高考数学一轮复习第二章函数概念与基本初等函数Ⅰ23函数的奇偶性与周期性学案理.docx

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高考数学一轮复习第二章函数概念与基本初等函数Ⅰ23函数的奇偶性与周期性学案理

§2.3 函数的奇偶性与周期性

考纲展示► 

1.结合具体函数,了解函数奇偶性的含义.

2.会运用函数的图象理解和研究函数的奇偶性.

3.了解函数周期性、最小正周期的含义,会判断、应用简单函数的周期性.

考点1 函数奇偶性的判断

函数的奇偶性

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________,那么函数f(x)就叫做偶函数

关于________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________,那么函数f(x)就叫做奇函数

关于________对称

答案:

f(-x)=f(x) y轴 f(-x)=-f(x)

原点

[教材习题改编]函数f(x)=x3,f(x)=x4,f(x)=x2-

,f(x)=

+|x|中,偶函数的个数是__________.

答案:

2

解析:

f(x)=x4和f(x)=x2-

为偶函数.

判断函数奇偶性的易错点:

忽略定义域;变形错误.

(1)函数f(x)=(x+1)

在定义域上是________函数.(填“奇”“偶”或“非奇非偶”)

答案:

非奇非偶

解析:

要使函数有意义,必须使

≥0,即

≤0,解得-1

(2)函数f(x)=

在定义域上是__________函数.(填“奇”“偶”或“非奇非偶”)

答案:

解析:

当x>1时,-x<-1,所以f(-x)=(-x)2-2=-(-x2+2)=-f(x);

当x<-1时,-x>1,所以f(-x)=-(-x)2+2=-(x2-2)=-f(x);

当|x|≤1时,f(-x)=0=-f(x).

综上可知f(x)是奇函数.

[典题1] 判断下列函数的奇偶性:

(1)f(x)=xlg(x+

);

(2)f(x)=(1-x)

(3)f(x)=

(4)f(x)=

.

[解] 

(1)∵

>|x|≥0,

∴函数f(x)的定义域为R,关于原点对称,

又f(-x)=(-x)lg[-x+

]

=-xlg(

-x)=xlg(

+x)=f(x).

即f(-x)=f(x),∴f(x)是偶函数.

(2)当且仅当

≥0时函数有意义,

∴-1≤x<1,

由于定义域关于原点不对称,

∴函数f(x)是非奇非偶函数.

(3)函数的定义域为{x|x≠0},关于原点对称,

当x>0时,-x<0,f(-x)=x2-2x-1=-f(x),

当x<0时,-x>0,f(-x)=-x2-2x+1=-f(x).

∴f(-x)=-f(x),即函数是奇函数.

(4)∵

⇒-2≤x≤2且x≠0,

∴函数的定义域关于原点对称.

∴f(x)=

又f(-x)=

=-

∴f(-x)=-f(x),即函数是奇函数.

[点石成金] 判定函数奇偶性的三种常用方法

(1)定义法:

(2)图象法:

(3)性质法:

①设f(x),g(x)的定义域分别是D1,D2,那么在它们的公共定义域上:

奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.

②复合函数的奇偶性可概括为“同奇则奇,一偶则偶”.

[提醒] 

(1)“性质法”中的结论是在两个函数的公共定义域内才成立的.

(2)判断分段函数的奇偶性应分段分别证明f(-x)与f(x)的关系,只有对各段上的x都满足相同的关系时,才能判断其奇偶性.

 

考点2 函数的周期性

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________,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________的正数,那么这个________就叫做f(x)的最小正周期.

答案:

(1)f(x+T)=f(x) 

(2)最小 最小正数

(1)[教材习题改编]已知函数f(x)满足f(x+2)=f(x),当x∈(0,1]时,f(x)=log4(x2+3),则f(2017)=__________.

答案:

1

解析:

因为f(x+2)=f(x),所以f(x)是以2为周期的周期函数,所以f(2017)=f(1008×2+1)=f

(1)=log4(12+3)=1.

(2)[教材习题改编]设f(x)是周期为2的奇函数,当0≤x≤1时,f(x)=2x(1-x),则f

=________.

答案:

周期性三个常用结论.

对f(x)定义域内任一自变量的值x,最小正周期为T.

(1)若f(x+a)=-f(x),则T=__________;

(2)若f(x+a)=

,则T=__________;

(3)若f(x+a)=f(x+b),则T=________.

答案:

(1)2|a| 

(2)2|a| (3)|a-b|

解析:

(1)因为f(x+2a)=f(x+a+a)

=-f(x+a)=f(x),

所以其最小正周期T=2|a|.

(2)因为f(x+2a)=f(x+a+a)

=f(x),

所以其最小正周期T=2|a|.

(3)f(x+a-b)=f[(x-b)+a]

=f[(x-b)+b]=f(x),

所以其最小正周期T=|a-b|.

[典题2] 

(1)[2017·山西晋中模拟]已知f(x)是R上的奇函数,f

(1)=2,且对任意x∈R都有f(x+6)=f(x)+f(3)成立,则f(2017)=________.

[答案] 2

[解析] ∵f(x)是R上的奇函数,∴f(0)=0,

又对任意x∈R都有f(x+6)=f(x)+f(3),

∴当x=-3时,有f(3)=f(-3)+f(3)=0,

∴f(-3)=0,f(3)=0,

∴f(x+6)=f(x),周期为6.

故f(2017)=f

(1)=2.

(2)设f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意实数x,恒有f(x+2)=-f(x).当x∈[0,2]时,f(x)=2x-x2.

①求函数的最小正周期;

②计算f(0)+f

(1)+f

(2)+…+f(2015).

[解] ①∵f(x+2)=-f(x),

∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x).

∴f(x)的最小正周期为4.

②f(0)=0,f

(1)=1,f

(2)=0,

f(3)=f(-1)=-f

(1)=-1.

又∵f(x)是周期为4的周期函数,

∴f(0)+f

(1)+f

(2)+f(3)=f(4)+f(5)+f(6)+f(7)=…=f(2012)+f(2013)+f(2014)+f(2015)=0,

∴f(0)+f

(1)+f

(2)+…+f(2015)=0.

[题点发散1] 若本例

(2)中条件变为“f(x+2)=-

”,求函数f(x)的最小正周期.

解:

∵对任意x∈R,都有f(x+2)=-

∴f(x+4)=f(x+2+2)=-

=-

=f(x),∴f(x)的最小正周期为4.

[题点发散2] 若本例

(2)中条件改为:

定义在R上的函数f(x)满足f(x+6)=f(x),当-3≤x<-1时,f(x)=-(x+2)2;当-1≤x<3时,f(x)=x.求f

(1)+f

(2)+f(3)+…+f(2015)的值.

解:

∵f(x+6)=f(x),∴T=6.

∵当-3≤x<-1时,f(x)=-(x+2)2;

当-1≤x<3时,f(x)=x.

∴f

(1)=1,f

(2)=2,f(3)=f(-3)=-1,

f(4)=f(-2)=0,f(5)=f(-1)=-1,

f(6)=f(0)=0,

∴f

(1)+f

(2)+…+f(6)=1,

∴f

(1)+f

(2)+…+f(6)=f(7)+f(8)+…+f(12)=…=f(2005)+f(2006)+…+f(2010)=1,

∴f

(1)+f

(2)+…+f(2010)=1×

=335.

而f(2011)+f(2012)+f(2013)+f(2014)+f(2015)=f

(1)+f

(2)+f(3)+f(4)+f(5)=1+2-1+0-1=1.

∴f

(1)+f

(2)+…+f(2015)=335+1=336.

[题点发散3] 在本例

(2)条件下,求f(x)(x∈[2,4])的解析式.

解:

当x∈[-2,0]时,-x∈[0,2],

由已知得f(-x)=2×(-x)-(-x)2=-2x-x2,

又f(x)是奇函数,

∴f(-x)=-f(x)=-2x-x2.

∴f(x)=x2+2x.

又当x∈[2,4]时,x-4∈[-2,0],

∴f(x-4)=(x-4)2+2(x-4).

又f(x)是周期为4的周期函数,

∴f(x)=f(x-4)=(x-4)2+2(x-4)=x2-6x+8.

故x∈[2,4]时,f(x)=x2-6x+8.

[点石成金] 1.判断函数周期性的两种方法

(1)定义法.

(2)图象法.

2.判断函数周期性的三个常用结论

若对于函数f(x)定义域内的任意一个x都有:

(1)f(x+a)=-f(x)(a≠0),则函数f(x)必为周期函数,2a是它的一个周期.

(2)f(x+a)=

(a≠0),则函数f(x)必为周期函数,2a是它的一个周期.

(3)f(x+a)=-

(a≠0),则函数f(x)必为周期函数,2a是它的一个周期.

3.函数周期性的重要应用

利用函数的周期性,可将其他区间上的求值、求零点个数、求解析式等问题,转化为已知区间上的相应问题,进而求解.

1.已知f(x)是R上最小正周期为2的周期函数,且当0≤x<2时,f(x)=x3-x,则函数y=f(x)的图象在区间[0,6]上与x轴的交点的个数为(  )

A.6B.7

C.8D.9

答案:

B

解析:

∵f(x)是最小正周期为2的周期函数,且0≤x<2时,f(x)=x3-x=x(x-1)(x+1),

∴当0≤x<2时,f(x)=0有两个根,即x1=0,x2=1.

由周期函数的性质知,当2≤x<4时,f(x)=0有两个根,即x3=2,x4=3;

当4≤x≤6时,f(x)=0有两个根,即x5=4,x6=5,x7=6也是f(x)=0的根.

故函数f(x)的图象在区间[0,6]上与x轴交点的个数为7.

2.[2017·广东广州模拟]已知f(x)是定义在R上的偶函数,且f(x+2)=-f(x),当2≤x≤3时,f(x)=x,则f(105.5)=________.

答案:

2.5

解析:

由f(x+2)=-f(x),得f(x+4)=f((x+2)+2)=-f(x+2)=-[-f(x)]=f(x),所以函数f(x)的周期为4,所以f(105.5)=f(4×27-2.5)=f(-2.5)=f(2.5)=2.5.

考点3 函数性质的综合应用

(1)[教材习题改编]若f(x)是偶函数且在(0,+∞)上为增函数,则函数f(x)在(-∞,0)上为________.

答案:

减函数

(2)[教材习题改编]设函数f(x)是定义在R上的奇函数,若当x∈(0,+∞)时,f(x)=lgx,则满足f(x)>0的x的取值范围是________.

答案:

(-1,0)∪(1,+∞)

[考情聚焦] 高考常将函数的单调性、奇偶性及周期性相结合来命题,以选择题或填空题的形式考查,难度稍大,为中高档题.

主要有以下几个命题角度:

角度一

奇偶性的应用

[典题3] 

(1)[2017·河北武邑中学高三上期中]已知f(x)满足对∀x∈R,f(-x)+f(x)=0,且x≥0时,f(x)=ex+m(m为常数),则f(-ln5)的值为(  )

A.4B.-4

C.6D.-6

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