第二课时 函数奇偶性的应用
1.下列四个函数中是偶函数,且在(-∞,0)上单调递减的是( )
A.f(x)=-|x| B.f(x)=
C.f(x)=1-x2 D.f(x)=-
2.设函数f(x)=若f(x)是奇函数,则g(-1)=( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
3.已知函数f(x)=为奇函数,则3a+2b=( )
A.-1 B.1
C.0 D.2
4.已知函数f(x)是R上的奇函数,且在区间[0,+∞)上单调递减,则下列结论正确的是( )
A.f(3)<f(-1)<f(2)
B.f(3)<f(2)<f(-1)
C.f(-1)<f(2)<f(3)
D.f(2)<f(-1)<f(3)
5.已知偶函数f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,则满足f(2x-1)<f(1)的x的取值范围是( )
A.(-1,0) B.(0,1)
C.(1,2) D.(-1,1)
6.〔多选〕一个偶函数定义在区间[-7,7]上,它在[0,7]上的图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.这个函数有三个单调递增区间
B.这个函数有两个单调递减区间
C.这个函数在其定义域内有最大值7
D.这个函数在其定义域内有最小值-7
7.〔多选〕函数y=f(x)是R上的奇函数,当x>0时f(x)=x2-2x-3,则下列说法正确的是( )
A.x<0时f(x)=x2+2x+3
B.f(0)=-3
C.x<0时f(x)=-x2-2x+3
D.f(-2)=3
8.若二次函数f(x)是定义在R上的偶函数,在(-∞,0]上单调递减,且f(2)=0,则使得f(x)<0的x的取值范围是 .
9.已知f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,且f(x)+g(x)=x2+x-2,则f(x)= ,g(x)= .
10.设定义在[-2,2]上的奇函数f(x)=x5+x3+b.
(1)求b的值;
(2)若f(x)在[0,2]上单调递增,且f(m)+f(m-1)>0,求实数m的取值范围.
11.若奇函数f(x)在(-∞,0)上的解析式为f(x)=x(1+x),则f(x)在(0,+∞)上有( )
A.最大值- B.最大值
C.最小值- D.最小值
12.设函数f(x)=是奇函数,则实数a的值为( )
A.0 B.1
C.-1 D.±1
13.设奇函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,且f(1)=0,则不等式<0的解集为 .
14.已知偶函数f(x)和奇函数g(x)的定义域都是(-4,4),且在(-4,0]上的图象如图所示,求关于x的不等式f(x)g(x)<0的解集.
15.已知f(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,且f(1)=1,若a,b∈[-1,1],当a+b≠0时,则有>0成立.
(1)判断f(x)在[-1,1]上的单调性,并证明;
(2)解不等式:f<f.
2 / 2第二课时 函数奇偶性的应用
课标要求
1.会根据函数奇偶性求函数值或函数的解析式(逻辑推理). 2.能利用函数的奇偶性与单调性,解决较简单的综合问题(逻辑推理、数学运算).
知识点一|利用函数的奇偶性求解析式
角度1 定义法求函数解析式
【例1】 若f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2-2x+3,求f(x)的解析式.
解:设x<0,则-x>0,f(-x)=(-x)2-2(-x)+3=x2+2x+3,由于f(x)是奇函数,故f(x)=-f(-x),所以f(x)=-x2-2x-3.即当x<0时,f(x)=-x2-2x-3.又因为f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=0.
故f(x)=
【规律方法】
利用函数奇偶性的定义求解析式的一般步骤
(1)“求谁设谁”,即在哪个区间上求解析式,x就应在哪个区间上设;
(2)利用已知区间的解析式进行代入;
(3)利用f(x)的奇偶性写出-f(x)或f(-x),从而解出f(x).
提醒:注意f(x)定义域内含0时,解析式的特殊表示.
角度2 方程组法求函数解析式
【例2】 设f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,且f(x)+g(x)=,求函数f(x)、g(x)的解析式.
解:∵f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,
∴f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x).
由f(x)+g(x)=, ①
用-x代替x得f(-x)+g(-x)=,
∴f(x)-g(x)=, ②
(①+②)÷2,得f(x)=.
(①-②)÷2,得g(x)=.
【规律方法】
方程组法求函数解析式的技巧
已知函数f(x),g(x)的组合运算解析式与奇偶性,则把x换为-x,构造方程组求解.
训练1 (1)设函数f(x)是定义在R上的偶函数,且f(0)=1,当x<0时,f(x)=x+1,求函数f(x)的解析式;
解:设x>0,则-x<0,
则f(-x)=-x+1.
又f(x)是R上的偶函数,
∴f(x)=f(-x)=-x+1.
又∵f(0)=1,
综上可知f(x)=
(2)设f(x)为奇函数,g(x)为偶函数,且f(x)+2g(x)=2x2+x-2,求f(x)和g(x)的表达式.
解:∵f(x)为奇函数,g(x)为偶函数,
∴f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x),
由f(x)+2g(x)=2x2+x-2, ①
用-x代替上式中的x,得
f(-x)+2g(-x)=2(-x)2+(-x)-2,
即-f(x)+2g(x)=2x2-x-2, ②
①②联立,得f(x)=x,g(x)=x2-1.
知识点二|利用函数的单调性和奇偶性比较大小
【例3】 设偶函数f(x)的定义域为R,当x∈[0,+∞)时,f(x)单调递增,则f(-2),f(π),f(-3)的大小关系是( )
A.f(π)>f(-3)>f(-2)
B.f(π)>f(-2)>f(-3)
C.f(π)<f(-3)<f(-2)
D.f(π)<f(-2)<f(-3)
解析:A 由偶函数与单调性的关系知,当x∈[0,+∞)时,f(x)单调递增,则x∈(-∞,0)时,f(x)单调递减,故其图象的几何特征是自变量的绝对值越小,则其函数值越小,∵|-2|<|-3|<π,∴f(π)>f(-3)>f(-2).
【规律方法】
比较函数值大小的求解策略
奇函数在对称区间上单调性一致(相同);偶函数在对称区间上单调性相反.
(1)若自变量在同一单调区间上,直接利用函数的单调性比较大小;
(2)若自变量不在同一单调区间上,需利用函数的奇偶性把自变量转化到同一单调区间上,然后利用单调性比较大小.
训练2 已知f(x)是奇函数,且在区间[0,+∞)上单调递增,则f(-0.5),f(1),f(2)的大小关系是( )
A.f(-0.5)<f(2)<f(1)
B.f(-0.5)<f(1)<f(2)
C.f(2)<f(-0.5)<f(1)
D.f(1)<f(2)<f(-0.5)
解析:B ∵函数f(x)为奇函数,且f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,∴f(x)在R上为增函数,∴f(-0.5)<f(1)<f(2).
知识点三|利用函数的单调性和奇偶性解不等式
【例4】 已知函数f(x)是奇函数,其定义域为(-1,1),且在[0,1)上单调递增.若f(a-2)+f(3-2a)<0,试求a的取值范围.
解:∵f(a-2)+f(3-2a)<0,
∴f(a-2)<-f(3-2a).
∵f(x)为奇函数,
∴-f(3-2a)=f(2a-3),
∴f(a-2)<f(2a-3).
∵f(x)在[0,1)上单调递增,
∴f(x)在(-1,1)上为增函数,
∴解得1<a<2.
故实数a的取值范围为(1,2).
【规律方法】
利用单调性和奇偶性解不等式的方法
(1)充分利用已知条件,结合函数的奇偶性,把已知不等式转化为f(x1)>f(x2)或f(x1)<f(x2)的形式,再利用单调性脱掉“f”求解;
(2)在对称区间上根据奇函数的单调性一致,偶函数的单调性相反,列出不等式或不等式组,求解即可,同时要注意函数自身定义域对参数的影响.
训练3 已知定义在[-2,2]上的函数f(x)在[0,2]上单调递减,且f(1-m)<f(m).
(1)若f(x)是奇函数,求m的取值范围;
解:若f(x)是奇函数,则f(x)在[-2,2]上单调递减,由f(1-m)<f(m)得
解得m∈,故m的取值范围为.
(2)若f(x)是偶函数,求m的取值范围.
解:若f(x)是偶函数,因为f(x)在[0,2]上单调递减,故在[-2,0)上单调递增,
由f(1-m)<f(m)得f(|1-m|)<f(|m|),
故解得m∈,
故m的取值范围为.
1.已知f(x)是定义在R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=x+2,则当x<0时,f(x)=( )
A.-x-2 B.-x+2
C.x-2 D.x+2
解析:C ∵当x<0时,-x>0,f(-x)=-x+2,∴f(x)=-f(-x)=x-2,故选C.
2.定义在R上的偶函数f(x)在[0,+∞)上单调递增,若f(a)<f(b),则一定可得( )
A.a<b B.a>b
C.|a|<|b| D.0≤a<b或a>b≥0
解析:C ∵f(x)是R上的偶函数,且在[0,+∞)上单调递增,∴由f(a)<f(b)可得|a|<|b|.
3.已知f(x)=是奇函数,则f(g(-3))=-33.
解析:因为函数f(x)是奇函数,所以f(-3)=g(-3)=-f(3)=-6,所以f(g(-3))=f(-6)=-f(6)=-33.
4.已知函数f(x)为(-10,0)∪(0,10)上的偶函数,且当x∈(-10,0)时,f(x)=x(x-1),则f(x)的解析式为f(x)=.
解析:当x∈(0,10)时,-x∈(-10,0),则f(-x)=-x(-x-1)=x(x+1),因为函数f(x)为定义域为(-10,0)∪(0,10)上的偶函数,故当x∈(0,10)时,f(x)=f(-x)=x(x+1),故f(x)的解析式为f(x)=
课堂小结
1.理清单 (1)利用奇偶性求函数的解析式; (2)利用奇偶性和单调性比较大小; (3)利用奇偶性和单调性解不等式. 2.应体会 转化与化归思想、数形结合思想. 3.避易错 (1)解不等式易忽视函数的定义域; (2)利用函数的奇偶性求解析式时,转化混乱导致求解错误.
1.下列四个函数中是偶函数,且在(-∞,0)上单调递减的是( )
A.f(x)=-|x| B.f(x)=
C.f(x)=1-x2 D.f(x)=-
解析:D 对于A,f(x)=-|x|,x∈R,f(-x)=-|-x|=-|x|=f(x),所以f(x)为偶函数,当x<0时,f(x)=x,在(-∞,0)上单调递增,不符合题意;对于B,f(x)=,定义域为{x|x≠0},f(-x)=-=-f(x),为奇函数,不符合题意;对于C,f(x)=1-x2,x∈R,f(-x)=1-(-x)2=1-x2=f(x),所以f(x)为偶函数,当x<0时,f(x)=1-x2,在(-∞,0)上单调递增,不符合题意;对于D,f(x)=-,定义域为{x|x≠0},f(-x)=-=f(x),所以f(x)为偶函数,当x<0时,f(x)=,在(-∞,0)上单调递减,符合题意.故选D.
2.设函数f(x)=若f(x)是奇函数,则g(-1)=( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
解析:C 由已知可得g(-1)=f(-1)=-f(1)=-(1-2)=1.
3.已知函数f(x)=为奇函数,则3a+2b=( )
A.-1 B.1
C.0 D.2
解析:A 当x<0时,-x>0,∵f(x)为奇函数,∴f(-x)=-f(x).即ax2-bx=-x2-x,∴a=-1,b=1.故3a+2b=-1.
4.已知函数f(x)是R上的奇函数,且在区间[0,+∞)上单调递减,则下列结论正确的是( )
A.f(3)<f(-1)<f(2)
B.f(3)<f(2)<f(-1)
C.f(-1)<f(2)<f(3)
D.f(2)<f(-1)<f(3)
解析:B 因为f(x)是R上的奇函数,且在区间[0,+∞)上单调递减,则f(x)在(-∞,0]上也单调递减,所以f(x)在R上为减函数,因为-1<0<2<3,所以f(3)<f(2)<f(-1).
5.已知偶函数f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,则满足f(2x-1)<f(1)的x的取值范围是( )
A.(-1,0) B.(0,1)
C.(1,2) D.(-1,1)
解析:B 首先函数定义域是R,再者根据f(2x-1)<f(1)和偶函数f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,可得|2x-1|<1,解得0<x<1.
6.〔多选〕一个偶函数定义在区间[-7,7]上,它在[0,7]上的图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.这个函数有三个单调递增区间
B.这个函数有两个单调递减区间
C.这个函数在其定义域内有最大值7
D.这个函数在其定义域内有最小值-7
解析:AC 根据偶函数在[0,7]上的图象及其对称性,作出函数在[-7,0]上的图象,如图所示,可知这个函数有三个单调递增区间,有三个单调递减区间,在其定义域内有最大值7,在其定义域内的最小值不是-7.
7.〔多选〕函数y=f(x)是R上的奇函数,当x>0时f(x)=x2-2x-3,则下列说法正确的是( )
A.x<0时f(x)=x2+2x+3
B.f(0)=-3
C.x<0时f(x)=-x2-2x+3
D.f(-2)=3
解析:CD 当x=0时,f(0)=0,选项B错误;函数y=f(x)是R上的奇函数,故f(-x)=-f(x).当x<0时,-x>0,则f(-x)=x2+2x-3=-f(x),故f(x)=-x2-2x+3,故C正确,A错误;又x=-2<0,故f(-2)=-4+4+3=3,故D正确.故选C、D.
8.若二次函数f(x)是定义在R上的偶函数,在(-∞,0]上单调递减,且f(2)=0,则使得f(x)<0的x的取值范围是(-2,2).
解析:由题意知,画出函数f(x)的草图如图所示,所以使得f(x)<0的x的取值范围是(-2,2).
9.已知f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,且f(x)+g(x)=x2+x-2,则f(x)=x2-2,g(x)=x.
解析:f(-x)+g(-x)=x2-x-2,由f(x)是偶函数,g(x)是奇函数得,f(x)-g(x)=x2-x-2,又f(x)+g(x)=x2+x-2,两式联立得f(x)=x2-2,g(x)=x.
10.设定义在[-2,2]上的奇函数f(x)=x5+x3+b.
(1)求b的值;
(2)若f(x)在[0,2]上单调递增,且f(m)+f(m-1)>0,求实数m的取值范围.
解:(1)因为函数f(x)是定义在[-2,2]上的奇函数,所以f(0)=0,解得b=0(经检验符合题意).
(2)因为函数f(x)在[0,2]上单调递增,又f(x)是奇函数,所以f(x)在[-2,2]上是增函数.
因为f(m)+f(m-1)>0,
所以f(m-1)>-f(m)=f(-m),
所以m-1>-m, ①
又需要不等式f(m)+f(m-1)>0在函数f(x)定义域内有意义,
所以 ②
解①②得<m≤2,
所以m的取值范围为.
11.若奇函数f(x)在(-∞,0)上的解析式为f(x)=x(1+x),则f(x)在(0,+∞)上有( )
A.最大值- B.最大值
C.最小值- D.最小值
解析:B 法一(奇函数的图象特征) 当x<0时,f(x)=x2+x=-,所以f(x)有最小值-,因为f(x)是奇函数,所以当x>0时,f(x)有最大值.
法二(直接法) 当x>0时,-x<0,所以f(-x)=-x(1-x).又f(-x)=-f(x),所以f(x)=x(1-x)=-x2+x=-+,所以f(x)有最大值.故选B.
12.设函数f(x)=是奇函数,则实数a的值为( )
A.0 B.1
C.-1 D.±1
解析:C f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=2x2-x,所以当x<0时,-x>0,f(x)=-f(-x)=-[2×(-x)2-(-x)]=-2x2-x,所以a=-1.
13.设奇函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,且f(1)=0,则不等式<0的解集为 .
答案:(-∞,-1)∪(1,+∞)
解析:因为f(x)为奇函数,<0,即<0,因为f(x)在(0,+∞)上单调递减且f(1)=0,所以当x>1时,f(x)<0.因为奇函数图象关于原点对称,所以在(-∞,0)上f(x)单调递减且f(-1)=0,即x<-1时,f(x)>0.综上使<0的解集为(-∞,-1)∪(1,+∞).
14.已知偶函数f(x)和奇函数g(x)的定义域都是(-4,4),且在(-4,0]上的图象如图所示,求关于x的不等式f(x)g(x)<0的解集.
解:设h(x)=f(x)g(x),
则h(-x)=f(-x)g(-x)=-f(x)·g(x)=-h(x),
所以h(x)是奇函数,
由图象可知,当-4<x<-2时,
f(x)>0,g(x)<0,即h(x)<0,
当0<x<2时,f(x)<0,g(x)>0,即h(x)<0,
所以h(x)<0的解集为(-4,-2)∪(0,2).
15.已知f(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,且f(1)=1,若a,b∈[-1,1],当a+b≠0时,则有>0成立.
(1)判断f(x)在[-1,1]上的单调性,并证明;
(2)解不等式:f<f.
解:(1)f(x)在[-1,1]上单调递增.证明如下:
任取x1,x2∈[-1,1],且x1<x2,则-x2∈[-1,1].
∵f(x)为奇函数,
∴f(x1)-f(x2)=f(x1)+f(-x2)=·(x1-x2).
由已知得>0,又x1-x2<0,
∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2).
∴f(x)在[-1,1]上单调递增.
(2)∵f(x)在[-1,1]上单调递增,
∴∴-≤x<-1.
故原不等式的解集为{x|-≤x<-1}.
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