题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。
一、考点定位与做题顺序
核心一步:f(x+2) = −f(x) 连用两次 —— f(x+4) = f((x+2)+2) = −f(x+2) = −(−f(x)) = f(x),故 周期 T = 4(不是 2;2 是「反周期」,4 才是周期)。
再叠奇函数:f(0)=0(定义在 R 上)、f(−x)=−f(x)。自编题设:f(x) 为 R 上奇函数,满足 f(x+2)=−f(x),且 x∈[0,1] 时 f(x)=3x,f(1)=3。下面两题数据均为自编示意。
二、逐题精讲
题1
题1 推周期、折回与大数取余(计算+简答)
(1) 由题设推出周期,并求 f(2)、f(3)、f(5)、f(−1)、f(2026);每一步写明用了哪条性质。
(2) 求 x∈[1,2] 时的 f(x) 解析式,并算 f(1.5);说明为什么不能把 [0,1] 的 3x 直接延到 [1,2]。
(3) 某同学说「由 f(x+2)=−f(x) 得周期是 2」,另有人说「f(0) 未必是 0,奇函数只在 x≠0 有定义时讨论」。各错在哪?
解析
(1) 推周期:f(x+4) = −f(x+2) = f(x),故 T = 4。· f(0) = 0:奇函数且定义在 R 上,f(−0)=−f(0) ⇒ 2f(0)=0。
· f(2) = −f(0) = 0(用 x=0 代入 f(x+2)=−f(x))。
· f(3) = −f(1) = −3(x=1 代入)。
· f(5) = f(1+4) = f(1) = 3(周期 4);亦可 f(5)=−f(3)=−(−3)=3,两路一致 ✅。
· f(−1) = −f(1) = −3(奇函数);亦可 f(−1)=f(−1+4)=f(3)=−3 ✅。
· f(2026):2026 ÷ 4 = 506 余 2(4×506=2024),故 f(2026)=f(2)=0。
回验链:f(0)=0 → f(2)=0 → f(4)=f(0)=0 → f(2026)=f(2)=0 ✅;f(1)=3 → f(3)=−3 → f(5)=3 ✅;f(−1)=−3 与 f(3)=−3 由周期 4 对应 ✅,三串闭合。
(2) [1,2] 解析式:对 x∈[1,2],令 u = 2 − x ∈ [0,1]。
由 f(x+2)=−f(x) 取 x→(x−2):f(x) = −f(x−2);而 x−2 ∈ [−1,0],由奇函数 f(x−2) = −f(2−x) = −f(u)。
故 f(x) = −(−f(u)) = f(2−x) = 3(2−x) = 6 − 3x。
f(1.5) = 6 − 4.5 = 1.5。
端点回验:x=1 → 6−3=3 = f(1) ✅;x=2 → 6−6=0 = f(2) ✅;在 x=1 处左段 3x=3 与右段 6−3x=3 连续。
不能把 3x 直接延到 [1,2]:若延过去,f(2) 会等于 6,但由 f(2)=−f(0)=0 必须是 0,矛盾;且 f(3)=−f(1)=−3 要求函数在 [1,2] 之后掉头向下,3x 是单调增、接不上。本质:3x 只在 [0,1] 这一「基本段」给定,其余区间由奇偶性+反周期共同确定,不是同一条直线。
(3) 两句错因:
· 「周期是 2」:把反周期当周期。f(x+2)=−f(x) 说明平移 2 后变号,只有再平移一次(共 4)才复原;除非 f(x)≡0,否则 2 不是周期。反例:f(1)=3 而 f(3)=−3,f(1)≠f(3),故 2 不是周期 ✅。
· 「f(0) 未必是 0」:题设明确 f 定义在 R 上且为奇函数,则 0 在定义域内,f(0)=−f(0) ⇒ f(0)=0 必然成立。该同学说的是「定义域不含 0」的另一类题(如 f(x)=1/x),那时确实不能谈 f(0);把两类题的定义域前提混了。本题 f(0)=0 还是 f(2)=0、f(2026)=0 的起点,漏掉它整串都推不动。
答案 (1) f(x+4)=f(x) 故 T=4;f(0)=0、f(2)=0、f(3)=−3、f(5)=3、f(−1)=−3、f(2026)=f(2)=0(2026 mod 4=2)。(2) [1,2] 上 f(x)=6−3x,f(1.5)=1.5;延 3x 会得 f(2)=6 与 f(2)=0 矛盾。(3) 2 是反周期非周期(f(1)=3≠f(3)=−3);定义在 R 上的奇函数必有 f(0)=0。
采分点 推 T=4 1 分;f(0)=0 1 分;f(2)=0 1 分;f(3)=−3 1 分;f(5)=3 两路 1 分;f(−1)=−3 1 分;2026 mod4=2 与 f=0 1 分;[1,2] 解析式 1 分;f(1.5)=1.5 1 分;两端点回验 1 分;不能延 3x 的理由 1 分;两句错因各 1 分。
易错点 把周期判成 2;漏掉 f(0)=0 导致 f(2) 推不出;大数取余按 mod 2;[1,2] 仍写 3x;把奇函数 f(0) 说成「未必为0」;把 f(5) 算成 −3;f(−1) 只按周期折不算奇偶;忽略定义在 R 上这个前提。
题2
题2 对称性复合、另一分段与「奇+对称」再证周期
(1) 若再加条件「f(1+x)=f(1−x)」(关于 x=1 对称),不依赖 f(x+2)=−f(x),单独由「奇函数+关于 x=1 对称」推出 f 的周期,并求 f(4)、f(6)。
(2) 求 x∈[2,3] 时的 f(x) 解析式(沿用题 1 题设),并算 f(2.5);把 [0,1]、[1,2]、[2,3]、[3,4] 四段写成一个周期内的分段式,验 f(4⁻)=f(0)。
(3) 归纳:f(x+a)=−f(x)、f(x+a)=1/f(x)、f(x+a)=f(x−a) 三类条件各推出什么周期?「对称性→周期性」的一般式子是什么?
解析
(1) 由奇+关于 x=1 对称推周期:奇:f(−x) = −f(x);对称:f(1+x) = f(1−x)。
把对称式里的 x 换成 x−1:f(x) = f(2 − x)。
再用奇函数:f(2 − x) = f(−(x−2)) = −f(x−2),故 f(x) = −f(x−2),即 f(x+2) = −f(x) —— 回到了题 1 的起点。连用两次得 f(x+4)=f(x),故 T=4。
数值:f(4)=f(0)=0;f(6)=f(2)=0(6 mod 4 = 2)。核对:由对称 f(2)=f(0)=0 ✅ 与题 1 一致;f(3)=f(−1)=−f(1)=−3 ✅。结论:「奇函数 + 关于 x=1 对称」与「f(x+2)=−f(x)」等价,两条路推到同一个周期 4。
(2) [2,3] 解析式:对 x∈[2,3],x−2 ∈ [0,1],由 f(x) = −f(x−2) = −3(x−2) = 6 − 3x?核对端点:x=2 → 6−6=0 ✅;x=3 → 6−9 = −3 ✅ 与 f(3)=−3 一致。故 [2,3]:f(x) = −3(x−2) = 6 − 3x。注意:x=2 处 [1,2] 段给 6−3×2=0、[2,3] 段也给 0,连续;但两段表达式恰好同形(都是 6−3x),只是推导路径不同(一个靠奇+反周期折回 2−x,一个直接 −f(x−2)),如实登记:这是同一条直线在 [1,3] 上贯通,不是巧合错误。f(2.5) = 6 − 7.5 = −1.5。
[3,4]:x−2 ∈ [1,2],f(x) = −f(x−2) = −[6−3(x−2)] = −(12−3x) = 3x − 12;端点 x=3 → −3 ✅,x=4 → 0 ✅。
一周期分段式(0≤x<4):
[0,1]:3x;[1,2]:6−3x;[2,3]:6−3x;[3,4]:3x−12。
回验 f(4⁻)=f(0):x→4⁻ 时 3x−12 → 0 = f(0) ✅ 周期闭合。四段取值核对:0→3→0→−3→0,呈「峰—零—谷—零」,与 f(1)=3、f(3)=−3、f(2)=0 全一致 ✅。
(3) 三类条件归纳:
· f(x+a) = −f(x) → f(x+2a)=f(x),周期 2a(本题 a=2 ⇒ T=4);
· f(x+a) = 1/f(x)(需 f≠0)→ f(x+2a) = 1/f(x+a) = f(x),周期 2a;
· f(x+a) = f(x−a) → 令 t=x−a 得 f(t+2a)=f(t),周期 2a(这是「关于 x=a 对称」的写法)。
「对称性 → 周期性」一般式:若 f 关于 x=a 对称(f(a+x)=f(a−x))且关于 x=b 对称(b≠a),则 周期 T = 2|b−a|;若一条是点对称(奇函数关于原点中心对称)、另一条是轴对称 x=a,则 T = 4a(本题 a=1 ⇒ T=4,正是 (1) 的情形)。回验:两条轴对称 x=0 与 x=1 ⇒ T=2;本题是中心对称(0,0)+轴对称 x=1 ⇒ T=4,勿混。
纪律:见到「变号/取倒数/对称」先连用两次凑回 f(x),再定周期;大数一律对周期取余;分段式务必用端点回验,且如实登记「两段同形」这类路径巧合。
答案 (1) 由对称得 f(x)=f(2−x)=−f(x−2) 即 f(x+2)=−f(x),故 T=4;f(4)=f(0)=0、f(6)=f(2)=0。(2) [2,3] f(x)=6−3x、f(2.5)=−1.5;一周期四段 3x / 6−3x / 6−3x / 3x−12,f(4⁻)=0=f(0) 闭合;[1,3] 两段同形但推导路径不同,已登记。(3) 三类条件均推 2a;两轴对称 T=2|b−a|,中心对称+轴对称 x=a 则 T=4a。
采分点 (1) 对称→f(x)=f(2−x) 1 分;奇函数折成 −f(x−2) 1 分;推回 f(x+2)=−f(x) 与 T=4 1 分;f(4)/f(6) 1 分;与题1 等价 1 分;(2) [2,3] 式子与端点 1 分;f(2.5)=−1.5 1 分;四段分段式 1 分;f(4⁻)=f(0) 1 分;两段同形如实登记 1 分;(3) 三类条件各 1 分;两轴对称与中心+轴一般式 1 分;纪律 1 分。
易错点 把「奇+关于x=1对称」推成 T=2;[2,3] 写成 3(x−2) 漏负号;四段端点不回验;把 [1,3] 两段同形当成错误去「修正」;把 f(x+a)=1/f(x) 推成周期 a;把两轴对称 T=2|b−a| 与中心+轴 T=4a 混用;大数不取余。
三、规律小结与对照表
| 性质/条件 | 推出 | 本题值 | 回验 | 常见误判 | 关联 |
|---|---|---|---|---|---|
| f(x+2)=−f(x) | f(x+4)=f(x), T=4 | T=4 | f(1)=3≠f(3)=−3 | 周期判成2 | 题1 |
| 奇函数(定义在R) | f(0)=0 | f(0)=0 | f(2)=−f(0)=0 | 说 f(0) 未必为0 | 题1 |
| f(5) | f(1+4)=f(1) | 3 | −f(3)=3 两路 | 算成−3 | 题1 |
| f(2026) | 2026 mod 4=2 | f(2)=0 | 4×506=2024 | 按 mod 2 | 题1 |
| [1,2] | f(x)=f(2−x)=3(2−x) | 6−3x | x=1→3,x=2→0 | 延 3x 得 f(2)=6 | 题1 |
| [2,3] | f(x)=−f(x−2) | 6−3x | x=3→−3 | 漏负号 | 题2 |
| [3,4] | −f(x−2) | 3x−12 | x=4→0 | — | 题2 |
| 四段 | 0→3→0→−3→0 | f(4⁻)=f(0)=0 | 周期闭合 | 端点不验 | 题2 |
| 奇+对称x=1 | f(x)=f(2−x)=−f(x−2) | T=4 | 与题1等价 | 推成 T=2 | 题2 |
| f(x+a)=−f(x) / 1/f / f(x−a) | 均 T=2a | a=2→4 | 连用两次 | 推成 a | 归纳 |
| 两轴对称 x=a,x=b | T=2|b−a| | — | — | 与中心+轴混 | 归纳 |
| 中心(0,0)+轴 x=a | T=4a | a=1→4 | 本题 | — | 归纳 |
奇偶与周期复合只记「变号条件连用两次凑回 f(x)」:f(x+2)=−f(x) ⇒ f(x+4)=f(x),T=4(2 是反周期不是周期)。叠上奇函数 f(0)=0,便有 f(2)=0、f(3)=−3、f(5)=3、f(−1)=−3,f(2026) 取 2026 mod 4 = 2 得 0。一周期四段 3x / 6−3x / 6−3x / 3x−12,f(4⁻)=f(0)=0 闭合;[1,3] 两段同形但推导路径不同,已如实登记、没去「修正」。「奇 + 关于 x=1 对称」等价地推回同一式;两轴对称 T=2|b−a|,中心对称+轴对称 T=4a。函数与数值均为自编示意,不代表任何真题或题库题目。
四、自测清单
- □ 见 f(x+a)=−f(x) 先连用两次得 T=2a;
- □ 定义在 R 上的奇函数必有 f(0)=0,作整串起点;
- □ 大数先对周期取余,再折回基本段;
- □ 分段式每段用端点回验,别把 3x 一路延下去;
- □ 对称条件先写成 f(x)=f(2a−x) 再与奇偶复合;
- □ 两轴对称与「中心+轴」的一般式分开记。