2024届高考数学一轮复习（新教材人教A版强基版）第二章函数2.3函数的奇偶性、周期性课件

§2.3函数的奇偶性、周期性第二章　函　数 1.了解函数奇偶性的含义，了解函数的周期性及其几何意义.2.会依据函数的性质进行简单的应用.考试要求 内容索引第一部分第二部分第三部分落实主干知识探究核心题型课时精练 落实主干知识第一部分 1.函数的奇偶性奇偶性定义图象特点偶函数一般地，设函数f(x)的定义域为D，如果∀x∈D，都有－x∈D，且____________，那么函数f(x)就叫做偶函数关于_____对称奇函数一般地，设函数f(x)的定义域为D，如果∀x∈D，都有－x∈D，且_____________，那么函数f(x)就叫做奇函数关于_____对称f(－x)＝f(x)y轴f(－x)＝－f(x)原点 2.周期性(1)周期函数：一般地，设函数f(x)的定义域为D，如果存在一个非零常数T，使得对每一个x∈D都有x＋T∈D，且_____________，那么函数y＝f(x)就叫做周期函数，非零常数T叫做这个函数的周期.(2)最小正周期：如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个_____的正数，那么这个_________就叫做f(x)的最小正周期.f(x＋T)＝f(x)最小最小正数 1.奇函数在关于原点对称的区间上具有相同的单调性；偶函数在关于原点对称的区间上具有相反的单调性.2.函数周期性常用结论对f(x)定义域内任一自变量的值x：(1)若f(x＋a)＝－f(x)，则T＝2a(a>0). 判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若函数f(x)为奇函数，则f(0)＝0.()(2)不存在既是奇函数，又是偶函数的函数.()(3)对于函数y＝f(x)，若存在x，使f(－x)＝－f(x)，则函数y＝f(x)一定是奇函数.()(4)若T是函数f(x)的一个周期，则kT(k∈N*)也是函数的一个周期.()√××× 1.若偶函数f(x)在区间[－2，－1]上单调递减，则函数f(x)在区间[1,2]上A.单调递增，且有最小值f(1)B.单调递增，且有最大值f(1)C.单调递减，且有最小值f(2)D.单调递减，且有最大值f(2)√ 偶函数f(x)在区间[－2，－1]上单调递减，则由偶函数的图象关于y轴对称，则有f(x)在[1,2]上单调递增，即有最小值为f(1)，最大值为f(2).对照选项，A正确. 2.已知函数y＝f(x)是奇函数，且当x>0时，有f(x)＝x＋2x，则f(－2)＝____.－6因为函数y＝f(x)是奇函数，且当x>0时，有f(x)＝x＋2x，所以f(－2)＝－f(2)＝－(2＋4)＝－6. 3.已知函数f(x)是定义在R上的周期为4的奇函数，若f(1)＝1，则f(2023)＝_____.－1因为函数f(x)是定义在R上的周期为4的奇函数，所以f(2023)＝f(506×4－1)＝f(－1)＝－f(1)＝－1. 探究核心题型第二部分 例1(多选)下列函数是奇函数的是A.f(x)＝tanxB.f(x)＝x2＋x√题型一函数奇偶性的判断√ 对于B，函数的定义域为R，关于原点对称，且f(－x)＝x2－x≠±f(x)，故函数为非奇非偶函数，不符合题意；对于D，函数定义域为{x|x≠－1}，不关于原点对称，故函数为非奇非偶函数，不符合题意. 判断函数的奇偶性，其中包括两个必备条件(1)定义域关于原点对称，否则即为非奇非偶函数.(2)判断f(x)与f(－x)是否具有等量关系，在判断奇偶性的运算中，可以转化为判断奇偶性的等价等量关系式(f(x)＋f(－x)＝0(奇函数)或f(x)－f(－x)＝0(偶函数))是否成立.思维升华 跟踪训练1(多选)下列函数中，既不是奇函数，也不是偶函数的是√√ 记f(x)＝x＋ex，则f(－1)＝－1＋e－1，f(1)＝1＋e，显然f(－1)≠f(1)，f(－1)≠－f(1)，故y＝x＋ex为非奇非偶函数； 命题点1利用奇偶性求值(解析式)例2(1)(2022·十堰模拟)已知y＝f(x)是定义在R上的奇函数，且当x≥0时，f(x)＝x2＋ax＋a＋1，则f(－2)等于A.－2B.2C.－6D.6√题型二函数奇偶性的应用 因为y＝f(x)是定义在R上的奇函数，则有f(0)＝a＋1＝0，解得a＝－1，当x≥0时，f(x)＝x2－x，则f(－2)＝－f(2)＝－2. (2)(2023·吕梁模拟)已知函数f(x)为定义在R上的奇函数，且当x≥0时，f(x)＝2x＋x－1，则当x<0时，f(x)等于A.2－x－x－1B.2－x＋x＋1C.－2－x－x－1D.－2－x＋x＋1当x<0时，－x>0，因为f(x)是奇函数，所以f(x)＝－f(－x)＝－2－x＋x＋1.√ 命题点2利用奇偶性解不等式例3函数f(x)在(－∞，＋∞)上单调递增，且为奇函数，若f(2)＝1，则满足－1≤f(x－1)≤1的x的取值范围是A.[－2,2]B.[－1,3]C.[0,2]D.[1,3]f(x)是奇函数，故f(－2)＝－f(2)＝－1.又f(x)是增函数，－1≤f(x－1)≤1，所以f(－2)≤f(x－1)≤f(2)，则－2≤x－1≤2，解得－1≤x≤3.√ (1)利用函数的奇偶性可求函数值或求参数的取值，求解的关键在于借助奇偶性转化为求已知区间上的函数或得到参数的恒等式，利用方程思想求参数的值.(2)利用函数的奇偶性可画出函数在其对称区间上的图象，结合几何直观求解相关问题. 跟踪训练2(1)已知函数f(x)＝sinx＋x3＋＋3，若f(a)＝1，则f(－a)等于A.1B.3C.4D.5√ (2)(2023·青岛模拟)已知f(x)是定义在R上的偶函数，当x≥0时，f(x)＝2x－2，则不等式f(x)≤2的解集是________.[－2,2]∵当x≥0时，f(x)＝2x－2，∴偶函数f(x)在[0，＋∞)上单调递增，且f(2)＝2，∴f(x)≤2，即f(|x|)≤f(2)，∴|x|≤2，解得－2≤x≤2. (3)(2021·新高考全国Ⅰ)已知函数f(x)＝x3(a·2x－2－x)是偶函数，则a＝____.1 方法一(定义法)因为f(x)＝x3(a·2x－2－x)的定义域为R，且是偶函数，所以f(－x)＝f(x)对任意的x∈R恒成立，所以(－x)3(a·2－x－2x)＝x3(a·2x－2－x)对任意的x∈R恒成立，所以x3(a－1)(2x＋2－x)＝0对任意的x∈R恒成立，所以a＝1.方法二(取特殊值检验法)因为f(x)＝x3(a·2x－2－x)的定义域为R，且是偶函数，解得a＝1，经检验，f(x)＝x3(2x－2－x)为偶函数，所以a＝1. 方法三(转化法)由题意知f(x)＝x3(a·2x－2－x)的定义域为R，且是偶函数.设g(x)＝x3，h(x)＝a·2x－2－x，因为g(x)＝x3为奇函数，所以h(x)＝a·2x－2－x为奇函数，所以h(0)＝a·20－2－0＝0，解得a＝1，经检验，f(x)＝x3(2x－2－x)为偶函数，所以a＝1. 例4(1)已知定义域为R的函数f(x)满足f(x＋4)＝f(x)，且f(x)－f(－x)＝0，当－2≤x≤0时，f(x)＝2x，则f(2022)等于题型三函数的周期性√由题意知f(x)是定义在R上周期为4的偶函数，故f(2022)＝f(2)＝f(－2)， (2)设f(x)是定义在R上周期为4的偶函数，且当x∈[0,2]时，f(x)＝log2(x＋1)，则函数f(x)在[2,4]上的解析式为_______________________.f(x)＝log2(5－x)，x∈[2,4]根据题意，设x∈[2,4]，则x－4∈[－2,0]，则有4－x∈[0,2]，当x∈[0,2]时，f(x)＝log2(x＋1)，则f(4－x)＝log2[(4－x)＋1]＝log2(5－x)，又f(x)为周期为4的偶函数，所以f(x)＝f(x－4)＝f(4－x)＝log2(5－x)，x∈[2,4]，则有f(x)＝log2(5－x)，x∈[2,4]. (1)求解与函数的周期有关的问题，应根据题目特征及周期定义，求出函数的周期.(2)利用函数的周期性，可将其他区间上的求值、求零点个数、求解析式等问题，转化到已知区间上，进而解决问题. 跟踪训练3(多选)已知定义在R上的偶函数f(x)，其周期为4，当x∈[0,2]时，f(x)＝2x－2，则A.f(2023)＝0B.f(x)的值域为[－1,2]C.f(x)在[4,6]上单调递减D.f(x)在[－6,6]上有8个零点√√ f(2023)＝f(506×4－1)＝f(－1)＝f(1)＝0，所以A正确；当x∈[0,2]时，f(x)＝2x－2单调递增，所以当x∈[0,2]时，函数的值域为[－1,2]，由于函数是偶函数，所以函数的值域为[－1,2]，所以B正确；当x∈[0,2]时，f(x)＝2x－2单调递增，又函数的周期是4，所以f(x)在[4,6]上单调递增，所以C错误； 令f(x)＝2x－2＝0，所以x＝1，所以f(1)＝f(－1)＝0，由于函数的周期为4，所以f(5)＝f(－5)＝0，f(3)＝f(－3)＝0，所以f(x)在[－6,6]上有6个零点，所以D错误. 课时精练第三部分 1.(多选)下列函数中，既是奇函数又在区间(0,1)上单调递增的是A.y＝2x3＋4xB.y＝x＋sin(－x)C.y＝log2|x|D.y＝2x－2－x1234567891011121314√基础保分练√√ 1234567891011121314对于A，定义域为R，且f(－x)＝－2x3－4x＝－f(x)，故为奇函数，又y′＝6x2＋4>0，所以y＝2x3＋4x在(0,1)上单调递增，故A满足题意；对于B，定义域为R，f(－x)＝－x＋sinx＝－f(x)，故为奇函数，又y′＝1－cosx≥0，且y′不恒为0，所以y＝x＋sin(－x)在(0,1)上单调递增，故B满足题意；对于C，定义域为{x|x≠0}，f(－x)＝log2|x|＝f(x)，故为偶函数，故C不满足题意； 1234567891011121314对于D，定义域为R，f(－x)＝2－x－2x＝－f(x)，为奇函数，又y′＝2xln2＋2－xln2>0，所以y＝2x－2－x在(0,1)上单调递增，故D满足题意. 2.(2023·聊城模拟)已知函数f(x)的定义域为R，则“f(x)是偶函数”是“|f(x)|是偶函数”的A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件√1234567891011121314 1234567891011121314偶函数的图象关于y轴对称，奇函数的图象关于原点对称，根据这一特征，若f(x)是偶函数，则|f(x)|是偶函数，若f(x)是奇函数，|f(x)|也是偶函数，所以“f(x)是偶函数”是“|f(x)|是偶函数”的充分不必要条件. √1234567891011121314 1234567891011121314∵f(x)是定义在R上的奇函数，∴f(0)＝0，又f(x)在R上的周期为2， 12345678910111213144.(2023·长沙模拟)已知偶函数f(x)对于任意x∈R都有f(x＋2)＝f(x)，且f(x)在区间[0,1]上单调递增，则f(－6.5)，f(－1)，f(0)的大小关系是A.f(－1)<f(0)<f(－6.5)B.f(－6.5)<f(0)<f(－1)C.f(－1)<f(－6.5)<f(0)D.f(0)<f(－6.5)<f(－1)√ 1234567891011121314∵f(x)对于任意x∈R都有f(x＋2)＝f(x)，∴f(x)的周期为2，∵偶函数f(x)在区间[0,1]上单调递增，f(－6.5)＝f(－0.5)＝f(0.5)，f(－1)＝f(1)，∴f(0)<f(0.5)<f(1)，即f(0)<f(－6.5)<f(－1). 12345678910111213145.(2021·全国乙卷)设函数f(x)＝，则下列函数中为奇函数的是A.f(x－1)－1B.f(x－1)＋1C.f(x＋1)－1D.f(x＋1)＋1√ 12345678910111213146.(多选)f(x)是定义在R上的偶函数，对∀x∈R，均有f(x＋2)＝－f(x)，当x∈[0,1]时，f(x)＝log2(2－x)，则下列结论正确的是A.函数f(x)的一个周期为4B.f(2022)＝1C.当x∈[2,3]时，f(x)＝－log2(4－x)D.函数f(x)在[0,2021]内有1010个零点√√ 1234567891011121314∵f(x)是定义在R上的偶函数，对∀x∈R，均有f(x＋2)＝－f(x)，∴f(x＋4)＝－f(x＋2)＝f(x)，∴函数的周期为4，故A正确；f(2022)＝f(4×505＋2)＝f(2)＝－f(0)＝－1，故B错误；当x∈[2,3]时，x－2∈[0,1]，则f(x)＝－f(x－2)＝－log2[2－(x－2)]＝－log2(4－x)，故C正确； 1234567891011121314易知f(1)＝f(3)＝f(5)＝…＝f(2019)＝f(2021)＝0，于是函数f(x)在[0,2021]内有1011个零点，故D错误. 7.写出一个定义域为R，周期为π的偶函数f(x)＝__________________.1234567891011121314cos2x(答案不唯一) 8.若函数f(x)＝ex－e－x，则不等式f(lnx)＋f(lnx－1)>0的解集是__________.1234567891011121314因为f(x)＝ex－e－x，定义域为R，且f(－x)＝－(ex－e－x)＝－f(x)，故其为奇函数，又y＝ex，y＝－e－x均为增函数，故f(x)为R上的增函数， (1)求实数m的值；1234567891011121314 1234567891011121314设x<0，则－x>0，所以f(－x)＝－(－x)2＋2(－x)＝－x2－2x.又f(x)为奇函数，所以f(－x)＝－f(x)，于是x<0时，f(x)＝x2＋2x＝x2＋mx，所以m＝2. (2)若函数f(x)在区间[－1，a－2]上单调递增，求实数a的取值范围.1234567891011121314所以1<a≤3，故实数a的取值范围是(1,3]. 10.设f(x)是定义在R上的奇函数，且对任意实数x，恒有f(x＋2)＝－f(x).当x∈[0,2]时，f(x)＝2x－x2.(1)求证：f(x)是周期函数；1234567891011121314∵f(x＋2)＝－f(x)，∴f(x＋4)＝－f(x＋2)＝f(x).∴f(x)是周期为4的周期函数. (2)当x∈[2,4]时，求f(x)的解析式；1234567891011121314 1234567891011121314当x∈[－2,0]时，－x∈[0,2]，由已知得f(－x)＝2(－x)－(－x)2＝－2x－x2.又f(x)是奇函数，∴f(－x)＝－f(x)＝－2x－x2.∴f(x)＝x2＋2x.又当x∈[2,4]时，x－4∈[－2,0]，∴f(x－4)＝(x－4)2＋2(x－4).又f(x)是周期为4的周期函数，∴f(x)＝f(x－4)＝(x－4)2＋2(x－4)＝x2－6x＋8.从而求得x∈[2,4]时，f(x)＝x2－6x＋8. (3)计算f(0)＋f(1)＋f(2)＋…＋f(2023).1234567891011121314f(0)＝0,f(1)＝1，f(2)＝0，f(3)＝－1.又f(x)是周期为4的周期函数，∴f(0)＋f(1)＋f(2)＋f(3)＝f(4)＋f(5)＋f(6)＋f(7)＝…＝f(2020)＋f(2021)＋f(2022)＋f(2023)＝0.∴f(0)＋f(1)＋f(2)＋…＋f(2023)＝0. 11.(2023·廊坊模拟)已知定义域为R的函数f(x)满足：∀x，y∈R，f(x＋y)＋f(x－y)＝f(x)f(y)，且f(1)＝1，则下列结论错误的是A.f(0)＝2B.f(x)为偶函数C.f(x)为奇函数D.f(2)＝－11234567891011121314综合提升练√ 1234567891011121314因为∀x，y∈R，f(x＋y)＋f(x－y)＝f(x)f(y)，取x＝1，y＝0可得f(1)＋f(1)＝f(1)f(0)，又f(1)＝1，所以f(0)＝2，A对；取x＝0，y＝x可得f(x)＋f(－x)＝f(0)f(x)，因为f(0)＝2，所以f(－x)＝f(x)，所以f(x)为偶函数，C错，B对；取x＝1，y＝1可得f(2)＋f(0)＝f(1)f(1)，又f(1)＝1，f(0)＝2，所以f(2)＝－1，D对. 12.(2023·昆明模拟)已知奇函数f(x)在(0，＋∞)上单调递减，若f(－2)＝0，则满足xf(x)<0的x的取值范围是A.(－∞，－2)∪(0,2)B.(－2,0)∪(2，＋∞)C.(－∞，－2)∪(2，＋∞)D.(－2,0)∪(0,2)1234567891011121314√ 1234567891011121314因为奇函数f(x)在(0，＋∞)上单调递减，且f(－2)＝0，所以函数f(x)在(－∞，0)上单调递减，且f(2)＝0，所以当x∈(－∞，－2)时，x<0，f(x)>0，满足xf(x)<0，当x∈(－2,0)时，x<0，f(x)<0，不满足xf(x)<0，当x∈(0,2)时，x>0，f(x)>0，不满足xf(x)<0，当x∈(2，＋∞)时，x>0，f(x)<0，满足xf(x)<0，综上，xf(x)<0的解集为(－∞，－2)∪(2，＋∞). 1234567891011121314拓展冲刺练ln2 1234567891011121314∵f(x)为奇函数，∴f(－x)＋f(x)当(a＋1)2e2b－a2e2bx2＝1－x2时，[(a＋1)2e2b－1]＋(1－a2e2b)x2＝0对任意的x恒成立， 1234567891011121314当(a＋1)2e2b－a2e2bx2＝x2－1时，[(a＋1)2e2b＋1]－(a2e2b＋1)x2＝0对任意的x恒成立， 12345678910111213142 1234567891011121314∴函数g(x)在[－3,3]上为奇函数，则g(x)max＋g(x)min＝0，即M－1＋N－1＝0，∴M＋N＝2.