§3.3 函数的奇偶性与周期性
最新考纲 考情考向分析 以理解函数的奇偶性、会用函数的奇偶性为主,1.理解并会判断函数的奇偶性. 常与函数的单调性、周期性交汇命题,加强函2.了解函数的周期性、最小正周期的含义. 数与方程思想、转化与化归思想的应用意识,题型以选择、填空题为主,中等偏上难度.
1.函数的奇偶性 奇偶性 偶函数 定义 一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-图象特点 关于y轴对称 x)=f(x),那么函数f(x)就叫做偶函数 一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-奇函数 2.周期性
x)=-f(x),那么函数f(x)就叫做奇函数 关于原点对称 (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. 概念方法微思考
1.如果已知函数f(x),g(x)的奇偶性,那么函数f(x)±g(x),f(x)·g(x)的奇偶性有什么结论?
提示 在函数f(x),g(x)公共定义域内有:奇±奇=奇,偶±偶=偶,奇×奇=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.
2.已知函数f(x)满足下列条件,你能得到什么结论? (1)f(x+a)=-f(x)(a≠0)________. (2)f(x+a)=1
(a≠0)________. f?x?
1
(3)f(x+a)=f(x+b)(a≠b)________. 提示 (1)T=2|a| (2)T=2|a| (3)T=|a-b|
题组一 思考辨析
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)函数y=x,x∈(-10,+∞)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)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.( √ )
(4)函数f(x)在定义域上满足f(x+a)=-f(x),则f(x)是周期为2a(a>0)的周期函数.( √ )
(5)定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的一个必要条件.( √ ) (6)若T是函数的一个周期,则nT(n∈Z,n≠0)也是函数的周期.( √ ) 题组二 教材改编
2.[P39A组T6]已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=x(1+x),则
2
f(-1)=________.
答案 -2
解析 f(1)=1×2=2,又f(x)为奇函数, ∴f(-1)=-f(1)=-2.
3.[P45B组T4]设f(x)是定义在R上的周期为2的函数,当x∈[-1,1)时,f(x)=
??-4x+2,-1≤x<0,?
?x,0≤x<1,?
2
?3?则f??=______.
?2?
答案 1
?3??1??1?2
解析 f??=f?-?=-4×?-?+2=1.
?2??2??2?
4.[P39A组T6]设奇函数f(x)的定义域为[-5,5],若当x∈[0,5]时,f(x)的图象如图所示,则不等式f(x)<0的解集为________.
答案 (-2,0)∪(2,5]
解析 由题图可知,当0<x<2时,f(x)>0;当2<x≤5时,f(x)<0,又f(x)是奇函数,∴当-2<x<0时,f(x)<0,当-5≤x<-2时,f(x)>0. 综上,f(x)<0的解集为(-2,0)∪(2,5].
2
题型一 判断函数的奇偶性例1判断下列函数的奇偶性: (1)f(x)=3-x+x-3; lg?1-x?
(2)f(x)=;
|x-2|-2
??x+x,x<0,
(3)f(x)=?2
?-x+x,x>0.???3-x≥0,
解 (1)由?2
?x-3≥0,?
2
22
222
得x=3,解得x=±3,
即函数f(x)的定义域为{-3,3}, ∴f(x)=3-x+x-3=0. ∴f(-x)=-f(x)且f(-x)=f(x), ∴函数f(x)既是奇函数又是偶函数.
??1-x>0,
(2)由?
??|x-2|≠2,
2
2
2
x得定义域为(-1,0)∪(0,1),关于原点对称.
2
lg?1-x?∴x-2<0,∴|x-2|-2=-x,∴f(x)=. -xlg[1-?-x?]lg?1-x?
又∵f(-x)===-f(x),
2
2
x∴函数f(x)为奇函数.
(3)显然函数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)-x=-x-x=-f(x); 当x>0时,-x<0,
则f(-x)=(-x)-x=x-x=-f(x);
综上可知,对于定义域内的任意x,总有f(-x)=-f(x), ∴函数f(x)为奇函数.
思维升华判断函数的奇偶性,其中包括两个必备条件
(1)定义域关于原点对称,这是函数具有奇偶性的必要不充分条件,所以首先考虑定义域; (2)判断f(x)与f(-x)是否具有等量关系.
2
2
2
2
3
在判断奇偶性的运算中,可以转化为判断奇偶性的等价关系式f(x)+f(-x)=0(奇函数)或
f(x)-f(-x)=0(偶函数)是否成立.
跟踪训练1 (1)下列函数中,既不是奇函数,也不是偶函数的是( ) A.y=x+sin2x 1xC.y=2+x
2答案 D
解析 对于A,f(-x)=-x+sin2(-x) =-(x+sin2x)=-f(x),为奇函数;
对于B,f(-x)=(-x)-cos(-x)=x-cosx=f(x),为偶函数; 11-xx对于C,f(-x)=2+-x=2+x=f(x),为偶函数;
22对于D,y=x+sinx既不是偶函数也不是奇函数,故选D. (2)已知函数f(x)=
,g(x)=,则下列结论正确的是( ) 2-12
x2
2
2
B.y=x-cosx D.y=x+sinx
2
2
xxA.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 答案 A
解析 易知h(x)=f(x)+g(x)的定义域为{x|x≠0}.
-x-xx·2xx?1-2?-xxxx因为f(-x)+g(-x)=-x+=--=x+=f(x)+g(x), x-=x2-121-221-222-12所以h(x)=f(x)+g(x)是偶函数.故选A. 题型二 函数的周期性及其应用
xx1.奇函数f(x)的定义域为R,若f(x+1)为偶函数,且f(1)=2,则f(4)+f(5)的值为( ) A.2B.1C.-1D.-2 答案 A
解析 ∵f(x+1)为偶函数,
∴f(-x+1)=f(x+1),则f(-x)=f(x+2), 又y=f(x)为奇函数,则f(-x)=-f(x)=f(x+2), 且f(0)=0.
从而f(x+4)=-f(x+2)=f(x),y=f(x)的周期为4. ∴f(4)+f(5)=f(0)+f(1)=0+2=2.
4
1
2.已知定义在R上的函数f(x)满足f(2)=2-3,且对任意的x都有f(x+2)=,则
-f?x?
f(2020)=________.
答案 -2-3 解析 由f(x+2)=
11
,得f(x+4)==f(x),所以函数f(x)的周期为4,所以-f?x?-f?x+2?
111
,所以f(4)=-=-=-2-3.故f(2020)-f?2?f?2?2-3
f(2020)=f(4).因为f(2+2)=
=-2-3.
3.若函数f(x)(x∈R)是周期为4的奇函数,且在[0,2]上的解析式为f(x)=
??x?1-x?,0≤x≤1,
?
?sinπx,1 ?29??41?则f??+f??=________. ?4??6? 答案 5 16 解析 由于函数f(x)是周期为4的奇函数, 3??7??29??41??所以f??+f??=f?2×4-?+f?2×4-? 4??6??4??6?? ?3??7??3??7?=f?-?+f?-?=-f??-f?? ?4??6??4??6? 3π5=-+sin=. 16616 4.定义在R上的函数f(x)满足f(x+6)=f(x),当-3≤x<-1时,f(x)=-(x+2);当-1≤x<3时,f(x)=x.则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2019)=________. 答案 338 解析 ∵f(x+6)=f(x),∴周期T=6. ∵当-3≤x<-1时,f(x)=-(x+2); 当-1≤x<3时,f(x)=x, ∴f(1)=1,f(2)=2,f(3)=f(-3)=-1, 2 2 f(4)=f(-2)=0,f(5)=f(-1)=-1, f(6)=f(0)=0, ∴f(1)+f(2)+…+f(6)=1, ∴f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2015)+f(2016) 2016=1×=336. 6 又f(2017)=f(1)=1,f(2018)=f(2)=2, 5