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函数与基本初等函数专题

[答案] A[解析] ①错误,如函数f (x )=1x2是偶函数,但其图像与y 轴没有交点;②错误,因为奇函数的定义域可能不包含x =0;③正确;④错误,既是奇函数又是偶函数的函数可以为f (x )=0,x ∈(-a ,a ).3.(2011·宝山模拟)已知函数f (x )=ax 2+bx +3a +b 是偶函数,且其定义域为[a -1,2a ],则( ) A .a =13,b =0B .a =-1,b =0C .a =1,b =0D .a =3,b =0[答案] A[解析] 由f (x )=ax 2+bx +3a +b 为偶函数,得b =0.又定义域为[a -1,2a ],∴(a -1)+2a =0,∴a =13.4. (2009·理)若f (x )=12x -1+a 是奇函数,则a =______.[答案]12[解析] 考查函数的奇偶性.∵f (x )为奇函数,∴f (-1)=-f (1),即12-1-1+a =-12-1-a ,∴a =12. (四)典型例题1.命题方向:奇偶性的判定 [例1] 判断下列函数的奇偶性 (1)f (x )=(x -1)1+x 1-x ; (2)f (x )=lg (1-x 2)|x -2|-2; (3)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+xx <0x 2-xx >0; (4)f (x )=3-x 2+x 2-3;(5)f (x )=x 2-|x -a |+2.[解析] (1)由1+x1-x≥0,得定义域为[-1,1),关于原点不对称,故f (x )为非奇非偶函数.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧1-x 2>0|x -2|-2≠0得定义域为(-1,0)∪(0,1),这时f (x )=lg (1-x 2)-(x -2)-2=-lg(1-x2)x,∵f (-x )=-lg[1--x2]-x=lg 1-x2x=-f (x ).∴f (x )为奇函数.(3)当x <0时,-x >0,则f (-x )=(-x )2-(-x )=x 2+x =f (x )当x >0时,-x <0则f (-x )=(-x )2+(-x )=x 2-x =f (x )∴对任意x ∈(-∞,0)∪(0,+∞)都有f (-x )=f (x ),故f (x )为偶函数.另解:1°画函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x x <0x 2-xx >0的图像.图像关于y 轴对称,故f (x )为偶函数.2°f (x )还可写成f (x )=x 2-|x |,故为偶函数.(4)由⎩⎪⎨⎪⎧3-x 2≥0x 2-3≥0得x =-3或x = 3 ∴函数f (x )的定义域为{-3,3}又∵对任意的x ∈{-3,3},f (x )=0. ∴f (-x )=f (x )=-f (x ) (5)函数f (x )的定义域为R当a =0时 f (x )=f (-x ) ∴f (x )是偶函数 当a ≠0时 f (a )=a 2+2,f (-a )=a 2-2|a |+2f (a )≠f (-a ) 且f (a )+f (-a )=2(a 2-|a |+2)=2(|a |-12)2+72≠0∴f (x )是非奇非偶函数.[点评] 第一,求函数定义域,看函数的定义域是否关于原点对称,若不对称,则该函数为非奇非偶函数.第二,若定义域关于原点对称,函数表达式能化简的,则对函数进行适当的化简,以便于判断,化简时要保持定义域不改变;第三,利用定义进行等价变形判断.第四,分段函数应分段讨论,要注意据x 的围取相应的函数表达式或利用图像判断. 跟踪练习1判断函数f (x )=16-x2|x +5|-5的奇偶性.[解析] 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧16-x 2≥0|x +5|-5≠0解得-4≤x <0或0<x ≤4,∴函数的定义域关于原点对称.∵f (x )=16-x 2|x +5|-5=16-x2x,∴f (-x )=16-(-x )2-x =-16-x2x=-f (x ).∴f (x )是奇函数.2.命题方向:奇偶性的应用[例2] 已知定义域为R 的函数f (x )=-2x+b2x +1+a是奇函数.(1)求a 、b 的值;(2)若对任意的t ∈R ,不等式f (t 2-2t )+f (2t 2-k )<0恒成立,求k 的取值围. [解析] (1)∵f (x )是奇函数,∴f (0)=0, 即-1+b 2+a =0,∴b =1.∴f (x )=-2x+12x +1+a.又由f (1)=-f (-1)知-2+14+a =--12+11+a,∴a =2.(2)解法1:由(1)知f (x )=-2x+12x +1+2=-12+12x +1.易知f (x )在(-∞,+∞)上为减函数.又因f (x )是奇函数,从而不等式f (t 2-2t )+f (2t 2-k )<0等价于f (t 2-2t )<f (-2t 2+k ). 因f (x )是减函数,∴t 2-2t >-2t 2+k .即对一切t ∈R 有3t 2-2t -k >0.从而判别式Δ=4+12k <0,解得k <-13.解法2:由(1)知f (x )=-2x+12x +1+2,又由题设条件得-2t 2-2t +12t 2-2t +1+2+-22t 2-k +122t 2-k +1+2<0, 即(22t 2-k +1+2)(-2t 2-2t +1)+(2t 2-2t +1+2)·(-22t 2-k +1)<0.整理得23t 2-2t -k >1,因底数2>1,故3t 2-2t -k >0.上式对一切t ∈R 均成立,从而判别式Δ=4+12k <0,解得k <-13.跟踪练习2已知函数f (x )=1-42a x +a (a >0且a ≠1)是定义在(-∞,+∞)上的奇函数.(1)求a 的值;(2)求函数f (x )的值域;(3)当x ∈(0,1]时,tf (x )≥2x-2恒成立,数t 的取值围.[解析] (1)∵f (x )是定义在(-∞,+∞)上的奇函数,即f (-x )=-f (x )恒成立,∴f (0)=0. 即1-42×a 0+a=0,解得a =2.(2)∵y =2x -12x +1,∴2x=1+y 1-y ,由2x>0知1+y1-y>0,∴-1<y <1,即f (x )的值域为(-1,1). (3)不等式tf (x )≥2x-2即为t ·2x -t2x+1≥2x-2.即:(2x )2-(t +1)·2x+t -2≤0.设2x=u , ∵x ∈(0,1],∴u ∈(1,2].∵u ∈(1,2]时u 2-(t +1)·u +t -2≤0恒成立.∴⎩⎪⎨⎪⎧12-t +1×1+t -2≤022-t +1×2+t -2≤0,解得t ≥0.(五)思想方法点拨1.判断函数奇偶性时首先要看其定义域是否关于原点对称.如函数y =x 2(x ∈(-1,1])并不具备奇偶性.因此, 一个函数是奇函数或偶函数,其定义域必须关于原点对称. ★函数奇偶性的判定方法:(1)定义法:第一步先看函数f (x )的定义域是否关于原点对称,若不对称,则为非奇非偶函数. 第二步直接或间接利用奇偶函数的定义来判断.即若有:f (-x )=-f (x )或f (-x )+f (x )=0或f (x )-f (-x )=2f (x )或f (x )·f (-x )=-f 2(x )或f (x )/f (-x )=-1为奇函数.若有f (-x )=f (x )或f (-x )-f (x )=0或f (x )+f (-x )=2f (x )或f (x )·f (-x )=f 2(x )或f (x )/f (-x )=1为偶函数.(2)图像法:利用“奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y 轴对称”来判断. (3)复合函数奇偶性的判断若复合函数由若干个函数复合而成,则复合函数可依若干个函数的奇偶性而定,概括为“同奇为奇,一偶则偶”. (4)性质法(3)0.50.2和0.30.4[分析] 比较幂值的大小,一般可以借助幂函数和指数函数的单调性,有时也要借助中间值.[解析](1)-131()9=139--由于幂函数13y x-=在(0,)+∞上是减函数,所以138->139-,因此138--<139--,即138--<-131()9(2)由于254.1>1,0<253.8-<1,35(1.9)--,0,因此254.1>253.8->35(1.9)--.(3)由于指数函数0.2xy=在R上是减函数,所以0.50.2<0.30.2。

又由于幂函数0.3y x=在(0,)+∞上是增函数,所以0.30.2<0.30.4,故有0.50.2<0.30.4.跟踪练习3当0﹤a﹤b﹤1时,下列不等式正确的是()[答案] D[解析] 由0<a<b<1,可知a<b,0<a<1,∴0<1-b<1-a<1,∴(1-a)b<(1-a)a,∴(1-a)a>(1-b)b.(五)思想方法点拨幂函数性质的理解1.当α>0时,幂函数y=xα有下列性质:①图像都过点(0,0)(1,1);②在第一象限,函数值随x的增大而增大;③在第一象限,过(1,1)点后,图像向右上方无限伸展.2.当α<0时,幂函数y=xα有下列性质:①图像都通过点(1,1);②在第一象限,图像向上与y轴无限地接近,向右与x轴无限地接近;③在第一象限,过(1,1)点后,|α|越大,图像下落的速度越快.3.(1)幂函数中既有奇函数,又有偶函数,也有非奇非偶函数.(2)作函数y=xα的图像时,一般依据上述性质作出第一象限的图像,而后依据函数的奇偶性作出x<0的图像即可.(3)幂函数的图像无论α取何实数,其必经过第一象限,且一定不不经过第四象限.(六)课后强化作业一、选择题1.如图所示函数图像中,表示23y x=的是( )[答案] D[解析] 因为23∈(0,1),所以23y x=的图像是抛物线型,且在第一象限图像上凸,又函数23y x=是偶函数,故图像应为D.2.(2011·模拟)给出下列三个等式:f(xy)=f(x)+f(y),f(x+y)=f(x)f(y),f(x+y)=f(x)+f(y),下列函数中不满足任何一个等式的是( )A.f(x)=3x B.f(x)=xα C.f(x)=log2x D.f(x)=kx(k≠0)[答案] B[解析] f(x)=3x满足f(x+y)=f(x)·f(y);f(x)=log2x满足f(xy)=f(x)+f(y);f(x)=kx满足f(x+y)=f(x)+f(y),而f(x)=xα不满足任何一个等式.3.函数y=(m2-m-1)xm2-2m-3是幂函数且在x∈(0,+∞)上为减函数,则实数m的值为( )A.-1或2 B.1±52C.2 D.-1[答案] C[解析] 因为y=(m2-m-1)xm2-2m-3是幂函数且在(0,+∞)上是减函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧m2-m-1=1,m2-2m-3<0,解得m=2.4.设n∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫-2,-1,-12,13,12,1,2,3,则使得f(x)=x n为奇函数,且在(0,+∞)上单调递减的n的个数是( )A.0 B.1 C.2 D.3[答案] B[解析] 只有当n=-1时,f(x)=x n为奇函数,且在(0,+∞)上单调递减.5.(2010·文)设253()5a=,352()5b=,252()5c=则a,b,c的大小关系是( )A.a>c>b B.a>b>c C.c>a>b D.b>c>a [答案] A[解析] 该题考查幂函数和指数函数的性质.对b和c,考查指数函数y=(25)x,单调递减.故352()5<252()5,即b<c.对a和c,考查幂函数.y=25x,在(0,+∞)上单调递增,∴253()5<252()5,即a>c,∴a>c>b,故选A.6.若集合A={y︳y=13x,-1≤x≤1},B=⎩⎨⎧⎭⎬⎫y|y=⎝⎛⎭⎪⎫12x,x≤0,则A∩B=( )A.(-∞,1) B.[-1,1] C.∅D.{1} [答案] D[解析] y=13x在-1≤x≤1时,有-1≤y≤1;y=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x,在x≤0时,有y≥1,∴A∩B={1}.7.(文)(09·)给出命题:若函数y=f(x)是幂函数,则函数y=f(x)的图像不过第四象限.在它的逆命题、否命题、逆否命题三个命题中,真命题的个数是( )A.3 B.2 C.1 D.0[答案] C[解析] 原命题正确,故其逆否命题正确,逆命题是假命题,故否命题也为假.所以真命题个数为1.(理)函数9ny x= (n∈N且n>9)的图像可能是( )[答案] C[解析] ∵f(-x)=9nx-=9n x=f(x),∴函数为偶函数,图像关于y轴对称,故排除A、B.令n=18,则y=12x,当x≥0时,y=12x,由其在第一象限的图像知选C.8.把函数f(x)=x3-3x的图像C1向右平移u个单位长度,再向下平移v个单位长度后得到图像C2,若对任意u>0,曲线C1与C2至多只有一个交点,则v的最小值为( )A.2 B.4 C.6 D.8[答案] B[解析] ∵f(x)=x3-3x,∴f′(x)=3(x2-1),令f′(x)=0,得x=±1.∴x∈(-∞,-1)时,f′(x)>0,f(x)在(-∞,-1)上为增函数;x ∈(-1,1)时,f ′(x )<0,f (x )在(-1,1)上为减函数; x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )在(1,+∞)上为增函数.故f (x )极大值=f (-1)=2,f (x )极小值=f (1)=-2.图像C 2是由图像C 1向右平移u 个单位长度,向下平移v 个单位长度所得到.当图像C 2的极大值点与C 1的极小值点重合时,v 有最小值,如图所示,即v 的最小值为4.二、填空题9.(2011·模拟)已知幂函数f (x )=k ·x α的图像过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,22,则k +α=________.[答案]32[解析] f (x )=k ·x α是幂函数,所以k =1,由幂函数f (x )的图像过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,22,得α=12,则k +α=32.10.若,则它们的大小关系是________.[答案] c <b <a [解析],即c <b <a .11.当x ∈(0,1)时,y =x p(p ≥0)的图像在直线y =x 上方,则p 的取值围是________. [答案] [0,1)[解析] 结合幂函数y =x α在第一象限的图像,当0<α<1时,y =x α在(0,+∞)上是增函数,且x ∈(0,1)时,图像在y =x 上方,x ∈(1,+∞)时,图像在y =x 下方; 又p =0时,y =x 0=1(x ≠0)也满足. 故p 的取值围是0≤p <1.。

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