高考专题函数的奇偶性与周期性
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全国名校高考数学复习优质专题汇编(附详解)
2.3 函数的奇偶性与周期性
[知识梳理]
1.函数的奇偶性
(1)定义:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么f(x)就叫做偶函数;一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么f(x)就叫做奇函数.
(2)奇偶函数的性质
①奇函数的图象关于坐标原点对称;偶函数的图象关于y轴对称.
②若奇函数在关于坐标原点对称的区间上有单调性,则其单调性相同;若偶函数在关于坐标原点对称的区间上有单调性,则其单调性相反.
2.函数奇偶性的五个重要结论
(1)如果一个奇函数f(x)在x=0处有定义,即f(0)有意义,那么一定有f(0)=0.
(2)如果函数f(x)是偶函数,那么f(x)=f(|x|).
(3)既是奇函数又是偶函数的函数只有一种类型,即f(x)=0,x∈D,其中定义域D是关于原点对称的非空数集.
(4)奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个对称的区间上具有相反的单调性.
(5)偶函数在关于原点对称的区间上有相同的最大(小)值,取最值时的自变量互为相反数;奇函数在关于原点对称的区间上的最值互为相反数,取最值时的自变量也互为相反数.
3.对称性的三个常用结论
(1)若函数y=f(x+a)是偶函数,即f(a-x)=f(a+x),则函数y=f(x)的图象关于直线x=a对称;
(2)若对于R上的任意x都有f(2a-x)=f(x)或f(-x)=f(2a+x),全国名校高考数学复习优质专题汇编(附详解)
则y=f(x)的图象关于直线x=a对称;
(3)若函数y=f(x+b)是奇函数,即f(-x+b)+f(x+b)=0,则函数y=f(x)关于点(b,0)中心对称.
4.函数的周期性
定义:一般地,对于函数f(x),如果存在一个不为零的实数T,使得当x取定义域内的每一个值时,都有f(x+T)=f(x),那么函数f(x)就叫做周期函数,称T为这个函数的周期.对于周期函数f(x),如果在它的所有周期中存在一个最小正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期.
5.函数周期的常见结论
设函数y=f(x),x∈R,a>0.
(1)若f(x+a)=f(x-a),则函数的周期为2a;
(2)若f(x+a)=-f(x),则函数的周期为2a;
(3)若f(x+a)=1fx,则函数的周期为2a;
(4)若f(x+a)=-1fx,则函数的周期为2a;
(5)若函数f(x)关于直线x=a与x=b对称,那么函数f(x)的周期为2|b-a|;
(6)若函数f(x)关于点(a,0)对称,又关于点(b,0)对称,则函数f(x)的周期是2|b-a|;
(7)若函数f(x)关于直线x=a对称,又关于点(b,0)对称,则函数f(x)的周期是4|b-a|;
(8)若函数f(x)是偶函数,其图象关于直线x=a对称,则其周期为2a;
(9)若函数f(x)是奇函数,其图象关于直线x=a对称,则其周期为4a.
6.掌握一些重要类型的奇偶函数
(1)函数f(x)=ax+a-x为偶函数,函数f(x)=ax-a-x为奇函数; 全国名校高考数学复习优质专题汇编(附详解)
(2)函数f(x)=ax-a-xax+a-x=a2x-1a2x+1(a>0且a≠1)为奇函数;
(3)函数f(x)=logab-xb+x为奇函数;
(4)函数f(x)=loga(x+x2+1)为奇函数.
[诊断自测]
1.概念思辨
(1)偶函数图象不一定过原点,奇函数的图象一定过原点.( )
(2)已知函数y=f(x)是定义在R上的偶函数,若在(-∞,0)上是减函数,则在(0,+∞)上是增函数.( )
(3)若函数y=f(x+a)是偶函数,则函数y=f(x)的图象关于直线x=a对称.( )
(4)若函数y=f(x+b)是奇函数,则函数y=f(x)的图象关于点(b,0)中心对称.( )
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√
2.教材衍化
(1)(必修A1P39A组T6)已知函数f(x)是奇函数,且当x>0时,f(x)=x2+1x,则f(-1)=( )
A.-2 B.0 C.1 D.2
答案 A
解析 f(-1)=-f(1)=-12+11=-2.故选A.
(2)(必修A1P39B组T3)设f(x)为奇函数,且在(-∞,0)内是减函数,f(-2)=0,则xf(x)<0的解集为( )
A.(-1,0)∪(2,+∞) B.(-∞,-2)∪(0,2)
C.(-∞,-2)∪(2,+∞) D.(-2,0)∪(0,2)
答案 C 全国名校高考数学复习优质专题汇编(附详解)
解析 ∵f(x)为奇函数,且在(-∞,0)内单调递减,
∴f(x)在(0,+∞)内也单调递减.
又∵f(-2)=0,∴f(2)=0,
函数f(x)的大致图象如右图,
∴xf(x)<0的解集为(-∞,-2)∪(2,+∞).故选C.
3.小题热身
(1)(优质试题·全国卷Ⅰ)若函数f(x)=xln (x+a+x2)为偶函数,则a=________.
答案 1
解析 由已知得f(-x)=f(x),即-xln (a+x2-x)=xln (x+a+x2),则ln (x+a+x2)+ln (a+x2-x)=0,
∴ln [(a+x2)2-x2]=0,得ln a=0,
∴a=1.
(2)(优质试题·山西四校联考)已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)=-fx+32,且f(2)=3,则f(优质试题)=________.
答案 3
解析 ∵f(x)=-fx+32, 全国名校高考数学复习优质专题汇编(附详解)
∴f(x+3)=fx+32+32=-fx+32=f(x).
∴f(x)是以3为周期的周期函数,
则f(优质试题)=f(672×3+2)=f(2)=3.
题型1 函数奇偶性的判断
典例 判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=(1-x) 1+x1-x;
(2)f(x)= -x2+2x+1,x>0,x2+2x-1,x<0;
(3)f(x)=4-x2|x+3|-3.
用定义法、性质法.
解 (1)当且仅当1+x1-x≥0时函数有意义,所以-1≤x<1,由于定义域关于原点不对称,所以函数f(x)是非奇非偶函数.
(2)函数的定义域为{x|x≠0},关于原点对称,
当x>0时,-x<0,f(-x)=x2-2x-1=-f(x),
当x<0时,-x>0,f(-x)=-x2-2x+1=-f(x).
所以f(-x)=-f(x),即函数f(x)是奇函数. 全国名校高考数学复习优质专题汇编(附详解)
(3)解法一:因为 4-x2≥0,|x+3|≠3⇒-2≤x≤2且x≠0,所以函数的定义域关于原点对称.
所以f(x)=4-x2x+3-3=4-x2x,
又f(-x)=4--x2-x=-4-x2x,
所以f(-x)=-f(x),即函数f(x)是奇函数.
解法二:求得函数f(x)的定义域为[-2,0)∪(0,2].
化简函数f(x),可得f(x)=4-x2x,
由y1=x是奇函数,y2=4-x2是偶函数,
可得f(x)=4-x2x为奇函数.
方法技巧
判断函数奇偶性的方法
1.定义法:利用奇、偶函数的定义或定义的等价形式:f-xfx=±1(f(x)≠0)判断函数的奇偶性.
2.图象法:利用函数图象的对称性判断函数的奇偶性.
3.验证法:即判断f(x)±f(-x)是否为0.
4.性质法:设f(x),g(x)的定义域分别是D1,D2,那么在它们的公共定义域上,有下面结论: 全国名校高考数学复习优质专题汇编(附详解)
冲关针对训练
1.(优质试题·广东模拟)下列函数中,既不是奇函数,也不是偶函数的是( )
A.y=1+x2 B.y=x+1x
C.y=2x+12x D.y=x+ex
答案 D
解析 易知y=1+x2与y=2x+12x是偶函数,y=x+1x是奇函数.故选D.
2.判断下列各函数的奇偶性:
(1)f(x)=lg 1-x2|x2-2|-2;
(2)f(x)= x2+xx<0,0x=0,-x2+xx>0.
解 (1)由 1-x2>0,|x2-2|-2≠0得函数的定义域为(-1,0)∪(0,1),
所以f(x)=lg 1-x2-x2-2-2=-lg 1-x2x2. 全国名校高考数学复习优质专题汇编(附详解)
因为f(-x)=-lg [1--x2]-x2=-lg 1-x2x2=f(x),所以f(x)为偶函数.
(2)当x<0时,-x>0,则
f(-x)=-(-x)2-x=-(x2+x)=-f(x);
当x>0时,-x<0,则f(-x)=(-x)2-x=-(-x2+x)=-f(x).
又f(0)=0,故对任意的x∈(-∞,+∞),都有f(-x)=-f(x),所以f(x)为奇函数.
题型2 函数奇偶性的应用
角度1 已知函数奇偶性求值
典例 (优质试题·湖南质检)已知f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f(x)-g(x)=x3+x2+1,则f(1)+g(1)=( )
A.-3 B.-1 C.1 D.3
本题用转化法,将f(x)-g(x)转化为f(x)+g(x).
答案 C
解析 ∵f(x)-g(x)=x3+x2+1,∴f(-x)-g(-x)=-x3+x2+1,又由题意可知f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),∴f(x)+g(x)=-x3+x2+1,则f(1)+g(1)=1.故选C.
角度2 已知函数奇偶性求解析式
典例 设函数y=f(x)(x∈R)为偶函数,且∀x∈R,满足fx-32