函数的性质:单调性、奇偶性、周期性、对称性、最值(十六大题型) 学案

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函数的性质:单调性、奇偶性、周期性、对称性、最值(十六大题型) 学案

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函数的性质:单调性、奇偶性、周期性、对称性、最值(十六大题型)
目录
01真题实战练 2
02 模拟真题练 11
题型一:单调性的定义及判断 11
题型二:复合函数单调性的判断 12
题型三:分段函数的单调性 14
题型四:利用函数单调性求函数最值 16
题型五:利用函数单调性求参数的范围 18
题型六:利用函数的单调性比较函数值大小 20
题型七:函数的奇偶性的判断与证明 21
题型八:已知函数的奇偶性求参数 24
题型九:已知函数的奇偶性求表达式、求值 25
题型十:奇函数的中值模型 27
题型十一:利用单调性与奇偶性求解函数不等式 29
题型十二:函数对称性的应用 32
题型十三:函数周期性的应用 34
题型十四:对称性与周期性的综合应用 36
题型十五:类周期与倍增函数 42
题型十六:抽象函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性 44
03 重难拓展练 46
一、真题实战练
1.(2023年高考全国甲卷数学(理)真题)若为偶函数,则 .
【答案】2
【解析】因为为偶函数,定义域为,
所以,即,
则,故,
此时,
所以,
又定义域为,故为偶函数,
所以.
故答案为:2.
2.(2023年新课标全国Ⅰ卷数学真题)设函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】函数在R上单调递增,而函数在区间上单调递减,
则有函数在区间上单调递减,因此,解得,
所以的取值范围是.
故选:D
3.(2024年天津高考数学真题)下列函数是偶函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】对A,设,函数定义域为,但,,则,故A错误;
对B,设,函数定义域为,
且,则为偶函数,故B正确;
对C,设,函数定义域为,不关于原点对称, 则不是偶函数,故C错误;
对D,设,函数定义域为,因为,,
则,则不是偶函数,故D错误.
故选:B.
4.(2024年上海夏季高考数学真题)已知,,且是奇函数,则 .
【答案】
【解析】因为是奇函数,故即,
故,
故答案为:.
5.(2021年全国新高考II卷数学试题)已知函数的定义域为,为偶函数,为奇函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为函数为偶函数,则,可得,
因为函数为奇函数,则,所以,,
所以,,即,
故函数是以为周期的周期函数,
因为函数为奇函数,则,
故,其它三个选项未知.
故选:B.
6.(2021年全国高考甲卷数学(文)试题)设是定义域为R的奇函数,且.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意可得:,
而,
故.
故选:C.
7.(2021年全国高考甲卷数学(文)试题)下列函数中是增函数的为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】对于A,为上的减函数,不合题意,舍.
对于B,为上的减函数,不合题意,舍.
对于C,在为减函数,不合题意,舍.
对于D,为上的增函数,符合题意,
故选:D.
8.(2021年全国高考甲卷数学(理)试题)设函数的定义域为R,为奇函数,为偶函数,当时,.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】[方法一]:
因为是奇函数,所以①;
因为是偶函数,所以②.
令,由①得:,由②得:,
因为,所以,
令,由①得:,所以.
思路一:从定义入手.
所以.
[方法二]:
因为是奇函数,所以①;
因为是偶函数,所以②.
令,由①得:,由②得:,
因为,所以,
令,由①得:,所以.
思路二:从周期性入手
由两个对称性可知,函数的周期.
所以.
故选:D.
9.(2021年全国高考乙卷数学(文)试题)设函数,则下列函数中为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意可得,
对于A,不是奇函数;
对于B,是奇函数;
对于C,,定义域不关于原点对称,不是奇函数;
对于D,,定义域不关于原点对称,不是奇函数.
故选:B
10.(2022年新高考全国II卷数学真题)已知函数的定义域为R,且,则( )
A. B. C.0 D.1
【答案】A
【解析】[方法一]:赋值加性质
因为,令可得,,所以,令可得,,即,所以函数为偶函数,令得,,即有,从而可知,,故,即,所以函数的一个周期为.因为,,,,,所以
一个周期内的.由于22除以6余4,
所以.故选:A.
[方法二]:【最优解】构造特殊函数
由,联想到余弦函数和差化积公式
,可设,则由方法一中知,解得,取,
所以,则
,所以符合条件,因此的周期,,且,所以,
由于22除以6余4,
所以.故选:A.
【整体点评】法一:利用赋值法求出函数的周期,即可解出,是该题的通性通法;
11.(2022年高考全国乙卷数学(理)真题)已知函数的定义域均为R,且.若的图像关于直线对称,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为的图像关于直线对称,
所以,
因为,所以,即,
因为,所以,
代入得,即,
所以,
.
因为,所以,即,所以.
因为,所以,又因为,
联立得,,
所以的图像关于点中心对称,因为函数的定义域为R,
所以
因为,所以.
所以.
故选:D
12.(2023年北京高考数学真题)下列函数中,在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】对于A,因为在上单调递增,在上单调递减,
所以在上单调递减,故A错误;
对于B,因为在上单调递增,在上单调递减,
所以在上单调递减,故B错误;
对于C,因为在上单调递减,在上单调递减,
所以在上单调递增,故C正确;
对于D,因为,,
显然在上不单调,D错误.
故选:C.
13.(2023年新课标全国Ⅱ卷数学真题)若为偶函数,则( ).
A. B.0 C. D.1
【答案】B
【解析】因为 为偶函数,则 ,解得,
当时,,,解得或,
则其定义域为或,关于原点对称.

故此时为偶函数.
故选:B.
14.(2021年全国新高考II卷数学试题)写出一个同时具有下列性质①②③的函数 .
①;②当时,;③是奇函数.
【答案】(答案不唯一,均满足)
【解析】取,则,满足①,
,时有,满足②,
的定义域为,
又,故是奇函数,满足③.
故答案为:(答案不唯一,均满足)
15.(2021年全国新高考I卷数学试题)已知函数是偶函数,则 .
【答案】1
【解析】因为,故,
因为为偶函数,故,
时,整理得到,
故,
故答案为:1
16.(2022年高考全国乙卷数学(文)真题)若是奇函数,则 , .
【答案】 ; .
【解析】[方法一]:奇函数定义域的对称性
若,则的定义域为,不关于原点对称
若奇函数的有意义,则且
且,
函数为奇函数,定义域关于原点对称,
,解得,
由得,,

故答案为:;.
[方法二]:函数的奇偶性求参
函数为奇函数
[方法三]:
因为函数为奇函数,所以其定义域关于原点对称.
由可得,,所以,解得:,即函数的定义域为,再由可得,.即,在定义域内满足,符合题意.
故答案为:;.
二、模拟真题练
题型一:单调性的定义及判断
1.下列函数在上单调递减的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】对于A,函数在区间上是增函数,故A不正确;
对于B,函数在区间上是减函数,故B正确;
对于C,函数在上是增函数,故C不正确;
对于D,函数在上是增函数,故D不正确.
故选:B.
2.(2024·高三·黑龙江齐齐哈尔·期末)设函数,则( )
A.是偶函数,且在上单调递增 B.是奇函数,且在上单调递减
C.是偶函数,且在上单调递增 D.是奇函数,且在上单调递减
【答案】B
【解析】因为函数的定义域为R,且,
所以是奇函数,又,作出函数图象如下图:
由图知,函数在和上单调递增,在上单调递减.
故选:B
3.(2024·高三·上海静安·期中)已知函数,且.
(1)求的值,并指出函数的奇偶性;
(2)在(1)的条件下,运用函数单调性的定义,证明函数在上是增函数.
【解析】(1)因为,又,所以,
所以,,
此时,所以为奇函数;
(2)任取,则

因为,所以,所以,
所以即,
所以函数在上是增函数.
题型二:复合函数单调性的判断
4.函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意,令,
解得,即函数的单调递增区间是.
故选:D.
5.函数的单调增区间为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为,则,解得或,
所以的定义域为,
又开口向上,对称轴为,在上单调递增,
所以在上单调递减,在上单调递增,
因为在上单调递减,
所以在上单调递增,在上单调递减,
即的单调增区间为.
故选:A.
6.已知函数在上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意得函数在上单调递减,且在上恒成立,
所以,解得,
故a的取值范围是.
故选;B.
题型三:分段函数的单调性
7.(2024·高三·云南大理·期中)已知函数,满足对任意的实数,都有成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为函数满足对任意的实数,都有成立,
不妨设,则,则,即,
则函数在上为减函数,则,解得,
因此,实数的取值范围是,
故选:D.
8.已知函数满足对于任意实数,都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】依题意,对于任意实数,都有成立,
不妨设,则,
所以在上单调递减,
所以,解得.
故选:D
9.已知函数,若函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】依题意,函数是增函数,则,即;
由,求导得,函数在上单调递增,
于是在上恒成立,因此在上恒成立,即;
又函数在上单调递增,则,从而,所以实数的取值范围是.
故选:B
10.(2024·高三·内蒙古赤峰·开学考试)已知,且,函数在上单调,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为函数在上单调,
由函数解析式可得函数在R上单调递增不满足题意,
故在R上单调递减,
所以,
解得:.
故选:D.
题型四:利用函数单调性求函数最值
11.(2024·上海松江·二模)已知,函数,若该函数存在最小值,则实数的取值范围是 .
【答案】或
【解析】由题意,令,,,,
当时,在上单调递减,在上单调递减,则在上的值域为,
因为存在最小值,故需,解得,
结合,此时;
当时,在上单调递减,在上单调递增,则在上的值域为,
因为存在最小值,故需,即,解得,
这与矛盾;
当时,在上单调递减,且在上的值域为,,此时存在最小值2;
则实数的取值范围为或.
故答案为:或.
12.(2024·高三·北京东城·期末)设函数
①若,则的最小值为 .
②若有最小值,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】①当时,,
则当时,,
当时,,
故的最小值为;
②由,则当时,,
由有最小值,故当时,的最小值小于等于,
则当且时,有,符合要求;
当时,,故不符合要求,故舍去.
综上所述,.
故答案为:;.
13.(2024·贵州·模拟预测)已知函数,则的最大值是 .
【答案】16
【解析】由,而,
因为单调递增,所以,则的最大值是16.
故答案为:16
14.函数的最大值为 .
【答案】/
【解析】因为,
令,则,
令,,因为函数在上单调递增,所以,
即,则,
即函数的最大值为,当且仅当时取等号.
故答案为:
题型五:利用函数单调性求参数的范围
15.(2024·广东揭阳·二模)已知函数在上不单调,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】函数的图象对称轴为,依题意,,得,
所以的取值范围为.
故选:C
16.(2024·山东·二模)已知函数在区间上单调递增,则的取值范围是( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由函数的对称轴是,
因为函数在区间上是增函数,所以,解得,
又因为,因此,所以的取值范围是.
故选:A.
17.(2024·陕西榆林·一模)已知函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当时,函数在上单调递减,不符合题意,所以,
由题可知恒成立,即.令,
则,所以在上单调递增,由,
可得,即,所以,所以,
当时,,不符合题意,故的取值范围是.
故选:B
18.设函数在区间上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】函数在上单调递减,在上单调递增,
函数在R上单调递减,因此函数的递增区间是,递减区间是,
依题意,,则,解得,
所以实数的取值范围为.
故选:A
题型六:利用函数的单调性比较函数值大小
19.已知定义在上的函数满足,且当时,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,所以的图象关于成轴对称,
注意到当时,由复合函数单调性可得在上为增函数,
故在上为增函数,
所以距离越远值越大,
因为,
距离最远的为,故最大,
而,
且,
所以,
综上所述,.
故选:A.
20.(2024·北京西城·一模)设,其中,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由,故,故,
由对勾函数性质可得,
,且,
综上所述,有.
故选:C.
21.已知偶函数在区间上单调递增,且则的大小关系为  
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】因为所以;
因为,所以;故
偶函数在,上单调递增,故,即
故选:B.
题型七:函数的奇偶性的判断与证明
22.设函数的定义域为R,且是奇函数,是偶函数,则下列结论正确的是( )
A.是偶函数 B.是奇函数
C.是偶函数 D.是奇函数
【答案】C
【解析】令,,
∴为奇函数,故A错误;
令,∴,
∴为偶函数,故B错误;
令,,
∴为偶函数,故C正确;
令,∴,
∴为偶函数,故D错误.
故选:C
23.(2024·重庆·三模)设函数,则下列函数中为奇函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为定义域为,
则,所以函数的对称中心为,
所以将函数向右平移个单位,向上平移个单位,得到函数,
该函数的对称中心为,故函数为奇函数.
故选:A.
24.(2024·高三·江西·期中)设函数,的定义域都为,且是奇函数,是偶函数,则( )
A.是偶函数
B.是偶函数
C.是奇函数
D.是奇函数
【答案】B
【解析】对A,,故是奇函数,故A错误;
对B,,故是偶函数,故B正确;
对C,,故是偶函数,故C错误;
对D,,故是偶函数,故D错误.
故选:B
25.(多选题)下列函数中为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【解析】对于A中,函数的定义域为,且,
所以为的奇函数,符合题意;
对于B中,函数的定义域为,且,
所以为的奇函数,符合题意;
对于C中,函数的定义域为关于原点对称,
且,所以为定义域上的奇函数,符合题意;
对于D中,函数的定义域为关于原点对称,
且,所以为定义域上的偶函数,不符合题意.
故选:ABC.
26.判断下列函数的奇偶性:
(1);
(2).
【解析】(1)由题意知,,或,
所以定义域为,关于原点对称,

所以,
所以,所以为奇函数.
(2)由题意知的定义域为,,
所以

所以,所以为奇函数.
题型八:已知函数的奇偶性求参数
27.设函数,若为奇函数,则
【答案】
【解析】,又,易知的对称中心是,
把它的图象向右平移1个单位,再向下平行一个单位得图象的函数为奇函数.
,由题意,∴,.
故答案为:-2.
28.(2024·陕西西安·模拟预测)函数为奇函数,则 .
【答案】
【解析】设,若函数是奇函数,
则是奇函数,函数的定义域为,
,即,
则,则.
故答案为:
29.(2024·四川内江·三模)若函数是奇函数,则 .
【答案】
【解析】函数是奇函数,,
当时,,,
而当时,,则,
当时,,,
而当时,,则,
所以,.
故答案为:
30.设奇函数 ,则的值为 .
【答案】0
【解析】因为函数为奇函数,所以,
即,
所以.
故答案为:.
题型九:已知函数的奇偶性求表达式、求值
31.(2024·云南昆明·模拟预测)已知,分别为定义在上的奇函数和偶函数,,则 .
【答案】27
【解析】因为,分别为定义在上的奇函数和偶函数,
而,①
所以,即,②
由①②得,所以.
故答案为:.
32.已知偶函数和奇函数均定义在上,且满足,则 .
【答案】
【解析】因为……①
所以
因为为偶函数,为奇函数,所以……②
①②联立解得:,,
所以.
故答案为:.
33.已知,是分别定义在上的奇函数和偶函数,且,则 .
【答案】
【解析】
和已知条件相加得


故答案为:
34.(2024·高三·黑龙江哈尔滨·期末)已知为奇函数,为偶函数,且满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意知,为奇函数,为偶函数,
则,
所以,即,
解得.
故选:B
题型十:奇函数的中值模型
35.(2024·陕西榆林·三模)已知函数为奇函数,且最大值为1,则函数的最大值和最小值的和为 .
【答案】2
【解析】奇函数如果存在最值,则最大值和最小值之和为0,
所以函数最大值和最小值之和为0,
则函数的最大值和最小值之和为2.
故答案为:2.
36.(2024·全国·模拟预测)已知函数,其中且,,,则和的值一定不会是( )
A.和 B.-3和4
C.3和-1 D.和
【答案】C
【解析】令,,易得,,所以,因为,所以为奇数,验证可知A、B、D三组数值和均为奇数,C组数值和为偶数,故C组数值一定不是和的值.
故选:C.
37.已知函数,正实数满足,则的最小值为 .
【答案】2
【解析】令,由,得定义域为R,
,即函数是奇函数,
而,当时,函数是增函数,又是增函数,
于是函数在上单调递减,由奇函数的性质知,函数在上单调递减,
因此函数在R上单调递减,由,得,
即,则,即,又,
所以,当且仅当时取得,
所以的最小值为2.
故答案为:2
38.已知函数,则是 (填“奇”“偶”或“非奇非偶”)函数;若,则 .
【答案】 奇
【解析】因为定义域为R,则,
则,所以为奇函数.
因为,所以,所以,所以
故答案为:奇,
39.(2024·安徽安庆·三模)若,都有成立,则函数在上的最大值与最小值的和为 .
【答案】
【解析】依题意,,都有成立,
令,则,所以;
令,,即
令,则的定义域为,
且,
故为上的奇函数,

令,则的定义域为,
且,故为上的奇函数,
故为上的奇函数,由奇函数的图象关于原点对称,故在上的最大值与最小值的和为
故为上的最大值与最小值的和为,
故答案为:
题型十一:利用单调性与奇偶性求解函数不等式
40.已知函数,若恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题可知,,
令,则,
所以是奇函数.又由,可得,
即,得.
由,因为均为上的减函数,
所以在上单调递减,所以,即,
解得,即实数的取值范围是.
故选:A
41.(2024·辽宁大连·一模)设函数则满足的x的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,
所以

设,显然定义域为,,
又,
所以为上的奇函数,
又,
所以在上单调递增,
又,则,
所以,即,
所以,解得,
则满足的的取值范围是.
故选:C.
42.(2024·云南贵州·二模)若函数的定义域为且图象关于轴对称,在上是增函数,且 ,则不等式的解是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为在上是增函数且,所以在范围内的解为.
因为函数在定义域上图象关于轴对称,所以在内的解为,所以不等式在R内的解为.
故选:C
43.(2024·辽宁·一模)已知函数,若成立,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】记,
令,解得,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减.
因为

所以为偶函数.
所以,
又在上单调递增,
所以,即,解得.
故选:C
题型十二:函数对称性的应用
44.(2024·陕西宝鸡·二模)请写出一个图像关于点对称的函数的解析式 .
【答案】(答案不唯一)
【解析】的图象关于原点对称,则的图象关于点对称.同样如函数也满足题意.
故答案为:(答案不唯一).
45.(2024·四川泸州·一模)函数的对称中心为 .
【答案】
【解析】因为,
则的图象可以由函数向右平移一个单位,再向上平移一个单位得到,
因为为奇函数,函数图象关于原点对称,所以关于对称.
故答案为:
46.已知函数,函数满足,若与的图象有6个交点,则所有交点横坐标之和等于 .
【答案】6
【解析】已知函数,绘制其图像如下图:
根据图像易知函数关于中心对称;
又函数满足,易知也关于中心对称.
由于与均关于中心对称,可得两个函数的交点也关于中心对称,
设其交点分别为,,…,,
根据对称性易知,即得:.
故答案为:
47.下列函数中,其图象与函数的图象关于直线对称的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设所求函数的图象上任意一点,则点关于对称的点为,
由题意知点Q在的图象上,可得,
即函数关于对称的函数解析式为.
故选:D.
48.(2024·高三·陕西汉中·期中)已知函数满足为奇函数,若函数与的图象的交点为,,…,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为为奇函数,所以,
所以关于对称,
因为,
所以的对称中心为,,
所以也关于对称,
所以与两个图象的交点也关于对称,
所以对于每组对称点和均满足,,
所以.
故选:B.
题型十三:函数周期性的应用
49.已知函数的定义域是,,,当时,,则 .
【答案】
【解析】由得:,
又,,
,,
.
故答案为:.
50.(2024·宁夏银川·一模)若定义在上的函数满足是奇函数,,,则 .
【答案】
【解析】因为是奇函数,所以,
用替换上式中的,可得,
在中,用替换,可得,
所以,用替换该式中的,可得,
所以,所以函数的周期为,
在中,令,得,
在中,令,得,
在中,令,得,
所以,
所以.
故答案为:.
51.(2024·山东枣庄·一模)已知为偶函数,且,则 .
【答案】
【解析】因为为偶函数,
所以,又,
所以,
因为,所以,
所以,
所以函数为周期函数,周期为,
所以,
由,可得,
由,可得,
所以,
所以,
故答案为:.
52.(多选题)设函数的定义域为,为奇函数,为偶函数,当时,.若,则下列关于的说法正确的有( )
A.的一个周期为4 B.点是函数的一个对称中心
C.时, D.
【答案】AD
【解析】为奇函数,,且,函数关于点,
偶函数,,函数关于直线对称,

即,,
令,则,,
,故的一个周期为4,故A正确;
则直线是函数的一个对称轴,故B不正确;
当时,,
,,
又,,解得,
,,
当时,,故C不正确;
,故D正确.
故选:AD.
题型十四:对称性与周期性的综合应用
53.(2024·四川南充·三模)已知函数的定义域均为R,函数的图象关于原点对称,函数的图象关于y轴对称,,则( )
A. B. C.3 D.4
【答案】B
【解析】由函数的图象关于原点对称,,
即,即①,
由函数的图象关于y轴对称,可得②,
由可得,又得,
两式相加,,将①式代入,得,
则得,将②式代入得,,则,
于是,即的周期为12.
又,由①可得,得,
又由可得,即得.
因,可得,,
于是,
故选:B.
54.(2024·云南昆明·一模)已知函数,的定义域均为,为偶函数且,,则 ( )
A.21 B.22 C. D.
【答案】C
【解析】∵为偶函数且,则,
故关于点对称,
又∵,则,
则是以周期为4 的周期函数,故关于点对称,
∴,
则,
又∵,
则,
故.
故选:C.
55.(2024·高三·河南濮阳·开学考试)已知函数的定义域为,且的图象关于点中心对称,若,则 .
【答案】
【解析】对任意,由于,且函数的定义域为,
故点在曲线上,且曲线关于点中心对称,
故点也在曲线上,从而,
从而对任意有.
从而对任意,由知,即.
根据条件又有,即.
现在对任意的整数,我们有:

所以,从而有:
.
故有:
.
故答案为:.
56.(2024·江西·二模)已知定义在上的函数满足且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由,可知关于对称,又,则,
又,则,
,.
故选:A.
57.(2024·山东日照·二模)已知是定义域为的偶函数,,,若是偶函数,则( )
A. B. C.4 D.6
【答案】D
【解析】因为是偶函数,
所以的图象关于直线对称,
即,
即,
所以.
所以关于点中心对称.
又是定义域为的偶函数,
所以,
所以,
即,
所以函数的周期为4.
所以,
所以.
故选:D.
58.已知函数及其导函数的定义域均为,记,若均为偶函数,且当时,,则 .
【答案】
【解析】因为均为偶函数,
所以,,
所以函数关于对称,函数关于对称,
由可得,
即,为常数,
所以,即关于点对称,
且函数关于对称,
所以,,故,即是函数的一个周期,
由可得,
所以,即,
所以关于点对称,且函数关于对称,
则,,
故,所以是函数的一个周期,
又当时,,所以,
所以,
由,令,则,
而,
所以,则,所以,
则.
故答案为:
题型十五:类周期与倍增函数
59.(2024·江西上饶·一模)已知函数,若函数在区间[-2,4]内有3个零点,则实数的取值范围是.
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】当时,;当时,;又时,,所以可作出函数在[-2,4]的图像如下:
又函数在区间[-2,4]内有3个零点,所以函数与在区间[-2,4]内有3个不同交点,由图像可得或,
即或.
故选D
60.(2024·河北衡水·一模)定义在R上的函数满足,且当时,,,若任给,存在,使得,则实数a的取值范围为( ).
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】当时,,
可得在,上单调递减,在上单调递增,
在,上的值域为,,
在上的值域为,,
在上的值域为,,


在上的值域为,,
当时,为增函数,
在,上的值域为,,
,解得;
当时,为减函数,
在,上的值域为,,
,解得;
当时,为常数函数,值域为,不符合题意;
综上,的范围是或.
故选:.
题型十六:抽象函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性
61.已知定义在上的函数满足:.
(1)判断的奇偶性并证明;
(2)若,求;
(3)若,判断并证明的单调性.
【解析】(1)是奇函数,证明如下:
因为,令,得到,
令,得到,即,所以是奇函数.
(2)令,得到,由(1)知是奇函数,
所以.
(3)在上单调递增,证明如下:
在上任取,令,
则,
又因为,而,所以,
即,得到,所以在上单调递增.
62.已知定义在上的函数满足,,,且.
(1)求,,的值;
(2)判断的奇偶性,并证明.
【解析】(1)令,得,
因为,所以.
令,得,
因为,所以.
令,得,
即,
因为,所以,所以.
(2)为偶函数.
证明如下:令,得,
由(1)得,
即,又的定义域为,所以为偶函数.
63.已知函数对任意,,总有,且当时,,.
(1)求证:是上的奇函数;
(2)求证:是上的减函数;
(3)若,求实数的取值范围.
【解析】(1)证明:函数对任意,,总有,令,则,解得.
令,得到,则
可证,是上的奇函数.
(2)证明:在上任取、且,则,
由(1)是上的奇函数,
所以,
因为,所以.
由题可知,当时,,
所以.即
所以函数是上的减函数.
(3)因为,
令,则
令,则.
因为,
所以
又因为函数是上的减函数,
所以,则,解得,
则实数的取值范围是.
三、重难拓展练
1.(2024·全国·模拟预测)下列关于函数的四个结论中错误的是( )
A.的图象关于原点对称 B.的图象关于点对称
C.的图象关于直线对称 D.在区间上单调递增
【答案】D
【解析】由,得且,
因为,所以函数为奇函数,
所以的图象关于原点对称,所以选项A正确.
因为,
所以是函数的一个周期,
由选项A知点是函数的图象的对称中心,
则也是函数的图象的对称中心,所以选项B正确.
因为,
所以函数的图象关于直线对称,所以选项C正确.
方法一:因为函数在上单调递减,函数在上单调递增,
由复合函数的性质可知,函数在区间上单调递减,所以选项D错误.
方法二:因为,所以在区间上单调递减,
所以选项D错误.
故选:D.
2.(2024·陕西西安·模拟预测)已知函数的定义域为,且满足,则下列结论正确的是( )
A. B.方程有解
C.是偶函数 D.是偶函数
【答案】C
【解析】对于A,因为函数的定义域为,且满足,
取,得,则,
取,得,则,故错误;
对于B,取,得,则,
所以,
以上各式相加得,
所以,
令,得,此方程无解,故B错误.
对于CD,由知,
所以是偶函数,
不是偶函数,故C正确,错误.
故选:C.
3.(2024·河北保定·二模)若函数是定义在R上的奇函数,则( )
A.3 B.2 C. D.
【答案】A
【解析】设,则,即,
即,所以.
因为,所以,.
故选:A
4.(2024·山东泰安·三模)已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【解析】由题意得,函数为奇函数,且定义域为,
由奇函数的性质得,,解得,经过检验符合题意,
所以当时,,
所以.
故选:D.
5.(2024·全国·模拟预测)已知函数的定义域为,,则( )
A. B.
C.为偶函数 D.为奇函数
【答案】D
【解析】当时,不恒成立,故,A错误.
B:解法一 令,得,又,所以,
故,B错误.
解法二 令,得,又,所以,B错误.
C:解法一 由B选项的解法一可知,则,所以为奇函数,C错误,D正确.
解法二 令,得,又,所以,
所以,结合选项得C错误,D正确.
综上可知,选D.
故选:D.
6.(2024·辽宁沈阳·三模)已知是定义在上的函数,且为偶函数,是奇函数,当时,,则等于( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【解析】因为为偶函数,所以,
即,
所以,
又是奇函数,所以,
即,所以,
则,
所以是以为周期的周期函数,
又当时,,所以,
则,
所以.
故选:A
7.(2024·贵州毕节·三模)已知函数的图象在x轴上方,对,都有,若的图象关于直线对称,且,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【解析】因为的图象关于直线对称,
所以函数的图象关于直线对称,即函数是偶函数,故有.
因为,都有,所以,
所以,又函数的图象在x轴上方,
所以,所以,即函数的周期为4.
当,可得,所以,
当,可得,所以,所以,
所以.
故选:C.
8.(2024·山东济南·三模)已知函数的定义域为R,且,则下列结论一定成立的是( )
A. B.为偶函数
C.有最小值 D.在上单调递增
【答案】C
【解析】由于函数的定义域为R,且,
令,则,得,
时,恒成立,无法确定,A不一定成立;
由于不一定成立,故不一定为偶函数,B不确定;
由于的对称轴为与的位置关系不确定,
故在上不一定单调递增,D也不确定,
由于表示开口向上的抛物线,故函数必有最小值,C正确,
故选:C
9.(多选题)(2024·湖南常德·一模)若定义在上的连续函数满足对任意的实数都有且,则下列判断正确的有( )
A.函数的图象关于原点对称
B.在定义域上单调递增
C.当时,
D.
【答案】BCD
【解析】由知恒成立,再由知恒成立.
设,则,且.
故,.
由于,故.
而,故归纳即知.
又因为对有,故归纳即知.
特别地有,故,所以对有.
这就得到了,从而.
设有无理数,有理数数列使得,由于是连续的,故,而,故.
这就表明.
由于,故不是奇函数,故其图象并不关于原点对称,A错误;
由于在定义域上单调递增,且当时,,故B,C正确;
对于D,由可得,
从而,D正确.
故选:BCD.
10.(多选题)(2024·全国·模拟预测)已知函数的定义域为,且,则下列说法中正确的是( )
A.为偶函数 B. C. D.
【答案】BC
【解析】方法一:先介绍正弦平方差公式:.
证明过程如下:

由题意,可以令,因为为奇函数,故选项A错误.
因为,故选项B正确.
因为,故选项C正确.
因为,故,故选项D错误.
方法二:对于选项A,因为的定义域为,
令,则,故,则,
令,则,
又不恒为0,故,
所以为奇函数,故A错误.
对于选项B,令,则.
而,所以,故选项B正确.
对于选项C,由选项B可知,,
令,则,所以.
又因为为奇函数,所以,故C正确.
对于选项D,由选项B以及,可得,
所以,同理可得.
因为,故,故D错误.
故选:BC
11.(多选题)(2024·广东茂名·模拟预测)已知函数的定义域为R,,,则( )
A. B.函数是奇函数 C. D.的一个周期为3
【答案】AC
【解析】令,则,所以,A选项正确;
令,则,即,所以是偶函数,B选项错误;
,令,则,
令,则,所以,
所以,因为,所以,,C选项正确;
令,则,
所以,,所以,的一个周期为6,D选项错误.
故选:AC.
12.(多选题)(2024·广东茂名·二模)已知函数为上的奇函数,且在R上单调递增.若,则实数的取值可以是 ( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】CD
【解析】因为函数是奇函数,
则不等式,可变形为,
因为函数在上单调递增,
则不等式成立,则,
解得,1,2符合题意,
故选:CD.
13.(2024·山东潍坊·二模)请写出同时满足下面三个条件的一个函数解析式 .
①;②至少有两个零点;③有最小值.
【答案】(答案不唯一)
【解析】取,其对称轴为,满足①,
令,解得或2,满足②至少有两个零点,
,当,,满足③有最小值.
故答案为:(答案不唯一).
14.(2024·广西南宁·二模)定义域为R的函数的图象关于点对称,函数的图象关于直线对称.若,则 .
【答案】2499
【解析】因为的图象关于点对称,所以,
则即,
又的图象关于直线对称,则,
所以,即,
可得,则是以4为周期的函数.
因为,
由,令,得,
所以,,,
所以
.
故答案为:2499.
15.(2024·四川雅安·三模)已知函数是偶函数,则实数 .
【答案】
【解析】定义域为,

所以,
故,
故答案为:
16.(2024·山西吕梁·二模)已知函数的图象关于点中心对称,也关于点中心对称,则的中位数为 .
【答案】/
【解析】由的图象关于点中心对称,也关于点中心对称,
得,
两式相减得,所以,
由时,由,得;
由时,由,得;
又由,结合,,
所以成首项为,公差为的等差数列,
所以,且此等差数列为递增数列,
所以的中位数为:.
故答案为:.函数的性质:单调性、奇偶性、周期性、对称性、最值(十六大题型)
目录
01真题实战练 2
02 模拟真题练 4
题型一:单调性的定义及判断 4
题型二:复合函数单调性的判断 4
题型三:分段函数的单调性 5
题型四:利用函数单调性求函数最值 5
题型五:利用函数单调性求参数的范围 6
题型六:利用函数的单调性比较函数值大小 7
题型七:函数的奇偶性的判断与证明 7
题型八:已知函数的奇偶性求参数 8
题型九:已知函数的奇偶性求表达式、求值 9
题型十:奇函数的中值模型 10
题型十一:利用单调性与奇偶性求解函数不等式 10
题型十二:函数对称性的应用 10
题型十三:函数周期性的应用 11
题型十四:对称性与周期性的综合应用 12
题型十五:类周期与倍增函数 12
题型十六:抽象函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性 13
03 重难拓展练 14
一、真题实战练
1.(2023年高考全国甲卷数学(理)真题)若为偶函数,则 .
2.(2023年新课标全国Ⅰ卷数学真题)设函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(2024年天津高考数学真题)下列函数是偶函数的是( )
A. B. C. D.
4.(2024年上海夏季高考数学真题)已知,,且是奇函数,则 .
5.(2021年全国新高考II卷数学试题)已知函数的定义域为,为偶函数,为奇函数,则( )
A. B. C. D.
6.(2021年全国高考甲卷数学(文)试题)设是定义域为R的奇函数,且.若,则( )
A. B. C. D.
7.(2021年全国高考甲卷数学(文)试题)下列函数中是增函数的为( )
A. B. C. D.
8.(2021年全国高考甲卷数学(理)试题)设函数的定义域为R,为奇函数,为偶函数,当时,.若,则( )
A. B. C. D.
9.(2021年全国高考乙卷数学(文)试题)设函数,则下列函数中为奇函数的是( )
A. B. C. D.
10.(2022年新高考全国II卷数学真题)已知函数的定义域为R,且,则( )
A. B. C.0 D.1
11.(2022年高考全国乙卷数学(理)真题)已知函数的定义域均为R,且.若的图像关于直线对称,,则( )
A. B. C. D.
12.(2023年北京高考数学真题)下列函数中,在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
13.(2023年新课标全国Ⅱ卷数学真题)若为偶函数,则( ).
A. B.0 C. D.1
14.(2021年全国新高考II卷数学试题)写出一个同时具有下列性质①②③的函数 .
①;②当时,;③是奇函数.
15.(2021年全国新高考I卷数学试题)已知函数是偶函数,则 .
16.(2022年高考全国乙卷数学(文)真题)若是奇函数,则 , .
二、模拟真题练
题型一:单调性的定义及判断
1.下列函数在上单调递减的是( )
A. B. C. D.
2.(2024·高三·黑龙江齐齐哈尔·期末)设函数,则( )
A.是偶函数,且在上单调递增 B.是奇函数,且在上单调递减
C.是偶函数,且在上单调递增 D.是奇函数,且在上单调递减
3.(2024·高三·上海静安·期中)已知函数,且.
(1)求的值,并指出函数的奇偶性;
(2)在(1)的条件下,运用函数单调性的定义,证明函数在上是增函数.
题型二:复合函数单调性的判断
4.函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
5.函数的单调增区间为( )
A. B.
C. D.
6.已知函数在上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
题型三:分段函数的单调性
7.(2024·高三·云南大理·期中)已知函数,满足对任意的实数,都有成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.已知函数满足对于任意实数,都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
9.已知函数,若函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
10.(2024·高三·内蒙古赤峰·开学考试)已知,且,函数在上单调,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型四:利用函数单调性求函数最值
11.(2024·上海松江·二模)已知,函数,若该函数存在最小值,则实数的取值范围是 .
12.(2024·高三·北京东城·期末)设函数
①若,则的最小值为 .
②若有最小值,则实数的取值范围是 .
13.(2024·贵州·模拟预测)已知函数,则的最大值是 .
14.函数的最大值为 .
题型五:利用函数单调性求参数的范围
15.(2024·广东揭阳·二模)已知函数在上不单调,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
16.(2024·山东·二模)已知函数在区间上单调递增,则的取值范围是( ).
A. B.
C. D.
17.(2024·陕西榆林·一模)已知函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
18.设函数在区间上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
题型六:利用函数的单调性比较函数值大小
19.已知定义在上的函数满足,且当时,,若,则( )
A. B. C. D.
20.(2024·北京西城·一模)设,其中,则( )
A. B.
C. D.
21.已知偶函数在区间上单调递增,且则的大小关系为  
A. B.
C. D.
题型七:函数的奇偶性的判断与证明
22.设函数的定义域为R,且是奇函数,是偶函数,则下列结论正确的是( )
A.是偶函数 B.是奇函数
C.是偶函数 D.是奇函数
23.(2024·重庆·三模)设函数,则下列函数中为奇函数的是( )
A. B.
C. D.
24.(2024·高三·江西·期中)设函数,的定义域都为,且是奇函数,是偶函数,则( )
A.是偶函数
B.是偶函数
C.是奇函数
D.是奇函数
25.(多选题)下列函数中为奇函数的是( )
A. B. C. D.
26.判断下列函数的奇偶性:
(1);
(2).
题型八:已知函数的奇偶性求参数
27.设函数,若为奇函数,则
28.(2024·陕西西安·模拟预测)函数为奇函数,则 .
29.(2024·四川内江·三模)若函数是奇函数,则 .
30.设奇函数 ,则的值为 .
题型九:已知函数的奇偶性求表达式、求值
31.(2024·云南昆明·模拟预测)已知,分别为定义在上的奇函数和偶函数,,则 .
32.已知偶函数和奇函数均定义在上,且满足,则 .
33.已知,是分别定义在上的奇函数和偶函数,且,则 .
34.(2024·高三·黑龙江哈尔滨·期末)已知为奇函数,为偶函数,且满足,则( )
A. B. C. D.
题型十:奇函数的中值模型
35.(2024·陕西榆林·三模)已知函数为奇函数,且最大值为1,则函数的最大值和最小值的和为 .
36.(2024·全国·模拟预测)已知函数,其中且,,,则和的值一定不会是( )
A.和 B.-3和4
C.3和-1 D.和
37.已知函数,正实数满足,则的最小值为 .
38.已知函数,则是 (填“奇”“偶”或“非奇非偶”)函数;若,则 .
39.(2024·安徽安庆·三模)若,都有成立,则函数在上的最大值与最小值的和为 .
题型十一:利用单调性与奇偶性求解函数不等式
40.已知函数,若恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
41.(2024·辽宁大连·一模)设函数则满足的x的取值范围是( )
A. B. C. D.
42.(2024·云南贵州·二模)若函数的定义域为且图象关于轴对称,在上是增函数,且 ,则不等式的解是( )
A. B.
C. D.
43.(2024·辽宁·一模)已知函数,若成立,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
题型十二:函数对称性的应用
44.(2024·陕西宝鸡·二模)请写出一个图像关于点对称的函数的解析式 .
45.(2024·四川泸州·一模)函数的对称中心为 .
46.已知函数,函数满足,若与的图象有6个交点,则所有交点横坐标之和等于 .
47.下列函数中,其图象与函数的图象关于直线对称的是( )
A. B.
C. D.
48.(2024·高三·陕西汉中·期中)已知函数满足为奇函数,若函数与的图象的交点为,,…,,则等于( )
A. B. C. D.
题型十三:函数周期性的应用
49.已知函数的定义域是,,,当时,,则 .
50.(2024·宁夏银川·一模)若定义在上的函数满足是奇函数,,,则 .
51.(2024·山东枣庄·一模)已知为偶函数,且,则 .
52.(多选题)设函数的定义域为,为奇函数,为偶函数,当时,.若,则下列关于的说法正确的有( )
A.的一个周期为4 B.点是函数的一个对称中心
C.时, D.
题型十四:对称性与周期性的综合应用
53.(2024·四川南充·三模)已知函数的定义域均为R,函数的图象关于原点对称,函数的图象关于y轴对称,,则( )
A. B. C.3 D.4
54.(2024·云南昆明·一模)已知函数,的定义域均为,为偶函数且,,则 ( )
A.21 B.22 C. D.
55.(2024·高三·河南濮阳·开学考试)已知函数的定义域为,且的图象关于点中心对称,若,则 .
56.(2024·江西·二模)已知定义在上的函数满足且,则( )
A. B. C. D.
57.(2024·山东日照·二模)已知是定义域为的偶函数,,,若是偶函数,则( )
A. B. C.4 D.6
58.已知函数及其导函数的定义域均为,记,若均为偶函数,且当时,,则 .
题型十五:类周期与倍增函数
59.(2024·江西上饶·一模)已知函数,若函数在区间[-2,4]内有3个零点,则实数的取值范围是.
A. B.
C. D.
60.(2024·河北衡水·一模)定义在R上的函数满足,且当时,,,若任给,存在,使得,则实数a的取值范围为( ).
A. B.
C. D.
题型十六:抽象函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性
61.已知定义在上的函数满足:.
(1)判断的奇偶性并证明;
(2)若,求;
(3)若,判断并证明的单调性.
62.已知定义在上的函数满足,,,且.
(1)求,,的值;
(2)判断的奇偶性,并证明.
63.已知函数对任意,,总有,且当时,,.
(1)求证:是上的奇函数;
(2)求证:是上的减函数;
(3)若,求实数的取值范围.
三、重难拓展练
1.(2024·全国·模拟预测)下列关于函数的四个结论中错误的是( )
A.的图象关于原点对称 B.的图象关于点对称
C.的图象关于直线对称 D.在区间上单调递增
2.(2024·陕西西安·模拟预测)已知函数的定义域为,且满足,则下列结论正确的是( )
A. B.方程有解
C.是偶函数 D.是偶函数
3.(2024·河北保定·二模)若函数是定义在R上的奇函数,则( )
A.3 B.2 C. D.
4.(2024·山东泰安·三模)已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(2024·全国·模拟预测)已知函数的定义域为,,则( )
A. B.
C.为偶函数 D.为奇函数
6.(2024·辽宁沈阳·三模)已知是定义在上的函数,且为偶函数,是奇函数,当时,,则等于( )
A. B. C. D.1
7.(2024·贵州毕节·三模)已知函数的图象在x轴上方,对,都有,若的图象关于直线对称,且,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
8.(2024·山东济南·三模)已知函数的定义域为R,且,则下列结论一定成立的是( )
A. B.为偶函数
C.有最小值 D.在上单调递增
9.(多选题)(2024·湖南常德·一模)若定义在上的连续函数满足对任意的实数都有且,则下列判断正确的有( )
A.函数的图象关于原点对称
B.在定义域上单调递增
C.当时,
D.
10.(多选题)(2024·全国·模拟预测)已知函数的定义域为,且,则下列说法中正确的是( )
A.为偶函数 B. C. D.
11.(多选题)(2024·广东茂名·模拟预测)已知函数的定义域为R,,,则( )
A. B.函数是奇函数
C. D.的一个周期为3
12.(多选题)(2024·广东茂名·二模)已知函数为上的奇函数,且在R上单调递增.若,则实数的取值可以是 ( )
A. B.0 C.1 D.2
13.(2024·山东潍坊·二模)请写出同时满足下面三个条件的一个函数解析式 .
①;②至少有两个零点;③有最小值.
14.(2024·广西南宁·二模)定义域为R的函数的图象关于点对称,函数的图象关于直线对称.若,则 .
15.(2024·四川雅安·三模)已知函数是偶函数,则实数 .
16.(2024·山西吕梁·二模)已知函数的图象关于点中心对称,也关于点中心对称,则的中位数为 .

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