内容正文:
§4 函数的奇偶性与简单的幂函数
知识点一 奇偶函数的定义及判定方法
1.函数f(x)=x2,x∈[-1,2]是( )
A.奇函数 B.偶函数
C.非奇非偶函数 D.既奇又偶函数
答案 C
解析 ∵x∈[-1,2]不关于原点成中心对称,∴函数是非奇非偶函数.
2.函数f(x)=+x3的图象( )
A.关于y轴对称
B.关于直线y=x对称
C.关于坐标原点对称
D.关于直线y=-x对称
答案 C
解析 ∵f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,且f(-x)=--x3=-f(x),∴f(x)是奇函数,图象关于原点对称.
3.判断下列函数的奇偶性.
(1)f(x)=|2x+1|-|2x-1|;
(2)f(x)=
(3)f(x)=
解 (1)奇函数.f(x)的定义域为实数集R,且f(-x)=|-2x+1|-|-2x-1|=|2x-1|-|2x+1|=-f(x),所以f(x)为奇函数.
(2)偶函数.f(x)的定义域为实数集R.
当x∈Q时,-x∈Q,且f(-x)=1=f(x).
同理,当x为无理数时,-x也为无理数.
且f(-x)=-1=f(x),所以f(x)为偶函数.
(3)奇函数.由题意知,f(x)的定义域为{x|x≠0}.当x<0时,-x>0,则f(-x)=-(-x)2-x=-(x2+x)=-f(x);当x>0时,-x<0,则f(-x)=(-x)2-x=-(-x2+x)=-f(x).综上所述,对任意的x≠0,都有f(-x)=-f(x),所以f(x)为奇函数.
知识点二 函数奇偶性的应用
4.已知y=f(x)是奇函数,当x<0时,f(x)=x2+ax,且f(3)=6,则a的值为________.
答案 5
解析 f(-3)=-f(3)=-6,即(-3)2-3a=-6,3a=15,所以a=5.
5.已知函数f(x)(x∈R)是奇函数,且当x>0时,f(x)=2x-1,求函数f(x)的解析式.
解 当x<0时,-x>0,∴f(-x)=2(-x)-1=-2x-1.
∵f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x),
∴f(x)=2x+1.又f(x)(x∈R)是奇函数,
∴f(-0)=-f(0),即f(0)=0.
∴函数f(x)的解析式为f(x)=
知识点三 幂函数的定义与应用
6.下列函数是幂函数的为( )
①y=;②y=2x2;③y=x2+x;④y=(x-2)3;⑤y=1.
A.①⑤ B.②
C.① D.①②④
答案 C
解析 由幂函数的定义可知y==x-2,是幂函数,故选C.
7. 如图所示,图中的曲线是幂函数y=xn在第一象限的图象,已知n取±2,-1,四个值,则相应于C1,C2,C3,C4的n依次为( )
A.-2,-1,,2 B.2,,-1,-2
C.-1,-2,2, D.2,,-2,-1
答案 B
解析 根据幂函数y=xn的性质,在第一象限内的图象当n>0时,n越大,y=xn递增速度越快,故C1的n=2,C2的n=;当n<0时,|n|越大,曲线越陡峭,所以曲线C3的n=-1,曲线C4的n=-2,故选B.
8.已知点在幂函数f(x)的图象上,求f(x)的解析式.
解 设f(x)=xα,由题意可得=2α,即α=-2.故f(x)=x-2.
9.已知是定义域为R的幂函数,求m,n的值.
解 由题意得
解得或
又当m=1,n=时,y=x0的定义域为{x|x≠0},不满足题意,故舍去.所以m=-3,n=.
易错点 判断函数奇偶性时忽略定义域
10.判断函数f(x)=(x-1) 的奇偶性.
[易错分析] 本题容易不求定义域而直接化简函数解析式,再判断f(-x)与f(x)的关系,此过程已经扩大了定义域的范围,致使判断错误.
正解 函数f(x)的定义域为[-1,1),不关于原点对称,故函数f(x)既不是奇函数也不是偶函数.
一、选择题
1.函数f(x)是定义在区间[-6,6]上的偶函数,且f(3)>f(1),则下列各式一定成立的是( )
A.f(0)<f(6) B.f(3)>f(2)
C.f(-1)<f(3) D.f(2)>f(0)
答案 C
解析 ∵f(x)为偶函数,且f(3)>f(1),∴f(-1)=f(1)<f(3).
2.已知f(x)=x5+ax3+bx-8,且f(-2)=10,则f(2)=( )
A.-26 B.-18
C.-10 D.10
答案 A
解析 令g(x)=f(x)+8=x5+ax3+bx,则g(x)是奇函数,∴g(-2)+g(2)=0,∴f(-2)+8+f(2)+8=0,∵f(-2)=10,∴f(2)=-26.
3. 已知函数f(x)的定义域为[a,b],函数y=f(x)的图象如右图所示,则函数f(|x|)的图象是( )
答案 B
解析 ∵y=f(|x|)是偶函数,∴y=f(|x|)的图象是由y=f(x)把x>0的图象保留,且关于y轴对称得到的.故选B.
4.[多选]设α∈,则可以使函数y=xα的定义域为R且为奇函数的α值为( )
A.-1 B.1
C. D.3
答案 BD
解析 当α=-1时,y=x-1的定义域是{x|x≠0},且为奇函数.当α=1时,函数y=x的定义域是R,且为奇函数.当α=时,函数y=x的定义域是{x|x≥0},且为非奇非偶函数.当α=3时,函数y=x3的定义域是R,且为奇函数.故选BD.
5.[多选]设f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x)在(0,+∞)上单调递减,f(-7)=0,则( )
A.f(x)在(-∞,0)上单调递减
B.f(x)的图象与x轴只有2个交点
C.f(8)<0
D.不等式f(x)>0的解集为(-∞,-7)∪(0,7)
答案 ACD
解析 ∵f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x)在(0,+∞)上单调递减,f(-7)=0,∴f(x)在(-∞,0)上单调递减,且f(7)=0,f(0)=0.则对应的大致图象如图,故A正确,C正确,D正确;f(x)的图象与x轴有3个交点,故B错误.故选ACD.
二、填空题
6.函数是幂函数,且当x∈(0,+∞)时,f(x)是增函数,则f(x)的解析式为__________.
答案 f(x)=x3
解析 根据幂函数定义,得m2-m-1=1,解得m=2或m=-1.当m=2时,f(x)=x3在(0,+∞)上是增函数;当m=-1时,f(x)=x-3在(0,+∞)上是减函数,不符合题意.故f(x)=x3.
7.定义在R上的偶函数f(x),对任意的x1,x2∈[0,+∞)(x1≠x2),有<0,则f(-2),f(1),f(3)的大小关系为________.
答案 f(3)<f(-2)<f(1)
解析 由<0,得f(x)在[0,+∞)上单调递减.又由偶函数的性质,得f(3)<f(2)=f(-2)<f(1).
8.已知f(x)=ax2+bx+3a+b是偶函数,且其定义域为[a-1,2a],则y=f(x)的值域为________.
答案
解析 ∵f(x)=ax2+bx+3a+b是偶函数,∴其定义域[a-1,2a]关于原点对称,且f(-x)=f(x),∴得,∴f(x)=x2+1,x∈,其值域为.
三、解答题
9.点(,2)在幂函数f(x)的图象上,点在幂函数g(x)的图象上,画出y=f(x)与y=g(x)的图象,结合图象回答当x为何值时,有:
(1)f(x)>g(x);(2)f(x)=g(x);(3)f(x)<g(x).
解 设f(x)=xα,
则由题意得2=()α,
所以α=2,即f(x)=x2,
再设g(x)=xβ,
则由题意得=(-2)β,
所以β=-2,
即g(x)=x-2,
在同一坐标系中作出f(x)与g(x)的图象,如图所示.
由图象可知,
(1)当x>1或x<-1时,f(x)>g(x);
(2)当x=±1时,f(x)=g(x);
(3)当-1<x<1且x≠0时,f(x)<g(x).
10.已知函数f(x)是定义域为R的偶函数,当x≥0时,f(x)=x2-2x,
(1)求f(-2);
(2)求出函数f(x)在R上的解析式;
(3)在坐标系中画出函数f(x)的图象.
解 (1)由于函数f(x)是定义在R上的偶函数,因此对任意的x都有f(-x)=f(x),
所以f(-2)=f(2),而f(2)=22-2×2=0,所以f(-2)=0.
(2)当x<0时,-x>0,因为f(x)是偶函数,所以f(-x)=f(x).
所以f(x)=f(-x)=(-x)2-2(-x)=x2+2x.
综上,f(x)=
(3)图象如图:
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