摘 要:判定函数f(x)的奇偶性一般采用定义判定,但使用该法判定一些较复杂函数奇偶性则易出错,为此应向学生介绍定理。 关键词:解题教学;函数;中学数学教学
一般的,判定函数f(x)的奇偶性都采用定义判定。这种方法,对判定一些简单函数的奇偶性是非常有效的,但对一些较复杂的函数奇偶性判定就易出错。如在解下例时,就有学生这样做:
11)(a0)的奇偶性。 判定函数f(x)x(xa12
11解: f(x)的定义域是Ax|xR且x0,又f-xxxa12
11 xfxfx,故fx是非奇非偶函数。,x1a2 错了!其实f(x)是偶函数,因为:
ax111fxxxxx21aa12ax111xx2a111xxa12f(x)(2)(3)(1)
学生出错的原因就是由于没有掌握⑴(2)(3)这三步的技巧变形,致使变形不恰当而造成判断失误。类似这样的错误,在学生中常常出现,学生为此也感到困惑,不知道怎样变形才恰到好处,尤其是在变形中要涉及到技巧问题,往往就更难把握好。
判断函数的奇偶性是在未知其结果的情况下进行的,因而用定义判定时,变形的目的性不强,没有固定的变形方法,学生对自己所得结果也就半信半疑,不敢定论,怕在变形中出了问题或变形不恰当,尤其是遇到一个非奇非偶函数的判定更是如此。
定理 :设f(x)的定义域为A,方程f(-x)=f(x)(或f(-x)= -f(x))的解集为N,则f(x)为偶函数(或奇函数)的充要条件是A=N。
证明:充分AN性: 任意x0A,则x0N,即fx0fx0(或fx0fx0),
fx是偶函数(或奇函数)
必要性:fx为偶函数(或奇函数) 对任意xA,有fxfx(或fxfx),00000
xN,故AN,又显然NA f0x的定义域是A{x|xR且x0},由方程f(x)f(x)得方程 AN.1111由xxxx.定理可知,判断函数的奇偶性,只需要判定方
a12a12f(-x)=f(x)(或f(-x)=-f(x))的解集与函数程
x0,上述方程可化为:
11111axx,即x1 1恒成立,xa12a12a1方程f(x)f(x)的解集是N{x|xR且x0}由AN知f(x)是偶函数。f(x)的定义域是是否相等即可,这样,用本定理判定函数的奇偶性,就不会涉及到技巧变形。如前例用定理判定就可以这样进行:
解:
从上看出:用定理判定函数的奇偶性,不但不涉及技巧变形,而且思路清晰,目的十分明确,可行性强,有章可循,学生易掌握。因此,有必要向学生介绍定理。为了进一步说明本定理的优越性,特举两例供同行们比较。 判断下列函数的奇偶性:
(1) f(x)=loga(x21x)(a0,a1)
1sinxcosx
2sinxcosx解:(1)f(x)的定义域是一切实数,即A=R,由方程f(-x)=f(x)得
(2) f(x)=
loga((x)21x)loga(x21x),即-x=x
故方程f(-x)=f(x)的解集N={0}.
由AN知f(x)不是偶函数,又由方程f(-x)=-f(x),得
loga((x)21x)loga(x21x),即x21x1x21x,化简得x21x21.方程 f(-x)= -f(x)的解集N=R。 由A=N知f(x)为奇函数。
(2)f(x)的定义域是一切实数,即A=R,由方程f(-x)=f(x)得 1sin(x)cos(x)1sinxcosx1,即sinx0或cosx,2sin(x)cos(x)2sinxcosx21方程f(x)f(x)的解集是N{x|sinx0或cosx}2 由NR得知f(x)不是偶函数,同样由方程f(-x)=-f(x)得其解集是N={x|cosx=-1}.由NR知f(x)不是奇函数,综合知f(x)是非奇非偶函数。
axb(adbc,c0)的奇偶性. 例2 讨论函数f(x)=
cxd解:f(x)的定义域A={x|cx-d,xR}
2
当d0时,f(x)的定义域不是关于原点o对称的区间,所以f(x)是非奇非偶函数;-ax+baxb,-cxcx即axbaxb,(x0),b=0,当d=0时,由方程f(-x)=f(x)得这与bcad矛盾。故f(-x)=f(x)无解。-ax+baxb由方程f(-x)=-f(x)得=-,即-ax+b=ax+b(x0),-cxcxax=0(x0).(1)当a0时,ax=0无解,即f(-x)=-f(x)无解;(2)当a=0时ax=0的解集N={x|xR且x0},又N{x|xR且x0},由AN知f(x)为奇函数。综合上述可知:当d=a=0时,f(x)为奇函数,其他情况为非奇非偶函数。由上两例可知,用本定理判定函数的奇偶性不失为一种好方法。
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