(完整版)函数奇偶性的归纳总结
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函数的奇偶性的归纳总结
考纲要求:了解函数的奇偶性的概念,掌握判断一些简单函数的奇偶性的方法。
教学目标:1、理解函数奇偶性的概念;
2、掌握判断函数的奇偶性的类型和方法;
3、掌握函数的奇偶性应用的类型和方法;
4、培养学生观察和归纳的能力,培养学生勇于探索创新的精神。
教学重点:1、理解奇偶函数的定义;
2、掌握判断函数的奇偶性的类型和方法,并探索其中简单的规律。
教学难点:1、对奇偶性定义的理解;
2、较复杂函数奇偶性的判断及函数奇偶性的某些应用。
教学过程:
一、知识要点:
1、函数奇偶性的概念
一般地,对于函数)(x f ,如果对于函数定义域内任意一个x ,都有)()(x f x f =-,那么函数)(x f 就叫做偶函数。
一般地,对于函数)(x f ,如果对于函数定义域内任意一个x ,都有)()(x f x f -=-,那么函数)(x f 就叫做奇函数。
理解:
(1)奇偶性是针对整个定义域而言的,单调性是针对定义域内的某个区间而言的。
这两个概念的区别之一就是,奇偶性是一个“整体”性质,单调性是一个“局部”性质;
(2)定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的必要条件。
2、按奇偶性分类,函数可分为四类:
奇函数非偶函数、偶函数非奇函数、非奇非偶函数、亦奇亦偶函数. 3、奇偶函数的图象:
奇函数⇔图象关于原点成中心对称的函数,偶函数⇔图象关于y 轴对称的函数。
4、函数奇偶性的性质:
①具有奇偶性的函数,其定义域关于原点对称(也就是说,函数为奇函数或偶函数的必要条件是其定义域关于原点对称)。
②常用的结论:若f(x)是奇函数,且x 在0处有定义,则f(0)=0。
③奇函数在关于原点对称的区间上若有单调性,则其单调性完全相同,最值相反。
奇函数f(x)在区间[a,b](0≤a<b)上单调递增(减),则f(x)在区间[-b,-a]上也是单调递增(减);
偶函数在关于原点对称的区间上若有单调性,则其单调性恰恰相反,最值相同。
偶函数f(x)在区间[a,b](0≤a<b )上单调递增(减),则f(x)在区间[-b,-a]上单调递减(增)
④任意定义在R 上的函数f(x)都可以唯一地表示成一个奇函数与一个偶函数的和。
⑤若函数g(x),f(x),f[g(x)]的定义域都是关于原点对称的,则u=g(x),y=f(u)都是奇函数时,y=f[g(x)]是奇函数;u=g(x),y=f(u)都是偶函数,或者一奇一偶时,y= f[g(x)]是偶函数。
复合函数的奇偶性特点是:“内偶则偶,内奇同外”. 5、判断函数奇偶性的方法:
⑴、定义法:对于函数()f x 的定义域内任意一个x ,都有()()x f x f =-〔或()()
1=-x f x f 或()()0=--x f x f 〕⇔函数f (x )是偶函数;
对于函数()f x 的定义域内任意一个x ,都有()()x f x f -=-〔或
()()
1-=-x f x f 或()()0=+-x f x f ⇔函数f (x )是奇函数;
判断函数奇偶性的步骤:
①、判断定义域是否关于原点对称; ②、比较)(x f -与)(x f 的关系。
③、扣定义,下结论。
⑵、图象法:图象关于原点成中心对称的函数是奇函数;图象关于y 轴对称的函数是偶函数。
,
⑶、运算法:几个与函数奇偶性相关的结论:
①奇函数+奇函数=奇函数;偶函数+偶函数=偶函数; ②奇函数×奇函数=偶函数;奇函数×偶函数=奇函数。
③若()f x 为偶函数,则()()(||)f x f x f x -==。
二、典例分析
1、给出函数解析式判断其奇偶性:
分析:判断函数的奇偶性,先要求定义域,定义域不关于原点对称的是非奇非偶函数,若定义域关于原点对称,再看f (-x )与f (x )的关系.
【例1】 判断下列函数的奇偶性: (1). 2
()21;f x x x =-+ (2) . 223(),0;3x x f x x x x x ++⎧⎫
=
∈≥⎨⎬-⎩⎭
解:()f x 函数的定义域是()-∞+∞,, ∵ 2()21f x x x =-+,∴
2()()21f x x x -=---+221()x x f x =-+=,
∴ 2()21f x x x =-+为偶函数。
(法2—图象法):画出函数2()21f x x x =-+的图象如下:
由函数2()21f x x x =-+的图象可知,
2()21f x x x =-+为偶函数。
说明:解答题要用定义法判断函数的奇偶性,选择题、填空题可用图象法判断函数的奇偶性。
(2) . 解:由
3
03
x x +≥-,得x ∈(-∞,-3]∪(3,+∞). ∵定义域不关于原点对称,故是非奇非偶函数.
【例2】 判断下列函数的奇偶性:
(1)
. ()f x =(2) . 3()3sin(2);2
f x x π
=- (3). 02
1()1x f x x -=-。
解: (1).由2
40
330x x ⎧-≥⎪⎨+-≠⎪⎩
,解得 2206x x x -≤≤⎧⎨≠≠-⎩且
∴定义域为-2≤x <0或0<x ≤2
,则();33f x x x ==+-.
∴()();f x f x x
-===-.
∴()f x =为奇函数.
说明:对于给出函数解析式较复杂时,要在函数的定义域不变情况下,先将函数解析式变形化简,然后再进行判断。
(2) .函数3()3sin(
2)2
f x x π
=-定义域为R , ∵3()3sin(
2)3cos 22
f x x x π
=-=-, ∴()3cos 2()3cos 2()f x x x f x -=--=-=,
∴ 函数3()3sin(2)2
f x x π
=-为偶函数。
(3). 由20
10x x ≠⎧⎨-≠⎩
,解得 01x x ≠⎧⎨≠±⎩,∴ 函数定义域为{}0,1x R x x ∈≠≠±,
又∵02
2111()011
x f x x x --===--,∴()0f x -=, ∴()()f x f x -=且()()f x f x -=-,
所以02
2111
()011
x f x x x --===-- 既是奇函数又是偶函数。
【例3】 判断下列函数的奇偶性:
(1). 0.5()log (f x x =;(2). (1),(0)()0,(0)(1),(0)x x x f x x x x x ->⎧⎪
==⎨⎪+<⎩
解:(1) . 定义域为R ,
∵220.50.5()()log (()1)log (1)
f x f x x x x x -+=-+-+++
+20.50.5log ((1))log 10x x =+-==,∴ f (-x )=-f (x ),所以f (x )为奇函数。
说明:给出函数解析式判断其奇偶性,一般是直接找()f x -与()f x 关系,但当直接找()f x -与()f x 关系困难时,可用定义的变形式:()()0=--x f x f ⇔函数f (x )
是偶函数;()()0=+-x f x f ⇔函数f (x )是奇函数。
(2) .函数的定义域为R ,
当0x >时,0,()()(1)(1)();x f x x x x x f x -<-=--=--=- 当0x =时,0,()0();x f x f x -=-==-
当0x <时,[]0,()()1()(1)().x f x x x x x f x ->-=---=-+=-
综上可知,对于任意的实数x ,都有()()f x f x -=-,所以函数()f x 为奇函数。
说明:分段函数判断奇偶性,必分段来判断,只有各段为同一结果时函数才有奇偶性。
分段函数判断奇偶性,也可用图象法。
2、抽象函数判断其奇偶性:
【例4】 已知函数()(0),f x x R x ∈≠且对任意的非零实数1,2,x x 恒有
1212()()(),f x x f x f x ⋅=+判断函数()(0)f x x R x ∈≠且的奇偶性。
解:函数的定义域为(,0)
(0,)-∞+∞,
令121x x ==,得(1)0f =,令121x x ==-,则2(1)(1),(1)0,f f f -=∴-= 取121,x x x =-=,得()(1)(),f x f f x -=-+()(),f x f x ∴-= 故函数()(0)f x x R x ∈≠且为偶函数。
3、函数奇偶性的应用:
(1) . 求字母的值:
【例5】已知函数21
()(,,)ax f x a b c Z bx c
+=∈+是奇函数,又(1)2f =,(2)3f <,
求,,a b c 的值.
解:由()()f x f x -=-得()bx c bx c -+=-+,∴0c =。
又(1)2f =得12a b +=,而(2)3f <得41
32a b
+<,
∴4131
a a +<+,解得12a -<<。
又a Z ∈,∴0a =或1a =.
若0a =,则1
2
b Z =∉,应舍去;若1a =,则1b Z =∈b =1∈Z .
∴1,1,0a b c ===。
说明:本题从函数的奇偶性入手,利用函数的思想(建立方程或不等式,组成混合组),使问题得解.有时也可用特殊值,如 f (-1)=-f (1),得c =0。
(2) . 解不等式:
【例6】若f (x )是偶函数,当x ∈[0,+∞)时,f (x )=x -1,求f (x -1)<0的解集。
分析:偶函数的图象关于y 轴对称,可先作出f (x )的图象,利用数形结合的方法. 解:画图可知f (x )<0的解集为 {x |-1<x <1}, ∴f (x -1)<0的解集为{x |0<x <2}. 答案:{x |0<x <2}
说明:本题利用数形结合的方法解题较快、简捷.本题也可先求f (x )的表达式,再求f (x -1)的表达式,最后求不等式的解也可得到结果. (3) . 求函数解析式:
【例7】已知f (x )是R 上的奇函数,且x ∈(-∞,0)时,f (x )=-x lg(2-x ),求f (x ). 分析:先设x >0,求f (x )的表达式,再合并. 解:∵f (x )为奇函数,∴f (0)=0.
当x >0时,-x <0,f (-x )=x lg(2+x ),即-f (x )=x lg(2+x ), ∴f (x )=-x lg(2+x ) (x >0). ∴lg(2)(0)
()lg(2)(0)x x x f x x x x --<⎧=⎨
-+≥⎩。
说明:注意自变量在区间上的转化,分段函数的处理和分类讨论的思想紧密相连。
三、巩固训练: 一、选择题
1.若y =f (x )在x ∈[0,+∞)上的表达式为y =x (1-x ),且f (x )为奇函数,则x ∈(-∞,0]时f (x )等于
A.-x (1-x )
B.x (1+x )
C.-x (1+x )
D.x (x -1)
2.已知四个函数:①21log 1x
y x
+=-, ②11x x e y e -=+,③ y =3x +3-x ,④ y =lg(3x +3-x ).
其中为奇函数的是
A.②④
B.①③
C.①④
D.①②
3.已知y =f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=x 2-2x ,则在R 上f (x )的表达式为 A.-x (x -2) B. x (|x |-2) C.|x |(x -2) D.|x |(|x |-2) 二、填空题
4.已知f (x )=ax 2+bx +3a +b 是偶函数,且定义域为[a -1,2a ],则a =_____________,b =____________.
5.若1
()21
x f x a =+- (x ∈R 且x ≠0)为奇函数,则
a =_______________.
6.已知f (x )=ax 7-bx +2且f (-5)=17,则f (5)=_______________.
7.已知()f x 是定义在(3,3)-上的奇函数,当03x <<时,
()f x 的图像如右图所示,那么不等式()cos 0f x x ⋅<的解集是_____________
三、解答题 8.已知11()()2()G x f x f x ⎡⎤=
-⎢⎥⎣⎦
且x =ln f (x ),判定G (x )的奇偶性。
9.已知函数f (x )满足f (x +y )+ f (x -y )=2f (x )·f (y )(x 、y ∈R ),且f (0)≠0,试证f (x )是偶函数. 10.设函数()f x 是偶函数,函数()g x 是奇函数,且3
()()3
f x
g x x +=
+,求()f x 和()g x 的解析表达式。
11.已知f(x)=x 5+ax 3-bx-8,f(-2)=10,求f(2)。
12.已知()()f x g x 、都是定义在R 上的奇函数,若()()()2F x af x bg x =++在区间(0,)+∞上的最大值为5,求()F x 在区间(,0)-∞上的最小值。
13.已知()f x 是奇函数,在区间(2,2)-上单调递增,且有(2)(12)0f a f a ++->,求实数a 的取值范围。
四、巩固训练参考答案: 一、选择题
1. 解析:x ∈(-∞,0],-x ≥0,∴ f (-x )=(-x )(1+x ),-f (x )=-x (1+x ). ∴f (x )=x (1+x ). 答案:B
2. 提示:可运用定义,逐个验算.答案:D
3. 解析:设x <0,则-x >0,
∵f (x )是奇函数,∴f (x )=-f (-x )=-[(-x )2-2(-x )]=-x 2-2x .
∴222(0)
()2(0)
x x x f x x x x ⎧-≥=⎨--<⎩,即f (x )= x (|x |-2),故答案:B 。
二、填空题
4. 解析:定义域关于原点对称,故a -1=-2a ,13
a =, 又对于f (x )有f (-x )=f (x )恒成立,∴
b =0. 答案:
1
3
, 0 。
5. 解析:特值法:∵f (-1)=-f (1) ,1111()2121a a -+=-+--,1
2
a =。
答案: 1
2。
6. 解析:整体思想:f (-5)=a (-5)7- b (-5)+2=17 (a ·57-5b )=-15, ∴ f (5)=a ·57-b ·5+2=-15+2=-13. 答案:-13 。
7. 解析:∵ ()f x 是定义在(3,3)-上的奇函数,∴ 补充其图像如图,又∵不等式
()cos 0f x x ⋅<同解于()0cos 0f x x >⎧⎨
<⎩或()0
cos 0
f x x <⎧⎨>⎩,解得32x π<<,或12x π-<<-或01x <<,∴不等式()cos 0f x x ⋅<的解集是(),10,1,322ππ⎛⎫⎛⎫
-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
,答案:
(),10,1,322ππ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭。
三、解答题
8. 解:由x =ln f (x )得f (x )=e x .
∴11()()2()G x f x f x ⎡⎤=
-⎢⎥⎣⎦111()22x x x
x e e e e -⎡⎤=-=-⎢⎥⎣⎦。
又()G x -11
()()()22
x x x x e e e e G x --=-=--=--,∴G (x )为奇函数。
9. 证明:令x =y =0,有f (0)+f (0)=2f 2(0). ∵ f (0)≠0,∴f (0)=1.
令x =0,f (y )+f (-y )=2f (0)·f (y )=2f (y ). ∴ f (-y )=f (y ). ∴ f (x )是偶函数.
归纳:赋值法(代入特殊值)在处理一般函数问题时经常用到. 10. 解:∵3()()(1)3
f x
g x x +=
+,∴3
()()3
f x
g x x -+-=
-+,
又∵函数()f x 是偶函数,函数()g x 是奇函数,∴()()f x f x -=,()()g x g x -=-, ∴上式化为3
()()(2)3
f x
g x x -=
-+,解(1),(2)组成的方程组得
29()(,3)9f x x R x x =
∈≠±-,23()(,3)9
x
g x x R x x =∈≠±-。
11. 分析:问题的结构特征启发我们设法利用奇偶性来解
解:令g(x)=x 5+ax 3-bx ,则g(x)是奇函数,所以g(-2)=g(2), 于是f(-2)=g(-2)-8, ∴ g(-2)=18. 所以f(2)=g(2)-8=-g(-2)-8=-26. 12. 解:设()()()h x af x bg x =+,则()()()h x af x bg x =+为奇函数,
因为当(0,)x ∈+∞时,()5,F x ≤所以()()()()23,h x af x bg x F x =+=-≤ 所以当(,0)x ∈-∞时,()2()()()3,F x h x af x bg x -==+≥-即()1,F x ≥- 故()F x 在区间(,0)-∞上的最小值为-1 。
13. 解:因为函数()f x 是奇函数,所以()().f x f x -=-
由(2)(12)0f a f a ++->得(2)(12)f a f a +>--,即(2)(21).f a f a +>-
又()f x 在区间(2,2)-上单调递增,故得222
2212221
a a a a -<+<⎧⎪
-<-<⎨⎪+>-⎩
,解得10.2a -<<
所以实数a 的取值范围为1
(,0).2
-
注意:利用函数的奇偶性、单调性求变量的范围,是函数奇偶性及单调性的逆用,培养逆向思维能力,判断出2,21(2,2)a a +-∈-是解决本题的关键。