,所以g(x)也是定义在R上的增函数,
故2a+t −1≤2−a
2,即t ≤−a
2−2a+3=−(a+1)
2+ 4恒成立.
因为a∈[−3,2],所以−(a+1)
2+ 4的最小值为−(2+1)
2+ 4 =−5,
所以t ≤−5,即实数t的取值范围是(−∞,−5].
故选:A.
【变式8-1】(2025·重庆·三模)已知定义域为 R 的连续函数 f (x) 满足: ① f (x +6) 为偶函数; ②
∀x∈R,f (2+ x)+ f (4−x)=0 ; ③ ∀x1, x2∈(0,3), f (x1)−f (x2)
x1−x2
>0 . 则 f (2),f (5),f (121)
的大小顺序为( )
A.f (2)<f (5)<f (121)
B.f (2)<f (121)<f (5)
C.f (121)<f (2)<f (5)
D.f (5)<f (2)<f (121)
【答案】C
【解题思路】根据①得∴f ( x)关于直线x =6对称,再得其f ( x)关于点(3,0)对称,则得到其周期性,再利
用其单调性即可比较大小.
【解答过程】由①,有f ( x +6)= f (−x +6),∴f ( x)关于直线x =6对称;
由②,令t =2+ x,则x =t −2,有f (6−t )=−f (t ),∴f ( x)关于点(3,0)对称;
则f (6−x)=−f ( x),又因为f (−x +12)= f ( x),则f (6−x)=−f (−x +12),
则f ( x)=−f ( x +6),则f ( x +6)=−f ( x +12),则f ( x)= f ( x +12),
则f ( x)的周期为12,故f (121)= f (1);
由③,知f ( x)在(0,3)单调递增,∵f ( x)关于点(3,0)对称,
∴f ( x)在(3,6)单调递增,又∵f ( x)在R上连续,
∴f ( x)在(0,6)单调递增,故有f (1)<f (2)<f (5),
即f (121)<f (2)<f (5).
故选:C.
【变式8-2】(2025 高三上·四川成都·专题练习)已知函数f (x),g(x)的定义域均为R ,f (x)为偶函数,且
f (x)+ g(2−x)=1,g(x)−f (x−4)=3,下列说法正确的有( )
A.函数g(x)的图象关于x =1对称
B.函数f (x)的图象关于(−1,−2)对称
C.函数f (x)是以4 为周期的周期函数
D.函数g(x)是以6 为周期的周期函数
【答案】C
【解题思路】根据题中所给条件可判断g(x)关于x =2和x = 4对称,进而得g(x)的周期性,结合g(x)的周
期性和f (x)的奇偶性即可判断f (x)的周期性,结合选项即可逐一求解.
【解答过程】由f (x)+ g(2−x)=1得f (−x)+ g(2+ x)=1,又f (x) 为偶函数,所以
f (x)= f (−x) ,进而可得g(2−x)= g(2+ x);因此可得g(x)的图象关于x =2对称,
又g(x)−f (x−4)=3可得g(8−x)−f (4−x)=3,结合f (x) 为偶函数,所以g(x)= g(8−x),故g(x)的图
象关于x = 4对称,
因此g(x)= g(4−x)= g(4+ x) ,所以g(x)是以4 为周期的周期,故D 错误,
由于f (x−2)= g(x +2)−3= g(2−x)−3=1−f (x)−3⇒f (x)=−f (x−2)−2,所以f (−x)+ f (x−2)=−2
且f (x)=−f (x −2)−2=−[−f (x −4)−2)−2= f (x −4),
因此f (x)的图象关于(−1,−1)对称,函数f (x)是以4 为周期的周期函数,故C 正确,B 错误,
根据f (x)是以4 为周期的周期函数,由f (x)+ g(2−x)=1,g(x)−f (x−4)=3得g(x)+ g(2−x)= 4,所以
数g(x)的图象关于(1,2)对称,故A 错误,
故选:C.
【变式8-3】(2025·重庆·模拟预测)已知函数y = f ( x)的定义域是(−∞,0)∪(0,+ ∞),对任意的x1,
x2∈(0,+ ∞),x1≠x2,都有
x2f (x2)−x1f (x1)
x2−x1
>0,若函数y = f (x +1)的图象关于点(−1,0)成中心对称,
且f (1)= 4,则不等式f (x)> 4
x 的解集为( )
A.(−1,0)∪(0,1)
B.(−1,0)∪(1,+∞)
C.(−∞,−1)∪(0,1)
D.(−∞,−1)∪(1,+ ∞)
【答案】B
【解题思路】由题意,构造函数g( x)= xf ( x),判断函数g( x)的奇偶性和单调性,结合函数的奇偶性和单
调性解不等式即可.
【解答过程】由函数y = f ( x +1)图象关于点(−1,0)中心对称,知函数f ( x)图象关于点(0,0)中心对称,
所以f ( x)为奇函数.
令g( x)= xf ( x),则g(−x)=−xf (−x)= xf ( x)= g( x),所以g( x)为偶函数,
对于∀x1, x2∈(0,+ ∞),有
g( x2)−g( x1)
x2−x1
>0( x1≠x2),所以g( x)在(0,+∞)上单调递增,
所以g( x)在(−∞,0)上单调递减.
由f (1)= 4,得g(1)= 4,g(−1)= 4,
当x>0时,f ( x)> 4
x 变形为xf ( x)>4,即g( x)>g(1),解得x>1;
当x<0时,f ( x)> 4
x 变形为xf ( x)<4,即g( x)<g(−1),解得−1< x<0,
综上,不等式f ( x)> 4
x 的解集为(−1,0)∪(1,+∞).
故选:B.
一、单选题
1.(2025·广东惠州·模拟预测)已知函数f (x)的定义域为R ,f (x +2)为偶函数,f (x +1)为奇函数,则
( )
A.f(−1
2)=0
B.f (−1)=0
C.f (2)=0
D.f (4)=0
【答案】B
【解题思路】根据题意可推出函数f (x)的周期,结合赋值法可确定f (−1)=0,判断B,其余选项结合赋
值,无法确定,即可判断正确.
【解答过程】因为函数f (x +2)为偶函数,则f (2+ x)= f (2−x),可得f (x +3)= f (1−x),
因为函数f (x +1)为奇函数,则f (1−x)=−f (x +1),
所以f (x +3)=−f (x +1),即得f (x +2)=−f (x),
即f (x + 4)= f (x),故函数f (x)是以4 为周期的周期函数,
对于f (1−x)=−f (x +1),令x =0,则f (1)=−f (1)⇒f (1)=0,
对于f (x +2)=−f (x),令x =−1,则f (−1)=−f (1)=0,B 正确;
由题意可知f(−1
2)=−f(
3
2)=−f(
5
2),无法推出f(−1
2)=0,A 错误,
又f (2)=−f (0),f (4)= f (0),而f (0)是否为0 不确定,故CD 错误,
故选:B.
2.(2025·河北·模拟预测)已知f (x)= x
2−mx,g(x)=(x +m)e
x,两个函数图象至少有一个在区间(−1,2)
上不单调,则m的取值范围是( )
A.(−2,4)
B.(−3,0)
C.(−3,−2)
D.(−3,4)
【答案】D
【解题思路】利用二次函数的性质,求得函数f (x)在(1,2)上不单调时,求得m的取值范围,再由导数求得
函数g(x)在(1,2)上不单调时,求得m的取值范围,进而得到答案.
【解答过程】由函数f (x)= x
2−mx的对称轴为x = m
2 ,
若f (x)在(1,2)上不单调,则满足−1< m
2 <2,解得−2<m<4;
又由函数g(x)=(x +m)e
x,可得g
′ (x)=(x +m+1)e
x,
若g(x)在(−1,2)上不单调,则满足−1<−m−1<2,解得−3<m<0,
所以两个函数图象至少有一个在区间(−1,2)上不单调,则有−2<m<4或−3<m<0,
可得−3<m<4,所以实数m的取值范围为(−3,4).
故选:D.
3.(2025·天津河北·模拟预测)已知函数y = f (x)是定义在R 上的奇函数,则下列函数中为奇函数的是
( )
A.y = f (|x))
B.y = f (x
2)
C.y = x⋅f (x)
D.y = f (x)+ x
【答案】D
【解题思路】利用函数奇偶性的定义判断可得结论.
【解答过程】因为f (x)的定义域为R,又因为f (|−x|)= f (| x|),所以y = f (| x|)是偶函数,不符合题
意;
令F (x)= f ( x
2),则F (−x)= f (x
2)= F (x),所以F (x)是偶函数,不符合题意;
令M (x)= x⋅f (x),则M (−x)=−x⋅f (−x)= x⋅f (x)= M (x),所以M (x)是偶函数,不符合题意;
令N (x)= f (x)+ x,则N (−x)= f (−x)−x =−f (x)−x =−[f (x)+ x)=−N (x),所以N (x)是奇函数,符合
题意.
故选:D.
4.(2025·河北邢台·三模)函数f ( x)=e
x
x
2 −1
x 的部分图象大致是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解题思路】法一,利用特殊值排除;法二,求导得出f ( x)在(−∞,0),(2,+∞)上单调递增也可.
【解答过程】解法一:因为函数f ( x)的定义域为(−∞,0)∪(0,+∞),故排除A;
f (1)=e−1,f (−1)= 1
e +1,所以f (1)≠−f (−1),f (1)≠f (−1),
故f (x)非奇非偶函数,故排除B,D.
解法二: 由题可知f
'( x)= ( x−2)e
x
x
3
+ 1
x
2 = ( x−2)e
x+ x
x
3
,
当x<0或x>2时,f
' (x)>0,则f ( x)在(−∞,0),(2,+∞)上单调递增,故ABD 错误;
故选:C.
5.(2025·云南·模拟预测)已知f (x)是定义在R 上的奇函数,且f (1)=1,若对任意的x1,x2∈(0,+ ∞)
,均有
f (x1)−f (x2)
x1−x2
>1成立,则不等式f (x−1)+1> x的解集为( )
A.(0,1)∪(2,+ ∞)
B.(−2,0)∪(2,+∞)
C.(−∞,−2)∪(0,1)
D.(−2,−1)∪(0,1)
【答案】A
【解题思路】根据
f (x1)−f (x2)
x1−x2
>1,设函数g(x)= f (x)−x,则g(x)= f (x)−x在(0,+∞)上递增,判断
g(x)= f (x)−x也是是定义在R 上的奇函数,可得g(x)= f (x)−x在(−∞,0)上递增,分类讨论列不等式求
解即可.
【解答过程】因为对任意的x1, x2∈(0,+ ∞),均有
f (x1)−f (x2)
x1−x2
>1成立,不妨设x2> x1>0,
则x1−x2<0,所以f (x1)−f (x2)< x1−x2⇒f (x1)−x1<f (x2)−x2,
令g(x)= f (x)−x,则g(x)= f (x)−x在(0,+ ∞)上递增,
因为f (x)是定义在R 上的奇函数,所以g(x)= f (x)−x是定义在R 上的奇函数,
所以g(x)= f (x)−x在(−∞,0)上递增,
不等式f (x−1)+1> x化为f (x−1)−(x−1)>0⇒g(x−1)>0,
因为f (1)=1,所以f (1)−1=0,即g(1)=0,所以g(−1)=−g(1)=0,
则{
g(x−1)>g(1)
x−1>0 ),即:{
x−1>1
x−1>0)⇒x>2,所以x>2,
或{
g(x−1)>g(−1)
x−1<0
),即:{
x−1>−1
x−1<0 )⇒0< x<1,所以0< x<1,
所以不等式f (x−1)+1> x的解集为(0,1)∪(2,+∞),
故选:A.
6.(2025·安徽合肥·模拟预测)定义域为R 的函数f ( x),其图象关于直线x =1对称,已知f ( x +2)−1为
奇函数,且f (1)=0,则∑
k =1
2025
❑f (k )=( )
A.2023
B.2024
C.2025
D.2026
【答案】B
【解题思路】根据题意有f ( x)= f (−x +2),f (−x +2)+ f ( x +2)=2,从而得f ( x)+ f ( x +2)=2,即可求
出周期,进而求出一个周期的和,利用周期即可求解.
【解答过程】由f ( x)关于x =1对称,有f ( x)= f (−x +2),
又f ( x +2)−1为奇函数,则f (−x +2)−1=−f ( x +2)+1即f (−x +2)+ f ( x +2)=2,且f (0+2)−1=0即
f (2)=1,
所以f (x)关于点(2,1)对称,且f ( x)+ f ( x +2)=2,
则f ( x +2)+ f ( x + 4)=2,作差有f ( x)= f ( x + 4),
∴f ( x)为周期函数,且周期为4,因为f (1)+ f (3)=2,f (1)=0,则f (3)=2,
因为f (0)= f (2),f (0)+ f (2)=2,则f (0)= f (2)=1,f (4)= f (0)=1,
则f (1)+ f (2)+ f (3)+ f (4)= 4,∑
k =1
2025
❑f (k )= 4×506+0=2024.
故选:B.
7.(2025·安徽蚌埠·三模)已知函数f ( x)及其导函数f
′( x)的定义域都是R,若函数f ( x)是偶函数,
f
′( x)+e
x+ x也是偶函数,且f (a)>f (3a−1),则实数a 的取值范围是( )
A.(−∞, 1
2)
B.(
1
2 ,+ ∞)
C.(
1
4 , 1
2)
D.(−∞, 1
4)∪(
1
2 ,+ ∞)
【答案】D
【解题思路】由偶函数的定义结合导数可得出f
′ (x)=−f
′ (−x),由已知可得出
f
' (x)+e
x+ x = f
' (−x)+e
−x−x,可求出f
′ (x)的表达式,利用导数分析函数f
′ (x)的单调性,可知函数f (x)
在[0,+ ∞)上为减函数,再由f (a)>f (3a−1)可得出f (|a))>f (|3a−1)),可得出关于实数a的不等式,解
之即可.
【解答过程】因为f (x)为偶函数,则f (x)= f (−x),等式两边求导可得f
′ (x)=−f
′ (−x),①
因为函数f
' (x)+e
x+ x为偶函数,则f
' (x)+e
x+ x = f
' (−x)+e
−x−x,②
联立①②可得f
' (x)=e
−x−e
x
2
−x,
令g(x)= f
′ (x),则g
' (x)= −e
x−e
−x
2
−1<0,且g
′ (x)不恒为零,
所以,函数g(x)在R上为减函数,即函数f
′ (x)在R上为减函数,
故当x>0时,f
' (x)<f
' (0)=0,所以,函数f (x)在[0,+∞)上为减函数,
由f (a)>f (3a−1)可得f (|a))>f (|3a−1)),
所以,|a)<|3a−1),整理可得8a
2−6a+1>0,解得a< 1
4 或a> 1
2.
故选:D.
8.(2025·辽宁盘锦·三模)已知定义域均为R的函数f ( x),g( x)满足f (2−x)+ f (x)=2,g(4−x)= g(x)
,g(2)=3,若f (x)= g(2+ x)+ 4,则下列说法错误的是( )
A.f ( x)的图象关于y 轴对称
B.−8为f ( x)的一个周期
C.f (2023)=−1
D.∑
k =1
22
❑f (k )=16
【答案】C
【解题思路】根据抽象函数的奇偶性和对称性,求出周期,确定对称轴,求函数值的和分别判断各个选项.
【解答过程】因为f (x)= g(2+ x)+ 4,所以f (−x)= g(2−x)+ 4,又因为g(4−x)= g(x),所以
g(2+ x)= g(2−x),所以f (x)= f (−x),所以f ( x)的图象关于y 轴对称,故A 正确;
又因为f (2−x)+ f (x)=2,所以f (−x)+ f (2+ x)=2,所以f (x)+ f (2+ x)=2,即f (2+ x)=2−f (x),
所以f (4 + x)= f [2+(2+ x))=2−f (2+ x)=2−[2−f (x))= f (x),所以T = 4,故B 正确;
在f (x)+ f (2−x)=2中,令x =1,得f (1)=1,所以f (2023)= f (3)= f (−1)= f (1)=1,故C 错误;
因为g(2)=3,所以f (0)= g(2)+ 4 =7,所以f (4)=7,所以f (2)=2−f (0)=−5,f (3)= f (−1)= f (1)=1,
故∑
k =1
22
f (k )=[ f (1)+ f (2)+ f (3)+ f (4)]×5+ f (1)+ f (2)=(1−5+1+7)×5+1−5=16,故D 正确.
故选:C.
二、多选题
9.(2025·陕西商洛·模拟预测)若函数 f (x)= x
❑√x
2−1 ,则( )
A.f (❑√3)= ❑√6
B.f ( x)的定义域为 (−∞,−1]∪[1,+∞)
C.f ( x)是奇函数
D.f ( x)的最小值为 0
【答案】ABC
【解题思路】求出函数值判断A;求出定义域判断B;由奇函数定义判断C;举例说明判断D.
【解答过程】对于A,f (❑√3)= ❑√3⋅
❑√(❑√3)
2−1= ❑√6,A 正确;
对于B,由x
2−1≥0,解得x ≤−1或x ≥1,因此f ( x)的定义域为 (−∞,−1]∪[1,+∞),B 正确;
对于C,f (−x)=−x⋅
❑√(−x)
2−1=−x
❑√x
2−1=−f ( x),f ( x)是奇函数,C 正确;
对于D,f (−❑√3)=−f (❑√3)=−❑√6<0,D 错误.
故选:ABC.
10.(2025·宁夏银川·三模)已知定义在R上的函数f (x)满足f (x)=−f(x + 3
2),f (−1)=1,f (0)=−2,且
f(x−3
4)为奇函数,则( )
A.f (x)为奇函数
B.f (x)为偶函数
C.f (x)是周期为3 的周期函数
D.f (0)+ f (1)+…+ f (30)=−2
【答案】BCD
【解题思路】由f (0)=−2可判断A,由f (x)=−f(x + 3
2),得到f (x +3)= f (x),可判断C,由
f(x−3
4)=−f(−x−3
4)和f(x−3
4)=−f(x + 3
4)可判断B,由周期性,奇偶性可判断D.
【解答过程】对于A,f (0)=−2,所以f (x)不是奇函数,错误;
对于B:因为f(x−3
4)为奇函数,
所以f(x−3
4)=−f(−x−3
4),
由f (x)=−f(x + 3
2),可得:f(x−3
4)=−f(x−3
4 + 3
2)=−f(x + 3
4),
所以−f(−x−3
4)=−f(x + 3
4),即f(−x−3
4)= f(x + 3
4),
所以f (−x)= f (x),偶函数,正确;
对于C:由f (x)=−f(x + 3
2),
可得f (x +3)=−f(x + 3
2)= f (x),所以f (x)是周期为3 的周期函数,正确;
对于D,f (2)= f (−2)= f (1)= f (−1)=1,
所以f (0)+ f (1)+ f (2)=0,
由周期性可得:f (0)+ f (1)+…+ f (30)=10[f (0)+ f (1)+ f (2))+ f (0)=−2
故选:BCD.
11.(2025·山东泰安·模拟预测)函数f ( x)对于任意的x , y ∈R,满足
f ( x−y)−f ( x + y)= f ( x−1)f ( y −1),且f (0)=2,则( )
A.y = xf ( x)为偶函数
B.4是函数f ( x)的一个周期
C.点(2025,0)是f ( x)图象的对称中心
D.∑
i=0
2026
f (i)=0
【答案】BCD
【解题思路】根据给定条件,利用赋值法,结合函数奇偶性、周期性及对称性的意义逐项判断即得.
【解答过程】由题知,f ( x−y)−f ( x + y)= f ( x−1)f ( y −1)
对于选项A:令x = y =0,得f (0)−f (0)= f (−1)f (−1),所以f (−1)=0,
令x =0,得f (−y)−f ( y)= f (−1)f ( y −1)=0,即f (−y)= f ( y),所以f ( x)为偶函数,
所以函数ℎ( x)= xf ( x)为奇函数,故选项A 不正确;
对于选项B:令x =1,f (1−y)−f (1+ y)= f (0)f ( y −1)=2f ( y −1),即f ( y +1)=−f ( y −1),
f ( y +2)=−f ( y)= f ( y −2),所以f ( x)周期为4,故选项B 正确;
对于选项C: 由B 中f ( y +1)=−f ( y −1),即f ( y +1)+ f ( y −1)=0,所以f ( x)关于(1,0) 对称,且
f (1)=0,又f ( x)周期为4,所以f (2025)= f (1)=0,故选项C 正确;
对于选项D:令x = y =1,得f (0)−f (2)= f (0)f (0),即f (2)=−2,
令x =1, y =2,得f (−1)−f (3)=2f (1),所以f (3)=0,
所以f (0)+ f (1)+ f (2)+ f (3)=2+0+(−2)+0=0,
故∑
i=0
2026
f (i)= f (2024)+ f (2025)+ f (2026)= f (0)+ f (1)+ f (2)=0,故选项D 正确.
故选:BCD.
三、填空题
12.(2025·山西朔州·模拟预测)已知函数f ( x)是定义在R上周期为4 的奇函数,若f (1)=1,则
f (2)+3 f (399)= .
【答案】−3
【解题思路】根据给定条件,利用函数的奇偶性和周期性求出函数值.
【解答过程】函数f ( x)是定义在R上周期为4 的奇函数,故f (−x)=−f ( x)且f ( x + 4)= f ( x),
故f (−2)=−f (2)= f (2),解得f (2)=0,f (399)= f (399−400)= f (−1),
又f (1)=1,所以f (2)+3 f (399)=0+3 f (−1)=−3 f (1)=−3.
故答案为:−3.
13.(2025·河北秦皇岛·三模)已知函数f (x)满足对∀x∈R都有f (x)+ f (−x)=0成立.当x ≥0时,
f (x)= x
2+2 x,则不等式f (f (x))+ f (x +1)<0的解集为 .
【答案】(−∞, 3−❑√13
2 )
【解题思路】根据f ( x)+ f (−x)=0得到函数f (x)是R上的奇函数,继而求出x<0时,f (x)的解析式并判
断f (x)在R上的单调性,利用奇函数和单调性结合分段函数可得两个不等式组,求解即得.
【解答过程】因为对∀x∈R都有f (x)+ f (−x)=0,所以f (x)是R上的奇函数,
又x ≥0时,f (x)= x
2+2 x =(x +1)
2−1,显然f (x)在(0,+∞)上单调递增,
故函数f (x)在R上单调递增,
当x<0时,−x>0,则f (−x)= x
2−2 x,即f (x)=−f (−x)=−x
2+2 x;
由f (f (x))+ f (x +1)<0,可得f (f (x))<−f (x +1)= f (−x −1),
故得f (x)<−x−1,
则有{
x ≥0
x
2+2 x<−x−1)或{
x<0
−x
2+2 x<−x−1),
即{
x ≥0
x
2+3 x +1<0)或{
x<0
x
2−3 x−1>0),解得:x< 3−❑√13
2
,
所以不等式f (f (x))+ f (x +1)<0的解集为(−∞, 3−❑√13
2 ).
故答案为:(−∞, 3−❑√13
2 ).
14.(2025·陕西安康·模拟预测)已知函数f (x)的图象关于(2,0)中心对称,且f (x)在[2,+∞)上单调递减,
若f (3−2a)+ f (4 a+5)>0,则实数a 的取值范围为 .
【答案】a<−2
【解题思路】根据函数图象关于(2,0)中心对称可得f (4−x)=−f (x),又因为f (x)在[2,+∞)上单调递减可
推得f (x)≤0结合函数关于(2,0)中心对称进而推得f (x)在R上单调递减.再利用函数的单调性即可求得a的范
围.
【解答过程】由函数f (x)的图象关于(2,0)中心对称,则f (4−x)=−f (x).
又因为f (x)在[2,+ ∞)上单调递减,所以x∈[2,+∞)时,f (x)≤0,
且f (x)在(−∞,2)上单调递减,且f (x)>0,可得f (x)在R上单调递减.
又因为f (3−2a)=−f (1+2a),所以f (3−2a)+ f (4 a+5)>0可得f (4 a+5)>f (1+2a),
则4 a+5<1+2a,得a<−2.
故答案为:a<−2.
四、解答题
15.(2025·山东济南·三模)已知函数f ( x)= x + m
x ,且f (1)=2.
(1)求m的值;
(2)判断函数f ( x)在(1,+ ∞)上是增函数还是减函数,并证明.
【答案】(1)1
(2)增函数,证明见解析
【解题思路】(1)将f (1)=2代入函数求值即可;
(2)利用单调性的定义判断即可.
【解答过程】(1)∵f (1)=2,
∴1+m=2
∴m=1
(2)函数为增函数,证明如下:
设x1、x2是(1,+∞)上的任意两个实数,且1< x1< x2,
则f (x1)−f (x2)= x1+ 1
x1
−(x2+ 1
x2)
= x1−x2+(
1
x1
−1
x2)
= x1−x2−x1−x2
x1 x2
=(x1−x2)(
x1 x2−1
x1 x2 )
当1<x1<x2时,x1 x2−1>0,x1−x2<0,
从而f (x1)−f (x2)<0,即f (x1)<f (x2),
∴函数f (x)=1
x + x在(1,+ ∞)上为增函数.
16.(24-25 高一上·全国·课堂例题)已知函数y = f (x)是定义在R上的奇函数,且当x ≤0时,
f (x)= x
2+2 x.现已画出函数f (x)在y轴及其左侧的图象,如图所示.
(1)请补出完整函数y = f (x)的图象;
(2)根据图象写出函数y = f (x)的递增区间;
(3)根据图象写出使f (x)<0的x的取值集合.
【答案】(1)答案见解析
(2)(−1,1)
(3)(−2,0)∪(2,+∞)
【解题思路】(1)根据函数是奇函数关于原点对称得出右侧图象;
(2)数形结合得出函数增区间;
(3)数形结合得出不等式的解集.
【解答过程】(1)由题意作出函数图象如图所示:
(2)由图可知,单调递增区间为(−1,1).
(3)由图可知,使f (x)<0的x的取值集合为(−2,0)∪(2,+∞).
17.(2025·上海·三模)设a>0且a≠1,已知函数f (x)=loga(x +2),g(x)=loga(2−x).
(1)判断f (x)+ g(x)是否为偶函数,并说明理由;
(2)令函数ℎ(x)= f (x)+ g(x),解关于x的不等式ℎ(2 x−3)>ℎ(3 x−1).
【答案】(1)偶函数,理由见解析.
(2)当a>1时,不等式的解集为(
4
5 ,1);当0<a<1时,不等式的解集为(
1
2 , 4
5).
【解题思路】(1)由偶函数的性质证明即可;
(2)由偶函数的性质,换元令t = 4−x
2,再分a>1和0<a<1结合对数函数的单调性解抽象函数不等式即
可.
【解答过程】(1)f (x)+ g(x)是偶函数.
理由如下:
因为f (x)+ g(x)=loga(x +2)+loga(2−x),
∴x +2>0且2−x>0,即定义域为{x∣−2< x<2},定义域关于原点对称.
∵f (−x)+ g(−x)=loga(−x +2)+loga(2+ x)= f (x)+ g(x),
∴f (x)+ g(x)是偶函数.
(2)ℎ(x)=loga(x +2)+loga(2−x)=loga(4−x
2),ℎ(x)为偶函数,
令t = 4−x
2,∵x∈(−2,2),∴t ∈(0,4).
当a>1时,y =logat在(0,4)上单调递增,ℎ(x)在区间(0,2)上单调递减,
由ℎ(2 x−3)>ℎ(3 x−1),得|2 x−3)<|3 x−1)且{
−2<2 x−3<2
−2<3 x−1<2),解得4
5 < x<1.
当0<a<1时,y =logat在(0,4)上单调递减,ℎ(x)在区间(0,2)上单调递增,
由ℎ(2 x−3)>ℎ(3 x−1),得|2 x−3)>|3 x−1)且{
−2<2 x−3<2
−2<3 x−1<2),解得1
2 < x< 4
5 .
综上所述:当a>1时,不等式的解集为(
4
5 ,1);
当0<a<1时,不等式的解集为(
1
2 , 4
5).
18.(2025·上海·三模)已知f (x)= ax−b
4−x
2 ,函数y = f (x)是定义在(−2,2)上的奇函数,且f (1)= 1
3.
(1)求f (x)的解析式;
(2)判断y = f (x)的单调性,并用函数单调性的定义加以证明.
【答案】(1)f ( x)=
x
4−x
2 (−2< x<2)
(2)f (x)在区间(−2,2)上为严格增函数,证明见解析
【解题思路】(1)根据题意,由奇函数的性质可得f (0)=0,求出b的值,结合函数的解析式求出a的值,
计算可得答案;
(2)根据题意,根据单调性的定义,结合作差法证明可得答案.
【解答过程】(1)根据题意,f ( x)= ax−b
4−x
2 是定义在(−2,2)上的奇函数,
则有f (0)= −b
4 =0,解得b=0,
又由f (1)= a
3 = 1
3,解得a=1,
所以f ( x)=
x
4−x
2,f ( x)定义域为(−2,2),
且f (−x)=
−x
4−(−x)
2 = −x
4−x
2 =−f ( x),所以f ( x)=
x
4−x
2 (−2< x<2);
(2)f ( x)在区间(−2,2)上为严格增函数.
证明如下:设任意−2< x1< x2<2,则f ( x1)−f ( x2)=
x1
4−x1
2 −
x2
4−x2
2 = (4+ x1 x2)( x1−x2)
(4−x1
2)(4−x2
2) ,
由−2< x1< x2<2,得−4< x1 x2<4,
即4+ x1 x2>0,x1−x2<0,(4−x1
2)(4−x2
2)>0,
所以f ( x1)−f ( x2)<0,即f ( x1)<f ( x2),
故f ( x)在区间(−2,2)上为严格增函数.
19.(24-25 高三上·四川绵阳·阶段练习)已知函数f (x)= ax−b
1+ x
2 是定义在[−1,1)上的奇函数,且f (1)=−1
.
(1)求函数f (x)的解析式;
(2)判断函数f (x)在[−1,1)上的单调性,并用定义证明;
(3)解不等式f (2t )+ f (t −1)>0.
【答案】(1)f (x)=−2 x
1+ x
2,x∈[−1,1).
(2)函数f (x)= 2 x
1+ x
2在[−1,1)上为减函数;证明见解析
(3)[0, 1
3).
【解题思路】(1)根据函数是定义在[−1,1)上的奇函数,且f (1)=−1,即可求得解析式;(2)用函数单
调性的定义证明即可;(3)由前两问可得函数的单调性,结合已知条件的奇偶性,利用函数性质解不等
式.
【解答过程】(1))函数f (x)= ax−b
1+ x
2 是定义在[−1,1)上的奇函数,f (−x)= −ax−b
1+ x
2 =−ax−b
1+ x
2 =−f (x)
,
解得:b=0,
∴f (x)= ax
1+ x
2,而f (1)=−1,解得a=−2,
∴f (x)=−2 x
1+ x
2,x∈[−1,1).
(2)函数f (x)= 2 x
1+ x
2在[−1,1)上为减函数;证明如下:
任意x1, x2∈[−1,1)且x1< x2,
则f (x1)−f (x2)=−2 x1
1+ x1
2 + 2 x2
1+ x2
2 =−2(x1−x2)(1−x1 x2)
(1+ x1
2)(1+ x2
2)
,
因为−1≤x1< x2≤1,所以x1−x2<0,1−x1 x2>0,
所以f (x1)−f (x2)>0,即f (x1)>f (x2),所以函数f (x)在[−1,1)上为减函数.
(3)由题意,不等式f (t −1)+ f (2t )>0可化为f (2t )>f (1−t ),
所以{
−1≤2t ≤1
−1≤t −1≤1
2t <1−t ),解得0≤t < 1
3,所以该不等式的解集为[0, 1
3).