第三节函数的奇偶性与周期性
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)就叫做偶函数 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)就叫做奇函数 奇偶性有特征,定义域要对称; 奇函数,有中心,偶函数,有对称. 图象特点 关于y轴对称 奇函数 关于原点对称 口诀记忆 2.函数的周期性 (1)周期函数
对于函数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.
并不是所有周期函数都有最小正周期,如f(x)=5.
[熟记常用结论]
1.奇偶性的5个重要结论
(1)如果一个奇函数f(x)在原点处有定义,即f(0)有意义,那么一定有f(0)=0. (2)如果函数f(x)是偶函数,那么f(x)=f(-x)=f(|x|).
(3)既是奇函数又是偶函数的函数只有一种类型,即f(x)=0,x∈D,其中定义域D是关于原点对称的非空数集.
(4)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.
(5)偶函数在关于原点对称的区间上有相同的最大(小)值,取最值时的自变量互为相反数;奇函数在关于原点对称的区间上的最值互为相反数,取最值时的自变量也互为相反数.
2.周期性的4个常用结论 设函数y=f(x),x∈R,a>0.
(1)若f(x+a)=f(x-a),则函数的周期为2a;
(2)若f(x+a)=-f(x),则函数的周期为2a; (3)若f(x+a)=
1
,则函数的周期为2a; f?x?
1
,则函数的周期为2a. f?x?
(4)若f(x+a)=-
3.对称性的3个常用结论
(1)若函数y=f(x+a)是偶函数,即f(a-x)=f(a+x),则函数y=f(x)的图象关于直线x=a对称;
(2)若对于R上的任意x都有f(2a-x)=f(x)或f(-x)=f(2a+x),则y=f(x)的图象关于直线x=a对称;
(3)若函数y=f(x+b)是奇函数,即f(-x+b)+f(x+b)=0,则函数y=f(x)关于点(b,0)中心对称.
[小题查验基础]
一、判断题(对的打“√”,错的打“×”) (1)函数y=x2,x∈(0,+∞)是偶函数.( )
(2)偶函数图象不一定过原点,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)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.( ) (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、选填题
1.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 A中函数为奇函数,B中函数为偶函数,C与D中函数均为非奇非偶函数,故选B.
2.下列函数为奇函数的是( ) A.y=x C.y=|x|
B.y=ex D.y=ex-ex
-
解析:选D A、B选项中的函数为非奇非偶函数;C选项中的函数为偶函数;D选项中的函数为奇函数,故选D.
3.若y=f(x)(x∈R)是奇函数,则下列坐标表示的点一定在y=f(x)图象上的是( ) A.(a,-f(a))
B.(-a,-f(a))
C.(-a,-f(-a)) D.(a,f(-a))
解析:选B 因为(a,f(a))是函数y=f(x)图象上的点,且y=f(x)是奇函数,其图象关于原点对称,所以点(-a,f(-a)),即(-a,-f(a))一定在y=f(x)的图象上.
4.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________. 1
解析:∵f(x)=ax2+bx是定义在[a-1,2a]上的偶函数,∴a-1+2a=0,∴a=.
31
又f(-x)=f(x),∴b=0,∴a+b=.
31
答案:
3
5.设f(x)是定义在R上的周期为2的函数,当x∈[-1,1)时,f(x)=
2
??-4x+2,-1≤x<0,3??则f??2?=________. ?x,0≤x<1,?
解析:∵f(x)是定义在R上的周期为2的函数, 3??1??1?1
2-=f-=-4×?-?2+2=-1+2=1. ∴f?=f?2??2??2??2?答案:1
考点一 [基础自学过关] 函数奇偶性的判定 [题组练透] 判断下列函数的奇偶性: (1)f(x)=(x+1)
1-x
; 1+x
2??-x+2x+1,x>0,
(2)f(x)=?2
?x+2x-1,x<0;?
4-x2(3)f(x)=;
x2(4)f(x)=loga(x+x2+1)(a>0且a≠1). 1-x
解:(1)因为f(x)有意义,则满足≥0,
1+x所以-1<x≤1,
所以f(x)的定义域不关于原点对称,
所以f(x)为非奇非偶函数. (2)法一:定义法
当x>0时,f(x)=-x2+2x+1,
-x<0,f(-x)=(-x)2+2(-x)-1=x2-2x-1=-f(x); 当x<0时,f(x)=x2+2x-1,
-x>0,f(-x)=-(-x)2+2(-x)+1=-x2-2x+1=-f(x). 所以f(x)为奇函数. 法二:图象法
作出函数f(x)的图象,由奇函数的图象关于原点对称的特征知函数f(x)为奇函数.
2
??4-x≥0,
(3)因为?所以-2≤x≤2且x≠0,
2
?x≠0,?
所以定义域关于原点对称. 又f(-x)=
4-?-x?2?-x?2
=4-x2
, x2所以f(-x)=f(x).故函数f(x)为偶函数. (4)函数的定义域为R, 因为f(-x)+f(x) =loga[-x+=loga(=loga[(?-x?2+1]+loga(x+x2+1)
x2+1-x)+loga(x2+1-x)(
x2+1+x)
x2+1+x)]
=loga(x2+1-x2)=loga1=0.
即f(-x)=-f(x),所以f(x)为奇函数.
[名师微点]
判断函数奇偶性的3种常用方法 (1)定义法:
确定函数的奇偶性时,必须先判定函数定义域是否关于原点对称.若对称,再化简解析式后验证f(-x)=±f(x)或其等价形式f(-x)±f(x)=0是否成立.
(2)图象法:
(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.
[提醒] 分段函数奇偶性的判断,要分别从x>0或x<0来寻找等式f(-x)=f(x)或f(-x)=-f(x)成立,只有当对称的两个区间上满足相同关系时,分段函数才具有确定的奇偶性.
考点二 函数奇偶性的应用 [典例精析] 2x
(1)(2024·广州调研)已知函数f(x)=x+a为奇函数,则实数a=________.
2-1(2)函数f(x)在R上为奇函数,且x>0时,f(x)=x+1,则当x<0时,f(x)=________. (3)已知f(x)是定义在R上的偶函数,g(x)是定义在R上的奇函数,且g(x)=f(x-1),则f(2 017)+f(2 019)的值为________.
[解析] (1)易知f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),因为f(x)为奇函数,所以f(-x)22x2x2x1
=-f(x),即x+a=-x-a,所以2a=-x-x=-x-=-1,
2--12-12-12--12-11-2x1
所以a=-. 2
(2)∵f(x)为奇函数,x>0时,f(x)=x+1, ∴当x<0时,-x>0,
f(x)=-f(-x)=-(-x+1)=x-1, 即x<0时,f(x)=x-1.
(3)由题意得,g(-x)=f(-x-1),
∵f(x)是定义在R上的偶函数,g(x)是定义在R上的奇函数,
2-x
-x
[师生共研过关]