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
- 理解奇函数、偶函数的定义,会用 f(−x) 判断。
- 看懂图像对称:偶函数关于 y 轴对称,奇函数关于原点对称。
- 记住 sin 奇、cos 偶、tan 奇,并会判断它们的组合。
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
把 x 换成 −x,看结果:
f(−x)=f(x) ⇒ 偶函数(关于 y 轴对称),
f(−x)=−f(x) ⇒ 奇函数(关于原点对称).
两条都不满足,就是非奇非偶。
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
- 写出 f(−x)(把每个 x 换成 −x)。
- 和 f(x)、−f(x) 比较,对上哪个就是哪种。
3. 基本函数 + 组合规律
- sinx 奇、cosx 偶、tanx 奇;x奇数 奇、x偶数 偶;∣x∣ 偶。
- 乘法规律(像正负号相乘):奇 × 奇 = 偶,偶 × 偶 = 偶,奇 × 偶 = 奇。
- 加法:奇 + 奇 = 奇,偶 + 偶 = 偶;一奇一偶相加,通常非奇非偶。
✍️ 例题精解
例 1 判断 f(x)=xsinx
解 x 是奇函数,sinx 是奇函数,奇 × 奇 = 偶。验证:
f(−x)=(−x)sin(−x)=(−x)(−sinx)=xsinx=f(x).
是偶函数。
例 2 判断 f(x)=x+cosx
解
f(−x)=(−x)+cos(−x)=−x+cosx.
它既不等于 f(x)=x+cosx,也不等于 −f(x)=−x−cosx,所以是非奇非偶。
一奇(x)加一偶(cosx),通常就是非奇非偶。
例 3 判断 f(x)=x3+x
解
f(−x)=(−x)3+(−x)=−x3−x=−(x3+x)=−f(x).
是奇函数。
🧮 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。
- 判断 f(x)=x2cosx。
- 判断 f(x)=x3sinx。
- 判断 f(x)=sinx+x。
- 判断 f(x)=cosx+1。
- 判断 f(x)=x∣x∣。
参考答案
- 偶 × 偶 = 偶。f(−x)=(−x)2cos(−x)=x2cosx=f(x)。偶。
- 奇 × 奇 = 偶。f(−x)=(−x)3sin(−x)=(−x3)(−sinx)=x3sinx=f(x)。偶。
- 奇 + 奇 = 奇。f(−x)=sin(−x)+(−x)=−sinx−x=−f(x)。奇。
- 偶 + 偶 = 偶。f(−x)=cos(−x)+1=cosx+1=f(x)。偶。
- f(−x)=(−x)∣−x∣=−x∣x∣=−f(x)。奇。
🎓 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)=2ex+e−x B. f(x)=x2+1 C. f(x)=x2+x4 D. f(x)=x∣x∣
真题 2 (2024 年 4 月 · 第 1 题) 设函数 y=2x(ex−e−x),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):A、B、C 都满足 f(−x)=f(x)(偶)。只有 D:f(−x)=(−x)∣−x∣=−x∣x∣=−f(x),是奇函数。选 D。
真题 2 记 g(x)=ex−e−x,则 g(−x)=e−x−ex=−g(x)(奇)。于是
f(−x)=2(−x)g(−x)=2(−x)(−g(x))=2xg(x)=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
- 判断只有一招:算 f(−x),和 f(x)、−f(x) 比。
- 组合记成「正负号相乘」:奇 × 奇 = 偶。
- 一奇一偶相加,多半非奇非偶(如例 2)。
- 今日最低要求:能快速判断含 sin/cos/xn/∣x∣ 的函数奇偶。