广东省佛山市 2022-2023 学年高三上学期期末考试数学试卷
12. 已知函数 $f(x)$,$g(x)$ 的定义域为 $R$,且 $f(x)-g(2-x)=-5$,$g(x)+f(x+2)=3$,若 $f(x)$ 的图像关于直线 $x=1$ 对称,且 $f(3)=-3$,则(ACD)
A. $g(1)=6$ B. $g(x)$ 图像关于点 $(0,4)$ 对称
C. $g(x)$ 是周期函数,且最小正周期为 $8$ D. $\displaystyle\sum_{k=1}^{22}g(k)=90$
解:(1) ∵ $g(x)+f(x+2)=3$
∴ $g(1)+f(3)=3$
∵ $f(3)=-3$
∴ $g(1)=6$
(2) ∵ $f(x)-g(2-x)=-5$
∴ $f(x+2)-g(-x)=-5$
∴ $g(x)+g(-x)=8$
∴ $g(x)$ 图像关于点 $(0,4)$ 对称
(3) ∵ $f(x)-g(2-x)=-5$
∴ $f(2-x)=g(x)-5$
∵ $f(x+2)=3-g(x)$
∴ $f(x+2)+f(2-x)=-2$
∴ $f(x)+f(4-x)=-2$
∴ $f(x)$ 图像关于点 $(2,-1)$ 对称
∵ $f(x)$ 图像关于直线 $x=1$ 对称
∴ $f(x)$ 最小正周期为 $4$
∴ $-f(x+2)+3$ 最小正周期为 $4$
∵ $g(x)=-f(x+2)+3$
∴ $g(x)$ 最小正周期为 $4$
(4) ∵ $f(x)$ 图像关于直线 $x=1$ 对称
∴ $f(-1)=f(3)=-3$
∵ $f(x)+f(4-x)=-2$
∴ $f(2)+f(2)=-2$,$f(0)+f(4)=-2$
∴ $f(2)=-1$,$f(0)=f(4)=-1$
∵ $f(x)=g(2-x)-5$
∴ $g(2)=f(0)+5=4$,$g(3)=f(-1)+5=2$,$g(4)=f(2)+5=4$
∴ $\displaystyle\sum_{k=1}^{22}g(k)=5(6+4+2+4)+g(1)+g(2)=80+6+4=90$
相似题 1 函数 $f(x)$,$g(x)$ 的定义域均为 $R$,且 $f(x)+g(1-x)=3$,$g(x)-f(x-3)=5$,$y=g(x)$ 的图像关于 $x=1$ 对称,$g(1)=2$,则(ACD)
A. $f(3)=-1$ B. $g(3)=-1$ C. $g(-1)=g(3)$ D. $g(2)=-4f(1)$
相似题 2 已知函数 $f(x)$ 及其导函数 $f'(x)$ 的定义域均为 $R$,记 $g(x)=f'(x)$,$f(2x-1)+f(3-2x)=f(-2)$,$g(1-x)+g(-3x)=g\left(-\dfrac12\right)$,则(ACD)
A. $f(4)=0$ B. $g(2)=g(-1)$ C. $g\left(-\dfrac12\right)=0$ D. $g(2022)=g(0)$
相似题 3 已知 $f(x)$,$g(x)$ 都是定义在 $R$ 上的函数,对任意 $x,y$ 满足 $f(x-y)=f(x)g(y)-g(x)f(y)$,且 $f(-2)=f(1)\neq 0$,下列说法正确的(ABD)
A. $g(0)=1$ B. 函数 $f(2x-1)$ 的图像关于点 $\left(\dfrac12,0\right)$ 对称
C. $g(1)+g(-1)=1$ D. 若 $f(1)=\dfrac{\sqrt3}{2}$,则 $\displaystyle\sum_{n=1}^{2023}f(n)=\dfrac{\sqrt3}{2}$
相似题 1 为《浙江省新高考研究卷》(全国 I 卷)数学试题(二)第 12 题;
相似题 2 为江苏省南通市 2022-2023 学年高三上学期 12 月调研测试数学试题第 12 题;
相似题 3 为湖南省邵阳市 2023 届高三上学期一模数学试题第 10 题。
【详解(相似题 1)】 因为 $y=g(x)$ 的图像关于直线 $x=1$ 对称,
所以 $g(x)=g(2-x)$
当 $x=-1$ 时,$g(-1)=g(3)$,故 C 正确,
因为 $f(x)+g(1-x)=3$
所以 $f(x-3)+g(1-x+3)=3$,即 $f(x-3)+g(4-x)=3$,
即 $f(x-3)=3-g(4-x)$
又因为 $g(x)-f(x-3)=5$,即 $g(x)-\left[3-g(4-x)\right]=5$
即 $g(x)+g(4-x)=8$
又因为 $g(x)-f(x-3)=5$,即 $g(1-x)-f(1-x-3)=5$,
即 $g(1-x)=5+f(-2-x)$,
又因为 $f(x)+g(1-x)=3$,联立解得:$f(x)+f(-2-x)=-2$
因为 $g(x)+g(4-x)=8$,令 $x=1$,有 $g(3)+g(1)=8$,解得 $g(3)=6$,故 B 错误,
因为 $f(x)+f(-2-x)=-2$,所以 $f(-1)+f(-1)=-2$,解得 $f(-1)=-1$
所以 $f(-1)+g(2)=3$,解得 $g(2)=4$,$g(0)=4$
因为 $g(x)+g(4-x)=8$,所以 $g(0)+g(4)=8$,解得 $g(4)=4$
因为 $g(x)-f(x-3)=5$,所以 $g(4)-f(1)=5$,解得 $f(1)=-1$,
所以 $g(2)=4=-4f(1)$,故 D 正确
因为 $g(-2)=g(4)=4$,所以 $f(3)+g(-2)=3$,解得 $f(3)=-1$,故 A 正确
故选:ACD.
【详解(相似题 2)】 ∵ $f(2x-1)+f(3-2x)=f(-2)$,
令 $x=-\dfrac12$,得 $f(-2)+f(4)=f(-2)$
∴ $f(4)=0$,所以 A 正确.
令 $t=2x-1$,则 $f(t)+f(2-t)=f(-2)$
求导数得,$f'(t)-f'(2-t)=0$,即 $g(t)=g(2-t)$
所以 $g(x)$ 关于 $x=1$ 对称,∴ $g(1-x)=g(1+x)$
又因为 $\begin{cases}g(1-x)+g(-3x)=g\left(-\dfrac12\right)\\ g(1+x)+g(3x)=g\left(-\dfrac12\right)\end{cases}$ ∴ $g(-3x)=g(3x)$
所以 $g(x)$ 为偶函数.
∴ $g(x)=g(-x)=g(2-x)$,$g(x)$ 的周期为 2.
因为 $g(x)$ 为周期为 2 的偶函数,
所以 $g(2)=g(0)$,$g(-1)=g(1)$
令 $x=0$ 时,$g(2)+g(-1)=g(1)+g(0)=g\left(-\dfrac12\right)$
令 $x=-\dfrac12$,得 $g\left(\dfrac32\right)+g\left(\dfrac32\right)=g\left(-\dfrac12\right)$
∵ $g\left(\dfrac32\right)=g\left(-\dfrac12\right)$,∴ $g\left(-\dfrac12\right)=0$,所以 B 不正确,C 正确.
因为 $g(x)$ 的周期为 2,∴ $g(2022)=g(0)$,所以 D 正确.
故选:ACD.
【详解(相似题 3)】 对于 A,令 $x=y=0$,代入已知等式得 $f(0)=f(0)g(0)-g(0)f(0)=0$,得 $f(0)=0$,
再令 $y=0$,$x=1$,代入已知等式得 $f(1)=f(1)g(0)-g(1)f(0)$,
可得 $f(1)\left[1-g(0)\right]=-g(1)f(0)=0$,结合 $f(1)\neq 0$ 得 $1-g(0)=0$,$g(0)=1$,故 A 正确;
对于 B,再令 $x=0$,代入已知等式得 $f(-y)=f(0)g(y)-g(0)f(y)$,
将 $f(0)=0$,$g(0)=1$ 代入上式,得 $f(-y)=-f(y)$,∴ 函数 $f(x)$ 为奇函数,
∴ 函数 $f(2x-1)$ 关于点 $\left(\dfrac12,0\right)$ 对称,故 B 正确;
对于 C,再令 $x=1$,$y=-1$,代入已知等式,
得 $f(2)=f(1)g(-1)-g(1)f(-1)$,∵ $f(-1)=-f(1)$,∴ $f(2)=f(1)\left[g(-1)+g(1)\right]$,
又 ∵ $f(2)=-f(-2)=-f(1)$,∴ $-f(1)=f(1)\left[g(-1)+g(1)\right]$,
∵ $f(1)\neq 0$,∴ $g(1)+g(-1)=-1$,故 C 错误;
对于 D,分别令 $y=-1$ 和 $y=1$,代入已知等式,得以下两个等式:
$f(x+1)=f(x)g(-1)-g(x)f(-1)$,$f(x-1)=f(x)g(1)-g(x)f(1)$,
两式相加易得 $f(x+1)+f(x-1)=-f(x)$,所以有 $f(x+2)+f(x)=-f(x+1)$,
即:$f(x)=-f(x+1)-f(x+2)$,
有:$-f(x)+f(x)=f(x+1)+f(x-1)-f(x+1)-f(x+2)=0$,
即:$f(x-1)=f(x+2)$,∴ $f(x)$ 为周期函数,且周期为 3,
∵ $f(1)=\dfrac{\sqrt3}{2}$,∴ $f(-2)=\dfrac{\sqrt3}{2}$,∴ $f(2)=-f(-2)=-\dfrac{\sqrt3}{2}$,$f(3)=f(0)=0$,
∴ $f(1)+f(2)+f(3)=0$,
∴ $\displaystyle\sum_{n=1}^{2023}f(n)=f(1)+f(2)+f(3)+\cdots+f(2023)=f(2023)=f(1)=\dfrac{\sqrt3}{2}$,
故 D 正确.
故选:ABD.