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第3讲 函数的奇偶性与周期性
基础巩固题组
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.(2014·重庆卷)下列函数为偶函数的是 ( )
A.f(x)=x-1 B.f(x)=x2+x
C.f(x)=2x-2-x D.f(x)=2x+2-x
解析 函数f(x)=x-1和f(x)=x2+x既不是偶函数也不是奇函数,排除选项A和选项B;选项C中f(x)=2x-2-x,则f(-x)=2-x-2x=-(2x-2-x)=-f(x),所以f(x)=2x-2-x为奇函数,排除选项C;选项D中f(x)=2x+2-x,则f(-x)=2-x+2x=f(x),所以f(x)=2x+2-x为偶函数,故选D.
答案 D
2.(2014·烟台模拟)定义在R上的偶函数f(x),对任意x1,x2∈[0,+∞)(x1≠x2),有<0,则 ( )
A.f(3)<f(-2)<f(1) B.f(1)<f(-2)<f(3)
C.f(-2)<f(1)<f(3) D.f(3)<f(1)<f(-2)
解析 由题意知f(x)为偶函数,所以f(-2)=f(2),
又x∈[0,+∞)时,f(x)为减函数,且3>2>1,
∴f(3)<f(2)<f(1),即f(3)<f(-2)<f(1),故选A.
答案 A
3.(2014·湖南卷)已知f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f(x)-g(x)=x3+x2+1,则f(1)+g(1)= ( )
A.-3 B.-1
C.1 D.3
解析 用“-x”代替“x”,得f(-x)-g(-x)=(-x)3+(-x)2+1,化简得f(x)+g(x)=-x3+x2+1,令x=1,得f(1)+g(1)=1,故选C.
答案 C
4.(2014·辽宁统一检测)已知f(x)是定义在R上的奇函数,且在[0,+∞)上单调递增,若f(lg x)<0,则x的取值范围是 ( )
A.(0,1) B.(1,10)
C.(1,+∞) D.(10,+∞)
解析 依题意,函数f(x)在R上是增函数,且f(0)=0,不等式f(lg x)<0=f(0)等价于lg x<0,故0<x<1,故选A.
答案 A
5.(2015·天水一模)已知函数f(x)是R上的偶函数,g(x)是R上的奇函数,且g(x)=f(x-1),若f(2)=2,则f(2 014)的值为 ( )
A.2 B.0
C.-2 D.±2
解析 ∵g(-x)=f(-x-1),∴-g(x)=f(x+1).又g(x)=f(x-1),∴f(x+1)=-f(x-1),∴f(x+2)=-f(x),f(x+4)=-f(x+2)=f(x),则f(x)是以4为周期的周期函数,所以f(2 014)=f(2)=2.
答案 A
二、填空题
6.函数f(x)在R上为奇函数,且x>0时,f(x)=+1,则当x<0时,f(x)=________.
解析 ∵f(x)为奇函数,x>0时,f(x)=+1,
∴当x<0时,-x>0,
f(x)=-f(-x)=-(+1),
即x<0时,f(x)=-(+1)=--1.
答案 --1
7.(2014·湖南卷)若f(x)=ln(e3x+1)+ax是偶函数,则a=________.
解析 由题意知,f(x)的定义域为R,
所以f(-1)=f(1),
从而有ln(e3+1)+a=ln(e-3+1)-a,解得a=-.
答案 -
8.(2014·四川卷)设f(x)是定义在R上的周期为2的函数,当x∈[-1,1)时,f(x)=则f=________.
解析 ∵f(x)的周期为2,∴f=f,
又∵当-1≤x<0时,f(x)=-4x2+2
∴f=f=-4×2+2=1.
答案 1
三、解答题
9.已知函数f(x)=是奇函数.
(1)求实数m的值;
(2)若函数f(x)在区间[-1,a-2]上单调递增,求实数a的取值范围.
解 (1)设x<0,则-x>0,
所以f(-x)=-(-x)2+2(-x)=-x2-2x.
又f(x)为奇函数,所以f(-x)=-f(x),
于是x<0时,f(x)=x2+2x=x2+mx,
所以m=2.
(2)由(1)知f(x)在[-1,1]上是增函数,
要使f(x)在[-1,a-2]上单调递增.
结合f(x)的图象知
所以1<a≤3,故实数a的取值范围是(1,3].
10.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)求证:f(x)是周期函数;
(2)当x∈[2,4]时,求f(x)的解析式;
(3)计算f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 016).
(1)证明 ∵f(x+2)=-f(x),
∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x).
∴f(x)是周期为4的周期函数.
(2)解 ∵x∈[2,4],∴-x∈[-4,-2],
∴4-x∈[0,2],
∴f(4-x)=2(4-x)-(4-x)2=-x2+6x-8,
又f(4-x)=f(-x)=-f(x),
∴-f(x)=-x2+6x-8,
即f(x)=x2-6x+8,x∈[2,4].
(3)解 ∵f(0)=0,f(1)=1,f(2)=0,f(3)=-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(2 012)+f(2 013)+f(2 014)+f(2 015)=0.
∴f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 016)=f(2 016)=f(0)=0.
能力提升题组
(建议用时:25分钟)
11.(2014·石家庄模拟)已知f(x)是定义在R上以3为周期的偶函数,若f(1)<1,f(5)=,则实数a的取值范围为 ( )
A.(-1,4) B.(-2,1)
C.(-1,2) D.(-1,0)
解析 因为函数f(x)是定义在R上以3为周期的偶函数,所以f(5)=f(-1)=f(1),即<1,化简得(a-4)(a+1)<0,解得-1<a<4,故选A.
答案 A
12.(2015·沈阳模拟)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轴的交点个数为( )
A.6 B.7
C.8 D.9
解析 因为当0≤x<2时,f(x)=x3-x,又f(x)是R上最小正周期为2的周期函数,且f(0)=0,所以f(6)=f(4)=f(2)=f(0)=0.又f(1)=0,所以f(3)=f(5)=0.故函数y=f(x)的图象在区间[0,6]上与x轴的交点个数为7.
答案 B
13.已知函数y=f(x)为奇函数,且对定义域内的任意x都有f(1+x)=-f(1-x).当x∈(2,3)时,f(x)=log2(x-1).给出以下4个结论:
①函数y=f(x)的图象关于点(k,0)(k∈Z)成中心对称;
②函数y=|f(x)|是以2为周期的周期函数;
③当x∈(-1,0)时,f(x)=-log2(1-x);
④函数y=f(|x|)在(k,k+1)(k∈Z)上单调递增.
其中所有正确结论的序号为________.
解析 因为f(2+x)=-f(1-(1+x))=-f(-x)=f(x),所以f(x)的周期为2,
因为f(x)为奇函数,其图象关于点(0,0)对称,
所以f(x)的图象也关于点(2,0)对称,先作出函数f(x)在(2,3)上的图象,然后作出在(1,2)上的图象,左右平移即可得到f(x)的草图如图所示,由图象可知f(x)关于点(k,0)(k∈Z)对称,故①正确;
由y=|f(x)|的图象可知y=|f(x)|的周期为2,故②正确;
当-1<x<0时,2<2-x<3,f(2-x)=log2(1-x)=-f(x),即f(x)=-log2(1-x),故③正确;
y=f(|x|)在(-1,0)上为减函数,故④错误.
答案 ①②③
14.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;
(3)写出(-∞,+∞)内函数f(x)的单调区间.
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).
故知函数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.
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×=4.
(3)函数f(x)的单调递增区间为[4k-1,4k+1](k∈Z),
单调递减区间为[4k+1,4k+3](k∈Z).
希望的灯一旦熄灭,生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德
薄雾浓云愁永昼, 瑞脑消金兽。 佳节又重阳, 玉枕纱厨, 半夜凉初透。
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