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第5節(jié)函數(shù)的對(duì)稱性及應(yīng)用考試要求1.能通過平移,分析得出一般的軸對(duì)稱和中心對(duì)稱公式和推論.2.會(huì)利用對(duì)稱公式解決問題.【知識(shí)梳理】1.奇函數(shù)、偶函數(shù)的對(duì)稱性(1)奇函數(shù)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,偶函數(shù)關(guān)于y軸對(duì)稱.(2)若f(x-2)是偶函數(shù),則函數(shù)f(x)圖象的對(duì)稱軸為x=-2;若f(x-2)是奇函數(shù),則函數(shù)f(x)的圖象的對(duì)稱中心為(-2,0).2.若函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=a對(duì)稱,則f(a-x)=f(a+x);若函數(shù)y=f(x)滿足f(a-x)=-f(a+x),則函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)(a,0)對(duì)稱.3.兩個(gè)函數(shù)圖象的對(duì)稱(1)函數(shù)y=f(x)與y=f(-x)關(guān)于y軸對(duì)稱;(2)函數(shù)y=f(x)與y=-f(x)關(guān)于x軸對(duì)稱;(3)函數(shù)y=f(x)與y=-f(-x)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱.[常用結(jié)論與微點(diǎn)提醒]對(duì)稱性的四個(gè)常用結(jié)論(1)y=f(x+a)是偶函數(shù)?f(a+x)=f(a-x)?y=f(x)的圖象關(guān)于x=a對(duì)稱.(2)y=f(x+a)是奇函數(shù)?f(a+x)=-f(a-x)?y=f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(a,0)對(duì)稱.(3)若函數(shù)y=f(x)滿足f(a+x)=f(b-x),則y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=eq\f(a+b,2)對(duì)稱.特別地,當(dāng)a=b時(shí),即f(a+x)=f(a-x)或f(x)=f(2a-x)時(shí),則y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=a對(duì)稱.(4)若函數(shù)y=f(x)滿足f(x)+f(2a-x)=2b,則y=f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(a,b)對(duì)稱.特別地,當(dāng)b=0時(shí),即f(a+x)+f(a-x)=0或f(x)+f(2a-x)=0時(shí),則y=f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(a,0)對(duì)稱.【診斷自測(cè)】1.思考辨析(在括號(hào)內(nèi)打“√”或“×”)(1)函數(shù)y=f(x+1)是偶函數(shù),則函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=1對(duì)稱.()(2)函數(shù)y=f(x-1)是奇函數(shù),則函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(1,0)對(duì)稱.()(3)若函數(shù)f(x)滿足f(x-1)+f(x+1)=0,則f(x)的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱.()(4)若函數(shù)f(x)滿足f(2+x)=f(2-x),則f(x)的圖象關(guān)于直線x=2對(duì)稱.()答案(1)√(2)×(3)×(4)√解析(2)函數(shù)y=f(x-1)是奇函數(shù),則函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(-1,0)對(duì)稱.(3)由函數(shù)f(x)滿足f(x-1)+f(x+1)=0可得f(x-1)=-f(x+1),所以f(x+2)=-f(x),所以f(-x)≠f(x),故f(x)的圖象不關(guān)于y軸對(duì)稱.2.函數(shù)f(x)=eq\f(x+1,x)圖象的對(duì)稱中心為()A.(0,0) B.(0,1)C.(1,0) D.(1,1)答案B解析因?yàn)閒(x)=eq\f(x+1,x)=1+eq\f(1,x),由y=eq\f(1,x)向上平移一個(gè)單位長(zhǎng)度得到y(tǒng)=1+eq\f(1,x),又y=eq\f(1,x)關(guān)于(0,0)對(duì)稱,所以f(x)=1+eq\f(1,x)的圖象關(guān)于(0,1)對(duì)稱.3.(必修一P87T13改編)已知函數(shù)y=f(x+2)-3是奇函數(shù),且f(4)=2,則f(0)=______.答案4解析法一由y=f(x+2)-3是奇函數(shù),∴f(-x+2)-3=-f(x+2)+3,令x=2,f(0)-3=-f(4)+3,得f(0)=4.法二由y=f(x+2)-3是奇函數(shù),得f(x)關(guān)于(2,3)對(duì)稱,故f(0)+f(4)=6,即f(0)=4.4.若偶函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=2對(duì)稱,且當(dāng)x∈[2,3]時(shí),f(x)=2x-1,則f(-1)=________.答案5解析∵f(x)為偶函數(shù),∴f(-1)=f(1),由f(x)的圖象關(guān)于x=2對(duì)稱,可得f(1)=f(3)=2×3-1=5,所以f(-1)=5.考點(diǎn)一函數(shù)的對(duì)稱性例1(2023·全國(guó)乙卷節(jié)選)已知函數(shù)f(x)=(eq\f(1,x)+a)ln(1+x),是否存在a,b,使得曲線y=f(eq\f(1,x))關(guān)于直線x=b對(duì)稱?若存在,求a,b的值;若不存在,說明理由.解假設(shè)存在a,b,使得曲線y=f(eq\f(1,x))關(guān)于直線x=b對(duì)稱.令g(x)=f(eq\f(1,x))=(x+a)ln(1+eq\f(1,x))=(x+a)lneq\f(x+1,x),因?yàn)榍€y=g(x)關(guān)于直線x=b對(duì)稱,所以g(x)=g(2b-x),即(x+a)lneq\f(x+1,x)=(2b-x+a)lneq\f(2b-x+1,2b-x)=(x-2b-a)lneq\f(x-2b,x-2b-1),于是eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=-2b-a,,1=-2b,))得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=\f(1,2),,b=-\f(1,2),))當(dāng)a=eq\f(1,2),b=-eq\f(1,2)時(shí),g(x)=(x+eq\f(1,2))ln(1+eq\f(1,x)),g(-1-x)=(-x-eq\f(1,2))lneq\f(-x,-1-x)=(-x-eq\f(1,2))lneq\f(x,1+x)=(x+eq\f(1,2))lneq\f(x+1,x)=(x+eq\f(1,2))ln(1+eq\f(1,x))=g(x),所以曲線y=g(x)關(guān)于直線x=-eq\f(1,2)對(duì)稱,滿足題意.故存在a,b,使得曲線y=f(eq\f(1,x))關(guān)于直線x=b對(duì)稱,且a=eq\f(1,2),b=-eq\f(1,2).感悟提升1.函數(shù)y=f(x)關(guān)于直線x=a對(duì)稱?f(a+x)=f(a-x),或f(2a+x)=f(-x).2.函數(shù)y=f(x)關(guān)于點(diǎn)(a,b)對(duì)稱?f(2a-x)+f(x)=2b或f(a-x)+f(a+x)=2b.3.函數(shù)y=f(a+x)的圖象與函數(shù)y=f(b-x)的圖象關(guān)于直線x=eq\f(b-a,2)對(duì)稱.訓(xùn)練1(1)已知函數(shù)y=f(x)是定義域?yàn)镽的函數(shù),則函數(shù)y=f(x+2)的圖象與y=f(4-x)的圖象()A.關(guān)于直線x=1對(duì)稱B.關(guān)于直線x=3對(duì)稱C.關(guān)于直線y=3對(duì)稱D.關(guān)于點(diǎn)(3,0)對(duì)稱答案A解析設(shè)P(x0,y0)為y=f(x+2)圖象上任意一點(diǎn),則y0=f(x0+2)=f(4-(2-x0)),所以點(diǎn)Q(2-x0,y0)在函數(shù)y=f(4-x)的圖象上,而P(x0,y0)與Q(2-x0,y0)關(guān)于直線x=1對(duì)稱,所以函數(shù)y=f(x+2)的圖象與y=f(4-x)的圖象關(guān)于直線x=1對(duì)稱.(2)(多選)關(guān)于函數(shù)f(x)=sinx+eq\f(1,sinx)有如下四個(gè)命題,其中正確的是()A.f(x)的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱B.f(x)的圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱C.f(x)的圖象關(guān)于直線x=eq\f(π,2)對(duì)稱D.f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(π,0)對(duì)稱答案BCD解析∵f(x)=sinx+eq\f(1,sinx)的定義域?yàn)閧x|x≠kπ,k∈Z},f(-x)=sin(-x)+eq\f(1,sin(-x))=-sinx-eq\f(1,sinx)=-f(x),∴f(x)為奇函數(shù),圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,故A錯(cuò)誤,B正確;∵feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-x))=cosx+eq\f(1,cosx),feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+x))=cosx+eq\f(1,cosx),∴feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-x))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+x)),∴f(x)的圖象關(guān)于直線x=eq\f(π,2)對(duì)稱,故C正確;又f(x+2π)=sin(x+2π)+eq\f(1,sin(x+2π))=sinx+eq\f(1,sinx),f(-x)=-sinx-eq\f(1,sinx),∴f(x+2π)=-f(-x),∴f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(π,0)對(duì)稱,故D正確.考點(diǎn)二對(duì)稱性與周期性例2(1)已知定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(-x)=-f(x),f(1+x)=f(1-x),當(dāng)x∈[-1,1]時(shí),f(x)=x3-3x,則f(2023)=()A.1 B.-2 C.-1 D.2答案D解析法一因?yàn)槎x在R上的函數(shù)f(x)滿足f(-x)=-f(x),所以f(1+x)=f(1-x)=-f(x-1),則f(x+2)=-f(x),f(x+4)=f(x),所以f(x)是以4為周期的周期函數(shù).則f(2023)=f(4×505+3)=f(3)=f(-1)=2.法二由f(x)的定義域?yàn)镽,f(-x)=-f(x),可知f(x)為奇函數(shù),由f(1+x)=f(1-x),可知f(x)的圖象關(guān)于直線x=1對(duì)稱,所以f(x)是以4為周期的周期函數(shù),則f(2023)=f(4×505+3)=f(3)=f(-1)=2.(2)(2024·泉州質(zhì)測(cè))已知定義在R上的奇函數(shù)f(x)滿足f(x+2)=-f(x),當(dāng)1≤x<2時(shí),f(x)=x-2.若y=eq\f(1,6)x-eq\f(1,3)與f(x)的圖象交于點(diǎn)(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)(n∈N*),則eq\o(∑,\s\up6(n),\s\do4(i=1))(xi+yi)=()A.6 B.8 C.10 D.14答案D解析因?yàn)閒(x)為奇函數(shù),所以f(x+2)=-f(x)=f(-x),所以直線x=1是f(x)圖象的一條對(duì)稱軸.又由f(x+2)=-f(x),得到f(x+4)=-f(x+2)=-[-f(x)]=f(x),所以f(x)是以4為周期的周期函數(shù).作出f(x)的圖象,如圖所示.由圖象可知,點(diǎn)(2,0)是f(x)圖象的一個(gè)對(duì)稱中心,直線y=eq\f(1,6)x-eq\f(1,3)也關(guān)于點(diǎn)(2,0)對(duì)稱,且當(dāng)x≥8時(shí),y=eq\f(1,6)x-eq\f(1,3)≥1,當(dāng)x≤-4時(shí),y=eq\f(1,6)x-eq\f(1,3)≤-1,所以直線y=eq\f(1,6)x-eq\f(1,3)與y=f(x)的圖象有7個(gè)公共點(diǎn),則由對(duì)稱性可得,x1+x2+…+x7=2+4×3=14,y1+y2+y3+…+y7=0,因此eq\o(∑,\s\up6(7),\s\do4(i=1))(xi+yi)=14,故選D.感悟提升1.若函數(shù)y=f(x)的對(duì)稱軸為x=a,x=b,則其周期為T=2|b-a|.2.若函數(shù)y=f(x)的對(duì)稱中心為(a,0),(b,0),則其周期為T=2|b-a|.3.若函數(shù)y=f(x)的對(duì)稱軸為x=a,對(duì)稱中心為(b,0),則其周期為T=4|b-a|.訓(xùn)練2(1)(多選)(2024·承德模擬)已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,對(duì)任意x都有f(2+x)=f(2-x),且f(-x)=f(x),則下列結(jié)論正確的是()A.f(x)的圖象關(guān)于直線x=2對(duì)稱B.f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(2,0)對(duì)稱C.f(x)的周期為4D.y=f(x+4)為偶函數(shù)答案ACD解析∵f(2+x)=f(2-x),則f(x)的圖象關(guān)于直線x=2對(duì)稱,故A正確,B錯(cuò)誤;∵f(x)的圖象關(guān)于直線x=2對(duì)稱,則f(-x)=f(x+4),又f(-x)=f(x),∴f(x+4)=f(x),∴T=4,故C正確;∵T=4且f(x)為偶函數(shù),故y=f(x+4)為偶函數(shù),故D正確.(2)(2024·洛陽模擬)已知f(x)是定義在R上的奇函數(shù),若feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(3,2)))為偶函數(shù)且f(1)=2,則f(2022)+f(2023)+f(2024)=()A.-2 B.0 C.2 D.4答案D解析因?yàn)閒(x)是定義在R上的奇函數(shù),所以f(-x)=-f(x),且f(0)=0.又feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(3,2)))為偶函數(shù),則feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-x+\f(3,2)))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(3,2))),則f(x+3)=f(-x),故f(x+3)=-f(x),則有f(x+6)=-f(x+3)=f(x),所以f(x)是以6為周期的周期函數(shù).對(duì)于feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-x+\f(3,2)))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(3,2))),令x=-eq\f(1,2),得f(2)=f(1)=2,f(2022)=f(6×337)=f(0)=0,f(2023)=f(6×337+1)=f(1)=2,f(2024)=f(6×337+2)=f(2)=2,所以f(2022)+f(2023)+f(2024)=4.考點(diǎn)三對(duì)稱性、周期性與單調(diào)性例3(多選)(2024·杭州調(diào)考)已知定義域?yàn)镽的函數(shù)f(x)在(-1,0]上單調(diào)遞增,f(1+x)=f(1-x),且圖象關(guān)于(2,0)對(duì)稱,則()A.f(0)=f(-2)B.f(x)的周期T=2C.f(x)在(2,3)上單調(diào)遞減D.f(x)滿足f(2021)>f(2022)>f(2023)答案AC解析由f(1+x)=f(1-x),可得f(x)圖象的對(duì)稱軸方程為x=1,所以f(0)=f(2),又由f(1+x)=f(1-x),可知f(2+x)=f(-x).因?yàn)楹瘮?shù)f(x)的圖象關(guān)于(2,0)對(duì)稱,即f(2+x)=-f(2-x),故f(4+x)=-f(-x),所以-f(2+x)=f(4+x),即-f(x)=f(2+x),所以f(x)=f(x+4),所以f(x)的周期為4,所以f(-2)=f(2),所以f(0)=f(-2),故A正確,B錯(cuò)誤.因?yàn)閒(x)在(-1,0]上單調(diào)遞增,且周期為4,所以f(x)在(3,4]上單調(diào)遞增,又f(x)的圖象關(guān)于(2,0)對(duì)稱,所以f(x)在[0,1)上單調(diào)遞增,因?yàn)閒(x)的圖象關(guān)于直線x=1對(duì)稱,所以f(x)在(1,2]上單調(diào)遞減,則函數(shù)f(x)在(2,3)上單調(diào)遞減,故C正確.根據(jù)f(x)的周期為4,可得f(2021)=f(1),f(2022)=f(2),f(2023)=f(3),因?yàn)閒(x)的圖象關(guān)于直線x=1對(duì)稱,所以f(2)=f(0)且f(3)=f(-1),即f(2021)=f(1),f(2022)=f(0),f(2023)=f(-1),由C選項(xiàng)的分析可知,函數(shù)f(x)在[0,1)上單調(diào)遞增,在(-1,0]上單調(diào)遞增,確定的單調(diào)區(qū)間內(nèi)均不包含x=±1,若f(-1)=f(1)=0,則f(2021)>f(2022)>f(2023)不成立,故D錯(cuò)誤.感悟提升解決函數(shù)性質(zhì)的綜合問題,一般要利用周期性與對(duì)稱性縮小自變量的值或轉(zhuǎn)換自變量所在的區(qū)間,然后利用單調(diào)性比較大小或解不等式.訓(xùn)練3(2024·成都診斷)已知定義在R上的奇函數(shù)f(x)滿足f(x+2)+f(x)=0,且當(dāng)x∈[0,1]時(shí),f(x)=log2(x+1),則下列不等式正確的是()A.f(log27)<f(-5)<f(6)B.f(log27)<f(6)<f(-5)C.f(-5)<f(log27)<f(6)D.f(-5)<f(6)<f(log27)答案C解析由f(x+2)+f(x)=0,得f(x+2)=-f(x),所以f(x+4)=f(x),f(x)的周期T=4.又f(-x)=-f(x),f(2)=-f(0)=0,所以f(-5)=-f(5)=-f(1)=-log22=-1,f(6)=f(2)=0.又2<log27<3,則0<log27-2<1,則0<log2eq\f(7,4)<1,因?yàn)楫?dāng)x∈[0,1]時(shí),f(x)=log2(x+1)∈[0,1],所以f(log27)=-f(log27-2)=-feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(log2\f(7,4)))=-log2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(log2\f(7,4)+1))=-log2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(log2\f(7,2))).又1<log2eq\f(7,2)<2,所以0<log2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(log2\f(7,2)))<1,所以-1<-log2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(log2\f(7,2)))<0,所以f(-5)<f(log27)<f(6).抽象函數(shù)1.我們把不給出具體解析式,只給出函數(shù)的特殊條件或特征的函數(shù)稱為抽象函數(shù),解決抽象函數(shù)問題的兩種常用方法有:函數(shù)性質(zhì)法和特殊值法.2.常見的抽象函數(shù)模型:(1)f(x+y)=f(x)+f(y)可看做f(x)=kx的抽象表達(dá)式;(2)f(x+y)=f(x)f(y)可看做f(x)=ax的抽象表達(dá)式(a>0,且a≠1);(3)f(xy)=f(x)+f(y)可看做f(x)=logax的抽象表達(dá)式(a>0,且a≠1);(4)f(xy)=f(x)f(y)可看做f(x)=xa的抽象表達(dá)式.一、抽象函數(shù)求值例1(1)定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x+y)=f(x)+f(y)+2xy(x,y∈R),f(1)=2,則f(-2)等于________.答案2解析∵f(x+y)=f(x)+f(y)+2xy(x,y∈R),f(1)=2,∴令x=y(tǒng)=1,得f(2)=f(1+1)=f(1)+f(1)+2=6,再令x=2,y=-1,得f(2-1)=f(2)+f(-1)-4=2,∴f(-1)=0,∴f(-2)=f(-1)+f(-1)+2=2.(2)f(x)滿足對(duì)任意的實(shí)數(shù)a,b都有f(a+b)=f(a)·f(b),且f(1)=2,則eq\f(f(2),f(1))+eq\f(f(4),f(3))+eq\f(f(6),f(5))+…+eq\f(f(2024),f(2023))=()A.2024 B.2022 C.1012 D.1011答案A解析由f(a+b)=f(a)·f(b),f(1)=2,令b=1可得f(a+1)=f(a)·f(1)=2f(a),所以eq\f(f(2),f(1))+eq\f(f(4),f(3))+eq\f(f(6),f(5))+…+eq\f(f(2024),f(2023))=eq\f(2f(1),f(1))+eq\f(2f(3),f(3))+eq\f(2f(5),f(5))+…+eq\f(2f(2023),f(2023))=2×1012=2024.二、抽象函數(shù)的性質(zhì)例2(1)(多選)(2024·常德模擬)已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,且f(x+y)=f(x)f(y)+f(x)+f(y),當(dāng)x>0時(shí),f(x)>0,且f(2)=3,則()A.f(1)=1B.函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞增C.函數(shù)f(x)是奇函數(shù)D.函數(shù)f(x)的一個(gè)解析式為f(x)=2x-1答案ABD解析A中,因?yàn)閒(x+y)=f(x)f(y)+f(x)+f(y),當(dāng)x>0時(shí),f(x)>0,f(2)=3,令x=y(tǒng)=1,則f(2)=[f(1)]2+2f(1)=3,解得f(1)=1,A正確;B中,任取x1,x2∈(0,+∞),且x2>x1,則f(x2)=f[x1+(x2-x1)]=f(x1)f(x2-x1)+f(x1)+f(x2-x1),因?yàn)楫?dāng)x>0時(shí),f(x)>0,所以f(x2-x1)>0,f(x1)>0,所以f(x1)f(x2-x1)+f(x1)+f(x2-x1)>f(x1),即f(x2)>f(x1),所以函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞增,B正確;C中,令x=y(tǒng)=0,則f(0)=[f(0)]2+2f(0),解得f(0)=0或f(0)=-1,當(dāng)f(0)=0,且x>0時(shí),令y=-x,則0=f(x)f(-x)+f(x)+f(-x),若f(x)為奇函數(shù),則f(-x)=-f(x),即0=-f2(x)+f(x)-f(x),解得f(x)=0,與題意矛盾;當(dāng)f(0)=-1時(shí),f(x)不為奇函數(shù).綜上所述,函數(shù)f(x)不是奇函數(shù),C錯(cuò)誤;D中,當(dāng)f(x)=2x-1,則f(x+y)=2x+y-1,f(x)f(y)+f(x)+f(y)=(2x-1)(2y-1)+(2x-1)+(2y-1)=2x+y-2x-2y+1+2x-1+2y-1=2x+y-1,所以f(x+y)=f(x)f(y)+f(x)+f(y),易得f(x)=2x-1在R上單調(diào)遞增,所以x>0時(shí),f(x)=2x-1>20-1=0,f(2)=22-1=3,故函數(shù)f(x)的一個(gè)解析式為f(x)=2x-1,D正確.(2)(2024·紹興質(zhì)檢)已知f(x)是定義在區(qū)間(0,+∞)上的增函數(shù),且feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,y)))=f(x)-f(y),f(2)=1,如果x滿足f(x)-feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,x-3)))≤2,則x的取值范圍為________.答案(3,4]解析∵feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,y)))=f(x)-f(y),∴f(y)+feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,y)))=f(x).在上述等式中取x=4,y=2,則有f(2)+f(2)=f(4).又∵f(2)=1,∴f(4)=2,∴f(x)-feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,x-3)))≤2可變形為f(x(x-3))≤f(4).又∵f(x)是定義在區(qū)間(0,+∞)上的增函數(shù),∴eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x(x-3)≤4,,x>0,,x-3>0,))解得3<x≤4.故x的取值范圍是(3,4].訓(xùn)練(1)(多選)(2024·佛山模擬)已知定義在R上且不恒為0的函數(shù)f(x),對(duì)任意的x,y∈R,都有f(xy)=xf(y)+yf(x),則()A.f(8)=12f(2)B.函數(shù)f(x)是奇函數(shù)C.對(duì)?n∈N*,有f(xn)=nf(x)D.若f(2)=2,則eq\o(∑,\s\up6(n),\s\do4(k=1))f(2k)=(n+1)2n-2答案AB解析對(duì)于A,令x=2,y=2,則有f(2×2)=f(4)=2f(2)+2f(2)=4f(2),f(8)=f(2×4)=2f(4)+4f(2)=12f(2),正確;對(duì)于B,因?yàn)閒(x)的定義域?yàn)镽,因?yàn)閷?duì)于?x∈R,f(xy)=xf(y)+yf(x),當(dāng)x≠0時(shí),令y=x,則有f(xy)=f(x2)=2xf(x),∴f(x)=eq\f(f(x2),2x),f(-x)=-eq\f(f(x2),2x)=-f(x),令x=0時(shí),f(0×y)=f(0×0)=0,所以f(x)是奇函數(shù),正確;對(duì)于C,由B知,當(dāng)n=2時(shí),f(x2)=2xf(x),錯(cuò)誤;對(duì)于D,f(2n)=f(2n-1×2)=2n-1f(2)+2f(2n-1),令an=f(2n)(n∈N*),則有an=2an-1+2n,∴2-nan=2-(n-1)an-1+1,令bn=2-nan,則bn=bn-1+1,b1=2-1×2=1,{bn}是首項(xiàng)為1,公差為1的等差數(shù)列,∴bn=b1+(n-1)=n,即an=n2n(n∈N*),令Sn=eq\o(∑,\s\up6(n),\s\do4(k=1))f(2k)=eq\o(∑,\s\up6(n),\s\do4(k=1))ak=a1+a2+…+an=1×2+2×22+3×23+…+n2n,①則2Sn=1×22+2×23+3×24+…+(n-1)2n+n2n+1,②①-②得:-Sn=2+22+23+…+2n-n·2n+1=eq\f(2×(1-2n),1-2)-n·2n+1=(1-n)2n+1-2,故Sn=(n-1)2n+1+2,錯(cuò)誤.故選AB.(2)已知定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(1)=1,且f(x+y)=f(x)+f(y)+1,則f(4)=________.答案7解析令x=y(tǒng)=1,則f(2)=f(1)+f(1)+1=3.令x=y(tǒng)=2,則f(4)=f(2)+f(2)+1=7.【A級(jí)基礎(chǔ)鞏固】1.已知函數(shù)y=f(x)的圖象經(jīng)過點(diǎn)P(1,-2),則函數(shù)y=-f(-x)的圖象必過點(diǎn)()A.(-1,2) B.(1,2)C.(-1,-2) D.(-2,1)答案A解析函數(shù)y=f(x)與y=-f(-x)的圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,又y=f(x)的圖象經(jīng)過點(diǎn)P(1,-2),則函數(shù)y=-f(-x)的圖象必過點(diǎn)(-1,2).2.已知函數(shù)f(x)=2|x-a|的圖象關(guān)于直線x=2對(duì)稱,則a等于()A.1 B.2 C.0 D.-2答案B解析函數(shù)f(x)=2|x-a|的圖象關(guān)于直線x=2對(duì)稱,可得f(2+x)=f(2-x),即為2|2+x-a|=2|2-x-a|,即有|2+x-a|=|2-x-a|(*)恒成立,可得2+x-a=2-x-a或2+x-a+2-x-a=0,解得x=0或a=2,檢驗(yàn)可得a=2時(shí)(*)式恒成立.3.(2024·常州質(zhì)檢)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,且f(1+x)=-f(1-x),f(2+x)=f(2-x),則f(x)是()A.偶函數(shù),又是周期函數(shù)B.偶函數(shù),但不是周期函數(shù)C.奇函數(shù),又是周期函數(shù)D.奇函數(shù),但不是周期函數(shù)答案A解析法一因?yàn)閒(1+x)=-f(1-x),所以f(x)的圖象關(guān)于(1,0)中心對(duì)稱;因?yàn)閒(2+x)=f(2-x),所以f(x)的圖象關(guān)于直線x=2對(duì)稱,所以f(x)是以4為周期的周期函數(shù),則f(x+2)=f(x-2).又f(2+x)=f(2-x),所以f(x-2)=f(2-x),所以f(x)的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱,f(x)是偶函數(shù).法二因?yàn)閒(1+x)=-f(1-x),所以f(x+2)=-f[1-(x+1)]=-f(-x).因?yàn)閒(2+x)=f(2-x),所以f(2-x)=-f(-x),即f(2+x)=-f(x),所以f(x+4)=-f(x+2)=f(x),所以f(x)是以4為周期的周期函數(shù),則f(x+2)=f(x-2).因?yàn)閒(2+x)=f(2-x),所以f(x-2)=f(2-x),所以f(x)=f(-x),f(x)是偶函數(shù).4.已知函數(shù)f(x+2)是R上的偶函數(shù),且f(x)在[2,+∞)上恒有eq\f(f(x1)-f(x2),x1-x2)<0(x1≠x2),則不等式f(lnx)>f(1)的解集為()A.(-∞,e)∪(e3,+∞) B.(1,e2)C.(e,e3) D.(e,+∞)答案C解析因?yàn)楹瘮?shù)f(x+2)是R上的偶函數(shù),所以f(x)的圖象關(guān)于直線x=2對(duì)稱,在[2,+∞)上恒有eq\f(f(x1)-f(x2),x1-x2)<0(x1≠x2),當(dāng)x1<x2時(shí),f(x1)>f(x2),所以f(x)在[2,+∞)上單調(diào)遞減,f(x)在(-∞,2)上單調(diào)遞增,不等式f(lnx)>f(1)需滿足|lnx-2|<|1-2|?1<lnx<3,解得e<x<e3.5.(多選)(2024·濟(jì)寧統(tǒng)考)已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,滿足f(x+3)+f(x+1)=0,且f(x+1)為偶函數(shù),則()A.f(2)=0 B.f(x)為偶函數(shù)C.f(x)為周期函數(shù) D.f(x+4)為偶函數(shù)答案AC解析因?yàn)閒(x+1)為偶函數(shù),所以f(x+1)=f(-x+1),又f(x+3)+f(x+1)=0,所以f(x+3)+f(-x+1)=0,令x=-1,得f(2)+f(2)=0,所以f(2)=0,故A正確;因?yàn)閒(x+3)+f(x+1)=0,所以f(x)=-f(x+2),f(x+4)=-f(x+2)=f(x),所以f(x)的周期是4,又f(x+3)+f(-x+1)=0,所以f(x+4)=-f(-x)=f(x),所以f(x)為奇函數(shù),故B錯(cuò)誤,C正確;因?yàn)閒(x)為奇函數(shù),且f(x)的周期是4,所以(4,0)是f(x)的圖象的對(duì)稱中心,f(x+4)=-f(-x+4),f(x+4)為奇函數(shù),故D錯(cuò)誤.6.(2024·泉州調(diào)研)已知函數(shù)y=f(x)對(duì)任意實(shí)數(shù)x都有f(x+6)+f(x)=2f(3)且f(1-x)+f(x-1)=0,則f(2025)=()A.-3 B.0 C.3 D.6答案B解析因?yàn)楹瘮?shù)y=f(x)對(duì)任意實(shí)數(shù)x都有f(1-x)+f(x-1)=0,即f(1-x)=-f(x-1),即f(-x)=-f(x),所以函數(shù)f(x)是奇函數(shù).由題意知f(x+6)+f(x)=2f(3),令x=-3,得f(3)+f(-3)=2f(3),即f(3)-f(3)=2f(3),所以f(3)=0,則f(x+6)+f(x)=2f(3)=0,即f(x+6)=-f(x),所以f(x+12)=-f(x+6)=-[-f(x)]=f(x),即12為函數(shù)y=f(x)的周期,所以f(2025)=f(12×168+9)=-f(3)=0.7.(2024·廣州模擬)已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,且f(x+1)+f(x-1)=2,f(x+2)為偶函數(shù).若f(0)=2,則eq\o(∑,\s\up6(115),\s\do4(k=1))f(k)=()A.116 B.115 C.114 D.113答案C解析由f(x+1)+f(x-1)=2,得f(x+2)+f(x)=2,即f(x+2)=2-f(x),所以f(x+4)=2-f(x+2)=2-[2-f(x)]=f(x),所以函數(shù)f(x)的周期為4.又f(x+2)為偶函數(shù),所以f(-x+2)=f(x+2),所以f(x)=f(4-x)=f(-x),所以函數(shù)f(x)也為偶函數(shù).又f(x+1)+f(x-1)=2,所以f(1)+f(3)=2,f(2)+f(4)=2,所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=4.又f(0)+f(2)=2,f(0)=2,所以f(2)=0,所以eq\o(∑,\s\up6(115),\s\do4(k=1))f(k)=[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]×28+f(1)+f(2)+f(3)=4×28+2+0=114.8.與f(x)=ex關(guān)于直線x=1對(duì)稱的函數(shù)是________.答案y=e2-x解析設(shè)函數(shù)f(x)=ex的圖象上的任意一點(diǎn)(x0,y0)關(guān)于直線x=1對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為(x,y),所以eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(x0+x,2)=1,,y0=y(tǒng),))即eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x0=2-x,,y0=y(tǒng),))因?yàn)辄c(diǎn)(x0,y0)在函數(shù)f(x)=ex圖象上,所以y0=ex0,即y=e2-x.9.寫出一個(gè)同時(shí)具有性質(zhì)①②③的函數(shù)f(x)=________.①f(x)是定義域?yàn)镽的奇函數(shù);②f(1+x)=f(1-x);③f(1)=2.答案2sineq\f(π,2)x(答案不唯一)解析由①②③可知函數(shù)f(x)是對(duì)稱軸為x=1,定義域?yàn)镽的奇函數(shù),且f(1)=2,可寫出滿足條件的函數(shù)f(x)=2sineq\f(π,2)x.10.已知函數(shù)f(x)對(duì)?x∈R滿足f(x+2)·f(x)=2f(1),且f(x)>0.若y=f(x-1)的圖象關(guān)于x=1對(duì)稱,f(0)=1,則f(2025)=________.答案2解析因?yàn)閥=f(x-1)的圖象關(guān)于x=1對(duì)稱,所以y=f(x)的圖象關(guān)于x=0對(duì)稱,即y=f(x)是偶函數(shù).對(duì)于f(x+2)·f(x)=2f(1),令x=-1,可得f(1)·f(-1)=2f(1),又f(x)>0,所以f(-1)=2,則f(1)=f(-1)=2,所以函數(shù)f(x)對(duì)?x∈R滿足f(x+2)·f(x)=4,所以f(x+4)·f(x+2)=4,所以f(x+4)=f(x),即f(x)是周期為4的周期函數(shù),所以f(2025)=f(506×4+1)=f(1)=2.11.函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)P(a,b)成中心對(duì)稱的充要條件是函數(shù)y=f(x+a)-b為奇函數(shù).(1)若f(x)=x3-3x2,求此函數(shù)圖象的對(duì)稱中心;(2)類比上述推廣結(jié)論,寫出“函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于y軸成軸對(duì)稱的充要條件是函數(shù)y=f(x)為偶函數(shù)”的一個(gè)推廣結(jié)論.解(1)設(shè)函數(shù)f(x)=x3-3x2圖象的對(duì)稱中心為P(a,b),g(x)=f(x+a)-b,則g(x)為奇函數(shù),故g(-x)=-g(x),故f(-x+a)-b=-f(x+a)+b,即f(-x+a)+f(x+a)=2b,即[(-x+a)3-3(-x+a)2]+[(x+a)3-3(x+a)2]=2b.整理得(3a-3)x2+a3-3a2-b=0,故eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(3a-3=0,,a3-3a2-b=0,))解得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=1,,b=-2,))所以函數(shù)f(x)=x3-3x2圖象的對(duì)稱中心為(1,-2).(2)推論:函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=a成軸對(duì)稱的充要條件是函數(shù)y=f(x+a)為偶函數(shù).12.已知定義域?yàn)镮=(-∞,0)∪(0,+∞)的函數(shù)f(x)滿足對(duì)任意x1,x2∈I都有f(x1x2)=x1f(x2)+x2f(x1).(1)求證:f(x)是奇函數(shù);(2)設(shè)g(x)=eq\f(f(x),x),且當(dāng)x>1時(shí),g(x)<0,求不等式g(x-2)>g(x)的解集.(1)證明令x1=x2=1,得f(1)=0,令x1=x2=-1,得f(-1)=-eq\f(1,2)f(1)=0,令x1=x,x2=-1,得f(-x)=xf(-1)-f(x)=-f(x),∴f(x)是奇函數(shù).(2)解∵f(x1x2)=x1f(x2)+x2f(x1),∴eq\f(f(x1x2),x1x2)=eq\f(f(x1),x1)+eq\f(f(x2),x2),∴g(x1x2)=g(x1)+g(x2),設(shè)x1>x2>0,則eq\f(x1,x2)>1,所以geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1,x2)))<0.∵g(x1)=geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x2·\f(x1,x2)))=g(x2)+geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1,x2)))<g(x2),∴g(x)在(0,+∞)上是減函數(shù).∵g(-x)=eq\f(f(-x),-x)=eq\f(-f(x),-x)=g(x),∴g(x)是偶函數(shù),∴g(|x-2|)>g(|x|),∴eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x-2≠0,,x≠0,,|x-2|<|x|,))解得x>1且x≠2,∴不等式g(x-2)>g(x)的解集為{x|1<x<2或x>2}.【B級(jí)能力提升】13.(2023·唐山模擬)已知函數(shù)f(2x+1)是定義在R上的奇函數(shù),且f(2x+1)的一個(gè)周期為2,則()A.1為f(x)的周期B.f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),0))對(duì)稱C.f(2023)=0D.f(x)的圖象關(guān)于直線x=2對(duì)稱答案C解析對(duì)于A,因?yàn)閒(2x+1)的一個(gè)周期為2,所以f[2(x+2)+1]=f(2x+1),即f(2x+1+4)=f(2x+1),設(shè)t=2x+1,則f(t+4)=f(t),所以f(x)的一個(gè)周期為4,故A錯(cuò)誤.對(duì)于B,因?yàn)閒(2x+1)是定義在R上的奇函數(shù),所以f(-2x+1)=-f(2x+1),設(shè)m=2x,則f(-m+1)=-f(m+1),所以f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(1,0)對(duì)稱,故B錯(cuò)誤.對(duì)于C,因?yàn)閒(x)的一個(gè)周期為4,所以f(2023)=f(4×506-1)=f(-1)=-f(1),又f(-2x+1)=-f(2x+1),令x=0,得f(1)=0,所以f(2023)=0,故C正確.對(duì)于D,f(x)的定義域?yàn)镽,因?yàn)閒(-1)=0,f(x)的一個(gè)周期為4,所以f(4k+3)=0(k∈Z),f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(1,0)對(duì)稱,作出一個(gè)符合上述條件的圖象,如圖所示,此時(shí)f(x)的圖象不關(guān)于直線x=2對(duì)稱,故D錯(cuò)誤.14.
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