第3课时 函数的奇偶性
学习 目标 1. 理解函数奇偶性的定义. 2. 掌握函数奇偶性的判断和证明方法,会应用奇、偶函数图象的对称性解决简单问题.
新知初探基础落实
请同学阅读课本P82—P84,完成下列填空.
一、 概念表述
奇偶性 定义 图象特点
偶函数 设函数f(x)的定义域为D,如果 x∈D,都有-x∈D,且 ,那么函数f(x)是偶函数 关于 对称
奇函数 设函数f(x)的定义域为D,如果 x∈D,都有-x∈D,且 ,那么函数f(x)是奇函数 关于 对称
二、 概念辨析(判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”.)
(1) 若函数的定义域关于原点对称,则这个函数不是奇函数,就是偶函数.( )
(2) 存在既是奇函数,又是偶函数的函数.( )
(3) 函数f(x)=x2,x∈[-1,1)是偶函数.( )
(4) 若y=f(x)是偶函数,则一定有f(-1)=f(1).( )
典例精讲能力初成
探究1 函数奇偶性的判断
例1 (课本P84例6)判断下列函数的奇偶性:
(1) f(x)=x4;
(2) f(x)=x5;
(3) f(x)=x+;
(4) f(x)=.
判断函数奇偶性的方法:(1) 定义法:①定义域关于原点对称;②确定f(-x)与f(x)的关系.(2) 图象法.
变式 判断下列函数的奇偶性.
(1) f(x)=x3-;
(2) f(x)=;
(3) f(x)=x+1;
(4) f(x)=+.
探究2 奇、偶函数图象性质的应用
视角1 根据图象求解析式
例2-1 已知定义在R上的奇函数f(x)在[0,+∞)上的图象如图所示.
(例2-1)
(1) 补出f(x)的完整图象;
(2) 解不等式xf(x)>0.
巧用奇偶性作函数图象的步骤:(1) 确定函数的奇偶性;(2) 作出函数在[0,+∞)(或(-∞,0])上对应的图象;(3) 根据奇(偶)函数关于原点(y轴)对称得出在(-∞,0](或[0,+∞))上对应的函数图象.
变式1 (课本P85练习1)已知f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,试将下图补充完整.
(1)
(2)
变式2 已知函数y=f(x)是定义在R上的偶函数,且当x≤0时,f(x)=x2+2x.现已画出函数f(x)在y轴左侧的图象,如图所示.
(变式2)
(1) 请补出函数y=f(x)的完整图象;
(2) 根据图象写出函数y=f(x)的单调递增区间;
(3) 根据图象写出使f(x)<0的x的取值集合.
视角2 函数图象的识别
例2-2 函数f(x)=的图象大致为( )
A B
C D
变式 函数f(x)=的大致图象是( )
A B
C D
随堂内化及时评价
1. 函数f(x)=-x的图象( )
A. 关于y轴对称
B. 关于直线y=x对称
C. 关于原点对称
D. 关于直线y=-x对称
2. 已知f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,且f(-1)+g(1)=2,f(1)+g(-1)=4,那么g(1)=( )
A. 4 B. 3
C. 2 D. 1
3. 若函数f(x)=为奇函数,则a=( )
A. B.
C. D. 1
4. (2024·上海卷)已知f(x)=x3+a,x∈R,且f(x)是奇函数,则a= .
5. 设f(x)=ax2+bx是定义在[a-1,2a]上的偶函数,则a+b= ;f(a)= .
配套新练案
一、 单项选择题
1. 下列说法错误的是( )
A. 函数y=是奇函数
B. 函数y=x2是偶函数
C. 函数y=x2,x∈[-1,1)是偶函数
D. 函数y=(x-1)2+4既不是奇函数,也不是偶函数
2. 下列函数中,既是偶函数,又在区间(0,+∞)上为增函数的是( )
A. y= B. y=-x2
C. y=-|x| D. y=|x|+1
3. 函数f(x)=(a,b,c∈R)的图象不可能为( )
A B
C D
4. 若函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2-6x,则f(-1)=( )
A. -7 B. -5
C. 5 D. 7
二、 多项选择题
5. 下列判断正确的是( )
A. f(x)=(x-1)是偶函数
B. f(x)=是奇函数
C. f(x)=+是奇函数
D. f(x)=是非奇非偶函数
6. 已知函数y=f(x)是定义在R上的奇函数,则下列函数中为偶函数的是( )
A. y=f(|x|) B. y=f(x2)
C. y=x·f(x) D. y=f(x)+x
三、 填空题
7. (课本P86习题11改)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x(1+x),则f(x)在R上的解析式为 .
8. 已知偶函数f(x)的定义域为[-5,5],且在区间[0,5]上的图象如图所示,则使f(x)>0的x的取值范围为 .
(第8题)
四、 解答题
9. (课本P85 练习3)
(1) 从偶函数的定义出发,证明函数y=f(x)是偶函数的充要条件是它的图象关于y轴对称;
(2) 从奇函数的定义出发,证明函数y=f(x)是奇函数的充要条件是它的图象关于原点对称.
10. 已知函数f(x)=mx+,且f(1)=3.
(1) 求实数m的值;
(2) 判断函数f(x)的奇偶性.
11. 心形代表浪漫的爱情,人们用它来向所爱之人表达爱意.一心形作为建筑立面造型,呈现出优雅的弧度,心形木屋融入山川、河流、森林、草原,营造出一个精神和自然聚合的空间.图(2)是由此抽象出来的一个“心形”图形,这个图形可看作由两个函数的图象构成,则“心形”在x轴上方的图象对应的函数解析式可能为( )
图(1) 图(2)
(第11题)
A. y=|x| B. y=x
C. y= D. y=
12. 若函数f(x)的部分图象如图所示,则f(x)的解析式可能是( )
(第12题)
A. f(x)= B. f(x)=
C. f(x)= D. f(x)=
13. 已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)+f(-x)=0,对任意的x1,x2∈(-∞,0),当x1≠x2时,>0恒成立,且f(1)=0,则关于x的不等式f(x)<0的解集为 .
14. (多选)已知定义在R上的函数f(x),对任意实数x,y,都有f(xy)=yf(x)+xf(y),则( )
A. f(0)=0 B. f(1)=0
C. f(16)=16f(2) D. f(x)为奇函数第3课时 函数的奇偶性
学习 目标 1. 理解函数奇偶性的定义. 2. 掌握函数奇偶性的判断和证明方法,会应用奇、偶函数图象的对称性解决简单问题.
新知初探基础落实
问题1:观察f(x)=x2和g(x)=2-的图象,你能发现什么共同的特征?
两个函数都关于y轴对称,且都有最值.
一、 生成概念
问题2:从形的角度来看,发现两个函数都是关于y轴对称,如果没有图,从解析式的角度能得出这样的性质吗?
以f(x)=x2为例,不妨取自变量的一些特殊值,观察相应函数值的情况.
x … -3 -2 -1 0 1 2 3 …
f(x) … 9 4 1 0 1 4 9 …
可以发现对于f(x)=x2,有f(-3)=f(3)=9,f(-2)=f(2)=4,f(-1)=f(1)=1.
【追问1】 对于定义域为R的这样的一个函数,列表法显然是无法完成的.那么类比函数的单调性,你能用符号语言精确地描述“函数图象关于y轴对称”这一特征吗?
这样的变化过程写不完,我们能发现的是f(-x)=f(x).
实际上, x∈R,都有f(-x)=(-x)2=x2=f(x),这时称函数y=f(x)=x2为偶函数.
【追问2】 f(x)=x2,x∈[-1,4]是否也具有上述性质?
不具有.对于定义域中的所有x都得成立,即 x∈R,-x∈R,f(-x)=f(x),在这个过程中,我们发现图象要关于y轴对称,定义域必须关于原点对称.显然此函数的定义域不满足.
一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果对于 x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=f(x),那么函数 f(x)就叫做偶函数.
(1) 定义域特征:关于原点对称;
(2) 代数特征:f(-x)=f(x);
(3) 几何特征:偶函数的图象关于y轴对称.
问题3:观察f(x)=x和g(x)=的图象,你能发现什么共同的特征?
从形的角度来看,发现两个函数都是关于原点对称,那么从数量关系的角度来看,它们又具有何种关系呢?
以f(x)=x为例,不妨取自变量的一些特殊值,观察相应函数值的情况.
x … -3 -2 -1 0 1 2 3 …
f(x) … -3 -2 -1 0 1 2 3 …
可以发现对于f(x)=x,有f(-3)=-f(3),f(-2)=-f(2),f(-1)=-f(1).
实际上, x∈R,都有f(-x)=-x=-f(x),这时称函数y=f(x)=x为奇函数.
【追问】 f(x)=x,x∈[-1,4]是否也具有上述性质?
不具有.对于定义域中的所有x都得成立,即 x∈R,-x∈R,f(-x)=-f(x),在这个过程中,我们发现图象要关于原点轴对称,定义域必须关于原点对称.显然此函数的定义域不满足.
一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果对于 x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=-f(x),那么函数 f(x)就叫做奇函数.
(1) 定义域特征:关于原点对称;
(2) 代数特征:f(-x)=-f(x);
(3) 几何特征:奇函数的图象关于原点对称.
请同学阅读课本P82—P84,完成下列填空.
二、 概念表述
奇偶性 定义 图象特点
偶函数 设函数f(x)的定义域为D,如果 x∈D,都有-x∈D,且__f(-x)=f(x)__,那么函数f(x)是偶函数 关于__y轴__ 对称
奇函数 设函数f(x)的定义域为D,如果 x∈D,都有-x∈D,且__f(-x)=-f(x)__,那么函数f(x)是奇函数 关于__原点__ 对称
三、 概念辨析(判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”.)
(1) 若函数的定义域关于原点对称,则这个函数不是奇函数,就是偶函数.( × )
(2) 存在既是奇函数,又是偶函数的函数.( √ )
(3) 函数f(x)=x2,x∈[-1,1)是偶函数.( × )
(4) 若y=f(x)是偶函数,则一定有f(-1)=f(1).( × )
典例精讲能力初成
探究1 函数奇偶性的判断
例1 (课本P84例6)判断下列函数的奇偶性:
(1) f(x)=x4;
【解答】函数f(x)=x4的定义域为R.因为 x∈R,都有-x∈R,且f(-x)=(-x)4=x4=f(x),所以函数f(x)=x4为偶函数.
(2) f(x)=x5;
【解答】函数f(x)=x5的定义域为R.因为 x∈R,都有-x∈R,且f(-x)=(-x)5=-x5=-f(x),所以函数f(x)=x5为奇函数.
(3) f(x)=x+;
【解答】函数f(x)=x+的定义域为{x|x≠0}.因为 x∈{x|x≠0},都有-x∈{x|x≠0},且f(-x)=-x+=-=-f(x),所以函数f(x)=x+为奇函数.
(4) f(x)=.
【解答】函数f(x)=的定义域为{x|x≠0}.因为 x∈{x|x≠0},都有-x∈{x|x≠0},且f(-x)===f(x),所以函数f(x)=为偶函数.
判断函数奇偶性的方法:(1) 定义法:①定义域关于原点对称;②确定f(-x)与f(x)的关系.(2) 图象法.
变式 判断下列函数的奇偶性.
(1) f(x)=x3-;
【解答】函数f(x)=x3-的定义域为{x|x≠0}.因为 x∈{x|x≠0},都有f(-x)=(-x)3-=-x3+=-f(x),所以函数f(x)=x3-是奇函数.
(2) f(x)=;
【解答】因为函数f(x)=的定义域为[0,+∞),不关于原点对称,所以该函数是非奇非偶函数.
(3) f(x)=x+1;
【解答】函数f(x)=x+1的定义域为R,f(-x)=-x+1,不满足对 x∈R,有f(x)=
f(-x)或f(-x)=-f(x)恒成立,所以该函数是非奇非偶函数.
(4) f(x)=+.
【解答】要使得f(x)有意义,则解得x=±1,故f(x)的定义域为{-1,1},此时f(x)=0,所以f(x)既是奇函数也是偶函数.
探究2 奇、偶函数图象性质的应用
视角1 根据图象求解析式
例2-1 已知定义在R上的奇函数f(x)在[0,+∞)上的图象如图所示.
(例2-1)
(1) 补出f(x)的完整图象;
【解答】先描出(1,1),(2,0)关于原点对称的点(-1,-1),(-2,0),连线可得f(x)的图象如图所示.
(例2-1答)
(2) 解不等式xf(x)>0.
【解答】xf(x)>0即图象上横坐标、纵坐标同号.结合图象可知,xf(x)>0的解集是(-2,0)∪(0,2).
巧用奇偶性作函数图象的步骤:(1) 确定函数的奇偶性;(2) 作出函数在[0,+∞)(或
(-∞,0])上对应的图象;(3) 根据奇(偶)函数关于原点(y轴)对称得出在(-∞,0](或[0,
+∞))上对应的函数图象.
变式1 (课本P85练习1)已知f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,试将下图补充完整.
(1)
【解答】
(2)
【解答】
变式2 已知函数y=f(x)是定义在R上的偶函数,且当x≤0时,f(x)=x2+2x.现已画出函数f(x)在y轴左侧的图象,如图所示.
(变式2)
(1) 请补出函数y=f(x)的完整图象;
【解答】由题意作出函数图象如图所示.
(变式2答)
(2) 根据图象写出函数y=f(x)的单调递增区间;
【解答】由图可知,单调递增区间为(-1,0),(1,+∞).
(3) 根据图象写出使f(x)<0的x的取值集合.
【解答】由图可知,使f(x)<0的x的取值集合为(-2,0)∪(0,2).
视角2 函数图象的识别
例2-2 函数f(x)=的图象大致为( D )
A B
C D
【解析】f(x)=的定义域是{x|x≠0},关于原点对称,f(-x)===f(x),所以f(x)是偶函数,排除B,C;当x>0时,f(x)==x-,易知f(x)在(0,+∞)上是增函数,排除A.
变式 函数f(x)=的大致图象是( B )
A B
C D
【解析】因为f(x)=,所以f(-x)=-f(x),f(x)为奇函数,排除C;当x>0时,f(x)>0,排除A,D,故B正确.
随堂内化及时评价
1. 函数f(x)=-x的图象( C )
A. 关于y轴对称
B. 关于直线y=x对称
C. 关于原点对称
D. 关于直线y=-x对称
【解析】因为f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,且f(-x)=--
(-x)=x-=-f(x),所以f(x)是奇函数,图象关于原点对称.
2. 已知f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,且f(-1)+g(1)=2,f(1)+g(-1)=4,那么g(1)=( B )
A. 4 B. 3
C. 2 D. 1
【解析】由题意知f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,所以f(-1)=-f(1),g(-1)=g(1),所以由得解得g(1)=3.
3. 若函数f(x)=为奇函数,则a=( A )
A. B.
C. D. 1
【解析】由f(x)=为奇函数,所以f(-x)=-f(x),所以=,即4ax=2x,解得a=,经检验,a=符合题意.
4. (2024·上海卷)已知f(x)=x3+a,x∈R,且f(x)是奇函数,则a=__0__.
【解析】因为f(x)是奇函数,故f(-x)+f(x)=0,即x3+a+(-x)3+a=0,故a=0.
5. 设f(x)=ax2+bx是定义在[a-1,2a]上的偶函数,则a+b=____;f(a)=____.
【解析】因为f(x)=ax2+bx是定义在[a-1,2a]上的偶函数,所以f(-x)=f(x),即ax2-bx=ax2+bx,得b=0,且a-1=-2a,得a=,所以a+b=,f(a)=f=×=.
配套新练案
一、 单项选择题
1. 下列说法错误的是( C )
A. 函数y=是奇函数
B. 函数y=x2是偶函数
C. 函数y=x2,x∈[-1,1)是偶函数
D. 函数y=(x-1)2+4既不是奇函数,也不是偶函数
2. 下列函数中,既是偶函数,又在区间(0,+∞)上为增函数的是( D )
A. y= B. y=-x2
C. y=-|x| D. y=|x|+1
3. 函数f(x)=(a,b,c∈R)的图象不可能为( C )
A B
C D
【解析】当f(x)的图象经过原点时,可得f(0)=0,即b=0,f(x)=.若f(x)的图象关于y轴对称,可得f(x)为偶函数,即f(-x)=f(x),可得a=0,即f(x)=0,故C不可能成立.若a=c=1,即有f(x)=,f(-x)=-f(x),可得f(x)为奇函数,其图象关于原点对称,且x>0时,f(x)为连续函数,故A可能成立.若a=-1,c=-1,即有f(x)=(x≠±1),f(-x)=-f(x),可得f(x)为奇函数,其图象关于原点对称,且x>1时,f(x)为增函数,0-(x≠±1),f(-x)=f(x),可得f(x)为偶函数,其图象关于y轴对称,且x>1时,f(x)为增函数,04. 若函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2-6x,则f(-1)=( C )
A. -7 B. -5
C. 5 D. 7
【解析】因为f(x)为奇函数,且当x>0时,f(x)=x2-6x,所以当x<0时,f(x)=-f(-x)=-[(-x)2-6(-x)]=-x2-6x,所以f(-1)=-1+6=5.
二、 多项选择题
5. 下列判断正确的是( BC )
A. f(x)=(x-1)是偶函数
B. f(x)=是奇函数
C. f(x)=+是奇函数
D. f(x)=是非奇非偶函数
【解析】对于A,由≥0且x-1≠0,得x≤-1或x>1,则f(x)的定义域不关于原点对称,所以函数f(x)为非奇非偶函数,故A错误.对于B,函数f(x)的定义域关于原点对称,当x>0时,-x<0,f(x)+f(-x)=-x2+x+(-x)2-x=0;当x<0时,也有f(x)+f(-x)=0,所以f(x)为奇函数,故B正确.对于C,由3-x2≥0且x2-3≥0,得x2=3,即x=±,f(x)的定义域关于原点对称,此时f(x)=0,所以f(x)既是奇函数又是偶函数,故C正确.对于D,由1-x2≥0且|x+3|-3≠0,得-1≤x≤1且x≠0,f(x)的定义域关于原点对称,因为f(x)==,f(-x)=-=-f(x),所以函数f(x)为奇函数,故D错误.
6. 已知函数y=f(x)是定义在R上的奇函数,则下列函数中为偶函数的是( ABC )
A. y=f(|x|) B. y=f(x2)
C. y=x·f(x) D. y=f(x)+x
【解析】因为f(x)的定义域为R,又因为f(|-x|)=f(|x|),所以y=f(|x|)是偶函数,故A是偶函数;令F(x)=f(x2),则F(-x)=f(x2)=F(x),所以F(x)是偶函数,故B是偶函数;令M(x)=x·f(x),则M(-x)=-x·f(-x)=x·f(x)=M(x),所以M(x)是偶函数,故C是偶函数;令N(x)=f(x)+x,则N(-x)=f(-x)-x=-f(x)-x=-=-N(x),所以N(x)是奇函数,故D是奇函数.
三、 填空题
7. (课本P86习题11改)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x(1+x),则f(x)在R上的解析式为__f(x)=__.
【解析】因为函数f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(-x)=-f(x).因为当x≥0时,f(x)=x(1+x),所以当x<0时,-x>0,则f(-x)=(-x)(1-x)=-f(x),整理得f(x)=x(1-x)=
-x2+x,所以f(x)的解析式为f(x)=
8. 已知偶函数f(x)的定义域为[-5,5],且在区间[0,5]上的图象如图所示,则使f(x)>0的x的取值范围为__(-2,0)∪(0,2)__.
(第8题)
【解析】因为f(x)是偶函数,所以其图象关于y轴对称,所以可根据f(x)在区间[0,5]上的图象作出f(x)在区间[-5,0)上的图象,从而得到f(x)在区间[-5,5]上的图象如图所示.根据图象可知,使f(x)>0的x的取值范围为(-2,0)∪(0,2).
(第8题答)
四、 解答题
9. (课本P85 练习3)
(1) 从偶函数的定义出发,证明函数y=f(x)是偶函数的充要条件是它的图象关于y轴对称;
【解答】充分性:若y=f(x)的图象关于y轴对称,设M(x0,f(x0))为图象上任意一点,则M关于y轴的对称点M′(-x0,f(x0))仍在该图象上,即f(-x0)=f(x0),所以y=f(x)为偶函数,必要性:若y=f(x)为偶函数,设M(x0,f(x0))为f(x)图象上任意一点,点M关于y轴的对称点为M′(-x0,f(x0)),由于f(x)为偶函数,所以f(x0)=f(-x0),所以点M′(-x0,f(-x0))在f(x)的图象上,所以f(x)的图象关于y轴对称.
(2) 从奇函数的定义出发,证明函数y=f(x)是奇函数的充要条件是它的图象关于原点对称.
【解答】充分性:若y=f(x)的图象关于原点对称,设M(x0,f(x0))为其图象上任意一点,则点M关于原点的对称点M′(-x0,-f(x0))仍在该图象上,所以f(-x0)=-f(x0),所以y=f(x)为奇函数.必要性:若y=f(x)为奇函数,设M(x0,f(x0))为其图象上任意一点,则点M关于原点的对称点为M′(-x0,-f(x0)),由于y=f(x)为奇函数,所以-f(x0)=f(-x0),所以点
M′(-x0,f(-x0))仍在y=f(x)的图象上,所以y=f(x)的图象关于原点对称.
10. 已知函数f(x)=mx+,且f(1)=3.
(1) 求实数m的值;
【解答】由题意知f(1)=m+1=3,所以m=2.
(2) 判断函数f(x)的奇偶性.
【解答】由(1)知,f(x)=2x+,此函数的定义域为{x|x≠0}.因为 x∈{x|x≠0},都有-x∈{x|x≠0},且f(-x)=2(-x)+=-=-f(x),所以函数f(x)为奇函数.
11. 心形代表浪漫的爱情,人们用它来向所爱之人表达爱意.一心形作为建筑立面造型,呈现出优雅的弧度,心形木屋融入山川、河流、森林、草原,营造出一个精神和自然聚合的空间.图(2)是由此抽象出来的一个“心形”图形,这个图形可看作由两个函数的图象构成,则“心形”在x轴上方的图象对应的函数解析式可能为( C )
图(1) 图(2)
(第11题)
A. y=|x| B. y=x
C. y= D. y=
【解析】对于A,y|x=1=>1,故A错误;对于B,记f(x)=x,则f(-x)=-x·=-f(x),故f(x)为奇函数,不符合题意,故B错误;对于C,记h(x)=,则
h(-x)==h(x),故y=为偶函数,当x≥0时,y===,此函数在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减,且h(0)=0,h(1)=1,h(2)=0,故C正确;对于D,记g(x)=,则g(-x)=≠g(x),故g(x)不是偶函数,不符合题意,故D错误.
12. 若函数f(x)的部分图象如图所示,则f(x)的解析式可能是( B )
(第12题)
A. f(x)= B. f(x)=
C. f(x)= D. f(x)=
【解析】根据函数图象的对称性可知f(x)为偶函数.A选项f(x)=的定义域为{x|x≠1},C选项f(x)=的定义域为{x|x≠-1},它们的定义域都不关于原点对称,所以不可能是偶函数,即可排除A,C选项;又x=±1不在函数f(x)的定义域内,而D选项f(x)=的定义域包括x=±1,所以排除D选项.
13. 已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)+f(-x)=0,对任意的x1,x2∈(-∞,0),当x1≠x2时,>0恒成立,且f(1)=0,则关于x的不等式f(x)<0的解集为__(-1,0)∪(1,+∞)__.
【解析】因为定义在R上的函数f(x)满足f(x)+f(-x)=0,所以函数f(x)为奇函数.令g(x)=xf(x),则g(-x)=(-x)f(-x)=xf(x)=g(x),则g(x)为偶函数,又f(-1)=f(1)=0,则
g(-1)=g(1)=0.因为对任意的x1,x2∈(-∞,0),当x1≠x2时,>0恒成立,所以当x<0时,g(x)为增函数,则当x>0时,g(x)为减函数,所以当x<-1或x>1时,g(x)=xf(x)<0;当-10.因此当-11时,f(x)<0,即不等式f(x)<0的解集为(-1,0)∪(1,+∞).
14. (多选)已知定义在R上的函数f(x),对任意实数x,y,都有f(xy)=yf(x)+xf(y),则( ABD )
A. f(0)=0 B. f(1)=0
C. f(16)=16f(2) D. f(x)为奇函数
【解析】由题意知,定义在R上的函数f(x)对任意实数x,y,都有f(xy)=yf(x)+xf(y),对于A,令x=y=0,得f(0)=0,所以A正确;对于B,令x=y=1,得f(1)=f(1)+f(1),则f(1)=0,所以B正确;对于C,令x=y=4,得f(16)=4f(4)+4f(4)=8f(4),再令x=y=2,得f(4)=2f(2)+2f(2)=4f(2),可得f(16)=8f(4)=32f(2),所以C错误;对于D,令x=y=-1,得f(1)=-2f(-1)=0,则f(-1)=0,再令y=-1,得f(-x)=-f(x)+xf(-1)=-f(x),则f(x)为奇函数,所以D正确.(共53张PPT)
第三章 函数的概念与性质
3.2 函数的基本性质
第3课时 函数的奇偶性
学习 目标 1. 理解函数奇偶性的定义.
2. 掌握函数奇偶性的判断和证明方法,会应用奇、偶函数图象的对称性解决简单问题.
新知初探 基础落实
两个函数都关于y轴对称,且都有最值.
一、 生成概念
问题2:从形的角度来看,发现两个函数都是关于y轴对称,如果没有图,从解析式的角度能得出这样的性质吗?
以f(x)=x2为例,不妨取自变量的一些特殊值,观察相应函数值的情况.
x … -3 -2 -1 0 1 2 3 …
f(x) … 9 4 1 0 1 4 9 …
可以发现对于f(x)=x2,有f(-3)=f(3)=9,f(-2)=f(2)=4,f(-1)=f(1)=1.
【追问1】 对于定义域为R的这样的一个函数,列表法显然是无法完成的.那么类比函数的单调性,你能用符号语言精确地描述“函数图象关于y轴对称”这一特征吗?
这样的变化过程写不完,我们能发现的是f(-x)=f(x).
实际上, x∈R,都有f(-x)=(-x)2=x2=f(x),这时称函数y=f(x)=x2为偶函数.
【追问2】 f(x)=x2,x∈[-1,4]是否也具有上述性质?
不具有.对于定义域中的所有x都得成立,即 x∈R,-x∈R,f(-x)=f(x),在这个过程中,我们发现图象要关于y轴对称,定义域必须关于原点对称.显然此函数的定义域不满足.
一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果对于 x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=f(x),那么函数 f(x)就叫做偶函数.
(1) 定义域特征:关于原点对称;
(2) 代数特征:f(-x)=f(x);
(3) 几何特征:偶函数的图象关于y轴对称.
从形的角度来看,发现两个函数都是关于原点对称,那么从数量关系的角度来看,它们又具有何种关系呢?
以f(x)=x为例,不妨取自变量的一些特殊值,观察相应函数值的情况.
x … -3 -2 -1 0 1 2 3 …
f(x) … -3 -2 -1 0 1 2 3 …
可以发现对于f(x)=x,有f(-3)=-f(3),f(-2)=-f(2),f(-1)=-f(1).
实际上, x∈R,都有f(-x)=-x=-f(x),这时称函数y=f(x)=x为奇函数.
【追问】 f(x)=x,x∈[-1,4]是否也具有上述性质?
不具有.对于定义域中的所有x都得成立,即 x∈R,-x∈R,f(-x)=-f(x),在这个过程中,我们发现图象要关于原点轴对称,定义域必须关于原点对称.显然此函数的定义域不满足.
一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果对于 x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=-f(x),那么函数 f(x)就叫做奇函数.
(1) 定义域特征:关于原点对称;
(2) 代数特征:f(-x)=-f(x);
(3) 几何特征:奇函数的图象关于原点对称.
请同学阅读课本P82—P84,完成下列填空.
二、 概念表述
奇偶性 定义 图象特点
偶函数 设函数f(x)的定义域为D,如果 x∈D,都有-x∈D,且_______________,那么函数f(x)是偶函数 关于______对称
奇函数 设函数f(x)的定义域为D,如果 x∈D,都有-x∈D,且_________________,那么函数f(x)是奇函数 关于_______对称
f(-x)=f(x)
y轴
f(-x)=-f(x)
原点
三、 概念辨析(判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”.)
(1) 若函数的定义域关于原点对称,则这个函数不是奇函数,就是偶函数.
( )
(2) 存在既是奇函数,又是偶函数的函数. ( )
(3) 函数f(x)=x2,x∈[-1,1)是偶函数. ( )
(4) 若y=f(x)是偶函数,则一定有f(-1)=f(1). ( )
×
√
×
×
典例精讲 能力初成
探究
(课本P84例6)判断下列函数的奇偶性:
(1) f(x)=x4;
1
函数奇偶性的判断
1
【解答】函数f(x)=x4的定义域为R.因为 x∈R,都有-x∈R,且f(-x)=(-x)4=x4=f(x),所以函数f(x)=x4为偶函数.
(2) f(x)=x5;
【解答】函数f(x)=x5的定义域为R.因为 x∈R,都有-x∈R,且f(-x)=(-x)5=
-x5=-f(x),所以函数f(x)=x5为奇函数.
(课本P84例6)判断下列函数的奇偶性:
判断函数奇偶性的方法:(1) 定义法:①定义域关于原点对称;②确定f(-x)与f(x)的关系.(2) 图象法.
变式
判断下列函数的奇偶性.
【解答】函数f(x)=x+1的定义域为R,f(-x)=-x+1,不满足对 x∈R,有f(x)=
f(-x)或f(-x)=-f(x)恒成立,所以该函数是非奇非偶函数.
判断下列函数的奇偶性.
(3) f(x)=x+1;
探究
视角1 根据图象求解析式
已知定义在R上的奇函数f(x)在[0,+∞)上的图象如图所示.
(1) 补出f(x)的完整图象;
2
奇、偶函数图象性质的应用
【解答】先描出(1,1),(2,0)关于原点对称的点(-1,
-1),(-2,0),连线可得f(x)的图象如图所示.
2-1
已知定义在R上的奇函数f(x)在[0,+∞)上的图象如图所示.
(2) 解不等式xf(x)>0.
【解答】xf(x)>0即图象上横坐标、纵坐标同号.结合图象可知,xf(x)>0的解集是
(-2,0)∪(0,2).
巧用奇偶性作函数图象的步骤:(1) 确定函数的奇偶性;(2) 作出函数在[0,+∞)
(或(-∞,0])上对应的图象;(3) 根据奇(偶)函数关于原点(y轴)对称得出在(-∞,0]
(或[0,+∞))上对应的函数图象.
【解答】
(课本P85练习1)已知f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,试将下图补充完整.
(1)
变式1
【解答】
(课本P85练习1)已知f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,试将下图补充完整.
(2)
【解答】由题意作出函数图象如图所示.
已知函数y=f(x)是定义在R上的偶函数,且当x≤0时,f(x)=x2+2x.现已画出函数f(x)在y轴左侧的图象,如图所示.
(1) 请补出函数y=f(x)的完整图象;
变式1
【解答】由图可知,单调递增区间为(-1,0),(1,+∞).
已知函数y=f(x)是定义在R上的偶函数,且当x≤0时,f(x)=x2+2x.现已画出函数f(x)在y轴左侧的图象,如图所示.
(2) 根据图象写出函数y=f(x)的单调递增区间;
(3) 根据图象写出使f(x)<0的x的取值集合.
【解答】由图可知,使f(x)<0的x的取值集合为(-2,0)∪(0,2).
2-2
D
变式
B
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C
2. 已知f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,且f(-1)+g(1)=2,f(1)+g(-1)=4,那么g(1)= ( )
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1
B
A
4. (2024·上海卷)已知f(x)=x3+a,x∈R,且f(x)是奇函数,则a=____.
【解析】因为f(x)是奇函数,故f(-x)+f(x)=0,即x3+a+(-x)3+a=0,故a=0.
0
5. 设f(x)=ax2+bx是定义在[a-1,2a]上的偶函数,则a+b=_____;f(a)=_____.
配套新练案
C
D
【答案】C
4. 若函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2-6x,则f(-1)= ( )
A. -7 B. -5
C. 5 D. 7
C
【解析】因为f(x)为奇函数,且当x>0时,f(x)=x2-6x,所以当x<0时,f(x)=-f(-x)=-[(-x)2-6(-x)]=-x2-6x,所以f(-1)=-1+6=5.
【答案】BC
6. 已知函数y=f(x)是定义在R上的奇函数,则下列函数中为偶函数的是 ( )
A. y=f(|x|) B. y=f(x2)
C. y=x·f(x) D. y=f(x)+x
ABC
三、 填空题
7. (课本P86习题11改)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=
x(1+x),则f(x)在R上的解析式为__________________.
8. 已知偶函数f(x)的定义域为[-5,5],且在区间[0,5]上的图象如图所示,则使f(x)>0的x的取值范围为___________________.
【解析】因为f(x)是偶函数,所以其图象关于y轴对称,所以可根据f(x)在区间[0,5]上的图象作出f(x)在区间[-5,0)上的图象,从而得到f(x)在区间[-5,5]上的图象如图所示.根据图象可知,使f(x)>0的x的取值范围为(-2,0)∪(0,2).
(-2,0)∪(0,2)
四、 解答题
9. (课本P85 练习3)
(1) 从偶函数的定义出发,证明函数y=f(x)是偶函数的充要条件是它的图象关于y轴对称;
【解答】充分性:若y=f(x)的图象关于y轴对称,设M(x0,f(x0))为图象上任意一点,则M关于y轴的对称点M′(-x0,f(x0))仍在该图象上,即f(-x0)=f(x0),所以y=f(x)为偶函数,必要性:若y=f(x)为偶函数,设M(x0,f(x0))为f(x)图象上任意一点,点M关于y轴的对称点为M′(-x0,f(x0)),由于f(x)为偶函数,所以f(x0)=f(-x0),所以点M′(-x0,f(-x0))在f(x)的图象上,所以f(x)的图象关于y轴对称.
(2) 从奇函数的定义出发,证明函数y=f(x)是奇函数的充要条件是它的图象关于原点对称.
【解答】充分性:若y=f(x)的图象关于原点对称,设M(x0,f(x0))为其图象上任意一点,则点M关于原点的对称点M′(-x0,-f(x0))仍在该图象上,所以f(-x0)=
-f(x0),所以y=f(x)为奇函数.必要性:若y=f(x)为奇函数,设M(x0,f(x0))为其图象上任意一点,则点M关于原点的对称点为M′(-x0,-f(x0)),由于y=f(x)为奇函数,所以-f(x0)=f(-x0),所以点M′(-x0,f(-x0))仍在y=f(x)的图象上,所以y=f(x)的图象关于原点对称.
(1) 求实数m的值;
【解答】由题意知f(1)=m+1=3,所以m=2.
(2) 判断函数f(x)的奇偶性.
11. 心形代表浪漫的爱情,人们用它来向所爱之人表达爱意.一心形作为建筑立面造型,呈现出优雅的弧度,心形木屋融入山川、河流、森林、草原,营造出一个精神和自然聚合的空间.图(2)是由此抽象出来的一个“心形”图形,这个图形可看作由两个函数的图象构成,则“心形”在x轴上方的图象对应的函数解析式可能为
( )
【答案】C
12. 若函数f(x)的部分图象如图所示,则f(x)的解析式可能是 ( )
B
(-1,0)∪(1,+∞)
14. (多选)已知定义在R上的函数f(x),对任意实数x,y,都有f(xy)=yf(x)+xf(y),则
( )
A. f(0)=0 B. f(1)=0 C. f(16)=16f(2) D. f(x)为奇函数
ABD
【解析】由题意知,定义在R上的函数f(x)对任意实数x,y,都有f(xy)=yf(x)+xf(y),对于A,令x=y=0,得f(0)=0,所以A正确;对于B,令x=y=1,得f(1)=f(1)+f(1),则f(1)=0,所以B正确;对于C,令x=y=4,得f(16)=4f(4)+4f(4)=8f(4),再令x=y=2,得f(4)=2f(2)+2f(2)=4f(2),可得f(16)=8f(4)=32f(2),所以C错误;对于D,令x=y=-1,得f(1)=-2f(-1)=0,则f(-1)=0,再令y=-1,得f(-x)=-f(x)+xf(-1)=-f(x),则f(x)为奇函数,所以D正确.