内容正文:
第11讲 函数的奇偶性及函数性质综合
(知识详解+7典例精讲+课后作业)
知识详解·核心内容
知识点01:函数奇偶性的概念
知识点02:根据函数的奇偶性求函数的解析式
知识点03:利用函数的奇偶性与单调性比较大小
典例精讲·例题解析
(举一反三)
题型01:函数奇偶性的定义与判断
题型02:由奇偶性求函数解析式
题型03:抽象函数的奇偶性
题型04:由奇偶性求参数
题型05:由函数奇偶性解不等式
题型06:奇偶性+单调性比较函数值大小
题型07:奇偶函数对称性的应用
课后作业·巩固延伸
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
【知识点01】函数奇偶性的概念
偶函数的定义:一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果∀x∈D,都有-x∈D,且f(-x)=f(x),那么函数f(x)就叫做偶函数.
奇函数的定义:一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果∀x∈D,都有-x∈D,且f(-x)=-f(x),那么函数f(x)就叫做奇函数.
注意点:
(1)函数的奇偶性是函数的整体性质.
(2)先判断定义域是否关于原点对称,对于∀x∈D,都有-x∈D,即便定义域关于原点对称,还需判断f(-x)与f(x)的关系,若f(-x)=f(x),则函数是偶函数,若f(-x)=-f(x),则函数是奇函数,若f(-x)≠±f(x),则函数为非奇非偶函数.
(3)偶函数图象关于y轴对称,奇函数图象关于原点对称.
(4)若奇函数在原点处有意义,则必有f(0)=0.
(5)若f(-x)=-f(x),且f(-x)=f(x),则f(x)既是奇函数又是偶函数,既奇又偶的函数有且只有一类,即f(x)=0,x∈D,D是关于原点对称的实数集,但有无数个既奇又偶的函数.
【例1】判定函数 的奇偶性。
【知识点02】根据函数的奇偶性求函数的解析式
用奇偶性求解析式的步骤:
如果已知函数的奇偶性和一个区间[a,b]上的解析式,求关于原点的对称区间[-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)利用已知区间的解析式进行代入.
(3)利用f(x)的奇偶性写出-f(-x)或f(-x),从而解出f(x).
【例2】已知 是定义在 上的奇函数,当 时,,求 时函数 的解析式。
【知识点03】利用函数的奇偶性与单调性比较大小
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.若f(x)为奇函数且在区间[a,b](a<b)上有最大值为M,则f(x)在[-b,-a]上有最小值为-M.
4.若f(x)为偶函数且在区间[a,b](a<b)上有最大值为N,则f(x)在[-b,-a]上有最大值为N.
【例3】已知偶函数 在 上单调递增,比较 的大小。
【题型01】函数奇偶性的定义与判断
【典例1-1】(25-26高一上·青海海南·期末)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
【变式1-1】(25-26高一上·浙江宁波·期末)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.
【变式1-2】(24-25高一上·全国·课后作业)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
【变式1-3】(多选)(25-26高一上·广东东莞·期中)下列函数中,是奇函数的有( )
A. B.
C. D.
【题型02】由奇偶性求函数解析式
【典例2-1】(24-25高一下·安徽阜阳·期末)已知函数是定义在上的偶函数,当时,,则当时,的解析式是( )
A. B. C. D.
【变式2-1】(25-26高一上·浙江杭州·期中)若函数是奇函数,且当时,,则当时,的解析式为( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】(24-25高一上·贵州遵义·阶段检测)已知是定义在上的偶函数,当时,,则当时,的解析式为_____.
【变式2-3】设函数是定义在上的偶函数,且当时,,求的解析式.
【题型03】抽象函数的奇偶性
【典例3-1】(25-26高一上·辽宁沈阳·阶段检测)定义在上的函数,并且满足,则下列一定正确的是( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.是奇函数 D.是偶函数
【变式3-1】(多选)(25-26高一上·广西桂林·期中)已知函数满足对任意的,都有,且,则( )
A. B.是偶函数
C.是奇函数 D.
【变式3-2】已知函数的定义域为,对任意都有,且,判断的奇偶性.
【变式3-3】(24-25高一上·河南·阶段检测)已知定义域为R的函数满足,,当时,.
(1)用定义法证明:在定义域内单调递增;
(2)记函数,判断的奇偶性,并证明你的结论.
【题型04】由奇偶性求参数
【典例4-1】(25-26高一下·河南·阶段检测)若函数为奇函数,则( )
A. B.0 C.1 D.2026
【变式4-1】(23-24高一上·山东聊城·期中)已知函数是奇函数,则实数t的可能取值为( )
A.1 B.4 C.9 D.16
【变式4-2】(24-25高一上·四川宜宾·期中)已知函数为偶函数,则__________.
【变式4-3】(25-26高一上·云南昆明·期末)已知函数 .
(1)若函数为奇函数,求的值;
(2)判断函数的单调性,并加以证明.
【题型05】由函数奇偶性解不等式
【典例5-1】(25-26高一下·湖南长沙·期中)已知是定义在上的偶函数,且在上单调递减,,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【变式5-1】(25-26高一上·云南德宏·期末)设偶函数在上为增函数,且,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【变式5-2】(25-26高一上·湖北襄阳·期末)已知定义在上的偶函数在上单调递增,则不等式的解集为___________.
【变式5-3】(25-26高一上·福建厦门·期末)已知函数是上的偶函数.
(1)求函数的解析式,并用定义证明在上单调递增;
(2)求不等式的解集.
【题型06】奇偶性+单调性比较函数值大小
【典例6-1】设是上的偶函数,且在上是增函数,若且,则( )
A. B.
C. D.无法比较与的大小
【变式6-1】若定义域为的奇函数满足,且在上单调递减,则
A. B.
C. D.与的大小不确定
【变式6-2】已知为偶函数且在上单调递增,比较,,大小关系_____.
【变式6-3】(24-25高一上·山东菏泽·期中)已知定义在上的偶函数在上单调递减,且.
(1)求不等式的解集;
(2)比较与的大小.
【题型07】奇偶函数对称性的应用
【典例7-1】(25-26高一上·山西太原·期中)已知偶函数在上单调递减,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【变式7-1】(24-25高一上·湖北武汉·期中)已知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.若存在对称中心,则( )
A. B. C.3 D.4
【变式7-2】函数为偶函数,且图象关于直线对称,,则______.
【变式7-3】想一想奇函数与偶函数的图象特点,如果奇函数在上单调递减,那么它在上的单调性如何?如果偶函数在上单调递减,那么它在上的单调性如何?
知识点01函数奇偶性的核心概念
1. 判定前提(必考)
函数具备奇偶性的必要条件:定义域关于原点对称。若定义域不关于原点对称,函数为非奇非偶函数,无需验证解析式。
2. 奇偶性定义(标准公式)
设函数 ,定义域为 ,,有 :
偶函数:,图象关于 轴对称;
奇函数:,图象关于原点中心对称。
3. 特殊结论
1. 若奇函数在 处有定义,则;
2. (定义域关于原点对称)为既奇又偶函数;
3. 奇偶性分为:奇函数、偶函数、非奇非偶函数、既奇又偶函数四类。
知识点02奇偶性求函数解析式(核心题型)
1. 解题原理
已知函数在一侧区间解析式,利用奇偶性推导对称区间解析式,是必修一核心基础题型。
2. 核心公式
奇函数:
偶函数:
3. 标准解题步骤
① 设未知区间的自变量;② 取相反数转化为已知区间;③ 代入已知解析式;④ 利用奇偶性公式化简,得出结果。
知识点03奇偶性+单调性综合比较大小(高频考点)
1. 解题核心思想
先统一区间,再比较大小:利用奇偶性将负自变量转化为正自变量,统一到同一单调区间,再借助单调性判断函数值大小。
2. 对称区间单调性规律
① 奇函数:在对称区间上单调性一致;
② 偶函数:在对称区间上单调性相反。
3. 判定规则
单调递增:自变量越大,函数值越大;
单调递减:自变量越大,函数值越小。
知识点04本节必背公式汇总
知识点模块
核心公式与结论
偶函数定义
奇函数定义
奇函数零点性质
知识点05高频易错点总结
1. 定义域优先:判断奇偶性第一步必须检查定义域,不对称直接判定非奇非偶;
2. 奇函数求解析式容易遗漏负号,是高频计算错误;
3. 偶函数正负区间单调性相反,比较大小必须统一区间;
4. 仅适用于在原点有定义的奇函数,偶函数不适用。
一、单选题
1.(25-26高一上·陕西咸阳·期末)下列函数中,既是奇函数又是增函数的是( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一下·湖南长沙·阶段检测)若函数是偶函数,则实数( )
A. B. C.1 D.2
3.(24-25高一上·贵州毕节·期末)已知是定义在上的奇函数,是定义在上的偶函数,则( )
A.是偶函数 B.是奇函数
C.是奇函数 D.是偶函数
4.(25-26高一上·安徽·期中)已知函数是定义域为的奇函数,且当时,,则当( )
A. B.
C. D.
5.(25-26高一上·广东深圳·期中)已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则当时,( )
A. B.
C. D.
6.(25-26高一下·河北张家口·阶段检测)已知函数是定义在上的偶函数,且在上是增函数,则、、的大小关系是( )
A. B.
C. D.
7.(25-26高一上·福建泉州·期中)若奇函数定义域为,在区间上单调递增且,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
8.(24-25高一上·贵州遵义·阶段检测)已知是定义在上的偶函数,且在上为减函数,则的解集为( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.(25-26高一上·安徽淮北·期中)下列函数中,是奇函数的有( )
A. B. C. D.
10.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期中)函数是定义在上的奇函数,下列说法中正确的是( )
A.
B.若在上为增函数,则在上为减函数
C.若在上有最小值,则在上有最大值1
D.,使
11.(25-26高一上·四川德阳·期末)已知函数的定义域为,是奇函数,是偶函数,则下列结论正确的有( )
A.
B.是定义域为的奇函数
C.不等式的解集为
D.函数的值域为
三、填空题
12.若函数是奇函数,则实数______.
13.(25-26高一上·江苏连云港·期末)已知是定义在上的偶函数,且在上单调递减,,则关于的不等式的解集为_____________.
14.(25-26高一上·江苏扬州·期中)已知函数,,的定义域都为,其中为奇函数,为偶函数,且,,则函数__________.
四、解答题
15.已知定义域为R的奇函数满足,当时,求解析式.
16.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期中)(1)已知是奇函数,是偶函数,试将下图中的函数图象补充完整.
(2)判断下列函数的奇偶性:
①;
②;
③;
17.(25-26高一上·山东泰安·期末)已知函数.
(1)根据定义研究的单调性;
(2)若,求实数的取值范围.
18.(25-26高一上·福建漳州·阶段检测)已知函数的图象经过点.
(1)求的解析式;
(2)判断的奇偶性并证明;
(3)求不等式的解集.
19.(25-26高一上·湖南张家界·期中)已知函数是上的偶函数.
(1)求实数的值;
(2)判断函数在上的单调性,并用定义证明;
(3)若,求的取值范围.
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第11讲 函数的奇偶性及函数性质综合
(知识详解+7典例精讲+课后作业)
知识详解·核心内容
知识点01:函数奇偶性的概念
知识点02:根据函数的奇偶性求函数的解析式
知识点03:利用函数的奇偶性与单调性比较大小
典例精讲·例题解析
(举一反三)
题型01:函数奇偶性的定义与判断
题型02:由奇偶性求函数解析式
题型03:抽象函数的奇偶性
题型04:由奇偶性求参数
题型05:由函数奇偶性解不等式
题型06:奇偶性+单调性比较函数值大小
题型07:奇偶函数对称性的应用
课后作业·巩固延伸
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
【知识点01】函数奇偶性的概念
偶函数的定义:一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果∀x∈D,都有-x∈D,且f(-x)=f(x),那么函数f(x)就叫做偶函数.
奇函数的定义:一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果∀x∈D,都有-x∈D,且f(-x)=-f(x),那么函数f(x)就叫做奇函数.
注意点:
(1)函数的奇偶性是函数的整体性质.
(2)先判断定义域是否关于原点对称,对于∀x∈D,都有-x∈D,即便定义域关于原点对称,还需判断f(-x)与f(x)的关系,若f(-x)=f(x),则函数是偶函数,若f(-x)=-f(x),则函数是奇函数,若f(-x)≠±f(x),则函数为非奇非偶函数.
(3)偶函数图象关于y轴对称,奇函数图象关于原点对称.
(4)若奇函数在原点处有意义,则必有f(0)=0.
(5)若f(-x)=-f(x),且f(-x)=f(x),则f(x)既是奇函数又是偶函数,既奇又偶的函数有且只有一类,即f(x)=0,x∈D,D是关于原点对称的实数集,但有无数个既奇又偶的函数.
【例1】判定函数 的奇偶性。
解:步骤1:判断定义域
该函数为二次函数,定义域为全体实数 ,定义域关于原点对称,满足奇偶性判定条件。
步骤2:代入自变量 求解函数值
步骤3:结合定义判定
可得 ,完全符合偶函数定义。
最终结论:函数 为偶函数。
【知识点02】根据函数的奇偶性求函数的解析式
用奇偶性求解析式的步骤:
如果已知函数的奇偶性和一个区间[a,b]上的解析式,求关于原点的对称区间[-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)利用已知区间的解析式进行代入.
(3)利用f(x)的奇偶性写出-f(-x)或f(-x),从而解出f(x).
【例2】已知 是定义在 上的奇函数,当 时,,求 时函数 的解析式。
解:步骤1:转换自变量区间
令 ,则 ,此时 满足已知解析式的取值范围。
步骤2:代入已知区间解析式
步骤3:利用奇函数性质变形
由奇函数定义 ,可得:
步骤4:整理化简结果
最终结论:当 时,。
【知识点03】利用函数的奇偶性与单调性比较大小
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.若f(x)为奇函数且在区间[a,b](a<b)上有最大值为M,则f(x)在[-b,-a]上有最小值为-M.
4.若f(x)为偶函数且在区间[a,b](a<b)上有最大值为N,则f(x)在[-b,-a]上有最大值为N.
【例3】已知偶函数 在 上单调递增,比较 的大小。
解:步骤1:利用偶函数性质统一区间
由偶函数 ,得 ;
原待比较函数值统一为:。
步骤2:结合单调性判断大小
已知 在 上单调递增,自变量越大,函数值越大。
自变量大小关系:
对应函数值关系:
步骤3:还原原式
最终结论:
【题型01】函数奇偶性的定义与判断
【典例1-1】(25-26高一上·青海海南·期末)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】A
【分析】先写出函数定义域,再应用奇函数定义判断求解.
【详解】∵的定义域为,
,
所以是奇函数.
【变式1-1】(25-26高一上·浙江宁波·期末)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
【分析】要判断函数的奇偶性,先依据奇函数定义,对于定义域为的函数,若满足,则为奇函数,再逐一分析各选项即可.
【详解】选项A:因为,
所以,满足偶函数定义,是偶函数,不是奇函数.A错误.
选项B:因为,
所以,
满足奇函数定义,是奇函数.B正确.
选项C:因为,
所以,
满足偶函数定义,是偶函数,不是奇函数. C错误.
选项D:因为,
所以,
满足偶函数定义,是偶函数,不是奇函数.D错误.
故选:B.
【变式1-2】(24-25高一上·全国·课后作业)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
【分析】根据奇偶性的概念分别判断函数的奇偶性,再利用奇偶性的概念与性质逐项判断即可得结论.
【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.
【变式1-3】(多选)(25-26高一上·广东东莞·期中)下列函数中,是奇函数的有( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】利用奇偶性的定义判断各函数的奇偶性.
【详解】A:的定义域为R,且,即为奇函数,
B:的定义域为,且,即为奇函数,
C:的定义域为R,且,即为奇函数,
D:的定义域为,显然定义域不关于原点对称,不为奇函数.
故选:ABC
【题型02】由奇偶性求函数解析式
【典例2-1】(24-25高一下·安徽阜阳·期末)已知函数是定义在上的偶函数,当时,,则当时,的解析式是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据给定条件,利用偶函数的定义求出解析式.
【详解】函数是定义在上的偶函数,当时,,
当时,,则.
故选:A
【变式2-1】(25-26高一上·浙江杭州·期中)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
【分析】利用奇函数的性质即可求出时,的解析式.
【详解】由题可知,时,,
取,则,,
由奇函数性质可得:.
【变式2-2】(24-25高一上·贵州遵义·阶段检测)已知是定义在上的偶函数,当时,,则当时,的解析式为_____.
【答案】
【分析】由偶函数的性质求解.
【详解】对,则,
所以,
又由为偶函数,得,
所以.
故答案为:.
【变式2-3】设函数是定义在上的偶函数,且当时,,求的解析式.
【答案】
【分析】利用偶函数的性质求时的函数解析式,即可得.
【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,.
【题型03】抽象函数的奇偶性
【典例3-1】(25-26高一上·辽宁沈阳·阶段检测)定义在上的函数,并且满足,则下列一定正确的是( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.是奇函数 D.是偶函数
【答案】B
【分析】令,根据为偶函数得,进而判断即可得答案.
【详解】由函数为定义在上的函数,故函数的定义域也是,
令,
则,即为偶函数,
所以也是偶函数,即,
所以,即是偶函数,
对于函数无法判断函数的奇偶性.
故选:B
【变式3-1】(多选)(25-26高一上·广西桂林·期中)已知函数满足对任意的,都有,且,则( )
A. B.是偶函数
C.是奇函数 D.
【答案】ABD
【分析】根据题目条件采用赋值法逐一判断选项.
【详解】令,得,因为,所以A正确.
令,得,所以,则是偶函数,B正确,C错误.
令,得,所以 ,
所以,即D正确.
故选:ABD
【变式3-2】已知函数的定义域为,对任意都有,且,判断的奇偶性.
【答案】偶函数
【分析】通过赋值找到与的关系,从而确定奇偶性.
【详解】令,则,即,
∵,解得.
再令,则,移项可得,
∴是偶函数.
【变式3-3】(24-25高一上·河南·阶段检测)已知定义域为R的函数满足,,当时,.
(1)用定义法证明:在定义域内单调递增;
(2)记函数,判断的奇偶性,并证明你的结论.
【答案】(1)证明见解析
(2)是奇函数,证明见解析
【分析】(1)根据题意,由函数单调性的定义法代入计算,即可证明;
(2)根据题意,由函数奇偶性的定义代入计算,即可证明.
【详解】(1)设,则,
因为,所以,故,而,
故,所以是单调递增函数.
(2)是奇函数.
证明如下:由,
所以,
由,令,
则,再令,解得,
所以,
所以
,
故是奇函数.
【题型04】由奇偶性求参数
【典例4-1】(25-26高一下·河南·阶段检测)若函数为奇函数,则( )
A. B.0 C.1 D.2026
【答案】B
【分析】分析可知函数的定义域为,结合奇函数定义运算求解.
【详解】因为函数的定义域为,且为奇函数,
则,
结合的任意性可得.
【变式4-1】(23-24高一上·山东聊城·期中)已知函数是奇函数,则实数t的可能取值为( )
A.1 B.4 C.9 D.16
【答案】AB
【分析】利用,求得,根据函数的定义域得到,结合选项,即可求解.
【详解】由函数,可得,且,且,
因为函数为奇函数,可得,即,
整理得,则,
要使得函数的定义域关于原点对称,只需.
结合选项,A、B符合题意.
故选:AB.
【变式4-2】(24-25高一上·四川宜宾·期中)已知函数为偶函数,则__________.
【答案】5
【分析】根据偶函数的定义,代入整理,即可得答案.
【详解】因为函数为偶函数,所以,
则,
解得,所以.
【变式4-3】(25-26高一上·云南昆明·期末)已知函数 .
(1)若函数为奇函数,求的值;
(2)判断函数的单调性,并加以证明.
【答案】(1)
(2)函数在上单调递减,证明见详解.
【分析】(1)根据定义域为R的奇函数满足求出的值,再验证即可;
(2)利用函数单调性的定义可证得结果.
【详解】(1)由题意得,函数的定义域为,又函数为奇函数,,
,解得.
当时,,,
,所以当时,函数为奇函数.
综上,的值为.
(2)函数在上单调递减,理由如下;
设,
则 ,
因为指数函数在上单调递增,且,,即,
又,,即,
故函数在上单调递减.
【题型05】由函数奇偶性解不等式
【典例5-1】(25-26高一下·湖南长沙·期中)已知是定义在上的偶函数,且在上单调递减,,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】结合函数单调性与奇偶性计算即可得.
【详解】由已知是定义在上的偶函数,且在上单调递减,
则函数在上单调递增,
又,所以,
即当时,,当或时,,
所以不等式的解集为.
【变式5-1】(25-26高一上·云南德宏·期末)设偶函数在上为增函数,且,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】根据偶函数的性质得到在上为减函数,且,从而得到的取值情况,从而求出不等式的解集.
【详解】因为偶函数在上为增函数,所以在上为减函数,
又,所以,
所以当或时,当或时,
不等式,即或,
解得或,即不等式的解集为.
故选:B
【变式5-2】(25-26高一上·湖北襄阳·期末)已知定义在上的偶函数在上单调递增,则不等式的解集为___________.
【答案】
【分析】根据偶函数及单调性列不等式求解即可.
【详解】由偶函数知,由单调性知,解得,
所以解集为.
故答案为:.
【变式5-3】(25-26高一上·福建厦门·期末)已知函数是上的偶函数.
(1)求函数的解析式,并用定义证明在上单调递增;
(2)求不等式的解集.
【答案】(1);证明见解析
(2)
【分析】(1)利用偶函数的定义求出值,即得函数解析式,再由函数单调性的定义证明即可;
(2)利用函数的奇偶性与单调性,将抽象不等式化成绝对值不等式,两边取平方化简求解即得.
【详解】(1)由函数是上的偶函数,得对任意恒成立,
即对任意恒成立,整理得对任意恒成立,
所以,此时函数的解析式为;
任取,且,
则,
由,得,,,
因此,则,即,
故函数在上单调递增.
(2)由(1)知,定义在上的偶函数在上单调递增,则在上单调递减,
由,则得,解得.
故原不等式的解集为.
【题型06】奇偶性+单调性比较函数值大小
【典例6-1】设是上的偶函数,且在上是增函数,若且,则( )
A. B.
C. D.无法比较与的大小
【答案】B
【分析】由题意可得在上单调递减且,由此可得结论.
【详解】解:是上的偶函数,且在上为增函数,
故在上单调递减,
若,且,则,
.
故选:B.
【变式6-1】若定义域为的奇函数满足,且在上单调递减,则
A. B.
C. D.与的大小不确定
【答案】A
【详解】试题分析:由可知函数周期为2,在上单调递减,所以在区间上单调递减,由函数是奇函数,所以在上递减,所以有
考点:函数的单调性周期性单调性
【变式6-2】已知为偶函数且在上单调递增,比较,,大小关系_____.
【答案】/
【分析】由为偶函数得出函数的图象关于直线对称,然后依据函数单调性比大小.
【详解】因为为偶函数,所以 ,则函数的图象关于直线对称.
又因为且在上单调递增.
所以.
故答案为:
【变式6-3】(24-25高一上·山东菏泽·期中)已知定义在上的偶函数在上单调递减,且.
(1)求不等式的解集;
(2)比较与的大小.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据偶函数的对称性可知当时,从而将所求不等式转化为,解得即可;
(2)由及函数的奇偶性与单调性即可判断.
【详解】(1)定义在上的偶函数在上单调递减,则在上单调递增,
又,所以,
则当时,不等式,即,
即,解得或,
所以不等式的解集为;
(2)因为当且仅当时取等号,
又,且在上单调递减,
所以.
【题型07】奇偶函数对称性的应用
【典例7-1】(25-26高一上·山西太原·期中)已知偶函数在上单调递减,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用偶函数的对称性确定区间单调性,再由不等式等价于或,应用单调性求解集.
【详解】由偶函数的对称性,且在上单调递减,则在上单调递增,
又,则等价于或,
所以或,故解集为.
故选:C
【变式7-1】(24-25高一上·湖北武汉·期中)已知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.若存在对称中心,则( )
A. B. C.3 D.4
【答案】A
【分析】由奇函数的性质结合题意计算可得;
【详解】设,则为奇函数,
可得,由奇函数的定义域关于原点对称可得
即,,
由可得,
即,
所以,
故选:A.
【变式7-2】函数为偶函数,且图象关于直线对称,,则______.
【答案】4
【分析】根据函数的对称性求出,利用奇偶性求得,再利用函数的奇偶性以及对称性即可求得的值,即得答案.
【详解】由于函数图象关于直线对称,,
故,又为偶函数,故,
则,
故答案为:4
【变式7-3】想一想奇函数与偶函数的图象特点,如果奇函数在上单调递减,那么它在上的单调性如何?如果偶函数在上单调递减,那么它在上的单调性如何?
【答案】奇函数在上单调递减,偶函数在上单调递增.
【详解】奇函数在上单调递减,
即它的图象在上下降,
因为奇函数的图象关于原点对称,则它的图象在上是下降的,
即奇函数在上单调递减;
同理,偶函数在上单调递减,
即它的图象在上下降,
因为偶函数的图象关于轴对称,则它的图象在上是上升的,
即偶函数在上单调递增.
知识点01函数奇偶性的核心概念
1. 判定前提(必考)
函数具备奇偶性的必要条件:定义域关于原点对称。若定义域不关于原点对称,函数为非奇非偶函数,无需验证解析式。
2. 奇偶性定义(标准公式)
设函数 ,定义域为 ,,有 :
偶函数:,图象关于 轴对称;
奇函数:,图象关于原点中心对称。
3. 特殊结论
1. 若奇函数在 处有定义,则;
2. (定义域关于原点对称)为既奇又偶函数;
3. 奇偶性分为:奇函数、偶函数、非奇非偶函数、既奇又偶函数四类。
知识点02奇偶性求函数解析式(核心题型)
1. 解题原理
已知函数在一侧区间解析式,利用奇偶性推导对称区间解析式,是必修一核心基础题型。
2. 核心公式
奇函数:
偶函数:
3. 标准解题步骤
① 设未知区间的自变量;② 取相反数转化为已知区间;③ 代入已知解析式;④ 利用奇偶性公式化简,得出结果。
知识点03奇偶性+单调性综合比较大小(高频考点)
1. 解题核心思想
先统一区间,再比较大小:利用奇偶性将负自变量转化为正自变量,统一到同一单调区间,再借助单调性判断函数值大小。
2. 对称区间单调性规律
① 奇函数:在对称区间上单调性一致;
② 偶函数:在对称区间上单调性相反。
3. 判定规则
单调递增:自变量越大,函数值越大;
单调递减:自变量越大,函数值越小。
知识点04本节必背公式汇总
知识点模块
核心公式与结论
偶函数定义
奇函数定义
奇函数零点性质
知识点05高频易错点总结
1. 定义域优先:判断奇偶性第一步必须检查定义域,不对称直接判定非奇非偶;
2. 奇函数求解析式容易遗漏负号,是高频计算错误;
3. 偶函数正负区间单调性相反,比较大小必须统一区间;
4. 仅适用于在原点有定义的奇函数,偶函数不适用。
一、单选题
1.(25-26高一上·陕西咸阳·期末)下列函数中,既是奇函数又是增函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由函数的奇偶性,单调性分析可得.
【详解】对于A,,故为偶函数,错误;
对于B,,且在上单调递增,故正确;
对于C,,是奇函数但是在区间和上单调递减,故错误;
对于D,因为,所以以先减后增,故错误.
故选:B.
2.(25-26高一下·湖南长沙·阶段检测)若函数是偶函数,则实数( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【分析】根据偶函数的定义可得,或根据偶函数图象的对称性可得.
【详解】函数的定义域为.
由偶函数定义知恒成立,即,即对任意实数x成立,
因此,即.
方法二:函数的对称轴为.
因为偶函数的图象关于轴对称,所以,所以.
当时,,定义域为R,且满足,是偶函数.
因此,.
3.(24-25高一上·贵州毕节·期末)已知是定义在上的奇函数,是定义在上的偶函数,则( )
A.是偶函数 B.是奇函数
C.是奇函数 D.是偶函数
【答案】D
【分析】根据奇偶性的定义逐项判断即可.
【详解】因为是定义在上的奇函数,所以;
是定义在上的偶函数,所以,
对于A,,所以为奇函数,故A错误;
对于B,,所以为偶函数,故B错误;
对于C,,与和均不相等,
所以为非奇非偶函数,故C错误;
对于D,,故为偶函数,故D正确.
故选:D.
4.(25-26高一上·安徽·期中)已知函数是定义域为的奇函数,且当时,,则当( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】任取,由奇函数性质求解.
【详解】当时,,则,
已知函数是定义域为的奇函数,所以,因此.
故选:.
5.(25-26高一上·广东深圳·期中)已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则当时,( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用奇函数的性质求解析式即可.
【详解】由,则,故,
所以.
故选:D
6.(25-26高一下·河北张家口·阶段检测)已知函数是定义在上的偶函数,且在上是增函数,则、、的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由偶函数性质可得,再利用函数单调性即可判断.
【详解】由是定义在上的偶函数,则,
由在上是增函数,则,
所以.
7.(25-26高一上·福建泉州·期中)若奇函数定义域为,在区间上单调递增且,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】原不等式等价于或,然后由函数单调性,奇偶性结合题设可得答案.
【详解】因为奇函数在区间上单调递增且,所以函数在区间上单调递增且,
因此,当或时,;当或时,,
不等式等价于或,解得或,
所以不等式的解集为.
8.(24-25高一上·贵州遵义·阶段检测)已知是定义在上的偶函数,且在上为减函数,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由偶函数定义域的对称性可求,从而可得在上为减函数,在上为增函数,距离对称轴越远,函数值越大,即可求解.
【详解】因为是定义在上的偶函数,
所以,所以,
因为在上单调递减,
所以在上单调递增,
由可得,
解得或,
故不等式的解集为或.
故选:B.
二、多选题
9.(25-26高一上·安徽淮北·期中)下列函数中,是奇函数的有( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【详解】A选项中,,定义域为,
关于原点对称,且,
符合奇函数定义,是奇函数,
B选项中,,定义域为,
但,是偶函数,不是奇函数,
C选项中,,定义域为,
定义域不关于原点对称,是非奇非偶函数,不是奇函数,
D选项中,,定义域为,关于原点对称,
且,符合奇函数定义,是奇函数.
10.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期中)函数是定义在上的奇函数,下列说法中正确的是( )
A.
B.若在上为增函数,则在上为减函数
C.若在上有最小值,则在上有最大值1
D.,使
【答案】AC
【分析】根据奇函数的性质一一判断即可.
【详解】对于A:因为是定义在上的奇函数,所以,故A正确;
对于B:因为是定义在上的奇函数,且在上为增函数,
则在上为增函数,故B错误;
对于C:因为是定义在上的奇函数,则的图象关于原点对称,
又在上有最小值,所以在上有最大值,故C正确;
对于D:因为是定义在上的奇函数,则,都有,故D错误.
故选:AC
11.(25-26高一上·四川德阳·期末)已知函数的定义域为,是奇函数,是偶函数,则下列结论正确的有( )
A.
B.是定义域为的奇函数
C.不等式的解集为
D.函数的值域为
【答案】AD
【分析】利用奇函数概念可判断A,利用定义域可判断B,利用奇偶性求出,可判断C和D.
【详解】因为是奇函数,所以,故A正确;
因为,所以的定义域中肯定没有元素,故B错误;
由是奇函数,是偶函数,
可得:,
,
两式相减得:,
所以,解集为,故C错误;
因为,所以函数的值域为,故D正确;
故选:AD
三、填空题
12.若函数是奇函数,则实数______.
【答案】0
【分析】根据奇函数的定义求解即可.
【详解】由题意,即,所以,
经检验,当,满足奇函数定义,符合题意.
13.(25-26高一上·江苏连云港·期末)已知是定义在上的偶函数,且在上单调递减,,则关于的不等式的解集为_____________.
【答案】
【分析】根据偶函数及单调递减解不等式即可.
【详解】关于的不等式,且,
所以,又因为是定义在上的偶函数,
所以,因为在单调递减,
所以,所以,即得,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
14.(25-26高一上·江苏扬州·期中)已知函数,,的定义域都为,其中为奇函数,为偶函数,且,,则函数__________.
【答案】
【分析】根据函数的奇偶性列方程组,解方程组可得.
【详解】因为偶函数,所以,又,
得,即①.
又为奇函数,所以,又,
得②.
将①代入②得,,
,解得.
故答案为:.
四、解答题
15.已知定义域为R的奇函数满足,当时,求解析式.
【答案】
【分析】当时,,代入解析式,根据奇函数定义,可得时的解析式,分析即可得答案.
【详解】当时,,则,
因为是奇函数,所以
又当时,,所以.
16.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·期中)(1)已知是奇函数,是偶函数,试将下图中的函数图象补充完整.
(2)判断下列函数的奇偶性:
①;
②;
③;
【答案】(1)图象见解析;(2)①偶函数,②奇函数,③非奇非偶函数.
【分析】(1)根据奇偶函数图象的对称性画出大致图象即可;
(2)利用奇偶性的定义判断各函数的奇偶性.
【详解】(1)由为奇函数,其图象关于原点对称,故大致图象如下,
由为偶函数,其图象关于轴对称,故大致图象如下,
(2)①的定义域为R,且,即函数为偶函数,
②的定义域为R,且,即函数为奇函数,
③的定义域为R,且,即函数为非奇非偶函数.
17.(25-26高一上·山东泰安·期末)已知函数.
(1)根据定义研究的单调性;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)函数在区间上单调递减,理由见解析
(2)
【分析】(1)根据函数单调性的定义结合作差法即可判断;
(2)根据函数单调性及定义域结合函数奇偶性列不等式计算即可求解.
【详解】(1)设,且,
,
因为,且,
所以,
所以,即,
所以函数在区间上单调递减;
(2)因为函数定义域为关于原点对称,
,
所以函数是定义在上的奇函数,
所以,得,
由(1)可得,解得,即,
所以实数的取值范围是.
18.(25-26高一上·福建漳州·阶段检测)已知函数的图象经过点.
(1)求的解析式;
(2)判断的奇偶性并证明;
(3)求不等式的解集.
【答案】(1)
(2)偶函数,证明见详解.
(3)
【分析】(1)代入已知点坐标,解方程组求出函数解析式中的参数.
(2)通过判断与的关系,结合定义域的对称性,确定函数的奇偶性.
(3)利用偶函数性质转化不等式,再结合函数在非负区间的单调性,将函数值的大小关系转化为自变量绝对值的大小关系,进而求解不等式.
【详解】(1)将点,代入中,得方程组
(2)的定义域是,关于原点对称,对任意的,有,故是偶函数.
(3)当时,单调递增,则在上单调递减,
又因为是偶函数,则在上单调递增;
由,结合偶函数与单调性的性质可得:,
两边平方并整理得:,
解得:或,因此,不等式的解集为:.
19.(25-26高一上·湖南张家界·期中)已知函数是上的偶函数.
(1)求实数的值;
(2)判断函数在上的单调性,并用定义证明;
(3)若,求的取值范围.
【答案】(1);
(2)单调递增,证明见解析;
(3).
【分析】(1)根据偶函数的性质进行求解即可;
(2)根据单调性的定义进行判断证明即可;
(3)根据单调性可得,求解即可.
【详解】(1)若函数是上的偶函数,
则,即,
解得,验证知符合题意.
(2)函数在上单调递增.理由如下:
由(1)知.
设任意的,且,
则,
因为,所以,,,
所以,
所以函数在上单调递增.
(3)由(2)知,函数在上单调递增.
又是上的偶函数,
所以在上单调递减,
所以即,
解得,即的取值范围为.
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