函数性质的综合运用 讲义-2023届高三数学一轮复习(含答案)

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函数性质的综合运用 讲义-2023届高三数学一轮复习(含答案)

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函数性质的综合运用
1.周期性的几个常用结论
对f(x)的定义域内任一自变量的值x,周期为T,则
(1)若f(x+a)=-f(x),则T=2a(a>0);
(2)若f(x+a)=,则T=2a(a>0);
(3)f(x+a)=-,则T=2a(a>0).
2.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),则其函数图象关于直线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),则其函数图象关于点(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.
3.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|.
4.若函数f(x)是奇函数,且g(x)=f(x)+c,则必有g(-x)+g(x)=2c.
1.定义在[-2,2]上的函数f(x)满足(x1-x2)·[f(x1)-f(x2)]>0,x1≠x2,且f(a2-a)>f(2a-2),则实数a的取值范围为(  )
A.[-1,2) B.[0,2)
C.[0,1) D.[-1,1)
2.已知函数f(x)=若f(2-x2)>f(x),则实数x的取值范围是(  )
A.(-∞,-1)∪(2,+∞)
B.(-∞,-2)∪(1,+∞)
C.(-1,2)
D.(-2,1)
3.f(x)是定义在(0,+∞)上的单调增函数,满足f(xy)=f(x)+f(y),f(3)=1,则不等式f(x)+f(x-8)≤2的解集为________.
4.已知函数f(x)=的最大值为M,最小值为m,则M+m等于(  )
A.0 B.2
C.4 D.8
5.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
6.已知f (x)的定义域为R,其函数图象关于x=-1对称,且f (x+4)=f (x-2).若当x∈[-4,-1]时,f (x)=6-x,则f (919)=________.
7.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)
8.设函数f(x)=的最大值为M,最小值为m,则M+m=________.
9.已知函数f(x)=ln(-3x)+1,则f(lg 2)+f=(  )
A.-1    B.0    C.1    D.2
10.已知函数f(x)为定义在R上的奇函数,当x≥0时,有f(x+3)=-f(x),且当x∈(0,3)时,f(x)=x+1,则f(-2 017)+f(2 018)=(  )
A.3 B.2
C.1 D.0
11.已知f(x)是定义在R上的函数,且满足f(x+2)=-,当2≤x≤3时,f(x)=x,则f=________.
12.函数y=f(x)对任意x∈R都有f(x+2)=f(-x)成立,且函数y=f(x-1)的图象关于点(1,0)对称,f(1)=4,则f(2 016)+f(2 017)+f(2 018)的值为________.
13.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
14.已知函数f(x)(x∈R)满足f(-x)=2-f(x),若函数y=与y=f(x)图象的交点为(x1,y1),(x2,y2),…,(xm,ym),则(xi+yi)=(  )
A.0 B.m
C.2m D.4m
15.已知定义域为R的偶函数f(x)在(-∞,0]上是减函数,且f(1)=2,则不等式f(log2x)>2的解集为(  )
A.(2,+∞) B.∪(2,+∞)
C.∪(,+∞) D.(,+∞)
16.若定义在R上的偶函数f (x)满足f (x)>0,f (x+2)=对任意x∈R恒成立,则f (2 023)=________.
17.已知函数y=f(x)的定义域为R,且满足下列三个条件:
①对任意的x1,x2∈[4,8],当x1<x2时,都有>0恒成立;
②f(x+4)=-f(x);
③y=f(x+4)是偶函数.
若a=f(7),b=f(11),c=f(2 018),则a,b,c的大小关系正确的是(  )
A.a<b<c B.b<c<a
C.a<c<b D.c<b<a
18.定义在R上的函数f(x)满足f(x+y)=f(x)+f(y),f(x+2)=-f(x)且f(x)在[-1,0]上是增函数,给出下列几个命题:
①f(x)是周期函数;
②f(x)的图象关于x=1对称;
③f(x)在[1,2]上是减函数;
④f(2)=f(0),
其中正确命题的序号是________(请把正确命题的序号全部写出来).
19.定义在R上的函数f(x)满足:①对任意x∈R有f(x+4)=f(x);②f(x)在[0,2]上是增函数;③f(x+2)的图象关于y轴对称.则下列结论正确的是(  )
A.f(7)<f(6.5)<f(4.5)
B.f(7)<f(4.5)<f(6.5)
C.f(4.5)<f(6.5)<f(7)
D.f(4.5)<f(7)<f(6.5)
20.(多选)已知函数f (x)对 x∈R,都有f (-2-x)=f (x),且任取x1,x2∈[-1,+∞),<0(x1≠x2),以下结论中正确的是(   )
A.f (0)>f (-3)
B. x∈R,f (x)≤f (-1)
C.f (a2-a+1)≥f
D.若f (m)<f (2),则-4<m<2
21.(多选)已知函数y=f (x)是R上的奇函数,对任意x∈R,都有f (2-x)=f (x)+f (2)成立,当x1,x2∈[0,1],且x1≠x2时,都有>0,则下列结论正确的有(   )
A.f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 020)=0
B.直线x=-5是函数y=f (x)图象的一条对称轴
C.函数y=f (x)在[-7,7]上有5个零点
D.函数y=f (x)在[-7,-5]上为减函数
函数性质的综合运用
1.周期性的几个常用结论
对f(x)的定义域内任一自变量的值x,周期为T,则
(1)若f(x+a)=-f(x),则T=2a(a>0);
(2)若f(x+a)=,则T=2a(a>0);
(3)f(x+a)=-,则T=2a(a>0).
2.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),则其函数图象关于直线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),则其函数图象关于点(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.
3.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|.
4.若函数f(x)是奇函数,且g(x)=f(x)+c,则必有g(-x)+g(x)=2c.
1.定义在[-2,2]上的函数f(x)满足(x1-x2)·[f(x1)-f(x2)]>0,x1≠x2,且f(a2-a)>f(2a-2),则实数a的取值范围为(  )
A.[-1,2) B.[0,2)
C.[0,1) D.[-1,1)
C [因为函数f(x)满足(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0,x1≠x2,所以函数在[-2,2]上单调递增,
所以-2≤2a-2<a2-a≤2,解得0≤a<1,故选C.]
2.已知函数f(x)=若f(2-x2)>f(x),则实数x的取值范围是(  )
A.(-∞,-1)∪(2,+∞)
B.(-∞,-2)∪(1,+∞)
C.(-1,2)
D.(-2,1)
D [因为当x=0时,两个表达式对应的函数值都为零,所以函数的图象是一条连续的曲线.
因为当x≤0时,
函数f(x)=x3为增函数,
当x>0时,f(x)=ln(x+1)也是增函数,
所以函数f(x)是定义在R上的增函数.
因此,不等式f(2-x2)>f(x)等价于2-x2>x,
即x2+x-2<0,
解得-2<x<1.]
3.f(x)是定义在(0,+∞)上的单调增函数,满足f(xy)=f(x)+f(y),f(3)=1,则不等式f(x)+f(x-8)≤2的解集为________.
(8,9] [因为2=1+1=f(3)+f(3)=f(9),由f(x)+f(x-8)≤2可得f[x(x-8)]≤f(9),f(x)是定义在(0,+∞)上的增函数,所以有解得84.已知函数f(x)=的最大值为M,最小值为m,则M+m等于(  )
A.0 B.2
C.4 D.8
(2)f(x)==2+,设g(x)=,因为g(x)定义域为R,关于原点对称,且g(-x)=-g(x),所以g(x)为奇函数,所以g(x)max+g(x)min=0.因为M=f(x)max=2+g(x)max,m=f(x)min=2+g(x)min,所以M+m=2+g(x)max+2+g(x)min=4.
5.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
C [法一:(直接法)∵f(x)是奇函数,
∴f(-x)=-f(x),
∴f(1-x)=-f(x-1).
由f(1-x)=f(1+x),得-f(x-1)=f(x+1),
∴f(x+2)=-f(x),
∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x),
∴函数f(x)是周期为4的周期函数.
由f(x)为奇函数得f(0)=0.
又∵f(1-x)=f(1+x),
∴f(x)的图象关于直线x=1对称,
∴f(2)=f(0)=0,∴f(-2)=0.
又f(1)=2,∴f(-1)=-2,
∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=f(1)+f(2)+f(-1)+f(0)=2+0-2+0=0,
∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+…+f(49)+f(50)
=0×12+f(49)+f(50)
=f(1)+f(2)=2+0=2.
6.已知f (x)的定义域为R,其函数图象关于x=-1对称,且f (x+4)=f (x-2).若当x∈[-4,-1]时,f (x)=6-x,则f (919)=________.
答案 216
解析 由f (x+4)=f (x-2),得f (x+6)=f (x).
故f (x)是周期为6的函数.
所以f (919)=f (6×153+1)=f (1).
因为f (x)的图象关于x=-1对称,所以f (1)=f (-3).
又x∈[-4,-1]时,f (x)=6-x,
所以f (-3)=6-(-3)=216.
从而f (1)=216,故f (919)=216.
7.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).]
8.设函数f(x)=的最大值为M,最小值为m,则M+m=________.
2 [显然函数f(x)的定义域为R,
f(x)==1+,
设g(x)=,则g(-x)=-g(x),
∴g(x)为奇函数,
由奇函数图象的对称性知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.]
9.已知函数f(x)=ln(-3x)+1,则f(lg 2)+f=(  )
A.-1    B.0    C.1    D.2
D [设g(x)=ln(-3x),易知函数的定义域为R,关于原点对称,
∵g(x)+g(-x)=ln(-3x)+ln(+3x)=ln(-3x)(+3x)=ln 1=0,
∴g(x)为奇函数,
∴g(lg 2)+g=g(lg 2)+g(-lg 2)=0,
又∵f(x)=g(x)+1,
∴f(lg 2)+f=g(lg 2)+1+g+1=2.]
10.已知函数f(x)为定义在R上的奇函数,当x≥0时,有f(x+3)=-f(x),且当x∈(0,3)时,f(x)=x+1,则f(-2 017)+f(2 018)=(  )
A.3 B.2
C.1 D.0
C [因为函数f(x)为定义在R上的奇函数,
所以f(-2 017)=-f(2 017),
因为当x≥0时,有f(x+3)=-f(x),
所以f(x+6)=-f(x+3)=f(x),即当x≥0时,自变量的值每增加6,对应函数值重复出现一次.
又当x∈(0,3)时,f(x)=x+1,
∴f(2 017)=f(336×6+1)=f(1)=2,
f(2 018)=f(336×6+2)=f(2)=3.
故f(-2 017)+f(2 018)=-f(2 017)+3=1.]
11.已知f(x)是定义在R上的函数,且满足f(x+2)=-,当2≤x≤3时,f(x)=x,则f=________.
 [∵f(x+2)=-,∴f(x+4)=f(x),
∴f=f,又2≤x≤3时,f(x)=x,
∴f=,∴f=.]
12.函数y=f(x)对任意x∈R都有f(x+2)=f(-x)成立,且函数y=f(x-1)的图象关于点(1,0)对称,f(1)=4,则f(2 016)+f(2 017)+f(2 018)的值为________.
4 [因为函数y=f(x-1)的图象关于点(1,0)对称,
所以函数y=f(x)的图象关于原点对称,
所以f(x)是R上的奇函数,
则f(x+2)=f(-x)=-f(x),所以f(x+4)=-f(x+2)=f(x),故f(x)的周期为4.
所以f(2 017)=f(504×4+1)=f(1)=4,
所以f(2 016)+f(2 018)=-f(2 014)+f(2 014+4)=-f(2 014)+f(2 014)=0,
所以f(2 016)+f(2 017)+f(2 018)=4.]
13.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
B [∵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,且相互对称的两点横坐标和为2.当f(x)不过点(1,4)时,xi=×2=m,当f(x)过点(1,4)时,xi=×2+1=m.
综上,xi=m.]
14.已知函数f(x)(x∈R)满足f(-x)=2-f(x),若函数y=与y=f(x)图象的交点为(x1,y1),(x2,y2),…,(xm,ym),则(xi+yi)=(  )
A.0 B.m
C.2m D.4m
B [函数f(x)(x∈R)满足f(-x)=2-f(x),即f(x)+f(-x)=2,可得f(x)的图象关于点(0,1)对称,函数y=,即y=1+的图象关于点(0,1)对称,∴函数y=与y=f(x)图象的交点也关于(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,
∴(xi+yi)=xi+yi=0×+2×=m;
当有交点在对称轴上时,m为奇数,则 (xi+yi)=xi+yi=0×+0+2×+1=m.
综上, (xi+yi)=m.]
15.已知定义域为R的偶函数f(x)在(-∞,0]上是减函数,且f(1)=2,则不等式f(log2x)>2的解集为(  )
A.(2,+∞) B.∪(2,+∞)
C.∪(,+∞) D.(,+∞)
B [f(x)是R上的偶函数,且在(-∞,0]上是减函数,所以f(x)在[0,+∞)上是增函数,因为f(1)=2,所以f(-1)=2,所以f(log2x)>2 f(|log2x|)>f(1) |log2x|>1 log2x>1或log2x<-1 x>2或0<x<.故选B.]
16.若定义在R上的偶函数f (x)满足f (x)>0,f (x+2)=对任意x∈R恒成立,则f (2 023)=________.
答案 1
解析 因为f (x)>0,f (x+2)=,
所以f (x+4)=f [(x+2)+2]
===f (x),
即函数f (x)的周期是4,
所以f (2 023)=f (506×4-1)=f (-1).
因为函数f (x)为偶函数,
所以f (2 023)=f (-1)=f (1).
当x=-1时,f (-1+2)=,得f(1)=.
由f (x)>0,得f (1)=1,所以f (2 023)=f (1)=1.
17.已知函数y=f(x)的定义域为R,且满足下列三个条件:
①对任意的x1,x2∈[4,8],当x1<x2时,都有>0恒成立;
②f(x+4)=-f(x);
③y=f(x+4)是偶函数.
若a=f(7),b=f(11),c=f(2 018),则a,b,c的大小关系正确的是(  )
A.a<b<c B.b<c<a
C.a<c<b D.c<b<a
B [由①知函数f(x)在区间[4,8]上为单调递增函数;由②知f(x+8)=-f(x+4)=f(x),即函数f(x)的周期为8,所以c=f(2 018)=f(252×8+2)=f(2),b=f(11)=f(3);由③可知函数f(x)的图象关于直线x=4对称,所以b=f(3)=f(5),c=f(2)=f(6).因为函数f(x)在区间[4,8]上为单调递增函数,所以f(5)<f(6)<f(7),即b<c<a,故选B.]
18.定义在R上的函数f(x)满足f(x+y)=f(x)+f(y),f(x+2)=-f(x)且f(x)在[-1,0]上是增函数,给出下列几个命题:
①f(x)是周期函数;
②f(x)的图象关于x=1对称;
③f(x)在[1,2]上是减函数;
④f(2)=f(0),
其中正确命题的序号是________(请把正确命题的序号全部写出来).
①②③④ [因为f(x+y)=f(x)+f(y)对任意x,y∈R恒成立.
令x=y=0,
所以f(0)=0.令x+y=0,所以y=-x,
所以f(0)=f(x)+f(-x).
所以f(-x)=-f(x),所以f(x)为奇函数.
因为f(x)在x∈[-1,0]上为增函数,又f(x)为奇函数,
所以f(x)在[0,1]上为增函数.
由f(x+2)=-f(x) f(x+4)=-f(x+2)
f(x+4)=f(x),
所以周期T=4,
即f(x)为周期函数.
f(x+2)=-f(x) f(-x+2)=-f(-x).
又因为f(x)为奇函数.
所以f(2-x)=f(x),
所以函数关于x=1对称.
由f(x)在[0,1]上为增函数,
又关于x=1对称,
所以f(x)在[1,2]上为减函数.
由f(x+2)=-f(x),令x=0得f(2)=-f(0)=f(0).]
19.定义在R上的函数f(x)满足:①对任意x∈R有f(x+4)=f(x);②f(x)在[0,2]上是增函数;③f(x+2)的图象关于y轴对称.则下列结论正确的是(  )
A.f(7)<f(6.5)<f(4.5)
B.f(7)<f(4.5)<f(6.5)
C.f(4.5)<f(6.5)<f(7)
D.f(4.5)<f(7)<f(6.5)
D [由①知函数f(x)的周期为4,由③知f(x+2)是偶函数,则有f(-x+2)=f(x+2),即函数f(x)图象的一条对称轴是x=2,由②知函数f(x)在[0,2]上单调递增,则在[2,4]上单调递减,且在[0,4]上越靠近x=2,对应的函数值越大,又f(7)=f(3),f(6.5)=f(2.5),f(4.5)=f(0.5),由以上分析可得f(0.5)<f(3)<f(2.5),即f(4.5)<f(7)<f(6.5).故选D.]
20.(多选)已知函数f (x)对 x∈R,都有f (-2-x)=f (x),且任取x1,x2∈[-1,+∞),<0(x1≠x2),以下结论中正确的是(   )
A.f (0)>f (-3)
B. x∈R,f (x)≤f (-1)
C.f (a2-a+1)≥f
D.若f (m)<f (2),则-4<m<2
答案 AB
解析 根据题意,函数f (x)对 x∈R,都有f (-2-x)=f (x),
则函数f (x)的图象关于直线x=-1对称,
又由任取x1,x2∈[-1,+∞),<0(x1≠x2),
则f (x)在区间[-1,+∞)上为减函数,
则f (x)在(-∞,-1]上为增函数;
据此分析选项:
对于A,f (-3)=f (1),则有f (0)>f (1)=f (-3),A正确;
对于B,f (x)在区间[-1,+∞)上为减函数,在(-∞,-1]上为增函数,故f (x)在x=-1时,取得最大值,即有 x∈R,f (x)≤f (-1),B正确;
对于C,f (x)在区间[-1,+∞)上为减函数,又由a2-a+1=2+≥,则f (a2-a+1)≤f ,C错误;
对于D,若f (m)<f (2),则有|m+1|>3,解得m<-4或m>2,D错误.
21.(多选)已知函数y=f (x)是R上的奇函数,对任意x∈R,都有f (2-x)=f (x)+f (2)成立,当x1,x2∈[0,1],且x1≠x2时,都有>0,则下列结论正确的有(   )
A.f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 020)=0
B.直线x=-5是函数y=f (x)图象的一条对称轴
C.函数y=f (x)在[-7,7]上有5个零点
D.函数y=f (x)在[-7,-5]上为减函数
答案 ABD
解析 根据题意,函数y=f (x)是R上的奇函数,
则f (0)=0;
对任意x∈R,都有f (2-x)=f (x)+f (2)成立,
当x=2时,有f (0)=2f (2)=0,则有f (2)=0,
则有f (2-x)=f (x),
即x=1是函数f (x)的一条对称轴;
又由f (x)为奇函数,则f (2-x)=-f (-x),
变形可得f (x+2)=-f (x),
则有f (x+4)=-f (x+2)=f (x),
故函数f (x)是周期为4的周期函数,
当x1,x2∈[0,1],且x1≠x2时,都有>0,则函数f (x)在区间[0,1]上为增函数,
又由y=f (x)是R上的奇函数,
则f (x)在区间[-1,1]上为增函数;
据此分析选项:
对于A,f (x+2)=-f (x),则f (1)+f (2)+f (3)+f (4)=[f (1)+f (3)]+[f (2)+f (4)]=0,
f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 020)=505×[f (1)+f (2)+f (3)+f (4)]=0,A正确;
对于B,x=1是函数f (x)的一条对称轴,且函数f (x)是周期为4的周期函数,则x=5是函数f (x)的一条对称轴,
又由函数为奇函数,则直线x=-5是函数y=f (x)图象的一条对称轴,B正确;
对于C,函数y=f (x)在[-7,7]上有7个零点:分别为-6,-4,-2,0,2,4,6,C错误;
对于D,f (x)在区间[-1,1]上为增函数且其周期为4,函数y=f (x)在[-5,-3]上为增函数,
又由x=-5为函数f (x)图象的一条对称轴,则函数y=f (x)在[-7,-5]上为减函数,D正确.

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