内容正文:
3.2.2 函数的奇偶性
第3课时 奇偶性的应用
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英文
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1
知识点 函数的奇偶性
奇偶性 定义 图象特点
偶函数 设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且_____________,那么函数f(x)是偶函数 关于____
对称
奇函数 设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且______________,那么函数f(x)是奇函数 关于____
对称
f(-x)=f(x)
y轴
f(-x)=-f(x)
原点
题型一
——求值
例1 (1)已知函数y=f(x)+x2是奇函数,且f(1)=1,则f(-1)=( )
A.-3 B.-1
C.0 D.2
√
【解析】
∵y=f(x)+x2是奇函数,
∴f(-1)+1=-[f(1)+1].
又f(1)=1
∴f(-1)=-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
√
【解析】方法一:令g(x)=x5+ax3+bx,则易知g(x)是定义在R上的奇函数,
从而g(-2)=-g(2).
又f(x)=g(x)-8,
∴f(-2)=g(-2)-8=10,
∴g(-2)=18,
∴g(2)=-g(-2)=-18,
∴f(2)=g(2)-8=-18-8=-26.
【讲评】 (1)若f(x)为奇函数,则f(-a)+f(a)=0.
(2)若f(x)为奇函数,g(x)=f(x)+k(k为常数),则g(a)+g(-a)=2k.
探究1
(1)此类问题(本例(2))应充分运用奇(偶)函数的定义构造函数,从而使问题快速得到解决.
(2)在定义域关于原点对称的前提下,若解析式中仅含有x的奇次项,则函数为奇函数,若解析式中仅含有x的偶次项,则函数为偶函数,常利用此结论构造函数解题.
巩固训练
(1)已知f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,且f(-1)+g(1)=2,f(1)+g(-1)=4,则g(1)=________.
3
【解析】由题意知,f(-1)+g(1)=-f(1)+g(1)=2,
f(1)+g(-1)=f(1)+g(1)=4,
两式相加,解得g(1)=3.
(2)已知f(x)=ax3+bx-4,其中a,b为常数,若f(-2)=2,则f(2)的值为( )
A.-10 B.-6
C.-4 D.-2
√
题型二
——确定函数解析式
例2 (1)已知f(x)为R上的奇函数,当x>0时,f(x)=-2x2+3x+1.
①求f(-1);
②求f(x)的解析式.
【分析】 ①根据奇函数的性质,将f(-1)转化为-f(1)求解;②先设出所求区间上的自变量,利用奇函数的定义域关于原点对称的特点,把它转化到已知解析式的区间上,代入已知的解析式,再次利用函数的奇偶性求解即可.注意不要忽略x=0时f(x)的解析式.
【解析】 ①因为函数f(x)为奇函数,
所以f(-1)=-f(1)=-(-2×12+3×1+1)=-2.
②当x<0时,-x>0,
则f(-x)=-2(-x)2+3(-x)+1=-2x2-3x+1.
由于f(x)是奇函数,则f(x)=-f(-x),
所以f(x)=2x2+3x-1.
当x=0时,由奇函数性质可知f(0)=0.
探究2
此类问题(本例(1))的一般解法是:
(1)“求谁设谁”,即在哪个区间上求解析式,x就应设在哪个区间上.
(2)要利用已知区间的解析式,将其代入.
(3)利用f(x)的奇偶性写出-f(x)或f(-x),从而解出f(x).
注意:若函数f(x)的定义域内含0且为奇函数,则必有f(0)=0,不能漏掉.
巩固训练
(1)函数f(x)是定义域为R的奇函数,当x>0时f(x)=-x+1,则当x<0时,f(x)的表达式为( )
A.f(x)=-x+1 B.f(x)=-x-1
C.f(x)=x+1 D.f(x)=x-1
√
【解析】 设x<0,则-x>0,∴f(-x)=-(-x)+1=x+1,∵f(x)为奇函数,∴-f(x)=x+1,∴f(x)=-x-1.
(2)已知函数f(x)是定义在(-∞,+∞)上的偶函数,当x∈(-∞,0)时,f(x)=x-x4,则当x∈(0,+∞)时,f(x)=__________.
-x-x4
【分析】 解答本题可将x>0时的解析式转化到x<0上求解.
【解析】 设x>0,则-x<0.
∴f(-x)=-x-(-x)4=-x-x4.
∵f(x)为偶函数,
∴当x>0时,f(x)=-x-x4.
题型三
——比较大小
考点一 考点一
√
探究3
比较大小问题,一般解法是先利用奇偶性,将不在同一单调区间上的两个或多个自变量的函数值,转化为同一单调区间上的自变量的函数值,然后利用单调性比较大小.
巩固训练
√
【解析】 ∵函数f(x)=(m-1)x2+2mx+3是R上的偶函数,
∴f(-x)=(m-1)x2-2mx+3=f(x)=(m-1)x2+2mx+3,∴m=0,即f(x)=-x2+3.
∴f(x)在(-∞,0)上单调递增,
题型三
——解不等式
例4 (1)已知函数y=f(x)在定义域[-1,1]上既是奇函数,又是减函数,若f(1-a2)+f(1-a)<0,则实数a的取值范围为________.
【分析】 (1)可利用奇偶性把所给的关系式转化为两个函数值的大小关系,再利用单调性转化为自变量的关系.
[0,1)
【解析】 (1)由f(1-a2)+f(1-a)<0,
得f(1-a2)<-f(1-a).
∵y=f(x)在[-1,1]上是奇函数,
∴-f(1-a)=f(a-1),
∴f(1-a2)<f(a-1).
又f(x)在[-1,1]上单调递减,
(2)定义在[-2,2]上的偶函数f(x)在区间[0,2]上单调递减,若f(1-m)<f(m),则实数m的取值范围为________.
【分析】 (2)两个自变量1-m,m不一定属于同一单调区间,可考虑用绝对值表示来处理.
探究4
(1)抽象不等式问题的解题步骤:
①将所给的不等式转化为两个函数值的大小关系.
②利用奇偶性得出区间上的单调性,再利用单调性“脱去”函数的符号“f”,转化为解不等式(组)的问题.
(2)需要注意的是:在转化时,自变量的取值必须在同一单调区间上;当不等式一边没有符号“f”时,需转化为含符号“f”的形式,如0=f(1),f(x-1)<0,则f(x-1)<f(1).
(3)利用好偶函数性质f(x)=f(|x|)可以避免讨论,简化计算.
巩固训练
√
随堂训练
1.已知函数f(x)=(x-1)(ax+b)为偶函数,且在(0,+∞)上单调递减,则f(x)<0的解集为( )
A.(-∞,-1)∪(0,1) B.(-∞,-1)∪(1,+∞)
C.(-1,1) D.(-1,0)∪(1,+∞)
√
解析 f(x)=(x-1)(ax+b)=ax2+(b-a)x-b,由f(x)是偶函数得b-a=0,即a=b,从而f(x)=ax2-a.又f(x)在(0,+∞)上单调递减,故a≠0.令f(x)=ax2-a=0,得x=±1.结合f(x)在(0,+∞)上单调递减可得f(x)<0的解集为x<-1或x>1.
2.若偶函数f(x)在区间(-∞,-1]上单调递增,则( )
A.f(-1)<f(-1.5)<f(2) B.f(-1.5)<f(-1)<f(2)
C.f(2)<f(-1.5)<f(-1) D.f(2)<f(-1)<f(-1.5)
√
解析 ∵f(x)为偶函数,∴f(x)=f(|x|),又∵f(x)在(-∞,-1]上单调递增,∴f(x)在[1,+∞)上单调递减,∴f(1)>f(1.5)>f(2),即f(-1)>f(-1.5)> f(2).故选C.
A.是奇函数且在区间(2,+∞)上单调递增
B.是奇函数且在区间(2,+∞)上单调递减
C.是偶函数且在区间(2,+∞)上单调递增
D.是偶函数且在区间(2,+∞)上单调递减
√
4.已知f(x)是定义在(-4,4)上的偶函数,且在(-4,0)上单调递增,f(a)<f(3),则实数a的取值范围为( )
A.(-3,3) B.(-∞,-3)∪(3,+∞)
C.(-4,-3) D.(-4,-3)∪(3,4)
√
5.设f(x)=ax5+bx3+cx+7(其中a,b,c为常数,x∈R),若f(-2 023)=-17,则f(2 023)=________.
31
解析 f(2 023)=a·2 0235+b·2 0233+c·2 023+7,f(-2 023)=a(-2 023)5+b(-2 023)3+c(-2 023)+7,∴f(2 023)+f(-2 023)=14,∴f(2 023)=14+17=31.
感谢观看与聆听
THANKS
方法二:由已知条件,
得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f(-2)=(-2)5+a·(-2)3+b·(-2)-8①,,f(2)=25+a·23+b·2-8②,))
①+②,得f(2)+f(-2)=-16.
∴f(2)=-16-f(-2)=-16-10=-26.
【解析】 由eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a·(-2)3+b·(-2)-4=2,,a·23+b·2-4=f(2),))
两式相加得-8=2+f(2).
∴f(2)=-10.故选A.
所以f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-2x2+3x+1,x>0,,0,x=0,,2x2+3x-1,x<0.))
(2)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.
【解析】 由题意知x≠±1,且f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),
由f(x)+g(x)=eq \f(1,x-1),①
用-x代替①中的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)(x≠±1);
(①-②)÷2,得g(x)=eq \f(x,x2-1)(x≠±1).
【解析】 因为f(x)为偶函数,所以f(-π)=f(π),f(-1)=f(1).因为f(x)在区间[0,4]上单调递减,所以f(1)>f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))>f(π),所以f(-1)>
f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))>f(-π).
例3 偶函数y=f(x)在区间[0,4]上单调递减,则有( )
A.f(-1)>f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))>f(-π)
B.f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))>f(-1)>f(-π)
C.f(-π)>f(-1)>f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))
D.f(-1)>f(-π)>f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))
∴f(-1)>f(-eq \r(2))>f(-eq \r(3))=f(eq \r(3)).
即f(eq \r(3))<f(-eq \r(2))<f(-1).故选B.
若函数f(x)=(m-1)x2+2mx+3是R上的偶函数,则f(-1),f(-eq \r(2)),f(eq \r(3))的大小关系为( )
A.f(eq \r(3))>f(-eq \r(2))>f(-1)
B.f(eq \r(3))<f(-eq \r(2))<f(-1)
C.f(-eq \r(2))<f(eq \r(3))<f(-1)
D.f(-1)<f(eq \r(3))<f(-eq \r(2))
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-1≤1-a2≤1,,-1≤1-a≤1,,1-a2>a-1,))解得0≤a<1.
∴a的取值范围是[0,1).
eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(-1,\f(1,2)))
【解析】 (2)∵函数f(x)是偶函数,∴f(x)=f(|x|).
∴f(1-m)=f(|1-m|),f(m)=f(|m|).
∴原不等式等价于eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-2≤1-m≤2,,-2≤m≤2,,|1-m|>|m|,))解得-1≤m<eq \f(1,2).∴实数m的取值范围是eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(-1,\f(1,2))).
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3),\f(2,3)))
【解析】 因为f(x)为偶函数且在区间[0,+∞)上单调递增,所以f(x)在区间(-∞,0]上单调递减,且图象关于y轴对称,因为f(2x-1)<
f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3))),所以|2x-1|<eq \f(1,3),即-eq \f(1,3)<2x-1<eq \f(1,3),则eq \f(1,3)<x<eq \f(2,3).
(1)已知偶函数f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,则满足f(2x-1)<f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))的x的取值范围是________.
(2)设奇函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,且f(1)=0,则不等式eq \f(f(x)-f(-x),x)<0的解集为( )
A.(-1,0)∪(1,+∞)
B.(-∞,-1)∪(0,1)
C.(-∞,-1)∪(1,+∞)
D.(-1,0)∪(0,1)
【解析】 ∵f(x)为奇函数,∴eq \f(f(x)-f(-x),x)<0即eq \f(f(x),x)<0,
∵f(x)在(0,+∞)上单调递减且f(1)=0,
∴当x>1时,f(x)<0,eq \f(f(x),x)<0.
∵奇函数的图象关于原点对称,
∴在(-∞,0)上f(x)单调递减且f(-1)=0,
∴当x<-1时,f(x)>0,eq \f(f(x),x)<0.
综上,不等式的解集为(-∞,-1)∪(1,+∞).
3.函数f(x)=eq \f(2x2+8,x)( )
解析 由f(x)定义域为(-∞,0)∪(0,+∞)且f(-x)=eq \f(2(-x)2+8,-x)=-eq \f(2x2+8,x)=-f(x),可知f(x)是奇函数,排除C和D,由f(3)=eq \f(18+8,3)=eq \f(26,3),f(4)=eq \f(32+8,4)=10,f(3)<f(4),可知B错误.
解析 f(a)<f(3)⇔f(|a|)<f(3),易知f(x)在(0,4)上单调递减,则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-4<a<4,,|a|>3,))得-4<a<-3或3<a<4.故选D.
$