内容正文:
第二章 函数
第三节 函数的奇偶性、周期性、对称性
第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
——想要逃避总有借口,想要成功总有方法!
第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
1
·考试要求·
1.结合具体函数,了解奇函数、偶函数的概念和几何意义.
2.结合具体函数,了解函数周期性的概念和几何意义.
第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
核心回扣
1.函数的奇偶性
奇偶性 定义 图象特点
偶函数 设函数f (x)的定义域为D,如果∀x∈D,都有-x∈D,且________________,那么函数f (x)就叫做偶函数 关于_____对称
奇函数 设函数f (x)的定义域为D,如果∀x∈D,都有-x∈D,且__________________,那么函数f (x)就叫做奇函数 关于______对称
f (-x)=f (x)
y轴
f (-x)=-f (x)
原点
核心考点 提升“四能”
必备知识 落实“四基”
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
2.奇偶函数的等价形式
若f (x)≠0,则奇、偶函数定义的等价形式如下:
(1)f (-x)=f (x)⇔f (-x)-f (x)=0⇔=1⇔f (x)为偶函数;
(2)f (-x)=-f (x)⇔f (-x)+f (x)=0⇔=-1⇔f (x)为奇函数.
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
【常用结论】
1.函数奇偶性的2个常用结论
(1)如果一个奇函数f (x)在原点处有定义,即f (0)有意义,那么一定有f (0)=0;如果函数f (x)是偶函数,那么f (x)=f (|x|).
(2)奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个对称的区间上具有相反的单调性.
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
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函数的奇偶性
考向1 判断函数的奇偶性
【例1】(1)(多选题)(2024·威海模拟)下列函数中是偶函数的是( )
A.f (x)=x3+1 B.f (x)=ln |x|
C.f (x)=sin D.f (x)=ex-e-x
√
√
第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
BC 解析:对于A,f (x)=x3+1,定义域为R,f (1)=2,f (-1)=0,故f (x)为非奇非偶函数;对于B,f (x)=ln |x|,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),f (-x)=ln |-x|=ln |x|,故f (x)为偶函数;对于C,f (x)==cos x,故f (x)为偶函数;对于D,易知定义域为R,f (x)=ex-e-x,f (-x)=e-x-ex=-f (x),故f (x)为奇函数.
第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
(2)(2021·全国乙卷)设函数f (x)=,则下列函数中为奇函数的是( )
A.f (x-1)-1 B.f (x-1)+1
C.f (x+1)-1 D.f (x+1)+1
B 解析:由题意可得f (x)=.对于A,f (x-1)-1=-2不是奇函数;对于B,f (x-1)+1=是奇函数;对于C,f (x+1)-1=-2,定义域不关于原点对称,不是奇函数;对于D,f (x+1)+1=,定义域不关于原点对称,不是奇函数.
√
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
(3)(多选题)设函数f (x)=,则下列结论正确的有( )
A.|f (x)|是偶函数 B.-f (x)是奇函数
C.f (x)|f (x)|是奇函数 D.f (|x|)f (x)是偶函数
ABC 解析:因为f (x)=,定义域为R,f (-x)==-f (x),所以f (x)是奇函数,所以|f (x)|为偶函数,-f (x)为奇函数,f (x)·|f (x)|为奇函数.因为f (|-x|)=f (|x|),所以f (|x|)是偶函数,所以f (|x|)f (x)是奇函数.
√
√
√
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
(4)已知函数f (x)=则该函数的奇偶性是________.
奇函数 解析:(方法一)当x>0时,-x<0,所以f (-x)=x2-x=-(-x2+x)=-f (x);当x<0时,-x>0,f (-x)=-x2-x=-(x2+x)=-f (x),所以f (x)是奇函数.
(方法二)作出函数f (x)的图象如图所示,由图象可知f (x)为奇函数.
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
判断函数奇偶性的常用方法
(1)定义法,即根据奇函数、偶函数的定义来判断.
(2)图象法,即利用奇函数、偶函数图象的对称性来判断.
(3)性质法,即利用在公共定义域内奇函数、偶函数的和、差、积的奇偶性来判断.
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
考向2 函数奇偶性的简单应用
【例2】(1)若f (x)=为奇函数,则g(-2)=( )
A.-8 B.-4
C.-2 D.0
A 解析:因为f (x)为奇函数,所以f (-2)=-f (2)=-4.又f (-2)=g(-2)+4,可得g(-2)=-8.故选A.
√
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
(2)已知函数f (x)是偶函数,g(x)是奇函数,f (x)+g(x)=x2+x-2,则f (-2)=( )
A.4 B.3
C.2 D.1
C 解析:由f (x)+g(x)=x2+x-2,得f (-x)+g(-x)=x2-x-2.由函数的奇偶性得f (x)-g(x)=x2-x-2,联立得f (x)=x2-2,所以f (-2)=2.
√
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
(4)(2024·哈尔滨模拟)若函数f (x)=x(ex+e-x)+1在区间[-2,2]上的最大值与最小值分别为M,N,则M+N的值为________.
2 解析:依题意,令g(x)=x(ex+e-x),显然函数g(x)的定义域为R,则g(-x)=-x(e-x+ex)=-g(x),即函数g(x)是奇函数,因此,函数g(x)在区间[-2,2]上的最大值与最小值的和为0.而f (x)=g(x)+1,则有M=g(x)max+1,N=g(x)min+1,于是得M+N=g(x)max+1+g(x)min+1=2,所以M+N的值为2.
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
应用函数奇偶性可解决的问题及解题方法
(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,先将待求区间上的自变量转化到已知区间上,再利用奇偶性求解,或利用奇偶性构造关于f (x)的方程(组),从而得到f (x)的解析式.
(3)求函数解析式中参数的值,利用待定系数法求解,根据f (x)±f (-x)=0得到关于待求参数的恒等式,由系数的对等性得到关于参数的方程(组),进而得出参数的值.
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
2.(2024·石家庄模拟)已知函数f (x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f (x)=ex+x,则f (x)在R上的解析式为______________.
f (x)= 解析:由已知,得当x=0时,f (0)=0.
当x<0时,-x>0,则f (-x)=e-x-x.
因为f (x)为R上的奇函数,所以 f (x)=-f (-x)=-e-x+x,
所以f (x)=
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
核心回扣
函数的周期性
周期函数 对于函数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__________________,那么就称函数f (x)为周期函数,称T为这个函数的周期
最小正周期 如果在周期函数f (x)的所有周期中存在一个______的正数,那么这个__________就叫做f (x)的最小正周期
f (x+T)=f (x)
最小
最小正数
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
核心回扣
1.(1)若函数y=f (x)的图象关于直线x=a对称,则f (a-x)=f (a+x);
(2)若函数y=f (x)满足f (a-x)=-f (a+x),则函数y=f (x)的图象关于点(a,0)对称.
2.两个函数图象的对称
(1)函数y=f (x)与y=f (-x)的图象关于y轴对称;
(2)函数y=f (x)与y=-f (x) 的图象关于x轴对称;
(3)函数y=f (x)与y=-f (-x) 的图象关于原点对称.
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
2.函数周期性的3个常用结论
对f (x)定义域内任一自变量的值x:
(1)若f (x+a)=-f (x),则T=2a(a>0).
(2)若f (x+a)=,则T=2a(a>0).
(3)若f (x+a)=-,则T=2a(a>0).
3.函数对称性的3个常用结论
(1)若函数y=f (x+a)是偶函数,则函数y=f (x)的图象关于直线x=a对称.
(2)若函数y=f (x+b)是奇函数,则函数y=f (x)的图象关于点(b,0)中心对称.
(3)若对于R上的任意x都有f (2a-x)=f (x)或f (-x)=f (2a+x)或f (a+x)=f (a-x)或f (3a-x)=f (x-a),则y=f (x)的图象关于直线x=a对称.
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
知识点二 函数的周期性
1.已知函数f (x)满足f (x+2)=f (x).当x∈[0,1]时,f (x)=2x,则f =( )
A. B.
C. D.1
B 解析:由f (x+2)=f (x),知函数f (x)的周期T=2,所以f .
√
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
【例3】(1)已知函数f (x)的定义域为R,当x<0时,f (x)=x3-1;当-1≤x≤1时,f (-x)=-f (x);当x>时,f ,则f (6)=( )
A.-2 B.-1
C.0 D.2
D 解析:当x>时,由f ,得f (x+1)=f (x),即f (x)的周期为1,则f (6)=f (1)=-f (-1)=-[(-1)3-1]=2.
√
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
2.若函数f (x)满足f (x)f (x+2)=13,且f (3)=2,则f (2 025)=________.
解析:因为f (x)f (x+2)=13,所以f (x+2)=,
所以f (x+4)==f (x),所以f (x)的周期为4,
所以f (2 025)=f (1)=.
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
自查自测
知识点三 函数的对称性
1.函数y=log0.5x与y=log2x的图象( )
A.关于x轴对称 B.关于y轴对称
C.关于原点对称 D.关于直线y=x对称
A 解析:由y=log0.5x,得y=-log2x,所以函数y=log0.5x与y=log2x的图象关于x轴对称.
√
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
2.若函数y=f (x)的定义域为R,则函数y=f (x-1)与y=f (1-x)的图象关于( )
A.直线x=0对称 B.直线y=0对称
C.直线x=1对称 D.直线y=1对称
C 解析:函数f (x-1)的图象是f (x)的图象向右平移1个单位长度得到的,f (1-x)=f (-(x-1))的图象是f (-x)的图象向右平移1个单位长度得到的.因为f (x)与f (-x)的图象关于y轴(直线x=0)对称,所以函数y= f (x-1)与y=f (1-x)的图象关于直线x=1对称.故选C.
√
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
应用1 已知函数f (x)=x3+x+m是定义在区间[-2-n,2n]上的奇函数,则m+n=( )
A.0 B.1
C.2 D.4
C 解析:由已知得-2-n+2n=0且f (0)=0,所以n=2,m=0,此时f (x)=x3+x,x∈[-4,4]是奇函数,满足题意.故m+n=2.
√
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
应用2 已知奇函数f (x)的图象关于点(1,0)对称,且f (3)=2,则f (1)=( )
A.-1 B.2
C.3 D.5
B 解析:由奇函数f (x)的图象关于点(1,0)对称,可得f (x)+f (2-x)=0.令x=3,得f (3)+f (-1)=0.又f (3)=2,所以f (-1)=-2,所以f (1)=-f (-1)=2.
应用3 已知定义在R上的函数f (x)满足f (x+2)=-,当x∈(0,2]时,f (x)=2x-1,则f (9)=________.
1 解析:因为f (x+2)=-,所以T=4为函数f (x)的一个周期,故f (9)=f (2×4+1)=f (1)=2×1-1=1.
√
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
(2)(2024·湖南六校联考)已知定义在R上的函数f (x)满足f (x)=-f (x+2),当x∈(0,2]时,f (x)=2x+log2x,则f (2 025)=( )
A.5 B.
C.2 D.-5
C 解析:由f (x)=-f (x+2),得f (x+4)=-f (x+2)=f (x),所以函数f (x)是周期为4的周期函数,所以f (2 025)=f (506×4+1)=f (1)=21+log21=2.
√
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
函数周期性问题的求解策略
(1)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,函数的周期性常与函数的其他性质综合命题.
(2)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,在解决具体问题时,若T是函数的周期,则kT(k∈Z且k≠0)也是函数的周期.
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
1.奇函数f (x)的定义域为R,若f (x+1)为偶函数,且f (1)=2,则f (4)+f (5)的值为( )
A.2 B.1
C.-1 D.-2
A 解析:因为f (x+1)为偶函数,所以f (-x+1)=f (x+1),则f (-x)=f (x+2).又f (x)为奇函数,则f (-x)=-f (x)=f (x+2),且f (0)=0,故f (x+4)=f (x+2+2)=-f (x+2)=f (x),所以函数f (x)的周期为4.所以f (4)+f (5)=f (0)+f (1)=0+2=2.故选A.
√
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
2.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[0,4]上与x轴的交点的个数为________.
5 解析:当0≤x<2时,令f (x)=x3-x=x(x2-1)=x(x+1)(x-1)=0,所以函数y=f (x)的图象与x轴交点的横坐标分别为x1=0,x2=1,则f (0)=0.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,函数y=f (x)的图象与x轴交点的横坐标分别为x3=2,x4=3.当x5=4时,f (4)=f (0)=0,也符合要求.
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
函数图象的对称性
【例4】(2024·日照期末)定义在R上的函数f (x)满足f (2-x)=2-f (x).若f (x)的图象关于直线x=3对称,则下列选项中一定成立的是( )
A.f (-3)=1 B.f (0)=0
C.f (3)=2 D.f (5)=-1
A 解析:因为函数f (x)的图象关于直线x=3对称,所以f (3-x)=f (x+3),所以f (0)=f (6),f (1)=f (5),f (2)=f (4).又因为f (x)满足f (2-x)=2-f (x).取x=1,得f (1)=2-f (1),所以f (1)=1,则f (1)=f (5)=1.取x=5,则f (-3)=2-f (5)=1.故选A.
√
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
求解与函数图象的对称性有关的问题时,应根据题目特征和对称性的定义,求出函数图象的对称轴或对称中心,大多是结合图象利用对称性解决求值或参数问题.
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
1.下列函数中,其图象与函数y=ln x的图象关于直线x=1对称的是( )
A.y=ln (1-x) B.y=ln (2-x)
C.y=ln (1+x) D.y=ln (2+x)
B 解析:函数y=ln x的图象过定点(1,0),(1,0)关于直线x=1对称的点还是(1,0),只有y=ln (2-x)的图象过此点.
√
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
2.已知函数f (x)(x∈R)满足f (-x)=2-f (x),若函数y=与y=f (x)图象的交点为(x1,y1),(x2,y2),…,(x2 024,y2 024),则=________.
2 024 解析:因为f (-x)=2-f (x),所以函数f (x)(x∈R)的图象关于点(0,1)对称.又y=的图象关于点(0,1)对称,所以两函数图象的交点也关于点(0,1)对称.对于每一组对称的(xi,yi)和(x′i,y′i),都有xi+x′i=0,yi+y′i=2,从而×2=2 024.
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第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
THANKS
第1课时 函数的奇偶性、周期性、对称性
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