淺析函數(shù)的奇偶性在解題中的應(yīng)用
時間:2022-10-02 15:25:03
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函數(shù)的奇偶性在數(shù)學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用,一些較難,而又特殊類型的數(shù)學(xué)題求解,不但能達到另辟途徑,巧解妙證的目的,而且也能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維能力。下面就筆者的一些實踐體會,舉例加以說明。
一、利用奇偶性求函數(shù)的解析式
例1已知x∈(-1,1),且f(x)是偶函數(shù),g(x)是奇函數(shù),若f(x)+g(x)=2lg(1+x),求f(x)與g(x)的解析式.
解:由f(x)+g(x)=2lg(1+x),
得f(x)=2lg(1+x)-g(x)(1)
∵f(x)是偶函數(shù),g(x)是奇函數(shù),
∴f(-x)=-f(x),g(-x)=-g(x)。
故f(-x)=2lg(1-x)-g(-x),
即f(x)=2lg(1-x)+g(x)(2)
由(1)+(2)得2f(x)=2lg(1+x)+2lg(1-x),
∴f(x)=lg(1-x2).
同理可求g(x)=lg(1+x)/(1-x)
二、利用奇偶性求函數(shù)值
例2已知f(x)=x5+ax3+bx-8,且f(-2)=10,那么f(2)等于()(1990年全國高考題)
解:設(shè)g(x)x5+ax3+bx,則f(x)=g(x)-8,g(x)=f(x)+8.
∴g(-2)=f(-2)+8=18。
又g(x)為奇函數(shù),
∴g(-2)=-g(2),
∴f(2)=g(2)-8=-g(-2)-8=-26,
故選(A).
例3已知關(guān)于x的方程x2-2arcsin(cosx)+a2=0有唯一解,求a的所有值.a
解:考察函數(shù)f(x)=x2-2arcsin(cosx)+a2,則其定義域為R,且為偶函數(shù).由題設(shè)知f(x)=0有唯一解,而由于偶函數(shù)的圖像關(guān)于y軸對稱,故此解必為0.
∴f(0)=-2arcsin1+a2=0,即a=π或a=-π。
這里我們挖掘f(x)隱含條件,構(gòu)造奇函數(shù)g(x),從整體著手,利用奇函數(shù)的性質(zhì)解決問題.
三、利用奇偶性求函數(shù)的周期
例4設(shè)f(x)為偶函數(shù),g(x)為奇函數(shù),且f(x)=-g(x+c)(c>0),則f(x)是以()為周期的函數(shù).
解:∵f(x)=f(-x)=-g(-x+c)=g(x-c)=-f(x-2c),
∴f(x+4c)=-f(x+4c-2c)=-f(x+2c)=f(x+2c-2c)=f(x),
∴f(x)是以4c為周期的周期函數(shù).
四、利用奇偶性求函數(shù)的值域
例5已知x,y∈R,且f(x+y)=f(x)+f(y)
當x>0時,f(x)>0,f(1)=2,求f(x)在[-5,5]上的值域.
解:令y=x=0,則有f(0)=0,令y=-x,則f(0)=f(x)+f(-x)=0.
∴f(x)為奇函數(shù),
f(5)=f(4+1)=f(4)+f(1)=f(3+1)+f(1)=5f(1)=10,f(-5)=-f(5)=-10,
故f(x)在[-5,5]上的值域為[-10,10]。
五、利用奇偶性求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間
例6求函數(shù)g(x)=x2+1/x2的單調(diào)區(qū)間.
解:設(shè)x1>x2>0,則g(x2)-g(x1)=[(x22-x12)/(x12?x22)](x1x2+1)(x1x2-1)。當x2>x1≥1時,g(x2)>g(x1);當1≥x2>x1>0時,g(x2)<g(x1)。由g(x)是偶函數(shù)知,g(x)在[-∞,-1]上遞減,在[-1,0]上遞增。
六、利用奇偶性證明命題
例7已知f(x)是定義在R上的奇函數(shù),若f(x)=0有n個實根,證明n必為奇數(shù).
證明:∵f(x)是R上的奇函數(shù),∴f(-x)=-f(x),則f(0)=-f(0),即f(0)=0,即0是f(x)的一個實根.若f(x)=0除了x=0這個實根外,還有實根x1,x2,x3,…,xk(k∈N).而f(x)是奇函數(shù),可知-x1,-x2,-x3,…,-xk也必為f(x)=0的實根,即f(x)=0的非零實根必成對出現(xiàn),故f(x)=0的實根個數(shù)n必為奇數(shù).
七、利用奇偶性求函數(shù)的最值
例8如果奇函數(shù)f(x)在區(qū)間〔3,7〕上是增函數(shù)且有最小值為5,那么f(x)在區(qū)間[-7,-3]上是()(1991年全國高考題)
(A)增函數(shù)且最小值為-5.
(B)增函數(shù)且最大值為-5.
(C)減函數(shù)且最小值為-5.
(D)減函數(shù)且最大值為-5.
解:設(shè)-7≤x1≤x2≤-3,則3≤-x2≤-xl≤7,
又f(x)在[3,7]上是增函數(shù)且最小值為5,
∴f(3)≤f(-x2)≤f(一x1)≤f(7)
∴-f(7)≤-f(xl)≤-f(x2)≤-f(3)=-5
又f(x)為奇函數(shù),
∴f(-7)≤f(x1)≤f(x2)≤f(-3)=-5.
∴f(x)在〔-7,-3〕上是增函數(shù)且最大值為-5,故選(B)。
八、利用函數(shù)奇偶性證明不等式
例9設(shè)a是正數(shù),而是XOY平面內(nèi)的點集,則的一個充分必要條件是(1986年上海中學(xué)生競賽題).
證明:考查,以–x替換x,–y替換y,A、B不變.從而知A、B關(guān)于x軸,y軸對稱.故只研究第一象限中A、B關(guān)系即可.
即:.
本解法依據(jù)函數(shù)圖象的對稱性,簡捷得出證明