第2课时函数奇偶性的应用
类型一根据函数的奇偶性求函数解析式【典型例题】1.f(x)为R上的奇函数,且当x∈(-∞,0)时,f(x)=x(x-1),则当x∈(0,+∞)时,f(x)=______.2.已知f(x)为偶函数,g(x)为奇函数,且满足f(x)+g(x)=求f(x),g(x).
【解题探究】1.对于题1,应如何设自变量x?2.题2中,如何应用“f(x)为偶函数,g(x)为奇函数”这一条件?探究提示:1.应“求谁设谁”,即在哪个区间求解析式,x就设在哪个区间内.2.应用函数奇偶性,需出现f(-x),g(-x),故用-x代替原式中的x,列出方程组,解关于f(x)与g(x)的方程组.
【解析】1.当x∈(0,+∞)时,-x∈(-∞,0),f(-x)=-x(-x-1).又f(x)为R上的奇函数,所以x∈(0,+∞)时,-f(x)=-x(-x-1),即f(x)=-x(x+1).答案:-x(x+1)
2.由f(x)+g(x)=①把x换成-x,得f(-x)+g(-x)=∵f(x)为偶函数,∴f(-x)=f(x).又∵g(x)为奇函数,∴g(-x)=-g(x),∴f(x)-g(x)=②由①②得
【拓展提升】根据函数的奇偶性求解析式的一般步骤(1)“求谁设谁”,即在哪个区间求解析式,x就设在哪个区间内.(2)转化代入已知区间的解析式.(3)利用函数f(x)的奇偶性写出-f(-x)或f(-x),从而解出f(x).
【变式训练】函数y=f(x)是(-∞,+∞)上的偶函数,当x≥0时f(x)=x2-2x-3,求函数y=f(x)的解析式.【解题指南】设x<0,则-x>0,利用偶函数的定义,f(-x)=f(x)进行转化.【解析】令x<0,则-x>0,故f(-x)=(-x)2-2(-x)-3=x2+2x-3.又f(x)为偶函数,所以f(-x)=f(x),故f(x)=x2+2x-3,∴
类型二函数的奇偶性和单调性的综合应用【典型例题】1.若f(x)是R上的偶函数,且在[0,+∞)上是增函数,则下列各式成立的是()A.f(-2)>f(0)>f(1)B.f(-2)>f(1)>f(0)C.f(1)>f(0)>f(-2)D.f(0)>f(-2)>f(1)2.设函数f(x)在R上是偶函数,在区间(-∞,0)上递增,且f(2a2+a+1)<f(2a2-2a+3),求a的取值范围.
【解题探究】1.题1中如何将f(-2)转化为自变量在[0,+∞)上与之相等的函数值?2.偶函数在两个对称区间上的单调性有什么关系?解决题2的关键点是什么?
探究提示:1.利用函数的奇偶性,因为f(x)在R上是偶函数,所以f(-2)=f(2).2.偶函数在两个对称区间上的单调性相反,即若一个区间是增函数,则相应对称区间上为减函数.解决本题的关键是去掉“f”,转化为具体不等式求解.
【解析】1.选B.f(x)是R上的偶函数,所以f(-2)=f(2).又f(x)在[0,+∞)上是增函数,故f(0)<f(1)<f(2),即f(-2)>f(1)>f(0).2.由f(x)在R上是偶函数,在区间(-∞,0)上递增,可知f(x)在(0,+∞)上递减.∵2a2+a+1=2(a+)2+>0,2a2-2a+3=2(a-)2+>0,且f(2a2+a+1)<f(2a2-2a+3),∴2a2+a+1>2a2-2a+3,即3a-2>0,解得a>
【互动探究】若题2中“偶函数”改为“奇函数”,则结果如何?【解析】若f(x)为R上的奇函数,在区间(-∞,0)上递增,则f(x)在(0,+∞)上递增,又∵f(2a2+a+1)<f(2a2-2a+3),∴2a2+a+1<2a2-2a+3,即3a-2<0,解得a<
【拓展提升】1.函数奇偶性和单调性的关系(1)若f(x)是奇函数,且f(x)在[a,b]上是单调函数,则f(x)在[-b,-a]上也为单调函数,且具有相同的单调性.(2)若f(x)是偶函数,且f(x)在[a,b]上是单调函数,则f(x)在[-b,-a]上也为单调函数,且具有相反的单调性.
2.利用单调性和奇偶性解不等式的方法(1)充分利用已知的条件,结合函数的奇偶性,把已知不等式转化为f(x1)>f(x2)或f(x1)<f(x2)的形式,再利用单调性脱掉“f”求解.(2)在对称区间上根据奇函数的单调性一致,偶函数的单调性相反,列出不等式或不等式组,求解即可,同时要注意函数自身定义域对参数的影响.
【变式训练】若偶函数f(x)在区间[3,7]上是增函数且最大值为5,那么f(x)在区间[-7,-3]上是()A.增函数且最小值是5B.增函数且最大值是5C.减函数且最大值是5D.减函数且最小值是5【解析】选C.偶函数图象关于y轴对称,f(x)在区间[3,7]上是增函数,则在区间[-7,-3]上是减函数,且最大值为5.
【规范解答】函数奇偶性与单调性的综合应用【典例】【条件分析】
【规范解答】(1)令x1=x2=1①得f(1)=f(1)+f(1),∴f(1)=0.………………………3分(2)令x1=x2=-1①,则f(-1)=0,………………………4分令x1=-1,x2=x①,∴f(-x)=f(x),又定义域为{x|x≠0},关于原点对称,∴f(x)为偶函数.………………………7分
(3)∵f(4)=1,又f(x1·x2)=f(x1)+f(x2),∴f(4)+f(4)=f(4×4)=f(16),∴f(16)+f(4)=f(16×4)=f(64),∴f(64)=f(4)+f(4)+f(4),∴f(64)=3.②………………………8分∴f(3x+1)+f(-6)≤3等价于f(-6(3x+1))≤3,
∴f(|-6(3x+1)|)≤f(64),∴……………………10分解得……………………12分
【失分警示】
【防范措施】1.赋值法的应用抽象函数的求值与性质讨论,往往需要恰当地赋值,此时要明确利用哪些式子说明问题,如本题中判断函数奇偶性,看f(-x)与f(x)的关系,关键是出现f(-x)与f(x)之后,不要出现多余变量.
2.偶函数的一个重要性质根据偶函数的定义,可得f(x)=f(|x|),从而把自变量都集中在区间(0,+∞)上,应用单调性时,就可以避免分自变量在不同区间内的繁琐讨论,把f(-6(3x+1))写成f(|-6(3x+1)|),避免对-6(3x+1)的符号讨论.
【类题试解】已知函数y=f(x)是定义在R上的奇函数,且当x≥0时,f(x)=-x2+ax.(1)当a=-2时,求函数f(x)的解析式.(2)若函数f(x)为R上的单调减函数,①求a的范围;②若对任意实数m,f(m-1)+f(m2+t)0,在(0,+∞)上f(x)0时,f(x)在(0,)上单调递增,在(+∞)上单调递减,不合题意.所以函数f(x)为单调减函数时,a的范围为a≤0.
②∵f(m-1)+f(m2+t)
1.若函数f(x)=x3,x∈R,则函数y=f(-x)在其定义域上是()A.单调递减的偶函数B.单调递减的奇函数C.单调递增的偶函数D.单调递增的奇函数【解析】选B.f(-x)=-x3为奇函数,设x1,x2∈R,且x1<x2,则-x1>-x2,f(-x1)-f(-x2)=∴f(-x1)>f(-x2),f(-x)为减函数.
2.已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x2-2x,则f(x)在R上的表达式是()A.y=x(x-2)B.y=x(|x|+2)C.y=|x|(x-2)D.y=x(|x|-2)【解析】选D.由x≥0,f(x)=x2-2x,f(x)是定义在R上的奇函数得:当x<0时,-x>0,f(x)=-f(-x)=-(x2+2x),∴即f(x)=x(|x|-2).
3.定义在R上的偶函数f(x)在[0,+∞)上是增函数,若f(a)<f(b),则一定可得()A.a<bB.a>bC.|a|<|b|D.0≤a<b或a>b≥0【解析】选C.对于定义域为R的偶函数,若x≥0,则f(|x|)=f(x);若x<0,则f(|x|)=f(-x)=f(x).所以,定义域为R的偶函数f(x)对于任意x∈R,有f(|x|)=f(x).于是由f(a)<f(b),可得f(|a|)<f(|b|).而|a|≥0,再由f(x)在[0,+∞)上是增函数可得|a|<|b|,故选C.
4.函数f(x)=x3+ax,f(1)=3,则f(-1)=______.【解析】显然f(x)是奇函数,∴f(-1)=-f(1)=-3.答案:-3
5.若函数f(x)=(k-2)x2+(k-1)x+3是偶函数,则f(x)的递减区间是______.【解析】利用函数f(x)是偶函数,则k-1=0,k=1,所以f(x)=-x2+3,其单调递减区间为[0,+∞).答案:[0,+∞)
6.f(x)是定义在(-∞,-5],[5,+∞)上的奇函数,且f(x)在[5,+∞)上单调递减,试判断f(x)在(-∞,-5]上的单调性,并用定义给予证明.【解析】f(x)在(-∞,-5]上单调递减.任取x1-x2≥5,因f(x)是奇函数且在[5,+∞)上单调递减,所以f(-x1)