第2课时 函数的奇偶性及周期性
一、知识梳理 1.函数的奇偶性
奇偶性 偶函数 定义 如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)是偶函数 如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数 图象特点 关于y轴对称 奇函数 关于原点对称 [注意] 奇、偶函数定义域的特点是关于原点对称,函数的定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的必要不充分条件.
2.函数的周期性
(1)周期函数:对于函数y=f(x),如果存在一个非零常数T,使得当x取定义域内的任何值时,都有f(x+T)=f(x),那么就称函数y=f(x)为周期函数,称T为这个函数的周期.
(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.
[注意] 不是所有的周期函数都有最小正周期,如f(x)=5. 常用结论
1.函数奇偶性常用结论
(1)如果函数f(x)是偶函数,那么f(x)=f(|x|).
(2)奇函数在两个对称的区间上具有相同的单调性,偶函数在两个对称的区间上具有相反的单调性. (3)在公共定义域内有:奇±奇=奇,偶±偶=偶,奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇. 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)=
1
,则T=2a(a>0). f(x)
1
(3)若f(x+a)=-,则T=2a(a>0).
f(x)二、习题改编
1.(必修1P35例5改编)下列函数中为偶函数的是( ) A.y=x2sin x C.y=|ln x|
B.y=x2cos x D.y=2x
-
解析:选B.根据偶函数的定义知偶函数满足f(-x)=f(x)且定义域关于原点对称,A选项为奇函数,B选项为偶函数,C选项定义域为(0,+∞),不具有奇偶性,D选项既不是奇函数,也不是偶函数.故选B.
2.(必修4P46A组T10改编)设f(x)是定义在R上的周期为2的函数,当x∈[-1,1)时,f(x)=
?-4x2+2,-1≤x<0,?3??则f?= . 2???x,0≤x<1,?
3??1?1
-=-4×?-?+2=1. 解析:由题意得,f?=f?2??2??2?答案:1
一、思考辨析
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若f(x)是定义在R上的奇函数,则f(-x)+f(x)=0.( ) (2)偶函数的图象不一定过原点,奇函数的图象一定过原点.( )
(3)如果函数f(x),g(x)为定义域相同的偶函数,则F(x)=f(x)+g(x)是偶函数.( ) (4)定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的一个必要条件.( ) (5)若T是函数的一个周期,则nT(n∈Z,n≠0)也是函数的周期.( ) 答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√ 二、易错纠偏
常见误区(1)利用奇偶性求解析式忽视定义域; (2)周期不能正确求出从而求不出结果.
1.已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x(1+x),则x<0时,f(x)= . 解析:当x<0时,则-x>0,所以f(-x)=(-x)(1-x).又f(x)为奇函数,所以f(-x)=-f(x)=(-x)(1-x),所以f(x)=x(1-x).
答案:x(1-x)
1
2.已知函数f(x)满足f(x+2)=-.当1≤x≤3时,f(x)=x,则f(105)= .
f(x)
1
解析:因为f(x+2)=-,所以f(x+4)=f(x),故4为函数f(x)的一个周期.f(105)=f(4×26+1)
f(x)=f(1)=1.
答案:1
2
判断函数的奇偶性(师生共研)
判断下列函数的奇偶性. 1
(1)f(x)=x3-;
x
(2)f(x)=x2-1+1-x2; x2+2,x>0,??
(3)f(x)=?0,x=0,
??-x2-2,x<0.
【解】 (1)原函数的定义域为{x|x≠0},关于原点对称, 并且对于定义域内的任意一个x都有 f(-x)=(-x)3-
11
x3-?=-f(x), =-?x??-x
从而函数f(x)为奇函数.
(2)f(x)的定义域为{-1,1},关于原点对称. 又f(-1)=f(1)=0,f(-1)=-f(1)=0, 所以f(x)既是奇函数又是偶函数. (3)f(x)的定义域为R,关于原点对称,
当x>0时,f(-x)=-(-x)2-2=-(x2+2)=-f(x); 当x<0时,f(-x)=(-x)2+2=-(-x2-2)=-f(x); 当x=0时,f(0)=0,也满足f(-x)=-f(x). 故该函数为奇函数.
判定函数奇偶性的3种常用方法
(1)定义法
(2)图象法
(3)性质法
①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复合函数的奇偶性可概括为“同奇则奇,一偶则偶”.
[提醒] 对函数奇偶性的判断,不能用特殊值法,如存在x0使f(-x0)=-f(x0),不能判断函数f(x)是奇函数.
已知函数f(x)=
A.h(x)=f(x)+g(x)是偶函数 B.h(x)=f(x)+g(x)是奇函数 C.h(x)=f(x)g(x)是奇函数 D.h(x)=f(x)g(x)是偶函数
解析:选A.易知h(x)=f(x)+g(x)的定义域为{x|x≠0},关于原点对称.因为f(-x)+g(-x)=x+
2--1
x
-xx·2xxx(1-2)-xxxx=--=-=+=f(x)+g(x),所以h(x)=f(x)+g(x)是偶函数.故选A. 222x-121-2x21-2x
xx
,g(x)=,则下列结论正确的是( )
22-1
x
-x
函数奇偶性的应用(师生共研)
(2019·高考全国卷Ⅱ)设f(x)为奇函数,且当x≥0时,f(x)=ex-1,则当x<0时,f(x)=( ) A.ex-1 C.-ex-1
--
B.ex+1 D.-ex+1
-
-
【解析】 通解:依题意得,当x<0时,f(x)=-f(-x)=-(e-x-1)=-e-x+1,选D. 优解:依题意得,f(-1)=-f(1)=-(e1-1)=1-e,结合选项知,选D. 【答案】 D
已知函数奇偶性可以解决的3个问题
(1)求函数值:将待求值利用奇偶性转化为已知区间上的函数值求解. (2)求解析式:将待求区间上的自变量转化到已知区间上,再利用奇偶性求出.
(3)求解析式中的参数:利用待定系数法求解,根据f(x)±f(-x)=0得到关于参数的恒等式,由系数的对等性得参数的方程或方程(组),进而得出参数的值.
(一题多解)已知函数f(x)为奇函数,当x>0时,f(x)=x2-x,则当x<0时,函数f(x)
的最大值为 .
解析:法一:当x<0时,-x>0,所以f(-x)=x2+x. 又因为函数f(x)为奇函数,
11x+?+, 所以f(x)=-f(-x)=-x-x=-??2?4
2
2
1
所以当x<0时,函数f(x)的最大值为.
4
111x-?-,最小值为-, 法二:当x>0时,f(x)=x2-x=??2?441
因为函数f(x)为奇函数,所以当x<0时,函数f(x)的最大值为.
41答案:
4
函数的周期性(师生共研)
??x+a,-1≤x<0
(1)(2020·广东六校第一次联考)在R上函数f(x)满足f(x+1)=f(x-1),且f(x)=?
?|2-x|,0≤x<1,?
2
其中a∈R,若f(-5)=f(4.5),则a=( )
A.0.5 C.2.5
B.1.5 D.3.5
(2)已知f(x)是R上最小正周期为2的周期函数,且当0≤x<2时,f(x)=x3-x,则函数y=f(x)的图象在区间[0,4]上与x轴的交点的个数为( )
A.2 C.4
B.3 D.5
【解析】 (1)由f(x+1)=f(x-1),得f(x)是周期为2的函数,又f(-5)=f(4.5),所以f(-1)=f(0.5),即-1+a=1.5,所以a=2.5.故选C.
(2)当0≤x<2时,令f(x)=x3-x=x(x2-1)=0,所以y=f(x)的图象与x轴交点的横坐标分别为x1=0,x2=1.
当2≤x<4时,0≤x-2<2,又f(x)的最小正周期为2,所以f(x-2)=f(x),所以f(x)=(x-2)(x-1)(x-3),所以当2≤x<4时,y=f(x)的图象与x轴交点的横坐标分别为x3=2,x4=3.又f(4)=f(2)=f(0)=0,综上可知,共有5个交点.
【答案】 (1)C (2)D