内容正文:
第15讲 函数的奇偶性(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:函数奇偶性的概念及判断
知识点02:利用奇偶性与单调性比较大小
典例精讲·例题解析
(举三反三)
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:函数奇偶性的应用
题型04:抽象函数的奇偶性
题型05:由奇偶性求参数
题型06:由函数奇偶性解不等式
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】函数奇偶性的概念及判断
函数的奇偶性
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
设函数y=f(x)的定义域为A,如果对于任意的x∈A,都有-x∈A,并且f(-x)=f(x),那么称函数y=f(x)是偶函数
关于y轴对称
奇函数
设函数y=f(x)的定义域为A,如果对于任意的x∈A,都有-x∈A,并且f(-x)=-f(x),那么称函数y=f(x)是奇函数
关于原点对称
温馨提示 (1)函数的奇偶性是函数的整体性质.
(2)判断函数的奇偶性应先判断定义域是否关于原点对称.
(3)若奇函数在原点处有意义,则必有f(0)=0.
(4)若f(x)为偶函数,则f(x)=f(|x|).
(5)既是奇函数又是偶函数的函数有且只有一类,即f(x)=0,x∈A,A是关于原点对称的实数集.
【例1】判断函数的奇偶性。
【知识点02】利用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,即在关于原点对称的区间上单调性一致(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,即在关于原点对称的区间上单调性相反.
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.(以上a,b符号相同.)
【例2】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·江苏镇江·期中)下列函数为偶函数的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-1】(25-26高一上·河南南阳·阶段检测)下列函数是奇函数的是()
A. B.
C. D.
【变式1-2】(多选)设定义在上的奇函数和偶函数,下列函数中必为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【变式1-3】(多选)设函数、的定义域都为,且是奇函数,是偶函数,则下列结论一定正确的是( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.是偶函数 D.是偶函数
【题型02】由奇偶性求函数解析式
【典例2-1】(25-26高一上·江苏苏州·期中)定义在上的奇函数满足时,,则当时的解析式为( )
A. B.
C. D.
【变式2-1】(24-25高一上·四川遂宁·期中)已知函数为偶函数,当时,则当时,( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】(24-25高一上·江苏·期中)已知函数是偶函数,当时,,则当时,________
【变式2-3】(24-25高一上·全国·课堂例题)是奇函数,是偶函数,且,求,的解析式.
【题型03】函数奇偶性的应用
【典例3-1】(25-26高一上·江苏淮安·期末)对于定义在上的函数,“是偶函数”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【变式3-1】(25-26高一上·江苏常州·期中)设函数,且,则等于______.
【变式3-2】(多选)已知函数的定义域为,且.若为奇函数,为偶函数,则( )
A. B.
C. D.
【变式3-3】(25-26高一上·江苏连云港·期中)已知是定义域为的奇函数,当时,.
(1)求的值;
(2)求在上的解析式.
【题型04】抽象函数的奇偶性
【典例4-1】(24-25高一上·江苏扬州·期中)已知函数对任意实数,都满足,且,,则函数是( )
A.奇函数 B.偶函数
C.既奇又偶函数 D.非奇非偶函数
【变式4-1】(24-25高一上·云南昆明·期末)已知函数的定义域为,且,若,则( )
A. B.
C.为偶函数 D.为增函数
【变式4-2】(多选)已知函数的定义域为,为奇函数,且对于任意,都有,则( )
A. B.
C.为偶函数 D.为奇函数
【变式4-3】定义在上的函数满足.
(1)求的值;
(2)判断函数的奇偶性并证明.
【题型05】由奇偶性求参数
【典例5-1】(25-26高一上·江苏淮安·阶段检测)若函数是定义在实数集上的奇函数,则实数a的值为( )
A.0 B.1 C.-1 D.3
【变式5-1】(25-26高一上·江苏扬州·期中)已知函数是偶函数,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式5-2】已知函数是偶函数,则__________.
【变式5-3】(25-26高一上·江苏无锡·期中)已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求,的值;
(2)判断函数在区间上的单调性,并用定义法证明.
【题型06】由函数奇偶性解不等式
【典例6-1】(24-25高一上·江苏苏州·期中)已知是定义在上的奇函数,当时,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式6-1】(24-25高一上·江苏常州·期中)已知是定义在上的函数,,且的图象关于对称,当,且时,成立,则的解集为( )
A.(0,2) B.
C. D.
【变式6-2】已知定义在R上的奇函数在上是减函数,若,则实数m的取值范围是________.
【变式6-3】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)函数为定义在上的奇函数, 已知当时,.
(1)当时,求的解析式;
(2)判断在上的单调性,并利用单调性的定义证明;
(3)若,求a的取值范围.
【题型07】奇偶函数对称性的应用
【典例7-1】(24-25高一上·四川巴中·阶段检测)设函数在区间上的最大值是M,最小值为m,则等于( )
A.0 B.2 C.3 D.4
【变式7-1】函数和的定义域均为,且为偶函数,为奇函数,,均有,则( )
A.335 B.345 C.356 D.357
【变式7-2】(24-25高一下·云南昆明·阶段检测)已知函数在区间上的最大值为M,最小值为N,则的值为_______.
【变式7-3】已知函数在y轴右边的图象如图所示.
(1)若是偶函数,试画出函数在y轴左边的图象;
(2)若是奇函数,试画出函数在y轴左边的图象.
知识点01函数奇偶性的概念
1. 前提条件(必备)
函数的定义域必须关于原点对称。若定义域不对称,函数直接判定为非奇非偶函数,无需后续验证。
2. 奇偶性核心定义
设函数定义域关于原点对称,对任意,均满足:
偶函数:,图象关于轴对称;
奇函数:,图象关于坐标原点中心对称。
3. 特殊函数性质
函数,定义域关于原点对称时,既是奇函数又是偶函数;
绝大多数函数为非奇非偶函数,需严格依据定义判定。
4. 奇偶性判定标准步骤
第一步:检查定义域是否关于原点对称,不对称直接判非奇非偶;
第二步:代入,计算解析式;
第三步:对比与的关系,确定奇偶类型。
知识点02奇偶函数的单调性规律
1. 奇函数:在关于原点对称的区间上,单调性完全一致;
2. 偶函数:在关于原点对称的区间上,单调性完全相反。
知识点03奇偶性与单调性综合比较大小核心方法
1. 解题核心思路
利用奇偶性化简自变量,将所有自变量统一转化到同一个单调区间内,再利用单调性判断函数值大小。
2. 通用解题步骤
① 化负为正:借助或,化简负数自变量对应的函数值;
② 统一区间:将所有自变量整理至已知单调区间;
③ 单调性比大小:单调递增则自变量越大、函数值越大;单调递减则自变量越大、函数值越小。
知识点04本节核心易错点汇总
1. 忽略定义域对称性前提,直接代入式子判断奇偶性,导致判定错误;
2. 混淆奇偶函数对称区间单调性:奇函数同单调、偶函数反单调;
3. 比较函数值大小时,未统一单调区间直接比较,结果出错;
4. 奇偶性是函数整体性质,不能对局部区间判定奇偶性;
5. 仅有,不能判定函数为奇函数,必须满足通用定义。
一、单选题
1.(24-25高一下·江苏盐城·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.既不是奇函数又不是偶函数
2.(25-26高一上·江苏南通·期末)已知为奇函数,则( )
A.0 B. C.8 D.
3.(25-26高一上·江苏南通·期末)设是上的奇函数,且当时,,则( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
4.(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)已知是定义在上的奇函数,当时,,则在上的解析式是( ).
A. B.
C. D.
5.(25-26高一上·江苏连云港·期末)已知函数为奇函数,定义域为,为偶函数,,则( )
A. B. C.1 D.2
6.设函数定义域为,满足,且,若在上单调递增,则不等式的解为( )
A. B.
C. D.
7.已知函数是定义在R上的奇函数,当时,,若,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
8.(25-26高一上·江苏南通·期末)已知函数是定义在上的偶函数,若在区间上是增函数,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.已知函数的定义域为,则下列说法正确的是( )
A.可以表示为一个偶函数与一个奇函数之和
B.若是奇函数,则是偶函数
C.若是偶函数,则是偶函数
D.若是奇函数,则是奇函数
10.(25-26高一上·江苏南京·期中)设函数,定义域均为,则下列结论正确的有( )
A.若,均为奇函数,则函数为奇函数
B.若,均为增函数,则函数为增函数
C.若,均为偶函数,则函数为增函数
D.若,均为偶函数,则函数为偶函数
11.(25-26高一上·江苏苏州·期中)已知函数,则下列结论中满足的x的取值范围为( )
A. B. C. D.
三、填空题
12.(24-25高一上·江苏南通·期末)若是奇函数,且当时,,则__________.
13.(24-25高一上·江苏宿迁·阶段检测)设函数是定义在R上的奇函数,且当时,,则函数在时的解析式为__________.
14.(25-26高一上·江苏镇江·期中)已知函数是定义在上的偶函数,,且在上单调递增.则函数在上单调递___________(增、减),不等式的解集为___________.
四、解答题
15.已知函数是定义在上的函数,若对于任意的x,y∈,都有
(1)求的值;
(2)判断函数的奇偶性并证明结论.
16.设函数,.
(1)判断并证明函数的奇偶性;
(2)若为奇函数,求.
17.设函数是定义在上的奇函数,当时,.
(1)求函数的解析式;
(2)判断并证明在上的单调性;
18.(25-26高一上·江苏扬州·期中)已知函数,,为偶函数.
(1)求实数m的值;
(2)判断并用定义证明在上的单调性;
(3)解不等式.
19.(24-25高一上·江苏扬州·期中)已知函数为上的偶函数.
(1)求实数a,b的值;
(2)判断在上的单调性,并用定义证明;
(3)若,求实数m的取值范围.
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第15讲 函数的奇偶性(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:函数奇偶性的概念及判断
知识点02:利用奇偶性与单调性比较大小
典例精讲·例题解析
(举三反三)
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:函数奇偶性的应用
题型04:抽象函数的奇偶性
题型05:由奇偶性求参数
题型06:由函数奇偶性解不等式
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】函数奇偶性的概念及判断
函数的奇偶性
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
设函数y=f(x)的定义域为A,如果对于任意的x∈A,都有-x∈A,并且f(-x)=f(x),那么称函数y=f(x)是偶函数
关于y轴对称
奇函数
设函数y=f(x)的定义域为A,如果对于任意的x∈A,都有-x∈A,并且f(-x)=-f(x),那么称函数y=f(x)是奇函数
关于原点对称
温馨提示 (1)函数的奇偶性是函数的整体性质.
(2)判断函数的奇偶性应先判断定义域是否关于原点对称.
(3)若奇函数在原点处有意义,则必有f(0)=0.
(4)若f(x)为偶函数,则f(x)=f(|x|).
(5)既是奇函数又是偶函数的函数有且只有一类,即f(x)=0,x∈A,A是关于原点对称的实数集.
【例1】判断函数的奇偶性。
解:第一步:判断定义域
函数为整式函数,定义域,定义域关于原点对称,具备判定奇偶性前提。
第二步:代入求解析式
第三步:变形对比原式
可得:
答:该函数为奇函数。
【知识点02】利用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,即在关于原点对称的区间上单调性一致(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,即在关于原点对称的区间上单调性相反.
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.(以上a,b符号相同.)
【例2】已知偶函数在上单调递增,比较的大小。
解:第一步:利用偶函数性质化负为正
由偶函数定义,可得:
第二步:统一自变量区间
所有自变量化为非负数:,均在单调递增区间内。
第三步:利用单调性比较大小
因为在单调递增,自变量越大,函数值越大。
由,得:
第四步:还原原式
代入,得最终大小关系。
答:
【题型01】函数奇偶性的定义与判断
【典例1-1】(25-26高一上·江苏镇江·期中)下列函数为偶函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据函数奇偶性的定义逐项判断即可.
【详解】对于A,定义域为,,所以不恒成立,故A不符合题意;
对于B,定义域为,,,所以不恒成立,故B不符合题意;
对于C,定义域为,,
当时,所以不恒成立,故C不符合题意;
对于D,定义域为,,
则为偶函数,故D符合题意;
故选:D.
【变式1-1】(25-26高一上·河南南阳·阶段检测)下列函数是奇函数的是()
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据奇函数的定义逐项分析即可.
【详解】对于A:的定义域为,不关于原点对称,不可能为奇函数,故A错误;
对于B:的定义域为,关于原点对称,,即为偶函数,故B错误;
对于C:的定义域为,关于原点对称,,则不为奇函数,故C错误;
对于D:的定义域为,关于原点对称.对任意的,有;
对任意的,有,则;
对任意的,有,则;
所以,又因为,因此有,即函数是奇函数,故D正确.
故选:D.
【变式1-2】(多选)设定义在上的奇函数和偶函数,下列函数中必为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【分析】根据函数奇偶性的定义即可求解.
【详解】由于,故为偶函数,
,故为奇函数,
,故为偶函数,
,所以为奇函数,
故选:BD
【变式1-3】(多选)设函数、的定义域都为,且是奇函数,是偶函数,则下列结论一定正确的是( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.是偶函数 D.是偶函数
【答案】BD
【分析】利用函数奇偶性的定义逐项判断,可得出合适的选项.
【详解】因为函数、的定义域都为,且是奇函数,是偶函数,
对于A选项,设,则该函数的定义域为,
,
所以,函数不是奇函数,A错;
对于B选项,令,则该函数的定义域为,
,
所以,函数是偶函数,B对;
对于C选项,令,则该函数的定义域为,
,
所以,函数为奇函数,C错;
对于D选项,令,则该函数的定义域为,
,
所以,是偶函数,D对.
故选:BD.
【题型02】由奇偶性求函数解析式
【典例2-1】(25-26高一上·江苏苏州·期中)定义在上的奇函数满足时,,则当时的解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用奇函数的性质求解即可.
【详解】由时,,且是定义在上的奇函数,
则当时,,所以,
所以.
故选:D.
【变式2-1】(24-25高一上·四川遂宁·期中)已知函数为偶函数,当时,则当时,( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】当,则代入利用偶函数的性质可求解.
【详解】当,则,所以,
根据偶函数性质可知.
故选:C
【变式2-2】(24-25高一上·江苏·期中)已知函数是偶函数,当时,,则当时,________
【答案】
【分析】设,则,把代入已知解析式后利用偶函数的概念求解即可.
【详解】设,则,
所以,
又因为为偶函数,
所以,
所以当时,.
故答案为:.
【变式2-3】(24-25高一上·全国·课堂例题)是奇函数,是偶函数,且,求,的解析式.
【答案】,
【分析】根据奇函数和偶函数的定义,通过解方程组进行求解即可.
【详解】∵是奇函数,是偶函数,
∴,,
又,①
用代替上式中的,得,
即.②
联立①②得,.
【题型03】函数奇偶性的应用
【典例3-1】(25-26高一上·江苏淮安·期末)对于定义在上的函数,“是偶函数”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】A
【分析】利用函数奇偶性的定义、特例法结合充分条件、必要条件的定义判断即可.
【详解】因为函数的定义域为,若函数为偶函数,则,
即“是偶函数”“”,
若,不妨取,则,
由于,此时函数不是偶函数,
即“是偶函数”“”,
因此“是偶函数”是“”的充分不必要条件.
故选:A.
【变式3-1】(25-26高一上·江苏常州·期中)设函数,且,则等于______.
【答案】
【分析】令,根据函数奇偶性,即可求得结果.
【详解】令,则,
定义域为R,定义域关于原点对称,
,则为奇函数,
因为,所以,
所以.
故答案为:
【变式3-2】(多选)已知函数的定义域为,且.若为奇函数,为偶函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【分析】根据函数的奇偶性得到,,取,,,代入计算得到答案.
【详解】为奇函数,故,即,
为偶函数,即.
取得到,故,A错误;
取得到,B正确;
取得到,即,C错误;
取得到,即,D正确.
故选:BD
【变式3-3】(25-26高一上·江苏连云港·期中)已知是定义域为的奇函数,当时,.
(1)求的值;
(2)求在上的解析式.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求出的值,再结合奇函数的性质可得出的值;
(2)利用奇函数的性质可求出函数在时的解析式,再由可得出函数在上的解析式.
【详解】(1)因为是定义域为的奇函数,当时,,
则,故.
(2)当时,,则,
由于函数是上的奇函数,故,
因此.
【题型04】抽象函数的奇偶性
【典例4-1】(24-25高一上·江苏扬州·期中)已知函数对任意实数,都满足,且,,则函数是( )
A.奇函数 B.偶函数
C.既奇又偶函数 D.非奇非偶函数
【答案】B
【分析】用赋值法,先令求得,再令求解后即可判断.
【详解】在中,
令,则,又,所以,
令得,所以,
所以是偶函数,
故选:B.
【变式4-1】(24-25高一上·云南昆明·期末)已知函数的定义域为,且,若,则( )
A. B.
C.为偶函数 D.为增函数
【答案】C
【分析】通过赋值法,结合函数的奇偶性和单调性即可求解.
【详解】令,则,
则,故A错误;
令,则,
则,故B错误;
令,
则,
所以为偶函数,故C正确;
由,,可知不是增函数,D错误.
故选:C
【变式4-2】(多选)已知函数的定义域为,为奇函数,且对于任意,都有,则( )
A. B.
C.为偶函数 D.为奇函数
【答案】BCD
【分析】由题意可得,结合为奇函数可得,从而可判断选项A;由,得,在中,令可判断选项B;由,可判断选项C;由,可判断选项D.
【详解】由为奇函数,可得,即,
又因为,所以,即,
所以,所以,故选项A错误;
由,得,由,得,
所以,故选项B正确;
由,,得,
所以为偶函数,故选项C正确;
由,,可得,
所以,
即,故为奇函数,故选项D正确.
故选:BCD
【变式4-3】定义在上的函数满足.
(1)求的值;
(2)判断函数的奇偶性并证明.
【答案】(1);
(2)是偶函数;证明见解析.
【分析】(1)分别令和,即可得结果;
(2)令结合偶函数的定义即可得结果.
【详解】(1)令,则.
再令,可得,
∴.
(2)是偶函数;
证明:令可得,
∴是偶函数.
【题型05】由奇偶性求参数
【典例5-1】(25-26高一上·江苏淮安·阶段检测)若函数是定义在实数集上的奇函数,则实数a的值为( )
A.0 B.1 C.-1 D.3
【答案】D
【分析】利用奇函数在原点处的函数值为0,代入计算得到实数的值.
【详解】因为函数是上的奇函数,所以.
代入,得,即,解得.
此时,为奇函数,符合题意.
故选:D
【变式5-1】(25-26高一上·江苏扬州·期中)已知函数是偶函数,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【分析】由函数为偶函数可得,从而可求得.
【详解】由函数是偶函数,则,可得,
所以,.
故选:A.
【变式5-2】已知函数是偶函数,则__________.
【答案】1
【分析】利用偶函数的定义即可求解.
【详解】因为函数是偶函数,
所以,即,即,
于是有,解得.
故答案为:.
【变式5-3】(25-26高一上·江苏无锡·期中)已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求,的值;
(2)判断函数在区间上的单调性,并用定义法证明.
【答案】(1)
(2)
函数在区间上单调递增,证明如下:
设,则,
由于,则,即,
又,则有,即,
所以在上单调递增.
【分析】(1)由求出,再由求出,最后再检验.
(2)设,对进行适当变形判断符号即可得出函数的单调性.
【详解】(1)函数是定义在上的奇函数,
则,即有,且,则,解得,
则,
经检验,,故是奇函数.
所以.
(2)略
【题型06】由函数奇偶性解不等式
【典例6-1】(24-25高一上·江苏苏州·期中)已知是定义在上的奇函数,当时,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用奇函数的定义求出时,再分段解不等式即得.
【详解】函数是定义在上的奇函数,由当时,,
得当时,,,
当时,,即,解得,
当时,,解得,
当时,无解,所以不等式的解集为.
故选:A
【变式6-1】(24-25高一上·江苏常州·期中)已知是定义在上的函数,,且的图象关于对称,当,且时,成立,则的解集为( )
A.(0,2) B.
C. D.
【答案】D
【分析】由题意可知,函数为奇偶性及其单调性,结合,即可解不等式.
【详解】因为的图象关于对称,
所以的图象关于对称,即为偶函数,
因为,所以,
因为,且时,,
所以在上单调递减,
故当时,,当时,,
所以在上单调递增,
故当时,,当时,,
不等式等价为或,
所以不等式的解集为:.
故选:D
【变式6-2】已知定义在R上的奇函数在上是减函数,若,则实数m的取值范围是________.
【答案】
【分析】利用函数奇偶性和单调性的关系进行求解判断.
【详解】因为是奇函数,在上是减函数,
所以在上单调递减,
因为,
所以,
即,
所以,解得.
故答案为:.
【变式6-3】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)函数为定义在上的奇函数, 已知当时,.
(1)当时,求的解析式;
(2)判断在上的单调性,并利用单调性的定义证明;
(3)若,求a的取值范围.
【答案】(1)时, ;
(2)
在上的单调递增,
证明如下:
任取,,且,则,
因为,,且,所以,,,
则,即,
所以在上的单调递增;
(3).
【分析】(1)当时,,代入函数解析式根据奇函数性质得到答案.
(2)确定在上的单调递增,任取,,且,计算得到证明.
(3)确定为上的增函数,变换得到,根据函数的单调性解不等式得到答案.
【详解】(1)当时,,则,
因为函数为奇函数,所以,
即时,的解析式为;
(2)略
(3)在上的单调递增,且函数为上的奇函数,故为上的增函数.
由,,
于是 ,解得,即所求为.
【题型07】奇偶函数对称性的应用
【典例7-1】(24-25高一上·四川巴中·阶段检测)设函数在区间上的最大值是M,最小值为m,则等于( )
A.0 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】设,根据奇函数的定义可得为奇函数,进而根据奇函数的对称性求解即可.
【详解】设,,
则,所以函数为奇函数,
则,即.
故选:D.
【变式7-1】函数和的定义域均为,且为偶函数,为奇函数,,均有,则( )
A.335 B.345 C.356 D.357
【答案】B
【分析】根据题意,求得的图象关于对称,的图象关于对称,结合,分别求得和的值,即可求解.
【详解】由函数为偶函数,可得,所以,
所以函数的图象关于对称,
又由为奇函数,可得,
即,所以函数的图象关于对称,
由,均有,,所以,
因为的图象关于对称,可得,
又因为的图象关于对称,,
可得,所以,
因为,联立方程组,可得,
所以.
故选:B.
【变式7-2】(24-25高一下·云南昆明·阶段检测)已知函数在区间上的最大值为M,最小值为N,则的值为_______.
【答案】
【分析】将函数解析式变形为,设,知其为奇函数,从而易推得,代入计算即得.
【详解】因,
设,则,可得函数为奇函数,
则在区间上的最大值与最小值的和为0,故,
于是,.
故答案为:.
【变式7-3】已知函数在y轴右边的图象如图所示.
(1)若是偶函数,试画出函数在y轴左边的图象;
(2)若是奇函数,试画出函数在y轴左边的图象.
【答案】(1)答案见解析;(2)答案见解析.
【分析】(1)把曲线的几个特征点关于轴对称,然后用光滑曲线连接,
(2)把曲线的几个特征点关于原点对称,然后用光滑曲线连接.
【详解】(1)把曲线的几个特征点关于轴对称,然后用光滑曲线连接,如下图右边部分:
(2)把曲线的几个特征点关于原点对称,然后用光滑曲线连接,如下图左边部分:
知识点01函数奇偶性的概念
1. 前提条件(必备)
函数的定义域必须关于原点对称。若定义域不对称,函数直接判定为非奇非偶函数,无需后续验证。
2. 奇偶性核心定义
设函数定义域关于原点对称,对任意,均满足:
偶函数:,图象关于轴对称;
奇函数:,图象关于坐标原点中心对称。
3. 特殊函数性质
函数,定义域关于原点对称时,既是奇函数又是偶函数;
绝大多数函数为非奇非偶函数,需严格依据定义判定。
4. 奇偶性判定标准步骤
第一步:检查定义域是否关于原点对称,不对称直接判非奇非偶;
第二步:代入,计算解析式;
第三步:对比与的关系,确定奇偶类型。
知识点02奇偶函数的单调性规律
1. 奇函数:在关于原点对称的区间上,单调性完全一致;
2. 偶函数:在关于原点对称的区间上,单调性完全相反。
知识点03奇偶性与单调性综合比较大小核心方法
1. 解题核心思路
利用奇偶性化简自变量,将所有自变量统一转化到同一个单调区间内,再利用单调性判断函数值大小。
2. 通用解题步骤
① 化负为正:借助或,化简负数自变量对应的函数值;
② 统一区间:将所有自变量整理至已知单调区间;
③ 单调性比大小:单调递增则自变量越大、函数值越大;单调递减则自变量越大、函数值越小。
知识点04本节核心易错点汇总
1. 忽略定义域对称性前提,直接代入式子判断奇偶性,导致判定错误;
2. 混淆奇偶函数对称区间单调性:奇函数同单调、偶函数反单调;
3. 比较函数值大小时,未统一单调区间直接比较,结果出错;
4. 奇偶性是函数整体性质,不能对局部区间判定奇偶性;
5. 仅有,不能判定函数为奇函数,必须满足通用定义。
一、单选题
1.(24-25高一下·江苏盐城·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.既不是奇函数又不是偶函数
【答案】A
【分析】现求出函数的定义域,再根据奇偶性的定义,判断与的关系即可求解.
【详解】因为函数的定义域为,,
所以函数为奇函数.
故选:A.
2.(25-26高一上·江苏南通·期末)已知为奇函数,则( )
A.0 B. C.8 D.
【答案】C
【分析】先根据函数为奇函数,求的值,再根据函数的解析式求.
【详解】当时,,
由得: 恒成立,
所以.
此时当时,,
所以.
又
所以时,函数满足,对任意,恒成立.所以为奇函数.
此时.
故选:C
3.(25-26高一上·江苏南通·期末)设是上的奇函数,且当时,,则( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
【答案】A
【分析】根据奇函数的性质,直接求出结果即可.
【详解】因为是上的奇函数,所以.
故选:A.
4.(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)已知是定义在上的奇函数,当时,,则在上的解析式是( ).
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由函数奇偶性求解析式即可.
【详解】解析 因为当时,,为奇函数,
所以当时,,
所以,即,
故选:D.
5.(25-26高一上·江苏连云港·期末)已知函数为奇函数,定义域为,为偶函数,,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】C
【分析】根据为奇函数,得到,再由为偶函数,得到,从而推出函数的周期求解.
【详解】因为函数为奇函数,
所以,
又为偶函数,则,即,
所以,即,
所以,所以其周期为,
所以,
,
故选:C
6.设函数定义域为,满足,且,若在上单调递增,则不等式的解为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先得到为奇函数,根据奇函数的性质得出上的单调性,然后分类讨论解不等式.
【详解】由和定义域可得,为奇函数,
由在上单调递增,由奇函数的性质得在上是增函数,且,
显然不满足,
又,
于是由,可得或,解得,
类似的,的解集为,
所以不等式等价为,解得,
或,解得,
综上所述,的解为.
故选:B.
7.已知函数是定义在R上的奇函数,当时,,若,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,由条件可得,再由函数的奇偶性可得时的解析式,然后分情况解出不等式即可.
【详解】因为函数是定义在R上的奇函数,
所以,则,
则,即,
即当时,,
设,则,则,
则当时,由可得,解得,
当时,由可得,解得,
所以不等式得解集为.
故选:A
8.(25-26高一上·江苏南通·期末)已知函数是定义在上的偶函数,若在区间上是增函数,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据偶函数的性质,结合单调性列出不等式求解即可.
【详解】因为函数是定义在上的偶函数,
不等式,即,
又因为在区间上是增函数,所以在区间上是减函数,
所以,即,解得,
所以不等式的解集是,
故选:C.
二、多选题
9.已知函数的定义域为,则下列说法正确的是( )
A.可以表示为一个偶函数与一个奇函数之和
B.若是奇函数,则是偶函数
C.若是偶函数,则是偶函数
D.若是奇函数,则是奇函数
【答案】ABD
【分析】根据给定条件,利用函数奇偶性定义逐项分析判断.
【详解】对于A,,令,
则,即是偶函数,是奇函数,
而,因此可以表示为一个偶函数与一个奇函数之和,A正确;
对于B,是奇函数,则,,是偶函数,B正确;
对于C,是偶函数,则,,是奇函数,C错误;
对于D,是奇函数,则,,是奇函数,D正确.
故选:ABD
10.(25-26高一上·江苏南京·期中)设函数,定义域均为,则下列结论正确的有( )
A.若,均为奇函数,则函数为奇函数
B.若,均为增函数,则函数为增函数
C.若,均为偶函数,则函数为增函数
D.若,均为偶函数,则函数为偶函数
【答案】AD
【分析】通过定义分析奇偶性、举反例判断单调性得出结果.
【详解】选项A:由、均为奇函数,得,
故为奇函数,A正确.
选项B:取,(均为增函数),但在上不是增函数,B错误.
选项C:取,(均为偶函数),但在上不是增函数,C错误.
选项D:由、均为偶函数,得,
故为偶函数,D正确.
故选:AD
11.(25-26高一上·江苏苏州·期中)已知函数,则下列结论中满足的x的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】利用函数性质,把函数不等式转化为代数不等式求解,根据其解集进行判断.
【详解】对函数,
由 或,故函数定义域为,
因为,所以函数为偶函数,
又时,在上单调递增,所以函数在上单调递减.
所以 .
由 或.
由 或 或.
所以不等式组的解集为.
故选:BC
三、填空题
12.(24-25高一上·江苏南通·期末)若是奇函数,且当时,,则__________.
【答案】0
【分析】根据奇函数性质以及函数解析式计算可得结果.
【详解】由奇函数可得,
又,所以.
故答案为:0
13.(24-25高一上·江苏宿迁·阶段检测)设函数是定义在R上的奇函数,且当时,,则函数在时的解析式为__________.
【答案】
【分析】根据奇函数的性质即可求解.
【详解】设,则,故,
由于是定义在R上的奇函数,故,
故答案为:
14.(25-26高一上·江苏镇江·期中)已知函数是定义在上的偶函数,,且在上单调递增.则函数在上单调递___________(增、减),不等式的解集为___________.
【答案】 减
【分析】根据偶函数及在区间上单调递增可确定函数在上单调递减;结合可确定或时,,时,,再分类讨论解不等式即可.
【详解】函数是定义在上的偶函数,且在上单调递增,
在上单调递减,
又,所以或时,,时,,
不等式,
,或,
,或,
解得,或,
即不等式的解集为.
故答案为:减;
四、解答题
15.已知函数是定义在上的函数,若对于任意的x,y∈,都有
(1)求的值;
(2)判断函数的奇偶性并证明结论.
【答案】(1);
(2)奇函数,证明见解析.
【分析】(1)通过合理赋值,即可求得;
(2)通过赋值,结合(1)中所求,即可判断和证明.
【详解】(1)令,根据题意可得,即,解得.
(2)为奇函数,证明如下:
令,根据题意可得:,
又的定义域关于原点对称,故为奇函数.
16.设函数,.
(1)判断并证明函数的奇偶性;
(2)若为奇函数,求.
【答案】(1)偶函数,证明见解析
(2)0
【分析】(1)直接利用奇偶性的定义证明;
(2)通过计算即可.
【详解】(1)因为定义域为,
且,
所以为偶函数.
(2)因为为奇函数,
所以,
即
所以,
解得.
17.设函数是定义在上的奇函数,当时,.
(1)求函数的解析式;
(2)判断并证明在上的单调性;
【答案】(1)
(2)函数在上单调递减,证明如下:
当时,,
任取,且,
则,
因为,且,
所以,,,
故,则,
所以函数在上单调递减.
【分析】(1)根据奇函数的性质求解当时的解析式,从而得解;
(2)利用单调性的定义,结合作差法即可得证.
【详解】(1)因为当时,,
设,则,则,
又是定义在上的奇函数,
所以,
故;
(2)略
18.(25-26高一上·江苏扬州·期中)已知函数,,为偶函数.
(1)求实数m的值;
(2)判断并用定义证明在上的单调性;
(3)解不等式.
【答案】(1)
(2)单调递增,证明见解析;
(3)
【分析】(1)由函数为偶函数,通过特殊值求解并验证即可;
(2)由单调性的定义即可求证;
(3)由函数单调性、奇偶性和定义域得到求解即可.
【详解】(1)由,
,
因为为偶函数,
所以,解得,
经验证符合题意,
所以.
(2)单调递增;
由(1)当,得,
令,
则,
因为,所以,,
所以,
所以在上单调递增;
(3)由题意知为偶函数,且在上单调递增,
等价于;
所以,等价于,解得:,
所以不等式的解集为.
19.(24-25高一上·江苏扬州·期中)已知函数为上的偶函数.
(1)求实数a,b的值;
(2)判断在上的单调性,并用定义证明;
(3)若,求实数m的取值范围.
【答案】(1),
(2)在上是增函数,证明如下:
由(1)知,当时,,任取,
则
,
因为,所以,,,,
则,即,则,
所以是上的增函数.
(3)
【分析】(1)根据偶函数的定义求解即可;
(2)利用定义法证明函数单调性;
(3)由,利用函数奇偶性和单调性解不等式.
【详解】(1)因为函数为上的偶函数,
则有,解得,所以,
则,
由,得,则.
(2)是上的增函数,证明如下:
由(1)知,当时,,任取,
则
,
因为,所以,,,,
则,即,则,
所以是上的增函数.
(3)令,即,
当时,,解得或,
当时,,解得或,
又,则,
由,即可转化为,
因为是上的偶函数,即求,
由(2)知是上的增函数,则,
解得或,
故实数的取值范围为.
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