函數(shù)奇偶性作為函數(shù)的一個重要性質,其地位毋庸置疑。對于函數(shù)f(x)定義域中的任意一個x,若有f(-x)=f(x),則f(x)為偶函數(shù);若有f(-x)=-f(x),則f(x)為奇函數(shù)。簡單的一個定義,卻蘊含著豐富的內容。
一、定義域關于原點對稱是函數(shù)具有奇偶性的前提條件,然而這一點卻往往被許多學生所忽略。
例1:判斷下列函數(shù)的奇偶性:
(1)f(x)=x+1(x≥0);(2)f(x)=。
解析:(1)由于函數(shù)定義域為[0,+∞),沒有關于原點對稱,故該函數(shù)既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù)。
(2)此題若忽略了函數(shù)定義域而直接求f(-x),則很難與f(x)進行比較判斷,最后甚至誤認為是非奇非偶函數(shù)。事實上,函數(shù)定義域為[-2,0)∪(0,2],滿足關于原點對稱,此時函數(shù)可進一步化簡為f(x)==,易知有f(-x)=-f(x),故函數(shù)為奇函數(shù)。
例2:偶函數(shù)f(x)的定義域為(k,2k+3),則函數(shù)g(x)=(k+2)x+(k-1)x+3的單調遞減區(qū)間為 。
解析:f(x)既是偶函數(shù),則其定義域必關于原點對稱,于是k+2k+3=0,得k=-1,從而g(x)=x-2x+3,單調遞減區(qū)間為(-∞,1]。
二、函數(shù)奇偶性除了注意其定義域之外,判定時也應注意形式多變,方法多樣,只有做到對癥下藥,解題時才可以得心應手。
例3:判斷下列函數(shù)的奇偶性:
(1)f(x)=;(2)f(x)=log(-x)。
解析:(1)易知函數(shù)定義域為R(滿足關于原點對稱),若直接求f(-x),再與f(x)進行比較判斷,則容易陷入解題僵局,導致半途而廢。事實上,f(-x)+f(x)=+==0,即f(-x)=-f(x),故f(x)為奇函數(shù)。
(2)函數(shù)定義域為R(滿足關于原點對稱),且f(-x)=log(+x)=log=log=log(-x)=-log(-x)=-f(x),故f(x)為奇函數(shù)。
注:第(1)題應注意函數(shù)奇偶性定義的等價形式的應用:f(-x)=±f(x)?圳f(-x)±f(x)=0?圳=±1(f(x)≠0);第(2)題則應注意分子有理化在根式化簡中的應用。
例4:定義在R上的函數(shù)f(x)滿足:對任意的x,y∈R,都有f(x+y)=f(x)-f(y),證明函數(shù)f(x)為偶函數(shù)。
解析:對抽象函數(shù)奇偶性的說明仍需比較f(-x)與f(x)的關系,依題意,令x=y=0,可得f(0)=0,再令y=-x,則f(0)=f(x)-f(-x)=0,即f(-x)=f(x),所以f(x)為偶函數(shù)。
三、函數(shù)奇偶性有著較多的性質,在解題中有著廣泛靈活的運用。
例5:已知函數(shù)f(x)=log(x+)是奇函數(shù),則a的值為 。
解析:若直接采用f(-x)=-f(x)兩邊進行比較求解,很難得出結果。
方法一:采用等價變形f(-x)+f(x)=0,可得log(-x)+log(x+)=log[(-x)(+x)]=0,則log2a=0,即a=±,由于a>0且a≠1,故a=。
方法二:利用奇函數(shù)的性質f(0)=0(當x=0時函數(shù)有意義),即得:log=0,即a=±,由于a>0且a≠1,故a=。
例6:若f(x)為奇函數(shù),且在(-∞,0)內是增函數(shù),又f(-2)=0,則xf(x)<0的解集為()。
A.(-2,0)∪(0,2)B.(-∞,-2)∪(0,2)
C.(-∞,-2)∪(2,+∞)D.(-2,0)∪(2,+∞)
解析:本題可根據題設條件先作出函數(shù)f(x)在(-∞,0)內的大致圖像,如上圖,由對稱性(奇函數(shù)的圖像關于原點對稱)及單調性(在(-∞,0)內是增函數(shù))得出f(x)在(0,+∞)的圖像,如上圖?!遞(x)為奇函數(shù),且f(-2)=0,∴f(2)=0。由圖像可知:當-2<x<0時,f(x)>0,∴xf(x)<0;當0<x<2時,f(x)<0,∴xf(x)<0。故不等式xf(x)<0的解集為(-2,0)∪(0,2),答案選A。
例7:設f(x)是奇函數(shù),g(s)是偶函數(shù),且f(x)-g(x)=x-x,求f(x)與g(x)的表達式。
解析:依題意,令h(x)=f(x)-g(x)=x-x①
于是h(-x)=f(-x)-g(-x)=x+x,
又f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x),所以有-f(x)-g(x)=x+x②
①+②可得:g(x)=-x,①-②可得:f(x)=-x。
總之,函數(shù)奇偶性作為函數(shù)的重要內容,在高中數(shù)學具有舉足輕重的地位。充分挖掘出定義的內在要素,掌握題目要領,及時進行歸納總結,在今后的解題中往往可以取得事半功倍的效果。