高中数学必修1函数的基本性质1.奇偶性(1)定义:如果对于函数f(x)定义域内的任意x 都有f(-x)=-f(x),则称f(x)为奇函数;如果对于函数f(x)定义域内的任意x 都有f(-x)=f(x),则称f (x)为偶函数。
如果函数f(x)不具有上述性质,则f (x)不具有奇偶性.如果函数同时具有上述两条性质,则f(x)既是奇函数,又是偶函数。
注意:○1函数是奇函数或是偶函数称为函数的奇偶性,函数的奇偶性是函数的整体性质;○2由函数的奇偶性定义可知,函数具有奇偶性的一个必要条件是,对于定义域内的任意一个x ,则-x 也一定是定义域内的一个自变量(即定义域关于原点对称)。
(2)利用定义判断函数奇偶性的格式步骤:○1首先确定函数的定义域,并判断其定义域是否关于原点对称;○2确定f(-x)与f(x)的关系;○3作出相应结论:若f(-x) = f(x) 或f(-x)-f (x) = 0,则f (x)是偶函数;若f(-x) =-f(x) 或f(-x)+f(x) = 0,则f (x)是奇函数。
(3)简单性质:①图象的对称性质:一个函数是奇函数的充要条件是它的图象关于原点对称;一个函数是偶函数的充要条件是它的图象关于y 轴对称;②设()f x ,()g x 的定义域分别是12,D D ,那么在它们的公共定义域上:奇+奇=奇,奇奇=偶,偶+偶=偶,偶偶=偶2.单调性(1)定义:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I ,如果对于定义域I 内的某个区间D 内的任意两个自变量x 1,x 2,当x 1<x 2时,都有f(x 1)<f(x 2)(f(x 1)>f(x 2)),那么就说f(x)在区间D 上是增函数(减函数);注意:○1函数的单调性是在定义域内的某个区间上的性质,是函数的局部性质;○2必须是对于区间D 内的任意两个自变量x 1,x 2;当x 1<x 2时,总有f(x 1)<f(x 2)(2)如果函数y=f (x)在某个区间上是增函数或是减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D 叫做y=f(x)的单调区间。
(3)设复合函数y= f[g(x)],其中u=g(x) , A 是y= f[g(x)]定义域的某个区间,B 是映射g : x →u=g(x) 的象集:①若u=g(x) 在A 上是增(或减)函数,y= f(u)在B 上也是增(或减)函数,则函数y= f[g(x)]在A 上是增函数;②若u=g(x)在A 上是增(或减)函数,而y=f(u)在B 上是减(或增)函数,则函数y=f[g(x)]在A 上是减函数。
(4)判断函数单调性的方法步骤利用定义证明函数f(x)在给定的区间D 上的单调性的一般步骤:○1任取x 1,x 2∈D ,且x 1<x 2;○2作差f(x 1)-f(x 2);○3变形(通常是因式分解和配方);○4定号(即判断差f(x 1)-f (x 2)的正负);○5下结论(即指出函数f(x)在给定的区间D 上的单调性)。
(5)简单性质①奇函数在其对称区间上的单调性相同;②偶函数在其对称区间上的单调性相反;③在公共定义域内:增函数)(x f 增函数)(x g 是增函数;减函数)(x f 减函数)(x g 是减函数;增函数)(x f 减函数)(x g 是增函数;减函数)(x f 增函数)(x g 是减函数。
3.最值(1)定义:最大值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I ,如果存在实数M 满足:①对于任意的x ∈I ,都有f(x)≤M ;②存在x 0∈I ,使得f(x 0) = M 。
那么,称M 是函数y=f(x)的最大值。
最小值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I ,如果存在实数M 满足:①对于任意的x ∈I ,都有f(x)≥M ;②存在x 0∈I ,使得f(x 0) = M 。
那么,称M 是函数y=f(x)的最大值。
注意:○1函数最大(小)首先应该是某一个函数值,即存在x 0∈I ,使得f(x 0) = M ;○2函数最大(小)应该是所有函数值中最大(小)的,即对于任意的x ∈I ,都有f (x)≤M (f(x)≥M )。
(2)利用函数单调性的判断函数的最大(小)值的方法:○1利用二次函数的性质(配方法)求函数的最大(小)值;○2利用图象求函数的最大(小)值;○3利用函数单调性的判断函数的最大(小)值:如果函数y=f(x)在区间[a ,b]上单调递增,在区间[b ,c]上单调递减则函数y=f (x)在x=b 处有最大值f (b);如果函数y=f(x)在区间[a ,b]上单调递减,在区间[b ,c]上单调递增则函数y=f (x)在x=b 处有最小值f (b);4.周期性(1)定义:如果存在一个非零常数T ,使得对于函数定义域内的任意x ,都有f(x+T )= f(x),则称f(x)为周期函数;(2)性质:①f(x+T )= f(x)常常写作),2()2(T xf T xf 若f(x)的周期中,存在一个最小的正数,则称它为f(x)的最小正周期;②若周期函数f(x)的周期为T ,则f(ωx)(ω≠0)是周期函数,且周期为||T 。
四.典例解析【奇偶性典型例题】例1.以下五个函数:(1))0(1x xy ;(2)14xy;(3)xy 2;(4)x y2log ;(5))1(log 22xxy,其中奇函数是____ __,偶函数是__ ____,非奇非偶函数是_________ 点评:判断函数的奇偶性是比较基本的问题,难度不大,解决问题时应先考察函数的定义域,若函数的解析式能化简,一般应考虑先化简,但化简必须是等价变换过程(要保证定义域不变)。
题型二:奇偶性的应用例2.设f (x )是定义在R 上的奇函数,若当x ≥0时,f (x )=lo g 3(1+x ),则f (-2)=____ _。
例3.已知()f x 奇函数,当x ∈(0,1)时,1()lg1f x x,那么当x ∈(-1,0)时,()f x 的表达式是.例4.若奇函数()f x 是定义在(1,1)上的增函数,试求a 的范围:2(2)(4)0f a f a .解:由已知得2(2)(4)f af a因f(x)是奇函数,故22(4)(4)f a f a ,于是2(2)(4)f af a .又()f x 是定义在(1,1)上的增函数,从而22322412113321415335aa aa a a aaa或即不等式的解集是(3,2)【单调性典型例题】例1.(1)()(21),f x a xb R 设函数是上的减函数则a 的范围为()A .12aB .12aC .12aD .12a(2)函数2([0,)y xbxc x)是单调函数的充要条件是()A .0b B .0bC .0bD .0b (3)已知()f x 在区间(,)上是减函数,,a b R 且0a b,则下列表达正确的是()A .()()[()()]f a f b f a f bB .()()()()f a f b f a f b C .()()[()()]f a f b f a f b D .()()()()f a f b f a f b 提示:0ab 可转化为a b 和ba 在利用函数单调性可得.(4)如右图是定义在闭区间上的函数()yf x 的图象,该函数的单调增区间为例2.画出下列函数图象并写出函数的单调区间(1)22||1yxx (2)2|23|y xx例3.根据函数单调性的定义,证明函数在上是减函数.例4.设)(x f 是定义在R 上的函数,对m 、R n 恒有)()()(n f m f n m f ,且当0x时,1)(0x f 。
(1)求证:1)0(f ;(2)证明:R x 时恒有0)(x f ;(3)求证:)(x f 在R 上是减函数;(4)若()(2)1f x f x ,求x 的范围。
解:(1)取m=0,n=12则11(0)()(0)22f f f ,因为1()02f 所以(0)1f (2)设0x 则0x 由条件可知()f x o又因为1(0)()()()0f f x x f x f x ,所以()0f x ∴R x 时,恒有0)(x f (3)设12x x 则121211()()()()f x f x f x f x x x =1211()()()f x f x x f x =121()[1()]f x f x x 因为12x x 所以210x x 所以21()1f x x 即211()0f x x 又因为1()0f x ,所以121()[1()]f x f x x 所以12()()0f x f x ,即该函数在R 上是减函数.(4) 因为()(2)1f x f x ,所以2()(2)(2)(0)f x f x f x x f 所以220xx ,所以20x xx的范围为或例5:(复合函数单调性)1.函数223y xx 的增区间是().A .[3,1]B .[1,1]C .(,3)D .[1,)2.函数y =80212xx的单调递增区间为()A .(,8)B .(,1)C .(1,)D .(8,)题型五:周期问题例6.已知函数()y f x 是定义在R 上的周期函数,周期5T ,函数()(11)yf x x 是奇函数又知()yf x 在[0,1]上是一次函数,在[1,4]上是二次函数,且在2x时函数取得最小值5。
①证明:(1)(4)0f f ;②求(),[1,4]y f x x 的解析式;③求()yf x 在[4,9]上的解析式。
解:∵()f x 是以5为周期的周期函数,∴(4)(45)(1)f f f ,又∵()(11)yf x x 是奇函数,∴(1)(1)(4)f f f ,∴(1)(4)0f f 。
②当[1,4]x 时,由题意可设2()(2) 5 (0)f x a x a ,由(1)(4)0f f 得22(12)5(42)50a a ,∴2a ,∴2()2(2)5(14)f x x x 。
③∵()(11)y f x x是奇函数,∴(0)0f ,又知()yf x 在[0,1]上是一次函数,∴可设()(01)f x kx x,而2(1)2(12)53f ,∴3k ,∴当01x 时,()3f x x ,从而当10x 时,()()3f x f x x ,故11x 时,()3f x x 。
∴当46x时,有151x ,∴()(5)3(5)315f x f x x x 。
当69x 时,154x ,∴22()(5)2[(5)2]52(7)5f x f x x x ∴2315,46()2(7)5,69x x f x x x。