盧沛奇
重慶市求精中學校 重慶 400000
高中數學課程中函數的奇偶性是非常重要的章節,在數學學習中對于函數的奇偶性掌握的要求也越來越高,在高考有關求參數極值,函數單調性,導數的應用等問題中,函數的奇偶性能對問題的解法提供一個不錯的思路與優化。因此,更深入地研究函數奇偶性,能讓我們更好地掌握函數的特征,從而能更好地理解與應用[1]。
奇偶函數的定義:一般地,設一個函數y=f(x)的定義域是為B,如果對于任取的x∈B,都有f(-x)=f(x)則函數y=(x)是偶函數;若對于任取的x∈B,都有f(x)=-f(x),則函數y=f(x)是奇函數。
對于奇函數而言,根據定義可知若定義域內存在一點(x0,y0),則很方便得到與其對應的-x0點坐標為(-x0,-y0);同理對于偶函數而言,若定義域內存在一點(x0,y0),則其對應點為
(-x0,y0)。另一方面奇偶性在函數的圖像上也有著非常鮮明的特征:偶函數在圖像上關于y軸對稱,而奇函數圖像則關于坐標原點中心對稱。
高中數學函數中的奇偶性性質是函數的重要性質之一,它在我們學習的代數、三角以及高等數學中都有著非常廣泛的應用,近幾年的中學各類考試中,經常會出現關于函數奇偶性的一些題型,一般出現在填空、選擇、判斷、證明、求值等題型中。在函數學習過程中利用奇偶性,一方面可以更為準確的做出函數圖像,從而更好的了解函數特征,另一方面,函數的奇偶性還有助于判斷函數的單調性,在求取復雜參數的參數取值或者范圍等問題中都能起到一定的作用,簡化計算過程等[2]。
因此在判斷函數奇偶性的問題中,應當首先觀察函數的定義域,在解決一些復雜函數的問題中,可以幫助我們節省不少的時間。然而,不少高中生經常在判斷函數奇偶性的問題中,過分注重于函數表達式,急于利用f(-x)與f(x)的關系來解決問題,常常會出現錯誤,例如對于y=x2(x<0)很多同學一定會不假思索的說這個函數是偶函數,但實際上,僅僅從定義域上就可以很容易判斷出這是一個非奇非偶函數。
如果是把這兩句話倒過來,得出:關于原點對稱的函數圖像一定對應一個奇函數,關于y軸對稱的函數圖像一點對應一個偶函數。則這種說法是錯誤的,例如,我們以原點為中心的橢圓它的圖像既關于原點對稱,又關于y軸對稱,但是就不是一個函數,更不要談他的奇偶性了。
奇函數在關于原點對稱的整個區間上,單調性是一致的,而偶函數則是相反的。例題:若給出一個函數f(x)的定義域在R上是偶函數,在區間(-∞,0]上是減函數,且f(2)=0,求使得f(x)<0的x的取值范圍。分析:因為函數f(x)是偶函數,且f(2)=0,所以f(-2)=f(2)=0,又因為函數f(x)在區間(-∞,0]上是減函數,所以函數在[-2,0]內的函數值是小于0的。利用偶函數與函數單調性的性質,函數區間[0,+∞]上是增函數,因此函數在[0,2]內的函數值是大于0的,最后得出使得f(x)<0的x的取值范圍為-2<x<2。
如果存在一個函數既是奇函數又是偶函數的,則它的函數關系式是要滿足f(-x)=f(x)和f(-x)=-f(x)的,然后我們可以得出f(x)=-f(x),解得f(x)=0。因此只要函數定義域關于原點對稱,則f(x)=0既是奇函數又是偶函數,例如x∈R、x∈[-5,5]等等。
我們假設y=f是g=Q(x)和y=f(g)復合函數,假定其定義域是關于坐標原點對稱的區間。則得出:(1)若g=Q(x)是偶函數的,又y=(g)是偶函數的,結果y=f(g)是偶函數;(2)若g=Q(x)是奇函數的,又y=f(g)是奇函數的,結果y=f是奇函數;(3)倘使g=Q(x)是奇函數的,又y=f(g)是偶函數的,則y=f(g)是偶函數,總結起來可以得到復合函數中存在偶函數,則函數為偶函數,否則為奇函數。利用這個性質對幫助學生快速解決有關復合函數奇偶性的問題,可以起到事半功倍的效果[3]。
從高中數學的函數知識構架來談,我們都知道,函數的奇偶性,是函數定義的延展,也是后面研究指數函數、對數函數、三角函數等很多內容的基礎。對于研究函數的奇偶性的過程體現了數學的“從特殊到一般”、“數形結合”的思想方法,這對培養學生的思維能力和教學素養都具有非常重要的意義。通過對高中數學的學習,能夠進一步明確函數的奇偶性在數學學習中的重要性。奇偶性的研究和掌握為今后的數學學習奠定了堅實基礎。