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第3讲 函数的奇偶性、周期性
复习要点 1.结合具体函数,了解函数奇偶性的概念和几何意义.2.会运用函数图象理
解和研究函数的奇偶性.3.了解函数周期性、最小正周期的含义,会判断、应用简单函数的
周期性.
一 函数的奇偶性
奇偶性 定义 图象特点
如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有
偶函数 关于 y 轴 对称
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
奇函数 关于原点对称
f ( - x ) =- f ( x ) ,那么函数f(x)就叫做奇函数
二 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做f(x)
的最小正周期.
常/用/结/论
1.如果函数f(x)是奇函数且在x=0处有定义, 则一定有 f (0) = 0 ;如果函数f(x)是偶函
数,那么f(x)=f(|x|).
奇函数在x=0的独有气质!另外,周期为T的奇函数,必有f=0的性质.
2.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.
1.判断下列结论是否正确.
(1)若函数f(x)是奇函数,则必有f(0)=0.()
(2)“a+b=0”是“函数f(x)在区间[a,b](a≠b)上具有奇偶性”的必要条件.(√)
(3)函数f(x)=+是非奇非偶函数.(√)
(4)若函数y=f(x+b)是奇函数,则函数y=f(x)的图象关于点(b,0)中心对称.(√)
2.已知 f(x)是 R 上的偶函数,当 x≥0 时,f(x)=x+ln(x+1),则当 x<0 时,f(x)=
( )
A.-x-ln(1-x) B.x-ln(1-x)
C.-x+ln(1-x) D.x+ln(1-x)
解析:当x<0时,-x>0,则f(x)=f(-x)=-x+ln(1-x).故选C.
答案:C
3.(2023·全国甲卷,理)若f(x)=(x-1)2+ax+sin为偶函数,则a=________________.解析:因为f(x)为偶函数,所以f(-x)=f(x),则(-x-1)2-ax+sin=(x-1)2+ax+sin,
得a=2.
答案:2
4.已知定义在R上的函数f(x)满足f(x+2)-f(x)=0,当x∈(0,2]时,f(x)=log x,则f(2
4
024)=________.
解析:由f(x+2)-f(x)=0得f(x+2)=f(x),故f(x)是以2为周期的周期函数,所以f(2
024)=f(2)=log 2=.
4
答案:
题型 常见函数奇偶性的判断
典例1判断下列函数的奇偶性.
(1) f ( x ) = x 3 -;快速判断:奇-奇=奇.
(2)f(x)=(x+1);
(3) f ( x ) =
上、下两代数式做比较,相应偶函数的系数互为相反数,奇函数的系数相同,这样的
函数是奇函数.
(4)f(x)=+.
解:(1)函数的定义域为{x|x≠0},关于原点对称,并且对于定义域内的任意一个 x都有
f(-x)=(-x)3-=-=-f(x),所以f(x)为奇函数.
(2)由 得- 1< x ≤1 ,
从定义域着眼,定义域不对称.
因为f(x)的定义域(-1,1]不关于原点对称,
所以f(x)既不是奇函数,也不是偶函数.
(3)方法一(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.
方法二(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.
(4)f(x)的定义域为{-1,1},关于原点对称,又f(-1)=f(1)=0,f(-1)=-f(1)=0,
所以f(x)既是奇函数又是偶函数.判断函数奇偶性的方法
(1)定义法
(2)图象法
(3)性质法
设f(x),g(x)的定义域分别是D,D,那么在它们的公共定义域上,有下面结论:
1 2
f(x) g(x) f(x)+g(x)
偶函数 偶函数 偶函数
偶函数 奇函数 不能确定
奇函数 偶函数 不能确定
奇函数 奇函数 奇函数
f(x)-g(x) f(x)g(x) f(g(x))
偶函数 偶函数 偶函数
不能确定 奇函数 偶函数
不能确定 奇函数 偶函数
奇函数 偶函数 奇函数
注意:函数的定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的前提条件.
对点练1判断下列函数的奇偶性.
(1)f(x)=x2+x;
(2)f(x)=;
(3)f(x)=ln|1+x|;
(4)f(x)=xln(-x).
解:(1)函数的定义域为R,关于原点对称,且f(-x)=x2-x≠±f(x),故函数为非奇非偶
函数.
(2)由得-2≤x≤2且x≠0.
∴f(x)的定义域为[-2,0)∪(0,2],关于原点对称.
∴f(x)==.∴f(-x)=-f(x),∴f(x)是奇函数.
(3)函数定义域为{x|x≠-1},不关于原点对称,故函数为非奇非偶函数.
(4)易知f(x)的定义域为R,
又f(-x)=(-x)·ln(+x)
=-x·ln
=x·ln(-x)=f(x),
∴f(x)为偶函数.
题型 函数奇偶性的应用问题
典例2(1)(2024·山西吕梁模拟)已知函数f(x)为定义在R上的奇函数,且当x≥0时,f(x)
=2x+x-1,则当x<0时,f(x)等于( )
A.2-x-x-1
B.2-x+x+1
C.-2-x-x-1
D.-2-x+x+1
(2)(2023·新高考全国Ⅱ卷)若f(x)= ( x + a )ln 为偶函数 ,则a=( )
几个具备奇偶性的函数:y=ax+a-x为偶函数,y=ax-a-x为奇函数,y=log 和y=
a
log(x+)都为奇函数.
a
A.-1 B.0
C. D.1
解析:(1)当x<0时,-x>0,因为f(x)是奇函数,所以 f ( x ) =- f ( - x ) =-2-x+x+1. 故
选D.
自变量的转变是我们要学习的.
(2)设g(x)= ln ,易知 g ( x ) 的定义域为 ∪ ,且 g(-x)=
解不等式>0.
ln=ln=-ln=-g(x),所以g(x)为奇函数.若f(x)=(x+a)ln为偶函数,则y=x+a也
应为奇函数,所以a=0.故选B.
已知函数奇偶性可以解决的几个问题
(1)求函数值:利用函数奇偶性将待求值转化为已知区间上的函数值求解.
(2)求解析式:将待求区间上的自变量转化到已知区间上,再利用函数奇偶性求出.
(3)求解析式中的参数:利用待定系数法求解,根据f(x)±f(-x)=0得到关于参数的恒等
式,由系数的对等性得参数的方程(组),进而得到参数的值.
(4)画函数图象和判断单调性:利用奇偶性可画出另一对称区间上的图象及判断另一区
间上的单调性.
对点练2(1)(2024·重庆一中月考)已知函数f(x)=ax3+bsin x+3,若f(m)=2,则f(-m)
=( )
A.4 B.5C.7 D.-2
(2)已知函数f(x)的图象为[-1,1]上连续不断的曲线,且2 019f(-x)=,f(x)在[0,1]上单调
递减.若f(log m)<f(log (m+2))成立,则实数m的取值范围为( )
\f(1,2 \f(1,4
A.(-1,2) B.
C. D.(0,2)
解析:(1)g(x)=f(x)-3=ax3+bsin x为R上的奇函数,则g(m)+g(-m)=0,即f(m)-
3+f(-m)-3=0,则f(-m)=4.故选A.
(2)由2 019f(-x)=,得2 019f(-x)·2 019f(x)=1,即2 019f(-x)+f(x)=1,即f(x)+f(-x)=0,故
函数f(x)为奇函数,则f(x)在[-1,1]上单调递减.
所以 解得≤m<2.故选C.
\f(1,2\f(1,4\f(1,2\f(1,4
答案:(1)A (2)C
题型 函数周期性的探究
典例3设f(x)是定义在R上的奇函数,且对任意实数x,恒有 f ( x + 2) =- f ( x ) .
条件可转化为f(x)=-f(x-2).
当x∈[0,2]时,f(x)=2x-x2.
(1)求证:f(x)是周期函数;
(2)当 x ∈ [2,4] 时,求 f ( x ) 的解析式;
由x∈[2,4],得x-2∈[0,2],则f(x)=-f(x-2)=-[2(x-2)-(x-2)2]=x2-6x+8.
(3)计算f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 021).
(1)证明:∵f(x+2)=-f(x),
∴f(x+4)=-f(x+2)=f(x).
∴f(x)是周期为4的周期函数.
(2)解:当x∈[-2,0]时,-x∈[0,2],由已知得f(-x)=2(-x)-(-x)2=-2x-x2.
又f(x)是奇函数,
∴f(-x)=-f(x)=-2x-x2.
∴f(x)=x2+2x.
又当x∈[2,4]时,x-4∈[-2,0],
∴f(x-4)=(x-4)2+2(x-4).
又f(x)是周期为4的周期函数,
∴ f ( x ) = f ( x - 4) =(x-4)2+2(x-4)=x2-6x+8.即当x∈[2,4]时,f(x)=x2-6x+8.
这是应用周期性求解析式.
(3)解:∵f(0)=0,f(1)=1,f(2)=0,f(3)=-1,且f(x)是周期为4的周期函数,
∴f(0)+f(1)+f(2)+f(3)=f(4)+f(5)+f(6)+f(7)=…=f(2 016)+f(2 017)+f(2 018)+f(2
019)=0.∴f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 019)+f(2 020)+f(2 021)=f(2 020)+f(2 021)=f(0)+f(1)=
1.
函数周期性的三个常用结论(1)若f(x+a)=-f(x),则T=2a.
(2)若f(x+a)=(f(x)≠0),则T=2a.
(3)若f(x+a)=-(f(x)≠0),则T=2a.
对点练3(1)(2024·河北石家庄模拟)已知f(x)是定义在R上,以3为周期的偶函数,若
f(1)<1,f(5)=,则实数a的取值范围为________.
(2)(2024·河北唐山一中模拟)若函数f(x)=则f(2 023)=________.
解析:(1)∵f(x)是定义在R上,以3为周期的偶函数,
∴f(5)=f(5-6)=f(-1)=f(1),
∴由f(1)<1,f(5)=,
得f(5)=<1,
即-1=<0,
解得-1<a<4.
∴实数a的取值范围为(-1,4).
(2)当x>0时,
f(x)=f(x-1)-f(x-2),①
∴f(x+1)=f(x)-f(x-1),②
①+②得f(x+1)=-f(x-2),
即f(x+3)=-f(x),f(x+6)=-f(x+3)=f(x),
∴f(x)的周期为6,∴f(2 023)=f(337×6+1)=f(1)=f(0)-f(-1)=20-21=-1.
答案:(1)(-1,4) (2)-1