1. 概念抽象
奇偶性是函數的“整體性質”。 與單調性一樣,奇偶性也是把圖象的對稱性(幾何特性)轉化為代數關系,并用嚴格的符号語言表示,溝通了形與數,實現了從定性到定量的轉化.偶函數的圖象是軸對稱圖形,而且對稱軸是固定的——y軸,偶函數的判斷規則就是利用f(-x)=f(x)表達“圖象是軸對稱圖形,對稱軸是y軸”;
類似地,奇函數的判斷規則就是利用f(-x)=-f(x)表達“圖象是中心對稱圖形,對稱中心是原點”.
通過具體例子的計算、觀察取值規律,發現“當自變量取一對相反數時,相應的兩個函數值相等”,用符号抽象表示就是“函數f(x)的定義域為I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=f(x)”,由此就可以概括出偶函數的判斷規則.類比偶函數的本質,你能概括出奇函數的本質和符号表示嗎?
2.奇偶性的判定
判斷一個函數的奇偶性先看定義域是否關于原點對稱,如果定義域關于原點對稱,再看f(x)與f(-x)是否相等或互為相反數,根據定義判斷函數的奇偶性。如果定義域不是對稱的,這樣的函數一定是非奇非偶的。
通過對于函數奇偶性的研究,從中引申出三個結論:
結論一:如果一個奇函數,在x=0處有定義,則一定有f(0)=0.
因為在x=0處,要關于(0,0)對稱,又不可能同一個x對應兩個y,所以隻能是f(0)=0.
也可以根據f(-x)=-f(x),有f(-0)=-f(0)f(0)=0.
當然,奇函數可能在x=0處無定義,如,此時不用考慮x=0的情況。隻要有定義,一定有f(0)=0.對于偶函數有這樣的結論嗎?思考一下!
結論二:既奇又偶的函數有無窮多個,這些函數的值域都為{0}.
請别忘記,定義域不同的函數就是不同的函數.如f(x)=0,x∈R;f(x)=0,x∈(-1,1);f(x)=0,x∈[-1,1].圖象為一個點它也是既奇又偶的函數.
結論三:已知,系數a,b,c,d,e,f∈R為常數.
⑴若f(x)是奇函數,則系數滿足b=d=f=0;
⑵若f(x)是偶函數,則系數滿足a=c=e=0.
對于一個多項式函數來說,若它是奇函數,則一定隻有奇次項,若它是偶函數,則一定隻有偶次項.
函數運算之後的奇偶性也可以直接通過定義去驗證,奇函數的和(或差)仍為奇函數,偶函數的和(或差)仍為偶函數,奇函數與偶函數的積,考慮奇函數的個數,有奇數個奇函數則為奇函數,有偶數個奇函數則為偶函數.
3.複合函數的奇偶性
複合函數的奇偶性也會由每一層的奇偶性決定,要判斷函數是奇還是偶,把x取-x,看結果前是否有負号.
對于複合函數F(x)=f(g(x))來講:
(1)如果g(x)是奇函數,即g(-x)=-g(x),
f(x)是奇函數時,則f(g(-x))= f(-g(x))=-f(g(x)),
則當F(-x)=f(g(-x))=-f(g(x))=-F(x),所以F(x)是奇函數;
(2)如果g(x)是奇函數,即g(-x)=-g(x),
f(x)是偶函數時,則f(g(-x)) = f(g(x)),
則當F(-x)=f(g(-x))=f(g(x))=F(x),所以F(x)是偶函數;
(3)如果g(x)是偶函數,即g(-x)=g(x),無論f(x)的奇偶性如何, f(g(-x))= f(g(x))都成立,
則當F(-x)=f(g(-x))=f(g(x))=F(x),所以F(x)是偶函數;
通過上面的列舉歸納,概括出複合函數的奇偶性規律:“一偶則偶,全奇即奇”。此結論可以推廣到多層複合函數,隻要複合函數中有一層函數是偶函數,則複合函數就是偶函數,隻有複合的函數每一層都是奇函數時,則複合的函數才是奇函數。
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