函數(shù)是高中數(shù)學(xué)課程內(nèi)容的四條主線之一,貫穿整個(gè)高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí),是發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的重要載體.而函數(shù)的性質(zhì)作為函數(shù)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn),成為高考考查的熱點(diǎn).縱觀近幾年的高考真題,對(duì)函數(shù)性質(zhì)的考查主要集中在選擇題和填空題.下面結(jié)合近幾年的高考真題,就函數(shù)性質(zhì)的常見考點(diǎn)和題型進(jìn)行歸類分析.
一、函數(shù)單調(diào)性的判斷與應(yīng)用
函數(shù)的單調(diào)性是反映函數(shù)變化趨勢(shì)的重要性質(zhì),是高考的熱門考點(diǎn).判斷函數(shù)單調(diào)性的常用方法有定義法、圖像法和導(dǎo)數(shù)法.除此之外,了解函數(shù)單調(diào)性的常用結(jié)論,如“若kgt;0,則kf(x)與f(x)單調(diào)性相同;若klt;0,則kf(x)與f(x)單調(diào)性相反”“復(fù)合函數(shù)單調(diào)性同增異減法則”等,可以幫助我們更快解題.
例1.(1)(2021年高考天津·第5題)設(shè)a=log20.3,b=log120.4,c=0.40.3,則a,b,c的大小關(guān)系為(" )
A.alt;blt;c""""""" B.clt;alt;b
C.blt;clt;aD.alt;clt;b
解析:∵log20.3lt;log21=0,∴alt;0.
∵log120.4=-log20.4=log252gt;log22=1,∴bgt;1.
∵0lt;0.40.3lt;0.40=1,∴0lt;clt;1,∴alt;clt;b.
故選:D.
評(píng)注:本題考查利用函數(shù)的單調(diào)性和中間量去比較大小,0和1是常用的中間量.本題需要先把常數(shù)0和1轉(zhuǎn)化成與a,b,c同底的對(duì)數(shù)或指數(shù),再利用相應(yīng)函數(shù)的單調(diào)性即可比較出這三個(gè)數(shù)和0、1的大小關(guān)系,進(jìn)而得到a,b,c的大小.當(dāng)然,比較a和b的大小也可以直接轉(zhuǎn)化為以2為底的對(duì)數(shù),再用單調(diào)性去比較.熟悉常見函數(shù)的單調(diào)性、對(duì)數(shù)和指數(shù)的運(yùn)算性質(zhì)是關(guān)鍵,屬于容易題.
(2)設(shè)函數(shù)f(x)=2x(x-a)在區(qū)間(0,1)上單調(diào)遞減,則a的取值范圍是(" )
A.(-∞,-2]B.[-2,0)
C.(0,2]D.[2,+∞)
解析:函數(shù)y=2x在R上單調(diào)遞增,而函數(shù)f(x)=2x(x-a)在區(qū)間(0,1)上單調(diào)遞減,
則有函數(shù)y=x(x-a)=x-a22-a24在區(qū)間(0,1)上單調(diào)遞減,
因此a2≥1,解得a≥2,所以a的取值范圍是[2,+∞).
故選:D.
評(píng)注:本題考查復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性,已知函數(shù)的單調(diào)區(qū)間求參數(shù)的取值范圍,考查常見函數(shù)的單調(diào)性,考查邏輯推理能力.本題解題的關(guān)鍵在于識(shí)別出內(nèi)外層函數(shù),利用復(fù)合函數(shù)單調(diào)性“同增異減”的法則,推斷出內(nèi)層函數(shù)在已知區(qū)間上的單調(diào)性,利用二次函數(shù)的對(duì)稱軸與已知區(qū)間的相對(duì)位置關(guān)系來求解參數(shù)范圍,難度不大.
(3)設(shè)a=0.1e0.1,b=19,c=-ln0.9,則(" )
A.alt;blt;cB.clt;blt;a
C.clt;alt;bD.alt;clt;b
解析:設(shè)f(x)=ln(1+x)-x(xgt;-1),因?yàn)閒′(x)=11+x-1=-x1+x,
當(dāng)x∈(-1,0)時(shí),f′(x)gt;0,當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),f′(x)lt;0,
所以函數(shù)f(x)=ln(1+x)-x在(0,+∞)單調(diào)遞減,在(-1,0)上單調(diào)遞增,
所以f19lt;f(0)=0,所以ln109-19lt;0,故19gt;ln109=-ln0.9,即bgt;c,
所以f-110lt;f(0)=0,所以ln910+110lt;0,故910lt;e-110,所以110e110lt;19,故alt;b.
設(shè)g(x)=xex+ln(1-x)(0lt;xlt;1),則g′(x)=(x+1)ex+1x-1=(x2-1)ex+1x-1.
令h(x)=ex(x2-1)+1,h′(x)=ex(x2+2x-1),
當(dāng)0lt;xlt;2-1時(shí),h′(x)lt;0,函數(shù)h(x)=ex(x2-1)+1單調(diào)遞減,
當(dāng)2-1lt;xlt;1時(shí),h′(x)gt;0,函數(shù)h(x)=ex(x2-1)+1單調(diào)遞增.
又h(0)=0,所以當(dāng)0lt;xlt;2-1時(shí),h(x)lt;0,
所以當(dāng)0lt;xlt;2-1時(shí),g′(x)gt;0,函數(shù)g(x)=xex+ln(1-x)單調(diào)遞增,
所以g(0.1)gt;g(0)=0,即0.1e0.1gt;-ln0.9,所以agt;c.故選:C.
評(píng)注:本題考查利用函數(shù)的單調(diào)性來比較大小,借助導(dǎo)數(shù)來判斷函數(shù)的單調(diào)性,考查分析推理和計(jì)算能力,屬于較難題.本題難點(diǎn)在于無法直接利用常見函數(shù)的單調(diào)性來比大小,需要先對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行代數(shù)變形,觀察數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)去構(gòu)造新的函數(shù),再結(jié)合新函數(shù)的單調(diào)性以及特殊的函數(shù)值來比大小.利用指數(shù)函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)去構(gòu)造新函數(shù)是常見的構(gòu)造技巧.
變式1.(1)設(shè)a∈(0,1),若函數(shù)f(x)=ax+(1+a)x在(0,+∞)上單調(diào)遞增,則a的取值范圍是""" .
解析:由函數(shù)的解析式可得f′(x)=axlna+(1+a)xln(1+a)≥0在區(qū)間(0,+∞)上恒成立,
則(1+a)xln(1+a)≥-axlna,即1+aax≥-lnaln(1+a)在區(qū)間(0,+∞)上恒成立,
故1+aa0=1≥-lnaln(1+a),而a+1∈(1,2),故ln(1+a)gt;0,故ln(a+1)≥-lna,0lt;alt;1,即a(a+1)≥1,0lt;alt;1,故5-12≤alt;1,結(jié)合題意可得實(shí)數(shù)a的取值范圍是5-12,1.故答案為:5-12,1.
(2)(2022高考北京卷·第14題)設(shè)函數(shù)f(x)=-ax+1,xlt;a(x-2)2,x≥a,若f(x)存在最小值,則a的一個(gè)取值為""""" ;a的最大值為""""" .
解析:若a=0時(shí),f(x)=1,xlt;0
(x-2)2,x≥0
∴f(x)min=0;
若alt;0時(shí),當(dāng)xlt;a時(shí),f(x)=-ax+1單調(diào)遞增,當(dāng)x→-∞時(shí),f(x)→-∞,故f(x)沒有最小值,不符合題目要求;
若agt;0時(shí),當(dāng)xlt;a時(shí),f(x)=-ax+1單調(diào)遞減,f(x)gt;f(a)=-a2+1,當(dāng)xgt;a時(shí),f(x)min=0,0lt;alt;2
(a-2)2,a≥2
∴-a2+1≥0或-a2+1≥(a-2)2,解得0lt;a≤1,綜上可得0≤a≤1;
故答案為:0(答案不唯一),1.
(3)設(shè)a=2ln1.01,b=ln1.02,c=1.04-1.則(" )
A.alt;blt;cB.blt;clt;a
C.blt;alt;cD.clt;alt;b
解析:a=2ln1.01=ln1.012=ln(1+0.01)2=ln(1+2×0.01+0.012)gt;ln1.02=b,所以blt;a;下面比較c與a,b的大小關(guān)系.
記f(x)=2ln(1+x)-1+4x+1,則f(0)=0,f′(x)=21+x-21+4x=2(1+4x-1-x)(1+x)1+4x,
由于1+4x-(1+x)2=2x-x2=x(2-x),所以當(dāng)0lt;xlt;2時(shí),1+4x-(1+x)2gt;0,即1+4xgt;(1+x),f′(x)gt;0,所以f(x)在[0,2]上單調(diào)遞增,所以f(0.01)gt;f(0)=0,即2ln1.01gt;1.04-1,即agt;c;
令g(x)=ln(1+2x)-1+4x+1,則g(0)=0,g′(x)=21+2x-21+4x=2(1+4x-1-2x)(1+x)1+4x,
由于1+4x-(1+2x)2=-4x2,在xgt;0時(shí),1+4x-(1+2x)2lt;0,
所以g′(x)lt;0,即函數(shù)g(x)在[0,+∞)上單調(diào)遞減,所以g(0.01)lt;g(0)=0,即ln1.02lt;1.04-1,即blt;c;綜上,blt;clt;a,故選:B.
二、函數(shù)奇偶性的判斷與應(yīng)用
判斷函數(shù)奇偶性的常用方法是定義法和圖像法,對(duì)于小題來說,還可以通過賦特殊值的方法來作初步判斷.函數(shù)的奇偶性反映了其圖像的對(duì)稱性,對(duì)于一些具有奇偶性的復(fù)合函數(shù),其原函數(shù)蘊(yùn)含了對(duì)稱性,如“若函數(shù)y=f(x+b)是定義在R上的奇函數(shù),則函數(shù)y=f(x)關(guān)于點(diǎn)(b,0)中心對(duì)稱”,“若函數(shù)y=f(x+a)是定義在R上的偶函數(shù),則函數(shù)y=f(x)關(guān)于直線x=a對(duì)稱”等,我們要學(xué)會(huì)從中看出函數(shù)的隱含性質(zhì).函數(shù)的奇偶性蘊(yùn)含了函數(shù)在對(duì)稱區(qū)間上的單調(diào)性關(guān)系,所以經(jīng)常會(huì)把奇偶性和單調(diào)性結(jié)合在一起考查.
例2.(1)函數(shù)y=(3x-3-x)cosx在區(qū)間-π2,π2的圖像大致為(" )
A.
B.
C.
D.
解析:令f(x)=(3x-3-x)cosx,x∈-π2,π2,
則f(-x)=(3-x-3x)cos(-x)=-(3x-3-x)cosx=-f(x),所以f(x)為奇函數(shù),排除BD;
又當(dāng)x∈(0,π2)時(shí),3x-3-xgt;0,cosxgt;0,所以f(x)gt;0,排除C.故選:A.
評(píng)注:本題主要考查了函數(shù)的奇偶性,利用函數(shù)的奇偶性、值域等性質(zhì)來判斷函數(shù)的大致圖像,考查推理分析能力.首先判斷函數(shù)的奇偶性,得到函數(shù)圖像的對(duì)稱性,可以排除選項(xiàng)B、D.對(duì)比選項(xiàng)A、C,再結(jié)合特殊函數(shù)值的正負(fù)、或在某區(qū)間上函數(shù)值的正負(fù)、或函數(shù)的單調(diào)區(qū)間等性質(zhì)可以排除C,得出正確選項(xiàng).像這種由解析式判斷函數(shù)圖像、或者由圖像判斷解析式的題目,可以嘗試優(yōu)先考慮函數(shù)的定義域和奇偶性,再結(jié)合函數(shù)的值域、單調(diào)性、特殊值等做進(jìn)一步的判斷.
(2)若f(x)=(x+a)ln2x-12x+1為偶函數(shù),則a=(" )
A.-1B.0
C.12D.1
解析:因?yàn)閒(x)為偶函數(shù),則f(1)=f(-1),
∴(1+a)ln13=(-1+a)ln3,解得a=0,
當(dāng)a=0時(shí),f(x)=xln2x-12x+1,(2x-1)(2x+1)gt;0,解得xgt;12或xlt;-12,則定義域?yàn)閤xgt;12或xlt;-12,關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱.
又因?yàn)閒(-x)=(-x)ln2(-x)-12(-x)+1=(-x)ln2x+12x-1=(-x)ln(2x-12x+1)-1=xln2x-12x+1=f(x),故此時(shí)f(x)為偶函數(shù).故選:B.
評(píng)注:本題考查了函數(shù)的奇偶性:已知函數(shù)的奇偶性,求參數(shù)的值,常規(guī)題型.如果直接利用偶函數(shù)的定義f(x)=f(-x)來求解,計(jì)算量比較大.采用特殊值代入先求出參數(shù)值a,再回代a,用定義去驗(yàn)證函數(shù)f(x)為偶函數(shù),這樣的處理技巧可以大大減少計(jì)算量.
變式2.(1)函數(shù)f(x)圖像如下圖所示,則f(x)的解析式可能為(" )
A.5(ex-e-x)x2+2
B.5sinxx2+1
C.5(ex+e-x)x2+2
D.5cosxx2+1
解析:由圖知:函數(shù)圖像關(guān)于y軸對(duì)稱,其為偶函數(shù),而A、B中函數(shù)為奇函數(shù),排除;
當(dāng)xgt;0時(shí),5(ex+e-x)x2+2gt;0,即5(ex+e-x)x2+2中(0,+∞)上函數(shù)值為正,排除C;故選:D
(2)若f(x)=(x-1)2+ax+sinx+π2為偶函數(shù),則a=""""" .
解析:因?yàn)閥=f(x)=(x-1)2+ax+sinx+π2=(x-1)2+ax+cosx為偶函數(shù),定義域?yàn)镽,
所以f-π2=fπ2,即-π2-12-π2a+cos-π2=π2-12+π2a+cosπ2,
則πa=π2+12-π2-12=2π,故a=2,此時(shí)f(x)=(x-1)2+2x+cosx=x2+1+cosx,
所以f(-x)=(-x)2+1+cos(-x)=x2+1+cosx=f(x),又因?yàn)槎x域?yàn)镽,故f(x)為偶函數(shù),所以a=2.故答案為:2.
三、函數(shù)對(duì)稱性的判斷與應(yīng)用
判斷函數(shù)對(duì)稱性的常用方法是定義法,其代數(shù)表達(dá)形式有多種類型,我們要理解其本質(zhì),對(duì)于題目給出的關(guān)系式,有時(shí)候需要通過代數(shù)變形才能識(shí)別出其對(duì)稱軸或?qū)ΨQ中心.若函數(shù)具有兩種對(duì)稱性,則該函數(shù)是周期函數(shù),如“對(duì)于任意的實(shí)數(shù)x,函數(shù)f(x)同時(shí)滿足f(a-x)=f(a+x),f(2a-x)=f(2a+x),則函數(shù)f(x)是以T=2a為周期的周期函數(shù),且是偶函數(shù)”,所以對(duì)稱性和周期性也會(huì)經(jīng)常結(jié)合在一起考查.
例3.已知函數(shù)f(x),g(x)的定義域均為R,且f(x)+g(2-x)=5,g(x)-f(x-4)=7.若y=g(x)的圖像關(guān)于直線x=2對(duì)稱,g(2)=4,則∑22k=1f(k)=(" )
A.-21B.-22
C.-23D.-24
解析:因?yàn)閥=g(x)的圖像關(guān)于直線x=2對(duì)稱,所以g(2-x)=g(x+2),
因?yàn)間(x)-f(x-4)=7,所以g(x+2)-f(x-2)=7,即g(x+2)=7+f(x-2),
因?yàn)閒(x)+g(2-x)=5,所以f(x)+g(x+2)=5,代入得f(x)+[7+f(x-2)]=5,
即f(x)+f(x-2)=-2,所以f(3)+f(5)+…+f(21)=(-2)×5=-10,
f(4)+f(6)+…+f(22)=(-2)×5=-10.
因?yàn)閒(x)+g(2-x)=5,所以f(0)+g(2)=5,即f(0)=1,所以f(2)=-2-f(0)=-3.
因?yàn)間(x)-f(x-4)=7,所以g(x+4)-f(x)=7,又因?yàn)閒(x)+g(2-x)=5,
聯(lián)立得g(2-x)+g(x+4)=12,所以y=g(x)的圖像關(guān)于點(diǎn)(3,6)中心對(duì)稱,因?yàn)楹瘮?shù)g(x)的定義域?yàn)镽,所以g(3)=6.因?yàn)閒(x)+g(x+2)=5,所以f(1)=5-g(3)=-1.所以
∑22k=1f(k)=f(1)+f(2)+[f(3)+f(5)+…+f(21)]+[f(4)+f(6)+…+f(22)]=-1-3-10-10=-24.故選D.
評(píng)注:本題主要考查了抽象函數(shù)的對(duì)稱性,需要充分理解并掌握對(duì)稱性的定義和性質(zhì),對(duì)函數(shù)關(guān)系式多次變形轉(zhuǎn)化,難度較大.本題難點(diǎn)在于對(duì)條件“f(x)+g(2-x)=5,g(x)-f(x-4)=7”的靈活應(yīng)用.一是對(duì)x進(jìn)行賦值,根據(jù)需要進(jìn)行合理的賦值才能得到想要的結(jié)果;二是對(duì)f(x)與g(x)關(guān)系的轉(zhuǎn)化,根據(jù)g(x)的性質(zhì)進(jìn)行賦值后消去g(x)得到只有f(x)的關(guān)系式,從而得到f(x)的性質(zhì),再次賦值消去f(x)得到只有g(shù)(x)的關(guān)系式,從而得到g(x)的性質(zhì).
變式3.黎曼函數(shù)是一個(gè)特殊的函數(shù),由德國(guó)數(shù)學(xué)家波恩哈德·黎曼發(fā)現(xiàn)并提出,在高等數(shù)學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用.黎曼函數(shù)定義在[0,1]上,其解析式如下:R(x)=1p,x=qp(p,q互質(zhì),pgt;q)
0,x=0、1或[0,1]上的無理數(shù),定義在實(shí)數(shù)集上的函數(shù)f(x),g(x)滿足f(-x)=5-g(2+x),g(x)=9+f(x-4),且函數(shù)g(x)的圖像關(guān)于直線x=2對(duì)稱,g(2)=2,當(dāng)x∈(0,1)時(shí),f(x)=R(x),則f(2022)+f-20236=""""" .
解析:因?yàn)楹瘮?shù)g(x)的圖像關(guān)于直線x=2對(duì)稱,所以g(2+x)=g(2-x)由f(-x)=5-g(2+x)得f(x)=5-g(2-x),
所以f(-x)=f(x),所以f(x)為偶函數(shù),由g(x)=9+f(x-4)得:
g(2-x)=9+f(-x-2)=9+f(x+2),代入f(x)=5-g(2-x),得f(x)=-4-f(x+2),
所以f(x)+f(x+2)=-4,所以f(x+2)+f(x+4)=-4,所以f(x)=f(x+4),
所以f(x)是以4為周期的函數(shù),由g(x)=9+f(x-4)得g(2)=9+f(-2)=2,所以f(-2)=-7,即f(2)=-7,由f(x)+f(x+2)=-4得f-76+f-76+2=-4,所以f-76+f56=-4,即f-76+R56=-4,所以f-76+16=-4,所以f-76=-4-16,f(2022)+f-20236=f(4×505+2)+f-4×84-76=f(2)+f-76=-7-4-16=-676,故答案為:-676.
四、函數(shù)周期性的判斷與應(yīng)用
判斷函數(shù)周期性的常用方法是定義法,即“若函數(shù)滿足f(x±T)=f(x)(T≠0),則y=f(x)的周期為T,KT(k∈Z)也是函數(shù)周期”.還有一些常見的周期性的表達(dá)式,也需要我們熟悉,如“f(x+a)=-f(x)y=f(x)的周期為T=2a”.周期性的表達(dá)式和對(duì)稱性的表達(dá)式很相似,特別是綜合考查對(duì)稱性和周期性的題目,要加以區(qū)分.
例4.函數(shù)f(x)滿足f(x+4)=f(x)(x∈R),且在區(qū)間(-2,2]上,f(x)=cosπx2,0lt;x≤1
x+12,-2lt;x≤0
則f(f(15))的值為""""" .
解析:由f(x+4)=f(x)得函數(shù)f(x)的周期為4,所以f(15)=f(16-1)=f(-1)=-1+12=12,因此f(f(15))=f12=cosπ4=22.
評(píng)注:本題主要考查了函數(shù)的周期性以及分段函數(shù)的求值問題,利用周期性把未知函數(shù)關(guān)系式區(qū)間上的函數(shù)值轉(zhuǎn)化為已知關(guān)系式的區(qū)間上求解.本題還涉及到兩層函數(shù)復(fù)合的求值問題,要從里往外層層求解,難度不大,但計(jì)算要細(xì)心.
變式4.(1)已知函數(shù)f(x)周期為1,且當(dāng)0lt;x≤1,f(x)=-log2x,則f32=""""" .
解析:f32=f12=-log212=1.
(2)(2022年新高考全國(guó)Ⅱ卷·第8題)已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,且f(x+y)+f(x-y)=f(x)f(y),f(1)=1,則∑22k=1f(k)=(" )
A.-3B.-2
C.0D.1
解析:令y=1得f(x+1)+f(x-1)=f(x)·f(1)=f(x)f(x+1)=f(x)-f(x-1),故f(x+2)=f(x+1)-f(x),f(x+3)=f(x+2)-f(x+1),消去f(x+2)和f(x+1)得:f(x+3)=-f(x),故f(x)周期為6;令x=1,y=0得f(1)+f(1)=f(1)·f(0)f(0)=2,f(2)=f(1)-f(0)=1-2=-1,f(3)=f(2)-f(1)=-1-1=-2,f(4)=f(3)-f(2)=-2-(-1)=-1,f(5)=f(4)-f(3)=-1-(-2)=1,f(6)=f(5)-f(4)=1-(-1)=2,故∑22k=1f(k)=3[f(1)+f(2)+…+f(6)]+f(19)+f(20)+f(21)+f(22)=f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=1+(-1)+(-2)+(-1)=-3,即∑22k=1f(k)=-3.故選:A.
五、函數(shù)性質(zhì)的綜合應(yīng)用
高考中也會(huì)把函數(shù)的各種性質(zhì)綜合在一起考查,我們要掌握各種性質(zhì)之間的聯(lián)系和區(qū)別,才能明確解題的方向和思路.
例5.(1)設(shè)f(x)是定義域?yàn)镽的偶函數(shù),且在(0,+∞)單調(diào)遞減,則(" )
A.f(log314)gt;f(2-32)gt;f(2-23)
B.f(log314)gt;f(2-23)gt;f(2-32)
C.f(2-32)gt;f(2-23)gt;f(log314)
D.f(2-23)gt;f(2-32)gt;f(log314)
解析:∵f(x)是R上的偶函數(shù),∴f(log314)=f(-log34)=f(log34).
∴l(xiāng)og34gt;1=20gt;2-23gt;2-32gt;0,又f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,f(log34)lt;f(2-23)lt;f(2-32),∴f(2-32)gt;f(2-23)gt;f(log314),故選C.
評(píng)注:本題主要考查了抽象函數(shù)的奇偶性和單調(diào)性,利用函數(shù)的性質(zhì)比較大小.首先根據(jù)函數(shù)的奇偶性,把所有函數(shù)值的自變量轉(zhuǎn)化到同一單調(diào)區(qū)間上,再結(jié)合區(qū)間的單調(diào)性來比較函數(shù)值的大小.利用函數(shù)的奇偶性和單調(diào)性去比較大小、解函數(shù)不等式是常見題型.
(2)(2018年高考數(shù)學(xué)課標(biāo)Ⅱ卷(理)·第11題)已知f(x)是定義域?yàn)椋?∞,+∞)的奇函數(shù),滿足f(1-x)=f(1+x).若f(1)=2,則f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=(" )
A.-50B.0
C.2D.50
解析:因?yàn)閒(x)是定義域?yàn)椋?∞,+∞)的奇函數(shù),且滿足f(1-x)=f(1+x),所以f(1-(x+1))=f(1+(x+1)),即f(-x)=f(x+2),所以f(x)=-f(x+2),
f(x+4)=-f(x+2)=f(x),因此f(x)是周期函數(shù)且T=4.
又f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=12[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]+f(1)+f(2),
且f(2)=f(1+1)=f(1-1)=f(0)=0,f(3)=f(-1)=-f(1)=-2,f(4)=f(0)=0,所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=0,所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=f(1)+f(2)=2,故選C.
評(píng)注:本題主要考查了抽象函數(shù)的奇偶性和周期性.根據(jù)題目條件知函數(shù)f(x)為奇函數(shù)且關(guān)于點(diǎn)(1,0)對(duì)稱.具有兩種對(duì)稱性的函數(shù)可推出周期性,對(duì)于小題,可用二級(jí)結(jié)論“一軸一心差4倍”推出周期為4×|0-1|=4,把求和∑50k=1f(1)轉(zhuǎn)化為求一個(gè)周期內(nèi)的函數(shù)值的和,簡(jiǎn)便計(jì)算.對(duì)于綜合考查對(duì)稱性、奇偶性和周期性的題目,熟悉一些常用的二級(jí)結(jié)論,可提高解題效率.
變式5.(1)(2017年高考數(shù)學(xué)新課標(biāo)Ⅰ卷理科·第5題)函數(shù)f(x)在(-∞,+∞)上單調(diào)遞減,且為奇函數(shù).若f(1)=-1,則滿足-1≤f(x-2)≤1的x的取值范圍是(" )
A.[-2,2]B.[-1,1]
C.[0,4]D.[1,3]
解析:因?yàn)閒(x)為奇函數(shù)且在(-∞,+∞)上單調(diào)遞減,要使-1≤f(x)≤1成立,則x滿足-1≤x≤1,所以由-1≤x-2≤1得1≤x≤3,故選:D.
(2)設(shè)函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)镽,且滿足f(x)=f(2-x),f(-x)=-f(x-2),當(dāng)x∈(-1,1]時(shí),f(x)=-x2+1,則正確的是(" )
A.f(2022)=1
B.當(dāng)x∈[4,6]時(shí),f(x)的取值范圍為[-1,0]
C.y=f(x+3)為奇函數(shù)
D.方程f(x)=lg(x+1)僅有5個(gè)不同實(shí)數(shù)解
解析:因?yàn)閒(x)=f(2-x),所以函數(shù)f(x)的圖像關(guān)于直線x=1對(duì)稱;則f(-x)=f(2+x),又f(-x)=-f(x-2),所以f(2+x)=-f(x-2),則f(4+x)=-f(x),則
f(x+8)=-f(x+4)=f(x),則函數(shù)f(x)的周期為8,因?yàn)閒(x)=f(2-x),令x=0,則f(2)=f(0),因?yàn)楫?dāng)x∈(-1,1]時(shí),f(x)=-x2+1,則f(0)=1,
f(2022)=f(252×8+6)=f(6)=-f(2)=-1,故A錯(cuò)誤;
當(dāng)4≤x≤5時(shí),0≤x-4≤1,有0≤f(x-4)≤1,則f(x)=-f(x-4)∈[-1,0],
當(dāng)5≤x≤6時(shí),-4≤2-x≤-3,0≤(2-x)+4≤1,有0≤f[(2-x)+4]≤1,
f(x)=f(2-x)=-f[(2-x)+4]∈[-1,0],當(dāng)x∈[4,6]時(shí),f(x)的取值范圍為[-1,0],故B正確;
f(-x+3)=-f(-x-1)=-f(2-(-x-1))=-f(x+3),所以y=f(x+3)為奇函數(shù),故C正確.
由函數(shù)f(x)的圖像關(guān)于直線x=1對(duì)稱以及關(guān)于(-1,0)對(duì)稱,且周期為8,畫出函數(shù)y=f(x)的圖像,在同一坐標(biāo)平面內(nèi)也作出函數(shù)y=lg(x+1)的圖像如下:
因?yàn)閘g(8+1)lt;1,lg(10+1)gt;1,可以看出兩個(gè)函數(shù)的圖像有5個(gè)交點(diǎn),所以方程f(x)=lg(x+1)僅有5個(gè)不同實(shí)數(shù)解,故D正確.故選:BCD.
高考主要以二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)以及三角函數(shù)等基本初等函數(shù)作為載體來考查函數(shù)的性質(zhì),主要有比較大小、求值、判斷函數(shù)圖像、解不等式、求參數(shù)等問題類型,題目以選擇題和填空題為主,難度以偏易、中等為主.熟悉函數(shù)的常見性質(zhì),以及一些二級(jí)結(jié)論,可以提高解題的效率.
【本文系全國(guó)教育規(guī)劃課題(教育部重點(diǎn)課題)“粵港澳大灣區(qū)背景下中學(xué)拔尖創(chuàng)新人才高中-高校貫通式培養(yǎng)的路徑研究”(立項(xiàng)號(hào):DHA230397,主持人:葉麗琳)研究成果】
責(zé)任編輯" 徐國(guó)堅(jiān)