内容正文:
第三章 函数
3.1 函数的概念与性质
3.1.3 函数的奇偶性
第2课时 函数奇偶性的应用
(教师独具内容)
课程标准:会利用函数的奇偶性研究函数的定义域、值域、解析式、单调性等.
教学重点:函数奇偶性的应用.
教学难点:函数的奇偶性和单调性的综合应用.
核心素养:通过应用函数的奇偶性解决问题培养逻辑推理素养和数学运算素养.
核心概念掌握
核心素养形成
随堂水平达标
目录
课后课时精练
核心概念掌握
知识点一 函数奇偶性的应用
如果知道一个函数是______函数或是_____函数,那么其定义域能分成______ ___________的两部分,得出函数在其中一部分上的性质和图象,就可得出这个函数在另一部分上的______________.
知识点二 偶函数的性质
如果y=f(x)是偶函数,那么其在x>0与x<0时的单调性_______.
奇
关于
性质和图象
原点对称
相反
偶
核心概念掌握
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知识点三 奇函数的性质
如果y=f(x)是奇函数,那么其在x>0与x<0时的单调性________.
[想一想] 偶函数的图象一定与y轴相交吗?奇函数的图象一定过原点吗?
相同
提示:偶函数的图象不一定与y轴相交,奇函数的图象也不一定过原点.
核心概念掌握
6
1.(利用函数的奇偶性求参数)函数y=f(x),x∈[-1,a](a>-1)是奇函数,则a=( )
A.-1 B.0
C.1 D.无法确定
核心概念掌握
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3.(利用函数的奇偶性求最值)如果奇函数f(x)在区间[2,5]上是减函数,且最大值为8,最小值为3,那么f(x)在[-5,-2]上是________函数,最大值是________,最小值是________.
减
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核心概念掌握
8
核心素养形成
题型一 利用函数的奇偶性求值或求参数
核心素养形成
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(2)已知f(x)=x7-ax5+bx3+cx+2,若f(-3)=-3,则f(3)=________.
解析:令g(x)=x7-ax5+bx3+cx,则g(x)为奇函数.∴f(-3)=g(-3)+2=-g(3)+2.又f(-3)=-3,∴g(3)=5.又f(3)=g(3)+2,∴f(3)=5+2=7.
7
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0
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(4)已知函数f(x)=(x+a)(x+b)(a,b∈R)为R上的偶函数,求a,b的关系式.
解:∵f(x)=(x+a)(x+b)=x2+(a+b)x+ab是偶函数,∴f(-x)=f(x)对于x∈R恒成立,∴(-x)2-(a+b)x+ab=x2+(a+b)x+ab,即2(a+b)x=0对于x∈R恒成立,∴a+b=0,即b=-a.
核心素养形成
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【感悟提升】 利用奇偶性求参数的常见类型及策略
(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,比较系数即可求解.
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(1)若f(x)是定义在R上的奇函数,当x<0时,f(x)=x(1-x),求当x≥0时,f(x)的解析式.
题型二 利用函数的奇偶性求解析式
角度 求对称区间上的解析式
核心素养形成
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解:∵当x<0时,f(x)=x(1-x),
设x>0,则-x<0.
∴f(-x)=-x(1+x).
又f(x)是奇函数,
∴f(-x)=-f(x),
∴f(x)=x(1+x).
当x=0时,f(0)=-f(0),即f(0)=0.
∴当x≥0时,f(x)=x(1+x).
核心素养形成
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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.
(2)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.
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【感悟提升】 利用函数奇偶性求解析式的方法
(1)求哪个区间上的解析式,x就设在哪个区间上.
(2)把x对称转化到已知区间上,代入到已知区间上的函数解析式中.
(3)利用f(x)的奇偶性将f(-x)用-f(x)或f(x)表示,从而求出f(x).
核心素养形成
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【跟踪训练】
2.已知f(x)是定义在R上的奇函数,并且当x>0时f(x)=x3+x+1,求f(x)的解析式.
解:∵当x>0时,f(x)=x3+x+1,
设x<0,∴-x>0.
∴f(-x)=(-x)3+(-x)+1=-x3-x+1.
又f(x)是R上的奇函数,
∴f(0)=0,f(-x)=-f(x).
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核心素养形成
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角度 构造方程组求解析式
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.
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【感悟提升】 构造方程组求解析式一般是利用奇偶函数的定义构造方程组,然后通过解方程组求得函数的解析式.
核心素养形成
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核心素养形成
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核心素养形成
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题型三 函数的奇偶性与单调性的综合应用
解:因为f(x)是偶函数,
所以f(-5)=f(5),
因为f(x)在[2,6]上是减函数,
所以f(5)<f(3),
所以f(-5)<f(3).
(1)已知函数y=f(x)是定义在R上的偶函数,在[2,6]上是减函数,试比较f(-5)与f(3)的大小.
核心素养形成
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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.
(2)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.
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核心素养形成
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【感悟提升】 奇偶性与单调性综合问题的两种类型
(1)比较大小:看自变量是否在同一单调区间上.
①在同一单调区间上,直接利用函数的单调性比较大小;
②不在同一单调区间上,需利用函数的奇偶性把自变量转化到同一单调区间上,然后利用单调性比较大小.
(2)解不等式
①利用已知条件,结合函数的奇偶性,把已知不等式转化为f(x1)<f(x2)或f(x1)>f(x2)的形式;
②根据奇函数在对称区间上的单调性一致,偶函数在对称区间上单调性相反,脱掉不等式中的“f”转化为简单不等式求解.
核心素养形成
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【跟踪训练】
4.(1)已知函数f(x)在[-5,5]上是偶函数,f(x)在[0,5]上是单调函数,且f(-4)<f(-2),则下列不等式一定成立的是( )
A.f(-1)<f(3) B.f(2)<f(3)
C.f(-3)<f(5) D.f(0)>f(1)
解析:因为函数f(x)在[-5,5]上是偶函数,所以f(-4)<f(-2)⇒f(4)<f(2).又f(x)在[0,5]上是单调函数,所以f(x)在[0,5]上单调递减,从而f(0)>f(1).
核心素养形成
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(2)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.
核心素养形成
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题型四 函数的奇偶性与对称性的综合应用
(1)(多选)已知定义在R上的函数f(x),则下列结论正确的是( )
A.若f(x)是奇函数,则f(x-1)的图象关于点A(1,0)对称
B.若f(x-1)是偶函数,则函数f(x)的图象关于直线x=-1对称
C.函数f(1+x)与函数f(1-x)的图象关于直线x=1对称
D.若f(x)+f(x+2)=0,且f(4-x)=f(x),则f(x)的图象关于坐标原点对称
核心素养形成
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解析:对于A,因为f(x)为奇函数,所以f(x)的图象关于原点对称,而f(x-1)的图象是将f(x)的图象向右平移1个单位得到的,所以f(x-1)的图象关于点A(1,0)对称,故A正确;对于B,由f(x-1)是偶函数,得f(-x-1)=f(x-1),所以函数f(x)的图象关于直线x=-1对称,故B正确;对于C,由图象的对称性知函数y=f(x+1)的图象与函数y=f(1-x)的图象关于y轴对称,所以C不正确;对于D,因为f(x)=-f(x+2),所以f(x+2)=-f(x+4),所以f(x)=f(x+4).又f(4-x)=f(x),所以f(4+x)=f(-x),所以f(x)=f(4+x)=f(-x),从而f(x)为偶函数,可知f(x)的图象关于y轴对称,故D不正确.故选AB.
核心素养形成
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(2) 已知f(x)是定义域为R的奇函数,且f(x+2)为偶函数,f(2)=3,则f(4)+f(6)+f(8)=________.
解析:因为f(x)是定义域为R的奇函数,所以f(0)=0.因为f(x+2)为偶函数,所以f(-x+2)=f(x+2),所以f(x)的图象关于直线x=2对称,所以f(4)=f(0)=0,f(6)=f(-2)=-f(2)=-3,f(8)=f(-4)=-f(4)=0,故f(4)+f(6)+f(8)=-3.
-3
核心素养形成
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(3)求证:二次函数f(x)=-x2-2x+1的图象关于直线x=-1对称.
证明:任取h∈R,
∵f(-1+h)=-(-1+h)2-2(-1+h)+1=-h2+2,
f(-1-h)=-(-1-h)2-2(-1-h)+1=-h2+2,
∴f(-1+h)=f(-1-h),
∴二次函数f(x)=-x2-2x+1的图象关于直线x=-1对称.
核心素养形成
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核心素养形成
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核心素养形成
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【跟踪训练】
5.(1)已知定义在R上的函数f(x)满足f(2-x)为奇函数,函数f(x+3)的图象关于直线x=1对称,则下列式子一定成立的是( )
A.f(x-2)=f(x)
B.f(2+x)+f(x+6)=0
C.f(x-2)f(x+2)=1
D.f(-x)+f(x+1)=0
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解析:令F(x)=f(2-x),∵f(2-x)为奇函数,∴F(-x)=-F(x),即f(2+x)=-f(2-x),即f(x)的图象关于点(2,0)对称,令G(x)=f(x+3),G(x)的图象关于直线x=1对称,即G(1+x)=G(1-x),f((1+x)+3)=f((1-x)+3),f(4+x)=f(4-x),即f(x)的图象关于直线x=4对称,f(x)=f(4+(x-4))=f(4-(x-4))=f(8-x),用x+6代替表达式中的x,可得f(2-x)=f(x+6),又-f(2+x)=f(2-x),即-f(2+x)=f(x+6),∴f(2+x)+f(x+6)=0.故选B.
核心素养形成
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(2) 若函数f(x+3)是偶函数,函数y=f(x)在[3,+∞)上单调递减,则( )
A.f(-1)>f(8) B.f(-2)>f(1)
C.f(5)>f(2) D.f(-1)>f(7)
解析:由题意知函数f(x+3)是偶函数,所以f(x+3)=f(-x+3),所以y=f(x)的图象关于直线x=3对称,因为函数y=f(x)在[3,+∞)上单调递减,所以函数y=f(x)在(-∞,3)上单调递增,所以f(-1)=f(7)>f(8),故A正确,D错误;f(-2)<f(1),故B错误;f(5)=f(1)<f(2),故C错误.故选A.
核心素养形成
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核心素养形成
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随堂水平达标
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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)
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).
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4.奇函数f(x)在区间[3,6]上是增函数,在区间[3,6]上的最大值是4,最小值是-1,则2f(-6)+f(-3)=________.
解析:∵f(x)在[3,6]上是增函数,∴f(3)=-1,f(6)=4.∵f(x)是奇函数,∴2f(-6)+f(-3)=-2f(6)-f(3)=-2×4+1=-7.
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5.已知函数f(x)=x2+4x+3,则函数f(x)在[-3,3]上的最大值为_______;若g(x)=f(x)+bx为偶函数,则b=________.
解析:∵f(x)=x2+4x+3的图象关于直线x=-2对称,∴f(x)在x=-2时取得最小值-1,在x=3时取得最大值24.∵g(x)=f(x)+bx=x2+(b+4)x+3,g(-x)=x2-(b+4)x+3,g(x)为偶函数,∴g(x)=g(-x),∴b+4=0,∴b=-4.
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课后课时精练
基础题(占比60%) 中档题(占比30%) 拔高题(占比10%)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
难度 ★ ★ ★ ★ ★★ ★ ★★ ★
对点 判断函数的奇偶性与单调性 利用函数的奇偶性与单调性求参数值 求奇函数对称区间上的单调性与最值 利用函数的奇偶性求解析式——定义法 利用函数的奇偶性、单调性及图象比较大小 奇偶函数图象的对称性 函数的奇偶性与单调性的综合应用 利用函数的奇偶性求参数值
题号 9 10 11 12 13 14 15 16
难度 ★ ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★★
对点 利用函数的奇偶性与单调性比较大小 利用函数的奇偶性与单调性解不等式 利用函数的奇偶性求值、求解析式 利用函数的奇偶性与单调性求参数值、解不等式 判断函数的奇偶性与单调性、解不等式 利用函数的奇偶性、单调性与对称性比较大小 利用函数的奇偶性求解析式及函数值 抽象函数奇偶性与单调性的证明及应用
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2.已知函数f(x)=(m-2)x2+(m2-4)x+m是偶函数,g(x)=-x2-mx在(-∞,0)上单调递增,则实数m=( )
A.-2 B.±2
C.0 D.2
解析:由函数f(x)=(m-2)x2+(m2-4)x+m是偶函数,得m2-4=0,解得m=±2.又当m=2时,g(x)=-x2-2x,该函数在(-∞,0)上不单调递增,故m≠2.当m=-2时,g(x)=-x2+2x,该函数在(-∞,0)上单调递增.故选A.
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3.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
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.
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5.定义在R上的奇函数f(x)为增函数,偶函数g(x)在区间[0,+∞)上的图象与f(x)的图象重合,设a>b>0,给出下列不等式,其中成立的是( )
A.f(b)-f(-a)>g(-b)+g(a) B.f(b)-f(-a)<g(a)-g(-b)
C.f(a)-f(-b)>g(b)-g(-a) D.f(a)-f(-b)<g(-a)+g(b)
解析:由已知得g(x)在区间[0,+∞)上为增函数,根据偶函数的定义知g(x)在区间(-∞,0]上为减函数.因为a>b>0,所以f(b)>f(-a),g(a)>g(b)=g(-b),所以f(b)+g(a)>f(-a)+g(-b),即f(b)-f(-a)>g(-b)-g(a).因为a>0>-b,所以f(a)>f(-b),又g(b)=g(-b)<g(-a),所以f(a)+g(-a)>f(-b)+g(b),即f(a)-f(-b)>g(b)-g(-a).故选C.
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二、多选题
6.已知函数f(x)的定义域为R,则下列命题中是真命题的是( )
A.若函数f(x-1)的图象关于直线x=1对称,则f(x)为偶函数
B.若f(x+2)=-f(x-2),则函数f(x)的图象关于点(2,0)对称
C.函数y=f(2+x)与函数y=f(2-x)的图象关于直线x=2对称
D.函数y=f(x-2)与函数y=f(2-x)的图象关于直线x=2对称
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解析:对于A,设g(x)=f(x-1),若函数f(x-1)的图象关于直线x=1对称,则有g(x+1)=g(-x+1),即f(x)=f(-x),故A是真命题;对于B,若函数f(x)的图象关于点(2,0)对称,应有f(x+2)=-f(2-x),故B是假命题;对于C,在第一个函数中,用-x代替x,y不变,即可得第二个函数,所以这两个函数的图象关于y轴对称,故C是假命题;对于D,函数y=f(x-2)与函数y=f(2-x)的图象关于直线x=2对称,故D是真命题.故选AD.
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解析:因为函数f(x)为偶函数,所以f(-1)=f(1)=2+m=4,所以m=2.
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9.函数f(x)是定义在R上的奇函数,且它是减函数,若实数a,b满足f(a)+f(b)>0,则a+b________0.(填“>”“<”或“=”)
解析:∵f(a)+f(b)>0,∴f(a)>-f(b),∴f(a)>f(-b),又f(x)为减函数,∴a<-b,∴a+b<0.
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四、解答题
11.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,当x≥0时,f(x)=x2-4x.
(1)求f(-1)的值;
(2)当x<0时,求f(x)的解析式.
解:(1)因为f(x)是定义在R上的偶函数,
所以f(-1)=f(1)=1-4×1=-3.
(2)若x<0,则-x>0,
因为f(-x)=f(x),
所以f(x)=f(-x)=(-x)2-4(-x)=x2+4x.
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12.设定义在[-2,2]上的奇函数f(x)=x5+x3+b.
(1)求b的值;
(2)若函数f(x)在[0,2]上单调递增,且f(m)+f(2m-1)>0,求实数m的取值范围.
解:(1)因为函数f(x)是定义在[-2,2]上的奇函数,
所以f(0)=0,解得b=0.
(2)因为函数f(x)在[0,2]上单调递增,
又因为f(x)是奇函数,所以f(x)在[-2,2]上单调递增,
因为f(m)+f(2m-1)>0,
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13.已知函数f(x)=x(|x|+1),则不等式f(x2)+f(x-2)>0的解集为( )
A.(-2,1) B.(-1,2)
C.(-∞,-1)∪(2,+∞) D.(-∞,-2)∪(1,+∞)
解析:∵f(x)=x(|x|+1),∴f(-x)=-x(|-x|+1)=-x(|x|+1)=-f(x),∴f(x)为奇函数.由当x≥0时,f(x)=x2+x,可知f(x)在[0,+∞)上单调递增,∴f(x)在(-∞,0]上也单调递增,即f(x)为R上的增函数.由f(x2)+f(x-2)>0,得f(x2)>-f(x-2),∴f(x2)>f(2-x),∴x2>2-x,解得x<-2或x>1.故选D.
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解:(1)因为f(x+1)是奇函数,
所以f(-x+1)=-f(x+1).①
因为f(x+2)是偶函数,
所以f(x+2)=f(-x+2).②
令x=1,由①,得f(0)=-f(2)=c,
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16.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.
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(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.
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R
2.(利用函数的奇偶性求值)已知函数f(x)为偶函数,且当x>0时,f(x)=x2+eq \f(1,x),则f(-1)=________.
\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))INCLUDEPICTURE"例1灰.TIF"
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(1)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.eq \f(1,3)
B.eq \f(9,8) C.1
D.无法确定
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.∴feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up12(3)+2×eq \f(1,2)=eq \f(1,8)+1=eq \f(9,8).
(3)若定义在(-1,1)上的奇函数f(x)=eq \f(x+m,x2+nx+1),则m=________,n=________.
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eq \f(-x+0,x2-nx+1)=-eq \f(x+0,x2+nx+1),所以x2-nx+1=x2+nx+1,所以n=0.
【跟踪训练】
1.(1)设函数f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2x+1,x<0,,g(x),x>0,))若f(x)是奇函数,则g(2)的值是( )
A.3
B.5 C.-5
D.-3
解析:∵函数f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2x+1,x<0,,g(x),x>0,))且f(x)是奇函数,∴g(2)=f(2)=-f(-2)=-(-2×2+1)=3.故选A.
(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.-eq \f(1,3)
B.eq \f(1,3) C.-eq \f(1,2)
D.eq \f(1,2)
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=eq \f(1,3),b=0.∴a+b=eq \f(1,3).故选B.
(3)已知函数f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x2+x,x≤0,,mx2+nx,x>0))为奇函数,则m=______,n=______.
解析:由题意,知eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f(2)=-f(-2),,f(1)=-f(-1),))则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(4m+2n=-2,,m+n=0,))所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m=-1,,n=1.))当m=-1,n=1时,经检验知f(x)为奇函数,故m=-1,n=1.
∴-f(x)=-x3-x+1,
即f(x)=x3+x-1.
故f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x3+x+1,x>0,,0,x=0,,x3+x-1,x<0.))
【跟踪训练】
3.设f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,且f(x)+g(x)=eq \f(1,x-1),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)=eq \f(1,x-1),①
用-x代替x,
得f(-x)+g(-x)=eq \f(1,-x-1),
∴f(x)-g(x)=eq \f(1,-x-1),②
(①+②)÷2,得f(x)=eq \f(1,x2-1);
(①-②)÷2,得g(x)=eq \f(x,x2-1).
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-2≤1-m≤2,,-2≤m≤2,,1-m>m,))即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-1≤m≤3,,-2≤m≤2,,m<\f(1,2),))
解得-1≤m<eq \f(1,2).
故实数m的取值范围为eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(-1,\f(1,2))).
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=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a+\f(1,2)))
eq \s\up12(2)+eq \f(3,4)>0,且f(a2-2a+3)>f(a2+a+1),
所以a2-2a+3>a2+a+1,即3a<2,a<eq \f(2,3).
综上,实数a的取值范围是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-∞,\f(2,3))).
【感悟提升】
1.函数f(x)的图象关于直线对称
若函数f(x)对定义域内任意x,都有
(1)f(a-x)=f(a+x)⇔y=f(x)的图象关于直线x=a对称;
(2)f(x)=f(a-x)⇔y=f(x)的图象关于直线x=eq \f(a,2)对称;
(3)f(a+x)=f(b-x)⇔y=f(x)的图象关于直线x=eq \f(a+b,2)对称.
2.函数f(x)的图象关于点对称
若函数f(x)对定义域内任意x,都有
(1)f(a-x)=-f(a+x)⇔y=f(x)的图象关于点(a,0)对称;
(2)f(x)=-f(a-x)⇔y=f(x)的图象关于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,2),0))对称;
(3)f(a+x)=-f(b-x)⇔y=f(x)的图象关于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+b,2),0))对称.
3.要证明函数f(x)的图象关于x=h对称,只需证明对定义域内的任意x,满足f(h-x)=f(h+x).
4.要证明函数f(x)的图象关于点(a,b)对称,只需证明对定义域内的任意x,满足f(a+x)+f(a-x)=2b.
证明:函数f(x)的定义域为(-∞,-1)∪(-1,+∞).
由f(x)=eq \f(x,x+1),得f(-2-x)=eq \f(-2-x,-1-x)=eq \f(x+2,x+1),
则f(x)+f(-2-x)=eq \f(2x+2,x+1)=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.
(3)证明:函数f(x)=eq \f(x,x+1)的图象关于点(-1,1)对称.
1.若函数f(x)=eq \f(x,(2x+1)(x-a))为奇函数,则a=( )
A.eq \f(1,2)
B.eq \f(2,3) C.eq \f(3,4)
D.1
解析:函数f(x)的定义域为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x≠-\f(1,2),且x≠a)))).又f(x)为奇函数,定义域应关于原点对称,∴a=eq \f(1,2).经检验,符合题意.
3.(多选)已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,当x≥0时,f(x)=x-x2,则下列说法正确的是( )
A.f(x)的最大值为eq \f(1,4)
B.f(x)在(-1,0)上是增函数
C.f(x)>0的解集为(-1,1)
D.f(x)+2x≥0的解集为[0,3]
解析:当x≥0时,f(x)=x-x2=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))
eq \s\up12(2)+eq \f(1,4),又f(x)是定义在R上的偶函数,∴f(x)的最大值为eq \f(1,4),A正确;f(x)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),0))上是减函数,B错误;f(x)>0的解集为(-1,0)∪(0,1),C错误;当x≥0时,f(x)+2x=3x-x2≥0的解集为[0,3],当x<0时,可得f(x)=f(-x)=-x-x2,f(x)+2x=x-x2≥0无解,D正确.故选AD.
一、单选题
1.下列函数在其定义域内既是奇函数又是增函数的是( )
A.y=x+1
B.y=-x2
C.y=-eq \f(1,x)
D.y=3x
解析:对于A,由函数y=x+1的图象知该函数不是奇函数;对于B,函数y=-x2是偶函数;对于C,函数y=-eq \f(1,x)在其定义域内没有单调性;对于D,函数y=3x是奇函数,且在其定义域内是增函数,符合题意.故选D.
4.设函数f(x)是R上的奇函数,且当x∈(0,+∞)时,f(x)=x(1+eq \r(3,x)),那么当x∈(-∞,0]时,f(x)=( )
A.-x(1+eq \r(3,x))
B.x(1+eq \r(3,x))
C.-x(1-eq \r(3,x))
D.x(1-eq \r(3,x))
解析:当x∈(-∞,0)时,-x∈(0,+∞),∴f(-x)=-x(1+eq \r(3,-x))=-x(1-eq \r(3,x)).∵f(x)为奇函数,∴f(x)=-f(-x)=x(1-eq \r(3,x)),又f(0)=0,∴当x∈(-∞,0]时,f(x)=x(1-eq \r(3,x)).故选D.
7.已知定义在R上的函数f(x)的图象是连续不断的,且满足以下条件:①∀x∈R,f(-x)=f(x);②∀x1,x2∈[0,+∞),当x1≠x2时,eq \f(f(x2)-f(x1),x2-x1)>0;③f(-1)=0.则下列结论成立的是( )
A.f(3)>f(4)
B.若f(m-1)<f(2),则m∈(-∞,3)
C.若eq \f(f(x),x)>0,则x∈(-1,0)∪(1,+∞)
D.∀x∈R,∃m∈R,使得f(x)≥m
解析:根据题中条件①知,函数f(x)为R上的偶函数.根据题中条件②知,函数f(x)在[0,+∞)上单调递增.对于A,根据函数的单调性,得f(3)<f(4),故A错误;对于B,∵f(x)是R上的偶函数,且在[0,+∞)上单调递增,∴若f(m-1)<f(2),则|m-1|<2,解得-1<m<3,故B错误;对于C,若eq \f(f(x),x)>0,∵f(-1)=f(1)=0,∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f(x)>0,,x>0))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f(x)<0,,x<0,))解得x>1或-1<x<0,即当eq \f(f(x),x)>0时,x∈(-1,0)∪(1,+∞),故C正确;对于D,根据偶函数的单调性可得,函数f(x)在(-∞,0)上单调递减,∴f(x)在R上有最小值,故D正确.故选CD.
三、填空题
8.已知函数f(x)为偶函数,当x>0时,f(x)=2x2+eq \f(m,x),且f(-1)=4,则m=________.
10.已知偶函数f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,则满足f(2x-1)<feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))的x的取值范围是________.
解析:∵f(x)是偶函数,∴f(x)=f(|x|),∴不等式f(2x-1)<feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))等价于f(|2x-1|)<feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3))),又f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,∴|2x-1|<eq \f(1,3),解得eq \f(1,3)<x<eq \f(2,3).故满足f(2x-1)<feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))的x的取值范围是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3),\f(2,3))).
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3),\f(2,3)))
所以f(2m-1)>-f(m)=f(-m).
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-2≤2m-1≤2,,-2≤-m≤2,,2m-1>-m,))
解得eq \f(1,3)<m≤eq \f(3,2).
故实数m的取值范围为eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,3),\f(3,2))).
14.已知函数f(x-2)是偶函数,当x1<x2<-2时,eq \f(f(x2)-f(x1),x2-x1)>0恒成立,设a=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(5,2))),b=f(-1),c=f(2),则a,b,c的大小关系为( )
A.b<a<c B.c<b<a C.b<c<a
D.a<b<c
解析:因为当x1<x2<-2时,eq \f(f(x2)-f(x1),x2-x1)>0恒成立,所以函数f(x)在(-∞,-2)上单调递增,由于函数f(x-2)是偶函数,所以f(x-2)=f(-x-2),所以函数f(x)的图象关于直线x=-2对称,所以b=f(-1)=f(-3),c=f(2)=f(-6),因为-6<-3<-eq \f(5,2)<-2,函数f(x)在(-∞,-2)上单调递增,所以c=f(-6)<b=f(-3)<a=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(5,2))).故选B.
15.已知函数f(x)的定义域为R,f(x+1)是奇函数,f(x+2)是偶函数,当x∈[0,1]时,f(x)=2x2+bx+c.若f(3)-f(2)=6.
(1)求当x∈[0,1]时,f(x)的解析式;
(2)求feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))的值.
由②,得f(3)=f(1)=2+b+c,
因为f(3)-f(2)=6,所以2+b+c+c=6,即b+2c=4,
令x=0,由①,得f(1)=-f(1),
所以f(1)=0,即2+b+c=0,
所以b+c=-2.
联立eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(b+2c=4,,b+c=-2,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(b=-8,,c=6.))
所以当x∈[0,1]时,f(x)=2x2-8x+6.
(2)因为f(x+1)是奇函数,
所以f(x+1)=-f(-x+1),
所以feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)+1))=-feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)+1))=-feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2))).
又feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))=2×eq \f(1,4)-4+6=eq \f(5,2),
所以feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))=-eq \f(5,2).
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