江苏专用版高考数学大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教师用书文.docx

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江苏专用版高考数学大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教师用书文

2.3函数的奇偶性与周期性

1.函数的奇偶性

奇偶性

定义

图象特点

偶函数

一般地，设函数y＝f（x）的定义域为A

如果对于任意的x∈A，都有f（－x）＝f（x），那么称函数y＝f（x）是偶函数

关于y轴对称

奇函数

如果对于任意的x∈A，都有f（－x）＝－f（x），那么称函数y＝f（x）是奇函数

关于原点对称

2.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，那么这个最小正数就叫做f（x）的最小正周期.

【知识拓展】

1.函数奇偶性常用结论

（1）如果函数f（x）是偶函数，那么f（x）＝f（|x|）.

（2）奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性；偶函数在两个对称的区间上具有相反的单调性.

（3）在公共定义域内有：

奇±奇＝奇，偶±偶＝偶，奇×奇＝偶，偶×偶＝偶，奇×偶＝奇.

2.函数周期性常用结论

对f（x）定义域内任一自变量的值x：

（1）若f（x＋a）＝－f（x），则T＝2a（a>0）.

（2）若f（x＋a）＝

，则T＝2a（a>0）.

（3）若f（x＋a）＝－

，则T＝2a（a>0）.

【思考辨析】

判断下列结论是否正确（请在括号中打“√”或“×”）

（1）偶函数图象不一定过原点，奇函数的图象一定过原点.（　×　）

（2）若函数y＝f（x＋a）是偶函数，则函数y＝f（x）关于直线x＝a对称.（　√　）

（3）函数f（x）在定义域上满足f（x＋a）＝－f（x），则f（x）是周期为2a（a>0）的周期函数.（　√　）

（4）定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的一个必要条件.（　√　）

（5）若T是函数的一个周期，则nT（n∈Z，n≠0）也是函数的周期.（　√　）

1.（教材改编）对于定义域是R的任意奇函数f（x），下列结论正确的有________.（填序号）

①f（x）－f（－x）＞0；　　②f（x）－f（－x）≤0；

③f（x）·f（－x）≤0;④f（x）·f（－x）＞0.

答案　③

解析　①②显然不正确.对任意奇函数f（x），有f（－x）＝－f（x），∴f（x）·f（－x）＝－[f（x）]2≤0，故③正确，④不正确.

2.（教材改编）函数y＝f（x）为（－∞，＋∞）上的偶函数，且f（|a|）＝3，则f（－a）＝________.

答案　3

解析　若a≥0，则f（－a）＝f（a）＝f（|a|）＝3；若a<0，则f（－a）＝f（|a|）＝3.故对a∈R，总有f（－a）＝3.

3.（教材改编）若函数f（x）＝（x＋1）（x－a）为偶函数，则a＝________.

答案　1

解析　∵f（x）＝（x＋1）（x－a）＝x2＋（1－a）x－a为偶函数，∴f（－x）＝f（x）对任意x∈R恒成立，

∴（1－a）x＝（a－1）x恒成立，

∴1－a＝0，∴a＝1.

4.（教材改编）设函数y＝f（x）是偶函数，它在[0,1]上的图象如图所示，则它在[－1,0]上的解析式为________.

答案　f（x）＝x＋2

解析　由题意知f（x）在[－1,0]上为一条线段，

且过（－1,1）、（0,2），设f（x）＝kx＋b，

代入解得k＝1，b＝2.所以f（x）＝x＋2.

5.（2016·四川）若函数f（x）是定义在R上的周期为2的奇函数，当0

＋f

（2）＝________.

答案　－2

解析　∵f（x）为定义在R上的奇函数，∴f（0）＝0，

又0

）＝

＝2，

∴f

＋f

（2）

＝－f

＋f

（2）

＝－f

＋f（0）

＝－2＋0＝－2.

题型一　判断函数的奇偶性

例1　

（1）下列函数中，既不是奇函数，也不是偶函数的是________.

①y＝

；②y＝x＋

；

③y＝2x＋

；④y＝x＋ex.

答案　④

解析　①中的函数是偶函数；②中的函数是奇函数；③中的函数是偶函数；只有④中的函数既不是奇函数也不是偶函数.

（2）判断函数f（x）＝

的奇偶性.

解　当x>0时，－x<0，f（x）＝－x2＋x，

∴f（－x）＝（－x）2－x＝x2－x

＝－（－x2＋x）＝－f（x）；

当x<0时，－x>0，f（x）＝x2＋x，

∴f（－x）＝－（－x）2－x＝－x2－x

＝－（x2＋x）＝－f（x）.

∴对于x∈（－∞，0）∪（0，＋∞），均有f（－x）＝－f（x）.

∴函数f（x）为奇函数.

思维升华　

（1）利用定义判断函数奇偶性的步骤

（2）分段函数奇偶性的判断，要注意定义域内x取值的任意性，应分段讨论，讨论时可依据x的范围取相应的解析式化简，判断f（x）与f（－x）的关系，得出结论，也可以利用图象作判断.

（1）（2016·北京海淀区模拟）下列函数中为偶函数的是________.

①y＝

；②y＝lg|x|；

③y＝（x－1）2；④y＝2x.

（2）已知f（x）是奇函数，g（x）是偶函数，且f（－1）＋g

（1）＝2，f

（1）＋g（－1）＝4，则g

（1）＝________.

答案　

（1）②　

（2）3

解析　

（1）②中，函数y＝lg|x|的定义域为{x|x≠0}且lg|－x|＝lg|x|，

∴函数y＝lg|x|是偶函数.

（2）∵f（x）是奇函数，g（x）是偶函数，f（－1）＋g

（1）＝2，f

（1）＋g（－1）＝4，∴－f

（1）＋g

（1）＝2，f

（1）＋g

（1）＝4，得g

（1）＝3.

题型二　函数的周期性

例2　

（1）（2016·淮安模拟）已知f（x）是定义在R上的偶函数，g（x）是定义在R上的奇函数，且g（x）＝f（x－1），则f（2017）＋f（2019）＝________.

（2）已知f（x）是定义在R上的偶函数，并且f（x＋2）＝－

，当2≤x≤3时，f（x）＝x，则f（105.5）＝______.

答案　

（1）0　

（2）2.5

解析　

（1）由题意，得g（－x）＝f（－x－1），

又∵f（x）是定义在R上的偶函数，g（x）是定义在R上的奇函数，

∴g（－x）＝－g（x），f（－x）＝f（x），

∴f（x－1）＝－f（x＋1），

∴f（x）＝－f（x＋2），∴f（x）＝f（x＋4），

∴f（x）的周期为4，

∴f（2017）＝f

（1），f（2019）＝f（3）＝f（－1），

又∵f

（1）＝f（－1）＝g（0）＝0，

∴f（2017）＋f（2019）＝0.

（2）由已知，可得f（x＋4）＝f[（x＋2）＋2]

＝－

＝－

＝f（x）.

故函数的周期为4.

∴f（105.5）＝f（4×27－2.5）＝f（－2.5）＝f（2.5）.

∵2≤2.5≤3，由题意，得f（2.5）＝2.5.∴f（105.5）＝2.5.

引申探究

例2

（2）中，若将f（x＋2）＝－

改为f（x＋2）＝－f（x），其他条件不变，则f（105.5）的值为________.

答案　2.5

解析　f（x＋4）＝f[（x＋2）＋2]＝－f（x＋2）＝f（x），

∴函数的周期为4（下同例题）.

思维升华　函数的周期性反映了函数在整个定义域上的性质.对函数周期性的考查，主要涉及函数周期性的判断，利用函数周期性求值.

　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.则f

（1）＋f

（2）＋f（3）＋…＋f（2018）＝________.

答案　339

解析　∵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（3）＋…＋f（2015）＋f（2016）

＝1×

＝336.

又f（2017）＝f

（1）＝1，f（2018）＝f

（2）＝2，

∴f

（1）＋f

（2）＋f（3）＋…＋f（2018）＝339.

题型三　函数性质的综合应用

命题点1　解不等式问题

例3　

（1）（2016·南通模拟）已知偶函数f（x）在区间[0，＋∞）上单调递增，则满足f（2x－1）

）的x的取值范围是____________.

（2）已知f（x）是定义在R上的以3为周期的偶函数，若f

（1）<1，f（5）＝

，则实数a的取值范围为______.

答案　

（1）（

，

）　

（2）（－1,4）

解析　

（1）因为f（x）是偶函数，所以其图象关于y轴对称，又f（x）在[0，＋∞）上单调递增，f（2x－1）

），

所以|2x－1|<

，所以

.

（2）∵f（x）是定义在R上的周期为3的偶函数，

∴f（5）＝f（5－6）＝f（－1）＝f

（1），

∵f

（1）<1，f（5）＝

，∴

<1，即

<0，

解得－1

命题点2　求参数问题

例4　

（1）函数f（x）＝lg（a＋

）为奇函数，则实数a＝________.

（2）设f（x）是定义在R上且周期为2的函数，在区间[－1，1]上，f（x）＝

其中a，b∈R.若f

＝f

，则a＋3b的值为________.

答案　

（1）－1　

（2）－10

解析　

（1）根据题意得，使得函数有意义的条件为a＋

>0且1＋x≠0，由奇函数的性质可得f（0）＝0.

所以lg（a＋2）＝0，即a＝－1，经检验a＝－1满足函数的定义域.

（2）因为f（x）是定义在R上且周期为2的函数，

所以f

＝f

且f（－1）＝f

（1），

故f

＝f

，

从而

＝－

a＋1，

即3a＋2b＝－2.①

由f（－1）＝f

（1），得－a＋1＝

，

即b＝－2a.②

由①②得a＝2，b＝－4，从而a＋3b＝－10.

思维升华　

（1）关于奇偶性、单调性、周期性的综合性问题，关键是利用奇偶性和周期性将未知区间上的问题转化为已知区间上的问题.

（2）掌握以下两个结论，会给解题带来方便：

①f（x）为偶函数⇔f（x）＝f（|x|）.②若奇函数在x＝0处有意义，则f（0）＝0.

（1）若f（x）＝ln（e3x＋1）＋ax是偶函数，则a＝________.

（2）奇函数f（x）的定义域为R.若f（x＋2）为偶函数，且f

（1）＝1，则f（8）＋f（9）＝________.

答案　

（1）－

（2）1

解析　

（1）函数f（x）＝ln（e3x＋1）＋ax是偶函数，故f（－x）＝f（x），即ln（e－3x＋1）－ax＝ln（e3x＋1）＋ax，化简得ln

＝2ax＝lne2ax，

即

＝e2ax，

整理得e3x＋1＝e2ax＋3x（e3x＋1），所以2ax＋3x＝0，

解得a＝－

.

（2）由f（x＋2）是偶函数可得f（－x＋2）＝f（x＋2），

又由f（x）是奇函数得f（－x＋2）＝－f（x－2），

所以f（x＋2）＝－f（x－2），f（x＋4）＝－f（x），

f（x＋8）＝f（x），

故f（x）是以8为周期的周期函数，

所以f（9）＝f（8＋1）＝f

（1）＝1，

又因为f（x）是定义在R上的奇函数，

所以f（0）＝0，所以f（8）＝f（0）＝0，故f（8）＋f（9）＝1.

2.抽象函数问题

考点分析　抽象函数问题在高考中也时常遇到，常常涉及求函数的定义域，由函数的周期性求函数值或判断函数的奇偶性等.一般以填空题来呈现，有时在解答题中也有所体现.此类题目较为抽象，易失分，应引起足够重视.

一、抽象函数的定义域

典例1　已知函数y＝f（x）的定义域是[0,8]，则函数g（x）＝

的定义域为________.

解析　要使函数有意义，

需使

即

解得1≤x<3，所以函数g（x）的定义域为[1,3）.

答案　[1,3）

二、抽象函数的函数值

典例2　若定义在实数集R上的偶函数f（x）满足f（x）>0，f（x＋2）＝

，对任意x∈R恒成立，则f（2019）＝________.

解析　因为f（x）>0，f（x＋2）＝

，

所以f（x＋4）＝f[（x＋2）＋2]＝

＝

＝f（x），

即函数f（x）的周期是4，

所以f（2019）＝f（505×4－1）＝f（－1）.

因为函数f（x）为偶函数，

所以f（2019）＝f（－1）＝f

（1）.

当x＝－1时，f（－1＋2）＝

，得f

（1）＝

.

即f

（1）＝1，所以f（2019）＝f

（1）＝1.

答案　1

三、抽象函数的单调性与不等式

典例3　设函数f（x）是定义在（0，＋∞）上的增函数，且满足f（xy）＝f（x）＋f（y）.若f（3）＝1，且f（a）>f（a－1）＋2，求实数a的取值范围.

规范解答

解　因为f（xy）＝f（x）＋f（y）且f（3）＝1，

所以2＝2f（3）＝f（3）＋f（3）＝f（9）.

又f（a）>f（a－1）＋2，所以f（a）>f（a－1）＋f（9）.

再由f（xy）＝f（x）＋f（y），可知f（a）>f[9（a－1）]，

因为f（x）是定义在（0，＋∞）上的增函数，

从而有

解得1

.

故所求实数a的取值范围是（1，

）.

1.（教材改编）已知f（x）是偶函数，g（x）是奇函数，且f（x）＋g（x）＝x2＋x－2，则f（x）＝____________.

答案　x2－2

解析　f（－x）＋g（－x）＝x2－x－2，

由f（x）是偶函数，g（x）是奇函数，

得f（x）－g（x）＝x2－x－2，

又f（x）＋g（x）＝x2＋x－2，

两式联立得f（x）＝x2－2.

2.（2016·苏州模拟）设f（x）是R上的任意函数，则下列叙述正确的有________.（填序号）

①f（x）f（－x）是奇函数；

②f（x）|f（－x）|是奇函数；

③f（x）－f（－x）是奇函数；

④f（x）＋f（－x）是偶函数.

答案　③④

解析　对于①，设g（x）＝f（x）f（－x），

g（－x）＝f（－x）f（x）＝g（x），∴f（－x）f（x）是偶函数；

对于②，设g（x）＝f（x）|f（－x）|，

g（－x）＝f（－x）|f（x）|≠g（x），g（－x）≠－g（x），

∴f（x）|f（－x）|是非奇非偶函数；

对于③，设g（x）＝f（x）－f（－x），

g（－x）＝f（－x）－f（x）＝－[f（x）－f（－x）]＝－g（x），

∴f（x）－f（－x）是奇函数；

对于④，设g（x）＝f（x）＋f（－x），

g（－x）＝f（－x）＋f（x）＝g（x），

∴f（x）＋f（－x）是偶函数.

3.已知f（x）在R上是奇函数，且满足f（x＋4）＝f（x），当x∈（－2,0）时，f（x）＝2x2，则f（2019）＝________.

答案　2

解析　由f（x＋4）＝f（x）知，f（x）是周期为4的周期函数，f（2019）＝f（504×4＋3）＝f（3），

又f（x＋4）＝f（x），∴f（3）＝f（－1），

由－1∈（－2,0）得f（－1）＝2，

∴f（2019）＝2.

4.（2016·南京模拟）若函数f（x）＝

（k为常数）在定义域内为奇函数，则k的值为________.

答案　±1

解析　依题意，得f（－x）＝

＝－

，整理得k2＝1，k＝±1.

5.已知f（x）是定义在R上的奇函数，且当x>0时，f（x）＝

则f（f（－16））＝________.

答案　

解析　由题意f（－16）＝－f（16）＝－log216＝－4，

故f（f（－16））＝f（－4）＝－f（4）＝－cos

＝

.

6.（2016·盐城模拟）已知f（x）＝ax2＋bx是定义在[a－1,2a]上的偶函数，那么a＋b的值是________.

答案　

解析　依题意得f（－x）＝f（x），

∴b＝0，又a－1＝－2a，

∴a＝

，∴a＋b＝

.

7.（2017·苏北四市联考）已知函数f（x）＝

若f（x）为奇函数，则g（－

）＝________.

答案　2

解析　g（－

）＝f（－

）＝－f（

）

＝－log2

＝－log22－2＝2.

8.（2016·常州模拟）已知f（x）是定义在R上的奇函数，f（x＋1）是偶函数，则f

（1）＋f

（2）＋f（3）＋f（4）＝________.

答案　0

解析　由f（x＋1）是偶函数得f（－x＋1）＝f（x＋1），又f（x）是定义在R上的奇函数，所以f（－x＋1）＝－f（x－1），即－f（x－1）＝f（x＋1），所以f（x＋2）＝－f（x），即f（x）＋f（x＋2）＝0，所以f

（1）＋f（3）＝0，f

（2）＋f（4）＝0，因此f

（1）＋f

（2）＋f（3）＋f（4）＝0.

9.函数f（x）在R上为奇函数，且当x>0时，f（x）＝

＋1，则当x<0时，f（x）＝________.

答案　－

－1

解析　∵f（x）为奇函数，当x>0时，f（x）＝

＋1，

∴当x<0时，－x>0，

f（－x）＝

＋1＝－f（x），

即x<0时，f（x）＝－（

＋1）＝－

－1.

10.（2016·南京模拟）若函数f（x）是定义在R上的偶函数，且在区间[0，＋∞）上是单调递增函数.如果实数t满足f（lnt）＋f（ln

）≤2f

（1），那么t的取值范围是________.

答案　[

，e]

解析　由于函数f（x）是定义在R上的偶函数，

所以f（lnt）＝f（ln

），

由f（lnt）＋f（ln

）≤2f

（1），

得f（lnt）≤f

（1）.

又函数f（x）在区间[0，＋∞）上是单调递增函数，

所以|lnt|≤1，即－1≤lnt≤1，故

≤t≤e.

11.（2016·江苏苏北四市二调）定义在R上的奇函数f（x）满足当x≥0时，f（x）＝log2（x＋2）＋（a－1）x＋b（a，b为常数），若f

（2）＝－1，则f（－6）的值为________.

答案　4

解析　由已知得f（0）＝0＝1＋b，∴b＝－1，又f

（2）＝2＋2（a－1）－1＝－1，∴a＝0，∴f（x）＝log2（x＋2）－x－1（x≥0），∴f（－6）＝－f（6）＝－3＋6＋1＝4.

12.（2016·江苏扬州中学开学考试）已知f（x）是定义在[－2，2]上的奇函数，且当x∈（0,2]时，f（x）＝2x－1，函数g（x）＝x2－2x＋m，如果∀x1∈[－2,2]，∃x2∈[－2，2]，使得g（x2）＝f（x1），则实数m的取值范围是____________.

答案　[－5，－2]

解析　∵f（x）是定义在[－2,2]上的奇函数，

∴f（0）＝0，

当x∈（0,2]时，f（x）＝2x－1的值域为（0,3]，

∴当x∈[－2,2]时，f（x）的值域为[－3,3]，

若∀x1∈[－2,2]，∃x2∈[－2,2]，使得g（x2）＝f（x1），

则g（x）max≥3且g（x）min≤－3，

∵g（x）＝x2－2x＋m＝（x－1）2＋m－1，

∴当x∈[－2,2]时，

g（x）max＝g（－2）＝8＋m，g（x）min＝g

（1）＝m－1，

故8＋m≥3且m－1≤－3，

解得m≥－5且m≤－2，

故－5≤m≤－2.

13.设f（x）是（－∞，＋∞）上的奇函数，f（x＋2）＝－f（x），当0≤x≤1时，f（x）＝x.

（1）求f（π）的值；

（2）当－4≤x≤4时，求f（x）的图象与x轴所围成图形的面积.

解　

（1）由f（x＋2）＝－f（x），得

f（x＋4）＝f[（x＋2）＋2]＝－f（x＋2）＝f（x），

∴f（x）是以4为周期的周期函数.

∴f（π）＝f（－1×4＋π）＝f（π－4）

＝－f（4－π）＝－（4－π）＝π－4.

（2）由f（x）是奇函数与f（x＋2）＝－f（x），

得f[（x－1）＋2]＝－f（x－1）＝f[－（x－1）]，

即f（1＋x）＝f（1－x）.

从而可知函数y＝f（x）的图象关于直线x＝1对称.

又当0≤x≤1时，f（x）＝x，且f（x）的图象关于原点成中心对称，

则f（x）的图象如图所示.

设当－4≤x≤4时，f（x）的图象与x轴围成的图形面积为S，则S＝4S△OAB＝4×（

×2×1）＝4