内容正文:
§2.3 函数的奇偶性
★[考试要求]
1.了解函数奇偶性的概念和几何意义.2.会依据函数的性质进行简单的应用.
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I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且 f(-x)=f(x) ,那么函数f(x)就叫做偶函数
关于 y轴 对称
奇函数
一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且 f(-x)=-f(x) ,那么函数f(x)就叫做奇函数
关于 原点 对称
函数奇偶性的重要结论
(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|).
(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)奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性;偶函数在两个对称的区间上具有相反的单调性.
(5)偶函数在关于原点对称的区间上有相同的最大(小)值,取最值时的自变量的值互为相反数;奇函数在关于原点对称的区间上的最值互为相反数,取最值时的自变量的值也互为相反数.
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)若函数f(x)为奇函数,则f(0)=0.(×)
(2)不存在既是奇函数,又是偶函数的函数.(×)
(3)对于函数y=f(x),若f(-2)=-f(2),则函数y=f(x)是奇函数.(×)
(4)若f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则f(x)g(x)是奇函数.(√)
2.下列函数中,既是偶函数又在(0,+∞)上单调递减的是( )
A.y=-x3 B.y=
C.y=|x| D.y=
解析:D [y=-x3,y=都是奇函数,排除A,B.
y=|x|,y=都是偶函数,y=|x|在(0,+∞)上单调递增,y=在(0,+∞)上单调递减.]
3.已知f(x)=ax2+bx是定义在[a-1,2a]上的偶函数,那么a+b的值是( )
A.- B.
C. D.-
解析:B [显然b=0,a-1+2a=0,∴a=,∴a+b=.]
4.设f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=2x+b,则f(-1)=________.
解析:f(x)是奇函数,则f(0)=b=0,即x≥0时,f(x)=2x,所以f(1)=2,从而f(-1)=-f(1)=-2.
答案:-2
函数奇偶性的判断
►[角度1] 判断函数的奇偶性
[例1-1] 下列函数为奇函数的是( )
A.f(x)=x3+x2
B.f(x)=1+
C.f(x)=ln(x-1)-ln(x+1)
D.f(x)=
[解析] A.因为f(-x)=-x3+x2≠-f(x),所以该函数不是奇函数;
B.因为f(x)+f(-x)=1++1+=2++==0,所以该函数是奇函数;
C.由⇒x>1,该函数的定义域不关于原点对称,所以该函数不是奇函数;
D.因为f(-x)==f(x),所以该函数是偶函数,不符合题意.
[答案] B
►[角度2] 抽象函数奇偶性的判断
[例1-2] [多选]已知f(x)是定义在R上的函数,下列结论正确的有( )
A.若满足f(x2)=-f(-x2),则f(x)是奇函数
B.满足2f(x+y)f(x-y)=f(x)+f(y),且f(0)≠0,则y=f(x)为奇函数
C.若恒有f(x)+f(y)=f(x+y),则f(x)为偶函数
D.若恒有f(xy)=yf(x)+xf(y),则f(x)是奇函数
[解析] 对于A,若∀t∈R,当t>0时,令t=x2,因为f(x2)=-f(-x2),
所以f(t)=-f(-t),即f(-t)=-f(t);
当t=0时,令t=x2=0,因为f(x2)=-f(-x2),
所以f(0)=-f(-0),即f(0)=0;
当t<0时,令t=-x2,因为f(x2)=-f(-x2),
所以f(-t)=-f(t),
综上,∀t∈R,f(-t)=-f(t),所以f(x)是奇函数,所以A正确;
对于B,在2f(x+y)f(x-y)=f(x)+f(y)中,令x=y=0,得2f2(0)=2f(0),因为f(0)≠0,所以f(0)=1,显然不符合f(-x)=-f(x),故B错误;
对于C,令x=y=0,则f(0)+f(0)=f(0),
∴f(0)=0,
令y=-x,则f(x)+f(-x)=f(0)=0,
∴f(-x)=-f(x),
即f(x)为奇函数,C错误;
对于D,对任意x,y∈R,总有f(xy)=yf(x)+xf(y),令x=y=0得f(0)=0;令x=y=1得f(1)=f(1)+f(1),所以f(1)=0;
令x=y=-1得f(1)=-f(-1)-f(-1),所以f(-1)=0;
令y=-1得f(-x)=-f(x)+xf(-1)=-f(x),所以f(x)是奇函数,故D正确.
[答案] AD
判断函数的奇偶性,其中包括两个必备条件
(1)定义域关于原点对称,否则即为非奇非偶函数.
(2)判断f(x)与f(-x)是否具有等量关系,在判断奇偶性的运算中,可以转化为判断奇偶性的等价等量关系式(f(x)+f(-x)=0(奇函数)或f(x)-f(-x)=0(偶函数))是否成立.
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
解析:B [解法一:因为f(x)==-1+,其图象关于点(-1,-1)中心对称,将其图象向右平移1个单位长度,再向上平移1个单位长度后关于原点(0,0)中心对称,所以f(x-1)+1为奇函数.
解法二:因为f(x)=,所以f(x-1)==,f(x+1)==.对于A,F(x)=f(x-1)-1=-1=,定义域关于原点对称,但不满足F(x)=-F(-x),故F(x)不是奇函数;对于B,G(x)=f(x-1)+1=+1=,定义域关于原点对称,且满足G(x)=-G(-x),故G(x)为奇函数;对于C,f(x+1)-1=-1=-,定义域不关于原点对称,不是奇函数;对于D,f(x+1)+1=+1=,定义域不关于原点对称,不是奇函数.]
2.已知函数f(x)的定义域为R,满足f(x+y)-[f(x)+f(y)]=2 024,则下列说法正确的是( )
A.f(x)是偶函数
B.f(x)是奇函数
C.f(x)+2 024是奇函数
D.f(x)+2 024是偶函数
解析:C [因为f(x+y)-[f(x)+f(y)]=2 024,
所以令x=y=0,可得f(0)=-2 024,
令y=-x,则f(0)-f(x)-f(-x)=2 024,
所以f(-x)=-f(x)-4 048,
则f(x)既不是奇函数又不是偶函数,
且f(-x)+2 024=-[f(x)+2 024],
所以f(x)+2 024是奇函数.]
函数奇偶性的应用
►[角度1] 利用函数的奇偶性求值
[例2-1] (2025·全国一卷)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.
[解析] f=f=f=5-2=-,故选A.
[答案] A
►[角度2] 利用函数的奇偶性求解析式
[例2-2] 已知f(x)为R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x3+2x+1,则x<0时,f(x)的解析式为( )
A.f(x)=-x3-2x-1(x<0)
B.f(x)=-x3-2x+1(x<0)
C.f(x)=x3+2x-1(x<0)
D.f(x)=-x3+2x+1(x<0)
[解析] 因为f(x)为R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x3+2x+1,
设x<0,则-x>0,所以f(-x)=(-x)3+2(-x)+1=-f(x)⇒f(x)=x3+2x-1(x<0).
[答案] C
►[角度3] 利用函数的奇偶性求参数
[例2-3] 已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,且x≤0时,f(x)=2x2-3x+m,则f(1)=________.
[解析] 由函数f(x)是定义在R上的奇函数,得f(0)=0,
而当x≤0时,f(x)=2x2-3x+m,则m=f(0)=0,所以当x≤0时,f(x)=2x2-3x,
所以f(1)=-f(-1)=-[2(-1)2-3(-1)]=-5.
[答案] -5
已知函数奇偶性可以解决的3个问题
(1)求函数值:将待求值利用奇偶性转化为已知区间上的函数值求解.
(2)求解析式:将待求区间上的自变量转化到已知区间上,再利用奇偶性求出解析式.
(3)求解析式中的参数:利用待定系数法求解,根据f(x)±f(-x)=0得到关于参数的恒等式,由系数的对等性得出参数的方程或方程(组),进而得出参数的值.
1.(2025·全国二卷)已知f(x)是定义在R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=(x2-3)ex+2,则( )
A.f(0)=0
B.当x<0时,f(x)=-(x2-3)e-x-2
C.f(x)≥2当且仅当x≥
D.x=-1是f(x)的极大值点
解析:ABD [由奇函数的性质可知,因为f(x)的定义域为R,f(0)=0,所以A正确;
当x<0时,-x>0,f(-x)=(x2-3)e-x+2,又因为f(-x)=-f(x),所以f(x)=-(x2-3)e-x-2,所以B正确;
当x>0时,f′(x)=(x+3)(x-1)ex,所以f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增
x→0时,f(x)→-1,f(1)=-2e+2<0,f=2>0,所以f(x)的图象大致为
因为2e-2>2,所以C错误,由奇函数图象关于原点对称可知D正确.]
2.已知函数f(x)=ax3+bx+1,若f(2)=4,则f(-2)=( )
A.-4 B.-2
C.0 D.2
解析:B [令g(x)=ax3+bx,则f(x)=g(x)+1.
由g(x)定义域关于原点对称,且g(-x)=-g(x)得g(x)为奇函数,
∵f(2)=g(2)+1=4,∴g(2)=3,
∴f(-2)=g(-2)+1=-3+1=-2.]
3.设a∈R,函数y=f(x)是奇函数.若f(1)=ea-3,f(-1)=1,则a=________.
解析:因为函数y=f(x)是奇函数,
所以f(-1)=-f(1)=-(ea-3)=1,解得:a=ln 2.
答案:ln 2
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