高三数学函数的单调性、奇偶性、对称性、周期性

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函数的单调性、奇偶性、对称性、周期性
湖南祁阳四中 何双桥整理 一、函数的单调性 1.单调性的定义
一般地,设函数()f x 的定义域为I :
如果对于定义域I 内的某个区间D 上的任意两个自变量值1x 、2x ,当12x x <时,都有
12()()f x f x <,那么就说函数()f x 在区间D 上是增函数,区间D 我们称为函数()f x 的
单调增区间;
如果对于定义域I 内的某个区间D 上的任意两个自变量值1x 、2x ,当12x x <时,都有
12()()f x f x >,那么就说函数()f x 在区间D 上是减函数,区间D 我们称为函数()f x 的
单调减区间。

2.单调函数与严格单调函数
设()f x 为定义在I 上的函数,若对任何12,x x I ∈,当12x x <时,总有
(ⅰ) )()(21x x f f ≤,则称()f x 为I 上的增函数,特别当且仅当严格不等式12()()f x f x <成立时称()f x 为I 上的严格单调递增函数。

(ⅱ) )()(21x x f f ≥,则称()f x 为I 上的减函数,特别当且仅当严格不等式12()()f x f x >成立时称()f x 为I 上的严格单调递减函数。

2.函数单调的充要条件
★若()f x 为区间I 上的单调递增函数,1x 、2x 为区间内两任意值,那么有:
1212
()()
0f f x x x x ->-或1212)[()()]0f f x x x x -->(
★若()f x 为区间I 上的单调递减函数,1x 、2x 为区间内两任意值,那么有:
121
2
()()
0f f x x x x
-<-或1212)[()()]0f f x x x x --<(
3.函数单调性的判断(证明) (1)作差法(定义法) (2)作商法
4.复合函数的单调性的判定
对于函数()y f u =和()u g x =,如果函数()u g x =在区间(,)a b 上具有单调性,当
(),x a b ∈时(),u m n ∈,且函数()y f u =在区间(,)m n 上也具有单调性,则复合函数
(())y f g x =在区间(),a b 具有单调性。

5.由单调函数的四则运算所得到的函数的单调性的判断
对于两个单调函数()f x 和()g x ,若它们的定义域分别为I 和J ,且I J ⋂≠∅: (1)当()f x 和()g x 具有相同的增减性时,函数1()()()F x f x g x =+、2()()()F x f x g x =⋅的增减性与()f x (或()g x )相同,3()()()F x f x g x =-、4()
()(()0)()
f x F x
g x g x =≠的增减性不能确定;
(2)当()f x 和()g x 具有相异的增减性时,我们假设()f x 为增函数,()g x 为减函数,那么: ①1()()()F x f x g x =+、2()()()F x f x g x =⋅的增减性不能确定; ② 3()()()F x f x g x =-、4()()(()0)()f x F x g x g x =
≠为增函数,5()
()(()0)()
g x F x f x f x =≠为减函数。

6.奇偶函数的单调性
奇函数在定义域内严格单调,偶函数在其定义域内的对称区间上的单调性相反。

二、函数的奇偶性 1. 奇偶性的定义
如果对于函数()f x 的定义域内的任意一个x ,都有()()f x f x =-,则称函数()f x 为偶函数;如果对于函数()f x 的定义域内的任意一个x ,都有()()f x f x =--,则称函数()f x 为奇函数。

2.奇偶性的几何意义
具有奇偶性的函数的定义域关于原点对称,奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y 轴对称。

3.函数奇偶性的判断(证明) (1)比较()f x 与()f x ±-的关系;
(2)
()
()
f x f x -(()0f x -≠)与1±的关系; (2) ()()f x f x ±-与0的关系
4.由具有奇偶性的函数的四则运算所得到的函数的奇偶性的判断
对于两个具有奇偶性的函数()f x 和()g x ,若它们的定义域分别为I 和J ,且I J ⋂≠∅:
(1)当()f x 和()g x 具有相同的奇偶性时,假设为奇函数,那么: ①函数1()()()F x f x g x =+、3()()()F x f x g x =-也为奇函数; ②2()()()F x f x g x =⋅、4()
()(()0)()
f x F x
g x g x =
≠为偶函数; (2)当()f x 和()g x 具有相异的奇偶性时,那么:
①1()()()F x f x g x =+、3()()()F x f x g x =-的奇偶性不能确定; ②2()()()F x f x g x =⋅、4()()(()0)()f x F x g x g x =≠、5()
()(()0)()
g x F x f x f x =≠为奇函数。

二、函数的对称性 1.函数自对称
(1)关于y 轴对称的函数(偶函数)的充要条件是)()(x f x f =-
(2)关于原点()0,0对称的函数(奇函数)的充要条件是0)()(=-+x f x f (3)关于直线y x =对称的函数的充要条件是1
()()f x f x -=
2.两个函数的图象对称性
(1))(x f y =与)(x f y -=关于x 轴对称。

换种说法:)(x f y =与)(x g y =若满足)()(x g x f -=,即它们关于0=y 对称。

(2))(x f y =与)(x f y -=关于y 轴对称。

换种说法:)(x f y =与)(x g y =若满足)()(x g x f -=,即它们关于0=x 对称。

(3))(x f y =与)2(x a f y -=关于直线a x =对称。

换种说法:)(x f y =与)(x g y =若满足)2()(x a g x f -=,即它们关于a x =对称。

(4))(x f y =与)(2x f a y -=关于直线a y =对称。

换种说法:)(x f y =与)(x g y =若满足a x g x f 2)()(=+,即它们关于a y =对称。

(5))2(2)(x a f b y x f y --==与关于点(),a b 对称。

换种说法:)(x f y =与)(x g y =若满足b x a g x f 2)2()(=-+,即它们关于点(),a b 对称。

(6))(x a f y -=与)(b x y -=关于直线2
b
a x +=对称。

(7)()y f x =与1
()y f x -=关于直线y x =对称。

二、函数的周期性 1.周期性的定义
对于函数)(x f y =,如果存在一个非零常数T ,使得当x 取定义域内的每一个值时,都有
)()(x f T x f =+都成立,那么就把函数)(x f y =叫做周期函数,非零常数T 叫做这个函
数的周期。

如果所有的周期中存在着一个最小的正数,就把这个最小的正数叫做最小正周期。

如果非零常数T 是函数()f x 的周期,那么T -、nT (*
n N ∈)也是函数()f x 的周期。

2. 函数的周期性的主要结论:
结论1:如果()()f x a f x b +=+(a b ≠),那么()f x 是周期函数,其中一个周期T a b =- 结论2:如果()()f x a f x b +=-+(a b ≠),那么()f x 是周期函数,其中一个周期
2T a b =-
结论3:如果定义在R 上的函数()f x 有两条对称轴x a =、x b =对称,那么()f x 是周期函数,其中一个周期2T a b =-
结论4:如果偶函数()f x 的图像关于直线x a =(0a ≠)对称,那么()f x 是周期函数,其中一个周期2T a =
结论5:如果奇函数()f x 的图像关于直线x a =(0a ≠)对称,那么()f x 是周期函数,其中一个周期4T a =
结论6:如果函数同时关于两点(),a c 、(),b c (a b ≠)成中心对称,那么()f x 是周期函数,其中一个周期2T a b =-
结论7:如果奇函数()f x 关于点(),a c (0a ≠)成中心对称,那么()f x 是周期函数,其中一个周期2T a =
结论8:如果函数()f x 的图像关于点(),a c (0a ≠)成中心对称,且关于直线x b =(a b ≠)成轴对称,那么()f x 是周期函数,其中一个周期4T a b =- 结论9:如果1()()f x p f x +=或1
()()
f x p f x +=-,那么()f x 是周期函数,其中一个周期2T p = 结论10:如果1()()21()p f x f x f x ++=-或1()()21()
p f x f x f x -+=+,那么()f x 是周期函数,其中一个周期2T p =
结论11:如果()()f x p f x +=-,那么()f x 是周期函数,其中一个周期2T p =。