蘇科版高一數(shù)學必修一第5章5.4 函數(shù)的奇偶性2024新高一暑假自學課堂含答案_第1頁
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蘇科版高一數(shù)學必修一第5章5.4函數(shù)的奇偶性2024新高一暑假自學課堂5.4函數(shù)的奇偶性1.了解函數(shù)奇偶性的定義及奇偶函數(shù)的圖象特征.2.會判斷函數(shù)的奇偶性.(重點)3.掌握函數(shù)奇偶性的運用.(難點)1.借助奇(偶)函數(shù)的特征,培養(yǎng)直觀想象素養(yǎng).2.借助函數(shù)奇、偶性的判斷方法,培養(yǎng)邏輯推理素養(yǎng).日常生活中常見的對稱現(xiàn)象,如美麗的蝴蝶、建筑……并讓學生自己列舉生活中對稱的實例,你能發(fā)現(xiàn)生活中類似的數(shù)學對稱美嗎?知識點1奇函數(shù)與偶函數(shù)的概念(1)偶函數(shù)一般地,設函數(shù)y=f(x)的定義域為A,如果對于任意的x∈A,都有-x∈A,并且f(-x)=f(x),那么稱函數(shù)y=f(x)是偶函數(shù).(2)奇函數(shù)一般地,設函數(shù)y=f(x)的定義域為A,如果對于任意的x∈A,都有-x∈A,并且f(-x)=-f(x),那么稱函數(shù)y=f(x)是奇函數(shù).如果函數(shù)f(x)是奇函數(shù)或偶函數(shù),我們就說函數(shù)f(x)具有奇偶性.具有奇偶性的函數(shù),其定義域有何特點?[提示]定義域關于原點對稱.1.思考辨析(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)函數(shù)f(x)=x的圖象關于(0,0)對稱. ()(2)偶函數(shù)的圖象一定與y軸相交. ()(3)若對函數(shù)f(x)有f(-1)=f(1),則f(x)為偶函數(shù). ()(4)奇函數(shù)的圖象一定過(0,0). ()[答案](1)√(2)×(3)×(4)×知識點2奇、偶函數(shù)的圖象性質(1)偶函數(shù)的圖象關于y軸對稱,圖象關于y軸對稱的函數(shù)一定是偶函數(shù).(2)奇函數(shù)的圖象關于原點對稱,圖象關于原點對稱的函數(shù)一定是奇函數(shù).2.下列圖象表示的函數(shù)具有奇偶性的是()ABCDB[B選項的圖象關于y軸對稱,是偶函數(shù),其余選項都不具有奇偶性.]類型1函數(shù)奇偶性的判斷【例1】(1)若函數(shù)f(x)的圖象如圖所示,則f(x)為________函數(shù).(填“奇”或“偶”或“非奇非偶”)(2)判斷下列函數(shù)的奇偶性.①f(x)=eq\f(2,|x|);②f(x)=eq\r(x+1)+ln(1-x);③f(x)=eq\r(4-x2)+eq\r(x2-4);④f(x)=eq\f(\r(1-x2),|x+2|-2).[思路點撥](1)觀察圖象的對稱性.(2)利用奇偶性的定義,先確定定義域,再看f(x)與f(-x)的關系.(1)偶[因為函數(shù)的圖象關于y軸對稱,所以函數(shù)是偶函數(shù).](2)[解]①因為函數(shù)的定義域為(-∞,0)∪(0,+∞),關于原點對稱.又f(-x)=eq\f(2,|-x|)=eq\f(2,|x|)=f(x),所以函數(shù)f(x)是偶函數(shù).②定義域要求eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+1≥0,,1-x>0,))所以-1≤x<1,所以f(x)的定義域不關于原點對稱,所以f(x)是非奇非偶函數(shù).③由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(4-x2≥0,,x2-4≥0,))得x∈{2,-2},定義域關于原點對稱,且f(±2)=0,所以f(x)既是奇函數(shù)又是偶函數(shù).④由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1-x2≥0,,|x+2|-2≠0,))得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-1≤x≤1,,x≠0且x≠-4,))所以函數(shù)的定義域為[-1,0)∪(0,1].此時f(x)=eq\f(\r(1-x2),|x+2|-2)=eq\f(\r(1-x2),x),x∈[-1,0)∪(0,1],所以f(-x)=eq\f(\r(1--x2),-x)=-eq\f(\r(1-x2),x)=-f(x),所以函數(shù)f(x)是奇函數(shù).判斷函數(shù)奇偶性的方法(1)定義法(2)圖象法若函數(shù)的圖象關于原點對稱,則函數(shù)為奇函數(shù);若函數(shù)圖象關于y軸對稱,則函數(shù)為偶函數(shù).此法多用于選擇題中.eq\o([跟進訓練])1.判斷下列函數(shù)的奇偶性:(1)f(x)=x3+x;(2)f(x)=eq\r(1-x2)+eq\r(x2-1);(3)f(x)=eq\f(2x2+2x,x+1);(4)f(x)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x-1,x<0,,0,x=0,,x+1,x>0.))[解](1)函數(shù)的定義域為R,關于原點對稱.又f(-x)=(-x)3+(-x)=-(x3+x)=-f(x),因此函數(shù)f(x)是奇函數(shù).(2)由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1-x2≥0,,x2-1≥0))得x2=1,即x=±1.因此函數(shù)的定義域為{-1,1},關于原點對稱.又f(1)=f(-1)=-f(-1)=0,所以f(x)既是奇函數(shù)又是偶函數(shù).(3)函數(shù)f(x)的定義域是(-∞,-1)∪(-1,+∞),不關于原點對稱,所以f(x)既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù).(4)函數(shù)f(x)的定義域為R,關于原點對稱.f(-x)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-x-1,-x<0,,0,-x=0,,-x+1,-x>0,))即f(-x)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-x+1,x>0,,0,x=0,,-x-1,x<0.))于是有f(-x)=-f(x),所以f(x)為奇函數(shù).類型2奇偶函數(shù)的圖象問題【例2】已知奇函數(shù)f(x)的定義域為[-5,5],且在區(qū)間[0,5]上的圖象如圖所示.(1)畫出在區(qū)間[-5,0]上的圖象;(2)寫出使f(x)<0的x的取值集合.[解](1)因為函數(shù)f(x)是奇函數(shù),所以y=f(x)在[-5,5]上的圖象關于原點對稱.由y=f(x)在[0,5]上的圖象,可知它在[-5,0]上的圖象,如圖所示.(2)由圖象知,使函數(shù)值y<0的x的取值集合為(-2,0)∪(2,5).[母題探究](變條件)將本例中的“奇函數(shù)”改為“偶函數(shù)”,再求解上述問題.[解](1)如圖所示.(2)由(1)可知,使函數(shù)值y<0的x的取值集合為(-5,-2)∪(2,5).巧用奇、偶函數(shù)的圖象求解問題1依據(jù):奇函數(shù)?圖象關于原點對稱,偶函數(shù)?圖象關于y軸對稱.2求解:根據(jù)奇、偶函數(shù)圖象的對稱性可以解決諸如求函數(shù)值或畫出奇偶函數(shù)圖象的問題.eq\o([跟進訓練])2.如圖是函數(shù)f(x)=eq\f(1,x2+1)在區(qū)間[0,+∞)上的圖象,請在該坐標系中補全函數(shù)f(x)在定義域內(nèi)的圖象,請說明你的作圖依據(jù).[解]因為f(x)=eq\f(1,x2+1),所以f(x)的定義域為R.又對任意x∈R,都有f(-x)=eq\f(1,-x2+1)=eq\f(1,x2+1)=f(x),所以f(x)為偶函數(shù).所以f(x)的圖象關于y軸對稱,其圖象如圖所示.類型3利用函數(shù)的奇偶性求解析式【例3】(1)函數(shù)f(x)是定義域為R的奇函數(shù),當x>0時,f(x)=-x+1,求f(x)的解析式;(2)設f(x)是偶函數(shù),g(x)是奇函數(shù),且f(x)+g(x)=eq\f(1,x-1),求函數(shù)f(x),g(x)的解析式.[解](1)設x<0,則-x>0,∴f(-x)=-(-x)+1=x+1,又∵函數(shù)f(x)是定義域為R的奇函數(shù),∴f(-x)=-f(x)=x+1,∴當x<0時,f(x)=-x-1.又x=0時,f(0)=0,所以f(x)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-x-1,x<0,,0,x=0,,-x+1,x>0.))(2)∵f(x)是偶函數(shù),g(x)是奇函數(shù),∴f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x).由f(x)+g(x)=eq\f(1,x-1),①用-x代替x得f(-x)+g(-x)=eq\f(1,-x-1),∴f(x)-g(x)=eq\f(1,-x-1),②(①+②)÷2,得f(x)=eq\f(1,x2-1);(①-②)÷2,得g(x)=eq\f(x,x2-1).[母題探究]把本例(2)的條件“f(x)是偶函數(shù),g(x)是奇函數(shù)”改為“f(x)是奇函數(shù),g(x)是偶函數(shù)”,再求f(x),g(x)的解析式.[解]∵f(x)是奇函數(shù),g(x)是偶函數(shù),∴f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x),又f(x)+g(x)=eq\f(1,x-1),①用-x代替上式中的x,得f(-x)+g(-x)=eq\f(1,-x-1),即f(x)-g(x)=eq\f(1,x+1).②聯(lián)立①②得f(x)=eq\f(x,x2-1),g(x)=eq\f(1,x2-1).利用函數(shù)奇偶性求解析式的方法1“求誰設誰”,即在哪個區(qū)間上求解析式,x就應在哪個區(qū)間上設.2要利用已知區(qū)間的解析式進行代入.,3利用fx的奇偶性寫出-fx或f-x,從而解出fx.提醒:若函數(shù)fx的定義域內(nèi)含0且為奇函數(shù),則必有f0=0,但若為偶函數(shù),未必有f0=0.eq\o([跟進訓練])3.(1)已知f(x)是R上的奇函數(shù),當x∈(-∞,0)時,f(x)=-x(1+x),求f(x);(2)若函數(shù)f(x)=x2+(m-1)x+3(x∈R)是偶函數(shù),求m的值.[解](1)∵f(x)為R上的奇函數(shù),∴f(-0)=-f(0),∴f(0)=0.當x∈(0,+∞)時,-x∈(-∞,0),∴f(-x)=x(1-x).∵f(x)為R上的奇函數(shù),∴-f(x)=x(1-x),∴f(x)=-x(1-x).綜上可知,f(x)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-x1+x,,0,,-x1-x,))eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(x<0,,x=0,,x>0.))(2)∵f(x)為偶函數(shù),∴f(-x)=f(x),即x2-(m-1)x+3=x2+(m-1)x+3,∴2(m-1)x=0.∵x∈R,∴m-1=0,得m=1.類型4奇偶函數(shù)的單調性【例4】已知函數(shù)f(x)是奇函數(shù),其定義域為(-1,1),且在[0,1)上為增函數(shù).若f(a-2)+f(3-2a)<0,試求a的取值范圍.1.若f(x)為奇函數(shù),f(3-2a)與f(2a-3)有何關系?[提示]f(3-2a)=f[-(2a-3)]=-f(2a-3).2.f(a-2)+f(3-2a)<0怎樣轉化和求解?[提示]由f(a-2)+f(3-2a)<0得f(a-2)<-f(3-2a)=f(2a-3),利用單調性求解,注意定義域.[解]∵f(a-2)+f(3-2a)<0,∴f(a-2)<-f(3-2a).∵f(x)為奇函數(shù),∴-f(3-2a)=f(2a-3),∴f(a-2)<f(2a-3).∵f(x)在[0,1)上為增函數(shù),∴f(x)在(-1,1)上也為增函數(shù),∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-1<a-2<1,,-1<2a-3<1,,a-2<2a-3,))解得1<a<2.1.函數(shù)奇偶性和單調性的關系(1)若f(x)是奇函數(shù),且f(x)在[a,b]上是單調函數(shù),則f(x)在[-b,-a]上也為單調函數(shù),且具有相同的單調性.(2)若f(x)是偶函數(shù),且f(x)在[a,b]上是單調函數(shù),則f(x)在[-b,-a]上也為單調函數(shù),且具有相反的單調性.2.利用單調性和奇偶性解不等式的方法(1)充分利用已知的條件,結合函數(shù)的奇偶性,把已知不等式轉化為f(x1)>f(x2)或f(x1)<f(x2)的形式,再利用單調性脫掉“f”求解.(2)在對稱區(qū)間上根據(jù)奇函數(shù)的單調性一致,偶函數(shù)的單調性相反,列出不等式或不等式組,求解即可,同時要注意函數(shù)自身定義域對參數(shù)的影響.eq\o([跟進訓練])4.已知定義在[-2,2]上的偶函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,2]上是減函數(shù),若f(1-m)<f(m),求實數(shù)m的取值范圍.[解]因為f(x)在區(qū)間[-2,2]上為偶函數(shù),所以f(x)=f(|x|),所以f(1-m)=f(|1-m|),f(m)=f(|m|),又f(x)在區(qū)間[0,2]上是減函數(shù),所以f(1-m)<f(m),等價于eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-2≤1-m≤2,,-2≤m≤2,,|1-m|>|m|,))即eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-1≤m≤3,,-2≤m≤2,,m<\f(1,2).))解得-1≤m<eq\f(1,2).故實數(shù)m的取值范圍是eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(-1,\f(1,2))).1.(多選題)下列函數(shù)為奇函數(shù)的是()A.y=x B.y=2x2-3C.y=eq\r(x) D.y=x3AD[A、D中函數(shù)是奇函數(shù),B中函數(shù)是偶函數(shù),C中函數(shù)是非奇非偶函數(shù).]2.已知偶函數(shù)在(-∞,0)上是增函數(shù),則()A.f(1)>f(2) B.f(1)<f(2)C.f(1)=f(2) D.以上都有可能A[∵f(x)是偶函數(shù),且在(-∞,0)上是增函數(shù),∴f(x)在(0,+∞)上是減函數(shù),∴f(1)>f(2),故選A.]3.定義在R上的偶函數(shù)f(x)在[0,+∞)上是增函數(shù),若f(a)<f(b),則一定可得()A.a(chǎn)<b B.a(chǎn)>bC.|a|<|b| D.0≤a<b或a>b≥0C[∵f(x)是R上的偶函數(shù),且在[0,+∞)上是增函數(shù),∴由f(a)<f(b)可得|a|<|b|.]4.設f(x)是定義在(-∞,+∞)上的偶函數(shù),且當x≥0時,f(x)=x3+1,則當x<0時,f(x)=________.-x3+1[當x<0時,-x>0,∴f(-x)=(-x)3+1=-x3+1,∵f(-x)=f(x),∴f(x)=-x3+1.]5.奇函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,+∞)上的圖象如圖,則函數(shù)f(x)的增區(qū)間為________.(-∞,-1],[1,+∞)[奇函數(shù)的圖象關于原點對稱,可知函數(shù)f(x)的增區(qū)間為(-∞,-1],[1,+∞).]回顧本節(jié)知識,自我完成以下問題.1.判斷函數(shù)奇偶性的主要依據(jù)是什么?[提示]函數(shù)奇偶性的定義.2.奇函數(shù)在對稱區(qū)間上的單調性有怎樣的關系?偶函數(shù)呢?[提示]相同,相反.課時分層作業(yè)(二十三)函數(shù)的奇偶性一、選擇題1.(多選題)下列函數(shù)中,既是偶函數(shù)又在(0,+∞)上是增函數(shù)的是()A.y=x3 B.y=|x|+1C.y=x2+1 D.y=-eq\f(2,x)BC[對于函數(shù)y=|x|+1,f(-x)=|-x|+1=|x|+1=f(x),所以y=|x|+1是偶函數(shù),當x>0時,y=x+1,所以在(0,+∞)上是增函數(shù).另外函數(shù)y=x3不是偶函數(shù),y=x2+1在(0,+∞)上是增函數(shù),y=-eq\f(2,x)不是偶函數(shù).]2.已知函數(shù)y=f(x)為奇函數(shù),且當x>0時,f(x)=x2-2x+3,則當x<0時,f(x)的解析式是()A.f(x)=-x2+2x-3 B.f(x)=-x2-2x-3C.f(x)=x2-2x+3 D.f(x)=-x2-2x+3B[若x<0,則-x>0,因為當x>0時,f(x)=x2-2x+3,所以f(-x)=x2+2x+3,因為函數(shù)f(x)是奇函數(shù),所以f(-x)=x2+2x+3=-f(x),所以f(x)=-x2-2x-3,所以x<0時,f(x)=-x2-2x-3.故選B.]3.已知f(x)是偶函數(shù),且在區(qū)間[0,+∞)上是增函數(shù),則f(-0.5),f(-1),f(0)的大小關系是()A.f(-0.5)<f(0)<f(-1)B.f(-1)<f(-0.5)<f(0)C.f(0)<f(-0.5)<f(-1)D.f(-1)<f(0)<f(-0.5)C[∵函數(shù)f(x)為偶函數(shù),∴f(-0.5)=f(0.5),f(-1)=f(1).又∵f(x)在區(qū)間[0,+∞)上是增函數(shù),∴f(0)<f(0.5)<f(1),即f(0)<f(-0.5)<f(-1),故選C.]4.偶函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,+∞)上的圖象如圖,則函數(shù)f(x)的增區(qū)間為()A.[1,+∞) B.[-1,0]C.[-1,+∞) D.[-1,0]和[1,+∞)D[偶函數(shù)的圖象關于y軸對稱,可知函數(shù)f(x)的增區(qū)間為[-1,0]和[1,+∞).]5.已知偶函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,+∞)上是增函數(shù),則滿足f(2x-1)<f(1)的x取值范圍是()A.(-1,0) B.(0,1)C.(1,2) D.(-1,1)B[首先函數(shù)定義域是R,再者根據(jù)f(2x-1)<f(1)和偶函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,+∞)上是增函數(shù),可得|2x-1|<1,解得0<x<1,故選B.]二、填空題6.若f(x)=(x+a)(x-4)為偶函數(shù),則實數(shù)a=________.4[f(x)=x2+(a-4)x-4a是偶函數(shù),∴a=4.]7.已知f(x),g(x)分別是定義在R上的偶函數(shù)和奇函數(shù),且f(x)-g(x)=x3+x2+1,則f(1)+g(1)=________.1[∵f(x)-g(x)=x3+x2+1,∴f(-x)-g(-x)=-x3+x2+1.∵f(x)是偶函數(shù),g(x)是奇函數(shù),∴f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x).∴f(x)+g(x)=-x3+x2+1.∴f(1)+g(1)=-1+1+1=1.]8.若f(x)=(m-1)x2+6mx+2為偶函數(shù),則m=______.f(0),f(1),f(-2)從小到大的排列是________.0f(-2)<f(1)<f(0)[∵f(x)是偶函數(shù),∴f(-x)=f(x)恒成立,即(m-1)x2-6mx+2=(m-1)x2+6mx+2恒成立,∴m=0,即f(x)=-x2+2.∵f(x)的圖象開口向下,對稱軸為y軸,在[0,+∞)上是減函數(shù),∴f(2)<f(1)<f(0),即f(-2)<f(1)<f(0).]三、解答題9.判斷下列函數(shù)的奇偶性.(1)f(x)=3,x∈R;(2)f(x)=5x4-4x2+7,x∈[-3,3];(3)f(x)=|2x-1|-|2x+1|;(4)f(x)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1-x2,,0,,x2-1,))eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(x>0,,x=0,,x<0.))(5)f(x)=ln(eq\r(x2+1)-x).[解](1)∵f(-x)=3=f(x),∴f(x)是偶函數(shù).(2)∵x∈[-3,3],f(-x)=5(-x)4-4(-x)2+7=5x4-4x2+7=f(x),∴f(x)是偶函數(shù).(3)∵f(-x)=|-2x-1|-|-2x+1|=-(|2x-1|-|2x+1|)=-f(x),∴f(x)是奇函數(shù).(4)當x>0時,f(x)=1-x2,此時-x<0,∴f(-x)=(-x)2-1=x2-1,∴f(-x)=-f(x);當x<0時,f(x)=x2-1,此時-x>0,f(-x)=1-(-x)2=1-x2,∴f(-x)=-f(x);當x=0時,f(-0)=-f(0)=0.綜上,對任意x∈R,總有f(-x)=-f(x),∴f(x)為R上的奇函數(shù).(5)∵對于任意x∈R,eq\r(x2+1)-x>|x|-x≥0,∴函數(shù)f(x)的定義域為R,又f(-x)=ln(eq\r(-x2+1)+x)=lneq\f(1,\r(x2+1)-x)=-ln(eq\r(x2+1)-x)=-f(x),∴函數(shù)f(x)是奇函數(shù).10.已知函數(shù)y=f(x)的圖象關于原點對稱,且當x>0時,f(x)=x2-2x+3.(1)試求f(x)在R上的解析式;(2)畫出函數(shù)的圖象,根據(jù)圖象寫出它的單調區(qū)間.[解](1)因為函數(shù)f(x)的圖象關于原點對稱,所以f(x)為奇函數(shù),則f(0)=0.設x<0,則-x>0,因為當x>0時,f(x)=x2-2x+3.所以當x<0時,f(x)=-f(-x)=-(x2+2x+3)=-x2-2x-3.于是有f(x)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x2-2x+3,x>0,,0,x=0,,-x2-2x-3,x<0.))(2)先畫出函數(shù)在y軸右側的圖象,再根據(jù)對稱性畫出y軸左側的圖象,如圖.由圖象可知函數(shù)f(x)的增區(qū)間是(-∞,-1],[1,+∞),減區(qū)間是(-1,0),(0,1).11.(多選題)設函數(shù)f(x),g(x)的定義域都為R,且f(x)是奇函數(shù),g(x)是偶函數(shù),則下列結論中正確的是()A.f(x)g(x)是奇函數(shù) B.|f(x)|g(x)是奇函數(shù)C.f(x)|g(x)|是奇函數(shù) D.|f(x)g(x)|是奇函數(shù)AC[∵f(x)是奇函數(shù),g(x)是偶函數(shù),∴|f(x)|為偶函數(shù),|g(x)|為偶函數(shù).再根據(jù)兩個奇函數(shù)的積是偶函數(shù)、兩個偶函數(shù)的積還是偶函數(shù)、一個奇函數(shù)與一個偶函數(shù)的積是奇函數(shù),可得f(x)|g(x)|為奇函數(shù),故選AC.]12.設奇函數(shù)f(x)在(0,+∞)上為減函數(shù),且f(1)=0,則不等式eq\f(fx-f-x,x)<0的解集為()A.(-1,0)∪(1,+∞)B.(-∞,-1)∪(0,1)C.(-∞,-1)∪(1,+∞)D.(-1,0)∪(0,1)

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