第三节 函数的奇偶性与周期性
[考纲传真] 1.了解函数奇偶性的含义.2.会运用基本初等函数的图像分析函数的奇偶性.3.了解函数周期性、最小正周期的含义,会判断、应用简单函数的周期性.
1.奇函数、偶函数的概念
图像关于原点对称的函数叫作奇函数. 图像关于y轴对称的函数叫作偶函数. 2.奇(偶)函数的性质
(1)对于函数f(x),f(x)为奇函数?f(-x)=-f(x);
f(x)为偶函数?f(-x)=f(x).
(2)奇函数在关于原点对称的两个区间上有相同的单调性;偶函数在关于原点对称的两个区间上有相反的单调性.
(3)如果奇函数y=f(x)在原点有定义,则f(0)=0. 3.函数的周期性
(1)对于函数f(x),如果存在非零实数T,对定义域内的任意一个x值,都有f(x+T)=
f(x),则f(x)为周期函数.
(2)最小正周期:如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期.
(3)若T是函数y=f(x)的一个周期,则nT(n∈Z,且n≠0)也是函数y=f(x)的一个周期. [常用结论]
1.函数奇偶性常用结论
如果函数f(x)是偶函数,那么f(x)=f(|x|). 2.函数周期性常用结论
对f(x)定义域内任一自变量的值x: (1)若f(x+a)=-f(x),则T=2a(a>0). (2)若f(x+a)=
11
fx,则T=2a(a>0). ,则T=2a(a>0).
[基础自测]
(3)若f(x+a)=-
fx1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)偶函数图像不一定过原点,奇函数的图像一定过原点.
(2)若函数y=f(x+a)是偶函数,则函数y=f(x)关于直线x=a对称.
( ) ( )
(3)若函数y=f(x+b)是奇函数,则函数y=f(x)关于点(b,0)中心对称. ( )
(4)函数f(x)在定义域上满足f(x+a)=-f(x)(a>0),则f(x)是周期为2a的周期函数.
[答案] (1)× (2)√ (3)√ (4)√
2.已知f(x)=ax+bx是定义在[a-1,2a]上的偶函数,那么a+b的值是( ) 1111A.- B. C. D.-
3322B [依题意b=0,且2a=-(a-1), 11∴b=0且a=,则a+b=.]
33
3.下列函数中,既不是奇函数,也不是偶函数的是( ) A.y=x+sin 2x 1xC.y=2+x 2
B.y=x-cos x D.y=x+sin x
22
2
( )
D [A项,定义域为R,f(-x)=-x-sin 2x=-f(x),为奇函数,故不符合题意; B项,定义域为R,f(-x)=x-cos x=f(x),为偶函数,故不符合题意; 11-xxC项,定义域为R,f(-x)=2+-x=2+x=f(x),为偶函数,故不符合题意;
22D项,定义域为R,f(-x)=x-sin x,-f(x)=-x-sin x,因为f(-x)≠-f(x),且f(-x)≠f(x),故为非奇非偶函数.]
4.已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x+4)=f(x),则f(8)的值为( ) A.-1 C.1
B.0 D.2
2
2
2
B [∵f(x)为定义在R上的奇函数,∴f(0)=0, 又f(x+4)=f(x),∴f(8)=f(0)=0.]
5.(教材改编)已知函数f(x)是奇函数,在(0,+∞)上是减函数,且在区间[a,b](a<
b<0)上的值域为[-3,4],则在区间[-b,-a]上有( )
A.最大值4 C.最大值-3
B.最小值-4 D.最小值-3
B [法一:根据题意作出y=f(x)的简图,由图知,选B.
法二:当x∈[-b,-a]时,-x∈[a,b], 由题意得f(b)≤f(-x)≤f(a),即-3≤-f(x)≤4,
∴-4≤f(x)≤3,即在区间[-b,-a]上f(x)min=-4,f(x)max=3,故选B.]
判断函数的奇偶性 【例1】 (1)设函数f(x),g(x)的定义域都为R,且f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则下列结论中正确的是( )
A.f(x)g(x)是偶函数 C.f(x)|g(x)|是奇函数
B.|f(x)|g(x)是奇函数 D.|f(x)g(x)|是奇函数
C [对于A:令h(x)=f(x)·g(x),则h(-x)=f(-x)·g(-x)=-f(x)·g(x)=-
h(x),
∴h(x)是奇函数,A错.
对于B:令h(x)=|f(x)|g(x),则h(-x)=|f(-x)|g(-x)=|-f(x)|·g(x)=|f(x)|g(x)=h(x),
∴h(x)是偶函数,B错.
对于C:令h(x)=f(x)|g(x)|,则h(-x)=f(-x)|g(-x)|=-f(x)·|g(x)|=-h(x),∴h(x)是奇函数,C正确.
对于D:令h(x)=|f(x)·g(x)|,则h(-x)=|f(-x)·g(-x)|=|-f(x)·g(x)|=|f(x)·g(x)|=h(x),
∴h(x)是偶函数,D错.] (2)判断下列函数的奇偶性. ①f(x)=lg
x-1
; x+1
2
②f(x)=ln(x+1+x); ③f(x)=1-x+x-1;
??x+x,x>0
④f(x)=?2
??x-x,x<0
2
2
2
.
[解] ①由
x-1
>0得x>1或x<-1, x+1
即函数f(x)的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞),关于原点对称.
-x-1x+1x-1
又f(-x)=lg=lg=-lg=-f(x)
-x+1x-1x+1∴f(x)为奇函数. ②f(x)的定义域为R,
f(-x)=(lnx2+1-x)=ln
2
1
x2+1+x
=-ln(x+1+x)=-f(x), ∴f(x)为奇函数.
??x-1≥0,
③由?2
??1-x≥0,
2
得x=±1,
∴f(x)的定义域为{-1,1}.
又f(1)+f(-1)=0,f(1)-f(-1)=0, ∴f(x)=±f(-x).
∴f(x)既是奇函数又是偶函数.
④易知函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,又当x>0时,f(x)=x+x,
则当x<0时,-x>0, 故f(-x)=x-x=f(x);
当x<0时,f(x)=x-x,则当x>0时,-x<0, 故f(-x)=x+x=f(x),故原函数是偶函数. [规律方法] 1.判定函数奇偶性的3种常用方法 (1)定义法 2
2
2
2
(2)图像法 (3)性质法 设f(x),g(x)的定义域分别是D1,D2,那么在它们的公共定义域上:奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇. 2.判断分段函数奇偶性应注意的问题 判断分段函数的奇偶性应分段分别证明f(-x)与f(x)的关系,只有对各段上的x都满足相同关系时,才能判断其奇偶性.如本例(2)第④小题. (1)设f(x)=e+e,g(x)=e-e,f(x),g(x)的定义域均为R,下列结论错误的是( )
A.|g(x)|是偶函数 C.f(x)|g(x)|是偶函数
-xx-xx-xB.f(x)g(x)是奇函数 D.f(x)+g(x)是奇函数
D [f(-x)=e+e=f(x),f(x)为偶函数.
xg(-x)=e-x-ex=-g(x),g(x)为奇函数.
|g(-x)|=|-g(x)|=|g(x)|,|g(x)|为偶函数,A正确;f(-x)g(-x)=f(x)[-g(x)]=-f(x)g(x),
所以f(x)g(x)为奇函数,B正确;
f(-x)|g(-x)|=f(x)|g(x)|,
所以f(x)|g(x)|是偶函数,C正确;
f(x)+g(x)=2ex,
f(-x)+g(-x)=2e-x≠-(f(x)+g(x)),
且f(-x)+g(-x)=2e≠f(x)+g(x),
所以f(x)+g(x)既不是奇函数也不是偶函数,D错误,故选D.] (2)判断下列函数的奇偶性 ①f(x)=ln(e+x)+ln(e-x); 2+1②f(x)=x;
2-1
??x-1,x<0
③f(x)=?2
?-x+1,x>0???e+x>0,
[解] ①由?
?e-x>0,?
2
-xx
.
得-e<x<e,
即函数f(x)的定义域为(-e,e),关于原点对称. 又f(-x)=ln(e-x)+ln(e+x)=f(x), 所以函数f(x)是偶函数.
②由2-1≠0得x≠0,即函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称. 2+11+22+1又f(-x)=-x==-f(x), x=-x2-11-22-1所以函数f(x)是奇函数.
③函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称. 当x>0时,-x<0,则f(-x)=(-x)-1=x-1=-f(x),
2
2
-xxxx