★知识梳理
1.函数的奇偶性的定义:
①对于函数 的定义域内任意一个 ,都有 〔或 〕,则称 为奇函数. 奇函数的图象关于原点对称。
②对于函数 的定义域内任意一个 ,都有 〔或 〕,则称 为偶函数. 偶函数的图象关于 轴对称。
③通常采用图像或定义判断函数的奇偶性. 具有奇偶性的函数,其定义域原点关于对称(也就是说,函数为奇函数或偶函数的必要条件是其定义域关于原点对称)
1. 函数的周期性命定义:
对于函数 ,如果存在一个非零常数 ,使得定义域内的每一个 值,都满足
,那么函数 就叫做周期函数,非零常数 叫做这个函数的周期。
★重、难点突破
重点:函数的奇偶性和周期性,函数的奇偶性、单调性、周期性的综合应用
难点:函数的奇偶性的判断 函数的奇偶性与单调性、函数的奇偶性与周期性的综合应用
重难点:1.函数的奇偶性的判断:可以利用奇偶函数的定义判断或者利用定义的等价形式
,也可以利用函数图象的对称性去判断函数的奇偶性.注意①若 ,则 既是奇函数又是偶函数,若 ,则 是偶函数;②若 是奇函数且在 处有定义,则 ③若在函数 的定义域内有 ,则可以断定 不是偶函数,同样,若在函数 的定义域内有 ,则可以断定 不是奇函数。
2.奇偶函数图象的对称性
(1) 若 是偶函数,则 的图象关于直线 对称;
(2) 若 是偶函数,则
的图象关于点 中心对称;
3.函数的周期性 周期性不仅仅是三角函数的专利,抽象函数的周期性是高考热点,主要难点是抽象函数周期的发现,主要有几种情况:
(1)函数值之和等于零型,即函数
对于定义域中任意 满足 ,则有 ,故函数 的周期是
(2)函数图象有 , 两条对称轴型
函数图象有 , 两条对称轴,即 ,
,从而得 ,
故函数 的周期是
(3) 两个函数值之积等于 ,即函数值互为倒数或负倒数型
若 ,则得 ,所以函数 的周期是 ;同理若 ,则 的周期是
(4) 分式递推型,即函数 满足
由 得 ,进而得
,由前面的结论得 的周期是
★热点考点题型探析
考点1 判断函数的奇偶性及其应用
题型1:判断有解析式的函数的奇偶性
[例1] 判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=|x+1|-|x-1|;(2)f(x)=(x-1)• ;
(3) ;(4)
[思路点拨]判断函数的奇偶性应依照定义解决,但都要先考查函数的定义域。
[解析] (1)函数的定义域x∈(-∞,+∞),对称于原点.
∵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.
(2)先确定函数的定义域.由 ≥0,得-1≤x<1,其定义域不对称于原点,所以f(x)既不是奇函数也不是偶函数.
(3)去掉绝对值符号,根据定义判断.
由 得
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)= = ,∴f(-x)= =- =-f(x)
故f(x)为奇函数.
(4)∵函数f(x)的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),并且当x>0时,-x<0,
∴f(-x)=(-x)[1-(-x)]=-x(1+x)=-f(x)(x>0).
当x<0时,-x>0,∴f(-x)=-x(1-x)=-f(x)(x<0).
故函数f(x)为奇函数.
【名师指引】○1函数的奇偶性是函数的一个整体性质, 定义域具有对称性 ( 即若奇函数或偶函数的定义域为D, 则 时 ) 是一个函数为奇函数或偶函数的必要条件
○2分段函数的奇偶性一般要分段证明.③判断函数的奇偶性应先求定义域再化简函数解析式.
题型2:证明抽象函数的奇偶性
[例2] (09年山东梁山)定义在区间 上的函数f (x)满足:对任意的 ,
都有 .
求证f (x)为奇函数;
[思路点拨]欲证明 为奇函数,就要证明 ,但这是抽象函数,应设法充
分利用条件“对任意的 ,都有 ”中的 进行合理
“赋值”
[解析]令x = y = 0,则
f (0) + f (0) =
∴ f (0) = 0
令x∈(-1, 1) ∴-x∈(-1, 1)
∴ f (x) + f (-x) = f ( ) = f (0) = 0
∴ f (-x) =-f (x)
∴ f (x) 在(-1,1)上为奇函数
【名师指引】对于抽象函数的奇偶性问题,解决的关键是巧妙进行“赋值”,而抽象函数的不等式问题,要灵活利用已知条件,尤其是f (x1) -f (x2) = f (x1) + f (-x2)
[新题导练]
1.(09广东电白一中)设函数 为奇函数,则 ___________。
[解析]0;由函数 为奇函数得到 ,即
所以
2.(高州中学09届训练题)已知函数 是定义域为 的偶函数,则 的值是( )
A.0;B. ;C.1;D.
[解析]B;由函数 是定义域为 的偶函数得 ,并且 ,即 ,所以 的值是0
3.定义两种运算: , ,则
是______________函数,(填奇、偶、非奇非偶,既奇又偶四个中的一个)
[解析]奇;依 和 得
,其定义域为 ,所以
,可见, 是奇函数
4.已知函数 (a、b、c∈Z)是奇函数,又 , ,求a、b、c的值.
[解析] ;由f(-x)=-f(x),得-bx+c=-(bx+c).
∴c=0,由f(1)=2,得a+1=2b,由f(2)<3,得 <3,
解得-1<a<2.又a∈Z,∴a=0或a=1.若a=0,则b= ,与b∈Z矛盾.∴a=1,b=1,c=0.
考点2 函数奇偶性、单调性的综合应用
[例3] (普宁市城东中学09)已知奇函数 是定义在 上的减函数,若 ,求实数 的取值范围。
[思路点拨]欲求 的取值范围,就要建立关于 的不等式,可见,只有从
出发,所以应该利用 的奇偶性和单调性将外衣“ ”脱去。
[解析] 是定义在 上奇函数
对任意 有
由条件 得 =
是定义在 上减函数
,解得
实数 的取值范围是
【名师指引】利用函数的奇偶性可以求对称区间上的函数的表达式
[例4]设函数f(x)是定义在R上的偶函数,并在区间(-∞,0)内单调递增,f(2a2+a+1)<f(3a2-2a+1).求a的取值范围,并在该范围内求函数y=( ) 的单调递减区间.
[思路点拨]欲由f(2a2+a+1)<f(3a2-2a+1)求a的取值范围,就要设法利用函数f(x)的单调性。
而函数y=( ) 是一个复合函数,应该利用复合函数单调性的判定方法解决
[解析]设0<x1<x2,则-x2<-x1<0,∵f(x)在区间(-∞,0)内单调递增,
∴f(-x2)<f(-x1),∵f(x)为偶函数,∴f(-x2)=f(x2),f(-x1)=f(x1),
∴f(x2)<f(x1).∴f(x)在(0,+∞)内单调递减.
由f(2a2+a+1)<f(3a2-2a+1)得:2a2+a+1>3a2-2a+1.解之,得0<a<3.
又a2-3a+1=(a- )2- .
∴函数y=( ) 的单调减区间是
结合0<a<3,得函数y=( ) 的单调递减区间为[ ,3).
【名师指引】偶函数在关于原点对称的两个区间上的单调性相反,而奇函数在关于原点对称的两个区间上的单调性相同。
[新题导练]
5.(普宁市城东中学09届高三模拟)若 是奇函数,且在 内是增函数,又 ,则 的解集是( )
A. ;B.
C. ; D.
[解析]D;因为 在 内是增函数, ,所以当 时, ;当 时, ,又因 是奇函数,其图象关于原点对称,所以当 时, ;当 时, ,可见 的解集是
6.(2007•天津改编)在 上定义的函数 是奇函数,且 ,若 在区间 是减函数,则函数 ( )
A.在区间 上是增函数,区间 上是增函数
B.在区间 上是增函数,区间 上是减函数
C.在区间 上是减函数,区间 上是增函数
D.在区间 上是减函数,区间 上是减函数
[解析] C;由 知 的图象关于直线 对称,由 在区间 是减函数知 在区间 是增函数,又由 及 是奇函数,得到
,进而得 ,所以 是以4为周期的函数,故 在 上是减函数。
7.(普宁市城东中学09届高三模拟)定义在R上的奇函数 有最小正周期4,且 时, 。求 在 上的解析式
[解析]
⑴当 时,
又 为奇函数, ,
当 时,由 有最小正周期4,
综上,
考点3 函数奇偶性、周期性的综合应用
[例5] (09年惠州第三次调研考)已知定义在 上的偶函数 满足 对
于 恒成立,且 ,则 ________
[思路点拨]欲求 ,应该寻找 的一个起点值,发现 的周期性
[解析]由 得到 ,从而得 ,可见 是以4为周期的函数,从而 ,
又由已知等式得
又由 是 上的偶函数得
又在已知等式中令 得 ,即
所以
【名师指引】近年将函数的奇偶性、周期性综合在一起考查逐步成为一个热点,解决问题的关键是发现函数的周期性(奇偶性)。
[新题导练]
8.(执信中学09届训练题)设 是定义在 上的正值函数,且满足
.若 是周期函数,则它的一个周期是( )
. ; . ; . ; .
[解析] ;由 是定义在 上的正值函数及 得
, ,
,所以 ,即 的一个周期是6
9.(06年安徽改编)函数 对于任意实数 满足条件 ,若 则 __________
[解析] ;由 得 ,进而得
所以
备选例题:(05年广东)设函数
,且在闭区间 上,只有
(Ⅰ)试判断函数 的奇偶性;
(Ⅱ)试求方程 在闭区间 上的根的个数,并证明你的结论.
[解析] (Ⅰ)方法一:若 是偶函数,则
于是有 ,这与在闭区间 上,只有 矛盾
故 不是偶函数;
若 是奇函数,则 ,这与在闭区间 上,只有 矛盾,故若 不是奇函数
所以 既不是偶函数,也不是奇函数
方法二:因为在闭区间 上,只有 故 ,即 不是奇函数
又由 知, ,而 ,所以 ,又
所以 ,可见 不是偶函数
所以 既不是偶函数,也不是奇函数
(Ⅱ)方法一:因为
所以 ,即
所以 ,即
又 ,所以 和 都是方程 的根
由 和 及 得到
故方程 在闭区间 上的根至少有802个
如果存在 使得 ,则
但 ,这与在闭区间 上,只有 矛盾
故 在 上只有两个根,即 和
设 是方程 在闭区间 上任意一个根,则存在整数 ,使得
,且
由上可知 或 ,所以 或 ( )
所以故方程 在闭区间 上仅有802个根
方法二:由
知 是周期为10的函数,
由 知 的图象关于直线 对称
又因为 在 上仅有 所以 在 上没有根
即 在 上只有两个根,即 和
于是, 在 内只有400个根,在 上仅有2个根,在 内仅有400个根,在 上没有根。
所以故方程 在闭区间 上仅有802个根
★抢分频道
基础巩固训练:
1.(普宁市城东中学09届月考)已知 是定义在R上的函数,且满足
,则“ 为偶函数”是( )“2为函数 的一个周期”的 ( ) A.充分不必要条件;B.必要不充分条件;C.充要条件;D.既不充分也不必要条件
[解析]C;由 得
若 为偶函数,则 ,即2为函数 的一个周期;
若2为函数 的一个周期,则 ,又由 得
,所以 ,即 为偶函数
2.(汕头市金山中学09年模拟)若偶函数 在 上是增函数,则下列关系式中成立的是( )
A. ;B. ;
C. ;D.
[解析]D;因为 为偶函数,故 ,又 , 在 上是增函数,所以
3.(09年深圳翠园、宝安中学)设函数 (x∈R)为奇函数, ,
,则 ( )
A.0;B.1; C. ;D.5
[解析]C;特取 ,则
4.(湛江市09年高三调研)函数 在其定义域内是( )
A. 是增函数又是偶函数;B. 是增函数又是奇函数
C. 是减函数又是偶函数;D. 是减函数又是奇函数
[解析]B;因为 ,故 是奇函数;又
,可见 是增函数,所以应选B
5.(中山市09年高三统考)偶函数 满足: ,且在区间 与 上分别递减和递增,则不等式 的解集为( )
A. ;B.
C. ;D.
[解析]D;由已知条件通过 的草图得知函数 的值在 、 、 上都为正,在 、 上为负,故不等式 的解集为
6.(09年深圳九校联考)已知 是定义域为R的奇函数,若当 时,
,则满足 的 的取值范围是 .
[解析] ;当 时, ,由已知条件得 ,又
是定义域为R的奇函数,故得 ,即
当 时由 得 ;当 时由 得
综合提高训练:
7.设 是 上的奇函数, ,当 时, ,则 为
[解析] ;由 得 ,故 是以4为周期的函数,故 ,又 是 上的奇函数,且当
时, 所以
8.(四会中学高三09年月考)符号 表示不超过 的最大整数,如 , ,定义函数 .给出下列四个命题:①函数 的定义域是R,值域为 ;②方程 有无数个解;③函数 是周期函数;④函数 是增函数.其中正确命题的序号有( )
A.①④;B.③④;C.②③;D.②④
[解析] C;依据函数 的定义知函数 的定义域是R,但 ,故①错误;而方程 ,即方程 有无数个解,故②正确;由于当 取整数时,都有 ,所以函数 不是增函数,即④是错误的,从而应选C
9.(08年辽宁改编)设 是连续的偶函数,且当 时 是单调函数,
求满足 的所有 之和
[解析] ;根据题意,由已知得 ,又 是连续的偶函数,且当 时 是单调函数,故得 或
即 ① 或 ②
①的两根之和为 ,②的两根之和为 ,所以所有根的和为