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
且
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,
即
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
偶