内容正文:
3.1.3函数的奇偶性
题型一 函数奇偶性的判断
(教材)例1-1 判断下列函数是否具有奇偶性:
(1);
(2);
(3);
(4),.
例1-2判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=2-|x|;
(2)f(x)= + ;
(3)f(x)=;
(4)f(x)=
(教材)例1-3已知函数的定义域关于原点对称,判断下列函数的奇偶性:
(1);
(2);
(3).
(教材)练1-1 判断下列函数是否具有奇偶性:
(1);
(2);
(3);
(4).
(教材)练1-2 判断下列函数是否具有奇偶性:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6).
(教材)练1-3 判断下列函数是否具有奇偶性:
(1);
(2);
(3);
(4).
(教材)练1-4 如果函数和的定义域相同,且为偶函数,为奇函数,判断下列函数的奇偶性,并说明理由:
(1);
(2).
练1-5 [多选]如果f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x)不恒为零,那么下列函数中,一定为奇函数的是( )
A.g(x)=x+f(x) B.g(x)=xf(x)
C.g(x)=x2+f(x) D.g(x)=x2f(x)
题型二 具体函数奇偶性的证明
例2-1已知,求证:是偶函数.
例2-2求证:是偶函数.
题型三 抽象函数奇偶性的判断与证明
例3-1已知函数f(x),x∈R,若对于任意实数a,b都有f(a+b)=f(a)+f(b),求证:f(x)为奇函数.
例3-2 已知函数f(x),x∈R,若对于任意实数x1,x2,都有f(x1+x2)+f(x1-x2)=2f(x1)·f(x2),求证:f(x)为偶函数.
题型四 函数图像对称性的证明
(教材)例4-1求证二次函数的图像关于对称.
(教材)例4-2 求证:函数的图像关于对称.
(教材)练4-1 求证:二次函数的图像关于对称.
练4-2 证明:函数f(x)=的图象关于点(-1,1)对称.
题型五 奇偶函数的图像特征及应用
(教材)例5-1 已知函数满足,分别在下列各条件下比较与的大小:
例5-2 设奇函数f(x)的定义域为[-6,6],当x∈[0,6]时,f(x)的图象如图所示,则不等式f(x)<0的解集用区间表示为________.
例5-3 偶函数f(x)在区间[0,+∞)上的图象如图,则函数f(x)的单调递增区间为________.
例5-4 函数f(x)=的图象大致为( )
例5-5 已知偶函数f(x)和奇函数g(x)的定义域都是(-4,4),且在(-4,0]上的图象如图所示,则关于x的不等式f(x)g(x)<0的解集是________.
(教材)练5-1 已知函数满足,分别在下列各条件下比较与的大小:
(1)是偶函数; (2)是奇函数.
练5-2 如果奇函数f(x)在区间[-7,-3]上是减函数且最大值为5,那么函数f(x)在区间[3,7]上是( )
A.增函数且最小值为-5 B.增函数且最大值为-5
C.减函数且最小值为-5 D.减函数且最大值为-5
练5-3 设奇函数f(x)的定义域为[-5,5],当x∈[0,5]时,函数y=f(x)的图像如下图所示,则使函数值y<0的解集为( )
A.(2,5)
B.(-5,-2)∪(2,5)
C.(-2,0)
D.(-2,0)∪(2,5)
练5-4 已知y=f(x)是偶函数,y=g(x)是奇函数,它们的定义域都是[-3,3],且它们在
x∈[0,3]时的图像如下图所示,则不等式<0的解集为( )
A.(1,2)
B.(0,1)∪(2,3)
C.(-2,-1)∪(0,1)∪(2,3)
D.(-3,-2)∪(-1,1)∪(2,3)
题型六 利用函数的奇偶性求值
(教材)例6-1 已知奇函数在区间上是增函数,且在区间上的最大值为8,最小值为,求的值.
例6-2 设函数f(x)=若f(x)是奇函数,则g(2)的值是( )
A.3 B.5
C.-5 D.-3
例6-3 已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c是定义在[2b-5,2b-3]上的奇函数,则f的值为( )
A. B.
C.1 D.无法确定
(教材)例6-4 已知函数,且,求的值.
例6-5 已知f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f(x)-g(x)=x3+x2+1,则f(1)+g(1)=________.
练6-1 已知,且 则的值为( )
A.4 B.0 C. D.
练6-2 已知f(x)=x5+ax3+bx-2,若f(-3)=10,则f(3)=( )
A.-8 B.18
C.10 D.-14
练6-3 已知函数f(x)是奇函数,若g(x)=f(x)+2,且g(1)=1,则g(-1)=________.
题型七利用函数的奇偶性求参数
(教材)7-1 已知函数是偶函数,求实数的值.
例7-2 若f(x)=ax2+bx+b+1是定义在[a-1,2a]上的偶函数,则a+b的值为( )
A.- B.
C.- D.
例7-3 已知函数f(x)=为奇函数,则m=________,n=________.
练7-1 若定义在(-1,1)上的奇函数f(x)=,则m=________,n=________.
练7-2 已知函数f(x)=x3+(a+1)x2的图像关于原点对称,则a=( )
A.1 B.-1
C.-2 D.2
题型八 利用函数的奇偶性求解析式
(教材)例8-1 已知是定义域为的奇函数,且时,,求时的解析式.
例8-2 已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x3+x+1,则f(x)的解析式为 .
例8-3 设函数f(x)是定义在R上的偶函数,当x<0时,f(x)=-x2-x,求当x>0时,f(x)的解析式.
例8-4 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.
例8-5 若函数f(x)为奇函数,函数g(x)为偶函数,且f(x)-g(x)=x2+3x+2,则f(x)+g(x)=________.
练8-1 已知函数是定义在上的奇函数,当时,,求出的解析式.
练8-2 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.
题型九 函数奇偶性与单调性的综合应用
(教材)例9-1 研究函数的性质,并作出函数图像.
(教材)例9-2 设函数在上是偶函数,且在上是增函数,比较与的大小.
例9-3 设定义在[-2,2]上的奇函数f(x)在区间[0,2]上单调递减,若f(m)+f(m-1)>0,求实数m的取值范围.
例9-4 设函数f(x)在R上是偶函数,在(-∞,0)上单调递减,若f(a2-2a+3)>f(a2+a+1),求实数a的取值范围.
例9-5 已知偶函数f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,则满足f(2x-1)<f的x的取值范围是________.
例9-6 已知f(x)是定义在R上的函数,对x,y∈R都有f(x+y)=f(x)+f(y),且当x>0时,f(x)<0,f(-1)=2.
(1)求证:f(x)为奇函数;
(2)求证:f(x)是R上的减函数;
(3)求f(x)在[-2,4]上的最值.
(教材)练9-1 研究函数的性质,并作出函数图像.
练9-2 设f(x)是R上的偶函数,且在[0,+∞)上单调递增,则f(-2),f(-π),f(3)的大小关系是( )
A.f(-π)>f(3)>f(-2) B.f(-π)>f(-2)>f(3)
C.f(3)>f(-2)>f(-π) D.f(3)>f(-π)>f(-2)
练9-3 已知函数f(x)的定义域为(-1,1),且满足下列条件:①f(x)为奇函数;②f(x)在定义域上单调递减;③f(1-a)+f(1-a2)<0,求实数a的取值范围.
练9-4 设函数f(x)是定义在R上的奇函数,且在区间(-∞,0)内是减函数,且f(x)>0,实数a满足不等式f(3a2+a-3)<f(3a2-2a),求实数a的取值范围.
练9-5 已知偶函数f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,则满足条件f(2x+1)<f(5)的x的取值范围是( )
A.(-3,2) B.(-2,3)
C.(-2,2) D.[-3,2]
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3.1.3函数的奇偶性
题型一 函数奇偶性的判断
(教材)例1-1 判断下列函数是否具有奇偶性:
(1);
(2);
(3);
(4),.
解 (1)因为函数的定义域为,所以时,.
又因为,
所以函数是奇函数.
(2)因为函数的定义域为,所以时,.
又因为,所以函数是偶函数.
(3)因为函数的定义域为,所以时,.
又因为,,所以且,
因此函数既不是奇函数也不是偶函数(也可说成是非奇非偶函数)
(4)因为函数的定义域为,而,但,所以函数,是非奇非偶函数.
例1-2判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=2-|x|;
(2)f(x)= + ;
(3)f(x)=;
(4)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)∵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)f(x)的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称.
当x>0时,-x<0,f(-x)=1-(-x)=1+x=f(x);
当x<0时,-x>0,f(-x)=1+(-x)=1-x=f(x).
综上可知,对于x∈(-∞,0)∪(0,+∞),都有f(-x)=f(x),f(x)为偶函数.
(教材)例1-3已知函数的定义域关于原点对称,判断下列函数的奇偶性:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)偶函数.(2)奇函数.(3)偶函数.
【详解】解:(1)令,因为的定义域关于原点对称,
所以的定义域关于原点对称,且,
因此函数为偶函数.
(2)令,则定义域关于原点对称,且,因此函数为奇函数.
(3)令,则定义域关于原点对称.
因为,所以函数为偶函数.
(教材)练1-1 判断下列函数是否具有奇偶性:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)奇函数.(2)偶函数.(3)既不是奇函数也不是偶函数.(4)非奇非偶函数.
【详解】解:(1)定义域为R.设,则.
因为,所以函数为奇函数.
(2)定义域为R.设,则.因为,所以函数为偶函数.
(3)因为,所以函数既不是奇函数也不是偶函救.
(4)因为.所以定义域不关于原点对称,因此函数为非奇非偶函数.
(教材)练1-2 判断下列函数是否具有奇偶性:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6).
【答案】(1)(4)非奇非偶函数;(2)(6)奇函数;(3)(5)偶函数.
【详解】(1),定义域为,,故,且,故为非奇非偶函数;
(2),定义域为,,故为奇函数;
(3),定义域为,,故为偶函数;
(4),定义域为,,故,且,故为非奇非偶函数;
(5),定义域为,,故为偶函数;
(6),定义域为,,故为奇函数;
(教材)练1-3 判断下列函数是否具有奇偶性:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)偶函数;(2)非奇非偶函数;(3)奇函数;(4)偶函数.
【详解】(1)定义域为,
偶函数
(2)定义域为,,且
为非奇非偶函数
(3)定义域为,
为奇函数
(4)由得:,即定义域为,定义域关于原点对称
为偶函数
(教材)练1-4 如果函数和的定义域相同,且为偶函数,为奇函数,判断下列函数的奇偶性,并说明理由:
(1);
(2).
【答案】(1)奇函数.见解析(2)非奇非偶函数.见解析
【详解】解:(1)因为函数的定义域相同,是偶函数,为奇函数,
所以定义域关于原点对称,所以,
因此是奇函数.
(2)因为函数定义域相同,是偶函数,为奇函数,
所以的定义域关于原点对称,所以,
所以且,所以函数为非奇非偶函数.
练1-5 [多选]如果f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x)不恒为零,那么下列函数中,一定为奇函数的是( )
A.g(x)=x+f(x) B.g(x)=xf(x)
C.g(x)=x2+f(x) D.g(x)=x2f(x)
答案:AD
解析:因为f(x)是奇函数,所以f(-x)=-f(x).对于A,g(-x)=-x+f(-x)=-x-f(x)=-g(x),所以g(x)=x+f(x)是奇函数;对于B,g(-x)=-xf(-x)=xf(x)=g(x),所以g(x)=xf(x)是偶函数;对于C,g(-x)=(-x)2+f(-x)=x2-f(x),所以g(x)=x2+f(x)是非奇非偶函数;对于D,g(-x)=(-x)2f(-x)=-x2f(x)=-g(x),所以g(x)=x2f(x)是奇函数.
题型二 具体函数奇偶性的证明
例2-1已知,求证:是偶函数.
【详解】要使函数有意义,需,所以,
定义域为,关于原点对称,
设定义域为,设,则. 因为,所以是偶函数.
例2-2求证:是偶函数.
【详解】由题意知:定义域为,定义域关于原点对称
设,则 ,
设,则 ,
,又 为上的偶函数
题型三 抽象函数奇偶性的判断与证明
例3-1已知函数f(x),x∈R,若对于任意实数a,b都有f(a+b)=f(a)+f(b),求证:f(x)为奇函数.
证明:令a=0,则f(b)=f(0)+f(b),∴f(0)=0.
令a=-x,b=x,则f(0)=f(-x)+f(x),∴f(-x)=-f(x),
又x∈R,关于原点对称,∴f(x)为奇函数.
例3-2 已知函数f(x),x∈R,若对于任意实数x1,x2,都有f(x1+x2)+f(x1-x2)=2f(x1)·f(x2),求证:f(x)为偶函数.
证明:令x1=0,x2=x,得f(x)+f(-x)=2f(0)f(x).①
令x2=0,x1=x,得f(x)+f(x)=2f(0)f(x).②
由①②,得f(x)+f(-x)=f(x)+f(x),即f(-x)=f(x),又x∈R,∴f(x)为偶函数.
题型四 函数图像对称性的证明
(教材)例4-1求证二次函数的图像关于对称.
证明 任取,因为
,
,
所以,这就说明函数的图像关于对称.
(教材)例4-2 求证:函数的图像关于对称.
【详解】证明:由得:,即的定义域为
任取,则,
的图象关于对称
(教材)练4-1 求证:二次函数的图像关于对称.
【详解】证明:任取,因为,
,所以,
因此函数的图像关于对称.
练4-2 证明:函数f(x)=的图象关于点(-1,1)对称.
证明:函数f(x)的定义域为(-∞,-1)∪(-1,+∞).
由f(x)=,得f(-2-x)==,则f(x)+f(-2-x)==2,
即f(x)+f(-2-x)=2×1,由函数对称的性质知f(x)的图象关于点(-1,1)对称.
题型五 奇偶函数的图像特征及应用
(教材)例5-1 已知函数满足,分别在下列各条件下比较与的大小:
(1)是偶函数;(2)是奇函数.
解 (1)因为是偶函数,所以,因此
,,从而由条件可知.
(2)因为是奇函数,所以,因此
,,又由条件可知,从而.
例5-2 设奇函数f(x)的定义域为[-6,6],当x∈[0,6]时,f(x)的图象如图所示,则不等式f(x)<0的解集用区间表示为________.
答案:[-6,-3)∪(0,3)
解析:由奇函数f(x)在[0,6]上的图象知,其在定义域[-6,6]上的图象如图所示,由图可知,不等式f(x)<0的解集为[-6,-3)∪(0,3).
例5-3 偶函数f(x)在区间[0,+∞)上的图象如图,则函数f(x)的单调递增区间为________.
答案:[-1,0],[1,+∞)
解析:偶函数的图象关于y轴对称,补全图象后可知函数f(x)的单调递增区间为[-1,0],[1,+∞).
例5-4 函数f(x)=的图象大致为( )
答案:A
解析:函数f(x)=的定义域为R,关于原点对称,又f(-x)=-=-f(x),所以函数f(x)为奇函数,排除C,D;又当x>0时,f(x)>0,排除B.故选A.
例5-5 已知偶函数f(x)和奇函数g(x)的定义域都是(-4,4),且在(-4,0]上的图象如图所示,则关于x的不等式f(x)g(x)<0的解集是________.
答案:(-4,-2)∪(0,2)
解析:补全函数f(x),g(x)的图象如图所示,由图可知,当-4<x<-2时,f(x)>0,g(x)<0,此时f(x)g(x)<0;当0<x<2时,f(x)<0,g(x)>0,此时f(x)g(x)<0.故不等式f(x)g(x)<0的解集是(-4,-2)∪(0,2).
(教材)练5-1 已知函数满足,分别在下列各条件下比较与的大小:
(1)是偶函数;
(2)是奇函数.
【答案】(1)(2)
【详解】解:(1)因为函数是偶函数,所以,
因此,从而由条件可知.
(2)因为函数是奇函数,所以,因此,
由条件可知,因此.
练5-2 如果奇函数f(x)在区间[-7,-3]上是减函数且最大值为5,那么函数f(x)在区间[3,7]上是( )
A.增函数且最小值为-5 B.增函数且最大值为-5
C.减函数且最小值为-5 D.减函数且最大值为-5
答案:C
解析:∵f(x)为奇函数,∴f(x)在[3,7]上的单调性与在[-7,-3]上一致,且f(7)为最小值.又已知f(-7)=5,∴f(7)=-f(-7)=-5.故选C.
练5-3 设奇函数f(x)的定义域为[-5,5],当x∈[0,5]时,函数y=f(x)的图像如下图所示,则使函数值y<0的解集为( D )
A.(2,5)
B.(-5,-2)∪(2,5)
C.(-2,0)
D.(-2,0)∪(2,5)
解析:因为原函数是奇函数,所以y=f(x)在[-5,5]上的图像关于坐标原点对称,由y=f(x)在[0,5]上的图像,知它在[-5,0]上的图像,如右图所示,由图像知,使函数值y<0的解集为(-2,0)∪(2,5).
练5-4 已知y=f(x)是偶函数,y=g(x)是奇函数,它们的定义域都是[-3,3],且它们在
x∈[0,3]时的图像如下图所示,则不等式<0的解集为( C )
A.(1,2)
B.(0,1)∪(2,3)
C.(-2,-1)∪(0,1)∪(2,3)
D.(-3,-2)∪(-1,1)∪(2,3)
解析:已知y=f(x)是偶函数,y=g(x)是奇函数,根据函数图像的对称性画出y=f(x),y=g(x)在[-3,0)上的图像如下图所示.
由图可知f(x)>0⇒0<x<2或-2<x<0,f(x)<0⇒2<x<3或-3<x<-2,g(x)>0⇒1<x<3或-1<x<0,g(x)<0⇒0<x<1或-3<x<-1.
当<0时,有或
则可得所求不等式的解集是(-2,-1)∪(0,1)∪(2,3).
题型六 利用函数的奇偶性求值
(教材)例6-1 已知奇函数在区间上是增函数,且在区间上的最大值为8,最小值为,求的值.
【答案】-15
【详解】因为函数在区间上是增函数,所以.
因为为奇函数,所以,
因此.
例6-2 设函数f(x)=若f(x)是奇函数,则g(2)的值是( )
A.3 B.5
C.-5 D.-3
答案:A
解析:∵函数f(x)=且f(x)是奇函数,∴g(2)=f(2)=-f(-2)=-(-2×2+1)=3.故选A.
例6-3 已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c是定义在[2b-5,2b-3]上的奇函数,则f的值为( )
A. B.
C.1 D.无法确定
【答案】 B
解析:∵奇函数的定义域关于原点对称,∴2b-5=-(2b-3)=-2b+3,解得b=2.∴f(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,∴f(0)=c=0,f(-1)=-f(1),即-1+a-2=-(1+a+2),∴a=0.∴f(x)=x3+2x.∴f=+2×=+1=.
(教材)例6-4 已知函数,且,求的值.
【答案】-26
【详解】解:令,因为定义域为时,.
又,因此函数为奇函数.
又因为,所以,因此,
所以.
例6-5 已知f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f(x)-g(x)=x3+x2+1,则f(1)+g(1)=________.
答案:1
解析:在f(x)-g(x)=x3+x2+1中,令x=-1,得f(-1)-g(-1)=1,又f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,所以f(1)+g(1)=1.
练6-1 已知,且 则的值为
A.4 B.0 C. D.
【答案】A
【详解】设,
练6-2 已知f(x)=x5+ax3+bx-2,若f(-3)=10,则f(3)=( )
A.-8 B.18
C.10 D.-14
答案:D
解析:由f(x)=x5+ax3+bx-2,得f(x)+2=x5+ax3+bx.令G(x)=x5+ax3+bx=f(x)+2,∵G(-x)=(-x)5+a(-x)3+b(-x)=-(x5+ax3+bx)=-G(x),∴G(x)是奇函数.∴G(-3)=-G(3),即f(-3)+2=-f(3)-2,又f(-3)=10,∴f(3)=-f(-3)-4=-10-4=-14.故选D.
练6-3 已知函数f(x)是奇函数,若g(x)=f(x)+2,且g(1)=1,则g(-1)=________.
答案:3
解析:∵g(1)=1,且g(x)=f(x)+2,∴f(1)=g(1)-2=-1,又f(x)是奇函数,∴f(-1)=-f(1)=1,从而g(-1)=f(-1)+2=3.
题型七利用函数的奇偶性求参数
(教材)7-1 已知函数是偶函数,求实数的值.
【答案】2
【详解】
为上的偶函数 ,即,解得:
的值为
例7-2 若f(x)=ax2+bx+b+1是定义在[a-1,2a]上的偶函数,则a+b的值为( )
A.- B.
C.- D.
答案:B
解析:∵f(x)=ax2+bx+b+1是定义在[a-1,2a]上的偶函数,∴a-1=-2a,f(-x)=ax2-bx+b+1=f(x)=ax2+bx+b+1.∴a=,b=0.∴a+b=.故选B.
例7-3 已知函数f(x)=为奇函数,则m=________,n=________.
答案:-1 1
解析:由题意,知则所以当m=-1,n=1时,经检验知f(x)为奇函数,故m=-1,n=1.
练7-1 若定义在(-1,1)上的奇函数f(x)=,则m=________,n=________.
[答案] 0 0
[解析] 由题意,得f(0)=0,故m=0.由f(x)是奇函数,知f(-x)=-f(x),即=-,所以x2-nx+1=x2+nx+1,所以n=0.
练7-2 已知函数f(x)=x3+(a+1)x2的图像关于原点对称,则a=( B )
A.1 B.-1
C.-2 D.2
解析:因为函数图像关于原点对称,所以函数是奇函数,则f(-x)=-f(x),得-x3+(a+1)x2=-x3-(a+1)x2,即(a+1)x2=0,即a+1=0,得a=-1.
题型八 利用函数的奇偶性求解析式
(教材)例8-1 已知是定义域为的奇函数,且时,,求时的解析式.
【答案】
【解析】设,则,所以,再利用函数奇偶性代换得到答案.
【详解】设,则,所以.
是奇函数,所以,
因此当时,.
例8-2 已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x3+x+1,则f(x)的解析式为 .
【答案】
【详解】设x<0,则-x>0,所以f(-x)=(-x)3+(-x)+1=-x3-x+1.
因为f(x)是奇函数,所以f(-x)=-f(x),所以-x3-x+1=-f(x),即f(x)=x3+x-1.
所以x<0时,f(x)=x3+x-1,又因为f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=0,
即f(x)=.
例8-3 设函数f(x)是定义在R上的偶函数,当x<0时,f(x)=-x2-x,求当x>0时,f(x)的解析式.
解:设x>0,则-x<0,∴f(-x)=-(-x)2-(-x)=-x2+x.
又f(x)是R上的偶函数,∴f(x)=f(-x)=-x2+x,
∴当x>0时,f(x)=-x2+x.
例8-4 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] ∵f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,∴f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),
由f(x)+g(x)=2x+x2,①用-x代替x,得f(-x)+g(-x)=-2x+(-x)2,
∴f(x)-g(x)=-2x+x2,②
(①+②)÷2,得f(x)=x2;(①-②)÷2,得g(x)=2x.
例8-5 若函数f(x)为奇函数,函数g(x)为偶函数,且f(x)-g(x)=x2+3x+2,则f(x)+g(x)=________.
答案:-x2+3x-2
解析:∵f(x)-g(x)=x2+3x+2,∴f(-x)-g(-x)=x2-3x+2,又函数f(x)为奇函数,函数g(x)为偶函数,∴-f(x)-g(x)=x2-3x+2,∴f(x)+g(x)=-x2+3x-2.
练8-1 已知函数是定义在上的奇函数,当时,,求出的解析式.
【答案】
【详解】当时,,所以当时,,则,
整理有,所以的解析式为
练8-2 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:∵f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,∴f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),
由f(x)+g(x)=,①用-x代替x,得f(-x)+g(-x)=,
∴f(x)-g(x)=,②
(①+②)÷2,得f(x)=;
(1 -②)÷2,得g(x)=.
题型九 函数奇偶性与单调性的综合应用
(教材)例9-1 研究函数的性质,并作出函数图像.
解 要使函数表达式有意义,需有,因此函数的定义域为,
从而可知函数的图像有左右两部分.
设,则对任意,都有,而且,
所以函数是偶函数,函数的两部分图像关于y轴对称.
下面研究函数在区间上的性质及图像.
因为,时,有,
所以在上是减函数.
又因为时,,所以函数图像在右边的部分一定在第一象限.列出部分函数值如下表所示,然后可以描点作图.
x
1
2
3
4
1
再根据函数是偶函数,可以得出函数的图像,如图所示,而且函数的定义域为,函数是偶函数,在上单调递增,在上单调递减,函数的值域是.
(教材)例9-2 设函数在上是偶函数,且在上是增函数,比较与的大小.
【答案】
【详解】因为函数是偶函数,且在上是增函数,
所以且在上是减函数.
因为,所以,
因此.
例9-3 设定义在[-2,2]上的奇函数f(x)在区间[0,2]上单调递减,若f(m)+f(m-1)>0,求实数m的取值范围.
解:由f(m)+f(m-1)>0,得f(m)>-f(m-1),即f(1-m)<f(m).
又f(x)在区间[0,2]上为减函数且f(x)在[-2,2]上为奇函数,
所以f(x)在[-2,2]上为减函数.
所以即 解得-1≤m<.
故实数m的取值范围为.
例9-4 设函数f(x)在R上是偶函数,在(-∞,0)上单调递减,若f(a2-2a+3)>f(a2+a+1),求实数a的取值范围.
解:由题意,知f(x)在(0,+∞)上是增函数.
又a2-2a+3=(a-1)2+2>0,a2+a+1=+>0,且f(a2-2a+3)>f(a2+a+1),
所以a2-2a+3>a2+a+1,即3a<2,a<.
综上,实数a的取值范围是.
例9-5 已知偶函数f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,则满足f(2x-1)<f的x的取值范围是________.
答案:
解析:∵f(x)是偶函数,∴f(x)=f(|x|),∴不等式f(2x-1)<f等价于f(|2x-1|)<f,又f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,∴|2x-1|<,解得<x<.故满足f(2x-1)<f的x的取值范围是.
例9-6 已知f(x)是定义在R上的函数,对x,y∈R都有f(x+y)=f(x)+f(y),且当x>0时,f(x)<0,f(-1)=2.
(1)求证:f(x)为奇函数;
(2)求证:f(x)是R上的减函数;
(3)求f(x)在[-2,4]上的最值.
解:(1)证明:由f(x)的定义域为R,
令x=y=0,则f(0)=f(0)+f(0),所以f(0)=0.
令y=-x,则f(x-x)=f(x)+f(-x),即0=f(x)+f(-x),
所以f(-x)=-f(x),即f(x)为奇函数.
(2)证明:任取x1,x2∈R,且x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=-[f(x2)-f(x1)]=-[f(x2)+f(-x1)]=-f(x2-x1).
因为x2-x1>0,所以f(x2-x1)<0.所以f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2).
所以f(x)是R上的减函数.
(3)因为f(-1)=2,所以f(-2)=f(-1)+f(-1)=4.因为f(x)为奇函数,
所以f(2)=-f(-2)=-4,所以f(4)=f(2)+f(2)=-8.
因为f(x)在[-2,4]上为减函数,
所以f(x)max=f(-2)=4,f(x)min=f(4)=-8.
(教材)练9-1 研究函数的性质,并作出函数图像.
【详解】解:要使函数有意义,需有,因此函数的定义域为.
对任意,都有,而且,所以函数是奇函数,
函数的图像关于原点对称.下面研究上的性质及图像.
任取,且,
则,
当时,由,,,
所以,即
所以函数在上是增函数.
当时, 由,,,
所以,即 所以函数在上是减函数.
所以当时,函数,无最大值,
因此图像在右边部分一定在第一象限.
列表:
x
1
3
9
10
6
10
描点、连线.
又函数为奇函数,所以图像关于原点对称,即得函数的图像.
如图所示:
函数具有以下性质:
定义域.值域:或.
单调性:在上是增函数;在,上是减函数.
奇偶性:奇函数.
练9-2 设f(x)是R上的偶函数,且在[0,+∞)上单调递增,则f(-2),f(-π),f(3)的大小关系是( )
A.f(-π)>f(3)>f(-2) B.f(-π)>f(-2)>f(3)
C.f(3)>f(-2)>f(-π) D.f(3)>f(-π)>f(-2)
答案:A
解析:∵f(x)是R上的偶函数,∴f(-2)=f(2),f(-π)=f(π),又f(x)在[0,+∞)上单调递增,且2<3<π,∴f(π)>f(3)>f(2),即f(-π)>f(3)>f(-2).
练9-3 已知函数f(x)的定义域为(-1,1),且满足下列条件:①f(x)为奇函数;②f(x)在定义域上单调递减;③f(1-a)+f(1-a2)<0,求实数a的取值范围.
解:∵f(x)是奇函数,∴f(1-a2)=-f(a2-1).
∴f(1-a)+f(1-a2)<0⇒f(1-a)<-f(1-a2)⇒f(1-a)<f(a2-1).
∵f(x)在定义域(-1,1)内是单调递减的,
∴
解得0<a<1.
∴实数a的取值范围为(0,1).
练9-4 设函数f(x)是定义在R上的奇函数,且在区间(-∞,0)内是减函数,且f(x)>0,实数a满足不等式f(3a2+a-3)<f(3a2-2a),求实数a的取值范围.
解:∵f(x)在区间(-∞,0)内是减函数,∴f(x)的图像在y轴左侧递减.
又∵f(x)是奇函数,
∴f(x)的图像关于原点成中心对称,则在y轴右侧同样递减,且f(x)<0.
又f(-0)=-f(0),解得f(0)=0,∴f(x)的图像在R上递减.
∵f(3a2+a-3)<f(3a2-2a),∴3a2+a-3>3a2-2a,解得a>1,
即实数a的取值范围为(1,+∞).
练9-5 已知偶函数f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,则满足条件f(2x+1)<f(5)的x的取值范围是( A )
A.(-3,2) B.(-2,3)
C.(-2,2) D.[-3,2]
解析:因为函数f(x)为偶函数且在区间[0,+∞)上单调递增,则在(-∞,0)上是减函数,f(2x+1)<f(5)⇒|2x+1|<5,即-5<2x+1<5,所以-3<x<2,即x的取值范围为(-3,2).
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