5.4 函数的奇偶性-【正禾一本通】2025-2026学年高中数学必修第一册同步课堂高效讲义教师用书word(苏教版)
2025-12-09
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教辅
摘要:
本讲义聚焦高中数学“函数的奇偶性”核心知识点,系统梳理奇偶性的定义、几何意义及判断方法,衔接单调性形成知识网络,通过概念辨析、题型示例搭建从理解到应用的学习支架。
资料以“预习-探究-练习”分层设计,微点拨精准突破定义域对称等易错点,题型示例培养逻辑推理与转化思维,课后分层练习兼顾基础巩固与能力提升,助力教师高效授课,学生查漏补缺,发展数学思维与表达能力。
内容正文:
5.4 函数的奇偶性
[课程标准] 结合具体函数,了解奇偶性的概念和几何意义.
第一课时 奇偶性的概念
► 对应学生用书P89
函数的奇偶性
奇偶性
偶函数
奇函数
条件
设函数f(x)的定义域为A,如果∀x∈A,都有-x∈A
结论
f(-x)=f(x)
f(-x)=-f(x)
图象特点
关于y轴对称
关于原点对称
微点拨:1.理解函数奇偶性的注意点
(1)从奇函数、偶函数的定义可知,当x是定义域中的一个数值时,则-x也必是定义域中的一个数值,因此函数y=f(x)是奇函数或偶函数的一个必不可少的条件是定义域关于原点对称.
(2)若奇函数f(x)在x=0处有定义,则根据定义可得,f(-0)=-f(0),即f(0)=0,即奇函数的图象过原点.
(3)若f(-x)=-f(x),且f(-x)=f(x),则f(x)既是奇函数又是偶函数,这样的函数有且只有一类,即f(x)=0,x∈D,D是关于原点对称的非空数集.
2.常见函数(一次函数、反比例函数、二次函数)的奇偶性
函数
奇偶性
一次函数y=kx+b(k≠0)
当b=0时是奇函数;当b≠0时既不是奇函数也不是偶函数
反比例函数y=(a≠0)
奇函数
二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)
当b=0时是偶函数;当b≠0时既不是奇函数也不是偶函数
3.奇、偶函数的单调性
根据奇、偶函数的图象特征,我们不难得出以下结论.
(1)奇函数在关于原点对称的区间上有相同的单调性,偶函数在关于原点对称的区间上有相反的单调性.上述结论可简记为“奇同偶异”.
(2)偶函数在关于原点对称的区间上有相同的最大(小)值,取最值时的自变量互为相反数;奇函数在关于原点对称的区间上的最值互为相反数,取最值时的自变量也互为相反数.
【基点小试】
1.(多选)下列函数是奇函数的是( )
A.y=x(x∈[0,1])
B.y=3x2
C.y=
D.y=x|x|
解析:选CD.利用奇函数的定义,首先定义域关于原点对称,排除选项A;又奇函数需满足f(-x)=-f(x),排除选项B,故选CD.
2.下列图象表示的函数中具有奇偶性的是( )
解析:选B.选项A中的图象关于原点或y轴均不对称,故排除;选项C、D中的图象表示的函数的定义域不关于原点对称,不具有奇偶性,故排除;选项B中的图象关于y轴对称,其表示的函数是偶函数.
3.函数y=f(x),x∈[-1,a](a>-1)是奇函数,则a等于( )
A.-1 B.0
C.1 D.无法确定
解析:选C.∵奇函数的定义域关于原点对称,∴a-1=0,即a=1.
题型一 判断函数的奇偶性
例1.判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=x3+x;
(2)f(x)=+;
(3)f(x)=;
(4)f(x)=
解:(1)函数的定义域为R,因为∀x∈R,都有-x∈R,
且f(-x)=(-x)3+(-x)=-(x3+x)=-f(x),
因此函数f(x)是奇函数.
(2)由得x2=1,即x=±1.
因此函数的定义域为{-1,1},因为∀x∈{-1,1},都有-x∈{-1,1},且f(1)=f(-1)=-f(-1)=0,所以f(x)既是奇函数又是偶函数.
(3)函数f(x)的定义域是(-∞,-1)∪(-1,+∞),定义域不关于原点对称,所以f(x)既不是奇函数也不是偶函数.
(4)函数f(x)的定义域为{x|x≠0},因为∀x∈{x|x≠0},都有-x∈{x|x≠0}.
f(-x)=
即f(-x)=
于是有f(-x)=-f(x).
所以f(x)为奇函数.
[总结] 判断函数奇偶性的方法
(1)定义法
(2)图象法
(3)性质法
设f(x),g(x)的定义域分别是D1,D2,那么在它们的公共定义域上:奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.
提醒:(1)分段函数奇偶性的判断,要分别从x>0或x<0来寻找等式f(-x)=f(x)或f(-x)=-f(x)成立,只有当对称的两个区间上满足相同关系时,分段函数才具有确定的奇偶性.
(2)若F(x)=则F(x)是偶函数;若F(x)=则F(x)是奇函数.
【练一练】
1.判断下列函数的奇偶性:
(1)f=x+;
(2)f=.
解:(1)∵函数f的定义域为{x|x≠0},
f=+=-=-f,
∴f是奇函数.
(2)∵函数f的定义域为{x|x≠0},f===-f,
∴f是奇函数.
题型二 奇偶函数的图象问题
例2.已知函数y=f(x)是定义在R上的奇函数,且当x≤0时,f(x)=x2+2x.现已画出函数f(x)在y轴左侧的图象,如图所示.
(1)请补充完整函数y=f(x)的图象;
(2)根据图象写出函数y=f(x)的单调递增区间及值域;
(3)根据图象写出使f(x)<0的x的取值集合;
(4)求出函数f(x)在R上的解析式.
解:(1)由题图及y=f(x)是定义在R上的奇函数,可得左侧图象如下:
(2)由(1)所得函数图象知:单调递增区间为(-1,1),值域R.
(3)由(1)所得函数图象知:使f(x)<0的x的取值集合为(-2,0)∪(2,+∞).
(4)∵函数f(x)是定义域为R的奇函数,
∴f(x)=-f(-x).
当x>0时,-x<0,则f(x)=-f(-x)=-[(-x)2+2(-x)]=-x2+2x.
综上,f(x)=
[总结] 巧用奇、偶函数的图象求解问题
(1)依据:奇函数⇔图象关于原点对称,偶函数⇔图象关于y轴对称.
(2)求解:根据奇、偶函数图象的对称性可以解决诸如求值、比较大小及解不等式问题.
【练一练】
2.6.(2025·苏州高一上期末)函数y=f(x)的图象如图①所示,则如图②所示的图象对应的函数解析式可能为( )
A.y=f(-x)+1 B.y=f(-x+1)
C.y=-f(x+1) D.y=-f(-x-1)
解析:选D.先将函数y=f(x)的图象关于原点对称,可得出函数y=-f(-x)的图象,如下图所示:
再把所得函数图象向左平移1个单位长度,即可得出图②所示图象,
故图②所示图象对应的函数为y=-f(-(x+1))=-f(-x-1).
3.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,不等式f(x)<0的解集用区间表示为________.
解析:由f(x)在[0,6]上的图象知,满足f(x)<0的不等式的解集为(0,3).又f(x)为奇函数,图象关于原点对称,所以在[-6,0)上,不等式f(x)<0的解集为[-6,-3).综上可知不等式f(x)<0的解集为[-6,-3)∪(0,3).
答案:[-6,-3)∪(0,3)
题型三 利用函数的奇偶性求值
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=________.
解析: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,结合偶函数图象的特点,易得b=0.
答案: 0
(2)已知f(x)=x5+ax3+bx-8(a,b是常数),且f(-3)=5,则f(3)=( )
A.21 B.-21
C.26 D.-26
解析:选B.设g(x)=x5+ax3+bx,则g(x)为奇函数,
由题设可得f(-3)=g(-3)-8=5,
求得g(-3)=13.又g(x)为奇函数,
所以g(3)=-g(-3)=-13,
于是f(3)=g(3)-8=-13-8=-21.
[总结] 利用奇偶性求值的常见类型
(1)求参数值:若解析式含参数,则根据f(-x)=-f(x)或f(-x)=f(x)列式,比较系数利用特定系数法求解;若定义域含参数,则根据定义域关于原点对称,利用区间的端点和为0求参数.
(2)求函数值:利用f(-x)=-f(x)或f(-x)=f(x)求解,有时需要构造奇函数或偶函数以便于求值.
【练一练】
4.已知函数f=x3+ax+b为奇函数,则b=( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
解析:选B.因为f=x3+ax+b为奇函数,且f的定义域为R.
所以f=0,所以b=0,经检验符合题意.
5.已知函数f(x)=x3+x+1,f=7,则f=( )
A.2 B.0
C.-5 D.-6
解析:选C.由f=a3+a+1=7,得a3+a=6,
所以f=-a3-a+1=-+1=-6+1=-5.
6.已知函数f(x)=为奇函数,则a=________;b=________.
解析:当x<0时,-x>0,∵f(x)为奇函数,∴f(-x)=-f(x).即ax2-bx=-x2-x,∴a=-1,b=1.
答案:-1 1
[课后分层练(二十五)] 奇偶性的概念
(单选题、填空题每题5分,多选题每题6分,解答题每题15分)
【基础巩固题组】
1.给定函数:①y=x3;②y=x2-1;③y=x-;④y=x.其中奇函数是( )
A.①② B.③④
C.②④ D.①③
解析:选D.①令f=x3,f=-x3=-f,f为奇函数.
②令f=x2-1,f=x2-1=f,f为偶函数.
③令f=x-,f的定义域为,f=-x+=-f,f为奇函数.
④令f=x,f=-x=-x≠±f,所以f为非奇非偶函数.
所以奇函数是①③.
2.已知y=f(x),x∈(-a,a),F(x)=f(x)+f(-x),则F(x)是( )
A.奇函数
B.偶函数
C.既是奇函数又是偶函数
D.非奇非偶函数
解析:选B.∵F(-x)=f(-x)+f(x)=F(x).
又x∈(-a,a)关于原点对称,∴F(x)是偶函数.
3.设f是定义在R上的奇函数,当x≤0时,f=2x2-x,则f等于( )
A.-3 B.-1
C.1 D.3
解析:选A.∵f是奇函数,当x≤0时,f=2x2-x,
∴f(1)=-f(-1)=-[2×(-1)2-(-1)]=-3.
4.函数f(x)=的图象关于( )
A.x轴对称 B.y轴对称
C.原点对称 D.y=x对称
解析:选C.由f(x)=,则解得-3≤x≤3且x≠0,所以函数的定义域为[-3,0)∪(0,3],关于原点对称,f(-x)==-=-f(x),故函数为奇函数,所以函数图象关于原点对称.
5.已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x∈(0,+∞)时,f(x)=x3+x2+1,则f(-2)=________.
解析:根据题意,当x∈(0,+∞)时,f(x)=x3+x2+1,则f(2)=8+4+1=13,
又因为f(x)为奇函数,所以f(-2)=-f(2)=-13.
答案:-13
6.奇函数y=f(x)的局部图象如图所示,则f(2)与f(4)的大小关系为______.
解析:因为奇函数的图象关于原点对称,所以f(2)=-f(-2),f(4)=-f(-4),由函数图象可知f(-2)<f(-4),所以-f(-2)>-f(-4),即f(2)>f(4).
答案:f(2)>f(4)
7.判断下列函数的奇偶性:
(1)f=2x2+;
(2)f(x)=|2x+1|-|2x-1|;
(3)f(x)=
解:(1)∵函数f的定义域为R,
f=2+=2x2+=f,
∴f是偶函数.
(2)奇函数.定义域为R.
因为f(-x)=|-2x+1|-|-2x-1|=|2x-1|-|2x+1|=-f(x),所以f(x)为奇函数.
(3)奇函数.画出其图象如图,可见f(x)的定义域为R,且图象关于原点对称,所以f(x)为奇函数.
【能力提升题组】
8.(多选)下列四个选项中不正确的是( )
A.偶函数的图象一定与y轴相交
B.奇函数的图象在[a,b],[-b,-a]上的单调性一定相同
C.偶函数的图象关于y轴对称
D.奇函数y=f(x)(x∈R)的图象必过(-a,f(a))
解析:选AD.偶函数的图象一定关于y轴对称,但不一定与y轴相交,例如,函数f(x)=x0,其定义域为{x|x≠0},故其图象与y轴不相交,但f(x)=x0=1(x≠0)是偶函数,从而可知A是错误的,C是正确的.
奇函数的图象关于原点对称,若在[a,b]内单调递增(单调递减),则在[-b,-a]内也为单调递增(单调递减),故B正确.若点(a,f(a))在奇函数y=f(x)(x∈R)的图象上,则点(-a,-f(a))也在其图象上,故D是错误的.
9.设函数f(x)=,则下列函数中为奇函数的是( )
A.f(x-1)-1 B.f(x-1)+1
C.f(x+1)-1 D.f(x+1)+1
解析:选B.法一 f(x-1)-1=-1=,不是奇函数,故选项A不符合题意;f(x-1)+1=+1=,是奇函数,故选项B符合题意;f(x+1)-1=-1=,不是奇函数,故选项C不符合题意;f(x+1)+1=+1=,不是奇函数,故选项D不符合题意.故选B.
法二 由f(x)===-1+,画出f(x)的图象(如图).由图可知,f(x)的图象关于点(-1,-1)对称,因而只需将f(x)的图象向右平移1个单位长度得函数y=f(x-1)的图象,再将所得图象向上平移1个单位长度,即可得奇函数y=f(x-1)+1的图象.故选B.
10.已知函数f(x)=,若f(a)=,则f(-a)=________.
解析:根据题意,f(x)==1+,
而h(x)=是奇函数,
故f(-a)=1+h(-a)=1-h(a)=2-[1+h(a)]
=2-f(a)=2-=.
答案:
11.已知函数f(x)= 是奇函数,且f(2)= .
(1)求p,q的值;
(2)判断f(x)在(1,+∞)上的单调性.
解:(1)由奇函数定义,得f(-x)=-f(x),
即 =- .
所以-3x+q=-3x-q,所以2q=0,所以q=0.
又f(2)= ,所以 = ,
解得p=2,所以p=2,q=0.
(2)f(x)= = .设1<x1<x2,则Δx=x1-x2<0,
f(x1)-f(x2)= (x1+ -x2-)
=
= (x1-x2)· .
因为1<x1<x2,所以x1x2>1,
所以 (x1-x2)· <0,即f(x1)<f(x2).
所以f(x)在x∈(1,+∞)上是增函数.
第二课时 奇偶性的应用
► 对应学生用书P92
函数的单调性与奇偶性
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)上为单调递增,则f(x)在[-b,-a]上单调递减,即在对称区间上单调性相反.
微点拨:偶函数在关于原点对称的区间上有相同的最大(小)值,取最值时的自变量互为相反数;奇函数在关于原点对称的区间上的最值互为相反数,取最值时的自变量也互为相反数.
【基点小试】
1.定义在[-3,3]上的偶函数f(x)在区间[0,3]上的图象如图中曲线OAB,其中点O,A,B的坐标分别为(0,0),(1,2),(3,1),则函数f(x)的单调递减区间是________.
解析:利用偶函数的图象关于y轴对称,作出其在[-3,0]上的图象后写出单调递减区间.
由于函数f(x)是[-3,3]上的偶函数,所以其图象如图所示.所以它的单调递减区间为[-1,0]和[1,3].
答案:[-1,0]和[1,3]
2.若奇函数f(x)在区间[-4,-2]上的最大值为2,则f(x)在区间[2,4]上的最小值为________.
答案:-2
题型一 用奇偶性求解析式
例1.(1)已知f(x)是定义在R上的偶函数,当x≥0时,f(x)=x2-x,则当x<0时,f(x)=( )
A.-x2+x B.x2+x
C.x2-x D.-x2-x
解析:选B.因为函数f(x)是定义在R上的偶函数,且当x≥0时f(x)=x2-x,
设x<0,则-x>0,f(x)=f=-=x2+x.
(2)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x+-4.求函数f(x)在R上的解析式.
解:因为函数f(x)是定义在R上的奇函数,
所以f(0)=0.
设x<0,则-x>0,
由x>0时,f(x)=x+-4可知,
f(-x)=-x--4,
又f(x)为奇函数,故f(x)=-f(-x)=x++4(x<0),
所以函数f(x)在R上的解析式为f(x)=
[总结] 利用函数奇偶性求解析式的方法
(1)“求谁设谁”,在哪个区间上求解析式,x就应在哪个区间上设.
(2)把x对称转化到已知区间上,代入到已知区间的函数解析式中.
(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).
提醒:若函数f(x)的定义域内含0且为奇函数,则必有f(0)=0,但若为偶函数,未必有f(0)=0.
【练一练】
1.已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=-x2-x,则f(x)=___________________.
解析:函数f(x)是定义在R上的奇函数,可得f(0)=0;
当x>0时,f(x)=-x2-x;
当x<0时,-x>0,f(-x)=-x2+x,
又f(-x)=-f(x),可得x<0时,f(x)=x2-x.
所以f(x)=
答案:
2.设f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,且f(x)+g(x)=,则函数f(x)的解析式为__________.
解析:∵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)=.
答案:
题型二 利用函数的单调性与奇偶性比较大小
例2.函数y=f(x)在[0,2]上单调递增,且函数f(x+2)是偶函数,则下列结论成立的是( )
A.f(1)<f<f
B.f<f(1)<f
C.f<f<f(1)
D.f<f(1)<f
解析:选B.∵函数f(x+2)是偶函数,∴函数f(x)的图象关于直线x=2对称,
∴f=f,f=f,又f(x)在[0,2]上单调递增,
∴f<f(1)<f,
即f<f(1)<f.
[总结] 比较大小的求解策略
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.
【练一练】
3.已知定义在R上的偶函数f(x)在(0,+∞)上是减函数,则( )
A.f<f<f
B.f<f<f
C.f<f<f
D.f<f<f
解析:选D.因为函数f(x)是定义在R上的偶函数,
所以f=f,f=f,
因为函数f(x)是定义在R上的偶函数,在上是减函数,
所以函数f(x)在上是增函数,
因为2<3<4,∴f<f<f,
∴f<f<f(2).
题型三 利用函数的单调性与奇偶性解不等式
例3.(1)已知函数y=f(x)在定义域[-1,1]上是奇函数,又是减函数,若f(1-a2)+f(1-a)<0,求实数a的取值范围;
(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),求实数m的取值范围.
解:(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,
∴解得
∴0≤a<1,∴a的取值范围是[0,1).
(2)∵函数f(x)是偶函数,∴f(x)=f(|x|).
∴f(1-m)=f(|1-m|),f(m)=f(|m|).
∴原不等式等价于解得-1≤m<.
∴实数m的取值范围是.
[总结] 利用函数奇偶性与单调性解不等式,一般有两类
(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.
【练一练】
4.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且在上单调递减,f=0,则不等式xf>0的解集为( )
A.∪
B.∪
C.∪
D.∪
解析:选B.因为函数f(x)是定义在R上的偶函数,所以f=f=0,
因为函数f(x)在上单调递减,所以f(x)在上单调递增,
由xf>0可得
即可得0<x<1,
或即可得x<-3,
所以不等式xf>0的解集为(-∞,-3)∪(0,1).
5.已知函数f(x)=是定义在(-1,1)上的奇函数,且f=.
(1)确定函数f(x)的解析式;
(2)解关于x的不等式f+f(x)<0.
解:(1)∵函数f(x)=是定义在(-1,1)上的奇函数,
∴f=0,即=0,∴b=0,
又∵f=,即=,∴a=1,
∴函数f(x)的解析式为f(x)=,
经检验符合题意.
(2)由(1)知f(x)=,
令-1<x1<x2<1,则f-f=-==,
∵-1<x1<x2<1; ∴x1-x2<0,x1x2>-1,
∴1+x1x2>0,1-x>0,1-x>0,
∴f-f<0,即f<f,
∴f(x)在(-1,1)上是增函数,
又∵f(x)在(-1,1)上是奇函数,
∴f+f(x)<0等价于f<-f(x),
即f<f,
∴解得-1<x<-,
∴不等式f+f(x)<0的解集为.
培优拓展系列(六)·函数奇偶性与对称性的结合
偶函数的图象关于y轴对称,奇函数的图象关于原点对称.这一结论可以推广为:y=f(a+x)是偶函数⇔f(a+x)=f(a-x)⇔f(x)的图象关于直线x=a对称;y=f(a+x)是奇函数⇔f(a-x)=-f(a+x)⇔f(x)的图象关于点(a,0)对称.
例4. (多选)已知函数f(x)的定义域为R,则下列说法正确的是( )
A.若y=f(x)为偶函数,则y=f(x+2)的图象关于y轴对称
B.若y=f(x+2)为偶函数,则y=f(x)的图象关于直线x=2对称
C.若f(x-2)=f(2-x),则y=f(x)的图象关于直线x=2对称
D.若y=f(x)为偶函数,则y=f(x-2)和y=f(2-x)的图象关于直线x=2对称
解析:选BD.y=f(x)是偶函数,而f(x+2)的图象是将f(x)的图象向左平移2个单位长度得到的,因此函数y=f(x+2)的图象的对称轴为直线x=-2,所以f(x+2)的图象关于直线x=-2对称,故A不正确;
y=f(x+2)为偶函数,则f(x+2)=f(2-x),所以y=f(x)的图象关于直线x=2对称,故B正确;
令x-2=t,则2-x=-t,得f(t)=f(-t),所以y=f(x)的图象关于y轴对称,故C不正确;
因为y=f(x)是偶函数,所以f(x)=f(-x),所以f(x)与f(-x)的图象关于y轴对称,将f(x)与f(-x)的图象分别向右平移2个单位长度,得到f(x-2)与f(2-x)的图象,将f(x)与f(-x)的图象的对称轴向右平移2个单位长度为直线x=2,故D正确.
【练一练】
6.(多选)已知y=f(x)满足f(x+1)+f(-x+1)=2,则下列说法正确的是( )
A.y=f(x-1)+1是偶函数
B.y=f(-x+1)-1是奇函数
C.y=f(x+1)+1是偶函数
D.y=f(x+1)-1是奇函数
解析:选BD.∵f(x+1)+f(-x+1)=2,
∴f(x)的图象关于点(1,1)对称,
∴y=f(x-1)+1的图象关于点(2,2)对称;y=f(-x+1)-1的图象关于点(0,0)对称,y=f(-x+1)-1是奇函数;y=(x+1)+1的图象关于点(0,2)对称;y=f(x+1)-1的图象关于点(0,0)对称,y=f(x+1)-1是奇函数.故B,D正确.
[课后分层练(二十六)] 奇偶性的应用
(单选题、填空题每题5分,多选题每题6分,解答题每题15分)
【基础巩固题组】
1.(2023·江苏常州高一期末)若函数f(x)是奇函数,且当x>0时,f(x)=2x3+3x+1,则当x<0时,f(x)的解析式为( )
A.f(x)=2x3+3x-1
B.f(x)=2x3-3x-1
C.f(x)=2x3-3x+1
D.f(x)=-2x3-3x+1
解析:选A.∵函数f(x)是奇函数,
∴-f(x)=f,
∵x>0时,f(x)=2x3+3x+1,
设x<0时,则-x>0,∴f=-2x3-3x+1,∴f(x)=2x3+3x-1,
即x<0时,f(x)=2x3+3x-1.
2.(多选)已知奇函数f(x)在上是减函数,且在区间上的值域为,则在区间上( )
A.有最大值4 B.有最小值-4
C.有最大值3 D.有最小值-3
解析:选BC.f(x)是奇函数,因此f(x)在[-b,-a]上仍然是减函数,且值域为[-4,3],最小值是-4,最大值是3.
3.设偶函数f(x)在区间(-∞,-1]上单调递增,则( )
A.f<f(-1)<f(2)
B.f(2)<f<f(-1)
C.f(2)<f(-1)<f
D.f(-1)<f<f(2)
解析:选B.∵f(x)为偶函数,
∴f(-x)=f(x),∴f(2)=f(-2).
又f(x)在区间(-∞,-1]上单调递增,且-2<-<-1,
∴f(2)=f(-2)<f<f(-1).
4.已知函数f(x)为定义在上的偶函数,在上单调递减,并且f(-m-)<f,则实数m的取值范围是( )
A.
B.∪
C.∪
D.∪
解析:选D.由题得1-a=-4,∴a=5.
因为在上单调递减,并且f(-m-1)<f(2),
所以所以1<m≤3或-5≤m<-3.
5.若f(x)=(m-1)x2+6mx+2是偶函数,则f(0),f(1),f(-2)从小到大的排列是______________.
解析:∵f(x)是偶函数,∴f(-x)=f(x)恒成立,
即(m-1)x2-6mx+2=(m-1)x2+6mx+2恒成立,
∴m=0,即f(x)=-x2+2.
∵f(x)的图象开口向下,对称轴为y轴,在[0,+∞)上单调递减,
∴f(2)<f(1)<f(0),即f(-2)<f(1)<f(0).
答案:f(-2)<f(1)<f(0)
6.设f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2-2x+3,则f(-1)=__________,函数f(x)的解析式是__________.
解析:由已知f(-1)=-f=-
=-2,
当x<0时,f(x)=-f(-x)=-[x2-2(-x)+3]=-x2-2x-3,
又f=0,
所以f(x)=
答案:-2 f(x)=
7.已知函数f(x)=是定义在(-1,1)上的奇函数,且f=.
(1)求a,b的值;
(2)用定义证明f(x)在(-1,1)上是增函数;
(3)解不等式:f(t-1)+f(t)<0.
解:(1)因数f(x)=是定义在(-1,1)上的奇函数,则f(0)=0.
解得b=0,即有f(x)=,f===,解得a=1,
所以a=1,b=0.
(2)由(1)知,f(x)=,
∀x1,x2∈(-1,1),x1<x2,
f(x1)-f(x2)=-==
因-1<x1<x2<1,则x1-x2<0,1-x1x2>0,而(1+x)(1+x)>0,因此,f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),
所以函数f(x)在(-1,1)上是增函数.
(3)由已知及(1)(2)得:f(t-1)+f(t)<0⇔f(t-1)<f(-t)⇔-1<t-1<-t<1,解得0<t<,
所以不等式f(t-1)+f(t)<0的解集为.
【能力提升题组】
8.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且对于任意非负数x1,x2恒有>0,若对于任意m∈R,f≤f(m2-2m+2)恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.(0,1] B.[-2,2]
C.(0,2] D.[2,+∞)
解析:选B.因为函数f(x)是定义在R上的偶函数,
所以对任意m∈R,f≤f(m2-2m+2)恒成立等价于对m∈R,f≤f恒成立,
又因为对于任意非负数x1,x2恒有>0,
所以f(x)在[0,+∞)上递增,
所以对m∈R,<恒成立,
令t==≥1,
则≤1,解得-2≤a≤2.
9.定义在R上的函数f(x)满足f(x+y)=f(x)+f(y),当x<0时,f(x)>0,则f(x)满足( )
A.f(0)=0
B.y=f(x)是奇函数
C.f(x)在[m,n]上有最大值f(n)
D.f(x-1)>0的解集为(-∞,1)
解析:选ABD.定义在R上的函数f(x)满足f(x+y)=f(x)+f(y),令x=y=0得:f(0)=f(0)+f(0),解得:f(0)=0,A正确;
令y=-x得:f(0)=f(x)+f(-x),因为f(0)=0,所以f(x)+f(-x)=0,
故y=f(x)是奇函数,B正确;
任取x1,x2∈R,且x1<x2,则令x=x1,y=-x2,代入得:f(x1-x2)=f(x1)+f(-x2)=f(x1)-f(x2),
因为当x<0时,f(x)>0,而x1-x2<0,所以f(x1-x2)>0,
故f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),从而y=f(x)在R上单调递减,
f(x)在[m,n]上有最大值为f(m),C错误;
由A选项得到f(x-1)>0=f,而y=f(x)在R上单调递减,故x-1<0,解得x<1,解集为(-∞,1),D正确.
10.若函数f(x)是定义在R上的偶函数,当x≥0时,f(x)=x-2.则当x<0时,f(x)=______,若f<f,则实数m的取值范围是______.
解析:因函数f(x)是定义在R上的偶函数,且当x≥0时,f(x)=x-2,
则当x<0时,-x>0,f(x)=f(-x)=-x(-x+1)-2=x2-x-2,
所以当x<0时,f(x)=x2-x-2;
依题意,f(x)=x2+x-2在[0,+∞)上单调递增,
则f<f⇔f<f⇔|m+1|<|m-2|,解得m<,
所以实数m的取值范围是(-∞,).
答案:x2-x-2 (-∞,)
11.已知定义在R上的函数f(x)满足:对任意的实数x,y均有f=f(x)f,且f=-1,当0<x<1且f(x)∈.
(1)判断f(x)的奇偶性;
(2)判断f(x)在上的单调性,并证明;
(3)若对任意x1,x2∈,a∈,总有2≤m2-2am+1恒成立,求实数m的取值范围.
解:(1)根据题意,令y=-1,得f=f(x)f,因为f=-1,所以f=-f(x),故结合定义域可知,f(x)为奇函数.
(2)f(x)在上单调递增.
证明:由题意,可知f=f(x·x)=f(x)·f(x)=f2(x)≥0,
假设∃x∈,使得f(x)=0,则f=f(x)f=0,
而当0<xy<1时,由题意知0<f<1,因此矛盾,故∀x∈,f(x)>0恒成立.
设∀x1,x2∈,且x1>x2,则0<<1,
因此f-f=f-f(x1·)=f-ff
=f,
因为0<<1,且当0<x<1时,f(x)∈,所以1-f>0,
又因为f>0,所以f(x1)(1-f())>0,即f>f,
又因为x1>x2>0,所以f(x)在上单调递增.
(3)根据题意,结合(1)(2)可知,f(x)在上单调递增,
因此f(x)max=f=-f=1,f(x)min=f=-1,
故∀x1,x2∈,2|f(x1)-f(x2)|≤2|f(x)max-f(x)min|=4,
因为∀x1,x2∈,2|f(x1)-f(x2)|≤m2-2am+1恒成立,
所以4≤m2-2am+1恒成立,即-2ma+m2-3≥0恒成立,
令g=-2ma+m2-3,则∀a∈,g≥0恒成立,
故解得m≤-3或m≥3.
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