盧沛奇
重慶市求精中學(xué)校 重慶 400000
高中數(shù)學(xué)課程中函數(shù)的奇偶性是非常重要的章節(jié),在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中對于函數(shù)的奇偶性掌握的要求也越來越高,在高考有關(guān)求參數(shù)極值,函數(shù)單調(diào)性,導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用等問題中,函數(shù)的奇偶性能對問題的解法提供一個不錯的思路與優(yōu)化。因此,更深入地研究函數(shù)奇偶性,能讓我們更好地掌握函數(shù)的特征,從而能更好地理解與應(yīng)用[1]。
奇偶函數(shù)的定義:一般地,設(shè)一個函數(shù)y=f(x)的定義域是為B,如果對于任取的x∈B,都有f(-x)=f(x)則函數(shù)y=(x)是偶函數(shù);若對于任取的x∈B,都有f(x)=-f(x),則函數(shù)y=f(x)是奇函數(shù)。
對于奇函數(shù)而言,根據(jù)定義可知若定義域內(nèi)存在一點(x0,y0),則很方便得到與其對應(yīng)的-x0點坐標(biāo)為(-x0,-y0);同理對于偶函數(shù)而言,若定義域內(nèi)存在一點(x0,y0),則其對應(yīng)點為
(-x0,y0)。另一方面奇偶性在函數(shù)的圖像上也有著非常鮮明的特征:偶函數(shù)在圖像上關(guān)于y軸對稱,而奇函數(shù)圖像則關(guān)于坐標(biāo)原點中心對稱。
高中數(shù)學(xué)函數(shù)中的奇偶性性質(zhì)是函數(shù)的重要性質(zhì)之一,它在我們學(xué)習(xí)的代數(shù)、三角以及高等數(shù)學(xué)中都有著非常廣泛的應(yīng)用,近幾年的中學(xué)各類考試中,經(jīng)常會出現(xiàn)關(guān)于函數(shù)奇偶性的一些題型,一般出現(xiàn)在填空、選擇、判斷、證明、求值等題型中。在函數(shù)學(xué)習(xí)過程中利用奇偶性,一方面可以更為準(zhǔn)確的做出函數(shù)圖像,從而更好的了解函數(shù)特征,另一方面,函數(shù)的奇偶性還有助于判斷函數(shù)的單調(diào)性,在求取復(fù)雜參數(shù)的參數(shù)取值或者范圍等問題中都能起到一定的作用,簡化計算過程等[2]。
因此在判斷函數(shù)奇偶性的問題中,應(yīng)當(dāng)首先觀察函數(shù)的定義域,在解決一些復(fù)雜函數(shù)的問題中,可以幫助我們節(jié)省不少的時間。然而,不少高中生經(jīng)常在判斷函數(shù)奇偶性的問題中,過分注重于函數(shù)表達(dá)式,急于利用f(-x)與f(x)的關(guān)系來解決問題,常常會出現(xiàn)錯誤,例如對于y=x2(x<0)很多同學(xué)一定會不假思索的說這個函數(shù)是偶函數(shù),但實際上,僅僅從定義域上就可以很容易判斷出這是一個非奇非偶函數(shù)。
如果是把這兩句話倒過來,得出:關(guān)于原點對稱的函數(shù)圖像一定對應(yīng)一個奇函數(shù),關(guān)于y軸對稱的函數(shù)圖像一點對應(yīng)一個偶函數(shù)。則這種說法是錯誤的,例如,我們以原點為中心的橢圓它的圖像既關(guān)于原點對稱,又關(guān)于y軸對稱,但是就不是一個函數(shù),更不要談他的奇偶性了。
奇函數(shù)在關(guān)于原點對稱的整個區(qū)間上,單調(diào)性是一致的,而偶函數(shù)則是相反的。例題:若給出一個函數(shù)f(x)的定義域在R上是偶函數(shù),在區(qū)間(-∞,0]上是減函數(shù),且f(2)=0,求使得f(x)<0的x的取值范圍。分析:因為函數(shù)f(x)是偶函數(shù),且f(2)=0,所以f(-2)=f(2)=0,又因為函數(shù)f(x)在區(qū)間(-∞,0]上是減函數(shù),所以函數(shù)在[-2,0]內(nèi)的函數(shù)值是小于0的。利用偶函數(shù)與函數(shù)單調(diào)性的性質(zhì),函數(shù)區(qū)間[0,+∞]上是增函數(shù),因此函數(shù)在[0,2]內(nèi)的函數(shù)值是大于0的,最后得出使得f(x)<0的x的取值范圍為-2<x<2。
如果存在一個函數(shù)既是奇函數(shù)又是偶函數(shù)的,則它的函數(shù)關(guān)系式是要滿足f(-x)=f(x)和f(-x)=-f(x)的,然后我們可以得出f(x)=-f(x),解得f(x)=0。因此只要函數(shù)定義域關(guān)于原點對稱,則f(x)=0既是奇函數(shù)又是偶函數(shù),例如x∈R、x∈[-5,5]等等。
我們假設(shè)y=f是g=Q(x)和y=f(g)復(fù)合函數(shù),假定其定義域是關(guān)于坐標(biāo)原點對稱的區(qū)間。則得出:(1)若g=Q(x)是偶函數(shù)的,又y=(g)是偶函數(shù)的,結(jié)果y=f(g)是偶函數(shù);(2)若g=Q(x)是奇函數(shù)的,又y=f(g)是奇函數(shù)的,結(jié)果y=f是奇函數(shù);(3)倘使g=Q(x)是奇函數(shù)的,又y=f(g)是偶函數(shù)的,則y=f(g)是偶函數(shù),總結(jié)起來可以得到復(fù)合函數(shù)中存在偶函數(shù),則函數(shù)為偶函數(shù),否則為奇函數(shù)。利用這個性質(zhì)對幫助學(xué)生快速解決有關(guān)復(fù)合函數(shù)奇偶性的問題,可以起到事半功倍的效果[3]。
從高中數(shù)學(xué)的函數(shù)知識構(gòu)架來談,我們都知道,函數(shù)的奇偶性,是函數(shù)定義的延展,也是后面研究指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)等很多內(nèi)容的基礎(chǔ)。對于研究函數(shù)的奇偶性的過程體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的“從特殊到一般”、“數(shù)形結(jié)合”的思想方法,這對培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和教學(xué)素養(yǎng)都具有非常重要的意義。通過對高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí),能夠進一步明確函數(shù)的奇偶性在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性。奇偶性的研究和掌握為今后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)奠定了堅實基礎(chǔ)。