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运用偶函数性质优化解题

2022-07-09安徽省宿城第一中学234000陈玉龙

中学数学研究(江西) 2022年7期
关键词:偶函数定义域实数

安徽省宿城第一中学 (234000) 陈玉龙

函数的奇偶性是函数的一个重要性质,本文通过典型实例的分析剖解,介绍偶函数几种性质特点的应用,旨在强化对偶函数性质的理解,提升所学知识的运用能力,供同行们参考.

一、关注偶函数的定义域

例1 已知二次函数f(x)=ax2+bx+c是定义在[a-1,,2a]上的偶函数,求此函数的单调增区间.

解析:由于f(x)是偶函数,则其定义域应关于原点对称,即有1-a=-2a,则,所以f(x)=-x2+bx+c,又由偶函数的定义得,在定义域内都有f(-x)=f(x)得-bx=bx成立,即有b=0,故f(x)=-x2+c,所以函数f(x)的单调增区间为(-∞,0].

评注:函数的定义域关于原点对称是函数为“奇函数和偶函数”的必要条件,此条件比较容被忽视,必须进行强化.

例2 已知函数f(x)是偶函数,且在(0,+∞)上单调递增,若f(-1)=0,试求关于x的不等式xf(x)<0的解集.

图1

评注:考虑到偶函数的定义域关于原点对称,则由给出的部分单调区间可推出整个函数的定义域和单调性,再抓住特殊点,就能够勾画出函数的大致图像,这样成功解题就是比较容易的事了.

二、关注f(-x)=f(x)的应用

评注:由f(-x)=f(x)一般常用来判断一个函数是否是偶函数,而本例中反用此性质化简所给的不等式,从而显露出解决的机会.

例4 设a为非零实数,偶函数f(x)=x2+a|x-m|+1(x∈R)在区间(2,3)上存在唯一的零点,求实数a的取值范围.

评注:根据偶函数的性质解决了所给表达式中的参数,为下一步的解题扫清了障碍,这是成功解题的重要一环.

三、关注偶函数图象关于y轴对称

例5 若f(x)是R上的偶函数,且满足f(x+2)=f(x),当x∈[0,1]时,f(x)=2x.若在区间[-2,3]上方程ax+2a-f(x)=0恰有四个不相等的实数根,求实数a的取值范围.

图2

评注:偶函数的图像关于y轴对称是函数的重要几何性质,在涉及画图像时必须关注几何性质的运用,本题中,根据此性质画出整个函数图像是解题的成功的关键.

例6 定义在R上的函数在(-∞,a]上是增函数,函数y=f(x+a)是偶函数,当x1a,且|x1-a|<|x2-a|时,试判断f(2a-x1)与f(x2)的大小关系.

解析:由于函数y=f(x+a)是由y=f(x)向左平移a个单位所得,而y=f(x+a)是偶函数,所以y=f(x)的函数图像关于x=a对称.又在(-∞,a]上是增函数,故在(a,+∞)是减函数,当x1a,且|x1-a|<|x2-a|时,去掉绝对值符号得a-x1a,x2>a,由在(a,+∞)是减函数得f(2a-x1)>f(x2).

评注:通过研究给出的偶函数条件,判断出函数y=f(x)的图像的对称性,这是判断两个函数值大小的关键举措,此处显示了图像性质的对于解题的重要性.

四、关于f(x)=f(|x|)的应用

点评:通过判断出函数的单调性与奇偶性后,就将一个隐含关系转化为一个简单的绝对值不等式,充分发挥了隐含的偶函数条件的解题作用.

评注:这里通过运用f(x)=f(|x|)和函数的单调性,将待求的函数不等式转化为绝对值不等式,成功地避免了分类讨论所引起的不方便.

在我们的解题教学中,要帮助学生挖掘一些概念和性质的用途,尤其是如何运用它们去优化解题,通过在我们的课堂上示范和归纳,可以起到率先垂范、画龙点睛的作用.

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