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函数的基本性质(奇偶性、单调性、周期性、对称性)

函数的基本性质(奇偶性、单调性、周期性、对称性)
函数的基本性质(奇偶性、单调性、周期性、对称性)

函数的性质(奇偶性、单调性、周期性、对称性)

“定义域优先”的思想是研究函数的前提,在求值域、奇偶性、单调性、周期性、换元时易忽略定义域,所以必须先考虑函数的定义域,离开函数的定义域去研究函数的性质没有任何意义。 1. 奇偶性

奇偶性的判定法:首先考察定义域是否关于原点对称,再计算f(-x)与f(x)之间的关系:①f(-x)=f(x)为偶函数;f(-x)=-f(x)为奇函数; ②f(-x)-f(x)=0为偶;f(x)+f(-x)=0为奇;

③f(-x)÷f(x)=1是偶;f(x)÷f(-x)=-1为奇函数. (1)若定义域关于原点对称

(2)若定义域不关于原点对称 非奇非偶 例如:3x y =在)1,1[-上不是奇函数 常用性质:

1.0)(=x f 是既奇又偶函数;

2.奇函数若在0=x 处有定义,则必有0)0(=f ; 3.偶函数满足)

()()(x f x f x f =-=;

4.奇函数图象关于原点对称,偶函数图象关于y 轴对称;

5.0)(=x f 除外的所有函数的奇偶性满足:

(1)奇函数±奇函数=奇函数 偶函数±偶函数=偶函数 奇函数±偶函数=非奇非偶

(2) 奇函数×奇函数=偶函数 偶函数×偶函数=偶函数 奇函数×偶函数=奇函数 6.任何函数)(x f 可以写成一个奇函数

2)

()()(x f x f x --=

?和一个偶函数

2)

()()(x f x f x -+=

ψ的和。

2. 单调性 定义:函数定义域为A ,区间,若对任意

①总有

则称

在区间M 上单调递增

②总有则称在区间M 上单调递减

应用:(一)常用定义法来证明一个函数的单调性

一般步骤:(1)设值(2)作差(3)变形(4)定号(5)结论 (二)求函数的单调区间

定义法、图象法、复合函数法、导数法(以后学) 注:常用结论

(1) 奇函数在对称区间上的单调性相同 (2) 偶函数在对称区间上的单调性相反 (3) 复合函数单调性-------同增异减

3. 周期性

(1)一般地对于函数

,若存在一个不为0的常数T ,使得

一切值时总

有,那么叫做周期函数,T 叫做周期,kT (T 的整数倍)也是它的周期

(2)如果周期函数在所有周期中存在一个最小正数,就把这个最小正数叫最小正周期。 注:常用结论

(1)若)()(b x f a x f +=+,则)(x f 是周期函数,a b -是它的一个周期(自己证明) (2)若定义在R 上的函数y = f (x) 图像同时关于直线x = a 和直线x =b 成轴对称 (a ≠b ),则y = f (x)是周期函数,且2| a -b|是其一个周期。(自己证明)

(推论)若定义在R 上的偶函数)(x f 的图象关于直线a x =)0(≠a 对称,则)(x f 是周期函数,a 2是它的一个周期 (3)若)()(x f a x f -=+;)(1)(x f a x f =+;)

(1)(x f a x f -=+;则)(x f 是周期函数,2a 是它的一个周期

4.对称性

一、函数自身的对称性

定理1.函数 y = f (x)的图像关于点A (a,b)对称的充要条件是 f (x) + f (2a -x) = 2b f(a-x)+f(a+x)=2b

证明:(必要性)设点P(x,y)是y = f(x)图像上任一点,

∵点P(x,y)关于点A (a,b)的对称点P (2a -x ,2b -y )也在y = f(x)图像上, ∴ 2b -y = f (2a -x) 即y + f (2a -x)=2b 故f(x) + f (2a -x) = 2b ,必要性得证。

(充分性)设点P(x0,y0)是y = f(x)图像上任一点,则y 0= f (x 0) ∵ f(x) + f (2a -x) =2b

∴f (x 0) + f (2a -x 0) =2b ,即2b -y 0 = f (2a -x 0) 。 故点P (2a -x 0,2b -y 0)也在y = f(x) 图像上, 而点P 与点P 关于点A (a,b)对称,充分性得证。

推论:函数 y = f (x)的图像关于原点O 对称的充要条件是f (x) + f (-x) = 0 定理2. 函数 y = f (x)的图像关于直线x = a 对称的充要条件是

f (a +x) = f (a -x) 即f(x) = f (2a -x) (证明留给读者)

推论:函数 y = f (x)的图像关于y 轴对称的充要条件是f (x) = f (-x) 定理3函数 y = f (x)的图像关于直线x = a 对称的充要条件是 f (a +x) = f (a -x) 或 f(x) = f (2a -x)

定理4.若函数y = f (x) 图像同时关于直线x = a 和直线x =b 成轴对称 (a ≠b ),则y =

f (x)是周期函数,且2| a-b|是其一个周期。

二.不同函数对称性

定理5. 函数y = f (a+x)与y = f (b-x)的图像关于直线x = (b-a)/2成轴对称

定理6. 互为反函数的两个函数关于直线y=x对称

【典型例题】

[例1] 判断下列函数奇偶性

(1)(且)

(2)

(3)

(4)

(5)

解:(1)且

∴奇函数

(2),关于原点对称

∴奇函数

(3),关于原点对称

∴既奇又偶

(4)考虑特殊情况验证:;无意义;∴非奇非偶

(5)且,关于原点对称

∴为偶函数

[例2](1),为何值时,为奇函数;

(2)

为何值时,为偶函数。

答案:(1)

(恒等定理)

∴时,

奇函数 (2)

∴ (恒等定理)

∴ ∴

巩固:已知定义域为R 的函数

1

2()2x x b f x a +-+=+是奇函数。 (Ⅰ)求,a b 的值;

(Ⅱ)若对任意的t R ∈,不等式

22

(

2)(2)0f t t f t k -+-<恒成立,求k 的取值围; (Ⅰ)简 解:取特殊值法 因为()f x 是奇函数,所以(0)f =0,

111201()22x

x b b f x a a +--=?=∴=++ 又由f (1)= - f (-

1)知1

112

2 2.

41a a a -

-=-?=++ (Ⅱ)解法一:由(Ⅰ)知

11211

()22221x x x f x +-==-+

++,易知()f x 在(,)-∞+∞上 为减函数

又因()f x 是奇函数,从而不等式:

22

(2)(2)0f t t f t k -+-< 等价于

222(2)(2)(2)f t t f t k f k t -<--=-, 因()f x 为减函数,由上式推得:

2222t t k t ->-.

即对一切t R ∈有:2

320t t k -->,从而判别式1

4120.3k k ?=+

[例3] 求函数

的解析式 (1)

为R 上奇函数,

时,

解:

时,

(2)为R上偶函数,时,

解:

时,

[例4] 求下列函数的增区间

(1)

(2)

答案:(1),∴

(2)作图

[例5]若在区间,求取值围。

答案:分类讨论

(1)①当在区间,符合题意

②当时,要在区间,则有

[例6] ,为偶函数,试比较的大小关系。

解:∵为偶函数∴

则函数关于直线x=2对称

∵在(0,2)

∴(提示:看离对称轴的远近)

[例7] 为偶函数,,若,求取值围。

解:∴

[例8] 求下列函数是否为周期函数

(1),满足

(2),满足

(3),满足

(4),满足

答案:

(1)令∴∴

∴ T=2周期函数

(2)

∴ T=4周期函数

(3)∴ T=4

(4)

∴ T=8

[例9] ,偶函数,周期函数,T=2,,,则

,求当时,。

答案:

[例10] ,偶函数,奇函数,则

答案:奇

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