抽象函数的对称性奇偶性与周期性学习总结及其习题集.doc

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1、抽象函数的对称性、奇偶性与周期性总结及习题 一.概念: 抽象函数是指没有给出具体的函数解析式或图像,只给出一些函数符号及其满足的条件的函数,如函数的定义域,解析递推式,特定点的函数值,特定的运算性质等,它是高中函数部分的难点,也是大学高等数学函数部分的一个衔接点,由于抽象函数没有具体的解析表达式作为载体,因此理解研究起来比较困难，所以做抽象函数的题目需要有严谨的逻辑思维能力、丰富的想象力以及函数知识灵活运用的能力 1、周期函数的定义：对于定义域内的每一个，都存在非零常数，使得恒成立，则称函数具有周期性，叫做的一个周期，则（）也是的周期，所有周期中的最小正数叫的最小正周期。分段函数的周期：设是周

2、期函数，在任意一个周期内的图像为C:。把个单位即按向量在其他周期的图像：。2、奇偶函数：设若若。分段函数的奇偶性3、函数的对称性：（1）中心对称即点对称：点 （2）轴对称：对称轴方程为：。关于直线函数关于直线成轴对称。关于直线成轴对称。二、函数对称性的几个重要结论（一）函数图象本身的对称性（自身对称）若，则具有周期性；若，则具有对称性：“内同表示周期性，内反表示对称性”。1、 图象关于直线对称推论1： 的图象关于直线对称推论2、 的图象关于直线对称推论3、 的图象关于直线对称2、 的图象关于点对称推论1、 的图象关于点对称推论2、 的图象关于点对称推论3、 的图象关于点对称（二）两个函数的图象

3、对称性（相互对称）（利用解析几何中的对称曲线轨迹方程理解）1、偶函数与图象关于Y轴对称2、奇函数与图象关于原点对称函数3、函数与图象关于X轴对称4、互为反函数与函数图象关于直线对称5.函数与图象关于直线对称 推论1:函数与图象关于直线对称推论2:函数与 图象关于直线对称推论3:函数与图象关于直线对称 （三）抽象函数的对称性与周期性1、抽象函数的对称性性质1 若函数yf(x)关于直线xa轴对称，则以下三个式子成立且等价：（1）f(ax)f(ax) （2）f(2ax)f(x) （3）f(2ax)f(x)性质2 若函数yf(x)关于点（a，0）中心对称，则以下三个式子成立且等价：（1）f(ax)f(

4、ax)（2）f(2ax)f(x)（3）f(2ax)f(x)易知，yf(x)为偶（或奇）函数分别为性质1（或2）当a0时的特例。2、复合函数的奇偶性定义1、 若对于定义域内的任一变量x，均有fg(x)fg(x)，则复数函数yfg(x)为偶函数。定义2、 若对于定义域内的任一变量x，均有fg(x)fg(x)，则复合函数yfg(x)为奇函数。说明：（1）复数函数fg(x)为偶函数，则fg(x)fg(x)而不是fg(x)fg(x)，复合函数yfg(x)为奇函数，则fg(x)fg(x)而不是fg(x)fg(x)。（2）两个特例：yf(xa)为偶函数，则f(xa)f(xa)；yf(xa)为奇函数，则f(x

5、a)f(ax)（3）yf(xa)为偶（或奇）函数，等价于单层函数yf(x)关于直线xa轴对称（或关于点（a，0）中心对称）3、复合函数的对称性性质3复合函数yf(ax)与yf(bx)关于直线x（ba）/2轴对称性质4、复合函数yf(ax)与yf(bx)关于点（ba）/2，0）中心对称推论1、 复合函数yf(ax)与yf(ax)关于y轴轴对称推论2、 复合函数yf(ax)与yf(ax)关于原点中心对称4、函数的周期性若a是非零常数，若对于函数yf(x)定义域内的任一变量x点有下列条件之一成立，则函数yf(x)是周期函数，且2|a|是它的一个周期。f(xa)f(xa) f(xa)f(x)f(xa)

6、1/f(x) f(xa)1/f(x)5、函数的对称性与周期性性质5 若函数yf(x)同时关于直线xa与xb轴对称，则函数f(x)必为周期函数，且T2|ab|性质6、若函数yf(x)同时关于点（a，0）与点（b，0）中心对称，则函数f(x)必为周期函数，且T2|ab|性质7、若函数yf(x)既关于点（a，0）中心对称，又关于直线xb轴对称，则函数f(x)必为周期函数，且T4|ab| 6、函数对称性的应用 （1）若,即 （2）例题 1、; 2、奇函数的图像关于原点（0，0）对称：。 3、若的图像关于直线对称。设.（四）常用函数的对称性三、函数周期性的几个重要结论1、( ) 的周期为，()也是函数的

7、周期2、 的周期为3、 的周期为4、 的周期为5、 的周期为6、 的周期为7、 的周期为8、 的周期为9、 的周期为10、若11、有两条对称轴和 周期推论：偶函数满足 周期12、有两个对称中心和 周期推论：奇函数满足 周期13、有一条对称轴和一个对称中心的四、用函数奇偶性、周期性与对称性解题的常见类型灵活应用函数奇偶性、周期性与对称性，可巧妙的解答某些数学问题，它对训练学生分析问题与解决问题的能力有重要作用.下面通过实例说明其应用类型。1.求函数值例1.（1996年高考题）设是上的奇函数，当时，则等于（-0.5）（A）0.5; （B）-0.5; （C）1.5; （D）-1.5.例2（1989年

8、北京市中学生数学竞赛题）已知是定义在实数集上的函数，且，求的值.。2、比较函数值大小例3.若是以2为周期的偶函数，当时，试比较、的大小.解：是以2为周期的偶函数，又在上是增函数，且，3、求函数解析式例4.（1989年高考题）设是定义在区间上且以2为周期的函数，对，用表示区间已知当时，求在上的解析式.解：设时，有 是以2 为周期的函数，.例5设是定义在上以2为周期的周期函数，且是偶函数，在区间上，求时，的解析式.解：当，即，又是以2为周期的周期函数，于是当，即时，4、判断函数奇偶性例6.已知的周期为4，且等式对任意均成立，判断函数的奇偶性.解：由的周期为4，得，由得，故为偶函数.5、确定函数图象

9、与轴交点的个数例7.设函数对任意实数满足， 判断函数图象在区间上与轴至少有多少个交点.解：由题设知函数图象关于直线和对称，又由函数的性质得是以10为周期的函数.在一个周期区间上，故图象与轴至少有2个交点.而区间有6个周期，故在闭区间上图象与轴至少有13个交点.6、在数列中的应用例8.在数列中，求数列的通项公式，并计算分析：此题的思路与例2思路类似.解：令则不难用归纳法证明数列的通项为：，且以4为周期.于是有1，5，9 1997是以4为公差的等差数列，由得总项数为500项，7、在二项式中的应用例9.今天是星期三，试求今天后的第天是星期几？分析：转化为二项式的展开式后，利用一周为七天这个循环数来进

10、行计算即可.解：因为展开式中前92项中均有7这个因子，最后一项为1，即为余数，故天为星期四.8、复数中的应用例10.（上海市1994年高考题）设，则满足等式且大于1的正整数中最小的是（A） 3 ； （B）4 ； （C）6 ； （D）7.分析：运用方幂的周期性求值即可.解：，9、解“立几”题例11.ABCD是单位长方体，黑白二蚁都从点A出发，沿棱向前爬行，每走一条棱称为“走完一段”。白蚁爬行的路线是黑蚁爬行的路线是它们都遵循如下规则：所爬行的第段所在直线与第段所在直线必须是异面直线（其中.设黑白二蚁走完第1990段后，各停止在正方体的某个顶点处，这时黑白蚁的距离是（A）1； （B）；（C） ；

11、（D）0.解：依条件列出白蚁的路线立即可以发现白蚁走完六段后又回到了A点.可验证知：黑白二蚁走完六段后必回到起点，可以判断每六段是一个周期.1990=6，因此原问题就转化为考虑黑白二蚁走完四段后的位置，不难计算出在走完四段后黑蚁在点，白蚁在C点，故所求距离是例题与应用例1：f(x) 是R上的奇函数f(x)= f(x+4) ，x0，2时f(x)=x，求f(2007) 的值 例2：已知f(x)是定义在R上的函数，且满足f(x+2)1f(x)=1+f(x)，f(1)=2，求f(2009) 的值 。故f(2009)= f(2518+1)=f(1)=2例3：已知f(x)是定义在R上的偶函数，f(x)=

12、f(4-x)，且当时，f(x)=2x+1，则当时求f(x)的解析式例4：已知f(x)是定义在R上的函数，且满足f(x+999)=，f(999+x)=f(999x)， 试判断函数f(x)的奇偶性.例5：已知f(x)是定义在R上的偶函数，f(x)= f(4-x)，且当时，f(x)是减函数，求证当时f(x)为增函数例6：f(x)满足f(x) =-f(6-x)，f(x)= f(2-x)，若f(a) =-f(2000)，a5，9且f(x)在5，9上单调.求a的值. 例7：已知f(x)是定义在R上的函数，f(x)= f(4x)，f(7+x)= f(7x),f(0)=0，求在区间1000，1000上f(x)

13、=0至少有几个根？ 解：依题意f(x)关于x=2，x=7对称，类比命题2（2）可知f(x)的一个周期是10 故f(x+10)=f(x) f(10)=f(0)=0 又f(4)=f(0)=0 即在区间(0，10上，方程f(x)=0至少两个根 又f(x)是周期为10的函数，每个周期上至少有两个根， 因此方程f(x)=0在区间1000，1000上至少有1+=401个根.例1、 函数yf(x)是定义在实数集R上的函数，那么yf(x4)与yf(6x)的图象之间（D ）A关于直线x5对称 B关于直线x1对称C关于点（5，0）对称 D关于点（1，0）对称解：据复合函数的对称性知函数yf(x4)与yf(6x)之

14、间关于点（64）/2，0）即（1，0）中心对称，故选D。（原卷错选为C）例2、 设f(x)是定义在R上的偶函数，其图象关于x1对称，证明f(x)是周期函数。（2001年理工类第22题）例3、 设f(x)是（，）上的奇函数，f(x2)f(x)，当0x1时f(x)x，则f(7.5)等于（-0.5）（1996年理工类第15题）例4、 设f(x)是定义在R上的函数，且满足f(10x)f(10x)，f(20x)f(20x)，则f(x)是（C ）A偶函数，又是周期函数 B偶函数，但不是周期函数C奇函数，又是周期函数 D奇函数，但不是周期函数六、巩固练习1、函数yf(x)是定义在实数集R上的函数，那么yf(

15、x4)与yf(6x)的图象（ ）。A关于直线x5对称 B关于直线x1对称C关于点（5，0）对称 D关于点（1，0）对称2、设f(x)是（，）上的奇函数，f(x2)f(x)，当0x1时，f(x)x，则f(7.5)=（ ）。A0.5 B0.5 C1.5 D1.53、设f(x)是定义在（，）上的函数，且满足f(10x)f(10x)，f(20x)f(20x)，则f(x)是（ ）。A偶函数，又是周期函数 B偶函数，但不是周期函数C奇函数，又是周期函数 D奇函数，但不是周期函数4、f(x)是定义在R上的偶函数，图象关于x1对称，证明f(x)是周期函数。参考答案：D，B，C，T2。5、在数列求=-1一、选择

16、题（每题5分，共40分）1定义在R上的函数既是奇函数又是周期函数，若的最小正周期是，且当时，则的值为 A. B. C. D. 2偶函数yf(x)满足条件f(x1)f(x1)，且当x1,0时，f(x)3x，则f()的值等于( )A1 B. C. D13函数（ ） 4设是定义在上的奇函数，且当时，.若对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )A B C D 5函数f（x）=的最大值是（ ）A. B. C. D. 6 已知是定义在上且以3为周期的奇函数，当时，则函数在区间上的零点个数是（ ） A3 B5 C7 D98.若函数是偶函数，则常数的取值范围是( ) A.B.C.D.9已知a为参数，函

17、数是偶函数，则a可取值的集合是（ ）A0,5 B-2,5 C-5,2 D1,200910已知是偶函数，而是奇函数，且对任意，都有，则的大小关系是( ) A B C D二、填空题（每题6分，共36分）11已知在1，1上存在，使得=0，则的取值范围是_；12设是定义在R上的奇函数，当x0时，=，则 . 13函数是定义在实数集上的不恒为零的偶函数，且对任意实数都有，则的值是 14若是奇函数，则实数 15若函数为偶函数，则实数 16若是奇函数，则a= 17对于偶函数，其值域为 ； 三、解答题（15-18题每题11分；19、20各15分；共74分）18已知（1）求函数的定义域；（2）判断并证明函数的奇偶

18、性；（3）若，试比较与的大小19（本小题满分14分）已知定义域为的函数是奇函数 求函数的解析式； 判断并证明函数的单调性； 若对于任意的，不等式恒成立，求的取值范围. 20（本小题12分）已知函数是奇函数，且（1）求，的值；（2）用定义证明在区间上是减函数. 21已知: 是定义在区间上的奇函数,且.若对于任意的时,都有（1）解不等式（2）若对所有恒成立,求实数的取值范围22(本小题满分14分) 已知奇函数有最大值, 且, 其中实数是正整数.求的解析式;令, 证明(是正整数).参考答案1C【解析】试题分析：根据题意，由于定义在R上的函数既是奇函数又是周期函数，且可知的最小正周期是，那么可知=-=

19、-，故可知答案为C考点：函数的奇偶性以及周期性点评：主要是考查了函数的性质的运用，属于基础题。2D【解析】试题分析：根据题意，由于偶函数yf(x)满足条件f(x1)f(x1)，说明函数的周期为2，f(-x)=f(x) 当x1,0时，f(x)3x，则对于，f()=f(2+)=f(2- )=3=1故可知答案为D.考点：函数的奇偶性点评：主要是考查了函数的奇偶性以及函数解析式的运用，属于基础题。3A【解析】由于函数为偶函数又过（0，0）所以直接选A.【考点定位】对图像的考查其实是对性质的考查，注意函数的特征即可，属于简单题.4B 【解析】试题分析：利用“排除法”。a=0时，不等式不恒成立；排除A,D

20、。a=1时，不等式不恒成立,排除C，故选B。考点：函数的奇偶性，二次函数的图象和性质。点评：中档题，本题综合考查函数的奇偶性，二次函数的图象和性质，利用“排除法”，简化了解题过程。5C【解析】因为函数f（x）=，利用二次函数的性质可知，分母的最小值为，那么所求的最大值是，选C6D【解析】当x（0，1.5）时f（x）=ln（x2-x+1），令f（x）=0，则x2-x+1=1，解得x=1，又函数f（x）是定义域为R的奇函数，在区间-1.5，1.5上，f（-1）=-f（1）=0，f（0）=0f（1.5）=f（-1.5+3）=f（-1.5）=-f（1.5），f（-1）=f（1）=f（0）=f（1.5）

21、=f（-1.5）=0又函数f（x）是周期为3的周期函数，则方程f（x）=0在区间0，6上的解有0，1，1.5，2，3，4，4.5，5，6，共9个.7（A） 【解析】 是周期为2的奇函数， 又，当01时， 故选（A）8B【解析】9C【解析】10A【解析】11（，+）U（，1）【解析】试题分析：根据题意，由于在1，1上存在，使得=0，那么可知3ax+1-2a=0,x= ,在区间1，1上，则根据题意，,的取值范围是（，+）U（，1）。考点：函数的零点点评：主要是考查了函数零点的运用，属于基础题。123【解析】试题分析：因为，是定义在R上的奇函数，是定义在R上的奇函数，所以，考点：函数的奇偶性点评：简

22、单题，奇函数应满足：定义域关于原点对称，。130【解析】试题分析：根据题意，函数是定义在实数集上的不恒为零的偶函数从xf（x+1）=（1+x）f（x）结构来看，要用递推的方法，先用赋值法求得f( )=0，再由f( )=f(+1)依此求解即又，令x=-,可知f( )=0，f( )= f( - )，依次可知赋值得到f( )=f(+1)=0，由于f(1)=0-f(-1),那么可知的值为0.考点：函数奇偶性和递推关系式点评：本题主要考查利用函数的主条件用递推的方法求函数值，这类问题关键是将条件和结论有机地结合起来，作适当变形，把握递推的规律14【解析】试题分析：因为f(x)=0且定义域为R，所以f(0)=0，所以f(0)=。考点：本题考查奇函数的性质。点评：若是奇函数，且在x=0时有定义，则一定为0.做题时一定要灵活应用此性质。150【解析】因为函数为偶函数，那么利用定义可知a=0.16-1【解析】本题考查了函数的奇偶性。解：为奇函数 即： 即解得： 17【解析】18（1）（-1，1）（2）奇函数（3）当时， ；当时，=；当时，；当时，=；当时， 0时，由 以及 - 4分可得到, , 只有, ; - 2分(2) , - 2分则由(是正整数),可得所求证结论. - 4分