四中高中数学 奇偶性提高知识讲解 新人教A版必修1
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函数的奇偶性
【学习目标】 1.理解函数的奇偶性定义; 2.会利用图象和定义判断函数的奇偶性; 3.掌握利用函数性质在解决有关综合问题方面的应用. 【要点梳理】 要点一、函数的奇偶性概念及判断步骤 1.函数奇偶性的概念 偶函数:若对于定义域内的任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么f(x)称为偶函数. 奇函数:若对于定义域内的任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么f(x)称为奇函数. 要点诠释: (1)奇偶性是整体性质; (2)x在定义域中,那么-x在定义域中吗?----具有奇偶性的函数,其定义域必定是关于原点对称的;
(3)f(-x)=f(x)的等价形式为:()()()0,1(()0)()fxfxfxfxfx,
f(-x)=-f(x)的等价形式为:()()()01(()0)()fxfxfxfxfx,; (4)由定义不难得出若一个函数是奇函数且在原点有定义,则必有f(0)=0; (5)若f(x)既是奇函数又是偶函数,则必有f(x)=0. 2.奇偶函数的图象与性质 (1)如果一个函数是奇函数,则这个函数的图象是以坐标原点为对称中心的中心对称图形;反之,如果一个函数的图象是以坐标原点为对称中心的中心对称图形,则这个函数是奇函数. (2)如果一个函数为偶函数,则它的图象关于y轴对称;反之,如果一个函数的图像关于y轴对称,则这个函数是偶函数. 3.用定义判断函数奇偶性的步骤
(1)求函数()fx的定义域,判断函数的定义域是否关于原点对称,若不关于原点对称,则该函数既不是奇函数,也不是偶函数,若关于原点对称,则进行下一步; (2)结合函数()fx的定义域,化简函数()fx的解析式;
(3)求()fx,可根据()fx与()fx之间的关系,判断函数()fx的奇偶性. 若()fx=-()fx,则()fx是奇函数; 若()fx=()fx,则()fx是偶函数; 若()fx()fx,则()fx既不是奇函数,也不是偶函数; 若()fx()fx且()fx=-()fx,则()fx既是奇函数,又是偶函数 要点二、判断函数奇偶性的常用方法 (1)定义法:若函数的定义域不是关于原点对称,则立即可判断该函数既不是奇函数也不是偶函数;
若函数的定义域是关于原点对称的,再判断()fx与()fx之一是否相等.
(2)验证法:在判断()fx与()fx的关系时,只需验证()fx()fx=0及()1()fxfx是否成立即可. (3)图象法:奇(偶)函数等价于它的图象关于原点(y轴)对称. (4)性质法:两个奇函数的和仍为奇函数;两个偶函数的和仍为偶函数;两个奇函数的积是偶函数;两个偶函数的积是偶函数;一个奇函数与一个偶函数的积是奇函数. (5)分段函数奇偶性的判断 判断分段函数的奇偶性时,通常利用定义法判断.在函数定义域内,对自变量x的不同取值范围,有着不同的对应关系,这样的函数叫做分段函数.分段函数不是几个函数,而是一个函数.因此其判断方法也是
先考查函数的定义域是否关于原点对称,然后判断()fx与()fx的关系.首先要特别注意x与x的范围,
然后将它代入相应段的函数表达式中,()fx与()fx对应不同的表达式,而它们的结果按奇偶函数的定义进行比较. 要点三、关于函数奇偶性的常见结论
奇函数在其对称区间[a,b]和[-b,-a]上具有相同的单调性,即已知()fx是奇函数,它在区间[a,b]
上是增函数(减函数),则()fx在区间[-b,-a]上也是增函数(减函数);偶函数在其对称区间[a,b]和[-b,-a]上具有相反的单调性,即已知()fx是偶函数且在区间[a,b]上是增函数(减函数),则()fx在区间[-b,-a]上也是减函数(增函数). 【典型例题】 类型一、判断函数的奇偶性 例1. 判断下列函数的奇偶性:
(1)1-()(1)1xfxxx; (2)f(x)=x2-4|x|+3 ;
(3)f(x)=|x+3|-|x-3|; (4)21-()|2|-2xfxx; (5)22-(0)()(0)xxxfxxxx; (6)1()[()-()]()2fxgxgxxR 【思路点拨】利用函数奇偶性的定义进行判断. 【答案】(1)非奇非偶函数;(2)偶函数;(3)奇函数;(4)奇函数;(5)奇函数;(6)奇函数.
【解析】(1)∵f(x)的定义域为-1,1,不关于原点对称,因此f(x)为非奇非偶函数; (2)对任意x∈R,都有-x∈R,且f(-x)=x2-4|x|+3=f(x),则f(x)=x2-4|x|+3为偶函数 ; (3)∵x∈R,f(-x)=|-x+3|-|-x-3|=|x-3|-|x+3|=-f(x),∴f(x)为奇函数; (4)2-1x11-x0 x-1,00,1x0x-4x+22且
221-1-()(2)-2xx
fxxx
221-(-)1-(-)--()-x
x
fxfxxx,∴f(x)为奇函数;
(5)∵x∈R,f(x)=-x|x|+x ∴f(-x)=-(-x)|-x|+(-x)=x|x|-x=-f(x),∴f(x)为奇函数; (6)11(-){(-)-[-(-)]}[(-)-()]-()22fxgxgxgxgxfx,∴f(x)为奇函数. 【总结升华】判定函数奇偶性容易失误是由于没有考虑到函数的定义域.函数的定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的前提条件,因此研究函数的奇偶性必须“坚持定义域优先”的原则,即优先研究函数的
定义域,否则就会做无用功.如在本例(5)中若不研究定义域,在去掉|2|x的绝对值符号时就十分麻烦. 举一反三: 【变式1】判断下列函数的奇偶性:
(1)23()3xfxx; (2)()|1||1|fxxx; (3)222()1xxfxx;
(4)22x2x1(x0)f(x)0(x0)x2x1(x0). 【答案】(1)奇函数;(2)偶函数;(3)非奇非偶函数;(4)奇函数. 【解析】(1)()fx的定义域是R,
又223()3()()()33xxfxfxxx,()fx是奇函数. (2)()fx的定义域是R, 又()|1||1||1||1|()fxxxxxfx,()fx是偶函数. (3)22()()()11fxxxxx ()()()()fxfxfxfx且,∴()fx为非奇非偶函数.
(4)任取x>0则-x<0,∴f(-x)=(-x)2+2(-x)-1=x2-2x-1=-(-x2+2x+1)=-f(x) 任取x<0,则-x>0 f(-x)=-(-x)2+2(-x)+1=-x2-2x+1=-(x2+2x-1)=-f(x) x=0时,f(0)=-f(0) ∴x∈R时,f(-x)=-f(x) ∴f(x)为奇函数. 【高清课堂:函数的奇偶性356732例2(1)】 【变式2】已知f(x),g(x)均为奇函数,且定义域相同,求证:f(x)+g(x)为奇函数,f(x)·g(x)为偶函数. 证明:设F(x)=f(x)+g(x),G(x)=f(x)·g(x)则 F(-x)=f(-x)+g(-x)=-f(x)-g(x)=-[f(x)+g(x)]=-F(x) G(-x)=f(-x)·g(-x)=-f(x)·[-g(x)]=f(x)·g(x)=G(x) ∴f(x)+g(x)为奇函数,f(x)·g(x)为偶函数. 【高清课堂:函数的奇偶性356732例2(2)】
【变式3】设函数()fx和g(x)分别是R上的偶函数和奇函数,则下列结论 恒成立的是 ( ). A.()fx+|g(x)|是偶函数 B.()fx-|g(x)|是奇函数
C.|()fx| +g(x)是偶函数 D.|()fx|- g(x)是奇函数 【答案】A 例2.已知函数(),fxxR,若对于任意实数,ab都有()()()fabfafb,判断()fx的奇偶性. 【答案】奇函数 【解析】因为对于任何实数,ab,都有()()()fabfafb,可以令,ab为某些特殊值,得出
()()fxfx.
设0,a则()(0)()fbffb,(0)0f. 又设,axbx,则(0)()()ffxfx, ()()fxfx,()fx是奇函数.
【总结升华】判断抽象函数的单调性,可用特殊值赋值法来求解.在这里,由于需要判断()fx与()fx之间的关系,因此需要先求出(0)f的值才行.
举一反三: 【变式1】 已知函数(),fxxR,若对于任意实数12,xx,都有
12121()()2()()fxxfxxfxfx,判断函数()fx的奇偶性.
【答案】偶函数 【解析】令120,,xxx得()()2(0)()fxfxffx,令210,,xxx得
()()2(0)()fxfxffx 由上两式得:()()()()fxfxfxfx,即()()fxfx ()fx
是偶函数.
类型二、函数奇偶性的应用(求值,求解析式,与单调性结合) 例3. f(x),g(x)均为奇函数,()()()2Hxafxbgx在0,上的最大值为5,则()Hx在
(-,2)上的最小值为 . 【答案】 -1 【解析】考虑到(),()fxgx均为奇函数,联想到奇函数的定义,不妨寻求()Hx与()Hx的关系.
()Hx+()Hx=()()2()()2afxbgxafxbgx ()(),()()fxfxgxgx, ()()4HxHx. 当0x时,()4()HxHx, 而0x,()5Hx,()1Hx ()Hx在(,0)上的最小值为-1. 【总结升华】本例很好地利用了奇函数的定义,其实如果仔细观察还可以发现()()afxbgx也是奇函数,从这个思路出发,也可以很好地解决本题.过程如下:0x时,()Hx的最大值为5,0x时()()afxbgx的最大值为3,0x时()()afxbgx的最小值为-3,0x时,()Hx的最小值为
-3+2=-1. 举一反三: 【变式1】已知f(x)=x5+ax3-bx-8,且f(-2)=10,求f(2). 【答案】-26 【解析】法一:∵f(-2)=(-2)5+(-2)3a-(-2)b-8=-32-8a+2b-8=-40-8a+2b=10 ∴8a-2b=-50 ∴f(2)=25+23a-2b-8=8a-2b+24=-50+24=-26 法二:令g(x)=f(x)+8易证g(x)为奇函数 ∴g(-2)=-g(2) ∴f(-2)+8=-f(2)-8 ∴f(2)=-f(-2)-16=-10-16=-26. 【总结升华】本题要会对已知式进行变形,得出f(x)+8= x5+ax3-bx为奇函数,这是本题的关键之处,