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函数奇偶性知识点归纳考点分析

 花好月圆sb3rxi 2019-09-12

函数的奇偶性定义:

1.偶函数:一般地,对于函数的定义域内的任意一个,都有,那么就叫做偶函数.

2.奇函数:一般地,对于函数的定义域的任意一个,都有,那么就叫做奇函数.

二、函数的奇偶性的几个性质

1、对称性:奇(偶)函数的定义域关于原点对称;

2、整体性:奇偶性是函数的整体性质,对定义域内任意一个都必须成立;

3、可逆性:是偶函数;奇函数;

4、等价性:

5、奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于轴对称;

6、可分性:根据函数奇偶性可将函数分类为四类:奇函数、偶函数、既是奇函数又是偶函数、非奇非偶函数。

7、判断或证明函数是否具有奇偶性的根据是定义。   

8、如果一个奇函数f(x)在x=0处有意义,则这个函数在x=0处的函数值一定为0。并且关于原点对称。    

三、关于奇偶函数的图像特征

一般地:

奇函数的图像关于原点对称,反过来,如果一个函数的图像关于原点对称,那么这个函数是奇函数;

即:f(x)为奇函数<=>f(x)的图像关于原点对称   点(x,y)→(-x,-y)  

偶函数的图像关于轴对称,反过来,如果一个函数的图像关于轴对称,那么这个函数是偶函数。

即: f(x)为偶函数<=>f(x)的图像关于Y轴对称   点(x,y)→(-x,y)   

奇函数对称区间上的单调性相同(例:奇函数在某一区间上单调递增,则在它的对称区间上也是单调递增。)

偶函数对称区间上的单调性相反(例:偶函数在某一区间上单调递增,则在它的对称区间上单调递减)。

2.函数奇偶性与单调性(最值)之间的关系

(1)若奇函数f(x)在[a,b]上是增函数,且有最大值M,则f(x)在[-b,-a]上是增函数,且有最小值-M.

(2)若偶函数f(x)在(-∞,0)上是减函数,则f(x)在(0,+∞)上是增函数.

五、关于函数奇偶性的简单应用

1、函数的对称性

如果函数f(x)满足f(a+x)=f(a-x)或f(x)=f(2a-x),则函数f(x)的图象关于直线⑮______对称.

一般的,若f(a+x)=f(b-x),则函数f(x)的对称轴方程是⑯______.

两个函数 的图象关于直线对称.

2、函数的周期性

函数的周期性的定义:设函数y=f(x),x∈D,若存在非零常数T,使得对任意的x∈D都有⑰________,则函数

f(x)为周期函数,T为y=f(x)的一个周期.

(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.

(3)周期函数不一定有最小正周期,若T≠0是f(x)的周期,则kT(k∈N+)也一定是f(x)的周期.

若函数f(x)对定义域中任意x满足f(x+a)=-f(x)或f(x+a)=-(a≠0),则函数f(x)是周期函数,它的一个周期是⑱________.若,则函数的图象关于点对称;

六、函数的奇偶性的判断

函数奇偶性的因素有两个:定义域的对称性和数量关系。判断函数奇偶性就是判断函数是否为奇函数、偶函数、既是奇函数又是偶函数、非奇非偶函数四种情况。

判断函数奇偶性的方法:

(1)、利用奇、偶函数的定义,主要考查是否与、相等,判断步骤如下:

     1、若定义域不对称,则为非奇非偶函数;

     若定义域对称,则有成为奇(偶)函数的可能,到底怎样,取决于数量关系怎样成立?

     若成立,则为偶函数;若成立,则为奇函数;

    若成立,则为既是奇函数也是偶函数;若都不成立,则为非奇非偶函数。

2.讨论函数奇偶性时,注意定义域优先原则.

3.由奇偶函数的图象的对称性,只要知道函数在原点的一侧区间上的有关性质,就可得出函数在其

   对称区间上的性质.

4.若T是f(x)的一个周期,则kT(k≠0,k∈Z)也是f(x)的周期.

5.(1)若函数f(x)存在两条平行于y轴的对称轴,则函数f(x)是周期函数;若函数f(x)具有奇偶性,又

     有一条平行于y轴的对称轴,则函数f(x)是周期函数.

6.注意函数性质的逆向应用.

(2)、图像法: 

     f(x)为奇函数<=>f(x)的图像关于原点对称   点(x,y)→(-x,-y)   

     f(x)为偶函数<=>f(x)的图像关于Y轴对称   点(x,y)→(-x,y)   

(3)、特值法:根据函数奇偶性定义,在定义域内取特殊值自变量,计算后根据因变量的关系判断

    函数奇偶性。   

(4)、性质法   

(5)、函数奇、偶性的运算:利用已知函数的奇偶性及以下准则(前提条件为两个函数的定义域交集不为空集):

 1)若f(x)与g(x)都是奇函数,则在f(x)与g(x)的定义域的公共区间上,

   f(x)+g(x),f(x)-g(x)都是奇函数,f(x)·g(x)与为偶函数.

2)若f(x)与g(x)都是偶函数,则在f(x)与g(x)的定义域的公共区间上,

      f(x)+g(x),f(x)-g(x),f(x)·g(x),都是偶函数.

3)奇函数与偶函数的和(差)既非奇函数也非偶函数;

   4)若f(x)与g(x)中一个为奇函数,另一个为偶函数,则在f(x)与g(x)的定义域的公共区间上,

   f(x)·g(x),都为奇函数.

3.若y=f(x)为奇函数,且y=f(x)在x=0处有意义,则f(0)=0.

性质

  1、偶函数没有反函数(偶函数在定义域内非单调函数),奇函数的反函数仍是奇函数。   

  2、偶函数在定义域内关于原点对称的两个区间上单调性相反,奇函数在定义内关于原点对称的两个区间上单调性相同。  

3、对于F(x)=f[g(x)]:若g(x)是偶函数且f(x)是偶函数,则F[x]是偶函数  

  若g(x)奇函数且f(x)是奇函数,则F(x)是奇函数   

   若g(x)奇函数且f(x)是偶函数,则F(x)是偶函数   

5、奇函数与偶函数的定义域必须关于原点对称

案例分析:

考点一、判断函数的奇偶性

例1.判断下列函数是否是偶函数.(1)           (2)

(3)f (x) = x + x3 +x5;                   (4)f (x) = x2 +1;(5)f (x) = x + 1;                      (6)f (x) = x2,x∈[–1,3];

(7)f (x) = 0.

变式训练

1、判断下列函数的是否具有奇偶性:(1) f (x) = x + x3;              (2) f (x) = – x2;(3) h (x) = x3 +1;             (4) k (x) =,x[–1,2];

(5) f (x) = (x + 1) (x – 1);               (6) g (x) = x (x + 1);(7) h (x) = x +;                        (8) k (x) =.

2、下面四个结论中,正确命题的个数是(  )

①偶函数的图像一定与y轴相交;②函数f(x)为奇函数的充要条件是f(0)=0;

③偶函数的图像关于y轴对称;④既是奇函数,又是偶函数的函数一定是f(x)=0(x∈R).

A.1         B.2          C.3                     D.4

考点二、分段函数的奇偶性

解析:分别讨论每一个区间与其对称区间上的对称性,是否符合奇偶性的定义.

例1、判断下列函数的奇偶性:

分析:先验证函数定义域的对称性,再考察

解:(1)>0且=<<,它具有对称性.因为,所以是偶函数,不是奇函数.

(2)当>0时,-<0,于是

当<0时,->0,于是

综上可知,在R-∪R+上,是奇函数.

例2、判断函数f(x)=的奇偶性.

     思路点拨:分x>0或x<0两种情况计算f(-x),然后再判断f(-x)与f(x)的关系.

     解:函数f(x)的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称.

①当x>0时,-x<0,

则f(-x)=(-x)3+3(-x)2-1=-x3+3x2-1=-(x3-3x2+1)=-f(x).

②当x<0时,-x>0,

则f(-x)=(-x)3-3(-x)2+1=-x3-3x2+1

=-(x3+3x2-1)=-f(x).

由①②知,当x∈(-∞,0)∪(0,+∞)时,

都有f(-x)=-f(x),所以f(x)为奇函数.

【名师点拨】 分段函数的奇偶性应分段证明f(-x)与f(x)的关系,只有当对称的两段上都满足相同的关系时,才能判断其奇偶性.也可根据图象判定.

1、如果函数f(x)=,其奇偶性怎样?

解:当x>0时,f(x)=x3-3x2+1,-x<0,f(-x)=-(-x)3-3(-x)2+1=x3-3x2+1=f(x).

    当x<0时,f(x)=-x3-3x2+1.-x>0,f(-x)=(-x)3-3(-x)2+1=-x3-3x2+1=f(x).

    综上可得f(-x)=f(x)

    ∴f(x)为偶函数.

考点二、利用奇偶函数图像的对称性质

由偶函数的定义可得:

偶函数的图像关于y轴对称,反过来, 若一个函数的图像关于y轴对称,则这个函数是偶函数.

由奇函数的定义可得:

奇函数的图像关于原点对称,反过来, 若一个函数的图像关于原点对称,则这个

函数是奇函数

例1、设奇函数的定义域为,若当时, 的图象如右图,则不等式的解是       

例2.如图,给出了奇函数y = f (x)的局总图象,求f (– 4).

例3.如图,给出了偶函数y = f (x)的局部图象,试比较f (1)与 f (3) 的大小.

1.奇函数y=f(x)(x∈R)的图象必过点(  )

A.(a,f(-a))    B.(-a,f(a))     C.(-a,-f(a))  D.(a,f())

解析:∵f(x)是奇函数,∴f(-a)=-f(a),即自变量取-a时,函数值为-f(a),故图象必过点(-a,-f(a)).

答案:C

2.若函数y=f(x)是偶函数,其图象与x轴有两个交点,则方程f(x)=0的所有实根之和是(  )

    A.2              B.1          C.0              D.-1

解析:∵偶函数图象关于y轴对称,∴f(x)与x轴的两个交点关于y轴对称,若一根为x1,则另一根必为-x1,故f(x)=0的所有实根之和为0.

答案:C

3.已知f(x)在R上是奇函数,且满足f(x+4)=f(x),当x∈(0,2)时,f(x)=2x2,则f(7)=(  )

   A.-2                 B.2      C.-98               D.98

解析:∵f(x+4)=f(x),∴f(7)=f(3+4)=f(3)=f[4+(-1)]=f(-1).

    又∵f(-x)=-f(x),∴f(-1)=-f(1)=-2×12=-2,∴f(7)=-2,故选A.

    答案:A

考点三、根据奇偶性求函数解析式

例3、已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=2x2+3x-1,求f(x)的解析式.

分析:由奇函数的定义知f(0)=0,再由f(-x)=-f(x)计算当x<0时f(x)的表达式,构成定义在R上的奇函数.

解:∵f(x)是定义在R上的奇函数,∴f(-x)=-f(x).

     ∵当x<0时,-x>0,∴f(x)=-f(-x)=-2x2+3x+1.

  又∵奇函数f(x)在原点的定义,f(0)=0.

  ∴f(x)=

1、设f(x)是定义在R上的奇函数,当x≤0时,f(x)=2x2-x,则f(1)=(  )

A.-3           B.-1            C.1               D.3

[解析] 本题主要考查函数的奇偶性以及函数值的求法.f(1)=-f(-1)=-[2(-1)2-(-1)]=-3, 

       故选A.

2、已知f(x)是R上的奇函数,且当x∈(0,+∞)时,f(x)=x(1+),求当x∈(-∞,0)时f(x)的解析式.

解:设x∈(-∞,0),则-x∈(0,+∞).由已知得f(-x)=-x(1+)=-x(1-).

∵f(x)是R上的奇函数,∴f(-x)=-f(x),∴f(x)=-f(-x)=x(1-).

即f(x)=x(1-),∴当x∈(-∞,0)时,f(x)的解析式为f(x)=x(1-).

考点三、利用函数的奇偶性和单调性求参数的值或取值范围

例1、已知函数的定义域为,且同时满足下列条件:

     (1)是奇函数;(2)在定义域上单调递减;(3)

           求的取值范围.

 ,则,

1、设定义在[-2,2]上的奇函数f(x)在区间[0,2]上单调递减,若f(1-m)<f(m),求实数m的取值范围.

分析:利用奇函数性质知f(x)在[-2,2]上是减函数,再结合单调性,脱去符号“f”,转化为关于m的不等式(组).

解∵f(x)在[-2,2]上为奇函数,且在[0,2]上单调递减,故f(x)在[-2,2]上为减函数,又f(1-m)<f(m).

∴ 即解得-1≤m<.

变式体验1 如果奇函数f(x)在区间[-5,-3]上是增函数,且最大值是-4,那么f(x)在x∈[3,5]上是(  )

           A.增函数且最大值是4   B.增函数且最小值是4

           C.减函数且最大值是4      D.减函数且最小值是4

解析:作一个符合条件的函数的简图.观察图形,可知f(x)在[3,5]上是增函数,且最小值为4.

答案:B

变式训练:

1、已知奇函数在R上单调递增,且 则的取值范围为

A.         B.         C.           D.

2、下列函数中,在其定义域内既是奇函数又是减函数的是(  )

A.y=-x3,x∈R      B.y=sinx,x∈R

C.y=x,x∈R               D.y=x,x∈R

4.设函数f(x)和g(x)分别是R上的偶函数和奇函数,则下列结论恒成立的是(  )

A.f(x)+|g(x)|是偶函数                B.f(x)-|g(x)|是奇函数

C.|f(x)|+g(x)是偶函数                 D.|f(x)|-g(x)是奇函数

5.若f(x)=+a是奇函数,则a=______.

考点五、函数奇偶性的证明、奇偶函数的单调性

例1、已知函数f(x)=x2+|x-a|+1,a∈R.

(1)试判断f(x)的奇偶性;

(2)若-≤a≤,求f(x)的最小值.

解:(1)当a=0时,函数f(-x)=(-x)2+|-x|+1=f(x),

此时,f(x)为偶函数.当a≠0时,f(a)=a2+1,f(-a)=a2+2|a|+1,

f(a)≠f(-a),f(a)≠-f(-a),此时,f(x) 为非奇非偶函数.

(2)当x≤a时,f(x)=x2-x+a+1=(x-)2+a+,

    ∵a≤,故函数f(x)在(-∞,a]上单调递减,

    从而函数f(x)在(-∞,a]上的最小值为f(a)=a2+1.

    当x≥a时,函数f(x)=x2+x-a+1=(x+)2-a+,

    ∵a≥-,故函数f(x)在[a,+∞)上单调递增,从而函数f(x)在[a,+∞)上的

       最小值为f(a)=a2+1.

     综上得,当-≤a≤时,函数f(x)的最小值为a2+1.

例2、已知f(x)=是奇函数.

(1)求a、b的值;

解:(1)∵f(x)+f(-x)=0恒成立,即-=0恒成立,

    则2(a+b)x2+2a=0对任意的实数x恒成立.∴a=b=0.

考点五、函数奇偶性的简单应用

例1、若f(x)=x5+ax3+bx+3在(0,+∞)上的最大值是8,求f(x)在(-∞,0)上的最小值.

    分析:注意到g(x)=x5+ax3+bx是奇函数,则g(-x)+g(x)=0.

解:当x>0时,f(x)≤8,则当x<0时,-x>0,f(-x)≤8,设x∈(-∞,0),则

f(x)=x5+ax3+bx+3

=-[(-x)5+a(-x)3+b(-x)+3]+6

=-f(-x)+6≥-8+6=-2.

所以f(x)在(-∞,0)上的最小值是-2.

1、已知f(x)与g(x)都是定义在R上的奇函数,若F(x)=af(x)+bg(x)+3,且F(-2)=5,则F(2)= 1 ;

解:(1)因为f(x)与g(x)都是奇函数,

所以f(-x)=-f(x),g(-x)=-g(x),

所以F(x)+F(-x)=af(x)+bg(x)+3+a[-f(x)]+b[-g(x)]+3=6,

所以F(x)=6-F(-x),

所以F(2)=6-F(-2)=6-5=1.

2、已知函数f(x)=x3+sinx的定义域为(-1,1),则满足不等式f(a2-1)+f(1-2a)<0的a的取值范围是 (0,1) .

解:因为f(x)=x3+sinx,x∈(-1,1)是奇函数,且单调递增,所以f(a2-1)+f(1-2a)<0,即f(a2-1)<f(2a-1).

1、设f(x)是定义在R上的奇函数,且y=f(x)的图象关于直线x=对称,

   则f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)=

2、定义在{x|x∈R,x≠1}上的函数f(x)满足f(1-x)=-f(1+x),当x>1时,f(x)=,则函数f(x)的图象与函数g(x)=cosπ(x+)(−3≤x≤5)的图象的所有交点的横坐标之和等于

3、设函数f(x)对x∈R都满足f(3+x)=-f(3-x),且方程f(x)=0恰有6个不同的实数根,

   则这6个实数根的和为     

4、设函数f(x)对x∈R都满足f(3+x)=f(3-x),且函数y=f(x)恰有6个不同的零点,则这6个零点

   的和为   

5、函数f(x)在定义域R上不是常数函数,且f(x)满足条件:对任意x∈R,都有f(2+x)=f(2-x),

   f(1+x)=-f(x),则f(x)是(  )

  A.奇函数但非偶函数  B.偶函数但非奇函数  C.既是奇函数又是偶函数   D.是非奇非偶函数

考点六、抽象函数奇偶性的判断

例1、已知函数f(x),x∈R,若对任意实数a,b都有f(a+b)=f(a)+f(b).求证:f(x)为奇函数.

证明 设a=0,则f(b)=f(0)+f(b),∴f(0)=0.

又设a=-x,b=x,则f(0)=f(-x)+f(x).

∴f(-x)=-f(x).

∴f(x)是奇函数.

变式迁移3 证明 令x1=0,x2=x,

则得f(x)+f(-x)=2f(0)f(x)①

又令x1=x,x2=0,得

f(x)+f(x)=2f(x)f(0)②

由①、②得f(-x)=f(x),∴f(x)是偶函数.

例2、已知f(x)是定义在R上的不恒为零的函数,且对任意的a、b∈R都满足:f(ab)=af(b)+bf(a),

(1)求f(0)、f(1)的值.

(2)证明f(x)为奇函数.

解:(1)令a=b=0,∴f(0)=0f(0)+0f(0)=0.

         令a=b=1,∴f(1)=1f(1)+1f(1)=2f(1),

         ∴f(1)=0.

(2)证明:∵a,b∈R,∴可赋a、b为某些特殊值.

         令a=b=-1,则f(-1)=0.

         ∵f(-x)=f(-1·x)=-f(x)+xf(-1)=-f(x)+0,

         ∴f(x)为奇函数.

1、已知函数f(x)对一切x、y∈R都有f(x+y)=f(x)+f(y).

(1)求证:f(x)是奇函数;(2)若f(-3)=a,用a表示f(12).

分析:判定函数的奇偶性应凑f(-x)的形式,令y=-x即可.

解:(1)证明:由题意知,f(x)的定义域是R,它关于原点对称.在f(x+y)=f(x)+f(y)中,

令y=-x,得f(0)=f(x)+f(-x);令x=y=0,得f(0)=f(0)+f(0),∴f(0)=0.

把f(0)=0代入f(0)=f(x)+f(-x),得

f(-x)=-f(x).∴f(x)是奇函数.

(2)解:由f(-3)=a,f(x+y)=f(x)+f(y),f(x)是奇函数,得f(12)=2f(6)=4f(3)=-4f(-3)=-4a.

例3、已知函数f(x),当x,y∈R时,恒有f(x+y)=f(x)+f(y).

(1)求证:f(x)是奇函数;

(2)如果x∈R+,f(x)<0,并且f(1)=-,试求f(x)在区间[-2,6]上的最值.

(1)证明: ∵函数定义域为R,其定义域关于原点对称.

∵f(x+y)=f(x)+f(y),令y=-x,∴f(0)=f(x)+f(-x).令x=y=0,

∴f(0)=f(0)+f(0),得f(0)=0.∴f(x)+f(-x)=0,得f(-x)=-f(x),

∴f(x)为奇函数.

(2)解:方法一  设x,y∈R+,∵f(x+y)=f(x)+f(y),

∴f(x+y)-f(x)=f(y).∵x∈R+,f(x)<0,

∴f(x+y)-f(x)<0,∴f(x+y)<f(x).

∵x+y>x,∴f(x)在(0,+∞)上是减函数.又∵f(x)为奇函数,f(0)=0,

∴f(x)在(-∞,+∞)上是减函数.∴f(-2)为最大值,f(6)为最小值.

∵f(1)=-,∴f(-2)=-f(2)=-2f(1)=1,f(6)=2f(3)=2[f(1)+f(2)]=-3.

∴所求f(x)在区间[-2,6]上的最大值为1,最小值为-3.

方法二  设x1<x2,且x1,x2∈R.

则f(x2-x1)=f[x2+(-x1)]=f(x2)+f(-x1)=f(x2)-f(x1).

∵x2-x1>0,∴f(x2-x1)<0.∴f(x2)-f(x1)<0.即f(x)在R上单调递减.

∴f(-2)为最大值,f(6)为最小值.∵f(1)=-,

∴f(-2)=-f(2)=-2f(1)=1,f(6)=2f(3)=2[f(1)+f(2)]=-3.

∴所求f(x)在区间[-2,6]上的最大值为1,最小值为-3.

考点七、函数的周期性及应用

例1、设f(x)是定义在R上的奇函数,且其图象关于直线x=1对称,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;

(3)计算f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2011). 

解:(1)因为y=f(x)的图象关于x=1对称,且f(x)为奇函数,所以f(2-x)=f(x).

因为f(x+2)=f(-x)=-f(x),f(x+4)=-f(x+2)=-[-f(x)]=f(x),

所以f(x)是以4为周期的周期函数.

(2)因为x∈[0,2]时,f(x)=2x-x2.

设x∈[-2,0],则-x∈[0,2],又f(x)是奇函数,

所以f(x)=-f(-x)=-[2(-x)-(-x)2]=2x+x2.

当x∈[2,4]时,x-4∈[-2,0],

所以f(x)=f(x-4)=2(x-4)+(x-4)2=2x-8+x2-8x+16=x2-6x+8.

即当x∈[2,4]时,f(x)=x2-6x+8.

(3)由x∈[0,2]时,f(x)=2x-x2,可得f(0)=0,f(1)=1,f(2)=0,

又x∈[2,4]时,f(x)=x2-6x+8,可得f(3)=-1,

所以f(0)+f(1)+f(2)+f(3)=0,而f(x+4)=f(x),

所以f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2011)=[f(0)+f(1)+f(2)+f(3)]×503=0.

1、设函数f(x)是定义在R上的偶函数,且满足:①f(x)=f(2-x);②当0≤x≤1时,f(x)=x2.

(1)判断函数f(x)是否是周期函数;

(2)求f(5.5)的值.

例2、已知函数f(x)的定义域为R,且满足f(x+2)=-f(x).

(1)求证:f(x)是周期函数;

(2)若f(x)为奇函数,且当0≤x≤1时,f(x)=x,求使f(x)=-在[0,2 014]上的所有x的个数.

(1)证明 ∵f(x+2)=-f(x),∴f(x+4)=-f(x+2)=-[-f(x)]=f(x),

         ∴f(x)是以4为周期的周期函数.

(2)解 当0≤x≤1时,f(x)=x,设-1≤x≤0,则0≤-x≤1,

      ∴f(-x)=(-x)=-x.∵f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x),

       ∴-f(x)=-x,即f(x)=x.故f(x)=x(-1≤x≤1).

        又设1<x<3,则-1<x-2<1,∴f(x-2)=(x-2).

       又∵f(x)是以4为周期的周期函数

         ∴f(x-2)=f(x+2)=-f(x),∴-f(x)=(x-2),∴f(x)=-(x-2)(1<x<3).

        ∴f(x)=

由f(x)=-,解得x=-1.∵f(x)是以4为周期的周期函数,∴f(x)=-的所有x=4n-1(n∈Z).

令0≤4n-1≤2 014,则≤n≤.又∵n∈Z,∴1≤n≤503(n∈Z),

∴在[0,2 014]上共有503个x使f(x)=-.

考点八、函数性质的综合应用

例1、定义在实数集R上的函数f(x),对任意x、y∈R,有f(x+y)+f(x-y)=2f(x)·f(y)且f(0)≠0.

(1)求证:f(0)=1;

(2)判断y=f(x)的奇偶性;

(3)若存在正常数C,使f()=0.

①求证:对任意x∈R,有f(x+C)=-f(x)成立;

②试问函数f(x)是不是周期函数?如果是,找出它的一个周期;如果不是,请说明理由.

分析:(1)用赋值法;(2)依题设构造f(-x)与f(x)的关系;(3)存在型问题,可由存在入手推导相关结论.

解 :(1)证明:令x=y=0,则2f(0)=2f2(0).

又f(0)≠0,所以f(0)=1.

(2)令x=0,则f(y)+f(-y)=2f(0)f(y)=2f(y),

所以f(y)=f(-y),即f(x)=f(-x),

又x∈R,所以f(x)为偶函数.

(3)①证明:用x+,(C>0)替换x,y,则f(x++)+f(x+-)=2f(x+)·f().

又f()=0,所以f(x+C)+f(x)=0,即f(x+C)=-f(x);

②由①的结论知f(x+2C)=-f(x+C)=f(x)(C>0),

所以f(x)是周期函数,2C就是它的一个周期.

点评:特殊值法是解决抽象函数问题常用的有效方法,通过所给关系式,对其中的变量进行有效赋值,注意借助具体模

      型思考,联系解题目标赋值.

1、设f(x)是定义在[-1,1]上的偶函数,当x∈[-1,0]时,f(x)=g(2-x),且当x∈[2,3]时,g(x)=2a(x-2)-4(x-2)3.

(1)求f(x)的表达式;

(2)是否存在正实数a(a>6),使函数f(x)的图象最高点在直线y=12上,若存在,求出正实数a的值;若不存在,

  请说明理由.

【解析】(1)当x∈[-1,0]时,2-x∈[2,3],

f(x)=g(2-x)=2a(-x)-4(-x)3=4x3-2ax,

因为y=f(x)在[-1,1]是偶函数,

所以当x∈[0,1]时,f(x)=f(-x)=-4x3+2ax.

(2)命题等价于f(x)max=12,由于f(x)为偶函数,故只需考虑0≤x≤1的情况.f ′(x)=-12x2+2a (0≤x≤1,a>6).

由f ′(x)=0,得x=或x=-(舍去).

因为>1,所以当0≤x≤1时,f ′(x)>0,

即f(x)在[0,1]上单调递增.

所以f(x)max=f(1)=12,所以a=8.

综上,存在a=8使得f(x)的图象的最高点在直线y=12上.

巩固练习:

1、f(x)是定义在R上的奇函数,且满足f(x+2)=f(x),又当x∈(0,1)时,f(x)=2x-1,则f(log6)等于                                                                                                                                                                           (  ).

A.-5  B.-6  C.-  D.-

解析 f(log6)=-f(log26)=-f(log26-2).∵log26-2=log2∈(0,1),∴f=,

∴f(log6)=-.

答案 D

2.定义在R上的函数f(x)满足f(x)=f(x+2),当x∈[3,5]时,f(x)=2-|x-4|,则下列不等式一定成立的是                                                                                                                                               (  ).

A.>  B.f(sin 1)<f(cos 1)   C.< D.f(cos 2)>f(sin 2)

解析 当x∈[-1,1]时,x+4∈[3,5],由f(x)=f(x+2)=f(x+4)=2-|x+4-4|=2-|x|,

显然当x∈[-1,0]时,f(x)为增函数;当x∈[0,1]时,f(x)为减函数,cos=-,sin =>,又f=f>f,所以f>f.

答案 A

4.已知函数f(x)=则该函数是   (  ).

A.偶函数,且单调递增                         B.偶函数,且单调递减 

C.奇函数,且单调递增                         D. 奇函数,且单调递减

解析 当x>0时,f(-x)=2-x-1=-f(x);当x<0时,f(-x)=1-2-(-x)=1-2x=-f(x).当x=0时,f(0)=0,故f(x)为奇函数,且f(x)=1-2-x在[0,+∞)上为增函数,f(x)=2x-1在(-∞,0)上为增函数,又x≥0时1-2-x≥0,x<0时2x-1<0,故f(x)为R上的增函数.

答案 C

1.函数f(x)的定义域为R,若f(x+1)与f(x-1)都是奇函数,则   (  ).

A.f(x)是偶函数  B.f(x)是奇函数

C.f(x)=f(x+2)  D.f(x+3)是奇函数

解析 由已知条件,得f(-x+1)=-f(x+1),f(-x-1)=-f(x-1).由f(-x+1)=-f(x+1),得f(-x+2)=-f(x);由f(-x-1)=-f(x-1),得f(-x-2)=-f(x).则f(-x+2)=f(-x-2),即f(x+2)=f(x-2),由此可得f(x+4)=f(x),即函数f(x)是以4为周期的周期函数,所以f(x+3)=f(x-1),即函数f(x+3)也是奇函数.

答案 D

2.设函数D(x)=则下列结论错误的是   (  ).

A.D(x)的值域为{0,1}  B.D(x)是偶函数C.D(x)不是周期函数  D.D(x)不是单调函数

解析 显然D(x)不单调,且D(x)的值域为{0,1},因此选项A、D正确.若x是无理数,-x,x+1是无理数;若x是有理数,-x,x+1也是有理数.∴D(-x)=D(x),D(x+1)=D(x).则D(x)是偶函数,D(x)为周期函数,B正确,C错误.

答案 C

3.f(x)=2x+sin x为定义在(-1,1)上的函数,则不等式f(1-a)+f(1-2a)<0的解集是 ________.

解析 f(x)在(-1,1)上是增函数,且f(x)为奇函数.于是原不等式为f(1-a)<f(2a-1)等价于解得<a<1.

答案 

4.若定义域为R的奇函数f(x)满足f(1+x)=-f(x),则下列结论:①f(x)的图象关于点对称;②f(x)的图象关于直线x=对称;③f(x)是周期函数,且2是它的一个周期;④f(x)在区间(-1,1)上是单调函数.其中所有正确的序号是________.

解析 由函数为奇函数且满足f(1+x)=-f(x),得f(x+2)=f(x),又f=-f,f=f,所以②③正确.

答案 ②③

5.若函数f(x)=x2-|x+a|为偶函数,则实数a=________.

解析 由题意知,函数f(x)=x2-|x+a|为偶函数,则f(1)=f(-1),∴1-|1+a|=1-|-1+a|,∴a=0.

答案 0

6.已知y=f(x)+x2是奇函数,且f(1)=1.若g(x)=f(x)+2,则g(-1)=________.

解析 因为y=f(x)+x2是奇函数,且x=1时,y=2,所以当x=-1时,y=-2,即f(-1)+(-1)2=-2,得f(-1)=-3,所以g(-1)=f(-1)+2=-1.

答案 -1

三、解答题(共25分)

7.(12分)已知f(x)是定义在R上的不恒为零的函数,且对任意x,y,f(x)都满足f(xy)=yf(x)+xf(y).

(1)求f(1),f(-1)的值;

(2)判断函数f(x)的奇偶性.

解 (1)因为对定义域内任意x,y,f(x)满足f(xy)=yf(x)+xf(y),所以令x=y=1,得f(1)=0,令x=y=-1,得f(-1)=0.

(2)令y=-1,有f(-x)=-f(x)+xf(-1),代入f(-1)=0得f(-x)=-f(x),所以f(x)是(-∞,+∞)上的奇函数.

8.(13分)设定义在[-2,2]上的偶函数f(x)在区间[-2,0]上单调递减,若f(1-m)<f(m),求实数m的取值范围.

解 由偶函数性质知f(x)在[0,2]上单调递增,且f(1-m)=f(|1-m|),f(m)=f(|m|),

因此f(1-m)<f(m)等价于

解得:<m≤2.

因此实数m的取值范围是.

5.(12分)已知函数f(x)=x2+(x≠0,常数a∈R).

(1)讨论函数f(x)的奇偶性,并说明理由;

(2)若函数f(x)在x∈[2,+∞)上为增函数.求实数a的取值范围.

解 (1)函数f(x)的定义域为{x|x≠0},

当a=0时,f(x)=x2,(x≠0)

显然为偶函数;当a≠0时,f(1)=1+a,f(-1)=1-a,

因此f(1)≠f(-1),且f(-1)≠-f(1),

所以函数f(x)=x2+既不是奇函数,也不是偶函数.

(2)f′(x)=2x-=,

当a≤0时,f′(x)>0,则f(x)在[2,+∞)上是增函数,

当a>0时,由f′(x)=>0,

解得x> ,由f(x)在[2,+∞)上是增函数,

可知 ≤2.解得0<a≤16.

综上可知实数a的取值范围是(-∞,16].

4.设是定义在上的一个函数,则函数

上一定是(    )

A.奇函数                 B.偶函数   C.既是奇函数又是偶函数   D.非奇非偶函数

4.   A  

5.已知函数

的奇偶性依次为(    )

A.偶函数,奇函数      B.奇函数,偶函数  C.偶函数,偶函数      D.奇函数,奇函数

5.   D   ,画出的图象可观察到它关于原点对称

  或当时,,则

时,,则

7. 已知幂函数的图像过点,则函数的最小正周期是(  )

                           

6.已知函数f(x)=,若方程f(x)=x+a有且只有两个不相等的实数根,则实数a的取值范围为(  )

A.(-∞,0]  B.[0,1)

C.(-∞,1)  D.[0,+∞)

解析:当x>0时,因为f(x)=f(x-1),所以当x>0时,f(x)是以1为周期的函数,又当0<x≤1时,x-1≤0,所以f(x)=f(x-1)=21-x-1=2·()x-1.方程f(x)=x+a的根的个数可看成是两个函数y=f(x)与y=x+a的图象的交点个数,画出函数的图象,如图,由图象可知,实数a的取值范围是(-∞,1).

答案:C

24.已知函数f(x)是R上的单调增函数且为奇函数,则f(1)的值(  )

    A.恒为正数      B.恒为负数     C.恒为0     D.可正可负

6.已知函数f(x)在(-1,1)上有定义,,当且仅当0<x<1时,f(x)<0,且对任意x、y∈(-1,1)都有f(x)+f(y)=,试证明:

(1)f(x)为奇函数;

(2)f(x)在(-1,1)上单调递减.

证明 (1)函数f(x)的定义域为(-1,1),

再由f(x)+f(y)=

令x=y=0,得f(0)=0,

令y=-x,得f(x)+f(-x)=f=f(0)=0,

∴f(x)=-f(-x),即f(x)为奇函数.

(2)先证f(x)在(0,1)上单调递减.令0<x1<x2<1,则f(x2)-f(x1)=f(x2)+f(-x1)=f.

∵0<x1<x2<1,∴x2-x1>0,1-x1x2>0,

即>0.

又∵(x2-x1)-(1-x2x1)=(x2-1)(x1+1)<0,

∴x2-x1<1-x2x1,∴0<<1.

由题意,知f<0,即f(x2)<f(x1),

∴f(x)在(0,1)上单调递减,又f(x)为奇函数且f(0)=0,

∴f(x)在(-1,1)上单调递减.

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