2022年高三數(shù)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 2.3函數(shù)的奇偶性與周期性教案 理 新人教A版

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1、2022年高三數(shù)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 2.3函數(shù)的奇偶性與周期性教案 理 新人教A版 xx高考會這樣考1.判斷函數(shù)的奇偶性;2.利用函數(shù)的奇偶性求參數(shù)或參數(shù)范圍;3.函數(shù)的奇偶性、周期性和單調(diào)性的綜合應(yīng)用復(fù)習(xí)備考要這樣做1.結(jié)合函數(shù)的圖象理解函數(shù)的奇偶性、周期性;2.注意函數(shù)奇偶性和周期性的小綜合問題;3.利用函數(shù)的性質(zhì)解決有關(guān)問題1 奇、偶函數(shù)的概念一般地,如果對于函數(shù)f(x)的定義域內(nèi)任意一個x,都有f(x)f(x),那么函數(shù)f(x)就叫做偶函數(shù)一般地,如果對于函數(shù)f(x)的定義域內(nèi)任意一個x,都有f(x)f(x),那么函數(shù)f(x)就叫做奇函數(shù)奇函數(shù)的圖象關(guān)于原點對稱;偶函數(shù)的圖象關(guān)于y軸對稱2

2、奇、偶函數(shù)的性質(zhì)(1)奇函數(shù)在關(guān)于原點對稱的區(qū)間上的單調(diào)性相同,偶函數(shù)在關(guān)于原點對稱的區(qū)間上的單調(diào)性相反(2)在公共定義域內(nèi),兩個奇函數(shù)的和是奇函數(shù),兩個奇函數(shù)的積是偶函數(shù);兩個偶函數(shù)的和、積都是偶函數(shù);一個奇函數(shù),一個偶函數(shù)的積是奇函數(shù)3 周期性(1)周期函數(shù):對于函數(shù)yf(x),如果存在一個非零常數(shù)T,使得當(dāng)x取定義域內(nèi)的任何值時,都有f(xT)f(x),那么就稱函數(shù)yf(x)為周期函數(shù),稱T為這個函數(shù)的周期(2)最小正周期:如果在周期函數(shù)f(x)的所有周期中存在一個最小的正數(shù),那么這個最小正數(shù)就叫做f(x)的最小正周期難點正本疑點清源1 函數(shù)奇偶性的判斷(1)定義域關(guān)于原點對稱是函數(shù)具有

3、奇偶性的必要不充分條件;(2)判斷f(x)與f(x)是否具有等量關(guān)系在判斷奇偶性的運算中,可以轉(zhuǎn)化為判斷奇偶性的等價關(guān)系式(f(x)f(x)0(奇函數(shù))或f(x)f(x)0(偶函數(shù))是否成立2 函數(shù)奇偶性的性質(zhì)(1)若奇函數(shù)f(x)在x0處有定義,則f(0)0.(2)設(shè)f(x),g(x)的定義域分別是D1,D2,那么在它們的公共定義域上:奇奇奇,奇奇偶,偶偶偶,偶偶偶,奇偶奇(3)奇函數(shù)在關(guān)于原點對稱的區(qū)間上若有單調(diào)性,則其單調(diào)性完全相同;偶函數(shù)在關(guān)于原點對稱的區(qū)間上若有單調(diào)性,則其單調(diào)性恰恰相反1 (課本改編題)已知f(x)ax2bx是定義在a1,2a上的偶函數(shù),那么ab的值是_答案解析由f

4、(x)是偶函數(shù)知,f(x)f(x),即ax2bxa(x)2bx,2bx0,b0.又f(x)的定義域應(yīng)關(guān)于原點對稱,即(a1)2a0,a,故ab.2 (xx廣東)設(shè)函數(shù)f(x)x3cos x1.若f(a)11,則f(a)_.答案9解析令g(x)f(x)1x3cos x,g(x)(x)3cos(x)x3cos xg(x),g(x)為定義在R上的奇函數(shù)又f(a)11,g(a)f(a)110,g(a)g(a)10.又g(a)f(a)1,f(a)g(a)19.3 設(shè)函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),若當(dāng)x(0,)時,f(x)lg x,則滿足f(x)0的x的取值范圍是_答案(1,0)(1,)解析畫草圖,由

5、f(x)為奇函數(shù)知:f(x)0的x的取值范圍為(1,0)(1,)4 函數(shù)f(x)的定義域為R,若f(x1)與f(x1)都是奇函數(shù),則 ()Af(x)是偶函數(shù) Bf(x)是奇函數(shù)Cf(x)f(x2) Df(x3)是奇函數(shù)答案D解析因為f(x1)與f(x1)都是奇函數(shù),所以f(x1)f(x1),即f(x)f(2x),f(x1)f(x1),即f(x)f(2x),于是f(x2)f(x2),即f(x)f(x4),所以函數(shù)f(x)是周期T4的周期函數(shù)所以f(x14)f(x14),f(x3)f(x3),即f(x3)是奇函數(shù)5 (xx大綱全國)設(shè)f(x)是周期為2的奇函數(shù),當(dāng)0x1時,f(x)2x(1x),則

6、f等于 ()A B C. D.答案A解析f(x)是周期為2的奇函數(shù),ffff2.題型一判斷函數(shù)的奇偶性例1判斷下列函數(shù)的奇偶性:(1)f(x);(2)f(x)(x1) ;(3)f(x).思維啟迪:確定函數(shù)的奇偶性時,必須先判定函數(shù)定義域是否關(guān)于原點對稱若對稱,再驗證f(x)f(x)或其等價形式f(x)f(x)0是否成立解(1)由,得x3.f(x)的定義域為3,3又f(3)f(3)0,f(3)f(3)0.即f(x)f(x)f(x)既是奇函數(shù),又是偶函數(shù)(2)由,得1x|x|0知f(x)ln(x)的定義域為R,又f(x)ln(x)lnln(x)f(x),則f(x)為奇函數(shù);f(x)的定義域為R,又

7、f(x)f(x),則f(x)為奇函數(shù);由0得1x1,f(x)ln 的定義域為(1,1),又f(x)ln ln1lnf(x),則f(x)為奇函數(shù),奇函數(shù)的個數(shù)為5.題型二函數(shù)的奇偶性與周期性例2設(shè)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且對任意實數(shù)x,恒有f(x2)f(x)當(dāng)x0,2時,f(x)2xx2.(1)求證:f(x)是周期函數(shù);(2)當(dāng)x2,4時,求f(x)的解析式;(3)計算f(0)f(1)f(2)f(2 013)思維啟迪:(1)只需證明f(xT)f(x),即可說明f(x)是周期函數(shù);(2)由f(x)在0,2上的解析式求得f(x)在2,0上的解析式,進(jìn)而求f(x)在2,4上的解析式;(3)由周期

8、性求和(1)證明f(x2)f(x),f(x4)f(x2)f(x)f(x)是周期為4的周期函數(shù)(2)解x2,4,x4,2,4x0,2,f(4x)2(4x)(4x)2x26x8,又f(4x)f(x)f(x),f(x)x26x8,即f(x)x26x8,x2,4(3)解f(0)0,f(2)0,f(1)1,f(3)1.又f(x)是周期為4的周期函數(shù),f(0)f(1)f(2)f(3)f(4)f(5)f(6)f(7)f(2 008)f(2 009)f(2 010)f(2 011)0.f(0)f(1)f(2)f(2 013)f(0)f(1)1.探究提高判斷函數(shù)的周期只需證明f(xT)f(x) (T0)便可證明

9、函數(shù)是周期函數(shù),且周期為T,函數(shù)的周期性常與函數(shù)的其他性質(zhì)綜合命題,是高考考查的重點問題 已知f(x)是定義在R上的偶函數(shù),并且f(x2),當(dāng)2x3時,f(x)x,則f(105.5)_.答案2.5解析由已知,可得f(x4)f(x2)2f(x)故函數(shù)的周期為4.f(105.5)f(4272.5)f(2.5)22.53,由題意,得f(2.5)2.5.f(105.5)2.5.題型三函數(shù)性質(zhì)的綜合應(yīng)用例3設(shè)f(x)是(,)上的奇函數(shù),f(x2)f(x),當(dāng)0x1時,f(x)x.(1)求f()的值;(2)當(dāng)4x4時,求f(x)的圖象與x軸所圍成圖形的面積;(3)寫出(,)內(nèi)函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間思維啟迪

10、:可以先確定函數(shù)的周期性,求f();然后根據(jù)函數(shù)圖象的對稱性、周期性畫出函數(shù)圖象,求圖形面積、寫單調(diào)區(qū)間解(1)由f(x2)f(x)得,f(x4)f(x2)2f(x2)f(x),所以f(x)是以4為周期的周期函數(shù),f()f(14)f(4)f(4)(4)4.(2)由f(x)是奇函數(shù)與f(x2)f(x),得:f(x1)2f(x1)f(x1),即f(1x)f(1x)故知函數(shù)yf(x)的圖象關(guān)于直線x1對稱又當(dāng)0x1時,f(x)x,且f(x)的圖象關(guān)于原點成中心對稱,則f(x)的圖象如圖所示當(dāng)4x4時,f(x)的圖象與x軸圍成的圖形面積為S,則S4SOAB44.(3)函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為4k1

11、,4k1 (kZ),單調(diào)遞減區(qū)間為4k1,4k3 (kZ)探究提高函數(shù)性質(zhì)的綜合問題,可以利用函數(shù)的周期性、對稱性確定函數(shù)圖象,充分利用已知區(qū)間上函數(shù)的性質(zhì),體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化思想 (1)已知定義在R上的奇函數(shù)f(x)滿足f(x4)f(x),且在區(qū)間0,2上是增函數(shù),則 ()Af(25)f(11)f(80)Bf(80)f(11)f(25)Cf(11)f(80)f(25)Df(25)f(80)f(11)答案D解析由函數(shù)f(x)是奇函數(shù)且f(x)在0,2上是增函數(shù)可以推知,f(x)在2,2上遞增,又f(x4)f(x)f(x8)f(x4)f(x),故函數(shù)f(x)以8為周期,f(25)f(1),f(11)f(

12、3)f(34)f(1),f(80)f(0),故f(25)f(80)f(11)(2)函數(shù)yf(x)(x0)是奇函數(shù),且當(dāng)x(0,)時是增函數(shù),若f(1)0,求不等式fx(x)0的解集解yf(x)為奇函數(shù),且在(0,)上為增函數(shù),yf(x)在(,0)上也是增函數(shù),且由f(1)0得f(1)0.若fx(x)0f(1),則即0x(x)1,解得x或x0.若fx(x)0f(1),則由x(x)1,解得x.原不等式的解集是x|x或x01.等價轉(zhuǎn)換要規(guī)范典例:(12分)函數(shù)f(x)的定義域Dx|x0,且滿足對于任意x1,x2D.有f(x1x2)f(x1)f(x2)(1)求f(1)的值;(2)判斷f(x)的奇偶性并

13、證明;(3)如果f(4)1,f(3x1)f(2x6)3,且f(x)在(0,)上是增函數(shù),求x的取值范圍審題視角(1)從f(1)聯(lián)想自變量的值為1,進(jìn)而想到賦值x1x21.(2)判斷f(x)的奇偶性,就是研究f(x)、f(x)的關(guān)系從而想到賦值x11,x2x.即f(x)f(1)f(x)(3)就是要出現(xiàn)f(M)f(N)的形式,再結(jié)合單調(diào)性轉(zhuǎn)化為MN的形式求解規(guī)范解答解(1)令x1x21,有f(11)f(1)f(1),解得f(1)0.2分(2)f(x)為偶函數(shù),證明如下:4分令x1x21,有f(1)(1)f(1)f(1),解得f(1)0.令x11,x2x,有f(x)f(1)f(x),f(x)f(x)

14、f(x)為偶函數(shù)7分(3)f(44)f(4)f(4)2,f(164)f(16)f(4)3.8分由f(3x1)f(2x6)3,變形為f(3x1)(2x6)f(64)(*)f(x)為偶函數(shù),f(x)f(x)f(|x|)不等式(*)等價于f|(3x1)(2x6)|f(64)9分又f(x)在(0,)上是增函數(shù),|(3x1)(2x6)|64,且(3x1)(2x6)0.解得x或x3或3x5.x的取值范圍是x|x或x3或3x512分溫馨提醒數(shù)學(xué)解題的過程就是一個轉(zhuǎn)換的過程解題質(zhì)量的高低,取決于每步等價轉(zhuǎn)換的規(guī)范程度如果每一步等價轉(zhuǎn)換都是正確的、規(guī)范的,那么這個解題過程就一定是規(guī)范的等價轉(zhuǎn)化要做到規(guī)范,應(yīng)注意

15、以下幾點:(1)要有明確的語言表示如“M”等價于“N”,“M”變形為“N”(2)要寫明轉(zhuǎn)化的條件如本例中:f(x)為偶函數(shù),不等式(*)等價于f|(3x1)(2x6)|f(64)(3)轉(zhuǎn)化的結(jié)果要等價如本例:由于f|(3x1)(2x6)|f(64)|(3x1)(2x6)|64,且(3x1)(2x6)0.若漏掉(3x1)(2x6)0,則這個轉(zhuǎn)化就不等價了.方法與技巧1 正確理解奇函數(shù)和偶函數(shù)的定義,必須把握好兩個問題:(1)定義域在數(shù)軸上關(guān)于原點對稱是函數(shù)f(x)為奇函數(shù)或偶函數(shù)的必要非充分條件;(2)f(x)f(x)或f(x)f(x)是定義域上的恒等式2 奇偶函數(shù)的定義是判斷函數(shù)奇偶性的主要依

16、據(jù)為了便于判斷函數(shù)的奇偶性,有時需要先將函數(shù)進(jìn)行化簡,或應(yīng)用定義的等價形式:f(x)f(x)f(x)f(x)01(f(x)0)3 奇函數(shù)的圖象關(guān)于原點對稱,偶函數(shù)的圖象關(guān)于y軸對稱,反之也成立利用這一性質(zhì)可簡化一些函數(shù)圖象的畫法,也可以利用它去判斷函數(shù)的奇偶性失誤與防范1 判斷函數(shù)的奇偶性,首先應(yīng)該判斷函數(shù)定義域是否關(guān)于原點對稱定義域關(guān)于原點對稱是函數(shù)具有奇偶性的一個必要條件2 判斷函數(shù)f(x)是奇函數(shù),必須對定義域內(nèi)的每一個x,均有f(x)f(x),而不能說存在x0使f(x0)f(x0)對于偶函數(shù)的判斷以此類推3 分段函數(shù)奇偶性判定時,要以整體的觀點進(jìn)行判斷,不可以利用函數(shù)在定義域某一區(qū)間上

17、不是奇偶函數(shù)而否定函數(shù)在整個定義域上的奇偶性.(時間:60分鐘)A組專項基礎(chǔ)訓(xùn)練一、選擇題(每小題5分,共20分)1 (xx廣東)下列函數(shù)為偶函數(shù)的是 ()Aysin x Byx3Cyex Dyln答案D解析由函數(shù)奇偶性的定義知A、B項為奇函數(shù),C項為非奇非偶函數(shù),D項為偶函數(shù)2 (xx天津)下列函數(shù)中,既是偶函數(shù),又在區(qū)間(1,2)內(nèi)是增函數(shù)的為 ()Aycos 2x,xR Bylog2|x|,xR且x0Cy,xR Dyx31,xR答案B解析選項A中函數(shù)ycos 2x在區(qū)間上單調(diào)遞減,不滿足題意;選項C中的函數(shù)為奇函數(shù);選項D中的函數(shù)為非奇非偶函數(shù),故選B.3(xx遼寧)若函數(shù)f(x)為奇函

18、數(shù),則a等于()A. B. C. D1答案A解析f(x)f(x),(2a1)x0,a.4 (xx福州質(zhì)檢)已知f(x)在R上是奇函數(shù),且滿足f(x4)f(x),當(dāng)x(0,2)時,f(x)2x2,則f(7)等于 ()A2 B2 C98 D98答案A解析f(x4)f(x),f(x)是周期為4的函數(shù),f(7)f(241)f(1),又f(x)在R上是奇函數(shù),f(x)f(x),f(1)f(1),而當(dāng)x(0,2)時,f(x)2x2,f(1)2122,f(7)f(1)f(1)2,故選A.二、填空題(每小題5分,共15分)5 設(shè)函數(shù)f(x)x(exaex)(xR)是偶函數(shù),則實數(shù)a的值為_答案1解析因為f(x

19、)是偶函數(shù),所以恒有f(x)f(x),即x(exaex)x(exaex),化簡得x(exex)(a1)0.因為上式對任意實數(shù)x都成立,所以a1.6 設(shè)f(x)為定義在R上的奇函數(shù),當(dāng)x0時,f(x)2x2xb(b為常數(shù)),則f(1)_.答案3解析因為f(x)是定義在R上的奇函數(shù),因此f(x)f(x)0.當(dāng)x0時,可得f(0)0,可得b1,此時f(x)2x2x1,因此f(1)3.又f(1)f(1),所以f(1)3.7 (xx江南十校聯(lián)考)已知定義在R上的函數(shù)yf(x)滿足條件ff(x),且函數(shù)yf為奇函數(shù),給出以下四個命題:函數(shù)f(x)是周期函數(shù);函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于點對稱;函數(shù)f(x)為R上

20、的偶函數(shù);函數(shù)f(x)為R上的單調(diào)函數(shù)其中真命題的序號為_答案解析由f(x)f(x3)f(x)為周期函數(shù),且T3,為真命題;又yf關(guān)于(0,0)對稱,yf向左平移個單位得yf(x)的圖象,則yf(x)的圖象關(guān)于點對稱,為真命題;又yf為奇函數(shù),ff,fff(x),ff(x),f(x)f(x3)ff(x),f(x)為偶函數(shù),不可能為R上的單調(diào)函數(shù)所以為真命題,為假命題三、解答題(共25分)8 (12分)已知函數(shù)f(x)x2 (x0)(1)判斷f(x)的奇偶性,并說明理由;(2)若f(1)2,試判斷f(x)在2,)上的單調(diào)性解(1)當(dāng)a0時,f(x)x2,f(x)f(x) ,函數(shù)是偶函數(shù)當(dāng)a0時,

21、f(x)x2 (x0),取x1,得f(1)f(1)20;f(1)f(1)2a0,f(1)f(1),f(1)f(1)函數(shù)f(x)既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù)(2)若f(1)2,即1a2,解得a1,這時f(x)x2.任取x1,x22,),且x1x2,則f(x1)f(x2)(x)(x1x2)(x1x2)(x1x2).由于x12,x22,且x1x2,x1x2,所以f(x1)f(x2),故f(x)在2,)上是單調(diào)遞增函數(shù)9 (13分)已知函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且它的圖象關(guān)于直線x1對稱(1)求證:f(x)是周期為4的周期函數(shù);(2)若f(x) (0x1),求x5,4時,函數(shù)f(x)的解析式(1)

22、證明由函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于直線x1對稱,有f(x1)f(1x),即有f(x)f(x2)又函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),故有f(x)f(x)故f(x2)f(x)從而f(x4)f(x2)f(x),即f(x)是周期為4的周期函數(shù)(2)解由函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),有f(0)0.x1,0)時,x(0,1,f(x)f(x).故x1,0時,f(x).x5,4時,x41,0,f(x)f(x4).從而,x5,4時,函數(shù)f(x).B組專項能力提升一、選擇題(每小題5分,共15分)1 (xx安徽)設(shè)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),當(dāng)x0時,f(x)2x2x,則f(1)等于()A3 B1 C1 D3答案

23、A解析f(x)是奇函數(shù),當(dāng)x0時,f(x)2x2x,f(1)f(1)2(1)2(1)3.2 已知f(x)是定義在R上的偶函數(shù),g(x)是定義在R上的奇函數(shù),且g(x)f(x1),則f(2 013)f(2 015)的值為 ()A1 B1 C0 D無法計算答案C解析由題意,得g(x)f(x1),又f(x)是定義在R上的偶函數(shù),g(x)是定義在R上的奇函數(shù),g(x)g(x),f(x)f(x),f(x1)f(x1),f(x)f(x2),f(x)f(x4),f(x)的周期為4,f(2 013)f(1),f(2 015)f(3)f(1),又f(1)f(1)g(0)0,f(2 013)f(2 015)0.3

24、 (xx淄博一模)設(shè)奇函數(shù)f(x)的定義域為R,最小正周期T3,若f(1)1,f(2),則a的取值范圍是 ()Aa1或a Ba1C1a Da答案C解析函數(shù)f(x)為奇函數(shù),則f(1)f(1)由f(1)f(1)1,得f(1)1;函數(shù)的最小正周期T3,則f(1)f(2),由1,解得1a.二、填空題(每小題4分,共12分)4 (xx浙江)若函數(shù)f(x)x2|xa|為偶函數(shù),則實數(shù)a_.答案0解析函數(shù)f(x)x2|xa|為偶函數(shù),f(x)f(x),即(x)2|xa|x2|xa|,|xa|xa|,a0.5 已知函數(shù)f(x)滿足:f(1),4f(x)f(y)f(xy)f(xy)(x,yR),則f(2 01

25、5)_.答案解析方法一令x1,y0時,4f(1)f(0)f(1)f(1),解得f(0),令x1,y1時,4f(1)f(1)f(2)f(0),解得f(2),令x2,y1時,4f(2)f(1)f(3)f(1),解得f(3),依次求得f(4),f(5),f(6),f(7),f(8),f(9),可知f(x)是以6為周期的函數(shù),f(2 015)f(33565)f(5).方法二f(1),4f(x)f(y)f(xy)f(xy),構(gòu)造符合題意的函數(shù)f(x)cos x,f(2 015)cos.6 設(shè)函數(shù)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),且對任意的xR恒有f(x1)f(x1),已知當(dāng)x0,1時,f(x)1x,則2是函

26、數(shù)f(x)的周期;函數(shù)f(x)在(1,2)上遞減,在(2,3)上遞增;函數(shù)f(x)的最大值是1,最小值是0;當(dāng)x(3,4)時,f(x)x3.其中所有正確命題的序號是_答案解析由已知條件:f(x2)f(x),則yf(x)是以2為周期的周期函數(shù),正確;當(dāng)1x0時0x1,f(x)f(x)1x,函數(shù)yf(x)的圖象如圖所示:當(dāng)3x4時,1x40,f(x)f(x4)x3,因此正確不正確三、解答題(共13分)7 已知函數(shù)f(x)在R上滿足f(2x)f(2x),f(7x)f(7x)且在閉區(qū)間0,7上,只有f(1)f(3)0,(1)試判斷函數(shù)yf(x)的奇偶性;(2)試求方程f(x)0在閉區(qū)間2 011,2

27、011上根的個數(shù),并證明你的結(jié)論解(1)若yf(x)為偶函數(shù),則f(x)f(2(x2)f(2(x2)f(4x)f(x),f(7)f(3)0,這與f(x)在閉區(qū)間0,7上,只有f(1)f(3)0矛盾;因此f(x)不是偶函數(shù)若yf(x)為奇函數(shù),則f(0)f(0)f(0),f(0)0,這些f(x)在閉區(qū)間0,7上,只有f(1)f(3)0矛盾;因此f(x)不是奇函數(shù)綜上可知:函數(shù)f(x)既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù)(2)f(x)f2(x2)f2(x2)f(4x),f(x)f7(x7)f(7(x7)f(14x),f(14x)f(4x),即f10(x4)f(4x)f(x10)f(x),即函數(shù)f(x)的周期為10.又f(1)f(3)0,f(1)f(110n)0(nZ),f(3)f(310n)0(nZ),即x110n和x310n(nZ)均是方程f(x)0的根由2 011110n2 011及nZ可得n0,1,2,3,201,共403個;由2 011310n2 011及nZ可得n0,1,2,3,200,201,共402個;所以方程f(x)0在閉區(qū)間2 011,2 011上的根共有805個

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