高中数学函数的奇偶性知识点及例题解析
一、知识要点:
1、函数奇偶性的概念
一般地,对于函数)(xf,如果对于函数定义域内任意一个x,都有)()(xfxf,那么函数)(xf就叫做偶函数。
一般地,对于函数)(xf,如果对于函数定义域内任意一个x,都有)()(xfxf,那么函数)(xf就叫做奇函数。
理解:
(1)奇偶性是针对整个定义域而言的,单调性是针对定义域内的某个区间而言的。这两个概念的区别之一就是,奇偶性是一个“整体”性质,单调性是一个“局部”性质;
(2)定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的必要条件。
2、按奇偶性分类,函数可分为四类:
奇函数非偶函数、偶函数非奇函数、非奇非偶函数、亦奇亦偶函数.
3、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。
4、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(也就是说,函数为奇函数或偶函数的必要条件是其定义域关于原点对称)。
②常用的结论: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,最值相反。奇函数f(x)在区间[a,b](0≤a
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,最值相同。偶函数f(x)在区间[a,b](0≤a
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。
⑤若函数g(x),f(x),f[g(x)]的定义域都是关于原点对称的,则u=g(x),y=f(u)都是奇函数时,y=f[g(x)]是奇函数;u=g(x),y=f(u)都是偶函数,或者一奇一偶时,y= f[g(x)]是偶函数。
复合函数的奇偶性特点是:“内偶则偶,内奇同外”.
5、判断函数奇偶性的方法: ⑴、定义法:对于函数()fx的定义域内任意一个x,都有xfxf〔或1xfxf或0xfxf〕函数f(x)是偶函数;
对于函数()fx的定义域内任意一个x,都有xfxf〔或1xfxf或0xfxf 函数f(x)是奇函数;
判断函数奇偶性的步骤:
①、判断定义域是否关于原点对称;
②、比较)(xf与)(xf的关系。
③、扣定义,下结论。
⑵、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。,
⑶、运算法:几个与函数奇偶性相关的结论:
①奇函数+奇函数=奇函数;偶函数+偶函数=偶函数;
②奇函数×奇函数=偶函数;奇函数×偶函数=奇函数。
③若()fx为偶函数,则()()(||)fxfxfx。
二、典例分析
1、给出函数解析式判断其奇偶性:
分析:判断函数的奇偶性,先要求定义域,定义域不关于原点对称的是非奇非偶函数,若定义域关于原点对称,再看f(-x)与f(x)的关系.
【例1】 判断下列函数的奇偶性:
(1). 2()21;fxxx (2) . 223(),0;3xxfxxxxx
解:()fx函数的定义域是(),,
∵ 2()21fxxx,∴ 2()()21fxxx221()xxfx,
∴ 2()21fxxx为偶函数。 (法2—图象法):画出函数2()21fxxx的图象如下:
由函数2()21fxxx的图象可知,
2()21fxxx为偶函数。
说明:解答题要用定义法判断函数的奇偶性,选择题、
填空题可用图象法判断函数的奇偶性。
(2) . 解:由 303xx,得x∈(-∞,-3]∪(3,+∞).
∵定义域不关于原点对称,故是非奇非偶函数.
【例2】 判断下列函数的奇偶性:
(1). 24();33xfxx (2). 021()1xfxx。
解: (1).由240330xx,解得 2206xxx且
∴定义域为-2≤x<0或0<x≤2,则2244();33xxfxxx.
∴224()4()();xxfxfxxx.
∴24()33xfxx为奇函数.
说明:对于给出函数解析式较复杂时,要在函数的定义域不变情况下,先将函数解析式变形化简,然后再进行判断。
(2). 由2010xx,解得 01xx,∴ 函数定义域为0,1xRxx,
又∵022111()011xfxxx,∴()0fx,
∴()()fxfx且()()fxfx,
所以022111()011xfxxx 既是奇函数又是偶函数。
【例3】 判断下列函数的奇偶性: (1). (1),(0)()0,(0)(1),(0)xxxfxxxxx
解析 (1) .函数的定义域为R,
当0x时,0,()()(1)(1)();xfxxxxxfx
当0x时,0,()0();xfxfx
当0x时,0,()()1()(1)().xfxxxxxfx
综上可知,对于任意的实数x,都有()()fxfx,所以函数()fx为奇函数。
说明:分段函数判断奇偶性,必分段来判断,只有各段为同一结果时函数才有奇偶性。分段函数判断奇偶性,也可用图象法。
2、抽象函数判断其奇偶性:
【例4】 已知函数()(0),fxxRx且对任意的非零实数1,2,xx恒有1212()()(),fxxfxfx判断函数()(0)fxxRx且的奇偶性。
解:函数的定义域为(,0)(0,),
令121xx,得(1)0f,
令121xx,则2(1)(1),(1)0,fff
取121,xxx,得()(1)(),fxffx()(),fxfx
故函数()(0)fxxRx且为偶函数。
3、函数奇偶性的应用:
(1) . 求字母的值:
【例5】已知函数21()(,,)axfxabcZbxc是奇函数,又(1)2f,(2)3f,求,,abc的值.
解:由()()fxfx得()bxcbxc,∴0c。
又(1)2f得12ab,而(2)3f得4132ab,∴4131aa,
解得12a。又aZ,∴0a或1a. 若0a,则12bZ,应舍去;若1a,则1bZb=1∈Z.
∴1,1,0abc。
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。
(2) . 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,即-1<x-1<1,
∴解集为{x|0<x<2}.
(3)函数奇偶性的应用(求值,求解析式,与单调性结合)
7.已知f(x)=x5+ax3−bx−8,且f(−2)=10,求f(2).
解:法一:∵f(−2)=(−2)5+(−2)3a−(−2)b−8=−32−8a+2b−8=−40−8a+2b=10
∴8a−2b=−50 ∴f(2)=25+23a−2b−8=8a−2b+24=−50+24=−26
法二:令g(x)=f(x)+8易证g(x)为奇函数
∴g(−2)=−g(2) ∴f(−2)+8=−f(2)−8
∴f(2)=−f(−2)−16=−10−16=−26.
8. f(x)是定义在R上的奇函数,且当x<0时,f(x)=x2−x,求当x≥0时,f(x)的解析式,并画出函数图象.
解:∵奇函数图象关于原点对称,
∴x>0时,xxxxxfxf22)]()[()()(,
又f(0)=0
,如图
9. 设定义在[−3,3]上的偶函数f(x)在[0,3]上是单调递增,当f(a−1)<f(a)时,求a的取值范围.
解:∵f(a−1)<f(a) ,偶函数f(x)在[0,3]上是单调递增
∴f(|a−1|)<f(|a|)
必有|a−1|,|a|∈[0,3]
.