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专题 2.5 函数的奇偶性-重难点题型精讲
1.函数的奇偶性
(1)定义:
(2)奇偶函数的图象特征(几何意义)
①奇函数的图象特征:若一个函数是奇函数,则这个函数的图象是以原点为对称中心的中心对称图形;
反之,若一个函数的图象是以原点为对称中心的中心对称图形,则这个函数是奇函数.
②偶函数的图象特征:若一个函数是偶函数,则这个函数的图象是以 y轴为对称轴的轴对称图形;反
之,若一个函数的图象关于y轴对称,则这个函数是偶函数.
③奇偶函数的结论:奇函数在关于原点对称的区间上有相同的单调性,偶函数在关于原点对称的区间
上有相反的单调性;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.【题型1 函数奇偶性的判断】
判断函数奇偶性的方法:
(1)代数判断法 :先判断定义域是否关于原点对称,若不对称,即为非奇非偶,若对称,f(-x)=-f(x)的是奇
函数 f(-x)=f(x)的是偶函数;
(2)几何判断法: 关于原点对称的函数是奇函数,关于y轴对称的函数是偶函数;
(3)运算法则 :①两个偶函数相加所得的和为偶函数;②两个奇函数相加所得的和为奇函数;③一个偶函
数与一个奇函数相加所得的和为非奇函数与非偶函数;④ 两个偶函数相乘所得的积为偶函数;⑤两个奇
函数相乘所得的积为偶函数;⑥ 一个偶函数与一个奇函数相乘所得的积为奇函数.
【例1】(2022•仁寿县校级模拟)下列函数为奇函数的是( )
A.f(x)=xe﹣x B.
f(x)=√x3
C.f(x)=x2sinx D.f(x)=ln|x|
【解题思路】先检验函数定义域,然后检验各选项中函数f(﹣x)与f(x)的关系即可判断.
【解答过程】解:A:定义域R,f(﹣x)=﹣xex≠±f(x),f(x)为非奇非偶函数,不符合题意;
B:定义域[0,+∞),关于原点不对称,f(x)为非奇非偶函数,不符合题意;
C:定义域R,f(﹣x)=(﹣x)2sin(﹣x)=﹣x2sinx=﹣f(x),f(x)为奇函数,符合题意;
D:定义域{x|x≠0},f(﹣x)=ln|﹣x|=ln|x|=f(x),f(x)为偶函数,不符合题意.
故选:C.
1
【变式1-1】(2022春•毕节市期末)设函数f(x)= ,则下列函数中为偶函数的是( )
x2−2x+3
A.f(x+1) B.f(x)+1 C.f(x﹣1) D.f(x)﹣1
【解题思路】根据题意,依次分析选项中函数的奇偶性,即可得答案.
1 1
【解答过程】解:根据题意,f(x)= =
,
x2−2x+3 (x−1) 2+2
由此分析选项:
1
对于A,f(x+1)= ,是偶函数,符合题意;
x2+2
1
对于B,f(x)+1 = + 1,既不是奇函数又不是偶函数,不符合题意;
(x−1) 2+2
1
对于C,f(x﹣1)= ,既不是奇函数又不是偶函数,不符合题意;
(x−2) 2+21
对于D,f(x)﹣1 = −1,既不是奇函数又不是偶函数,不符合题意;
(x−1) 2+2
故选:A.
【变式1-2】(2022春•镇海区校级期末)下列函数中,既是偶函数,又满足值域为R的是( )
1
A.y=x2 B.y=|x|+ C.y=tan|x| D.y=|sinx|
|x|
【解题思路】先研究定义域是否关于原点对称,再结合偶函数的定义、值域判断.
【解答过程】解:对应A,显然y≥0,值域不是R,故A错误;
对于B,易知,值域中不包含0,故B错误;
π
对于C,定义域为{x|x≠kπ+ ,k∈Z},关于原点对称,且tan|﹣x|=tan|x|,该函数是偶函数,值
2
域为R,故C正确;
对于D,值域为[﹣1,1],值域不是R,故D错误.
故选:C.
1
【变式1-3】(2022春•兴庆区校级期末)已知函数f(x)=2x−( ) x,则f(x)( )
2
A.是偶函数,且在R是单调递增
B.是奇函数,且在R是单调递增
C.是偶函数,且在R是单调递减
D.是奇函数,且在R是单调递减
【解题思路】根据题意,由奇偶性的定义分析函数的奇偶性,再利用导数分析函数的单调性,即可得答
案.
1
【解答过程】解:根据题意,函数f(x)=2x−(
)
x,其定义域为R,有f(﹣x)=2﹣x﹣2x=﹣f(x),
2
则函数f(x)为奇函数,
1 1
又由f′(x)=2xln2+( )xln2=[2x+( )x]ln2>0,则f(x)在R上为增函数,
2 2
故选:B.
【题型2 利用函数奇偶性求解析式】
求解析式的方法:
先将待求区间上的自变量转化到已知区间上,再利用奇偶性求出 f(x)的解析式,或充分利用奇偶性构造关
于x的方程,从而得到f(x)的解析式.
【例2】(2022春•安康期中)已知f(x)是定义在R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=x+2,则当x<0时,f(x)=( )
A.﹣x﹣2 B.﹣x+2 C.x﹣2 D.x+2
【解题思路】运用奇函数的定义和已知区间上的解析式,可得所求解析式.
【解答过程】解:f(x)是定义在R上的奇函数,可得f(﹣x)=﹣f(x),
设x<0时,﹣x>0,
当x>0时,f(x)=x+2,
可得f(﹣x)=﹣x+2,
所以f(x)=﹣f(﹣x)=x﹣2.
故选:C.
【变式2-1】(2021秋•新化县期末)若函数 f(x)是定义域为R的奇函数,且当 x≥0时,f(x)=x
(1+x),则当x<0时,f(x)=( )
A.﹣x(1+x) B.﹣x(1﹣x) C.x(1+x) D.x(1﹣x)
【解题思路】根据题意,当x<0时,﹣x>0,求出f(﹣x)的表达式,结合函数的奇偶性分析可得答
案.
【解答过程】解:根据题意,当x<0时,﹣x>0,则f(﹣x)=﹣x(1﹣x),
又由函数f(x)是定义域为R的奇函数,则f(x)=﹣f(﹣x)=x(1﹣x),
故选:D.
【变式2-2】(2021秋•沙坪坝区校级期末)已知函数 y=f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,
,则当x<0时,f(x)的表达式是( )
f(x)=x2 (1−√3 x)
A. B. C. D.
x2 (1−√3 x) −x2 (1−√3 x) x2 (1+√3 x) −x2 (1+√3 x)
【解题思路】利用奇函数的对称性,进行转化求解即可.
【解答过程】解:当x<0时,则﹣x>0,
则f(﹣x)=(﹣x)2(1−√3−x)=x2(1+√3 x),
∵f(x)是奇函数,
∴f(﹣x)=﹣f(x),
即f(﹣x)=x2(1+√3 x)=﹣f(x),
则f(x)=﹣x2(1+√3 x),
故选:D.
【变式2-3】(2022•大通县二模)若f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x+1)是偶函数,当0<x≤1时,f(x)=ex﹣1,则当2<x≤3时,f(x)的解析式为( )
A.f(x)=﹣e1﹣x B.f(x)=﹣ex+1 C.f(x)=﹣ex﹣3 D.f(x)=﹣e3﹣x
【解题思路】根据题意,由函数的奇偶性和对称性分析可得f(x)=﹣f(x﹣2),当2<x≤3时,有0
<x﹣2≤1,结合函数的解析式可得f(x﹣2)的表达式,据此分析可得答案.
【解答过程】解:根据题意,f(x)是定义在R上的奇函数,
若f(x+1)是偶函数,即函数f(x)的图象关于直线x=1对称,
则有f(x)=f(2﹣x),
又由f(x)为奇函数,则有f(﹣x)=﹣f(x),
综合可得:﹣f(﹣x)=f(2﹣x),变形可得f(x)=﹣f(x﹣2).
由于当0<x≤1时,f(x)=ex﹣1,
当2<x≤3时,有0<x﹣2≤1,则有f(x﹣2)=ex﹣3,
又由f(x)=﹣f(x﹣2),则有f(x)=﹣ex﹣3,
故选:C.
【题型3 利用函数奇偶性求函数值】
利用函数的奇偶性将待求区间上的自变量转化到已知区间上,结合已知区间上的函数解析式求函数值即可.
【例 3】(2022•雅安模拟)已知函数 f(x)是奇函数,当 x≥0 时,f(x)=2x﹣1,则 f(﹣2)=
( )
3
A.1 B.− C.3 D.﹣3
4
【解题思路】根据题意,由函数的解析式求出f(2)的值,结合函数的奇偶性分析可得答案.
【解答过程】解:根据题意,当x≥0时,f(x)=2x﹣1,则f(2)=22﹣1=3,
又由f(x)为奇函数,则f(﹣2)=﹣f(2)=﹣3;
故选:D.
c
【变式3-1】(2022春•双流区校级期末)已知函数f(x)=ax3+bsinx+ −2022(a,b,c为实数),且f
x
(2022)=1,则f(﹣2022)=( )
A.﹣1 B.1 C.﹣4045 D.4045
【解题思路】构造奇函数g(x)=f(x)+2022,利用奇函数定义求值.
c
【解答过程】解:设g(x)=f(x)+2022=ax3+bsinx+ ,x≠0,
x
c c
则g(﹣x)=a(﹣x)3+bsin(﹣x)+ =−ax3﹣bsinx− =−g(x),
−x x∴g(x)为奇函数,
g(2022)=f(2022)+2022=2023,
g(﹣2022)=f(﹣2022)+2022=﹣g(2022)=﹣2023,
∴f(﹣2022)=﹣4045.
故选:C.
【变式3-2】(2022春•斗门区校级期中)已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x+7)=f(x),当x
(0,1]时,f(x)=2x+lnx,则f(2022)=( ) ∈
1 1
A.﹣2 B.2 C.− D.
2 2
【解题思路】根据题意可知:f(x)的周期T=7,f(2022)=f(﹣1),再根据奇函数得f(﹣1)=﹣
f(1),代入求解.
【解答过程】解:∵f(x+7)=f(x),则f(x)的周期T=7,
∴f(2022)=f(289×7﹣1)=f(﹣1)=﹣f(1)=﹣(21+ln1)=﹣2,
故选:A.
a
【变式3-3】(2022•马鞍山模拟)已知f(x)是R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=2022x− ,若f
x
(1)+2022f(0)=2024,则f(﹣2)=( )
A.2020 B.﹣2020 C.4045 D.﹣4045
【解题思路】由已知结合奇函数定义及性质可求a,进而可求.
a
【解答过程】解:因为f(x)是R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=2022x− ,
x
所以f(1)=2022﹣a,
由奇函数性质可得f(0)=0,
若f(1)+2022f(0)=2024,则2022﹣a=2024,
2
所以a=﹣2,x>0时f(x)=2022x+ ,
x
所以f(2)=4044+1=4045,
f(﹣2)=﹣f(2)=﹣4045.
故选:D.
【题型4 利用函数奇偶性求参数】
利用奇偶性求参数的2种类型:
(1)定义域含参数:奇偶函数f(x)的定义域为[a,b],根据定义域关于原点对称,利用a+b=0求参数.(2)解析式含参数:根据f(-x)=-f(x)或f(-x)=f(x)列式,比较系数,利用待定系数法求解.
【例4】(2022•洛阳模拟)若函数f(x)=x3(a•2x﹣2﹣x)是偶函数,则a=( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.±1
【解题思路】利用奇函数的定义即可求解a的值.
【解答过程】解:函数f(x)=x3(a•2x﹣2﹣x)是偶函数,
y=x3为R上的奇函数,
故y=a•2x﹣2﹣x也为R上的奇函数,
所以y|
x=0
=a•20﹣20=a﹣1=0,
所以a=1,经检验a=1符合题意;
法二:因为函数f(x)=x3(a•2x﹣2﹣x)是偶函数,
所以f(﹣x)=f(x),
即﹣x3(a•2﹣x﹣2x)=x3(a•2x﹣2﹣x),
即x3(a•2x﹣2﹣x)+x3(a•2﹣x﹣2x)=0,
即(a﹣1)(2x﹣2﹣x)x3=0,
所以a=1.
故选:C.
【变式4-1】(2022•如皋市模拟)若函数 2x+a为奇函数,则实数a的值为( )
f(x)=
2x−a
A.1 B.2 C.﹣1 D.±1
【解题思路】由奇函数的定义和指数的运算性质,解方程可得所求值.
【解答过程】解:由函数 2x+a为奇函数,
f(x)=
2x−a
可得f(﹣x)+f(x)=0,即2−x+a 2x+a 0,
+ =
2−x−a 2x−a
化为1+a•2x﹣a•2﹣x﹣a2+1+a•2﹣x﹣a•2x﹣a2=0,
即为a2=1,解得a=±1,
当a=1时,f(x) 2x+1,满足f(﹣x) 2−x+1 2x+1 f(x),可得f(x)为奇函数;
= = =− =−
2x−1 2−x−1 2x−1当a=﹣1时,f(x) 2x−1,满足f(﹣x)=﹣f(x),可得f(x)为奇函数.
=
2x+1
所以a=±1.
故选:D.
【变式4-2】(2022•运城二模)已知函数 { x2+2x,x≤0 为奇函数,则b=( )
f(x)=
−x2+bx,x>0
A.﹣2 B.0 C.1 D.2
【解题思路】由奇函数的定义和已知x≤0时的函数的解析式,可得x>0时的函数解析式,进而得到所
求值.
【解答过程】解:当x>0时,﹣x<0,f(﹣x)=﹣f(x)=(﹣x)2+2(﹣x)=x2﹣2x,
可得x>0时,f(x)=﹣x2+2x,
又x>0时,f(x)=﹣x2+bx,
所以b=2.
故选:D.
【变式4-3】(2022春•辽宁月考)已知f(x)是奇函数,且当x<0时,f(x)=﹣eax,若f(ln2)=8,
则实数a的值是( )
1 1
A.− B. C.﹣3 D.3
3 3
【解题思路】依题意,利用奇函数的性质可得:当 x>0时,f(x)=e(﹣ax),又f(ln2)=8,即
(eln2)﹣a=2﹣a=8,解之可得a的值.
【解答过程】解:∵f(x)是奇函数,且当x<0时,f(x)=﹣eax,
∴当x>0时,﹣x<0,
f(﹣x)=﹣ea(﹣x)=﹣f(x),
∴f(x)=e(﹣ax),
∵f(ln2)=8,即(eln2)﹣a=2﹣a=8=23,
∴a=﹣3,
故选:C.
【题型5 利用函数奇偶性识别函数图象】
对于所给函数解析式,判断函数的奇偶性,结合特殊值法、函数单调性等,利用排除法进行判断,即可得
出正确的函数图象.log |x|
【例5】(2022•浉河区校级模拟)函数y= 2 的大致图象是( )
x
A. B.
C. D.
【解题思路】先由奇偶性来确定是AB还是CD中的一个,再通过对数函数,当x=1时,函数值为0,
可进一步确定选项.
【解答过程】解:∵f(﹣x)=﹣f(x)是奇函数,
所以排除A,B
当x=1时,f(x)=0排除C
故选:D.
【变式5-1】(2021秋•荔湾区校级月考)下列图形是函数y=x|x|的图象的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】求得函数的奇偶性,确定函数的图象分布,即可求得结论.
【解答过程】解:令f(x)=x|x|,则f(﹣x)=﹣x|﹣x|=﹣x|x|=﹣f(x),∴函数是奇函数
∵x≥0时,f(x)=x2,
∴函数的图象在第一、三象限,且为单调增函数
故选:D.
【变式5-2】(2021秋•邢台期末)已知函数 f(x)的部分图象如图所示,则 f(x)的解析式可能为
( )A.f(x)=x2cosx B.f(x)=x+x3
C.f(x)=|x|sinx D.f(x)=x2+cosx
【解题思路】由图象可得f(x)为奇函数,且有多个零点,对照选项,运用排除法可得结论.
【解答过程】解:由f(x)的图象关于原点对称,可得f(x)为奇函数,
而f(x)=x2cosx为偶函数,f(x)=x2+cosx为偶函数,故排除选项A、D;
由f(x)=x+x3满足f(﹣x)=﹣x﹣x3=﹣f(x),
可得f(x)为奇函数,f(x)=0时,x=0,即f(x)=x+x3的零点只有一个0,
故排除选项B,.
故选:C.
【变式5-3】(2021秋•开州区校级月考)函数f(x) { exlnx, x>0,在[﹣2,0)∪(0,2]上
=
e−xln(−x), x<0
的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据题意,先分析函数的奇偶性排除AB,再求出f(2)的值,排除C,即可得答案.【解答过程】解:根据题意,f(x) { exlnx, x>0,
=
e−xln(−x), x<0
当x>0时,﹣x<0,有f(﹣x)=exlnx=f(x),
当x<0时,﹣x>0,有f(﹣x)=e(﹣x)ln(﹣x)=f(x),
故f(x)为偶函数,排除AB,
又由f(2)=e2ln2>1,排除C,
故选:D.
【题型6 函数奇偶性与单调性的综合应用】
【方法点拨】
函数奇偶性与单调性的综合应用主要有两种:
(1)比较大小:对于自变量不在同一单调区间上的比较大小问题,需利用函数的奇偶性把自变量转化到同
一单调区间上,然后利用函数单调性比较大小.
(2)解不等式:①利用已知条件,结合函数的奇偶性,把已知不等式转化为f(x)f(x)的形式;
1 2 1 2
②根据奇函数在对称区间上的单调性一致,偶函数在对称区间上单调性相反,脱掉不等式中的“f”转化为
简
单不等式求解.
【例6】(2022•衡阳三模)定义在R上的奇函数f(x)满足f(x+1)为偶函数,且当x [0,1]时,f(x)
=4x﹣cosx,则下列结论正确的是( ) ∈
4043 4039
A.f( )>f(2022)>f( )
2 2
4039 4043
B.f(2022)>f( )>f( )
2 2
4043 4039
C.f( )>f( )>f(2022)
2 2
4039 4043
D.f( )>f(2022)>f( )
2 2
【解题思路】根据函数奇偶性的性质进行条件转化注意运用赋值法,即可得到 f(x)的最小正周期是
4,运用周期性即可得到结论.
【解答过程】解:∵f(x)是定义在R上的奇函数,
∴f(﹣x)=﹣f(x),∵函数f(x+1)是定义在R上的偶函数,
∴f(﹣x+1)=f(x+1)=﹣f(x﹣1),f(x+2)=﹣f(x),可得f(x+4)=﹣f(x+2)=f(x).
则f(x)的周期是4,
4043 1 1 1 1 1
所以f( )=f(2021+ )=f(1+ )=f(1− )=f( )=2﹣cos ,
2 2 2 2 2 2
f(2022)=f(0)=1﹣1=0,
4039 1 1 1 1
f( )=f(2020− )=f(− )=﹣f( )=﹣2+cos ,
2 2 2 2 2
4043 4039
所以f( )>f(2022)>f( ),
2 2
故选:A.
【变式6-1】(2022•山东模拟)设f(x)是定义在R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=x3﹣8,则f(x﹣
2)<0的解集为( )
A.(﹣4,0)∪(2,+∞) B.(0,2)∪(4,+∞)
C.(﹣∞,0)∪(2,4) D.(﹣4,4)
【解题思路】由已知结合奇函数定义可求出x<0时的函数解析式,进而可求.
【解答过程】解:f(x)是定义在R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=x3﹣8,
所以x>0时,﹣x<0,
则f(﹣x)=﹣x3﹣8=﹣f(x),
所以f(x)=x3+8,f(0)=0,
由f(x﹣2)<0得0<x﹣2<2或x﹣2<﹣2,
故2<x<4或x<0.
故选:C.
【变式 6-2】(2022•河南模拟)已知函数 f(x)是定义在 R上的奇函数,当 x≥0时,f(x)=4x﹣
3×2x+2a.则关于x的不等式f(x)≤﹣6的解集为( )
A.(﹣∞,﹣2] B.(﹣∞,﹣1]
C.[﹣2,0)∪(0,2) D.[﹣2,0)∪(2,+∞)
【解题思路】由奇函数性质求出a,进而求出x<0时函数解析式,然后结合指数不等式可求.
【解答过程】解:因为f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=4x﹣3×2x+2a,
由奇函数性质可得f(0)=1﹣3+2a=0,
所以a=1,
故当x≥0时,f(x)=4x﹣3×2x+2,令f(x)=4x﹣3×2x+2≤﹣6,此时x不存在,
当x<0时,﹣x>0,
所以f(﹣x)=4﹣x﹣3×2﹣x+2=﹣f(x),
所以f(x)=﹣4﹣x+3×2﹣x﹣2≤﹣6,
解得,2﹣x≥4,
所以x≤﹣2.
故选:A.
【变式6-3】(2022•道里区校级模拟)已知定义在R上的偶函数f(x)满足f(﹣x)+f(x﹣2)=0,当﹣
1≤x≤0时,f(x)=(1+x)ex,则( )
31π 1
A.f(tan )<f(2022)<f(ln )
24 2
31π 1
B.f(2022)<f(tan )<f(ln )
24 2
1 31π
C.f(ln )<f(2022)<f(tan )
2 24
1 31π
D.f(2022)<f(ln )<f(tan )
2 24
【解题思路】根据所给函数的条件,分别推算出x (0,1]和x (1,2]区间的解析式,并计算出函数
∈ ∈
31 1
的周期,将自变量x=2022,x=tan π,x=ln 转换到相应的区间,利用函数的单调性即可比较
24 2
大小.
【解答过程】解:由已知条件可知f(﹣x)=f(x),f(﹣x)+f(x﹣2)=f(x)+f(2﹣x)=0,f
(x)=﹣f(2﹣x),
∴f(x)关于直线x=0和点(1,0)对称,
∴f(x)的周期为1×4=4,
当x (0,1]时,﹣x [﹣1,0),由于是偶函数,f(x)=f(﹣x)=(1﹣x)e﹣x,
当x∈(1,2]时,2﹣∈x (0,1],f(x)=﹣f(2﹣x)=﹣[1﹣(2﹣x)]e﹣(2﹣x)=(1﹣x)e﹣2,
f′(∈x)=﹣xex﹣2<0,∈即f(x)在x (1,2]时是减函数;
函数图像如下: ∈31 7 7 π 7 π
tan π=tan(π+ π)=−tan π, < π< ,
24 24 24 4 24 3
7 7
1<tan π<√3,tan π∈(1,2],
24 24
31 7 7 7
f(tan π)=f(−tan π)=f(tan π),∴f(√3)<f(tan π)<f(1),f(√3)>f(2),
24 24 24 24
1
f(ln )=f(−ln2)=f(ln2),ln1<ln2<lne,0<ln2<1, ∴
2
1
f(ln2)=(1−ln2)e−ln2= (1−ln2)>0,
2
f(2022)=f(505×4+2)=f(2)=(1﹣2)e2﹣2=﹣1,
1 31
∴f(ln )>f(tan π)>f(2022),
2 24
故选:B.