第一章 集合与函数的概念
1.3.2函数的奇偶性
【双向目标】
课程目标
学科素养
A.结合具体函数,了解函数奇偶性的含义;
B.会运用函数的图象理解和研究函数的奇偶性;
a数学抽象:运用符号表示函数的奇偶性
b逻辑推理:能证明函数的奇偶性
c数学运算:运用奇偶性解决函数相关计算
d 直观想象:能运用图像表示奇偶性
e 数学建模:在具体问题情境中运用奇偶性解决问题
【课标知识】
知识提炼
基础过关
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f(-x)=f(x),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f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数
关于原点对称
2.常用结论快得分
(1)对于运算函数有如下结论:
奇±奇为奇;偶±偶为偶;奇±偶为非奇非偶;
奇×(÷)奇为偶;奇×(÷)偶为奇;偶×(÷)偶为偶.
(2)若函数f(x)的定义域关于原点对称,则函数f(x)能表示成一个偶函数与一个奇函数的和的形式.记偶函数g(x)=[f(x)+f(-x)],奇函数h(x)=[f(x)-f(-x)],则f(x)=g(x)+h(x).
(3)复合函数y=f[g(x)]的奇偶性原理:内偶则偶,两奇为奇.
(4)若奇函数y=f(x)在x=0处有意义,则有f(0)=0;偶函数y=f(x)必满足f(x)=f(|x|).
1.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)函数y=x2,x∈(0,+∞)是偶函数.( )
(2)偶函数图象不一定过原点,奇函数的图象一定过原点.( )
(3)如果函数f(x),g(x)为定义域相同的偶函数,则F(x)=f(x)+g(x)是偶函数.( )
(4)若函数y=f(x+a)是偶函数,则函数y=f(x)关于直线x=a对称.( )
2.下列函数中为偶函数的是( )
A.y=x2sin B.y=x2cos x
C.y=|ln x| D.y=2-x B.y=x2cosC.y=|ln x| D.y=2-x解析:选B 根据偶函数的定义知偶函数满足f(-x)=f(x)且定义域关于原点对称,A选项为奇函数,B选项为偶函数,C选项定义域为(0,+∞),不具有奇偶性,D选项既不是奇函数也不是偶函数.
3.已知f(x)=ax2+bx是定义在[a-1,2a]上的偶函数,那么a+b的值是( )
A.- B. C. D.-
4.函数f(x)在R上为奇函数,且x>0时,f(x)=x+1,则当x<0时,f(x)=________.
5.设奇函数f(x)的定义域为[-5,5],若当x∈[0,5]时,f(x)的图象如图所示,则不等式f(x)<0的解集为________.
基础过关参考答案:1. 【答案】(1)× (2)× (3)√ (4)√
【答案】x-1
5.【解析】由函数f(x)为奇函数,作出函数在[-5,0)上的图象,由图象知,不等式f(x)<0的解集为(-2,0)∪(2,5].
【答案】(-2,0)∪(2,5]
【能力素养】
探究一 函数的奇偶性
函数的奇偶性问题是高考的热点,主要考查函数奇偶性的判断与函数奇偶性的应用,多以选择、填空题的形式出现;
视角1:函数奇偶性的判断
例1.判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=;
(2)f(x)=+;
(3)f(x)=;
(4)f(x)=
【解析】 (1)由f(x)=,可知?
故函数f(x)的定义域为{x|-6
定义域不关于原点对称,故f(x)为非奇非偶函数.
(2)由?x2=1?x=±1,故函数f(x)的定义域为{-1,1},
(4)法一:画出函数f(x)=的图象如图所示,
图象关于y轴对称,故f(x)为偶函数.
法二:易知函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,
当x>0时,f(x)=x2-x,则当x<0时,-x>0,故f(-x)=x2+x=f(x);
当x<0时,f(x)=x2+x,则当x>0时,-x<0,故f(-x)=x2-x=f(x),故原函数是偶函数.
法三:f(x)还可以写成f(x)=x2-|x|(x≠0),故f(x)为偶函数.
【点评】 判定函数奇偶性的2种常用方法
(1)定义法
(2)图象法
视角2: 函数奇偶性的应用
例2.函数y=f(x)是R上的奇函数,当x<0时,f(x)=2x,则当x>0时,f(x)=( )
A.-2x B.2-x
C.-2-x D.2x
【解析】当x>0时,-x<0,∵x<0时,f(x)=2x,∴当x>0时,f(-x)=2-x.
∵f(x)是R上的奇函数,∴当x>0时,f(x)=-f(-x)=-2-x.
【答案】C
例3.若函数f(x)=xln(x+)为偶函数,则a=________.
例4.若关于x的函数f(x)=(t≠0)的最大值为a,最小值为b,
且a+b=2,则t=________.
【解析】f(x)==t+,
设g(x)=,则g(x)为奇函数,g(x)max=a-t,g(x)min=b-t.
∵g(x)max+g(x)min=0,∴a+b-2t=0,即2-2t=0,解得t=1.
【答案】1
【点评】函数奇偶性的应用
(1)求函数解析式
①将所求解析式自变量的范围转化为已知解析式中自变量的范围;②将转化后的自变量代入已知解析式;③利用函数的奇偶性求出解析式.
(2)求参数值
在定义域关于原点对称的前提下,根据奇函数满足f(-x)=-f(x)或偶函数满足f(-x)=f(x)列等式,根据等式两侧对应相等确定参数的值.特别要注意的是:若能够确定奇函数的定义域中包含0,可以根据f(0)=0列式求解,若不能确定则不可用此法.
[注意] 利用“奇函数在关于原点对称的区间上有最值,则f(x)max+f(x)min=0”的性质解决有关最值问题.
【变式训练】
1.下列函数中,既不是奇函数,也不是偶函数的是( )
A.y=x+sin 2x B.y=x2-cos x
C.y=2x+ D.y=x2+sin x
【解析】对于A,定义域为R,f(-x)=-x+sin 2(-x)=-(x+sin 2x)=-f(x),为奇函数;对于B,定义域为R,f(-x)=(-x)2-cos(-x)=x2-cos x=f(x),为偶函数;对于C,定义域为R,f(-x)=2-x+=2x+=f(x),为偶函数;y=x2+sin x既不是偶函数也不是奇函数,故选D.
【答案】D
2.(2014·全国Ⅰ卷)设函数f(x),g(x)的定义域都为R,且f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则下列结论中正确的是( )
A.f(x)g(x)是偶函数 B.|f(x)|g(x)是奇函数
C.f(x)|g(x)|是奇函数 D.|f(x)g(x)|是奇函数
【答案】C
3.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(1)+g(1)等于( )
A.-3 B.-1 C.1 D.3
【解析】因为f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,所以f(1)+g(1)=f(-1)-g(-1)=
(-1)3+(-1)2+1=1.
【答案】C
4.(2015·全国Ⅰ卷)若函数f(x)=xln(x+)为偶函数,则a=________.
【解析】f(x)为偶函数,则ln(x+)为奇函数,
所以ln(x+)+ln(-x+)=0,则ln(a+x2-x2)=0,∴a=1.
【答案】1
探究二 函数性质的综合运用
函数的奇偶性及单调性是函数的两大性质,在高考中常常将它们综合在一起命题,其中奇偶性多与单调性相结合,并以结合奇偶性求函数值为主.多以选择题、填空题形式出现.,
例5.(2017·全国卷Ⅰ)函数f(x)在(-∞,+∞)单调递减,且为奇函数.若f(1)=-1,则满足-1≤f(x-2)≤1的x的取值范围是( )
A.[-2,2] B.[-1,1]
C.[0,4] D.[1,3]
【解析】∵f(x)为奇函数,∴f(-x)=-f(x).∵f(1)=-1,∴f(-1)=-f(1)=1.
故由-1≤f(x-2)≤1,得f(1)≤f(x-2)≤f(-1).
又f(x)在(-∞,+∞)单调递减,∴-1≤x-2≤1,∴1≤x≤3.
【答案】D
例6.定义在R上的奇函数f(x)满足f(x+2)=-f(x),且在[0,2)上单调递减,则下列结论正确的是( )
A.0C.f(1)<0【答案】C
【点评】题“根”探求
看个性
角度(一)是已知函数单调递减且为奇函数,求自变量范围,有时也比较大小,常利用奇、偶函数图象的对称性;
角度(二)是已知f(x)是周期函数且为偶函数,求函数值,常利用奇偶性及周期性进行交换,将所求函数值的自变量转化到已知解析式的函数定义域内求解;
角度(三)是函数周期性、奇偶性与单调性结合.解决此类问题通常先利用周期性转化自变量所在的区间,然后利用奇偶性和单调性求解
找共性
对于函数性质结合的题目,函数的周期性有时需要通过函数的奇偶性得到,函数的奇偶性体现的是一种对称关系,而函数的单调性体现的是函数值随自变量变化而变化的规律.因此在解题时,往往需要借助函数的奇偶性和周期性来确定另一区间上的单调性,即实现区间的转换,再利用单调性解决相关问题
【变式训练】
1.已知定义在R上的奇函数f(x)满足:当x>0时,f(x)=2x-,则>0的解集为( )
A.(-1,0)∪(0,1) B.(-1,0)∪(1,+∞)
C.(-∞,-1)∪(0,1) D.(-∞,-1)∪(1,+∞)
【解析】:选D ∵当x>0时,函数f(x)单调递增,又f(1)=0,
∴f(x)=2x->0的解集为(1,+∞).
∵f(x)是奇函数,∴是偶函数,则>0的解集为(-∞,-1)∪(1,+∞).
【答案】D
2.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递增.若实数a满足f(log2a)+f(loga)≤2f(1),则a的取值范围是( )
A.[1,2] B. C. D.(0,2]
【答案】C
3.设函数f(x)=的最大值为M,最小值为m.则M+m=________.
【解析】f(x)==1+,
令g(x)=,则g(-x)=-g(x),∴g(x)为奇函数,
由奇函数图象的对称性知g(x)max+g(x)min=0,故M+m=2.
【答案】2
4.已知f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增.若实数a满足f(2|a-1|)>f(-),则a的取值范围是________.
【解析】∵f(x)是定义在R上的偶函数,且在(-∞,0)上单调递增,
∴f(x)在(0,+∞)上单调递减,f(-)=f(),
∴f(2|a-1|)>f(),∴2|a-1|<=2,
∴|a-1|<,即-<a-1<,即<a<.
【答案】
【课时作业】
课标 素养
数学
抽象
逻辑
推理
数学
运算
直观
想象
数学
建模
数据
分析
A
1,2
1,2,3
2,4
B
5,6,7
4,5,6
5,8,9,10
5,8,
C
9,10
7,8,9,10
9,10
一、选择题
1.下列函数中,为奇函数的是( )
A.y=2x+ B.y=x,x∈{0,1}
C.y=x·sinx D.y=
【答案】D
2.设f(x)是定义在R上的奇函数,当x≤0时,f(x)=2x2-x,则f(1)等于( )
A.-3 B.-1
C.1 D.3
【解析】因为f(x)是奇函数,当x≤0时,f(x)=2x2-x.
所以f(1)=-f(-1)=-[2×(-1)2-(-1)]=-3.
【答案】A
3.设函数f(x),g(x)的定义域都为R,且f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则下列结论中正确的是( )
A.f(x)g(x)是偶函数 B.|f(x)|g(x)是奇函数
C.f(x)|g(x)|是奇函数 D.|f(x)g(x)|是奇函数
【解析】`f(x)是奇函数,则f(-x)=-f(x),g(x)是偶函数,则g(-x)=g(x),
则f(-x)g(-x)=-f(x)g(x),选项A错;
|f(-x)|g(-x)=|f(x)|g(x),选项B错;
f(-x)|g(-x)|=-f(x)|g(x)|,选项C正确;
|f(-x)·g(-x)|=|f(x)g(x)|,D错.故选C.
【答案】C
4.已知f(x)是定义在R上的偶函数,g(x)是定义在R上的奇函数,且g(x)=f(x-1),则f(2 017)+f(2 019)的值为( )
A.-1 B.1 C.0 D.2
【答案】0
5.已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x2+2x,若f(2-a2)>f(a),则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-1)∪(2,+∞) B.(-1,2)
C.(-2,1) D.(-∞,-2)∪(1,+∞)
【解析】∵f(x)是奇函数,∴当x<0时,f(x)=-x2+2x.作出函数f(x)的大致图象如图中
实线所示,
结合图象可知f(x)是R上的增函数,由f(2-a2)>f(a),得2-a2>a,解得-2【答案】C
二、填空题
6.函数f(x)在R上为奇函数,且x>0时,f(x)=+1,则当x<0时,f(x)=________.
【解析】因为f(x)为奇函数,x>0时,f(x)=+1,所以当x<0时,-x>0,
f(x)=-f(-x)=-(+1),
即x<0时,f(x)=-(+1)=--1.
【答案】--1
7.已知函数f(x)为奇函数,函数f(x+1)为偶函数,f(1)=1,则f(3)=________.
【解析】根据条件可得f(3)=f(2+1)=f(-2+1)=f(-1)=-f(1)=-1.
【答案】-1
8.设偶函数f(x)在(0,+∞)上为减函数,且f(2)=0,则不等式>0的解集为________.
【答案】{x|x<-2或0三、解答题
9.设f(x)是(-∞,+∞)上的奇函数,f(x+2)=-f(x),当0≤x≤1时,f(x)=x.
(1)求f(π)的值;
(2)当-4≤x≤4时,求f(x)的图象与x轴所围成图形的面积.
【解析】 (1)由f(x+2)=-f(x),得f(x+4)=f[(x+2)+2]=-f(x+2)=f(x),
∴f(x)是以4为周期的周期函数.
∴f(π)=f(-1×4+π)=f(π-4)=-f(4-π)=-(4-π)=π-4.
(2)由f(x)是奇函数与f(x+2)=-f(x),得f[(x-1)+2]=-f(x-1)=f[-(x-1)],
即f(1+x)=f(1-x).
从而可知函数y=f(x)的图象关于直线x=1对称.
又当0≤x≤1时,f(x)=x,且f(x)的图象关于原点成中心对称,则f(x)的图象如图所示.
设当-4≤x≤4时,f(x)的图象与x轴围成的图形面积为S,
则S=4S△OAB=4×=4.
10.已知函数f(x)=是奇函数.
(1)求实数m的值;
(2)若函数f(x)在区间[-1,a-2]上单调递增,求实数a的取值范围.
所以1