函数的奇偶性(一)
一、课题引入
幂函数(1) f (x)=x3 (x∈R),(2) f (x)=x2 (x∈R)的图像特点、单调区间,并列下表
函数 f (x)=x3 f (x)=x2
定义域 (-∞,+∞)关于原点对称 (-∞,+∞)关于原点对称
函数值 f (-x)=-f (x) f (-x)= f (x)
对称性 图像关于原点对称 图像关于y轴对称
单调性 在原点两侧单调性相同 在原点两侧单调性相反
图 像
前者曰“奇函数”、后者曰“偶函数”.
二、知识讲解
1.奇函数和偶函数的概念
设函数y=f (x)的定义域为D,且D关于原点对称.
(1) 如果对于函数f (x)的定义域D内任意一个x,都有f (-x)=-f (x),那么函数f (x)就叫做奇函数.
(2) 如果对于函数f (x)的定义域D内任意一个x,都有f (-x)=-f (x),那么函数f (x)就叫做偶函数.
定义还可以表达为:
(1) 如果对于函数f (x)的定义域D内任意一个x,都有f (x)+f (-x)=0,那么函数f (x)就叫做奇函数.
(2) 如果对于函数f (x)的定义域D内任意一个x,都有f (x)-f (-x)=0,那么函数f (x)就叫做偶函数.
第二种表述形式能比较方便地判断函数的奇偶性,如判断函数xxy1lg2的奇偶性.这种形式能使学生从方程的角度看待函数的奇偶性,例如,若函数是奇函数,且定义域为D;则方程f
(x)+f (-x)=0的解集为D;另一方面,若方程f (x)+f (-x)=0的解集D关于原点对称,则函数y=f (x)在D上是奇函数.对偶函数也可以得出类似的结论.
2.奇函数和偶函数的图像特征 (1) 奇函数的图像关于原点对称,反过来,图像关于原点对称的函数,必是奇函数.
(2) 偶函数的图像关于y轴对称,反过来,图像关于y轴对称函数,必是偶函数.
3.判断函数的奇偶性
对于函数f (x)先求其定义域D;并判别D是否关于原点对称,然后再验证f (-x)=±f (x) (或f (x)±f (x)=0,或1xfxf等)是否成立,最后作出正确结论.
4.判断函数的奇偶性也可以用下列性质
在公共定义域内,
(1) 两个奇函数的和为奇函数;两个奇函数的积为偶函数.
(2) 两个偶函数的和为偶函数;两个偶函数的积为偶函数.
(3) 一个奇函数与一个偶函数的积为奇函数.
(4) 函数f (x)与xf1同奇或同偶.
以上结论,可在讲完出上一例:判断下列函数是否具有奇偶性:(1) f (x)=x3;(2) f (x)=2x4+3x2;(3) 313xxxf;(4) f (x)=x+1后,结合函数运算引出.直观引入后,可让学生在课后加以证明,这对学生加深对奇偶性的理解和用这一结论解题都是有帮助的.
5.函数的奇偶性与单调性相结合,有以下两个结论:
(1) 奇函数在原点两侧的对称区间上有相同的单调性.
(2) 偶函数在原点两侧的对称区间上有相反的单调性.
三、例题分析
1.判断函数的奇偶性易犯的错误
(1) 因忽视定义域的特征致错
例1.①11xxxxf;②f (x)=x2+(x+1)0
错解:①xxxxxf11,∴ f (x)是奇函数
②∵ f (-x)=(-x)2+(-x+1)0=x2+(x+1)0=f (x)
∴ f (x)是偶函数.
分析:一个函数是奇函数或偶函数的必要条件是定义域关于原点对称.
正解:①定义域(-∞,1)∪(1,+∞)关于原点不对称,f (x)是非奇非偶函数.
②定义域(-∞,-1)∪(-1,+∞),∴ f (x)非奇非偶函数.
(2) 因缺乏变形意识或方法致错.
例2.判断21151xxf的奇偶性.
错解:∵ 5x-1≠0,∴ x≠0.f (x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称.
∵ 2151521151xxxxf,
∴ f (-x)≠f (x),f (-x)≠-f (x),
∴ f (x)是非奇非偶函数. 分析:因演变过程不到位导致错误,所以要注意进行恒等变形.
正解:1521521151xxxxf,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞)关于原点对称.
xfxfxxxxxx152155125115215
∴ f (x)是奇函数.
(3) 因忽视f (x)=0致错.
例3.判断函数2244xxxf的奇偶性.
错解:由040422xx得x=±2,∴ f (x)的定义域为{-2,2},关于原点对称.
xfxxxxxf22224444,
∴ f (x)为偶函数
正解:f (x)的定义域为{-2,2},此时,f (x)≡0,∴ f (x)既是奇函数又是偶函数.
点评:函数f (x)=0 (x≠0)是f (x)既是奇函数又是偶函数的一个必要条件,任何一个关于原点对称的区间都可以作为解析式为f (x)=0 (x≠0)函数的定义域.
注意:分段函数奇偶性的判定应注意两点:
(1) 分段函数是一个函数,而不是几个函数;
(2) 确定分段函数的奇偶性,要注意分类讨论.
2.函数的奇偶性的应用
例4.已知f (x)是奇函数,且当x>0时,f (x)=x|x-2|,求f (x)<0时,f (x)的表达式.
答:当x<0时,f (x)=x|x+2|.
例5.已知f (x)=x5+ax3+bx-8,且f (-2)=10,则f (2)=_________
解:令g (x)=f (x)+8=x5+ax3+bx,则g (x)是奇函数∴ g (-2)+g (2)=0,
即f (-2)+8+f (2)+8=0,∴ f (2)=-f (-2)-16=-26.
例6.已知f (x)、g (x)的定义域均为R,f (x)为奇函数,g (x)为偶函数,且112xxxgxf,求f (x)的解析式.
答:124xxxxf.
例7.已知函数y=f (x)是奇函数,在(0,+∞)上是减函数,且f (x)<0,判断xfxF1在区间(-∞,0)上是增函数还是减函数?并证明你的结论.
答:F (x)在(-∞,0)是增函数.
例8.定义在(-1,1)上的奇函数f (x)是减函数,且f (1-a)+f (1-a2)<0,求实数a的取值范围.
答:a∈(0,1).
点评:例8、9两题是函数的奇偶性与单调性的综合题.
例9.已知f (x)是定义在R上的奇函数,x>0时,f (x)=-x2+2x-3. (1) 求f (x)的解析式;
(2) 画出y=f (x)的图像;
(3) 求出f (x)的单调区间.
解:(1) 0320003222,,,,,xxxxxxxxf
(2) 画图略.
(3) 单调减区间为1,,,1;单调增区间为01,,10,.
点评:本题是函数奇偶性、单调性、图像特征,画图等有关概念、性质、方法的综合运用的一道函数综合题.此题主要是考查学生综合、灵活运用所学知识解题的能力.
四、习 题
1.已知f (x)是奇函数,且在x=0处有定义,你能确定f (0)的值吗?
2.已知f (x)是偶函数,且在x=0处有定义,你能确定f (0)的值吗?
3.函数0101,,,,xxxf是奇函数吗?
答 案1.f (0)=0 2.f (0)不定3.否
五、引伸和提高
定义域关于原点对称的任意一个函数f (x)都可以表示成一个偶函数与一个奇函数之和.即f
(x)=21(F (x)+G (x))其中F (x)= f (x)+f (-x),G (x)=f (x)-f (-x)
(1) 利用这一结论可以很简捷地解决一些问题;
(2) 在教学中,可根据学生的基础情况,适时引入.
(3) 可以让学生自己证明,增强学生对抽象问题证明的能力,加深学生对奇、偶函数与一般函数关系的理解,使学生对构造法增加一次感性认识.
六、思 考 题
1.设,f (x)=kx+x6-4,(k∈R)当x=2+3时,f (x)=0,求231f的值.
答:32024231f.
2.已知函数y=f (x)满足f (x+y)+f (x-y)=2f (x) f (y) (x∈R,y∈R),且f (0)≠0,那么f (x)是__________函数(填奇、偶).
答:偶函数
函数的奇偶性(二)
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。
再注意观察xxg1)(的图象,显然xxg1)(不是偶函数,那么它随自变量的改变函数值间存在怎样的变化规律呢?引入课件,加深印象。
引导学生利用类比的方法得出结论,并试述概念。(由教师板书概念)
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就叫做奇函数。
图象具有这种特点的函数是奇(或偶)函数,函数图象的这种对称性就是函数的奇偶性。
前面我们得出了函数奇偶性的定义,那么通常为了正确理解和应用定义,就需要我们首先能够找到并把握定义中的关键词语,下面我们一起找找定义中的关键词:定义域内、任意…都、)()(xfxf及)()(xfxf。
分析:⑴ 定义域内:奇偶性是整个定义域上的性质,而不仅仅是某个区间上的
性质,与单调性区分开;
⑵ 任意…都:说明具有普遍性,是对所有的自变量都成立,而不是个别
的;
⑶ )()(xfxf及)()(xfxf:首先是函数值必须满足的关系即必要
条件,那么是不是充分条件呢?
例1 判断下列函数的奇偶性
8)( (1)31xxxf 1)( )2(2xxf
] 4 , ( 1)( )3(2xxxf 23)( )4(2xxxxf
1)( )5(xxf
解:
为奇函数即:31313131318)( )()( )( )8( 8 )(8)()( 8)()1(xxxfxfxfxfxxxxxxxfxxxf为偶函数即:312228)( )()( )( 1 1)()( 1)()2(xxxfxfxfxfxxxfxxf函数既不是奇函数也不是偶即:且无意义而 ] 4 , ( 1)( )()()()( )5( 2415)5()3(22xxxfxfxfxfxfff )( )2()2( 2 02 )4(函数既不是奇函数也不是偶无意义有意义即为使函数有意义,则xfffxx