内容正文:
3.1.3 函数的奇偶性
第1课时 函数的奇偶性
课程标准
素养解读
1.结合具体函数,了解函数奇偶性的概念和几何意义
2.能判断函数的奇偶性,能运用奇偶函数的图像特征解决一些简单问题
通过本节内容的学习,让学生结合实例,利用图像抽象出函数性质,提升直观想象和逻辑推理素养
[情境引入]
在我们的日常生活中,可以观察到许多对称现象,如图,六角形的雪花晶体、建筑物和它在水中的倒影……
[问题1] 上述材料中提到的图形对称指的是“整个图形对称”还是“图形的部分”对称?
[问题2] 哪个图形是轴对称图形?哪个图形是中心对称图形?
1.提示:整个图形对称.
2.提示:①是轴对称图形,②既是轴对称图形,又是中心对称图形.
[知识梳理]
[知识点一]
1.偶函数的定义及图像特征
(1)偶函数的定义
一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果对I的任意一个x,都有 -x∈I ,且 f(-x)=f(x) ,则称y=f(x)为偶函数.
(2)偶函数的图像特征:偶函数的图像关于 f(-x)=f(x) 对称.反之,图像关于y轴对称的函数一定是 偶 函数.
2.奇函数的定义及图像特征
(1)奇函数的定义
一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果对I内的任意一个x,都有 -x∈I ,且f(-x)=-f(x),则称y=f(x)为奇函数.
(2)奇函数的图像特征:奇函数的图像关于 原点 对称.反之,图像关于原点对称的函数一定是 奇 函数.
1.如果函数f(x)具有奇偶性,那么函数f(x)的定义域一定关于原点对称吗?
提示:定义域一定关于原点对称.由函数奇偶性的定义知,若x在定义域内,则-x一定也在定义域内(若-x不在定义域内,则f(-x)无意义),因此,具有奇偶性的函数的定义域必关于原点对称.
2.若奇函数f(x)在x=0处有定义,则f(0)的值是多少?
提示:由于函数f(x)是奇函数,则f(-x)=-f(x),又函数f(x)在x=0处有意义,于是f(0)=f(-0)=-f(0),即2f(0)=0,所以f(0)=0.
[预习自测]
1.下列函数为偶函数的是( )
A.f(x)=x4-1 B.f(x)=x2(-1<x<3)
C.f(x)=x+ D.f(x)=
答案:A
2.函数f(x)=-x的图像( )
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
3.下列图像表示的函数是奇函数的是________,是偶函数的是________(填序号).
答案:②④ ①③
判断函数的奇偶性
[例1] 判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=x+;
(2)f(x)=x2-|x|+1;
(3)f(x)=.
[思路点拨] 根据奇偶性的定义进行判断.
[解] (1)f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,
又f(-x)=-x+=-=-f(x),
∴f(x)是奇函数.
(2)f(x)的定义域为R,关于原点对称,
又f(-x)=(-x)2-|-x|+1=x2-|x|+1=f(x),
∴f(x)是偶函数.
(3)函数f(x)的定义域为{x|x≠1},显然不关于原点对称,∴f(x)是非奇非偶函数.]
判断函数奇偶性的方法
(1)定义法
根据函数奇偶性的定义进行判断.步骤如下:
①判断函数f(x)的定义域是否关于原点对称.若不对称,则函数f(x)为非奇非偶函数,若对称,则进行下一步.
②验证.f(-x)=-f(x)或f(-x)=f(x).
③下结论.若f(-x)=-f(x),则f(x)为奇函数;
若f(-x)=f(x),则f(x)为偶函数;
若f(-x)≠-f(x),且f(-x)≠f(x),则f(x)为非奇非偶函数.
(2)图像法
①若f(x)图像关于原点对称,则f(x)是奇函数.
②若f(x)图像关于y轴对称,则f(x)是偶函数.
③若f(x)图像既关于原点对称,又关于y轴对称,则f(x)既是奇函数,又是偶函数.
④若f(x)的图像既不关于原点对称,又不关于y轴对称,则f(x)既不是奇函数也不是偶函数.
(3)性质法
①偶函数的和、差、积、商(分母不为零)仍为偶函数.
②奇函数的和、差仍为奇函数.
③奇(偶)数个奇函数的积、商(分母不为零)为奇(偶)函数.
④一个奇函数与一个偶函数的积为奇函数.
[变式训练]
1.判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=2-|x|;
(2)f(x)=;
解:(1)∵函数f(x)的定义域为R,关于原点对称,
又f(-x)=2-|-x|=2-|x|=f(x),
∴f(x)为偶函数.
(2)f(x)的定义域是R,
又∵f(-x)==-=-f(x),
∴f(x)是奇函数.
奇偶函数的图像应用
[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轴左侧的图像,如图所示.
(1)请补出完整函数y=f(x)的图像.
(2)根据图像写出函数y=f(x)的递增区间.
(3)根据图像写出使y=f(x)<0的x的取值范围.
[思路点拨] 根据奇偶函数图像的特点补全图形.
[解析 ] (1)由题意作出函数图像如图:
(2)据图可知,单调递增区间为(-1,0),(1,+∞)
(3)据图可知,使f(x)<0的x的取值范围为(-2,0)∪(0,2).
巧用奇偶性作函数图像的步骤
(1)确定函数的奇偶性.
(2)作出函数在[0,+∞)(或(-∞,0])上对应的图像.
(3)根据奇(偶)函数关于原点(y轴)对称得出在(-∞,0](或[0,+∞))上对应的函数图像.
[变式训练]
2.
已知奇函数f(x)的定义域为[-5,5],且在区间[0,5]上的图像如图所示.
(1)画出在区间[-5,0]上的图像.
(2)写出使f(x)<0的x的取值范围.
解析:(1)因为函数f(x)是奇函数,所以y=f(x)在[-5,5]上的图像关于原点对称.由y=f(x)在[0,5]上的图像,可知它在[-5,0]上的图像,如图所示.
(2)由图像知,使f(x)<0的x的取值范围为(-2,0)∪(2,5).
利用函数的奇偶性求参数
[例3] (1)若函数f(x)=ax2+bx+3a+b是偶函数,定义域为[a-1,2a],则a=________,b=________.
(2)已知函数f(x)=ax2+2x是奇函数,则实数a=________.
[思路点拨] 依据奇偶函数的定义求解.
[解析] (1)因为偶函数的定义域关于原点对称,所以a-1=-2a,解得a=.
又函数f(x)=x2+bx+b+1为二次函数,结合偶函数图像的特点,易得b=0.
(2)由奇函数定义有f(-x)+f(x)=0,得a(-x)2+2(-x)+ax2+2x=2ax2=0,故a=0.
[答案] (1) 0 (2)0
利用奇偶性求参数的常见类型
(1)定义域含参数:奇偶函数f(x)的定义域为[a,b],根据定义域关于原点对称,利用a+b=0求参数.
(2)解析式含参数:根据f(-x)=-f(x)或f(-x)=f(x)列式,比较系数利用待定系数法求解.
[变式训练]
3.设函数f(x)=为奇函数,则a=________.
解析:∵f(x)为奇函数,∴f(-x)=-f(x),
即=-.
显然x≠0,整理得x2-(a+1)x+a=x2+(a+1)x+a,
故a+1=0,得a=-1.
答案:-1
4.已知函数f(x)=是奇函数,则a=________.
解析:因为f(x)为奇函数,所以f(-1)+f(1)=0,
即(a-1)+(-1+1)=0,故a=1.
答案:1
1.下列图像表示的函数中具有奇偶性的是( )
答案:B
2.(多选题)已知函数y=f(x)是定义在R上的奇函数,则下列函数中是偶函数的是( )
A.y=f(|x|) B.y=f(x2)
C.y=x·f(x) D.y=f(x)+x
答案:ABC
3.已知函数f(x)是定义在区间[a-1,2a]上的奇函数,则实数a的值为________.
答案:
4.设奇函数f(x)的定义域为[-6,6],当x∈[0,6]时f(x)的图像如图所示,不等式f(x)<0的解集用区间表示为________.
答案:(-6,-3)∪(0,3)
5.求证:函数f(x)=x2+的图像关于y轴对称.
证明:f(x)的定义域为{x|x≠0},关于原点对称.
又f(-x)=(-x)2+=x2+=f(x).
∴函数y=f(x)为偶函数.
故函数f(x)=x2+的图像关于y轴对称.
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