2024年高考数学大一轮(人教A版文)第二章培优课2.5　函数性质的综合应用复习讲义(学生版+解析)

§2.5函数性质的综合应用函数性质的综合应用是历年高考的一个热点内容，经常以客观题出现，通过分析函数的性质特点，结合图象研究函数的性质，往往多种性质结合在一起进行考查．题型一函数的奇偶性与单调性例1(2020·新高考全国Ⅰ)若定义在R上的奇函数f(x)在(－∞，0)上单调递减，且f(2)＝0，则满足xf(x－1)≥0的x的取值范围是()A．[－1,1]∪[3，＋∞)B．[－3，－1]∪[0,1]C．[－1,0]∪[1，＋∞)D．[－1,0]∪[1,3]听课记录：________________________________________________________________________________________________________________________________________________思维升华(1)解抽象函数不等式，先把不等式转化为f(g(x))>f(h(x))，利用单调性把不等式的函数符号“f”脱掉，得到具体的不等式(组)．(2)比较大小，利用奇偶性把不在同一单调区间上的两个或多个自变量的函数值转化到同一单调区间上，进而利用其单调性比较大小．跟踪训练1函数y＝f(x)是偶函数且在(－∞，0]上单调递减，f(－2)＝0，则f(2－3x)>0的解集为()A．(－∞，0)∪eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，＋∞))B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(3,4)))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(4,3)))D．(－∞，0)∪eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3)，＋∞))题型二函数的奇偶性与周期性例2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]上单调递增，则()A．f(16)<f(－13)<f(18)B．f(18)<f(16)<f(－13)C．f(16)<f(18)<f(－13)D．f(－13)<f(16)<f(18)听课记录：________________________________________________________________________________________________________________________________________________思维升华周期性与奇偶性结合的问题多考查求函数值、比较大小等，常利用奇偶性和周期性将所求函数值的自变量转化到已知解析式的函数定义域内，或已知单调性的区间内求解．跟踪训练2(2023·广州模拟)已知f(x)是定义在R上的奇函数，f(x＋1)＝f(x－1)，则f(2021)＋f(2022)等于()A．1B．0C．－2021D．－1题型三函数的奇偶性与对称性例3已知定义域为R的函数f(x)满足f(－x)＋f(x)＝0，且f(1－x)＝f(1＋x)，则下列结论一定正确的是________．(填序号)①f(x＋2)＝f(x)；②函数y＝f(x)的图象关于点(2,0)对称；③函数y＝f(x＋1)是偶函数；④f(2－x)＝f(x－1)．听课记录：________________________________________________________________________________________________________________________________________________思维升华由函数的奇偶性与对称性可求函数的周期，常用于化简求值、比较大小等．跟踪训练3(2022·南阳模拟)已知函数f(x)是R上的偶函数，且f(x)的图象关于点(1,0)对称，当x∈[0,1]时，f(x)＝2－2x，则f(0)＋f(1)＋f(2)＋…＋f(2024)的值为()A．－2B．－1C．0D．1题型四函数的周期性与对称性例4已知y＝f(x)是定义在R上的奇函数，满足f(x＋1)＝f(x－2)，下列说法正确的个数是()①y＝f(x)的图象关于直线x＝eq\f(3,2)对称；②y＝f(x)的图象关于点eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)，0))对称；③y＝f(x)在[0,6]内至少有5个零点；④若y＝f(x)在[0,1]上单调递增，则它在[2021，2022]上也单调递增．A．1B．2C．3D．4听课记录：________________________________________________________________________________________________________________________________________________思维升华函数的奇偶性、对称性、周期性和单调性是函数的四大性质，在高考中常常将它们综合在一起命题，解题时，往往需要借助函数的奇偶性、对称性和周期性来确定另一区间上的单调性，即实现区间的转换，再利用单调性解决相关问题．跟踪训练4已知f(x)是定义域为R的函数，满足f(x＋1)＝f(x－3)，f(1＋x)＝f(3－x)，当0≤x≤2时，f(x)＝x2－x，则下列说法错误的是()A．f(x)的周期为4B．f(x)的图象关于直线x＝2对称C．当0≤x≤4时，函数f(x)的最大值为2D．当6≤x≤8时，函数f(x)的最小值为－eq\f(1,2)§2.5函数性质的综合应用函数性质的综合应用是历年高考的一个热点内容，经常以客观题出现，通过分析函数的性质特点，结合图象研究函数的性质，往往多种性质结合在一起进行考查．题型一函数的奇偶性与单调性例1(2020·新高考全国Ⅰ)若定义在R上的奇函数f(x)在(－∞，0)上单调递减，且f(2)＝0，则满足xf(x－1)≥0的x的取值范围是()A．[－1,1]∪[3，＋∞)B．[－3，－1]∪[0,1]C．[－1,0]∪[1，＋∞)D．[－1,0]∪[1,3]答案D解析因为函数f(x)为定义在R上的奇函数，则f(0)＝0.又f(x)在(－∞，0)上单调递减，且f(2)＝0，画出函数f(x)的大致图象如图(1)所示，则函数f(x－1)的大致图象如图(2)所示．(1)(2)当x≤0时，要满足xf(x－1)≥0，则f(x－1)≤0，得－1≤x≤0.当x>0时，要满足xf(x－1)≥0，则f(x－1)≥0，得1≤x≤3.故满足xf(x－1)≥0的x的取值范围是[－1,0]∪[1,3]．思维升华(1)解抽象函数不等式，先把不等式转化为f(g(x))>f(h(x))，利用单调性把不等式的函数符号“f”脱掉，得到具体的不等式(组)．(2)比较大小，利用奇偶性把不在同一单调区间上的两个或多个自变量的函数值转化到同一单调区间上，进而利用其单调性比较大小．跟踪训练1函数y＝f(x)是偶函数且在(－∞，0]上单调递减，f(－2)＝0，则f(2－3x)>0的解集为()A．(－∞，0)∪eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，＋∞))B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(3,4)))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(4,3)))D．(－∞，0)∪eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3)，＋∞))答案D解析因为函数y＝f(x)是偶函数且在(－∞，0]上单调递减，则该函数在[0，＋∞)上单调递增，且f(2)＝f(－2)＝0，由f(2－3x)>0可得f(|3x－2|)>f(2)，所以|3x－2|>2，可得3x－2<－2或3x－2>2，解得x<0或x>eq\f(4,3).因此，不等式f(2－3x)>0的解集为(－∞，0)∪eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3)，＋∞)).题型二函数的奇偶性与周期性例2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]上单调递增，则()A．f(16)<f(－13)<f(18)B．f(18)<f(16)<f(－13)C．f(16)<f(18)<f(－13)D．f(－13)<f(16)<f(18)答案A解析由题意可知f(x＋8)＝－f(x＋4)＝f(x)，故函数f(x)是周期函数，且周期为8，则f(16)＝f(0)，f(－13)＝f(3)＝－f(－1)＝f(1)，f(18)＝f(2)，因为奇函数f(x)在区间[0,2]上单调递增，所以f(0)<f(1)<f(2)，即f(16)<f(－13)<f(18)．思维升华周期性与奇偶性结合的问题多考查求函数值、比较大小等，常利用奇偶性和周期性将所求函数值的自变量转化到已知解析式的函数定义域内，或已知单调性的区间内求解．跟踪训练2(2023·广州模拟)已知f(x)是定义在R上的奇函数，f(x＋1)＝f(x－1)，则f(2021)＋f(2022)等于()A．1 B．0C．－2021 D．－1答案B解析f(x＋1)＝f(x－1)，∴f(x＋2)＝f(x)，∴f(x)的周期为2，∴f(2021)＋f(2022)＝f(1)＋f(0)，又f(x)为定义在R上的奇函数，∴f(0)＝0，又f(－1)＝－f(1)，且f(－1)＝f(1)，∴f(1)＝0，∴f(2021)＋f(2022)＝0.题型三函数的奇偶性与对称性例3已知定义域为R的函数f(x)满足f(－x)＋f(x)＝0，且f(1－x)＝f(1＋x)，则下列结论一定正确的是________．(填序号)①f(x＋2)＝f(x)；②函数y＝f(x)的图象关于点(2,0)对称；③函数y＝f(x＋1)是偶函数；④f(2－x)＝f(x－1)．答案②③解析对于①，因为f(－x)＋f(x)＝0，且f(1－x)＝f(1＋x)，则f(1－(1＋x))＝f(1＋(1＋x))，即f(x＋2)＝－f(x)，①错；对于②，因为f(x＋2)＝－f(x)，则f(x＋4)＝－f(x＋2)＝f(x)，因为f(－x)＋f(x)＝0，则f(－(2＋x))＋f(2＋x)＝0，即f(2＋x)＝－f(－2－x)＝－f(2－x)，即f(2＋x)＋f(2－x)＝0，故函数y＝f(x)的图象关于点(2,0)对称，②对；对于③，因为f(1－x)＝f(1＋x)，故函数y＝f(x＋1)是偶函数，③对；对于④，因为f(1－x)＝f(1＋x)，则f(1－(x－1))＝f(1＋(x－1))，即f(2－x)＝f(x)≠f(x－1)，④错．思维升华由函数的奇偶性与对称性可求函数的周期，常用于化简求值、比较大小等．跟踪训练3(2022·南阳模拟)已知函数f(x)是R上的偶函数，且f(x)的图象关于点(1,0)对称，当x∈[0,1]时，f(x)＝2－2x，则f(0)＋f(1)＋f(2)＋…＋f(2024)的值为()A．－2B．－1C．0D．1答案D解析∵f(x)的图象关于点(1,0)对称，∴f(－x)＝－f(2＋x)，又f(x)为R上的偶函数，∴f(x)＝f(－x)，∴f(x＋2)＝－f(－x)＝－f(x)，∴f(x＋4)＝－f(x＋2)＝－[－f(x)]＝f(x)，∴f(x)是周期为4的周期函数，∴f(3)＝f(－1)＝f(1)＝2－2＝0，又f(0)＝1，f(2)＝－f(0)＝－1，∴f(0)＋f(1)＋f(2)＋…＋f(2024)＝506[f(0)＋f(1)＋f(2)＋f(3)]＋f(2024)＝506×(1＋0－1＋0)＋f(0)＝1.题型四函数的周期性与对称性例4已知y＝f(x)是定义在R上的奇函数，满足f(x＋1)＝f(x－2)，下列说法正确的个数是()①y＝f(x)的图象关于直线x＝eq\f(3,2)对称；②y＝f(x)的图象关于点eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)，0))对称；③y＝f(x)在[0,6]内至少有5个零点；④若y＝f(x)在[0,1]上单调递增，则它在[2021,2022]上也单调递增．A．1B．2C．3D．4答案C解析因为f(x＋1)＝f(x－2)且y＝f(x)是定义在R上的奇函数，则f(x＋3)＝f(x)，故函数f(x)是周期为3的周期函数，且f(x＋3)＝f(x)＝－f(－x)，所以f(3＋x)＋f(－x)＝0，故函数y＝f(x)的图象关于点eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)，0))对称，①错误，②正确；由题意可知，f(6)＝f(3)＝f(0)＝0，因为f(x)＝f(x＋3)＝－f(－x)，令x＝－eq\f(3,2)，可得f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(3,2)))＝f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))，即f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))＝－f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))，所以f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))＝0，从而f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(9,2)))＝f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))＝0，故函数y＝f(x)在[0,6]内至少有5个零点，③正确；因为f(2021)＝f(3×674－1)＝f(－1)，f(2022)＝f(3×674)＝f(0)，且函数f(x)在[0,1]上单调递增，f(x)为奇函数，则函数f(x)在[－1,0]上单调递增，故函数f(x)在[2021,2022]上单调递增，④正确．思维升华函数的奇偶性、对称性、周期性和单调性是函数的四大性质，在高考中常常将它们综合在一起命题，解题时，往往需要借助函数的奇偶性、对称性和周期性来确定另一区间上的单调性，即实现区间的转换，再利用单调性解决相关问题．跟踪训练4已知f(x)是定义域为R的函数，满足f(x＋1)＝f(x－3)，f(1＋x)＝f(3－x)，当0≤x≤2时，f(x)＝x2－x，则下列说法错误的是()A．f(x)的周期为4B．f(x)的图象关于直线x＝2对称C．当0≤x≤4时，函数f(x)的最大值为2D．当6≤x≤8时，函数f(x)的最小值为－eq\f(1,2)答案D解析对于A，∵f(x＋1)＝f(x－3)，∴f(x＋3＋1)＝f(x＋3－3)，则f(x)＝f(x＋4)，即f(x)的周期为4，故A正确；对于B，由f(1＋x)＝f(3－x)，知函数f(x)的图象关于直线x＝2对称，故B正确；对于C，当0≤x≤2时，f(x)＝x2－x在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)))上单调递减，在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，2))上单调递增，根据对称性可知，函数f(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2，\f(7,2)))上单调递减，在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，2))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,2)，4))上单调递增，则函数f(x)在[0,4]上的最大值为f(2)＝4－2＝2，故C正确；对于D，根据周期性以及单调性可知，函数f(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6，\f(15,2)))上单调递减，在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(15,2)，8))上单调递增，则函数f(x)在[6,8]上的最小值为f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(15,2)))＝f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4＋\f(7,2)))＝f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,2)))＝f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))＝eq\f(1,4)－eq\f(1,2)＝－eq\f(1,4)，故D错误.课时精练1．(2021·全国甲卷)设f(x)是定义域为R的奇函数，且f(1＋x)＝f(－x)．若f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(1,3)))＝eq\f(1,3)，则f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,3)))等于()A．－eq\f(5,3)B．－eq\f(1,3)C.eq\f(1,3)D.eq\f(5,3)答案C解析因为f(x)是定义在R上的奇函数，所以f(－x)＝－f(x)．又f(1＋x)＝f(－x)，所以f(2＋x)＝f(1＋(1＋x))＝f(－(1＋x))＝－f(1＋x)＝－f(－x)＝f(x)，所以函数f(x)是以2为周期的周期函数．f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,3)))＝f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,3)－2))＝f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(1,3)))＝eq\f(1,3).2．(2022·湖北九师联盟模拟)已知定义在R上的奇函数f(x)在(－∞，0]上单调递减，若f(－2)＝1，则满足|f(2x)|≤1的x的取值范围是()A．[－1,1] B．[－2,2]C．(－∞，－1]∪[1，＋∞) D．(－∞，－2]∪[2，＋∞)答案A解析根据奇函数的性质，得f(x)在R上单调递减，且f(2)＝－1；由|f(2x)|≤1，得－1≤f(2x)≤1，即f(2)≤f(2x)≤f(－2)，所以－2≤2x≤2，解得－1≤x≤1.3．已知函数f(x)是定义在R上的奇函数，且f(x＋1)＝f(－x＋1)，当0<x≤1时，f(x)＝x2－2x＋3，则f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(13,2)))等于()A．－eq\f(7,4)B.eq\f(7,4)C．－eq\f(9,4)D.eq\f(9,4)答案C解析由题意，函数f(x)是定义在R上的奇函数，且f(x＋1)＝f(－x＋1)，可得f(x＋1)＝－f(x－1)，所以f(x)＝f(x＋4)，所以函数f(x)是周期为4的周期函数．又由当0<x≤1时，f(x)＝x2－2x＋3，则f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(13,2)))＝f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(3,2)))＝－f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))＝－f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))＝－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)－2×\f(1,2)＋3))＝－eq\f(9,4).4．(2023·许昌质检)已知f(x)是定义在R上的偶函数，且在(－∞，0)上单调递减，若a＝－log310，b＝，c＝，则f(a)，f(b)，f(c)的大小关系为()A．f(a)>f(c)>f(b) B．f(a)>f(b)>f(c)C．f(b)>f(a)>f(c) D．f(c)>f(a)>f(b)答案C解析∵f(x)是定义在R上的偶函数，∴f(a)＝f(－log310)＝f(log310)，且2<log310<3，f(b)＝f(－3)＝f(3)，f(c)＝，且1<<2，∵f(x)在(－∞，0)上单调递减，∴f(x)在(0，＋∞)上单调递增，则f(c)<f(a)<f(b)．5．(2022·长郡十五校联盟联考)已知函数f(x)＝2x＋2－x，则下列函数的图象关于直线x＝1对称的是()A．f(x－1)＋cos

eq\f(π,2)xB．f(x＋1)＋sin

eq\f(π,2)xC．f(x－1)＋sin

eq\f(π,2)xD．f(x＋1)＋cos

eq\f(π,2)x答案C解析因为函数f(x)＝2x＋2－x的定义域为R，且f(－x)＝2－x＋2x＝f(x)，故函数f(x)＝2x＋2－x为偶函数，关于y轴对称，函数f(x－1)为函数f(x)向右平移1个单位长度得到，故函数f(x－1)关于x＝1对称，又函数y＝sin

eq\f(π,2)x关于直线x＝1对称，因此函数f(x－1)＋sin

eq\f(π,2)x的图象关于直线x＝1对称．6．(2023·焦作模拟)已知函数f(x)＝lgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,x＋1)＋a))是奇函数，则使得0<f(x)<1的x的取值范围是()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－∞，－\f(9,11))) B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(9,11)))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(9,11)，0)) D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(9,11)，0))∪eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(9,11)，1))答案C解析令f(0)＝lg(2＋a)＝0，得a＝－1，所以f(x)＝lgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,x＋1)－1))＝lg

eq\f(1－x,1＋x)，定义域为(－1,1)，f(－x)＝lg

eq\f(1＋x,1－x)＝－lg

eq\f(1－x,1＋x)＝－f(x)，满足f(x)为奇函数，因为y＝eq\f(1－x,1＋x)＝eq\f(2,1＋x)－1在(－1,1)上单调递减，所以f(x)在(－1,1)上单调递减，又f(0)＝0，f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(9,11)))＝1，所以使得0<f(x)<1的x的取值范围是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(9,11)，0)).7．已知奇函数f(x)在(0,1]上单调递减，且满足f(x)＋f(2－x)＝0，则下列说法不正确的是()A．函数f(x)是以2为最小正周期的周期函数B．函数f(x)是以4为周期的周期函数C．函数f(x－1)为奇函数D．函数f(x)在[5,6)上单调递增答案D解析对于选项A，B，∵函数f(x)为奇函数，∴f(－x)＝－f(x)．∵f(x)＋f(2－x)＝0，∴f(－x)＋f(2＋x)＝0，则－f(x)＋f(2＋x)＝0，即f(2＋x)＝f(x)，故函数f(x)是最小正周期为2的周期函数，由此可知选项A，B正确；对于选项C，令F(x)＝f(x－1)，则F(－x)＝f(－x－1)＝－f(x＋1)．在f(x)＋f(2－x