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专题 12 预备知识十二:函数的奇偶性
1、了解函数奇偶性的定义
2、掌握函数奇偶性的判断和证明方法.
3、会应用奇、偶函数图象的对称性解决简单问题
知识点一:函数的奇偶性
1、定义:
1.1偶函数:一般地,设函数 的定义域为 ,如果 ,都有 ,且 ,那么
函数 就叫做偶函数.
1.2奇函数:一般地,设函数 的定义域为 ,如果 ,都有 ,且 ,那么
函数 就叫做奇函数.
2、函数奇偶性的判断
2.1定义法:
(1)先求函数 的定义域 ,判断定义域是否关于原点对称.
(2)求 ,根据 与 的关系,判断 的奇偶性:
①若 是奇函数
②若 是偶函数
③若 既是奇函数又是偶函数
④若 既不是奇函数也不是偶函数
2.2图象法:
(1)先求函数 的定义域 ,判断定义域是否关于原点对称.
(2)若 的图象关于 轴对称 是偶函数
(3)若 的图象关于原点对称 是奇函数
2.3性质法:
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司, 在它们的公共定义域上有下面的结论:
偶函数 偶函数 偶函数 偶函数 偶函数 偶函数
偶函数 奇函数 不能确定 不能确定 奇函数 奇函数
奇函数 偶函数 不能确定 不能确定 奇函数 奇函数
奇函数 奇函数 奇函数 奇函数 偶函数 偶函数
知识点二:奇函数,偶函数的性质
1、奇函数,偶函数的图象特征
设函数 的定义域为
(1) 是偶函数 的图象关于 轴对称;
(2) 是奇函数 的图象关于原点对称;
(3)若 是奇函数且 ,则
2、函数的奇偶性与单调性的关系
(1) 是偶函数 在关于原点对称区间上具有相反的单调性;
(2) 是奇函数 在关于原点对称区间上具有相同的单调性;
3、函数的奇偶性与函数值及最值的关系
设函数 的定义域为 (其中 )
(1) 是偶函数,且 在 上单调,则 在 上有相反的单调性,
此时函数的最大(小)值相同;
(2) 是奇函数,且 在 上单调,则 在 上有相同的单调性,
此时函数的最值互为相反数;
知识点三:对称性
1、轴对称:
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司设函数 的定义域为 ,且 是 的对称轴,则有:
① ;
②
③
2、点对称
设函数 的定义域为 ,且 是 的对称中心,则有:
① ;
②
③
3、拓展:
①若 ,则 关于 对称;
②若 ,则 关于 对称;
对点特训一:判断函数的奇偶性
典型例题
例题1.(23-24高一·全国·课堂例题)判断下列函数的奇偶性:
(1) ;
(2) ;
(3) .
【答案】(1)偶函数
(2)奇函数
(3)非奇非偶函数
【分析】通过奇函数和偶函数的定义域关于原点对称,以及奇函数定义 ,偶函数定义
,判断各个小问的奇偶性.
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司【详解】(1) 的定义域为 ,且 ,所以 为偶函数.
(2) 的定义域为 ,且 ,所以 为奇函数.
(3) 的定义域为 ,所以定义域不关于原点对称,所以 为非奇非偶函数.
例题2.(23-24高一·全国·课堂例题)判定下列函数是否为偶函数或奇函数:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) .
【答案】(1)偶函数.
(2)奇函数
(3)偶函数.
(4)既不是奇函数,也不是偶函数.
【分析】(1)根据题意,由函数奇偶性的定义,即可判断;
(2)根据题意,由函数奇偶性的定义,即可判断;
(3)根据题意,由函数奇偶性的定义,即可判断;
(4)根据题意,由函数奇偶性的定义,即可判断;
【详解】(1)函数 的定义域是 .
因为对于任意的 ,都有 ,且
,
所以函数 是偶函数.
(2)函数 的定义域是 .
因为对于任意的 ,都有 ,且
,
所以函数 是奇函数.
(3)函数 的定义域是 .
因为对于任意的 ,都有 ,且
,
所以函数 是偶函数.
(4)函数 的定义域是 .
因为 , ,所以
, .
因此,根据函数奇偶性定义可以知道,函数 既不是奇函数,也不是偶函数.
精练
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司1.(23-24高一上·新疆克孜勒苏·期末)判断下列函数的奇偶性:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
【答案】(1)偶函数
(2)奇函数
(3)奇函数.
【分析】根据函数奇偶性的定义进行判断.
【详解】(1) 的定义域为 ,它关于原点对称.
,故 为偶函数.
(2) 的定义域为 ,它关于原点对称.
,故 为奇函数.
(3) 的定义域为 ,它关于原点对称.
,故 为奇函数.
2.(2024高一·全国·专题练习)判断下列函数是否具有奇偶性:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4)
【答案】(1)奇函数
(2)偶函数
(3)非奇非偶函数
(4)非奇非偶函数
【分析】根据函数奇偶性的定义分别判断即可.
【详解】(1)函数 的定义域为 ,
因为 ,
所以函数 为奇函数;
(2)函数 的定义域为 ,
因为 ,
所以函数 为偶函数;
(3)函数 的定义域为 ,
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司因为 ,
所以 ,
所以函数 是非奇非偶函数;
(4)因为函数 的定义域为 ,不关于原点对称,
所以函数 是非奇非偶函数.
对点特训二:根据函数的奇偶性求值
典型例题
例题1.(2024·山东泰安·三模)已知函数 是定义在 上的奇函数,当 时,
,则 的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】由奇函数性质可求得 的值,结合 计算即可.
【详解】由题意得,函数 为奇函数,且定义域为 ,
由奇函数的性质得, ,解得 ,经过检验符合题意,
所以当 时, ,
所以 .
故选:D.
例题2.(23-24高一上·湖南长沙·阶段练习)已知函数 是定义在 上的偶函数,则
等于 .
【答案】
【分析】利用分段函数的性质与偶函数的性质即可得解.
【详解】因为 是定义在 上的偶函数,
所以 .
故答案为: .
精练
1.(23-24高一上·四川雅安·阶段练习)已知 是偶函数,当 时, ,则
( )
A. B. C.7 D.5
【答案】B
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司【分析】函数为偶函数,有 ,代入解析式求解即可.
【详解】 是偶函数,当 时, ,
则 .
故选:B
2.(23-24高一上·安徽马鞍山·阶段练习)已知 是奇函数,当 时, ,则
.
【答案】
【分析】根据奇函数的性质, ,则 可求得答案.
【详解】因为 是奇函数,所以 ,
当 时, ,所以 .
故答案为:
对点特训三:根据函数的奇偶性求解析式
典型例题
例题1.(23-24高一上·河北石家庄·期中)已知函数 是定义在 上的奇函数,当 时,
,则 时 的解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据奇函数的性质求解即可.
【详解】因为函数 是定义在 上的奇函数,
当 时, , ,所以 .
故选:C
例题2.(23-24高一上·福建莆田·期中)已知函数 是定义在 上的偶函数,且当 时,
,则当 时, 的解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用偶函数的定义,直接求函数解析式.
【详解】由函数 为偶函数,
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司得当 时, , ,
故选:D.
精练
1.(23-24高一上·重庆璧山·阶段练习)已知函数 在 上为偶函数,且当 时, ,则当
时, 的解析式是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据函数的奇偶性求得正确答案.
【详解】当 时, ,
由于 是偶函数,
所以 .
故选:C
2.(2024高一·全国·专题练习)已知 为偶函数,当 时, ,当 时,求
解析式.
【答案】
【分析】利用函数的寄偶性即可求出.
【详解】设 ,则 ,所以
又因 是定义域上的偶函数,所以 ,
所以 .
对点特训四:根据函数的奇偶性求参数
典型例题
例题1.(23-24高一上·贵州·阶段练习)已知函数 是定义在 上的偶函数,
则 ( )
A.4 B.6 C.8 D.0
【答案】B
【分析】根据函数奇偶性的性质列出方程组求解即可得到答案.
【详解】因为函数 是定义在 上的偶函数
所以函数定义域关于原点对称,且 .
则 ,解得 .
所以 .
故选:B
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司例题2.(2024·四川内江·三模)若函数 是奇函数,则 .
【答案】
【分析】利用奇函数定义,结合分段函数分段探讨求解即得.
【详解】函数 是奇函数, ,
当 时, , ,
而当 时, ,则 ,
当 时, , ,
而当 时, ,则 ,
所以 , .
故答案为:
例题3.(23-24高一上·陕西商洛·期末)已知函数 是偶函数,则 .
【答案】1
【分析】利用偶函数的定义即可求解.
【详解】因为函数 是偶函数,
所以 ,即 ,即 ,
于是有 ,解得 .
故答案为: .
精练
1.(23-24高一上·上海嘉定·期末)函数 为偶函数,则实数
.
【答案】
【分析】根据偶函数的概念可知 恒成立,即可得解.
【详解】由已知 定义域为 ,
又函数 为偶函数,
则 恒成立,
即 ,
化简可得 恒成立,
又 时, 不恒成立,
所以 ,即 ,
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司故答案为: .
2.(23-24高一上·云南保山·期中)已知函数 是偶函数,其定义域为
,则
【答案】
【分析】根据定义域关于原点对称可得 ,根据 可求 ,从而可求 与 .
【详解】因为函数 是定义域为 的偶函数,
所以 ①,
且 ,即 ,解得 ,
代入①,可得 ,
所以 .
故答案为: .
3.(23-24高一上·广东惠州·期中)已知函数 是偶函数,则实数 .
【答案】
【分析】利用二次函数的对称性与偶函数的性质,列式即可得解.
【详解】因为 是二次函数,开口向上,对称轴为 ,
又 是偶函数,则对称轴为 轴,所以 ,解得 .
故答案为: .
对点特训五:根据函数的奇偶性解不等式
典型例题
例题1.(23-24高一上·河南周口·阶段练习)设 是定义在 上的偶函数,且在
内是增函数,又 ,则不等式 的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】通过分析函数的单调性结合 ,即可得出不等式 的解集.
【详解】由题意,
在 中,函数是定义在 上的偶函数,且在 内是增函数,
∴ ,函数在 单调递减,
∵ ,
∴当 和 时, ,
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司故选:B.
例题2.(23-24高一上·陕西商洛·阶段练习)已知 是定义在 上的奇函数,在 上单调递增,
,那么 的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据奇函数的性质和函数单调性相关知识直接求解即可.
【详解】因为 是定义在 上的奇函数,在 上单调递增, ,
所以 在 上单调递增, ,
所以当 和 时, ,
当 和 时, ,
若 ,则 或 ,
所以 或 ,
所以原不等式的解集为 .
故选:B
例题3.(23-24高一上·上海·阶段练习)已知定义域为 的偶函数 在区间 上严格减,且
,则不等式 的解集为 .
【答案】
【分析】由偶函数和函数的单调性可得出 ,可得出 ,解之即可.
【详解】因为定义域为 的偶函数 在区间 上严格减,
则 ,
所以 ,即 或 ,解得 或 ,
即所求解集为 .
故答案为: .
精练
1.(23-24高一上·河北张家口·期中)已知偶函数 在区间 上单调递增,则不等式
的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,转化不等式,解出即可.
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司【详解】因为偶函数 在区间 上单调递增,
故由 得:
,
解得 ,
故选:C
2.(23-24高三上·安徽滁州·阶段练习)函数 是R上的偶函数,且在 上是增函数,若
,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D. 或
【答案】C
【分析】根据函数的单调性求解.
【详解】解: 是R上的偶函数,且在 上是增函数
在 是减函数, , , ;
故选:C.
3.(23-24高一上·广东东莞·期中)已知 ,则不等式 的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先判断函数的奇偶性和单调性,利用奇偶性和单调性求出不等式的解集.
【详解】解:由题意,
在 中,
∴ 为奇函数,
设对于任意的 ,且 ,
∵
∴ ,
∴ ,函数单调递增
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司∵
∴ ,
∴
解得:
∴不等式 的解集为
故选:A.
对点特训六:通过构造奇函数求值
典型例题
例题1.(2024高一·全国·专题练习)已知函数 ,且 ,则
【答案】
【分析】设 ,易判断 为奇函数, ,则 ,两式
相加结合奇函数可求得结果.
【详解】设 , ,
且
则 为奇函数,则 ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,又 ,
所以 .
故答案为:1.
例题 2.(23-24 高一上·北京·期中)已知函数 ,且 ,则
.
【答案】
【分析】
令 , ,即可判断 、 的奇偶性,再根据奇偶性求出 .
【详解】令 , , ,
则 , ,
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司所以 为奇函数, 为偶函数,
又 ,且 , ,
所以 , ,
又 ,
所以 .
故答案为:
精练
1.(23-24高一上·广东茂名·阶段练习)已知函数 ,若 ,则 .
【答案】
【分析】通过构造奇函数的方法来求得正确答案.
【详解】令 为奇函数, ,
.
故答案为:
2.(23-24高一上·广东·期末)已知函数 ,若 ,则 .
【答案】
【分析】由题可得 ,即可得答案.
【详解】因为 ,所以 ,则
.
故答案为: .
1.(2024·北京朝阳·二模)下列函数中,既是奇函数又在其定义域上是增函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据已知的各个函数的性质,可以直接作出判断.
【详解】 是奇函数,它在区间 上单调递增,在定义域内不是增函数,
所以选项A是错误的;
是偶函数,所以选项B是错误的;
既不是奇函数又不是偶函数,所以选项C是错误的;
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司满足既是奇函数又在其定义域上是增函数,所以选项D是正确的;
故选:D.
2.(23-24高一上·北京·期中)如果奇函数 在 上是减函数且最小值是4,那么 在 上
是( )
A.减函数且最小值是-4 B.减函数且最大值是-4
C.增函数且最小值是-4 D.增函数且最大值是-4
【答案】B
【分析】根据奇函数的对称性,在区间 上的性质,可得到函数在区间 上的性质,即可求解.
【详解】由题意,奇函数 在区间 上是减函数,根据奇函数的对称性,可得函数 在
区间 上也是减函数,又由奇函数 在区间 上的最小值是4,
即 ,所以 ,所以函数 在区间 上的
最大值为 ,
故选:B.
3.(23-24高一上·广东·期末)下列函数是奇函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据奇函数的定义判断即可.
【详解】对于A,因为 的定义域为 ,且 ,所以
为偶函数;
对于B,因为 的定义域为 ,且 ,所以 不是奇
函数;
对于C,因为 的定义域为 ,且
,所以 为奇函数;
对于D,因为 的定义域为 ,且 ,所以
为偶函数;
故选: .
4.(23-24高一上·甘肃庆阳·期末)已知函数 是定义在 上的奇函数,当 时, ,
则 ( )
A. B.2 C.3 D.
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司【答案】B
【分析】由函数为奇函数,有 ,代入函数解析式求值即可.
【详解】 是定义在 上的奇函数,当 时, ,
则 .
故选:B.
5.(23-24高一上·广东韶关·期中)如果函数 是奇函数,那么 ( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】运用奇函数定义求解即可.
【详解】当 时, ,
所以 ,
又因为 为奇函数,所以 ,
所以 ,即 ,
所以当 时, .
故选:A.
6.(23-24高一上·广东广州·期中)已知函数 ,且 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设 ,则条件即为 ,利用 的性质将条件转化为 ,推出A
正确,最后构造其它选项的反例即可.
【详解】设 ,则 ,从而 是单调递增的奇函数.
从而条件 等价于 ,即 ,这又等价于 ,即
,即 ,故A正确;
条件等价于 ,取 , ,此时B,C,D均不成立,故B,C,D错误.
故选:A.
7.(23-24高一上·北京·期中)已知奇函数 的定义域为 ,且 在 上单调递减.若
,则 的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用奇函数的性质结合单调性计算即可.
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司【详解】根据奇函数的性质可知 在 和 上单调递减,
且 ,
所以 的解集为 .
故选:B
8.(23-24高一下·广西南宁·开学考试)若函数 是定义在 上的偶函
数,则 ( )
A. B. C.3 D.2
【答案】A
【分析】根据题意,结合函数奇偶性的定义和判定方法,列出方程,即可求解.
【详解】因为函数 是定义在 上的偶函数,所以定义域关于原点对称,
可得 ,所以 ,
由 ,可得 ,解得 ,所以 .
故选:A
二、多选题
9.(2024·广东茂名·二模)已知函数 为 上的奇函数,且在R上单调递增.若 ,
则实数 的取值可以是 ( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】CD
【分析】先利用函数 是奇函数,将不等式 转变为 ,再利用函数
在 上单调递增,将不等式 转变为 ,求解即可.
【详解】因为函数 是奇函数,
则不等式 ,可变形为 ,
因为函数 在 上单调递增,
则不等式 成立,则 ,
解得 ,1,2符合题意,
故选:CD.
三、填空题
10.(2024·河南三门峡·模拟预测)已知函数 是定义在 上的奇函数,当 时,
,则 的值为 .
【答案】4
【分析】由奇函数性质可求得 的值,结合 计算即可.
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司【详解】由题得 ,解得 ,
所以当 时, ,
所以 .
故答案为:4.
四、解答题
11.(23-24高一上·北京·期中)已知函数 .
(1)求 的值;
(2)判断函数 的奇偶性,并加以证明.
【答案】(1)
(2)奇函数,证明见解析
【分析】(1)代值计算可得出 的值;
(2)判断出函数 为奇函数,再利用函数奇偶性的定义证明可得结论.
【详解】(1)因为 ,则 ,所以, .
(2)函数 为奇函数,证明如下:
对于函数 ,有 ,可得 ,即函数 的定义域为 ,
因为 ,所以,函数 为奇函数.
12.(23-24高一上·安徽马鞍山·阶段练习)已知函数 是定义在 上的奇函数,且当 时,
.
(1)求 时,函数 的解析式;
(2)若函数 的最小值为2,求实数 的取值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设 ,得到 ,再利用函数 是定义在 上的奇函数求解;
(2)易得 ,再利用二次函数的性质求解.
【详解】(1)解:设 ,则 ,
因为当 时, ,
学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司所以 ,
又函数 是定义在 上的奇函数,
所以 ;
(2)函数 ,
其对称轴方程为 ,
当 时, ,解得 ,成立;
当 时, ,解得 ,不成立;
当 时, ,解得 ,不成立;
故a的值为 .
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