内容正文:
3.2.2奇偶性
第二课时 奇偶性的应用
【学习目标】
①掌握用奇偶性求解析式的方法;
②理解奇偶性对单调性的影响,能利用函数的奇偶性比较大小,求最值和解不等式;
③利用奇偶性求函数的解析式,培养逻辑推理素养;
④借助奇偶性与单调性的应用,提升逻辑推理、数学运算素养.
【学习重点】
熟练运用函数奇偶性求解解析式、结合单调性比较函数值大小、求解抽象不等式,并掌握利用复合函数的奇偶性判断函数对称性的方法.
【学习难点】
灵活区分奇偶函数对称区间单调性差异,准确结合定义域、奇偶变换、单调性脱去抽象符号解不等式,以及函数奇偶性与图象对称轴或对称中心的综合转化应用.
一、核心知识梳理(必背必会)
1.奇偶函数的单调性与最值
(1)若为奇函数且在区间上单调递增(减),则在上单调递增(减),即在对称的区间上单调性相同;
(2)若为偶函数且在区间上单调递增(减),则在上单调递减(增),即在对称的区间上单调性相反;
(3)若为奇函数且在区间上有最大值,则在上有最小值为;
(4)若为偶函数且在区间上有最大值,则在上有最大值为.
2.奇函数与偶函数的特有性质
(1)若为奇函数,且在处有定义,则;
(2)若为偶函数,则
3.知识拓展:函数的对称性
(1)函数的图象关于点成中心对称的充要条件是函数为奇函数.推广如下:
在定义域内恒满足的条件
图象的对称中心
(2)函数的图象关于直线成轴对称的充要条件是函数是偶函数,推广如下:
在定义域内恒满足的条件
图象的对称轴
二、典例精析
题型1 根据函数的奇偶性求解析式
例1.设函数是定义在上的偶函数,且当时,,求的解析式.
答案:
思路分析:利用偶函数的性质,由时解析式求出时的函数解析式,再写出分段函数形式.
规范解答:设,则,所以,
因为函数是定义在上的偶函数, ,所以,
即时,,
综上,.
方法总结:利用函数奇偶性求函数对称区间解析式的方法
(1)“求谁设谁”,即在哪个区间上求解析式,就应该在哪个区间上设;
(2)通过将转化为已知区间上的变量,利用已知区间的解析式进行代入;
(3)利用的奇偶性,实现与的转化,解出.
例2.已知定义域为的函数是偶函数,定义域为的函数是奇函数,且,求和的解析式.
答案:
思路分析:利用奇偶函数性质,将原式中替换为到第二个方程,联立方程组通过加减消元求出与.
规范解答:因为函数是上的偶函数,函数是上的奇函数,
所以,,
由①,则,即②,
①+②得:,则,
①-②得:,则,
所以.
方法总结:奇偶函数联立求解析式模型(方程组法)
(1)已知偶,奇,且,把,得到第二个方程;
(2)列方程组:,加减消元直接解出
题型2 函数奇偶性与单调性的综合应用
类型1 利用函数的奇偶性与单调性比较大小
例3.已知函数是定义在R上的偶函数,且在上是减函数,则的大小关系是( )
A. B.
C. D.
答案:D
思路分析:利用偶函数性质,把转化为,将所有自变量统一到单调区间;再根据该区间上函数的单调性比较大小.
规范解答:因为函数是定义在R上的偶函数,故,则,
又在上是减函数,,所以,
即.
方法总结:比较函数值大小的求解策略
(1)若自变量在同一个单调区间内,直接利用函数的单调性比较大小;
(2)若自变量不在同一个单调区间内,需利用函数的奇偶性把自变量转化到同一个单调区间上,然后利用单调性比较大小.
类型2 利用函数的奇偶性与单调性解不等式
例4(1)已知:定义在上的偶函数,当时为减函数,若,则实数a的取值范围是_______________.
答案:
思路分析:先利用偶函数性质将不等式转化为,再根据单调性结合定义域列不等式组求解.
规范解答:
因为是偶函数,满足, 可转化为,
又因为时为减函数,且定义域为,所以和都必须在定义域内,
所以,解得,即
所以的取值范围是.
(2)已知函数是定义域在上的奇函数,且在上为增函数,若,则实数的取值范围是______.
答案:
思路分析:先判断在上为增函数,再将不等式转化为,由单调性结合定义域得关于的不等式组,求解实数的取值范围.
规范解答:因为为奇函数且在上为增函数,故在上为增函数,
因为为上的奇函数,故即为,
故,故.
方法总结:
(1)偶函数型不等式:
核心等价变形:,消去负号,全部转到正区间;
三件事同时满足:①在定义域;②在定义域;③利用单调性去掉f,写绝对值不等式;
2. 奇函数型不等式
第一步移项,利用奇函数性质,化为;
奇函数在一侧区间单调,则整个定义域对称区间单调性相同;
三件事同时满足:①A在定义域;②B在定义域;③根据单调性去掉f,写自变量大小关系.
题型3 函数对称性的应用
例5(1)已知函数在区间上单调递减,且是偶函数,则、、的大小关系为( )
A. B.
C. D.
答案:C
思路分析:根据题设可得函数关于直线对称,在区间上单调递减,在区间上单调递增,进而判断.
规范解答:因为函数是偶函数,所以,
则函数关于直线对称,
又因为函数在区间上单调递减,
函数在区间上单调递增,
又因为,所以,
又因为,所以,所以.
(2)已知是定义在R上的奇函数且,当时,,则( )
A. B. C. D.
答案:A
思路分析:利用是定义在R上的奇函数且,可得到,即可得,由可求,即可得.
规范解答:
因为是定义在R上的奇函数,所以,即.所以.
又因为,所以.
所以.
当时,,所以.
所以.
方法总结:解决函数奇偶性与对称性的综合问题时,要注意把已知函数的奇偶性按定义转化,再利用合适的式子判断函数图象的对称轴或对称中心.
如:是偶函数的图象关于直线对称;
是奇函数的图象关于点对称.
三、分层跟踪训练
【基础过关】(全员必做)
1.已知偶函数在区间上单调递增,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
答案:B
解析:因为是偶函数,所以可转化为,
又在区间上单调递增,所以,解得,
即满足的的取值范围是.
2.已知奇函数在区间上单调递增,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
答案:A
解析:因为是奇函数,且在区间上单调递增,所以在上单调递增,
则由可得,
即满足的的取值范围是.
3.已知奇函数的定义域为,且当时,,则( )
A. B. C.2 D.1
答案:D
解析:因是定义在上的奇函数,则,
即,解得,
则当时,,
故.
4.已知偶函数的定义域为,当时,单调递减,则,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
答案:C
解析:因为是定义在上的偶函数,所以,
又因为在上单调递减,
由,得,
所以.
故选:C.
5.已知函数在区间上单调递减,且是偶函数,则、、的大小关系为( )
A. B.
C. D.
答案:C
解析:因为函数是偶函数,所以,
则函数关于直线对称,
又因为函数在区间上单调递减,
函数在区间上单调递增,
又因为,所以,
又因为,所以,所以.
故选:C.
6.已知是定义在上的奇函数,当时,,则时,的解析式为________________.
答案:
解析:已知是定义在上的奇函数,则
当时,,
则时,有,则,
因此.
7.已知函数是上的偶函数,且在区间上为减函数,那么与的大小关系是_______________.
答案:
解析:因为函数是上的偶函数,且在区间上为减函数,
所以在上是增函数,
因为,
所以
8.已知函数是定义域为的奇函数,当时,.
(1)画出函数的图象;
(2)求出函数的解析式.
解析:(1)当时,,所以.
因为函数是定义域为的奇函数,所以.
又因为函数的图象是开口向上,对称轴为的抛物线,
所以在上单调递增.
又函数是定义域为的奇函数,所以在上单调递增.
根据描点并结合函数的性质可得函数图象如下:
(2)设,则,故,
因为是奇函数,所以,,即.
故时,.
因此.
【能力提升】(多数必做)
9.已知函数是上的奇函数,且当时,,函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
答案:A
解析:因为函数是上的奇函数,且当时,,
当时,,所以,得到,所以时,,
则,其图象如图,
由图知在上单调递增,由,得,
即,解得或,
所以实数的取值范围是.
10.已知是定义在R上的奇函数且,当时,,则( )
A. B. C. D.
答案:A
解析:因为是定义在R上的奇函数,所以,即.所以.
又因为,所以.
所以.
当时,,所以.
所以.
11.已知函数对任意满足,若,,则关于的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
答案:C
解析:因为,所以关于轴对称,
因为,,
所以在上单调递增,
所以在上单调递减,
由,
可得
即或,
解得.
12.已知函数是定义在上的函数,其中是奇函数,是偶函数,且.若对任意,都有,则实数的取值范围是________.
答案:
解析:由题意得,
因为,所以,
即有,两式相加可得.
因为,,所以,
设,所以在上单调递增,
所以或或,解得或,所以
【拓展拔高】(学有余力选做)
13.已知函数是定义在上的奇函数,对任意的,,恒成立.设,,,则,,的大小关系是__________.
答案:
解析:因为,,,令.
由已知,
当时,,因此,所以在上是增函数.
因为已知是上的奇函数,,
所以
,因此是定义域为的偶函数,
由偶函数单调性可得:在上是减函数.
因为,
,
,
因为,且在上递减,所以.
所以.
14.已知函数为奇函数,当时,,若在上单调递增,则的取值范围是______.
答案:
解析:因为函数为奇函数,所以关于点中心对称.
又在上单调递增,则在区间上也单调递增.
当时,,对称轴为;
当时,的图象开口向下,且,
此时在区间上单调递减,不合题意,所以,
解得,所以的取值范围是.
四、课时小结
(1)解析式求解:掌握两类求解析式题型,一是利用奇偶性 “求谁设谁” 推导对称区间分段函数,二是一奇一偶函数相加时通过替换构建方程组,加减消元得到两个函数表达式;
(2)奇偶 + 单调性综合应用:比较函数值大小时借助奇偶性统一自变量至同一单调区间;求解抽象不等式需兼顾定义域,偶函数转化为绝对值不等式、奇函数利用变形后再脱比较自变量;
(3)奇偶与图象对称性拓展:熟记为偶函数则对称轴、奇函数对应中心对称,结合对称轴两侧单调性相反的规律,解决多自变量函数值比较、求值问题.
五、课后反思
错题记录:
薄弱点记录:
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3.2.2奇偶性
第二课时 奇偶性的应用
【学习目标】
①掌握用奇偶性求解析式的方法;
②理解奇偶性对单调性的影响,能利用函数的奇偶性比较大小,求最值和解不等式;
③利用奇偶性求函数的解析式,培养逻辑推理素养;
④借助奇偶性与单调性的应用,提升逻辑推理、数学运算素养.
【学习重点】
熟练运用函数奇偶性求解解析式、结合单调性比较函数值大小、求解抽象不等式,并掌握利用复合函数的奇偶性判断函数对称性的方法.
【学习难点】
灵活区分奇偶函数对称区间单调性差异,准确结合定义域、奇偶变换、单调性脱去抽象符号解不等式,以及函数奇偶性与图象对称轴或对称中心的综合转化应用.
一、核心知识梳理(必背必会)
1.奇偶函数的单调性与最值
(1)若为奇函数且在区间上单调递增(减),则在上_____________,即在对称的区间上单调性_____;
(2)若为偶函数且在区间上单调递增(减),则在上______________,即在对称的区间上单调性_____;
(3)若为奇函数且在区间上有最大值,则在上有最小值为____;
(4)若为偶函数且在区间上有最大值,则在上有最大值为_____.
2.奇函数与偶函数的特有性质
(1)若为奇函数,且在处有定义,则________;
(2)若为偶函数,则________________
3.知识拓展:函数的对称性
(1)函数的图象关于点成中心对称的充要条件是函数为奇函数.推广如下:
在定义域内恒满足的条件
图象的对称中心
__________
__________
___________
(2)函数的图象关于直线成轴对称的充要条件是函数是偶函数,推广如下:
在定义域内恒满足的条件
图象的对称轴
________
________
________
二、典例精析
题型1 根据函数的奇偶性求解析式
例1.设函数是定义在上的偶函数,且当时,,求的解析式.
方法总结:利用函数奇偶性求函数对称区间解析式的方法
(1)“求谁设谁”,即在哪个区间上求解析式,就应该在哪个区间上设;
(2)通过将转化为已知区间上的变量,利用已知区间的解析式进行代入;
(3)利用的奇偶性,实现与的转化,解出.
例2.已知定义域为的函数是偶函数,定义域为的函数是奇函数,且,求和的解析式.
方法总结:奇偶函数联立求解析式模型(方程组法)
(1)已知偶,奇,且,把,得到第二个方程;
(2)列方程组:,加减消元直接解出
题型2 函数奇偶性与单调性的综合应用
类型1 利用函数的奇偶性与单调性比较大小
例3.已知函数是定义在R上的偶函数,且在上是减函数,则的大小关系是( )
A. B.
C. D.
方法总结:比较函数值大小的求解策略
(1)若自变量在同一个单调区间内,直接利用函数的单调性比较大小;
(2)若自变量不在同一个单调区间内,需利用函数的奇偶性把自变量转化到同一个单调区间上,然后利用单调性比较大小.
类型2 利用函数的奇偶性与单调性解不等式
例4(1)已知:定义在上的偶函数,当时为减函数,若,则实数a的取值范围是_______________.
(2)已知函数是定义域在上的奇函数,且在上为增函数,若,则实数的取值范围是______.
方法总结:
(1)偶函数型不等式:
核心等价变形:,消去负号,全部转到正区间;
三件事同时满足:①在定义域;②在定义域;③利用单调性去掉f,写绝对值不等式;
2. 奇函数型不等式
第一步移项,利用奇函数性质,化为;
奇函数在一侧区间单调,则整个定义域对称区间单调性相同;
三件事同时满足:①A在定义域;②B在定义域;③根据单调性去掉f,写自变量大小关系.
题型3 函数对称性的应用
例5(1)已知函数在区间上单调递减,且是偶函数,则、、的大小关系为( )
A. B.
C. D.
(2)已知是定义在R上的奇函数且,当时,,则( )
A. B. C. D.
方法总结:解决函数奇偶性与对称性的综合问题时,要注意把已知函数的奇偶性按定义转化,再利用合适的式子判断函数图象的对称轴或对称中心.
如:是偶函数的图象关于直线对称;
是奇函数的图象关于点对称.
三、分层跟踪训练
【基础过关】(全员必做)
1.已知偶函数在区间上单调递增,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.已知奇函数在区间上单调递增,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.已知奇函数的定义域为,且当时,,则( )
A. B. C.2 D.1
4.已知偶函数的定义域为,当时,单调递减,则,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
5.已知函数在区间上单调递减,且是偶函数,则、、的大小关系为( )
A. B.
C. D.
6.已知是定义在上的奇函数,当时,,则时,的解析式为________________.
7.已知函数是上的偶函数,且在区间上为减函数,那么与的大小关系是_______________.
8.已知函数是定义域为的奇函数,当时,.
(1)画出函数的图象;
(2)求出函数的解析式.
【能力提升】(多数必做)
9.已知函数是上的奇函数,且当时,,函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
10.已知是定义在R上的奇函数且,当时,,则( )
A. B. C. D.
11.已知函数对任意满足,若,,则关于的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
12.已知函数是定义在上的函数,其中是奇函数,是偶函数,且.若对任意,都有,则实数的取值范围是________.
【拓展拔高】(学有余力选做)
13.已知函数是定义在上的奇函数,对任意的,,恒成立.设,,,则,,的大小关系是__________.
14.已知函数为奇函数,当时,,若在上单调递增,则的取值范围是______.
四、课时小结
(1)解析式求解:掌握两类求解析式题型,一是利用奇偶性 “求谁设谁” 推导对称区间分段函数,二是一奇一偶函数相加时通过替换构建方程组,加减消元得到两个函数表达式;
(2)奇偶 + 单调性综合应用:比较函数值大小时借助奇偶性统一自变量至同一单调区间;求解抽象不等式需兼顾定义域,偶函数转化为绝对值不等式、奇函数利用变形后再脱比较自变量;
(3)奇偶与图象对称性拓展:熟记为偶函数则对称轴、奇函数对应中心对称,结合对称轴两侧单调性相反的规律,解决多自变量函数值比较、求值问题.
五、课后反思
错题记录:
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