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2014年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)難點(diǎn)精講精析 2.3函數(shù)的奇偶性與周期性

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1、1 / 23 20142014 年高考一輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)難點(diǎn)精講精析:年高考一輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)難點(diǎn)精講精析:2.32.3 函數(shù)的奇函數(shù)的奇偶性與周期性偶性與周期性一、函數(shù)的奇偶性一、函數(shù)的奇偶性奇偶性定義圖象特點(diǎn)偶函數(shù)如果對(duì)于函數(shù) f(x)的定義域內(nèi)任意一個(gè),都有 f(-x)=f(x),那么函數(shù) f(x)是偶函數(shù)。 關(guān)于 y 軸對(duì)稱奇函數(shù)如果對(duì)于函數(shù) f(x)的定義域內(nèi)任意一個(gè),都有 f(-x)=-f(x),那么函數(shù) f(x)是奇函數(shù)。關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱注:1、奇偶函數(shù)的定義域的特點(diǎn):由于定義中對(duì)任意一個(gè) x 都有一個(gè)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的-x 在定義域中,即說明奇偶函數(shù)的定義域必關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱;2、存在既是奇函數(shù),又是

2、偶函數(shù)的函數(shù),它們的特點(diǎn)是定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,且解析式化簡(jiǎn)后等于零。二、奇偶函數(shù)的性質(zhì)二、奇偶函數(shù)的性質(zhì)1、奇函數(shù)在關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的區(qū)間上的單調(diào)性相同,偶函數(shù)在關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的區(qū)間上的單調(diào)性相反(填 “相同” 、 “ 相反” ) 。2、在公共定義域內(nèi),亦即:(1)兩個(gè)奇函數(shù)的和函數(shù)是奇函數(shù),兩個(gè)奇函數(shù)的積函數(shù)是偶函數(shù);2 / 23(2)兩個(gè)偶函數(shù)的和函數(shù)、積函數(shù)是偶函數(shù);(3)一個(gè)奇函數(shù),一個(gè)偶函數(shù)的積函數(shù)是奇函數(shù)。注:以上結(jié)論是在兩函數(shù)的公共定義域內(nèi)才成立;并且只能在選擇題、填空題中直接應(yīng)用,解答題需先證明再利用。3、若是奇函數(shù) f(x)且在 x=0 處有定義,則 f(0)=0.4、對(duì)稱性:奇(

3、偶)函數(shù)的定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,且這是函數(shù)具有奇偶性的必要不充分條件;5、整體性:奇偶性是函數(shù)的整體性質(zhì),對(duì)定義域內(nèi)任意一個(gè)都必須成立;x 6、可逆性: 是偶函數(shù);)()(xfxf)(xf奇函數(shù);)()(xfxf)(xf7、等價(jià)性:)()(xfxf0)()(xfxf)()(xfxf0)()(xfxf8、奇函數(shù)的圖像關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,偶函數(shù)的圖像關(guān)于軸對(duì)稱;y9、可分性:根據(jù)函數(shù)奇偶性可將函數(shù)分類為四類:奇函數(shù)、偶函數(shù)、既是奇函數(shù)又是偶函數(shù)、非奇非偶函數(shù)。三、周期性三、周期性1、周期函數(shù):對(duì)于函數(shù)y=f(x),如果存在一個(gè)非零常數(shù)T,使得當(dāng) x 取定義域內(nèi)的任何值時(shí),都有f(x+T)=f(x),那么就

4、稱函數(shù)y=f(x)為周期函數(shù),T為這個(gè)函數(shù)的周期。2、最小正周期:如果在周期函數(shù)f(x)的所有周期中存在一個(gè)最小的正數(shù),那么這個(gè)最小的正數(shù)就叫做它的最小正周期?!緹狳c(diǎn)難點(diǎn)全析熱點(diǎn)難點(diǎn)全析】一、函數(shù)奇偶性的判定一、函數(shù)奇偶性的判定1 1、相關(guān)鏈接、相關(guān)鏈接利用定義判斷函數(shù)奇偶性的一般步驟,即:(1)首先確定函數(shù)的定義域,看它是否關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱。若不對(duì)稱,則既不是奇函數(shù)又不是偶函數(shù)。(2)若定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,再判定 f(-x)與 f(x)之間的關(guān)系若 f(-x)=-f(x)(或 f(-x) +f(x)=0) ,則為奇函數(shù);若 f(-x)=f(x)(或 f(-x) -f(x)=0),則 f(x)為偶

5、函數(shù);若 f(-x)=-f(x)且 f(-x)=f(x),則 f(x)既是奇函數(shù)又是偶函數(shù);若 f(-x) f(x)且 f(-x)- f(x),則 f(x)既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù)。圖象法:性質(zhì)法:一些重要類型的奇偶函數(shù)(1)函數(shù) f(x)=ax+a-x為偶函數(shù); 函數(shù) f(x)=ax-a-x為奇函數(shù);(2)函數(shù) f(x)=( ax-a-x)/( ax+a-x)=( ax-1)/( ax+1)其中(a0 且 a1)為奇函數(shù);(3)函數(shù) f(x)=loga()為奇函數(shù)(a0 且 a1);11xx(4)函數(shù) f(x)= loga()為奇函數(shù)(a0 且 a1)21xx2 2、例題解析、例題解析例例

6、11討論下述函數(shù)的奇偶性:);111(1)()3(;)0)(1(1)0(0)0)(1(1)()2(;22116)() 1 (222xxogxfxxxnxxxxnxfxfxxx);0(|)()4(22aaaxxaxf常數(shù)解:解:(1)函數(shù)定義域?yàn)?R R, )(2211614161211161222116)(xfxfxxxxxxxxxxx,f(x)為偶函數(shù);(另解)先化簡(jiǎn):14414116)(xxxxxf,顯然)(xf為偶函數(shù);從這可以看出,化簡(jiǎn)后再解決要容易得多。(2)須要分兩段討論:設(shè));()1(1111)1(1)(, 0, 0 xfxxnxxnxxnxfxx設(shè))()1(1111)1(1)(

7、, 0, 0 xfxxnxxnxxnxfxx當(dāng) x=0 時(shí) f(x)=0,也滿足 f(x)=f(x);由、知,對(duì) xR R 有 f(x) =f(x), f(x)為奇函數(shù);(3)10101222xxx,函數(shù)的定義域?yàn)?x,f(x)=log21=0(x=1) ,即 f(x)的圖象由兩個(gè)點(diǎn) (1,0)與(1,0)組成,這兩點(diǎn)既關(guān)于 y 軸對(duì)稱,又關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,f(x)既是奇函數(shù),又是偶函數(shù);(4)x2a2, 要分 a 0 與 a 0 時(shí),), 0()0 ,(|aaaaxaxa函數(shù)的定義域?yàn)?xxaxfax22)(, 0|,當(dāng) a 0 時(shí),f(x)為奇函數(shù); ,2,2,2)(, 0|2122axaxa

8、xxaxfax稱的兩點(diǎn)取定義域內(nèi)關(guān)于原點(diǎn)對(duì) )(,0, 03353)2()2(xfaafaf時(shí)當(dāng) 既不是奇函數(shù),也不是偶函數(shù)例例 22f(x)是定義在(,55,)上的奇函數(shù),且f(x)在5,)上單調(diào)遞減,試判斷f(x)在(,5上的單調(diào)性,并用定義給予證明解析:解析:任取x1x25,則x1x25因f(x)在5,上單調(diào)遞減,所以f(x1)f(x2)f(x1)f(x2)f(x1)f(x2) , 即f(x)在(,5上單調(diào)減函數(shù)二、分段函數(shù)的奇偶性二、分段函數(shù)的奇偶性1 1、分段函數(shù)奇偶性的判定步驟、分段函數(shù)奇偶性的判定步驟(1)分析定義域是否關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱;(2)對(duì) x 的值進(jìn)行分段討論,尋求 f(X)

9、與 f(-X)在各段上的關(guān)系;(3) 綜合(2)在定義域內(nèi) f(X)與 f(-X)的關(guān)系,從而判斷 f(X)的奇偶性。注:奇偶性是函數(shù)的一個(gè)整體性質(zhì),不能說函數(shù)在定義域的某一段上是奇函數(shù)或偶函數(shù)。2 2、例題解析、例題解析例例 11已知函數(shù)。試判斷的奇偶性224(0)( )4(0)xxxxf xxxxx( )f x分析:分析:確定定義域判斷每一段上與的關(guān)系判斷整個(gè)定義域上()fx( )f x與的關(guān)系結(jié)論。()fx( )f x解答:解答:由題設(shè)可知函數(shù)的定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱。當(dāng)時(shí),0 x 0 x 2222224( ),()()44(),( )().0,0,4( ),()()44(),( )().0

10、()( )( )xxf xxxxxxfxxxf xfxxxxxf xxxxxxfxxxf xfxfxf xf x 則當(dāng)則綜上所述,對(duì)于x都有成立,為偶函數(shù)。注:注:分段函數(shù)奇偶性的判斷,要注意定義域內(nèi) x 取值的任意性,應(yīng)分段討論,討論時(shí)可依據(jù) x 的范圍取相應(yīng)的解析式化簡(jiǎn),判斷 f(x)與 f(-x)的關(guān)系,得出結(jié)論,也可以利用圖象作判斷例例 22判斷函數(shù)的奇偶性解析:解析:顯然函數(shù) f(x)的定義域?yàn)椋?-,0)(0,+),關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,當(dāng) x0,則 f(-x)=-(-x)2-x=-x2-x=-f(x);當(dāng) x0 時(shí),-x0,則 f(-x)=(-x)2-x=x2-x=-f(x);綜上可知:

11、對(duì)于定義域內(nèi)的任意 x,總有 f(-x)=-f(x)成立,函數(shù) f(x)為奇函數(shù);三、抽象函數(shù)的奇偶性三、抽象函數(shù)的奇偶性1 1、相關(guān)鏈接、相關(guān)鏈接判斷(或證明)抽象函數(shù)的奇偶性的步驟(1)利用函數(shù)奇偶性的定義,找準(zhǔn)方向(想辦法出現(xiàn) f(x),f(-x));(2)巧妙賦值,合理、靈活變形配湊;(3)找出 f(X)與 f(-X)關(guān)系,得出結(jié)論。2 2、例題解析、例題解析例例 11已知函數(shù) f(x)對(duì)一切 x、yR,都有 f(x+y)=f(x)+f(y),(1)判斷函數(shù) f(x)的奇偶性;(2)若 f(-3)=a,用 a 表示 f(12)分析:分析:判斷函數(shù)奇偶性的一般思路是利用定義,看 f(-x

12、)與 f(x)的關(guān)系,進(jìn)而得出函數(shù)的奇偶性;解決本題的關(guān)鍵是在 f(x+y)=f(x)+f(y)中如何出現(xiàn) f(-x);用 a 表示f(12)實(shí)際上是如何用 f(-3)表示 f(12),解決該問題的關(guān)鍵是尋找 f(12)與 f(-3)的關(guān)系解答:解答: 1( )()( )( ),0(0)2 (0),(0)0.,(0)( )(),()( ),( )f xRxyf xyf xf yxyfffyxff xfxfxf xf x 顯然的定義域是,關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱。又函數(shù)對(duì)一切、都有令,得再令得為奇函數(shù)。(2)( 3)( )(3)( 3).()( )( ),(12)(66)(6)(6)2 (6)3 (33)4

13、 (3)4 .faf xffaf xyf xf y xyRfffffffa 且為奇函數(shù),又、,例例 22 設(shè)函數(shù))(xf在),(上滿足)2()2(xfxf,)7()7(xfxf,且在閉區(qū)間0,7上,只有0)3() 1 ( ff。(1)試判斷函數(shù))(xfy 的奇偶性;(2)試求方程0)(xf在閉區(qū)間2005,2005上的根的個(gè)數(shù),并證明你的結(jié)論。解析:解析:(1)由)2()2(xfxf,得函數(shù))(xfy 的對(duì)稱軸為2x )5() 1(ff而) 1() 1 (0)5(fff,即)(xf不是偶函數(shù)又 )(xf在0,7上只有0)3() 1 ( ff 0)0(f從而知函數(shù))(xfy 不是奇函數(shù)故函數(shù))(

14、xfy 是非奇非偶函數(shù)(2))7()7()2()2(xfxfxfxf)14()4()14()()4()(xfxfxfxfxfxf)10()(xfxf從而知函數(shù))(xfy 的周期為 T=10又0) 1 ()3( ff 0)9()7()13()11(ffff故)(xf在0,10和0 ,10上均有 2 個(gè)根,從而可知函數(shù))(xfy 在0,2000上有400 個(gè)根,在2000,2005上有 2 個(gè)根,在0 ,2000上有 400 個(gè)根,在2000,2005上沒有根。 函數(shù))(xfy 在2005,2005上有 802 個(gè)根。注:注:抽象函數(shù)奇偶性的判斷,關(guān)鍵是要充分理解題意,靈活選取變量的值。四、四、函

15、數(shù)奇偶性應(yīng)用函數(shù)奇偶性應(yīng)用1 1、相關(guān)鏈接相關(guān)鏈接應(yīng)用函數(shù)奇偶性可解決的問題及方法應(yīng)用函數(shù)奇偶性可解決的問題及方法(1)已知函數(shù)的奇偶性,求函數(shù)值將待求值利用奇偶性轉(zhuǎn)化為已知區(qū)間上的函數(shù)值求解.(2)已知函數(shù)的奇偶性求解析式將待求區(qū)間上的自變量,轉(zhuǎn)化到已知區(qū)間上,再利用奇偶性求出,或充分利用奇偶性構(gòu)造關(guān)于 f(x)的方程(組),從而得到 f(x)的解析式.(3)已知函數(shù)的奇偶性,求函數(shù)解析式中參數(shù)的值常常利用待定系數(shù)法:利用 f(x)f(-x)=0 得到關(guān)于待求參數(shù)的恒等式,由系數(shù)的對(duì)等性得參數(shù)的值或方程求解.(4)應(yīng)用奇偶性畫圖象和判斷單調(diào)性利用奇偶性可畫出另一對(duì)稱區(qū)間上的圖象及判斷另一區(qū)間

16、上的單調(diào)性.2 2、例題解析、例題解析【例】(1)(2011安徽高考)設(shè) f(x)是定義在 R 上的奇函數(shù),當(dāng) x0 時(shí),f(x)=2x2-x,則 f(1)=( )()-3()-1()1()3(2)(2011遼寧高考)若函數(shù)為奇函數(shù),則 a=( ) ()xf x2x1xa 1223ABCD 134(3)已知偶函數(shù) f(x)在區(qū)間0,+)上單調(diào)遞增,則滿足的 x 的()f 2x2f2取值范圍是( ) ,(,)A0B02C0 2 2D2【方法詮釋】(1)將求 f(1)的值轉(zhuǎn)化為求 f(-1)的值的問題求解;(2)由題意可知 f(-x)+f(x)=0,從而得到關(guān)于 x 的恒等式,再構(gòu)建 a 的方程求

17、解;(3)根據(jù)奇偶性得到將原不等式轉(zhuǎn)化為 | ,f 2x2f2x2從而求解. |,f2x2f2【解析】(1)選.由奇函數(shù)的定義有 f(-x)=-f(x),所以 f(1)=-f(-1)=-2(-1)2+1=-3.(2)選.函數(shù) f(x)為奇函數(shù),f(x)+f(-x)=0 恒成立,即 xx02x1xa2x1xa恒成立.可化為(2x+1)(x-a)=(2x-1)(x+a)恒成立.整理得 2(1-2a)x=0 恒成立,則必有 1-2a=0,1.2 a(3)選.f(x)為偶函數(shù), |f 2x2f2x2,又 f(x)在0,+)上單調(diào)遞增,由得:|()f2x2f2,2x22解得:.0 x2注:注:利用函數(shù)的

18、奇偶性可將未知區(qū)間上的求函數(shù)值、求解析式、作圖象、判定單調(diào)性問題轉(zhuǎn)化為已知區(qū)間上的函數(shù)值、解析式、圖象、單調(diào)性問題求解,充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的轉(zhuǎn)化與化歸思想.五、函數(shù)的周期性及其應(yīng)用五、函數(shù)的周期性及其應(yīng)用1 1、相關(guān)鏈接、相關(guān)鏈接關(guān)于周期函數(shù)的常用結(jié)論:(1 1)若對(duì)于函數(shù))若對(duì)于函數(shù) f(x)f(x)定義域內(nèi)的任意一個(gè)定義域內(nèi)的任意一個(gè) x x 都有:都有:,則函數(shù) f(x)必為周期函數(shù),2|a|是它的一個(gè)周期; 1f xaf x,f(x+a)=,則函數(shù) f(x)必為周期函數(shù),2|a|是它的一個(gè)周期;1( )f x,則函數(shù) f(x)必為周期函數(shù),2|a|是它的一個(gè)周期; 1f xaa0f x,(

19、2)(2)如果如果 T T 是函數(shù)是函數(shù) y=f(x)y=f(x)的周期,則的周期,則kT(kZ,k0)也是函數(shù) y=f(x)的周期,即 f(x+kT)=f(x);若已知區(qū)間m,n(m10 時(shí),|lgx|1,因此結(jié)合圖象及數(shù)據(jù)特點(diǎn) y=f(x)與 y=|lgx|的圖象交點(diǎn)共有 10 個(gè).例例 22設(shè) f(x)是定義在 R 上的奇函數(shù),且對(duì)任意實(shí)數(shù) x,恒有 f(x+2)=-f(x).當(dāng)x0,2時(shí),f(x)=2x-x2.(1)求證:f(x)是周期函數(shù);(2)當(dāng) x2,4時(shí),求 f(x)的解析式;(3)計(jì)算 f(0)+f(1)+f(2)+f(2 013).【解析】(1)f(x+2)=-f(x),f

20、(x+4)=-f(x+2)=f(x).f(x)是周期為 4 的周期函數(shù).(2)當(dāng) x-2,0時(shí),-x0,2 ,由已知得f(-x)=2(-x)-(-x)2=-2x-x2,又 f(x)是奇函數(shù),f(-x)=-f(x)=-2x-x2,f(x)=x2+2x.又當(dāng) x2,4時(shí),x-4-2,0,f(x-4)=(x-4)2+2(x-4).又 f(x)是周期為 4 的周期函數(shù),f(x)=f(x-4)=(x-4)2+2(x-4)=x2-6x+8.從而求得 x2,4時(shí),f(x)=x2-6x+8.(3)f(0)=0,f(2)=0,f(1)=1,f(3)=-1.又 f(x)是周期為 4 的周期函數(shù),f(0)+f(1)

21、+f(2)+f(3)=f(4)+f(5)+f(6)+f(7)=f(2 008)+f(2 009)+f(2 010)+f(2 011)=0.f(0)+f(1)+f(2)+f(2 013)=f(0)+f(1)=0+1=1.五、函數(shù)奇偶性與周期性的綜合應(yīng)用五、函數(shù)奇偶性與周期性的綜合應(yīng)用例例已知函數(shù) f(x)在 R 上滿足 f(2-x)=f(2+x),f(7-x)=f(7+x)且在閉區(qū)間0,7上,只有 f(1)=f(3)=0,(1)試判斷函數(shù) y=f(x)的奇偶性;(2)試求方程 f(x)=0 在閉區(qū)間-2 011,2 011上根的個(gè)數(shù),并證明你的結(jié)論思路分析:思路分析:(1)判斷函數(shù)奇偶性的一般思

22、路是利用定義,看 f(-x)與 f(x)的關(guān)系,但本題不易出現(xiàn) f(-x)與 f(x),但可先假設(shè)該函數(shù)是奇函數(shù)或偶函數(shù),看能否得出不正確的結(jié)論,進(jìn)而得出結(jié)論(即舉反例來判斷函數(shù)的奇偶性).(2)先求函數(shù)的周期,然后在它的一個(gè)周期內(nèi)求解,再由其周期性求出定義域內(nèi)的全部解解析:(1)若 y=f(x)為偶函數(shù),則 f(-x)=f(2-(x+2)=f(2+(x+2)=f(4+x)=f(x),f(7)=f(3)=0,這與 f(x)在閉區(qū)間0,7上,只有 f(1)=f(3)=0 矛盾;因此 f(x)不是偶函數(shù).若 y=f(x)為奇函數(shù),則 f(0)=f(-0)=-f(0),f(0)=0,這與 f(x)在

23、閉區(qū)間0,7上,只有 f(1)=f(3)=0矛盾;因此 f(x)不是奇函數(shù)綜上可知:函數(shù) f(x)既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù).(2)f(x)=f(2+(x-2)=f(2-(x-2)=f(4-x),f(x)=f(7+(x-7)=f(7-(x-7)=f(14-x),f(14-x)=f(4-x),即 f(10+(4-x)=f(4-x)f(x+10)=f(x),即函數(shù) f(x)的周期為 10.又f(1)=f(3)=0,f(1)=f(1+10n)=0(nZ),f(3)=f(3+10n)=0(nZ),即 x=1+10n 和 x=3+10n(nZ)均是方程 f(x)=0 的根.由-2 0111+10n2 01

24、1 及 nZ 可得 n=0,1,2,3, ,201,共 403 個(gè);由-2 0113+10n2 011 及 nZ 可得 n=0,1,2,3, ,200,-201,共402 個(gè);所以方程 f(x)=0 在閉區(qū)間-2 011,2 011上的根共有 805 個(gè).【方法提示方法提示】(1)如何判斷函數(shù)不具有某性質(zhì)判斷函數(shù)不具有某性質(zhì)只需舉出一個(gè)反例即可;(2)奇偶函數(shù)根的個(gè)數(shù)問題由于奇偶函數(shù)的定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,且 f(-x)=f(x)或f(-x)=-f(x),所以,除去根為零外,如果有解,則解的個(gè)數(shù)為偶數(shù)個(gè).注注: :方程 f(x)=A(其中 A 為非零常數(shù))的解的個(gè)數(shù),如果函數(shù) f(x)為偶函數(shù)時(shí)

25、解的個(gè)數(shù)為偶數(shù)個(gè),如果函數(shù) f(x)為奇函數(shù)時(shí)解的個(gè)數(shù)不一定為偶數(shù)個(gè)六、函數(shù)的奇偶性與單調(diào)性的綜合應(yīng)用六、函數(shù)的奇偶性與單調(diào)性的綜合應(yīng)用例例定義在 R 上的函數(shù))(xf滿足對(duì)任意Ryx、恒有)()()(yfxfxyf,且)(xf不恒為 0。(1)求) 1 (f和) 1(f的值;(2)試判斷)(xf的奇偶性,并加以證明;(3)若0 x時(shí))(xf為增函數(shù),求滿足不等式0)2() 1(xfxf的x的取值集合。解析:解析:(1)令1 yx,得) 1 () 1 () 1 (fff 0) 1 (f令1 yx,得) 1() 1() 1 (fff 0) 1(f(2)令1y,由)()()(yfxfxyf,得) 1()()(fxfxf又0) 1(f )()(xfxf又 )(xf不恒為 0 )(xf為偶函數(shù)(3)由0)2() 1(xfxf知)2() 1(xfxf 又由(2)知|)(|)(xfxf )2()1(xfxf 又 )(xf在), 0 上為增函數(shù) xx21故x的取值集合為21|xx注:注:(1)對(duì)抽象函數(shù)解不等式問題,應(yīng)充分利用函數(shù)的單調(diào)性,將“”脫掉,轉(zhuǎn)化f為我們會(huì)求的不等式;(2)奇偶函數(shù)的不等式求解時(shí),要注意到:奇函數(shù)在對(duì)稱的單調(diào)區(qū)間上有相同的單調(diào)性,偶函數(shù)在對(duì)稱的單調(diào)區(qū)間上有相反的單調(diào)性。 希望對(duì)大家有所幫助,多謝您的瀏覽!

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