2020版高考数学第二章函数概念与基本初等函数第3讲函数的奇偶性及周期性课件

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第二章 函数概念与基本初等函数
第3讲
函数的奇偶性及周期性
1.函数的奇偶性 奇偶性 定义 如果对于函数 f(x)的定 偶函数 义域内任意一个 x,都 图象特点
f(-x)=f(x) , 有_______________
那么函数 f(x)是偶函数
y轴 对称 关于_______
奇偶性
定义 如果对于函数 f(x)的定
f(x+T)=f(x) ,那么就 得当 x 取定义域内的任何值时,都有______________
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 _______
以 y=f(x)的图象与 x 轴交点的横坐标分别为 x1=0,x2=1. 当 2≤x<4 时,0≤x-2<2,又 f(x)的最小正周期为 2,所以 f(x-2)=f(x),所以 f(x)=(x-2)(x-1)(x-3),所以当 2≤x<4 时,y=f(x)的图象与 x 轴交点的横坐标分别为 x3=2,x4=3.又 f(4)=f(2)=f(0)=0,综上可知,共有 5 个交点. (2)由函数 f(x)满足 f(x+4)=f(x)(x∈R),可知函数 f(x)的最小正 周期是 4,所以
2.函数周期性常用结论 对 f(x)定义域内任一自变量的值 x: (1)若 f(x+a)=-f(x),则 T=2a(a>0). 1 (2)若 f(x+a)= ,则 T=2a(a>0). f(x) 1 (3)若 f(x+a)=- ,则 T=2a(a>0). f(x)
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)若 f(x)是定义在 R 上的奇函数,则 f(-x)+f(x)=0.( )
期.
[注意] 不是所有的周期函数都有最小正周期,如 f(x)=5.
常用知识拓展 1.函数奇偶性常用结论 (1)如果函数 f(x)是偶函数,那么 f(x)=f(|x|). (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. (3)在公共定义域内有:奇± 奇=奇,偶± 偶=偶,奇×奇=偶, 偶×偶=偶,奇×偶=奇.
(2) 偶 函 数 的 图 象 不 一 定 过 原 点 , 奇 函 数 的 图 象 一 定 过 原 点.( )
(3)如果函数 f(x),g(x)为定义域相同的偶函数,则 F(x)=f(x)+ g(x)是偶函数.( )
(4) 定 义 域 关 于 原 点 对 称 是 函 数 具 有 奇 偶 性 的 一 个 必 要 条 件.( )
1 所以当 x<0 时,函数 f(x)的最大值为 . 4 12 1 1 2 法二:当 x>0 时,f(x)=x -x= x-2 - ,最小值为- , 4 4 1 因为函数 f(x)为奇函数,所以当 x<0 时,函数 f(x)的最大值为 . 4 1 答案: 4
函数的周期性(典例迁移) (1)已知 f(x)是 R 上最小正周期为 2 的周期函数,且当 0≤x<2 时,f(x)=x3-x,则函数 y=f(x)的图象在区间[0,4]上 与 x 轴的交点的个数为( A.2 C.4 ) B.3 D.5
3 1 1 f(-x)=(-x) - =-x -x=-f(x), -x
3
从而函数 f(x)为奇函数. (2)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.
(3)f(x)的定义域为 R,关于原点对称, 当 x>0 时,f(-x)=-(-x)2-2=-(x2+2)=-f(x); 当 x<0 时,f(-x)=(-x)2+2=-(-x2-2)=-f(x); 当 x=0 时,f(0)=0,也满足 f(-x)=-f(x). 故该函数为奇函数.
解:(1)因为函数 f(x)= 3-2x+
3 2x-3的定义域为2,不关
于坐标原点对称,所以函数 f(x)既不是奇函数,也不是偶函数.
2 4 - x ≥0, (2)因为由 得-2≤x≤2 |x+3|-3≠0,
且 x≠0.
所以 f(x)的定义域为[-2,0)∪(0,2], 4-x2 4-x2 4-x2 所以 f(x)= = = , x |x+3|-3 (x+3)-3 所以 f(-x)=-f(x),所以 f(x)是奇函数. 1-x (3)由 >0,得-1<x<1, 1+x 1- x 即 f(x)=ln 的定义域为(-1,1). 1+ x
1 答案:- 2
(教材习题改编)已知函数 f(x)是定义在 R 上的奇函数,当 x≥0 时,f(x)=x(1+x),则 x<0 时,f(x)=________.
解析:当 x<0 时,则-x>0,所以 f(-x)=(-x)(1-x).又 f(x) 为奇函数,所以 f ( - x ) =- f ( x ) = ( - x )(1 - x ) ,所以 f ( x ) = x(1-x).
1-x 1+x 1-x -1 又 f(-x)=ln =ln =-ln1+x=-f(x),故 f(x)为奇 1 + x 1-x
函数.
函数奇偶性的应用(师生共研) (1)已知 f(x)是 R 上的奇函数,当 x≥0 时,f(x)=x3+ ln(1+x),则当 x<0 时,f(x)=( A.-x3-ln(1-x) C.x3-ln(1-x) )
图象特点
奇函数
义域内任意一个 x,都
f(-x)=-f(x) , 有________________
那么函数 f(x)是奇函数
原点 对称 关于_______
[注意] 奇、 偶函数定义域的特点是关于原点对称, 函数的定义 域关于原点对称是函数具有奇偶性的必要不充分条件.
2.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
1 1.(一题多解)(2019· 惠州第二次调研)已知函数 f(x)=x+ -1, x f(a)=2,则 f(-a)=________.
1 1 解析:法一:由已知得 f(a)=a+a-1=2,即 a+a=3,
1 1 所以 f(-a)=-a-a-1=-a+a-1=-3-1=-4.
1 1 法二: 因为 f(x)+1=x+x, 设 g(x)=f(x)+1=x+x, 易判断 g(x) 1 =x+x为奇函数, 1 1 故 g(x)+g(-x)=x+x-x-x=0, 即 f(x)+1+f(-x)+1=0, 故 f(x)+f(-x)=-2. 所以 f(a)+f(-a)=-2,故 f(-a)=-4.
B.x3+ln(1-x) D.-x3+ln(1-x)
2 (2)( 一题多解 )(2019 ·贵阳摸底考试 ) 已知函数 f(x) = a - x e +1 (a∈R)是奇函数,则函数 f(x)的值域为( A.(-1,1) C.(-3,3) B.(-2,2) D.(-4,4) )
【解析】
(1)当 x<0 时,-x>0,f(x)=-f(-x)=-[(-x)3+
答案:x(1-x)
判断函数的奇偶性(师生共研) 判断下列函数的奇偶性. 1 (1)f(x)=x -x;
3
(2)f(x)= x2-1+ 1-x2; x2+2,x>0, (3)f(x)=0,x=0, -x2-2,x<0.
【解】
(1)原函数的定义域为{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
2 所以-1<1- x <1, e +1 所以函数 f(x)的值域为(-1,1).故选 A. 法二:函数 f(x)的定义域为 R,且函数 f(x)是奇函数, 所以 f(0)=a-1=0,即 a=1,所以 f(x)=1-
x
2 . x e +1
1 2 因为 e +1>1,所以 0< x <1,-1<1- x <1, e +1 e +1 所以函数 f(x)的值域为(-1,1).故选 A.
1 1 f(15)=f(-1)=-1+2= ,所以 2 1 f(f(15))=f2
答案:-4
2.(一题多解)已知函数 f(x)为奇函数,当 x>0 时,f(x)=x2-x, 则当 x<0 时,函数 f(x)的最大值为________.
解析:法一:当 x<0 时,-x>0,所以 f(-x)=x2+x. 又因为函数 f(x)为奇函数, 所以 f(x)=-f(-x)=-x
2
12 1 -x=-x+2 + , 4
判定函数奇偶性的 3 种常用方法 (1)定义法
(2)图象法
(3)性质法 ①设 f(x),g(x)的定义域分别是 D1,D2,那么在它们的公共定 义域上:奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶, 奇×偶=奇; ②复合函数的奇偶性可概括为“同奇则奇,一偶则偶” .
[提醒]
对函数奇偶性的判断,不能用特殊值法,如存在 x0 使
已知 f(x)=ax2+bx 是定义在[a-1,2a]上的偶函数,那么 a +b 的值是( 1 A.- 3 ) 1 B. 3
1 1 C. D.- 2 2 解析: 选 B.因为 f(x)=ax2+bx 是定义在[a-1, 2a]上的偶函数,
所以 a-1+2a=0, 1 所以 a= .又 f(-x)=f(x),所以 b=0, 3 1 所以 a+b= . 3
【答案】
(1)C
(2)A
已知函数奇偶性可以解决的 3 个问题 (1)求函数值:将待求值利用奇偶性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或 方程(组),进而得出参数的值.
ln(1-x)]=x3-ln(1-x). 2 (2)法一:由 f(x)是奇函数知 f(-x)=-f(x),所以 a- -x = e +1 2 2 2 -a+ x ,得 2a= x + -x , e +1 e +1 e +1 1 ex 所以 a= x + =1, e + 1 ex + 1 2 所以 f(x)=1- x . e +1 因为 ex+1>1,所以 0< 1 <1, x e +1
f(-x0)=-f(x0),不能判断函数 f(x)是奇函数.
1.下列函数中,既不是奇函数,也不是偶函数的是( A.y=x+sin 2x 1 C.y=2 + x 2
x
)
B.y=x2-cos x D.y=x2+sin x
解析:选 D.A 项为奇函数;B,C 项为偶函数;D 项是非奇非 偶函数.
2.判断下列函数的奇偶性. (1)f(x)= 3-2x+ 2x-3; 4-x2 (2)f(x)= ; |x+3|-3 1- x (3)f(x)=ln . 1+ x
(5)若 T 是函数的一个周期,则 nT(n∈Z,n≠0)也是函数的周 期.( )
(2)× (3)√ (4)√ (5)√
答案:(1)√
(教材习题改编)定义域为 R 的四个函数 y=x3,y=2x,y=x2 +1,y=2sin x 中,奇函数的个数是( A.4 C.2 B.3 D.1 )
解析:选 C.由奇函数的定义可知,y=x3,y=2sin x 为奇函数.
(教材习题改编)设 f(x)是周期为 2 的奇函数, 当 0≤x≤1 时, f(x)=2x(1-x),则
5 f-2=________.
5 5 1 1 1 1 1 解析: f -2 =f -2+2 =f -2 =-f 2 =-2× × 1-2 =- . 2 2
(2)(2018· 高考江苏卷)函数 f(x)满足 f(x+4)=f(x)(x∈R), 且在区 πx cos 2 ,0<x≤2, 间 ( - 2 , 2] 上, f(x) = 则 f(f(15)) 的值为 1 x+ ,-2<x≤】
(1)当 0≤x<2 时,令 f(x)=x3-x=x(x2-1)=0,所
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