高考数学一轮复习第2章函数第4节函数性质的综合问题教学案理北师大版 下载本文

法二:(特例法)

?π?由题意可设f(x)=2sin?x?,作出f(x)的部分图像如图所示.由图可知,f(x)的一个?2?

周期为4,所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=12[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]+f(49)+

f(50)=12×0+f(1)+f(2)=2.]

(1)函数的奇偶性与对称性的关系

①若函数f(x)满足f(a+x)=f(a-x),则其函数图像关于直线x=a对称;当a=0时可以得出f(x)=f(-x),函数为偶函数,即偶函数为特殊的线对称函数.

②若函数f(x)满足f(2a-x)=2b-f(x),则其函数图像关于点(a,b)对称;当a=0,

b=0时得出f(-x)=-f(x),函数为奇函数,即奇函数为特殊的点对称函数.

(2)函数的对称性与周期性的关系

①若函数f(x)关于直线x=a与直线x=b对称,那么函数的周期是2|b-a|. ②若函数f(x)关于点(a,0)对称,又关于点(b,0)对称,那么函数的周期是2|b-a|. ③若函数f(x)关于直线x=a对称,又关于点(b,0)对称,那么函数的周期是4|b-a|. (3)函数的奇偶性、周期性、对称性的关系

①函数f2|a|.

①函数fx2|a|.

①函数f4|a|.

①函数fx4|a|.

其中a≠0,上面每组三个结论中的任意两个能够推出第三个.

[教师备选例题]

(1)已知f(x)是定义在R上的偶函数,且f(x+1)=-f(x),若f(x)在[-1,0]上单调递减,则f(x)在[1,3]上是( )

A.增函数 C.先增后减的函数

B.减函数 D.先减后增的函数

是偶函数;②函数图像关于点是奇函数;②函数图像关于点

x是偶函数;②函数图像关于直线x=a对称;③函数的周期是

a,0对称;③函数的周期是

x是奇函数;②函数图像关于直线x=a对称;③函数的周期是

a,0对称;③函数的周期是

(2)已知定义在R上的连续奇函数f(x)满足f(x-4)=-f(x),且在区间[0,2]上是增函

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数,有下列命题:

①函数f(x)的图像关于直线x=4k+2(k∈Z)对称; ②函数f(x)的单调递增区间为[8k-6,8k-2](k∈Z); ③函数f(x)在区间(-2 018,2 018)上恰有1 008个极值点;

④若关于x的方程f(x)-m=0在区间[-8,8]上有根,则所有根的和可能为0或±4或±8.

其中真命题的个数为( ) A.1 C.3

B.2 D.4

(1)D (2)C [(1)根据题意,因为f(x+1)=-f(x),所以f(x+2)=-f(x+1)=f(x),所以函数f(x)的周期是2.又因为f(x)在定义域R上是偶函数,在[-1,0]上是减函数,所以函数f(x)在[0,1]上是增函数,所以函数f(x)在[1,2]上是减函数,在[2,3]上是增函数,所以f(x)在[1,3]上是先减后增的函数,故选D.

(2)①正确,∵定义在R上的连续奇函数f(x)满足f(x-4)=-f(x),∴f[(x-4)-4]=-f(x-4)=f(x),即f(x-8)=f(x),∴f(x)是以8为周期的周期函数,8k(k∈Z且k≠0)也是其周期.又f(x)为R上的连续奇函数,由f(x-4)=-f(x),即f(x)=-f(x-4),得

f(x)=f(4-x),

4

∴函数f(x)的一条对称轴为x==2.

2又8k(k∈Z且k≠0)是f(x)的周期, ∴f(x)=f(x+8k)=f(4-x),

8k+4

∴函数的对称轴为x==4k+2(k∈Z且k≠0).

2

综上,函数f(x)的图像关于直线x=4k+2(k∈Z)对称,故①正确; ②错误,作图如下:

由图可知,函数f(x)的单调递减区间为[8k-6,8k-2](k∈Z),故②错误;

③正确,由图可知,f(x)在一个周期内有两个极值点,在区间(-2 016,2 016)上有504个完整周期,有1 008个极值点,在区间(-2 018,-2 016]和[2 016,2 018)上没有极值点,故在区间(-2 018,2 018)上有1 008个极值点,③正确;

④正确,由图中m1,m2,m3,m4,m5五条直线可知, 关于x的方程f(x)-m=0在区间[-8,8]上有根,则所有根的和可能为0或±4或±8,故④正确.

综上所述,①③④正确,故选C.]

1.(2016·全国卷Ⅱ)已知函数f(x)(x∈R)满足f(-x)=2-

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x+1

f(x),若函数y=与y=f(x)图像的交点为(x1,y1),(x2,y2),…,(xm,ym),则∑ (xixi=1

+yi)=( )

A.0 C.2m

B.m D.4m

mB [函数f(x)(x∈R)满足f(-x)=2-f(x),即f(x)+f(-x)=2,可得f(x)的图像关于点(0,1)对称,函数y=

x+11x+1

,即y=1+的图像关于点(0,1)对称,∴函数y=与yxxx=f(x)图像的交点也关于(0,1)对称,关于(0,1)对称的两个点的横坐标和为0,纵坐标和为2.

当交点不在对称轴上时,m为偶数,

mmm∴∑ (xi+yi)=∑xi+∑yi=0×+2×=m;

22i=1i=1i=1

mi=1

mi=1

mi=1

mm当有交点在对称轴上时,m为奇数,则∑ (xi+yi)=∑xi+∑yi=0×+1=m.

mm-1

2

+0+2×

m-1

2

综上,∑ (xi+yi)=m.]

i=1

2.已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x-4)=-f(x),且在区间[0,2]上是增函数,则( )

A.f(-25)<f(11)<f(80) B.f(80)<f(11)<f(-25) C.f(11)<f(80)<f(-25) D.f(-25)<f(80)<f(11)

D [因为f(x)满足f(x-4)=-f(x),

所以f(x-8)=f(x),所以函数f(x)是以8为周期的周期函数,则f(-25)=f(-1),

f(80)=f(0),f(11)=f(3).

由f(x)是定义在R上的奇函数,且满足f(x-4)=-f(x),得f(11)=f(3)=-f(-1)=f(1).

因为f(x)在区间[0,2]上是增函数,f(x)在R上是奇函数, 所以f(x)在区间[-2,2]上是增函数,

所以f(-1)<f(0)<f(1),即f(-25)<f(80)<f(11).] 课外素养提升② 数学运算——用活函数性质中的三个结论

数学运算是解决数学问题的基本手段,通过运算能够促进学生数学思维的发展.通过常见的“二维结论”解决数学问题,可优化数学运算的过程,使学生逐步形成规范化、程序化

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的思维品质,养成一丝不苟、严谨求实的科学精神.

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.

x+12+sin x【例1】 设函数f(x)=的最大值为M,最小值为m,则M+m=

x2+1

________.

2 [显然函数f(x)的定义域为R,

x+12+sin x2x+sin xf(x)==1+, 2

x+1x2+1

2x+sin x设g(x)=,则g(-x)=-g(x),

x2+1∴g(x)为奇函数,

由奇函数图像的对称性知g(x)max+g(x)min=0,

∴M+m=[g(x)+1]max+[g(x)+1]min=2+g(x)max+g(x)min=2.]

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【素养提升练习】 已知函数f(x)=ln(1+9x-3x)+1,则f(lg 2)+flg =

2

( )

A.-1 C.1

2

B.0 D.2

D [设g(x)=ln(1+9x-3x),易知函数的定义域为R,关于原点对称,

∵g(x)+g(-x)=ln(1+9x-3x)+ln(1+9x+3x)=ln(1+9x-3x)(1+9x+3x)=ln 1=0,

∴g(x)为奇函数,

1

∴g(lg 2)+glg =g(lg 2)+g(-lg 2)=0,

2又∵f(x)=g(x)+1,

11

∴f(lg 2)+flg =g(lg 2)+1+glg +1=2.]

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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,其中一个周期T=2a. (2)如果f(x+a)=

1

2

2

2

2

fx(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.

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