對于幂函數f(x)等于x的n次方,如果它的指數n為偶數,則f(x)為偶函數;如果指數n為奇數,則f(x)為奇函數。那麼奇偶性和幂函數有什麼聯系呢?
實際上,奇偶性名稱就來自于幂函數的指數,指數為奇數的幂函數就是奇函數,指數為偶數的幂函數就是偶函數。以前北師大版教材的必修1把奇偶性放在幂函數一節,就有這方面的考慮。
反過來,同學們可以從命名中發現幂函數的圖像對稱性和變化規律。實際上,隻要掌握了奇偶性的規律,我們也可以自己構造奇函數或偶函數。我們有如下結論:
一、結論1
設f(x)為定義域為R的任意函數,則可構造函數g(x)=1/2[f(x)-f(-x)]和函數h(x)=1/2[f(x) f(-x)],則g(x)為奇函數,h(x)為偶函數。
(一)證明
由f(x)定義域為R,容易得到g(x)和h(x)的定義域也均為R。
則g(-x)=1/2[f(-x)-f(x)]= -1/2[f(x)-f(-x)]=-g(x)
h(-x)=1/2[f(-x) f(x)]=h(x)
根據定義可得,g(x)為奇函數,h(x)為偶函數。
利用這個結論,可以迅速解決一些奇偶性問題。
(二)例題
例1:a為常數,判斷下列函數的奇偶性。
(1) f(x)=|x+a|-|x-a|
(2) g(x)=|x+a|+|x-a|
解:設函數h(x) = |x+a|,則h(-x) = |-x+a|=|x-a|,
則f(x) =|x+a|-|x-a|=h(x) -h(-x),
g(x) =|x+a|+|x-a|=h(x) +h(-x)
根據上述結論,f(x)為奇函數,g(x)為偶函數。
說明:f(x)=|x+a|-|x-a|和g(x)=|x+a|+|x-a|是典型的絕對值型奇函數和偶函數。例1是利用任意一個函數構造出一個奇函數和一個偶函數,反過來,我們有第二個結論。
二、結論2
任意一個定義在R上的函數都可以寫成唯一一個奇函數和一個偶函數的和。
(一)證明
設函數f(x)定義域為R,且f(x)=g(x) h(x),且g(x)為奇函數,h(x)為偶函數。
則g(-x)=-g(x),h(-x)=h(x),
則f(-x)=g(-x) h(-x)=-g(x) h(x)①
又f(x)=g(x) h(x)②
由①②解得g(x)=1/2[f(x)-f(-x)],h(x)=1/2[f(x) f(-x)]。
故任意一個定義在R上的函數都可以寫成唯一一個奇函數和一個偶函數的和。
(二)例題
說明:本題解法(1)看起來更簡單。我們換一下條件,如果求f(2)+g(1)的值,那麼此時解法(1)的方法就失效了,但是利用解法(2)仍然可以迅速求出結果,得到f(2)=16+1=17,g(1)=-1,f(2)+g(1)=16。
更進一步,對于含參數的問題,解法(2)也有奇效。我們看下面一個例子。
說明:奇函數+常數(c)是一類非常有趣的函數,雖然此函數非奇非偶,既不關于原點對稱,也不關于y軸對稱,但是根據上加下減原則,函數圖像上、下移動了,對稱中心由(0,0)變為,(0,c),則由對稱原理,我們有第三個論:
三、結論3
定義在R上的函數f (x)=g(x)+c,g(x)是奇函數,則有:f(x)+f(-x)=2c,圖象關于(0,c)對稱。
(一)例題
總結:任一個定義域為R的函數都可以構成成唯一一對奇函數和偶函數的和。那麼,如果f(x)本身就是奇函數或偶函數,怎麼分解成一個奇函數和一個偶函數的形式呢?
實際上,有一個函數f(x)=0(x∈R),既是奇函數也是偶函數。則對于奇函數g(x)來說,可以構造出g(x)= g(x) 0,滿足一個奇函數和一個偶函數之和的形式;同理,對于偶函數h(x),可以構造出h(x)=h(x) 0,也滿足一個奇函數和一個偶函數之和的形式。
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