届高三数学一轮复习导学案教师讲义 第3讲 函数的奇偶性及周期性.docx
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届高三数学一轮复习导学案教师讲义第3讲函数的奇偶性及周期性
第3讲 函数的奇偶性及周期性
1.函数的奇偶性
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)是偶函数
关于y轴对称
奇函数
如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数
关于原点对称
2.周期性
(1)周期函数:
对于函数y=f(x),如果存在一个非零常数T,使得当x取定义域内的任何值时,都有f(x+T)=f(x),那么就称函数y=f(x)为周期函数,称T为这个函数的周期.
(2)最小正周期:
如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期.
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若f(x)是定义在R上的奇函数,则f(-x)+f(x)=0.( )
(2)偶函数的图象不一定过原点,奇函数的图象一定过原点.( )
(3)如果函数f(x),g(x)为定义域相同的偶函数,则F(x)=f(x)+g(x)是偶函数.( )
(4)定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的一个必要条件.( )
(5)若T是函数的一个周期,则nT(n∈Z,n≠0)也是函数的周期.( )
(6)函数f(x)在定义域上满足f(x+a)=-f(x)(a>0),则f(x)是周期为2a的周期函数.( )
答案:
(1)√
(2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)√
定义域为R的四个函数y=x3,y=2x,y=x2+1,y=2sinx中,奇函数的个数是( )
A.4 B.3
C.2D.1
解析:
选C.由奇函数的定义可知,y=x3,y=2sinx为奇函数.
已知f(x)=ax2+bx是定义在[a-1,2a]上的偶函数,那么a+b的值是( )
A.-B.
C.D.-
解析:
选B.因为f(x)=ax2+bx是定义在[a-1,2a]上的偶函数,
所以a-1+2a=0,
所以a=.
又f(-x)=f(x),
所以b=0,
所以a+b=.
(教材习题改编)已知函数f(x)是奇函数,在(0,+∞)上是减函数,且在区间[a,b](a
A.有最大值4B.有最小值-4
C.有最大值-3D.有最小值-3
解析:
选B.法一:
根据题意作出y=f(x)的简图,由图知选B.
法二:
当x∈[-b,-a]时,-x∈[a,b],
由题意得f(b)≤f(-x)≤f(a),
即-3≤-f(x)≤4,所以-4≤f(x)≤3,
即在区间[-b,-a]上f(x)min=-4,
f(x)max=3,故选B.
(2017·高考全国卷Ⅱ)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x∈(-∞,0)时,f(x)=2x3+x2,则f
(2)=________.
解析:
依题意得,f(-2)=2×(-2)3+(-2)2=-12,由函数f(x)是奇函数,得f
(2)=-f(-2)=12.
答案:
12
(教材习题改编)函数f(x)的定义域为R,且对于x∈R,恒有f(x+2)=f(x).当x∈[2,4]时,f(x)=x2-2x,则f(2018)=________.
解析:
由f(x+2)=f(x),知f(x)是周期T=2的周期函数.
因为当x∈[2,4]时,f(x)=x2-2x,
所以f(2018)=f(1007×2+4)=f(4)=42-2×4=8,即f(2018)=8.
答案:
8
判断函数的奇偶性
[典例引领]
判断下列函数的奇偶性.
(1)f(x)=x3-;
(2)f(x)=+;
(3)f(x)=
【解】
(1)原函数的定义域为{x|x≠0},关于原点对称,
并且对于定义域内的任意一个x都有
f(-x)=(-x)3-=-=-f(x),
从而函数f(x)为奇函数.
(2)f(x)的定义域为{-1,1},关于原点对称.
又f(-1)=f
(1)=0,f(-1)=-f
(1)=0,
所以f(x)既是奇函数又是偶函数.
(3)f(x)的定义域为R,关于原点对称,
当x>0时,f(-x)=-(-x)2-2=-(x2+2)=-f(x);
当x<0时,f(-x)=(-x)2+2=-(-x2-2)=-f(x);
当x=0时,f(0)=0,也满足f(-x)=-f(x).
故该函数为奇函数.
判定函数奇偶性的3种常用方法
(1)定义法
(2)图象法
(3)性质法
①设f(x),g(x)的定义域分别是D1,D2,那么在它们的公共定义域上:
奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.
②复合函数的奇偶性可概括为“同奇则奇,一偶则偶”.
[注意]
(1)“性质法”中的结论是在两个函数的公共定义域内才成立的.
(2)判断分段函数的奇偶性应分段分别证明f(-x)与f(x)的关系,只有对各段上的x都满足相同关系时,才能判断其奇偶性.如本例(3).
[通关练习]
1.下列函数中,既不是奇函数,也不是偶函数的是( )
A.y= B.y=x+
C.y=2x+D.y=x+ex
解析:
选D.A选项定义域为R,由于f(-x)===f(x),所以是偶函数.B选项定义域为{x|x≠0},由于f(-x)=-x-=-f(x),所以是奇函数.C选项定义域为R,由于f(-x)=2-x+=+2x=f(x),所以是偶函数.D选项定义域为R,由于f(-x)=-x+e-x=-x,所以是非奇非偶函数.
2.设f(x)=ex+e-x,g(x)=ex-e-x,f(x),g(x)的定义域均为R,下列结论错误的是( )
A.|g(x)|是偶函数 B.f(x)g(x)是奇函数
C.f(x)|g(x)|是偶函数D.f(x)+g(x)是奇函数
解析:
选D.f(-x)=e-x+ex=f(x),f(x)为偶函数.
g(-x)=e-x-ex=-g(x),g(x)为奇函数.
|g(-x)|=|-g(x)|=|g(x)|,|g(x)|为偶函数,A正确;
f(-x)g(-x)=f(x)[-g(x)]=-f(x)g(x),
所以f(x)g(x)为奇函数,B正确;
f(-x)|g(-x)|=f(x)|g(x)|,
所以f(x)|g(x)|是偶函数,C正确;
f(x)+g(x)=2ex,
f(-x)+g(-x)=2e-x≠-(f(x)+g(x)),
且f(-x)+g(-x)=2e-x≠f(x)+g(x),
所以f(x)+g(x)既不是奇函数也不是偶函数,D错误,故选D.
函数奇偶性的应用
[典例引领]
(1)若函数f(x)=xln(x+)为偶函数,则a=________.
(2)已知f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,且f(-1)+g
(1)=2,f
(1)+g(-1)=4,则g
(1)等于________.
【解析】
(1)因为f(x)为偶函数,
所以f(-x)-f(x)=0恒成立,
所以-xln(-x+)-xln(x+)=0恒成立,
所以xlna=0恒成立,
所以lna=0,即a=1.
(2)f(-1)+g
(1)=2,即-f
(1)+g
(1)=2①,
f
(1)+g(-1)=4,即f
(1)+g
(1)=4②,
由①②得,2g
(1)=6,即g
(1)=3.
【答案】
(1)1
(2)3
已知函数奇偶性可以解决的4个问题
(1)求函数值:
将待求值利用奇偶性转化为已知区间上的函数值求解.
(2)求解析式:
将待求区间上的自变量转化到已知区间上,再利用奇偶性求出.
(3)求解析式中的参数:
利用待定系数法求解,根据f(x)±f(-x)=0得到关于参数的恒等式,由系数的对等性得参数的方程或方程(组),进而得出参数的值.
(4)画函数图象:
利用奇偶性可画出另一对称区间上的图象.
[通关练习]
1.已知函数f(x)=x3+sinx+1(x∈R),若f(a)=2,则f(-a)的值为( )
A.3 B.0
C.-1D.-2
解析:
选B.设F(x)=f(x)-1=x3+sinx,显然F(x)为奇函数,又F(a)=f(a)-1=1,所以F(-a)=f(-a)-1=-1,从而f(-a)=0.故选B.
2.设函数f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x)=则g(f(-8))=( )
A.-1B.-2
C.1D.2
解析:
选A.因为f(x)为奇函数,所以f(-8)=-f(8)=-log39=-2,
所以g[f(-8)]=g(-2)=f(-2)=-f
(2)=-log33=-1.
3.已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x(1+x),则x<0时,f(x)=________.
解析:
当x<0时,则-x>0,
所以f(-x)=(-x)(1-x).又f(x)为奇函数,
所以f(-x)=-f(x)=(-x)(1-x),
所以f(x)=x(1-x).
答案:
x(1-x)
函数的周期性
[典例引领]
(1)周期为4的奇函数f(x)在[0,2]上的解析式为f(x)=则f(2018)+f(2019)=( )
A.0 B.-1
C.2D.3
(2)已知f(x)是定义在R上的偶函数,并且f(x)f(x+2)=-1,当2≤x≤3时,f(x)=x,则f(105.5)=________.
【解析】
(1)函数f(x)的周期为4,所以f(2018)+f(2019)=f
(2)+f(-1)=f
(2)-f
(1)=-1.
(2)由已知,可得f(x+4)=f[(x+2)+2]=-=-=f(x).
故函数f(x)的周期为4.
所以f(105.5)=f(4×27-2.5)=f(-2.5)=f(2.5),
因为2≤2.5≤3,由题意,得f(2.5)=2.5.
所以f(105.5)=2.5.
【答案】
(1)B
(2)2.5
本例
(2)中,若将f(x)f(x+2)=-1改为f(x+2)=-f(x),其他条件不变,求f(105.5)的值.
解:
f(x+4)=f[(x+2)+2]=-f(x+2)=f(x),
所以函数f(x)的周期为4(下同例题).
(1)判断函数周期性的方法
①定义法:
判断函数的周期性只需证明f(x+T)=f(x)(T≠0)便可证明函数是周期函数,且周期为T.
②结论法:
对f(x)定义域内任一自变量的值x,
i.若f(x+a)=-f(x),则T=2a(a>0);
ii.若f(x+a)=,则T=2a(a>0);
iii.若f(x+a)=-,则T=2a(a>0).
(2)函数周期性的应用
根据函数的周期性,可以由函数局部的性质得到函数的整体性质,即周期性可将未知区间上的函数值、解析式、图象转化到已知区间上,在解决具体问题时,要注意结论:
若T是函数的周期,则kT(k∈Z且k≠0)也是函数的周期.
[通关练习]
已知f(x)是R上最小正周期为2的周期函数,且当0≤x<2时,f(x)=x3-x,则函数y=f(x)的图象在区间[0,6]上与x轴的交点的个数为( )
A.6B.7
C.8D.9
解析:
选B.当0≤x<2时,令f(x)=x3-x=x(x2-1)=0,所以y=f(x)的图象与x轴交点的横坐标分别为x1=0,x2=1.
当2≤x<4时,0≤x-2<2,又f(x)的最小正周期为2,所以f(x-2)=f(x),
所以f(x)=(x-2)(x-1)(x-3),
所以当2≤x<4时,y=f(x)的图象与x轴交点的横坐标分别为x3=2,x4=3.
同理可得,当4≤x<6时,y=f(x)的