内容正文:
3.2.2 奇偶性
第1课时 奇偶性的概念
学习目标 1.了解函数奇偶性的定义.2.掌握判断和证明函数奇偶性的方法.3.应用函数的奇偶性解决简单的求值问题.
导语
古语有云:“夫美者,上下,内外,大小,远近皆无害焉,故曰美.”大家知道,我国的建筑,无论宫殿、庙宇、亭台、园林,无不有着对称之美,还能给人以稳重、博大、端庄的感觉,你能说出生活中和对称有关的例子吗?而对称美在数学中更是体现的淋漓尽致,今天我们来探究数学中的对称美.
一、函数奇偶性的概念
问题1 观察下列函数图象,你能发现这两个函数图象有什么共同特征吗?
提示 这两个函数图象都关于y轴对称.
问题2 如何利用符号语言精确地描述“函数图象关于y轴对称”呢?不妨取自变量的一些特殊值,观察下表相应函数值的情况.
x
…
-3
-2
-1
0
1
2
3
…
f(x)=x2
…
9
4
1
0
1
4
9
…
g(x)=2-|x|
…
-1
0
1
2
1
0
-1
…
提示 可以发现当自变量取一对相反数时,相应的两个函数值相等.
问题3 观察函数f(x)=x和g(x)=的图象,你能发现这两个函数图象有什么共同特征吗?你能用符号语言精确地描述这一特征吗?并自主探究结果.
提示 可以发现,两个函数的图象都关于原点成中心对称图形.
知识梳理
偶函数的定义:一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=f(x),那么函数f(x)就叫做偶函数.
奇函数的定义:一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=-f(x),那么函数f(x)就叫做奇函数.
注意点:
(1)函数的奇偶性是函数的整体性质.
(2)先判断定义域是否关于原点对称,如果∀x∈I,都有-x∈I,即便定义域关于原点对称,还需判断f(-x)与f(x)的关系,若f(-x)=f(x),则函数是偶函数,若f(-x)=-f(x),则函数是奇函数,若f(-x)≠±f(x),则函数为非奇非偶函数.
(3)偶函数图象关于y轴对称,奇函数图象关于原点对称.
(4)若奇函数在原点处有意义,则必有f(0)=0.
(5)若f(-x)=-f(x),且f(-x)=f(x),则f(x)既是奇函数又是偶函数,既奇又偶的函数有且只有一类,即f(x)=0,x∈D,D是关于原点对称的实数集,但有无数个既奇又偶的函数.
二、函数奇偶性的判断
例1 判断下列函数的奇偶性.
(1)f(x)=-|x|;
(2)f(x)=+;
(3)f(x)=.
(4)f(x)=x-.
解 (1)函数f(x)的定义域为R,关于原点对称,又f(-x)=-|-x|=-|x|=f(x),∴f(x)为偶函数.
(2)函数f(x)的定义域为{-1,1},关于原点对称,且f(x)=0,又f(-x)=-f(x),f(-x)=f(x),
∴f(x)既是奇函数又是偶函数.
(3)函数f(x)的定义域为{x|x≠1},不关于原点对称,
∴f(x)是非奇非偶函数.
(4)函数f(x)的定义域为{x|x≠0},∵∀x∈{x|x≠0},都有-x∈{x|x≠0},
且f(-x)=-x-=-=-f(x),
∴f(x)是奇函数.
反思感悟 判断函数奇偶性的方法
(1)定义法:
(2)图象法:
跟踪训练1 判断下列函数的奇偶性.
(1)f(x)=;
(2)f(x)=x2(x2+2).
解 (1)f(x)=的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),
∵f(-x)=-=-f(x),
∴f(x)=是奇函数.
(2)f(x)=x2(x2+2)的定义域为R.
∵f(-x)=f(x),
∴f(x)=x2(x2+2)是偶函数.
三、奇、偶函数的图象及应用
例2 已知函数y=f(x)是定义在R上的偶函数,且当x≤0时,f(x)=x2+2x.现已画出函数f(x)在y轴左侧的图象,如图所示.
(1)请补全函数y=f(x)的图象;
(2)根据图象写出函数y=f(x)的单调递增区间;
(3)根据图象写出使f(x)<0的x的取值集合.
解 (1)由题意作出函数图象如图.
(2)由图可知,单调递增区间为(-1,0),(1,+∞).
(3)由图可知,使f(x)<0的x的取值集合为{x|-2<x<2,且x≠0}.
延伸探究 若将本例中的“偶函数”改为“奇函数”,其他条件不变,如何解答本题?
解 (1)由题意作出函数图象如图所示.
(2)由图可知,单调递增区间为(-1,1).
(3)由图可知,使f(x)<0的x的取值集合为{x|-2<x<0或x>2}.
反思感悟 巧用奇、偶函数的图象求解问题
(1)依据:奇函数⇔图象关于原点对称,偶函数⇔图象关于y轴对称.
(2)求解:根据奇、偶函数图象的对称性可以解决诸如求值、比较大小及解不等式