函数的奇偶性及其应用举例
(湖北省红安县职教中心 金哲、曾诚)
【摘要】
函数是贯穿于初中、高中、大学数学教学的一条主线,也是高中数学的核心
内容,那么真正掌握函数,其中最主要的就是掌握函数的基本性质。
函数的奇偶性是函数重要性质之一。
近几年高职统考以及技能高考对于函数的奇偶性一直都是热点问题。
本文将通过对函数的奇偶性及其应用进行一个系统研究。
【关键词】 函数的奇偶性,判定,应用
一、奇、偶函数的定义:
若函数)(x f ,在其定义域内,任取x 都有))()()(()(x f x f x f x f =--=-或者,
则称函数)(x f 在区间I 上是奇函数(或者偶函数)
二、函数的奇偶性分类
⎪⎪⎩⎪
⎪
⎨⎧
=--=-≠--≠-=--=-)()()()()()()()(:)()(:)()(:x f x f x f x f x f x f x f x f x f x f x f x f 且既奇且偶函数:
且非奇非偶函数偶函数奇函数
三、奇、偶函数的图象:
奇函数⇔图象关于原点成中心对称的函数
偶函数⇔图象关于y 轴对称的函数。
四、函数奇偶性的性质:
①具有奇偶性的函数,其定义域关于原点对称
②若f(x)是奇函数,且x 在0处有定义,则f(0)=0
③奇函数在关于原点对称的区间上若有单调性,则其单调性完全相同 偶函数在关于原点对称的区间上若有单调性,则其单调性恰恰相反 ④任意定义在R 上的函数f(x)都可以唯一地表示成一个奇函数与一个 偶函数的和。
五、 判断函数奇偶性的方法:
(1)定义法:欲判断函数)(x f 在给定区间或者定义域内的奇偶性:
第一步:先判断给定区间或者定义域是否关于原点对称,若 不对称,则函数)(x f 一定是非奇非偶函数。
第二步:若对称,再判断)(x f -与)(x f 的关系: ①若)(x f -=-)(x f ,则)(x f 是奇函数 ②若)(x f -=)(x f ,则)(x f 是偶函数
③若)(x f -=-)(x f 且)(x f -=)(x f ,则)(x f 是既奇且偶函数 ④若)(x f -≠-)(x f 且)(x f -≠)(x f ,则)(x f 是非奇非偶函数
(2)图象法:图象关于原点成中心对称的函数是奇函数; 图象关于y 轴对称的函数是偶函数。
,
六、函数奇偶性的应用:
(1)函数奇偶性的判断
例1、(2011年高职统考第4题)下列函数为奇函数的为
)0(.5
1<=x x y A )0(.7
1>=x x y B 2
1.x y C = 3
1.x y D =
析:A,B ,C 这三个函数的定义域都不关于原点对称,故均为非奇非偶函数, 只有D 选项,定义域为()+∞∞-,,关于原点对称,并且()3
13
1x x -=-,故D 项所在函数为奇函数。
例2、(2014年文化综合第25题改编)下列函数中为奇函数的是
A .2
()1f x x =- B .3
()f x x = C .5()3x
f x ⎛⎫
= ⎪⎝⎭
D .2
()log
f x x =
析:A 项2()1f x x =-的定义域为()+∞∞-,关于原点对称,但
()
11)(2
2
-=--=-x x x f ,)()(x f x f =-故为偶函数; C 项5()3x
f x ⎛⎫
= ⎪⎝⎭
定义域
为()+∞∞-,关于原点对称,但)()()()(,35)(x f x f x f x f x f x
-≠-≠-⎪⎭⎫
⎝⎛=--且,
故为非奇非偶函数;D 项2()log f x x =,定义域为()+∞,0,不关于原点对称, 故为非奇非偶函数,只有B 项符合。
例3、判断函数12)(2+-=x x x f 的奇偶性:
析:(法1-定义法)()f x 函数的定义域是()-∞+∞,
, ∵ 2()21f x x x =-+,
∴ 2()()21f x x x -=---+221()x x f x =-+=,
∴ 2()21f x x x =-+为偶函数。
(法2—图象法):画出函数2()21f x x x =-+的图
象如下:由函数2()21f x x x =-+的图象可知,
2
()21f x x x =-+为偶函数 说明 :判断函数的奇偶性:一般情况下,若采用定 义法,先考察函数的定义域是否关于原点“对称”然后判断f (-x ) 与f (x )的关系。
左为有些函数,
可用图象法判断函数的奇偶性。
(2)利用函数的奇偶性求值
例4、已知函数21
()(,,)ax f x a b c Z bx c
+=∈+是奇函数,
又(1)2f =,(2)3f <, 求,,a b c 的值.
解:由()()f x f x -=-得()bx c bx c -+=-+,∴0c =。
又(1)2f =得12a b +=,而(2)3f <得41
32a b
+<, ∴
41
31
a a +<+,解得12a -<<。
又a Z ∈,∴0a =或1a =.
若0a =,则1
2
b Z =∉,应舍去;若1a =,则1b Z =∈b =1∈Z.
∴1,1,0a b c ===。
说明:本题从函数的奇偶性入手,利用函数的思想(建立方程或不等式,组 成混合组),使问题得解.有时也可用特殊值,如 f (-1)=-f (1),得c =0。
例5、已知f (x )=ax 2
+bx +3a +b 是偶函数,且定义域为[a -1,2a ],则
a =_____________,
b =____________. 解析:定义域关于原点对称,故a -1=-2a ,13
a =
, 又对于f (x )有f (-x )=f (x )恒成立,∴b =0.
(3)利用函数的奇偶性解不等式:
例6、若f (x )是偶函数,当x ∈[0,+∞)时,f (x )=x -1,求f (x -1)<0的解集。
分析:偶函数的图象关于y 轴对称,可先作出f (x ) 的图象,利用数形结合的方法.
解:画图可知f (x )<0的解集为 {x |-1<x <1}, ∴f (x -1)<0的解集为{x |0<x <2}.
答案:{x |0<x <2}
说明:本题利用数形结合的方法解题较快、简捷.本题也可先求f (x )的表达式,
再求f (x -1)的表达式,最后求不等式的解也可得到结果.
(4)利用函数奇偶性求函数解析式
例7、若f (x )是R 上的奇函数,且x ∈(-∞,0)时,f (x )=-x lg(2-x ),求f (x ).
分析:先设x >0,求f (x )的表达式,再合并. 解:∵f (x )为奇函数,∴f (0)=0.
当x >0时,-x <0,f (-x )=x lg(2+x ),即-f (x )=x lg(2+x ), ∴f (x )=-x lg(2+x ) (x >0).
∴lg(2)(0)()lg(2)(0)x x x f x x x x --<⎧=⎨-+≥⎩。
说明:注意自变量在区间上的转化,分段函数的处理和分类讨论的思想紧密相
连。
例8、设函数()f x 是偶函数,函数()g x 是奇函数,且3
()()3
f x
g x x +=+,
求()f x 和()g x 的解析表达式。
解:∵3
()()(1)3
f x
g x x +=+,
∴3
()()3
f x
g x x -+-=-+,
又∵函数()f x 是偶函数,函数()g x 是奇函数, ∴()()f x f x -=,()()g x g x -=-,
∴上式化为3
()()(2)3
f x
g x x -=-+
解(1),(2)组成的方程组得
29()(,3)9f x x R x x =∈≠±-,23()(,3)9
x
g x x R x x =∈≠±-。
【参考文献】
1、高中数学同步导学大课堂. 任志鸿主编 . 2007
2、全日制普通高级中学教科书必修---数学第一册(下). 人民教育出版社 . 2003
3、瞿连林.高中数学专题教学[M]. 光明日报出版社. 1992
4、中等职业教育课程改革国家规划新教材数学(基础模块)上册 . 高等教育出版社 . 2009
5、湖北省高职统考复习丛书数学第一轮 . 华中科技大学出版社 . 2010
6、普通高校对口招生复习丛书数学知识点精讲精练 . 上海科学技术文献出版社 . 2012。