本题导读

本题考查抽象函数的对称性,以及导函数的对称性与原函数的关系。

📌【题干】

Question

(2022年新高考I卷) 已知函数 及其导函数 的定义域均为 ,记 。若 , 均为偶函数,则()

A.  B.  C.  D.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 解析已知对称性:
  • 是偶函数 。这意味着 关于直线 对称。
  • 是偶函数 。这意味着 关于直线 对称。
  1. 导函数性质转化:若 关于 轴对称,则其导函数 关于 中心对称。
  2. 判定周期性:若 既关于点 中心对称,又关于直线 轴对称,则 是周期函数,周期 。
  3. 逐项校验:利用得到的对称轴、对称中心和周期对选项进行代数运算。

✅【答案】

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BC

✍【详细解析】

Abstract

第一步:确定 和 的对称性

  • 因为 是偶函数,所以 的图象关于直线 对称。 即 。对两边求导得:,即 。 这说明 关于点 中心对称。

  • 因为 是偶函数,所以 关于直线 对称。 即 。

第二步:判定 B 选项( 的特殊值) 由 关于点 中心对称可知,。 因为 具有对称轴 和对称中心 ,其周期 。 所以 。 故 B 选项正确。

第三步:判定 C 选项( 的函数值) 已知 关于 对称,即 。 代入 :。 故 C 选项正确。

第四步:判定 D 选项( 的函数值) 因为 的周期 ,所以 。 又 关于点 中心对称,则 。 所以 。除非 ,否则 。 从已知条件无法确定 。 故 D 选项错误。

第五步:判定 A 选项( 的确定性) 函数的对称性只能确定函数值的相对关系(如 ),但不能确定具体的函数值。 如果 满足条件,则 ( 为常数)同样满足导数的对称条件,但 会随 改变。 故 A 选项错误。

特殊函数构造法验证: 构造 。

  • 其对称轴包括 ,满足 为偶函数。
  • 其对称中心包括 ,满足 关于 中心对称。 此时 。
  • 当 时,(排除 A)。
  • (符合 B)。
  • ,(符合 C)。
  • ,(排除 D)。

综上所述,正确选项为 BC。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 对称性的导数特征:
  • 轴对称 中心对称(中心在轴上)。
  • 中心对称 轴对称(轴穿过中心)。
  1. 周期性的“黄金组合”:
  • 两轴对称(轴 ) 。
  • 两中心对称(中心 ) 。
  • 一轴一中心(轴 , 中心 ) 。
  1. 抽象函数求值的策略:
  • 优先找“对称性”和“周期性”这两个核心基因。
  • 面对多选题,构造满足条件的三角函数(如 或 )是避开复杂推导、快速排除错误选项的捷径。

📖【试题探源与推广】

Tip

  • 方法拓展:本题 C 选项也可以通过积分理解。若 在 上的图象与在 上的图象关于 对称且符号相反,则其积分(原函数的变化量)之和为 0,即 。
  • 变式思考:如果题目改为 是奇函数且 是偶函数,那么 的周期性会如何变化?
  • 名师寄语:抽象函数是高考数学的“逻辑高地”。记住:原函数的轴对称会强迫导函数在对称轴处“归零”(变成对称中心)。抓住了这个变号点,就抓住了全题的灵魂。

🔗【关联脉络】

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