内容正文:
第12讲 奇偶性
预习目标
知识回顾
1.掌握奇偶函数定义与图像特征,牢记定义域关于原点对称是判断奇偶性的前提。
2.熟练运用定义法两步流程判断函数奇偶性,区分四类奇偶情况。
3.熟记奇偶函数核心性质,掌握原点有定义奇函数满足(f(0)=0)及对称区间单调性规律。
4.理解奇偶函数四则运算规律,能结合奇偶性完成求值、比较大小等基础题型。
1.掌握增减函数定义与图像特征,牢记定义三要素,能判断基础函数单调区间。
2.理解复合函数“同增异减”,分清单调性局部性质、最值整体性质,掌握最值几何意义。
3.熟练运用单调性求解单调区间、最值,规范解决各类基础相关习题。
新知导图
预习精讲
想一想
问题1:观察以下图片,你能否发现这些图形都有哪些特征?
问题2:哪些函数图像也具有这种特征呢?
知识点01 函数的奇偶性
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
如果对于函数的定义域内任意一个,都有
图象关于轴对称
奇函数
如果对于函数的定义域内任意一个,都有
图象关于原点对称
注意
(1)奇偶性是函数的整体性质,所以判断函数的奇偶性应先明确它的定义域;
(2)奇偶函数的定义域关于原点对称,反之,若定义域不关于原点对称,则这个函数一定不具有奇偶性.
定义法判断函数奇偶性步骤:
第一步:检验定义域对称性:
函数具备奇偶性的前提:定义域关于原点对称,满足:任意,都有。
若定义域不关于原点对称,函数直接判定为非奇非偶函数。
第二步:对比与的关系(定义域对称前提下)
若 偶函数,图像关于轴对称;
奇函数,图像关于原点对称;
且 非奇非偶函数;
且 既奇又偶函数,仅存在一类:,定义域关于原点对称
【即学即练】
1.函数的奇偶性为( )
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
【答案】B
【详解】函数的定义域为,关于原点对称,
又,
所以是偶函数,不是奇函数.
故选:B.
2.若函数是奇函数,则实数______.
【答案】0
【详解】由题意,即,所以,
经检验,当,满足奇函数定义,符合题意.
知识点02 奇偶函数的性质
(1)若一个奇函数在原点处有定义,即有意义,则一定有.
(2)若是奇函数,则在其关于原点对称的区间上单调性一致.
(3)若是偶函数,则在其关于原点对称的区间上单调性相反.
(4),在它们的公共定义域上有下面的结论:
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
奇函数
偶函数
奇函数
偶函数
不能确定
奇函数
偶函数
奇函数
奇函数
奇函数
偶函数
奇函数
【即学即练】
3.(多选)已知为奇函数,为偶函数,且均为非零函数,则( )
A.为奇函数 B.为偶函数
C.为奇函数 D.为偶函数
【答案】ACD
【详解】设,,
由题意得,即①,
,即②,
②除以①得,即为奇函数,A正确;
由上并结合“同偶异奇”知与奇偶性相异,故B错误,
当为奇函数,为偶函数时,为偶函数,为偶函数,
满足为奇函数,为偶函数,
当为偶函数,为奇函数时,为偶函数,为偶函数,
不满足为奇函数,故C,D正确.
题型速练
题型01 函数奇偶性的判定
【例1】已知函数,,则( )
A.是奇函数 B.是奇函数
C.是奇函数 D.是奇函数
【答案】C
【详解】函数的定义域为,则,所以函数是奇函数,
函数的定义域为,所以,则是偶函数,
A选项,对于函数,定义域为,
,不能判断与的关系,不能确定奇偶性,A错误;
B选项,对于函数,定义域为,
,不能判断与的关系,不能确定奇偶性,B错误;
C选项,对于函数,定义域为,
,则是奇函数,C正确;
D选项,对于函数,定义域为,
,则是偶函数,D错误.
【例2】已知函数的定义域为,则下列函数一定为奇函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】选项A:设,
由,可知是偶函数,不能确定是奇函数,A错误.
选项B:设,
由,可知是奇函数,B正确.
选项C:设,
由,可知是偶函数,不能确定是奇函数,C错误.
选项D:设,
由,可知是偶函数,不能确定是奇函数,D错误.
必记结论
1.判断前提:定义域必须关于原点对称,不对称直接判定为非奇非偶函数。
2.标准两步判定法:先求定义域,再推导与的等量关系。
①:偶函数;:奇函数
②且:非奇非偶
③同时满足两式:既奇又偶函数,仅有且定义域对称这一类。
3.图像快速判断:偶函数图像关于轴对称,奇函数图像关于原点中心对称。
【小试牛刀】
【变式1-1】设函数,则下列函数中为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A:,而,显然,不为奇函数,
B:,而,显然,不为奇函数,
C:,而,显然,不为奇函数,
D:,,显然且定义域为,即为奇函数.
【变式1-2】已知函数满足,.
(1)求,的值;
(2)判断的奇偶性并给出证明.
【答案】(1),
(2)为奇函数,证明详见解析.
【分析】
【详解】(1)由得,;由得,;
联立解得,,.
(2)为奇函数.
证明:由(1)知,,定义域为,
则,所以,
所以为奇函数.
【变式1-3】若分别为定义在上的奇函数、偶函数,则的解析式可以为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】由题意,在上且恒成立,
若为奇函数或非奇非偶函数,则任意奇函数不能保证即恒成立,
若为偶函数,则,此时对于任意奇函数都有,即恒成立,
所以为偶函数,
A,且定义域为,为非奇非偶函数,
B,且定义域为,为偶函数,
C,且定义域为,为奇函数,
D,且定义域为,为非奇非偶函数.
题型02 利用奇偶性求函数值
【例3】设是奇函数,且,则______.
【答案】
【详解】因为是奇函数,且,
所以,即.
【例4】已知函数,若,则( )
A.0 B.2 C.4 D.6
【答案】D
【详解】令,函数定义域为R,
,所以为奇函数,
所以,所以,
所以,所以.
必记结论
1.奇函数忘记,直接写成。
2.函数在无定义,仍强行使用计算,出现错误。
3.多段函数求值时,未判断自变量所在分段,误用奇偶公式。
【小试牛刀】
【变式2-1】已知函数是奇函数,则( )
A.3 B. C.1 D.
【答案】D
【详解】已知是奇函数,根据奇函数定义有,
当时,,则,
所以.
【变式2-2】已知奇函数的定义域为,为偶函数,则________.
【答案】0
【详解】因为为偶函数,所以,
则,
又因为是上的奇函数,所以.
【变式2-3】已知偶函数满足:当时,,则_______.
【答案】18
【详解】因为为偶函数,所以.
题型03 奇偶函数图象的特征
【例5】如图,给出奇函数的局部图象,则的值为( )
A. B.7 C.5 D.
【答案】A
【详解】依题意,是奇函数,
结合图象可知.
故选:A
【例6】设奇函数的定义域为,若当时,的图象如图,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据图像,当时,的解为,
因为函数为奇函数,
所以当时,若,即,则
所以,解得,
综合得不等式的解集是.
故选:C.
必记结论
1.偶函数:图像沿轴对折后两边完全重合;奇函数:绕原点旋转180°图像重合。
2.已知一侧图像,可利用对称关系画出另一侧完整图像。
3.奇函数图像若过原点,原点必为图像上一点。
【小试牛刀】
【变式3-1】如图,已知偶函数在y轴及y轴一侧的部分图像,作出的大致图像.
【答案】详见解析
【详解】偶函数的图象关于y轴对称,所以只需作出关于y轴对称的另一部分即可;
详见下图:
【变式3-2】如图,给出了偶函数的局部图象,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由题意知,函数为偶函数,可得,
结合函数在上的图象,可得,
所以.
故选:A.
【变式3-3】已知定义在区间上的一个偶函数,它在上的图象如图,则的解集为__________.
【答案】
【详解】由图可知,当时,,.
又函数是定义在区间上的一个偶函数,
所以当时,,且;
当时,,且.
综上可知,的解集为:.
故答案为:
题型04 利用奇偶性求参数
【例7】若函数是定义在上的偶函数,则( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】B
【详解】函数是定义在上的偶函数,
,即,
,
,
,
,
.
【例8】已知函数为奇函数,则( )
A.-2 B.0 C.-3 D.-1
【答案】C
【详解】若,则,
所以,
所以,,.
必记结论
1.定义域含参数:根据定义域关于原点对称列等式,求解参数范围。
2.解析式含参数:由恒成立,对应同类项系数相等解方程。
3.分段函数奇偶性:两段均满足奇偶关系,分段端点取值也要匹配对称。
【小试牛刀】
【变式4-1】设 是定义在上的奇函数,则______
【答案】2
【详解】因为 是定义在上的奇函数,
所以,即,
故,
此时 ,所以,
满足 是定义在上的奇函数,
所以.
【变式4-2】已知函数,是偶函数,则( )
A. B. C.2 D.4
【答案】A
【详解】根据题意得,解得,此时,
因为为偶函数,所以,
解得,经验证符合题意,故,所以.
【变式4-3】(多选)已知函数为奇函数,则( )
A. B.
C.的图象关于原点对称 D.在区间上单调递减
【答案】ACD
【详解】对于A,函数的定义域为,
因为函数为奇函数,所以定义域关于原点对称,
所以,此时,,是奇函数,A正确;
对于B,,当时,,
因为函数为奇函数,所以当时,,
所以或,B错误;
对于C,奇函数图像关于原点对称,故C正确;
对于D,任取,则,
所以,
所以在区间上单调递减,故D正确.
题型05 利用奇偶性求对称区间上的函数解析式
【例9】若函数是奇函数,且当时,,则当时,的解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由题可知,时,,
取,则,,
由奇函数性质可得:.
【例10】若是定义在上的偶函数,当时,.
(1)画出函数的图象并求出函数的解析式;
(2)若关于的方程有2个不同的实数解,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】
【详解】(1)
当时,,所以,
又是定义在上的偶函数,所以当时,,
综上,函数的解析式为;
(2)若有2个不同的实数解,即函数与直线有2个交点,
所以由(1)中图象可知,实数的取值范围为或,
即.
必记结论
1.已知解析式,求解析式:设,则,代入已知式得,再用奇偶性转化。
2.单独讨论,奇函数满足。
【小试牛刀】
【变式5-1】设函数是定义在上的偶函数,且当时,,求的解析式.
【答案】
【详解】设,则,所以,
因为函数是定义在上的偶函数,
所以,则时,,
综上,.
【变式5-2】已知函数是定义在 R上的奇函数,当时, ,若 ,则______.
【答案】
【详解】函数是定义在 R上的奇函数,当时, ,此时,
当时,,则,此时,
所以,
若 ,设 ,则有 ,解得,
由,解得.
【变式5-3】已知函数是定义在上的奇函数,且当时,,函数在轴左侧的图象如图所示.
(1)画出在轴右侧的图象,并写出函数的单调区间;
(2)写出函数的解析式;
(3)若函数,求函数的最小值.
【答案】(1)图象见解析,单调递减区间为,,单调递增区间为.
(2)
(3)
【分析】
【详解】(1)解:函数是定义在上的奇函数,即函数的图象关于原点对称,
则函数图象如图所示.
故函数的单调递减区间为,,单调递增区间为.
(2)解:根据题意,令,则,
则,
又因为函数是定义在上的奇函数,
所以,
即,
所以
(3)解:当时,,
则,
其对称轴为,
当,即时,,
当,即时,,
故
题型06 利用奇偶性及构造方程组求解析式
【例11】已知是奇函数,是偶函数,其定义域均为,且,则( )
A.0 B.2 C. D.1
【答案】A
【详解】因为定义域均为且,
所以可得,
又因为是奇函数,是偶函数,所以
即上式可化简为,
再与相加可得,
代入可得,
所以即.
故选:A.
【例12】已知分别是定义在上的偶函数和奇函数,且,则___________.
【答案】9
【详解】由题意知,,.
因为①,
则,即②,
由①②联立解得,.
所以.
故答案为:9
必记结论
1.题干同时含与,分别代入原式得到二元方程组。
2.联立方程组,消去,解出完整解析式。
3.最终解析式附带完整定义域。
【小试牛刀】
【变式6-1】设是上的奇函数,是上的偶函数,并且,则的解析式是______.
【答案】
【详解】因为,
又因为是奇函数,是偶函数,所以.
由、解得.
故答案为:
【变式6-2】设函数的定义域为,,,若为奇函数,为偶函数,则____________.
【答案】
【详解】因为为奇函数,所以,
即.
又为偶函数,所以,
即,得.
将代入,
得:,
,
,
.
故答案为:.
【变式6-3】设函数的定义域为,.若为奇函数,为偶函数,则的最大值为_____.
【答案】/
【详解】对任意,有即
所以,即,
因此.
当时,取得最大值.
故答案为:
题型07 奇偶性与单调性的结合——比较大小
【例13】设偶函数在区间上单调递增,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为为偶函数,所以,
又在区间上单调递增,,
所以,
则.
【例14】已知连续的奇函数的定义域为在上单调递减,在[0,2]上单调递增,且,则下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】连续的奇函数的定义域为,所以,
因为在上单调递减,在[0,2]上单调递增,
所以在上单调递减,
因为,,
所以,,
所以;
故选:B
必记结论
1.奇函数:原点对称区间单调性相同;偶函数:原点对称区间单调性相反。
2.先利用奇偶性把自变量统一转换到同一单调区间,再依据增减判断函数值大小。
【小试牛刀】
【变式7-1】已知是上的偶函数,当时,是增函数,则的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】利用是上的偶函数可知,,
由于,又在区间上单调递增,
则,
故.
【变式7-2】定义在上的奇函数满足:对,,且,都有,且,设,,,则( )
A. B.
C. D.,,大小关系不确定
【答案】C
【详解】因函数是上的奇函数,且在上为减函数,
则,又,
则,,,
即.
故选:C.
【变式7-3】(多选)已知是定义在上的偶函数,是定义在上的奇函数,且在上均单调递增,则下列说法正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【详解】由是定义在上的偶函数,是定义在上的奇函数,
且在上均递增,则在上递减,在上递增,
对于A,由,可得,
但与的符号不能确定,所以和大小不确定,
即与大小不确定,所以A不正确;
对于B,由,因为,
又由,
因为,所以,所以 B正确;
对于C,由,则,
可得,即,所以C正确;
对于D,由,
且,
因为,可得,所以,
所以,所以D错误.
故选:BC.
题型08 奇偶性与单调性的结合——解不等式
【例15】若定义在上的偶函数在区间上单调递减,且,则关于的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由上的偶函数满足,得,
不等式,化为或,
而函数在区间上单调递减,则或,
解得或,所以原不等式的解集为.
【例16】已知函数是定义域在上的奇函数,且在上为增函数,若,则实数的取值范围是______.
【答案】
【详解】因为为奇函数且在上为增函数,故在上为增函数,
因为为上的奇函数,故即为,
故,故.
必记结论
1.借助奇偶性统一自变量符号,再利用单调性脱去符号,转化普通不等式。
2.脱后必须同步限制所有自变量在定义域内,保证式子有意义。
3.偶函数不等式等价,简化计算。
【小试牛刀】
【变式8-1】已知 是定义在 上的偶函数,且在 上为增函数,则 的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因是定义在上的偶函数,且在上为增函数,则在上单调递减.
则等价于,可得,即,
由①得;由②得或
故 的解集为.
【变式8-2】已知是定义在上的奇函数,对任意且,都有,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为对任意且,
都有,则在上单调递减,
又是定义在上的奇函数,则在上单调递减,
又,则,即,
当或时,,当或时,,
对于不等式,当时,则,即,
当时,则,即,
所以不等式的解集是.
【变式8-3】已知函数是定义在上的奇函数,
(1)用定义证明在上单调递增;
(2)解关于的不等式.
【答案】(1)对于任意的,且,
则,
∵,∴,,∴,
∴,即,
∴函数在上是增函数.
(2)
【分析】
【详解】(1)略
(2)因为且定义域关于原点对称,所以是奇函数,
则,即,
所以,解得,
则不等式的解集为.
题型09 抽象函数性质的综合运用
【例17】已知函数(,且)对任意不等于0的实数,都有,则为( )
A.奇函数 B.偶函数
C.非奇非偶函数 D.既为奇函数也为偶函数
【答案】B
【详解】函数定义域为,关于原点对称.
令得,即,
令得,即,
令,得,即,
所以是偶函数,
故选:B.
【例18】(多选)已知定义在上的函数满足,且为偶函数,则下列结论正确的是( )
A.函数为奇函数 B.函数为奇函数
C.函数是偶函数 D.函数是偶函数
【答案】BCD
【详解】由为偶函数,得,即,
所以的图象关于直线对称.
由及,得.
令,则,所以,
又,所以,即.
所以,因此是偶函数,故A错误,C正确.
由,得,
又是偶函数,所以,
所以,故为奇函数,故B正确.
由,得,又是偶函数,所以,
所以,即是偶函数,故D正确.
【小试牛刀】
【变式9-1】(多选)已知函数的定义域为,且,则( )
A.点与点关于原点对称
B.函数是奇函数
C.当时,
D.当时,
【答案】BD
【详解】取得,,取得,
所以,,故A错误;
因为,
所以函数是奇函数,故B正确;
取得,
所以,
,
所以,
若,则故C错误;
,故D正确.
【变式9-2】(多选)已知函数的定义域为,,,则( )
A. B.
C.为偶函数 D.为奇函数
【答案】BC
【详解】对于A,令,则,解得或,A错误;
对于B,令,得,则,
令,得,则,因此,B正确;
对于C,依题意,,
则,对,取,
得,又,则,即,为偶函数,C正确;
对于D,由或,得,因此不为奇函数,D错误.
【变式9-3】(多选)已知函数的定义域为,对任意实数,满足,且,则以下结论正确的是( )
A.
B.不可能为上的减函数
C.为奇函数
D.为偶函数
【答案】ABC
【详解】由,,
令,则,
令,则,即,
令,则,即,
令,则,即,A正确;
由,即,则函数不可能是减函数;故B正确.
令,则,即.
令,由,则函数为奇函数,故C正确;
令,由,则函数非偶函数,故D错误;
故选:ABC.
基础过关
1.已知函数,则对任意实数x,有( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据幂函数运算规则可得,
易知,因此A正确,B错误;
则,可得C错误,D错误.
2.已知函数是定义在上的奇函数,当时,(m为常数),则( )
A.4 B.7 C. D.8
【答案】C
【详解】由已知得,则,
所以当时,,
所以,故.
3.已知函数在上单调递增,设,则函数是( )
A.奇函数,且在上单调递增 B.偶函数,且在上单调递增
C.奇函数,且在上单调递减 D.偶函数,且在上单调递减
【答案】C
【详解】因为,其定义域为,关于原点对称,
所以,
所以 是奇函数,排除选项B和D;
因为在上单调递增,则在上单调递减, 那么在上单调递减,
因为两个减函数的和是减函数,所以在上单调递减,
综上,函数是奇函数,且在上单调递减,所以C正确.
4.函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】令,其定义域为,关于原点对称.
因为,
所以函数为奇函数,其图象关于原点对称,故排除选项B,C;
又因为,当时,函数单调递增,函数单调递增,
所以函数在上单调递增,故排除选项A,选项D正确.
5.已知是定义域为的奇函数,当时,,则( )
A. B.6 C. D.4
【答案】B
【详解】因为是定义域为的奇函数,所以,
令,得.令,得.
所以.
6.已知是奇函数,且,函数是偶函数,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】A
【详解】根据题意,函数是偶函数,则,
即,
又由,,
则有,解可得.
验证:时,,,
要满足,即,
整理得,满足是奇函数,
所以.
7.(多选)关于函数,下列说法正确的是( )
A.的定义域为
B.的值域为
C.的递减区间为
D.是奇函数
【答案】ACD
【详解】函数是反比例函数,结合反比例函数的性质可知,
的定义域为,关于原点对称,A选项正确;
的值域为,B选项错误;
的图象为一三象限双曲线,递减区间为,C选项正确;
,是奇函数,D选项正确.
故选:ACD
8.(多选)已知图甲中的图象对应的函数,则图乙中的图象对应的函数可能是( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【详解】由题意可知,图乙函数是偶函数,
对于A:的图象是保持在轴右侧的图象并将右侧图象沿着轴翻折,而乙图中在轴右侧的图象发生改变,故A不合题意;
对于B:的图象是保持在轴上方的图象并将下方的图象沿着轴翻折,而乙图中在
原点附近的图象均在轴下方,故B不合题意;
对于C:当时,,即乙图中在轴右侧的图象可由甲图中在轴左侧的图象翻折得到,
又为偶函数,图象应关于轴对称,故C符合题意;
对于D:可由关于轴翻折得到,根据A项分析,可知D符合题意.
9.已知定义域为的奇函数,则的值为_____.
【答案】1
【详解】由题可知,所以,
又是奇函数,所以,即,
所以,所以.
故答案为:1
10.已知函数是定义在上的偶函数,且当时,单调递增,则关于的不等式的解集是______.
【答案】
【详解】函数是定义在上的偶函数,,
所以,
当时,单调递增,
所以,即,
解得,
不等式的解集为.
11.已知函数是定义在R上的偶函数.
(1)求函数的解析式;
(2)在下图所给的坐称系中画出的图象,并写出函数的增区间.
【答案】(1)
(2)图象见解析;递增区间为和
【分析】
【详解】(1)因为函数是定义在R上的偶函数,即,
又,,
所以,
当时,,所以,
所以.
(2)
由图象可得,递增区间为和.
12.已知函数对于任意实数,都有,且.
(1)求的值;
(2)令,求证:函数为奇函数;
(3)求的值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【分析】
【详解】(1)当时,,则;
(2)当时,,则;
设,则,则,
则,即,
即函数为奇函数.
(3)由(2)知,为奇函数,则
.
能力提升
13.已知函数是定义域为的偶函数,且在上单调递减,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因为是定义域为的偶函数,则,
故关于对称;
因为在上单调递减,故在上单调递减;
则在上单调递增;
则等价于
即,左右两边平方可得,
即,解得,
故不等式的解集为.
14.已知定义域为的函数满足,.若在区间上单调递增,则“在上单调递增”是“是奇函数”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【详解】若在上单调递增,例如,
满足,在区间上单调递增,但,
所以函数不是奇函数,所以充分性不成立;
若函数是奇函数,则,
且在区间上单调递增,则在区间上单调递增,
所以在上单调递增,所以必要性成立;
综上所述:“在上单调递增”是“是奇函数”的必要不充分条件.
15.(多选)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.是偶函数,递增区间是 B.是偶函数,递减区间是
C.是奇函数,递减区间是 D.是奇函数,递增区间是
【答案】CD
【详解】将函数去掉绝对值得,
画出函数的图象,如图,观察图象可知,
函数的图象关于原点对称,
故函数为奇函数,且在上单调递减,在上单调递增,故CD正确.
16.已知函数是定义在上的奇函数.
(1)求函数的解析式;
(2)判断函数在定义域上的单调性,并用定义加以证明;
(3)解不等式: .
【答案】(1)
(2)在上单调递增.
证明如下:任取且,
,
,且,,,
所以,即,
所以在上单调递增.
(3)
【分析】
【详解】(1)是定义在上的奇函数,
,则,
又,则.
.
(2)略
(3)在上是奇函数且单调递增,
由得 ,
,解得: ,
不等式的解集为.
17.已知定义域为的函数是偶函数,定义域为的函数是奇函数,且,求和的解析式.
【答案】
【详解】因为函数是上的偶函数,函数是上的奇函数,
所以,,
由①,则,即②,
①+②得:,则,
①-②得:,则,
所以.
挑战一刻
18.(多选)(多选题)已知函数与的图象如图所示,则( )
A.为奇函数 B.在上单调递增
C.在上单调递减 D.的值域为
【答案】ACD
【分析】
【详解】由图象知定义域为,是偶函数,在上单调递增,在上单调递减;
定义域为,是奇函数,在上单调递增,在上单调递增;
对于A,定义域为,
又因为,所以是奇函数,故A正确;
对于B,令,则,
,但,,,故B错误;
对于C,,
由图象知,
因为在上单调递增,所以,
又因为在上单调递减,所以,
即在上单调递减,故C正确;
对于D,记与轴交于点,与轴交于点,
由图可知,当从趋近于时,的函数值从0趋近于,
的函数值从一个定值趋近于,
所以的值从0趋近于,
即的值可以取到,
又为奇函数,
所以的值域为,故D正确.
19.已知函数是定义在上的奇函数,是定义在上的偶函数,若函数的值域为,则函数的最大值为( )
A.8 B.6 C.4 D.2
【答案】A
【详解】由函数的值域为,得,
由是定义在上的奇函数,得,
由是定义在上的偶函数,得,
则,则,
所以,
而函数与的值域相同,
所以函数的最大值为8.
20.已知奇函数的定义域为,满足对任意、,且,都有,且,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】设,定义域为,
因为是定义域为的奇函数,故,
则,
因此是定义域为的偶函数。
对任意,,由,
可得当时,,即,
因此在上单调递增;由偶函数对称性可知,在上单调递减,
由,得,且,
当时,两边同乘(不等号方向不变),得,即,
结合在上单调递增,得;
当时,两边同乘(不等号方向改变),得,即,
又在上单调递减,得;
综上,不等式的解集为.
21.函数是定义在上的奇函数,且当时,,不等式的解集为____________;若不等式恒成立,则正实数的最小值为____________.
【答案】
【详解】设,则,所以,
因为是定义在上的奇函数,所以,
即,
所以当时,,解得,
当时,,解得,
所以的解集为,
,
因为,所以,
当时,,
因为不等式恒成立,所以,即恒成立,
所以,即;
当时,,
因为不等式恒成立,所以当,恒成立,
即,即,所以;
当时,,
因为不等式恒成立,所以当,恒成立,
即,即,所以;
综上,所以,即正实数的最小值为;
故答案为:;.
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第12讲 奇偶性
预习目标
知识回顾
1.掌握奇偶函数定义与图像特征,牢记定义域关于原点对称是判断奇偶性的前提。
2.熟练运用定义法两步流程判断函数奇偶性,区分四类奇偶情况。
3.熟记奇偶函数核心性质,掌握原点有定义奇函数满足(f(0)=0)及对称区间单调性规律。
4.理解奇偶函数四则运算规律,能结合奇偶性完成求值、比较大小等基础题型。
1.掌握增减函数定义与图像特征,牢记定义三要素,能判断基础函数单调区间。
2.理解复合函数“同增异减”,分清单调性局部性质、最值整体性质,掌握最值几何意义。
3.熟练运用单调性求解单调区间、最值,规范解决各类基础相关习题。
新知导图
预习精讲
想一想
问题1:观察以下图片,你能否发现这些图形都有哪些特征?
问题2:哪些函数图像也具有这种特征呢?
知识点01 函数的奇偶性
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
如果对于函数的定义域内任意一个,都有
图象关于轴对称
奇函数
如果对于函数的定义域内任意一个,都有
图象关于原点对称
注意
(1)奇偶性是函数的整体性质,所以判断函数的奇偶性应先明确它的定义域;
(2)奇偶函数的定义域关于原点对称,反之,若定义域不关于原点对称,则这个函数一定不具有奇偶性.
定义法判断函数奇偶性步骤:
第一步:检验定义域对称性:
函数具备奇偶性的前提:定义域关于原点对称,满足:任意,都有。
若定义域不关于原点对称,函数直接判定为非奇非偶函数。
第二步:对比与的关系(定义域对称前提下)
若 偶函数,图像关于轴对称;
奇函数,图像关于原点对称;
且 非奇非偶函数;
且 既奇又偶函数,仅存在一类:,定义域关于原点对称
【即学即练】
1.函数的奇偶性为( )
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
2.若函数是奇函数,则实数______.
知识点02 奇偶函数的性质
(1)若一个奇函数在原点处有定义,即有意义,则一定有.
(2)若是奇函数,则在其关于原点对称的区间上单调性一致.
(3)若是偶函数,则在其关于原点对称的区间上单调性相反.
(4),在它们的公共定义域上有下面的结论:
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
奇函数
偶函数
奇函数
偶函数
不能确定
奇函数
偶函数
奇函数
奇函数
奇函数
偶函数
奇函数
【即学即练】
3.(多选)已知为奇函数,为偶函数,且均为非零函数,则( )
A.为奇函数 B.为偶函数
C.为奇函数 D.为偶函数
题型速练
题型01 函数奇偶性的判定
【例1】已知函数,,则( )
A.是奇函数 B.是奇函数
C.是奇函数 D.是奇函数
【例2】已知函数的定义域为,则下列函数一定为奇函数的是( )
A. B.
C. D.
必记结论
1.判断前提:定义域必须关于原点对称,不对称直接判定为非奇非偶函数。
2.标准两步判定法:先求定义域,再推导与的等量关系。
①:偶函数;:奇函数
②且:非奇非偶
③同时满足两式:既奇又偶函数,仅有且定义域对称这一类。
3.图像快速判断:偶函数图像关于轴对称,奇函数图像关于原点中心对称。
【小试牛刀】
【变式1-1】设函数,则下列函数中为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】已知函数满足,.
(1)求,的值;
(2)判断的奇偶性并给出证明.
【变式1-3】若分别为定义在上的奇函数、偶函数,则的解析式可以为( )
A.
B.
C.
D.
题型02 利用奇偶性求函数值
【例3】设是奇函数,且,则______.
【例4】已知函数,若,则( )
A.0 B.2 C.4 D.6
必记结论
1.奇函数忘记,直接写成。
2.函数在无定义,仍强行使用计算,出现错误。
3.多段函数求值时,未判断自变量所在分段,误用奇偶公式。
【小试牛刀】
【变式2-1】已知函数是奇函数,则( )
A.3 B. C.1 D.
【变式2-2】已知奇函数的定义域为,为偶函数,则________.
【变式2-3】已知偶函数满足:当时,,则_______.
题型03 奇偶函数图象的特征
【例5】如图,给出奇函数的局部图象,则的值为( )
A. B.7 C.5 D.
【例6】设奇函数的定义域为,若当时,的图象如图,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
必记结论
1.偶函数:图像沿轴对折后两边完全重合;奇函数:绕原点旋转180°图像重合。
2.已知一侧图像,可利用对称关系画出另一侧完整图像。
3.奇函数图像若过原点,原点必为图像上一点。
【小试牛刀】
【变式3-1】如图,已知偶函数在y轴及y轴一侧的部分图像,作出的大致图像.
【变式3-2】如图,给出了偶函数的局部图象,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【变式3-3】已知定义在区间上的一个偶函数,它在上的图象如图,则的解集为__________.
题型04 利用奇偶性求参数
【例7】若函数是定义在上的偶函数,则( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【例8】已知函数为奇函数,则( )
A.-2 B.0 C.-3 D.-1
必记结论
1.定义域含参数:根据定义域关于原点对称列等式,求解参数范围。
2.解析式含参数:由恒成立,对应同类项系数相等解方程。
3.分段函数奇偶性:两段均满足奇偶关系,分段端点取值也要匹配对称。
【小试牛刀】
【变式4-1】设 是定义在上的奇函数,则______
【变式4-2】已知函数,是偶函数,则( )
A. B. C.2 D.4
【变式4-3】(多选)已知函数为奇函数,则( )
A. B.
C.的图象关于原点对称 D.在区间上单调递减
题型05 利用奇偶性求对称区间上的函数解析式
【例9】若函数是奇函数,且当时,,则当时,的解析式为( )
A. B.
C. D.
【例10】若是定义在上的偶函数,当时,.
(1)画出函数的图象并求出函数的解析式;
(2)若关于的方程有2个不同的实数解,求实数的取值范围.
必记结论
1.已知解析式,求解析式:设,则,代入已知式得,再用奇偶性转化。
2.单独讨论,奇函数满足。
【小试牛刀】
【变式5-1】设函数是定义在上的偶函数,且当时,,求的解析式.
【变式5-2】已知函数是定义在 R上的奇函数,当时, ,若 ,则______.
【变式5-3】已知函数是定义在上的奇函数,且当时,,函数在轴左侧的图象如图所示.
(1)画出在轴右侧的图象,并写出函数的单调区间;
(2)写出函数的解析式;
(3)若函数,求函数的最小值.
题型06 利用奇偶性及构造方程组求解析式
【例11】已知是奇函数,是偶函数,其定义域均为,且,则( )
A.0 B.2 C. D.1
【例12】已知分别是定义在上的偶函数和奇函数,且,则___________.
必记结论
1.题干同时含与,分别代入原式得到二元方程组。
2.联立方程组,消去,解出完整解析式。
3.最终解析式附带完整定义域。
【小试牛刀】
【变式6-1】设是上的奇函数,是上的偶函数,并且,则的解析式是______.
【变式6-2】设函数的定义域为,,,若为奇函数,为偶函数,则____________.
【变式6-3】设函数的定义域为,.若为奇函数,为偶函数,则的最大值为_____.
题型07 奇偶性与单调性的结合——比较大小
【例13】设偶函数在区间上单调递增,则( )
A. B.
C. D.
【例14】已知连续的奇函数的定义域为在上单调递减,在[0,2]上单调递增,且,则下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
必记结论
1.奇函数:原点对称区间单调性相同;偶函数:原点对称区间单调性相反。
2.先利用奇偶性把自变量统一转换到同一单调区间,再依据增减判断函数值大小。
【小试牛刀】
【变式7-1】已知是上的偶函数,当时,是增函数,则的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【变式7-2】定义在上的奇函数满足:对,,且,都有,且,设,,,则( )
A. B.
C. D.,,大小关系不确定
【变式7-3】(多选)已知是定义在上的偶函数,是定义在上的奇函数,且在上均单调递增,则下列说法正确的有( )
A. B.
C. D.
题型08 奇偶性与单调性的结合——解不等式
【例15】若定义在上的偶函数在区间上单调递减,且,则关于的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【例16】已知函数是定义域在上的奇函数,且在上为增函数,若,则实数的取值范围是______.
必记结论
1.借助奇偶性统一自变量符号,再利用单调性脱去符号,转化普通不等式。
2.脱后必须同步限制所有自变量在定义域内,保证式子有意义。
3.偶函数不等式等价,简化计算。
【小试牛刀】
【变式8-1】已知 是定义在 上的偶函数,且在 上为增函数,则 的解集为( )
A. B. C. D.
【变式8-2】已知是定义在上的奇函数,对任意且,都有,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【变式8-3】已知函数是定义在上的奇函数,
(1)用定义证明在上单调递增;
(2)解关于的不等式.
题型09 抽象函数性质的综合运用
【例17】已知函数(,且)对任意不等于0的实数,都有,则为( )
A.奇函数 B.偶函数
C.非奇非偶函数 D.既为奇函数也为偶函数
【例18】(多选)已知定义在上的函数满足,且为偶函数,则下列结论正确的是( )
A.函数为奇函数 B.函数为奇函数
C.函数是偶函数 D.函数是偶函数
【小试牛刀】
【变式9-1】(多选)已知函数的定义域为,且,则( )
A.点与点关于原点对称
B.函数是奇函数
C.当时,
D.当时,
【变式9-2】(多选)已知函数的定义域为,,,则( )
A. B.
C.为偶函数 D.为奇函数
【变式9-3】(多选)已知函数的定义域为,对任意实数,满足,且,则以下结论正确的是( )
A.
B.不可能为上的减函数
C.为奇函数
D.为偶函数
基础过关
1.已知函数,则对任意实数x,有( )
A. B.
C. D.
2.已知函数是定义在上的奇函数,当时,(m为常数),则( )
A.4 B.7 C. D.8
3.已知函数在上单调递增,设,则函数是( )
A.奇函数,且在上单调递增 B.偶函数,且在上单调递增
C.奇函数,且在上单调递减 D.偶函数,且在上单调递减
4.函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
5.已知是定义域为的奇函数,当时,,则( )
A. B.6 C. D.4
6.已知是奇函数,且,函数是偶函数,则( )
A. B.0 C.1 D.2
7.(多选)关于函数,下列说法正确的是( )
A.的定义域为
B.的值域为
C.的递减区间为
D.是奇函数
8.(多选)已知图甲中的图象对应的函数,则图乙中的图象对应的函数可能是( )
A. B. C. D.
9.已知定义域为的奇函数,则的值为_____.
10.已知函数是定义在上的偶函数,且当时,单调递增,则关于的不等式的解集是______.
11.已知函数是定义在R上的偶函数.
(1)求函数的解析式;
(2)在下图所给的坐称系中画出的图象,并写出函数的增区间.
12.已知函数对于任意实数,都有,且.
(1)求的值;
(2)令,求证:函数为奇函数;
(3)求的值.
能力提升
13.已知函数是定义域为的偶函数,且在上单调递减,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
14.已知定义域为的函数满足,.若在区间上单调递增,则“在上单调递增”是“是奇函数”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
15.(多选)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.是偶函数,递增区间是 B.是偶函数,递减区间是
C.是奇函数,递减区间是 D.是奇函数,递增区间是
16.已知函数是定义在上的奇函数.
(1)求函数的解析式;
(2)判断函数在定义域上的单调性,并用定义加以证明;
(3)解不等式: .
17.已知定义域为的函数是偶函数,定义域为的函数是奇函数,且,求和的解析式.
挑战一刻
18.(多选)(多选题)已知函数与的图象如图所示,则( )
A.为奇函数 B.在上单调递增
C.在上单调递减 D.的值域为
19.已知函数是定义在上的奇函数,是定义在上的偶函数,若函数的值域为,则函数的最大值为( )
A.8 B.6 C.4 D.2
20.已知奇函数的定义域为,满足对任意、,且,都有,且,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
21.函数是定义在上的奇函数,且当时,,不等式的解集为____________;若不等式恒成立,则正实数的最小值为____________.
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