函数奇偶性和周期性 1

教学过程

一、复习预习

1.函数的单调性;

2.二次函数和反比例函数.

二、知识讲解

考点1 奇、偶函数的概念

一般地,设函数y =f (x ) 的定义域为A ,如果对于任意的x ∈A ,都有f (-x ) =f (x ) ,那么称函数y =f (x ) 是偶函数;如果对于任意的x ∈A ,都有f (-x ) =-f (x ) ,那么称函数y =f (x ) 是奇函数.奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y 轴对称.

考点2 奇、偶函数的性质

(1)奇函数在关于原点对称的区间上的单调性相同,偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反.

(2)①在公共定义域内,f (x ) 为奇函数,g (x ) 为奇函数,则f (x )±g (x ) 是奇函数,f (x )·g (x ) 是偶函数,f (g (x )) 是奇函数.

②在公共定义域内,f (x ) 是偶函数,g (x ) 是偶函数,则f (x )±g (x ) 是偶函数,f (x )·g (x ) 是偶函数,f (g (x )) 是偶函数.

③在公共定义域内,f (x ) 是偶函数,g (x ) 是奇函数,则f (g (x )) 是偶函数,g (f (x )) 是偶函数.

考点2 周期性

对于函数y =f (x ) ,如果存在一个非零常数T ,使得当x 取定义域内的任意一个值时,都有f (x +T ) =f (x ) ,那么就称函数y =f (x ) 为周期函数,称T 为函数的周期,若T 是函数的所有周期中最小的正数,那么T 叫做f (x ) 的最小正周期.

三、例题精析

【例题1】

判断下列函数的奇偶性,并说明理由.

(1)f (x ) =x 2-|x |+1,x ∈[-1,4];

1+x ,x ∈(-1,1) ; 1-x (2)f (x ) =(x -1)

|x +3|-3

【答案】(1)由于f (x ) =x 2-|x |+1,x ∈[-1,4]的定义域不关于原点对称,

因此,f (x ) 是非奇非偶函数.

(2)该函数定义域为(-1,1) ,关于原点对称,

1-x =-(x +1+x 1-x 1+x (1+x ) 2(1-x ) 1+x f (-x ) =(-x -1)

=-(1+x )(1-x ) =-(1+x )(1-x ) 2

1-x

1+x 1-x =-(1-x )

∴f (-x ) =f (x ) . 1+x =(x -1-x

又∵该函数定义域关于原点对称,

∴f (x ) 是偶函数.

2⎧⎪4-x ≥0,

(3)由⎨得-2≤x ≤2且x ≠0. ⎪|x +3|-3≠0⎩

∴f (x ) 的定义域关于原点对称,

∴f (x ) =|x +3|-3

∴f (-x ) =-f (x ) ,

∴f (x ) 是奇函数.

【解析】1.判断函数奇偶性的方法:(1)先观察函数的定义域是否关于原点对称,若不是则函数不具有奇偶性.(2)若满足f (-x ) =-f (x ) ,则函数是奇函数;若满足f (-x ) =f (x ) ,则函数是偶函数;若以上两种情况均满足,即f (x ) =0,则该函数既是奇函数又是偶函数;若以上两种情况均不满足,则函数不具有奇偶性.

2.分段函数奇偶性的判断:要分别从x >0或x <0来探究等式f (-x ) =f (x ) 或f (-x ) =-f (x ) 是否成立,只有当对称的两个区间上满足相同关系时,分段函数才具备确定的奇偶性.

4-x 24-x 2 x

3.对于复杂函数判断奇偶性,先在定义域内化简解析式,再用定义判断奇偶性,否则可能得到错误结论.

【例题2】

1已知定义域为R 的函数f (x ) =a x 是奇函数. 4+1

(1)求a 的值;

(2)若对任意的t ∈R ,不等式f (t 2-2t ) +f (2t 2-k ) <0恒成立,求k 的取值范围.

【答案】(1)∵奇函数f (x ) =a +

11经检验,a =-符合题意. 22

11(2)易知f (x ) =-+x R 上的减函数. 24+1

对任意的t ∈R ,f (t 2-2t ) +f (2t 2-k ) <0恒成立,

即f (t 2-2t ) <-f (2t 2-k ) 恒成立.

又∵f (x ) 为奇函数,

∴f (t 2-2t ) <f (k -2t 2) 恒成立.

∵f (x ) 是减函数,

∴t 2-2t >k -2t 2恒成立,11的定义域为R ,∴f (0)=0. 从而a +=0,∴a =-4x +140+1

∴k <3t 2-2t 恒成立,即k 比3t 2-2t 的最小值还小.

1令u =3t 2-2t ,易得u min =-, 3

1∴k 3

【解析】1.奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y 轴对称; 2.奇函数f (x ) 在x =0处有意义,必有f (0)=0,用f (0)=0求出参数后要注意验证;

3.f (x ) 是偶函数⇔f (-x ) =f (x ) =f (|x |);

4.奇函数在关于原点对称的区间上单调性相同,偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反.

【例题3】

设f (x ) 是定义在R 上的奇函数,且对任意实数x ,恒有f (x +2) =-f (x ) .当x ∈[0,2]时,f (x ) =2x -x 2.

(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 (2 013).

【答案】(1)∵f (x +2) =-f (x ) ,

∴f (x +4) =-f (x +2) =f (x ) ,

∴f (x ) 是周期为4的周期函数.

(2)当x ∈[2,4]时,-2≤x -4≤0,

∴0≤4-x ≤2,

从而f (x ) =f (x -4) =-f (4-x ) =-[2(4-x ) -(4-x ) 2]=x 2-6x +8,x ∈[2,4].

(3)易得f (0)=0,f (1)=1,f (2)=0,f (3)=-f (1)=-1,从而f (0)+f (1)+f (2)+f (3)=0. 由f (x ) 的周期性,可知f (0)+f (1)+f (2)+…+f (2 013)=0+f (0)+f (1)=1.

【解析】1.若对于函数f (x ) 的定义域内任一个自变量的值x 都有f (x +a ) =-f (x ) 或f (x 11+a ) =或f (x +a ) a 是常数且a ≠0),则f (x ) 是以2a 为一个周期的周期函数. f (x ) f (x )

2.如果T 是函数y =f (x ) 的周期,则

(1)kT (k ∈Z 且k ≠0)也是y =f (x ) 的周期,即f (x +kT ) =f (x ) .

(2)若已知区间[m ,n ](m <n ) 的图像,则可画出区间[m +kT ,n +kT ](k ∈Z 且k ≠0)上的图像.

四、课堂运用

【基础】

11.f (x ) =-x 的图象关于__________对称. x

2.已知函数f (x ) =x 2+mx +1是偶函数,则f (x ) 的单调减区间是__________.

3.下列函数:

①f (x ) = 21-x +x -1;②f (x ) =ln(x +23x -3-x 1-x x +1) ;③f (x ) =f (x ) =. 21+x 2

其中奇函数的个数是__________.

【巩固】

1.f (x ) 是R 上的奇函数,当x <0时,f (x ) =x (1-x ) ,则f (x ) =__________.

2.已知函数f (x ) 是R 上的偶函数,若对于x ∈R 都有f (x +2) =f (x ) ,且当x ∈[0,2) 时f (x ) =

2x +2+8,则f (-2 010)+f (2 011)=__________.

3.奇函数f (x ) 定义在[-1,1]上,且在[-1,1]内是减函数,若f (a ) +f (a -1) <0,则实数a

的取值范围是______.

4.设定义在[-2,2]上的偶函数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.

【拔高】

10,都1.设f (x ) 是定义在R 上的偶函数,其图象关于直线x =1对称,对任意x 1,x 2∈⎡⎣2有f (x 1+x 2) =f (x 1)·f (x 2) ,且f (1)=4.

1⎛1; (1)求f ⎛及f ⎝2⎝4(2)证明:f (x ) 是周期函数; 110,⎤,都有f (x )>1,证明函数f (x ) 在⎡0上为增函数. (3)若对任意x ∈⎡⎣2⎦⎣2课程小结

判断函数的奇偶性主要根据定义:一般地,如果对于函数f (x ) 的定义域内任意一个x ,都有f (-x ) =f (x )(或f (-x ) =-f (x )) ,那么函数f (x ) 就叫做偶函数(或奇函数) .其中包含两个必备条件:①定义域关于原点对称,这是函数具有奇偶性的必要不充分条件,所以首先考虑定义域有利于准确简捷地解决问题;②判断f (x ) 与f (-x ) 是否具有等量关系.在判断奇偶性的运算中,可以转化为判断奇偶性的等价关系式(f (x ) +f (-x ) =0(奇函数) 或f (x ) -f (-x ) =0(偶函数) 是否成立.

课后作业

【基础】

3⎫1.设函数f (x ) 是定义在R 上的周期为2的偶函数,当x ∈ [0,1]时,f (x ) =x +1,则f ⎛⎝2⎭=

__________.

2.函数f (x ) =x 3+sin x +1(x ∈R ) ,若f (a ) =2,则f (-a ) 的值为__________.

-2x +13.已知定义域为R 的函数f (x ) x 1是奇函数,则a =__________. 2++a

4.若f (x ) 是偶函数,且当x ∈[0,+∞)时,f (x ) =x -1,则不等式f (x 2-1) <0的解集为

__________.

【巩固】

1.定义在(-∞,0) ∪(0,+∞)上的奇函数f (x ) 在(0,+∞)上为减函数,且f (2)=0,则

f (x ) -f (-x ) 0是2x >4成立的__________条件. x

1⎛3⎛2⎫2.函数y =f (x +1) 为定义在R 上的偶函数,且当x ≥1时,f (x ) =2x -1,则f ⎛⎝3,f ⎝2,f ⎝3⎭

的大小关系为__________.

⎧⎪(a -2) x -1,x ≤1,

3.已知函数f (x ) =⎨若f (x ) 在(-∞,+∞)上单调递增,则实数a 的取值⎪⎩log a x ,x >1.

范围为__________.

4.定义在R 上的奇函数f (x ) 满足f (x +1) =-f (x ) ,若f (1.5)=1,则f (2 010.5)=__________.

5.已知奇函数f (x ) 的定义域为[-2,2],且在区间[-2,0]内递减,则满足:f (1-m ) +f (1-

m 2) <0的实数m 的取值范围为__________.

⎧⎪6.已知函数f (x ) =⎨0,x =0,

⎪⎩x +mx ,x 0, 是奇函数.

(1)求实数m 的值;

(2)若函数f (x ) 在区间[-1,a -2]上单调递增,求实数a 的取值范围.

e a 7.设a >0,f (x ) =是R 上的偶函数. a e (1)求a 的值;

(2)证明f (x ) 在(0,+∞)上为增函数.

【拔高】

1.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;

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

课后评价(在各自的系统上进行布置,不在教学案中体现) 包含:

1. 课后作业学生完成情况

2. 本节课主要内容概括

3. 本节课学生学习态度

4. 学生知识掌握情况和存在的问题(通过课堂反馈题进行分析)

语言真诚、体现学生实际情况,并且语言风格以鼓励为主,语气温和,体现教师的专业性与爱心。

教学过程

一、复习预习

1.函数的单调性;

2.二次函数和反比例函数.

二、知识讲解

考点1 奇、偶函数的概念

一般地,设函数y =f (x ) 的定义域为A ,如果对于任意的x ∈A ,都有f (-x ) =f (x ) ,那么称函数y =f (x ) 是偶函数;如果对于任意的x ∈A ,都有f (-x ) =-f (x ) ,那么称函数y =f (x ) 是奇函数.奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y 轴对称.

考点2 奇、偶函数的性质

(1)奇函数在关于原点对称的区间上的单调性相同,偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反.

(2)①在公共定义域内,f (x ) 为奇函数,g (x ) 为奇函数,则f (x )±g (x ) 是奇函数,f (x )·g (x ) 是偶函数,f (g (x )) 是奇函数.

②在公共定义域内,f (x ) 是偶函数,g (x ) 是偶函数,则f (x )±g (x ) 是偶函数,f (x )·g (x ) 是偶函数,f (g (x )) 是偶函数.

③在公共定义域内,f (x ) 是偶函数,g (x ) 是奇函数,则f (g (x )) 是偶函数,g (f (x )) 是偶函数.

考点2 周期性

对于函数y =f (x ) ,如果存在一个非零常数T ,使得当x 取定义域内的任意一个值时,都有f (x +T ) =f (x ) ,那么就称函数y =f (x ) 为周期函数,称T 为函数的周期,若T 是函数的所有周期中最小的正数,那么T 叫做f (x ) 的最小正周期.

三、例题精析

【例题1】

判断下列函数的奇偶性,并说明理由.

(1)f (x ) =x 2-|x |+1,x ∈[-1,4];

1+x ,x ∈(-1,1) ; 1-x (2)f (x ) =(x -1)

|x +3|-3

【答案】(1)由于f (x ) =x 2-|x |+1,x ∈[-1,4]的定义域不关于原点对称,

因此,f (x ) 是非奇非偶函数.

(2)该函数定义域为(-1,1) ,关于原点对称,

1-x =-(x +1+x 1-x 1+x (1+x ) 2(1-x ) 1+x f (-x ) =(-x -1)

=-(1+x )(1-x ) =-(1+x )(1-x ) 2

1-x

1+x 1-x =-(1-x )

∴f (-x ) =f (x ) . 1+x =(x -1-x

又∵该函数定义域关于原点对称,

∴f (x ) 是偶函数.

2⎧⎪4-x ≥0,

(3)由⎨得-2≤x ≤2且x ≠0. ⎪|x +3|-3≠0⎩

∴f (x ) 的定义域关于原点对称,

∴f (x ) =|x +3|-3

∴f (-x ) =-f (x ) ,

∴f (x ) 是奇函数.

【解析】1.判断函数奇偶性的方法:(1)先观察函数的定义域是否关于原点对称,若不是则函数不具有奇偶性.(2)若满足f (-x ) =-f (x ) ,则函数是奇函数;若满足f (-x ) =f (x ) ,则函数是偶函数;若以上两种情况均满足,即f (x ) =0,则该函数既是奇函数又是偶函数;若以上两种情况均不满足,则函数不具有奇偶性.

2.分段函数奇偶性的判断:要分别从x >0或x <0来探究等式f (-x ) =f (x ) 或f (-x ) =-f (x ) 是否成立,只有当对称的两个区间上满足相同关系时,分段函数才具备确定的奇偶性.

4-x 24-x 2 x

3.对于复杂函数判断奇偶性,先在定义域内化简解析式,再用定义判断奇偶性,否则可能得到错误结论.

【例题2】

1已知定义域为R 的函数f (x ) =a x 是奇函数. 4+1

(1)求a 的值;

(2)若对任意的t ∈R ,不等式f (t 2-2t ) +f (2t 2-k ) <0恒成立,求k 的取值范围.

【答案】(1)∵奇函数f (x ) =a +

11经检验,a =-符合题意. 22

11(2)易知f (x ) =-+x R 上的减函数. 24+1

对任意的t ∈R ,f (t 2-2t ) +f (2t 2-k ) <0恒成立,

即f (t 2-2t ) <-f (2t 2-k ) 恒成立.

又∵f (x ) 为奇函数,

∴f (t 2-2t ) <f (k -2t 2) 恒成立.

∵f (x ) 是减函数,

∴t 2-2t >k -2t 2恒成立,11的定义域为R ,∴f (0)=0. 从而a +=0,∴a =-4x +140+1

∴k <3t 2-2t 恒成立,即k 比3t 2-2t 的最小值还小.

1令u =3t 2-2t ,易得u min =-, 3

1∴k 3

【解析】1.奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y 轴对称; 2.奇函数f (x ) 在x =0处有意义,必有f (0)=0,用f (0)=0求出参数后要注意验证;

3.f (x ) 是偶函数⇔f (-x ) =f (x ) =f (|x |);

4.奇函数在关于原点对称的区间上单调性相同,偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反.

【例题3】

设f (x ) 是定义在R 上的奇函数,且对任意实数x ,恒有f (x +2) =-f (x ) .当x ∈[0,2]时,f (x ) =2x -x 2.

(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 (2 013).

【答案】(1)∵f (x +2) =-f (x ) ,

∴f (x +4) =-f (x +2) =f (x ) ,

∴f (x ) 是周期为4的周期函数.

(2)当x ∈[2,4]时,-2≤x -4≤0,

∴0≤4-x ≤2,

从而f (x ) =f (x -4) =-f (4-x ) =-[2(4-x ) -(4-x ) 2]=x 2-6x +8,x ∈[2,4].

(3)易得f (0)=0,f (1)=1,f (2)=0,f (3)=-f (1)=-1,从而f (0)+f (1)+f (2)+f (3)=0. 由f (x ) 的周期性,可知f (0)+f (1)+f (2)+…+f (2 013)=0+f (0)+f (1)=1.

【解析】1.若对于函数f (x ) 的定义域内任一个自变量的值x 都有f (x +a ) =-f (x ) 或f (x 11+a ) =或f (x +a ) a 是常数且a ≠0),则f (x ) 是以2a 为一个周期的周期函数. f (x ) f (x )

2.如果T 是函数y =f (x ) 的周期,则

(1)kT (k ∈Z 且k ≠0)也是y =f (x ) 的周期,即f (x +kT ) =f (x ) .

(2)若已知区间[m ,n ](m <n ) 的图像,则可画出区间[m +kT ,n +kT ](k ∈Z 且k ≠0)上的图像.

四、课堂运用

【基础】

11.f (x ) =-x 的图象关于__________对称. x

2.已知函数f (x ) =x 2+mx +1是偶函数,则f (x ) 的单调减区间是__________.

3.下列函数:

①f (x ) = 21-x +x -1;②f (x ) =ln(x +23x -3-x 1-x x +1) ;③f (x ) =f (x ) =. 21+x 2

其中奇函数的个数是__________.

【巩固】

1.f (x ) 是R 上的奇函数,当x <0时,f (x ) =x (1-x ) ,则f (x ) =__________.

2.已知函数f (x ) 是R 上的偶函数,若对于x ∈R 都有f (x +2) =f (x ) ,且当x ∈[0,2) 时f (x ) =

2x +2+8,则f (-2 010)+f (2 011)=__________.

3.奇函数f (x ) 定义在[-1,1]上,且在[-1,1]内是减函数,若f (a ) +f (a -1) <0,则实数a

的取值范围是______.

4.设定义在[-2,2]上的偶函数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.

【拔高】

10,都1.设f (x ) 是定义在R 上的偶函数,其图象关于直线x =1对称,对任意x 1,x 2∈⎡⎣2有f (x 1+x 2) =f (x 1)·f (x 2) ,且f (1)=4.

1⎛1; (1)求f ⎛及f ⎝2⎝4(2)证明:f (x ) 是周期函数; 110,⎤,都有f (x )>1,证明函数f (x ) 在⎡0上为增函数. (3)若对任意x ∈⎡⎣2⎦⎣2课程小结

判断函数的奇偶性主要根据定义:一般地,如果对于函数f (x ) 的定义域内任意一个x ,都有f (-x ) =f (x )(或f (-x ) =-f (x )) ,那么函数f (x ) 就叫做偶函数(或奇函数) .其中包含两个必备条件:①定义域关于原点对称,这是函数具有奇偶性的必要不充分条件,所以首先考虑定义域有利于准确简捷地解决问题;②判断f (x ) 与f (-x ) 是否具有等量关系.在判断奇偶性的运算中,可以转化为判断奇偶性的等价关系式(f (x ) +f (-x ) =0(奇函数) 或f (x ) -f (-x ) =0(偶函数) 是否成立.

课后作业

【基础】

3⎫1.设函数f (x ) 是定义在R 上的周期为2的偶函数,当x ∈ [0,1]时,f (x ) =x +1,则f ⎛⎝2⎭=

__________.

2.函数f (x ) =x 3+sin x +1(x ∈R ) ,若f (a ) =2,则f (-a ) 的值为__________.

-2x +13.已知定义域为R 的函数f (x ) x 1是奇函数,则a =__________. 2++a

4.若f (x ) 是偶函数,且当x ∈[0,+∞)时,f (x ) =x -1,则不等式f (x 2-1) <0的解集为

__________.

【巩固】

1.定义在(-∞,0) ∪(0,+∞)上的奇函数f (x ) 在(0,+∞)上为减函数,且f (2)=0,则

f (x ) -f (-x ) 0是2x >4成立的__________条件. x

1⎛3⎛2⎫2.函数y =f (x +1) 为定义在R 上的偶函数,且当x ≥1时,f (x ) =2x -1,则f ⎛⎝3,f ⎝2,f ⎝3⎭

的大小关系为__________.

⎧⎪(a -2) x -1,x ≤1,

3.已知函数f (x ) =⎨若f (x ) 在(-∞,+∞)上单调递增,则实数a 的取值⎪⎩log a x ,x >1.

范围为__________.

4.定义在R 上的奇函数f (x ) 满足f (x +1) =-f (x ) ,若f (1.5)=1,则f (2 010.5)=__________.

5.已知奇函数f (x ) 的定义域为[-2,2],且在区间[-2,0]内递减,则满足:f (1-m ) +f (1-

m 2) <0的实数m 的取值范围为__________.

⎧⎪6.已知函数f (x ) =⎨0,x =0,

⎪⎩x +mx ,x 0, 是奇函数.

(1)求实数m 的值;

(2)若函数f (x ) 在区间[-1,a -2]上单调递增,求实数a 的取值范围.

e a 7.设a >0,f (x ) =是R 上的偶函数. a e (1)求a 的值;

(2)证明f (x ) 在(0,+∞)上为增函数.

【拔高】

1.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;

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

课后评价(在各自的系统上进行布置,不在教学案中体现) 包含:

1. 课后作业学生完成情况

2. 本节课主要内容概括

3. 本节课学生学习态度

4. 学生知识掌握情况和存在的问题(通过课堂反馈题进行分析)

语言真诚、体现学生实际情况,并且语言风格以鼓励为主,语气温和,体现教师的专业性与爱心。


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