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第07講函數(shù)的基本性質(zhì)題型梳理題型梳理易錯(cuò)分析易錯(cuò)點(diǎn)一復(fù)合函數(shù)單調(diào)區(qū)間判斷錯(cuò)誤易錯(cuò)點(diǎn)二忽略定義域的影響直接應(yīng)用性質(zhì)題型方法題型一判斷函數(shù)的單調(diào)性(區(qū)間)題型二已知函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)題型三利用函數(shù)的單調(diào)性解不等式題型四求函數(shù)的最值題型五比較大小題型六判斷函數(shù)的奇偶性題型七函數(shù)奇偶性的應(yīng)用題型八函數(shù)的周期性與對(duì)稱性知識(shí)清單知識(shí)清單一.函數(shù)的單調(diào)性(1)單調(diào)函數(shù)的定義增函數(shù)減函數(shù)定義一般地,設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镈,區(qū)間I?D,如果?x1,x2∈I當(dāng)x1<x2時(shí),都有f(x1)<f(x2),那么就稱函數(shù)f(x)在區(qū)間I上單調(diào)遞增當(dāng)x1<x2時(shí),都有f(x1)>f(x2),那么就稱函數(shù)f(x)在區(qū)間I上單調(diào)遞減圖象描述自左向右看圖象是上升的自左向右看圖象是下降的(2)單調(diào)區(qū)間的定義如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間I上單調(diào)遞增或單調(diào)遞減,那么就說函數(shù)y=f(x)在這一區(qū)間具有(嚴(yán)格的)單調(diào)性,區(qū)間I叫做y=f(x)的單調(diào)區(qū)間.二.函數(shù)的最值前提設(shè)函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)镈,如果存在實(shí)數(shù)M滿足條件(1)?x∈D,都有f(x)≤M;(2)?x0∈D,使得f(x0)=M(1)?x∈D,都有f(x)≥M;(2)?x0∈D,使得f(x0)=M結(jié)論M為f(x)的最大值M為f(x)的最小值常用結(jié)論1.?x1,x2∈I且x1≠x2,有eq\f(fx1-fx2,x1-x2)>0(<0)或(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0(<0)?f(x)在區(qū)間I上單調(diào)遞增(減).2.在公共定義域內(nèi),增函數(shù)+增函數(shù)=增函數(shù),減函數(shù)+減函數(shù)=減函數(shù).3.函數(shù)y=f(x)(f(x)>0或f(x)<0)在公共定義域內(nèi)與y=-f(x),y=eq\f(1,fx)的單調(diào)性相反.4.復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性:同增異減.三.函數(shù)的奇偶性奇偶性定義圖象特點(diǎn)偶函數(shù)一般地,設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镈,如果?x∈D,都有-x∈D,且f(-x)=f(x),那么函數(shù)f(x)就叫做偶函數(shù)關(guān)于y軸對(duì)稱奇函數(shù)一般地,設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镈,如果?x∈D,都有-x∈D,且f(-x)=-f(x),那么函數(shù)f(x)就叫做奇函數(shù)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱四.周期性(1)周期函數(shù):一般地,設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镈,如果存在一個(gè)非零常數(shù)T,使得對(duì)每一個(gè)x∈D都有x+T∈D,且f(x+T)=f(x),那么函數(shù)y=f(x)就叫做周期函數(shù),非零常數(shù)T叫做這個(gè)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(gè)最小的正數(shù),那么這個(gè)最小正數(shù)就叫做f(x)的最小正周期.常用結(jié)論1.奇函數(shù)在關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的區(qū)間上具有相同的單調(diào)性;偶函數(shù)在關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的區(qū)間上具有相反的單調(diào)性.2.函數(shù)周期性常用結(jié)論對(duì)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)=eq\f(1,fx),則T=2a(a>0).五.奇函數(shù)、偶函數(shù)的對(duì)稱性(1)奇函數(shù)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,偶函數(shù)關(guān)于y軸對(duì)稱.(2)若f(x-2)是偶函數(shù),則函數(shù)f(x)圖象的對(duì)稱軸為x=-2;若f(x-2)是奇函數(shù),則函數(shù)f(x)圖象的對(duì)稱中心為(-2,0).六.若函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=a對(duì)稱,則f(a-x)=f(a+x);若函數(shù)y=f(x)滿足f(a-x)=-f(a+x),則函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)(a,0)對(duì)稱.七.兩個(gè)函數(shù)圖象的對(duì)稱(1)函數(shù)y=f(x)與y=f(-x)關(guān)于y軸對(duì)稱;(2)函數(shù)y=f(x)與y=-f(x)關(guān)于x軸對(duì)稱;(3)函數(shù)y=f(x)與y=-f(-x)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱.易錯(cuò)分析易錯(cuò)分析【易錯(cuò)點(diǎn)一】復(fù)合函數(shù)單調(diào)區(qū)間判斷錯(cuò)誤【例1】(2025·江西·一模)函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】先求函數(shù)的定義域,再利用復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性即可求解.【詳解】由且,得,即或,所以函數(shù)的定義域?yàn)?,因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,又函數(shù)為增函數(shù),所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,又函數(shù)為增函數(shù),所以函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為.故選:B.【舉一反三】【變式1】(2020·全國·模擬預(yù)測)函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】根據(jù)真數(shù)大于零,可得函數(shù)的定義域;結(jié)合復(fù)合函數(shù)“同增異減”的原則,可確定函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間.【詳解】由得,所以函數(shù)的定義域?yàn)榱?,則是單調(diào)遞減函數(shù)又,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減由復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性可得函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為.故選:A.【點(diǎn)睛】本題考查的知識(shí)點(diǎn)是復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性,函數(shù)的定義域,對(duì)數(shù)函數(shù)的性質(zhì),屬于中檔題.【變式2】(2021·內(nèi)蒙古包頭·一模)設(shè)函數(shù),則(
)A.是偶函數(shù),且在單調(diào)遞增 B.是奇函數(shù),且在單調(diào)遞減C.是偶函數(shù),且在單調(diào)遞增 D.是奇函數(shù),且在單調(diào)遞減【答案】C【分析】首先確定定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,又有,可知為偶函數(shù);利用復(fù)合函數(shù)單調(diào)性的判定方法可確定時(shí),單調(diào)遞減,由對(duì)稱性可知時(shí),單調(diào)遞增,由此得到結(jié)果.【詳解】由得:,定義域?yàn)?;又,為定義域內(nèi)的偶函數(shù),可排除BD;當(dāng)時(shí),,在上單調(diào)遞減,單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,可排除A;為偶函數(shù)且在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,C正確.故選:C.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題對(duì)于函數(shù)單調(diào)性的判斷的關(guān)鍵是能夠根據(jù)的范圍得到的解析式,利用復(fù)合函數(shù)單調(diào)性的判斷,即“同增異減”的方法確定函數(shù)在區(qū)間內(nèi)的單調(diào)性.【變式3】(2021·上海浦東新·三模)函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為.【答案】(或都對(duì))【解析】利用復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性,同增異減,即可得到答案;【詳解】令,則,在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,根據(jù)復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性可得:在單調(diào)遞減,故答案為:.【易錯(cuò)點(diǎn)二】忽略定義域的影響直接應(yīng)用性質(zhì)【例2】(2025·河南·三模)已知為定義在上的奇函數(shù),若在上單調(diào)遞減,則滿足不等式的實(shí)數(shù)a的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)奇函數(shù)的性質(zhì)得在上單調(diào)遞減,再根據(jù)奇函數(shù)性質(zhì)將化為,結(jié)合定義域利用單調(diào)性得,解不等式組即可解答.【詳解】因?yàn)槭瞧婧瘮?shù),則可化為.又在上單調(diào)遞減且是定義在上的奇函數(shù),所以在上單調(diào)遞減.則,解得或,即實(shí)數(shù)a的取值范圍是.故選:C【舉一反三】【變式1】(2023·內(nèi)蒙古·模擬預(yù)測)已知是定義在上的增函數(shù),且的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,則關(guān)于的不等式的解集為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】將所求不等式化為,可令,根據(jù)奇函數(shù)定義和單調(diào)性性質(zhì)可確定為奇函數(shù)且在上單調(diào)遞增,由定義域、奇偶性和單調(diào)性可構(gòu)造不等式組求得結(jié)果.【詳解】由得:,令,則;關(guān)于對(duì)稱,,,為定義在上的奇函數(shù);又為上的增函數(shù),為增函數(shù),在上單調(diào)遞增,則由得:,,解得:,即的解集為.故選:D.【變式2】(2023·全國·模擬預(yù)測)定義在上的函數(shù)滿足,則關(guān)于的不等式的解集為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】設(shè),,則,由奇偶函數(shù)的定義得出在上是奇函數(shù),由得出在上是增函數(shù),再將轉(zhuǎn)化為,由為增函數(shù),定義域?yàn)?,列出不等式,求解即可.【詳解】設(shè),,則,因?yàn)樗栽谏鲜瞧婧瘮?shù),因?yàn)椋栽谏鲜窃龊瘮?shù),因?yàn)椋?,即,由在上是增函?shù)得,,解得,故選:D.【變式3】(2023·山東棗莊·模擬預(yù)測)已知函數(shù)是定義在上的減函數(shù),且,則的取值范圍是.【答案】【分析】根據(jù)函數(shù)的定義域,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性求解即可.【詳解】函數(shù)是定義在上的減函數(shù),且,∴,解得.故答案為:題型方法題型方法【題型一】判斷函數(shù)的單調(diào)性(區(qū)間)【例1】(2023·海南??凇つM預(yù)測)函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間是(
)A. B.和C. D.和【答案】B【分析】將絕對(duì)值函數(shù)轉(zhuǎn)化成分段函數(shù),由二次函數(shù)的性質(zhì)即可求【詳解】,則由二次函數(shù)的性質(zhì)知,當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞減區(qū)間為;當(dāng),的單調(diào)遞減區(qū)間為,故的單調(diào)遞減區(qū)間是和.故選:B解題技巧確定函數(shù)單調(diào)性的四種方法(1)定義法;(2)導(dǎo)數(shù)法;(3)圖象法;(4)性質(zhì)法.【舉一反三】【變式1】(2022·江西·二模)已知函數(shù)若,則的單調(diào)遞增區(qū)間為(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】先根據(jù)題目條件求出的值,再根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求出的單調(diào)遞增區(qū)間【詳解】解:依題意,解得a=-1,故,可知在上單調(diào)遞增故選:D【變式2】(2023·海南??凇ざ#┮阎己瘮?shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,則函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間是.【答案】【分析】根據(jù)偶函數(shù)的對(duì)稱性結(jié)合圖象平移分析求解.【詳解】因?yàn)榕己瘮?shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,所以在區(qū)間上單調(diào)遞增,又因?yàn)?,則函數(shù)的圖象是由函數(shù)的圖象向右平移2個(gè)單位長度得到,所以函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間是.故答案為:.【點(diǎn)睛】本題考查函數(shù)的性質(zhì),要求學(xué)生了解函數(shù)圖象的平移與單調(diào)性和奇偶性的綜合關(guān)系.【變式3】(2022·全國·三模)函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為.【答案】【分析】利用導(dǎo)數(shù)求出的單調(diào)區(qū)間,從而可求出函數(shù)的減區(qū)間【詳解】當(dāng)時(shí),,則其在上遞減,當(dāng)時(shí),,則,當(dāng)時(shí),,所以在上遞減,綜上,的單調(diào)遞減區(qū)間為,故答案為:【題型二】已知函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)【例2】(2023·新課標(biāo)Ⅰ卷·高考真題)設(shè)函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,則的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】利用指數(shù)型復(fù)合函數(shù)單調(diào)性,判斷列式計(jì)算作答.【詳解】函數(shù)在R上單調(diào)遞增,而函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,則有函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,因此,解得,所以的取值范圍是.故選:D解題技巧利用單調(diào)性求參數(shù)的取值(范圍).根據(jù)其單調(diào)性直接構(gòu)建參數(shù)滿足的方程(組)(不等式(組))或先得到其圖象的升降,再結(jié)合圖象求解.對(duì)于分段函數(shù),要注意銜接點(diǎn)的取值.【舉一反三】【變式1】(2025·江蘇南通·模擬預(yù)測)已知函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞增,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)二次函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)性質(zhì)即可得到不等式組,解出即可.【詳解】當(dāng)時(shí),,其在上單調(diào)遞增,若在單調(diào)遞增,,所以.故選:D.【變式2】(2023·山東·模擬預(yù)測)若函數(shù)的圖像經(jīng)過點(diǎn),且在上是減函數(shù),則.【答案】【分析】因函數(shù)圖像過,且在上是減函數(shù),根據(jù)一次函數(shù)的性質(zhì),,可得.【詳解】因?yàn)楹瘮?shù)的圖像經(jīng)過點(diǎn),且在上是減函數(shù),所以,且,得或(舍去).故答案為:.【變式3】(2024·湖南邵陽·二模)已知,若恒成立,則實(shí)數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】根據(jù)題意,將原不等式分離參數(shù),然后換元,由函數(shù)的單調(diào)性可得最值,即可得到結(jié)果.【詳解】原不等式等價(jià)于,令.令,且,則在上單調(diào)遞減,.故的范圍是.故答案為:【題型三】利用函數(shù)的單調(diào)性解不等式【例3】(2025·江蘇南通·模擬預(yù)測)已知函數(shù)若對(duì)于任意,,則實(shí)數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)的解析式,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性可得:等價(jià)于且,從而可知不等式在,上恒成立,然后根據(jù)基本不等式求最值,算出的最小值為,進(jìn)而可得實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】對(duì)于,函數(shù)在上為常數(shù)1,在處連續(xù),且在上為增函數(shù),因此等價(jià)于,對(duì)任意恒成立,由①可知,,結(jié)合②可得,而,當(dāng)時(shí),即時(shí),等號(hào)成立,結(jié)合,可知在,上為增函數(shù),可得,所以,即實(shí)數(shù)的取值范圍是.故選:C.【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:本題是含參數(shù)的不等式恒成立問題;解決此類問題的思路是轉(zhuǎn)化為最值問題,即f(x)<a恒成立?a>f(x)max,f(x)>a恒成立?a<f(x)min.解題技巧求解函數(shù)不等式時(shí),由條件脫去“f”,轉(zhuǎn)化為自變量間的大小關(guān)系,應(yīng)注意函數(shù)的定義域.【舉一反三】【變式1】(2025·甘肅·模擬預(yù)測)已知函數(shù)則不等式的解集為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】分,兩種情況,結(jié)合函數(shù)性質(zhì)求解即可.【詳解】當(dāng)時(shí),即有,,因?yàn)椋趨^(qū)間上均為單調(diào)遞增函數(shù),所以在區(qū)間上也為單調(diào)遞增函數(shù),因?yàn)闀r(shí),,所以的解為,當(dāng)時(shí),即有,,因?yàn)?,在區(qū)間上均為單調(diào)遞減函數(shù),所以在區(qū)間上也為單調(diào)遞減函數(shù),因?yàn)闀r(shí),,所以的解為,綜上,不等式的解集為.故選:D【變式2】(2025·河北秦皇島·三模)已知函數(shù)滿足對(duì)都有成立.當(dāng)時(shí),,則不等式的解集為.【答案】【分析】根據(jù)得到函數(shù)是上的奇函數(shù),繼而求出時(shí),的解析式并判斷在上的單調(diào)性,利用奇函數(shù)和單調(diào)性結(jié)合分段函數(shù)可得兩個(gè)不等式組,求解即得.【詳解】因?yàn)閷?duì)都有,所以是上的奇函數(shù),又時(shí),,顯然在上單調(diào)遞增,故函數(shù)在上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,則,即;由,可得,故得,則有或,即或,解得:,所以不等式的解集為.故答案為:.【變式3】(2023·山東·模擬預(yù)測)若函數(shù)在上是增函數(shù),且,求的取值范圍.【答案】【分析】利用函數(shù)的單調(diào)性,直接列出不等式方程組,然后計(jì)算求解.【詳解】函數(shù)在上是增函數(shù),且,,解得或,的取值范圍是.【題型四】求函數(shù)的最值【例4】(2025·上?!じ呖颊骖})已知,C在上,則的面積(
)A.有最大值,但沒有最小值 B.沒有最大值,但有最小值C.既有最大值,也有最小值 D.既沒有最大值,也沒有最小值【答案】A【分析】設(shè)出曲線上一點(diǎn)為,得出,將三角形的高轉(zhuǎn)化成關(guān)于的函數(shù),分析其單調(diào)性,從而求解.【詳解】設(shè)曲線上一點(diǎn)為,則,則,,方程為:,即,根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式,到的距離為:,設(shè),由于,顯然關(guān)于單調(diào)遞減,,無最小值,即中,邊上的高有最大值,無最小值,又一定,故面積有最大值,無最小值.故選:A【舉一反三】【變式1】(2025·湖南·模擬預(yù)測)已知函數(shù),則“,”是“在上的最小值為2”的(
)A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分又不必要條件【答案】B【分析】根據(jù)充分、必要條件的判斷方法,結(jié)合函數(shù)最小值的概念進(jìn)行判斷.【詳解】先判斷充分性:若函數(shù)在的最小值為3,則“,”成立,但“在上的最小值為2”不成立,所以“,”不是“在上的最小值為2”的充分條件.再判斷必要性:“在上的最小值為2”時(shí),可得“,”成立,所以“,”是“在上的最小值為2”的必要條件.綜上:“,”是“在上的最小值為2”的必要不充分條件.故選:B【變式2】(2025·甘肅·二模)已知實(shí)數(shù),滿足,則的最小值為.【答案】#【分析】考慮每個(gè)選項(xiàng)和圓的關(guān)系,考慮每個(gè)選項(xiàng)的幾何意義即可求解【詳解】因?yàn)?,所以,所以,所以,因?yàn)?,所以,?dāng)時(shí)取等號(hào),所以,則的最小值為.故答案為:【變式3】(2025·浙江嘉興·三模)已知函數(shù).(1)求曲線在點(diǎn)處的切線方程;(2)求函數(shù)在區(qū)間上的最大值.【答案】(1)(2).【分析】(1)先求出導(dǎo)函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義知即為在處的切線方程的斜率,再利用直線的點(diǎn)斜式即可寫出切線方程;(2)求出導(dǎo)函數(shù)的零點(diǎn),得到在區(qū)間上的單調(diào)性,可知最大值只能是或,利用作差法比較二者的大小即可得出答案.【詳解】(1)由題意可得,所以,又,由直線的點(diǎn)斜式方程可得在處的切線方程為,即;(2)因?yàn)榈亩x域?yàn)?,令,得或,所以?dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,則在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,又,,,所以在區(qū)間的最大值為.【題型五】比較大小【例5】(2023·全國甲卷·高考真題)已知函數(shù).記,則(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】利用作差法比較自變量的大小,再根據(jù)指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性及二次函數(shù)的性質(zhì)判斷即可.【詳解】令,則開口向下,對(duì)稱軸為,因?yàn)?,而,所以,即由二次函?shù)性質(zhì)知,因?yàn)椋?,即,所以,綜上,,又為增函數(shù),故,即.故選:A.解題技巧比較函數(shù)值的大小時(shí),先轉(zhuǎn)化到同一個(gè)單調(diào)區(qū)間內(nèi),然后利用函數(shù)的單調(diào)性解決.【舉一反三】【變式1】(2025·安徽合肥·模擬預(yù)測)已知,則的大小關(guān)系為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】構(gòu)造函數(shù),由導(dǎo)數(shù)得出單調(diào)性即可得出,構(gòu)造,由導(dǎo)數(shù)得出單調(diào)性,即可得出.【詳解】構(gòu)造函數(shù),當(dāng)時(shí),,故在上單調(diào)遞增,所以,構(gòu)造函數(shù),則,當(dāng)在單調(diào)遞增,所以,即,所以.故選:B.【變式2】(2025·湖北黃岡·模擬預(yù)測)已知函數(shù),若,則(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】對(duì)函數(shù)求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)函數(shù)可得為R上的增函數(shù),利用單調(diào)性比較大小即可.【詳解】由,得,,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)等號(hào)成立,而,,即在R上單調(diào)遞增,,,即.故選:A.【變式3】(2025·甘肅金昌·模擬預(yù)測)已知,,,,則,,的大小關(guān)系為.(均用“>”連接)【答案】【分析】根據(jù)的奇偶性以及周期性,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性可判斷,進(jìn)而根據(jù)單調(diào)性進(jìn)一步判斷,,即可求解.【詳解】易知為偶函數(shù),周期為4,當(dāng),,此時(shí)在上單調(diào)遞減,且,當(dāng),,此時(shí)在上單調(diào)遞減,且,,,,所以;又,所以,又,所以,故.故答案為:【題型六】判斷函數(shù)的奇偶性【例6】(2025·江西·模擬預(yù)測)函數(shù)是(
)A.奇函數(shù),且最大值為5 B.奇函數(shù),且最小值為C.偶函數(shù),且最大值為5 D.偶函數(shù),且最小值為【答案】C【分析】根據(jù)奇偶性的定義先判斷奇偶性,利用二倍角的余弦公式得,利用換元法即可求解.【詳解】因?yàn)?,所以是偶函?shù),故AB錯(cuò)誤;又因?yàn)?,令(),,則在上單調(diào)遞減,,故選:C.解題技巧判斷函數(shù)的奇偶性,其中包括兩個(gè)必備條件(1)定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,否則即為非奇非偶函數(shù).(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(yùn)算中,可以轉(zhuǎn)化為判斷奇偶性的等價(jià)等量關(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.【舉一反三】【變式1】(2025·河南許昌·三模)下列函數(shù)中,值域?yàn)榍覟槠婧瘮?shù)的是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)奇偶性的定義,判斷各函數(shù)的奇偶性,再判斷值域即可.【詳解】對(duì)于函數(shù),定義域?yàn)?,而,∴該函?shù)不是奇函數(shù).故A錯(cuò)誤.對(duì)于函數(shù),定義域?yàn)?,,∴該函?shù)是偶函數(shù),不是奇函數(shù).故B錯(cuò)誤.對(duì)于函數(shù),定義域?yàn)?,,∴該函?shù)是奇函數(shù).對(duì)于值域,其值域?yàn)?,不?故C錯(cuò)誤.對(duì)于函數(shù),定義域?yàn)?,,∴該函?shù)是奇函數(shù).當(dāng)趨于正無窮時(shí),趨于正無窮;當(dāng)趨于負(fù)無窮時(shí),趨于負(fù)無窮;并且函數(shù)在定義域內(nèi)是連續(xù)的,值域?yàn)?故D正確.故選:D.【變式2】(2025·山東濟(jì)寧·模擬預(yù)測)已知函數(shù),則下列是奇函數(shù)的是(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】分別求得定義域,由定義域不關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,可判斷AC;BD定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,進(jìn)而令,利用奇函數(shù)的定義計(jì)算可判斷B,令,利用奇函數(shù)的定義計(jì)算可判斷D.【詳解】因?yàn)椋瑢?duì)于A,,定義域不關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,所以不是奇函數(shù),故A錯(cuò)誤;對(duì)于B,所以,則,令,定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,,所以B正確;對(duì)于C,,定義域不關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,所以不是奇函數(shù),故C錯(cuò)誤;對(duì)于D,所以,則,令,定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,,所以不是奇函數(shù),所以D不正確;故選:B.【變式3】(多選)(2022·福建寧德·模擬預(yù)測)下列既是奇函數(shù),又是增函數(shù)的是(
)A. B. C. D.【答案】AD【分析】根據(jù)函數(shù)的奇偶性可排除BC,利用觀察法分析AD兩個(gè)函數(shù)的單調(diào)性可得答案.【詳解】對(duì)A:因?yàn)?,所以函?shù)為奇函數(shù).且當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;根據(jù)奇函數(shù)的性質(zhì),在上也是單調(diào)遞增,所以在上為增函數(shù),故A正確.對(duì)B:因?yàn)楹瘮?shù)的定義域?yàn)椋院瘮?shù)非奇非偶,故B錯(cuò)誤;對(duì)C:因?yàn)椋院瘮?shù)一定不是奇函數(shù),故C錯(cuò)誤;對(duì)D:應(yīng)為,所以,所以為奇函數(shù),且隨的增大而增大,隨的增大而減小,所以隨著的增大,的值在增大,即在上為增函數(shù),故D正確.故選:AD【題型七】函數(shù)奇偶性的應(yīng)用【例7】(2023·新課標(biāo)Ⅱ卷·高考真題)若為偶函數(shù),則(
).A. B.0 C. D.1【答案】B【分析】根據(jù)偶函數(shù)性質(zhì),利用特殊值法求出值,再檢驗(yàn)即可.【詳解】因?yàn)闉榕己瘮?shù),則,解得,當(dāng)時(shí),,,解得或,則其定義域?yàn)榛?,關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱.,故此時(shí)為偶函數(shù).故選:B.解題技巧(1)利用函數(shù)的奇偶性可求函數(shù)值或求參數(shù)的取值,求解的關(guān)鍵在于借助奇偶性轉(zhuǎn)化為求已知區(qū)間上的函數(shù)或得到參數(shù)的恒等式,利用方程思想求參數(shù)的值.(2)利用函數(shù)的奇偶性可畫出函數(shù)在其對(duì)稱區(qū)間上的圖象,結(jié)合幾何直觀求解相關(guān)問題.【舉一反三】【變式1】(2025·河南·模擬預(yù)測)已知是定義在上的奇函數(shù),且對(duì)任意,都有,則(
)A.2 B.1 C.0 D.【答案】C【分析】通過賦值法結(jié)合奇函數(shù)的性質(zhì)即可求解.【詳解】令,則,因?yàn)槭嵌x在上的奇函數(shù),所以,則.故選:C.【變式2】(2025·安徽合肥·模擬預(yù)測)已知函數(shù)是定義在上的奇函數(shù),當(dāng)時(shí),.若,則實(shí)數(shù)的取值范圍為.【答案】【分析】分和討論,當(dāng)時(shí),分的取值化簡,利用奇偶性畫出函數(shù)圖象,數(shù)形結(jié)合解不等式可得.【詳解】時(shí),顯然符合;時(shí),當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),.畫出其圖象,由于函數(shù)是定義在上的奇函數(shù),即可畫出時(shí)的圖象,與時(shí)的圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱.,由圖象可知.解得,實(shí)數(shù)的取值范圍為.故答案為:.【變式3】(2023·陜西咸陽·模擬預(yù)測)求下列情況下的值(1)若函數(shù)是偶函數(shù),求的值.(2)已知是奇函數(shù),且當(dāng)時(shí),,若,求的值.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)偶函數(shù)定義,代入化簡即可得的值;(2)根據(jù)奇函數(shù)定義,先求出的解析式,再將代入,即可得的值.【詳解】(1)因?yàn)?故,因?yàn)闉榕己瘮?shù),故,所以,整理得到,故;(2)因?yàn)槭瞧婧瘮?shù),且當(dāng)時(shí),,因?yàn)?,所以,化簡可得,解得:.【題型八】函數(shù)的周期性與對(duì)稱性【例8】(2025·全國一卷·高考真題)設(shè)是定義在上且周期為2的偶函數(shù),當(dāng)時(shí),,則(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】根據(jù)周期性和奇偶性把待求自變量轉(zhuǎn)化為的范圍中求解.【詳解】由題知對(duì)一切成立,于是.故選:A解題技巧周期性(1)求解與函數(shù)的周期有關(guān)的問題,應(yīng)根據(jù)題目特征及周期定義,求出函數(shù)的周期.(2)利用函數(shù)的周期性,可將其他區(qū)間上的求值、求零點(diǎn)個(gè)數(shù)、求解析式等問題,轉(zhuǎn)化到已知區(qū)間上,進(jìn)而解決問題.函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=a對(duì)稱?f(x)=f(2a-x)?f(a-x)=f(a+x);若函數(shù)y=f(x)滿足f(a+x)=f(b-x),則y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=eq\f(a+b,2)成軸對(duì)稱.函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(a,b)對(duì)稱?f(a+x)+f(a-x)=2b?2b-f(x)=f(2a-x);若函數(shù)y=f(x)滿足f(a+x)+f(b-x)=c,則y=f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+b,2),\f(c,2)))成中心對(duì)稱.函數(shù)y=f(a+x)的圖象與函數(shù)y=f(b-x)的圖象關(guān)于直線x=eq\f(b-a,2)對(duì)稱.【舉一反三】【變式1】(2025·四川成都·模擬預(yù)測)已知是定義在上的函數(shù),則“其圖象關(guān)于點(diǎn)成中心對(duì)稱圖形”是“函數(shù)為奇函數(shù)”的(
)A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件【答案】C【分析】利用函數(shù)對(duì)稱性的定義、奇偶性的定義結(jié)合充分條件、必要條件的定義判斷可得出結(jié)論.【詳解】若函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)成中心對(duì)稱圖形,且函數(shù)的定義域?yàn)椋瑒t,即,設(shè),則函數(shù)的定義域?yàn)?,則,即函數(shù)為奇函數(shù),因此,“的圖象關(guān)于點(diǎn)成中心對(duì)稱圖形”是“函數(shù)為奇函數(shù)”的充要條件.故選:C.【變式2】(2025·江蘇·三模)已知函數(shù)滿足,且,則方程的實(shí)數(shù)解的個(gè)數(shù)為.【答案】【分析】首先可得的周期為,方程的解,即為與的交點(diǎn)橫坐標(biāo),畫出與的圖象,數(shù)形結(jié)合即可判斷.【詳解】由函數(shù)滿足,則,所以的周期為,由,則,可得的圖象如圖,方程的解,即為與的交點(diǎn)橫坐標(biāo),且當(dāng)時(shí),由圖可知兩圖象交點(diǎn)個(gè)數(shù)為,即方程的實(shí)數(shù)解的個(gè)數(shù)為.故答案為:【變式3】(2025·陜西西安·二模)已知函數(shù).(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)設(shè)函數(shù).(ⅰ)求的值;(ⅱ)證明:存在實(shí)數(shù),使得曲線關(guān)于直線對(duì)稱.【答案】(1)答案見解析(2)(i);(ii)證明見解析【分析】(1)求出,求導(dǎo),,分和兩種情況討論函數(shù)的單調(diào)性,即可求解;(2)(?。┣蟪觯苯佑?jì)算,即可得結(jié)果;(ⅱ)根據(jù)的定義域,推斷函數(shù)的對(duì)稱軸為,驗(yàn)證即可.【詳解】(1)由題意可知,則的定義域?yàn)椋?,?dāng)時(shí),在區(qū)間上恒成立,則在上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),令,即,解得,若,,若,,則在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,綜上所述,當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.(2)(i)函數(shù),則,,故.(ii)函數(shù)的定義域?yàn)椋舸嬖?,使得曲線關(guān)于直線對(duì)稱,則關(guān)于直線對(duì)稱,所以,又.可知曲線關(guān)于直線對(duì)稱好題必刷好題必刷一、單選題1.(2024·天津·高考真題)下列函數(shù)是偶函數(shù)的為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)偶函數(shù)的判定方法一一判斷即可.【詳解】對(duì)A,設(shè),函數(shù)定義域?yàn)?,但,,則,故A錯(cuò)誤;對(duì)B,設(shè),函數(shù)定義域?yàn)?,且,則為偶函數(shù),故B正確;對(duì)C,設(shè),,,則不是偶函數(shù),故C錯(cuò)誤;對(duì)D,設(shè),函數(shù)定義域?yàn)?,因?yàn)?,且不恒?,則不是偶函數(shù),故D錯(cuò)誤.故選:B.2.(2025·湖北·模擬預(yù)測)已知函數(shù)是奇函數(shù),則實(shí)數(shù)a的值為(
)A.0 B.1 C. D.2【答案】A【分析】根據(jù)奇函數(shù)的定義及對(duì)數(shù)運(yùn)算即可求解.【詳解】函數(shù)的定義域?yàn)?,因?yàn)槭瞧婧瘮?shù),所以恒成立,所以,故選:A.3.(2025·浙江金華·三模)已知函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,則的最小值為(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B【分析】利用導(dǎo)數(shù)值恒大于或等于0,再利用分離參變量思想即可求解.【詳解】求導(dǎo)得,要滿足函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,則,即,因?yàn)?,所以,即,故選:B.4.(2025·云南·一模)已知函數(shù)是定義在上的偶函數(shù),且當(dāng)時(shí),.若對(duì)任意的恒成立,則實(shí)數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)相切時(shí),即可根據(jù)圖象求解.【詳解】當(dāng)時(shí),對(duì)任意的恒成立,令所以,令,則,故當(dāng)時(shí),直線與相切,此時(shí)對(duì)任意的恒成立,結(jié)合圖象以及是偶函數(shù),可知的圖象往右平移即可滿足對(duì)任意的恒成立,所以,故選:C5.(2025·貴州畢節(jié)·模擬預(yù)測)已知函數(shù)的圖象的對(duì)稱中心在直線上,則的最小值為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】由題意可得,令,可證函數(shù)是奇函數(shù),進(jìn)而可得關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,然后結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)可求的最小值.【詳解】由,可得,令,函數(shù)的定義域?yàn)?,關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,又,所以函數(shù)是奇函數(shù),所以函數(shù)圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,所以關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,因?yàn)榈膶?duì)稱中心在直線上,所以,所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,所以的最小值為.故選:C.二、多選題6.(2025·青海海東·三模)定義在上的函數(shù)滿足,,則(
)A. B.C. D.2為的一個(gè)周期【答案】ACD【分析】根據(jù)給定條件求得函數(shù)的周期,再逐項(xiàng)分析判斷.【詳解】對(duì)于D,由,得,則2為的一個(gè)周期,D正確;對(duì)于A,,A正確;對(duì)于B,,B錯(cuò)誤;對(duì)于C,,C正確.故選:ACD7.(2025·黑龍江哈爾濱·模擬預(yù)測)已知函數(shù)(
)A.是偶函數(shù) B.最大值為C.最小值為 D.在有兩個(gè)零點(diǎn)【答案】ABC【分析】利用奇偶性的定義,即可判斷A選項(xiàng);分,,三種情況論可求得函數(shù)的值域判斷CD,結(jié)合前面分類討論和作出示意圖可判斷D.【詳解】對(duì)于A,,是偶函數(shù),故A正確;當(dāng)時(shí),,因?yàn)?,所以,所以,所以,?dāng)時(shí),,因?yàn)?,所以,所以,所以,,又時(shí),,因?yàn)?,所以,所以,所以,又時(shí),,所以當(dāng)時(shí),是以為周期的周期函數(shù),又是偶函數(shù),所以函數(shù)的值域?yàn)?,故BC正確;當(dāng)時(shí),,因?yàn)?,所以,所以,所以,?dāng)時(shí),,因?yàn)?,所以,得,所以時(shí),,作出函數(shù)在的圖象的示意如圖所示,故函數(shù)在有沒有零點(diǎn),故D錯(cuò)誤.故選:ABC.8.(2025·重慶·三模)已知函數(shù)對(duì)任意的都有,,且當(dāng)時(shí),,則下列結(jié)論正確的是(
)A.B.在上單調(diào)遞減C.關(guān)于x的不等式的解集是D.【答案】ACD【分析】對(duì)于A,結(jié)合,利用賦值法依次求出即可判斷;對(duì)于B,通過選項(xiàng)A中的函數(shù)值的規(guī)律即可判斷;對(duì)于C,運(yùn)用定義法證明函數(shù)在上的單調(diào)性,將代入后,運(yùn)用函數(shù)單調(diào)性將其化成一元二次不等式求解即得;對(duì)于D,令,代入已知式,根據(jù)遞推性質(zhì)即可證明結(jié)論.【詳解】對(duì)于A,在中,,取,可得,解得,再取,可得,再取,可得,故A正確;對(duì)于B,由A項(xiàng)可知,,故B錯(cuò)誤;對(duì)于C,不妨設(shè),則,設(shè),則,因當(dāng)時(shí),,則有,由可得,即函數(shù)在上是增函數(shù).取易得,則,故等價(jià)于,故得,解得或,故不等式的解集是,故C正確;對(duì)于D,將都取為,則得,故,故D正確.故選:ACD.三、填空題9.(2025·江西宜春·一模)已知函數(shù)在上的最小值是1,則.【答案】/【分析】分三類,,,由復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性判斷的單調(diào)性,即可求出最小值.【詳解】若,則,在上單調(diào)遞增,最小值為,不符合題意;若,則的定義域?yàn)?,且由?fù)合函數(shù)的單調(diào)性可知在上單調(diào)遞增,則最小值為,解得,不符合題意;若,則的定義域?yàn)椋深}意可得,則,此時(shí)由復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性可知在上單調(diào)遞增,則最小值為,解得,符合題意;綜上,.故答案為:10.(2025·江西·二模)已知函數(shù),則不等式的解集是.【答案】【分析】根據(jù)解析式判斷函數(shù)的單調(diào)性和奇偶性,再應(yīng)用單調(diào)性和奇偶性解不等式即可.【詳解】由,在R上都單調(diào)遞減,且都是奇函數(shù),所以是單調(diào)遞減的奇函數(shù),故,則,即,所以不等式的解集為.故答案為:11.(2025·湖南·三模)已知函數(shù)的定義域?yàn)镽,且,當(dāng)時(shí),,則的值為.【答案】【分析】根據(jù)函數(shù)性質(zhì)將問題轉(zhuǎn)換為,代入求值即可.【詳解】因?yàn)?,所以,又,所以.故答案為?四、解答題12.(2025·遼寧·
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