内容正文:
教学设计-2026-2027学年 数学 3.1.3 函数的奇偶性 人教B版 必修第一册 高一
一、课型
课题
函数的奇偶性
课型
新授课
课时
1
章节
第三章 3.1函数的概念与性质
版本
人教B版 必修第一册
学段
高一
二、学习目标
1. 理解偶函数与奇函数的定义,能准确表述f(−x)=f(x)与f(−x)=−f(x)的含义,掌握图象关于y轴对称、关于原点对称的对应关系。
2. 掌握用定义法判断函数奇偶性的规范步骤,能识别定义域关于原点对称这一前提条件,会判定非奇非偶函数。
3. 能运用奇偶性简化函数性质的研究,理解偶函数在x>0与x<0时单调性相反、奇函数在x>0与x<0时单调性相同的规律。
三、学情分析
高一学生在前面已学习了函数的概念与单调性,对研究函数性质的基本路径有初步认识,具备了一定的数形结合意识。但学生尚未系统接触图象对称性与代数关系的互相转化,容易忽视定义域关于原点对称这一前提条件,直接套用公式判断奇偶性。此外,奇函数在0处有定义时f(0)=0这一结论需要引导学生从定义出发推导理解。
四、教学内容及教师活动设计
1. 复习引入。在平面直角坐标系中,点(x,y)关于y轴的对称点为(−x,y),关于原点的对称点为(−x,−y)。教师引导学生回顾这一对称关系,并提问:如果函数图象整体具有关于y轴或关于原点对称的特征,其自变量与函数值之间应满足怎样的代数关系?由此引入本节课主题——函数的奇偶性。
2. 概念建构。教师给出偶函数与奇函数的教材定义。一般地,设函数y=f(x)的定义域为D,如果对D内的任意一个x,都有−x∈D,且f(−x)=f(x),则称y=f(x)为偶函数。一般地,设函数y=f(x)的定义域为D,如果对D内的任意一个x,都有−x∈D,且f(−x)=−f(x),则称y=f(x)为奇函数。偶函数的图象关于y轴对称;反之,结论也成立,即图象关于y轴对称的函数一定是偶函数。奇函数的图象关于原点对称;反之,结论也成立,即图象关于原点对称的函数一定是奇函数。如果一个函数是偶函数或是奇函数,则称这个函数具有奇偶性。
3. 前提辨析。教师强调,定义中“对D内的任意一个x,都有−x∈D”这一条件,实质上要求定义域D关于原点对称。若定义域不关于原点对称,则函数既不是奇函数也不是偶函数,即非奇非偶函数。教师追问:若奇函数在x=0处有定义,f(0)等于多少?学生活动:由定义f(−0)=−f(0),即f(0)=−f(0),解得f(0)=0。设计意图:引导学生从定义出发自然推导,避免死记结论。
4. 典型例题。
例1. 判断下列函数的奇偶性。
(1)f(x)=x²,x∈[−1,1];(2)f(x)=x³+x;(3)f(x)=x²+x,x∈(−∞,+∞)。
解析:
(1)定义域[−1,1]关于原点对称。对任意x∈[−1,1],−x∈[−1,1],且f(−x)=(−x)²=x²=f(x),所以f(x)是偶函数。
(2)定义域(−∞,+∞)关于原点对称。f(−x)=(−x)³+(−x)=−x³−x=−(x³+x)=−f(x),所以f(x)是奇函数。
(3)定义域(−∞,+∞)关于原点对称。f(−x)=(−x)²+(−x)=x²−x,而f(x)=x²+x,f(−x)既不等于f(x)也不等于−f(x),所以f(x)是非奇非偶函数。
答案:(1)偶函数;(2)奇函数;(3)非奇非偶函数。
例2. 已知奇函数f(x)在x>0时的图象如图所示,试画出x<0时的图象,并指出f(1)与f(−1)的关系。
解析:奇函数图象关于原点对称。已知x>0部分的图象为抛物线段y=x²(0<x≤2),将这部分图象上每个点(x,y)关于原点对称到(−x,−y),得到x<0部分的图象。由奇函数定义,f(−1)=−f(1)。从已知图象可知f(1)=1²=1,因此f(−1)=−1。
答案:x<0时的图象为y=−x²(−2≤x<0)的曲线段;f(1)=1,f(−1)=−1。
5. 性质拓展。因为函数的奇偶性描述了函数图象具有的对称性,所以利用函数的奇偶性能简化函数性质的研究。如果y=f(x)是偶函数,那么其在x>0与x<0时的单调性相反;如果y=f(x)是奇函数,那么其在x>0与x<0时的单调性相同。教师指出:n是正整数时,f(x)=x²ⁿ是偶函数,g(x)=x²ⁿ⁻¹是奇函数。知道函数是奇函数或偶函数,其定义域能分成关于原点对称的两部分,得出其中一部分的性质和图象,就可得出另一部分上的性质和图象。
6. 课堂练习。
练习1. 判断函数f(x)=(x≠0)的奇偶性。
解析:定义域(−∞,0)∪(0,+∞)关于原点对称。f(−x)==−=−f(x),所以f(x)是奇函数。答案:奇函数。
练习2. 若函数f(x)=x²+ax在(−∞,+∞)上是偶函数,求实数a的值。
解析:f(x)为偶函数,则f(−x)=f(x)对任意x成立。f(−x)=(−x)²+a(−x)=x²−ax,由x²−ax=x²+ax,得−2ax=0对任意x成立,因此a=0。答案:a=0。
练习3. 已知奇函数f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,判断f(x)在区间(−∞,0]上的单调性,并说明理由。
解析:奇函数在x>0与x<0时的单调性相同。已知f(x)在[0,+∞)上单调递增,则f(x)在(−∞,0]上也单调递增。答案:单调递增。
7. 课堂小结。本节课学习了偶函数与奇函数的定义,核心是f(−x)=f(x)与f(−x)=−f(x)。判断奇偶性的规范步骤为:先求定义域并判断是否关于原点对称,再计算f(−x)并与f(x)、−f(x)比较。定义域不关于原点对称则直接判定为非奇非偶函数。奇偶性的价值在于利用对称性简化研究,偶函数两侧单调性相反,奇函数两侧单调性相同。
五、板书设计
第一行:函数的奇偶性——偶函数:f(−x)=f(x),图象关于y轴对称;奇函数:f(−x)=−f(x),图象关于原点对称。
第二行:判定步骤:1.定义域关于原点对称? 2.计算f(−x)与f(x)、−f(x)比较;性质:偶函数两侧单调性相反,奇函数两侧单调性相同。
六、作业设计
1. 判断下列函数的奇偶性:f(x)=x⁴,x∈[−2,2];f(x)=2x−1;f(x)=x²+(x≠0)。
答案:f(x)=x⁴,定义域[−2,2]关于原点对称,f(−x)=(−x)⁴=x⁴=f(x),偶函数;f(x)=2x−1,定义域(−∞,+∞)关于原点对称,f(−x)=−2x−1,f(−x)既不等于f(x)也不等于−f(x),非奇非偶函数;f(x)=x²+,定义域(−∞,0)∪(0,+∞)关于原点对称,f(−x)=(−x)²+=x²−,f(−x)既不等于f(x)也不等于−f(x),非奇非偶函数。
2. 已知f(x)是定义在[−a,a]上的奇函数,且f(a)=3,求f(−a)的值。
答案:f(x)为奇函数,f(−a)=−f(a)=−3。
3. 若f(x)=(m−1)x²+nx是偶函数,求m与n满足的条件。
答案:f(−x)=(m−1)x²−nx,由f(−x)=f(x)得−nx=nx对任意x成立,故n=0;m−1为任意实数,即m∈R。
七、教学反思
本节课从点的对称关系出发引入函数图象的对称性,再过渡到代数定义,符合学生的认知规律。偶函数与奇函数定义采用教材原文口径表述,确保概念准确。从课堂练习反馈看,学生对定义域关于原点对称这一前提条件的重视程度有所提高,但在处理含分式的函数时,计算f(−x)仍有符号出错的情况,后续需加强符号运算训练。例2结合图象直观呈现奇函数的对称性,帮助学生理解奇偶性简化研究的作用,效果较好。
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