3.奇偶性与对称性及应用
一.基本原理
1.奇偶性的定义:需要熟练掌握
2.奇偶性的判定:
①.定义法
②.性质法:奇×奇为偶;奇×偶为奇;等等,类似进行加减乘除运算即可.
③.一个特殊的性质:
已知函数的定义域为.
(1)求证:函数为上的偶函数;
(2)求证:函数为上的奇函数;
(3)试判断:定义在上的函数能否表示为一个奇函数和一个偶函数的和.
解析:(1)证明:因为函数的定义域为.所以函数的定义域为,又,所以函数为上的偶函数;
(2)证明:因为函数的定义域为.所以函数的定义域为,又,所以函数为上的奇函数;
(3)因为函数的定义域为.令,,则,又由(1)得为上的偶函数,由(2)得为上的奇函数,且,所以定义在上的函数可以表示为一个奇函数和一个偶函数的和.
由证明可知,上述结论函数的定义域可以是任意对称区间.
比如.都是奇函数.
证明:令,
,由基本原理(2)可证.
类似,还可以判断下列函数的奇偶性
②.是奇函数.
③.(且)是偶函数.
对数型奇偶性证明通常需从或来完成.
(4)与指数有关的复合函数:假设且.
①.为奇函数
②.为奇函数
③.可转化为②或③
4.奇偶性与对称性
(1).轴对称:函数图象关于一条垂直于轴的直线对称,则当函数图象上任意两个点到直线的距离相等且函数值时.我们就称函数关于对称.
代数表示:(1).(2).
(2).中心对称:函数上任意一点()关于点对称的点()也在函数图像上,此时我们就称函数为关于点()对称的中心对称图像,点()为对称中心.
用代数式表示:(1).(2).
(3).已知是定义在上的函数,若是奇函数,则的图像关于点对称.
(4).已知是定义在上的函数,若是偶函数,则的图像关于直线对称.
5.奇偶性(对称性)与导函数
若,即轴对称函数的导函数为中心对称函数,反之亦然,若
6.奇偶性的应用类型
(1).奇偶性加单调性解不等式
(2).利用奇偶性求解析式
(3).常见奇函数与奇偶性的运算性质
(4).奇函数中一个重要的结论
(5).奇偶性与单调性综合
(6).从奇偶性到对称性(对称性的判别)
(7).对称性的综合应用
(8).基于奇偶(对称性)的凸凹反转
二.真题速递
1.(2023·全国·高考真题乙卷)已知是偶函数,则(????)
A. B. C.1 D.2
解析:因为为偶函数,则,
又因为不恒为0,可得,即,则,即,解得.
故选:D.
2.(2023·全国·高考真题新高考2卷)若为偶函数,则(????).
A. B.0 C. D.1
解析:因为为偶函数,则,解得,
当时,,,解得或,则其定义域为或,关于原点对称.
,
故此时为偶函数.故选:B.
3.(2023·全国·高考真题甲卷)若为偶函数,则______.
解析:因为为偶函数,定义域为,
所以,即,
则,故,此时,
所以,又定义域为,故为偶函数,
所以.故答案为:2.
4.(2021年新高考1卷)已知函数是偶函数,则_________.
解析:因为,故,因为为偶函数,故,时,整理得到,故,故答案为:1
5.(2021年全国乙卷)设函数,则下列函数中为奇函数的是(????)
A. B. C. D.
解析:由题意可得,
对于A,不是奇函数;
对于B,是奇函数;
对于C,,定义域不关于原点对称,不是奇函数;
对于D,,定义域不关于原点对称,不是奇函数.故选:B
6.(25届高三八省联考)已知曲线,两条直线、均过坐标原点O,和C交于M、N两点,和C交于P、Q两点,若三角形的面积为,则三角形的面积为____________.
解析:由于和都符合,所以曲线的图象关于原点对称,当时,函数单调递增,由此画出曲线的大致图象如下图所示,
两条直线、均过坐标原点,所以M、N两点关于原点对称,P、Q两点关于原点对称,
根据对称性,不妨设位置如图,可知,,
所以,所以,而和等底等高,面积相同,所以,所以.故答案为:
7.(2024年新课标全国2卷)设函数,,当时,曲线与恰有一个交点,则(????)
A. B. C.1 D.2
分析:图像交点问题常转化成两个函数解析式组成的方程组的公共解,倘若能够观察到与表达式中有一个公共项,此题函数很容易突破的!
解析:令,原题意等价于有且仅有一个零点,因为,
则为偶函数,根据偶函数的对称性可知的零点只能为0,即,解得,若,则,又因为当且仅当时,等号成立,可得,当且仅当时,等号成立,即有且仅有一个零点0,所以符合题意;故选:D.
8.(2024年高考全国甲卷数学(理))函数在区间的大致图像为(????)
A. B.
C. D.
解析: