一.课标要求。
1.通过已学过的函数特别是二次函数,理解函数的单调性、最大(小)值及其几何意义;
2.结合具体函数,了解奇偶性的含义;
二.要点精讲。
1.奇偶性。
1)定义:如果对于函数f(x)定义域内的任意x都有f(-x)=-f(x),则称f(x)为奇函数;如果对于函数f(x)定义域内的任意x都有f(-x)=f(x),则称f(x)为偶函数。
如果函数f(x)不具有上述性质,则f(x)不具有奇偶性。如果函数同时具有上述两条性质,则f(x)既是奇函数,又是偶函数。
注意:函数是奇函数或是偶函数称为函数的奇偶性,函数的奇偶性是函数的整体性质;
由函数的奇偶性定义可知,函数具有奇偶性的一个必要条件是,对于定义域内的任意一个x,则-x也一定是定义域内的一个自变量(即定义域关于原点对称)。
2)利用定义判断函数奇偶性的格式步骤:
首先确定函数的定义域,并判断其定义域是否关于原点对称;
确定f(-x)与f(x)的关系;
作出相应结论:
若f(-x) =f(x) 或 f(-x)-f(x) =0,则f(x)是偶函数;
若f(-x) =f(x) 或 f(-x)+f(x) =0,则f(x)是奇函数。
3)简单性质:
图象的对称性质:一个函数是奇函数的充要条件是它的图象关于原点对称;一个函数是偶函数的充要条件是它的图象关于y轴对称;
设,的定义域分别是,那么在它们的公共定义域上:
奇+奇=奇,奇奇=偶,偶+偶=偶,偶偶=偶,奇偶=奇。
2.单调性。
1)定义:一般地,设函数y=f(x)的定义域为i, 如果对于定义域i内的某个区间d内的任意两个自变量x1,x2,当x1f(x2)),那么就说f(x)在区间d上是增函数(减函数);
注意:函数的单调性是在定义域内的某个区间上的性质,是函数的局部性质;
必须是对于区间d内的任意两个自变量x1,x2;当x1(2)如果函数y=f(x)在某个区间上是增函数或是减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间d叫做y=f(x)的单调区间。
3)设复合函数y= f[g(x)],其中u=g(x) ,a是y= f[g(x)]定义域的某个区间,b是映射g : x→u=g(x) 的象集:
若u=g(x) 在 a上是增(或减)函数,y= f(u)在b上也是增(或减)函数,则函数y= f[g(x)]在a上是增函数;
若u=g(x)在a上是增(或减)函数,而y= f(u)在b上是减(或增)函数,则函数y= f[g(x)]在a上是减函数。
4)判断函数单调性的方法步骤。
利用定义证明函数f(x)在给定的区间d上的单调性的一般步骤:
任取x1,x2∈d,且x1 作差f(x1)-f(x2);
变形(通常是因式分解和配方);
定号(即判断差f(x1)-f(x2)的正负);
下结论(即指出函数f(x)在给定的区间d上的单调性)。
5)简单性质。
奇函数在其对称区间上的单调性相同;
偶函数在其对称区间上的单调性相反;
③在公共定义域内:
增函数增函数是增函数;
减函数减函数是减函数;
增函数减函数是增函数;
减函数增函数是减函数。
3.最值。1)定义:
最大值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为i,如果存在实数m满足:①对于任意的x∈i,都有f(x)≤m;②存在x0∈i,使得f(x0) =m。
那么,称m是函数y=f(x)的最大值。
最小值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为i,如果存在实数m满足:①对于任意的x∈i,都有f(x)≥m;②存在x0∈i,使得f(x0) =m。
那么,称m是函数y=f(x)的最大值。
注意:函数最大(小)首先应该是某一个函数值,即存在x0∈i,使得f(x0) =m;
函数最大(小)应该是所有函数值中最大(小)的,即对于任意的x∈i,都有f(x)≤m(f(x)≥m)。
2)利用函数单调性的判断函数的最大(小)值的方法:
利用二次函数的性质(配方法)求函数的最大(小)值;
利用图象求函数的最大(小)值;
利用函数单调性的判断函数的最大(小)值:
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上单调递增,在区间[b,c]上单调递减则函数y=f(x)在x=b处有最大值f(b);
如果函数y=f(x)在区间[a,b]上单调递减,在区间[b,c]上单调递增则函数y=f(x)在x=b处有最小值f(b);
4.周期性。
1)定义:如果存在一个非零常数t,使得对于函数定义域内的任意x,都有f(x+t)= f(x),则称f(x)为周期函数;
2)性质:①f(x+t)= f(x)常常写作若f(x)的周期中,存在一个最小的正数,则称它为f(x)的最小正周期;②若周期函数f(x)的周期为t,则f(ωx)(ω0)是周期函数,且周期为。
四.典例解析。
奇偶性典型例题】
例1.以下五个函数:(1);(2);(3);(4);
(5),其中奇函数是___偶函数是__ 非奇非偶函数是。
点评:判断函数的奇偶性是比较基本的问题,难度不大,解决问题时应先考察函数的定义域,若函数的解析式能化简,一般应考虑先化简,但化简必须是等价变换过程(要保证定义域不变)。
题型二:奇偶性的应用。
例2.设f(x)是定义在r上的奇函数,若当x≥0时,f(x)=log3(1+x),则f(-2
例3.已知奇函数,当∈(0,1)时,,那么当∈(-1,0)时,的表达式是 .
例4.若奇函数是定义在(,1)上的增函数,试求a的范围:
解:由已知得。
因f(x)是奇函数,故 ,于是.
又是定义在(1,1)上的增函数,从而。
即不等式的解集是。
例5.已知定义在r上的函数对任意实数、,恒有,且当时,,又.
1)求证:为奇函数;(2)求证:在r上是减函数;(3)求在[,6]上的最大值与最小值.
解:(1)证明:令,可得 ,从而,f(0) =0.
令,可得 ,即,故为奇函数.
2)证明:设∈r,且,则,于是.从而。
所以,为减函数.
3)解:由(2)知,所求函数的最大值为,最小值为.
于是,在[-3,6]上的最大值为2,最小值为 -4.
单调性典型例题】
例1.(1)则a的范围为( )
a. b. c. d.
(2)函数)是单调函数的充要条件是( )
a. b. c. d.
3)已知在区间上是减函数,且,则下列表达正确的是( )
a. b.c. d.
提示:可转化为和在利用函数单调性可得。
4) 如右图是定义在闭区间上的函数的图象,该函数的单调增区间为。
例2.画出下列函数图象并写出函数的单调区间。
例3.根据函数单调性的定义,证明函数在上是减函数.
例4.设是定义在r上的函数,对、恒有,且当时,。
1)求证2)证明:时恒有;
3)求证:在r上是减函数; (4)若,求的范围。
解:(1)取m=0,n= 则,因为所以。
(2)设则由条件可知。
又因为,所以 ∴时,恒有。3)设则。
因为所以所以即。
又因为,所以所以,即该函数在r上是减函数。
4) 因为,所以。
所以,所以。
例5:(复合函数单调性)1.函数的增区间是( )
a. [3,1] b. [1,1] c. d.
2.函数y=的单调递增区间为( )
a. b. c. d.
题型五:周期问题。
例6.已知函数是定义在上的周期函数,周期,函数是奇函数又知在上是一次函数,在上是二次函数,且在时函数取得最小值。
证明:;求的解析式;
求在上的解析式。
解:∵是以为周期的周期函数,∴,又∵是奇函数,∴,
当时,由题意可设,由得,∴,
∵是奇函数,∴,又知在上是一次函数,可设,而,,∴当时,从而当时,,故时,。
当时,有,。
当时,。
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