观察
- 对 f(x)=x3−3x 按“沿 y 轴对折”:虚线副本和原图象重合吗?换成“绕原点转半圈”呢?
- 拖动探针 x0。A 点在 x0,B 点在 −x0。对奇函数,两条竖线的长度和方向有什么关系?
- 展开“改系数和定义域”,只保留 b(x2 项)和 d(常数项)。这时哪盏灯亮了?只保留 a 和 c 呢?
- 把定义域的左端点从 −3 改成 −2。函数式子没变,为什么两盏灯都灭了?
设 f(x) 的定义域 D 关于原点对称。若对任意 x∈D 都有 f(−x)=f(x),则 f(x) 是偶函数;若都有 f(−x)=−f(x),则 f(x) 是奇函数。
偶函数⟺图象关于 y 轴 对称,奇函数⟺图象关于 原点 对称.
对多项式来说,这只看次数:只有偶次项(含常数项)是偶函数,只有奇次项是奇函数。
先猜后证
f(x) 是定义在 R 上的奇函数,当 x>0 时 f(x)=x2−2x。求 f(−1)。
先选定答案,才能看到结论。
✓ 猜对了!✗ −1 不在 x>0 里,不能直接代入。先算 f(1)。
−1 不在已知表达式的范围里,但它的“镜像” 1 在:f(1)=1−2=−1。
奇函数满足 f(−1)=−f(1),所以 f(−1)=1。
顺便还能得到:x<0 时 −x>0,f(x)=−f(−x)=−((−x)2−2(−x))=−x2−2x;又因为 0 在定义域内,f(0)=0。一个奇函数,只要知道它在“半边”上的样子,另半边就完全确定了。
为什么:任何函数都能拆成一偶一奇
只要定义域关于原点对称,就有
f(x)=g(x)2f(x)+f(−x)+h(x)2f(x)−f(−x).
例:把 f(x) = x³ + x² − 2x + 1 拆成偶函数与奇函数之和
第 1 / 5 步 -
它既不奇也不偶 对折:虚线副本 f(−x) 和原图象不重合;转半圈:−f(−x) 也不重合。两盏灯都是 ✗。
f(−x)=−x3+x2+2x+1
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取平均,造出偶函数
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取半差,造出奇函数
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在一个点上验证
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拆法是唯一的
如果去掉一个条件
结论:f(x)=x2 是偶函数 ← 还成立吗?
定义域是 [−3,3]。对任何 x0,A 和 B 一样高,对折后副本与原图象完全重合。
式子还是 x2,只把定义域改成 [−2,3]。把探针拖到 x0=2.5:f(2.5) 有意义,f(−2.5) 却没有——“f(−x)=f(x) 对一切 x 成立”这句话从一开始就无法成立。
所以奇偶性是函数的性质,不只是式子的性质:同一个式子,换个定义域,结论就可能不同。
练一练
函数 f(x)=(x+a)(x−4) 是偶函数,求 a。
提示 · 第一步f(x)=x2+(a−4)x−4a。
完整解答a−4=0,a=4。此时 f(x)=x2−16,确实是偶函数。
f(x) 是 R 上的奇函数,当 x>0 时 f(x)=x2+x。求 f(−2)。
提示 · 方向−2 不在已知范围里,它的镜像在吗?
f(x)=ax3+bx+2,已知 f(−3)=5。求 f(3)。
提示 · 方法F(x)=f(x)−2=ax3+bx 是奇函数。
提示 · 第一步F(−3)=f(−3)−2=3,所以 F(3)=−3。
把 f(x)=2x 写成一个偶函数 g(x) 与一个奇函数 h(x) 之和(定义域都是 R)。求 g(1)。
提示 · 方向这样的拆法是唯一的,所以 g 可以直接写出来。
提示 · 方法g(x)=2f(x)+f(−x)。也可以列方程:g(x)+h(x)=2x,把 x 换成 −x 得 g(x)−h(x)=2−x。
完整解答g(1)=22+21=45。(奇部分 h(x)=22x−2−x,h(1)=43,45+43=2=f(1)。)