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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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