内容正文:
3.2.2奇偶性
奇偶性描述的是函数的整体对称性,是函数的核心性质之一,本质是定义域关于原点对称的前提下,自变量取相反数时函数值的对应关系。
一、奇偶函数的定义(前提:定义域关于原点对称)
设函数f(x)的定义域为D:
偶函数:对任意x∈D,都有f(−x)=f(x)
几何意义:函数图像关于y轴对称
举例:、、
奇函数:对任意x∈D,都有f(−x)=−f(x)
几何意义:函数图像关于原点对称
举例:、、、
非奇非偶函数:定义域不关于原点对称,或f(−x)=f(x)且f(−x)≠−f(x)
既奇又偶函数:只有f(x)=0且定义域关于原点对称的函数,同时满足奇、偶定义
核心前提:判断奇偶性第一步先看定义域是否关于原点对称,如果不对称直接判定非奇非偶。比如,x∈[−1,2]就不是偶函数。
二、判断函数奇偶性的步骤(规范书写)
1. 求定义域:检查定义域是否关于原点对称,若不对称→非奇非偶;
2. 算f(−x):代入−x化简表达式;
3. 比较关系:
① f(−x)=f(x) → 偶函数
② f(−x)=−f(x) → 奇函数
都不满足 → 非奇非偶
示例:判断的奇偶性
定义域为R,关于原点对称;
结论:f(x)是奇函数。
三、奇偶函数的性质
1. 对称性相关:
奇函数在关于原点对称的区间上单调性相同(如在(−∞,0)和(0,+∞)都递增);
偶函数在关于原点对称的区间上单调性相反(如在(−∞,0)递减,(0,+∞)递增)。
2. 最值/函数值关系:
奇函数若在x=0处有定义,必有f(0)=0 (f(−0)=−f(0)⇒f(0)=−f(0)⇒f(0)=0);
偶函数在对称点的函数值相等:f(−x)=f(x),常用于求抽象函数值。
运算性质:(可记为“符号同乘法”)
奇±奇=奇,偶±偶=偶;
奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇;
四、易错提醒
1. 奇偶性是针对整个定义域的性质,不能说“在区间上是奇函数”;
2. 分段函数判断奇偶性需要对所有x满足f(−x)=±f(x),比如分段函数要对x>0和x<0分别验证(利用−x落在另一段的性质)。
3. 已知奇偶性求参数:通常用特殊值(如f(−1)=f(1)/ f(−1)=−f(1))+ 定义域对称要求求解。
一、单选题
1.下列函数既是奇函数又在上单调递减的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据解析式逐一判断奇函数,仅有A,C项符合,再验证在上的单调性即得选项.
【详解】对于A项,函数的定义域是,且函数是奇函数,且在区间上单调递减,故A项正确;
对于B项,函数定义域是,且是偶函数,故B项错误;
对于C项,函数定义域是,函数是奇函数,但是在区间上单调递增,故C项错误;
对于D项,函数不是奇函数,故D项错误.
故选:A.
2.函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用奇偶性的定义判断函数的奇偶性,结合区间函数值的符号及排除法,即可得.
【详解】由解析式,函数的定义域为R,且,
所以为奇函数,排除B、D,
当时,有,排除C.
故选:A
3.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
4.已知是定义在上的奇函数,当时,,则( )
A.0 B.2 C. D.
【答案】C
【分析】由是定义在上的奇函数得到.由当时,得到当时的表达式,从而求出,即可得解.
【详解】因为是定义在上的奇函数,所以.因为当时,,
所以当时,,所以,故.
故选:C.
5.设为定义在上的奇函数,且满足,,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】D
【分析】首先求出函数的周期为,利用奇偶性和周期性求出和,即得结果.
【详解】是定义在上的奇函数,,
又,则,
所以,即函数的周期,
,又,.
6.已知函数满足,且,则( )
A. B.
C.不可能是奇函数 D.在上单调递增
【答案】AB
【分析】利用赋值法和举例法即可逐个选项进行判断.
【详解】对于A,取,得,
所以,A正确;
对于B,取,得,又,
所以,令,得,B正确;
对于C,若满足,C错误;
对于D,取(表示不超过的最大整数),则,
从而有,当时,,D错误.
故选:AB
7.若为偶函数,则a的值为( )
A.0 B. C.1 D.2
【答案】D
【分析】方法一:根据偶函数的定义求解即可;方法二:根据多项式的奇次项系数为0即可求解.
【详解】方法一:因为为偶函数,所以恒成立,
即恒成立,
则恒成立,所以恒成立,故,解得.
方法二:,要使函数为偶函数,
只需多项式的奇次项系数为0,即,即.
故选:D.
8.函数是奇函数的充要条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据奇函数定义:若是奇函数,则对任意都满足,且定义域为时必有.
【详解】代入得,因此,
代入得,结合即,
整理得对任意恒成立,平方化简得对任意恒成立,因此,
因此是奇函数等价于且,即,
反之若,必有,
此时确实是奇函数,故充要条件为.
9.已知函数是奇函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设,由奇函数性质可知,对任意恒成立,代入化简即可.
【详解】不妨设,由奇函数性质可知,
所以,即对任意恒成立,
于是,所以.
故选:D.
10.已知函数是定义在上的奇函数,且,若在上单调递增,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据函数的奇偶性及单调性可得函数的正负情况,进而可解不等式.
【详解】因为函数是奇函数,且在上单调递增,
所以函数在上也单调递增,
又因为,所以,
不等式等价于或,所以或,
故选:A.
二、填空题
11.已知是R上的奇函数,当时,,则____________;若,,则的取值范围为________.
【答案】
【分析】根据奇函数的性质得,代入即可求出答案;根据函数的单调性可将不等式化为,根据,得到,根据对勾函数的单调性求出的最小值即可求出答案.
【详解】因为是上的奇函数,当时,,
所以,
易得在上单调递增,
所以可化为,
即,
因为,所以,
函数在上单调递减,
所以当时,函数取得最小值,
所以,即,
所以的取值范围为.
12.若定义在上的函数同时满足:①为奇函数;②;③对任意的,且,都有,则不等式的解集为_____________
【答案】
【分析】由题意可得,判断的奇偶性和单调性,进而求解即可.
【详解】因对任意的,且,都有,
不妨设,则,
设,则,
所以在上单调递减,
又为奇函数及,所以,
则为偶函数,且,故在上单调递增,
则时,,时,,
由,则,
即,则不等式的解集为.
故答案为:.
13.已知分别是定义在上的偶函数和奇函数,且,则___________.
【答案】9
【分析】利用函数的奇偶性建立方程组,求出解析式,进而求出的值.
【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
三、解答题
14.已知函数满足,.
(1)求a,b的值,判断的奇偶性并证明;
(2)判断在上的单调性,并用单调性的定义证明;
(3)求不等式的解集.
【答案】(1)
由题意可得,解得,故,
为偶函数,证明如下:
函数的定义域为,定义域关于原点对称,
,
故为偶函数;
(2)
在上单调递减,理由如下:
令,则
,
由,则,,故,
故在上单调递减;
(3).
【分析】(1)将点与代入计算即可得a,b的值,再利用奇偶性定义即可证明的奇偶性;
(2)令,再利用函数单调性定义证明即可得;
(3)利用函数单调性及其奇偶性,可得,解出即可得.
【详解】(1)略
(2)略
(3)由为偶函数且在上单调递减,
则由可得,
即有,化简得,
解得或.
所以不等式的解集为.
15.已知函数在上是奇函数,当时.
(1)求的解析式;
(2)求不等式的解集.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据奇偶性求解析式即可;
(2)分、两种情况解不等式即可.
【详解】(1)函数在上是奇函数,则,,
当时,,则,
所以;
(2)当时,,符合题意;
当时,,,
即,,
则,解得或;
综上,不等式的解集为.
16.已知函数(为非零常数),
(1)判断的奇偶性,并证明;
(2)当时,若,判断的单调性并证明,求出函数的值域.
【答案】(1)奇函数,证明见解析
(2)函数在上是单调递增函数,证明见解析,
【分析】(1)判断函数的奇偶性,根据函数的奇偶性的定义判断即可;
(2)判断函数的单调性,根据函数单调性的定义证明,利用单调性求值域即可.
【详解】(1)为奇函数.证明如下:
因为,所以的定义域为
又,
为奇函数.
(2)当时,.
函数在上是单调递增函数.
证明:,且,
则
,,
,,即,
,即
函数在上是单调递增函数.
,,
函数在上的值域为.
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3.2.2奇偶性
奇偶性描述的是函数的整体对称性,是函数的核心性质之一,本质是定义域关于原点对称的前提下,自变量取相反数时函数值的对应关系。
一、奇偶函数的定义(前提:定义域关于原点对称)
设函数f(x)的定义域为D:
偶函数:对任意x∈D,都有f(−x)=f(x)
几何意义:函数图像关于y轴对称
举例:、、
奇函数:对任意x∈D,都有f(−x)=−f(x)
几何意义:函数图像关于原点对称
举例:、、、
非奇非偶函数:定义域不关于原点对称,或f(−x)=f(x)且f(−x)≠−f(x)
既奇又偶函数:只有f(x)=0且定义域关于原点对称的函数,同时满足奇、偶定义
核心前提:判断奇偶性第一步先看定义域是否关于原点对称,如果不对称直接判定非奇非偶。比如,x∈[−1,2]就不是偶函数。
二、判断函数奇偶性的步骤(规范书写)
1. 求定义域:检查定义域是否关于原点对称,若不对称→非奇非偶;
2. 算f(−x):代入−x化简表达式;
3. 比较关系:
① f(−x)=f(x) → 偶函数
② f(−x)=−f(x) → 奇函数
都不满足 → 非奇非偶
示例:判断的奇偶性
定义域为R,关于原点对称;
结论:f(x)是奇函数。
三、奇偶函数的性质
1. 对称性相关:
奇函数在关于原点对称的区间上单调性相同(如在(−∞,0)和(0,+∞)都递增);
偶函数在关于原点对称的区间上单调性相反(如在(−∞,0)递减,(0,+∞)递增)。
2. 最值/函数值关系:
奇函数若在x=0处有定义,必有f(0)=0 (f(−0)=−f(0)⇒f(0)=−f(0)⇒f(0)=0);
偶函数在对称点的函数值相等:f(−x)=f(x),常用于求抽象函数值。
运算性质:(可记为“符号同乘法”)
奇±奇=奇,偶±偶=偶;
奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇;
四、易错提醒
1. 奇偶性是针对整个定义域的性质,不能说“在区间上是奇函数”;
2. 分段函数判断奇偶性需要对所有x满足f(−x)=±f(x),比如分段函数要对x>0和x<0分别验证(利用−x落在另一段的性质)。
3. 已知奇偶性求参数:通常用特殊值(如f(−1)=f(1)/ f(−1)=−f(1))+ 定义域对称要求求解。
一、单选题
1.下列函数既是奇函数又在上单调递减的是( )
A. B. C. D.
2.函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
3.已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则当时,( )
A. B.
C. D.
4.已知是定义在上的奇函数,当时,,则( )
A.0 B.2 C. D.
5.设为定义在上的奇函数,且满足,,则( )
A. B.0 C.1 D.2
6.已知函数满足,且,则( )
A. B.
C.不可能是奇函数 D.在上单调递增
7.若为偶函数,则a的值为( )
A.0 B. C.1 D.2
8.函数是奇函数的充要条件是( )
A. B.
C. D.
9.已知函数是奇函数,则( )
A. B. C. D.
10.已知函数是定义在上的奇函数,且,若在上单调递增,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
二、填空题
11.已知是R上的奇函数,当时,,则____________;若,,则的取值范围为________.
12.若定义在上的函数同时满足:①为奇函数;②;③对任意的,且,都有,则不等式的解集为_____________
13.已知分别是定义在上的偶函数和奇函数,且,则___________.
三、解答题
14.已知函数满足,.
(1)求a,b的值,判断的奇偶性并证明;
(2)判断在上的单调性,并用单调性的定义证明;
(3)求不等式的解集.
15.已知函数在上是奇函数,当时.
(1)求的解析式;
(2)求不等式的解集.
16.已知函数(为非零常数),
(1)判断的奇偶性,并证明;
(2)当时,若,判断的单调性并证明,求出函数的值域.
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