内容正文:
3.2 函数的基本性质
3.2.1 单调性与最大(小)值
知识点一、函数的单调性
1.单调递增与单调递减
名称
单调递增与增函数
单调递减与减函数
定义
一般地设函数f(x)的定义域为D,区间I⊆D:如果∀x1,x2∈I,x1<x2,都有f(x1)<f(x2),那么就称函数f(x)在区间I上单调递增.当函数f(x)在它的定义域上单调递增时,我们就称它是增函数.
一般地设函数f(x)的定义域为D,区间I⊆D:如果∀x1,x2∈I,x1<x2,都有f(x1)>f(x2),那么就称函数f(x)在区间I上单调递增.当函数f(x)在它的定义域上单调递减时,我们就称它是减函数.
图
形
表
示
几何
意义
函数图像在区间I上从左到右是上升的
函数图像在区间I上从左到右是下降的
2.单调递增和单调递减定义的等价形式
(1)∀x1,x2∈I,且x1≠x2,都有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0或,则f(x)在区间I
上单调递增.
(2)∀x1,x2∈I,且x1≠x2,都有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0或,则f(x)在区间I
上单调递减.
3.单调区间
如果函数y=f(x)在区间I上单调递增或单调递减,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间I叫做y=f(x)的单调区间.
4.常见函数的单调性
(1)一次函数:y=ax+b(a≠0).
①a>0时,在R上单调递增;②a<0时,在R上单调递减.
(2)反比例函数:.
①a>0时,在(-∞,0)和(0,+∞)上单调递减;
②a<0时,在(-∞,0)和(0,+∞)上单调递增.
(3)二次函数:y=ax2+bx+c(a≠0).
①a>0时,在(-∞,)单调递减,在(,+∞)上单调递增;
②a<0时,在(-∞,)单调递增,在(,+∞)上单调递减.
知识点二、函数的最大(小)值
1.函数的最大(小)值的定义
最大值
最小值
条件
一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足:∀x∈I,都有
f(x)≤M
f(x)≥M
∃x0∈I,使得f(x0)=M
结论
称M是函数y=f(x)的最大值
称M是函数y=f(x)的最小值
几何意义
f(x)图象上最高点的纵坐标
f(x)图象上最低点的纵坐标
2.求函数最大(小)值常用方法
(1)图象法:作出y=f(x)的图象,观察最高点与最低点,最高(低)点的纵坐标即为函数的最大(小)值.
(2)运用已学函数的值域.
(3)运用函数的单调性:
①若y=f(x)在区间[a,b]上单调递增,则ymax=f(b),ymin=f(a).
②若y=f(x)在区间[a,b]上单调递减,则ymax=f(a),ymin=f(b).
(4)分段函数的最大(小)值是指各段上的最大(小)值中最大(小)的那个.
题型一:函数单调性的判断与证明
例1.判断函数在上的单调性.
跟踪训练:
1.利用单调性的定义,证明函数f(x)=在(-1,+∞)上单调递减.
2.用定义判断函数f(x)=在(-2,+∞)上的单调性.
题型二:求函数的单调区间
例1.求下列函数的单调区间
(1)f(x)=;
(2)f(x)=;
(3)f(x)=-x2+2|x|+3.
跟踪训练:
1.求下列函数的单调区间
(1). (2). (3)f(x)=.
题型三:函数单调性的应用
例1.(1)若函数f(x)=-x2-2(a+1)x+3在区间(-∞,3]上单调递增,则实数a的取值范围是 .
(2)若函数f(x)=-x2-2(a+1)x+3的单调递增区间是(-∞,3],则实数a的值为 .
例2.(1)已知函数y=f(x)是(-∞,+∞)上的增函数,且f(2x-3)>f(5x-6),则实数x的取值范围为 .
(2)已知函数f(x)是定义在(0,+∞)上的减函数,且f(2x-3)>f(5x-6),则实数x的取值范围为 .
跟踪训练:
1.已知函数在上单调递减,试比较与的大小.
2.已知在定义域上单调递增,则不等式的解集为 .
3.若函数在区间上不单调,则实数的取值范围是 .
4.若f(x)是定义在[0,+∞)上的减函数,则不等式f(x)<f(-2x+8)的解集是 .
题型四:求函数的最值
例1.求函数y=|x+1|-|x-2|的最大值和最小值.
例2.求函数在区间上的最大值为 ,最小值为 .
例3.已知函数f(x)=x+.求f(x)在[1,4]上的最大值及最小值.
跟踪训练:
1.已知函数f(x)=,求函数f(x)的最大值、最小值.
2.设,求在上的最大值.
3.已知函数在区间上的最小值为,求实数的值.
1.函数y=f(x),x∈[-4,4]的图象如图所示,则f(x)的单调递增区间是( )
A. [-3,1]
B.[-4,-3]∪[1,4]
C.[-3,4]
D.[-4,4]
2.设函数f(x)=2x-1(x<0),则f(x)( )
A.有最大值
B.有最小值
C.既有最大值又有最小值
D.既无最大值又无最小值
3.函数f(x)在R上是减函数,则有( )
A. f(3)>f(5) B.f(3)≥f(5) C.f(3)≤f(5) D.f(3)<f(5)
4.已知函数f(x)= 则f(x)的最大值、最小值分别为( )
A.10,8 B.8,6
C.10,6 D.以上都不对
5.已知f(x)是定义在R上的增函数,且f(x2-2)<f(-x),则x的取值范围是 .
6.已知函数f(x)=,则f(x)的最大值为 .
7.若函数f(x)=在(a,+∞)上单调递减,则a的取值范围是 .
8.函数y=-x2+6x+9在区间[a,b](a<b<3)上有最大值9,最小值-7,则a= ,b= .
1.(多选)下列说法中,正确的有( )
A.若任意x1,x2∈I,当x1<x2时,>0,则y=f(x)在I上是增函数
B.函数y=x2在R上是增函数
C.函数f(x)=,在定义域上是减函数
D.函数y=的单调区间是(-∞,0)∪(0,+∞)
2.函数f(x)=x+,x∈[0,4]的值域为( )
A.[0,3] B.[1,4]
C.[0,6] D.[0,4]
3.函数f(x)=,的最大值为( )
A. B. C.2 D.1
4.若f(x)在R上是减函数,则f(-1)与f(a2+1)之间有( )
A.f(-1)≥f(a2+1) B.f(-1)>f(a2+1)
C.f(-1)≤f(a2+1) D.f(-1)<f(a2+1)
5.设函数f(x)=在区间[3,4]上的最大值和最小值分别为M,m,则等于( )
A. B. C. D.
6.已知定义在上的函数满足,对任意的实数且,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
7.若函数y=x2+(2a-1)x+1在区间(-∞,2]上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A. B.(3,+∞)
C. D.(-∞,-3]
8.已知f(x)是定义在区间[-1,1]上的增函数,且f(x-2)<f(1-x),则x的取值范围是 .
9.函数y=|x|(1-x)的单调递增区间为 .
10.函数f(x)=x+在[1,4]上的最大值为 ;最小值为 .
11.若函数f(x)=ax2+(a-3)x+1在(-1,+∞)上单调递减,则实数a的取值范围是________.
12.已知函数,满足对任意的,都有,则的取值范围是 .
13.已知函数f(x)=mx++(m,n是常数),且f(1)=2,f(2)=.
(1)求m,n的值;
(2)当x∈[1,+∞)时,判断f(x)的单调性并用定义证明.
14.已知函数f(x)=(x>0).
(1)求证:f(x)在(0,1]上单调递增;
(2)求函数f(x)的最大值和最小值.
15.已知函数f(x)对任意x,y∈R,总有f(x)+f(y)=f(x+y),且当x>0时,f(x)<0,f(1)=-.
(1)求证:f(x)是R上的减函数;
(2)求f(x)在[-3,3]上的最小值.
16.求f(x)=x2-2ax-1在区间[0,2]上的最大值M(a)和最小值m(a).
3.2.2 奇偶性
知识点一、函数的奇偶性
奇、偶函数的定义
名称
定义
等价形式
偶函数
一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=f(x),那么函数f(x)是偶函数
∀x∈I,都有-x∈I,有:
f(-x)-f(x)=0;
.
奇函数
一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数
∀x∈I,都有-x∈I,有:
f(-x)+f(x)=0;
.
知识点二、奇、偶函数的图像
1.奇、偶函数的图像特征
(1)奇函数:若f(x)为奇函数f(x)的图像关于原点对称;
(2)偶函数:若f(x)为偶函数f(x)的图像关于y轴对称;
2.函数奇偶性与单调性的关系
(1)奇函数f(x)在区间(a,b)和(-b,-a)上具有相同的单调性;
(2)偶函数f(x)在区间(a,b)和(-b,-a)上具有相反的单调性.
题型一:判断函数的奇偶性
例1.判断下列函数的奇偶性:
(1);(2);
(3);(4).
跟踪训练:
1.判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=2-|x|;
(2)f(x)=;
(3)f(x)=;
(4)f(x)=.
题型二:函数奇偶性的应用
1.利用奇偶性求函数值
例1.已知函数f(x)=x7-ax5+bx3+cx+2,若f(-3)=-3,则f(3)=________.
跟踪训练:
1.已知,且,则( )
A. B. C. D.
2.已知分别是定义在上的偶函数和奇函数,且,则( )
A. B. C. D.
3.已知定义在R上的偶函数f(x)满足:当x∈[0,+∞)时,f(x)=,则
f(f(-2))=________.
2.利用奇偶性求函数解析式
例1.函数是定义域为的奇函数,当时,,求的解析式.
例2.设f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,且f(x)+g(x)=,求函数f(x),g(x)的解析式.
跟踪训练:
1.已知是定义在上的偶函数,当时,,求函数的解析式.
2.若f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2-2x+3,求f(x)的解析式.
3.(1)设函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x<0时,f(x)=-x2-x,求函数f(x)的解析式.
(2)已知f(x)是R上的偶函数,当x∈(0,+∞)时,f(x)=x2+x-1,当x∈(-∞,0)时,求f(x)的解析式.
3.已知奇偶性求参数的值
例1.设函数f(x)=为奇函数,则a=________.
跟踪训练:
1.已知函数是定义在上的偶函数,则 , .
2.若函数为奇函数,则( )
A.B.C.D.
3.已知函数为奇函数,则 .
题型三:函数奇偶性与其他性质的综合应用
1.利用函数的奇偶性与单调性比较大小
例1.设函数f(x)的定义域为R,对于任意实数x总有f(-x)=f(x),当x∈[0,+∞)时,f(x)单调递增,则f(-2),f(π),f(-3)的大小关系是( )
A.f(π)>f(-3)>f(-2)
B.f(π)>f(-2)>f(-3)
C.f(π)<f(-3)<f(-2)
D.f(π)<f(-2)<f(-3)
跟踪训练:
1.已知函数y=f(x)是定义在R上的偶函数,且在[2,6]上单调递减,则f(-5) f(3).(填“>”或“<”)
2.已知定义在上的奇函数满足,且在区间上单调递增,则( )
A.
B.
C.
D.
2.利用函数的奇偶性与单调性解抽象不等式
例1.已知函数在定义域上既是奇函数,又是减函数,若,则实数的取值范围为 .
例2.已知f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增.若f(-3)=0,则 的解集为 .
跟踪训练:
1.若定义在上的奇函数在单调递减,且,则满足的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
2.设定义在[-2,2]上的奇函数f(x)在区间[0,2]上单调递减,若f(1-m)<f(m),求实数m的取值范围.
1.函数y=f(x),x∈[-1,a](a>-1)是奇函数,则a等于( )
A.1 B.-1
C.0 D.无法确定
2.下列图象表示的函数中具有奇偶性的是( )
A B C D
3.(多选)下列函数是奇函数的是( )
A.y=x(x∈[0,1]) B.y=3x2
C.y= D.y=x|x|
4.设偶函数f(x)在区间(-∞,-1]上单调递增,则( )
A.f(2)<f(-1)< B.<f(-1)<f(2)
C.f(2)<<f(-1) D.f(-1)<<f(2)
5.已知偶函数在(-∞,0)上单调递增,则( )
A. f(1)=f(2) B.f(1)>f(2)
C. f(1)<f(2) D.以上都有可能
6.已知函数f(x)为奇函数,且当x<0时,f(x)=x+1,则x>0时,f(x)= .
7.已知定义在R上的偶函数f(x)在(-∞,0]上单调递增,若f(a)>f(3),则实数a的取值范围是 .
8.若f(x)=(m-1)x2+6mx+2是偶函数,则f(0),f(1),f(-2)从小到大的排列是 .
1.(多选)下列函数中为奇函数的是( )
A.f(x)=x3 B.f(x)=x5
C.f(x)=x+ D.f(x)=
2.若函数f(x)=ax2+(2+a)x+1是偶函数,则函数f(x)的单调递增区间为( )
A.[1,+∞) B.(-∞,0]
C.[0,+∞) D.(-∞,+∞)
3.一个偶函数定义在区间[-7,7]上,它在[0,7]上的图象如图,下列说法正确的是( )
A.这个函数仅有一个单调递增区间
B.这个函数有两个单调递减区间
C.这个函数在其定义域内有最大值7
D.这个函数在其定义域内有最小值-7
4.如图,给出奇函数y=f(x)的局部图象,则f(-2)+f(-1)的值为( )
A.2 B.1 C.0 D.-2
5.如果奇函数f(x)在区间[-3,-1]上单调递增且有最大值5,那么函数f(x)在区间[1,3]上( )
A.单调递增且最小值为-5
B.单调递增且最大值为-5
C.单调递减且最小值为-5
D.单调递减且最大值为-5
6.设奇函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,且f(1)=0,则不等式的解集为( )
A.(-1,0)∪(1,+∞) B.(-1,0)∪(0,1)
C.(-∞,-1)∪(0,1) D.(-∞,-1)∪(1,+∞)
7.(多选)设函数f(x),g(x)的定义域都为R,且f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则下列结论中不正确的是( )
A.f(x)g(x)是偶函数
B.|f(x)|g(x)是奇函数
C.f(x)|g(x)|是奇函数
D.|f(x)g(x)|是奇函数
8.函数y=f(x)在[0,2]上单调递增,且函数f(x+2)是偶函数,则下列结论成立的是( )
A.f(1)<< B.<f(1)<
C.<f(1) D.<f(1)<
9.已知函数f(x)=ax2+2x是奇函数,则实数a= .
10.若f(x)为R上的奇函数,给出下列四个说法:
①f(x)+f(-x)=0;②f(x)-f(-x)=2f(x);③f(x)·f(-x)<0;④ =-1.
其中一定正确的为 .(填序号)
11.函数f(x)在R上为偶函数,且x>0时,f(x)=+1,则当x<0时,f(x)= .
12.已知偶函数f(x)在[0,+∞)上单调递减,f(2)=0.若f(x-1)>0,则x的取值范围是 .
13.已知定义域为[a-4,2a-2]的奇函数f(x)=2 020x3-5x+b+2,则f(a)+f(b)的值为 .
14.已知定义在R上的函数f(x)满足f(1-x)=f(1+x),且f(x)在[1,+∞)上单调递减,则当x= 时,f(x)取得最大值;若不等式f(0)<f(m)成立,则m的取值范围是 .
15.已知f(x)是定义在(-1,1)上的奇函数,且f(x)在(-1,1)上是减函数,解不等式f(1-x)+f(1-2x)<0.
16.已知函数f(x)对一切实数x,y都有f(x+y)=f(x)+f(y),
(1)求证:f(x)是奇函数;
(2)若f(-3)=a,试用a表示f(12).
17.设f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意a,b∈R,当a+b≠0时,都有>0.
(1)若a>b,试比较f(a)与f(b)的大小关系;
(2)若f(1+m)+f(3-2m)≥0,求实数m的取值范围.
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3.2 函数的基本性质
3.2.1 单调性与最大(小)值
知识点一、函数的单调性
1.单调递增与单调递减
名称
单调递增与增函数
单调递减与减函数
定义
一般地设函数f(x)的定义域为D,区间I⊆D:如果∀x1,x2∈I,x1<x2,都有f(x1)<f(x2),那么就称函数f(x)在区间I上单调递增.当函数f(x)在它的定义域上单调递增时,我们就称它是增函数.
一般地设函数f(x)的定义域为D,区间I⊆D:如果∀x1,x2∈I,x1<x2,都有f(x1)>f(x2),那么就称函数f(x)在区间I上单调递增.当函数f(x)在它的定义域上单调递减时,我们就称它是减函数.
图
形
表
示
几何
意义
函数图像在区间I上从左到右是上升的
函数图像在区间I上从左到右是下降的
2.单调递增和单调递减定义的等价形式
(1)∀x1,x2∈I,且x1≠x2,都有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0或,则f(x)在区间I
上单调递增.
(2)∀x1,x2∈I,且x1≠x2,都有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0或,则f(x)在区间I
上单调递减.
3.单调区间
如果函数y=f(x)在区间I上单调递增或单调递减,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间I叫做y=f(x)的单调区间.
4.常见函数的单调性
(1)一次函数:y=ax+b(a≠0).
①a>0时,在R上单调递增;②a<0时,在R上单调递减.
(2)反比例函数:.
①a>0时,在(-∞,0)和(0,+∞)上单调递减;
②a<0时,在(-∞,0)和(0,+∞)上单调递增.
(3)二次函数:y=ax2+bx+c(a≠0).
①a>0时,在(-∞,)单调递减,在(,+∞)上单调递增;
②a<0时,在(-∞,)单调递增,在(,+∞)上单调递减.
知识点二、函数的最大(小)值
1.函数的最大(小)值的定义
最大值
最小值
条件
一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足:∀x∈I,都有
f(x)≤M
f(x)≥M
∃x0∈I,使得f(x0)=M
结论
称M是函数y=f(x)的最大值
称M是函数y=f(x)的最小值
几何意义
f(x)图象上最高点的纵坐标
f(x)图象上最低点的纵坐标
2.求函数最大(小)值常用方法
(1)图象法:作出y=f(x)的图象,观察最高点与最低点,最高(低)点的纵坐标即为函数的最大(小)值.
(2)运用已学函数的值域.
(3)运用函数的单调性:
①若y=f(x)在区间[a,b]上单调递增,则ymax=f(b),ymin=f(a).
②若y=f(x)在区间[a,b]上单调递减,则ymax=f(a),ymin=f(b).
(4)分段函数的最大(小)值是指各段上的最大(小)值中最大(小)的那个.
题型一:函数单调性的判断与证明
例1.判断函数在上的单调性.
解:任取,且,
则.
当时,,
即,即,
所以在上单调递减;
当时,,,
即,所以在上单调递增.
综上所述,在上单调递增,在上单调递减.
跟踪训练:
1.利用单调性的定义,证明函数f(x)=在(-1,+∞)上单调递减.
证明:∀x1,x2∈(-1,+∞),且x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=.
因为-1<x1<x2,所以x2-x1>0,x1+1>0,x2+1>0,
所以>0,
即f(x1)-f(x2)>0,f(x1)>f(x2).
所以f(x)=在(-1,+∞)上单调递减.
2.用定义判断函数f(x)=在(-2,+∞)上的单调性.
解:设-2<x1<x2,
则f(x2)-f(x1)=.
∵-2<x1<x2,∴x2-x1>0,x1+2>0,x2+2>0,
故当a<时,f(x2)-f(x1)<0,∴f(x)在(-2,+∞)上单调递减.
当a>时,f(x2)-f(x1)>0,∴f(x)在(-2,+∞)上单调递增.
综上得,当a<时,f(x)在(-2,+∞)上单调递减;
当a>时,f(x)在(-2,+∞)上单调递增.
题型二:求函数的单调区间
例1.求下列函数的单调区间
(1)f(x)=;
(2)f(x)=;
(3)f(x)=-x2+2|x|+3.
解:(1)函数f(x)=的单调区间为(-∞,0),(0,+∞),其在(-∞,0),(0,+∞)上都单调递增.
(2)当x≥1时,f(x)单调递增,当x<1时,f(x)单调递减,所以f(x)的单调区间为(-∞,1),
[1,+∞),并且函数f(x)在(-∞,1)上单调递减,在[1,+∞)上单调递增.
(3)因为f(x)=-x2+2|x|+3=.
根据解析式可作出函数的图象如图所示,由图象可知,
函数f(x)的单调区间为(-∞,-1],(-1,0),[0,1),[1,+∞).
f(x)在(-∞,-1],[0,1)上单调递增,在(-1,0),[1,+∞)上单调递减.
跟踪训练:
1.求下列函数的单调区间
(1). (2). (3)f(x)=.
解:(1)令.
画出的图象,保留其在轴及其上方部分,将位于轴下方的部分翻折到轴上方,得到的图象,如图所示.
由图象可得,函数的单调递增区间是和,
单调递减区间是和.
(2)令.
先画出的图象,再画出其关于轴对称的图象,即将轴右侧的图象翻折到轴的左侧,得到的图象,如图所示.
由图象可得,函数的单调递增区间为和,单调递减区间为和.
(3)作出f(x)的图象如图.
有图像可知,函数的单调递增区间为[,2],函数单调递减区间[0,]和[2,+∞).
题型三:函数单调性的应用
例1.(1)若函数f(x)=-x2-2(a+1)x+3在区间(-∞,3]上单调递增,则实数a的取值范围是 .
(2)若函数f(x)=-x2-2(a+1)x+3的单调递增区间是(-∞,3],则实数a的值为 .
解:(1)f(x)=-x2-2(a+1)x+3=-(x+a+1)2+(a+1)2+3.
因此函数的单调递增区间为(-∞,-a-1],由f(x)在(-∞,3]上单调递增知3≤-a-1,
解得a≤-4,即实数a的取值范围为(-∞,-4].故答案为:(-∞,-4].
(2)解:f(x)=-x2-2(a+1)x+3=-(x+a+1)2+(a+1)2+3.
因此函数的单调递增区间为(-∞,-a-1],由题意得-a-1=3,a=-4.故答案为:-4.
例2.(1)已知函数y=f(x)是(-∞,+∞)上的增函数,且f(2x-3)>f(5x-6),则实数x的取值范围为 .
(2)已知函数f(x)是定义在(0,+∞)上的减函数,且f(2x-3)>f(5x-6),则实数x的取值范围为 .
解:(1)∵f(x)在(-∞,+∞)上是增函数,且f(2x-3)>f(5x-6),
∴2x-3>5x-6,即x<1.∴实数x的取值范围为(-∞,1).
(2)由题意可知: ,解得x>,∴x的取值范围为(,+∞).
跟踪训练:
1.已知函数在上单调递减,试比较与的大小.
解:因为(当且仅当时取等号),
所以与都在区间内.
又因为在区间上单调递减,
所以(当且仅当时取等号).
2.已知在定义域上单调递增,则不等式的解集为 .
解:由题意,得:,解得.①
因为在定义域上单调递增,且,
所以,解得.②
由①②得.所以不等式的解集为.
3.若函数在区间上不单调,则实数的取值范围是 .
解:因为函数在区间上不单调,且函数的图象的对称轴为直线,所以对称轴在区间内部.
所以,所以.故答案为:.
4.若f(x)是定义在[0,+∞)上的减函数,则不等式f(x)<f(-2x+8)的解集是 .
解:依题意,得不等式组,解得:<x≤4.故答案为:(,4].
题型四:求函数的最值
例1.求函数y=|x+1|-|x-2|的最大值和最小值.
解:y=|x+1|-|x-2|=,作出函数的图象,由图可知,y∈[-3,3].
所以函数的最大值为3,最小值为-3.
例2.求函数在区间上的最大值为 ,最小值为 .
解:,对称轴,开口向上.
最小值在顶点:
比较端点:,
故最大值,最小值.故答案为:最大值为8,最小值为.
例3.已知函数f(x)=x+.求f(x)在[1,4]上的最大值及最小值.
解:由(1)可知f(x)在[1,4]上单调递增,
∴当x=1时,f(x)取得最小值,最小值为f(1)=2,
当x=4时,f(x)取得最大值,最大值为f(4)=.
综上所述,f(x)在[1,4]上的最大值是,最小值是2.
跟踪训练:
1.已知函数f(x)=,求函数f(x)的最大值、最小值.
解:作出f(x)的图象如图.
由图象可知,当x=2时,f(x)取最大值为2;当x=时,f(x)取最小值为-.
所以f(x)的最大值为2,最小值为-.
2.设,求在上的最大值.
解:时,递增,最大值.
时,递增,最大值.
两段最大值中最大的为1
3.已知函数在区间上的最小值为,求实数的值.
解:,对称轴,分三类讨论:
若:在上递增,最小值,矛盾,舍去.
若:最小值在顶点,均不在内,舍去.
若:在上递减,最小值.
综上,.
1.函数y=f(x),x∈[-4,4]的图象如图所示,则f(x)的单调递增区间是( )
A. [-3,1] B.[-4,-3]∪[1,4]
C.[-3,4] D.[-4,4]
解:由图象知单调递增区间为[-3,1].故选:A.
2.设函数f(x)=2x-1(x<0),则f(x)( )
A.有最大值
B.有最小值
C.既有最大值又有最小值
D.既无最大值又无最小值
解:∵f(x)在(-∞,0)上单调递增,∴f(x)<f(0)=-1,故函数既无最大值又无最小值.
故选:D.
3.函数f(x)在R上是减函数,则有( )
A. f(3)>f(5) B.f(3)≥f(5) C.f(3)≤f(5) D.f(3)<f(5)
解:因为函数f(x)在R上是减函数,3<5,所以f(3)>f(5).故选:A.
4.已知函数f(x)= 则f(x)的最大值、最小值分别为( )
A.10,8 B.8,6
C.10,6 D.以上都不对
解:当-1≤x<1时,6≤f(x)<8;当1≤x≤2时,8≤f(x)≤10,所以f(x)的最大值、最小值分别为10,6.故选:C.
5.已知f(x)是定义在R上的增函数,且f(x2-2)<f(-x),则x的取值范围是 .
解:x2-2<-x,即x2+x-2<0,解得-2<x<1.故答案为:(-2,1).
6.已知函数f(x)=,则f(x)的最大值为 .
解:f(x)的图象如图,则f(x)的最大值为f(2)=2.故答案为:2.
7.若函数f(x)=在(a,+∞)上单调递减,则a的取值范围是 .
解:函数f(x)=的单调递减区间为(-1,+∞),(-∞,-1),又f(x)在(a,+∞)上单调递减,所以a≥-1.故答案为:[-1,+∞).
8.函数y=-x2+6x+9在区间[a,b](a<b<3)上有最大值9,最小值-7,则a= ,b= .
解:y=-(x-3)2+18,∵a<b<3,∴f(x)在区间[a,b]上单调递增,即-b2+6b+9=9,得b=0,-a2+6a+9=-7,得a=-2.故答案为:-2,0.
1.(多选)下列说法中,正确的有( )
A.若任意x1,x2∈I,当x1<x2时,>0,则y=f(x)在I上是增函数
B.函数y=x2在R上是增函数
C.函数f(x)=,在定义域上是减函数
D.函数y=的单调区间是(-∞,0)∪(0,+∞)
解:当x1<x2时,x1-x2<0,>0知f(x1)-f(x2)<0,∴f(x1)<f(x2),A正确;
作出函数f(x)=,的图象可知其在定义域上是减函数,所以C正确;B和D错误.故选:AC.
2.函数f(x)=x+,x∈[0,4]的值域为( )
A.[0,3] B.[1,4]
C.[0,6] D.[0,4]
解:∵函数y=x+在区间[0,4]上单调递增,所以f(x)∈[f(0),f(4)]=[0,6].故选:C.
3.函数f(x)=,的最大值为( )
A. B. C.2 D.1
解:当x≥1时,函数f(x)=单调递减,此时f(x)在x=1处取得最大值,最大值为f(1)=1;
当x<1时,函数f(x)=-x2+2在x=0处取得最大值,最大值为f(0)=2.
综上可得,f(x)的最大值为2.故选:C.
4.若f(x)在R上是减函数,则f(-1)与f(a2+1)之间有( )
A.f(-1)≥f(a2+1) B.f(-1)>f(a2+1)
C.f(-1)≤f(a2+1) D.f(-1)<f(a2+1)
解:∵f(x)在R上是减函数,∴对任意x1,x2,若x1<x2,均有f(x1)>f(x2).
又∵-1<a2+1,∴f(-1)>f(a2+1).故选:B.
5.设函数f(x)=在区间[3,4]上的最大值和最小值分别为M,m,则等于( )
A. B. C. D.
解:易知f(x)==2+,所以f(x)在区间[3,4]上单调递减,
所以M=f(3)=2+=6,m=f(4)=2+=4,所以.故选:C.
6.已知定义在上的函数满足,对任意的实数且,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
解:因为对任意的实数且,,
所以.设,则为上的增函数.
因为
,所以,即.所以不等式的解集为.
故选:B.
7.若函数y=x2+(2a-1)x+1在区间(-∞,2]上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A. B.(3,+∞)
C. D.(-∞,-3]
解:∵函数y=x2+(2a-1)x+1的图象开口向上,直线x=为函数的对称轴,又∵函数在区间(-∞,2]上单调递减,故2≤,解得a≤.故选:C.
8.已知f(x)是定义在区间[-1,1]上的增函数,且f(x-2)<f(1-x),则x的取值范围是 .
解:由题意,得:,解得1≤x<.故答案为:[1,).
9.函数y=|x|(1-x)的单调递增区间为 .
解:y=|x|(1-x)=,作出其图象如图,
观察图象知单调递增区间为.故答案为:.
10.函数f(x)=x+在[1,4]上的最大值为 ;最小值为 .
解:设1≤x1<x2<2,则f(x1)-f(x2)=x1+-x2-=x1-x2+
=(x1-x2) =.
∵1≤x1<x2<2,∴x1-x2<0,x1x2-4<0,x1x2>0,
∴f(x1)>f(x2),∴f(x)在[1,2)上单调递减.同理:f(x)在[2,4]上单调递增.
∴当x=2时,f(x)取得最小值4;当x=1或x=4时,f(x)取得最大值5.
故答案为:5,4.
11.若函数f(x)=ax2+(a-3)x+1在(-1,+∞)上单调递减,则实数a的取值范围是________.
解:①a=0时,f(x)=-3x+1在R上单调递减,∴a=0满足条件;
②a≠0时,f(x)=ax2+(a-3)x+1,
对称轴为x=,∴,解得-3≤a<0.故答案为:[-3,0].
12.已知函数,满足对任意的,都有,则的取值范围是 .
解:根据题意知,在上单调递减,
所以函数在上单调递减,函数在上单调递减,且有,所以,解得.所以的取值范围为.
故答案为:.
13.已知函数f(x)=mx++(m,n是常数),且f(1)=2,f(2)=.
(1)求m,n的值;
(2)当x∈[1,+∞)时,判断f(x)的单调性并用定义证明.
解:(1)因为f(1)=m++=2,f(2)=2m++=.所以.
(2)由(1)知f(x)=x++,f(x)在x∈[1,+∞)上单调递增,证明如下:
设1≤x1<x2,
f(x1)-f(x2)=x1++-(x2++)
=(x1-x2)(1-)=..
因为1≤x1<x2,所以x1-x2<0,x1x2>1,
所以2x1x2>2>1,所以<0,
即f(x1)<f(x2),所以f(x)在[1,+∞)上单调递增.
14.已知函数f(x)=(x>0).
(1)求证:f(x)在(0,1]上单调递增;
(2)求函数f(x)的最大值和最小值.
(1)证明:设x1,x2是区间(0,+∞)上的任意两个实数,且x1<x2,则f(x1)-f(x2)=-
=.
当0<x1<x2≤1时,x2-x1>0,x1x2-1<0,
∴f(x1)-f(x2)<0,f(x1)<f(x2),
∴f(x)在(0,1]上单调递增.
(2)解:当1≤x1<x2时,x2-x1>0,x1x2-1>0,
f(x1)-f(x2)>0,f(x1)>f(x2),
∴f(x)在[1,+∞)上单调递减.
∴结合(1)(2)可知,f(x)max=f(1)=,无最小值.
15.已知函数f(x)对任意x,y∈R,总有f(x)+f(y)=f(x+y),且当x>0时,f(x)<0,f(1)=-.
(1)求证:f(x)是R上的减函数;
(2)求f(x)在[-3,3]上的最小值.
(1)证明:设x1,x2是任意的两个实数,且x1<x2,则x2-x1>0,
因为x>0时,f(x)<0,所以f(x2-x1)<0,
又因为x2=(x2-x1)+x1,所以f(x2)=f[(x2-x1)+x1]=f(x2-x1)+f(x1),
所以f(x2)-f(x1)=f(x2-x1)<0,所以f(x2)<f(x1).
所以f(x)是R上的减函数.
(2)解:由(1)可知f(x)在R上是减函数,
所以f(x)在[-3,3]上也是减函数,
所以f(x)在[-3,3]上的最小值为f(3).
而f(3)=f(1)+f(2)=3f(1)=3×=-2.
所以函数f(x)在[-3,3]上的最小值是-2.
16.求f(x)=x2-2ax-1在区间[0,2]上的最大值M(a)和最小值m(a).
解:f(x)=(x-a)2-1-a2,对称轴为x=a.
(1)当a<0时,由图①可知,f(x)在区间[0,2]上单调递增,
所以f(x)min=f(0)=-1,f(x)max=f(2)=3-4a.
(2)当0≤a≤1时,由图②可知,对称轴在区间[0,2]内,
所以f(x)min=f(a)=-1-a2,f(x)max=f(2)=3-4a.
(3)当1<a≤2时,由图③可知,对称轴在区间[0,2]内,
所以f(x)min=f(a)=-1-a2,f(x)max=f(0)=-1.
(4)当a>2时,由图④可知,f(x)在[0,2]上单调递减,
所以f(x)min=f(2)=3-4a,f(x)max=f(0)=-1.
综上所述,M(a)=,m(a)=.
3.2.2 奇偶性
知识点一、函数的奇偶性
奇、偶函数的定义
名称
定义
等价形式
偶函数
一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=f(x),那么函数f(x)是偶函数
∀x∈I,都有-x∈I,有:
f(-x)-f(x)=0;
.
奇函数
一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数
∀x∈I,都有-x∈I,有:
f(-x)+f(x)=0;
.
知识点二、奇、偶函数的图像
1.奇、偶函数的图像特征
(1)奇函数:若f(x)为奇函数f(x)的图像关于原点对称;
(2)偶函数:若f(x)为偶函数f(x)的图像关于y轴对称;
2.函数奇偶性与单调性的关系
(1)奇函数f(x)在区间(a,b)和(-b,-a)上具有相同的单调性;
(2)偶函数f(x)在区间(a,b)和(-b,-a)上具有相反的单调性.
题型一:判断函数的奇偶性
例1.判断下列函数的奇偶性:
(1);
(2);
(3);
(4).
解:(1)的定义域为,不关于原点对称,
所以是非奇非偶函数.
(2)的定义域为.
(方法1定义法)因为,都有且,所以是偶函数.
(方法2性质法)因为和都是偶函数,
所以是偶函数.
(3)函数的定义域为,
,都有.
又当时,,则.
(方法1定义法)因为,
所以是奇函数.
(方法2验证法)因为,
所以是奇函数.
(4)的定义域为.
都有.
,.
因为,所以不是偶函数.
又因为,所以不是奇函数.
所以是非奇非偶函数.
跟踪训练:
1.判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=2-|x|;
(2)f(x)=;
(3)f(x)=;
(4)f(x)=.
解:(1)函数f(x)的定义域为R,关于原点对称,又f(-x)=2-|-x|=2-|x|=f(x),
所以f(x)为偶函数.
(2)函数f(x)的定义域为{-1,1},关于原点对称,
则f(x)=0,又f(-x)=f(x),且f(-x)=-f(x),所以f(x)既是偶函数又是奇函数.
(3)函数f(x)的定义域为{x|x≠1},不关于原点对称,所以f(x)既不是奇函数也不是偶函数.
(4)f(x)的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称.
当x>0时,-x<0,f(-x)=1-(-x)=1+x=f(x);
当x<0时,-x>0,f(-x)=1+(-x)=1-x=f(x).
综上可知,对于x∈(-∞,0)∪(0,+∞),都有f(-x)=f(x),所以f(x)为偶函数.
题型二:函数奇偶性的应用
1.利用奇偶性求函数值
例1.已知函数f(x)=x7-ax5+bx3+cx+2,若f(-3)=-3,则f(3)=________.
解:令g(x)=x7-ax5+bx3+cx,则g(x)是奇函数,∴f(-3)=g(-3)+2=-g(3)+2,
又f(-3)=-3,∴g(3)=5.又f(3)=g(3)+2,∴f(3)=5+2=7.故答案为:7.
跟踪训练:
1.已知,且,则( )
A. B. C. D.
解:令,易知是上的奇函数,所以.又,所以,所以,
所以,所以.故选:A.
2.已知分别是定义在上的偶函数和奇函数,且,则( )
A. B. C. D.
解:用替换.由于,得.
因为分别是定义在R上的偶函数和奇函数,
所以,
所以.故选:D.
3.已知定义在R上的偶函数f(x)满足:当x∈[0,+∞)时,f(x)=,则
f(f(-2))=________.
解:因为f(x)为R上的偶函数,所以f(-2)=f(2)=0,所以f(f(-2))=f(0)=1.故答案为:1.
2.利用奇偶性求函数解析式
例1.函数是定义域为的奇函数,当时,,求的解析式.
解:设,则,所以.
又因为函数是定义域为的奇函数,
所以,所以当时,.
又当时,,所以.
例2.设f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,且f(x)+g(x)=,求函数f(x),g(x)的解析式.
解:∵f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,
∴f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),
由f(x)+g(x)=.①用-x代替上式中的x,得f(-x)+g(-x)=,
∴f(x)-g(x)=,②
(①+②)÷2,得f(x)=;(①-②)÷2,得g(x)=.
跟踪训练:
1.已知是定义在上的偶函数,当时,,求函数的解析式.
解:设,则.因为当时,,
所以.
因为是定义在上的偶函数,所以.
故.
2.若f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2-2x+3,求f(x)的解析式.
解:当x<0时,-x>0,f(-x)=(-x)2-2(-x)+3=x2+2x+3,
由于f(x)是奇函数,故f(x)=-f(-x),所以f(x)=-x2-2x-3.
即当x<0时,f(x)=-x2-2x-3.
又因为f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=0.故f(x)=.
3.(1)设函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x<0时,f(x)=-x2-x,求函数f(x)的解析式.
(2)已知f(x)是R上的偶函数,当x∈(0,+∞)时,f(x)=x2+x-1,当x∈(-∞,0)时,求f(x)的解析式.
解:(1)设x>0,则-x<0,则f(-x)=-(-x)2-(-x)=-x2+x.
又f(x)是R上的奇函数,∴f(x)=-f(-x)=x2-x.
又∵函数定义域为R,∴f(0)=0,综上可知f(x)=.
(2)设x<0,则-x>0,则f(-x)=(-x)2+(-x)-1=x2-x-1,
又f(x)在R上为偶函数,∴当x∈(-∞,0)时,f(x)=f(-x)=x2-x-1.
3.已知奇偶性求参数的值
例1.设函数f(x)=为奇函数,则a=________.
解:因为f(x)为奇函数,所以f(-x)=-f(x),即.
显然x≠0,整理得x2-(a+1)x+a=x2+(a+1)x+a,故a+1=0,得a=-1.故答案为:-1.
跟踪训练:
1.已知函数是定义在上的偶函数,则 , .
解:因为偶函数的定义域关于原点对称,所以(区间端点互为相反数)
解得,所以.又,即,所以(等式两边对应系数相等),即.
故答案为:1,-3.
2.若函数为奇函数,则( )
A.B.C.D.
解:因为为奇函数,所以,即,
整理得因为此式恒成立,所以项的系数为.
所以,即.此时定义域关于原点对称,符合题意.故选:A.
3.已知函数为奇函数,则 .
解:(方法1定义法)当时,,.
又因为为奇函数,所以,即,
所以,所以.
(方法2特殊值法)由题意知,
即,解得,
经检验知,为奇函数,故.
故答案为:0
题型三:函数奇偶性与其他性质的综合应用
1.利用函数的奇偶性与单调性比较大小
例1.设函数f(x)的定义域为R,对于任意实数x总有f(-x)=f(x),当x∈[0,+∞)时,f(x)单调递增,则f(-2),f(π),f(-3)的大小关系是( )
A.f(π)>f(-3)>f(-2) B.f(π)>f(-2)>f(-3)
C.f(π)<f(-3)<f(-2) D.f(π)<f(-2)<f(-3)
解:由偶函数与单调性的关系知,若x∈[0,+∞),f(x)单调递增,则x∈(-∞,0)时,f(x)单调递减,故其图象的几何特征是自变量的绝对值越小,则其函数值越小,∵|-2|<|-3|<π,∴f(π)>f(-3)>f(-2).故选:A.
跟踪训练:
1.已知函数y=f(x)是定义在R上的偶函数,且在[2,6]上单调递减,则f(-5) f(3).(填“>”或“<”)
解:∵f(x)为偶函数,∴f(-5)=f(5),而函数f(x)在[2,6]上单调递减,∴f(5)<f(3),∴f(-5)<f(3).
故答案为:<.
2.已知定义在上的奇函数满足,且在区间上单调递增,则( )
A.
B.
C.
D.
解:因为满足,所以.
又在上是奇函数,所以,故,所以.
由及,得.
又在区间上单调递增,所以,即,
所以,,于是.故选:D.
2.利用函数的奇偶性与单调性解抽象不等式
例1.已知函数在定义域上既是奇函数,又是减函数,若,则实数的取值范围为 .
解:由,得.
因为在上是奇函数,
所以,
所以.
又因为在上单调递减,
所以,解得.
故答案为:.
例2.已知f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增.若f(-3)=0,则 的解集为 .
解:∵f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增,
∴f(x)在区间(0,+∞)上单调递减.∴f(3)=f(-3)=0.
当x>0时,由f(x)<0,解得x>3;当x<0时,由f(x)>0,解得-3<x<0.
故所求解集为{x|-3<x<0或x>3}.故答案为:{x|-3<x<0或x>3}.
跟踪训练:
1.若定义在上的奇函数在单调递减,且,则满足的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解:因为函数为定义在上的奇函数,所以.
又在上单调递减,且,画出函数的大致图象如图(1)所示.
则函数的大致图象如图(2)所示.
由图象可知,当时,要满足,则,即.
当时,要满足,则,即.
故满足的的取值范围是.故选:D.
2.设定义在[-2,2]上的奇函数f(x)在区间[0,2]上单调递减,若f(1-m)<f(m),求实数m的取值范围.
解:因为f(x)是奇函数且f(x)在[0,2]上单调递减,所以f(x)在[-2,2]上单调递减.
所以不等式f(1-m)<f(m)等价于,解得-1≤m<.
所以实数m的取值范围为[-1,).
1.函数y=f(x),x∈[-1,a](a>-1)是奇函数,则a等于( )
A.1 B.-1
C.0 D.无法确定
解:∵奇函数的定义域关于原点对称,∴a-1=0,即a=1.故选:A.
2.下列图象表示的函数中具有奇偶性的是( )
A B C D
解:选项A中的图象关于原点或y轴均不对称,故排除;选项C,D中的图象表示的函数的定义域不关于原点对称,不具有奇偶性,故排除;选项B中的图象关于y轴对称,其表示的函数是偶函数.故选:B.
3.(多选)下列函数是奇函数的是( )
A.y=x(x∈[0,1]) B.y=3x2
C.y= D.y=x|x|
解:利用奇函数的定义,首先定义域关于原点对称,排除选项A;又奇函数需满足f(-x)=-f(x),排除选项B.故选:CD.
4.设偶函数f(x)在区间(-∞,-1]上单调递增,则( )
A.f(2)<f(-1)< B.<f(-1)<f(2)
C.f(2)<<f(-1) D.f(-1)<<f(2)
解:∵f(x)为偶函数,∴f(-x)=f(x),∴f(2)=f(-2).又f(x)在区间(-∞,-1]上单调递增,且-2<<-1,∴f(2)=f(-2)< <f(-1).故选:C.
5.已知偶函数在(-∞,0)上单调递增,则( )
A. f(1)=f(2) B.f(1)>f(2)
C. f(1)<f(2) D.以上都有可能
解:∵f(x)是偶函数,且在(-∞,0)上单调递增,∴f(x)在(0,+∞)上单调递减,∴f(1)>f(2).
故选:B.
6.已知函数f(x)为奇函数,且当x<0时,f(x)=x+1,则x>0时,f(x)= .
解:当x>0时,-x<0,∴f(-x)=-x+1,又f(x)为奇函数,∴f(x)=-f(-x)=x-1.
故答案为:x-1.
7.已知定义在R上的偶函数f(x)在(-∞,0]上单调递增,若f(a)>f(3),则实数a的取值范围是 .
解:由题意可知|a|<3,解得-3<a<3.故答案为:(-3,3).
8.若f(x)=(m-1)x2+6mx+2是偶函数,则f(0),f(1),f(-2)从小到大的排列是 .
解:∵f(x)是偶函数,∴f(-x)=f(x)恒成立,
即(m-1)x2-6mx+2=(m-1)x2+6mx+2恒成立,∴m=0,即f(x)=-x2+2.
∵f(x)的图象开口向下,对称轴为y轴,在[0,+∞)上单调递减,
∴f(2)<f(1)<f(0),即f(-2)<f(1)<f(0).故答案为:f(-2)<f(1)<f(0).
1.(多选)下列函数中为奇函数的是( )
A.f(x)=x3 B.f(x)=x5
C.f(x)=x+ D.f(x)=
解:选项ABC中的函数满足f(-x)=-f(x),由奇函数的定义可知选ABC.故选:ABC.
2.若函数f(x)=ax2+(2+a)x+1是偶函数,则函数f(x)的单调递增区间为( )
A.[1,+∞) B.(-∞,0]
C.[0,+∞) D.(-∞,+∞)
解:因为函数为偶函数,所以a+2=0,a=-2,即该函数f(x)=-2x2+1,所以函数f(x)在(-∞,0]上单调递增.故选:B.
3.一个偶函数定义在区间[-7,7]上,它在[0,7]上的图象如图,下列说法正确的是( )
A.这个函数仅有一个单调递增区间
B.这个函数有两个单调递减区间
C.这个函数在其定义域内有最大值7
D.这个函数在其定义域内有最小值-7
解:根据偶函数在[0,7]上的图象及其对称性,作出函数在[-7,0]上的图象,如图所示,
可知这个函数有三个单调递增区间;有三个单调递减区间;在其定义域内有最大值是7;在其定义域内最小值不是-7.故选:C.
4.如图,给出奇函数y=f(x)的局部图象,则f(-2)+f(-1)的值为( )
A.2 B.1 C.0 D.-2
解:f(-2)+f(-1)=-f(2)-f(1)=-=-2.故选:D.
5.如果奇函数f(x)在区间[-3,-1]上单调递增且有最大值5,那么函数f(x)在区间[1,3]上( )
A.单调递增且最小值为-5
B.单调递增且最大值为-5
C.单调递减且最小值为-5
D.单调递减且最大值为-5
解:∵f(x)为奇函数,∴f(x)在[1,3]上的单调性与[-3,-1]上一致且f(1)为最小值,又已知f(-1)=5,∴f(-1)=-f(1)=5,∴f(1)=-5.故选:A.
6.设奇函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,且f(1)=0,则不等式的解集为( )
A.(-1,0)∪(1,+∞) B.(-1,0)∪(0,1)
C.(-∞,-1)∪(0,1) D.(-∞,-1)∪(1,+∞)
解:∵f(x)为奇函数即,
∵f(x)在(0,+∞)上单调递减且f(1)=0,∴当x>1时,f(x)<0, .
∵奇函数图象关于原点对称,∴在(-∞,0)上f(x)单调递减且f(-1)=0,
∴当x<-1时,f(x)>0,综上,的解集为(-∞,-1)∪(1,+∞).故选:D.
7.(多选)设函数f(x),g(x)的定义域都为R,且f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则下列结论中不正确的是( )
A.f(x)g(x)是偶函数
B.|f(x)|g(x)是奇函数
C.f(x)|g(x)|是奇函数
D.|f(x)g(x)|是奇函数
解:∵f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,∴|f(x)|为偶函数,|g(x)|为偶函数.再根据两个奇函数的积是偶函数、两个偶函数的积还是偶函数、一个奇函数与一个偶函数的积是奇函数,可得f(x)|g(x)|为奇函数.故选:ABD.
8.函数y=f(x)在[0,2]上单调递增,且函数f(x+2)是偶函数,则下列结论成立的是( )
A.f(1)<< B.<f(1)<
C.<f(1) D.<f(1)<
解:∵函数f(x+2)是偶函数,∴函数f(x)的图象关于直线x=2对称,
∴=,=,又f(x)在[0,2]上单调递增,∴<f(1)<,
即<f(1)<.故选:B.
9.已知函数f(x)=ax2+2x是奇函数,则实数a= .
解:由奇函数定义有f(-x)+f(x)=0,得a(-x)2+2(-x)+ax2+2x=2ax2=0,故a=0.
故答案为:0.
10.若f(x)为R上的奇函数,给出下列四个说法:
①f(x)+f(-x)=0;②f(x)-f(-x)=2f(x);③f(x)·f(-x)<0;④ =-1.
其中一定正确的为 .(填序号)
解:∵f(x)在R上为奇函数,∴f(-x)=-f(x).
∴f(x)+f(-x)=f(x)-f(x)=0,故①正确.
f(x)-f(-x)=f(x)+f(x)=2f(x),故②正确.
当x=0时,f(x)·f(-x)=0,故③不正确.
当x=0时,母为0,无意义,故④不正确.故答案为:①②.
11.函数f(x)在R上为偶函数,且x>0时,f(x)=+1,则当x<0时,f(x)= .
解:∵f(x)为偶函数,x>0时,f(x)=+1,∴当x<0时,-x>0,f(x)=f(-x)=+1,
即x<0时,f(x)=+1.故答案为:+1.
12.已知偶函数f(x)在[0,+∞)上单调递减,f(2)=0.若f(x-1)>0,则x的取值范围是 .
解:因为f(x)是偶函数,所以f(x-1)=f(|x-1|).又因为f(2)=0,
所以f(x-1)>0可化为f(|x-1|)>f(2).又因为f(x)在[0,+∞)上单调递减,
所以|x-1|<2,解得-2<x-1<2,所以-1<x<3.故答案为:(-1,3).
13.已知定义域为[a-4,2a-2]的奇函数f(x)=2 020x3-5x+b+2,则f(a)+f(b)的值为 .
解:奇函数的图象关于原点对称,所以a-4+2a-2=0,所以a=2,
因为函数f(x)是奇函数,所以f(0)=0,即b+2=0,故b=-2,所以f(a)+f(b)=f(2)+f(-2)=f(2)-f(2)=0.故答案为:0.
14.已知定义在R上的函数f(x)满足f(1-x)=f(1+x),且f(x)在[1,+∞)上单调递减,则当x= 时,f(x)取得最大值;若不等式f(0)<f(m)成立,则m的取值范围是 .
解:由f(1-x)=f(1+x)知,f(x)的图象关于直线x=1对称,又f(x)在[1,+∞)上单调递减,则f(x)在(-∞,1]上单调递增,所以当x=1时f(x)取得最大值.由对称性可知f(0)=f(2),由f(0)<f(m),得0<m<2,即m的取值范围为(0,2).故答案为:1,(0,2).
15.已知f(x)是定义在(-1,1)上的奇函数,且f(x)在(-1,1)上是减函数,解不等式f(1-x)+f(1-2x)<0.
解:∵f(x)是定义在(-1,1)上的奇函数,
由f(1-x)+f(1-2x)<0,得f(1-x)<-f(1-2x),即f(1-x)<f(2x-1).
又∵f(x)在(-1,1)上是减函数,
∴,解得0<x<,∴原不等式的解集为.
16.已知函数f(x)对一切实数x,y都有f(x+y)=f(x)+f(y),
(1)求证:f(x)是奇函数;
(2)若f(-3)=a,试用a表示f(12).
解:(1)证明:由已知f(x+y)=f(x)+f(y),
令y=-x得f(0)=f(x)+f(-x),
令x=y=0得f(0)=2f(0),所以f(0)=0.
所以f(x)+f(-x)=0,即f(-x)=-f(x),
故f(x)是奇函数.
(2)解:由(1)知f(x)为奇函数.
所以f(-3)=-f(3)=a,所以f(3)=-a.
又f(12)=f(6)+f(6)=2f(3)+2f(3)=4f(3),
所以f(12)=-4a.
17.设f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意a,b∈R,当a+b≠0时,都有>0.
(1)若a>b,试比较f(a)与f(b)的大小关系;
(2)若f(1+m)+f(3-2m)≥0,求实数m的取值范围.
解:(1)因为a>b,所以a-b>0,由题意得>0,所以f(a)+f(-b)>0.
又f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(-b)=-f(b),所以f(a)-f(b)>0,即f(a)>f(b).
(2)由(1)知f(x)为R上的增函数,因为f(1+m)+f(3-2m)≥0,
所以f(1+m)≥-f(3-2m),即f(1+m)≥f(2m-3),所以1+m≥2m-3,所以m≤4.
所以实数m的取值范围为(-∞,4].
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