内容正文:
3.2 函数的基本性质
知识易错易混
【知识导图】
【易错易混】 研究函数性质忽视定义域
研究函数的单调性必须坚持“定义域优先”的原则,然后在定义域内求出函数的单调区间;函数的奇偶性是函数的一个整体性质,是针对函数的整个定义域而言的,因此判断函数的奇偶性时,要考虑整个定义域,根据定义使“任意一个x”都满足奇函数或偶函数的定义.
例1 函数y=的单调递增区间是 ( )
A.(-∞,0) B.(-∞,2)
C.(2,+∞) D.(4,+∞)
[答案] A
[解析] 由x2-4x>0得x<0或x>4.令f(x)=,g(x)=x2-4x,则f[g(x)]=.函数f(x)=在(0,+∞)上单调递减,函数g(x)=x2-4x=(x-2)2-4,则函数g(x)在(-∞,0)上单调递减,在(4,+∞)上单调递增,根据复合函数单调性可得函数y=的单调递增区间为(-∞,0).故选A.
例2 函数f(x)=是 函数.(填“奇”或“偶”或“非奇非偶”)
[答案] 奇
[解析] 对于函数f(x)=,有解得-1≤x<0或0<x≤1,即函数f(x)的定义域为[-1,0)∪(0,1],关于原点对称,又f(x)==,所以f(-x)==-f(x),所以f(x)是奇函数.
解题方法拓展
【方法解读】 涉及两个函数单调性和奇偶性的判断
两个函数f(x),g(x)在定义域的公共区间上的单调性和奇偶性有如下结论:
单调性:
f(x)
g(x)
f(x)+g(x)
f(x)-g(x)
f[g(x)]
单调递增
单调递增
单调递增
不能确定
单调递增
单调递增
单调递减
不能确定
单调递增
单调递减
单调递减
单调递减
单调递减
不能确定
单调递增
单调递减
单调递增
不能确定
单调递减
单调递减
奇偶性:
f(x)
g(x)
f(x)+g(x)
f(x)-g(x)
f(x)·g(x)
f[g(x)]
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
奇函数
奇函数
偶函数
奇函数
偶函数
奇函数
偶函数
奇函数
奇函数
奇函数
奇函数
偶函数
奇函数
例3 下列函数在定义域内单调递减的是 ( )
A.f(x)=x B.f(x)= C.f(x)= D.f(x)=x2
[答案] C
[解析] 对于A,f(x)=x在R上单调递增,故A错误;对于B,f(x)=在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递减,故B错误;对于D,f(x)=x2在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,故D错误;对于C,因为函数t=1-2x在R上单调递减,t∈R,函数y=在R上单调递增,所以函数f(x)=在定义域R上单调递减,故C正确.故选C.
例4 判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=x3+;
(2)f(x)=+|x|;
(3)f(x)=.
解:(1)方法一:f(x)=x3+的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞).
因为f(-x)=(-x)3+=-=-f(x),所以f(x)为奇函数.
方法二:易知函数y=x3是R上的奇函数,y=是(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数,
故函数f(x)=x3+是(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数.
(2)方法一:f(x)=+|x|的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),
因为f(-x)=+|-x|=+|x|=f(x),所以f(x)为偶函数.
方法二:易知函数y=是(-∞,0)∪(0,+∞)上的偶函数,y=|x|是R上的偶函数,
故函数f(x)=+|x|是(-∞,0)∪(0,+∞)上的偶函数.
(3)方法一:f(x)=的定义域为R,
因为f(-x)===-f(x),所以f(x)=为奇函数.
方法二:易知函数y=x是R上的奇函数,y=x2+1是R上的偶函数,且x2+1≥1,
故函数f(x)=是R上的奇函数.
【教材拓展】 函数图象的对称性
(1)函数f(x)的图象关于直线对称
若函数f(x)对定义域内任一值x,都有:
f(a-x)=f(a+x)⇔y=f(x)的图象关于直线x=a对称;
f(x)=f(a-x)⇔y=f(x)的图象关于直线x=对称;
f(a+x)=f(b-x)⇔y=f(x)的图象关于直线x=对称.
(2)函数f(x)的图象关于点对称
若函数f(x)对定义域内任一值x,都有:
f(a-x)=-f(a+x)⇔y=f(x)的图象关于点(a,0)对称;
f(x)=-f(a-x)⇔y=f(x)的图象关于点对称;
f(a+x)=-f(b-x)⇔y=f(x)的图象关于点对称.
例5 [教材P87第13题变式] 我们知道,函数y=f(x)的图象关于坐标原点成中心对称图形的充要条件是函数y=f(x)为奇函数,有同学发现可以将其推广为:函数y=f(x)的图象关于点P(a,b)成中心对称图形的充要条件是函数y=f(x+a)-b为奇函数.
(1)设函数f(x)=x3-3x2+1,求函数f(x)图象的对称中心,并求f(-2024)+f(-2025)+f(-2026)+f(2026)+f(2027)+f(2028)的值;
(2)类比上述推广结论,写出“函数y=f(x)的图象关于y轴成轴对称图形的充要条件是函数y=f(x)为偶函数”的一个推广结论.
解:(1)因为f(x+1)+1=(x+1)3-3(x+1)2+2=x3+3x2+3x+1-3x2-6x-3+2=x3-3x,
记h(x)=f(x+1)+1=x3-3x,x∈R,因为h(-x)=(-x)3+3x=-(x3-3x)=-h(x),
所以h(x)为奇函数,即y=f(x+1)+1为奇函数,
由题知,f(x)的图象关于点P(1,-1)对称.
因为h(-2025)=f(-2024)+1=-h(2025)=-[f(2026)+1],所以f(-2024)+f(2026)=-2.
同理可得,f(-2025)+f(2027)=-2,f(-2026)+f(2028)=-2,
所以f(-2024)+f(-2025)+f(-2026)+f(2026)+f(2027)+f(2028)=-6.
(2)其推广结论为:函数y=f(x)的图象关于直线x=a成轴对称图形的充要条件是函数y=f(x+a)为偶函数.
若函数y=f(x)的图象关于直线x=a成轴对称图形,则将函数图象向左(a>0)或向右(a<0)平移|a|个单位长度后的图象关于y轴对称,即y=f(x+a)为偶函数;反之亦然.
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