函數(shù)的奇偶性定義:
1.偶函數(shù):一般地,對于函數(shù)的定義域內(nèi)的任意一個,都有,那么就叫做偶函數(shù).
2.奇函數(shù):一般地,對于函數(shù)的定義域的任意一個,都有,那么就叫做奇函數(shù).
二、函數(shù)的奇偶性的幾個性質(zhì)
1、對稱性:奇(偶)函數(shù)的定義域關(guān)于原點對稱;
2、整體性:奇偶性是函數(shù)的整體性質(zhì),對定義域內(nèi)任意一個都必須成立;
3、可逆性:
4、等價性:
5、奇函數(shù)的圖像關(guān)于原點對稱,偶函數(shù)的圖像關(guān)于
6、可分性:根據(jù)函數(shù)奇偶性可將函數(shù)分類為四類:奇函數(shù)、偶函數(shù)、既是奇函數(shù)又是偶函數(shù)、非奇非偶函數(shù)。
7、判斷或證明函數(shù)是否具有奇偶性的根據(jù)是定義。
8、如果一個奇函數(shù)f(x)在x=0處有意義,則這個函數(shù)在x=0處的函數(shù)值一定為0。并且關(guān)于原點對稱。
三、關(guān)于奇偶函數(shù)的圖像特征
一般地:
奇函數(shù)的圖像關(guān)于原點對稱,反過來,如果一個函數(shù)的圖像關(guān)于原點對稱,那么這個函數(shù)是奇函數(shù);
即:f(x)為奇函數(shù)<=>f(x)的圖像關(guān)于原點對稱 點(x,y)→(-x,-y)
偶函數(shù)的圖像關(guān)于
即: f(x)為偶函數(shù)<=>f(x)的圖像關(guān)于Y軸對稱 點(x,y)→(-x,y)
奇函數(shù)對稱區(qū)間上的單調(diào)性相同(例:奇函數(shù)在某一區(qū)間上單調(diào)遞增,則在它的對稱區(qū)間上也是單調(diào)遞增。)
偶函數(shù)對稱區(qū)間上的單調(diào)性相反(例:偶函數(shù)在某一區(qū)間上單調(diào)遞增,則在它的對稱區(qū)間上單調(diào)遞減)。
2.函數(shù)奇偶性與單調(diào)性(最值)之間的關(guān)系
(1)若奇函數(shù)f(x)在[a,b]上是增函數(shù),且有最大值M,則f(x)在[-b,-a]上是增函數(shù),且有最小值-M.
(2)若偶函數(shù)f(x)在(-∞,0)上是減函數(shù),則f(x)在(0,+∞)上是增函數(shù).
五、關(guān)于函數(shù)奇偶性的簡單應(yīng)用
1、函數(shù)的對稱性
如果函數(shù)f(x)滿足f(a+x)=f(a-x)或f(x)=f(2a-x),則函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于直線?______對稱.
一般的,若f(a+x)=f(b-x),則函數(shù)f(x)的對稱軸方程是?______.
兩個函數(shù)
2、函數(shù)的周期性
函數(shù)的周期性的定義:設(shè)函數(shù)y=f(x),x∈D,若存在非零常數(shù)T,使得對任意的x∈D都有?________,則函數(shù)
f(x)為周期函數(shù),T為y=f(x)的一個周期.
(1)周期函數(shù):對于函數(shù)y=f(x),如果存在一個非零常數(shù)T,使得當(dāng)x取定義域內(nèi)的任何值時,都有f(x+T)=f(x),那么就稱函數(shù)y=f(x)為周期函數(shù),稱T為這個函數(shù)的周期.
(2)最小正周期:如果在周期函數(shù)f(x)的所有周期中存在一個最小的正數(shù),那么這個最小正數(shù)就叫做f(x)的最小正周期.
(3)周期函數(shù)不一定有最小正周期,若T≠0是f(x)的周期,則kT(k∈N+)也一定是f(x)的周期.
若函數(shù)f(x)對定義域中任意x滿足f(x+a)=-f(x)或f(x+a)=-(a≠0),則函數(shù)f(x)是周期函數(shù),它的一個周期是?________.若
六、函數(shù)的奇偶性的判斷
函數(shù)奇偶性的因素有兩個:定義域的對稱性和數(shù)量關(guān)系。判斷函數(shù)奇偶性就是判斷函數(shù)是否為奇函數(shù)、偶函數(shù)、既是奇函數(shù)又是偶函數(shù)、非奇非偶函數(shù)四種情況。
判斷函數(shù)奇偶性的方法:
(1)、利用奇、偶函數(shù)的定義,主要考查
1、若定義域不對稱,則為非奇非偶函數(shù);
若定義域?qū)ΨQ,則有成為奇(偶)函數(shù)的可能,到底怎樣,取決于數(shù)量關(guān)系
若
若
2.討論函數(shù)奇偶性時,注意定義域優(yōu)先原則.
3.由奇偶函數(shù)的圖象的對稱性,只要知道函數(shù)在原點的一側(cè)區(qū)間上的有關(guān)性質(zhì),就可得出函數(shù)在其
對稱區(qū)間上的性質(zhì).
4.若T是f(x)的一個周期,則kT(k≠0,k∈Z)也是f(x)的周期.
5.(1)若函數(shù)f(x)存在兩條平行于y軸的對稱軸,則函數(shù)f(x)是周期函數(shù);若函數(shù)f(x)具有奇偶性,又
有一條平行于y軸的對稱軸,則函數(shù)f(x)是周期函數(shù).
6.注意函數(shù)性質(zhì)的逆向應(yīng)用.
(2)、圖像法:
f(x)為奇函數(shù)<=>f(x)的圖像關(guān)于原點對稱 點(x,y)→(-x,-y)
f(x)為偶函數(shù)<=>f(x)的圖像關(guān)于Y軸對稱 點(x,y)→(-x,y)
(3)、特值法:根據(jù)函數(shù)奇偶性定義,在定義域內(nèi)取特殊值自變量,計算后根據(jù)因變量的關(guān)系判斷
函數(shù)奇偶性。
(4)、性質(zhì)法
(5)、函數(shù)奇、偶性的運算:利用已知函數(shù)的奇偶性及以下準(zhǔn)則(前提條件為兩個函數(shù)的定義域交集不為空集):
1)若f(x)與g(x)都是奇函數(shù),則在f(x)與g(x)的定義域的公共區(qū)間上,
f(x)+g(x),f(x)-g(x)都是奇函數(shù),f(x)·g(x)與為偶函數(shù).
2)若f(x)與g(x)都是偶函數(shù),則在f(x)與g(x)的定義域的公共區(qū)間上,
f(x)+g(x),f(x)-g(x),f(x)·g(x),都是偶函數(shù).
3)奇函數(shù)與偶函數(shù)的和(差)既非奇函數(shù)也非偶函數(shù);
4)若f(x)與g(x)中一個為奇函數(shù),另一個為偶函數(shù),則在f(x)與g(x)的定義域的公共區(qū)間上,
f(x)·g(x),都為奇函數(shù).
3.若y=f(x)為奇函數(shù),且y=f(x)在x=0處有意義,則f(0)=0.
性質(zhì)
1、偶函數(shù)沒有反函數(shù)(偶函數(shù)在定義域內(nèi)非單調(diào)函數(shù)),奇函數(shù)的反函數(shù)仍是奇函數(shù)。
2、偶函數(shù)在定義域內(nèi)關(guān)于原點對稱的兩個區(qū)間上單調(diào)性相反,奇函數(shù)在定義內(nèi)關(guān)于原點對稱的兩個區(qū)間上單調(diào)性相同。
3、對于F(x)=f[g(x)]:若g(x)是偶函數(shù)且f(x)是偶函數(shù),則F[x]是偶函數(shù)
若g(x)奇函數(shù)且f(x)是奇函數(shù),則F(x)是奇函數(shù)
若g(x)奇函數(shù)且f(x)是偶函數(shù),則F(x)是偶函數(shù)
5、奇函數(shù)與偶函數(shù)的定義域必須關(guān)于原點對稱
案例分析:
考點一、判斷函數(shù)的奇偶性
例1.判斷下列函數(shù)是否是偶函數(shù).(1)
(3)f (x) = x + x3 +x5; (4)f (x) = x2 +1;
(7)f (x) = 0.
變式訓(xùn)練
1、判斷下列函數(shù)的是否具有奇偶性:
(5) f (x) = (x + 1) (x – 1); (6) g (x) = x (x + 1);
2、下面四個結(jié)論中,正確命題的個數(shù)是( )
①偶函數(shù)的圖像一定與y軸相交;②函數(shù)f(x)為奇函數(shù)的充要條件是f(0)=0;
③偶函數(shù)的圖像關(guān)于y軸對稱;④既是奇函數(shù),又是偶函數(shù)的函數(shù)一定是f(x)=0(x∈R).
A.1 B.2 C.3 D.4
考點二、分段函數(shù)的奇偶性
解析:分別討論每一個區(qū)間與其對稱區(qū)間上的對稱性,是否符合奇偶性的定義.
例1、判斷下列函數(shù)的奇偶性:
①
②
分析:先驗證函數(shù)定義域的對稱性,再考察
解:(1)
(2)當(dāng)>0時,-<0,于是
當(dāng)<0時,->0,于是
綜上可知,在R-∪R+上,
例2、判斷函數(shù)f(x)=的奇偶性.
思路點撥:分x>0或x<0兩種情況計算f(-x),然后再判斷f(-x)與f(x)的關(guān)系.
解:函數(shù)f(x)的定義域是(-∞,0)∪(0,+∞),關(guān)于原點對稱.
①當(dāng)x>0時,-x<0,
則f(-x)=(-x)3+3(-x)2-1=-x3+3x2-1=-(x3-3x2+1)=-f(x).
②當(dāng)x<0時,-x>0,
則f(-x)=(-x)3-3(-x)2+1=-x3-3x2+1
=-(x3+3x2-1)=-f(x).
由①②知,當(dāng)x∈(-∞,0)∪(0,+∞)時,
都有f(-x)=-f(x),所以f(x)為奇函數(shù).
【名師點撥】 分段函數(shù)的奇偶性應(yīng)分段證明f(-x)與f(x)的關(guān)系,只有當(dāng)對稱的兩段上都滿足相同的關(guān)系時,才能判斷其奇偶性.也可根據(jù)圖象判定.
1、如果函數(shù)f(x)=,其奇偶性怎樣?
解:當(dāng)x>0時,f(x)=x3-3x2+1,-x<0,f(-x)=-(-x)3-3(-x)2+1=x3-3x2+1=f(x).
當(dāng)x<0時,f(x)=-x3-3x2+1.-x>0,f(-x)=(-x)3-3(-x)2+1=-x3-3x2+1=f(x).
綜上可得f(-x)=f(x)
∴f(x)為偶函數(shù).
考點二、利用奇偶函數(shù)圖像的對稱性質(zhì)
偶函數(shù)的圖像關(guān)于y軸對稱,反過來, 若一個函數(shù)的圖像關(guān)于y軸對稱,則這個函數(shù)是偶函數(shù).
由奇函數(shù)的定義可得:
奇函數(shù)的圖像關(guān)于原點對稱,反過來, 若一個函數(shù)的圖像關(guān)于原點對稱,則這個
函數(shù)是奇函數(shù)
例2.如圖,給出了奇函數(shù)y = f (x)的局總圖象,求f (– 4).
例3.如圖,給出了偶函數(shù)y = f (x)的局部圖象,試比較f (1)與 f (3)
1.奇函數(shù)y=f(x)(x∈R)的圖象必過點( )
A.(a,f(-a)) B.(-a,f(a)) C.(-a,-f(a)) D.(a,f())
解析:∵f(x)是奇函數(shù),∴f(-a)=-f(a),即自變量?。璦時,函數(shù)值為-f(a),故圖象必過點(-a,-f(a)).
答案:C
2.若函數(shù)y=f(x)是偶函數(shù),其圖象與x軸有兩個交點,則方程f(x)=0的所有實根之和是( )
A.2 B.1 C.0 D.-1
解析:∵偶函數(shù)圖象關(guān)于y軸對稱,∴f(x)與x軸的兩個交點關(guān)于y軸對稱,若一根為x1,則另一根必為-x1,故f(x)=0的所有實根之和為0.
答案:C
3.已知f(x)在R上是奇函數(shù),且滿足f(x+4)=f(x),當(dāng)x∈(0,2)時,f(x)=2x2,則f(7)=( )
A.-2 B.2 C.-98 D.98
解析:∵f(x+4)=f(x),∴f(7)=f(3+4)=f(3)=f[4+(-1)]=f(-1).
又∵f(-x)=-f(x),∴f(-1)=-f(1)=-2×12=-2,∴f(7)=-2,故選A.
答案:A
考點三、根據(jù)奇偶性求函數(shù)解析式
例3、已知f(x)是定義在R上的奇函數(shù),當(dāng)x>0時,f(x)=2x2+3x-1,求f(x)的解析式.
分析:由奇函數(shù)的定義知f(0)=0,再由f(-x)=-f(x)計算當(dāng)x<0時f(x)的表達式,構(gòu)成定義在R上的奇函數(shù).
解:∵f(x)是定義在R上的奇函數(shù),∴f(-x)=-f(x).
∵當(dāng)x<0時,-x>0,∴f(x)=-f(-x)=-2x2+3x+1.
又∵奇函數(shù)f(x)在原點的定義,f(0)=0.
∴f(x)=
1、設(shè)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),當(dāng)x≤0時,f(x)=2x2-x,則f(1)=( )
A.-3 B.-1 C.1 D.3
[解析] 本題主要考查函數(shù)的奇偶性以及函數(shù)值的求法.f(1)=-f(-1)=-[2(-1)2-(-1)]=-3,
故選A.
2、已知f(x)是R上的奇函數(shù),且當(dāng)x∈(0,+∞)時,f(x)=x(1+),求當(dāng)x∈(-∞,0)時f(x)的解析式.
解:設(shè)x∈(-∞,0),則-x∈(0,+∞).由已知得f(-x)=-x(1+)=-x(1-).
∵f(x)是R上的奇函數(shù),∴f(-x)=-f(x),∴f(x)=-f(-x)=x(1-).
即f(x)=x(1-),∴當(dāng)x∈(-∞,0)時,f(x)的解析式為f(x)=x(1-).
考點三、利用函數(shù)的奇偶性和單調(diào)性求參數(shù)的值或取值范圍
例1、已知函數(shù)的定義域為
(1)是奇函數(shù);(2)在定義域上單調(diào)遞減;(3)
求
1、設(shè)定義在[-2,2]上的奇函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,2]上單調(diào)遞減,若f(1-m)<f(m),求實數(shù)m的取值范圍.
分析:利用奇函數(shù)性質(zhì)知f(x)在[-2,2]上是減函數(shù),再結(jié)合單調(diào)性,脫去符號“f”,轉(zhuǎn)化為關(guān)于m的不等式(組).
解∵f(x)在[-2,2]上為奇函數(shù),且在[0,2]上單調(diào)遞減,故f(x)在[-2,2]上為減函數(shù),又f(1-m)<f(m).
∴ 即解得-1≤m<.
變式體驗1 如果奇函數(shù)f(x)在區(qū)間[-5,-3]上是增函數(shù),且最大值是-4,那么f(x)在x∈[3,5]上是( )
A.增函數(shù)且最大值是4 B.增函數(shù)且最小值是4
C.減函數(shù)且最大值是4 D.減函數(shù)且最小值是4
解析:作一個符合條件的函數(shù)的簡圖.觀察圖形,可知f(x)在[3,5]上是增函數(shù),且最小值為4.
答案:B
變式訓(xùn)練:
1、已知奇函數(shù)在R上單調(diào)遞增,且
A.
2、下列函數(shù)中,在其定義域內(nèi)既是奇函數(shù)又是減函數(shù)的是( )
A.y=-x3,x∈R B.y=sinx,x∈R
C.y=x,x∈R D.y=x,x∈R
4.設(shè)函數(shù)f(x)和g(x)分別是R上的偶函數(shù)和奇函數(shù),則下列結(jié)論恒成立的是( )
A.f(x)+|g(x)|是偶函數(shù) B.f(x)-|g(x)|是奇函數(shù)
C.|f(x)|+g(x)是偶函數(shù) D.|f(x)|-g(x)是奇函數(shù)
5.若f(x)=+a是奇函數(shù),則a=______.
考點五、函數(shù)奇偶性的證明、奇偶函數(shù)的單調(diào)性
例1、已知函數(shù)f(x)=x2+|x-a|+1,a∈R.
(1)試判斷f(x)的奇偶性;
(2)若-
解:(1)當(dāng)a=0時,函數(shù)f(-x)=(-x)2+|-x|+1=f(x),
此時,f(x)為偶函數(shù).當(dāng)a≠0時,f(a)=a2+1,f(-a)=a2+2|a|+1,
f(a)≠f(-a),f(a)≠-f(-a),此時,f(x) 為非奇非偶函數(shù).
(2)當(dāng)x≤a時,f(x)=x2-x+a+1=(x-
∵a≤
從而函數(shù)f(x)在(-∞,a]上的最小值為f(a)=a2+1.
當(dāng)x≥a時,函數(shù)f(x)=x2+x-a+1=(x+
∵a≥-
最小值為f(a)=a2+1.
綜上得,當(dāng)-
例2、已知f(x)=是奇函數(shù).
(1)求a、b的值;
解:(1)∵f(x)+f(-x)=0恒成立,即-=0恒成立,
則2(a+b)x2+2a=0對任意的實數(shù)x恒成立.∴a=b=0.
考點五、函數(shù)奇偶性的簡單應(yīng)用
例1、若f(x)=x5+ax3+bx+3在(0,+∞)上的最大值是8,求f(x)在(-∞,0)上的最小值.
分析:注意到g(x)=x5+ax3+bx是奇函數(shù),則g(-x)+g(x)=0.
解:當(dāng)x>0時,f(x)≤8,則當(dāng)x<0時,-x>0,f(-x)≤8,設(shè)x∈(-∞,0),則
f(x)=x5+ax3+bx+3
=-[(-x)5+a(-x)3+b(-x)+3]+6
=-f(-x)+6≥-8+6=-2.
所以f(x)在(-∞,0)上的最小值是-2.
1、已知f(x)與g(x)都是定義在R上的奇函數(shù),若F(x)=af(x)+bg(x)+3,且F(-2)=5,則F(2)= 1?。?/p>
解:(1)因為f(x)與g(x)都是奇函數(shù),
所以f(-x)=-f(x),g(-x)=-g(x),
所以F(x)+F(-x)=af(x)+bg(x)+3+a[-f(x)]+b[-g(x)]+3=6,
所以F(x)=6-F(-x),
所以F(2)=6-F(-2)=6-5=1.
2、已知函數(shù)f(x)=x3+sinx的定義域為(-1,1),則滿足不等式f(a2-1)+f(1-2a)<0的a的取值范圍是 (0,1) .
解:因為f(x)=x3+sinx,x∈(-1,1)是奇函數(shù),且單調(diào)遞增,所以f(a2-1)+f(1-2a)<0,即f(a2-1)<f(2a-1).
1、設(shè)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且y=f(x)的圖象關(guān)于直線x=
則f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)=
2、定義在{x|x∈R,x≠1}上的函數(shù)f(x)滿足f(1-x)=-f(1+x),當(dāng)x>1時,f(x)=
3、設(shè)函數(shù)f(x)對x∈R都滿足f(3+x)=-f(3-x),且方程f(x)=0恰有6個不同的實數(shù)根,
則這6個實數(shù)根的和為
4、設(shè)函數(shù)f(x)對x∈R都滿足f(3+x)=f(3-x),且函數(shù)y=f(x)恰有6個不同的零點,則這6個零點
的和為
5、函數(shù)f(x)在定義域R上不是常數(shù)函數(shù),且f(x)滿足條件:對任意x∈R,都有f(2+x)=f(2-x),
f(1+x)=-f(x),則f(x)是( ?。?/p>
A.奇函數(shù)但非偶函數(shù) B.偶函數(shù)但非奇函數(shù) C.既是奇函數(shù)又是偶函數(shù) D.是非奇非偶函數(shù)
考點六、抽象函數(shù)奇偶性的判斷
例1、已知函數(shù)f(x),x∈R,若對任意實數(shù)a,b都有f(a+b)=f(a)+f(b).求證:f(x)為奇函數(shù).
證明 設(shè)a=0,則f(b)=f(0)+f(b),∴f(0)=0.
又設(shè)a=-x,b=x,則f(0)=f(-x)+f(x).
∴f(-x)=-f(x).
∴f(x)是奇函數(shù).
變式遷移3 證明 令x1=0,x2=x,
則得f(x)+f(-x)=2f(0)f(x)①
又令x1=x,x2=0,得
f(x)+f(x)=2f(x)f(0)②
由①、②得f(-x)=f(x),∴f(x)是偶函數(shù).
例2、已知f(x)是定義在R上的不恒為零的函數(shù),且對任意的a、b∈R都滿足:f(ab)=af(b)+bf(a),
(1)求f(0)、f(1)的值.
(2)證明f(x)為奇函數(shù).
解:(1)令a=b=0,∴f(0)=0f(0)+0f(0)=0.
令a=b=1,∴f(1)=1f(1)+1f(1)=2f(1),
∴f(1)=0.
(2)證明:∵a,b∈R,∴可賦a、b為某些特殊值.
令a=b=-1,則f(-1)=0.
∵f(-x)=f(-1·x)=-f(x)+xf(-1)=-f(x)+0,
∴f(x)為奇函數(shù).
1、已知函數(shù)f(x)對一切x、y∈R都有f(x+y)=f(x)+f(y).
(1)求證:f(x)是奇函數(shù);(2)若f(-3)=a,用a表示f(12).
分析:判定函數(shù)的奇偶性應(yīng)湊f(-x)的形式,令y=-x即可.
解:(1)證明:由題意知,f(x)的定義域是R,它關(guān)于原點對稱.在f(x+y)=f(x)+f(y)中,
令y=-x,得f(0)=f(x)+f(-x);令x=y(tǒng)=0,得f(0)=f(0)+f(0),∴f(0)=0.
把f(0)=0代入f(0)=f(x)+f(-x),得
f(-x)=-f(x).∴f(x)是奇函數(shù).
(2)解:由f(-3)=a,f(x+y)=f(x)+f(y),f(x)是奇函數(shù),得f(12)=2f(6)=4f(3)=-4f(-3)=-4a.
例3、已知函數(shù)f(x),當(dāng)x,y∈R時,恒有f(x+y)=f(x)+f(y).
(1)求證:f(x)是奇函數(shù);
(2)如果x∈R+,f(x)<0,并且f(1)=-
(1)證明: ∵函數(shù)定義域為R,其定義域關(guān)于原點對稱.
∵f(x+y)=f(x)+f(y),令y=-x,∴f(0)=f(x)+f(-x).令x=y=0,
∴f(0)=f(0)+f(0),得f(0)=0.∴f(x)+f(-x)=0,得f(-x)=-f(x),
∴f(x)為奇函數(shù).
(2)解:方法一 設(shè)x,y∈R+,∵f(x+y)=f(x)+f(y),
∴f(x+y)-f(x)=f(y).∵x∈R+,f(x)<0,
∴f(x+y)-f(x)<0,∴f(x+y)<f(x).
∵x+y>x,∴f(x)在(0,+∞)上是減函數(shù).又∵f(x)為奇函數(shù),f(0)=0,
∴f(x)在(-∞,+∞)上是減函數(shù).∴f(-2)為最大值,f(6)為最小值.
∵f(1)=-
∴所求f(x)在區(qū)間[-2,6]上的最大值為1,最小值為-3.
方法二 設(shè)x1<x2,且x1,x2∈R.
則f(x2-x1)=f[x2+(-x1)]=f(x2)+f(-x1)=f(x2)-f(x1).
∵x2-x1>0,∴f(x2-x1)<0.∴f(x2)-f(x1)<0.即f(x)在R上單調(diào)遞減.
∴f(-2)為最大值,f(6)為最小值.∵f(1)=-
∴f(-2)=-f(2)=-2f(1)=1,f(6)=2f(3)=2[f(1)+f(2)]=-3.
∴所求f(x)在區(qū)間[-2,6]上的最大值為1,最小值為-3.
考點七、函數(shù)的周期性及應(yīng)用
例1、設(shè)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且其圖象關(guān)于直線x=1對稱,當(dāng)x∈[0,2]時,f(x)=2x-x2.
(1)求證:f(x)是周期函數(shù);
(2)當(dāng)x∈[2,4]時,求f(x)的解析式;
(3)計算f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2011).
解:(1)因為y=f(x)的圖象關(guān)于x=1對稱,且f(x)為奇函數(shù),所以f(2-x)=f(x).
因為f(x+2)=f(-x)=-f(x),f(x+4)=-f(x+2)=-[-f(x)]=f(x),
所以f(x)是以4為周期的周期函數(shù).
(2)因為x∈[0,2]時,f(x)=2x-x2.
設(shè)x∈[-2,0],則-x∈[0,2],又f(x)是奇函數(shù),
所以f(x)=-f(-x)=-[2(-x)-(-x)2]=2x+x2.
當(dāng)x∈[2,4]時,x-4∈[-2,0],
所以f(x)=f(x-4)=2(x-4)+(x-4)2=2x-8+x2-8x+16=x2-6x+8.
即當(dāng)x∈[2,4]時,f(x)=x2-6x+8.
(3)由x∈[0,2]時,f(x)=2x-x2,可得f(0)=0,f(1)=1,f(2)=0,
又x∈[2,4]時,f(x)=x2-6x+8,可得f(3)=-1,
所以f(0)+f(1)+f(2)+f(3)=0,而f(x+4)=f(x),
所以f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2011)=[f(0)+f(1)+f(2)+f(3)]×503=0.
1、設(shè)函數(shù)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),且滿足:①f(x)=f(2-x);②當(dāng)0≤x≤1時,f(x)=x2.
(1)判斷函數(shù)f(x)是否是周期函數(shù);
(2)求f(5.5)的值.
例2、已知函數(shù)f(x)的定義域為R,且滿足f(x+2)=-f(x).
(1)求證:f(x)是周期函數(shù);
(2)若f(x)為奇函數(shù),且當(dāng)0≤x≤1時,f(x)=x,求使f(x)=-在[0,2 014]上的所有x的個數(shù).
(1)證明 ∵f(x+2)=-f(x),∴f(x+4)=-f(x+2)=-[-f(x)]=f(x),
∴f(x)是以4為周期的周期函數(shù).
(2)解 當(dāng)0≤x≤1時,f(x)=x,設(shè)-1≤x≤0,則0≤-x≤1,
∴f(-x)=(-x)=-x.∵f(x)是奇函數(shù),∴f(-x)=-f(x),
∴-f(x)=-x,即f(x)=x.故f(x)=x(-1≤x≤1).
又設(shè)1<x<3,則-1<x-2<1,∴f(x-2)=(x-2).
又∵f(x)是以4為周期的周期函數(shù)
∴f(x-2)=f(x+2)=-f(x),∴-f(x)=(x-2),∴f(x)=-(x-2)(1<x<3).
∴f(x)=
由f(x)=-,解得x=-1.∵f(x)是以4為周期的周期函數(shù),∴f(x)=-的所有x=4n-1(n∈Z).
令0≤4n-1≤2 014,則≤n≤.又∵n∈Z,∴1≤n≤503(n∈Z),
∴在[0,2 014]上共有503個x使f(x)=-.
考點八、函數(shù)性質(zhì)的綜合應(yīng)用
例1、定義在實數(shù)集R上的函數(shù)f(x),對任意x、y∈R,有f(x+y)+f(x-y)=2f(x)·f(y)且f(0)≠0.
(1)求證:f(0)=1;
(2)判斷y=f(x)的奇偶性;
(3)若存在正常數(shù)C,使f()=0.
①求證:對任意x∈R,有f(x+C)=-f(x)成立;
②試問函數(shù)f(x)是不是周期函數(shù)?如果是,找出它的一個周期;如果不是,請說明理由.
分析:(1)用賦值法;(2)依題設(shè)構(gòu)造f(-x)與f(x)的關(guān)系;(3)存在型問題,可由存在入手推導(dǎo)相關(guān)結(jié)論.
解 :(1)證明:令x=y(tǒng)=0,則2f(0)=2f2(0).
又f(0)≠0,所以f(0)=1.
(2)令x=0,則f(y)+f(-y)=2f(0)f(y)=2f(y),
所以f(y)=f(-y),即f(x)=f(-x),
又x∈R,所以f(x)為偶函數(shù).
(3)①證明:用x+,(C>0)替換x,y,則f(x++)+f(x+-)=2f(x+)·f().
又f()=0,所以f(x+C)+f(x)=0,即f(x+C)=-f(x);
②由①的結(jié)論知f(x+2C)=-f(x+C)=f(x)(C>0),
所以f(x)是周期函數(shù),2C就是它的一個周期.
點評:特殊值法是解決抽象函數(shù)問題常用的有效方法,通過所給關(guān)系式,對其中的變量進行有效賦值,注意借助具體模
型思考,聯(lián)系解題目標(biāo)賦值.
1、設(shè)f(x)是定義在[-1,1]上的偶函數(shù),當(dāng)x∈[-1,0]時,f(x)=g(2-x),且當(dāng)x∈[2,3]時,g(x)=2a(x-2)-4(x-2)3.
(1)求f(x)的表達式;
(2)是否存在正實數(shù)a(a>6),使函數(shù)f(x)的圖象最高點在直線y=12上,若存在,求出正實數(shù)a的值;若不存在,
請說明理由.
【解析】(1)當(dāng)x∈[-1,0]時,2-x∈[2,3],
f(x)=g(2-x)=2a(-x)-4(-x)3=4x3-2ax,
因為y=f(x)在[-1,1]是偶函數(shù),
所以當(dāng)x∈[0,1]時,f(x)=f(-x)=-4x3+2ax.
(2)命題等價于f(x)max=12,由于f(x)為偶函數(shù),故只需考慮0≤x≤1的情況.f ′(x)=-12x2+2a (0≤x≤1,a>6).
由f ′(x)=0,得x=或x=-(舍去).
因為>1,所以當(dāng)0≤x≤1時,f ′(x)>0,
即f(x)在[0,1]上單調(diào)遞增.
所以f(x)max=f(1)=12,所以a=8.
綜上,存在a=8使得f(x)的圖象的最高點在直線y=12上.
鞏固練習(xí):
1、f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且滿足f(x+2)=f(x),又當(dāng)x∈(0,1)時,f(x)=2x-1,則f(log6)等于 ( ).
A.-5 B.-6 C.- D.-
解析 f(log6)=-f(log26)=-f(log26-2).∵log26-2=log2∈(0,1),∴f=,
∴f(log6)=-.
答案 D
2.定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x)=f(x+2),當(dāng)x∈[3,5]時,f(x)=2-|x-4|,則下列不等式一定成立的是 ( ).
A.
解析 當(dāng)x∈[-1,1]時,x+4∈[3,5],由f(x)=f(x+2)=f(x+4)=2-|x+4-4|=2-|x|,
顯然當(dāng)x∈[-1,0]時,f(x)為增函數(shù);當(dāng)x∈[0,1]時,f(x)為減函數(shù),cos=-,sin =>,又f=f>f,所以f>f.
答案 A
4.已知函數(shù)f(x)=則該函數(shù)是 ( ).
A.偶函數(shù),且單調(diào)遞增 B.偶函數(shù),且單調(diào)遞減
C.奇函數(shù),且單調(diào)遞增 D. 奇函數(shù),且單調(diào)遞減
解析 當(dāng)x>0時,f(-x)=2-x-1=-f(x);當(dāng)x<0時,f(-x)=1-2-(-x)=1-2x=-f(x).當(dāng)x=0時,f(0)=0,故f(x)為奇函數(shù),且f(x)=1-2-x在[0,+∞)上為增函數(shù),f(x)=2x-1在(-∞,0)上為增函數(shù),又x≥0時1-2-x≥0,x<0時2x-1<0,故f(x)為R上的增函數(shù).
答案 C
1.函數(shù)f(x)的定義域為R,若f(x+1)與f(x-1)都是奇函數(shù),則 ( ).
A.f(x)是偶函數(shù) B.f(x)是奇函數(shù)
C.f(x)=f(x+2) D.f(x+3)是奇函數(shù)
解析 由已知條件,得f(-x+1)=-f(x+1),f(-x-1)=-f(x-1).由f(-x+1)=-f(x+1),得f(-x+2)=-f(x);由f(-x-1)=-f(x-1),得f(-x-2)=-f(x).則f(-x+2)=f(-x-2),即f(x+2)=f(x-2),由此可得f(x+4)=f(x),即函數(shù)f(x)是以4為周期的周期函數(shù),所以f(x+3)=f(x-1),即函數(shù)f(x+3)也是奇函數(shù).
答案 D
2.設(shè)函數(shù)D(x)=則下列結(jié)論錯誤的是 ( ).
A.D(x)的值域為{0,1} B.D(x)是偶函數(shù)C.D(x)不是周期函數(shù) D.D(x)不是單調(diào)函數(shù)
解析 顯然D(x)不單調(diào),且D(x)的值域為{0,1},因此選項A、D正確.若x是無理數(shù),-x,x+1是無理數(shù);若x是有理數(shù),-x,x+1也是有理數(shù).∴D(-x)=D(x),D(x+1)=D(x).則D(x)是偶函數(shù),D(x)為周期函數(shù),B正確,C錯誤.
答案 C
3.f(x)=2x+sin x為定義在(-1,1)上的函數(shù),則不等式f(1-a)+f(1-2a)<0的解集是 ________.
解析 f(x)在(-1,1)上是增函數(shù),且f(x)為奇函數(shù).于是原不等式為f(1-a)<f(2a-1)等價于解得<a<1.
答案
4.若定義域為R的奇函數(shù)f(x)滿足f(1+x)=-f(x),則下列結(jié)論:①f(x)的圖象關(guān)于點
解析 由函數(shù)為奇函數(shù)且滿足f(1+x)=-f(x),得f(x+2)=f(x),又f=-f,f=f,所以②③正確.
答案?、冖?/p>
5.若函數(shù)f(x)=x2-|x+a|為偶函數(shù),則實數(shù)a=________.
解析 由題意知,函數(shù)f(x)=x2-|x+a|為偶函數(shù),則f(1)=f(-1),∴1-|1+a|=1-|-1+a|,∴a=0.
答案 0
6.已知y=f(x)+x2是奇函數(shù),且f(1)=1.若g(x)=f(x)+2,則g(-1)=________.
解析 因為y=f(x)+x2是奇函數(shù),且x=1時,y=2,所以當(dāng)x=-1時,y=-2,即f(-1)+(-1)2=-2,得f(-1)=-3,所以g(-1)=f(-1)+2=-1.
答案?。?
三、解答題(共25分)
7.(12分)已知f(x)是定義在R上的不恒為零的函數(shù),且對任意x,y,f(x)都滿足f(xy)=y(tǒng)f(x)+xf(y).
(1)求f(1),f(-1)的值;
(2)判斷函數(shù)f(x)的奇偶性.
解 (1)因為對定義域內(nèi)任意x,y,f(x)滿足f(xy)=y(tǒng)f(x)+xf(y),所以令x=y(tǒng)=1,得f(1)=0,令x=y(tǒng)=-1,得f(-1)=0.
(2)令y=-1,有f(-x)=-f(x)+xf(-1),代入f(-1)=0得f(-x)=-f(x),所以f(x)是(-∞,+∞)上的奇函數(shù).
8.(13分)設(shè)定義在[-2,2]上的偶函數(shù)f(x)在區(qū)間[-2,0]上單調(diào)遞減,若f(1-m)<f(m),求實數(shù)m的取值范圍.
解 由偶函數(shù)性質(zhì)知f(x)在[0,2]上單調(diào)遞增,且f(1-m)=f(|1-m|),f(m)=f(|m|),
因此f(1-m)<f(m)等價于
解得:<m≤2.
因此實數(shù)m的取值范圍是.
5.(12分)已知函數(shù)f(x)=x2+(x≠0,常數(shù)a∈R).
(1)討論函數(shù)f(x)的奇偶性,并說明理由;
(2)若函數(shù)f(x)在x∈[2,+∞)上為增函數(shù).求實數(shù)a的取值范圍.
解 (1)函數(shù)f(x)的定義域為{x|x≠0},
當(dāng)a=0時,f(x)=x2,(x≠0)
顯然為偶函數(shù);當(dāng)a≠0時,f(1)=1+a,f(-1)=1-a,
因此f(1)≠f(-1),且f(-1)≠-f(1),
所以函數(shù)f(x)=x2+既不是奇函數(shù),也不是偶函數(shù).
(2)f′(x)=2x-=,
當(dāng)a≤0時,f′(x)>0,則f(x)在[2,+∞)上是增函數(shù),
當(dāng)a>0時,由f′(x)=>0,
解得x> ,由f(x)在[2,+∞)上是增函數(shù),
可知 ≤2.解得0<a≤16.
綜上可知實數(shù)a的取值范圍是(-∞,16].
4.設(shè)
在
A.奇函數(shù) B.偶函數(shù) C.既是奇函數(shù)又是偶函數(shù) D.非奇非偶函數(shù)
4. A
5.已知函數(shù)
則
A.偶函數(shù),奇函數(shù) B.奇函數(shù),偶函數(shù) C.偶函數(shù),偶函數(shù) D.奇函數(shù),奇函數(shù)
5. D
或當(dāng)
當(dāng)
7. 已知冪函數(shù)
6.已知函數(shù)f(x)=,若方程f(x)=x+a有且只有兩個不相等的實數(shù)根,則實數(shù)a的取值范圍為( )
A.(-∞,0] B.[0,1)
C.(-∞,1) D.[0,+∞)
答案:C
24.已知函數(shù)f(x)是R上的單調(diào)增函數(shù)且為奇函數(shù),則f(1)的值( )
A.恒為正數(shù) B.恒為負(fù)數(shù) C.恒為0 D.可正可負(fù)
6.已知函數(shù)f(x)在(-1,1)上有定義,
(1)f(x)為奇函數(shù);
(2)f(x)在(-1,1)上單調(diào)遞減.
證明 (1)函數(shù)f(x)的定義域為(-1,1),
再由f(x)+f(y)=
令x=y(tǒng)=0,得f(0)=0,
令y=-x,得f(x)+f(-x)=f=f(0)=0,
∴f(x)=-f(-x),即f(x)為奇函數(shù).
(2)先證f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減.令0<x1<x2<1,則f(x2)-f(x1)=f(x2)+f(-x1)=f.
∵0<x1<x2<1,∴x2-x1>0,1-x1x2>0,
即>0.
又∵(x2-x1)-(1-x2x1)=(x2-1)(x1+1)<0,
∴x2-x1<1-x2x1,∴0<<1.
由題意,知f<0,即f(x2)<f(x1),
∴f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,又f(x)為奇函數(shù)且f(0)=0,
∴f(x)在(-1,1)上單調(diào)遞減.