内容正文:
第3节 函数的奇偶性、周期性
强基础•固本增分
知识梳理
1.函数的奇偶性
奇偶性 定义 图象特点
偶函数 一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果∀x∈D,都有-x∈D,且 关于y轴对称
奇函数 关于原点对称
f(-x)=f(x)
f(-x)=-f(x)
[教材知识深化]
1.如果一个奇函数f(x)在x=0处有定义,即f(0)有意义,那么一定有f(0)=0.
2.如果函数f(x)是偶函数,那么f(-x)=f(x)=f(|x|).
3.既是奇函数又是偶函数的函数只有一种,即f(x)=0,x∈D,其中定义域D是关于原点对称的非空数集.
4.函数图象关于y轴对称,必为偶函数;关于原点对称,必为奇函数.互为充要条件.
5.若f(x)≠0,则奇(偶)函数定义的等价形式如下:
(1)f(-x)=f(x)⇔f(-x)-f(x)=0⇔=1⇔f(x)是偶函数;
(2)f(-x)=-f(x)⇔f(-x)+f(x)=0⇔=-1⇔f(x)是奇函数.
2.函数的周期性
(1)周期函数:一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果存在一个非零常数T,使得对每一个x∈D都有x+T∈D,且f(x+T)= ,那么函数f(x)就叫做周期函数.非零常数 就叫做这个函数的周期.
并非所有周期函数都有最小正周期
(2)最小正周期:如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个 的正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期.
[教材知识深化]
若T是函数f(x)的周期,那么nT(n∈Z,n≠0)也是函数f(x)的周期.
f(x)
T
最小
连线高考
1.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
B
解析 函数f(x)==-1+,故该函数图象的对称中心的坐标为(-1,-1).将该函数图象向右平移1个单位长度,再向上平移1个单位长度后得到的图象对应的函数解析式为g(x)=f(x-1)+1,其图象关于坐标原点对称,即为奇函数.故选B.
2.若f(x)=(x+a)ln为偶函数,则a=( )
A.-1 B.0
C. D.1
B
解析 (方法一)∵函数f(x)为偶函数,∴f(-x)=f(x).
不妨令x=1,则有f(-1)=f(1),
∴(-1+a)ln 3=(1+a)ln,
∴-1+a=-1-a,∴a=0.
此时f(x)=xln,
易知函数f(x)的定义域为,
f(-x)=-xln=-xln=xln=f(x),∴a=0符合题意.
(方法二)设g(x)=ln,函数g(x)的定义域是
g(-x)=ln=ln=-ln=-g(x),
∴函数g(x)是奇函数.
而f(x)=(x+a)g(x)为偶函数,有f(-x)=(-x+a)g(-x)=-(-x+a)g(x)=(x-a)g(x)=f(x),故x-a=x+a,则a=0.故选B.
3.设a∈R,且f(x)=x3+a是奇函数,则a= .
0
解析 ∵f(x)是奇函数,∴f(0)=0,即03+a=0,解得a=0.
研考点•精准突破
考点一 函数奇偶性的判定
例1 判断下列函数的奇偶性.
(1)f(x)=;
解 由题知,f(x)的定义域为{-1,1},关于原点对称.
又f(-1)=f(1)=0,f(-1)=-f(1)=0,所以f(x)既是奇函数又是偶函数.
考点一
考点二
考点三
(2)f(x)=
解 (方法一 定义法)当x>0时,f(x)=-x2+2x+1,
-x<0,f(-x)=(-x)2+2(-x)-1=x2-2x-1=-f(x);
当x<0时,f(x)=x2+2x-1,-x>0,f(-x)=-(-x)2+2(-x)+1=-x2-2x+1=-f(x).
所以f(x)为奇函数.
(方法二 图象法)作出函数f(x)的图象,由奇函数的图象关于原点对称的特征知函数f(x)为奇函数.
考点一
考点二
考点三
(3)f(x)=x2-|x|+1,x∈[-1,4];
解 因为f(x)的定义域为[-1,4],不关于原点对称,所以函数f(x)既不是奇函数,也不是偶函数.
(4)f(x)=|x+1|-|x-1|;
解 f(x)的定义域为R,且f(-x)=|-x+1|-|-x-1|=|x-1|-|x+1|=-f(x),
所以函数f(x)为奇函数.
(5)f(x)=.
解 由1-x2≥0得-1≤x≤1,所以x+2>0,所以f(x)=,定义域为[-1,0)∪(0,1].所以f(-x)==-=-f(x),所以函数f(x)是奇函数.
考点一
考点二
考点三
[对点训练1](1)下列函数中是非奇非偶函数的是( )
A.f(x)=x+sin x
B.f(x)=(x-1)
C.f(x)=ln(-x)
D.f(x)=2x+
B
考点一
考点二
考点三
解析 对于A,f(x)的定义域为R,由f(-x)=-x+sin(-x)=-f(x)知,f(x)为奇函数;
对于B,令0,解得x≤-1或x>1,即函数f(x)的定义域为(-∞,-1]∪(1,+∞),不关于原点对称,即f(x)为非奇非偶函数;
对于C,因为x2+1>x2,所以-x>0恒成立,即f(x)的定义域为R,
又f(-x)+f(x)=ln(+x)+ln(-x)=0,故f(x)为奇函数;
对于D,f(x)的定义域为R,由f(-x)=f(x)知,f(x)为偶函数.
考点一
考点二
考点三
(2)下列函数中,与函数f(x)=xln的奇偶性相同的是( )
A.y= B.y=|x+2|+|x-2|
C.y=sin x+cos x D.y=2x-()x
B
解析 由于y=ln,y=x是奇函数,所以f(x)是偶函数,选项A和D中的函数是奇函数,选项C中的函数是非奇非偶函数,只有选项B中的函数是偶函数,故选B.
考点一
考点二
考点三
考点二 函数奇偶性的应用
例2(1)已知函数f(x)=x5+ax3+bx+8,且f(-2)=10,那么f(2)等于( )
A.-18 B.-10
C.6 D.10
C
解析 f(-2)=(-2)5+a×(-2)3+b×(-2)+8=10,
令f(2)=25+a×23+2b+8=t,
则f(-2)+f(2)=(-2)5+a×(-2)3+b×(-2)+8+25+a×23+2b+8=t+10,
即8+8=10+t,可得t=6,即f(2)=6.故选C.
考点一
考点二
考点三
(2)已知f(x)=是偶函数,则a=( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
D
考点一
考点二
考点三
解析 (方法一)由题意,知函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞).
因为函数f(x)为偶函数,所以f(-x)=f(x),即,
整理得eax=e2x,
所以a=2.
(方法二)由题意,知函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞).
因为函数f(x)为偶函数,所以f(-1)=f(1),即,
整理得ea=e2,
所以a=2.故选D.
考点一
考点二
考点三
(3)定义在R上的奇函数f(x)满足:当0<x<2时,f(x)<0,当x>2时,f(x)>0.则不等式xf(x)>0的解集为( )
A.(2,+∞)
B.(-2,0)∪(2,+∞)
C.(-∞,-2)∪(2,+∞)
D.(-2,0)∪(0,2)
C
考点一
考点二
考点三
解析 由奇函数的定义可得f(-x)=-f(x).
当-2<x<0时,
则0<-x<2,f(-x)=-f(x)<0,
即f(x)>0,当x<-2时,
则-x>2,f(-x)=-f(x)>0,
即f(x)<0,由xf(x)>0,
得
根据题意可得xf(x)>0的解集为(-∞,-2)∪(2,+∞).故选C.
考点一
考点二
考点三
(4)若函数f(x)是偶函数,且当x>0时,f(x)=2x+x+1,则当x<0时,f(x)= .
2-x-x+1
解析 因为函数f(x)是偶函数,且当x>0时,f(x)=2x+x+1,
所以当x<0时,-x>0,
所以f(-x)=2-x-x+1,
即f(x)=2-x-x+1,所以当x<0时,f(x)=2-x-x+1.
考点一
考点二
考点三
[对点训练2](1)已知函数f(x)=x3+x,若f(a)=b,则f(-a)= ( )
A.b B.-b
C. D.-
B
解析 由f(x)=x3+x可得f(-x)=-x3-x=-f(x),且函数f(x)的定义域R关于原点对称,所以f(x)为奇函数,所以f(-a)=-f(a)=-b,故选B.
考点一
考点二
考点三
(2)设定义在R上的偶函数f(x)满足:对任意x1,x2∈(-∞,0](x1≠x2),有<0,且f(2)=0,则不等式xf(x)<0的解集为 .
(-∞,-2)∪(0,2)
解析 因为对任意x1,x2∈(-∞,0](x1≠x2),有<0,
所以函数f(x)在(-∞,0]上单调递减.
由xf(x)<0,可得
又f(x)为偶函数,且f(2)=0,
所以可作出y=f(x)的大致图象如图所示.
由图可知不等式xf(x)<0的解集为(-∞,-2)∪(0,2).
考点一
考点二
考点三
考点三 函数的周期性
例3 已知函数f(x)在R上满足f(x+1)=f(x-1),且f(x)=其中
a∈R,若f(-5)=f(4.5),则a=( )
A.0.5 B.1.5
C.2.5 D.3.5
C
解析 由f(x+1)=f(x-1),得f(x)是周期为2的周期函数,
又f(-5)=f(4.5),
所以f(-1)=f(0.5),
即-1+a=1.5,
所以a=2.5.故选C.
考点一
考点二
考点三
[对点训练3](1)已知f(x)是定义在R上且周期为2的偶函数,当2≤x≤3时,f(x)=5-2x,则f(-)=( )
A.- B.-
C. D.
A
解析 由题知,f(-x)=f(x),且f(x+2)=f(x),所以f(-)=f()=f()=5-2=-
故选A.
考点一
考点二
考点三
(2)已知偶函数f(x)满足f(x+2)=f(x),且当x∈[0,1]时,f(x)=cosx,则x∈
[2 025,2 026]时,f(x)的解析式为( )
A.f(x)=sinx B.f(x)=sin πx
C.f(x)=sin 2x D.f(x)=-cosx
D
考点一
考点二
考点三
解析 因为f(x+2)=f(x),
所以f(x)的周期为2.
设x∈[2 025,2 026],
则x-2 026∈[-1,0],
因此2 026-x∈[0,1],
因为当x∈[0,1]时,f(x)=cosx,
所以f(2 026-x)=cos(2 026-x)=cos(1 013π-x)=-cosx.
又因为函数f(x)的周期为2,且为偶函数,
所以f(2 026-x)=f(-x)=f(x),故当x∈[2 025,2 026]时,f(x)=-cosx,故选D.
考点一
考点二
考点三
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