内容正文:
第三章 函数
3.1.3函数的奇偶性(1)
3.1函数的概念与性质
【新教材】人教B版·高一必修第一册
学 习 目 标
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2
准确理解函数奇偶性的定义,明确奇函数、偶函数的核心概念,掌握函数奇偶性的定义域对称性前提、对应函数值满足的数量关系两大关键要素,厘清定义的文字表述与符号表述。
熟练掌握定义法判断函数奇偶性的完整步骤,能够规范完成“看定义域、验关系式、下结论”的解题流程,可独立判断常见一次、二次、简单分式及根式函数的奇偶性。
特例铺路
知识讲解
互动探究
新课引入
同学们,在之前的学习中,我们已经掌握了函数的概念、定义域、值域以及函数的单调性,能够通过解析式和图像研究函数的变化趋势。今天我们继续探究函数的重要性质——奇偶性。
首先,请大家观察两个熟悉的函数:f(x)=和 f(x)=。大家快速画出它们的简易图像,思考两个问题:第一,两个函数的图像分别具备什么对称特征?第二,我们能否用精准的数学语言描述这种对称性?
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特例铺路
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填写下表,观察指定函数的自变量 x 互为相反数时,函数值之间具有什么关系, 并分别说出函数图象应具有的特征. x …-3 -2 -1 0 1 2 3…
… -3 -2 -1 0 1 2 3 …
… 9 4 1 0 1 4 9 …
… -1 0 1 2 1 0 -1 …
初中时我们学习过有关轴对称和中心对称的知识,而且已经知道, 在平面直角坐标系中,点 (x, y) 关于 y 轴的对称点为 (-x, y)
当自变量取互为相反数的两个值 x 与 -x 时,对应的函数值相等,即 f(-x)===f(x) ) f(-x)=2-|-x| =2-|x| =f(x) )
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目标一:偶函数
偶函数的定义
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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。(图象关于 y 轴对称)
从图像上可以看出关于y轴对称,那么一般的偶函数的 图象是否都具有这一特点呢?
我们知道,点P(x,f(x))与Q(-x,f(-x))都是函数 y=f(x)图象上的点,按照偶函数的定义,点Q又可以 写成Q(-x,f(x)),因此点P和点Q关于y轴对称.
结论: 偶函数的图象关于y轴对称(即偶函数图象关于直线x=0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.
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目标二:奇函数
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观察函数f(x)=x和g(x)=的图象,你能发现这两个函数图象有什么共同特征吗?你能用符号语言精确地描述这一特征吗?并自主探究结果.
初中时我们学习过有关轴对称和中心对称的知识,而且已经知道, 在平面直角坐标系中,(x,y)关于原点的对称点为 (-x, -y).关于原点的对称点为
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特例铺路
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观察函数f(x)=x和g(x)=的图象,你能发现这两个函数图象有什么共同特征吗?你能用符号语言精确地描述这一特征吗?并自主探究结果.
… -3 -2 -1 0 1 2 3 …
… -3 -2 -1 0 1 2 3 …
… -1 无意义 1 …
可以发现,当自变量取一对相反数时,相应的两个函数值f(x) 也是一对相反数.
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奇函数的定义
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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.(图象关于原点对称)
从图像上可以看出关于原点对称,那么一般的奇函数的 图象是否都具有这一特点呢?
奇函数的图象特征也可按照下述方式得到:点P(x,f(x))与Q(-x,f(-x))都是函数y=f(x)图象上的点, 如果y=f(x)是奇函数,则点Q又可以写成Q(-x,-f(x)),因此点P和点Q关于原点对称.
结论: 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.
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奇、偶函数对比
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偶函数 奇函数
条件 一般地,设函数的定义域为,如果对内的任意一个,都有,且 一般地,设函数的定义域为,如果对内的任意一个,都有,且
结论 则称为偶函数 则称为奇函数
定义域特征 定义域关于原点对称
等价形式
说明▶若一个函数是偶函数或奇函数,则称这个函数具有奇偶性;若一个函数既不是奇函数又不是偶函数,则称为非奇非偶函数。
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下列命题为真命题 的是
A.已知:的定义域关于原点对称,:是偶函数,则是的充要条件
B.已知:是偶函数,:,则是的充分不必要条件
C.已知:既是奇函数又是偶函数,:,则是的充要条件
D.若是定义域为的奇函数,则
对点体验
解析▸对于A,若f(x)是偶函数,则f(x)的定义域一定关于原点对称,反过来,只有f(x)的定义域关于原点对称,且f(-x)=f(x)时,f(x)才是偶函数,所以p是q的必要不充分条件,故A为假命题.
下列命题为真命题 的是
A.已知:的定义域关于原点对称,:是偶函数,则是的充要条件
B.已知:是偶函数,:,则是的充分不必要条件
C.已知:既是奇函数又是偶函数,:,则是的充要条件
D.若是定义域为的奇函数,则
对点体验
对于 B,对任意的 x∈R,满足f(-x)=f(x)时,f(x)(x∈R)才是偶函数,仅凭两个特殊的函数值相等不足以判定函数的奇偶性,但若f(x)(x∈R)是偶函数,可以得出对任意的 x∈R,都有f(-x)=f(x)成立,所以p是q的充分不必要条件,故 B 为真命题.
下列命题为真命题 的是
A.已知:的定义域关于原点对称,:是偶函数,则是的充要条件
B.已知:是偶函数,:,则是的充分不必要条件
C.已知:既是奇函数又是偶函数,:,则是的充要条件
D.若是定义域为的奇函数,则
对点体验
对于 C,f(x)=0,定义域为[-1,1]时,该函数既是奇函数又是偶函数,因此p⇏q. 由f(x)=0,x∈A,只要A关于原点对称,都可以得到f(x)既是奇函数又是偶函数,所以p是q的必要不充分条件,故"C" 为假命题.
下列命题为真命题 的是
A.已知:的定义域关于原点对称,:是偶函数,则是的充要条件
B.已知:是偶函数,:,则是的充分不必要条件
C.已知:既是奇函数又是偶函数,:,则是的充要条件
D.若是定义域为的奇函数,则
对点体验
对于"D" ,由于f(x)是奇函数,且定义域为R,所以对任意的x∈R都有f(-x)=-f(x),令x=0,则f(-0)=-f(0),即f(0)=0,故"D" 为真命题. 答案 ⊳ ▭BD
常见函数的奇偶性
(1)一次函数y=kx+b(k≠0):当b=0时是奇函数;当b≠0时既不是奇函数也不是偶函数.
(2)反比例函数y= (a≠0):奇函数.
(3)二次函数y=a+bx+c (a≠0):当b=0时是偶函数;当b≠0时既不是奇函数也不是偶函数.
目标三:典型例题
题型1 定义法判断一般函数奇偶性
例1
判断下列函数是否具有奇偶性:
(1) f(x)=x++;
(2) f(x)=+1; (3) f(x)=x+1; (4) f(x)=, x∈[-1, 3].
典例分析
牛刀小试
解: (1) 因为函数的定义域为,所以时,. 又因为
所以函数是函数.
题型1 定义法判断一般函数奇偶性
例1
判断下列函数是否具有奇偶性:
(1) f(x)=x++;
(2) f(x)=+1; (3) f(x)=x+1; (4) f(x)=, x∈[-1, 3].
典例分析
牛刀小试
解: (2) 因为函数的定义域为,所以时,. 又因为 , 所以函数是函数
题型1 定义法判断一般函数奇偶性
例1
判断下列函数是否具有奇偶性:
(1) f(x)=x++;
(2) f(x)=+1; (3) f(x)=x+1; (4) f(x)=, x∈[-1, 3].
典例分析
牛刀小试
解:(3) 因为函数的定义域为,所以时, 又因为,,所以 且, 因此函数既不是奇函数也不是偶函数(也可说成 是非奇非偶函数)
题型1 定义法判断一般函数奇偶性
例1
判断下列函数是否具有奇偶性:
(1) f(x)=x++;
(2) f(x)=+1; (3) f(x)=x+1; (4) f(x)=, x∈[-1, 3].
典例分析
牛刀小试
解:(4) 因为函数的定义域为, 而, 但, 所以函数,
说明,设函数f(x)的定义域为D, 如果存在x_0∈D, 但-x_0∉D,即函数 f(x)的定义域不关于原点对称, 则f(x) 既不是奇函数也不是偶函数.
题型1 定义法判断一般函数奇偶性
例2
判断下列函数的奇偶性: (1)f(x; (2)f(x)=; (3)f(x)=+ (x≠0,a∈R); (4)f(x
典例分析
牛刀小试
解析 (1) 函数的定义域是, (定义域优先,不能直接化简)不关于坐标原点对称, 既不是奇函数也不是偶函数.
(2) 函数的定义域为,关于坐标原点对称 (此处定义域并非区间,而是点集) ,且, 既是奇函数也是偶函数.
题型1 定义法判断一般函数奇偶性
例2
判断下列函数的奇偶性: (1)f(x; (2)f(x)=; (3)f(x)=+ (x≠0,a∈R); (4)f(x
典例分析
牛刀小试
(3)①当 时,,对任意 ,,则函数为偶函数; ②当 时,,取 ,得 ,取 ,得,则 ,,即, ,则函数既不是奇函数也不是偶函数. 综上所述,当 时,函数既不是奇函数也不是是 偶函数;当 时,函数为偶函数
题型1 定义法判断一般函数奇偶性
例2
判断下列函数的奇偶性: (1)f(x; (2)f(x)=; (3)f(x)=+ (x≠0,a∈R); (4)f(x
典例分析
牛刀小试
(4)的定义域为. 方法1
为奇函数.
题型1 定义法判断一般函数奇偶性
例2
判断下列函数的奇偶性: (1)f(x; (2)f(x)=; (3)f(x)=+ (x≠0,a∈R); (4)f(x
典例分析
牛刀小试
(切勿忽略对的讨论) 当时,,此时 为奇函数.
定义判奇偶性步骤
第一步看定义域是否关于原点对称,若关于原点对称,再看f(-x)与 f(x)的关系:对定义域内任一x都有f(-x)=f(x),则f(x)是偶函数; 对定义域内任一x都有f(-x)=-f(x),则f(x)是奇函数. 若存在一个x_0∈D,有-x_0∈D,但f(-x_0 )≠-f(x_0 )且f(-x_0 )≠f(x_0 ), 则f(x)是非奇非偶函数.
题型2 用定义判断分段函数奇偶性
例3
判断函数f(x的奇偶性.
典例分析
牛刀小试
方法1(定义法) 第一步:判断函数的定义域是否关于原点对称. f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于坐标原点对称. 第二步:分段讨论
当时,,则; 当时,,则 综上所述,对于任意不为的都有成立,故为奇函数.
题型2 用定义判断分段函数奇偶性
例3
判断函数f(x的奇偶性.
典例分析
牛刀小试
方法2(图象法) 作出函数f(x)的图象,看其对称性.用定义法时,必须分段验证f(-x)=-f(x)或f(-x)=f(x)是否成立,而不能只验证某一段的解析式,而图象法则可以回避这些烦琐的运算过程.
作出函数𝑓(𝑥)的图象,如图所示. 由图可知,该函数为奇函数.
判断分段函数奇偶性的方法
一般用定义法分段处理. 判断分段函数的奇偶性时应分段说明f(-x)与f(x)的关系. 要特别注意:若x∈[a,b],则-x∈[-b,-a],在求f(-x)时,需代入区间[-b,-a]对应的函数解析式. 分段函数的奇偶性也可以通过函数图象的对称性加以判断.
题型3 抽象函数奇偶性的判断
第一
例4
第二
(1)已知函数f(x),x∈R,若∀a,b∈R, 都有f(a+b)=f(a)+f(b),求证:f(x)为奇 函数. (2)已知f(x)是定义在R上的函数,设g(x, h(x)=,试判断g(x)与h(x)的 奇偶性;根据g(x),h(x)与f(x)的关系,你能 猜想出什么样的结论?
典例分析
牛刀小试
解析▸(1)令,则, 令,则, (对,适当赋值,使所给的式子出现及 ,从而可寻找其关系) 是奇函数.
题型3 抽象函数奇偶性的判断
第一
例4
第二
(1)已知函数f(x),x∈R,若∀a,b∈R, 都有f(a+b)=f(a)+f(b),求证:f(x)为奇 函数. (2)已知f(x)是定义在R上的函数,设g(x, h(x)=,试判断g(x)与h(x)的 奇偶性;根据g(x),h(x)与f(x)的关系,你能 猜想出什么样的结论?
典例分析
牛刀小试
(2), , 是偶函数,是奇函数. ,由此可得一般结论:如果一个函数的定义域关于原点对称,那么这个函数就一定可以表示为一个奇函数与一个偶函数的和.
判断抽象函数奇偶性的方法
解题通法 判断或证明抽象函数的奇偶性,需利用奇、偶函数的定义,找准方向,巧妙赋值(常用的有1,-1,0),合理、灵活地变形配凑,找出f(x)与f(-x)的关系。
目标四:针对训练
举一反三
1、已知是偶函数,当,时,,则
A. B. C. D.
解析:令,则,得,又因是偶函数, 故.
2.已知是定义在上的函数,且满足;则的值为( )
A. B. C. D.
解析:令,则,因为是奇函数,所以.因为,所以,所以,所以.
举一反三
3.已知函数,且是偶函数,则()
A. B. C. D.
解析: 将代入,可得 ,则,于是, 显然其对称轴,而是偶函数即曲线关于对称 故得.故选:C.
举一反三
4.是为奇函数的()
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
解析:因为奇函数的定义域关于原点对称,时的定义域不一定关于原点对称,所以不是为奇函数的充分条件; 如果为奇函数在处有定义时有,在处没有定义时没有,所以不是为奇函数的必要条件; 综上,是为奇函数的既不充分也不必要条件.故选:D.
举一反三
5.已知函数的定义域为,若与都是奇函数,则一定有()
A. B. C. D.
解析:因为是奇函数,所以.因为是奇函数,所以 ,可得.因此,从而 ,.由得,于是一定有 .
举一反三
6.已知函数为奇函数,当时,,则___.
解析:由函数为奇函数,得:,令,得: ,,又因为当时,,得 ,因此.
目标五:小结
学海拾贝
本节课我们核心学习了函数奇偶性的定义与定义法判断方法,整体内容可以总结为一个定义、一套步骤、两个注意。
第一,精准掌握奇偶性的核心定义。对于函数y=f(x),定义域关于原点对称是判断奇偶性的前提条件。若对定义域内任意x,都有f(-x)=f(x),则函数为偶函数,图像关于y轴对称;若对定义域内任意x,都有f(-x)=-f(x),则函数为奇函数,图像关于原点对称。同时明确,存在函数既不是奇函数也不是偶函数。
学海拾贝
第二,熟练牢记定义法判断奇偶性的标准步骤。
第一步:求函数定义域,验证定义域是否关于原点对称,若不对称,直接判定非奇非偶;
第二步:计算f(-x)的解析式;
第三步:对比f(-x)与f(x)、-f(x)的关系;第四步:规范书写奇偶性结论。
学海拾贝
第三,厘清两个核心注意点。
一是奇偶性是函数的整体性质,区别于单调性的局部性质,需要满足定义域内所有自变量的规律,不能通过个别数值判定;
二是判断奇偶性必须优先验证定义域,这是最容易遗漏的关键步骤,定义域不对称的函数一定不具备奇偶性。
【新教材】人教B版·高一必修第一册
感谢聆听!
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