思维导图
典例剖析
例1【2017年宝鸡市二检】【函数性质逐条给出】已知定义在\(R\)上的函数\(y=f(x)\)满足以下条件:
①对任意的\(x\in R\),都有\(f(x+2)=f(x-2)\);②函数\(y=f(x+2)\)是偶函数;
③当\(x\in(0,2]\)时,\(f(x)=e^x-\cfrac{1}{x}\),若已知\(a=f(-5)\),\(b=f(\cfrac{19}{2})\),\(c=f(\cfrac{41}{4})\),
则\(a\),\(b\),\(c\)的大小关系是【 】
$A.b 分析:本题目是函数各种性质综合应用的典型题目,如果你对函数的各种性质的给出方式很熟悉,
那么由①可知,函数满足\(f(x+4)=f(x)\),其周期是\(4\);
由②可知\(y=f(x)\)的对称轴是\(x=2\),可以表达为\(f(x+4)=f(-x)\),
那么在结合\(f(x+4)=f(x)\),可知\(f(-x)=f(x)\),则函数\(f(x)\)还是偶函数;
由③借助导数工具(或者增+增=增)可得,函数\(f(x)\)在区间\((0,2]\)上单调递增,
有了以上分析得到的函数的周期性、奇偶性、单调性,就可以轻松的解决题目中的大小比较了。
\(a=f(-5)\xlongequal{周期性}f(-1)\xlongequal{奇偶性}f(1)\);
\(b=f(\cfrac{19}{2})\xlongequal{周期性}f(\cfrac{3}{2})=f(1.5)\);
\(c=f(\cfrac{41}{4})\xlongequal{周期性}f(2+\cfrac{1}{4})\xlongequal{已知表达式}f(\cfrac{1}{4}-2)\xlongequal{偶函数}f(2-\cfrac{1}{4})=f(1.75)\);
或\(c=f(\cfrac{41}{4})=f(2+\cfrac{1}{4})=f(2+\cfrac{1}{4}-4)=f(-\cfrac{7}{4})=f(\cfrac{7}{4})=f(1.75)\)
由\(\because f(x)\)在区间\((0,2]\)上\(\nearrow\),\(1<1.5<1.75\), \(\therefore f(1)<f(1.5)<f(1.75)\),
即\(a<b<c\),故选\(D\)。
例2【2019届宝鸡理数质检Ⅲ第10题】定义在\(R\)上的函数\(y=f(x)\)满足以下三个条件:
①对于任意的\(x\in R\),都有\(f(x+1)=f(x-1)\);
②函数\(y=f(x+1)\)的图像关于\(y\)轴对称;
③对于任意的\(x_1,x_2\in [0,1]\),都有\([f(x_1)-f(x_2)](x_1-x_2)>0\);
则\(f(\cfrac{3}{2})\)、\(f(2)\)、\(f(3)\)的大小关系是【】
$A.f(\cfrac{3}{2})>f(2)>f(3)$
$B.f(3)>f(2)>f(\cfrac{3}{2})$
$C.f(\cfrac{3}{2})>f(3)>f(2)$
$D.f(3)>f(\cfrac{3}{2})>f(2)$
分析:本题目考查函数的各种性质的综合运用,其中主要涉及的是函数的奇偶性、周期性、对称性、单调性;
由①可知,函数的周期为\(T=2\),故可以简化其中的两项,\(f(2)=f(0)\),\(f(3)=f(1)\);
由②,通过图像的平移,可知函数\(y=f(x)\)的对称轴为直线\(x=1\),即函数满足条件\(f(x)=f(2-x)\),再赋值得到,\(f(\cfrac{3}{2})=f(2-\cfrac{3}{2})=f(\cfrac{1}{2})\);
由③可知函数\(f(x)\)在区间\([0,1]\)上单调递增,由于\(1>\cfrac{1}{2}>0\),故\(f(1)>f(\cfrac{1}{2})>f(0)\),即满足\(f(3)>f(\cfrac{3}{2})>f(2)\),故选\(D\)。
例3【2018高考真题全国卷二卷文科第12题】已知函数\(f(x)\)是定义在\((-\infty,+\infty)\)上的奇函数,满足\(f(1-x)=f(1+x)\),若\(f(1)=2\),则\(f(1)+f(2)+f(3)+\cdots+f(50)=\)【\(\hspace{2em}\)】。
$A.-50$ $B.0$ $C.2$ $D.50$
分析:先将奇函数性质改写为,\(f(x)=-f(-x)①\);
再将对称性\(f(1-x)=f(1+x)\)改写为\(f(2-x)=f(x)②\),
由①②式可知,\(f(2-x)=-f(-x)\),即\(f(2+x)=-f(x)\),故\(T=2\times 2=4\),
这样\(f(1)+f(2)+f(3)+\cdots+f(50)=12[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]+f(1)+f(2)\),接下来就是重点求这些函数值;
由于函数是定义在\(R\)上的奇函数,故\(f(0)=0\),则\(f(4)=f(4-4)=f(0)=0\),
令\(x=0\),则由\(f(2-x)=-f(-x)\)可得到\(f(2-0)=-f(-0)=f(0)=0\),即\(f(2)=0\),
\(f(3)=f(3-4)=f(-1)=-f(1)=-2\),故\(f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=0\),
即所求\(f(1)+f(2)+f(3)+\cdots+f(50)\)
\(=12[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]+f(1)+f(2)\)
\(=f(1)+f(2)=2\),故选\(C\)
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