3.2 函数的基本性质
3.2.2 函数的奇偶性
知识点1 函数的奇偶性
奇偶性 定义 图象特点
偶函数 如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有,那么函数f(x)是偶函数 关于y轴对称
奇函数 如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有,那么函数f(x)是奇函数 关于原点对称
注:
①奇函数图像关于原点对称
②偶函数图像关于轴对称
③对于含参函数中参数的求值问题,在填空题与选择题中,掌握以下两个结论,会给解题带来方便:
f (x)为偶函数 f (x)=f (|x|).
若奇函数在x=0处有意义,则f (0)=0.
④奇函数在轴两侧相对称的区间增减性相同,偶函数在轴两侧相对称的区间增减性相反.(重要)
⑤利用性质法来判断奇偶性(以函数的定义域关于原点对称为前提,所有奇偶函数都非零函数):
(1)奇函数奇函数奇函数;(2)偶函数偶函数偶函数;(3)偶函数奇函数=非奇非偶函数
记忆口诀:加减看自身
(3)奇函数奇函数偶函数;(4)偶函数偶函数偶函数;(5)奇函数偶函数奇函数
(6); (7)
记忆口诀:乘除看正负(注:在记忆的时候可将偶函数看成“+”号,将奇函数看成“-”号)
知识点2 熟记常见函数的奇偶性
(1)幂函数= 非零常数可看成偶函数
(2) 是奇函数
(3) 是奇函数
(注:与()都是奇函数)
(4) 是偶函数
(5) 是奇函数
(6)是奇函数
(7) 是奇函数
(8)是奇函数
(9)与都是偶函数
(10)是奇函数;是偶函数;是奇函数
(11)为偶函数;是奇函数。
1、判断函数奇偶性的方法
(1)定义域关于原点对称,这是函数具有奇偶性的必要不充分条件,所以首先考虑定义域;
(2)判断与是否具有等量关系:
(奇函数),即
(偶函数),即
2、与函数奇偶性有关的常见问题及解题策略
(1)已知函数的奇偶性求函数值
利用奇偶性的定义求函数的值,这是奇偶性定义的逆用,注意利用常见函数(如一次函数、反比例函数、二次函数)具有奇偶性的条件求解.
(2)已知函数的奇偶性求解析式
利用奇偶性求函数的解析式,已知函数奇偶性及其在某区间上的解析式,求该函数在整个定义域上的解析式的方法是:首先设出未知区间上的自变量,利用奇、偶函数的定义域关于原点对称的特点,把它转化到已知的区间上,代入已知的解析式,然后再次利用函数的奇偶性求解即可.
(3)已知函数的奇偶性,求函数解析式中参数的值
①若表示定义域的区间含有参数,则可利用对称性列出关于参数的方程.
②一般化策略:对x取定义域内的任一个值,利用f(-x)与f(x)的关系式恒成立来确定参数的值.
(4)应用奇偶性画图象和判断函数单调性
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.如果一个函数是偶函数,则这个函数的图象是以轴为对称轴的轴对称图形;反之,如果一个函数的图象关于轴对称,则这个函数是偶函数.
②根据奇、偶函数的图象特征,可以得到:
奇函数在关于原点对称的区间上有相同的单调性,偶函数在关于原点对称的区间上有相反的单调性.上述结论可简记为“奇同偶异”.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.
(5)利用函数的奇偶性求最值
①奇函数的性质:如果函数是定义在区间上的奇函数,则
②偶函数的性质:如果函数是定义在区间上的偶函数,则函数是定义在区间上的最值等于函数在区间(或)上的最值。
考点一 函数奇偶性的判断
【例1-1】判断下列函数的奇偶性:
(1); (2); (3); (4).
变式1-1-1:下列函数中为奇函数,且在定义域上为增函数的有( )
A. B. C. D.
变式1-1-2:下列四个函数中,在上为增函数且为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【例1-2】(多选)已知奇函数与偶函数的定义域、值域均为,则( )
A.是奇函数 B.是奇函数
C.是偶函数 D.是偶函数
变式1-2:若函数是偶函数,函数是奇函数,则( )
A.函数是奇函数 B.函数是偶函数
C.函数是偶函数 D.函数是奇函数
【例1-3】已知函数.
(1)判断的奇偶性;
(2)若当时,恒成立,求实数的取值范围.
变式1-3-1:已知函数.
(1)判断f (x)的奇偶性,并说明理由;
(2)用定义证明f (x)在(1,+∞)上单调递增;
(3)求f (x)在[-2,-1]上的值域.
变式1-3-2:已知函数.
(1)判断奇偶性;
(2)当时,判断的单调性并证明;
(3)在(2)的条件下,若实数m满足,求m的取值范围.
考点二 抽象函数的奇偶性
【例2】已知函数的定义域为,在上为增函数,且对任意的,都有.
(1)试判断的奇偶性;
(2)若,求实数的取值范围.
变式2-1:定义在上的函数是单调函数,满足,且,.
(1)求,;
(2)判断的奇偶性,并证明;
(3)在下列两个条件中任选一个,补充在下面问题中的横线上,并解答.
①②若_____________,,求实数的取值范围.
变式2-2:设函数是增函数,对于任意都有.
(1)写一个满足条件的;
(2)证明是奇函数;
(3)解不等式.
考点三 已知函数的奇偶性求函数值
【例3】已知函数f (x)为奇函数,当时,,则 .
变式3-1:已知函数是偶函数,且,则( )
A. B.0 C.2 D.4
变式3-2:设函数,若是奇函数,则( )
A. B. C. D.
变式3-3:已知定义在上的偶函数满足,且,则( )
A. B.1 C. D.2
变式3-4:已知,分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且,则______.
考点四 已知函数的奇偶性求解析式
【例4-1】已知是偶函数,当时,,则当时,________.
变式4-1-1:已知是定义在R上的奇函数,当时,,则当时,______.
变式4-1-2:已知函数是定义域为R的奇函数,当时,,则单调递减的区间是( )
A. B. C. D.
【例4-2】已知.
(1)若函数是偶函数,且当时,,当时,求的表达式;
(2)证明:函数在区间上是严格增函数.
变式4-2-1:已知函数是上的偶函数,当时,.
(1)用单调性定义证明函数在上单调递增;
(2)求当时,函数的解析式.
变式4-2-2:已知,分别是上的奇函数和偶函数,且,试求和的表达式.
考点五 已知函数的奇偶性求参数值
【例5-1】已知是偶函数,则实数a的值为___________.
变式5-1-1:若函数是上的偶函数,则的值为______.
变式5-1-2:若函数是定义在上的偶函数,则( )
A.1 B.3 C.5 D.7
变式5-1-3:若函数是定义在上的偶函数,则_____.
变式5-1-4:已知函数为奇函数,则____________.
变式5-1-5:为偶函数,则___________.
变式5-1-6:已知函数为奇函数,则( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
【例5-2】已知二次函数.
(1)若为偶函数,求在上的值域:
(2)若时,的图象恒在直线的上方,求实数a的取值范围.
变式5-2-1:已知函数 是奇函数.
(1)求实数m的值:
(2)求函数的单调递增区间.
变式5-2-2:已知函数为奇函数.
(1)求的值;
(2)判断并证明在的单调性.
考点六 应用函数的奇偶性解决函数图象问题
【例6】已知函数的图象关于原点对称,且当时,
(1)试求在R上的解析式;
(2)画出函数的图象,根据图象写出它的单调区间.
变式6-1:已知函数与的函数图象如图所示,则函数的图象可能是( )
A B C D
变式6-2:已知函数是定义在R上的奇函数,且当时,,现已画出函数f (x)在y轴左侧的图象,如图所示.
(1)补出函数,剩余部分的图象,并由图象写出函数,的单调增区间;
(2)求函数,的解析式;
(3)已知关于x的方程有三个不相等的实数根,求实数的取值范围.
变式6-3:定义在R上的奇函数在[0,+∞)上的图像如图所示.
(1)补全的图像;
(2)解不等式.
变式6-4:已知函数是定义在上的偶函数,且当时,,函数在轴左侧的图象如图所示.
(1)求函数的解析式;
(2)若关于的方程有个不相等的实数根,求实数的取值范围.
考点七 利用函数的奇偶性求最值
【例7】已知函数在区间上的最大值为M,最小值为N,则的值为______.
变式7-1:设函数在区间上的最大值为M,最小值为N,则的值为______.
变式7-2:若关于x的函数在上的最大值为M,最小值为N,且,则实数t的值为( )
A. B.505 C.1010 D.2020
考点八 函数的单调性和奇偶性的综合应用
【8-1】(多选)已知奇函数f (x)在区间[2,5]上是减函数,且f (5)= -5,则函数f (x)在区间[-5,-2]上( )
A.是增函数 B.是减函数 C.最小值为5 D.最大值为5
变式8-1-1:已知偶函数在上单调递增,则下列关系成立的是( )
A. B.
C. D.
变式8-1-2:已知偶函数在上单调递增,且,则的解集是( )
A. B.或
C.或 D.或
变式8-1-3:定义在R上的偶函数满足:对任意的,有,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
变式8-1-4:(多选)已知函数是定义在上的偶函数,当时,,则( )
A.的最小值为 B.在上单调递减
C.的解集为 D.存在实数满足
【例8-2】函数在单调递减,且为奇函数.若,则满足的的取值范围是( )
A.[-2,2] B.[-1,2] C.[0,4] D.[1,3]
变式8-2-1:已知定义域为的函数在上单调递增,且,若,则不等式的解集为___________.
变式8-2-2:(多选)已知函数是定义在上的奇函数,当时,单调递减,则( )
A. B.当时,单调递减
C.当时, D.,
变式8-2-3:(多选)已知定义在上的函数的图象是连续不断的,且满足以下条件:①,;②,当时,;③. 则下列选项成立的是( )
A. B.若,则
C.若,则 D.,,使得3.2 函数的基本性质
3.2.2 函数的奇偶性
知识点1 函数的奇偶性
奇偶性 定义 图象特点
偶函数 如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有,那么函数f(x)是偶函数 关于y轴对称
奇函数 如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有,那么函数f(x)是奇函数 关于原点对称
注:
①奇函数图像关于原点对称
②偶函数图像关于轴对称
③对于含参函数中参数的求值问题,在填空题与选择题中,掌握以下两个结论,会给解题带来方便:
f (x)为偶函数 f (x)=f (|x|).
若奇函数在x=0处有意义,则f (0)=0.
④奇函数在轴两侧相对称的区间增减性相同,偶函数在轴两侧相对称的区间增减性相反.(重要)
⑤利用性质法来判断奇偶性(以函数的定义域关于原点对称为前提,所有奇偶函数都非零函数):
(1)奇函数奇函数奇函数;(2)偶函数偶函数偶函数;(3)偶函数奇函数=非奇非偶函数
记忆口诀:加减看自身
(3)奇函数奇函数偶函数;(4)偶函数偶函数偶函数;(5)奇函数偶函数奇函数
(6); (7)
记忆口诀:乘除看正负(注:在记忆的时候可将偶函数看成“+”号,将奇函数看成“-”号)
知识点2 熟记常见函数的奇偶性
(1)幂函数= 非零常数可看成偶函数
(2) 是奇函数
(3) 是奇函数
(注:与()都是奇函数)
(4) 是偶函数
(5) 是奇函数
(6)是奇函数
(7) 是奇函数
(8)是奇函数
(9)与都是偶函数
(10)是奇函数;是偶函数;是奇函数
(11)为偶函数;是奇函数。
1、判断函数奇偶性的方法
(1)定义域关于原点对称,这是函数具有奇偶性的必要不充分条件,所以首先考虑定义域;
(2)判断与是否具有等量关系:
(奇函数),即
(偶函数),即
2、与函数奇偶性有关的常见问题及解题策略
(1)已知函数的奇偶性求函数值
利用奇偶性的定义求函数的值,这是奇偶性定义的逆用,注意利用常见函数(如一次函数、反比例函数、二次函数)具有奇偶性的条件求解.
(2)已知函数的奇偶性求解析式
利用奇偶性求函数的解析式,已知函数奇偶性及其在某区间上的解析式,求该函数在整个定义域上的解析式的方法是:首先设出未知区间上的自变量,利用奇、偶函数的定义域关于原点对称的特点,把它转化到已知的区间上,代入已知的解析式,然后再次利用函数的奇偶性求解即可.
(3)已知函数的奇偶性,求函数解析式中参数的值
①若表示定义域的区间含有参数,则可利用对称性列出关于参数的方程.
②一般化策略:对x取定义域内的任一个值,利用f(-x)与f(x)的关系式恒成立来确定参数的值.
(4)应用奇偶性画图象和判断函数单调性
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.如果一个函数是偶函数,则这个函数的图象是以轴为对称轴的轴对称图形;反之,如果一个函数的图象关于轴对称,则这个函数是偶函数.
②根据奇、偶函数的图象特征,可以得到:
奇函数在关于原点对称的区间上有相同的单调性,偶函数在关于原点对称的区间上有相反的单调性.上述结论可简记为“奇同偶异”.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.
(5)利用函数的奇偶性求最值
①奇函数的性质:如果函数是定义在区间上的奇函数,则
②偶函数的性质:如果函数是定义在区间上的偶函数,则函数是定义在区间上的最值等于函数在区间(或)上的最值。
考点一 函数奇偶性的判断
【例1-1】判断下列函数的奇偶性:
(1); (2); (3); (4).
【解析】(1)的定义域为R,它关于原点对称.
,故为偶函数.
(2)的定义域为R,它关于原点对称.
,故为奇函数.
(3)的定义域为,它关于原点对称.
,故为奇函数.
(4),
故,故为非奇非偶函数.
变式1-1-1:下列函数中为奇函数,且在定义域上为增函数的有( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】函数为非奇非偶函数,故A错;
函数为偶函数,故B错;
函数,满足 ,故是奇函数,
在定义域R上,是单调递增函数,故C正确;
函数在 上是增函数,在 上是增函数,在定义域上不单调,故D错,
变式1-1-2:下列四个函数中,在上为增函数且为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】在单调递减且不是奇函数,故A错误;
在上单调递减,在上单调递增,且不是奇函数,故B错误;
在上为增函数且为奇函数,C正确;
是偶函数,D错误.
【例1-2】(多选)已知奇函数与偶函数的定义域、值域均为,则( )
A.是奇函数 B.是奇函数
C.是偶函数 D.是偶函数
【答案】BD
【解析】对于A选项,因为且
,所以既不是奇函数也不是偶函数,故A错误
对于B选项,因为,所以是奇函数,故B正确
对于C选项,因为,所以是奇函数,不是偶函数,故C错误
对于D选项,因为,所以是偶函数,故D正确
变式1-2:若函数是偶函数,函数是奇函数,则( )
A.函数是奇函数 B.函数是偶函数
C.函数是偶函数 D.函数是奇函数
【答案】C
【解析】因为函数是偶函数,函数是奇函数,所以、,
对于A:令,则,故是非奇非偶函数,故A错误;
对于B:令,则,故为奇函数,故B错误;
对于C:令,则,故为偶函数,故C正确;
对于D:令,则,故为偶函数,故D错误;
【例1-3】已知函数.
(1)判断的奇偶性;
(2)若当时,恒成立,求实数的取值范围.
【解析】(1)函数的定义域为,关于原点对称,
又,所以函数为偶函数;
(2)因为在上单调递增,
故函数在上单调递减, 所以,
因为当时,恒成立
转化为,即可,所以,则实数的取值范围为.
变式1-3-1:已知函数.
(1)判断f (x)的奇偶性,并说明理由;
(2)用定义证明f (x)在(1,+∞)上单调递增;
(3)求f (x)在[-2,-1]上的值域.
【解析】(1)f (x)为奇函数,由于f (x)的定义域为,关于原点对称,
且,所以f (x)为在上的奇函数
(画图正确,由图得出正确结论,也可以得分)
(2)证明:设任意
有.
由,得,故,
即,所以函数f (x)在(1,+∞)上单调递增.
(3)由(1),(2)得函数f (x)在[-2,-1]上单调递增,
故f (x)的最大值为,最小值为,所以f(x)在[-2,-1]的值域为[-,-2].
变式1-3-2:已知函数.
(1)判断奇偶性;
(2)当时,判断的单调性并证明;
(3)在(2)的条件下,若实数m满足,求m的取值范围.
【解析】(1)函数的定义域为
因为,所以函数是奇函数;
(2)函数是上的单调增函数,
证:任取且,则
,
因为,所以,,,
所以,即,所以函数是上的单调增函数;
(3)由(2)知函数是上的单调增函数,
所以,解得,
所以的取值范围为.
考点二 抽象函数的奇偶性
【例2】已知函数的定义域为,在上为增函数,且对任意的,都有.
(1)试判断的奇偶性;
(2)若,求实数的取值范围.
【解析】(1)因为函数的定义域为,
令,得.令,得,
即,所以函数为奇函数.
(2)由(1)知函数为奇函数,又知函数的定义域为,在上为增函数
所以函数在上为增函数
因为,即,
所以,解得,所以实数的取值范围为.
变式2-1:定义在上的函数是单调函数,满足,且,.
(1)求,;
(2)判断的奇偶性,并证明;
(3)在下列两个条件中任选一个,补充在下面问题中的横线上,并解答.
①②若_____________,,求实数的取值范围.
【解析】(1)取,得,即,∴,
取x=1,y=2,得,又
故,可得;
(2)∵函数是定义在上的函数,定义域关于原点对称,取,得
,移项得,∴函数是奇函数;
(3)选①:∵是奇函数,且在上恒成立
∴在上恒成立,
又,是单调函数,∴在R上是增函数
∴在上恒成立,∴在上恒成立
令. 由于,∴. ∴,∴.
选②:是奇函数,且在上有解,
∴在上有解
又,∴在R上是增函数
∴在上有解,即在上有解,
令. 由于,∴.∴,∴.
变式2-2:设函数是增函数,对于任意都有.
(1)写一个满足条件的;
(2)证明是奇函数;
(3)解不等式.
【解析】(1)因为函数是增函数,其中一种为:,证明如下:
函数满足是增函数,,故满足题意.
(2)令,则由,得,
即,故是奇函数.
(3),所以,则
即,因为,
所以,所以,又因为函数是增函数
所以,所以或.所以的解集为:.
考点三 已知函数的奇偶性求函数值
【例3】已知函数f (x)为奇函数,当时,,则 .
【答案】5
【解析】为奇函数,当时,,
.
变式3-1:已知函数是偶函数,且,则( )
A. B.0 C.2 D.4
【答案】D
【解析】为偶函数,
,又
取x=1,得,
变式3-2:设函数,若是奇函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由已知可得,当x=-2时,.
变式3-3:已知定义在上的偶函数满足,且,则( )
A. B.1 C. D.2
【答案】C
【解析】依题意,是偶函数,,
令,得,
由于,所以,
令,得,
令,得,
以此类推,可知.
变式3-4:已知,分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且,则______.
【答案】2
【解析】因为,所以取x=-1,有,
因为,分别是定义在R上的偶函数和奇函数,
所以,
因此由,
考点四 已知函数的奇偶性求解析式
【例4-1】已知是偶函数,当时,,则当时,_________.
【解析】由,则,
又函数是偶函数,,故当时,
故答案为:
变式4-1-1:已知是定义在R上的奇函数,当时,,则当时,______.
【解析】时,,是奇函数,
此时
故答案为:
变式4-1-2:已知函数是定义域为R的奇函数,当时,,则单调递减的区间是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】当时,函数,
根据二次函数的图形与性质,可得单调递减的区间是,
又因为函数为定义域上的奇函数,其图象关于原点对称,
所以当时,函数单调递减的区间是,
综上可得,函数单调递减的区间是.
【例4-2】已知.
(1)若函数是偶函数,且当时,,当时,求的表达式;
(2)证明:函数在区间上是严格增函数.
【解析】(1),则,而时,,又函数是偶函数,
于是得,所以当时,.
(2)且,则,
因,则,,,即,有,
所以函数在区间上是严格增函数.
变式4-2-1:已知函数是上的偶函数,当时,.
(1)用单调性定义证明函数在上单调递增;
(2)求当时,函数的解析式.
【解析】(1),且,则
∵,且,
∴,
∴,即,
∴函数在上单调递增;
(2)当时,,
∴,又函数是上的偶函数,
∴,即当时,.
变式4-2-2:已知,分别是上的奇函数和偶函数,且,试求和的表达式.
【解析】 以代替条件等式中的,则有,
又,分别是上的奇函数和偶函数,
故.
又,
联立可得,.
考点五 已知函数的奇偶性求参数值
【例5-1】已知是偶函数,则实数a的值为___________.
【解析】由题意恒成立,即,恒成立,
所以.故答案为:.
变式5-1-1:若函数是上的偶函数,则的值为______.
【答案】
【解析】函数是定义在上的偶函数,
,即.
,
,,
∴
变式5-1-2:若函数是定义在上的偶函数,则( )
A.1 B.3 C.5 D.7
【答案】C
【解析】因为偶函数的定义域关于原点对称,则,解得.又偶函数不含奇次项,
所以,即,所以,所以.
变式5-1-3:若函数是定义在上的偶函数,则_____.
【答案】
【解析】由题意得:,解得:,又因为为偶函数,
所以,即,解得:,所以.
变式5-1-4:已知函数为奇函数,则____________.
【答案】1
【解析】函数,定义域为
由函数为奇函数,则
即,解得,经检验符合题意.
变式5-1-5:为偶函数,则___________.
【答案】
【解析】由为偶函数,得,
不恒为,,
,,
变式5-1-6:已知函数为奇函数,则( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
【答案】C
【解析】函数为奇函数,
当时,,所以,
所以,,故.
【例5-2】已知二次函数.
(1)若为偶函数,求在上的值域:
(2)若时,的图象恒在直线的上方,求实数a的取值范围.
【解析】(1)根据题意,函数为二次函数,其对称轴为.
若为偶函数,则,解得,
则在上先减后增,
当时,函数取得最小值9,当时,函数取得最大值13,
即函数在上的值域为;
(2)由题意知时,恒成立,即在(0,+∞)上恒成立
所以恒成立,
因为,所以,当且仅当即时等号成立.
所以,解得,所以a的取值范围是.
变式5-2-1:已知函数 是奇函数.
(1)求实数m的值:
(2)求函数的单调递增区间.
【解析】(1)∵,又为奇函数,∴,即,∴.
(2)当时,,此时的图像开口向下,对称轴为直线,
∴在上单调递增,在上单调递减.
当时,, 此时的图像开口向上,对称轴为直线,
在上单调递增,在上单调递减. ∴.函数的单调递增区间为
变式5-2-2:已知函数为奇函数.
(1)求的值;
(2)判断并证明在的单调性.
【解析】(1)因为是奇函数,所以
因为,所以是奇函数,因此;
(2)在上单调递增,在上单调递减,证明如下:
设是上的任意两个实数,且,
,
当时,,
所以在上单调递增,
当时,,
所以在上单调递减.
考点六 应用函数的奇偶性解决函数图象问题
【例6】已知函数的图象关于原点对称,且当时,
(1)试求在R上的解析式;
(2)画出函数的图象,根据图象写出它的单调区间.
【解析】(1)的图象关于原点对称,是奇函数,.
又的定义域为,,解得.
设,则,
当时,,
,
所以;
(2)由(1)可得的图象如下所示:
由图象可知的单调递增区间为和,单调递减区间为;
变式6-1:已知函数与的函数图象如图所示,则函数的图象可能是( )
A B C D
【答案】D
【解析】由图知,的定义域为,
令时,或,
由为奇函数,为偶函数,
所以为奇函数,关于原点对称,
对A,B:当时,,,所以,故A,B错误;
对C:由分析知,是奇函数,关于原点对称,故C错误;
对D:由图知,当时,,,,
当时,,,,
结合奇函数的对称性可得时的图象,故D正确;
变式6-2:已知函数是定义在R上的奇函数,且当时,,现已画出函数f (x)在y轴左侧的图象,如图所示.
(1)补出函数,剩余部分的图象,并由图象写出函数,的单调增区间;
(2)求函数,的解析式;
(3)已知关于x的方程有三个不相等的实数根,求实数的取值范围.
【解析】(1)剩余的图象如图所示,
由图可知,函数的单调增区间为;
(2)因为当时,
所以当时,则,有,
由为奇函数,得,即当时,,
又,所以函数的解析式为;
(3)由(2)得,,作出函数与图象,如图,
由图可知,当时,函数与图象有3个交点,
即方程有3个不等的实根. 所以m的取值范围为.
变式6-3:定义在R上的奇函数在[0,+∞)上的图像如图所示.
(1)补全的图像;
(2)解不等式.
【解析】(1)描出点(1,1),(2,0)关于原点的对称点(-1,-1),(-2,0),
则可得f (x)的图像如图所示.
(2)结合函数的图像,可知不等式的解集是(-2,0)∪(0,2).
变式6-4:已知函数是定义在上的偶函数,且当时,,函数在轴左侧的图象如图所示.
(1)求函数的解析式;
(2)若关于的方程有个不相等的实数根,求实数的取值范围.
【解析】(1)由图象知:,即,解得:,当时,;
当时,,,
为上的偶函数,当时,;
综上所述:;
(2)为偶函数,图象关于轴对称,可得图象如下图所示:
有个不相等的实数根,等价于与有个不同的交点,
由图象可知:,即实数的取值范围为.
考点七 利用函数的奇偶性求最值
【例7】已知函数在区间上的最大值为M,最小值为N,则的值为______.
【答案】1
【解析】,
令,则,
∴函数在上为奇函数,则,
即,∴,
∴.
变式7-1:设函数在区间上的最大值为M,最小值为N,则的值为______.
【答案】1
【解析】由题意知,(),
设,则,
因为,
所以为奇函数,
在区间上的最大值与最小值的和为0,
故,
所以
变式7-2:若关于x的函数在上的最大值为M,最小值为N,且,则实数t的值为( )
A. B.505 C.1010 D.2020
【答案】B
【解析】函数,
令,
则,所以为奇函数,
因为关于的函数在,上的最大值为,最小值为,
且,
则的最大值为,最小值为,
所以,则.
考点八 函数的单调性和奇偶性的综合应用
【8-1】(多选)已知奇函数f (x)在区间[2,5]上是减函数,且f (5)= -5,则函数f (x)在区间[-5,-2]上( )
A.是增函数 B.是减函数 C.最小值为5 D.最大值为5
【答案】BD
【解析】因是奇函数,则函数的图象关于原点对称,又函数在上是减函数
于是得在上为减函数,是在上的最大值,
所以函数f(x)在区间上是减函数,且最大值为.
变式8-1-1:已知偶函数在上单调递增,则下列关系成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由题意,函数为偶函数,故
又在上单调递增,且,
故,即
变式8-1-2:已知偶函数在上单调递增,且,则的解集是( )
A. B.或
C.或 D.或
【答案】B
【解析】法一:因为,,所以,
因为为偶函数,所以,
因为在上单调递增,
所以,解得或,所以不等式的解集为或,
法二:可结合函数图像及左右平移思考
变式8-1-3:定义在R上的偶函数满足:对任意的,有,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为函数满足对任意的,有,
即在上单调递减,又是定义在R上的偶函数,所以在上单调递增,
又,所以,函数的大致图像可如下所示:
所以当时,当或时,
则不等式等价于或,
解得或,即原不等式的解集为;
变式8-1-4:(多选)已知函数是定义在上的偶函数,当时,,则( )
A.的最小值为 B.在上单调递减
C.的解集为 D.存在实数满足
【答案】ACD.
【解析】函数是定义在上的偶函数,当时,,
设,则,所以,因为是偶函数,所以,
所以,所以,
函数图象如下所示:
可得在,-1时取得最小值,故在上取得最小值,故A正确;
在上单调递减,在上单调递增,故B错误;
由或,得或,综上的解集为,故C正确;
由,,即存在实数满足,故D正确;
【例8-2】函数在单调递减,且为奇函数.若,则满足的的取值范围是( )
A.[-2,2] B.[-1,2] C.[0,4] D.[1,3]
【答案】D
【解析】由函数为奇函数,得,
不等式即为,
又在单调递减,∴得,即﹒
变式8-2-1:已知定义域为的函数在上单调递增,且,若,则不等式的解集为___________.
【答案】
【解析】因为定义域为的函数在上单调递增,且,
所以函数为奇函数,且在R上单调递增,
又,所以,
又不等式等价于,
所以,解得,
所以不等式的解集为,
变式8-2-2:(多选)已知函数是定义在上的奇函数,当时,单调递减,则( )
A. B.当时,单调递减
C.当时, D.,
【答案】ABD
【解析】因为函数是定义在上的奇函数,所以,则,所以,故A正确.
因为当时,单调递减,所以当时,单调递减,所以,故B正确,C错误;
当时,,所以,,D正确.
变式8-2-3:(多选)已知定义在上的函数的图象是连续不断的,且满足以下条件:①,;②,当时,;③. 则下列选项成立的是( )
A. B.若,则
C.若,则 D.,,使得
【答案】ACD
【解析】由,得:函数是R上的偶函数,
由,,得:在上单调递增,
对于A,,A正确;
对于B,,又函数的图象是连续不断的,
则有,解得,B不正确;
对于C,由及得,,解得或,
由得:,解得,
化为:或,解得或,即,C正确;
对于D,因上的偶函数的图象连续不断,且在上单调递增,
因此,,,取实数,使得,则,,D正确.