函数的基本性质
函数的三个基本性质:单调性,奇偶性,周期性
一、单调性
1、定义:对于函数)(x f y =,对于定义域内的自变量的任意两个值21,x x ,当21x x <时,都有))()()(()(2121x f x f x f x f ><或,那么就说函数)(x f y =在这个区间上是增(或减)函数。
2、图像特点:在单调区间上增函数的图象从左到右是上升的,减函数的图象从左到右是下降的。
(提示:判断函数单调性一般都使用图像法,尤其是分段函数的单调性。
)
3.二次函数的单调性:对函数c bx ax x f ++=2
)()0(≠a , 当0>a 时函数)(x f 在对称轴a
b x 2-
=的左侧单调减小,右侧单调增加; 当0<a 时函数)(x f 在对称轴a b x 2-=的左侧单调增加,右侧单调减小; 例1:讨论函数322+-=ax x f(x)在(-2,2)内的单调性。
4.证明方法和步骤:
⑴设元:设21,x x 是给定区间上任意两个值,且21x x <;
⑵作差:)()(21x f x f -;
⑶变形:(如因式分解、配方等);
⑷定号:即0)()(0)()(2121<->-x f x f x f x f 或;
⑸根据定义下结论。
例2、判断函数1
2)(-+=
x x x f 在)0,(-∞上的单调性并加以证明.
5.复合函数的单调性:复合函数))((x g f y =在区间),(b a 具有单调性的规律见下表:
以上规律还可总结为:“同向得增,异向得减”或“同增异减”。
例3:函数322-+=x x y 的单调减区间是 ( )
A.]3,(--∞
B.),1[+∞-
C.]1,(--∞
D.),1[+∞
6.函数的单调性的应用:
判断函数)(x f y =的单调性;比较大小;解不等式;求最值(值域)。
例4:求函数1
2-=
x y 在区间]6,2[上的最大值和最小值.
二、奇偶性
1.定义:
如果对于f(x)定义域内的任意一个x,都有)()(x f x f =-,那么函数f(x)就叫偶函数;
(等价于:0)()()()(=--⇔=-x f x f x f x f )
如果对于f(x)定义域内的任意一个x,都有)()(x f x f -=-,那么函数f(x)就叫奇函数。
(等价于:0)()()()(=+-⇔-=-x f x f x f x f )
注意:当0)(≠x f 时,也可用1)
()(±=-x f x f 来判断。
2.奇、偶函数的必要条件:函数的定义域在数轴上所示的区间关于原点对称。
若函数)(x f 为奇函数,且在x=0处有定义,则0)0(=f ;
3.判断一个函数的奇偶性的步骤
⑴先求定义域,看是否关于原点对称; ⑵再判断)()(x f x f -=-或)()(x f x f =- 是否恒成立。
4.奇偶函数图象的性质
奇函数的图象关于原点对称。
反过来,如果一个函数的图象关于原点对称,那么这个函数为奇函数。
偶函数的图象关于y 轴对称。
反过来,如果一个函数的图象关于y 轴对称,那么这个函数为偶函数。
5.常用结论:(1)奇偶性满足下列性质:奇±奇=奇,偶±偶=偶,奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇。
(2)奇函数在对称的单调区间内有相同的单调性,偶函数在对称的单调区间内具有相反的单调性。
例4:判断函数2
21)(2
-+-=x x x f 的奇偶性。
分析:解此题的步骤(1)求函数的定义域;(2)化简函数表达式;(3)判断函数的奇偶性
针对性练习:
1、判断下列各函数是否具有奇偶性
⑴、x x x f 2)(3+= ⑵、2
432)(x x x f += ⑶、1
)(2
3--=x x x x f ⑷、2)(x x f = []2,1-∈x ⑸、x x x f -+-=22)( ⑹、2211)(x x x f -+-=
2、判断函数⎩
⎨⎧<≥-=)0()0()(22x x x x x f 的奇偶性。
.
)(),()()()()()(,0,0)
()()(,0,0)
(0)0(:22222为奇函数故总有有时即当有时即当解x f x f x f x f x x x f x x x f x x x f x x x f f =-∴-=--=-=->-<-=-=--=-<->-==
3、已知8)(3
5-++=bx ax x x f 且10)2(=-f ,那么=)2(f (利用奇偶性求函数值)
4、已知偶函数)(x f 在()0,∞-上为减函数,比较)5(-f ,)1(f ,)3(f 的大小。
(利用奇偶性比较大小)
5、已知)(x f 为偶函数时当时当01,1)(,10<≤--=≤≤x x x f x ,求)(x f 的解析式?(利用奇偶性求解析式)
6、若3)3()2()(2+-+-=x k x k x f 是偶函数,讨论函数)(x f 的单调区间?(利用奇偶性讨论函数的单调性)
7、已知函数)0()(23≠++=a cx bx ax x f 是偶函数,判断cx bx ax x g ++=23)(的奇偶性。
(利用奇偶性判断函数的奇偶性)
8、定义在R 上的偶函数)(x f 在)0,(-∞是单调递减,若)123()12(22+-<++a a f a a f ,则a 的取值范围是如何?(利用奇偶性求参数的值)
9、(2004.上海理)设奇函数f(x)的定义域为[-5,5].若当x ∈[0,5]
时, f(x)的图象如右图,则不等式x ()0<x f 的解
是 . (利用图像解题)
10、已知函数1().21
x f x a =-
+,若()f x 为奇函数,则a =________。
(利用定义解题)
函数的周期性与对称性
◆函数的轴对称
定理1:函数()x f y =满足()()x b f x a f -=+,则函数()x f y =的图象关于直线2
b a x +=对称. 推论1:函数()x f y =满足()()x a f x a f -=+,则函数()x f y =的图象关于直线a x =对称. 推论2:函数()x f y =满足()()x f x f -=,则函数()x f y =的图象关于直线0=x (y 轴)对称.
◆函数的周期性
定理2:函数()x f 对于定义域中的任意x ,都有()()T x f x f +=,则()x f 是以T 为周期的周期函数; 推论1:函数()x f 对于定义域中的任意x ,都有()()b x f a x f +=+,则()x f 是以(a -b )为周期的周期函数;
推论2:下列条件都是以2T 为周期的周期函数:
1、()()x f T x f -=+;
2、()()x f T x f 1=+ ;
3、()()f x T f x T +=-;
4、)
(1)(x f T x f -=+; 5、1)(1)()(-+=+x f x f T x f ;6、)
(1)(1)(x f x f T x f +-=+. ◆函数的点对称
定理3:函数()x f y =满足()()b x a f x a f 2=-++,则函数()x f y =的图象关于点()b a ,对称.
推论1:函数()x f y =满足()()0=-++x a f x a f ,则函数()x f y =的图象关于点()0,a 对称. 推论2:函数()x f y =满足()()0=-+x f x f ,则函数()x f y =的图象关于原点()0,0对称.
(总结:同号看周期,异号看对称)
针对性练习:
1、设函数)(x f y =的定义域为R ,且满足0)2()(=-+x f x f ,则)(x f y =图象关于________对称。
2、设函数)(x f y =的定义域为R ,且满足)1()1(x f x f -=-,则)(x f y =图象关于________对称。
3、设函数)(x f y =的定义域为R ,且满足)1()1(x f x f -=+,则)1(+=x f y 图象关于______对称,)(x f y =图象关于__________对称。
4、已知函数()f x 是(,)-∞+∞上的偶函数,若对于0x ≥,都有(2()f x f x +=)
,且当[0,2)x ∈时,x x f =)(,则(2008)(2009)f f -+的值为( )
A .2-
B .1-
C .1
D .2
5、已知定义在R 上的奇函数)(x f ,满足(4)()f x f x -=-,且在区间[0,2]上是增函数,则 ( )
A.(25)(11)(80)f f f -<<
B.(80)(11)(25)f f f <<-
C.(11)(80)(25)f f f <<-
D.(25)(80)(11)f f f -<<
6、设()f x 是定义在R 上以6为周期的函数,()f x 在(0,3)内单调递减,且()y f x =的图像关于直线3x =对称,则下面正确的结论是 ( )
A.(1.5)(3.5)(6.5)f f f <<
B.(3.5)(1.5)(6.5)f f f <<
C.(6.5)(3.5)(1.5)f f f <<
D.(3.5)(6.5)(1.5)f f f <<。