高考数学第二章函数概念与基本初等函数第2讲函数的基本性质第3课时函数性质的综合问题教案文新人教A版

第3课时函数性质的综合问题函数的奇偶性与单调性(师生共研)已知函数y＝f(x)是R上的偶函数，对任意x1，x2∈(0，＋∞)，都有(x1－x2)·[f(x1)－f(x2)]0.设a＝ln13，b＝(ln3)2，c＝ln3，则()A．f(a)f(b)f(c)B．f(b)f(a)f(c)C．f(c)f(a)f(b)D．f(c)f(b)f(a)【解析】由题意易知f(x)在(0，＋∞)上是减函数，又因为|a|＝ln31，b＝(ln3)2|a|，0c＝ln32|a|，所以f(c)f(|a|)f(b)．又由题意知f(a)＝f(|a|)，所以f(c)f(a)f(b)．故选C.【答案】C函数的单调性与奇偶性的综合问题解题思路(1)解决比较大小、最值问题应充分利用奇函数在关于原点对称的两个区间上具有相同的单调性，偶函数在关于原点对称的两个区间上具有相反的单调性．(2)解决不等式问题时一定要充分利用已知的条件，把已知不等式转化成f(x1)f(x2)或f(x1)f(x2)的形式，再根据函数的奇偶性与单调性，列出不等式(组)，要注意函数定义域对参数的影响．已知定义域为(－1，1)的奇函数f(x)是减函数，且f(a－3)＋f(9－a2)0，则实数a的取值范围是()A．(22，3)B．(3，10)C．(22，4)D．(－2，3)解析：选A.由f(a－3)＋f(9－a2)0得f(a－3)－f(9－a2)．又由奇函数性质得f(a－3)f(a2－9)．因为f(x)是定义域为(－1，1)的减函数，所以－1a－31，－1a2－91，a－3a2－9，解得22a3.函数的奇偶性与周期性(典例迁移)(一题多解)(2020·武昌区调研考试)已知f(x)是定义域为R的奇函数，且函数y＝f(x－1)为偶函数，当0≤x≤1时，f(x)＝x3，则f52＝．【解析】法一：因为f(x)是R上的奇函数，y＝f(x－1)为偶函数，所以f(x－1)＝f(－x－1)＝－f(x＋1)，所以f(x＋2)＝－f(x)，f(x＋4)＝f(x)，即f(x)的周期T＝4，因为0≤x≤1时，f(x)＝x3，所以f52＝f52－4＝f－32＝－f32＝－f1＋12＝f－12＝－f12＝－18.法二：因为f(x)是R上的奇函数，y＝f(x－1)为偶函数，所以f(x－1)＝f(－x－1)＝－f(x＋1)，所以f(x＋2)＝－f(x)，由题意知，当－1≤x0时，f(x)＝x3，故当－1≤x≤1时，f(x)＝x3，当1x≤3时，－1x－2≤1，f(x)＝－(x－2)3，所以f52＝－52－23＝－18.【答案】－18【迁移探究】(变条件)本例变为：已知f(x)是定义域为R的偶函数，且函数y＝f(x＋1)为奇函数，当0≤x1时，f(x)＝x2，则f52＝．解析：因为f(x)是R上的偶函数，y＝f(x＋1)为奇函数，所以f(x＋1)＝－f(－x＋1)＝－f(x－1)，所以f(x＋2)＝－f(x)，f(x＋4)＝f(x)，即f(x)的周期T＝4，因为0≤x1时，f(x)＝x2，所以f52＝f52－4＝f－32＝f32＝f1＋12＝－f12＝－14.答案：－14周期性与奇偶性结合，此类问题多考查求值问题，常利用奇偶性及周期性进行转换，将所求函数值的自变量转化到已知解析式的定义域内求解．(2020·广东六校第一次联考)定义在R上的函数f(x)满足f(x)＝f(2－x)及f(x)＝－f(－x)，且在[0，1]上有f(x)＝x2，则f201912＝()A.94B.14C．－94D．－14解析：选D.函数f(x)的定义域是R，f(x)＝－f(－x)，所以函数f(x)是奇函数．又f(x)＝f(2－x)，所以f(－x)＝f(2＋x)＝－f(x)，所以f(4＋x)＝－f(2＋x)＝f(x)，故函数f(x)是以4为周期的奇函数，所以f201912＝f2020－12＝f－12＝－f12.因为在[0，1]上有f(x)＝x2，所以f12＝122＝14，故f201912＝－14，故选D.函数的综合性应用(师生共研)(1)(2020·石家庄市模拟(一))已知f(x)是定义在R上的奇函数，且满足f(x)＝f(2－x)，当x∈[0，1]时，f(x)＝4x－1，则在(1，3)上，f(x)≤1的解集是()A.1，32B.32，52C.32，3D．[2，3)(2)(2020·陕西榆林一中模拟)已知偶函数f(x)满足f(x)＋f(2－x)＝0，现给出下列命题：①函数f(x)是以2为周期的周期函数；②函数f(x)是以4为周期的周期函数；③函数f(x－1)为奇函数；④函数f(x－3)为偶函数，其中真命题的个数是()A．1B．2C．3D．4【解析】(1)因为0≤x≤1时，f(x)＝4x－1，所以f(x)在区间[0，1]上是增函数，又函数f(x)是奇函数，所以函数f(x)在区间[－1，1]上是增函数，因为f(x)＝f(2－x)，所以函数f(x)的图象关于直线x＝1对称，所以函数f(x)在区间(1，3)上是减函数，又f12＝1，所以f32＝1，所以在区间(1，3)上不等式f(x)≤1的解集为32，3，故选C.(2)偶函数f(x)满足f(x)＋f(2－x)＝0，所以f(－x)＝f(x)＝－f(2－x)，f(x＋2)＝－f(x)，f(x＋4)＝－f(x＋2)＝f(x)，可得f(x)的最小正周期为4，故①错误，②正确；由f(x＋2)＝－f(x)，可得f(x＋1)＝－f(x－1)．又f(－x－1)＝f(x＋1)，所以f(－x－1)＝－f(x－1)，故f(x－1)为奇函数，③正确；若f(x－3)为偶函数，则f(x－3)＝f(－x－3)，又f(－x－3)＝f(x＋3)，所以f(x＋3)＝f(x－3)，即f(x＋6)＝f(x)，可得6为f(x)的周期，这与4为最小正周期矛盾，故④错误，故选B.【答案】(1)C(2)B求解函数的综合性应用的策略(1)函数的奇偶性、对称性、周期性，知二断一．特别注意“奇函数若在x＝0处有定义，则一定有f(0)＝0；偶函数一定有f(|x|)＝f(x)”在解题中的应用．(2)解决周期性、奇偶性与单调性结合的问题，通常先利用周期性转化自变量所在的区间，再利用奇偶性和单调性求解．1．函数f(x)是定义在R上的偶函数，且f(x)＝f(2－x)．若f(x)在区间[1，2]上是减函数，则f(x)()A．在区间[－2，－1]上是增函数，在区间[3，4]上是增函数B．在区间[－2，－1]上是增函数，在区间[3，4]上是减函数C．在区间[－2，－1]上是减函数，在区间[3，4]上是增函数D．在区间[－2，－1]上是减函数，在区间[3，4]上是减函数解析：选B.由f(x)＝f(2－x)得f(x)的图象关于直线x＝1对称．又f(x)是偶函数，故函数f(x)的周期是2，f(x)在区间[－2，－1]上是增函数，在区间[3，4]上是减函数．2．(2020·甘肃甘谷一中第一次质检)已知定义在R上的函数f(x)满足条件：①对任意的x∈R，都有f(x＋4)＝f(x)；②对任意的x1，x2∈[0，2]且x1x2，都有f(x1)f(x2)；③函数f(x＋2)的图象关于y轴对称，则下列结论正确的是()A．f(7)f(6.5)f(4.5)B．f(7)f(4.5)f(6.5)C．f(4.5)f(7)f(6.5)D．f(4.5)f(6.5)f(7)解析：选C.因为对任意的x∈R，都有f(x＋4)＝f(x)，所以函数是以4为周期的周期函数，因为函数f(x＋2)的图象关于y轴对称，所以函数f(x)的图象关于x＝2对称，因为x1，x2∈[0，2]且x1x2，都有f(x1)f(x2)．所以函数f(x)在[0，2]上为增函数，所以函数f(x)在[2，4]上为减函数．易知f(7)＝f(3)，f(6.5)＝f(2.5)，f(4.5)＝f(0.5)＝f(3.5)，则f(3.5)f(3)f(2.5)，即f(4.5)f(7)f(6.5)．核心素养系列4数学抽象——活用函数性质中“三个二级”结论函数的奇偶性、周期性、对称性及单调性，在高考中常常将它们综合在一起命题，解题时，往往需要借助函数的奇偶性和周期性来确定另一区间上的单调性，即实现区间的转换，再利用单调性解决相关问题．一、奇函数的最值性质已知函数f(x)是定义在区间D上的奇函数，则对任意的x∈D，都有f(x)＋f(－x)＝0.特别地，若奇函数f(x)在D上有最值，则f(x)max＋f(x)min＝0，且若0∈D，则f(0)＝0.设函数f(x)＝（x＋1）2＋sinxx2＋1的最大值为M，最小值为m，则M＋m＝．【解析】函数f(x)的定义域为R，f(x)＝（x＋1）2＋sinxx2＋1＝1＋2x＋sinxx2＋1，设g(x)＝2x＋sinxx2＋1，则g(－x)＝－g(x)，所以g(x)为奇函数，由奇函数图象的对称性知g(x)max＋g(x)min＝0，所以M＋m＝[g(x)＋1]max＋[g(x)＋1]min＝2＋g(x)max＋g(x)min＝2.【答案】2二、抽象函数的周期性(1)如果f(x＋a)＝－f(x)(a≠0)，那么f(x)是周期函数，其中的一个周期T＝2a.(2)如果f(x＋a)＝1f（x）(a≠0)，那么f(x)是周期函数，其中的一个周期T＝2a.(3)如果f(x＋a)＋f(x)＝c(a≠0)，那么f(x)是周期函数，其中的一个周期T＝2a.已知定义在R上的函数f(x)，对任意实数x有f(x＋4)＝－f(x)＋22，若函数f(x－1)的图象关于直线x＝1对称，f(1)＝2，则f(17)＝．【解析】由函数y＝f(x－1)的图象关于直线x＝1对称可知，函数f(x)的图象关于y轴对称，故f(x)为偶函数．由f(x＋4)＝－f(x)＋22，得f(x＋4＋4)＝－f(x＋4)＋22＝f(x)，所以f(x)是最小正周期为8的偶函数，所以f(17)＝f(1＋2×8)＝f(1)＝2.【答案】2三、抽象函数的对称性已知函数f(x)是定义在R上的函数．(1)若f(a＋x)＝f(b－x)恒成立，则y＝f(x)的图象关于直线x＝a＋b2对称，特别地，若f(a＋x)＝f(a－x)恒成立，则y＝f(x)的图象关于直线x＝a对称．(2)若函数y＝f(x)满足f(a＋x)＋f(a－x)＝0，即f(x)＝－f(2a－x)，则f(x)的图象关于点(a，0)对称．(2020·黑龙江牡丹江一中期末)设f(x)是(－∞，＋∞)上的奇函数，且f(x＋2)＝－f(x)，下面关于f(x)的判定，其中正确命题的个数为()①f(4)＝0；②f(x)是以4为周期的函数；③f(x)的图象关于x＝1对称；④f(x)的图象关于x＝2对称．A．1B．2C．3D．4【解析】因为f(x)是(－∞，＋∞)上的奇函数，所以f(－x)＝－f(x)，f(0)＝0，因为f(x＋2)＝－f(x)，所以f(x＋4)＝－f(x＋2)＝f(x)，即f(x)是以4为周期的周期函数，f(4)＝f(0)＝0，因为f(x＋2)＝－f(x)，所以f[(x＋1)＋1]＝f(－x)，令t＝x＋1，则f(t＋1)＝f(1－t)，所以f(x＋1)＝f(1－x)，所以f(x)的图象关于x＝1对称，而f(2＋x)＝f(2－x)显然不成立．故正确的命题是①②③，故选C.【答案】C1．对于函数f(x)＝asinx＋bx＋c(其中a，b∈R，c∈Z)，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()A．4和6B．3和1C．2和4D．1和2