内容正文:
第14讲 函数的奇偶性
知识清单
知识点01:函数的奇偶性 1
知识点02:判断函数的奇偶性 2
知识点03:函数奇偶性的应用 2
题型归纳
题型01 函数奇偶性的定义与判断 3
题型02 由奇偶性求参数 7
题型03 函数奇偶性的应用 9
题型04 由函数奇偶性解不等式 12
题型05 奇偶函数对称性的应用 17
强化训练 24
知识点01函数的奇偶性
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
设函数y=f(x)的定义域为A,如果对于任意的x∈A,都有-x∈A,并且f(-x)=f(x),那么称函数y=f(x)是偶函数
关于y轴对称
奇函数
设函数y=f(x)的定义域为A,如果对于任意的x∈A,都有-x∈A,并且f(-x)=-f(x),那么称函数y=f(x)是奇函数
关于原点对称
知识点02 判断函数的奇偶性
1.判断函数奇偶性的常见方法
(1)定义法:若函数定义域不关于原点对称,则函数既不是奇函数又不是偶函数;若函数定义域关于原点对称,则应进一步判断f(-x)是否等于±f(x),或判断f(-x)±f(x)是否等于0,从而确定奇偶性.
(2)图象法:若函数图象关于原点对称,则函数为奇函数;若函数图象关于y轴对称,则函数为偶函数.
(3)函数奇偶性的运算性质:
设f(x),g(x)的定义域分别是D1,D2,在它们的公共定义域上具有的结论如表所示:
f(x)
g(x)
f(x)+g(x)
f(x)-g(x)
f(x)g(x)
f(g(x))
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
奇函数
不能确定
不能确定
奇函数
偶函数
奇函数
偶函数
不能确定
不能确定
奇函数
偶函数
奇函数
奇函数
奇函数
奇函数
偶函数
奇函数
注意:在f(g(x))中,g(x)的值域是f(x)的定义域的子集.
2. 分段函数奇偶性的判断
判断分段函数f(x)奇偶性的一般方法是在一个区间上任取自变量,再向对称区间转化,并进行双向验证. 若函数在x=0处有定义,则还要验证f(0),即判断分段函数的奇偶性时必须判断每一段上函数是否都具有f(-x)=-f(x)或f(-x)=f(x)的特征,也可以作出函数图象,结合对称性判断.
知识点03函数奇偶性的应用
1.用奇偶性求解析式
如果已知函数的奇偶性和一个区间[a,b]上的解析式,求关于原点对称的区间[-b,-a]上的解析式,其解决思路为:
(1)“求谁设谁”,即在哪个区间上求解析式,x就应在哪个区间上设.
(2)转化到已知区间上,代入已知的解析式.
(3)利用f(x)的奇偶性写出-f(x)或f(-x),从而解出f(x).
2.函数的奇偶性与单调性
(1)若f(x)为奇函数且在区间[a,b](a<b)上单调递增,则f(x)在[-b,-a]上单调递增,即在对称区间上单调性一致(相同).
(2)若f(x)为偶函数且在区间[a,b](a<b)上单调递增,则f(x)在[-b,-a]上单调递减,即在对称区间上单调性相反.
3.利用函数奇偶性与单调性解不等式
(1)利用图象解不等式.
(2)转化为简单不等式求解.
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的单调性相反,去掉不等式中的“f”转化为简单不等式(组)求解.
提醒:列不等式(组)时不要忘掉函数定义域.
题型01 函数奇偶性的定义与判断
【例1-1】(24-25高一上·江苏扬州·期中)已知函数对任意实数,都满足,且,,则函数是( )
A.奇函数 B.偶函数
C.既奇又偶函数 D.非奇非偶函数
【答案】B
【详解】在中,
令,则,又,所以,
令得,所以,
所以是偶函数,
故选:B.
【例1-2】(24-25高一上·江苏·阶段练习)已知,函数.
(1)判断的奇偶性,请说明理由;
(2)若在上单调递增,求的取值范围.
【详解】(1)因为定义域为,
当时,,所以,
所以为奇函数;
当时,,,则且,
所以既不是奇函数又不是偶函数;
综上可得:当时为奇函数,当时既不是奇函数又不是偶函数.
(2)因为,
当时,在,上单调递增,在上单调递减,
因为在上单调递增,所以;
当时,在上单调递增,符合题意;
当时,在,上单调递增,在上单调递减,
显然满足在上单调递增,所以符合题意;
综上可得的取值范围为.
【变式1-1】(24-25高一上·江苏苏州·期中)设函数,则下列函数中为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】易知,
显然是由函数向左平移1个单位,再向下平移1个单位得到的,
而为奇函数,所以只需将逆向平移,
即向右平移1个单位,再向上平移1个单位可得奇函数,即为奇函数.
故选:C
【变式1-2】(多选)(24-25高一上·江苏常州·阶段练习)已知函数的定义域为,对任意的实数,满足,且,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.为上的减函数 D.为奇函数
【答案】ABD
【详解】解:依题意,且,
令,得,故A选项正确.
令,则,,
即,故B选项正确
由于,故C选项错误.
令,得,
即,即,
所以为奇函数,故D选项正确.
故选:ABD
【变式1-3】(24-25高一上·江苏连云港·期中)定义在的函数满足,且当时,.
(1)证明:函数是奇函数;
(2)判断函数在上的单调性并证明.
【详解】(1)证明:函数的定义域为,
令,得:,,
再令,则,
即,
所以函数在上是奇函数.
(2)在上是单调递减函数,
证明如下:
任取,,且,则,
则,
因为当时,,
所以,
所以,即,
所以函数在上单调递减.
题型02 由奇偶性求参数
【例2-1】(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)函数为定义在上的偶函数,则实数等于( )
A. B.1 C.0 D.无法确定
【答案】C
【详解】因为为定义在上的偶函数,
所以,解得.
故选:C.
【例2-2】(22-23高一上·江苏盐城·期末)设是定义在上的奇函数,则( )
A.-1 B.0 C.1 D.-2
【答案】B
【详解】因为是定义在上的奇函数,
所以,解得:,
所以,则,
则.
故选:B.
【例2-3】(23-24高一上·江苏南京·期中)已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则 .
【答案】
【详解】由题意可得,,则,所以当时,,
所以.
故答案为:
【变式2-1】(22-23高一上·江苏连云港·期中)函数是区间上的偶函数,若函数,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由条件可知,,得,
所以,,
函数开口向下,对称轴为,,
所以,
故选:B
【变式2-2】(22-23高一上·江苏常州·期中)已知是定义在上的偶函数,则 .
【答案】0
【详解】解:已知是定义在上的偶函数,所以
且,所以,则,结合,解得,所以.
故答案为:0.
【变式2-3】(22-23高一上·江苏连云港·期中)已知函数是奇函数,且,则 .
【答案】5
【详解】∵为奇函数,
∴
即:
∴
∴
∴
∴
∴ 解得:a=5
∴a+b=5.
故答案为:5.
题型03 函数奇偶性的应用
【例3-1】(24-25高一上·江苏淮安·阶段练习)若函数是定义在上的奇函数,当时,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为函数是定义在上的奇函数,当时,,
则.
故选:C.
【例3-2】(24-25高一上·江苏常州·期末)已知是定义在上的奇函数,当时,,且对任意,成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【详解】由题意可得,所以,
当时,,当时,,结合 为定义在上的奇函数可作出的图象,.
又的函数图象为向左平移6个单位得到的,,
则的图象在的上方,
则,解得.
综上所述,满足题意的的取值范围是.
故答案为:.
【变式3-1】(24-25高一上·江苏泰州·期中)已知奇函数的定义域为,若为偶函数,且,则的值为( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】A
【详解】∵奇函数,∴,则,即,
∵为偶函数,∴,
∴,,
∴,,则,
故选:A.
【变式3-2】(24-25高一上·江苏南通·期中)已知函数为定义在上的奇函数,当时,,则当时的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】当时,,当且仅当取等号,
所以当时,的取值范围是,
又因为函数为定义在上的奇函数,
所以当时,,则,
即当时,的取值范围是,
故选:B.
【变式3-3】(24-25高一上·江苏盐城·期中)已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则 .
【答案】7
【详解】因为函数是在上奇函数得出
又因为,所以,
所以.
故答案为:7.
题型04 由函数奇偶性解不等式
【例4-1】(24-25高一上·江苏南通·期中)已知是定义在上的偶函数,当时,单调递增,则下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因为是定义在上的偶函数,所以.
因为,,,且,所以.
当时,单调递增,所以,
又因为,所以.
故选:A.
【例4-2】(24-25高一上·江苏徐州·阶段练习)已知是奇函数且在单调递增,,则的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为是奇函数且在单调递增,,作出的示意图:
因为有:
当时,,即或,解得;
当时,,即或,解得;
综上有解集为.
故选:A
【例4-3】(25-26高一上·江苏无锡·阶段练习)函数为定义在上的奇函数, 已知当时,.
(1)当时,求的解析式;
(2)判断在上的单调性,并利用单调性的定义证明;
(3)若,求a的取值范围.
【详解】(1)当时,,则,
因为函数为奇函数,所以,
即时,的解析式为;
(2)在上的单调递增,
证明如下:
任取,,且,则,
因为,,且,所以,,,
则,即,
所以在上的单调递增;
(3)在上的单调递增,且函数为上的奇函数,故为上的增函数.
由,,
于是 ,解得,即所求为.
【变式4-1】(23-24高一上·江苏盐城·期末)若函数是偶函数,且在上单调递增,,则不等式的解集为( ).
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】由于函数是偶函数,在区间上单调递增,且,
所以,且函数在上单调递减.
由此画出满足条件的一个函数的图象,如图所示,
由图可知,的解集是,
故选:B.
【变式4-2】(25-26高一上·江苏无锡·阶段练习)若定义在上的奇函数在上单调递减,且,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为定义在上的奇函数在上单调递减,且,
所以在上也是单调递减,且,,
所以当时,,当时,,
所以由可得:
或或
解得或,
所以满足的的取值范围是,
故选:B.
【变式4-3】(24-25高一上·江苏无锡·阶段练习)设是定义在上的奇函数,对任意的,,满足:,若,则不等式的解集为 .
【答案】
【详解】不妨设,由得,
即,
故在上单调递增,
因为为R上的奇函数,所以,
的定义域为,且,
故为偶函数,在上单调递减,
当时,,
因为,所以,故,
即,解得,
当时,,
因为,所以,故,解得;
当时,,符合题意;
故不等式的解集为.
故答案为:
题型05 奇偶函数对称性的应用
【例5-1】(22-23高一上·江苏常州·期中)已知函数的定义域为,且为奇函数,当时,,则方程的所有根之和等于( )
A. B. C.0 D.2
【答案】A
【详解】因为为奇函数,所以关于对称,
所以关于对称,即.
当时,,
当时,,,
所以.
因为,
所以或,
解得,,,,
所以.
故选:A
【例5-2】(多选)(24-25高一上·江苏苏州·期末)已知定义在R上的函数满足对任意的实数,均有,且当时,恒有,则( )
A.
B.当时,函数为减函数
C.当时,的图象关于点对称
D.当时,为偶函数
【答案】AC
【详解】解:令,得,
所以,故A正确;
当时,,
当时,恒有,
令,
即对任意,时,
,
即函数为增函数,故B错误.
令,则,
又,
所以,
即 的图象关于点对称,故C正确;
当时,若取,
则,
,
即,
且当时, 单调递增,恒有,
显然, 不为偶函数,故D错误.
故选:AC.
【例5-3】(22-23高一上·江苏淮安·阶段练习)已知函数是定义在R上的奇函数,且
(1)确定函数的解析式;
(2)用定义证明在上单调递减;
(3)求函数在的值域.
【详解】(1)因为函数是奇函数,
则,即,
整理得,即,
所以,
又因为,解得,
所以.
(2)对,且,
则
∵,则,
∴,即,
故在上单调递减.
(3)∵函数为奇函数且在为减函数,则函数为在为减函数,
∴函数在为减函数,且,
故函数在的值域为.
【变式5-1】(多选)(23-24高一上·江苏淮安·期中)我们知道,函数的图象关于坐标原点成中心对称的充要条件是函数为奇函数,由此可以推广得到:函数的图象关于点成中心对称的充要条件是函数为奇函数.则下列函数图象成中心对称的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【详解】对于选项A,设的图象关于点成中心对称图形,
则为奇函数,
所以,所以,
因为上式对定义域内的任意都成立,所以,得,
所以的对称中心为,符合题意;
对于选项B,因为,
所以关于直线对称,结合函数在上单调递减,在上单调递增,不符合题意;
对于选项C,设的图象关于点成中心对称图形,
则为奇函数,
所以,
所以,
因为上式对定义域内的任意都成立,所以,得,
所以的对称中心为,符合题意;
对于选项D,设的图象关于点成中心对称图形,
则为奇函数,
所以,
所以,
化简得,
因为上式对定义域内的任意都成立,所以,得,
所以的对称中心为,符合题意.
故选:ACD.
【变式5-2】(24-25高一上·江苏无锡·期中)有同学发现:函数的图象关于点成中心对称图形的充要条件是函数为奇函数.运用该结论解决以下问题:
(1)直接写出函数的对称中心;
(2)证明:函数的对称中心为;
(3)若函数的对称中心为,求实数、的值.
【详解】(1)函数的对称中心为.
验证如下:
因为函数,
定义域,即定义域关于原点对称,且,
所以是奇函数,即函数的对称中心为.
(2)证明:记,
定义域为R,即定义域关于原点对称,
又,所以为奇函数,
所以的对称中心为.
(3),
令
,
因为是奇函数,
所以,
即,
整理得,进而得,
解得或.
【变式5-3】(24-25高一上·江苏南京·阶段练习)若定义在上的函数满足:存在且,使得任意,则称为“代阶函数”.
(1)判断是否为“4代阶函数”,若是,求出的值;若不是,请说明理由;
(2)已知为“3代阶函数”,且的图象关于直线对称,证明:是偶函数;
(3)设函数为“2代阶函数”,其中是奇函数,是偶函数.若,求的值.
【详解】(1)是4代0阶函数,
因为,
此时,所以为4代0阶函数.
(2)因为为“3代阶函数”,
所以任意,有,且.
因为的图象关于直线对称,
所以,即,
所以,所以是偶函数.
(3)由题意得,存在常数满足,
即.
令,则①.
令,则②.
因为是奇函数,是偶函数,
所以,
①+②,整理得.
令,则,又因为,且,
所以,所以,
所以.
一、单选题
1.(22-23高一上·江苏南京·期末)下列函数中,既是奇函数,又在上为增函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据奇函数的定义和基本函数的单调性逐个分析判断
【详解】对于A,的定义域为,因为定义域不关于原点对称,所以此函数为非奇非偶函数,所以A错误,
对于B,的定义域为,因为,所以此函数为奇函数,
因为在上为增函数,所以B正确,
对于C,在上为减函数,所以C错误,
对于D,的定义域为,因为,所以此函数为偶函数,所以D错误,
故选:B
2.(23-24高一上·江苏南京·期中)函数的图象大致是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数的奇偶性以及函数值求解.
【详解】函数的定义域为,
,所以函数为偶函数,C,D错误;
又因为,
当时,,;
当时,;
当时,,,故A错误,B满足题意;
故选:B.
3.(23-24高一上·江苏宿迁·阶段练习)若函数是在R上的奇函数,则下列结论不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】ABC选项,根据函数的奇偶性得到和,故ABC正确,D选项,可能无意义,D错误.
【详解】A选项,因为是在R上的奇函数,所以,且,AB正确;
C选项,因为,所以,当时,等号成立,C正确;
D选项,当时,,此时无意义,D错误.
故选:D
4.(23-24高一上·江苏淮安·阶段练习)设是定义在上的奇函数,当时,,则( )
A. B.1 C. D.
【答案】D
【分析】根据奇函数的定义可得,求出即可.
【详解】因为是定义在上的奇函数,且当时,,
所以.
故选:D
5.(24-25高一上·江苏苏州·期中)设奇函数的定义域为,对任意的,且,都有不等式,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】令,分析函数的奇偶性与单调性,计算可得出,然后分情况解不等式,即可得出原不等式的解集.
【详解】对任意的,且,都有不等式,
不妨设,则,
令,则,即函数在上为增函数,
因为函数的定义域上是奇函数,即,
则,所以偶函数,
所以函数在上为增函数,在上为减函数,
因为,则,
当时,即时,
由可得,
则,解得,
当时,即时,
由可得,
则,解得,
综上:不等式的解集是.
故选:C.
【点睛】思路点睛:根据函数单调性求解函数不等式的思路如下:
(1)先分析出函数在指定区间上的单调性;
(2)根据函数单调性将函数值的关系转变为自变量之间的关系,并注意定义域;
(3)求解关于自变量的不等式 ,从而求解出不等式的解集.
6.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)若定义在上的奇函数在上单调递减,且,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据函数的奇偶性和单调性画出的大致图象,进而得到的大致图象,结合图象求得的取值范围.
【详解】依题意,是定义在上的奇函数,
在上单调递减,则在上单调递减,
,由此画出的大致图象如下图所示,
的图象向右平移个单位长度,得到的图象,如下图所示,
由图可知满足的的取值范围是.
故选:D
7.(24-25高一上·江苏无锡·阶段练习)已知偶函数在上单调递增,且,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用和偶函数性质,将不等式化为,再利用区间上的单调性得到,即解得结果.
【详解】依题意,不等式即,
又偶函数在区间单调递增,故不等式即,即,
解得.
故选:B
二、多选题
8.(24-25高一上·江苏南通·期中)定义(其中表示不小于x的最小整数)为“向上取整函数”.例如.以下描述正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.是上的奇函数
D.若,则
【答案】BD
【分析】根据给定条件,利用“向上取整函数”的定义逐项判断即得.
【详解】由表示不小于的最小整数,得,且,即,
对于A,由,得,即,A错误;
对于B,由,得,则或,
当时,;当时,,因此,B正确;
对于C,函数的定义域为,而,即,
因此函数不是上的奇函数,C错误;
对于D,令,则,,即,
因此,即,D正确.
故选:BD
9.(24-25高一上·江苏·期末)若函数是上的奇函数,且,则下列说法正确的有( )
A.
B.
C.函数的最大值为1
D.若正实数满足,则的最小值为6
【答案】AC
【分析】根据奇函数求出即可判断A选项,根据即可求出,根据单调性及其性质即可求解B选项,根据导数即可求解C选项,令,,找出和的关系,结合导数即可求解D选项.
【详解】奇函数满足,
则,比较分子得,
解得,故A正确;
代入,得 ,解得,
故,设,
则,
因为,所以,,,
所以,所以在单调递增,
所以在时单调递增,
因为,所以,
故,故B错误;
当时,,
因为,当且仅当,即时等号成立,
所以,当时,
,,
因为,当且仅当,即时等号成立,
所以,所以最大值为,故C正确;
因为,
所以,其中,
令,所以,
所以,
所以,所以或,
当时,此时且,
因为,在单调递增,
所以,
当且仅当,即,时等号成立,
当时,令,则,,
所以,故D错误.
故选:AC.
【点睛】关键点点睛:本题D选项关键在于令,,找出和的关系.
三、填空题
10.(23-24高一上·江苏宿迁·期中)已知函数,若,则 .
【答案】3
【分析】由题意求出,则,令,结合即可求解.
【详解】因为,
所以,
则,
令,得,又,
所以.
故答案为:3.
11.(24-25高一上·江苏南通·期末)若是奇函数,且当时,,则 .
【答案】0
【分析】根据奇函数性质以及函数解析式计算可得结果.
【详解】由奇函数可得,
又,所以.
故答案为:0
12.(24-25高三上·江苏扬州·阶段练习)已知是定义在上的奇函数且函数为偶函数,当时,,则 .
【答案】/
【分析】根据函数奇偶性分析可知的一个周期为4,结合周期性运算求解即可.
【详解】因为是定义在上的奇函数,则,
又函数为偶函数,则,可得,
则,可得,可知的一个周期为4,
则.
故答案为:.
13.(23-24高一上·江苏扬州·期中)已知函数,其中,为奇函数,若,则 .
【答案】
【分析】根据奇偶性可得到结果.
【详解】因为为奇函数,则,所以
则,即,
,
故答案为:.
14.(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)已知函数,则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】由题意分析可知:是偶函数,且在内单调递增,在内单调递减,进而可得,运算求解即可.
【详解】由题意可知:的定义域为,
若,则,可得;
同理可得:当时,;
且时,;
综上所述:是偶函数.
因为开口向上,且对称轴为,
可知函数在内单调递增,则函数在内单调递减,
则不等式等价于,
即,整理得,解得或,所以的取值范围为.
故答案为:
【点睛】思路点睛:
确定函数特性:首先通过观察函数的解析式,确定其对称性以及单调性.利用函数是偶函数的性质,可以简化后续的求解过程.
求解关键区间:结合函数的单调递增和递减的区间,将整个函数在不同区间的表现形式整理清楚,以便在后续的不等式求解中可以直接应用.
最终解集的确定:利用函数的单调性,将不等式的求解过程逐步细化.通过数轴分析,确定每个可能的解区间,最终得出完整的解集.
四、解答题
15.(25-26高一上·江苏无锡·阶段练习)已知函数是定义在上的奇函数,当时,.
(1)求的解析式;
(2)当时,求的最大值,并求函数的值域.
【答案】(1)
(2),值域为
【分析】(1)设,根据条件,利用奇函数的性质,即可求解;
(2)利用二次函数的性质,分,,三种情况,即可求出,进而可求出的值域.
【详解】(1)因为函数是定义在上的奇函数,则,
又当时,,设时,则,所以,
得到,所以当时,,
则的解析式为.
(2)因为,又由(1)知时,,
又的对称轴为,
当,即时,在区间上单调递增,
此时
当,即时,,
当时,在区间上单调递减,此时,
综上,,
又因为时,,对称轴为,此时,
当时,,
当时,,对称轴为,此时,
综上所述,函数的值域.
16.(24-25高一上·江苏南京·期中)函数是上的奇函数,且当时,函数的解析式为.
(1)求的值;
(2)用定义证明在上是减函数;
(3)求函数的解析式.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)根据可直接求得结果;
(2)设,由可证得结论;
(3)当时,,结合奇函数定义可求得在上的解析式,结合可得结果.
【详解】(1)为奇函数,.
(2)设,
,
,,,,
在上是减函数.
(3)当时,,,;
又为定义在上的奇函数,,
.
17.(24-25高一上·江苏南京·期末)已知函数
(1)计算的值:
(2)判断函数在上的单调性,并根据定义证明你的判断;
(3)函数的图象关于点成中心对称图形的充要条件是为奇函数.依据上述结论,证明:的图象成中心对称图形,并求出对称中心.
【答案】(1);
(2)函数在上单调递减,证明见解析;
(3)证明见解析,.
【分析】(1)将代入求值即可
(2)利用单调性得定义证明即可;
(3)构造,只需证明为奇函数即可.
【详解】(1)
(2)函数在上单调递减.证明如下:
任取,且,
因为,所以,
所以,即,故函数在上单调递减.
(3)证明:设,则.
因为函数定义域为,
且,
所以为奇函数,图象关于原点对称,
因为是由的图象左平移一个单位,再向下平移1个单位,
故的图象关于点成中心对称图形.
18.(24-25高一上·江苏无锡·期末)对于定义在上的函数和,如果满足:对任意,有,则称为的“伴随函数”.
(1)若,,判断是否为的伴随函数,并说明你的理由;
(2)若函数为的伴随函数,且.
(ⅰ)若,求的值;
(ⅱ)若是值域为的偶函数,求函数的值域.
【答案】(1)是;理由见解析
(2)(ⅰ);(ⅱ)
【分析】(1)由函数解析式,分别代入式子的左、右两边,运算验证两等式成立;
(2)(ⅰ)利用“伴随函数”定义,利用等式赋值探索性质可得;(ⅱ)将看作整体,表示所求函数,利用基本不等式求最值可得.
【详解】(1)为的“伴随函数”.
理由如下:若,,对任意,
则有;
;
所以;
且有;
;
所以.
故为的“伴随函数”.
(2)(ⅰ)若函数为的伴随函数,对任意,
则,
由,可知,且.
令,,
两式相加得,
故;
同理,两式相减可得,故,且.
再令,可得,
可得
.
由,
则;
(ⅱ)若是值域为的偶函数,对任意,则,
则式可化为,
由,故对任意,,即为奇函数;
则式可化为,
则与同号,
假设,则,
又由可知,,,
则有,这与矛盾,
故,即,且;
且当,由可知,;
因此
,
当且仅当,即时等号成立,
联立,又,可解得,
此时满足条件,故等号能取到.
且当时,,即.
故函数的值域为.
【点睛】关键点点睛:解决此题的关键在于两点,一是利用“伴随函数”的定义,由的任意性可进行赋值构造探索性质并应用;二是所求函数用两个整体式表达,利用基本不等式求最值.
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第14讲 函数的奇偶性
知识清单
知识点01:函数的奇偶性 1
知识点02:判断函数的奇偶性 2
知识点03:函数奇偶性的应用 2
题型归纳
题型01 函数奇偶性的定义与判断 3
题型02 由奇偶性求参数 5
题型03 函数奇偶性的应用 5
题型04 由函数奇偶性解不等式 6
题型05 奇偶函数对称性的应用 7
强化训练 10
知识点01函数的奇偶性
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
设函数y=f(x)的定义域为A,如果对于任意的x∈A,都有-x∈A,并且f(-x)=f(x),那么称函数y=f(x)是偶函数
关于y轴对称
奇函数
设函数y=f(x)的定义域为A,如果对于任意的x∈A,都有-x∈A,并且f(-x)=-f(x),那么称函数y=f(x)是奇函数
关于原点对称
知识点02 判断函数的奇偶性
1.判断函数奇偶性的常见方法
(1)定义法:若函数定义域不关于原点对称,则函数既不是奇函数又不是偶函数;若函数定义域关于原点对称,则应进一步判断f(-x)是否等于±f(x),或判断f(-x)±f(x)是否等于0,从而确定奇偶性.
(2)图象法:若函数图象关于原点对称,则函数为奇函数;若函数图象关于y轴对称,则函数为偶函数.
(3)函数奇偶性的运算性质:
设f(x),g(x)的定义域分别是D1,D2,在它们的公共定义域上具有的结论如表所示:
f(x)
g(x)
f(x)+g(x)
f(x)-g(x)
f(x)g(x)
f(g(x))
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
奇函数
不能确定
不能确定
奇函数
偶函数
奇函数
偶函数
不能确定
不能确定
奇函数
偶函数
奇函数
奇函数
奇函数
奇函数
偶函数
奇函数
注意:在f(g(x))中,g(x)的值域是f(x)的定义域的子集.
2. 分段函数奇偶性的判断
判断分段函数f(x)奇偶性的一般方法是在一个区间上任取自变量,再向对称区间转化,并进行双向验证. 若函数在x=0处有定义,则还要验证f(0),即判断分段函数的奇偶性时必须判断每一段上函数是否都具有f(-x)=-f(x)或f(-x)=f(x)的特征,也可以作出函数图象,结合对称性判断.
知识点03函数奇偶性的应用
1.用奇偶性求解析式
如果已知函数的奇偶性和一个区间[a,b]上的解析式,求关于原点对称的区间[-b,-a]上的解析式,其解决思路为:
(1)“求谁设谁”,即在哪个区间上求解析式,x就应在哪个区间上设.
(2)转化到已知区间上,代入已知的解析式.
(3)利用f(x)的奇偶性写出-f(x)或f(-x),从而解出f(x).
2.函数的奇偶性与单调性
(1)若f(x)为奇函数且在区间[a,b](a<b)上单调递增,则f(x)在[-b,-a]上单调递增,即在对称区间上单调性一致(相同).
(2)若f(x)为偶函数且在区间[a,b](a<b)上单调递增,则f(x)在[-b,-a]上单调递减,即在对称区间上单调性相反.
3.利用函数奇偶性与单调性解不等式
(1)利用图象解不等式.
(2)转化为简单不等式求解.
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的单调性相反,去掉不等式中的“f”转化为简单不等式(组)求解.
提醒:列不等式(组)时不要忘掉函数定义域.
题型01 函数奇偶性的定义与判断
【例1-1】(24-25高一上·江苏扬州·期中)已知函数对任意实数,都满足,且,,则函数是( )
A.奇函数 B.偶函数
C.既奇又偶函数 D.非奇非偶函数
【例1-2】(24-25高一上·江苏·阶段练习)已知,函数.
(1)判断的奇偶性,请说明理由;
(2)若在上单调递增,求的取值范围.
【变式1-1】(24-25高一上·江苏苏州·期中)设函数,则下列函数中为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(多选)(24-25高一上·江苏常州·阶段练习)已知函数的定义域为,对任意的实数,满足,且,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.为上的减函数 D.为奇函数
【变式1-3】(24-25高一上·江苏连云港·期中)定义在的函数满足,且当时,.
(1)证明:函数是奇函数;
(2)判断函数在上的单调性并证明.
题型02 由奇偶性求参数
【例2-1】(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)函数为定义在上的偶函数,则实数等于( )
A. B.1 C.0 D.无法确定
【例2-2】(22-23高一上·江苏盐城·期末)设是定义在上的奇函数,则( )
A.-1 B.0 C.1 D.-2
【例2-3】(23-24高一上·江苏南京·期中)已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则 .
【变式2-1】(22-23高一上·江苏连云港·期中)函数是区间上的偶函数,若函数,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】(22-23高一上·江苏常州·期中)已知是定义在上的偶函数,则 .
【变式2-3】(22-23高一上·江苏连云港·期中)已知函数是奇函数,且,则 .
题型03 函数奇偶性的应用
【例3-1】(24-25高一上·江苏淮安·阶段练习)若函数是定义在上的奇函数,当时,,则等于( )
A. B. C. D.
【例3-2】(24-25高一上·江苏常州·期末)已知是定义在上的奇函数,当时,,且对任意,成立,则实数的取值范围为 .
【变式3-1】(24-25高一上·江苏泰州·期中)已知奇函数的定义域为,若为偶函数,且,则的值为( )
A. B.0 C.1 D.2
【变式3-2】(24-25高一上·江苏南通·期中)已知函数为定义在上的奇函数,当时,,则当时的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3-3】(24-25高一上·江苏盐城·期中)已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则 .
题型04 由函数奇偶性解不等式
【例4-1】(24-25高一上·江苏南通·期中)已知是定义在上的偶函数,当时,单调递增,则下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【例4-2】(24-25高一上·江苏徐州·阶段练习)已知是奇函数且在单调递增,,则的解集为( )
A. B. C. D.
【例4-3】(25-26高一上·江苏无锡·阶段练习)函数为定义在上的奇函数, 已知当时,.
(1)当时,求的解析式;
(2)判断在上的单调性,并利用单调性的定义证明;
(3)若,求a的取值范围.
【变式4-1】(23-24高一上·江苏盐城·期末)若函数是偶函数,且在上单调递增,,则不等式的解集为( ).
A.
B.
C.
D.
【变式4-2】(25-26高一上·江苏无锡·阶段练习)若定义在上的奇函数在上单调递减,且,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4-3】(24-25高一上·江苏无锡·阶段练习)设是定义在上的奇函数,对任意的,,满足:,若,则不等式的解集为 .
题型05 奇偶函数对称性的应用
【例5-1】(22-23高一上·江苏常州·期中)已知函数的定义域为,且为奇函数,当时,,则方程的所有根之和等于( )
A. B. C.0 D.2
【例5-2】(多选)(24-25高一上·江苏苏州·期末)已知定义在R上的函数满足对任意的实数,均有,且当时,恒有,则( )
A.
B.当时,函数为减函数
C.当时,的图象关于点对称
D.当时,为偶函数
【例5-3】(22-23高一上·江苏淮安·阶段练习)已知函数是定义在R上的奇函数,且
(1)确定函数的解析式;
(2)用定义证明在上单调递减;
(3)求函数在的值域.
【变式5-1】(多选)(23-24高一上·江苏淮安·期中)我们知道,函数的图象关于坐标原点成中心对称的充要条件是函数为奇函数,由此可以推广得到:函数的图象关于点成中心对称的充要条件是函数为奇函数.则下列函数图象成中心对称的是( )
A. B.
C. D.
【变式5-2】(24-25高一上·江苏无锡·期中)有同学发现:函数的图象关于点成中心对称图形的充要条件是函数为奇函数.运用该结论解决以下问题:
(1)直接写出函数的对称中心;
(2)证明:函数的对称中心为;
(3)若函数的对称中心为,求实数、的值.
【变式5-3】(24-25高一上·江苏南京·阶段练习)若定义在上的函数满足:存在且,使得任意,则称为“代阶函数”.
(1)判断是否为“4代阶函数”,若是,求出的值;若不是,请说明理由;
(2)已知为“3代阶函数”,且的图象关于直线对称,证明:是偶函数;
(3)设函数为“2代阶函数”,其中是奇函数,是偶函数.若,求的值.
一、单选题
1.(22-23高一上·江苏南京·期末)下列函数中,既是奇函数,又在上为增函数的是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一上·江苏南京·期中)函数的图象大致是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高一上·江苏宿迁·阶段练习)若函数是在R上的奇函数,则下列结论不正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高一上·江苏淮安·阶段练习)设是定义在上的奇函数,当时,,则( )
A. B.1 C. D.
5.(24-25高一上·江苏苏州·期中)设奇函数的定义域为,对任意的,且,都有不等式,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
6.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)若定义在上的奇函数在上单调递减,且,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.(24-25高一上·江苏无锡·阶段练习)已知偶函数在上单调递增,且,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
8.(24-25高一上·江苏南通·期中)定义(其中表示不小于x的最小整数)为“向上取整函数”.例如.以下描述正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.是上的奇函数
D.若,则
9.(24-25高一上·江苏·期末)若函数是上的奇函数,且,则下列说法正确的有( )
A.
B.
C.函数的最大值为1
D.若正实数满足,则的最小值为6
三、填空题
10.(23-24高一上·江苏宿迁·期中)已知函数,若,则 .
11.(24-25高一上·江苏南通·期末)若是奇函数,且当时,,则 .
12.(24-25高三上·江苏扬州·阶段练习)已知是定义在上的奇函数且函数为偶函数,当时,,则 .
13.(23-24高一上·江苏扬州·期中)已知函数,其中,为奇函数,若,则 .
14.(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)已知函数,则不等式的解集为 .
四、解答题
15.(25-26高一上·江苏无锡·阶段练习)已知函数是定义在上的奇函数,当时,.
(1)求的解析式;
(2)当时,求的最大值,并求函数的值域.
16.(24-25高一上·江苏南京·期中)函数是上的奇函数,且当时,函数的解析式为.
(1)求的值;
(2)用定义证明在上是减函数;
(3)求函数的解析式.
17.(24-25高一上·江苏南京·期末)已知函数
(1)计算的值:
(2)判断函数在上的单调性,并根据定义证明你的判断;
(3)函数的图象关于点成中心对称图形的充要条件是为奇函数.依据上述结论,证明:的图象成中心对称图形,并求出对称中心.
18.(24-25高一上·江苏无锡·期末)对于定义在上的函数和,如果满足:对任意,有,则称为的“伴随函数”.
(1)若,,判断是否为的伴随函数,并说明你的理由;
(2)若函数为的伴随函数,且.
(ⅰ)若,求的值;
(ⅱ)若是值域为的偶函数,求函数的值域.
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