函数的奇偶性与周期性教学讲义
1.函数的奇偶性
偶函数 奇函数 如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x 定义 都有__f(-x)=f(x)__,那么函数f(x)是偶函数 图象 特征 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__就叫作f(x)的最小正周期.
关于__y轴__对称 都有__f(-x)=-f(x)__,那么函数f(x)是奇函数 关于__原点__对称
1.奇(偶)函数定义的等价形式
f?-x?
(1)f(-x)=f(x)?f(-x)-f(x)=0?=1(f(x)≠0)?f(x)为偶函数;
f?x?f?-x?
(2)f(-x)=-f(x)?f(-x)+f(x)=0?=-1(f(x)≠0)?f(x)为奇函数.
f?x?2.对f(x)的定义域内任一自变量的值x,最小正周期为T (1)若f(x+a)=-f(x),则T=2|a|; (2)若f(x+a)=
1
,则T=2|a|; f?x?
(3)若f(x+a)=f(x+b),则T=|a-b|. 3.函数图象的对称关系
a+b
(1)若函数f(x)满足关系f(a+x)=f(b-x),则f(x)的图象关于直线x=对称;
2a+b
(2)若函数f(x)满足关系f(a+x)=-f(b-x),则f(x)的图象关于点(,0)对称.
2
1
1.(教材改编)函数f(x)=x2-1,f(x)=x3,f(x)=x2+cosx,f(x)=+|x|中,偶函数的个数是__2__.
x2.(教材改编)若奇函数f(x)在区间[a,b]上是减函数,则它在[-b,-a]上是__减__函数;若偶函数f(x)在区间[a,b]上是增函数,则它在[-b,-a]上是__减__函数.
3.(教材改编)已知f(x)为奇函数,当x>0时,f(x)=x-1,则f(-2)= 1-2 . 4.(教材改编)已知函数f(x)满足f(x+3)=f(x),当x∈[0,1]时,f(x)=log3(x2+3),则f(2019)=__1__.
5.若函数y=f(x)(x∈R)是奇函数,则下列坐标表示的点一定在函数y=f(x)图象上的是( B ) A.(a,-f(a)) C.(-a,-f(-a))
B.(-a,-f(a)) D.(a,f(-a))
[解析] ∵函数y=f(x)为奇函数,∴f(-a)=-f(a).即点(-a,-f(a))一定在函数y=f(x)的图象上.
6.已知f(x)=ax2+bx是定义在[a-1,2a]上的偶函数,那么a+b的值是( B ) 1
A.-
31
C.
2
1
B.
31D.-
2
11
[解析] 由已知得a-1+2a=0,得a=,又f(-x)=f(x)得b=0,所以a+b=.
335
7.设f(x)是周期为2的奇函数,当0≤x≤1时,f(x)=2x(1-x),则f(-)=( A )
21
A.-
21
C.
4
1
B.-
41D.
2
5111
[解析] ∵f(x)为周期函数且周期为2,∴f(-)=f(-),又f(x)为奇函数,∴f(-)=-f()=
2222111
-2×(1-)=-.
222
考点1 判断函数的奇偶性——自主练透
例1 判断下列函数的奇偶性 (1)f(x)=(1+x)1-x
; 1+x
(2)f(x)=x2-1+1-x2; (3)f(x)=|x+1|-|x-1|;
2??x+x,x>0,
(4)f(x)=?2
?x-x,x<0.?
1-x2
(5)f(x)=;
|x+2|-2
(6)(理)已知函数f(x)对任意x,y∈R,都有f(x+y)+f(x-y)=2f(x)·f(y),且f(0)≠0.
[分析] 先求出定义域,看定义域是否关于原点对称,在定义域内,解析式带绝对值号的先化简,计算f(-x),再判断f(-x)与f(x)之间的关系.抽象函数常用赋值法判断. 1-x
[解析] (1)由题意得≥0且x≠-1,
1+x∴-1 2??x-1≥0, (2)由?得x=±1,定义域关于坐标原点对称,又f(-1)=f(1)=0, 2 ??1-x≥0 ∴f(x)既是奇函数,又是偶函数. (3)函数的定义域x∈(-∞,+∞),关于原点对称. ∵f(-x)=|-x+1|-|-x-1|=|x-1|-|x+1|=-(|x+1|-|x-1|)=-f(x), ∴f(x)=|x+1|-|x-1|是奇函数. (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)=x2+x,则当x<0时,-x>0,故f(-x)=x2-x=f(x); 当x<0时,f(x)=x2-x,则当x>0时,-x<0,故f(-x)=x2+x=f(x),故原函数是偶函数. (5)去掉绝对值符号,根据定义判断. 2??-1≤x≤1,?1-x≥0,由?得? x≠0.?|x+2|-2≠0,?? 故f(x)的定义域为[-1,0)∪(0,1],关于原点对称,且有x+2>0.从而有f(x)== x+2-2 1-x2 1-x2 ,x 这时有f(-x)= 1-?-x?2-x =- 1-x2 =-f(x),故f(x)为奇函数. x (6)(理)已知对任意x,y∈R,都有f(x+y)+f(x-y)=2f(x)·f(y),不妨取x=0,y=0,则有2f(0)=2[f(0)]2,因为f(0)≠0,所以f(0)=1. 取x=0,得f(y)+f(-y)=2f(0)f(y)=2f(y),所以f(y)=f(-y).又y∈R,所以函数f(x)是偶函数. 名师点拨 ? 判断函数的奇偶性的方法 (1)定义法:若函数的定义域不是关于原点对称的区间,则立即可判断该函数既不是奇函数也不是偶函数;若函数的定义域是关于原点对称的区间,再判断f(-x)是否等于f(x)或-f(x),据此得出结论. (2)图象法:奇(偶)函数的充要条件是它的图象关于原点(或y轴)对称. (3)性质法:偶函数的和、差、积、商(分母不为零)仍为偶函数;奇函数的和、差仍为奇函数;奇(偶)数个奇函数的积、商(分母不为零)为奇(偶)函数;一个奇函数与一个偶函数的积为奇函数.(注:利用上述结论时要注意各函数的定义域) 考点2 函数的周期性——师生共研 例2 已知函数f(x)满足f(x)·f(x+2)=13. (1)求证:f(x)是周期函数; (2)若f(1)=2,求f(99)的值; (3)若当x∈[0,2]时,f(x)=x,试求x∈[4,8]时函数f(x)的解析式. [解析] (1)证明:由题意知f(x)≠0,则f(x+2)=故f(x)为周期函数,且4为f(x)的周期. 1313(2)若f(1)=2,则f(99)=f(24×4+3)=f(3)==. f?1?2 (3)当x∈[4,6]时,x-4∈[0,2],则f(x-4)=x-4,又周期为4,所以f(x)=f(x-4)=x-4. 当x∈(6,8]时,x-6∈(0,2],则f(x-6)=x-6,根据周期为4,则f(x+2)=f(x-6)=x-6. 又f(x)·f(x+2)=13, 1313.用x+2代替x得f(x+4)==f(x),f?x?f?x+2? 所以f(x)= 1313 =. f?x+2?x-6 ?x-4,4≤x≤6, 所以解析式为f(x)=?13 ,6 名师点拨 ? 本题存在规律性:若f(x+a)·f(x)=b(常数),则2a为f(x)的周期(a>0);同理,f(x+a)=-f(x)11 或f(x+a)=或f(x+a)=-,均可推得2a为f(x)的周期(a>0). f?x?f?x?〔变式训练1〕 已知f(x)是定义在R上的函数,且f(x+2)=-f(x).若当2≤x≤3时,f(x)=x,则f(2019)=__3__;当0≤x≤1时,f(x)=__-(x+2)__;当-2≤x≤-1时,f(x)=__x+4__. [解析] 由f(x+2)=-f(x),得f(x)=f(x+4),f(2019)=f(3)=3;当0≤x≤1时,f(x)=-f(x+2)=-(x+2);当-2≤x≤-1时,f(x)=f(x+4)=x+4. 考点3 函数性质的综合应用——多维探究 角度1 函数奇偶性与单调性结合 例3 (1)已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x2+2x,若f(2-a2)>f(a),则实数a的取值范围是( C ) A.(-∞,-1)∪(2,+∞) C.(-2,1) B.(-1,2) D.(-∞,-2)∪(1,+∞) 1 (2)(2018·新疆乌鲁木齐诊断)已知偶函数f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,则满足f(2x-1) 3的x的取值范围是( A ) 12 A.(,) 3312 C.(,) 23 12B.[,) 3312D.[,) 23 [解析] (1)因为f(x)是奇函数,所以当x<0时,f(x)=-x2+2x. 作出函数f(x)的大致图象如图中实线所示,