内容正文:
函数的奇偶性
3.2.2 函数的奇偶性 · 第 1 课时 · 新授课
人教A版 必修第一册 · 第三章 函数的概念与性质
对称,是数学送给函数图象的礼物
照镜子看偶,转半圈看奇
开场:从生活中的对称引入,本课用代数语言刻画函数图象的对称性。
学习目标
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1
理解偶函数、奇函数的概念,知道图象对称的特征
2
掌握判断函数奇偶性的步骤(先看定义域,再算 f(−x))
3
会根据奇偶性补全函数图象、求函数值
4
能利用奇偶性解决简单的综合问题
5
体会数形结合:图象的对称与代数式 f(−x) 的联系
明确本课五个学习目标,课堂小结与这里呼应。
情境引入 · 对称之美
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蝴蝶的双翅、雪花的六角、窗花的纹样——“对称”无处不在。
函数图象也有对称:有的关于 y 轴对称,有的关于原点对称。
x
y
O
O
y = 照镜子
x
y
O
O
y = 转半圈
y = 关于 y 轴对称(照镜子);y = 关于原点对称(绕原点转 180° 重合)。
情境:以“照镜子”“转半圈”两个比喻区分 y 轴对称与原点对称,引出奇偶性。
探究一 · 从对称到代数
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看 y = :f(−2) = 4 = f(2),f(−1) = 1 = f(1);
看 y = :f(−2) = −8 = −f(2),f(−1) = −1 = −f(1)。
猜想:图象关于 y 轴对称 ⟺ f(−x) = f(x);
图象关于原点对称 ⟺ f(−x) = −f(x)。
怎么验证“任意 x”都成立?——只能靠代数运算:算出 f(−x),与 f(x)、−f(x) 比较。
探究:由具体函数值归纳猜想,再用代数验证任意性。
新知一 · 偶函数
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设函数 f(x) 的定义域为 I。
若 ∀x ∈ I,都有 −x ∈ I,且 f(−x) = f(x),
则称 f(x) 为偶函数,其图象关于 y 轴对称。
x
y
O
取 x 与 −x:横坐标相反,纵坐标相同
偶函数:f(−x)=f(x),图象关于 y 轴对称,就像照镜子。
新知二 · 奇函数
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设函数 f(x) 的定义域为 I。
若 ∀x ∈ I,都有 −x ∈ I,且 f(−x) = −f(x),
则称 f(x) 为奇函数,其图象关于原点对称。
x
y
O
取 x 与 −x:横纵坐标都相反(绕原点转 180° 重合)
奇函数:f(−x)=−f(x),图象关于原点对称,像风车旋转。
要点归纳 · 三个注意
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① 前提:定义域必须关于原点对称——这是判断奇偶性的“入场券”;
② 奇函数若在 x = 0 处有定义,则 f(0) = 0(“过原点”);
③ 既奇又偶的函数:f(x) = 0(定义域关于原点对称即可)。
判断流程
先看定义域是否关于原点对称 → 再算 f(−x) → 比较 f(−x) 与 f(x)、−f(x)。
归纳:定义域对称是前提,奇函数过原点,既奇又偶仅常函数 0。
例 1 · 从图象猜,用代数证
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例 1
先观察图象,再判断 f(x) = 、f(x) = 、f(x) = 的奇偶性。
答案:f(x) = 是偶函数;f(x) = 与 f(x) = 是奇函数。
x
y
O
O
y =
x
y
O
O
y =
x
y
O
O
y =
例1:三个常见函数图象,先直观判断再代数验证。
例 1 · 解析
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f(x) = :f(−x) = (−x = = f(x),是偶函数;
f(x) = :定义域 (−∞, 0) ∪ (0, +∞) 关于原点对称,f(−x) = − = −f(x),是奇函数;
f(x) = :f(−x) = (−x = − = −f(x),是奇函数。
小结:图象的对称性,与 f(−x) 的代数结果完全一致。
解析:三个函数逐个代数验证,图象与代数互相印证。
例 2 · 和式的奇偶性
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例 2
判断 f(x) = + x 的奇偶性(注意:先看定义域,再整体提负号)。
定义域为 R,关于原点对称;
f(−x) = (−x + (−x) = − − x = −( + x) = −f(x);
所以 f(x) = + x 是奇函数。
例2:多项式函数奇偶性,验证“提负号”这一步。
例 3 · 给偶函数补上“另一半”
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例 3
已知 f(x) 是偶函数,它的部分图象(x ≥ 0 部分)如图,画出它在 y 轴左侧的图象。
答案:
左半支与右半支关于 y 轴对称(翻折补全)。
x
y
O
O
左侧图象是“?”
例3:已知偶函数右半支,利用对称性补全左半支。
例 3 · 解析(对称翻折)
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偶函数图象关于 y 轴对称:把右半支沿 y 轴“翻折”到左侧;
关键点对应:(1.8, 3.2) → (−1.8, 3.2),(4.0, 0.4) → (−4.0, 0.4);
用平滑曲线连起来,即得左侧图象。
(若 f(x) 是奇函数,则把右半支绕原点转 180° 即可)
x
y
O
O
翻折补全
解析:偶函数翻折补全,标注关键点对应关系。
方法总结 · 判断奇偶性三步
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1 看定义域
是否关于原点对称?
不对称 → 非奇非偶
2 算 f(−x)
把 −x 代入解析式,化简
3 作比较
f(−x) = f(x) → 偶
f(−x) = −f(x) → 奇
图象法看对称,代数法定奇偶:两种方法互相印证,缺一不可。
注意:f(−x) 与 f(x)、−f(x) 都不等时,是非奇非偶函数。
方法总结:三步判断流程 + 图象法代数法互相印证。
课堂练习 1
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练习 1
判断 f(x) = + 1 的奇偶性。
定义域 R 关于原点对称;
f(−x) = (−x + 1 = + 1 = f(x);
所以 f(x) = + 1 是偶函数。
练习1:开口向上的抛物线,偶函数。
课堂练习 2
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练习 2
判断 f(x) = − x 的奇偶性。
定义域 R 关于原点对称;
f(−x) = (−x − (−x) = − + x = −( − x) = −f(x);
所以 f(x) = − x 是奇函数。
练习2:奇函数,注意 −(−x) = +x。
课堂练习 3
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练习 3
判断 f(x) = + x 的奇偶性。
f(−1) = 0,f(1) = 2:f(−1) ≠ f(1),且 f(−1) ≠ −f(1);
所以 f(x) = + x 既不是偶函数,也不是奇函数。
(取一对特殊值即可否定,无需对所有 x 验证)
练习3:非奇非偶的判定技巧——取反例即可。
课堂练习 4
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练习 4
判断 f(x) = 的奇偶性。
定义域为 [0, +∞),不关于原点对称;
所以 f(x) = 既不是奇函数,也不是偶函数。
(“入场券”都没拿到,直接判非奇非偶)
练习4:定义域不对称直接判非奇非偶——呼应要点归纳。
课堂练习 5
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练习 5
已知 f(x) 是奇函数,且 f(2) = 5,求 f(−2)。
f(x) 是奇函数 ⟹ f(−x) = −f(x);
所以 f(−2) = −f(2) = −5。
(奇函数的函数值“成对出现、互为相反数”)
练习5:奇函数对称函数值互为相反数。
课堂练习 6
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练习 6
f(x) = 0(x ∈ R)是奇函数还是偶函数?
f(−x) = 0 = f(x),是偶函数;
同时 f(−x) = 0 = −f(x),也是奇函数;
所以 f(x) = 0 既奇又偶——这是唯一“两栖”的函数。
练习6:常函数 0 既奇又偶,增加趣味。
思考题 1
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思考 1
奇函数 f(x) 在 x = 0 处有定义,f(0) 一定等于多少?
由奇函数定义,f(−0) = −f(0),即 f(0) = −f(0);
移项得 2f(0) = 0,所以 f(0) = 0。
奇函数若在原点有定义,图象必过原点。
思考1:奇函数过原点结论的代数推导。
思考题 2
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思考 2
f(x) = ,x ∈ [−1, 2],它是偶函数吗?
不是。定义域 [−1, 2] 不关于原点对称;
例如 2 ∈ [−1, 2],但 −2 ∉ [−1, 2],f(−2) 无意义;
偶函数要求 ∀x ∈ I 都有 −x ∈ I——这里不满足。
思考2:定义域不对称一定不是偶函数,强化前提条件。
拓展思维训练 1 · 分段求解析式
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拓展 1
f(x) 是 R 上的奇函数,当 x > 0 时 f(x) = − 2x,求 x < 0 时的解析式。
设 x < 0,则 −x > 0:f(x) = −f(−x) = −[(−x − 2(−x)];
f(x) = −( + 2x) = − − 2x;
所以 x < 0 时,f(x) = − − 2x。
拓展1:利用奇偶性由一侧解析式求另一侧,注意整体代换。
拓展思维训练 2 · 对勾式奇函数
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拓展 2
判断 f(x) = x + 的奇偶性,并求 f(−2) + f(2)。
定义域 (−∞, 0) ∪ (0, +∞) 关于原点对称;
f(−x) = −x − = −(x + ) = −f(x),是奇函数;
f(−2) + f(2) = 0(奇函数对称函数值互为相反数)。
拓展2:分式与整式之和的奇偶性,奇函数性质求值。
课堂小结
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两个定义:f(−x) = f(x)(偶,关于 y 轴对称)、f(−x) = −f(x)(奇,关于原点对称);
一个前提:定义域必须关于原点对称;
三步判断:看定义域 → 算 f(−x) → 作比较;
两个结论:奇函数过原点(若定义域含 0)、既奇又偶仅 f(x) = 0;
一个思想:数形结合——对称看图,奇偶看式。
小结:两个定义、一个前提、三步判断、两个结论、一个思想。
课后作业
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1
判断 f(x) = 的奇偶性
2
判断 f(x) = + 2x 的奇偶性
3
已知 f(x) 是偶函数,且 f(−3) = 7,求 f(3)
4
判断 f(x) = 的奇偶性
5
f(x) 是 R 上的奇函数,且 f(1) = 3,求 f(−1)
答案:1. 偶函数(f(−x) = = f(x)) 2. 奇函数(f(−x) = − − 2x = −f(x)) 3. f(3) = 7
4. 偶函数(f(−x) = = f(x)) 5. f(−1) = −f(1) = −3
作业:奇偶性判断与性质求值,难度递进。答案已附。
函数的奇偶性
对称看图,奇偶看式。
f(−x) 这一小步,是严谨性的一大步。
结束页:总结本课核心,强调代数验证与数形结合。
$