函数f(x+1)和f(x-1)的奇偶性

前言

廓清认知

  • 1、函数(y=f(x))的奇偶性

(y=f(x))为奇函数,则满足(f(-x)+f(x)=0),即关于点((0,0))对称;

(y=f(x))为偶函数,则满足(f(-x)-f(x)=0),即关于直线(x=0)对称;

③奇偶性的推广即为对称性,

比如函数满足(f(x)+f(2-x)=4),则函数(y=f(x))关于点((1,2))对称;

函数满足(f(x)-f(2-x)=0),则函数(y=f(x))关于直线(x=1)对称;

  • 2、函数(y=f(x+1))的奇偶性

比如函数(f(x+1))为奇函数,则应该满足(f(-x+1)=-f(x+1)),而不是(f(-x-1)=-f(x+1))

理解这句话要注意:

①、从数的角度思考,可以用特例验证,比如(f(x+1)=x^3)

则用代换法得到(f(x)=(x-1)^3),则(f(-x+1)=-x^3)(f(x+1)=x^3)

故满足(f(-x+1)=-f(x+1))

(f(-x-1)=(-x-2)^2=-(x+2)^3),故不满足(f(-x-1)=-f(x+1))

②、从形的角度理解,比如(f(x+1)=x^3),则用代换法得到(f(x)=(x-1)^3),很显然函数(f(x+1)=x^3)的对称中心是((0,0))

而函数(f(x)=(x-1)^3)的对称中心是((1,0));可以用图像变换来理解,函数(f(x+1))的对称中心是((0,0))

将它向右平移一个单位得到(f(x)),故函数(f(x))的对称中心是((1,0))

③、函数的奇偶性变换针对的是单独的自变量(x),而不是(x+1)这个整体;

④、我们其实可以用函数(y=f(x+1))的奇偶性推出函数(f(x))的对称性:

比如函数(f(x+1))为奇函数,则应该满足(f(-x+1)=-f(x+1)),即(f(-x+1)+f(x+1)=0)

由于(cfrac{(-x+1)+(x+1)}{2}=1)(cfrac{y_1+y_2}{2}=cfrac{f(-x+1)+f(x+1)}{2}=0)

这样我们就能得到函数(f(x))的对称中心是((1,0))

当然由此我们还可以写出表达式(f(x)+f(2-x)=0),或者(f(cfrac{1}{2}+x)+f(cfrac{3}{2}-x)=0)

这些表达式之间都是可以相互转化的,也就是实质是一样的。

再比如函数(f(x+1))为偶函数,则应该满足(f(-x+1)=f(x+1))

这样我们就能得到函数(f(x))的对称轴是直线(x=1)

当然由此我们还可以写出表达式(f(x)=f(2-x)),或者(f(frac{1}{2}+x)=f(frac{3}{2}-x))

这些表达式之间都是可以相互转化的,也就是实质是一样的。

  • 3、函数(y=f(x-1))的奇偶性

同上理解即可。

典例剖析

  • (f(x))的对称轴为(x=0),则(f(x)=f(-x)=f(|x|));则(f(M)geqslant f(N)Leftrightarrow) (f(|M|)geqslant f(|N|))

例1【2019届高三理科数学二轮资料用题】已知定义在(R)上的奇函数(f(x))单调递增,且(g(x)=|f(x)|),则不等式(g(x)-g(2x-6)<0)的解集是【】

$A(2,6)$ $B(-6,-2)$ $C(-infty,2)cup(6,+infty)$ $D(-infty,-6)cup(-2,+infty)$

分析:(g(x))为偶函数,且在([0,+infty))上单调递增,(g(|x|)<g(|2x-6|)),故(|x|<|2x-6|),解得 (xin (-infty,2)cup(6,+infty)),故选(C).

  • (f(x))的对称轴为(x=1),则(f(M)geqslant f(N)Leftrightarrow) (f(|M-1|)geqslant f(|N-1|))

例2【2018齐鲁名校教科研协作体山东湖北部分重点中学高考冲刺模拟,6】已知定义在(R)上的函数(f(x))([1,+infty))上单调递减,且(f(x+1))是偶函数,不等式(f(m+2)geqslant f(x-1))对任意的(xin [-1,0])恒成立,则实数(m)的取值范围是【】

$A.[-3,1]$ $B.[-4,2]$ $C.(-infty,-3)cup [1,+infty)$ $D.(-infty,-4)cup [2,+infty)$

分析:由于(f(x+1))是偶函数,故(f(x))的图像关于(x=1)对称,

(f(m+2)geqslant f(x-1))得到,[说明:(f(x))对称轴为(x=0),则(f(x-1))的对称轴为(x=1);]

(f(|(m+2)-1|)geqslant f(|(x-1)-1|)),又由于函数(f(x))([1,+infty))上单调递减,

(|(m+2)-1|leqslant |(x-1)-1|),即(|m+2|leqslant |2-x|)对任意的(xin [-1,0])恒成立,

而右侧函数(y=|2-x|)(xin [-1,0])上的最小值为(2)

故得到(|m+1|leqslant 2),即(-3leqslant mleqslant 1),故选(A)

例3【学生问题】已知函数(f(x)=e^{x-1}+e^{1-x}),则满足(f(x-1)<e+e^{-1})(x)的取值范围是_____________。

说明:本例子能说明,为什么需要建立一些模型,如令(g(x)=e^x+e^{-x}),则(f(x)=g(x-1)),这样就能很容易画出其图像。

法1:数形结合,做出其图像,原不等式等价于(f(x-1)<f(0))(f(0)=f(2))

由图像可知,(0<x-1<2)

解得(1<x<3)。故所求范围为((1,3))

法2:利用对称性的性质求解,由上可知(g(x)=e^x+e^{-x})为偶函数,在((-infty,0])上单调递减,在([0,+infty))上单调递增;

(f(x)=g(x-1))为对称轴为(x=1)的函数,在((-infty,1])上单调递减,在([1,+infty))上单调递增;

故由(f(x-1)<e+e^{-1}=f(0)),则可知(f(|(x-1)-1|)<f(|0-1|)),又由于在([1,+infty))上单调递增;

则得到(|(x-1)-1|<|0-1|),即(|x-2|<1),即(-1<x-2<1)

解得(1<x<3),故所求范围为((1,3))

延申链接

1、抽象函数性质的验证

原文地址:https://www.cnblogs.com/wanghai0666/p/7631919.html