2021年高考数学(理)一轮复习题型归纳与训练 专题2.3 函数的奇偶性及周期性(教师版含解析)
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1、2021 年高考理科数学一轮复习:题型全归纳与高效训练突破年高考理科数学一轮复习:题型全归纳与高效训练突破 专题专题 2.3 函数的奇偶性及周期性函数的奇偶性及周期性 目录 一、题型全归纳 . 1 题型一 判断函数的奇偶性 . 1 题型二 奇函数、偶函数性质的应用. 3 题型三 函数的周期性及应用 . 4 题型四 函数性质的综合应用 . 6 命题角度一 单调性与奇偶性结合. 6 命题角度二 周期性与奇偶性结合. 6 命题角度三 单调性、奇偶性和周期性结合 . 7 题型五 奇偶函数的二级结论及应用 . 8 二、高效训练突破 . 9 一、题型全归纳一、题型全归纳 题型一题型一 判断函数的奇偶性判断
2、函数的奇偶性 【题型要点】【题型要点】 1判断函数奇偶性的三种方法 (1)定义法 (2)图象法 (3)性质法: 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 【例【例 1】(2020 成都市高三阶段考试成都市高三阶段考试)已知 yf(x)是定义在 R 上的奇函数,则下列函数中为奇函数的是( ) yf(|x|);yf(x);yxf(x);yf(x)x. A B C D 【答案】D 【解析】因为 yf(x)是定义在 R 上的奇函数,所以 f(x)f(x),由 f(|x|)f(|x|),知是偶函数;由 f (x)f(x)f
3、(x), 知是奇函数; 由 yf(x)是定义在 R 上的奇函数, 且 yx 是定义在 R 上的奇函数, 奇 奇偶,知是偶函数;由 f(x)(x)f(x)x,知是奇函数 【例例 2】判断函数 f(x) x2x,x0. 的奇偶性。 【解析】法一:图象法 画出函数 f(x) x2x,x0 的图象如图所示,图象关于 y 轴对称,故 f(x)为偶函数 法二:定义法 易知函数 f(x)的定义域为(,0)(0,),关于原点对称, 当 x0 时,f(x)x2x,则当 x0,故 f(x)x2xf(x);当 x0 时, x0,故 f(x)x2xf(x),故原函数是偶函数 法三:f(x)还可以写成 f(x)x2|x
4、|(x0),故 f(x)为偶函数 题型二题型二 奇函数、偶函数性质的应用奇函数、偶函数性质的应用 【题型要点】函数奇偶性的应用【题型要点】函数奇偶性的应用 (1)求函数值:将待求值利用奇偶性转化为求已知解析式的区间上的函数值 (2)求解析式:将待求区间上的自变量转化到已知解析式的区间上,再利用奇偶性的定义求出 (3)求解析式中的参数:利用待定系数法求解,根据 f(x) f(x)0 得到关于参数的恒等式,由系数的对等性 或等式恒成立的条件得方程(组),进而得出参数的值 (4)画函数图象:利用函数的奇偶性可画出函数在另一对称区间上的图象 (5)求特殊值:利用奇函数的最大值与最小值之和为零可求一些特
5、殊结构的函数值 【注意】 :对于定义域为 I 的奇函数 f(x),若 0I,则 f(0)0. 【例【例 1】若 f(x)ln (e3x1)ax 是偶函数,则 a_. 【答案】3 2 【解析】解法一:因为 f(x)ln (e3x1)ax 是偶函数,所以 f(x)f(x),所以 f(x)ln (e 3x1)axln 1 1 3x e axln x x e e 3 3 1 axln (1e3x)3xaxln (e3x1)ax,所以3aa,解得 a3 2. 解法二:函数 f(x)ln (e3x1)ax 为偶函数,故 f(x)f(x), 即 ln (e 3x1)axln (e3x1)ax, 化简得 ln
6、 1 e3x2axln e 2ax,即1 e3xe 2ax, 整理得 e2ax 3x1. 所以 2ax3x0,解得 a3 2. 【例【例 2】(2020 衡水模拟衡水模拟)已知 f(x)是定义在 R 上的奇函数,若 x0 时,f(x)xln x,则 x0 时,f(x)( ) Axln x Bxln (x) Cxln x Dxln (x) 【答案】 B 【解析】 设 x0, 则x0, 所以 f(x)xln (x) 又 f(x)是定义在 R 上的奇函数, 所以 f(x)f(x), 所以 f(x)xln (x) 题型三题型三 函数的周期性及应用函数的周期性及应用 【题型要点】【题型要点】1求函数周期
7、的方法 方法 解读 适合题型 定义 法 具体步骤为:对于函数 yf(x),如果能够找到一个 非零常数 T,使得当 x 取定义域内的任何值时,都 有 f(xT)f(x),那么 T 就是函数 yf(x)的周期 非零常数 T 容易确定的函数, 递推 法 采用递推的思路进行,再结合定义确定周期如: 若 f(xa)f(x),则 f(x2a)f(xa)af(x a)f(x),所以 2a 为 f(x)的一个周期 含有 f(xa)与 f(x)的关系式, 换元 法 通过换元思路将表达式化简为定义式的结构,如: 若 f(xa)f(xa),令 xat,则 xta,则 f(t 2a)f(taa)f(taa)f(t),
8、所以 2a 为 f(x) 的一个周期 f(bx a)f(bx c)型关系式 2函数周期性的应用 根据函数的周期性,可以由函数局部的性质得到函数的整体性质,即周期性与奇偶性都具有将未知区间上 的问题转化到已知区间的功能在解决具体问题时,要注意结论:若 T 是函数的周期,则 kT(kZ 且 k0) 也是函数的周期 【例【例 1】(2020 江西临川第一中学期末江西临川第一中学期末)已知函数 f(x)是定义在 R 上的奇函数,对任意的实数 x,f(x2)f(x 2),当 x(0,2)时,f(x)x2,则 2 13 f( ) A9 4 B1 4 C.1 4 D9 4 【答案】D 【解析】 (1)因为
9、f(x2)f(x2),所以 f(x)f(x4),所以 f(x)是周期为 4 的周期函数,所以 2 13 f 8- 2 13 f 2 3 -f,又函数 f(x)是定义在 R 上的奇函数,所以 2 3 -f 2 3 - f 2 2 3 -9 4,所以 2 13 f9 4.故选 D. 【例【例 2】(2020 开封模拟开封模拟)已知函数 f(x) 2(1x),0 x1, x1,1x2, 如果对任意的 nN*,定义 fn(x) ,那么 f2 016(2)的值为( ) A0 B1 C2 D3 【答案】C 【解析】因为 f1(2)f(2)1,f2(2)f(1)0,f3(2)f(0)2,所以 fn(2)的值
10、具有周期性,且周期为 3,所以 f2 016(2)f3 672(2)f3(2)2,故选 C. 题型四题型四 函数性质的综合应用函数性质的综合应用 命题角度一命题角度一 单调性与奇偶性结合单调性与奇偶性结合 【题型要点】【题型要点】函数单调性与奇偶性的综合解此类问题常利用以下两个性质:如果函数 f(x) 是偶函数,那么 f(x)f(|x|)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 【例【例 1】 】 (2019 成都模拟成都模拟)已知函数 f(x)为 R 上的偶函数,当 x0 时,f(x)单调递减,若 f(2a)f(1a),则 a 的取值范围是( )
11、A. 3 1 -, B. 1 3 1 - , C. 3 1 1- , D. , 3 1 - 【答案】 C 【解析】 因为函数 f(x)为 R 上的偶函数,所以 f(2a)f(1a)f(|2a|)f(|1a|),又当 x0 时,f(x)单调递 减,所以|2a|1a|,所以(2a)2(1a)2,即 3a22a10,解得1a1 3. 命题角度二命题角度二 周期性与奇偶性结合周期性与奇偶性结合 【题型要点】【题型要点】周期性与奇偶性的综合此类问题多考查求值问题,常利用奇偶性及周期性进行 变换,将所求函数值的自变量转化到已知解析式的函数定义域内求解 【例例 2】已知 f(x)是定义域为(,)的奇函数,满
12、足 f(1x)f(1x)若 f(1)2,则 f(1)f(2)f(3) f(50)( ) A50 B0 C2 D50 【答案】C 【解析】因为 f(x)是定义域为(,)的奇函数,且满足 f(1x)f(1x),所以 f(1x)f(x1),f(x 4)f1(x3)f(x2)f(x2)f1(x1)f(x)f(x)所以 f(x)是周期为 4 的函数因 此 f(1)f(2)f(3)f(50)12f(1)f(2)f(3)f(4)f(1)f(2), 因为 f(3)f(1), f(4)f(2), 所以 f(1) f(2)f(3)f(4)0, 因为 f(2)f(24)f(2)f(2), 所以 f(2)0, 从而
13、f(1)f(2)f(3)f(50)f(1) 2,故选 C. 命题角度三命题角度三 单调性、奇偶性和周期性结合单调性、奇偶性和周期性结合 【题型要点】【题型要点】单调性、奇偶性与周期性的综合解决此类问题通常先利用周期性、奇偶性转化自变量所在 的区间,然后利用单调性求解 【例【例 3】 】 (2019 青岛二中模拟青岛二中模拟)已知定义在 R 上的函数 f(x)满足:f(x2)f(x);f(x2)为奇函数;当 x0,1)时,fx1fx2 x1x2 0(x1x2)恒成立,则 2 15 f,f(4), 2 11 f的大小关系正确的是( ) A 2 11 ff(4) 2 15 f Bf(4) 2 11
14、f 2 15 f C 2 15 ff(4) 2 11 f D 2 15 f 2 11 ff(4) 【答案】 C 【解析】 由 f(x2)f(x)可知函数 f(x)的周期为 2,所以 f(x)f(x2), 又 f(x2)为奇函数,所以 f(x)为奇函数, 所以 2 15 f 2 1 42 2 15 ff, f(4)f(42 2)f(0)0. 2 11 f 2 1 -32- 2 11 ff, 又 x0,1)时,f(x)单调递增 故奇函数 f(x)在(1,1)上单调递增 所以 2 1 ff(0) 2 1 -f, 即 2 15 ff(4) 2 11 f. 题型五题型五 奇偶函数的二级结论及应用奇偶函数
15、的二级结论及应用 结论一:结论一:若函数 f(x)是奇函数,且 g(x)f(x)c,则必有 g(x)g(x)2c. 【结论简证】【结论简证】由于函数 f(x)是奇函数,所以 f(x)f(x),所以 g(x)g(x)f(x)cf(x)c2c. 【例【例 1】对于函数 f(x)asin xbxc(其中 a,bR,cZ),选取 a,b,c 的一组值计算 f(1)和 f(1),所 得出的正确结果一定不可能是( ) A4 和 6 B3 和 1 C2 和 4 D1 和 2 【答案】D 【解析】设 g(x)asin xbx,则 f(x)g(x)c,且函数 g(x)为奇函数注意到 cZ,所以 f(1)f(1)
16、2c 为偶数故选 D. 结论二:结论二:若函数 f(x)是奇函数,则函数 g(x)f(xa)h 的图象关于点(a,h)对称 【结论简证】【结论简证】函数 g(x)f(xa)h 的图象可由 f(x)的图象平移得到,不难知结论成立 【例【例 2】 函数 f(x) x x1 x1 x2 x2 x3的图象的对称中心为 ( ) A(4,6) B(2,3) C(4,3) D(2,6) 【答案】B 【解析】 设 g(x) 1 x1 1 x 1 x1, 则 g(x) 1 x1 1 x 1 x1 1 x1 1 x 1 x1g(x), 故 g(x) 为奇函数 易知 f(x)3 3 1 2 1 1 1 xxx g(
17、x2)3, 所以函数 f(x)的图象的对称中心为(2, 3) 故 选 B. 结论三:结论三:若函数 f(x)为偶函数,则 f(x)f(|x|) 【结论简证】【结论简证】 当 x0 时,|x|x,所以 f(|x|)f(x); 当 xf(2x1)成立的 x 的取值范围是_; 【答案】 1 3 1, 【解析】 易知函数 f(x)的定义域为 R,且 f(x)为偶函数当 x0 时,f(x)ln(1x) 1 1x2,易知此时 f(x) 单调递增所以 f(x)f(2x1)f(|x|)f(|2x1|),所以|x|2x1|,解得1 3x0 的条件为_ 【答案】x|x4 【解析】由 f(x)x38(x0),知 f
18、(x)在0,)上单调递增,且 f(2)0.所以,由已知条件可知 f(x2)0f(|x 2|)f(2)所以|x2|2,解得 x4. 二、高效训练突破二、高效训练突破 一、选择题一、选择题 1(2019 武威模拟武威模拟)下列函数中,既是奇函数,又在区间(0,)上单调递增的是( ) Af(x)exe x Bf(x)tanx Cf(x)x1 x Df(x)|x| 【答案】 A 【解析】 f(x)|x|是偶函数,排除 D;f(x)x1 x在(0,)上先减后增,排除 C;f(x)tanx 在(0,)上不是单调函数,排除 B;f(x)exe x 符合题意 2.设函数 f(x)e xex 2 ,则下列结论错
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