第一课时 函数奇偶性的概念
1.若f(x)=3x3+5x+a-1为R上的奇函数,则a的值为( )
A.0 B.-1
C.1 D.2
2.若函数f(x)(f(x)≠0)为奇函数,则必有( )
A.f(x)f(-x)>0 B.f(x)f(-x)<0
C.f(x)<f(-x) D.f(x)>f(-x)
3.函数f(x)=的图象关于( )
A.y轴对称 B.x轴对称
C.坐标原点对称 D.直线y=x对称
4.已知y=f(x),x∈(-a,a),F(x)=f(x)+f(-x),则F(x)是( )
A.奇函数
B.偶函数
C.既是奇函数又是偶函数
D.非奇非偶函数
5.已知函数f(x)=ax2+(b+1)x+2a+b是定义在[2a-1,a]上的偶函数,则f(a+b)=( )
A.1 B.0
C.- D.-
6.〔多选〕下列命题正确的是( )
A.偶函数的图象一定与y轴相交
B.奇函数的图象一定通过原点
C.若奇函数f(x)在x=0处有定义,则恒有f(0)=0
D.若函数f(x)为偶函数,则有f(x)=f(-x)=f(|x|)
7.〔多选〕如果f(x)是定义在R上的奇函数,那么下列函数为奇函数的是( )
A.g(x)=x+f(x) B.g(x)=xf(x)
C.g(x)=x2+f(x) D.g(x)=x2f(x)
8.已知函数f(x)=x3+,若f(a)=4,则f(-a)+f()= .
9.已知函数y=f(x)为偶函数,其图象与x轴有四个交点,则方程f(x)=0的所有实根之和是 .
10.已知函数f(x)=x+,且f(1)=3.
(1)求m的值;
(2)判断函数f(x)的奇偶性.
11.函数f(x)=是( )
A.奇函数
B.偶函数
C.既是奇函数又是偶函数
D.非奇非偶函数
12.已知f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f(x)-g(x)=x3+x2+1,则f(2)+g(2)=( )
A.-3 B.-1
C.0 D.3
13.〔多选〕已知函数f(x),g(x)的定义域都为R,且f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则下列结论正确的是( )
A.f(x)|g(x)|是奇函数
B.|f(x)|g(x)是奇函数
C.f(g(x))是偶函数
D.g(f(x))是奇函数
14.已知函数f(x)=,若f(x)在区间[-t,t]上的最大值为M,最小值为m,求M+m的值.
15.已知函数f(x)对一切实数x,y都有f(x+y)=f(x)+f(y).
(1)求证:f(x)是奇函数;
(2)若f(-3)=a,试用a表示f(9).
1 / 2第一课时 函数奇偶性的概念
课标要求
1.了解函数奇偶性的定义(数学抽象).
2.掌握判断和证明函数奇偶性的方法(逻辑推理).
3.能够利用函数的奇偶性解决简单的求值问题(数学运算).
情境导入
初中时我们学习过有关轴对称和中心对称的知识,而且已经知道,在平面直角坐标系中,点(x,y)关于y轴的对称点为(-x,y),关于原点的对称点为(-x,-y).在学习函数过程中,已知有些函数图象本身也具备关于y轴对称(或关于原点对称),如y=x2,今天我们就从这类特殊的函数图象入手,研究怎样用数量关系来刻画该类函数的性质.
知识点一|函数奇偶性的概念
问题1 (1)观察下列函数图象,你能发现这两个函数图象有什么共同特征吗?
提示:这两个函数图象都关于y轴对称.
(2)怎样用数量关系来刻画图象关于y轴的对称性?
提示:当自变量取一对相反数时,对应的函数值相等.
(3)观察函数f(x)=x和g(x)=的图象,你能发现这两个函数图象有什么共同特征吗?怎样用数量关系刻画这一函数特征?
提示:这两个函数的图象都关于原点成中心对称图形,当自变量取一对相反数时,对应的函数值相反.
【知识梳理】
奇偶性 偶函数 奇函数
条件 设函数f(x)的定义域为D,如果 x∈D,都有-x∈D
结论 f(-x)= f(x) f(-x)= -f(x)
图象特点 关于 y轴 对称 关于 原点 对称
提醒:(1)函数的奇偶性是函数的整体性质;(2)具有奇偶性的函数,其定义域关于原点对称,即若函数f(x)的定义域关于原点对称是f(x)具有奇偶性的必要条件;(3)当f(x)的定义域关于原点对称时:①若f(-x)≠±f(x) f(x)是非奇非偶函数;②若f(-x)=±f(x) f(x)既是奇函数又是偶函数.
【例1】 判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=x2+|x|;
解:函数的定义域为R,因为 x∈R,都有-x∈R.
且f(-x)=(-x)2+|-x|=x2+|x|=f(x),
因此函数f(x)是偶函数.
(2)f(x)=x-;
解: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)=-x-=-=-f(x),
所以f(x)是奇函数.
(3)f(x)=;
解:函数f(x)的定义域是(-∞,-1)∪(-1,+∞),因为定义域(-∞,-1)∪(-1,+∞)不关于原点对称,
所以f(x)既不是奇函数也不是偶函数.
(4)f(x)=+.
解:由得x2=1,即x=±1.
因此函数的定义域为{-1,1},因为 x∈{-1,1},都有-x∈{-1,1},且f(1)=f(-1)=-f(-1)=0,所以f(x)既是奇函数又是偶函数.
【规律方法】
判断函数奇偶性的方法
(1)定义法
(2)图象法
提醒:若判断f(x)不是奇函数或不是偶函数,只需举一个反例即可.
训练1 判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=-|x|;
解:函数f(x)的定义域为R,关于原点对称,又f(-x)=-|-x|=-|x|=f(x),∴f(x)为偶函数.
(2)f(x)=;
解:函数f(x)的定义域为{x|x≠1},不关于原点对称,
∴f(x)是非奇非偶函数.
(3)f(x)=
解:函数f(x)的定义域为R,关于原点对称.
f(-x)=
即f(-x)=
于是有f(-x)=-f(x),∴f(x)为奇函数.
知识点二|奇、偶函数的图象特征(几何意义)
问题2 奇函数的图象有怎样的几何特征?偶函数呢?
提示:奇函数的图象关于原点对称,偶函数的图象关于y轴对称.
【例2】 已知奇函数f(x)的定义域为[-5,5],且在区间[0,5]上的图象如图所示.
(1)画出在区间[-5,0]上的图象;
解:因为函数f(x)是奇函数,所以y=f(x)在[-5,5]上的图象关于原点对称.
由y=f(x)在[0,5]上的图象,可知它在[-5,0]上的图象如图所示.
(2)写出使f(x)<0的x的取值集合.
解:由图象知,使f(x)<0的x的取值集合为(-2,0)∪(2,5).
变式 将本例中的“奇函数”改为“偶函数”,再求解上述问题.
解:(1)如图所示.
(2)由(1)可知,使f(x)<0的x的取值集合为(-5,-2)∪(2,5).
【规律方法】
奇、偶函数的图象特征的应用
(1)利用奇、偶函数的图象特征可以判断函数的奇、偶性;
(2)若已知函数的奇、偶性和自变量取正值时的图象特征,可推出该函数在整个定义域内的图象特征.
提醒:若奇函数f(x)在x=0处有定义,必有f(0)=0,即它的图象必过原点(0,0).
训练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.
(1)请补出完整函数y=f(x)的图象;
解:由题意作出函数图象如图.
(2)根据图象写出函数y=f(x)的单调递增区间;
解:据图可知,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:据图可知,使f(x)<0的x的取值集合为(-2,0)∪(0,2).
提能点|利用函数奇偶性求值
【例3】 (1)若函数f(x)=ax2+bx+3a+b是偶函数,定义域为[a-1,2a],则a+b=;
解析:因为偶函数的定义域关于原点对称,所以a-1=-2a,解得a=.所以函数f(x)=x2+bx+b+1,为二次函数,结合偶函数图象的特点,易得b=0.所以a+b=.
(2)已知函数f(x)=x7-ax5+bx3+cx+2,若f(-5)=6,则f(5)=-2.
解析:法一 f(-5)=(-5)7-a(-5)5+b(-5)3+c(-5)+2=6,所以-57+55a-53b-5c=4,所以57-55a+53b+5c=-4,f(5)=(57-55a+53b+5c)+2=-4+2=-2.
法二 令g(x)=x7-ax5+bx3+cx,则g(x)是奇函数,∴f(-5)=g(-5)+2=-g(5)+2,又f(-5)=6,∴g(5)=-4.又f(5)=g(5)+2,∴f(5)=-4+2=-2.
【规律方法】
利用奇偶性求值的常见类型
(1)求参数值:若解析式含参数,则根据f(-x)=-f(x)或f(-x)=f(x)列式,比较系数利用待定系数法求解;若定义域含参数,则根据定义域关于原点对称,利用区间的端点和为0求参数;
(2)求函数值:利用f(-x)=-f(x)或f(-x)=f(x)整体代换求解;有时需要构造奇函数或偶函数以便于求值.
训练3 (1)已知函数f(x)=ax2+2x是奇函数,则f(1)=2;
解析:由奇函数定义有f(-x)+f(x)=0,得a(-x)2+2(-x)+ax2+2x=2ax2=0,又上式对 x∈R恒成立,故a=0,所以f(x)=2x,f(1)=2.
(2)若f(x)=(x+a)(x-4)为偶函数,则实数a=4.
解析:法一 f(x)=(x+a)(x-4)=x2+(a-4)x-4a,f(-x)=(-x+a)(-x-4)=x2-(a-4)x-4a,两式恒相等,则a-4=0,即a=4.
法二 f(x)=(x+a)(x-4)=x2+(a-4)x-4a,要使函数为偶函数,只需多项式的奇次项系数为0,即a-4=0,则a=4.
法三 由函数f(x)=0得x1=-a,x2=4,由于f(x)是偶函数,∴4-a=0,∴a=4.
1.下列各图中,表示以x为自变量的奇函数的图象是( )
解析:B 由函数的定义知,图形A、D不是函数图象,故排除A、D;由于奇函数的图象关于原点对称,偶函数的图象关于y轴对称,故排除C.
2.下列函数中是偶函数的有( )
A.y=-2x B.y=x3+1
C.y=x+ D.y=|x|+
解析:D 对于A,定义域为R,因为f(-x)=-2(-x)=2x=-(-2x)=-f(x),所以函数为奇函数;对于B,定义域为R,因为f(-x)=(-x)3+1=-x3+1≠f(x),所以函数不是偶函数;对于C,定义域为{x|x≠0},因为f(-x)=-x+=-=-f(x),所以函数为奇函数;对于D,定义域为{x|x≠0},因为f(-x)=|-x|+=|x|+=f(x),所以函数为偶函数,故选D.
3.若函数y=f(x),x∈[-4,a]是偶函数,则a的值为4.
解析:因为偶函数的定义域关于原点对称,所以-4+a=0,所以a=4.
4.奇函数f(x)在区间[0,+∞)上的图象如图,则函数f(x)的增区间为(-∞,-1],[1,+∞).
解析:奇函数的图象关于原点对称,可知函数f(x)的增区间为(-∞,-1],[1,+∞).
课堂小结
1.理清单 (1)函数奇偶性的概念; (2)函数奇偶性的判断; (3)奇函数、偶函数的图象特征; (4)奇函数、偶函数图象的应用. 2.应体会 特值法、整体代换法、数形结合法. 3.避易错 忽略奇、偶函数的定义域关于原点对称.
1.若f(x)=3x3+5x+a-1为R上的奇函数,则a的值为( )
A.0 B.-1
C.1 D.2
解析:C ∵f(x)为R上的奇函数,∴f(0)=0,得a=1.
2.若函数f(x)(f(x)≠0)为奇函数,则必有( )
A.f(x)f(-x)>0
B.f(x)f(-x)<0
C.f(x)<f(-x)
D.f(x)>f(-x)
解析:B ∵f(x)为奇函数,∴f(-x)=-f(x),又f(x)≠0,∴f(x)f(-x)=-[f(x)]2<0.故选B.
3.函数f(x)=的图象关于( )
A.y轴对称 B.x轴对称
C.坐标原点对称 D.直线y=x对称
解析:A ∵函数f(x)=的定义域为{x|x≠±1}关于原点对称,且f(-x)===f(x),∴函数f(x)为偶函数,图象关于y轴对称.故选A.
4.已知y=f(x),x∈(-a,a),F(x)=f(x)+f(-x),则F(x)是( )
A.奇函数 B.偶函数
C.既是奇函数又是偶函数 D.非奇非偶函数
解析:B ∵F(-x)=f(-x)+f(x)=F(x),又x∈(-a,a)关于原点对称,∴F(x)是偶函数.
5.已知函数f(x)=ax2+(b+1)x+2a+b是定义在[2a-1,a]上的偶函数,则f(a+b)=( )
A.1 B.0
C.- D.-
解析:D 由题意得,2a-1+a=0,解得a=,因为f(x)=ax2+(b+1)x+2a+b为偶函数,所以f(-x)=f(x),即a(-x)2-(b+1)x+2a+b=ax2+(b+1)x+2a+b,所以b+1=0,解得b=-1,所以f(x)=x2-,a+b=-,所以f(a+b)=f=-.
6.〔多选〕下列命题正确的是( )
A.偶函数的图象一定与y轴相交
B.奇函数的图象一定通过原点
C.若奇函数f(x)在x=0处有定义,则恒有f(0)=0
D.若函数f(x)为偶函数,则有f(x)=f(-x)=f(|x|)
解析:CD 函数f(x)=是偶函数,但与y轴不相交,所以A不正确;函数f(x)=是奇函数,但图象不过原点,所以B不正确;由奇偶性的定义知C,D正确.
7.〔多选〕如果f(x)是定义在R上的奇函数,那么下列函数为奇函数的是( )
A.g(x)=x+f(x) B.g(x)=xf(x)
C.g(x)=x2+f(x) D.g(x)=x2f(x)
解析:AD 因为f(x)是奇函数,所以f(-x)=-f(x).对于A,g(-x)=-x+f(-x)=-x-f(x)=-g(x),所以g(x)=x+f(x)是奇函数;对于B,g(-x)=-xf(-x)=xf(x)=g(x),所以g(x)=xf(x)是偶函数;对于C,g(-x)=(-x)2+f(-x)=x2-f(x),所以g(x)=x2+f(x)为非奇非偶函数;对于D,g(-x)=(-x)2·f(-x)=-x2f(x)=-g(x),所以g(x)=x2f(x)是奇函数.
8.已知函数f(x)=x3+,若f(a)=4,则f(-a)+f()=-.
解析:易知f(-x)=-x3-=-f(x),即f(x)为奇函数,所以f(-a)+f()=-f(a)+()3+=-4+2+=-.
9.已知函数y=f(x)为偶函数,其图象与x轴有四个交点,则方程f(x)=0的所有实根之和是0.
解析:由于偶函数的图象关于y轴对称,所以偶函数的图象与x轴的交点也关于y轴对称,因此,四个交点中,有两个在x轴的负半轴上,另两个在x轴的正半轴上,所以四个实根的和为0.
10.已知函数f(x)=x+,且f(1)=3.
(1)求m的值;
(2)判断函数f(x)的奇偶性.
解:(1)由题意知,f(1)=1+m=3,∴m=2.
(2)由(1)知,f(x)=x+,定义域为{x|x≠0}.
∵ x∈{x|x≠0},都有-x∈{x|x≠0},
且f(-x)=(-x)+=-=-f(x),
∴函数f(x)为奇函数.
11.函数f(x)=是( )
A.奇函数
B.偶函数
C.既是奇函数又是偶函数
D.非奇非偶函数
解析:B 若x是有理数,则-x也是有理数,f(-x)=f(x)=1;若x是无理数,则-x也是无理数,f(-x)=f(x)=0.∴函数f(x)是偶函数.
12.已知f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f(x)-g(x)=x3+x2+1,则f(2)+g(2)=( )
A.-3 B.-1
C.0 D.3
解析:A 因为f(x)-g(x)=x3+x2+1,所以f(-x)-g(-x)=-x3+x2+1.又由题意可知f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),所以f(x)+g(x)=-x3+x2+1,则f(2)+g(2)=-3,故选A.
13.〔多选〕已知函数f(x),g(x)的定义域都为R,且f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则下列结论正确的是( )
A.f(x)|g(x)|是奇函数
B.|f(x)|g(x)是奇函数
C.f(g(x))是偶函数
D.g(f(x))是奇函数
解析:AC ∵f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,∴f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x),对于选项A:令h(x)=f(x)·|g(x)|,h(-x)=f(-x)·|g(-x)|=-f(x)|g(x)|=-h(x),则f(x)·|g(x)|为奇函数,即选项A正确;对于选项B:令h(x)=|f(x)|g(x),h(-x)=|f(-x)|·g(-x)=|-f(x)|g(x)=|f(x)|·g(x)=h(x),则|f(x)|g(x)为偶函数,即选项B错误;对于选项C:令h(x)=f(g(x)),h(-x)=f(g(-x))=f(g(x))=h(x),则f(g(x))为偶函数,即选项C正确;对于选项D:令h(x)=g(f(x)),h(-x)=g(f(-x))=g(-f(x))=g(f(x))=h(x),则g(f(x))为偶函数,即选项D错误;综上所述A、C正确.
14.已知函数f(x)=,若f(x)在区间[-t,t]上的最大值为M,最小值为m,求M+m的值.
解:根据题意,f(x)==1+,
而h(x)=是奇函数,所以f(x)=h(x)+1,
M=f(x)max=h(x)max+1,m=f(x)min=h(x)min+1,
所以M+m=(h(x)max+1)+(h(x)min+1)=(h(x)max+h(x)min)+2,
又因h(x)max+h(x)min=0,则M+m=2.
15.已知函数f(x)对一切实数x,y都有f(x+y)=f(x)+f(y).
(1)求证:f(x)是奇函数;
(2)若f(-3)=a,试用a表示f(9).
解:(1)证明:由已知f(x+y)=f(x)+f(y),
令y=-x得f(0)=f(x)+f(-x),
令x=y=0得f(0)=2f(0),
所以f(0)=0.
所以f(x)+f(-x)=0,
即f(-x)=-f(x),
故f(x)是奇函数.
(2)由(1)知f(x)为奇函数.
所以f(-3)=-f(3)=a,
所以f(3)=-a.
又f(9)=f(6)+f(3)=2f(3)+f(3)=3f(3),
所以f(9)=-3a.
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