函數(shù)奇偶性作為函數(shù)的一個(gè)重要性質(zhì),其地位毋庸置疑。對(duì)于函數(shù)f(x)定義域中的任意一個(gè)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(jiǎn)單的一個(gè)定義,卻蘊(yùn)含著豐富的內(nèi)容。
一、定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱是函數(shù)具有奇偶性的前提條件,然而這一點(diǎn)卻往往被許多學(xué)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?yàn)椋?,+∞),沒有關(guān)于原點(diǎn)對(duì)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(jìn)行比較判斷,最后甚至誤認(rèn)為是非奇非偶函數(shù)。事實(shí)上,函數(shù)定義域?yàn)椋?2,0)∪(0,2],滿足關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,此時(shí)函數(shù)可進(jìn)一步化簡(jiǎn)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?yàn)椋╧,2k+3),則函數(shù)g(x)=(k+2)x+(k-1)x+3的單調(diào)遞減區(qū)間為 。
解析:f(x)既是偶函數(shù),則其定義域必關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,于是k+2k+3=0,得k=-1,從而g(x)=x-2x+3,單調(diào)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(shí)也應(yīng)注意形式多變,方法多樣,只有做到對(duì)癥下藥,解題時(shí)才可以得心應(yīng)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?yàn)镽(滿足關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱),若直接求f(-x),再與f(x)進(jìn)行比較判斷,則容易陷入解題僵局,導(dǎo)致半途而廢。事實(shí)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?yàn)镽(滿足關(guān)于原點(diǎn)對(duì)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(yīng)注意函數(shù)奇偶性定義的等價(jià)形式的應(yīng)用:f(-x)=±f(x)?圳f(-x)±f(x)=0?圳=±1(f(x)≠0);第(2)題則應(yīng)注意分子有理化在根式化簡(jiǎn)中的應(yīng)用。
例4:定義在R上的函數(shù)f(x)滿足:對(duì)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(duì)抽象函數(shù)奇偶性的說(shuō)明仍需比較f(-x)與f(x)的關(guān)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(zhì),在解題中有著廣泛靈活的運(yùn)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(jìn)行比較求解,很難得出結(jié)果。
方法一:采用等價(jià)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(zhì)f(0)=0(當(dāng)x=0時(shí)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(nèi)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(jù)題設(shè)條件先作出函數(shù)f(x)在(-∞,0)內(nèi)的大致圖像,如上圖,由對(duì)稱性(奇函數(shù)的圖像關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱)及單調(diào)性(在(-∞,0)內(nèi)是增函數(shù))得出f(x)在(0,+∞)的圖像,如上圖。∵f(x)為奇函數(shù),且f(-2)=0,∴f(2)=0。由圖像可知:當(dāng)-2<x<0時(shí),f(x)>0,∴xf(x)<0;當(dāng)0<x<2時(shí),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(shè)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(dá)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(nèi)容,在高中數(shù)學(xué)具有舉足輕重的地位。充分挖掘出定義的內(nèi)在要素,掌握題目要領(lǐng),及時(shí)進(jìn)行歸納總結(jié),在今后的解題中往往可以取得事半功倍的效果。