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函数的对称性与周期性
3.1函数的单调性
知识回顾
1. 一般地,设函数的定义域为
区间
,
⑴ 增函数:如果对于量的值上的任意两个自变
,当
:
时,都有
,那么就称函数
在区间
⑵ 减函数:如果对于量的值上是增函数;
上的任意两个自变
,当
时,都有
,那么就称函数
在区间
2.单调性:如果函数上是减函数;
在某个区间
上是增函数或减函数,那么就说
函数区间在这个区间上具有单调性,
叫做
的单调区间.
3.判断函数单调性的基本方法:
⑴ 定义法:任取的正负;判,
断
,
⑵ 图象法:判断常见函数的单调性,包括一次函数、二次函数与反比例函数; ⑶ 复合函数的单调性——同增异减.
3.2函数的奇偶性(一)
知识点睛
函数图象的对称性
轴对称
函数示意图
奇偶性 偶函数
满足的关系式
本质
当取的自变量互为相反数时,
函数值相等
3.3函数的对称性
知识点睛
一般的轴对称:
⑴ 函数的图象对于直线
称
关
;
⑵ 若数的图,象关满于直足
则
线
函
练习1】(1)若函数成轴对称.满足:
则
【,
2)若函数的图象的对称轴为________;,满足:
则
(
3)若函数的图象的对称轴为________;
满足:
,则
(
⑴的图象的对称轴为________.;;⑵
⑶
【解析】
一般的中心对称:⑴ 函数
的象关于点
.
图
对称
⑵ 若数满足
.
函
的图成中心对称.
,象关则
于点
练习2】(1)若函数,的图象的对称中心为________;满足:
则
【
2)若函数满足:
,则
的图象的对称中心为________;
(
3)若函数满足:
,则
的图象的对称中心为________.
(
⑴
;
⑵
⑶
【解析】;.
3.4函数的周期性
知识点睛
1.对于函数,如果存在一个非零常数
使得当
,
取定义域内的每一个值时,都有
,那么函数
就叫做周期函数.非零常数
2.如果周期函数小的正数,那么这个最小的正数就叫做的最小正周期. 3.代数形式
叫做这个函数的一个周期.
的所有周期中存在一个最
⑴ 全T:若函数则满足:
函数
,
,
⑵ 半T:若函数是的函数;周期满足:
为
,
则函数是周期为
,
⑶ 其他:若函数的函数.满足:
则函数
,
【练习3】如果函数出它的周期:
是的函数.
周期为
满足下面的关系式,写
⑴;⑵
⑶
;;
⑶ ⑴;⑷
⑵
.
【解析】;
⑶
⑶
⑷
;;;
3.5如何识别对称性和周期性
注意区别如下四个关系式反映的函数性质:①.
:
②有
对称轴
:
;
③有
对称心
:
中;
④有
周期
:
;
3.6双对称
知识点睛
1.双对称性函数具有周期性.有
周期
.
⑴ 若函数,对称的图象关于点
及点
则函数
,
证明:
是
.周期为
的函数.
⑵ 若函数对称图象关于直线
及
则函数
的,
证明:
是.周期为
的周期函数.
⑶ 若函数图象关于直线
对称,且关于点
对称,则函数
证明:
2.正弦、余弦函数的对称性及其结论
是的周期函数..
周期为
【结论】
(1)对称中心到离他最近的一条对称轴的距离为四分之一各周期; (2)相邻两条对称轴之间的距离为半个周期; (3)相邻两对称中心之间的距离为半个周期。
1.已知f(x)是定义在R上的偶函数,且f(x+2)=f(x)对x∈R恒成立,当x∈[0,1]时
,
f(x)=
2x
,则
A.
)(
B.
C.
D.1
解:∵f(x+2)=f(x)对x∈R恒成立,∴f(x)的周期为2,(x)是定义在R上的偶函数, ∴
)=f
(
f
当
x∈[01]时),f(x)=
2x
,∴(
∵
,,f
)
(
,
故选:B.
2.定义在R上的函数f(x)满足f(x+6)=f(x),当﹣3≤x<﹣1时,f(x)=﹣(x+2)
2
,当﹣1≤x<3时,f(x)=x.则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2012)=( )
B.338 C.1678
D.2012
A.335
解:∵f(x+6)=f(x),∴f(x)是以6为周期的函数, 又当﹣1≤x<3时,f(x)=x,
∴f(1)+f(2)=1+2=3,f(﹣1)=﹣1=f(5),f(0)=0=f(6); 当﹣3≤x<﹣1时,f(x)=﹣(x+2)2, ∴f(3)=f(﹣3)=﹣(﹣3+2)2=﹣1,
f(4)=f(﹣2)=﹣(﹣2+2)2=0,
∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)=1+2﹣1+0+(﹣1)+0=1, ∴f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2012)
=[f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2010)]+f(2011)+f(2012)=335×1+f(1)+f(2) =338. 故选:B.
3.若定义在R上的偶函数f(x)满足f(x+2)=f(x),且x∈[0,1]时,f(x)=x,则方程f(x)=log3|x|的解有( ) A.2个 B.3个 C.4个 D.多于4个
解:由f(x+2)=f(x)可得函数的周期为2,又函数为偶函数且当x∈[0,1]时,f(x)=x,
故可作出函数f(x)得图象.
∴方程f(x)=log3|x|的解个数等价于f(x)与y=log3|x|图象的交点,由图象可得它们有4个交点,故方程f(x)=log3|x|的解个数为4, 故选:C.
4.已知函数f(x)是R上的奇函数,对于∀x∈(0,+∞)都有f(x+2)=﹣f(x),且x∈(0,1]时,f(x)=2x+1,则f(﹣2012)+f(2013)的值为( ) A.1 B.2
C.3
D.4
解:∵f(x+2)=﹣f(x),∴f(x+4)=f(x),即函数的周期是4,∴f(﹣2012)=f(0),
f(2013)=f(1),
∵f(x)是R上的奇函数,∴f(0)=0,当x∈(0,1]时,f(x)=2x+1,∴f(1)=2+1=3,
∴f(﹣2012)+f(2013)=f(0)+f(1)=3. 故选:C. 5.设偶函数
f(x)对任意x∈R,都有f(x+3)
则f(107.5)=(A.10
)x∈[﹣3,﹣2]时,f(x)=4x,
,且当
B.
D.
C.﹣10
解
:
为
,故x+3有f()
x+6)
因
f(
107.5
)
=
f6×f(x).函数f(x)是以6为周期的函数.f
)=f(5.5)
(
(17+5.5
.
故选:B.
6.已知f(x)是定义域为(﹣∞,+∞)的奇函数,满足f(1﹣x)=f(1+x),若f(1)=2,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=( ) A.﹣50 B.0
C.2
D.50
解:∵f(x)是奇函数,且f(1﹣x)=f(1+x),∴f(1﹣x)=f(1+x)=﹣f(x﹣1),
f(0)=0,
则f(x+2)=﹣f(x),则f(x+4)=﹣f(x+2)=f(x),即函数f(x)是周期为4的周期函数,
∵f(1)=2,∴f(2)=f(0)=0,f(3)=f(1﹣2)=f(﹣1)=﹣f(1)=﹣2,
f(4)=f(0)=0,则f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=2+0﹣2+0=0,
则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=12[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]+f(49)+f(50)
=f(1)+f(2)=2+0=2, 故选:C.
7.(2017•全国)函数f(x)的定义域(﹣∞,+∞),若g(x)=f(x+1)和h(x)=f(x﹣1)都是偶函数,则( ) A.f(x)是偶函数 B.f(x)是奇函数 C.f(2)=f(4) D.f(3)=f(5)
解:∵g(x)=f(x+1)和h(x)=f(x﹣1)都是偶函数,∴g(﹣x)=﹣g(x),h(﹣x)=h(x),
得f(﹣x+1)=f(x+1),f(﹣x﹣1)=f(x﹣1),即f(﹣x+2)=f(x),f(﹣x﹣2)=f(x),
则f(﹣x+2)=f(﹣x﹣2),则f(x+2)=f(x﹣2),则f(x+4)=f(x), 则函数f(x)是周期为4的周期函数,
又当x=0时,f(0)=f(2),f(﹣2)=f(0),f(0)=f(4),∴f(2)=f(4), 故选:C.
8.(2016•新课标Ⅱ)已知函数f(x)(x∈R)满足f(x)=f(2﹣x),若函数y=|x2﹣2x﹣3|与y=f(x)图象的交点为(x1,y1),(x2,y2),…,(xm,ym),则
xi=( )
A.0 B.m
C.2m D.4m
解:∵函数f(x)(x∈R)满足f(x)=f(2﹣x),故函数f(x)的图象关于直线x=1
对称,
函数y=|x2﹣2x﹣3|的图象也关于直线x=1对称,
故函数y=|x2﹣2x﹣3|与 y=f(x) 图象的交点也关于直线x=1对称,故
xi
2=m,
故选:B.
9.(2016•新课标Ⅱ)已知函数f(x)(x∈R)满足f(﹣x)=2﹣f(x),若函数
y
y2
)…(
与y=f(x)图象的交点为(x1,y1),(x2,
xm
,
ym
),则
,,
(xi+yi)=( )
A.0 B.m
C.2m D.4m
解:函数f(x)(x∈R)满足f(﹣x)=2﹣f(x),即为f(x)+f(﹣x)=2,可
得
f(x)关于点(0,1)对称,函数
y
1
即y=
,
的图象关于点(0,1)对称,即有(x1,y1)为交点,即有(﹣x1,2﹣y1)也为交点, (x2,y2)为交点,即有(﹣x2,2﹣y2)也为交点, … 则
有
(xi+yi)=(x1+y1)+(x2+y2)+…+(xm+ym)
[(x1+y1)+(﹣x1+2﹣y1)+(x2+y2)+
(﹣x2+2﹣y2)+…+(xm+ym)+(﹣xm+2﹣ym)] =m. 故选:B.
10.(2016•全国)定义域为R的偶函数f(x)为周期函数,其周期为8,当x∈[﹣4,0]时,f(x)=x+1,则f(25)= 0 .
解:∵定义域为R的偶函数f(x)为周期函数,其周期为8,当x∈[﹣4,0]时,f(x)=x+1,
∴f(25)=f(8×3+1)=f(1)=f(﹣1)=﹣1+1=0. 故答案为:0.
11.(2014•新课标Ⅱ)偶函数y=f(x)的图象关于直线x=2对称,f(3)=3,则f(﹣1)= 3 .
解:法1:因为偶函数y=f(x)的图象关于直线x=2对称,所以f(2+x)=f(2﹣x)=f(x﹣2),
即f(x+4)=f(x),则f(﹣1)=f(﹣1+4)=f(3)=3,
法2:因为函数y=f(x)的图象关于直线x=2对称,所以f(1)=f(3)=3, 因为f(x)是偶函数,所以f(﹣1)=f(1)=3, 故答案为:3.
12.已知定义在R上的奇函数f(x),若函数f(x+1)为偶函数,且f(1)=1,则
f(i)= 1 .
解:因为函数f(x+1)为偶函数,所以f(x+1)的对称轴为x=0, 所以f(x)的对称轴为x=1,所以f(x+1)=f(1﹣x),
又因为f(x)是R上的奇函数,所以f(x+1)=f(1﹣x)=﹣f(x﹣1), 所以f(x+2)=﹣f(x),f(x+4)=﹣f(x+2)=f(x),所以f(x)的周期为4, 且f(1)=1,f(2)=f(﹣2)=﹣f(2),
所以f(2)=0,f(3)=f(﹣1)=﹣1,f(4)=f(0)=0,
f(i)=504×[f(1)+f(2)+f(3)+f
(4)]+f(1)+f(2)=1, 故答案为:1.
13.设函数f(x)是定义在R上的偶函数,且对任意的x,都有f(x)=f(2﹣x),当x∈[0,1]
时
,
f(x)=
x
,则 .
(21)=f
解:∵函数f(x)是定义在R上的偶函数,故函数的图象关于y轴对称, 又由对任意的x,都有f(x)=f(2﹣x),故函数的图象关于x=1对称, 故函数f(x)是以2为周期的周期函数, 故
f(21)=f(1),又∵当x∈[0,1]时,f(x)=
x
∴
f,
1)
(
∴(21)
,f
故
答
,案
为
:
14.已解
知函f(t)=7,则f(﹣t)= ﹣1 .数
:
,
;
∴
;
∴
故答案为:﹣1..(
2018
(
新
课
标
Ⅲ
)
.
知
函
数
f(x)=ln
15
•
已
解
:
(
数
x)+1,f(a)=4,则f(﹣a)= ﹣2 .
g(x)=ln
函
满
足
(
g(x)
x)=ln
﹣
x)
ln
(
所以g(x)是奇函数.函
数
f(x)=﹣g(x),x)ln
=
(
可
得
(x)+1,f(a)=4,
)=4ln
fa=
)+1可得ln
(
a,(
则
f(
﹣a)=3,)﹣ln
(a=
故答案为:﹣2..
函
数
(
(x的图a)+1=﹣3+1=﹣2.象与函数gx)
16
f)(=
﹣x2)的单调减区间为 (0,1) .解
:
由
y(
)x的图象关于直线y=x对称,则f(2x
g(x)=
=
x
)
∴函x
数g,得
x)=
,(
)
x
的反函数为
(
,
该函数为定义域内的减函数,由2x﹣x2>0,得0<x<2, 函数y=2x﹣x2在(0,1)内为增函数,
由复合函数的单调性可得,f(2x﹣x2)的单调减区间为(0,1). 故答案为:(0,1).
1.奇函数f(x)的定义域为R,若f(x+2)为偶函数,且f(1)=1,则f(8)+f(9)=( ) A.﹣2
B.﹣1 C.0
D.1
解:∵f(x+2)为偶函数,f(x)是奇函数,∴设g(x)=f(x+2),则g(﹣x)=g(x),
即f(﹣x+2)=f(x+2),∵f(x)是奇函数,∴f(﹣x+2)=f(x+2)=﹣f(x﹣2), 即f(x+4)=﹣f(x),f(x+8)=f(x+4+4)=﹣f(x+4)=f(x), 则f(8)=f(0)=0,f(9)=f(1)=1, ∴f(8)+f(9)=0+1=1, 故选:D.
2.函数f(x)=x2﹣2x+1满足f(m+x)=f(m﹣x),则m=( ) A.﹣2
B.2
C.﹣1 D.1
解:函数f(x)=x2﹣2x+1图象的对称轴为:x=1, 函数满足f(m+x)=f(m﹣x),对称轴为x=m,则m=1. 故选:D.
3.已知函数f(x)满足f(0)=2,且对任意x∈R都满足f(x+3)=﹣f(x),则f(2019)的值为( ) A.2019 B.2
C.0
D.﹣2
解:∵f(x+3)=﹣f(x),∴f(x+6)=﹣f(x+3)=f(x),∴f(x)的周期为6, ∴f(2019)=f(3),又f(3)=﹣f(0)=﹣2,∴f(2019)=﹣2. 故选:D.
4.已知定义在R上的奇函数f(x),满足f(x﹣2)=﹣f(x)且在区间[0,1]上是减函数,则f(x)具有如下性质( )
A.函数f(x)的图象关于直线x=2对称 B.f(﹣7)<f(6)<f(11) C.函数f(x)的最小正周期是2 D.函数f(x)的单调增区间是[1,2]
解:根据题意,若f(x)满足f(x﹣2)=﹣f(x),则f(x﹣4)=﹣f(x﹣2)=f(x), 即函数f(x)是周期为4的周期函数,
又由函数f(x)为R上的奇函数,则f(x﹣2)=f(﹣x)=f(x+2), 则函数f(x)的一条对称轴为x=1,据此分析选项:
对于A,奇函数f(x)在区间[0,1]上是减函数,则其在[﹣1,1]是减函数, 又由函数f(x)的一条对称轴为x=1,
则f(x)在[1,3]是增函数,则函数f(x)的图象不会关于直线x=2对称,A错误;
对于B,函数是周期为4的周期函数且是定义在R上的奇函数,
则f(﹣7)=f(1),f(6)=f(﹣2)=f(0)=0,f(11)=f(﹣1), 且函数f(x)在[﹣1,1]上为减函数,则有f(﹣7)<f(6)<f(11);B正确, 对于C,函数是周期为4的周期函数且[﹣1,1]上为减函数,在[1,3]上为增函数, 则函数f(x)的最小正周期为4,C错误;
对于D,f(x)在[﹣1,1]上为减函数,在[1,3]上为增函数,则D错误; 故选:B.
5.已知函数f(x)(x∈R)满足f(2﹣x)=﹣f(x),若函数
y
与f(x)图象的交点为(x1,y1),(x2,
y2),…,(xm,ym)(m∈N*),则x1+x2+x3+…+xm的值为( )
A.4m B.2m C.m D.0
解:函数f(x)(x∈R)满足f(2﹣x)=﹣f(x),即为f(x)+f(2﹣x)=0, 可得f(x)关于点(1,0)对称, 函
y
的图象关于点(1,0)对称,
即有(x1,y1)为交点,即有(2﹣x1,﹣y1)也为交点, (x2,y2)为交点,即有(2﹣x2,﹣y2)也为交点, … 则
有
x1+x2+x3+
数
…
+xm
[x1+(2﹣x1)+x2++(2﹣x2)+…+xm+
(2﹣xm)]=m. 故选:C.
6.已知定义在R内的奇函数f(x)满足:对任意x∈R郡有f(x+1)=f(3﹣x),若f(1)=﹣2,则2016f(2016)﹣2015f(2015)=( ) A.﹣2015
B.2015 C.﹣4030 D.4030
解:定义在R内的奇函数f(x)满足:对任意x∈R郡有f(x+1)=f(3﹣x), 则f(x+1)=f(3﹣x)=﹣f(x﹣3),则f(x+4)=﹣f(x),即f(x+8)=﹣f(x+4)=f(x),
即函数f(x)是周期为8的周期函数,则f(2016)=f(252×8)=f(0)=0,
f(2015)=f(252×8﹣1)=f(﹣1)=﹣f(1)=2,
故2016f(2016)﹣2015f(2015)=0﹣2015×2=﹣4030, 故选:C.
7.设函数f(x)是定义在R上的周期为2的奇函数,当0<x<1时,f(x)=log2x,则
2 .
解:根据题意,函数f(x)是定义在R上的周期为2的奇函数,则有
f(x+2)=f(x),f(﹣x)=f(x)则
﹣,
,
同时函数f(x)是定义在R上的奇函数,则f(﹣1)=﹣f(1),
又有函数为周期为2的周期函数,则f(1)=f(﹣1),则有f(1)=f(﹣1)=0,故
2;
故答案为:2.
8.已知f(x)是定义在R上的偶函数,且f(x+4)=f(x﹣2).若当x∈[﹣3,0]时,f(x)=6﹣x,则f(919)= 6 .
解:由f(x+4)=f(x﹣2).则f(x+6)=f(x),
∴f(x)为周期为6的周期函数,f(919)=f(153×6+1)=f(1), 由f(x)是定义在R上的偶函数,则f(1)=f(﹣1), 当x∈[﹣3,0]时,f(x)=6﹣x,
f(﹣1)=6﹣(﹣1)=6,
∴f(919)=6,
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