函数的性质

发布 2022-09-22 20:10:28 阅读 5833

函数的性质(奇偶性、单调性、周期性、对称性)

定义域优先”的思想是研究函数的前提,在求值域、奇偶性、单调性、周期性、换元时易忽略定义域,所以必须先考虑函数的定义域,离开函数的定义域去研究函数的性质没有任何意义。,

奇偶性的判定法:首先考察定义域是否关于原点对称,再计算f(-x)与f(x)之间的关系:①f(-x)=f(x)为偶函数;f(-x)=-f(x)为奇函数;

f(-x)-f(x)=0为偶;f(x)+f(-x)=0为奇;

f(-x)÷f(x)=1是偶;f(x)÷f(-x)=-1为奇函数。

1)若定义域关于原点对称。

2)若定义域不关于原点对称非奇非偶例如:在上不是奇函数。

常用性质:1.是既奇又偶函数;

2.奇函数若在处有定义,则必有;

3.偶函数满足;

4.奇函数图象关于原点对称,偶函数图象关于y轴对称;

5.除外的所有函数的奇偶性满足:

1)奇函数±奇函数=奇函数偶函数±偶函数=偶函数

奇函数±偶函数=非奇非偶

2) 奇函数×奇函数=偶函数偶函数×偶函数=偶函数

奇函数×偶函数=奇函数。

6.任何函数可以写成一个奇函数和一个偶函数的和。,

定义:函数定义域为a,区间,若对任意且。

总有则称在区间m上单调递增。

总有则称在区间m上单调递减。

应用:(一)常用定义法来证明一个函数的单调性。

一般步骤:(1)设值(2)作差(3)变形(4)定号(5)结论。

二) 求函数的单调区间。

定义法、图象法、复合函数法、导数法(以后学)

注:常用结论。

1) 奇函数在对称区间上的单调性相同。

2) 偶函数在对称区间上的单调性相反。

3) 复合函数单调性---同增异减, ]

1)一般地对于函数,若存在一个不为0的常数t,使得内一切值时总有,那么叫做周期函数,t叫做周期,kt(t的整数倍)也是它的周期。

2)如果周期函数在所有周期中存在一个最小正数,就把这个最小正数叫最小正周期。

注:常用结论。

1)若,则是周期函数,是它的一个周期(自己证明)

2)若定义在r上的函数y = f (x) 图像同时关于直线x = a 和直线x = b成轴对称 (a≠b),则y = f (x)是周期函数,且2| a-b|是其一个周期。(自己证明)

推论)若定义在r上的偶函数的图象关于直线对称,则是周期函数,是它的一个周期。

3)若;;;则是周期函数,2是它的一个周期, ]

一、函数自身的对称性。

定理1.函数 y = f (x)的图像关于点a (a ,b)对称的充要条件是 f (x) +f (2a-x) =2b

证明:(必要性)设点p(x ,y)是y = f (x)图像上任一点,点p( x ,y)关于点a (a ,b)的对称点p(2a-x,2b-y)也在y = f (x)图像上, 2b-y = f (2a-x) 即y + f (2a-x)=2b

故f (x) +f (2a-x) =2b,必要性得证。

充分性)设点p(x0,y0)是y = f (x)图像上任一点,则y0 = f (x0)

f (x) +f (2a-x) =2b

f (x0) +f (2a-x0) =2b,即2b-y0 = f (2a-x0) 。

故点p(2a-x0,2b-y0)也在y = f (x) 图像上,而点p与点p关于点a (a ,b)对称,充分性得证。

推论:函数 y = f (x)的图像关于原点o对称的充要条件是f (x) +f (-x) =0

定理2. 函数 y = f (x)的图像关于直线x = a对称的充要条件是。

f (a +x) =f (a-x) 即f (x) =f (2a-x) (证明留给读者)

推论:函数 y = f (x)的图像关于y轴对称的充要条件是f (x) =f (-x)

定理3函数 y = f (x)的图像关于直线x = a对称的充要条件是。

f (a +x) =f (a-x) 或 f (x) =f (2a-x)

定理4.若函数y = f (x) 图像同时关于直线x = a 和直线x = b成轴对称 (a≠b),则y = f (x)是周期函数,且2| a-b|是其一个周期。

二.不同函数对称性。

定理5. 函数y = f (a+x)与y = f (b-x)的图像关于直线x = b-a)/2成轴对称。

定理6. 互为反函数的两个函数关于直线y=x对称。

典型例题】例1] 判断下列函数奇偶性。1)(且)

解:(1)且。

奇函数。2),关于原点对称。

奇函数 3),关于原点对称

∴ 既奇又偶。

4)考虑特殊情况验证: ;无意义; ∴非奇非偶。

5)且,关于原点对称。

为偶函数。

例2](1),为何值时,为奇函数;

为何值时,为偶函数。

答案:(1)

恒等定理) 时,奇函数。

(恒等定理)

巩固:已知定义域为的函数是奇函数。

ⅰ)求的值;

ⅱ)若对任意的,不等式恒成立,求的取值范围;

解析:ⅰ)[取特殊值法。

因为是奇函数,所以=0,即。

又由f(1)= f(-1)知。

ⅱ)解法一:由(ⅰ)知,易知在上。

为减函数。又因是奇函数,从而不等式:

等价于,因为减函数,由上式推得:

即对一切有:,从而判别式。

例3] 求函数的解析式。

1)为r上奇函数,时,解:时,∴

2)为r上偶函数,时,解:

时, 例4] 求下列函数的增区间。

答案:(1), 2)作图。

例5]若在区间,求取值范围。

答案:分类讨论。

1)① 当在区间,符合题意。

当时,要在区间,则有。

[例6] ,为偶函数,试比较的大小关系。

解:∵ 为偶函数 ∴

则函数关于直线x=2对称。

在(0,2)

(提示:看离对称轴的远近)

例7] 为偶函数,,若,求取值范围。

解: ∴例8] 求下列函数是否为周期函数。

1),满足。

2),满足。

3),满足。

4),满足。

答案:1)令 ∴

t=2周期函数。

t=4周期函数。

3) ∴t=4

∴ t=8例9] ,偶函数,周期函数,t=2,,,则 ,求当时, 。

答案:例10] ,偶函数,奇函数,则 。

答案:奇。偶。

奇 ∴ 巩固。

例1:定义在r上的非常数函数满足:f (10+x)为偶函数,且f (5-x) =f (5+x),则f (x)

一定是( )

a)是偶函数,也是周期函数 (b)是偶函数,但不是周期函数

c)是奇函数,也是周期函数 (d)是奇函数,但不是周期函数。

解:∵f (10+x)为偶函数,∴f (10+x) =f (10-x).

f (x)有两条对称轴 x = 5与x =10 ,因此f (x)是以10为其一个周期的周期函数,∴x =0即y轴也是f (x)的对称轴,因此f (x)还是一个偶函数。

故选(a)

例2:设定义域为r的函数y = f (x)、y = g(x)都有反函数,并且f(x-1)和g-1(x-2)函数的图像关于直线y = x对称,若g(5) =1999,那么f(4)=(

1999; (b)2000; (c)2001; (d)2002。

解:∵y = f(x-1)和y = g-1(x-2)函数的图像关于直线y = x对称,y = g-1(x-2) 反函数是y = f(x-1),而y = g-1(x-2)的反函数是:y = 2 + g(x), f(x-1) =2 + g(x), 有f(5-1) =2 + g(5)=2001

故f(4) =2001,应选(c)

例3.设f(x)是定义在r上的偶函数,且f(1+x)= f(1-x),当-1≤x≤0时,f (x) =x,则f (8.6

解:∵f(x)是定义在r上的偶函数∴x = 0是y = f(x)对称轴;

又∵f(1+x)= f(1-x) ∴x = 1也是y = f (x) 对称轴。

故y = f(x)是以2为周期的周期函数,f (8.6 ) f (8+0.6 ) f (0.6 ) f (-0.6 ) 0.3

例4. 设f(x)是定义在r上的奇函数,且f(x+2)= f(x),当0≤x≤1时,f (x) =x,则f (7.5 )

(a) 0.5 (b) -0.5 (c) 1.5d) -1.5

解:∵y = f (x)是定义在r上的奇函数,∴点(0,0)是其对称中心;

又∵f (x+2 )=f (x) =f (-x),即f (1+ x) =f (1-x), 直线x = 1是y = f (x) 对称轴,故y = f (x)是周期为2的周期函数。

∴f (7.5 ) f (8-0.5 ) f (-0.5 ) f (0.5 ) 0.5 故选(b)

作业】1. 两位学生在思考一个开放题“满足的点称为函数的不动点,请你构造一个分段函数,使其具有无数个不动点,这些不动点构成一个公比不为1的等比数列”。两位学生分别构造了一个函数():

请你判断,正确的结论是( )

a. ①都对 b. ①对②错 c. ①错②对 d. ①都错。

2. 函数与的图像关于( )

a. y轴对称 b. 原点对称。

c. 直线x=1对称 d. 关于y轴对称且关于直线x=1对称。

3. 若函数在()上是减函数,则的取值范围是( )

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