🐜 蚂蚁微积分 · 补缺 51 天
预备阶段:三角函数 · Day 7 / 51

奇偶性

奇函数偶函数对称性

🎯 今天要会做什么

真题选择题第 1 题经常考「判断奇偶」,今天这一招直接拿分;奇偶性以后还能用来简化积分(Day 37)。


📖 知识点精讲

1. 定义与图像对称

xx 换成 x-x,看结果:

f(x)=f(x)  偶函数(关于 y 轴对称),f(-x)=f(x)\ \Rightarrow\ \textbf{偶函数(关于 } y \textbf{ 轴对称)}, f(x)=f(x)  奇函数(关于原点对称).f(-x)=-f(x)\ \Rightarrow\ \textbf{奇函数(关于原点对称)}.

两条都不满足,就是非奇非偶

x y O -2 -1 1 2 -3 -2 -1 1 2 3 x²(偶)x³(奇)
偶函数 y=x²(橙,关于 y 轴对称);奇函数 y=x³(蓝,关于原点对称)。

2. 判断步骤

  1. 写出 f(x)f(-x)(把每个 xx 换成 x-x)。
  2. f(x)f(x)f(x)-f(x) 比较,对上哪个就是哪种。

3. 基本函数 + 组合规律


✍️ 例题精解

例 1 判断 f(x)=xsinxf(x)=x\sin x

 xx 是奇函数,sinx\sin x 是奇函数,奇 × 奇 = 偶。验证:

f(x)=(x)sin(x)=(x)(sinx)=xsinx=f(x).f(-x)=(-x)\sin(-x)=(-x)(-\sin x)=x\sin x=f(x).

偶函数

例 2 判断 f(x)=x+cosxf(x)=x+\cos x

f(x)=(x)+cos(x)=x+cosx.f(-x)=(-x)+\cos(-x)=-x+\cos x.

它既不等于 f(x)=x+cosxf(x)=x+\cos x,也不等于 f(x)=xcosx-f(x)=-x-\cos x,所以是非奇非偶

一奇(xx)加一偶(cosx\cos x),通常就是非奇非偶。

例 3 判断 f(x)=x3+xf(x)=x^3+x

f(x)=(x)3+(x)=x3x=(x3+x)=f(x).f(-x)=(-x)^3+(-x)=-x^3-x=-(x^3+x)=-f(x).

奇函数


🧮 课堂练习

先自己做,再展开看答案。错题归入「函数与连续」分类。

  1. 判断 f(x)=x2cosxf(x)=x^2\cos x
  2. 判断 f(x)=x3sinxf(x)=x^3\sin x
  3. 判断 f(x)=sinx+xf(x)=\sin x+x
  4. 判断 f(x)=cosx+1f(x)=\cos x+1
  5. 判断 f(x)=xxf(x)=x\lvert x\rvert
参考答案
  1. 偶 × 偶 = 偶。f(x)=(x)2cos(x)=x2cosx=f(x)f(-x)=(-x)^2\cos(-x)=x^2\cos x=f(x)
  2. 奇 × 奇 = 偶。f(x)=(x)3sin(x)=(x3)(sinx)=x3sinx=f(x)f(-x)=(-x)^3\sin(-x)=(-x^3)(-\sin x)=x^3\sin x=f(x)
  3. 奇 + 奇 = 奇。f(x)=sin(x)+(x)=sinxx=f(x)f(-x)=\sin(-x)+(-x)=-\sin x-x=-f(x)
  4. 偶 + 偶 = 偶。f(x)=cos(x)+1=cosx+1=f(x)f(-x)=\cos(-x)+1=\cos x+1=f(x)
  5. f(x)=(x)x=xx=f(x)f(-x)=(-x)\lvert -x\rvert=-x\lvert x\rvert=-f(x)

🎓 真题实战

下面两道直接来自历年卷的选择题第 1 题,只用今天的判断方法就能做:

真题 1 (2023 年 10 月 · 第 1 题) 下列函数中,奇函数为 A. f(x)=ex+ex2f(x)=\dfrac{e^x+e^{-x}}{2} B. f(x)=x2+1f(x)=x^2+1 C. f(x)=x2+x4f(x)=x^2+x^4 D. f(x)=xxf(x)=x\lvert x\rvert

真题 2 (2024 年 4 月 · 第 1 题) 设函数 y=x(exex)2y=\dfrac{x(e^x-e^{-x})}{2},则此函数为 A. 奇函数 B. 偶函数 C. 非奇非偶函数 D. 有界函数

真题参考答案

真题 1 逐个验证 f(x)f(-x):A、B、C 都满足 f(x)=f(x)f(-x)=f(x)(偶)。只有 D:f(x)=(x)x=xx=f(x)f(-x)=(-x)\lvert -x\rvert=-x\lvert x\rvert=-f(x),是奇函数。选 D

真题 2 记 g(x)=exexg(x)=e^x-e^{-x},则 g(x)=exex=g(x)g(-x)=e^{-x}-e^{x}=-g(x)(奇)。于是

f(x)=(x)g(x)2=(x)(g(x))2=xg(x)2=f(x),f(-x)=\frac{(-x)\,g(-x)}{2}=\frac{(-x)(-g(x))}{2}=\frac{x\,g(x)}{2}=f(x),

奇 × 奇 = 偶,选 B

想看它们在整张卷里的位置,可点开 2023 年 10 月真题2024 年 4 月真题


🔑 小结 / 易错点