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  • 2021-06-09 发布

2020_2021学年新教材高中数学第三章函数概念与性质3

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3.2.2  奇 偶 性 第 1 课时 函数奇偶性的概念 必备知识 · 自主学习 函数的奇偶性 (1) 奇偶性: 奇偶性 偶函数 奇函数 条件 一般地,设函数 f(x) 的定义域为 I ,如果∀ x∈I ,都有 -x∈I 结论 f(-x)=_____ f(-x)= ______ 图象 特点 关于 ____ 对称 关于 _____ 对称 f(x) -f(x) y 轴 原点 (2) 本质:奇偶性是函数对称性的表示方法 . (3) 应用:奇偶性是函数的“整体”性质,只有对其定义域内的每一个 x ,都有 f(-x)=-f(x)[ 或 f(-x)=f(x)] ,才能说 f(x) 是奇 ( 偶 ) 函数 . 【 思考 】 具有奇偶性的函数,其定义域有何特点?   提示: 定义域关于原点对称 . 【 基础小测 】 1. 辨析记忆 ( 对的打“√”,错的打“ ×”) (1) 对于函数 y=f(x) ,若存在 x ,使 f(-x)=-f(x) ,则函数 y=f(x) 一定是奇函数 . (    ) (2) 若函数的定义域关于原点对称,则这个函数不是奇函数就是偶函数 . (    ) (3) 奇函数的图象一定过 (0 , 0). (    ) 提示: (1)×. 奇函数、偶函数的定义都要求对于定义域内的任意 x. (2)×. 函数的奇偶性可分为奇函数、偶函数、既奇又偶函数、非奇非偶函数 . (3)×. 奇函数的图象不一定过原点,例如函数 y= . 2. 下列图象表示的函数具有奇偶性的是 (    ) 【 解析 】 选 B.B 选项的图象关于 y 轴对称,是偶函数,其余选项都不具有奇偶性 . 3.( 教材二次开发:例题改编 ) 下列函数为奇函数的是 (    ) A.y=|x| B.y=3-x C.y= D.y=-x 2 +14 【 解析 】 选 C.A 、 D 两项,函数均为偶函数, B 项中函数为非奇非偶函数,而 C 项 中函数为奇函数 . 关键能力 · 合作学习 类型一 函数奇偶性的判断 ( 逻辑推理、数学运算 ) 【 题组训练 】 1. 函数 f(x)= 的奇偶性是 (    ) A. 奇函数 B. 偶函数 C. 非奇非偶函数 D. 既奇又偶函数 2. 函数 f(x)= 的奇偶性是 (    ) A. 奇函数 B. 偶函数 C. 非奇非偶函数 D. 既奇又偶函数 3. 函数 f(x)= 的奇偶性是 (    ) A. 奇函数 B. 偶函数 C. 非奇非偶函数 D. 既奇又偶函数 【 解析 】 1. 选 D. 由 得 x 2 =1 ,即 x=±1. 因此函数的定义域为 {-1 , 1} , 关于原点对称 . 又 f(1)=f(-1)=-f(-1)=0 , 所以 f(x) 既是奇函数又是偶函数 . 2. 选 A. 函数 f(x) 的定义域为 R ,关于原点对称 . f(-x)= 即 f(-x)= 于是有 f(-x)=-f(x). 所以 f(x) 为奇函数 . 3. 选 C. 由 知 x>1 ,定义域不关于原点对称,故 f(x) 为非奇非偶函数 . 【 解题策略 】 判断函数奇偶性的方法 (1) 定义法:根据函数奇偶性的定义进行判断 . 步骤如下: ①判断函数 f(x) 的定义域是否关于原点对称 . 若不对称,则函数 f(x) 为非奇非偶函数,若对称,则进行下一步 . ② 验证 .f(-x)=-f(x) 或 f(-x)=f(x). ③ 下结论 . 若 f(-x)=-f(x) ,则 f(x) 为奇函数; 若 f(-x)=f(x) ,则 f(x) 为偶函数; 若 f(-x)≠-f(x) ,且 f(-x)≠f(x) ,则 f(x) 为非奇非偶函数 . (2) 图象法: f(x) 是奇 ( 偶 ) 函数的等价条件是 f(x) 的图象关于原点 (y 轴 ) 对称 . 【 补偿训练 】 下列函数中是偶函数的有 _______.( 填序号 )  ①f(x)=x 3 ;② f(x)=|x|+1 ;③ f(x)= ; ④ f(x)=x+ ;⑤ f(x)=x 2 , x∈[-1 , 2]. 【 解析 】 对于①, f(-x)=-x 3 =-f(x) ,则为奇函数;对于②, f(-x)=|-x|+ 1=|x|+1=f(x) ,则为偶函数;对于③,定义域为 {x|x≠0} ,关于原点对称, f(-x)= =f(x) ,则为偶函数; 对于④,定义域为 {x|x≠0} ,关于原点对称, f(-x)=-x- =-f(x) ,则为奇函数; 对于⑤,定义域为 [-1 , 2] ,不关于原点对称,不具有奇偶性,则为非奇非偶 函数 . 答案: ②③ 类型二 奇偶函数的图象问题 ( 直观想象 ) 【 典例 】 已知函数 y=f(x) 是定义在 R 上的偶函数,且当 x≤0 时, f(x)=x 2 +2x. 现已画出函数 f(x) 在 y 轴左侧的图象,如图所示 . (1) 请补出完整函数 y=f(x) 的图象 . (2) 根据图象写出函数 y=f(x) 的递增区间 . (3) 根据图象写出使 y=f(x)<0 的 x 的取值范围 . 【 思路导引 】 根据偶函数的图象关于 y 轴对称,补全函数图象,增函数的图象是上升的,求出单调递增区间, f(x)<0 是指的函数图象位于 x 轴下方的部分 . 【 解析 】 (1) 由题意作出函数图象如图: (2) 据图可知,单调递增区间为 (-1 , 0) , (1 , +∞). (3) 据图可知,使 f(x)<0 的 x 的取值范围为 (-2 , 0)∪(0 , 2). 【 解题策略 】 巧用奇偶性作函数图象的步骤 (1) 确定函数的奇偶性 . (2) 作出函数在 [0 , +∞)( 或 (-∞ , 0]) 上对应的图象 . (3) 根据奇 ( 偶 ) 函数关于原点 (y 轴 ) 对称得出在 (-∞ , 0]( 或 [0 , +∞)) 上对应的函数图象 . 【 跟踪训练 】 已知奇函数 f(x) 的定义域为 [-5 , 5] ,且在区间 [0 , 5] 上的图象如图所示 . (1) 画出在区间 [-5 , 0] 上的图象 . (2) 写出使 f(x)<0 的 x 的取值范围 . 【 解析 】 (1) 因为函数 f(x) 是奇函数,所以 y=f(x) 在 [-5 , 5] 上的图象关于原 点对称 . 由 y=f(x) 在 [0 , 5] 上的图象,可知它在 [-5 , 0] 上的图象,如图所示 . (2) 由图象知,使 f(x)<0 的 x 的取值范围为 (-2 , 0)∪(2 , 5). 类型三 利用函数奇偶性求值 ( 数学运算、逻辑推理 )  角度 1  利用函数的奇偶性求参数  【 典例 】 若函数 f(x)=ax 2 +bx+3a+b 是偶函数,定义域为 [a-1 , 2a] ,则 a=_______ , b=_______.  【 思路导引 】 根据 f(x) 是偶函数,得到定义域关于原点对称,求出 a 的值,再根据函数图象关于 y 轴对称,求出 b 的值 . 【 解析 】 因为偶函数的定义域关于原点对称,所以 a-1=-2a ,解得 a= . 又函 数 f(x)= x 2 +bx+b+1 为二次函数,结合偶函数图象的特点,易得 b=0. 答案:   0  角度 2  利用函数的奇偶性求函数值  【 典例 】 已知 f(x)=x 7 -ax 5 +bx 3 +cx+2 ,若 f(-3)=-3 ,则 f(3)=_______.  【 思路导引 】 根据 f(x) 的解析式发现 f(x) 为非奇非偶函数,设一个新函数 g(x) ,根据新函数的奇偶性求出 f(3) 的值 . 【 解析 】 令 g(x)=x 7 -ax 5 +bx 3 +cx ,则 g(x) 是奇函数, 所以 f(-3)=g(-3)+2=-g(3)+2 , 又 f(-3)=-3 ,所以 g(3)=5. 又 f(3)=g(3)+2 ,所以 f(3)=5+2=7. 答案: 7 【 解题策略 】 已知函数的某一个值,求对应的函数值时,常利用函数的奇偶性或部分函数的奇偶性求值 . 【 题组训练 】 1. 已知函数 f(x)=x 2 +(2-m)x+m 2 +12 为偶函数,则 m 的值是 (    ) A.4 B.3 C.2 D.1 【 解析 】 选 C. 因为函数 f(x)=x 2 +(2-m)x+m 2 +12 为偶函数,所以 f(x)=f(-x) ,即 x 2 +(2-m)x+m 2 +12=(-x) 2 -(2-m)x+m 2 +12 ,即 4-2m=0 ,所以 m=2. 2. 若 f(x)=(x+a)(x-4) 为偶函数,则实数 a=_______.  【 解析 】 方法一: f(x)=(x+a)(x-4)=x 2 +(a-4)x-4a , f(-x)=(-x+a)(-x-4)=x 2 -(a-4)x-4a ,两式恒相等,则 a-4=0 ,即 a=4. 方法二: f(x)=(x+a)(x-4)=x 2 +(a-4)x-4a ,要使函数为偶函数,只需多项式的奇次项系数为 0 ,即 a-4=0 ,则 a=4. 答案: 4 3. 已知 y=f(x) 是奇函数,当 x<0 时, f(x)=x 2 +ax ,且 f(3)=6 ,则 a 的值为 _______.  【 解析 】 因为 f(x) 是奇函数,所以 f(-3)=-f(3)=-6 ,所以 (-3) 2 +a×(-3)=-6 ,解得 a=5. 答案: 5 核心知识 方法总结 易错提醒 核心素养 既奇又偶函数 奇函数 偶函数 定义 定义域特征 非奇非偶函数 图象特征 函数奇偶性的几个结论 : (1) 若奇函数在原点处有定义,则必有 f(0)=0, 有时可用这个结论来否定个函数为奇函数 (2) 若函数 (x) 为偶函数,则 f(x)=f(|x|)=f(-x) (3) 偶 ± 偶 = 偶,奇 ± 奇 = 奇,偶 × 偶 = 奇 × 奇 = 偶,奇 × 偶 = 奇 ( 1 )判断函数奇偶性第一步, 先判断函数定义域是否关于原点对称 ( 2 )注意函数的奇偶性与单调性关系在比较大小中的应用 直观想象:研究函数奇偶性,通过运用函数图象利用数形结合思想解决问题,培养直观想象的核心素养 课堂检测 · 素养达标 1. 设 f(x) 是定义在 R 上的奇函数,且当 x≤0 时, f(x)=x 2 - x ,则 f(1)=(    ) 【 解析 】 选 A. 因为 f(x) 是定义在 R 上的奇函数, 所以 f(1)=-f(-1)= . 2. 设 f(x) 是定义在 R 上的一个函数,则函数 F(x)=f(x)-f(-x) 在 R 上一定 (    ) A. 是奇函数 B. 是偶函数 C. 既是奇函数又是偶函数 D. 既不是奇函数又不是偶函数 【 解析 】 选 A.F(-x)=f(-x)-f(x) =-[f(x)-f(-x)]=-F(x) ,符合奇函数的定义 . 3.( 教材二次开发:练习改编 ) 如图,给出奇函数 y=f(x) 的局部图象,则 f(-2)+f(-1) 的值为 (    ) A.1 B.0 C.-2 D.2 【 解析 】 选 C. 由题图知 f(1)= , f(2)= , 又 f(x) 为奇函数,所以 f(-2)+f(-1)=-f(2)-f(1)= =-2. 4. 定义在 R 上的偶函数 f(x) 在 (0 , +∞) 上单调递增,则 (    ) A.f(3)