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奇偶性知识点的归纳与提高训练

奇偶性知识点的归纳与提高训练

如果对于函数f(x)定义域内的任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)叫偶函数.如果对于f(x)函数定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)就叫做奇函数.结论通俗而易懂,不知你是否看透了其中奥妙?

定义中,“f(-x)=-f(x),(或f(-x)=f(x))”这句话之涵义,隐含了对函数f(x)定义域M内的一切x,f(-x)也要有意义,换句话说,当x∈M时,-x也必须∈M,体现出函数的定义域M关于原点对称.从奇、偶函数图象的对称性,也体现了这一点,无此条件,函数f(x)无奇偶性可言.

一、抓住f(-x)与f(x)的关系

例1对于两个定义域关于原点对称的函数f(x)和g(x),在它们的公共定义域内,下列命题正确的是(  )

A.若f(x)和g(x)都是奇函数,则F(x)=f(x)·g(x)是奇函数

B.若f(x)和g(x)都是偶函数,则F(x)=f(x)·g(x)是偶函数

C.若f(x)是奇函数,g(x)都是偶函数,则F(x)=f(x)·g(x)是偶函数

D.若f(x)和g(x)都是奇函数,则F(x)=f(x)+g(x)不一定是奇函数

分析该题的最大特点是已经告知了函数F(x)的定义域关于原点对称,因此判定F(x)的奇偶性,只要看F(-x)与F(x)的关系即可.

解若f(x)和g(x)都是偶函数,则f(-x)=f(x),g(-x)=g(x),于是,F(-x)=f(-x)g(-x)=f(x)g(x)=F(x),又函数F(x)的定义域是函数f(x)和g(x)的公共定义域,由题设可知其必关于原点对称,故知此时的函数F(x)是偶函数.故选项B正确.

跟踪练习一

1.定义在R上的任何奇函数f(x)对任意的实数x,都有(  )

A.f(x)-f(-x)>0 B.f(x)-f(-x)<0 C.f(x)·f(-x)>0 D.f(x)·f(-x)≤0

2.若F(x)=f(x)-f(-x)(x∈R),则F(x)(  )

A.一定是奇函数 B.一定是偶函数 C.既是奇函数又是偶函数 D.无法判断

二、扣紧定义域关于原点对称

例2 判断函数f(x)=

具有怎样的奇偶性?

分析函数f(x)=

(x≠1),若忽略了函数的定义域,由f(-x)=

=f(x),易得出函数为偶函数的错误结论.因此,判断函数的奇偶性,应从函数的定义域入手.

解 要使函数有意义,只需

,即函数的定义域是[-1,1),不关于原点对称.换句话说,f(-1)有意义,而f

(1)却没有意义,所以函数f(x)是一个非奇非偶函数.

注:

当函数的定义域不关于原点对称时,无须再做任何工作,则否定函数既不是偶函数,也不是奇函数.

例3判断函数f(x)=

的奇偶性

分析:

求函数的定义域乃当务之急,只有当函数的定义域关于原点对称,方可进一步考虑f(-x)与f(x)之间的关系,为实施方便,应设法将函数f(x)化简.

解 要使函数有意义,只需

,易求得函数的定义域为[-2,0)∪(0,2].故知定义域关于原点对称.

由定义域的范围可知,x+2≥0,∴f(x)=

即f(x)=

由f(-x)=

=-f(x),知该函数f(x)为奇函数.

注:

利用函数奇偶性的定义判断奇偶性的步骤:

第一步:

确定函数的定义域,并判断其定义域是否关于原点对称;

第二步:

确定f(-x)与f(x)的关系;

第三步:

根据定义,作出相应的结论:

若f(-x)=f(x),则f(x)是偶函数;若f(-x)=-f(x),则f(x)是奇函数.

若第一步中求出的函数定义域不关于原点对称,则不需进行第二步和第三步的判断,而直接得出结论函数既不是奇函数,也不是偶函数.

跟踪练习二

1.已知f(x)=ax2+bx+3a+b是偶函数,且其定义域为[a-1,2a],则a=_____,b=_____.

2.判定下列函数的奇偶性

(1)f(x)=2x+x3(-1≤x≤2)    

(2)f(x)=

(3)f(x)=

+2   (4)f(x)=

三、用活等价变形技巧

利用f(-x)=f(x)或f(-x)=-f(x)判定奇偶性是最基本的方法,对于比较复杂的函数,不易看出其中的关系时,则可以借助于等式的变形形式:

f(-x)±f(x)=0或者

=±1来判断函数的奇偶性.

例4设f(x)=ax3-bx-1,f(-5)=11,求f(5)的值.

分析若想通过求出a、b的值来求f(5),显然条件不够,应设法寻求f(-5)与f(5)的关系.

解法一若注意到g(x)=ax3-bx是奇函数,g(x)+g(-x)=0对一切x成立,

而f(x)+1=g(x),即f(x)+1为奇函数,

∴f(x)+1+[f(-x)+1]=g(x)+g(-x)=0对一切x成立,即f(x)+f(-x)+2=0恒成立.

令x=5,可得f(5)+f(-5)+2=0,故知f(5)=-2-f(-5)=-13.

解法二直接考虑f(x)+f(-x)

∵ f(x)=ax3-bx-1,∴ f(-x)=-ax3+bx-1

由此可知 f(x)+f(-x)=-2.∴f(5)+f(-5)=-2,求得f(5)=-13.

注:

有关这一类型的函数求值,应注意到所给函数由奇、偶函数两部分组成,此时,f(x)与f(-x)相加,则奇函数部分的和为零;f(x)与f(-x)相减,则偶函数部分的差为零.

例5判断函数f(x)=

的奇偶性.

分析函数的定义域是x≠0,只要考察f(-x)与f(x)的结果即可.

解法一(变形法)由2x-1≠0可知,函数的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),故定义域关于原点对称.

又f(-x)=

=(-x)(

)=(-x)(

-1+

=(-x)(

)=f(x).

∴函数f(x)为偶函数。

注:

在将f(-x)转化为f(x)的过程中,存在的一定的灵活性,尚若不能突破,不妨来换一换口味,首先,通过取特殊值,如f

(1)、f(-1)来估计,该函数是奇函数还是偶函数?

若猜测其为偶,则可将问题转化为考虑f(-x)-f(x)的结果即可。

解法二(转换法)∵f(-x)-f(x)=

-(

=(-x)(

)=0

∴f(-x)=f(x).

注:

一般情况下,我们将要证的f(-x)=f(x)转化为f(-x)-f(x)=0来处理,比较方便运算,个别情况下,也可以计算出

=1,来得到f(-x)=f(x).

跟踪练习三

1.若函数f(x)=(x+1)(x-a)为偶函数,则a等于(  )

A.-2B.-1C.1D.2

2.已知函数g(x)=1+

,则g(x)(  )

A.是奇函数B.是偶函数C.既是奇函数,又是偶函数D.是非奇非偶函数

3.设f(x)=ax6-bx4+cx2+x-1,f(-5)=11,求f(5)的值.

 

4.已知函数f(x)=(m2+m-2)x2+(m+2)x+n-2是奇函数,判断函数g(x)=xm+xn的奇偶性.

四、学会欣赏函数图象的对称美

奇函数的图象关于原点成中心对称图形,偶函数的图象关于y轴成轴对称图形.利用好函数图象的对称特点,可数形结合解题.

例6已知f(x)和g(x)都是定义域为R的奇函数.

(1)若F(x)=af(x)+bg(x)在(0,+∞)上有最大值4,求F(x)在(-∞,0)上的最小值;

(2)若G(x)=af(x)+bg(x)+2在(0,+∞)上有最大值4,求G(x)在(-∞,0)上的最小值.

分析注意观察F(x)=af(x)+bg(x)奇、偶性,然后利用函数的图象的对称性,去观察所求函数的最值.

(1)∵f(x)和g(x)都是R上奇函数,∴f(-x)=-f(x),g(-x)=-g(x),故F(-x)=af(-x)+bg(-x)=-af(x)-bg(x)=-F(x),∴F(x)为奇函数.∴F(x)的图象关于原点对称.

由F(x)=af(x)+bg(x)在(0,+∞)上有最大值4,可知F(x)在(-∞,0)上有最小值-4.

(2)由

(1)可知G(x)-2=af(x)+bg(x)为奇函数,且在(0,+∞)上有最大值2,

∴G(x)-2=af(x)+bg(x)在(-∞,0)有最小值-2,即G(x)-2=af(x)+bg(x)≥-2,

∴G(x)=af(x)+bg(x)+2≥0,∴在G(x)在(-∞,0)有最小值0.

例7设f(x)的定义域是[-5,5]上的奇函数,若当x∈[0,5]时,f(x)的图象如图1.3-9所示,求x·f(x)<0的解集.

分析利用奇函数的图象关于原点对称,补上区间[-5,0]的图象,将已知不等式转化后,观察求解.

  解不等式x·f(x)<0可转化为

,∵f(x)的定义域是[-5,5]上的奇函数,利用奇函数的图象关于原点对称,可将函数在[0,5]上的图象补充到[-5,5],如图1.3-10所示,由图或观察出不等式的解集为[-5,-2)∪(2,5].

跟踪练习四

1.奇函数f(x)在区间[10,30]上是减函数,且最小值为8,则f(x)在区间[-30,-10]上是(  )

A.增函数,且最大值是

  B.增函数,且最小值是

C.减函数,且最大值是

  D.减函数,且最小值是

2.函数f(x)=

-x的图象关于(  )

A.y轴对称B.直线y=-x对称  C.坐标原点对称D.直线y=x对称

3.已知f(x)是定义域为(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数,在区间(0,+∞)上单调递增,当x>0时,f(x)的图象如图1.3-11所示:

若x·[f(x)-f(-x)]<0,则x的取值范围是__________.

4.已知函数f(x)=ax3+bx+2在(-∞,0)上有最小值-5,a、b为常数,则f(x)在(0,+∞)上的最大值为_______.

五、利用自身优势求解析式

1.由一半求得另一半

由于奇函数、偶函数图象特有的对称关系,往往可给出解析式(或图象)的一半,让你去联想或探求它的另一半.

例8已知函数f(x)是奇函数,当x>0时,f(x)=x2-

,求当x<0时,函数f(x)的解析式.

分析 x>0时,有f(x)=x2-

,面对小于0的x,法则f并不为它服务,如何是好?

注意到x<0时,-x>0,对“-x”而言,已经取得了适用法则“f”的资格证书.

解法一(依定义逐步求)

当x<0时,-x>0,由已知的函数解析表达式可得f(-x)=(-x)2-

=x2+

又f(x)是奇函数,所以有-f(x)=x2+

∴当x<0时,函数f(x)的解析表达式为f(x)=-x2-

(x<0).

解法二(利用图象的对称性求)

设点P(x,y)(x<0)是函数f(x)图象上的任意一点,因为函数y=f(x)的图象关于原点成中心对称,故点P关于原点的对称点(-x,-y)必定在函数y=f(x)的图象上,则

-y=(-x)2-

,即y=-x2-

(x<0),就是f(x)=-x2-

(x<0).

思考:

将函数f(x)改为偶函数呢?

如何解答?

2.由一式引出另一式

例9已知f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,且f(x)+g(x)=x2+3x+2,求f(x)、g(x).

分析若视f(x)、g(x)为一个未知量,那么f(x)+g(x)=x2+3x+2相当于一个二元一次方程,这就需要我们再购造出一个二元一次方程.

解∵f(x)+g(x)=x2+3x+2,……

(1)

将x换为-x,得f(-x)+g(-x)=x2-3x+2

又f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,∴-f(x)+g(x)=x2-3x+2……

(2)

(1)和

(2)联立,可解得f(x)=x2+2,g(x)=3x.

跟踪练习五

1.设f(x)是定义在R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=2x-3,则f(-2)等于(  )

A.1B.

C.-1D.-

2.设f(x)是奇函数,当x>0时,f(x)=x(1-x),则当x<0时,函数f(x)的解析式为(  )

A.x(x-1)B.x(x+1)C.-x(x+1)D.-x(x+1)

3.若函数f(x)、g(x)分别为R上的奇函数、偶函数,且满足f(x)-g(x)=ex,则有()

A.f

(2)<f(3)<g(0) B.g(0)<f(3)<f

(2) C.f

(2)<g(0)<f(3)D.g(0)<f

(2)<f(3)

六、偶函数孕育了f(-x)=f(x)=f(|x|)

在偶函数中,f(-x)=f(x)对于定义域内的任意一个x都成立,这也就说明,f(-x)=f(x)=f(|x|),运用该结论,不但可以提高解题效率,往往还可以出奇制胜.

例10若函数y=f(x)是偶函数,当x<0时,y时增函数,对于x1<0,x2>0,且|x1|<|x2|,则( )

A.f(-x1)>f(-x2)  B.f(-x1)<f(-x2) C.f(-x1)=f(-x2) D.f(-x1)≥f(-x2) 

分析函数y=f(x)在(-∞,0)上增函数,在(0,+∞)上是减函数,若按常规,则要在(-∞,0)上或(0,+∞)上来考虑两个自变量的值的大小,即将|x1|<|x2|转化为x2>-x1>0,得到f(x2)<f(-x1),再得出f(-x1)>f(-x2),其过程颇费周折.若运用上面结论,可谓是手到擒来.

解∵函数y=f(x)是偶函数,且当x<0时,y时增函数,故函数y=f(x)在(0,+∞)上是减函数,由0<|x1|<|x2|可知,f(|x1|)>f(|x2|),而f(|x1|)=f(-x1),f(|x2|)=f(-x2),∴f(-x1)>f(-x2),故选A.

例11已知f(x)是定义在(-1,1)上的偶函数且在[0,1)上为增函数,若f(a-2)-f(4-a2)<0,求实数a的取值范围.

分析求a的取值范围,即要得到关于a的不等式或不等式组.

解由f(a-2)-f(4-a2)<0得,f(a-2)<f(4-a2),又f(x)为偶函数,故有f(|a-2|)<f(|4-a2|),由函数f(x)在[0,1)上为增函数,依题意,得到

,即 

,亦即 

解此不等式组,得

且a≠2,∴a的取值范围是(

2)∪(2,

).

跟踪练习六

1.f(x)是偶函数,且在(0,+∞)上为增函数,则a=f(-

),b=f(

),c=f(

)的大小关系是(  )

A.b<a<cB.a<c<b    C.b<c<aD.c<a<b

2.偶函数f(x)在(-∞,0)内是减函数,若f(-1)<f(a),则实数a的取值范围是______

3.若f(x)是偶函数,当x∈[0,+∞)时,f(x)=(x+1)2-4,则f(a-1)<0的解集是__________.

4.设f(x)在R上是偶函数,在区间(-∞,0)上递增,且有f(2a2+a+1)<f(3a2-2a+1),求a的取值范围.

七、奇函数或许隐含“f(0)=0”

奇函数f(x)若在x=0处有意义,则有f(-0)=-f(0),即f(0)=0.这说明,在x=0处有定义的奇函数必过原点,当然,对于在x=0处没有定义的奇函数,那就要另当别论了,如f(x)=

是奇函数,但它并不过原点,还有一点值得注意,就是过原点的函数未必是奇函数.但在可以应用“f(0)=0”时,则会给运算带来许多便宜.

例12若f(x)=

+a是奇函数,则a=________.

分析该题就在于怎么样应用奇函数的条件来求a.

解因为f(x)=

+a是奇函数,且定义域为R,故有f(0)=0,即

+a=0,∴a=-

.当a=-

时,经检验函数f(x)是奇函数,∴a=-

为所求.

注:

应用f(0)=0的大前提是奇函数必须在x=0有意义,若将函数换为f(x)=

+a,这种便宜就不存了.这时需考虑应用f(-x)=-f(x)恒成立来求解,也可取特殊的f(-1)=-f

(1)来求解.

例13已知f(x)=

是奇函数,且x∈[-1,1],试判断其单调性并证明你的结论.

分析 判断函数f(x)单调性,只有应用奇函数之条件来确定两个参数a、b后,方可顺利进行.

解因为函数f(x)是奇函数,且x=0有意义,故知其图象必过坐标原点,即有f(0)=0,从而可得 a=0.

又由f(-1)=-f

(1)得,

=-

,解得b=0.

此时,函数f(x)=

,易知,该函数为奇函数.

任取-1≤x1

<0,

得 f(x1)<f(x2),

∴ 函数f(x)在[-1,1]上单调递增.

注:

x=0处有定义的奇函数必过原点,但过原点的函数未必是奇函数,同样奇函数f(x)必满足f(-1)=-f

(1),但满足f(-1)=-f

(1)的函数也未必是奇函数,因此采用这种特殊值法的时候,回头检验后才能有说服力.

跟踪练习七

1.下列说法中正确的是(  )

A.图象关于原点对称的函数一定是奇函数.  B.奇函数一定是单调函数

C.奇函数的图象一定经过原点.       D.图象过原点的函数一定是奇函数.

2.已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x+2)=-f(x),则f(6)的值为(  )

A.-1B.0C.1D.2

3.已知函数f(x)=

-x为奇函数,则a的值为_______

阶段性目标测试七

1.已知f(x)=(m-1)x2+2mx+3为偶函数,则f(x)在区间(2,5)上是(  )

A.增函数    B.减函数   C.有增有减   D.增减性不确定

2.若y=f(x)(x∈R)是奇函数,则下列坐标表示的点一定在y=f(x)的图象上的是(  )

A.(m,-f(m))B.(-m,-f(m))C.(-m,-f(-m))D.(m,f(-m))

3.下面四个结论:

①偶函数的图象一定与y轴相交;②奇函数的图象一定过原点;③偶函数的图象关于y轴对称;④没有一个函数既是奇函数,又是偶函数.其中正确的命题个数是(  )

A.1B.2     C.3D.4

4.已知函数f(x)在[-5,5]上是偶函数,f(x)在[0,5]上是单调函数,且f(-3)<f

(1),则下列不等式中一定成立的是(  )

A.f(-1)<f(-3)B.f

(2)<f(3)   C.f(-3)<f(5)D.f(0)>f

(1)

5.F(x)=

·f(x)是偶函数,且f(x)不恒等于0,则f(x) (  )

A.是奇函数B.是偶函数C.既是奇函数,又是偶函数D.是非奇非偶函数

6.已知f(x)=ax7-bx+2且f(-5)=17,则f(5)=________.

7.偶函数f(x)在(-∞,0)内是减函数,若f(-1)<f(2a-1),则实数a的取值范围是______.

8.已知函数y=f(x)(x∈R且x≠0),对任意非零实数x1,x2恒有f(x1·x2)=f(x1)+f(x2),试判断函数f(x)的奇偶性.

 

9.如果奇函数f(x)在区间[2,7]上是增函数,且最大值为10,最小值为6,那么f(x)在[-7,-2]上是增函数还是减函数?

求函数f(x)在[-7,-2]上的最大值和最小值.

 

10.已知函数y=f(x)是奇函数,在(0,+∞)内是减函数,且f(x)<0.试问F(x)=

在(-∞,0)内是增函数还是减函数?

并证明你的结论.

参考答案

跟踪练习一

1.D.f(x)是奇函数,则f(-x)=-f(x),将各个选项中的f(-x)用-f(x)去替代,可知f(x)·f(-x)=f(x)·[-f(x)]=-f2(x)≤0.

2.A.因为x∈R,故函数F(x)的定义域关于原点对称,又F(-x)=f(-x)-f(x)=-[f(x)-f(-x)]=-F(x),故知F(x)一定是奇函数.

跟踪练习二

1.a=

,b=0.由f(x)是偶函数可知,①定义域关于原点对称;②f(-x)=f(x)恒成立.由2a=-(a-1)且2a>a-1,可知a=

,由f(-x)=f(x)恒成立,可得2bx=0恒成立,∴b=0.

2.解:

(1)函数的定义域为[-1,2],不关于原点成中心对称,故知其既不是奇函数,也不是偶函数;

(2)函数的定义域{1},不关于原点对称,∴该函数也是非奇非偶函数;

(3)函数的定义域为{-1,1},-1、1关于原点成中心对称,同时又有f(-x)=f(x),故(3)为偶函数;

(4)函数的定义域为{-1,1},因为f(-1)=0,f

(1)=0,函数f(x)不仅满足f(-x)=f(x),也满足f(-x)=-f(x),故知此函数既是奇函数又是偶函数.

注:

函数的定义域不一定是区间的形式,也可以是一些孤立的点构成的集合,只要关于原点对称,就可由定义判断奇偶性.

跟踪练习三

1.C.由f(x)=(x+1)(x-a)=x2+(1-a)x-a,可得f(x)-f(-x)=2(1-a)x,因为函数f(x)为偶函数,故f(x)-f(-x)=0恒成立,故1-a=0,∴a=1.

2.A.因为g(x)的定义域为x≠0,关于原点对称,且g(-x)+g(x)=1+

+(1+

)=2+

=2+

=2-2=0,即g(-x)=-g(x),∴g(x)是奇函数.

3.解:

注意到函数g(x)=ax6-bx4+cx2-1为偶函数,由g(x)-g(-x)=0可解.

∵f(x)=ax6-bx4+cx2+x-1①   ∴f(-x)=ax6-bx4+cx2-x-1②

①-②,得f(x)-f(-x)=2x,令x=5,得f(5)-f(-5)=2×5,又f(-5)=11,∴f(5)=21.

4.解:

由已知函数是奇函数可联想到,f(-x)=-f(x)恒成立,即f(-x)+f(x)=0恒成立。

如此,有2(m2+m-2)x2+2(n-2)=0恒成立.

,由题设可知m+2≠0,解得

∴g(x)=x+x2.

此函数的定义域为x∈R,但g(-x)-g(x)=-2x,g(-x)+g(x)=2x2,均不恒等于0,故g(-x)≠g(x),g(-x)≠-g(x),故g(x)既不是奇函数,又不是偶函数。

注:

该题隐含着条件m≠-2,若不注意,则会导至解的情况增多,同时出现错误的判断.

跟踪练习四

1.C.由奇函数的图象关于原点对称,可以观察出.

2.C ∵x∈(-∞,0)∪(0,+∞),且对定义域内每一个x,都有f(-x)=-

+x=-f(x),∴该函数f(x)=

-x是奇函数,其图象关于坐标原点对称.

3.(-3,0)∪(0,3)∵f(x)为奇函数,∴x·[f(x)-f(-x)]=2x·f(x)<0.又f(x)在定义域上的图象如题图,∴取值范围为(-3,0)∪(0,3).

4.最大值9.注意到g(x)=f(x)-2=ax3+bx为奇函数,且在(-∞,0)上有最小值-7,在(0,+∞)上最大值7,故f(x)-2≤7,f(x)=ax3+bx+2在(0,+∞)上最大值为9.

跟踪练习五

1.C ∵f(x)是奇函数,∴f(-2)=-f

(2)=-(22-3)=-1.

2.B.当x<0时,-x>0,∴f(-x)=(-x)(1+x),又f(x)奇,∴-f(x)=(-x)(1+x),∴f(x)=x(1+x).

3.D.用-x代换x,得f(-x)-g(-x)=e-x,即f(x)+g(x)=-e-x,解得f(x)=

,g(x)=-

,而f(x)单调递增且大于等于0,g(0)=-1.

跟踪练习六

1.B ∵f(x)是偶函数,∴f

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