2022高考数学(文)一轮复习训练:第二章第4讲函数性质的综合问题(习题课)(含解析)
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[A级 基础练]1.已知f(x)在R上是奇函数,且满足f(x+4)=f(x),当x∈(0,2)时,f(x)=2x2,则f(2021)=( )A.-2 B.2C.-98D.98解析:选B.由f(x+4)=f(x)知,f(x)是周期为4的周期函数,f(2021)=f(505×4+1)=f(1).因为f(1)=2×12=2,所以f(2021)=2.故选B.2.若f(x)是定义在(-∞,+∞)上的偶函数,∀x1,x2∈[0,+∞)(x1≠x2),有<0,则( )A.f(3)<f(1)<f(-2)B.f(1)<f(-2)<f(3)C.f(-2)<f(1)<f(3)D.f(3)<f(-2)<f(1)解析:选D.因为∀x1,x2∈[0,+∞)(x1≠x2),有<0,所以当x≥0时,函数f(x)为减函数,因为f(x)是定义在(-∞,+∞)上的偶函数,所以f(3)<f(2)<f(1),即f(3)<f(-2)<f(1).3.已知f(x)是定义在[2b,1-b]上的偶函数,且在[2b,0]上为增函数,则f(x-1)≤f(2x)的解集为( )A.B.C.[-1,1]D.解析:选B.因为f(x)是定义在[2b,1-b]上的偶函数,所以2b+1-b=0,所以b=-1,因为f(x)在[2b,0]上为增函数,即函数f(x)在[-2,0]上为增函数,故函数f(x)
在(0,2]上为减函数,则由f(x-1)≤f(2x),可得|x-1|≥|2x|,即(x-1)2≥4x2,解得-1≤x≤.又因为定义域为[-2,2],所以解得综上,所求不等式的解集为.故选B.4.已知函数f(x)是偶函数,定义域为R,单调递增区间为[0,+∞),且f(1)=0,则(x-1)f(x-1)≤0的解集为( )A.[-2,0]B.[-1,1]C.(-∞,0]∪[1,2]D.(-∞,-1]∪[0,1]解析:选C.由题意可知,函数f(x)在(-∞,0]上单调递减,且f(-1)=0,令x-1=t,则tf(t)≤0,当t≥0时,f(t)≤0,解得0≤t≤1;当t<0时,f(t)≥0,解得t≤-1,所以0≤x-1≤1或x-1≤-1,所以1≤x≤2或x≤0.故选C.5.函数y=f(x)在[0,2]上单调递增,且函数f(x+2)是偶函数,则下列结论成立的是( )A.f(1)<f<fB.f<f<f(1)C.f<f(1)<fD.f<f(1)<f解析:选C.函数f(x+2)是偶函数,则其图象关于y轴对称,所以函数y=f(x)的图象关于x=2对称,则f=f,f=f,函数y=f(x)在[0,2]上单调递增,则有f<f(1)<f,所以f<f(1)<f.故选C.
6.偶函数y=f(x)的图象关于直线x=2对称,f(3)=3,则f(-1)=________.解析:因为f(x)为偶函数,所以f(-1)=f(1).又f(x)的图象关于直线x=2对称,所以f(1)=f(3).所以f(-1)=3.答案:37.已知偶函数f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,则满足f(2x-1)<f的x的取值范围是________.解析:因为f(x)是偶函数,所以其图象关于y轴对称,又f(x)在[0,+∞)上单调递增,f(2x-1)<f,所以|2x-1|<,所以<x<.答案:8.已知函数f(x)=,若f(a)=,则f(-a)=________.解析:根据题意,f(x)==1+,而h(x)=是奇函数,故f(-a)=1+h(-a)=1-h(a)=2-[1+h(a)]=2-f(a)=2-=.答案:9.已知函数f(x)对任意x∈R满足f(x)+f(-x)=0,f(x-1)=f(x+1),若当x∈[0,1)时,f(x)=ax+b(a>0且a≠1),且f=.(1)求实数a,b的值;(2)求函数f(x)的值域.解:(1)因为f(x)+f(-x)=0,所以f(-x)=-f(x),即f(x)是奇函数.
因为f(x-1)=f(x+1),所以f(x+2)=f(x),即函数f(x)是周期为2的周期函数,所以f(0)=0,即b=-1.又f=f=-f=1-=,解得a=.(2)当x∈[0,1)时,f(x)=ax+b=-1∈,由f(x)为奇函数知,当x∈(-1,0)时,f(x)∈,又因为f(x)是周期为2的周期函数,所以当x∈R时,f(x)∈.10.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且当x≤0时,f(x)=x2+2x.现已画出函数f(x)在y轴左侧的图象,如图所示.(1)画出函数f(x)在y轴右侧的图象,并写出函数f(x)(x∈R)的解析式;(2)若函数g(x)=f(x)-2ax+2(x∈[1,2]),当a>1时,求函数g(x)的最小值.解:(1)f(x)在y轴右侧的图象如图所示.
若x>0,则-x<0,又函数f(x)是定义在R上的偶函数,且当x≤0时,f(x)=x2+2x,所以f(x)=f(-x)=(-x)2+2×(-x)=x2-2x(x>0),所以f(x)=(2)由(1)知g(x)=x2-2x-2ax+2,其图象的对称轴方程为x=a+1,当a>1时,a+1>2,g(x)=x2-2x-2ax+2在[1,2]上单调递减,则g(x)在[1,2]上的最小值为g(2)=2-4a.[B级 综合练]11.函数f(x)是定义在R上的奇函数,且f(-1)=0,若对任意x1,x2∈(-∞,0),且x1≠x2,都有<0成立,则不等式f(x)<0的解集为( )A.(-∞,-1)∪(1,+∞)B.(-1,0)∪(0,1)C.(-∞,-1)∪(0,1)D.(-1,0)∪(1,+∞)解析:选C.令F(x)=xf(x),因为函数f(x)是定义在R上的奇函数,所以F(-x)=-xf(-x)=xf(x)=F(x),所以F(x)是偶函数,因为f(-1)=0,所以F(-1)=0,则F(1)=0,因为对任意x1,x2∈(-∞,0),且x1≠x2时,都有<0成立,所以F(x)在(-∞,0)上单调递减,所以F(x)在(0,+∞)上单调递增,所以不等式f(x)<0的解集为(-∞,-1)∪(0,1),故选C.
12.设函数f(x)是定义在R上的奇函数,满足f(x+1)=-f(x-1),若f(-1)>1,f(5)=a2-2a-4,则实数a的取值范围是( )A.(-1,3)B.(-∞,-1)∪(3,+∞)C.(-3,1)D.(-∞,-3)∪(1,+∞)解析:选A.由f(x+1)=-f(x-1),可得f(x+2)=-f(x),则f(x+4)=f(x),故函数f(x)的周期为4,则f(5)=f(1)=a2-2a-4,又因为f(x)是定义在R上的奇函数,f(-1)>1,所以f(1)<-1,所以a2-2a-4<-1,解得-1<a<3,故选A.13.(2020·南充市第一次适应性考试)若偶函数f(x)对任意x∈R,都有f(x+3)=-,且当x∈[-3,-2]时,f(x)=2x,则f(101.5)=________.解析:f(x+3)=-⇒f(x+6)=-=f(x),所以函数f(x)的周期为6,又函数f(x)为偶函数,所以f(101.5)=f(5.5+6×16)=f(5.5)=f(-5.5)=-=-=-=.答案:14.已知函数y=f(x)在定义域[-1,1]上既是奇函数又是减函数.(1)求证:对任意x1,x2∈[-1,1],有[f(x1)+f(x2)]·(x1+x2)≤0;(2)若f(1-a)+f(1-a2)<0,求实数a的取值范围.解:(1)证明:若x1+x2=0,显然不等式成立.若x1+x2<0,则-1≤x1<-x2≤1,因为f(x)在[-1,1]上是减函数且为奇函数,所以f(x1)>f(-x2)=-f(x2),所以f(x1)+f(x2)>0.所以[f(x1)+f(x2)](x1+x2)<0成立.若x1+x2>0,则1≥x1>-x2≥-1,
同理可证f(x1)+f(x2)<0.所以[f(x1)+f(x2)](x1+x2)<0成立.综上得证,对任意x1,x2∈[-1,1],有[f(x1)+f(x2)]·(x1+x2)≤0恒成立.(2)因为f(1-a)+f(1-a2)<0⇔f(1-a2)<-f(1-a)=f(a-1),所以由f(x)在定义域[-1,1]上是减函数,得即解得0≤a<1.故所求实数a的取值范围是[0,1).[C级 提升练]15.对于函数f(x)=asinx+bx+c(其中a,b∈R,c∈Z),选取a,b,c的一组值计算f(1)和f(-1),所得出的正确结果一定不可能是( )A.4和6B.3和1C.2和4D.1和2解析:选D.设g(x)=asinx+bx,则f(x)=g(x)+c,且函数g(x)为奇函数.注意到c∈Z,所以f(1)+f(-1)=2c为偶数.故选D.16.已知定义在R上的函数f(x)满足f(1+x)=f(1-x),且f(x)在[1,+∞)上为增函数.若x∈时,f(ax)<f(x-1)恒成立,则实数a的取值范围为________.解析:根据题意可知,函数f(x)的图象关于直线x=1对称,又f(x)在[1,+∞)上为增函数,则f(x)在(-∞,1)上是减函数.由f(ax)<f(x-1)可得|ax-1|<|x-1-1|,即|ax-1|<|x-2|,因为x∈,所以|x-2|=2-x,所以上述不等式可以化为x-2<ax-1<2-x,即不等式组在x∈时恒成立,
从而有解得0<a<2,故答案为(0,2).答案:(0,2)