(新課標)2021版高考數(shù)學一輪總復習 第二章 函數(shù) 第7講 函數(shù)的奇偶性、周期性與對稱性導學案 新人教A版
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1、第7講 函數(shù)的奇偶性、周期性與對稱性 【課程要求】 1.理解函數(shù)奇偶性的概念,了解函數(shù)周期性的定義,判斷函數(shù)的奇偶性. 2.利用函數(shù)奇偶性、周期性求函數(shù)值及參數(shù)值. 3.掌握函數(shù)的單調(diào)性與奇偶性的綜合應用. 對應學生用書p16 【基礎檢測】 1.判斷下面結論是否正確(請在括號中打“√”或“×”) (1)函數(shù)y=x2,x∈(0,+∞)是偶函數(shù).( ) (2)偶函數(shù)圖象不一定過原點,奇函數(shù)的圖象一定過原點.( ) (3)如果函數(shù)f(x),g(x)為定義域相同的偶函數(shù),則F(x)=f(x)+g(x)是偶函數(shù).( ) (
2、4)若函數(shù)y=f(x+a)是偶函數(shù),則函數(shù)y=f(x)關于直線x=a對稱.( ) (5)若T是函數(shù)的一個周期,則nT(n∈Z,n≠0)也是函數(shù)的周期.( ) [答案] (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ 2.[必修1p39A組T6]已知函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且當x>0時,f(x)=x(1+x),則f(-1)=__________. [解析]f(1)=1×2=2,又f(x)為奇函數(shù), ∴f(-1)=-f(1)=-2. [答案]-2 3.[必修1p45B組T4]設f(x)是定義在R上的周期為2的函數(shù),當x∈[-1,1)時,f(x)=則f=______
3、____. [解析]f=f=-4×+2=1. [答案]1 4.[必修1p39A組T6]設奇函數(shù)f(x)的定義域為[-5,5],若當x∈[0,5]時,f(x)的圖象如圖所示,則不等式f(x)<0的解集為____________. [解析]由圖象可知,當0<x<2時,f(x)>0;當2<x≤5時, f(x)<0,又f(x)是奇函數(shù), ∴當-2<x<0時,f(x)<0,當-5≤x<-2時,f(x)>0. 綜上,f(x)<0的解集為(-2,0)∪(2,5]. [答案] (-2,0)∪(2,5] 5.已知f(x)=ax2+bx是定義在[a-1,2a]上的偶函數(shù),那么a+b的值是
4、( ) A.-B.C.-D. [解析]依題意得f(-x)=f(x),∴b=0,又a-1=-2a, ∴a=,∴a+b=,故選B. [答案]B 6.已知f(x)是定義在R上的偶函數(shù),且f(x+2)=對x∈R恒成立,當x∈[0,2]時,f(x)=2x,則f=( ) A.B.C.D.-1 [解析]∵f(x+2)=,∴f(x+4)==f(x)對x∈R恒成立, ∴f(x)的周期為4, 又因為f(x)是定義在R上的偶函數(shù), ∴f=f=f, ∵當x∈[0,2]時,f(x)=2x,∴f=. [答案]B 【知識要點】 1.函數(shù)的奇偶性 奇偶性 定義 圖象特點 偶函數(shù) 如果
5、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) 關于__y軸__對稱 奇函數(shù) 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) 關于__原點__對稱 2.函數(shù)的周期性 (1)周期函數(shù) 對于函數(shù)f(x),如果存在一個非零常數(shù)T,使得當x取定義域內(nèi)的任何值時,都有__f(x+T)=f(x)__,那么就稱函數(shù)f(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
6、小正周期. 3.函數(shù)奇偶性常用結論 (1)如果函數(shù)f(x)是偶函數(shù),那么f(x)=f(|x|). (2)奇函數(shù)在兩個對稱的區(qū)間上具有相同的單調(diào)性;偶函數(shù)在兩個對稱的區(qū)間上具有相反的單調(diào)性. (3)在公共定義域內(nèi)有:奇±奇=奇,偶±偶=偶,奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇. 4.函數(shù)周期性常用結論 對f(x)定義域內(nèi)任一自變量的值x: (1)若f(x+a)=-f(x),則T=2a(a>0). (2)若f(x+a)=,則T=2a(a>0). (3)若f(x+a)=-,則T=2a(a>0). 對應學生用書p17 函數(shù)奇偶性的判斷 例1 (1)下列函數(shù)為奇函數(shù)的是( )
7、 A.y=lnxB.y=ex C.y=xsinxD.y=ex-e-x [解析]對于選項A,定義域為(0,+∞),不關于原點對稱,故不是奇函數(shù).所以選項A錯; 對于選項B,f(-x)=e-x=≠-f(x),故選項B錯; 對于選項C,f(-x)=-xsin(-x)=-x(-sinx)=xsinx=f(x),所以y=xsinx為偶函數(shù),故選項C錯; 對于選項D,f(-x)=e-x-ex=-(ex-e-x)=-f(x),所以函數(shù)y=ex-e-x為奇函數(shù),故選項D正確. [答案]D (2)(多選)設函數(shù)f(x),g(x)的定義域都為R,且f(x)是奇函數(shù),g(x)是偶函數(shù),則下列結論中正
8、確的是( ) A.f(x)g(x)是偶函數(shù)B.|f(x)|g(x)是偶函數(shù) C.f(x)|g(x)|是奇函數(shù)D.|f(x)g(x)|是奇函數(shù) [解析]因為f(-x)g(-x)=-f(x)g(x),所以f(x)g(x)是奇函數(shù); 因為|f(-x)|g(-x)=|f(x)|g(x),所以|f(x)|g(x)是偶函數(shù); 因為f(-x)|g(-x)|=-f(x)|g(x)|,所以f(x)|g(x)|是奇函數(shù); 因為|f(-x)g(-x)|=|f(x)g(x)|,所以|f(x)g(x)|是偶函數(shù). [答案]BC [小結]1.判斷函數(shù)的奇偶性包括兩個必備條件: (1)定義域關于原點對稱
9、,這是函數(shù)具有奇偶性的必要不充分條件,所以首先考慮定義域; (2)判斷f(x)與f(-x)是否具有等量關系,可以轉化為判斷奇偶性的等價等量關系式(f(x)+f(-x)=0(奇函數(shù))或f(x)-f(-x)=0(偶函數(shù)))是否成立. 2.常用結論: (1)奇±奇為奇;偶±偶為偶;奇±偶為非奇非偶; 奇×(÷)奇為偶;奇×(÷)偶為奇;偶×(÷)偶為偶. (2)若函數(shù)f(x)的定義域關于原點對稱,則函數(shù)f(x)能表示成一個偶函數(shù)與一個奇函數(shù)的和的形式.記偶函數(shù)g(x)=[f(x)+f(-x)],奇函數(shù)h(x)=[f(x)-f(-x)],則f(x)=g(x)+h(x). (3)復合函數(shù)y=
10、f[g(x)]的奇偶性原理:內(nèi)偶則偶,兩奇為奇. (4)若奇函數(shù)y=f(x)在x=0處有意義,則有f(0)=0;偶函數(shù)y=f(x)必滿足f(x)=f(|x|). 1.已知函數(shù)f(x)=x2-,則下列判斷正確的是( ) A.f(x)是偶函數(shù)不是奇函數(shù) B.f(x)是奇函數(shù)不是偶函數(shù) C.f(x)既是偶函數(shù)又是奇函數(shù) D.f(x)既不是偶函數(shù)也不是奇函數(shù) [解析]該函數(shù)的定義域為R, f(-x)=(-x)2-=x2- === =-x2+=-f(x), 所以函數(shù)f(x)是奇函數(shù), f(1)=1-=,f(-1)=1-=-, 所以函數(shù)f(x)不是偶函數(shù). [答案]B
11、2.函數(shù)f(x)=loga(2+x),g(x)=loga(2-x)(a>0且a≠1),則函數(shù)F(x)=f(x)+g(x),G(x)=f(x)-g(x)的奇偶性是( ) A.F(x)是奇函數(shù),G(x)是奇函數(shù) B.F(x)是偶函數(shù),G(x)是奇函數(shù) C.F(x)是偶函數(shù),G(x)是偶函數(shù) D.F(x)是奇函數(shù),G(x)是偶函數(shù) [解析]F(x),G(x)定義域均為(-2,2), 由已知F(-x)=f(-x)+g(-x)=loga(2-x)+loga(2+x)=F(x), G(-x)=f(-x)-g(-x)=loga(2-x)-loga(2+x)=-G(x), ∴F(x)是偶函數(shù)
12、,G(x)是奇函數(shù).
[答案]B
函數(shù)的奇偶性的應用
例2 (1)設函數(shù)f(x)=ln-,則不等式f(x)>f(2x-1)的解集為( )
A.B.
C.D.∪
[解析]f(x)的定義域為{x|x≠0},∵f(-x)=f(x),
∴f(x)為偶函數(shù);
當x>0時,f(x)=lnx-單調(diào)遞增,
所以由f(x)>f(2x-1),可得
解得 13、in=b-t.∵g(x)max+g(x)min=0,∴a+b-2t=0,即2-2t=0,解得t=1.
[答案]1
[小結]已知函數(shù)奇偶性可以解決以下問題:
(1)求函數(shù)值,將待求值利用奇偶性轉化為已知區(qū)間上的函數(shù)值求解;
(2)畫函數(shù)圖象,利用奇偶性可畫出另一對稱區(qū)間上的圖象.
(3)求函數(shù)解析式:①將所求解析式自變量的范圍轉化為已知解析式中自變量的范圍;②將轉化后的自變量代入已知解析式;③利用函數(shù)的奇偶性求出解析式.
(4)求參數(shù)值:在定義域關于原點對稱的前提下,根據(jù)奇函數(shù)滿足f(-x)=-f(x)或偶函數(shù)滿足f(-x)=f(x)列等式,根據(jù)等式兩側對應相等確定參數(shù)的值.特別要注 14、意的是:若能夠確定奇函數(shù)的定義域中包含0,可以根據(jù)f(0)=0列式求解,若不能確定則不可用此法.
[注意]利用“奇函數(shù)在關于原點對稱的區(qū)間上有最值,則f(x)max+f(x)min=0”的性質(zhì)解決有關最值問題.
3.函數(shù)y=f(x)是R上的奇函數(shù),當x<0時,f(x)=2x,則當x>0時,f(x)=( )
A.-2xB.2-x
C.-2-xD.2x
[解析]當x>0時,-x<0,∵x<0時,f(x)=2x,∴當x>0時,f(-x)=2-x.∵f(x)是R上的奇函數(shù),∴當x>0時,f(x)=-f(-x)=-2-x.
[答案]C
4.若函數(shù)f(x)=xln(x+)為偶函數(shù),則a 15、=__________.
[解析]∵f(x)=xln(x+)為偶函數(shù),
∴f(-x)=f(x),即-xln(-x)=xln(x+),從而ln[()2-x2]=0,即lna=0,故a=1.
[答案]1
函數(shù)的周期性與對稱性及應用
例3 (1)設函數(shù)f(x)(x∈R)滿足f(x+π)=f(x)+sinx.當0≤x<π時,f(x)=0,則f=( )
A.B.
C.0D.-
[解析]∵f(x+2π)=f(x+π)+sin(x+π)=f(x)+sinx-sinx=f(x),∴f(x)的周期T=2π,又∵當0≤x<π時,f(x)=0,∴f=0,∴f=f+sin=0,∴f=,∴f=f=f= 16、.
[答案]A
(2)已知函數(shù)f(x)與函數(shù)g(x)=(x-1)2的圖象關于y軸對稱,若存在a∈R,使x∈[1,m](m>1)時,f(x+a)≤4x成立,則m的最大值為( )
A.3B.6C.9D.12
[解析]由于函數(shù)f(x)與函數(shù)g(x)=(x-1)2的圖象關于y軸對稱,因此f(x)=(x+1)2,由f(x+a)≤4x得(x+a+1)2≤4x,把x=1代入得-4≤a≤0.當a=0時,(x+1)2≤4x,解得x=1,當a=-4時,(x-3)2≤4x,解之得1≤x≤9,因此m的最大值為9.
[答案]C
(3)對函數(shù)f(x),在使f(x)≥M成立的所有常數(shù)M中,我們把M的最大值叫做 17、函數(shù)f(x)的下確界.現(xiàn)已知定義在R上的偶函數(shù)f(x)滿足f(1-x)=f(1+x),當x∈[0,1]時,f(x)=-3x2+2,則f(x)的下確界為( )
A.2B.1C.0D.-1
[解析]由題意知,f(x)的周期為2,畫出函數(shù)f(x)在R上的部分圖象如圖所示,易得下確界為-1.故選D.
[答案]D
[小結](1)判斷函數(shù)的周期性只需證明f(x+T)=f(x)(T≠0)即可,且周期為T.
(2)根據(jù)函數(shù)的周期性,可以由函數(shù)的局部性質(zhì)得到函數(shù)的整體性質(zhì),函數(shù)的周期性常與函數(shù)的其他性質(zhì)綜合命題.
(3)在解決具體問題時,要注意結論“若T是函數(shù)的周期,則kT(k∈Z且k≠0)也 18、是函數(shù)的周期”的應用.
(4)函數(shù)周期性的三個常用結論(a>0):
①若f(x+a)=-f(x),則T=2a,
②若f(x+a)=,則T=2a,
③若f(x+a)=-,則T=2a.
(5)函數(shù)對稱性代數(shù)表示:
函數(shù)f(x)為奇函數(shù)?f(x)=-f(-x),函數(shù)f(x)為偶函數(shù)?f(x)=f(-x)(定義域關于原點對稱);
函數(shù)f(x)關于點(a,b)對稱?f(x)+f(-x+2a)=2b,函數(shù)f(x)關于直線x=m對稱?f(x)=f(-x+2m).
5.奇函數(shù)f(x)的定義域為R,若f(x+1)為偶函數(shù),且f(1)=2,則f(4)+f(5)的值為( )
A.2B.1C. 19、-1D.-2
[解析]∵f(x+1)為偶函數(shù),
∴f(-x+1)=f(x+1),
則f(-x)=f(x+2),
又y=f(x)為奇函數(shù),
則f(-x)=-f(x)=f(x+2),且f(0)=0.
從而f(x+4)=-f(x+2)=f(x),y=f(x)的周期為4.
∴f(4)+f(5)=f(0)+f(1)=0+2=2.
[答案]A
6.設f(x)是定義在R上且周期為2的函數(shù),在區(qū)間[-1,1]上,f(x)=其中a,b∈R.若f=f,則a+3b的值為____________.
[解析]因為f(x)是定義在R上且周期為2的函數(shù),
所以f=f且f(-1)=f(1),
故f=f 20、,
從而=-a+1,
即3a+2b=-2.①
由f(-1)=f(1),得-a+1=,
即b=-2a.②
由①②得a=2,b=-4,從而a+3b=-10.
[答案]-10
函數(shù)性質(zhì)的綜合應用
例4 (1)定義在R上的奇函數(shù)f(x)滿足f(x+2)=-f(x),且在[0,2)上單調(diào)遞減,則下列結論正確的是( )
A.0 21、)是以4為周期的周期函數(shù),所以f(3)=f(-1).
又f(x)在[0,2)上單調(diào)遞減,所以函數(shù)f(x)在(-2,2)上單調(diào)遞減,所以f(-1)>f(0)>f(1),
即f(1)<0 22、為f(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增,所以f(x)在(-∞,1)上單調(diào)遞減,
因為f(-1)=0,所以f(3)=0,
因此由f(x-1)>0得x-1>3或x-1<-1,
解得x>4或x<0.
[答案]A
(3)定義在實數(shù)集R上的函數(shù)f(x)滿足f(x)+f(x+2)=0,且f(4-x)=f(x).現(xiàn)有以下三個命題:①8是函數(shù)f(x)的一個周期;②f(x)的圖象關于直線x=2對稱;③f(x)是偶函數(shù).其中正確命題的序號是__________.
[解析]由f(x)+f(x+2)=0,
得f(x+2)=-f(x),
則f(x+4)=-f(x+2)=f(x),
即4是f(x)的一個周期 23、,8也是f(x)的一個周期;
由f(4-x)=f(x),得f(x)的圖象關于直線x=2對稱;
由f(4-x)=f(x)與f(x+4)=f(x),
得f(-x)=f(x),即函數(shù)f(x)為偶函數(shù).
[答案]①②③
[小結](1)關于奇偶性、單調(diào)性、周期性的綜合性問題,關鍵是利用奇偶性和周期性將未知區(qū)間上的問題轉化為已知區(qū)間上的問題.
(2)掌握以下兩個結論,會給解題帶來方便:①f(x)為偶函數(shù)?f(x)=f(|x|).②若奇函數(shù)f(x)在x=0處有意義,則f(0)=0.
(3)函數(shù)的奇偶性、周期性及單調(diào)性是函數(shù)的三大性質(zhì),在高考中常常將它們綜合在一起命題,解題時,往往需要借助函數(shù)的 24、奇偶性和周期性來確定另一區(qū)間上的單調(diào)性,即實現(xiàn)區(qū)間的轉換,再利用單調(diào)性解決相關問題.
7.已知f(x)是定義在R上的以3為周期的偶函數(shù),若f(1)<1,f(5)=,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A.-1
25、.3D.4
[解析]因為y=f(x-1)的圖象關于x=1對稱,
所以y=f(x)的圖象關于x=0對稱,即f(x)為偶函數(shù),
因為f(x+2)-f(x)=2f(1),
所以f(-1+2)-f(-1)=2f(1),
所以f(1)=0,f(x+2)=f(x),
因此f=f=2,f(2021)=f(1)=0,
f+f=2.
[答案]B
對應學生用書p19
1.(2018·全國卷Ⅱ理)已知f(x)是定義域為(-∞,+∞)的奇函數(shù),滿足f(1-x)=f(1+x).若f(1)=2,則f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=( )
26、A.-50B.0C.2D.50
[解析]因為f(x)是定義域為(-∞,+∞)的奇函數(shù),且f(1-x)=f(1+x),所以f(1+x)=-f(x-1),
∴f(3+x)=-f(x+1)=f(x-1),∴T=4,
因此f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=12[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]+f(1)+f(2),
因為f(3)=-f(1),f(4)=-f(2),
所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=0,
∵f(2)=f(-2)=-f(2),∴f(2)=0,從而f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=f(1)=2.
[答案]C
2.(2019·全國卷Ⅱ理)已知f(x)是奇函數(shù),且當x<0時,f(x)=-eax.若f(ln2)=8,則a=__________.
[解析]因為f(x)是奇函數(shù),且當x<0時,f(x)=-eax.
又因為ln2∈(0,1),f(ln2)=8,
所以-e-aln2=-8,兩邊取以e為底的對數(shù)得-aln2=3ln2,所以-a=3,即a=-3.
[答案]-3
12
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