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1、(通用版)2022高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 2.4 函數(shù)性質(zhì)的綜合問(wèn)題講義 文
[典例] (1)(2017·全國(guó)卷Ⅰ)函數(shù)f(x)在(-∞,+∞)上單調(diào)遞減,且為奇函數(shù).若f(1)=-1,則滿足-1≤f(x-2)≤1的x的取值范圍是( )
A.[-2,2] B.[-1,1]
C.[0,4] D.[1,3]
(2)函數(shù)y=f(x)在[0,2]上單調(diào)遞增,且函數(shù)f(x+2)是偶函數(shù),則下列結(jié)論成立的是( )
A.f(1)
2、x).
∵f(1)=-1,∴f(-1)=-f(1)=1.
故由-1≤f(x-2)≤1,得f(1)≤f(x-2)≤f(-1).
又f(x)在(-∞,+∞)上單調(diào)遞減,
∴-1≤x-2≤1,∴1≤x≤3.
(2)∵函數(shù)y=f(x)在[0,2]上單調(diào)遞增,且函數(shù)f(x+2)是偶函數(shù),
∴函數(shù)y=f(x)在[2,4]上單調(diào)遞減,且在[0,4]上函數(shù)y=f(x)滿足f(2-x)=f(2+x),
∴f(1)=f(3),f
3、用奇函數(shù)在關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)區(qū)間上具有相同的單調(diào)性,偶函數(shù)在關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)區(qū)間上具有相反的單調(diào)性.
(2)解決不等式問(wèn)題時(shí)一定要充分利用已知的條件,把已知不等式轉(zhuǎn)化成f(x1)>f(x2)或f(x1)
4、-x3 D.f(x)=ln(x2+3)
解析:選C 由條件①可知,f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,則可排除A、D選項(xiàng),由條件②可知,f(x)為奇函數(shù),則可排除B選項(xiàng),故選C.
2.(2018·石家莊一模)設(shè)f(x)是定義在[-2b,3+b]上的偶函數(shù),且在[-2b,0]上為增函數(shù),則f(x-1)≥f(3)的解集為( )
A.[-3,3] B.[-2,4]
C.[-1,5] D.[0,6]
解析:選B 因?yàn)閒(x)是定義在[-2b,3+b]上的偶函數(shù),
所以有-2b+3+b=0,解得b=3,
由函數(shù)f(x)在[-6,0]上為增函數(shù),得f(x)在(0,6]上為減函數(shù),
5、故f(x-1)≥f(3)?f(|x-1|)≥f(3)?|x-1|≤3,故-2≤x≤4.
[典例] (2017·山東高考)已知f(x)是定義在R上的偶函數(shù),且f(x+4)=f(x-2).若當(dāng)x∈[-3,0]時(shí),f(x)=6-x,則f(919)=________.
[解析] ∵f(x+4)=f(x-2),
∴f(x+6)=f(x),∴f(x)的周期為6,
∵919=153×6+1,∴f(919)=f(1).
又f(x)為偶函數(shù),∴f(919)=f(1)=f(-1)=6.
[答案] 6
[解題技法]
已知f(x)是周期函數(shù)且為偶函數(shù),求函數(shù)值,常利用奇偶性及周期性進(jìn)
6、行交換,將所求函數(shù)值的自變量轉(zhuǎn)化到已知解析式的函數(shù)定義域內(nèi),把未知區(qū)間上的函數(shù)性質(zhì)轉(zhuǎn)化為已知區(qū)間上的函數(shù)性質(zhì)求解.
[題組訓(xùn)練]
1.已知定義在R上的奇函數(shù)f(x)滿足f(x)=-f,且f(1)=2,則f(2 018)=________.
解析:因?yàn)閒(x)=-f,所以f(x+3)=f=-f=f(x).
所以f(x)是以3為周期的周期函數(shù).
則f(2 018)=f(672×3+2)=f(2)=f(-1)=-f(1)=-2.
答案:-2
2.已知f(x)是定義在R上以3為周期的偶函數(shù),若f(1)<1,f(5)=2a-3,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為_(kāi)_______.
解析:∵f(
7、x)是定義在R上的周期為3的偶函數(shù),∴f(5)=f(5-6)=f(-1)=f(1),∵f(1)<1,f(5)=2a-3<1,即a<2.
答案:(-∞,2)
考點(diǎn)三 函數(shù)性質(zhì)的綜合應(yīng)用
[典例] (1)(2018·全國(guó)卷Ⅱ)已知f(x)是定義域?yàn)?-∞,+∞)的奇函數(shù),滿足f(1-x)=f(1+x).若f(1)=2,則f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=( )
A.-50 B.0
C.2 D.50
(2)定義在R上的奇函數(shù)f(x)滿足f=f(x),當(dāng)x∈時(shí),f(x)=log (1-x),則f(x)在區(qū)間內(nèi)是( )
A.減函數(shù)且f(x)>
8、0 B.減函數(shù)且f(x)<0
C.增函數(shù)且f(x)>0 D.增函數(shù)且f(x)<0
[解析] (1)法一:∵f(x)是奇函數(shù),
∴f(-x)=-f(x),
∴f(1-x)=-f(x-1).
由f(1-x)=f(1+x),得-f(x-1)=f(x+1),
∴f(x+2)=-f(x),
∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x),
∴函數(shù)f(x)是周期為4的周期函數(shù).
由f(x)為奇函數(shù)得f(0)=0.
又∵f(1-x)=f(1+x),
∴f(x)的圖象關(guān)于直線x=1對(duì)稱,
∴f(2)=f(0)=0,∴f(-2)=0.
又f(1)=2,∴f(-1)=-2,
∴f(1
9、)+f(2)+f(3)+f(4)=f(1)+f(2)+f(-1)+f(0)=2+0-2+0=0,
∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+…+f(49)+f(50)
=0×12+f(49)+f(50)
=f(1)+f(2)=2+0=2.
法二:由題意可設(shè)f(x)=2sin,作出f(x)的部分圖象如圖所示.由圖可知,f(x)的一個(gè)周期為4,所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=12[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]+f(49)+f(50)=12×0+f(1)+f(2)=2.
(2)當(dāng)x∈時(shí),由f(x)=log (1-x)可知,f(x)單調(diào)遞增且f(x)>0,又函數(shù)
10、f(x)為奇函數(shù),所以f(x)在區(qū)間上也單調(diào)遞增,且f(x)<0.由f=f(x)知,函數(shù)的周期為,所以在區(qū)間上,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增且f(x)<0.
[答案] (1)C (2)D
[解題技法]
(1)函數(shù)的奇偶性、對(duì)稱性、周期性,知二斷一.特別注意“奇函數(shù)若在x=0處有定義,則一定有f(0)=0;偶函數(shù)一定有f(|x|)=f(x)”在解題中的應(yīng)用.
(2)解決周期性、奇偶性與單調(diào)性結(jié)合的問(wèn)題,通常先利用周期性轉(zhuǎn)化自變量所在的區(qū)間,再利用奇偶性和單調(diào)性求解.
[題組訓(xùn)練]
1.定義在R上的奇函數(shù)f(x)滿足f(x+2)=-f(x),且在[0,2)上單調(diào)遞減,則下列結(jié)論正確的是
11、( )
A.0f(0)>f(1),
即f(1)<0
12、當(dāng)x10恒成立;②f(x+4)=-f(x);③y=f(x+4)是偶函數(shù).若a=f(6),b=f(11),c=f(17),則a,b,c的大小關(guān)系正確的是( )
A.a(chǎn)
13、單調(diào)遞增,所以f(5)
14、
A.y=cos x B.y=x
C.y= D.y=
解析:選D 函數(shù)y=-2x為奇函數(shù),且在R上單調(diào)遞減.函數(shù)y=cos x是偶函數(shù),且在R上不單調(diào).函數(shù)y=x是奇函數(shù),但在R上單調(diào)遞增.函數(shù)y=的定義域是{x|x≠0},不是R.畫(huà)出函數(shù)y=的大致圖象如圖所示,可知該函數(shù)是奇函數(shù),且在R上單調(diào)遞減.故選D.
3.已知定義在R上的奇函數(shù)f(x)有f+f(x)=0,當(dāng)-≤x≤0時(shí),f(x)=2x+a,則f(16)的值為( )
A. B.-
C. D.-
解析:選A 由f+f(x)=0,得f(x)=-f=f(x+5),
∴f(x)是以5為周期的周期函數(shù),
∴f
15、(16)=f(1+3×5)=f(1).
∵f(x)是R上的奇函數(shù),
∴f(0)=1+a=0,∴a=-1.
∴當(dāng)-≤x≤0時(shí),f(x)=2x-1,
∴f(-1)=2-1-1=-,
∴f(1)=,∴f(16)=.
4.已知函數(shù)f(x)是奇函數(shù),在(0,+∞)上是減函數(shù),且在區(qū)間[a,b](a
16、≤f(a),即-3≤-f(x)≤4,
∴-4≤f(x)≤3,即在區(qū)間[-b,-a]上,f(x)min=-4,f(x)max=3,故選B.
5.(2018·惠州一調(diào))已知定義域?yàn)镽的偶函數(shù)f(x)在(-∞,0]上是減函數(shù),且f(1)=2,則不等式f(log2x)>2的解集為( )
A.(2,+∞) B.∪(2,+∞)
C.∪(,+∞) D.(,+∞)
解析:選B 因?yàn)閒(x)是R上的偶函數(shù),且在(-∞,0]上是減函數(shù),
所以f(x)在[0,+∞)上是增函數(shù),
所以f(log2x)>2=f(1)?f(|log2x|)>f(1)?|log2x|>1?log2x>1或log2x
17、<-1?x>2或0
18、,當(dāng)x∈[0,1]時(shí),f(x)=log2(x+1),則函數(shù)f(x)在[1,2]上的解析式是________________.
解析:令x∈[-1,0],則-x∈[0,1],結(jié)合題意可得f(x)=f(-x)=log2(-x+1),
令x∈[1,2],則x-2∈[-1,0],故f(x)=log2[-(x-2)+1]=log2(3-x).
故函數(shù)f(x)在[1,2]上的解析式是f(x)=log2(3-x).
答案:f(x)=log2(3-x)
9.已知定義在R上的奇函數(shù)y=f(x)在(0,+∞)內(nèi)單調(diào)遞增,且f=0,則f(x)>0的解集為_(kāi)______________.
解析:由奇函數(shù)y
19、=f(x)在(0,+∞)內(nèi)單調(diào)遞增,且f=0,可知函數(shù)y=f(x)在(-∞,0)內(nèi)單調(diào)遞增,且f=0.由f(x)>0,可得x>或-
20、奇偶性;
(2)試求出函數(shù)f(x)在區(qū)間[-1,2]上的表達(dá)式.
解:(1)∵f(1+x)=f(1-x),∴f(-x)=f(2+x).
又f(x+2)=f(x),∴f(-x)=f(x).
又f(x)的定義域?yàn)镽,∴f(x)是偶函數(shù).
(2)當(dāng)x∈[0,1]時(shí),-x∈[-1,0],則f(x)=f(-x)=x;
從而當(dāng)1≤x≤2時(shí),-1≤x-2≤0,
f(x)=f(x-2)=-(x-2)=-x+2.
故f(x)=
12.設(shè)函數(shù)f(x)是(-∞,+∞)上的奇函數(shù),f(x+2)=-f(x),當(dāng)0≤x≤1時(shí),f(x)=x.
(1)求f(π)的值;
(2)當(dāng)-4≤x≤4時(shí),求函數(shù)f(
21、x)的圖象與x軸所圍成圖形的面積.
解:(1)由f(x+2)=-f(x)得,f(x+4)=f[(x+2)+2]=-f(x+2)=f(x),
所以f(x)是以4為周期的周期函數(shù),
所以f(π)=f(-1×4+π)=f(π-4)=-f(4-π)=-(4-π)=π-4.
(2)由f(x)是奇函數(shù)且f(x+2)=-f(x),
得f[(x-1)+2]=-f(x-1)=f[-(x-1)],即f(1+x)=f(1-x).
故函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=1對(duì)稱.
又當(dāng)0≤x≤1時(shí),f(x)=x,且f(x)的圖象關(guān)于原點(diǎn)成中心對(duì)稱,則f(x)的圖象如圖所示.
當(dāng)-4≤x≤4時(shí),設(shè)f(x
22、)的圖象與x軸圍成的圖形面積為S,
則S=4S△OAB=4×=4.
B級(jí)——?jiǎng)?chuàng)高分自選
1.已知f(x)是定義在R上的偶函數(shù),且f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,則( )
A.f(0)>f(log32)>f(-log23)
B.f(log32)>f(0)>f(-log23)
C.f(-log23)>f(log32)>f(0)
D.f(-log23)>f(0)>f(log32)
解析:選C ∵log23>log22=1=log33>log32>0,且函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,
∴f(log23)>f(log32)>f(0),又函數(shù)f(x)為偶函數(shù),∴f(log23
23、)=f(-log23),
∴f(-log23)>f(log32)>f(0).
2.定義在實(shí)數(shù)集R上的函數(shù)f(x)滿足f(x)+f(x+2)=0,且f(4-x)=f(x).現(xiàn)有以下三種敘述:
①8是函數(shù)f(x)的一個(gè)周期;
②f(x)的圖象關(guān)于直線x=2對(duì)稱;
③f(x)是偶函數(shù).
其中正確的序號(hào)是________.
解析:由f(x)+f(x+2)=0,得f(x+2)=-f(x),
則f(x+4)=-f(x+2)=f(x),
即4是f(x)的一個(gè)周期,8也是f(x)的一個(gè)周期,故①正確;
由f(4-x)=f(x),得f(x)的圖象關(guān)于直線x=2對(duì)稱,故②正確;
由f(4-x
24、)=f(x)與f(x+4)=f(x),
得f(4-x)=f(-x),f(-x)=f(x),
即函數(shù)f(x)為偶函數(shù),故③正確.
答案:①②③
3.設(shè)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),其圖象關(guān)于直線x=1對(duì)稱,對(duì)任意x1,x2∈,都有f(x1+x2)=f(x1)·f(x2).
(1)設(shè)f(1)=2,求f,f;
(2)證明:f(x)是周期函數(shù).
解:(1)由f(x1+x2)=f(x1)·f(x2),x1,x2∈,知f(x)=f·f≥0,x∈[0,1].
∵f(1)=f=f·f=2,f(1)=2,
∴f=2.
∵f=f=f·f=2,f=2,
∴f=2.
(2)證明:依題設(shè),y=f(x)關(guān)于直線x=1對(duì)稱,
∴f(x)=f(2-x).
又∵f(-x)=f(x),∴f(-x)=f(2-x),∴f(x)=f(2+x),
∴f(x)是定義在R上的周期函數(shù),且2是它的一個(gè)周期.