内容正文:
第二课时 函数奇偶性的应用
[学习目标] 1.会应用奇、偶函数图象的对称性解决简单问题,发展直观想象的核心素养.2.掌握用奇偶性求解析式的方法,强化逻辑推理和数学运算的核心素养(重点).3.理解奇偶性对单调性的影响并能用以比较大小,求最值和解不等式,强化逻辑推理和数学运算的核心素养(难点).
要点一 奇函数、偶函数的图象
1.奇函数的图象关于原点对称,偶函数的图象关于y轴对称;反之图象关于原点对称的函数一定是奇函数,图象关于y轴对称的函数一定是偶函数.
2.由于奇、偶函数的图象具有某种对称性,因此研究奇、偶函数时,为方便起见,往往只需研究它在y轴右侧部分的性质,就能根据对称性得到该函数在y轴左侧部分的性质,从而得到整个定义域内的函数性质.
要点二 函数奇偶性与单调性(最值)之间的关系
1.若奇函数f(x)在[a,b]上单调递增(减),且有最大值M,最小值N,则f(x)在[-b,-a]上单调递增(减),且有最小值-M,最大值-N.
2.若偶函数f(x)在[a,b]上单调递增(减),且有最大值M,最小值N,则f(x)在[-b,-a]上单调递减(增),且有最大值M,最小值N.
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”.
(1)奇函数的图象一定过原点.( )
(2)偶函数的图象与x轴交点的个数一定是偶数.( )
(3)奇函数在关于原点对称的区间上的单调性一致,偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反.( )
(4)奇函数在定义域内一定有最大值和最小值.( )
提示 (1)× (2)× (3)√ (4)×
探究一 利用函数的奇偶性求解函数图象问题
规律总结
(1)依据:奇、偶函数图象的对称性,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函数值或画出奇、偶函数图象的问题.
【例题1】 设奇函数f(x)的定义域为[-5,5],当x∈[0,5]时,函数y=f(x)的图象如图所示.
作出函数在[-5,0]上的图象,并求使函数值y<0的x的取值集合.
解析 由于函数是奇函数,所以y=f(x)在[-5,5]上的图象关于坐标原点对称,由y=f(x)在[0,5]上的图象,知它在[-5,0]上的图象,如图所示.由图象知,使函数值y<0的x的取值集合为(-2,0)∪(2,5).
【变式1】 设偶函数f(x)的定义域为[-6,6],若当x∈[0,6]时,f(x)的图象如图所示,则不等式f(x)<0的解集是________.
解析 利用偶函数的图象关于y轴对称,画出函数的草图如图所示,根据图象观察可知不等式f(x)<0的解集为(-6,-3)∪(3,6).
答案 (-6,-3)∪(3,6)
探究二 利用函数的奇偶性求函数解析式
规律总结
(1)已知函数奇偶性及其区间上的解析式,求该函数在整个定义域上的解析式的步骤:①求谁设谁,求哪个区间的解析式,x就设在哪个区间内;②要利用已知区间的解析式进行代入;③利用f(x)的奇偶性写出-f(x)或f(-x),从而解出f(x).
(2)奇函数f(x)的定义域内含0,则必有f(0)=0,但f(x)若为偶函数,则未必有f(0)=0.
(3)当已知两函数之间的关系式,求解这两个函数的解析式时可使用方程组法求解,就是根据已知条件,建立有关变量与常量之间的关系,通过解方程(组)得到函数的解析式.
【例题2】 (1)若f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x(1-x),求函数f(x)的解析式.
(2)设f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,且f(x)+g(x)=,求函数f(x),g(x)的解析式.
解析 (1)①当x=0时,由f(-x)=-f(x)得f(0)=0;
②当x<0时,-x>0,
所以f(-x)=(-x)[1-(-x)],
又因为f(-x)=-f(x),
所以-f(x)=(-x)(1+x),
所以f(x)=x(1+x).
所以函数f(x)的解析式为f(x)=
(2)因为f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,所以f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),用-x代替x,由f(x)+g(x)= ①,得f(-x)+g(-x)=,所以f(x)-g(x)= ②,(①+②)÷2,得f(x)=;(①-②)÷2,得g(x)=.
所以函数f(x),g(x)的解析式分别为f(x)=,g(x)=.
【变式2】 (1)已知f(x)是定义在R上的奇函数,且x>0时,f(x)=x|x-2|,求f(x)的解析式.
(2)设f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,且f(x)+g(x)=x2+2x,求函数f(x),g(x)的解析式.
解析 (1)x<0时,-x>0,
则f(-x)=-x|-x-2|=-x|x+2|,
又f(x)为奇函数,所以f(x)=-f(-x)=x|x+2|,