函数的奇偶性(复习课)
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函数的奇偶性●知识梳理1.奇函数:对于函数f(x)的定义域内随意一个x,都有f(- x)=-f(x)〔或f (x) + f(- x) =0〕,则称f( x)为奇函数.2.偶函数:对于函数f( x)的定义域内随意一个x,都有f(- x) =f( x)〔或f ( x)- f(- x)=0〕,则称f(x)为偶函数.3.奇、偶函数的性质(1)拥有奇偶性的函数,其定义域对于原点对称(也就是说,函数为奇函数或偶函数的必需条件是其定义域对于原点对称).(2)奇函数的图象对于原点对称,偶函数的图象对于y 轴对称 .(3)若奇函数的定义域包括数0,则 f(0)=0.(4)奇函数的反函数也为奇函数.(5)定义在(-∞, +∞)上的随意函数f(x)都能够独一表示成一个奇函数与一个偶函数之和 .●点击双基1.下边四个结论中,正确命题的个数是①偶函数的图象必定与y 轴订交②奇函数的图象必定经过原点③偶函数的图象对于 y 轴对称④既是奇函数,又是偶函数的函数必定是f( x)=0(x∈R)分析:①不对;②不对,由于奇函数的定义域可能不包括原点;③正确;④不对,既是奇函数又是偶函数的函数能够为f( x)=0〔x∈(- a, a)〕.答案: A2.已知函数 f(x)=ax2+bx+ c(a≠0)是偶函数,那么g(x) =ax3+bx2+cx 是A. 奇函数C.既奇且偶函数B.偶函数D.非奇非偶函数分析:由f(x)为偶函数,知b=0,有g(x)=ax3+cx( a≠0)为奇函数.答案: A3.若偶函数f(x)在区间[-1, 0]上是减函数,α、β是锐角三角形的两个内角,且α≠β,则以下不等式中正确的选项是(cosα)> f(cosβ)(sinα)> f( cosβ)(sinα)> f(sinβ)(cosα)>f(sinβ)分析:∵偶函数f(x)在区间[- 1, 0]上是减函数,∴ f(x)在区间[ 0, 1]上为增函数 .由α、β是锐角三角形的两个内角,∴α+β>90°,α>90°-β.1>sinα>cosβ> 0.∴f(sinα)> f( cosβ) .答案: B4.已知 f( x)= ax2+ bx+ 3a+ b 是偶函数,且其定义域为[a-1,2a],则 a=___________,b=___________.分析:定义域应对于原点对称,故有 a-1=- 2a,得 a=1 .3又对于所给分析式,要使f(- x)= f( x)恒建立,应 b=0.答案:131( x≠ 0);②y=x25.给定函数+1;③y=2x;④y=log2;⑤y=log2(x+x 2 1 ):①y=x.x在这五个函数中,奇函数是_________,偶函数是 _________,非奇非偶函数是__________.答案:①⑤② ③④●典例分析【例 1】已知函数 y=f(x)是偶函数, y=f(x- 2)在[ 0,2]上是单一减函数,则(0)< f(- 1)< f( 2)(-1)<f(0)<f(2)(- 1)< f( 2)< f( 0)(2)<f(-1)<f(0)分析:由 f(x-2)在[ 0,2]上单一递减,∴f(x)在[- 2,0]上单一递减 .∵y=f(x)是偶函数,∴f(x)在[ 0, 2]上单一递加 .又 f(- 1) =f(1),故应选 A.答案: A【例 2】判断以下函数的奇偶性:(1)f(x)=|x+1|- |x- 1|;1x(2)f(x)=(x-1)·;(3)f(x)=1x 2;| x 2 | 2(4)f(x)=x(1x)( x0),x(1x)( x0).分析:依据函数奇偶性的定义进行判断.解:(1)函数的定义域x∈(-∞, +∞),对称于原点 .∵f(- x)=|- x+1|- |- x- 1|=|x-1|- |x+1|=-( |x+1|-|x-1|) =- f( x),∴f(x)=|x+1|- |x- 1|是奇函数 .( 2)先确立函数的定义域 .由1x1 x≥0,得- 1≤x< 1,其定义域不对称于原点,所以 f(x)既不是奇函数也不是偶函数.(3)去掉绝对值符号,依据定义判断.由1x20,1 x 1,得4. | x 2 | 2 0,x 0且x故 f(x)的定义域为[- 1,0)∪(0,1],对于原点对称,且有 x+2>0.进而有 f(x)221( x)22= 1 x= 1x=-1x =-f(x),故 f(x)为奇,这时有 f(- x)=xx22x x函数 .(4)∵函数 f(x)的定义域是(-∞, 0)∪(0,+∞),而且当 x> 0 时,- x<0,∴f(- x)=(- x)[1-(- x)]=-x(1+x) =- f(x)(x> 0) .当 x< 0 时,- x>0,∴ f(- x) =- x( 1- x)=-f(x)( x< 0) .故函数 f(x)为奇函数 .评论:( 1)分段函数的奇偶性应分段证明 .(2)判断函数的奇偶性应先求定义域再化简函数分析式 .【例 3】(2005 年北京东城区模拟试题)函数f( x)的定义域为 D={ x|x≠0} ,且满足对于随意 x 、 x ∈D,有 f( x ·x )=f( x )+f(x ) .121212(1)求 f( 1)的值;(2)判断 f(x)的奇偶性并证明;(3)假如 f(4)=1, f(3x+1)+f( 2x-6)≤ 3,且 f( x)在( 0,+∞)上是增函数,求 x 的取值范围 .(1)解:令 x1 =x2=1,有 f(1×1)=f( 1) +f(1),解得 f(1)=0.(2)证明:令 x1 =x2=- 1,有 f[(- 1)×(- 1)]=f(- 1)+f(- 1) .解得 f(-1)=0.令 x1 =-1,x2=x,有 f(- x)=f(- 1)+f( x),∴ f(- x)=f( x) .∴f(x)为偶函数.(3)解: f ( 4× 4) =f (4)+f (4)=2,f ( 16×4)=f ( 16)+f (4) =3.∴ f (3x+1)+f (2x -6)≤ 3 即 f [(3x+1)( 2x -6)]≤ f (64) .(* )∵f (x )在( 0, +∞)上是增函数,∴( * )等价于不等式组或 (3x 1)( 2x 6) 0,(3x 1)(2 x 6) 64,x 3或x1 , 1 3,或3 或x 375x R.x3∴3<x ≤5 或- 7≤x <- 1或- 1<x <3.333∴x 的取值范围为 { x|- 7≤x <- 1或- 1<x <3 或 3< x ≤5}.33 3评论:解答此题易出现以下思想阻碍:(1)无从下手,不知怎样脱掉“ f ” .解决方法 :利用函数的单一性 .(2)没法获得另一个不等式 .解决方法:对于原点对称的两个区间上,奇函数的单调性同样,偶函数的单一性相反 .深入拓展已知 f ( x )、g (x )都是奇函数, f ( x )> 0 的解集是( a 2,b ), g ( x )> 0 的解集2是(a, b ), b>a 2,那么 f (x )· g ( x )> 0 的解集是 2 2 2A. ( a 2 , b)2)2 2 B.(- b ,- aC.( a 2, b)∪(- b,- a 2)222 D.(a,b )∪(- b 2,- a 2)2提示: f ( x )·g (x )> 0f (x) 0, 或 f ( x) 0,g( x) 0g ( x)0.∴x ∈( a 2, b )∪(- b,- a 2) .2 2答案: C【例 4】 (2004 年天津模拟试题)已知函数 f (x )=x+ px+m ( p ≠ 0)是奇函数 .(1)求 m 的值 .(2)(理)当 x ∈[ 1, 2]时,求 f (x )的最大值和最小值 .(文)若 p > 1,当 x ∈[ 1,2]时,求 f (x )的最大值和最小值 .解:(1)∵ f (x )是奇函数,∴ f (- x )=-f (x ).∴- x - p +m=-x - p-m.xx∴ 2m=0.∴m=0.(2)(理)(ⅰ)当 p < 0 时,据定义可证明 f (x )在[ 1, 2]上为增函数 .∴ f (x )max =f (2)=2+ p,f ( x ) min =f (1)=1+p.2(ⅱ)当 p > 0 时,据定义可证明 f (x )在( 0, p ]上是减函数,在[p ,+∞)上是增函数 .①当 p <1,即 0< p < 1 时, f (x )在[ 1,2]上为增函数,∴ f (x )max =f (2)=2+ p, f (x )min =f (1)=1+p.2②当 p ∈[ 1,2]时, f ( x )在[ 1,p ]上是减函数 .在[ p , 2]上是增函数 .f ( x ) min =f ( p )=2 p .f ( x ) max =max{ f ( 1),f (2) }=max{1+ p ,2+ p}.2当 1≤p ≤2 时,1+p ≤2+ p,f (x )max =f ( 2);当 2<p ≤4 时,1+p ≥2+ p,f (x )max =f22(1).③当p > 2,即 p > 4 时,f ( x )在[1,2]上为减函数, ∴ f ( x )max =f (1)=1+p ,f (x )min =f (2)=2+ p.2(文)解答略 .评论: f( x) =x+ p( p>0)的单一性是一重要问题,利用单一性求最值是重要方x 法.深入拓展f( x) =x+ p的单一性也可依据导函数的符号来判断,此题怎样用导数来解?x●闯关训练夯实基础1.定义在区间(-∞,+∞)上的奇函数 f ( x)为增函数,偶函数g( x)在区间[ 0, +∞)上的图象与f(x)的图象重合,设a< b< 0,给出以下不等式,此中建立的是①f(b)- f(- a)> g( a)- g(- b)②f(b)- f(- a)< g( a)- g(- b)③f(a)- f(- b)> g( b)- g(- a)④f(a)- f(- b)< g( b)- g(- a)A. ①④B.②③C.①③D. ②④分析:不如取切合题意的函数f(x)=x 及 g(x) =|x|进行比较,或一般地g(x)f ( x)x0, =x f(0)=0, f(a)< f(b)< 0.f ( x)0,答案: D2.(2003 年北京海淀区二模题)函数f(x)是定义域为 R 的偶函数,又是以 2 为周期的周期函数 .若 f(x)在[- 1,0]上是减函数,那么 f( x)在[ 2,3]上是A. 增函数B.减函数C.先增后减的函数D.先减后增的函数分析:∵偶函数f(x)在[- 1,0]上是减函数,∴ f( x)在[ 0,1]上是增函数 .由周期为 2 知该函数在[ 2,3]上为增函数 .答案: A3.已知 f( x)是奇函数,当 x∈( 0,1)时, f(x)=lg1,那么当x∈(-1,0)1 x时, f( x)的表达式是 __________.分析:当 x∈(- 1,0)时,- x∈( 0,1),∴ f(x)=-f(- x)=-lg 1=lg(1 1 x-x) .答案: lg(1-x)x2x1,4.(2003 年北京)函数 f(x)=lg( 1+x2),g(x)= 0| x | 1, h(x)=tan2x中,x2x 1.______________是偶函数 .分析:∵ f(- x)=lg[1+(- x)2]=lg(1+x2) =f(x),∴f(x)为偶函数 .又∵ 1°当- 1≤x≤1 时,- 1≤- x≤1,∴g(- x) =0.又 g( x) =0,∴ g(- x)=g( x).2°当 x<- 1 时,- x> 1,∴g(- x) =-(- x)+2=x+2.又∵ g( x) =x+2,∴ g(- x)=g( x) .3°当 x> 1 时,-x<- 1,∴g(- x) =(- x)+2=-x+2.又∵ g( x) =- x+2,∴ g(- x)=g(x).综上,对随意 x∈ R 都有 g(- x) =g(x).∴g(x)为偶函数 .h(- x)=tan(- 2x) =-tan2x=- h( x),∴h(x)为奇函数 .答案: f( x)、g(x)5.若 f(x)= a 2x a 2为奇函数,务实数 a 的值 .2 x1解:∵x∈ R,∴要使 f(x)为奇函数,一定且只需 f( x)+f(- x)=0,即 a-2+2 x1 a-2=0,得 a=1.x216.(理)定义在[- 2, 2]上的偶函数 g(x),当 x≥0 时, g(x)单一递减,若 g (1- m)< g(m),求 m 的取值范围 .解:由 g(1-m)< g(m)及 g(x)为偶函数,可得g(|1- m|)< g( |m|).又 g(x)在(0,+∞)上单一递减,∴ |1-m|>|m|,且 |1-m|≤ 2,|m|≤2,解得- 1≤m<1 . 2说明:也能够作出g(x)的表示图,联合图形进行分析.(文)( 2005 年北京西城区模拟试题)定义在R 上的奇函数 f( x)在( 0,+∞)上是增函数,又 f(- 3)=0,则不等式 xf(x)< 0 的解集为A. (- 3,0)∪( 0, 3)B.(-∞,- 3)∪( 3,+∞)C.(- 3,0)∪( 3, +∞)D.(-∞,- 3)∪( 0,3)分析:由奇偶性和单一性的关系联合图象来解.答案: A培育能力已知()=(1+1).7.f xx2 x 1 2(1)判断 f(x)的奇偶性;(2)证明 f(x)> 0.(1)解:f(x)= x·2x1,其定义域为 x≠0 的实数 .又 f(- x)=- x·22( 2x1)2( 2xx11)=-x· 1 2x=x· 2 x 1=f(x),2(1 2 x )2(2 x1)∴f(x)为偶函数 .(2)证明:由分析式易见,当x>0 时,有 f(x)> 0.又 f(x)是偶函数,且当 x< 0 时- x>0,∴当 x<0 时 f(x)= f (- x)> 0,即对于 x≠0 的任何实数 x,均有 f( x)> 0.研究创新8.设 f(x)=log 1(1ax)为奇函数,a为常数,2x1(1)求 a 的值;(2)证明 f(x)在( 1, +∞)内单一递加;对于[ 3, 4]上的每一个x 的值,不等式 f( x)>(1)x+m 恒建立,求2实数 m 的取值范围 .(1)解: f( x)是奇函数,∴ f(- x)=-f(x).∴ log 11ax=- log 12x 12 a=1(舍),∴ a=-1.1 ax1 ax=x 1> 0 1- a2x2=1- x2a=± 1.查验x 1x 1 1 ax(2)证明:任取 x1> x2>1,∴ x1- 1> x2-1>0.220< 1+ x 21< 1+ x2x11x21x11∴0<x 1<x211210<x11<x21 log 1x11>12log 1x21,即 f(x1)> f( x2).∴f(x)在( 1, +∞)内单一递加 .2x21(3)解: f( x)-(1)x>m 恒建立 . 2令 g(x) =f(x)-(1)x.只需 g(x)min> m,用定义能够证 g( x)在[ 3, 4]2上是增函数,∴ g( x)min()-9∴<-9时原式恒建立 .=g 3 =. m88●思悟小结1.函数的奇偶性是函数的整体性质,即自变量x 在整个定义域内随意取值 .2.有时可直接依据图象的对称性来判断函数的奇偶性.●教师下载中心教课点睛1.函数的奇偶性常常与函数的其余性质,如单一性、周期性、对称性联合起来考察.所以,在复习过程中应增强知识横向间的联系.2.数形联合,以形助数是解决本节问题常用的思想方法.3.在教课过程中应重申函数的奇偶性是函数的整体性质,而单一性是其局部性质 .拓展题例2【例 1】 已知函数 f (x )=ax1(a 、b 、c ∈ Z )是奇函数,又 f ( 1)=2,f (2)bx c<3,求 a 、b 、c 的值 .解:由 f (- x )=-f (x ),得- bx+c=-( bx+c ).∴ c =0.由 f (1)=2,得 a+1=2b.由 f (2)< 3,得4a 1<3,a 1解得- 1<a <2.又 a ∈ Z ,∴a=0 或 a=1.若 a=0,则 b= 1,与 b ∈Z 矛盾 .∴a=1, b=1,c=0.2【例 2】 已知函数 y=f (x )的定义域为R ,对随意 x 、 x ′∈ R 均有 f (x+x ′) =f(x ) +f (x ′),且对随意 x >0,都有 f (x )< 0,f (3)=-3.(1)试证明:函数 y=f ( x )是 R 上的单一减函数;(2)试证明:函数 y=f ( x )是奇函数;(3)试求函数 y=f (x )在[ m , n ](m 、 n ∈ Z ,且 mn <0)上的值域 .分析:(1)可依据函数单一性的定义进行论证, 考虑证明过程中怎样利用题设条件 .(2)可依据函数奇偶性的定义进行证明,应由条件先获得f ( 0)=0 后,再利用条件 f (x 12)=f ( 1 ) +f ( 2)中 x 1、 2 的随意性,可使结论得证.+xx x x(3)由( 1)的结论可知 f ( m )、f (n )分别是函数 y=f (x )在[ m 、 n ]上的最大值与最小值,故求出 f (m )与 f (n )便可得所求值域 .(1)证明:任取 x 1、 x 2∈R ,且 x 1<x 2,f (x 2) =f [x 1+(x 2-x 1)],于是由条件f(x+x′) =f(x)+f( x′)可知 f(x2) =f(x1)+f(x2-x1) .∵x2> x1,∴ x2- x1>0.∴f(x2-x1)< 0.∴f(x2)=f(x1)+f( x2-x1)< f(x1) .故函数 y=f(x)是减函数 .(2)明:∵ 随意x、x′∈ R 均有 f(x+x′) =f(x) +f(x′),∴若令 x=x′ =0, f( 0) =f(0)+f(0).∴f(0)=0.再令 x′=-x,可得 f(0) =f(x)+f(- x) .∵f(0)=0,∴ f(- x)=-f( x) .故 y=f( x)是奇函数 .(3)解:由函数 y=f(x)是 R 上的减函数,∴y=f(x)在[ m,n]上也减函数 .∴y=f(x)在[ m,n]上的最大 f(m),最小 f(n).∴f(n)=f[1+(n-1)] =f(1)+f( n- 1) =2f( 1) +f(n-2)=⋯=nf(1).同理, f( m)=mf(1).∵f(3)=-3,∴ f(3)=3f(1)=-3.∴f(1)=-1.∴f(m)=-m, f(n)=-n.所以,函数 y=f(x)在[ m, n]上的域[- n,- m].述:( 1)足条件f( x+x′) =f(x)+f( x′)的函数,只需其定域是关于原点称的,它就奇函数.(2)若将条件中的x>0,均有 f( x)< 0 改成均有 f(x)> 0,函数 f(x)就是 R 上的增函数 .(3)若条件中的m、n∈Z 去掉,我就没法求出f(m)与 f(n)的,故 m、n∈Z 不行少 .。
高考数学复习----《函数的奇偶性的综合应用》典型例题讲解【典型例题】例1、(2023·全国·高三专题练习)已知定义在R 上的函数()f x 在(],3−∞上单调递增,且()3f x +为偶函数,则不等式()()12f x f x +>的解集为( )A .51,3⎛⎫ ⎪⎝⎭B .()5,1,3⎛⎫−∞⋃+∞ ⎪⎝⎭C .(),1−∞D .()1,+∞【答案】B【解析】∵()3f x +为偶函数, ∴()()33f x f x −+=+,即函数()f x 关于3x =对称,又函数()f x 在(],3−∞上单调递增,∴函数()f x 在[)3,+∞上单调递减,由()()12f x f x +>,可得1323x x +−<−,整理得,23850x x −+>,解得1x <或53x >. 故选:B .例2、(2023·全国·高三专题练习)设()f x 是定义在R 上的奇函数,且当0x ≥时,()2f x x =,不等式()()24f x f x ≥的解集为( )A .(][),04,−∞+∞UB .[]0,4C .(][),02,−∞⋃+∞D .[]0,2【答案】C 【解析】根据题意,当0x ≥时,()2f x x =,所以()f x 在[0,)+∞上为增函数,因为()f x 是定义在R 上的奇函数,所以()f x 在R 上为增函数,因为20x ≥,所以24()f x x =,24124x f x ⎛⎫= ⎪⎝⎭, 所以221()42x f x f ⎛⎫= ⎪⎝⎭, 所以不等式()()24f x f x ≥可化为2()2x f f x ⎛⎫≥ ⎪⎝⎭, 所以22x x ≥,解得0x ≤或2x ≥, 所以不等式()()24f x f x ≥的解集为(][),02,−∞⋃+∞,故选:C例3、(2023·全国·高三专题练习)已知偶函数()f x 的定义域为R ,且当0x ≥时,()11x f x x −=+,则使不等式()2122f a a −<成立的实数a 的取值范围是( ) A .()1,3−B .()3,3−C .()1,1−D .(),3−∞【答案】A 【解析】当0x ≥时,()()12121111x x f x x x x +−−===−+++,所以()f x 在[)0,∞+上单调递增, 且()132f =,不等式()2122f a a −<即为()()223f a a f −<. 又因为()f x 是偶函数,所以不等式()()223f a a f −<等价于()()223f a a f −<, 则223a a −<,所以,222323a a a a ⎧−<⎨−>−⎩,解得13a −<<. 综上可知,实数a 的取值范围为()1,3−,故选:A .例4、(2023·全国·高三专题练习)定义在R 上的奇函数()f x 在(,0]−∞上单调递增,且(2)2f −=−,则不等式1(lg )lg 4f x f x ⎛⎫−> ⎪⎝⎭的解集为( ) A .10,100⎛⎫ ⎪⎝⎭B .1,100⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .(0,100)D .(100,)+∞【答案】D【解析】因为函数()f x 为奇函数,所以()()f x f x −=−,又(2)2f −=−,(2)2f =, 所以不等式1(lg )lg 4f x f x ⎛⎫−> ⎪⎝⎭,可化为()2(lg )422f x f >=, 即()(lg )2f x f >,又因为()f x 在(,0]−∞上单调递增,所以()f x 在R 上单调递增,所以lg 2x >,解得100x >.故选:D .例5、(2023春·广西·高三期末)()f x 是定义在R 上的函数,1122f x ⎛⎫++ ⎪⎝⎭为奇函数,则()()20232022f f +−=( )A .-1B .12−C .12D .1【答案】A 【解析】()f x 是定义在R 上的函数,1122f x ⎛⎫++ ⎪⎝⎭为奇函数,则 1111111222222f x f x f x f x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫−++=−++⇒−+++=− ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦. ∴()()40451404512023202212222f f f f ⎛⎫⎛⎫+−=++−+=− ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 故选:A 例6、(2023春·甘肃兰州·高三兰化一中校考阶段练习)若函数f (x )=e e sin x x x x −−+−,则满足()()22ln 102x f a x f ⎛⎫−++≥ ⎪⎝⎭恒成立的实数a 的取值范围为( )A .12ln 2,2⎡⎫−+∞⎪⎢⎣⎭B .1(ln 2,)4−+∞C .[7,)4+∞D .[3,)2+∞ 【答案】A 【解析】因为()e e sin ()x x f x x x f x −−−=−+=−,所以()f x 是R 上的奇函数,由()e +e cos 1x x f x x −'=+−cos 11cos 0x x ≥−=+≥ ,所以()f x 是R 上的增函数, 所以2(2ln(1))02x f a x f ⎛⎫−++≥ ⎪⎝⎭等价于: 22(2ln(1))22x x f a x f f ⎛⎫⎛⎫−+≥−=− ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭即22ln(1)2x a x −+≥−, 所以22ln(1)2x a x ≥−++, 令2()2ln(1)2x g x x =−++, 则问题转化为:max ()a g x ≥,因为()()g x g x −=且定义域为R ,所以()g x =22ln(1)2x x −++是R 上的偶函数, 所以只需求()g x 在()0,∞+上的最大值即可.当[)0,x ∈+∞时,2()2ln(1)2x g x x =−++, ()()22122()111x x x x g x x x x x +−−−+'=−+==−+++, 则当()0,1x ∈时,()0g x '>;当()1,x ∈+∞时,()0g x '<; 所以()g x 在()0,1上单调递增,在()1,+∞上单调递减,可得:max 1()(1)2ln 22g x g ==−, 即12ln 22a ≥−, 故选:A . 本课结束。