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怎么证分段函数的奇偶性

来源:高考干货 / 时间: 2024-12-26

判断分段函数的奇偶性需要按照以下步骤进行:

检查定义域是否关于原点对称

如果定义域不关于原点对称,则函数是非奇非偶函数。

如果定义域关于原点对称,则继续下一步。

分段判断

对于每一个分段,分别计算 $f(-x)$ 和 $f(x)$。

检查在每个分段上,$f(-x)$ 是否等于 $f(x)$ 或 $-f(x)$。

综合分析

如果在所有的分段上,$f(-x)$ 都等于 $f(x)$,则函数是偶函数。

如果在所有的分段上,$f(-x)$ 都等于 $-f(x)$,则函数是奇函数。

如果在不同的分段上,$f(-x)$ 分别等于 $f(x)$ 和 $-f(x)$,则函数是非奇非偶函数。

示例

示例 1

函数 $f(x)$ 定义如下:

\[ f(x) = \begin{cases}

x^2 + 2x + 3, & x > 0 \\

3, & x = 0 \\

-x^2 - 2x - 3, & x < 0

\end{cases} \]

定义域关于原点对称 ,因为定义域为全体实数。

分段判断

当 $x > 0$ 时,$f(-x) = -(-x)^2 - 2(-x) - 3 = -x^2 + 2x - 3$,而 $f(x) = x^2 + 2x + 3$,所以 $f(-x) = -f(x)$。

当 $x = 0$ 时,$f(-x) = 3$,$f(x) = 3$,所以 $f(-x) = f(x)$。

当 $x < 0$ 时,$f(-x) = -x^2 + 2x - 3$,而 $f(x) = -x^2 - 2x - 3$,所以 $f(-x) = -f(x)$。

综合分析

在所有分段上,$f(-x)$ 都等于 $-f(x)$,因此 $f(x)$ 是奇函数。

示例 2

函数 $f(x)$ 定义如下:

\[ f(x) = \begin{cases}

x^2 - 1, & x > 0 \\

0, & x = 0 \\

1 - x^2, & x < 0

\end{cases} \]

定义域关于原点对称,因为定义域为全体实数。

分段判断

当 $x > 0$ 时,$f(-x) = 1 - (-x)^2 = 1 - x^2$,而 $f(x) = x^2 - 1$,所以 $f(-x) = -f(x)$。

当 $x = 0$ 时,$f(-x) = 0$,$f(x) = 0$,所以 $f(-x) = f(x)$。

当 $x < 0$ 时,$f(-x) = 1 - (-x)^2 = 1 - x^2$,而 $f(x) = 1 - x^2$,所以 $f(-x) = f(x)$。

综合分析

在所有分段上,$f(-x)$ 都等于 $-f(x)$ 当 $x > 0$,且 $f(-x) = f(x)$ 当 $x \leq 0$,因此 $f(x)$ 是奇函数。

通过以上步骤和示例,可以有效地判断分段函数的奇偶性。

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