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文档简介

第1讲半配半凑法构造有奇偶性的函数

在教学函数的奇偶性时,构造有奇偶性的解析函数研究数学问题方面,老师们一般

会讲将待求区间上的自变量转化到已知区间上,再利用奇偶性求出,或充分利用奇偶性

构造关于f(x)的方程(组),从而得到f(x)的解析式.关于常见构造有奇偶性的解析函

数的方法还有那些,往往语焉不详,特别是函数的综合性问题,尤其是与导数相结合时,

常用半配半凑法,很多老师都不清楚.若函数f(x)的定义域关于原点对称,则函数f(x)

1

能表示成一个偶函数与一个奇函数的和的形式.记g(x)=[f(x)+f(-x)],h(x)=

2

1

[f(x)-f(-x)],则f(x)=g(x)+h(x).本专题主要讲半配半凑法,供同仁们教学参考,

2

学生备战2024高考的培优专题.系统归纳构造有奇偶性的解析函数的常见六种方法.

题型一含f(x)f(-x)g(x)结构

名师导航

f(x)f(x)f(-x)g(x)

若函数g(x)为偶函数,定义在R上的函数满足+=,则

g(x)

F(x)f(x)-为奇函数.

2

【典例1】设定义在R上的函数f(x)满足f(x)f(x)x2,且当x0时,f(x)x,若存

1

在x0xf(x)f(1x)x,求x0的取值范围.

2

1

【分析】构造T(x)f(x)x2,由已知条件有T(x)T(x)0,即T(x)为奇函数又x0时

2

f(x)x,可判断T(x)单调递减,结合x0的规则有Tx0T1x0即可求x0的取值范围.

解析:

1

构造函数T(x)f(x)x2,因为f(x)f(x)x2

2

11

∴T(x)T(x)f(x)x2f(x)(x)2f(x)f(x)x20

22

∴T(x)为奇函数,当x0时,T(x)f(x)x0,T(x)在(,0]上单调递减

∴T(x)在R上单调递减.

11

∵存在x0xf(x)f(1x)x,所以fx0f1x0x0

22

1112

∴Txx2T1x1xx,化简得TxT1x

0202020000

1

∴x1x,即x.

0002

【典例2】已知在定义在R上的函数fx满足fxfx6x2sinx0,且x0时,

π3ππ

fx3cosx恒成立,解不等式fxfx6x2cosx.

224

【分析】结合已知不等式,构造新函数gxfx3xsinx,结合单调性及奇偶性,列出

不等式,即可求解.

解析:

由题意,当x0时,fx3cosx恒成立,即fx3cosx0恒成立

又由fxf(x)6x2sinx0,可得fx3xsinxf(x)3xsinx

令gxfx3xsinx,可得gxgx,则函数gx为偶函数

且当x0时,gx单调递增,结合偶函数的对称性可得gx在(,0)上单调递减

3

由fxfx6x2cosx

224

化简得到fx3xsinxfx3(x)sin(x)

222

即gxg(x),所以xx,解得x

224

即不等式的解集为,.

4

故不等式的解集为,.

4

2

【典例3】设函数gxfxx是定义在R上的奇函数,且Fxfx3x,若f11,

则F1()

4781

A.B.C.D.

3333

【分析】根据gx是奇函数,可得fxfx2x2,即可求出f13,进而

可求F1.

解析:

gx是奇函数,gxgx,即fxx2fxx2

即fxfx2x2,f11,f13

8

F1f131331.

3

故选:C.

能力达标训练

1.已知定义域为R的函数f(x)fx2sinx,又当x0时,f(x)1,则关于x的不等式

5

f(x)fx3sinx的解集为()

36

A.,B.,C.,D.,

6666

【分析】由给定函数等式变形,构造函数g(x)f(x)sinx,再探讨函数g(x)的性质,然后

将不等式整理变形为g(x)g(x)求解即得.

3

解析:

xR,f(x)fx2sinxf(x)sinxfxsin(x),

令g(x)f(x)sinx,即有g(x)g(x),g(x)是R上的偶函数

因当x0时,f(x)1

则g(x)f(x)cosx0,当且仅当fx1,cosx1时取“=”,

于是得g(x)在[0,)上单调递增

533

f(x)f(x)3sin(x)f(x)f(x)sinxcosx

36322

f(x)sinxf(x)sin(x)

33

即g(x)g(x),于是得g(|x|)g(|x|)

33

因此,|x||x|x2(x)2,解得x

336

所以所求不等式的解集是[,).

6

故选:A

2

2.设函数fx在R上存在导函数fx,对任意的实数x都有fx4xfx,当

13

x,0时,fx4x.若fm1fm3m,则实数m的取值范围是()

22

13

A.,B.,C.1,D.2,

22

【分析】构造函数F(x)f(x)2x2

解析:

1

令F(x)f(x)2x2,则F(x)f(x)4x0,函数F(x)在(,0)上为减函数

2

因为F(x)F(x)f(x)f(x)4x20,即F(x)F(x)

故F(x)为奇函数,于是F(x)在(,)上为减函数

3

而不等式f(m1)f(m)3m可化为F(m1)F(m),则m1m

2

1

即m.选A.

2

2

3.设函数fx在R上存在导函数fx,对于任意的实数x,都有fx6xfx,当

x,0时,2fx112x,若fm2f2m12m129m2,则实数m的取值范

围是.

2

【分析】令gxfx3x,可得gxgx,知gx为R上的奇函数;根据

2fx112x可推导得到当x,0时,gx0,结合奇偶性可得gx单调性;将所

求不等式转化为gm2g2m,由单调性可得m22m,从而得到m的取值范围.

解析:

由fx6x2fx得:fx3x2fx3x2

2

令gxfx3x,则gxgx,gx为R上的奇函数

1

当x,0时,由2fx112x得:fx6x

2

gxfx6x0,

gx在,0上单调递减;又gx为奇函数,gx在R上单调递减

22

由fm2f2m12m129m2得:fm23m2f2m32m

即gm2g2m

2

m22m,解得:m

3

2

即实数m的取值范围为,.

3

4.已知函数f(x)的导函数为f(x),且满足f(x)2x2f(x).当x(,0)时,f(x)2x;

若f(m2)f(m)4m4,则实数m的取值范围是.

【分析】构造函数hxfxx2,利用导数可得hx在,0递减,结合条件可得hx

是奇函数,在R上单调递减,进而即得.

解析:

令hxfxx2,则hxfx2x

∵当x,0时,fx2x,故hxfx2x0

∴hx在,0递减,而hxfxx2,f(x)2x2f(x)

∴fxfxhxx2hxx22x2,∴hxhx0

∴hx是奇函数,hx在R上单调递减

2

若fm2fm4m4,则fm2m2fmm2

∴hm2hm,∴m2m,即m1.

5.设函数f(x)在R上存在导函数f(x),对任意的xR有f(x)f(x)2x2,且当

x[0,)时,f(x)2x.若f(2ea)f(a)4e(ea),g(x)exax的零点有

个.

【分析】先构造函数F(x)f(x)x2,再求函数F(x)的单调性和奇偶性,再利用函数的性质

化简f2eafa4eea得到a>e,最后利用分离参数数形结合求零点的个数.

解析:

令F(x)f(x)x2,则F(x)f(x)2x0,

所以函数F(x)在0,上是增函数

由题得F(x)f(x)x2,F(x)+F(x)f(x)x2+f(x)x2=0,F(x)-F(x).

所以函数F(x)是奇函数,且在R上是增函数.因为f2eafa4eea,

所以f2ea-(2ea)2<f(a)a2.

所以F(2e-a)<F(a),所以2e-a<a,所以a>e.

x

xe

因为gxeax0,所以a=h(x).

x

ex

h(x)的图像如图所示,所以当a>e时,g(x)有两个零点.

x

6.设函数f(x)在R上存在导数f'(x),xR,有f(x)f(x)x2,在(0,)上f(x)x,

若f(2m)f(m)m22m20,则实数m的取值范围为.

x2

【分析】根据题意构造函数g(x)f(x),推出g(x)为奇函数,判断g(x)的单调性,即

2

可求得实数m的取值范围.

解析:

因为f(x)f(x)x2,所以f(x)f(x)x20

x2(x)2x2

令g(x)f(x),则g(x)g(x)f(x)f(x)0

222

所以g(x)为奇函数,因为x(0,)时,g(x)f(x)x0

所以g(x)在(0,)上为减函数

因为g(x)为奇函数,所以g(x)在(,0)也为减函数

令x0,则f(0)f(0)0,得f(0)0

所以g(x)在R上为减函数,因为f(2m)f(m)m22m20

11

所以g(2m)(2m)2g(m)(m)2m22m20

22

11

所以g(2m)22mm2g(m)m2m22m20

22

所以g(2m)g(m)0

所以g(2m)g(m)0,所以g(2m)g(m)

所以2mm,得m1

所以实数m的取值范围为[1,).

7.设函数f(x)在R上存在导数f(x),对于任意的实数x,有f(x)f(x)2x2,当x(,0)

时,f(x)32x,若f(m2)f(m)2m22m2,则实数m的取值范围

是.

【分析】构造g(x)f(x)x23x,由g(x)g(x)0,可得g(x)为奇函数,利用导数可知

g(x)在R上单调递减,结合函数的单调性解不等式即可.

解析:

f(x)32x,f(x)32x0

令g(x)f(x)x23x,且g(x)f(x)2x3,则g(x)在x(,0)上单调递减.

又f(x)f(x)2x2

g(x)g(x)f(x)x23xf(x)x23xf(x)f(x)2x20

g(x)为奇函数,g(x)在x(0,)上单调递减.

f(m2)f(m)2m22m2,且f(m)f(m)2m2

代入得f(m2)2m2f(m)2m22m2,

转化为f(m2)(m2)23(m2)f(m)m23(m),即g(m2)g(m)

由于g(x)在R上递减,则m2m,解得:m1.

题型二含f(x)-f(-x)g(x)结构

名师导航

若函数g(x)为奇函数,定义在R上的函数f(x)满足f(x)-f(-x)g(x),则

g(x)

F(x)f(x)-为偶函数.

2

3

【典例4】设函数fx在R上存在导函数fx,xR,有fxfxx,在0,

上有2fx3x20,若fm2fm3m26m4,求实数m的取值范围.

1

【分析】构造函数g(x)f(x)x3,进而研究其单调性和奇偶性,

2

将fm2fm3m26m4变形为g(m2)g(m),再利用g(x)的单调性解不等式即

可.

解析:

1

令g(x)f(x)x3

2

3

xR,有fxfxx

11

g(x)f(x)x3f(x)x3x3g(x).

22

所以g(x)为R上的偶函数,又在0,上有2fx3x20

3

所以g(x)f(x)x20,即g(x)在0,上单调递增,在,0上单调递减.

2

又fm2fm3m26m4

11

所以f(m2)(m2)3f(m)m3,即g(m2)g(m)

22

m2m,解之得,m£1.

能力达标训练

8.设函数fx是函数fxxR的导函数,若fxf(x)2x3,且当x0时,

fx3x2,则不等式fxf(x1)3x23x1的解集为.

【分析】先构造函数令F(x)f(x)x3,由题意判断出F(x)的奇偶性和单调性,将不等式转

化成f(x)x3f(x1)(x1)3,即F(x)F(x1),由函数单调性可得到|x||x1|,解得即可.

解析:

令F(x)f(x)x3,F(x)f(x)3x2

则由f(x)f(x)2x3,可得F(x)F(x),故F(x)为偶函数

又当x0时,f(x)3x2,即F(x)0

F(x)在(0,)上为增函数.

不等式f(x)f(x1)3x23x1化为f(x)x3f(x1)(x1)3

F(x)F(x1)

1

由函数单调性奇偶性可知:|x||x1|,解得x.

2

9.设函数fx在R上存在导函数fx,对任意的实数x都有fxfx2x,当

x0时,fx2x1.若fa1fa2a1,则实数a的取值范围是.

【分析】设g(x)(fx)x,判断g(x)的奇偶性和单调性,得出a的范围.

解析:

设g(x)(fx)x,则g(x)g(x)(fx)x(fx)x0

∴gxgx,(gx)是偶函数.

当x0时,fx2x1.,∴g(x)在0,上是增函数

∵fa1fa2a1

∴fa1a1faa,即g(a1)g(a)

1

∴a1a,即a.

2

10.设函数fx在R上存在导数fx,对任意xR都有fxfx4x,且在

x(,0)上,fx2,若f2a2fa2a2a1,则实数a的取值范围

是.

【分析】令g(x)f(x)2x,可得g(x)g(x)0.因此g(x)g(x)是R上的偶函数.在

x(,0)上,g(x)f(x)20,可得函数g(x)在x(,0)上单调递增,在[0,)上单

调递减.再利用函数的奇偶性与单调性即可得出.

解析:

令g(x)f(x)2x,则g(x)g(x)f(x)2x[f(x)2x]f(x)f(x)4x0.

g(x)g(x),g(x)是R上的偶函数.在x(,0)上,g(x)f(x)20

因此函数g(x)在x(,0)上单调递增,在[0,)上单调递减.

若f(2a2)f(a)2(a2)(a1)2a22a4,即f(2a2)2(2a2)f(a)2a

g(2a2)g(a),g(|2a2|)g(|a|),|2a2||a|

1a24,解得2a1,或1a2.

实数a的取值范围是[2,1][1,2].

11.已知定义在R上的函数fx满足fxfx2sinx,当x0时,fx1,若

ftft3sint,则实数t的取值范围为.

36

【分析】构造函数gxfxsinx,可得出该函数为偶函数,利用导数分析出函数ygx

在,0上单调递增,进而可得出该函数在0,上单调递减,将所求不等式变形为

gtgt,可得gtgt,可得出tt,由此可解得实数t的取值范围.

333

解析:

由fxfx2sinx可得fxsinxfxsinx

构造函数gxfxsinx,则gxfxsinxfxsinxgx

所以,函数ygx为偶函数,当x0时,gxfxcosx1cosx0

所以,函数ygx在,0上单调递增,则该函数在0,上单调递减

3133

sintsintsintcostsintsintcost3sint

322226

由ftft3sint得ftftsintsint

3633

即ftsintftsint,即gtgt,则gtgt

3333

由于函数ygx在0,上单调递减,所以,tt,解得t.

36

因此,实数t的取值范围是,.

6

题型三f(-x)

含emx结构

f(x)

名师导航

f(-x)

已知f(x)是定义在R上的可导函数,对于任意实数x,均有emx,则

f(x)

mx

F(x)f(x)e2为偶函数.

f(x)2x

【典例5】已知f(x)是定义在R上的可导函数,对于任意

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