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第3讲 函数的奇偶性与周期性
A级 基础演练(时间:30分钟 满分:55分)
一、选择题(每小题5分,共20分)
1.f(x)是定义在R上的奇函数,且满足f(x+2)=f(x),又当x∈(0,1)时,f(x)=2x-1,则f(log6)等于 ( ).
A.-5 B.-6 C.- D.-
解析 f(log6)=-f(log26)=-f(log26-2).
∵log26-2=log2∈(0,1),∴f=,
∴f(log6)=-.
答案 D
2.(2011·安徽)设f(x)是定义在R上的奇函数,当x≤0时,f(x)=2x2-x,则f(1)等于 ( ).
A.-3 B.-1 C.1 D.3
解析 ∵f(x)是定义在R上的奇函数,且x≤0时,f(x)=2x2-x,∴f(1)=-f(-1)=-2×(-1)2+(-1)=-3.
答案 A
3.定义在R上的函数f(x)满足f(x)=f(x+2),当x∈[3,5]时,f(x)=2-|x-4|,则下列不等式一定成立的是 ( ).
A.f>f B.f(sin 1)<f(cos 1)
C.f<f D.f(cos 2)>f(sin 2)
解析 当x∈[-1,1]时,x+4∈[3,5],由f(x)=f(x+2)=f(x+4)=2-|x+4-4|=2-|x|,
显然当x∈[-1,0]时,f(x)为增函数;当x∈[0,1]时,f(x)为减函数,cos=-,sin =>,又f=f>f,所以f>f.
答案 A
4.(2013·连云港一模)已知函数f(x)=则该函数是 ( ).
A.偶函数,且单调递增 B.偶函数,且单调递减
C.奇函数,且单调递增 D.奇函数,且单调递减
解析 当x>0时,f(-x)=2-x-1=-f(x);当x<0时,f(-x)=1-2-(-x)=1-2x=-f(x).当x=0时,f(0)=0,故f(x)为奇函数,且f(x)=1-2-x在[0,+∞)上为增函数,f(x)=2x-1在(-∞,0)上为增函数,又x≥0时1-2-x≥0,x<0时2x-1<0,故f(x)为R上的增函数.
答案 C
二、填空题(每小题5分,共10分)
5.(2011·浙江)若函数f(x)=x2-|x+a|为偶函数,则实数a=________.
解析 由题意知,函数f(x)=x2-|x+a|为偶函数,则f(1)=f(-1),∴1-|1+a|=1-|-1+a|,∴a=0.
答案 0
6.(2012·上海)已知y=f(x)+x2是奇函数,且f(1)=1.若g(x)=f(x)+2,则g(-1)=________.
解析 因为y=f(x)+x2是奇函数,且x=1时,y=2,所以当x=-1时,y=-2,即f(-1)+(-1)2=-2,得f(-1)=-3,所以g(-1)=f(-1)+2=-1.
答案 -1
三、解答题(共25分)
7.(12分)已知f(x)是定义在R上的不恒为零的函数,且对任意x,y,f(x)都满足f(xy)=yf(x)+xf(y).
(1)求f(1),f(-1)的值;
(2)判断函数f(x)的奇偶性.
解 (1)因为对定义域内任意x,y,f(x)满足f(xy)=yf(x)+xf(y),所以令x=y=1,得f(1)=0,令x=y=-1,得f(-1)=0.
(2)令y=-1,有f(-x)=-f(x)+xf(-1),代入f(-1)=0得f(-x)=-f(x),所以f(x)是(-∞,+∞)上的奇函数.
8.(13分)设定义在[-2,2]上的偶函数f(x)在区间[-2,0]上单调递减,若f(1-m)<f(m),求实数m的取值范围.
解 由偶函数性质知f(x)在[0,2]上单调递增,且f(1-m)=f(|1-m|),f(m)=f(|m|),
因此f(1-m)<f(m)等价于
解得:<m≤2.
因此实数m的取值范围是.
B级 能力突破(时间:30分钟 满分:45分)
一、选择题(每小题5分,共10分)
1.函数f(x)的定义域为R,若f(x+1)与f(x-1)都是奇函数,则 ( ).
A.f(x)是偶函数 B.f(x)是奇函数
C.f(x)=f(x+2) D.f(x+3)是奇函数
解析 由已知条件,得f(-x+1)=-f(x+1),f(-x-1)=-f(x-1).由f(-x+1)=-f(x+1),得f(-x+2)=-f(x);由f(-x-1)=-f(x-1),得f(-x-2)=-f(x).则f(-x+2)=f(-x-2),即f(x+2)=f(x-2),由此可得f(x+4)=f(x),即函数f(x)是以4为周期的周期函数,所以f(x+3)=f(x-1),即函数f(x+3)也是奇函数.
答案 D
2.(2012·福建)设函数D(x)=则下列结论错误的是 ( ).
A.D(x)的值域为{0,1} B.D(x)是偶函数
C.D(x)不是周期函数 D.D(x)不是单调函数
解析 显然D(x)不单调,且D(x)的值域为{0,1},因此选项A、D正确.若x是无理数,-x,x+1是无理数;若x是有理数,-x,x+1也是有理数.∴D(-x)=D(x),D(x+1)=D(x).则D(x)是偶函数,D(x)为周期函数,B正确,C错误.
答案 C
二、填空题(每小题5分,共10分)
3.f(x)=2x+sin x为定义在(-1,1)上的函数,则不等式f(1-a)+f(1-2a)<0的解集是 ________.
解析 f(x)在(-1,1)上是增函数,且f(x)为奇函数.于是原不等式为f(1-a)<f(2a-1)等价于
解得<a<1.
答案
4.若定义域为R的奇函数f(x)满足f(1+x)=-f(x),则下列结论:①f(x)的图象关于点对称;②f(x)的图象关于直线x=对称;③f(x)是周期函数,且2是它的一个周期;④f(x)在区间(-1,1)上是单调函数.其中所有正确的序号是________.
解析 由函数为奇函数且满足f(1+x)=-f(x),得f(x+2)=f(x),又f=-f,f=f,所以②③正确.
答案 ②③
三、解答题(共25分)
5.(12分)已知函数f(x)=x2+(x≠0,常数a∈R).
(1)讨论函数f(x)的奇偶性,并说明理由;
(2)若函数f(x)在x∈[2,+∞)上为增函数.求实数a的取值范围.
解 (1)函数f(x)的定义域为{x|x≠0},
当a=0时,f(x)=x2,(x≠0)
显然为偶函数;当a≠0时,f(1)=1+a,f(-1)=1-a,
因此f(1)≠f(-1),且f(-1)≠-f(1),
所以函数f(x)=x2+既不是奇函数,也不是偶函数.
(2)f′(x)=2x-=,
当a≤0时,f′(x)>0,则f(x)在[2,+∞)上是增函数,
当a>0时,由f′(x)=>0,
解得x> ,由f(x)在[2,+∞)上是增函数,
可知 ≤2.解得0<a≤16.
综上可知实数a的取值范围是(-∞,16].
6.(13分)已知函数f(x)的定义域为R,且满足f(x+2)=-f(x).
(1)求证:f(x)是周期函数;
(2)若f(x)为奇函数,且当0≤x≤1时,f(x)=x,求使f(x)=-在[0,2 014]上的所有x的个数.
(1)证明 ∵f(x+2)=-f(x),
∴f(x+4)=-f(x+2)=-[-f(x)]=f(x),
∴f(x)是以4为周期的周期函数.
(2)解 当0≤x≤1时,f(x)=x,
设-1≤x≤0,则0≤-x≤1,
∴f(-x)=(-x)=-x.
∵f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x),
∴-f(x)=-x,即f(x)=x.
故f(x)=x(-1≤x≤1).
又设1<x<3,则-1<x-2<1,
∴f(x-2)=(x-2).
又∵f(x)是以4为周期的周期函数
∴f(x-2)=f(x+2)=-f(x),∴-f(x)=(x-2),
∴f(x)=-(x-2)(1<x<3).
∴f(x)=
由f(x)=-,解得x=-1.
∵f(x)是以4为周期的周期函数,
∴f(x)=-的所有x=4n-1(n∈Z).
令0≤4n-1≤2 014,则≤n≤.
又∵n∈Z,∴1≤n≤503(n∈Z),
∴在[0,2 014]上共有503个x使f(x)=-.
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